渡邉研究室 ―研究室紹介 #10―

研究分野	移動体通信・通信ネットワーク・アンテナ工学
キーワード	第5世代移動体通信、ネットワークアーキテクチャ、ミリ波通信、 Internet of Things（IoT）、Sliced Network、Liquid Network

研究分野

移動体通信・通信ネットワーク・アンテナ工学

キーワード

第5世代移動体通信、ネットワークアーキテクチャ、ミリ波通信、 Internet of Things（IoT）、Sliced Network、Liquid Network

研究内容

モバイル通信は、2000年ごろに数百kbps で実用された第3世代から普及が広まり、2010年ごろには数10Mbps、現在は100～200Mbps もの高速サービスを提供できる第4世代と呼ばれる方式が普及しはじめています。国内だけでも1億6千万台もの携帯電話やスマートフォンが使用されているように、社会にとって欠くことのできない重要なインフラサービスとなっています。10数年で千倍もの高速化という驚異的な技術革新がある最先端分野です。

2020年以降の実用を目指して、第5世代モバイル通信が世界中で研究開発されています。現在の光サービスをも越える数Gbps の超高速化、伝送遅延を10ms 以下にしてロボットなどの制御に使おう、爆発的に増え続けるデータトラヒックに対応できるようシステム容量を10～100倍にしよう、あらゆるものがネット接続される IoT に向けて接続可能数を100倍にしよう、バッテリーの持ち時間を10倍にしよう、など極めてチャレンジングな目標でさまざまな研究開発が行われています。

第5世代モバイル "5G" の目標と現在の第4世代 "4G LTE" の比較

第5世代モバイル "5G" の目標と現在の第4世代 "4G-LTE" の比較

ミリ波超高速アクセスゲートと 4G-LTE を併用した ICN ベースのネットワーク

第5世代システムでは、ミリ波等の高い周波数を使った数Gbps の超高速伝送が可能になりますが、ミリ波はその伝播特性上の特徴から極めて小さなスポット的なエリア（アクセスゲート）になるので、そのスポットを端末が通過する時間はごく短時間になります。これまでのモバイルネットワークのプロトコルでは、端末の移動管理などの手続きが複雑で、データ送信を行う前に端末がスポットを通過してしまい超高速伝送を生かすことができません。

4G LTEと検討中の 5G 方式のスペクトラム比較

4G-LTEと検討中の 5G 方式のスペクトラム比較

ICN（Information Centric Networking）という従来のIP ネットワークとはまったく違うアーキテクチャを応用して、超高速ミリ波スポットと 4G-LTE を併用しながら session-less でバースト伝送を行うアーキテクチャの研究を進めます。

また、超低遅延の通信を実現するため、ST-DFT-S（Suppressed Tail-DFT-Spread）と呼ぶ新しい無線方式や Dynamic Slice Network という論理的なネットワーク構成の研究を進めます。

Massive MIMO 実用に向けたフィールド測定（都市内電波の可視化）

教員からのメッセージ

渡邉先生より: この研究室では、第5世代モバイルシステムという世界が注目する将来の通信技術を扱います。ネットワーク側の研究だけでなく、スマートフォンの次のモバイルデバイスに関する研究や、それらを利用したアプリケーションなど幅広い分野を扱います。多数の専門研究者のいるKDDI 研究所と連携した研究も行いますので、大学院修了後に実際の事業分野で活躍してみたいと考えている学生さんは大歓迎です。

電気電子系の全研究室を紹介したパンフレットは広報誌ページでご覧いただけます。