docomo 5Gは時速300Km超の超高速移動環境で無線通信実験に成功!

NTTドコモは23日、日本電気(以下、NEC)や日本電信電話(以下、NTT)と28GHz帯の周波数において「第5世代移動通信方式(以下、5G)」を用いて時速305kmで移動する自動車に搭載した5G移動局と、実験コースに設置した5G基地局との間で無線データ伝送に世界で初めて成功したと発表しています。

また世界で初めて時速290kmで移動する5G移動局が通信中の5G基地局間ハンドオーバーにも成功し、さらに上り伝送においては時速200kmで移動する5G移動局から4K映像の無線ライブ中継に世界で初めて成功したとしています。

これらの実験は高速鉄道などの超高速移動環境における5Gサービスの提供を想定した自動車走行による実験として2018年4月8日に日本自動車研究所(以下、JARI)のテストコースにおいて実施したとのこと。

さらに実験に際しては「ドコモ5Gオープンパートナープログラム」の参加企業のうちのソニービジネスソリューション(以下、ソニービジネスソリューション)やカーレーシングチーム「DOCOMO TEAM DANDELION RACING」を運営するダンディライアンも協力したということです。

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NTTドコモでは2020年に5Gサービスを提供開始する予定でいますが、当初5Gで使われるミリ波と呼ばれるより高い周波数帯が用いられ、今回の実験ではそんなミリ波の28GHz帯を利用しており、ミリ波では電波の減衰が大きいために電波が遠くまで届きづらく、また直進性が強いという特徴があります。

そのため、5G基地局と5G移動局の両方に電波の放射エリアを特定方向へ集中させるビームフォーミング機能と5G移動局の動きに合わせて電波の放射方向を制御するビーム追従機能を搭載した上でこれらを最適化し、より早い移動速度における5G無線通信回線の設定と5G無線データ伝送の高速化を実現しました。

さらに5G無線通信回線を維持したまま接続先を瞬時に切り替える通信中基地局間ハンドオーバー機能を適用することによってより広いエリアにおける超高速移動する5G移動局と5G基地局の間の5G無線通信を実現。

また超高速移動する自動車からのリアルな車窓映像を5G基地局へ送るため、4K/120fpsの高精細で高フレームレート(以下、4Kハイフレームレート)の映像符号化方式を用いて無線ライブ中継を実現。利用した帯域幅は700MHzとなっています。

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実験は茨城県東茨城郡城里町にあるJARIのテストコース(全周5.5kmの高速周回路のうちの約1kmの直線区間)においてコース脇に設置した2つの5G基地局とコース上を超高速で走行する実験用自動車に搭載した5G移動局との間で28GHz帯の周波数を用いた5G無線通信を実施し、以下の成果を得たということです。

1)時速305kmで移動する5G移動局と5G基地局の間の5G無線データ伝送に世界で初めて成功
2)時速293kmで移動する5G移動局に対して、下り1.1Gbpsの超高速5G無線データ伝送に世界で初めて成功
3)時速290kmで移動する5G移動局と5G基地局の間の無線通信回線を維持したまま、接続先の5G基地局を瞬時に切り替える通信中5G基地局間ハンドオーバーに世界で初めて成功
4)時速200kmで移動する5G移動局から上り4Kハイフレームレート車窓映像の5G無線ライブ中継に世界で初めて成功

・実験装置/機器の主な仕様
5Gシステム5Gコア装置・2つの基地局間の通信中高速ハンドオーバー制御機能
5G基地局装置・超多素子アンテナ(96素子、最大2ビーム)
・ビームフォーミング機能およびビーム追従機能
・基地局あたり2アンテナユニットによる送信ダイバーシティ機能
5G移動局装置・超多素子アンテナ(64素子、最大2ビーム)
・ビームフォーミング機能およびビーム追従機能
4K映像機器4K映像エンコーダー・デコーダー・ハイフレームレート対応
H.265/HEVCエンコーダー・デコーダー
・4K 120フレーム/秒対応
4Kカメラ・ハイフレームレート撮影対応マルチパーパスカメラ
・4K 120フレーム/秒対応
超高速実験用自動車・NISSAN GT-Rベース
特別チューニング車両

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・各社の役割
会社役割
NTTドコモ・実験全体の企画・推進
・超高速移動環境における5Gエリア設計
NEC・5G移動局装置と5G基地局装置の提供
・5Gコア装置の運用
NTT(NTTアクセスサービスシステム研究所)
・高周波数帯電波伝搬の解析・把握

(NTTメディアインテリジェンス研究所)
・4Kハイフレームレート映像伝送システムの構築
ソニービジネスソリューション・4Kハイフレームレート撮影対応カメラ機器の提供
ダンディライアン・超高速実験用自動車のチューニング
・高速周回路における自動車走行オペレーション






記事執筆:memn0ck


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