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3.5GHz帯TD-LTEサービスの実用化

  • 河原 敏朗河原 敏朗
  • 渡邊 靖之渡邊 靖之
  • 二方 敏之二方 敏之
高度化C-RANアーキテクチャを活用した3.5GHz帯TD-LTEネットワークの構成例

図1 高度化C-RANアーキテクチャを活用した3.5GHz帯TD-LTEネットワークの構成例

 年々増大する移動通信トラヒック需要に対応するためには,2014年12月に新規にTD-LTE方式用として割り当てられた3.5GHz帯を効果的に展開する必要がある.3.5GHz帯は帯域幅が広く,下りの割当スロットを増やすことでダウンリンクの高速・大容量伝送を実現するのに有効な周波数であり,特にスモールセルで展開した場合は単位面積当りの大容量化が期待できる.しかし,従来の移動通信で使用されていた周波数よりも高い周波数帯であるため伝搬損が大きく,既存の周波数帯のように広いエリアをカバーするには設備投資面で課題があり,新たに効率的かつ効果的な展開方法を実現する必要があった.
 受賞者らは上記課題を解決するため,図1に示すように,2015年に実用化した高度化C-RAN(Centralized Radio Access Network)アーキテクチャの特徴を生かして,3.5GHzのセルと既存のFDD周波数を組み合わせ,アップリンクに既存のFDD周波数を使用することで3.5GHz TDDの課題である上りのリンクバジェットから来るエリア縮小を回避すると同時に,上りスロット比率が低い場合でもFDDの周波数を用いることで上りの低スループット化も解決した.またダウンリンクには既存のFDD周波数と3.5GHz TDDのCA(Carrier Aggregation)を行うことで高速・大容量化を実現した.更に,既存のFDD周波数によるマクロセルエリアで接続性を保つことにより,3.5GHzのスモールセルエリアに出入りした際もハンドオーバを発生させることなく,安定した品質の高速通信サービスの提供を可能とした.
 受賞者らは3.5GHz帯に関わる仕様やFDD-TDDのCAに関わる仕様を3GPP標準仕様として早期に規定するために,CA時のフィードバック信号の送り方など多数の技術的な提案を行い標準規格として採用され,仕様完成に貢献した.また,3.5GHz帯はこれまで移動通信では利用されていない新規の周波数帯であったため,従来の移動通信端末で使用していたRFデバイス(高周波数フィルタ)が使用できないという課題があった.受賞者らはこの課題に対し,コスト・サイズ・導入時期などの実用化の観点を踏まえ,3.5GHzに最適なフィルタ技術を絞り込み,本フィルタ技術を適用した場合の無線特性仕様を3GPP標準化へ提案,規格化を行うなど3.5GHz帯TD-LTE方式に関わる標準仕様全般の早期完成に貢献した.
 受賞者らは,実用化にも貢献しており,3.5GHz帯TD-LTEを活用した国内初のFDD-TDD CAによる受信時最大370Mbit/sの高速通信を実現するLTE-Advancedサービスの提供を開始(2016年6月)している.サービスエリアは2016年12月末で政令指定都市をはじめとした104都市に展開,2017年5月末には約250都市に拡大され,モバイルネットワークを用いたリッチコンテンツの利用が更に促進されるなど新たな市場の拡大が期待され,本実用化による移動通信業界への貢献は大きく,受賞者らの功績は極めて顕著であり,電子情報通信学会業績賞にふさわしいものである.

 本研究の成果に対して、電子情報通信学会は、2017年、河原 敏朗(NTTドコモ)、渡邊 靖之(NTTドコモ)、二方 敏之(NTTドコモ)に電子情報通信学会 業績賞 を贈った。

文献

(1) 吉田 翔,吉原龍彦,川合裕之,井原泰介,瀧口貴啓,柳生健吾,“スモールセルにおけるアンテナビームチルトの容量増加効果,”信学技報,AP 2014-47, pp.41-46, June 2014.
(2) 新 博行,梅田大將,安部田貞行,“3.5GHz帯TD-LTE導入に関するドコモの技術開発の取組み,”NTT DOCOMOテクニカルジャーナル,vol.24, no.2, pp.4-7, July 2016.
(3) 藤井昌宏,諏訪真悟,鳥羽倫太郎,戸枝輝朗,“3.5GHz帯TD-LTE導入に向けた基地局装置の開発,”NTT DOCOMOテクニカルジャーナル,vol.24, no.2, pp.8-13, July 2016.
(4) 吉原龍彦,川合裕之,吉田 翔,川村輝雄,“3.5GHz帯導入に向けた基地局アンテナの開発,”NTT DOCOMOテクニカルジャーナル,vol.24 no.2. pp.14-17, July 2016.
(5) 横手慎一,西村弦大,杉本寛利,“3.5GHz帯TD-LTE導入に向けた高精度時刻同期ネットワーク装置の開発,”NTT DOCOMOテクニカルジャーナル,vol.24, no.2, pp.18-26, July 2016.
(6) 大澤良介,小原知也,安藤 桂,松浦友哉,“3.5GHz帯TD-LTEに対応した移動端末の開発,”NTT DOCOMOテクニカルジャーナル,vol.24, no.2, pp.27-31, July 2016.

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