Packet Core Workshop with DoCoMo

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1 ヘテロジニアスネットワーク に 対 するエリクソンの 取 組 み 2013 年 6 月 4 日 エリクソン ジャパン

2 ネットワークの 直 面 する 課 題 トラフィックの 急 増 サービス 品 質 (QoE) OTTプレーヤとの 共 存 と 競 合 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 2

3 ネットワークにおいてキーとなる 技 術 ヘテロジニアス ネットワーク 第 4 世 代 IPネットワーク クラウド サービス プロバイダーSDN OSS / BSS & リアルタイム アナリティクス Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 3

4 ヘテロジニアスネット ワークの 背 景 トラフィックの 急 増 多 様 なア プリケーションの 広 がり 基 地 局 サイト 確 保 の 問 題 ス ペクトル 逼 迫 インドアカバ レッジ シームレスなユーザエクスペ リエンスの 必 要 性 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 4

5 キーとなるビジネスエリア スマートデバイ スに 対 するビジ ネス カバレッジと 容 量 の 拡 張 コスト 効 率 の 改 善 新 たな 収 益 の 確 保 データのユーザエクスペリエンス スペクトル 有 効 利 用 ネットワークの 高 効 率 化 音 声 及 びデータの 進 化 音 声 品 質 容 量 増 大 運 用 面 の 効 率 化 新 しいサービス 提 供 の 機 会 スマートフォンの 電 池 寿 命 カバレッジ 拡 張 ネットワーク 管 理 機 能 の 高 度 化 収 益 の 最 適 化 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 5

6 ヘテロジニアスネットワーク マクロ 基 地 局 強 化 シームレスなユーザ エクスペリエンス マクロ 基 地 局 増 設 同 じ 周 波 数 の 小 セル を 追 加 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 6

7 アンテナ 周 波 数 高 効 率 化 マクロ 基 地 局 の 強 化 スマートフォン 効 率 化 フィーチャ マルチキャリア/ キャリアアグリゲーション 高 性 能 受 信 器 キャリアの 追 加 容 量 を10 倍 に! 10 低 周 波 数 の 追 加 LTE 追 加 Antenna Integrated Radio (AIR) 1 MIMOとアンテナダイバーシティ セクター 数 増 加 HSPA (20 MHz) + HSPA 高 度 化 + 低 周 波 数 帯 域 追 加 (5 MHz) + LTE (20 MHz) Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 7

8 増 設 追 加 HW RNC 機 能 拡 張 SW 大 セル 小 セル DLがより 良 いエリア RBS6302 Outdoor AIR mrbs mrrus prbs Wi-Fi Indoor OSS スケーラブルO&M 自 動 インテグレーションRBS ULが 良 いエリア Site name= Harbor Street 84 SerialNumbe r = 69204FXCG 3284 RNC 見 通 し 外 バック ホール インドア ピコ ゲートウェイ 仮 想 化 Wi-Fiコントローラ インターネット 品 質 のバック ホール 対 応 Iub 全 ての 導 入 シナリオに 対 応 可 能 なエンド ツー エンドソリューション Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 8

9 マクロ 基 地 局 の 増 設 HSPA 及 びLTEは 基 地 局 間 距 離 が 200メートル 以 下 でも 優 れた 性 能 ほとんどのネットワークでは マク ロ 基 地 局 の 高 密 度 化 が 大 きな 効 果 エリクソンは 新 たな 製 品 により 手 軽 にマクロ 高 密 度 化 Antenna-integrated radio (AIR) 6301 & 6302ベースバンドユニット Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 9

10 都 市 部 マクロ 高 密 度 化 でパフォーマンス 向 上 LTEの 例 加 入 者 毎 の トラフィック [GB / month] 下 り 77 上 り 北 米 欧 州 日 本 韓 国 香 港 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 10

11 Antenna-Integrated Radioにより 賃 料 削 減 RRU 毎 に 年 間 US$670の 賃 料 RRU 毎 に 年 間 US$670の 賃 料 年 間 US$1,340の 賃 料 を 削 減 できる 可 能 性 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 11

12 コンパクトなベースバンドユニットによる マクロ 基 地 局 の 高 密 度 化 RBS 6301 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 12 RBS 6302

13 小 セルの 追 加 シームレスユーザエクスペリエンスを 提 供 するには 基 地 局 間 協 調 が 必 要 カバレッジと 容 量 両 者 の 兼 ね 合 いで 位 置 決 定 問 題 ユーザ はインドア アウトドアマクロセルは 十 分 な 出 力 を インドアシステムの 利 用 バックホールとサイト 選 定 における 柔 軟 性 が 重 要 それぞれの 導 入 シナリオに 適 合 したソ リューションが 必 要 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 13

14 ヘテロジニアスネットワークアーキテクチャ ONE NETWORK コアネットワーク / マ ルチ 無 線 制 御 Internet Grade Main Unit Macro RBS AP Small RBS Small RBS Small RRU Small RRU Small RRU Small RRU Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 14

15 ONE NETWORK 利 点 優 れたパフォーマンス 全 セルで 全 てのスペクトルを 利 用 可 能 セルエッジで2~10 倍 のデー タレート 切 断 率 が 低 い 少 なくとも50%のトータルコ スト 削 減 トラフィック 管 理 とネットワー ク 管 理 の 共 通 化 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 15

16 マクロセルと 小 セルで 周 波 数 キャリア 共 用 周 波 数 を 分 けず より 大 きな 容 量 確 保 円 滑 で 安 定 したハンドオーバー 相 互 協 調 により より 高 い パフォーマンス より 高 いピーク 速 度 周 波 数 共 用 異 なる 周 波 数 利 用 周 波 数 共 有 異 なる 周 波 数 利 用 ~50% Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 16

17 協 調 動 作 をする 小 セル サービス 継 続 性 トラフィック 管 理 の 単 純 化 複 雑 なチューニング 不 要 2~3 倍 の 容 量 全 帯 域 利 用 可 最 高 の 速 度 マクロセル ( 大 出 力 ) DLがより 良 いエリア ULがより 良 いエリア 小 セル ( 小 出 力 ) DLがより 良 いエリア ULがより 良 いエリア Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 17

18 セル 選 択 上 りのマルチポイント 受 信 上 り 信 号 を 複 数 の 基 地 局 で 受 信 最 良 の 上 り 下 りを 利 用 小 セルによるオフロードを 有 効 利 用 するため レンジ 拡 大 と 併 せて 利 用 (レンジ 拡 大 では 小 セルの 利 用 範 囲 を 人 為 的 に 拡 大 ) レンジ 拡 大 + Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 18

19 ネットワーク 設 計 適 切 な 小 セルの 位 置 小 さな 付 加 価 値 : ユーザ 毎 に 小 さいオフロード ビットレートの 改 善 小 小 さなカバレッジ 大 きな 付 加 価 値 : ユーザ 毎 に 多 くのオフロード ビットレートの 改 善 大 大 きなカバレッジ マクロからの 信 号 対 干 渉 比 が 大 マクロからの 信 号 対 干 渉 比 が 小 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 19

20 対 象 エリアのトラフィック 密 度 ほとんどの 小 セルは 大 都 市 の 中 心 部 が 対 象 強 化 増 設 追 加 強 化 増 設 強 化 Dense urban Urban Suburban Rural Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 20

21 利 用 形 態 により 異 なるソリューション 街 路 / 広 場 カフェ/レストラン 鉄 道 駅 /モール/ 空 港 スタジアム オフィス 要 件 と 可 能 性 を 理 解 してソリューション 選 択 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 21

22 ビル 内 の ソリューション 均 質 なカバレッジが 今 後 と も 重 要 今 日 のパッシブDAS これからの 可 能 性 Small Cell Small Cell Small Cell 容 量 を 増 強 しトータルコス トを 削 減 (ケーブル アグ リゲーション) Small Cell Small Cell 事 業 者 の 視 点 : 無 料 WiFi を 提 供 することにより 公 共 の 場 所 へケーブルを 利 用 してアクセス 可 能 RF Macro RBS 音 声 及 び 低 速 データ 通 信 に 対 しては 十 分 セル 分 割 上 りフィーダ 損 失 MIMO 導 入 Baseband + Aggregation スペクトル 再 利 用 新 技 術 利 用 最 大 75%まで CAPEX 削 減 伝 送 媒 体 とブロー ドバンドを 融 合 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 22

23 インドアの 様 々な 小 セルソリューション 各 フロアでの RF 分 配 AP Small RBS Small RBS Small RBS GbE Small RRU CPRI AP Wi-Fi 5GHz AP GbE, EoC GbE DAS RAN バックホール 3G 4G WiFi Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 23

24 小 セルの 設 置 サイト Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 24

25 One Network 複 数 のパイプ WiFi DSL, fiber Core Network Internet WiFi 3GPP 3GPP 3GPP 個 々のユーザに 適 したサービスを Always Best Connectedな 状 況 で 提 供 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 25

26 Wi-Fi / 3GPPトラフィック 管 理 今 日 の 端 末 による 無 線 アクセス 選 択 の 問 題 を 解 決 Data rate LTE WCDMA GSM Wi-Fi 負 荷 不 均 等? C1 C2 C3 C4 C5 L1 L2 B1 マクロセル Wi-Fi 小 セル リアルタイムのRAN 情 報 に 基 づき ネットワーク 側 で 無 線 アクセスの 選 択 Wi-Fiの 無 線 状 態 に 問 題 あり? Wi-Fiバックホールは 十 分? (e.g. xdsl 10/2 Mbps) LTE WCDMA GSM Wi-Fi Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 26 C1 C2 C3 C4 C5 L1 L2 B1 B2

27 トラフィック 誘 導 Traffic steering データ 速 度 [Mbps] マクロ セルラー 期 待 WiFi 小 セル 3GPP+WiFi 3GPPとWi-Fiの 間 でト ラフィックを 誘 導 WiFi リアルタイムに 最 適 な 無 線 接 続 を 選 択 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 27

28 ベストエフォート vs Always Best Connected ベストエフォート Always Best Connected 適 切 でない 接 続 構 成 リアルタイムトラフィック 誘 導 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 28

29 事 業 者 WiFiの 位 置 づけを 見 直 し 今 日 今 後 Mobile broadband 2G 3G 4G 事 業 者 及 び 他 WiFi カバレッジと 無 線 アクセス 事 業 者 制 御 下 のアクセス (2G/3G/4G/WiFi) 他 WiFi Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 29

30 シームレス マルチアクセス 本 格 商 用 導 入 においては 必 須 自 動 SIM 認 証 がWiFiアクセスを 広 めるた めのキー 自 動 的 でセキュアなログインに よりユーザに 利 便 性 をもたらす エコシステムを 利 用 可 能 パケットコアのシームレス 統 合 により 課 金 ポリシー 制 御 各 種 Giサービスが 利 用 可 能 クライアント 無 しのパケットコア 統 合 ソ リューション 端 末 を 含 めてE2Eで 検 証 された ポートフォリオとソリューション 3GPP WiFi 無 線 アクセス ネットワーク GTP パケットコア 及 び ユーザ 管 理 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 30

31 IPセッション モビリティ LTE インターネット サービス EPG WIFI GW WIC SSR 無 線 アクセスを 変 更 しても IPセッションを 維 持 WiFi 部 分 もスマートネット ワークの 一 部 に ユーザセッションの 切 断 なし より 良 いユーザエクスペリエ ンス Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 31 In collaboration with

32 Bitrate (kbit/s) WiFiとLTEの 間 のセッション 維 持 デモ Downlink bitrate during multiple LTE/WiFi HOs while streaming a live video stream LTE WIFI Time (s) Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 32

33 エリクソンの 提 供 するモビリティ 統 合 優 れた 性 能 クライアント 無 し ネットワーク 主 導 WiFiと3GPPを 跨 って 一 貫 して 高 い 性 能 と ユーザエクスペリエンス 即 座 に 大 規 模 での 導 入 が 可 能 ネットワークリソースの 最 適 利 用 を 事 業 者 が 制 御 WiFiをモバイルブロードバンドの 一 部 として 利 用 し 収 益 化 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 33

34 WiFiコントローラ WiFi Controllers ローカル ブレークアウト Wi-Fi 3:rd L2/L3 - 固 定 /ケーブル - 住 宅 - WiFi/4G prbs S1/Iub CAPWAP SSR GTP - 2G/3G/4G/WiFi - 最 適 HetNet EPG (PGW) CAPWAP RNC L2/L3 + GTP Legacy 標 準 ベースの マルチベンダー WIC 分 散 配 備 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 34

35 3GPP 仕 様 リリーススケジュール Rel-10 Rel-11 Work shop Rel-12 Rel-13 ASN.1 freeze ASN.1 freeze ASN.1 freeze? LTE Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 35 LTE-A Rel-8 Rel-9 Rel-14 Rel-13 Rel-12 Rel-11 Rel-10

36 リリース12 以 降 の 進 化 要 求 条 件 無 線 容 量 とデータ 速 度 モバイルデータトラフィックが2011Q3から2012Q3にほぼ2 倍 に* 2012 年 から2018 年 に 掛 けてトラフィックは12 倍 に* ビデオのトラフィックとスマートフォンが 増 加 要 因 エンドユーザエクスペリエンスが 主 要 な 差 別 化 要 因 エネルギー 効 率 化 エネルギーコストがOPEXの 主 要 な 要 素 電 力 線 がないところへの 設 置 基 地 局 高 密 度 化 にも 関 係 市 場 規 制 当 局 及 び 顧 客 からの 要 求 条 件 Machine-type-communication 2020 年 までに500 億 デバイスがネットワークにつながると 予 想 つながることでメリットのあるものは 全 てつながる デバイスの 持 つ 新 たな 特 性 と 要 求 条 件 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 36 *

37 リリース12 以 降 の 進 化 技 術 分 野 ローカルエリアの 充 実 ( スモールセル ) マクロ 基 地 局 の 補 助 により 動 作 する 低 出 力 ノード ダイナミックTDD 全 般 的 な 高 度 化 マルチアンテナ 技 術 CoMP UE 受 信 機 の 更 なる 高 度 化 ネットワークエネルギー 効 率 化 新 たな 応 用 分 野 add low-power nodes ++ Improve and densify Machine type communication Device-to-device National Security and Public Safety 3Dbeamforming WiFiとのインタワークの 更 なる 高 度 化 他?? Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 37

38 ローカルエリアとワイドエリアの 相 互 動 作 Dual Connectivity DLとULで 別 基 地 局 利 用 ヘテロジニアスネットワークにおける 接 続 先 ノードの 選 択 従 来 は 端 末 受 信 電 力 (RSRP: Reference Signal Received Power)の 最 も 強 い 基 地 局 を 選 択 個 々の 基 地 局 の 送 信 電 力 負 荷 が 異 なる 場 合 には 従 来 方 式 は 最 適 ではない equal RSRP border equal path loss border DLとULの 非 対 称 運 用 ULは 伝 搬 ロスが 最 小 の 基 地 局 へ 接 続 DLは 小 セルへの 強 制 オフロードが 必 要 なければ 最 大 RSRPの 基 地 局 へ 接 続 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 38

39 ローカルエリアアクセス ダイナミックTDD ワイドエリア: TDD 運 用 では 全 てのセルで 同 じ 固 定 UL:DL 比 基 地 局 間 干 渉 (DLからULへの 干 渉 )の 回 避 ローカルエリア: ダイナミックなUL:DL 割 当 て 適 用 の 可 能 性 ビル 壁 面 での 低 出 力 利 用 トラフィックの 大 きな 変 化 瞬 間 的 なトラフィックへの 適 応 UL-DL 干 渉 調 整 主 に マクロとは 異 なる 周 波 数 で 運 用 するケース Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 39

40 周 波 数 割 当 に 関 する 考 え 方 免 許 付 与 された 帯 域 / 携 帯 電 話 ( 優 先 度 1) 確 立 されたルールに 基 づく 十 分 な 調 整 の 下 に 運 用 広 域 運 用 人 口 カバレッジのおいて 非 常 に 高 い 効 率 サービス 品 質 の 保 証 高 い 負 荷 においても 常 時 高 い 信 頼 性 スペクトルの 高 効 率 利 用 次 の 可 能 性 : Authorized/Licensed Shared Access (ASA/LSA) / 携 帯 電 話 ( 優 先 度 2) 十 分 利 用 されていないスペクトルの 有 効 活 用 調 整 の 下 既 存 ユーザと 携 帯 電 話 事 業 者 が 交 互 に 利 用 投 資 の 保 護 とサービス 品 質 に 対 する 予 見 既 存 ユーザの 保 護 地 理 位 置 情 報 データベース 免 許 不 要 帯 域 / Wi-Fi( 優 先 度 3) インドア 狭 域 の 運 用 で 高 い 効 率 固 定 ブロードバンドの 無 線 拡 張 としても 利 用 AP 間 の 調 整 なくベストエフォート (BE) 低 負 荷 で 高 い 信 頼 性 高 負 荷 では 信 頼 性 低 下 スペクトルへの 対 価 不 要 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 40 Spectrum Toolbox Licensed Controlled Sharing Unlicensed

41 まとめ ヘテロジニアスネットワークの 位 置 づけ 今 後 のネットワークにおいてキーとなる 技 術 の 一 つ スマート 端 末 によるトラフィック 急 増 への 対 応 策 マクロ 基 地 局 高 度 化 強 化 が 基 本 マクロ 基 地 局 の 機 能 容 量 増 強 増 設 高 密 度 化 が 優 先 マクロで 対 応 困 難 な 場 合 インドアも 含 めて 小 セルで 対 応 One Network マクロ 小 セル WiFiの 一 体 運 用 で 高 効 率 低 コスト 化 マクロと 小 セルで 同 一 周 波 数 を 最 大 有 効 利 用 WiFiとセルラーの 統 合 制 御 で 優 れたユーザエクスペリエンス 3GPPリリース12 以 降 ローカルエリアに 関 わる 機 能 高 度 化 が 大 きなテーマ 小 セルのマクロ 制 御 基 地 局 の 非 対 称 運 用 ダイナミックTDD Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 41

42 Heterogeneous Network Media Briefing Ericsson Japan Page 42