6G向け「サブテラヘルツ帯無線デバイス」を開発、100Gbpsを実現：NTTドコモなど4社

NTTドコモとNTT、NECおよび、富士通は、サブテラヘルツ帯（100GHz帯と300GHz帯）に対応した無線デバイスを共同開発した。この無線デバイスを用いて無線伝送実験を行い、見通し内の伝送距離100mで100Gビット/秒（bps）の超高速伝送を実証した。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

NTTドコモ、NTT、NEC、富士通の4社が強みを生かす

　NTTドコモとNTT、NECおよび、富士通は2024年4月11日、サブテラヘルツ帯（100GHz帯と300GHz帯）に対応した無線デバイスを共同開発したと発表した。この無線デバイスを用いて無線伝送実験を行い、見通し内の伝送距離100mで100Gビット/秒（bps）の超高速伝送を実証した。

　NTTドコモら4社は、6G（第6世代移動通信）時代に向け、2021年よりサブテラヘルツ帯無線デバイスの開発に取り組んできた。100Gbpsという伝送速度は、5G（第5世代移動通信）に比べ約20倍の伝送速度となる。

100GHz帯および300GHz帯を利用した伝送実証実験の模様［クリックで拡大］ 出所：NTTドコモ他

　共同開発における各社の役割と成果はこうだ。NTTドコモは、複数の狭帯域信号を周波数軸上に多重する「チャネルボンディング装置」を開発し、広帯域な信号を実現した。チャネルボンディング装置と富士通が開発したアレーアンテナを用いた軸合わせ技術、NECが開発したAPAA（Active Phased Array Antenna）とを組み合わせ、100GHz超帯において電波の指向性制御が可能であることを確認した。

左はチャネルボンディング装置を用いた屋外伝送実験、右は電波の指向性制御実験の模様［クリックで拡大］ 出所：NTTドコモ他

　NTTは、高速トランジスタ「InP-HEMT」を用い、300GHz帯の超高速データ伝送が可能な無線装置を開発した。広帯域のミキサーICを用いることにより、1チャネルで100Gbpsが伝送できることを確認した。100Gbpsの信号を300GHz帯における複数のチャネルで伝送できることも分かった。

上図は300GHz帯のInP-HEMT広帯域ミキサーICとミキサージュールおよび無線装置。下図は無線伝送系の概要、無線伝送系の写真、100Gbps伝送結果［クリックで拡大］ 出所：NTT他

　NECは、100素子超から成る多素子アクティブフェーズドアレーアンテナ（APAA）を開発した。このAPAAモジュールは、EIRP（等価等方放射電力）が50dBm、ビームステアリング角±30度程度の特性を有しているという。

上図はAoC送信IC（4素子、4.5×3.0mm）とAPAAモジュール（64素子）。下図はAPAAモジュールの水平方向ビームパターンとコンスタレーション［クリックで拡大］ 出所：NEC他

　富士通は、100GHz帯向けGaN（窒化ガリウム）系MMICと、300GHz帯向けInP（リン化インジウム）系MMICを開発した。電力効率はGaN系MMICで18％以上、InP系MMICで9％以上を達成した。電波暗室内でGaN系MMICを用い無線通信試験を行い、2多重のMIMOで100Gbpsの無線伝送実験に成功した。屋外では100GHz帯で100mの伝送実験を行った。

100GHz帯による無線通信実験の模様［クリックで拡大］ 出所：富士通他