移動通信システムの課題に対するKDDIの研究内容について

摘要

近年，スマートフォンやタブレット端末の急速な普及と相まって，ビデオオンデマンドのようなサービスに対するニーズが高まっており，データトラヒックが急増している.このような状況を鑑み，ITU-Rでは，世界各国のトラヒック需要やマーケットの現状と将来の予測結果をまとめたレポート文書（Report ITU-R M.［IMT.UPDATE］）を2011年10月に完成させ，所要周波数帯域幅の検討につなげる予定である.データトラヒックの急増は“Data Tsunami”と呼ばれており，将来の移動通信システムを検討するうえで最も重要な課題の一つである.本稿では，移動通信システムの容量の改善につながる無線通信技術の中で，筆者らが検討を進めている研究内容について紹介する.具体的にはまず，システム容量の増大化が期待されているマクロセル内にピコ局を設置したHetNet（Heterogeneous Network）での性能評価結果と課題，ならびに，フェムト局導入時の干渉緩和技術を紹介する.また，ピコ局やフェムト局のような小型基地局の展開時により大きな課題になると思われる，運用コスト（OPEX）や設置コスト（CAPEX）の低減化，ならびに，システム最適化に対する解決策として有望視されているSON（Self-Organizing Network）の検討結果についても紹介する.さらに，将来想定されるM2M(Machine-to-Machine）ネットワークやセンサネットワークのような多端末時代を見据え，非直交型多重アクセス方式の一つとして注目しているIDMA（Interleave Division Multiple Access）の性能評価結果についても紹介する.%Due to the fact that smart phones and tablet terminals have been rapidly spread in recent years, customers tend to seek more rich services such as video-on-demand generating massive data traffic. In line with this trend, ITU-R started developing a new report named "Report ITU-R M.[IMT.UPDATE]," which will summarize future traffic demand and market all over the world, and will complete the Report by October 2011. Such a sharp increase of data traffic is called "Data Tsunami," which is one of the critical issues for developing future mobile communications systems. This paper introduces studies conducted by the author and his colleagues among key technologies that are expected to contribute to improving system capacity. Firstly, performance evaluations on the HetNet with Pico cells over macro cell areas are presented in addition to the introduction of new issues caused by deploying Pico cells. Interference mitigation techniques for Femto cells are also proposed. Next, this paper shows a part of study results on SON (Self-Organizing Network), which is expected to not only decrease operational expenditure (OPEX) and capital expenditure (CAPEX) but also optimize a mobile communications system. It is presumed that these issues will be recognized to be more critical ones as the number of base stations for deploying Pico and Femto cells increases. Furthermore, from the viewpoint of the next era when a massive number of terminals exist in future M2M (Machine-to-Machine) and sensor networks, system-level performance results on IDMA (Interleave Division Multiple Access), which the authors focus on as one of the promising non-orthogonal multiple access technologies, are also presented.