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 3. 5G 無線伝送実証試験 4. 展示コーナのご紹介 Gbps ~475 m
5G とは? 5グラムではありません! 5 th 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?
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 AMPS TACS NTT 大容量方式 NMT 2G GSM D-AMPS PDC IS-95 3G WCDMA/HSPA cdma2000 4G LTE 5G ~1980 ~1990 ~2000 ~2010 ~2020 ピークデータ速度 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?
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
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 デバイス 建設機械や車 埋込み型
5G 無線アクセス New Radio ブロードバンド 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 メディアとゲーム メーターセンサー 機械の遠隔操作 スマートな輸送 広範囲に亘る要件と機能 人間と機械の相互動作 それら以外... 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 要求条件 膨大なトラフィック容量 何処でも高速通信 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 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 高い周波数短い波長 伝搬減衰 位相雑音 Phase1 スケーラブル OFDM +Ultra Lean Carrier アンテナ小型化 Phase2 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 少電波回折 高チャネル相関 マルチポイント送信分散 MIMO Phase1&2
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 Phase 2 Phase 3 2014~ 400 MHz 帯域幅 4 ストリーム MIMO 5+ Gbps ピークレート 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 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 低遅延 短い TTI(Transmission Time Interval) LTE(-Adv.) との親和性 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 スケーラブル OFDM LTE サブキャリア間隔 :75kHz (15kHz x5) TTI: 0.2ms (1ms x1/5) 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 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 + 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
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
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
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 TP1 TP2
伝送実験結果例 (YRP, outdoor, 1TP) 受信電力 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] 2TP 受信電力 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
Phase1: 分散 MIMO+ 送信 Div.@ スウェーテ 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 送信電力の増大はストリーム当りのカバレッジを改善 (3.3Gbps*) (5Gbps*) * 400MHz 帯域幅の場合に換算 (Kista の屋外帯域幅は 200MHz)
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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!