1．は　じ　め　に

　第5世代移動通信システム（5G）では，高速・大容量通信を実現するために，Massive MIMO（Multiple Input Multiple Output）とミリ波通信の二つの新しい技術が導入された．これらの技術は，6Gにおいても引き続き重要な技術に位置付けられている．MIMOは，多数のアンテナを用いて，同じ周波数で複数のデータを空間多重伝送することにより，周波数利用効率を高める技術である．5GでFR1として定義されたマイクロ波帯（サブ6GHzと呼ぶ）では，マルチユーザMIMOとして既に実用化されている．一方，FR2として定義されたミリ波帯（24.25～71GHz）では，広い周波数帯域を利用することにより，高速通信を実現する．これら二つの技術において，基盤技術となるのがフェイズドアレーを用いたビームフォーミング（BF:Beamforming）である⁽¹⁾．MIMOでは，複数データの空間多重と分離にビームフォーミング技術を用いる．ミリ波通信では，伝搬損が大きいため，ビームフォーミングにより電波のエネルギーを特定の方向に集中することによって，通信距離を延ばしている．このように，基盤技術が共通することから，ミリ波の広帯域を利用してMIMOによる空間多重伝送を行い，更なる大容量通信を実現することが期待されるが，装置の小形化や低消費電力化が難しく，5Gでは，一般には実用化されていないのが現状である．

　本稿では，ミリ波帯で，MIMOを用いた空間多重（マルチビーム）通信を行う背景や技術課題を解説する．また，その課題を解決する新たな時分割MIMO方式を提案し，基本動作を実証する．

2．ミリ波マルチビーム通信のユースケース

　ミリ波マルチビーム通信の代表的なユースケースとしては，移動通信と衛星通信が挙げられる．図1(a)は移動通信の例である．マルチユーザMIMOでは，1台の無線ユニットが同じ周波数を使って，複数のユーザと同時に通信を行う．また，6Gに向けては，分散配置された複数の小形無線ユニットから，異なるデータを1台のユーザ端末で受信する分散MIMOも検討されている⁽²⁾．こうした5G機器では，設置スペースの制約や，環境負荷低減の観点から，小形・低消費電力が強く求められている．