2023年3月22日
ソフトバンク株式会社
ソフトバンク株式会社（以下「ソフトバンク」）は、上空における無線環境および通信性能の把握を目的として、欧州で民間航空機向けの通信サービスの提供に実績があるドイツのSkyFive AG（以下「SkyFive」）の協力の下、高度や移動速度などが地上とは異なる上空の環境において、移動通信に利用される2GHz帯の周波数を用いた電波伝搬特性に関する検証を、2023年2月にドイツで実施しました。
昨今、小型ドローンなどを活用したサービスの増加に伴って、上空での無線通信の利用が増えています。今後も災害時において被害の状況を把握するためにドローンやヘリコプターなどと通信することや、係留気球への無線バックホールの提供など、上空向けの通信の需要はますます増加すると考えられています。一方で、上空と地上では電波伝搬に影響を与える周辺環境が大きく異なり、安定した質が高い通信サービスを提供するためには、基地局と通信端末の位置や高度などが通信に与える影響を考慮する必要があります。例えば、地上では建物や樹木により電波が遮られることがありますが、上空では遮るものがほとんどなく電波が遠くまで届きます。その結果、近くにある基地局からの電波との干渉が大きくなり、受信品質の劣化と通信速度の低下をもたらします。また、ドローンなどに搭載される通信端末の移動速度は、地上で使用されるスマートフォンなどと比べて速いため、周波数が実際とは異なる値として観測される現象（ドップラーシフト）や、電波の受信レベルが変動する現象（フェージング）が発生し、受信電力や通信品質が変動することがあります。
ソフトバンクは、このたびSkyFiveの協力の下、移動通信に利用される2GHz帯の周波数を用いて、地上に設置した無線基地局と、有人飛行機に取り付けたアンテナを介した通信端末の間で、電波伝搬特性の検証を実施しました。さまざまなユースケースを想定して、飛行機をいろいろな高度や速度の組み合わせで飛行させて、多くの条件下で電波伝搬特性のデータを取得しました。この検証で得られたデータを、自由空間の伝搬損失モデルや、3GPP（移動通信システムの規格策定を行う標準化団体）のテクニカルリポート（TR 36.777）として発表されている上空の通信端末の伝搬損失モデルと比較して、評価を行いました。その結果、TR 36.777で定める基地局の半径や高度の範囲を超えた距離であっても、同モデルに補正をかけることで電波の伝搬損失を高い精度で推定できることを確認しました。また、フェージングの偏差の予測については、今回の検証のように広範囲をエリア化した場合、上空の通信端末の高度以外にも基地局からの仰角も考慮に入れる必要があることが判明しました。
これらのデータから、上空における通信品質の予測が可能になり、ネットワークの最適な設計および形成に役立つと考えられます。ソフトバンクは、この検証で得られたデータを、通信速度や通信容量を安定的に提供する上空向けの通信ネットワークの設計に役立てられると期待しています。
ソフトバンクは、今後もより品質が良く、利便性に優れたネットワークを実現する技術について、研究開発を推進していきます。
このたびの検証の概要を含めて、ソフトバンクのR&D部門である「先端技術研究所」のさまざまな取り組みを紹介する技術展「ギジュツノチカラ ADVANCED TECH SHOW 2023」を、2023年3月22～23日に開催します。詳細はギジュツノチカラ ADVANCED TECH SHOW 2023 公式サイトをご覧ください。また、先端技術研究所が取り組むさまざまな技術領域の解説や、取り組み内容の説明などについては、リニューアルした先端技術研究所の公式ウェブサイトをご覧ください。
SkyFiveについて
SkyFiveは、独自のAir-to-Ground（空対地）技術に基づいた機内コネクティビティーサービスを提供しています。SkyFiveのミッションは、真のブロードバンドサービスを航空旅客に提供し、また大量の航空機データのリアルタイム転送を可能にして、Urban Air Mobility（高度に自動化された航空輸送システム）の大規模普及に必要な信頼性が高い低遅延通信をサポートすることです。SkyFiveは、巨大なセルのカバレッジにより、あらゆる種類とサイズの航空機を接続し、4Gおよび5Gのモバイルエコシステムのパフォーマンスとコストの利点を活用しています。SkyFiveは、2019年にノキアからスピンオフして設立され、ドイツのミュンヘンに本社を置き、主要な航空市場での研究開発とサービス提供のための複数の拠点を運営しています。
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