第6世代移動通信システムの研究開発に資するサブテラヘルツ帯電波伝搬シミュレータを開発

2024年5月15日
京都大学　原田博司研究室

京都大学大学院情報学研究科 原田博司 教授、香田優介 助教、大見則親 研究員らの研究グループは、サブテラヘルツ帯を用いた無線通信の実現に向け、その伝送特性評価を計算機上で簡易に実行するための電波伝搬シミュレータ（KUCG：Kyoto University Channel Generator）を開発しました。

サブテラヘルツ帯はおよそ100 GHz付近から300 GHzにわたる周波数であり、第５世代移動通信システム（5G）で使用されているサブ6帯、ミリ波帯に追加して多くの周波数帯域を確保できることから、将来的な周波数帯域の逼迫を抜本的に解決する手段として、その利用が期待されています。

本開発シミュレータKUCGは、同研究グループで行われたサブテラヘルツ帯電波伝搬測定試験と統計的に矛盾しない電波伝搬特性のサンプルを、計算機の上に繰り返し数値生成します。これにより、サブテラヘルツ帯での電波伝搬試験や実証試験を現実空間で実際に行わなくても、誰もが計算機上で各種無線システムの伝送特性評価を行うことが可能になりました。

本成果により、サブテラヘルツ波を用いた無線伝送方式の研究開発がさらに加速されることが期待できます。

詳細には、下記の4点において研究開発を行いました。

1. 　サブテラヘルツ帯周波数の１つである105 GHz、および、ミリ波帯周波数の１つである60 GHzで広帯域信号を実際に放射し電波の到来特性を測定するサウンディングシステムを開発した上で、屋内外数環境において、電波伝搬特性測定試験を実施しました。

2. これらの測定試験から、その電波の到来特性を特徴づける３つのパラメータ（電波の到来時間、到来角度、電力）に関する統計モデルを構築しました。

3.　構築した統計モデルからサンプリングを行うことを基本的なアイデアとして、サブテラヘルツ波の伝搬特性を計算機上で繰り返し数値生成するためのアルゴリズムを設計しました。

4. 　設計した生成アルゴリズムをワンクリックで簡易に実行するためのアプリケーション KUCG を開発しました。このアプリケーションは以下のリンクで公開中です。
https://www.dco.cce.i.kyoto-u.ac.jp/ja/ku-gen/

詳しくは
https://www.dco.cce.i.kyoto-u.ac.jp/ja/PL/PL_2024_03.html
をご覧ください。