帯域外漏洩電力を抑圧し、周波数利用を効率化するオープンソース型ローカル5Gシステム開発

商用端末対応！オープンソース型ローカル5Gシステムで周波数利用効率化

京都大学大学院情報学研究科の研究グループは、帯域外漏洩電力を大幅に抑圧し、周波数を高密度に利用できるローカル5Gシステムを開発しました。このシステムは、商用端末も接続可能な小型でシンプルな設計が特徴です。

従来のローカル5Gシステムは、高価な無線機や商用端末の非対応など、普及を阻む課題がありました。今回の開発では、これらの課題を克服するため、以下の５つの技術革新に取り組みました。

1. オープンソースソフトウェア活用: 5G NRの基地局機能とコアネットワーク機能を小型PC2台にソフトウェアで実装。
2. UTW-OFDM方式導入: 帯域外漏洩電力を大幅に抑制し、周波数利用効率を高めるUTW-OFDM方式を採用。
3. 端末利用帯域適応制御: 基地局に接続する端末の使用周波数帯域を適応的に制御するEdge-cutスケジューリング法を搭載。
4. 小型PCとソフトウェア無線機の連携: ローカル5Gの運用周波数帯（4.9GHz帯）において、変調・復調を実現。
5. 商用端末との接続成功: iPhone 14 Proなど、商用端末との通信に成功し、基地局から遠隔で端末の送信周波数帯域幅を可変することに成功。

この開発により、オフィスや工場など、限定的な範囲内で、商用端末と接続可能なシンプルな5Gシステムを提供できるようになりました。これにより、ローカル5Gシステムの普及が加速すると期待されています。

開発の背景と意義

近年、ローカル5Gは、携帯電話事業者だけでなく、企業や自治体など、さまざまな主体が利用するようになりました。しかし、高価な機器や商用端末の非対応、周波数利用の効率性など、課題も多く、普及には至っていませんでした。

京都大学の研究グループは、これらの課題解決を目指し、オープンソースソフトウェアを活用した小型でシンプルなローカル5Gシステムを開発しました。このシステムは、商用端末との接続が可能で、帯域外漏洩電力を抑圧することで、周波数利用効率を高めることができます。

今後の展開

京都大学では、このローカル5Gシステムのさらなる進化を目指し、以下の研究開発を進めていきます。

より高性能なソフトウェア無線機の開発
複数基地局間の連携による広範囲なエリアカバー
* 多様なアプリケーションへの展開

今回の開発は、ローカル5Gシステムの社会実装を加速させる重要な一歩となります。今後、さまざまな分野で、この技術が活用されることが期待されます。