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世界初 60GHz帯電波の知的反射制御の実証実験に成功 次世代の超高速通信向け電波を物陰にも届けることが可能に

【本学研究者情報】

大学院情報科学研究科
准教授 川本雄一 
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

  • 超高速無線LANに利用される60GHz帯の電波の反射方向を制御可能なIRS (Intelligent Reflecting Surface:知能電波反射面) を利用した実証実験に成功しました。
  • 遮蔽物に遮られる高周波数帯の電波を所望の場所へ届けることが可能になります。
  • 次世代Wi-FiやBeyond 5G(注1)の超高速通信を利用可能なエリアの拡張に寄与する技術です。

【概要】

Society5.0(注2)の実現を支える次世代の超高速無線通信では、周波数が数十~数百ギガ(ギガは10億)ヘルツのミリ波や数百ギガ~数テラ(テラは1兆)ヘルツのテラヘルツ波と呼ばれる高周波数帯の電波を利用します。しかし、この高周波数帯の電波は直進性が高く、遮蔽物に遮られるという課題があります。そこで注目を集めているのがIRSです。

 東北大学大学院情報科学研究科の川本准教授らの研究グループはこのIRSを無線通信システムに組み込み効果的に利用するための方式検討を進めており、今回、世界で始めて電波の反射方向を動的制御可能な60GHz帯向け多素子IRSを用いた実証実験に成功しました。

 IRSはメタ原子(注3)と呼ばれる微小な構造体を平面的に集積した反射板であり、各メタ原子の反射特性を変更することで、IRS に入射した電波の反射方向を任意の方向に制御することが可能です。この特性を利用することで、遮蔽物の陰など電波が届きづらい場所にも有効な通信環境を提供することが可能となり、次世代の無線通信技術を用いた超高速通信を利用可能なエリアを拡張することができます。

 なお本実証実験に使用したIRSは、東北大学と株式会社パナソニック システムネットワークス開発研究所(仙台市、代表取締役社長 前田崇雅)が共同で検討を進めてきたもので、製作は株式会社パナソニック システムネットワークス開発研究所によるものです。また実験は東北大学が設置場所の選定やビーム制御方向などを検討し実施しました。

 

図. IRSの反射を用いた障害物迂回の例

【用語解説】

注1 5G /Beyond 5G
第5世代移動通信システム/第6世代以降の移動通信システム

注2 Society5.0
日本政府が狩猟社会(Society 1.0)、農耕社会(Society 2.0)、工業社会(Society 3.0)、情報社会(Society 4.0)に続いて2016年に提唱した、サイバー空間(仮想空間)とフィジカル空間(現実空間)を高度に融合させたシステムにより、経済発展と社会的課題の解決を両立する、人間中心の社会(Society)。

注3 メタ原子
物質の電磁気特性を人工的に操作するメタマテリアルの単位構成要素

詳細(プレスリリース本文)PDF

問い合わせ先

(研究に関すること)
東北大学 大学院情報科学研究科
准教授 川本 雄一
TEL: 022-795-4287
E-mail: youpsan*it.is.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

(報道に関すること)
東北大学 大学院情報科学研究科
広報室 鹿野 絵里
TEL: 022-795-4529
E-mail: koho*is.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

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