LTE向け差異化技術の取り組み

(1)

2009年4月17日

LTE向け差異化技術の取り組み

株式会社富士通研究所

ネットワークシステム研究所

(2)

LTE市場動向と新しいICTワールド

LTE開発における技術的課題

課題解決に向けた施策



無線ネットワーク・エンジニアリング



基地局の最適化（共用増幅器，干渉制御）



端末用アンテナ

まとめ

LTE: Long Term Evolution

標準化団体である3GPPにて仕様化が進められている

次世代携帯電話システム

ICT: Information and Communication Technology

(3)

1990

1995

2000

2005

2010

1G

100K

1K

1M

100M

10M

10K

伝送速度

[bit/s]

アクセス系データ速度の進展

2015

2020

固定通信

CATV

xDSL

ISDN

音声帯域

モデム

FTTH

PHS

IMT-2000(3G)

802.16e

WiMAX

802.11a/b/g

ワイヤレス通信

●W-CDMA(384kbps)

●CDMA2000

●HSDPA (7.2M)

●LTE

IMT-Advanced

●CDMA2000EV-

DO

（2.4M)

出典：総務省次世代モバイル委員会資料

VDSL

(4)

3GからLTE / LTE-Advancedへ

W-CDMA

(3G)

HSDPA/EUL

(3.5G)

CDMA2000 1xEV-DO

LTE

LTE-

Advanced

(4G)

Rev.0

Rev.A

無線方式

DL: CDMA

UL: CDMA

DL: CDMA

UL: CDMA

DL：CDMA

UL: CDMA

DL：CDMA

UL: CDMA

DL: OFDMA

UL: SC-FDMA

DL: OFDM(?)

UL: (?)

周波数

帯域幅

5 MHz

1.25 MHz

20 MHz

>100 MHz

変調方式

HPSK,QPSK

HPSK

QPSK

16QAM

BPSK,QPSK

8PSK,

16QAM

BPSK,QPSK

8PSK,

16QAM

QPSK

16QAM

64QAM,etc.

QPSK

16QAM

64QAM,etc.

最大データ

レート

DL: 384kbps

UL: 64kbps

DL: 14.4Mbps

UL: 5.7Mbps

DL: 2.4Mbps

UL: 154kbps

DL: 3.1Mbps

UL: 1.8Mbps

DL: >200Mbps

UL: 50Mbps

DL: 1~3Gbps

UL: 500Mbps

商用時期

2000

HSDPA: 2006

EUL:

2008

2003

2006

2010年頃

2015年以降

DL: Down Link UL: Up Link W-CDMA: Wideband Code Division Multiple Access EV-DO: Evolution Data Only HSDPA: High Speed Downlink Packet Access OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access

(5)

LTEが拓く新しいICTワールド

H1

プレゼンス

ロケーション

言語翻訳

Help機能

Navigation

ガイダンス

業務データ

データベース

承認・申請

Biometrics情報

口座・預金残高

健康保険，病歴

資格・免許

音楽・映画・ゲーム

放送

新聞，雑誌

趣味・嗜好

ITリソース（サーバ，データ）やアプリケーションを，

個人の要求に応じていつでも提供できる社会基盤

実世界の情報とネット世界の情報の相互作用

ネット世界

実世界

3G

LTE

価値

情報

(6)

LTE開発における技術的課題

LLS : Link Level Simulator

SLS : System Level Simulator

干渉制御・スループット均質化

共用増幅器の高効率化

LLS、SLS、セル設計

端末用マルチバンドアンテナ

3Gからの容易な移行

W-CDMA, HSDPA, EUL

CDMA2000, EV/DO

3Gからの容易な移行

W-CDMA, HSDPA, EUL

CDMA2000, EV/DO

無線ネットワーク・エンジニ

アリング

回線設計・置局設計

無線ネットワーク・エンジニ

アリング

回線設計・置局設計

コストダウン

各国・地域毎の周波数対応

800，850，900，1500，1700，

1800，1900，2100，2300-2400，

2700-2900，3400-4200

各国・地域毎の周波数対応

800，850，900，1500，1700，

1800，1900，2100，2300-2400，

2700-2900，3400-4200

(7)

0

20

40

60

80

100

120

0

30

60

90

120

150 180 [sec]

Throughput [Mbps]

Rank1

Rank2

Rank4

Rank3

LTEフィールド実験

基地局

ドコモ・富士通の共同実証実験

目的



電波伝搬特性の取得



下りスループット特性の取得



周波数スケジューリングの検証

実験結果



_{最大240Mbps相当（@20MHz帯域幅)}

のスループットを実証



_{MIMOアンテナ多重数（Rank）の適応切替の有効性立証}

120Mbps@10MHz

(8)

フィールド実験プレスリリース

Sector#1

Sector#2

基地局

http://pr.fujitsu.com/jp/news/2009/03/16.html

LTEフィールド実験用試作機

(9)

地図情報から電波伝搬を解析

無線ネットワークエンジニアリング

スループットを予測し，基地局

設置場所の最適化

Pathloss v.s Distance-CARLTON-N y = 12.469Ln(x) + 39.967 y = 17.632Ln(x) + 8.846 y = 13.915Ln(x) + 38.746 50 70 90 110 130 150 170 10 100 1000 10000 Distance(m) P at h lo ss( d b ) Path loss(db) SUI-Type-A COST231-Hata Measured SUI-Type-A(s=10) COST231-Hata(cm=3dB)

距離

[m]

減衰量

[d

B]

電波減衰の距離依存性

スループット

0 kbps 500 kbps 1,000 kbps 5,000 kbps 7,500 kbps 10,000 kbps 0 kbps 500 kbps 1,000 kbps 5,000 kbps 7,500 kbps 10,000 kbps

基地局

受信電波強度をシミュレーション

(10)

セル内スループットの均質化技術

Freq. Band CQI CQI CQI

FFR（Fractional Frequency Reuse)

セル内電波

干渉を軽減

１基地局のみ

基地局＋RS

リレー・ステーション(RS)

200m

セル全体で

スループットを改善

最適スケジューラ

データキュー

基地局

時間

ダウンリンク

スケジューラ

CQI: Channel Quality Indicator

端末毎にパケットの

送信順序を最適化

(11)

システム移行が容易な共用増幅器

世界最高水準

-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 2.09 2.1 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 Frequency [GHz] Po we r [ d B ]

3G

(W-CDMA)

_LTE

DPD無し

DPDあり

周波数

［GHｚ］

電力

[dB]

GaNデバイスを用いた高効率増幅回路モジュール

DPD歪補償技術による高効率化

3GとLTE共用増幅方式

エコロジカルな基地局

（グリーンワイヤレス）

既存

_3G

から

_LTE

へ

容易な移行

(12)

マルチバンド・アンテナ

アンテナ特性(dB)

周波数(GHz)

複数の周波数にチューニング

国内外の地域毎に異なる複数の周波数にチューニング可能

600MHz～6GHzをカバーするアンテナの基本構成

高

(13)

携帯端末のシンクライアント化

Broadband

ワイヤレスでストレスの無い

ブロードバンド通信

（シンクライアント，動画スト

リ－ミング，放送）

Individualization

個人のデータ，アイデン

ティティー，クレディビリ

ティ，嗜好をカスタマイズ

Full Mobility

ボーダレスにどのような環境でも

シームレスに

（家庭，オフィス，

屋外，車，電車，航空機）

NGNの足回りとして，『いつでも，どこでも，何とでも』

通信できる環境が“空気のように在る”ことで，

プライベートな機能をネットワークに信託し，

何も持たずに，全てを携帯する。

(14)

まとめ

SoC，無線プラットフォーム，端末，基地局，

高効率アンプ，コアネットワークにかかわ

る研究開発

国内市場からグローバル市場への展開に

資する技術開発

LTE実用化で拡大する新たなサービス

（クラウド，シンクライアントなど）に向けた

広範囲なビジネス領域へのトリガ

(15)

(16)

免責事項

このプレゼンテーション資料、及びミーティングで配布されたその他の資料や情報、及び質疑応答で話した内容には、

現時点の経営予測や仮説に基づく、将来の見通しに関する記述が含まれています。これらの将来の見通しに関する

記述において明示または黙示されていることは、既知または未知の

リスクや不確実な要因により、実際の結果・業績または事象と異なることがあります。

実際の結果・業績または事象に影響を与えうるリスクや不確実な要素には、以下のようなものが

含まれます（但しここに記載したものはあくまで例であり、これらに限られるものではありません）

•富士通の提供するサービスまたは製品にとって主要な地域（アメリカ合衆国、ＥＵ諸国、日本、その他アジア諸国など）のマクロ経済環境や市況動向。中でも当社顧客のＩＴ支出に影響を及ぼすような経済環境要因。 •急速な技術変革や顧客需要の変動。及び富士通が参入しているＩＴ市場、通信市場、電子デバイス市場での激しい価格競争。 •他社との戦略的提携や、合理的条件下での他社との取引を通じて、富士通が特定のビジネスから撤退し、関連資産を処分する可能性。およびこのような撤退・処分から発生する損失の影響。 •特定の知的財産権の利用に関する不確実性。特定の知的財産権の防御に関する不確実性。 •富士通の戦略的提携企業の業績に関する不確実性。 •富士通の保有する国内外企業の株式の価格下落が、損益計算書や貸借対照表などの財務諸表に与える影響。およびこの保有株式の株価下落により発生した富士通の年金資産の評価減とこれを補うために追加拠出される費用の発生による影響 •顧客企業の業績不振、資金ショート、支払不能、倒産などに起因する売掛債権の回収遅延や回収不能によって、当社が被る損害の影響 •富士通が売上高をあげている主な国の通貨、および富士通が資産や負債を計上している主な国の通貨と日本円との為替レートの変動により発生する為替差損益の影響（特に、日本円と、イギリスポンド、アメリカドルとの間の為替差損益の影響）