5G無線伝送実証試験

5G Tokyo Bay Summit 技術ワークショップ
5G無線伝送実証試験
エリクソン・ジャパン（株）
5Gトライアル サポートチーム
伊藤昌嗣, 松本勝己, 大山隆, Jens Ostargren, 村井英志
アジェンダ
1. 5Gとは
2. 5G 無線伝送テストベッド
Gbps
~475 m
3. 5G 無線伝送実証試験
4. 展示コーナのご紹介
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5Gとは？
› 5グラムではありません！
› 5th Generation Mobile Communications System
› 第5世代モバイル通信システム
› 第5世代？ モバイル通信システムの世代？
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モバイルシステムの世代
初めて
の携帯
携帯
が普及
初めてのモバイル
ブロードバンド
モバイルブロード
バンドが発展
？
1G
2G
3G
4G
AMPS TACS
NTT大容量方式
NMT
GSM D-AMPS
PDC IS-95
WCDMA/HSPA
cdma2000
LTE
5G
~2000
~2010
~1980
ピークデータ速度
~1990
数10kbps
384kbps100Mbps
1Gbps
約10年毎に新世代が出現
性能が飛躍的に向上
5Gは何をもたらすのか？
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~2020
5G / 2020ビジョン
The Network for
the Networked Society
ネットワーク化社会のためのネットワーク
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接続することで有益となるモノは全て接続する
ロボット
建設機械や車
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デバイス
埋込み型
5G無線アクセス – New Radio
単なるモバイルブロードバンドの
延長線ではない適用範囲
要求条件
› 膨大なトラフィック容量
› 何処でも高速通信
ブロード
バンド
メディアと
ゲーム
メーター
機械の スマートな輸 人間と機械 それら
センサー 遠隔操作
送
の相互動作 以外...
› 超低遅延
› 膨大な数のデバイス
› 超低価格のデバイス
› 超低エネルギー消費のデバイス
広範囲に亘る要件と機能
柔軟でスケーラブル、将来への発展性あるソリューション
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› 超高信頼、超高アベイラビリティ
› ...
5G無線伝送実証試験で確認する、要求条件に
対するソリューション
膨大なトラフィック容量
どこでも高速通信
超低遅延
超広帯域高い周波数
Phase1
短い波長
伝搬減衰
アンテナ小型化
Phase2
位相雑音
スケーラブルOFDM
＋Ultra Lean Carrier
少電波回折
高チャネル相関
Massive ビームフォーミング
ビームトラッキング
マルチユーザMIMO
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Phase1&2
マルチポイント送信
分散MIMO
エリクソン 5G 無線伝送テストベッドの概略
世界初の“5G 端末”
Phase 1
2014~
• 400 MHz 帯域幅
• 4 ストリーム MIMO
• 5+ Gbps ピークレート
Phase 2
2015~2016
•
•
•
•
800MHz 帯域幅
ビーム フォーミング／トラッキング
マルチユーザ MIMO
10+ Gbps/ユーザ, 20+Gbps/サイト
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Phase 3
2017+~
• エンド・ツー・エンドの トライアル
ネットワーク
• プリ・商用トライアル用の機器サ
イズ
Phase1の要素技術：スケーラブルOFDM
› 高い周波数帯位相雑音
–広いサブキャリア間隔
LTE
› 低遅延
–短いTTI(Transmission Time Interval)
› LTE(-Adv.)との親和性
スケーラブルOFDM
› サブキャリア間隔：75kHz
(15kHz x5)
› TTI： 0.2ms
(1ms x1/5)
–OFDMベース
–LTEパラメータとの倍数関係を保持
› 低消費電力
–Ultra Lean Carrier
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• 参照信号： 常時送信  なし
• システム情報：常時報知最小化...
Phase2の要素技術 Massiveアンテナ
アレーアンテナで水平方向に指向性ができる原理
アンテナ
素子
A/D A/D A/D A/D
A/D A/D A/D A/D
A/D A/D A/D A/D
A/D A/D A/D A/D A/D A/D A/D A/D
＋
＋
＋
＋
真正面からの信号は
そのまま加算
各アンテナ素子に
到達時間差があると
ゲインが減少
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到来方向に応じて
到達時間差が異なり
ゲインも異なる
アンテナ素子数を多くすると
よりシャープな特性になる
Phase2の要素技術 Massiveアンテナ
アレーアンテナで水平方向に指向性を作る
アレーアンテナを
機械的に回転
A/D A/D A/D A/D
A/D A/D A/D A/D
＋
＋
移相器によって到達時間差を制御してビーム方向
をステアリング
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› 垂直方向についても
同様
› 送信アンテナについて
も同様
› 垂直・水平方向の2
次元アレーアンテナを
用いれば…
2次元アレーアンテナによるビームフォーミング
› 空間の電波のエネルギーを特定方向に集
中させる
› 特定方向への送信電力が大きくなるので
遠くまで電波が届く
› ただし、非常に狭くなったビームをどうやって
見つけるか（ビーム捕捉）、追いかけるか
（ビームトラッキング）が課題
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2次元アレーアンテナによるマルチユーザMIMO
› ビームが重ならない位置の端
末に異なるビームを割り当てる
ことによりマルチユーザMIMOを
実現
› ビームの捕捉、トラッキングに加
え、ビームの割当（スケジュー
リング）が課題
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5G無線伝送テストベッドのビームの使用法
› 予め特定のエリアを照射する複数の固定
ビームを準備
› ユーザの動きに合わせて（端末からのフィー
ドバック情報によって）固定ビームを切り替
えることによりトラッキングを行う
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ドコモ-エリクソン 5G 共同実験
コンセプト
› 同じ周波数，HW, SWを用いて，日本（YRP)とス
ウェーデン（KISTA)で実験
› 実験結果を共有して比較・検討し，新しい知見，課
題等を議論
› Phase 2：ビーム捕捉・トラッキング等重要技術の
コンセプトを共同設計し実験で評価
目的：15GHz帯を利用して
› 電波伝搬特性の解明
› 伝送特性の確認
– 高速伝送の達成
– マルチポイント通信  分散MIMO
› Phase2：Massive アンテナ技術の性能検証
– Massive ビーム フォーンミグ/トラッキング
– マルチユーザMIMO
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TP2
TP1
伝送実験結果例（YRP, outdoor, 1TP)
受信電力
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スループット
DOCOMO測定データ
伝送実験結果例（KISTA, outdoor,
2TP)
受信電力 TP1 & TP2 [dBm]
受信電力
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2TP
スループット
Phase1：分散MIMO＠日本
異なるストリーム
対を異なる送信
点から送信
DOCOMO
Data
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Phase1：分散MIMO+送信Div.＠ｽｳｪｰﾃﾞﾝ
› 異なるストリーム対を異なる送信点か
ら送信
› 通常の4x4 MIMO2地点送信とスト
リーム当りの電力が同一
(3.3Gbps*)
– 送信電力の増大はストリーム当り
のカバレッジを改善
(5Gbps*)
* 400MHz帯域幅の場合に換算（Kista の屋外帯域幅は200MHz）
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Phase 2 無線伝送実証試験
› 5G 実証試験向け5Gプロトタイプ無線ユニットを
開発
ーPR[プレスリリース ] 2015/11/24
› エリクソン 5G 実証試験でマルチユーザMIMOに
より DL ピークスループット25Gbps超を達成
ーPR 2016/02/17, Youtube
› MWC2016にてマルチユーザMIMOのデモンスト
レーションを実施
ー2016 /2/ 22-25, Youtube, News等
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Phase 2 無線伝送実証試験(ドコモとの共同実験)
プレスリリース, 2016/2/22
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ビームフォーミングによる長距離通信の実証
- 475mの距離(LOS)でも2Gbpsを達成
Gbps
475 m
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ビームトラッキング性能の確認
› 端末の移動に応じて最適なビームが選択さ
れていることを確認
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ビームトラッキング性能の確認
› 端末の移動に応じて最適なビームが選択さ
れていることを確認
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ビームトラッキング性能の確認
› 端末の移動に応じて最適なビームが選択さ
れていることを確認
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ビームトラッキング性能の確認
› 端末の移動に応じて最適なビームが選択さ
れていることを確認
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ビームトラッキング性能の確認
› 端末の移動に応じて最適なビームが選択さ
れていることを確認
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ビームトラッキング性能の確認
› 端末の移動に応じて最適なビームが選択さ
れていることを確認
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ビームトラッキング性能の確認
› 端末の移動に応じて最適なビームが選択さ
れていることを確認
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エリクソンブースの紹介
› Phase2の主要諸元の紹介
› YRPでのマルチユーザMIMO実験の様子を
リアルタイムビデオで中継
› ビデオ中継時間外のご紹介内容
– 5G無線実証試験
– 2020年のネットワークアーキテクチャ
– 5Gの新たなユースケースに対する共同トライアル
› 是非、エリクソンの5Gをご体感下さい！
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