2020年の5g実現とその発展...5g experiments w/ samsung @ 28 ghz 12 trial for 28 ghz band...

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2020年の5G実現とその発展

株式会社ＮＴＴドコモ５Ｇ推進室


５Ｇが目指す世界（目標性能）

世界的にほぼ共通の要求条件が合意されている今後、3GPP, ITU-Rにて、評価条件とともに具体的な要求条件を決定

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）

1


2010 2020 2016

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要素技術検討及び実験

商用化

2020年の５Ｇ実現に向けたロードマップ

本年

商用装置開発

各国・地域５Ｇプロジェクト

５Ｇシステム総合実証試験（２０１７～）

５Ｇ標準化


2020 2025 2030

5G+ 5G

２０２０年以降における５Ｇの継続的発展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

さらに幅広い周波数帯を追加利用

無線技術のさらなる高度化（さらに超多素子なMassive MIMOなど）

ピーク: 数Gbps ピーク: 10Gbps以上

2020年までに利用可能な周波数帯を利用（既存バンド含む）

5G New RATの導入 (Tight interworking with LTE)

3


５Ｇ/５Ｇ＋におけるユースケースの段階的サポート

eMBB use cases

5G in 2020

Massive

MTC

Critical

MTC

eLTE New RAT

“IoT”

New RAT will mainly focus on eMBB use cases

eMBB use cases

5G+

Massive

MTC

Critical

MTC

eLTE

“IoT”

New RAT will be enhanced for all use cases

5G will support both eMBB and IoT use cases together with LTE evolution

New RAT


Data Rate Improvements Toward 2020 and Beyond

10

100

1000

10000

100000

1000000

10000000

1995 2000 2005 2010 2015 2020 202510 kbps

100 kbps

1 Mbps

10 Mbps

100 Mbps

1 Gbps

10 Gbps

2020 2015 2010 2005 2000

Data rate increase will continue (approx. 100x per 10 years) (quasi-Moore law)

5G

LTE

LTE-Advanced

HSDPA

WCDMA

Ave. ~2Mbps, Peak 14Mbps

Ave. ~24Mbps, Peak 150Mbps

Ave. ~240Mbps, Peak ~600Mbps

5G Ave. ~1Gbps Peak ~5Gbps

5G+ Ave. ~4Gbps Peak >10Gbps

Continuous improvement of user experienced throughput toward 5G/5G+

Peak Average

Use

r dat

a ra

te （

Dow

nlin

k）

5


５Ｇ伝送実験


5G Experiments w/ Ericsson @ 15 GHz

7

• 730 MHz bandwidth in center frequency 15 GHz

• BS forms a beam per one uniform planar array with 64 antenna elements

• UE receives signals coming from all around directions

Base station(BS) antenna unit

User equipment(UE) antenna

Antenna elements(H-pol)



8

移動局装置＃２

移動局装置＃１

基地局アンテナ装置

約９ｍ

ピーク通信容量（２ユーザ合計）

小型基地局アンテナ装置

超多素子アンテナ

約３ｍ

屋外マルチビームＭＩＭＯ実験



9

屋外ビームフォーミング実験

基地局アンテナ装置

約１００ｍ

約１２０ｍ

移動局装置＃２


5G Experiments w/ Huawei @ 2.3 GHz

10

Trial for 5G cellular radio access Frequency band: 2.3 GHz

Frequency bandwidth: ～ 200 MHz

5G new radio access technology for Mobile Broad Band(MBB) and Internet of Things(IoT) ◎High capacity・High data speed

◎Low delay・High reliability・Massive device connectivity

UHF bands Ex. 800MHz, 2GHz

Existing bands Exploitation of higher frequency bands

Frequency

Low SHF bands 3-6GHz

High SHF bands 6-30GHz

EHF bands > 30GHz


Field trial at Chengdu, China

11

33.8bps/Hz/cell of spectrum efficiency is achieved with 24 MU-MIMO

30 % improvement, 43.9 bps/Hz/cell, of spectrum efficiency using non-linear precoding technique


5G Experiments w/ Samsung @ 28 GHz

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Trial for 28 GHz band super-wideband transmission ◎ Beamforming and beam tracking control using Massive MIMO (96-

element) antenna array at base station

◎ Evaluating the feasibility of super high bit rate transmission using 28 GHz band with bandwidth of 800 MHz by indoor and outdoor experiments

Existing bands Exploitation of higher frequency bands

Frequency

Low SHF bands 3-6GHz

High SHF bands 6-30GHz

EHF bands > 30GHz

UHF bands Ex. 800MHz, 2GHz

Trial for 5G cellular system with Samsung

Carrier frequency: 28 GHz Bandwidth: 800 MHz



13

◎ Maximum rate of 3.77 Gbps can be achieved in indoor LOS environment

◎ Even in the presence of human body shadowing, throughput of over 1.8 Gbps can be kept

MS

BS

Experimental Site： Samsung Digital City, Suwon, Korea



14

◎ Beam tracking can achieve max 2.59 Gbps at moving speed of almost 60 km/h

◎ BF technology enables over 1 Gbps transmission at a point that is almost 200 m away from BS

MS （smartphone-size antennas on top of vehicle）

BS at rooftop of building MS speed

View from top of building View inside vehicle

Experimental Site：Public road near Samsung Digital City, Suwon, Korea


5G Experiments 【w/ Nokia】 @ 70GHz

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• Single carrier & beamforming technology using millimeter wave

AP (Access Point): Beamforming

with Lens antenna UD (User device)

Center freq. 73.5 GHz

Bandwidth 1 GHz

Antenna Lens antenna

Beam width 3 deg.

2Gbps


5G Experiments 【w/ Nokia】 @ 70GHz

16

• Roppongi Hills high-rise complex in Tokyo on October 13

• Achieved maximum data-receiving speed of more than 2Gbps

UD(User Device)

Antenna

AP(Access Point)

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