2020 年音声<<データ
3.9 G/LTE
(300Mbps) 4G/LTE-A (3Gbps) 3G/HSPA
(14Mbps)
× 1000
5 G
第 5 世代システムへの進化
携帯電話は今や社会の重要なインフラになった
およそ35
年かけて数10kbps
狭帯域システムからギガビットクラスの広 帯域システムへ進化(1979
年～2015
年)
これからはユーザあたり1Gbps
を超えるピークデータレートの超広帯域 システム（第5
世代）へと変わる(2020
年～)
2016/3/4 FA/Tohoku University 49
通信サービス
Analog
AMPS TACS NTT
1980 1990 2000 2020
年~64kbps
~2.4kbps
音声会話 低速データ通信
音声会話マルチメディア
第
0
世代 公衆電話点と点の 通信
音声会話
高速データ通信
2010
~14Mbps
~300Mbps
~1980
第
3
世代(3G)
第
1
世代(1G)
第
2
世代(2G)
第
5
世代(5G)
~2Mbps
W-CDMA CDMA2000 Digital
IS95/IS136 GSM PDC
音声会話
超高速データ通信
・超高速データユーザ
>>1Gbps/user
・超多数デバイス接続
・極低遅延
HSPA
LTE
~30bps/Hz/BS
LTE-A
第
4
世代(4G)
現在
スペクトル
/エネルギー
効率の両方に優れた
無線ネットワーク
第 5 世代システムの技術課題
第1
～4
世代システム 第
1
～2
世代システムではカバレッジが大事であった（電波の届かないエリアの解消） 第
2
～4
世代システムではユーザ数の飛躍的増加と無線データサービスの広がりにより，限られた帯域の有効利用に重点を置いたスペクトル効率向上に力点を置いてきた
第5
世代システム 動画像データなどの超高速伝送がポピュラーになるにつれ，電力（エネルギー）問題が浮 上．ネットワーク全体のエネルギー効率の向上も重要になってきた
第
5
世代システムでは，スペクトルおよびエネルギー効率の飛躍的な同時向上，更に超 高密度基地局・端末を対象とした効率的な無線資源管理も重要課題カバレッジ カバレッジ
1G 2G 3G 4G 5G
スペクトル効率 スペクトル効率
エネルギー 効率
エネルギー 効率
無線資源管理 無線資源管理
ユーザの空間分布をより積極的に 利用する小セル化
基地局あたりの伝送能力 (bps/BS) が限られている
ユーザ / デバイスが空間的に分布しているということをより一 層利用することが良い
これは元来，セルラー概念の目指すところである2016/3/4 FA/Tohoku University 51
基地局
ユーザの空間分布をより積極的に 利用する小セル化
基地局あたりの伝送能力 (bps/BS) が限られている
ユーザ / デバイスが空間的に分布しているということをより一 層利用することが良い
これは元来，セルラー概念の目指すところである
小セル化（基地局配置の高密度化）によりSE-EE
トレードオフの改善を図 ることができるものの，いくつかの重要な課題がある
高速移動ユーザのために，頻繁なハンドオーバーや位置登録が発生し制御 信号トラフィックが増加してしまう
多数の基地局が存在するためにネットワーク全体で消費するエネルギーが増 加してしまう
多数の基地局とユーザ端末が存在するためにチャネル割当（スケジューリン グ）が複雑になる
如何にしてこれらの問題を解決して小セル化を実現するかが問題小セル化の課題
2016/3/4 FA/Tohoku University 53
マクロセル 基地局
頻繁なハンド オーバーと位
置登録
小セルネット ワーク マクロセル
ネットワーク