情報を別の場所へ届ける仕組み

通信システムを簡単に言うと、情報をある場所から別の場所へ届ける仕組みです。その形態は、会話や手紙といった昔からのものや、電話、メール、SNSなど現代の手段まで多岐にわたります。

かつて会話は直接会う必要があり、電話も場所が限られていましたが、今ではスマートフォンなどのモバイル機器を使い、世界中どこでも情報をやり取りできます。私は、このような「いつでもどこでもつながる」ワイヤレス通信の研究に取り組み、近年は多段階協調中継通信に焦点を当てています。

通信性能を向上させるには、通信路がカギ

IoTや5G以降の社会では、多数の機器を相互に接続する通信システムが求められています。多段階協調中継通信は、隣接する機器の協調や、送受信局間に中継局を設けることで通信性能を向上させます。ただし、その性能を十分に引き出すには、機器間を結ぶ「チャネル」と呼ばれる通信路の状態を把握し、その特性を活かすことが不可欠です。

信号が遅れて届く「マルチパス」現象も

ワイヤレス環境のチャネルには有線のようなケーブルがないため、信号は直接届く場合もあれば、建物などに反射して遅れて届く場合もあります。この現象は「マルチパス」と呼ばれ、やまびこのように音が遅れて届く現象にたとえるとわかりやすいでしょう。また、周波数の観点では異なる変動が現れ、さらに各機器は独立しているため、チャネルの状態は環境ごとに存在します。

そこで、私が現在進めている多段階協調中継通信の研究では、これらのチャネル特性を活用し、最適な信号構築による新しい情報伝送手法を検討し、柔軟かつ高精度な通信システムの実現を目指しています。