NEC,5G/6G向け光ファイバ無線システムを開発

日本電気(NEC)は,Beyond 5G/6Gに向けて,安定したミリ波通信ネットワークを安価に構築することが可能な1-bitファイバ伝送方式の光ファイバ無線システムを開発し,その実証に成功した(ニュースリリース)。

ミリ波技術を活用した高速ワイヤレス通信はBeyond 5G/6Gのキー・テクノロジーとして期待されているが,ミリ波帯は大きな伝搬損失と高い直進性を有するため,十分なQoS (サービス品質)を実現するために基地局と端末間の見通しを確保することが必要となる。

端末と直接データの送受信を行なう分散アンテナユニット(DA)を高密度に設置し,遮蔽物を回避することは,この課題解決に効果的であるものの,DAのサイズ,消費電力,必要量を設置するためのコストが大きな課題となっている。

そこで同社はDAの小型化,低消費電力化,低コスト化を実現できる,光ファイバ無線システム(RoF)とその伝送方式を開発した。開発した1-bitファイバ伝送方式は,高周波アナログ信号を1-bitパルス信号に変換してファイバ伝送する方式で,フィルタを介すことで,所望のアナログ信号を再生することができる。

この方式を用いた1-bit RoFでは,デジタルRoFと同様,デジタル通信向けの安価な汎用電気-光変換器を用いることが可能となり,同時にアナログRoFのように,DAにデジタル信号を処理するデバイス(DSP)やデジタル-アナログコンバータ(DAC)を必要としない。

しかし,1-bit RoFの実用化には,1-bitパルス信号に変換する1-bit変調器の,信号対雑音・歪特性が低いという課題があった。今回,ダウンリンク向けの1-bitファイバ伝送方式として,雑音・歪特性に優れたベクトル分解方式を開発した。

また,アップリンクにおいては,1-bitファイバ伝送で発生する信号歪をキャンセルし,元の信号を再生する,デジタル再生方式を開発した。これにより,ダウンリンク・アップリンクの双方向において,1-bitファイバ伝送時の信号対雑音・歪特性の劣化を抑制することに成功した。

また,今回開発した1-bit RoFシステムが,モバイル通信規格へ適合することを確認するため,新たに無線ユニットと小型DAで構成される40GHz帯向け光ファイバ無線試作機を開発した。実証の結果,適合が確認された。

同社は,これにより,小型・低コストなDAを高密度に設置することが可能となり,DA-端末間の見通しが確保できるようになり,ミリ波通信環境の改善が期待できるとしている。

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