日立国際電気ら,列車―地上間で1.5Gb/s伝送に成功

日立国際電気,鉄道総合技術研究所,NICTは,時速約240kmで走行する列車と地上間にて,ミリ波(90GHz帯)無線通信システムを用いて,1.5Gb/sのデータ伝送実験に成功した(ニュースリリース)。

スマートフォンやタブレットとインターネットの普及により,高速走行する列車と地上間の高速通信環境の実現に向けた研究開発が各所で実施されている。

最近では旅客サービス以外にも,走行車両内の防犯カメラ映像や営業車による軌道検測などで必要とされる大容量データ伝送手段として,ミリ波帯通信技術への期待も高まっている。ミリ波帯は,利用可能な帯域幅が広く毎秒ギガビット級の超高速無線通信を可能とする一方で,その信号生成・増幅の困難さが課題だった。

研究グループは,鉄道車両が軌道上を規則正しく走行するという特性に着目し,無線エリアを軌道沿いに構築するシステムを開発した。具体的にはモバイルネットワークのようにセルが二次元的に並ぶのではなく,一次元の線状にセルを構成する方式を採用することでミリ波信号を必要なところまで光ファイバーで低損失に届け,必要最小限の距離を無線信号で伝えることが可能になる。

車上無線局と地上無線局では,90GHz帯の化合物半導体を使用した。地上無線局と中央制御装置は,地上無線局をファイバー無線(RoF: Radio over Fiber)技術で接続し,列車の移動に合わせ自動的に無線エリアを切り替えるシステムを構築した。

このシステムを,北陸新幹線(富山~金沢間)の地上の機器室に中央制御装置,線路脇の電化柱に地上無線局(約2km区間に4局),列車の後部運転席内に車上無線局とする構成で設置し,走行試験を行なった。

その結果,時速240kmで走行する列車と地上の設置した中央制御装置間で現行の高速鉄道で利用されている対列車通信システムの750倍となる1.5Gb/sの大容量データ通信を地上無線局切り替え時のハンドオーバーなしで実現できることを確認した。

研究グループは,国際電気通信連合において今回の実験に用いた周波数帯を含む,92.0-109.5GHzの鉄道無線応用に関する国際標準化活動を推進していくとしている。

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