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次世代移動通信システム 5G
株式会社 NTTドコモ
5G推進室
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5Gが目指す世界(目標性能)
2020年以降を目指した超大容量,超高速・超低遅延通信の実現により, 多種多様なサービスのサポート を実現する,次世代移動通信システム5G
高速通信 低遅延化
多数の端末との接続 低コスト & 省消費電力
•同時接続端末数 100倍 (人が密集する環境,M2M等)
•ネットワークと端末の低消費電力化(バックホールの低コスト化を含めて)
大容量化
•無線区間の遅延 1ms以下
•容量/km2 1000倍
5G •ユーザ体感スループット 100倍 (ピークデータレート 10Gbps以上)
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ドコモの5G技術コンセプト 低い[既存]周波数帯
(飽和状態) 高い周波数帯
(広帯域を使用でき,高速伝送が可能)
周波数
広帯域 (e.g. > 3GHz)
超広帯域 (e.g. > 10GHz)
接続性やモビリティを確保 高速データレート伝送を高効率に提供 +
セルラー無線アクセス技術の継続的発展
高い周波数帯の 有効利用技術 スモールセル,
Massive(大規模) MIMO, New RAT 等 非直交アクセス (NOMA)等
ファントムセル(C/U分離), 低遅延化やM2M等を考慮したフレーム設計の最適化 等
使用周波数帯によらない技術発展
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2020 2025 2030
5G+ 5G
2020年以降の5Gの進化 5Gは2020年以降も新技術,新周波数を柔軟に追加して発展し,
さらに高い要求性能を実現する将来への拡張性に優れた無線通信システム
周波数 さらに広い高い周波数帯
無線技術のさらなる高度化 (さらに超多素子のMassive
MIMOなど)
広い高い周波数帯
Massive MIMO技術
ピーク: 数Gbps ピーク: 10Gbps以上
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5Gの主要要素技術
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Massive MIMO/ beamforming Cell range extension
Improved spectral efficiency
Lean carrier design Less inter-cell interference, energy
saving, good forward compatibility
5G 5G 5G 5G 5G
5G 5G-A 5G 5G-B 5G-A
5G (2020)
5G (202X)
New numerology Wider bandwidth and low latency
LTE
New RAT
f t
Integration of unlicensed spectrum
(LAA) Licensed
band Unlicensed
band
f
C/U-plane split (dual connectivity)
eLTE/ new RAT
(C/U-plane)
New RAT
(U-plane)
New waveform Frequency/ time localization
Frequency
Time
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5Gリアルタイムシミュレータ
都市部(新宿エリア)において5G/5G+のシステム性能を リアルタイムに評価・デモ
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<デモ内容>
◎5G及び5G+の導入効果: マクロセル(3セクタ/マクロセル,2GHz帯20MHz幅,2×4MIMO)
+スモールセル(12個スモールセル/セクタ,5GHz帯200MHz幅,
128×4「Massive MIMO」適用)の「ファントムセル構成」
⇒ システムスループットを5Gでは400倍,5G+では1000倍以上
◎4K高精細動画をリアルタイム伝送し, スムーズに再生
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Massive MIMO技術
高周波数帯における多数のアンテナ素子を用いた送受信技術により 高い周波数帯の有効利用
電波減衰の補償 スモールセルエリアの拡大
超多数ユーザの同時接続 容量不足問題解消
20cm
: : : :
20cm
d
1スモールセル当たり 100以上のアンテナ素子
Φmin L
G
Φmin /10
10G
L
λ/2 λ/2
2GHz 20GHz
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デモ評価諸元
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LTE (3GPP Model) 5G
Carrier frequency (BW) 2GHz (20MHz) Below 6GHz: 5GHz (200MHz)
Above 6GHz: 28GHz (1GHz), 70GHz (2GHz)
Cellular layout 7 cell sites, 3 cells per site
(30 UE/cell)
12 small cells per cell (Up to 24 small cells)
(30UE/cell)
Channel model Raytracing (Shinjuku area, Tokyo) [VPL*]
Throughput evaluation area: 500m x 500m
Interference evaluation area: 750m x 750m
Moving speed 3 km/h
Antenna pattern See Table 2.1.1-2 [TR 36.814] A() = 0 dB (horizontal)
Total BS TX power (Ptotal) 46 dBm 30 dBm
Moving speed 3 km/h
Antenna configuration 2 x 4 MIMO 5GHz: 4x4 MIMO, 128x4 Massive MIMO
28GHz: 256x4 70GHz: 1024 x 4 Massive MIMO
Antenna gain 14 dBi 5 dBi
Penetration loss 0 dB (Outdoor UE) & 5 dB (Bus UE)
MIMO transmission SU-MIMO SU-/MU-MIMO dynamic switching
Receiver type MMSE
Traffic model Bursty traffic (FTP traffic model2)
Scheduling algorithm Proportional fairness
Feedback Implicit feedback for 2x4 MIMO
(PMI)
Explicit feedback for Massive MIMO
(Hermite/Zero-forcing precoding)
VPL: Vertical Plane Launch for Approximating of Full 3D Ray Tracing
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スループット評価エリア及び干渉計算エリア
500m x 500m
750m x 750m
Ray tracing (Tokyo, Shinjuku area)
Interference calculation area
Evaluation area
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2010 2020 2015
5G技術コンセプトの検討
5Gリアルタイムシミュレータ開発
5G実験及び要素技術検討
5G研究プロジェクト 5G標準化
商用化
5Gの実現に向けたロードマップ
本年度
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