NICT、ドローン間の“すれ違い通信”に成功。0.5秒で120 MBのデータ伝送

また、先行する1機が作る通信スポットを追うように2機目の飛行ルートを設定し、等間隔で飛行させる追従飛行を行うことで、60GHz帯でのリンク維持時間を延長でき、より大容量なデータ伝送も可能となることを確認した。

- Advertisement -

Contents

この成果は、ドローン群の協調飛行（すれ違い飛行や追従飛行）で作り上げる上空無線ネットワークの基盤技術としての活用に期待できるほか、滞空飛行ができない観測用途の無人航空機からの飛行中におけるデータ回収用途が期待されるとしている。

背景

Beyond 5Gによって達成すべき目標概念の一つに「超カバレッジ拡張」がある。その実現には、従来の陸上移動通信ネットワークの構築だけでなく、空・海・宇宙空間までを通信サービスエリアとするための非地上系ネットワーク（NTN）の構築が鍵となるが、上空ネットワークについては、農業分野や点検、物流といった幅広い分野で既に活躍し始めているドローンの活用が有効という。

超高周波帯通信デバイスを用いたデータ中継機能をドローンに搭載すれば、リアルタイム中継ネットワークを上空に構築できるほか、大容量ファイルの転送用途などであれば、ドローンが受信したデータを一次保存したまま宛先となる遠隔地まで飛行搬送した上で無線転送する、遅延耐性ネットワーク（DTN）原理に基づいた中継ネットワークの構築も可能になる。

- Advertisement -

このような方法で、より低コストでカバレッジ性の高い上空無線ネットワークの構築が可能になるという。

ただし、超高周波帯を用いたドローン間通信は、従来のマイクロ波帯と比較して伝搬損失が極めて大きく、直進性が強いため、通信スポットが空間的に限定される特徴がある。

特に、移動しながらの通信では、さらに、通信が可能な時間も限定される難しさがあり、これまで、飛翔するドローン間の超高周波データ伝送の実用性は明らかではなかった。

今回の成果

今回NICTは、ソニーセミコンダクタソリューションズと共同で、60GHz帯無線デバイス（国際無線通信規格IEEE802.15.3eに準拠し、2ミリ秒以下でリンク確立が可能）を搭載したドローン間通信システムを開発。

その2機のドローンを飛翔中に接近させ、僅か0.5秒程度（516ミリ秒）の通信可能時間内で120MBを超えるデータを伝送することに成功した。

- Advertisement -

リンク確立までに数秒を要する一般的な通信規格では難しい飛翔中の、ごく短時間で生じる超高周波帯通信スポットの利用率が向上し、実験では、通信可能時間のうち、99%に及ぶ区間を実際のデータ伝送に利用できることを確認した。

また、ドローン2機が一定距離を保って飛行するようにルート設定し、追従飛行させることで、ドローンが作る60GHz帯通信スポットを追尾し、通信リンクを維持することによって、通信可能時間を延長できた。一例では、ドローンの追従飛行を行った30秒間で、10GBを超える大容量データを伝送できることを確認した。

ドローンが滞空飛行することが難しい場面や、そもそも滞空飛行ができない航空機種を用いる場面では、“すれ違い通信”による、航空機の機動力を損なわないデータ伝送が有効であると考えられるという。一方で、より大容量なデータを伝送する必要がある場面では、追従飛行などによってリンク維持時間を延長することも可能で、これらを状況によって使い分けることが有効である。