2014 Fiscal Year Annual Research Report
基地局連携セルラネットワークの実現に向けた要素技術の研究試作と標準化
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24686048
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
阪口 啓 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80323799)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ヘテロジニアスセルラネットワーク / 基地局連携 / C-RAN / 基地局クラスタリング / ユーザスケジューリング / 共有RRH / ハードウェア試作 / 国際標準化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究開発の3年目である平成26年度は，プロジェクト全体の中間点であるため研究計画の見直しを行った．3GPP Rel.11における基地局連携ではマクロ基地局間の連携通信を想定していたが，Rel.12以降ではマクロセルの中にスモールセルを多数設置するヘテロジニアスネットワークを想定しているため，本プロジェクトも国際標準化の流れに合わせて，スモールセル間の基地局連携通信にターゲットを絞り研究開発を進めた．そのために平成24年度と25年度に研究を行った②動的クラスタリングに関する研究，④無線リソース制御に関する研究，③ユーザスケジューリングに関する研究をスモールセル環境に応用し項目⑧として再設計を行った．またこれらの要素技術を統合したセルラネットワークのシステムレベルシミュレータを構築し，スモールセルを活用したヘテロジニアスネットワークが現状のセルラネットワークの容量を1000倍以上に拡大可能であることを実証するとともに，ダイナミックな無線リソースの制御によりネットワーク全体の消費電力を削減可能であることを示した．また研究項目⑥の提案型RRHのハードウェア試作と評価では，平成24年度に設計した①共有型RRHハードウェアアーキテクチャをスモールセル環境に適した構成に変更し平成25年度に開発した基地局連携信号処理ボードにファームウェアとして実装を行った．またこれらの共有型RRHを束ねる基地局連携コントローラを開発し光フロントホールを介して共有RRHと接続可能であることを確認した．また項目⑦の国際標準化ではリリース13およびそれ以降への発展を見越して，光張出し基地局を前提としたクラウドRANにおけるダイナミック制御プロトコルを構築した．（※ただし上記①②③④⑥⑦⑧の番号は研究計画調書の研究計画・方法の項目番号である．）
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究では，基地局連携セルラネットワークを実現するうえで必須となる要素技術およびハードウェアアーキテクチャを世界に先駆けて確立することを目的としている．平成26年度は，ヘテロジニアスネットワークにおけるスモールセル間の基地局連携にターゲットを絞り，⑧動的クラスタリング，無線リソース制御，ユーザスケジューリングに関する研究を行い，これらの要素技術を活用したセルラネットワークが現状の1000倍以上のシステム容量を達成することを明らかとした．これは非常に大きな研究成果であり今後の第5世代セルラネットワークの基盤技術になると考えられる．また項目⑥では当初計画を発展させてスモールセル環境を想定した共有型RRHを用いた基地局連携クラウドRANのハードウェアプラットフォームを構築した．また⑦の国際標準化では⑧のアルゴリズムを実現可能とする3GPP Rel.12仕様の拡張プロトコルを構築した．（※ただし上記⑥⑦⑧の番号は研究計画調書の研究計画・方法の項目番号である．）
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| Strategy for Future Research Activity |
本プロジェクトの最終年度である平成27年度は，⑧平成26年度の研究計画の見直しを受けて想定する環境をヘテロジニアスネットワークにおけるスモールセル間の基地局連携にターゲットを絞り，⑥光張出し（RRH）基地局を用いた基地局連携クラウドRANのデモンストレータを構築する．デモンストレータには，これまでに研究開発を行った②動的クラスタリング（スモールセル基地局の動的ON/OFF），③ユーザスケジューリング（ユーザアソシエーション），④無線リソース制御（送信電力制御とビームフォーミング）を実装し動作検証を行う．また⑦の国際標準化では，2014年末より標準化が始まった3GPP Rel.13および第5世代の候補と考えられているRel.14以降をターゲットとし，上記スモールセル間連携を行うための仕組み，特にデータ／制御分離（C/U分離）を活用したダイナミック制御プロトコルの策定を推し進める予定である．最後にこれまでの研究成果をまとめる．（※ただし上記②③④⑥⑦⑧の番号は研究計画調書の研究計画・方法の項目番号である．）
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| Causes of Carryover |
平成26年度の基地局連携ハードウェアの試作費が，ネットワーク側を重点的に開発したため当初予定よりも安価なものになったことが理由である．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度はこれまでに開発したハードウェアプラットフォームを用いてデモンストレーションシステムを構築する．この開発に前年度研究費を使用する予定である．
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[Journal Article] Millimeter-wave evolution for 5G cellular networks2015
Author(s)
K. Sakaguchi, G.K. Tran, H. Shimodaira, S. Nanba, T. Sakurai, K. Takinami, I. Siaud, E.C. Strinati, A. Capone, I. Karls, R. Arefi, and T. Haustein,
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Journal Title
IEICE Trans. Commun.
Volume: E98-B
Pages: 388-402
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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