京都大學導入5G系統及全雙工數位孿生無線模擬器

京都大學研究所情報學研究科的原田博斯教授、水谷圭一副教授的研究團隊，與國立研究開發法人情報通信研究機構的綜合試驗研究開發推進中心，在總務省「開發高度虛擬空間中電波模擬系統的技術」計畫委託下，共同投入開發了用於評估導入「全雙工（Full-Duplex: FD）」（可允許同時雙向傳輸）技術的次世代5G系統模擬器。該模擬器可通過輸入都市空間的3D資料、基地台、終端的配置及移動模式等資訊，來模擬複數終端在都市內移動時，整體通訊系統的運作狀況，來評估次世代5G系統的表現進而改善，而不用大費周章在現實世界裝設無線設備來進行實驗。

目前國際正如火如荼地展開次世代5G系統的開發，以應對激增的終端裝置數量和更快的通訊速度需求。現行5G系統中，上行（Uplink: UL）和下行（Downlink: DL）通訊傳輸會使用不同的時間資源或頻率資源來避免互相干擾，稱為半雙工模式（Half-Duplex: HD），也就是雖可雙向傳輸但無法同時進行。但隨著終端裝置數量增加，還是需要其他技術對策。在這樣的背景下，基於全雙工（FD）技術的動態全雙工蜂窩系統（Dynamic Full-Duplex Cellular: DDC）作為未來5G系統的新通信系統引起了廣泛關注。然而，在技術開發後的測試評估上，以完全相同之條件在現實建構並比較半雙工、全雙工的表現是有難度的，因此才有了本次打造系統模擬器的需求。

在模擬神奈川縣橫濱市的環境中配置了一台基地台和五台終端的虛擬無線機，並運行了基於HD的現行5G系統和基於提議FD的B5G系統。在五台終端中，其中一台終端在大街上移動，根據終端的位置，FD的應用情況和終端排程會動態變化，成功地實現了FD帶來的吞吐量擴展效果的評估實證。此成果確認了虛擬線上模擬的可靠性，未來將會以其他地區或是高頻段毫米波為對象等應用為測試目標。

 

資料來源：NICT（2024-06-19）

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