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 NTTとNTTドコモは2021年11月12日、電波を反射する性質を持つメタサーフェス反射板を用いて、ユーザーの動きに追従して5G(第5世代移動通信システム)基地局からの電波の反射方向を動的に変える実験に成功したと発表した。メタサーフェス反射板は、基地局から直接電波が届きにくい場所をエリア化できる手段として、各社が開発を急いでいる。NTTとNTTドコモは、6G時代を見据えたエリア化ツールとして今回の技術の実用化を目指す。

ユーザーを追従するメタサーフェス反射板の実証実験の構成
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ユーザーを追従するメタサーフェス反射板の実証実験の構成
(出所:NTT)

 メタサーフェス反射板とは、表面に電波を反射する構造体を周期的に並べたメタマテリアルの一種だ。5Gでは新たにミリ波帯が活用できるようになり、高速・大容量通信が可能になった。一方で高い周波数帯は電波の直進性が高く、基地局から見通し外のエリアには電波が届きにくいという課題がある。メタサーフェス反射板は、その課題を解消するツールの一つとして期待を集めている。壁などにメタサーフェス反射板を設置することで、見通し外のエリアでも電波を届けることができる。

 NTTとNTTドコモは今回、AGCが新たに開発した電気的に電波の反射方向を変えられる28GHz帯対応のメタサーフェス反射板を活用し、ユーザーの移動に合わせて電波の反射方向を制御する技術を開発した。

 具体的にはユーザーに相当する移動可能な5G受信機の位置情報などを、情報収集用のサーバーに送信する。サーバー側では受信機の位置を推定し、推定した結果をメタサーフェス反射板の制御装置に送る。ユーザーの位置に応じて適切な反射角になるように、メタサーフェス反射板を制御する形だ。

メタサーフェス反射板なしの場合(上)と、ユーザーに追従する制御を施したメタサーフェス反射板を活用した場合(下)との受信電力の比較
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メタサーフェス反射板なしの場合(上)と、ユーザーに追従する制御を施したメタサーフェス反射板を活用した場合(下)との受信電力の比較

 実証実験では28GHz帯の5G基地局から、見通し外エリアを移動する5G受信機に対し、メタサーフェス反射板の電波の反射方向を動的に変更することで、受信電力が最大20dBほど改善できたという。なお5G受信機からサーバーへの位置情報の送信は、今回Wi-Fi通信を別途用意した。

 今回の技術開発を担当したNTTアクセスサービスシステム研究所 無線アクセスプロジェクトの小川智明氏は「今回は1人のユーザーにフォーカスした。複数ユーザーに対してトータルとしてどのような反射方向が最適なのかを考慮した検討も必要になる」と話す。