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第5世代移動体通信(5G)システム向け新通信方式UTW-OFDMの 実証実験に世界で初めて成功

京都大学大学院情報学研究科通信情報システム専攻 原田研究室 2017年05月24日 11時30分
From 共同通信PRワイヤー

平成29年5月24日

京都大学大学院 情報学研究科 通信情報システム専攻 原田研究室

第5世代移動体通信(5G)システム向け新通信方式UTW-OFDMの
実証実験に世界で初めて成功
―LTEに対する簡単な信号処理追加のみで帯域外漏洩電力を大幅に抑圧―

 京都大学 大学院情報学研究科の水谷 圭一 助教、松村 武 特定准教授、原田 博司 教授らの研究グループは第5世代移動体通信(5G)システム向けの新しい通信方式である、UTW-OFDM方式の実証実験に世界で初めて成功しました。

 現在、端末数の激増ならび超高速のデータから超多数の低速伝送のセンサーまで多様化する無線通信のトラフィックを収容するために、第5世代移動通信システム (5G) の研究開発が国際的に進められています。しかし、移動通信に適した周波数は現在逼迫しており、限りある周波数資源を有効利用するためには、現在利用可能な第4世代移動通信システムLTE/LTE-Advancedとも互換性があり、さらに周波数の高密度配置が可能な通信方式の開発が急務となっています。

 このような背景の下、本研究グループが5Gシステム向けの新しい通信方式として開発したのがUTW-OFDM方式です。計算量の少ない「時間軸窓処理」を用いることにより、現行の4Gシステムで採用されているCP-OFDM(Cyclic Prefix-OFDM)方式と比べ、帯域外不要輻射を1000分の1以下に削減することが可能な方式として注目を集めています 。しかし、この方式をリアルタイムで動作させる実システムの構築ができておらず、その実現可能性について更なる研究開発が必要になっていました。

 今回、現行LTE/LTE-Advancedシステムに対応したリアルタイム波形整形処理装置を開発し、実際のLTEシステムにおける送信信号のUTW-OFDM方式化に世界で初めて成功しました。さらにUTW-OFDM方式を導入したLTEシステムの評価を実施し、従来のLTEシステムのスループット(通信速度)を劣化させることなく、帯域外不要輻射を約20 dB(約100倍)抑圧することに成功しました。

 本実証実験により、現行の4GシステムLTE/LTE-Advancedで問題となる帯域外輻射を、簡単な信号処理の追加のみで大幅に抑圧できることが実証され、移動通信に適した周波数(6 GHz以下)において、これまで以上に高密度な周波数利用や、5Gが目指す超多数端末の同時接続やチャネルあたりの通信速度の向上が期待できます。また、UTW-OFDM方式は簡単な信号処理の追加のみで実現可能なため、現行の4Gシステムから5Gシステムへのスムーズな移行も期待できます。

 今回成功した実証実験結果について、2017年5月26日に東京ビッグサイト(ワイヤレス・テクノロジー・パーク(WTP)2017会場内)で行われる「電子情報通信学会スマート無線(SR)研究会」にて、研究発表および技術展示を行います。

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