KDDI総研、高速通信を維持し電力消費を削減する「CPU間連携技術」

　KDDI総合研究所は、局舎に分散配置された基地局のCPUを連携させ、干渉抑制効果と無線信号処理の計算量を削減する「CPU間連携技術」の実証実験に成功したと発表した。

　多数の基地局アンテナを分散配置し、連携することで干渉を抑える「Cell-Free massive MIMO」の有効性を高める仕組み。隣接の基地局の影響を受けにくくなり、時間や場所に左右されず安定した高速通信の利用が見込める技術として、実用化が進められている。

　CPU間連携技術では、ユーザーの移動などで変化する基地局と端末の無線状態を測定し、干渉効抑制果が大きい基地局とのみ通信するよう制御することで、干渉抑制効果と信号処理の計算量の削減を実現した。

　実証では、2つの局舎に設置したサーバーにそれぞれ2つの基地局と端末を1つ接続。同一のサーバーに接続する2つの基地局で無線信号処理を一括して行い端末と通信した。1つの端末をほかの端末に近づけて干渉を発生させたところ、CPU間連携技術を用いない場合は、干渉により通信速度が下がった一方、同技術を活用すると高速通信を維持できたという。

　さらに、大規模展開を想定したシミュレーションでは、局舎間の干渉を抑制する技術として5Gで用いられている、基地局と端末間の伝搬状態を推定して干渉を抑制する「Coordinated Beamforming」と比較して、無線信号処理の計算量を1/4にまで削減できるという結果が出たとしている。

　Cell-Free massive MIMOは、同じ局舎にある無線信号処理機能に接続する基地局を連携させられるが、auサービスのように大規模な通信環境では無線信号処理機能を複数の局舎に分散する必要がある。この場合、基地局間の連携ができず干渉により通信速度が低下するという問題があった。さらに、Coordinated BeamformingとCell-Free Massive MIMOを組み合わせた場合、すべての基地局と端末間で無線信号処理機能において、伝搬状態の推定と干渉抑制の計算が必要となり、大量の無線信号処理が避けられず、サーバーに負荷がかかる課題があったという。

　同社では今後、CPU間連携技術とユーザーごとに連携する基地局を選択し、通信を制御する「AP Cluster化技術」を組み合わせた制御方式の検討を進め、高速通信を維持しつつより少ない基地局数での無線信号処理による消費電力の低減を目指すとしている。