京大、5Gシステム向けの新しい通信方式「UTW-OFDM」の実証実験に成功

京都大学は、同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が、第5世代移動体通信(以下、5G)システム向けの新しい通信方式である「UTW-OFDM」方式の実証実験に初めて成功したことを発表した。

現在、多様化する無線通信のトラフィックを収容するために、5Gの研究開発が国際的に進められているが、移動通信に適した周波数が逼迫しているのが実情だ。周波数資源を有効利用するには、現在利用できる第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となっている。

研究グループは、5Gシステム向けの新しい通信方式として「UTW-OFDM」方式を開発した。これは、計算量の少ない「時間軸窓処理」を用いることで、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以下に削減できることで注目されている。しかし、同方式をリアルタイムで動作させる実システムの構築がされておらず、その実現可能性についてさらなる研究開発が必要となっていた。

今回、研究グループは、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たという。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20dB(約100倍)抑圧することに成功した。

これにより、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(6GHz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るという。

また、UTW-OFDM方式は簡単な信号処理の追加のみで実現できるため、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るとのこと。

なお、今回成功したLTEダウンリンクにおけるUTW-OFDM方式の実証実験結果については、5月26日に東京ビッグサイトで開催される「ワイヤレス・テクノロジー・パーク(WTP)2017」の会場内で行われる「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が行われる予定となっている。