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English
2016年5月31日
面向5G采用毫米波波束复用实现了4用户并发访问和12Gbps的通信速度
可将多用户同时进行大容量通信时的速度下降控制在最小范围内
株式会社富士通研究所（注1）（以下简称，富士通研究所）面向下一代移动通信系统“5G”，实现了采用毫米波波束复用的并发访问。通过该技术可将多用户同时进行大容量通信时的速度下降控制在最小范围内。
开发背景
随着智能设备的普及，无线数据通信业务量每年以将近2倍的速度在增加，预计再过10年，通信容量会增加1000倍。为了在2020年能够实现2010年的1000倍即10Gbps的通信速度，目前世界各国正在积极开展下一代移动通信系统--“5G”无线通信技术的研究，日本也正在推进通过各种方法提高无线通信容量的研究。
为了增加每个用户的通信容量，采用的方法有：一种是通过缩小手机基站和Wi-Fi热点的覆盖区域半径来减少每个区域的容纳数量，另外就是使用诸如毫米波波段等可以使用更大范围频率带宽的频带等。
图1 5G与无线LAN的网络构成
课题
毫米波波段可减小天线尺寸，所以通过增加天线的数量将空间分割成小空间，向小小区方向折射。但按传统方法设计的阵列天线在波束形成时，目标方向电波（主瓣）会发生别的方向的电波（旁瓣）， 如果安装用户复用的多个阵列天线的话，波束之间就会产生干扰，也就很难设置多个阵列天线。
开发的技术
采用60GHz频段的毫米波，通过低旁瓣的狭窄电波波束试制了64贴片的阵列天线（图2，图3）。在功率密度一定的普通阵列天线情况中，主瓣和旁瓣功率比为13dB左右。通过设计天线供电电路，按照中心附近天线元件加大功率，向边缘方向逐渐缩小功率分配，实现了主瓣和旁瓣功率比为13dB左右，将原来的功率比提高了7dB（约为传统的1/5）。
图2 试制的天线波束类型
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图3 试制的64贴片阵列天线
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通过新开发的技术，可将各阵列天线的方向布置为略有不同，这样即使多个用户同时通信也互不干扰。
效果
在60GHz频率上用1.2GHz的带宽试制了通信样机，实现每个用户3Gbps的通信容量，4个用户互不干扰，实现了世界最高水平的12Gbps通信容量。
通过新开发的技术，即使在多用户密集的场所同时进行通信，也可将每个用户的通信容量下降控制在最小范围内，从而实现了快捷舒适的通信环境。在用户观看高画质视频以及视频上传至云端时，提供更为舒适的通信环境。
今后
富士通研究所将对毫米波无线的更加高速化以及每个比特率的低功耗化继续开展研究与开发，目标于2020年投入实际应用。
