京都大学が実証したテラヘルツ波の車両通信システムの飛躍的進展
京都大学の画期的な通信技術
京都大学の教授である原田博司氏と准教授の香田優介氏が率いる研究グループは、300 GHz帯のテラヘルツ波を用いた車両通信システムにおいて、実際に走行する車両から最大140 m離れた受信機に対して14.6 Gbit/sのデータを無線で伝送することに成功しました。この成果は、自動運転技術の進化に向けた画期的な一歩とされており、特にテラヘルツ波の可能性に注目が集まっています。
研究の背景
第5世代移動通信システム（5G）は、個人向けの通信サービスに留まらず、産業や社会基盤を支えるための重要なインフラとして活用されています。その特長である「高速・大容量」「低遅延」「多接続」をさらに進化させるためには、より広範な周波数資源が求められています。自動運転技術が進む中、特に車両向け通信システムであるV2X（Vehicle-to-Everything）に注目が集まっています。
この技術は、車両同士や車両とインフラ間で情報を共有し、事故の削減や運転の安全性向上に寄与することが期待されています。その一方で、自動運転車両に搭載されるカメラやセンサーの情報量は増加しており、こうしたデータを迅速に伝送するための超高速無線通信技術の必要性が高まっています。
テラヘルツ波の利点
現在の5Gが使用する28 GHz帯の周波数の10倍にあたる300 GHz帯のテラヘルツ波は、超広帯域の伝送を可能にするため、大容量情報を効率的に無線で送信するための有力な候補です。これにより、高精細な映像や高精度の3D地図情報、点群データなど、自動運転に必要な大容量情報を迅速かつ安定的に送信するための通信システムが築かれることになります。
最新の研究成果
最新の実験では、実走行車両から最大140 m離れた受信機に対し、テラヘルツ帯の超広帯域信号を利用して14.6 Gbit/sの超高速無線伝送を実現しました。この試験に用いられたのは、2026年2月に開発された6G向けテラヘルツ帯広帯域移動伝送試験装置で、その性能は高度な技術によって得られています。
試験装置の主な特長は以下の通りです：
1. テラヘルツ帯でのOFDMA方式による物理層信号の送信。
2. 100 MHzチャネル幅での176 Mbit/sの伝送速度。
3. サブキャリア間隔を960 kHzに拡大し、チャネル帯域幅を7.8 GHzに広げることで14.6 Gbit/sの速度を達成。
4. 高速移動時でも信号同期を安定させる技術。
実験では、道路沿いの受信機に対して、2つの異なる条件で車両の走行が行われ、通信エリアと伝送特性が評価されました。結果として、100 MHz幅では120 mの連続した通信エリアを確保し、7.8 GHzの帯域で140 m離れた地点において14.6 Gbit/sの伝送を成功させました。
今後の展望
この成果は、テラヘルツ波を利用した車両通信技術の実用化に向けた重要なステップと位置づけられています。特に、自動運転に必要な高精細映像や膨大なデータを迅速かつ安全に伝送するための新しい通信システムへの応用が期待されています。さらに、今後はより広範な通信エリアの形成や、走行状況に応じた信号の安定化が求められ、より高度な自動運転社会の実現に寄与することが見込まれています。
このように、テラヘルツ波を用いたV2X通信技術の研究は、自動運転の未来を大きく変える可能性を秘めており、その進展から目が離せません。詳しい情報はこちらをご覧ください。
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