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ネットジャーナル26

大規模MIMOの実現に不可欠な信号処理技術に
パラダイムシフトを起こす

写真:博士(工学)大鐘 武雄 准教授

情報科学研究科 メディアネットワーク専攻 
情報通信システム学講座 インテリジェント情報通信研究室・准教授
博士(工学) 大鐘 武雄

プロフィール

1981年、北海道大学工学部電子工学科卒。1986年、同大学院修士課程修了後、郵政省電波研究所(現・独立行政法人情報通信研究機構)入所。1992年〜95年、(株)ATR光電波通信研究所に出向。1994年、北海道大学博士(工学)の学位を取得。1995年、同大学院工・電子情報・助教授。2005年〜06年、英国ブリストル大客員研究員。研究分野は陸上移動通信伝搬、アダプティブアレーアンテナ、MIMO無線システムにおける信号処理など。IEEE、電子情報通信学会所属。電子情報通信学会篠原記念学術奨励賞(1989)、IEEE AP-S Tokyo Chapter Young Engineer Award(1993)、電子情報通信学会論文賞(2006)などを受賞。

無線通信のトラフィック増加に応える大規模MIMO技術の研究

――先生の研究室では主にどのような研究をおこなっているのですか。

大鐘 携帯電話やスマートフォン、タブレットPCなどの無線通信システムは、伝送速度の向上が常に求められています。世界各国の通信事業者によると、データ量の総数が今後10年で約1000倍にまでふくれあがると試算され、限られた周波数帯の中で膨大なトラフィックをいかに処理するかが大きな課題となっているのです。

こうしたニーズに応えるため近年注目されているのがMIMO(マイモ:multiple-input and multiple-output)と呼ばれる技術です。MIMOは、送信側・受信側それぞれに複数のアンテナを設置し、同時に複数の信号を送受信する技術です(解説1)。2010年から携帯電話の規格であるLTEでMIMOが実用化されており、LTEの後継規格である第4世代(4G)では複数台が同時に携帯基地局と通信するマルチユーザMIMOの導入が検討されています。

私たちの研究室が取り組んでいるのは、もっと先の第5世代以降を見据えた「大規模MIMO」(解説 2)の実現に向けた信号処理技術と伝搬環境の研究です。大規模MIMOは、マルチユーザMIMOをさらに大規模化したもので、基地局に100素子あるいはそれ以上のアンテナを設置し、受信端末も100素子程度(1〜2素子のアンテナを内蔵した携帯端末が50〜100台)となるネットワークを想定しています。通信事業界が現実的に考えているのは、基地局側の100素子に対し受信端末が10〜20素子程度のものですが、本研究室ではより多くのユーザが利用できる環境を視野に入れて研究しています。

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