ディペンダブルな移動無線システム の構築に向けて...

ディペンダブルな移動無線システムの構築に向けて

ソフトバンクテレコム（株）

弓削 哲也

２０１１年１２月３日

2

移動体通信の動向

3

2004 2005 2006 2007 2008 20102009

加入契約数は堅調に増加2G

1.5GHz Band2G

1.5GHz Band

3G2GHzBand

3G2GHzBand

加入契約数

（契約数：百万）

３Ｇ 契約数： ２，５６０万（２０１１年４月末）

25.6▼

15.2▼

(FY)

加入者数の増加（ソフトバンク）

２０１１年１０月末

全事業者合計： １２３，７１８千契約ソフトバンクモバイル： ２７，１４６千契約

音声とデータのARPUの変化

FY07 FY08

(JPY)

FY10

- ＡＲＰＵの60% はデータ- 音声からデータへの急速なシフト

FY09

音声からデータへ、ＰＣから携帯端末へ

携帯端末携帯端末 PC音声 データデータ

Smart Phone

2009 2010 2011 2012 2013 2014

0.09

(Ｅbytes/month)

3.6

２００９年の４０倍

モバイルデータトラフィックの予測 － 全世界

出典： Ｃｉｓｃｏ社資料より当社作成

7

クラウドの進展

8

製薬会社

病院 国民医療

クラウド

医療クラウド

9

・習熟度別の学習

・情報収集

・ペーパーレス化

教科書クラウド

・最新の教科書・音声／画像・映像・よくある質問・Web情報 など電子教科書

電子教科書クラウド

＊画面はハメ込み合成です

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視聴スタイルの変化 － Tablet TV

11

通信と放送の融合（ＩＰＴＶの例）

視聴スタイルの変化 － IPTV

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今後の情報通信のディペンダビリティ：

・ 伝送能力（大容量、低遅延）・ どこでも・ いつでも・ なんでも

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伝送能力（大容量・低遅延）

Vodafone Live Yahoo!ケータイ PCサイトブラウザ、フルブラウザ

2倍

8～10倍

加入者あたりのデータトラヒックの増加

1

動画

ゲーム

動画

音楽

15

無線通信量の劇的増加

0

200000000

2005 2010 2015 2020

１０年で１,０００倍

２０年で１００万倍

62テラ

60ペタ

２００５ ２０１０ ２０２０

※ 当社データ量予測

（年）２０１５

バイト/日

17

どこでも

（ユビキタスネットワーク）

18

ユビキタスネットワーク

出典： NRI

19

いつでも使えるネットワーク

20

システム間ハンドオーバーや統合認証システムにより、シームレスなＦＭＣ環境を提供。

自宅自宅

公衆無線LAN

移動中移動中

オフィスオフィス

ＢＢインターネット

自宅から会社のサーバーにリモートアクセス

シームレスなユビキタス環境の実現

異メディア間サービス連携

システム同期

統合認証システム

Ｙａｈｏｏ！ケータイ ワイヤレスアシスタント

３Ｇ携帯

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どんな物でも使えるネットワーク

・M2M（Machine to Machine)

・IoT (Internet of Things)

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M2Mの条件は意外に厳しい

（環境条件）・数が多い・電波環境が必ずしも良くない

（要求条件）・絶対に切れてはいけない用途・低遅延時間が要求される用途

（設置条件）・低消費電力

（経済条件）・低コスト

ディペンダビリティが重要

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ディペンダビリティ実現のために

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基地局数の推移（ＳＢＭの例）

マクロ、ピコ、フェムトの合計数

多数のピコおよびフェムトセルを建設中

Vodafone Japan

21,000

SoftBank Mobile

122,000

FY

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無線技術の進展（最大速度）

・LTE ： １００M

・WiMAX ： ４０M

・XGP ： ２０M

・４G ： １G

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データサ―ビス（非リアルタイム）

マクロ局

Femto

マイクロ局

MailWeb

トラフィックのオフローディング

Game Streaming Movie

高機能データサービス（リアルタイム）

Traffic offloading

Wi-Fi

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レガシーネットワークからＩＰネットワークへ

IP

マイグレーション

レガシーＮＷ

Macro cellMacro cell

ATM

基地局（音声交換・データ）

回線交換網

IP

Micro cell Femto cell

IP ＮＷ

Macro cell

基地局（VoIP ・Data）

パケット交換網

ＩＰネットワークへの統合

ＩＰマイグレーションにより９０％のコスト削減を目指す

高価 安価

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LTE-Advanced要求条件 ①

Rel-8 LTE LTE-Advanced

下り 300Mbps 1Gbps

上り 75Mbps 500Mbps

Rel-8 LTE LTE-Advanced

下り15 bps/Hz

(4 streams)

30 bps/Hz

(8 streams)

上り3.75 bps/Hz

(1 streams)

15 bps/Hz

(4 streams)

IMT-Advanced

15 bps/Hz

(4 streams)

6.75 bps/Hz

(2 streams)

ピークデータレート

ピーク周波数利用効率

出典：高度無線通信研究委員会資料

Rel-8 LTE LTE-Advanced

接続遅延 100msec以下 50msec以下

伝送遅延 5msec以下Rel-8 LTEと同等以

下

IMT-Advanced

100msec以下

10msec以下

遅延

29

小セル化

30

フェムトセルフェムトセル100ｍ以内

ピコセルピコセル100ｍ以上

マイクロセルマイクロセル数km以下

マクロセルマクロセル数km～数十km以下

・ 中容量の回線容量・ 数W以上の出力

・ 大容量の回線容量・ 数十W以上の出力

・ 中小容量の回線容量・ 数W以下の出力

・ 小容量の回線容量・ 数十～数百mWの出力

2010年代

◆フェムトセルにより、増大したトラフィックを固定網へ吸収◆「１人１ＮＷ」を発想とした、よりパーソナルに近づいた 「超高速・大容量ＮＷ」を実現

小セル化の進展

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マイクロセル／ピコセル

フェムトセルマクロセル

ピコセルとフェムトセルの急拡大

マイクロセルおよびフェムトセルの導入

爆発的なトラフィック増加への対応 － 小セル化

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• 基本的に移動ユーザー用• 低トラフィックサービス

• ブロードバンドユーザー用

32

・競合する目標の実現： 移動性vs伝送容量

階層型セル構造

マクロ層

マイクロ／ピコ層

フェムト層

レイヤ間ハンドオーバー

Browser Mail

Game Movie Live

・フラットなセル構成では限界 ⇒ 階層型セル構造へ

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・膨大な数のピコセルとフェムトセルの最適化

e.g., 自律的な隣接セル検知

・ピコセル層とフェムトセル層における干渉低減

e.g., 自律的な基地局送信電力制御

SON (Self Organizing Network)

ピコセル／フェムトセル層にはＳＯＮが必要

階層型セル構造の管理

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今後の無線技術の高度化

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隣接基地局間CoMP

- 隣接基地局間 CoMP （セルエッジでのスループット改善）

- 広域 CoMP （セルの総合スループット改善）

広域 CoMP

BS #1 BS #2

隣接基地局CoMP

隣接基地局CoMP

BS #1 BS #N

送信電力の最適制御送信電力の最適制御隣接基地局から同時送信隣接基地局から同時送信

広域CoMP広域

CoMP

基地局間の協調

＊CoMP: Coordinated multipoint transmission/reception

200200 MbpsMbps

W-CDMA 2.1GHz

LTE 700/900MHz

Advanced XGP 2.5GHz

高度な伝送技術の採用で２～５倍の伝送容量を実現

負荷の軽い無線システムを選択し、複数同時使用

W-CDMA 2.1GHz

LTE 700/900MHz

DC-HSPA 1.5GHzAdvanced XGP 2.5GHz

BWA 1.9GHz

WiFi 2.4GHz

スペクトラム共用

ヘテロジーニアスタイプ

2010 2020 2030 2040 2050年

マルチモード端末

ソフトウェア無線端末

コグニティブ無線端末

携帯情報端末携帯端末

複数無線方式対応 － ヘテロジーニアスネットワーク

37

災害対策

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マクロセル層

マイクロ／ピコ／フェムトセル層

緊急時無線中継層

基地局への伝送回線断⇒隣接マクロセルからの無線回線によりバックアップ

マクロセル層を使った無線伝送

コア NW

バックホール回線

階層型セルによる災害対応

39

まとめ

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■小セル化・小規模基地局（Femto,Light Radio など）・オフローディング・SON

■複数無線方式対応

■ＩＰ化

■低消費電力化

ディペンダビリティの確保

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• 小規模基地局

多数の基地局を様々な場所に設置小さく、安価で、低消費電力な基地局を実現

– 例えば、光と無線の複合VLSI

• 複数無線方式対応

複数の無線方式に対応した端末

小さく、安価で、低消費電力な端末を実現– 例えば、マルチバンド/マルチ無線インタフェース対応VLSI

VLSI技術に期待される効果

42

将来に向けて

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Ｒｅａｌ Ｗｏｒｌｄ

Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ

Ｃｙｂｅｒ Ｗｏｒｌｄ

将来ネットワークのコンセプト

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高度なデバイス高度なデバイス

高速、高機能な高速、高機能な

ネットワークネットワーク

モバイルへの対応モバイルへの対応

（ＦＭＣ、ユビキタス）（ＦＭＣ、ユビキタス）

ネットワーク型サービスネットワーク型サービス

（クラウドなど）（クラウドなど）

今後のＩＣＴ

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End of Presentation,

Thank you.