A számításba vehető szélessávú vezeték nélküli technológiák bemutatása és tervezési szempontjai Cser Gábor RAN fejlesztési szakértő Magyar Telekom / Vezetéknélküli Hálózat Fejlesztési Ágazat Magyar Mérnöki Kamara Budapest, 2015. november 26.
Szélessávú vezeték nélküli technológiák Tartalomjegyzék Mobil rendszerek, adatátviteli sebességek fejlődése GSM áttekintés Tervezési szempontok UMTS áttekintés LTE áttekintés LTE - Advanced jellemzői 3G 4G Tervezési szempontok Miben más a 3G/4G tervezés Forgalmi előrejelzések 2014-es frekvenciatender (Spektrumhelyzet Magyarországon) 5G bemutatása Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 2
Mobil rendszerek, adatátviteli sebességek fejlődése A mobilhálózatok adatsebessége exponenciálisan növekszik, amire szükség lesz... 1G NMT Analóg rendszer Csak hang, CS adat GSM (2G) Hang, CS adat GPRS, EDGE UMTS/HSPA (3G): Hang Videotelefon R99, HSPA, HSPA+ LTE (4G) Csak adat Hang (CSFB/VoLTE) 5G Szabványosítás alatt Névleges átviteli sebesség [bit/s] 1 G 100 M 10 M 1 M 100 k 10 k 70k 2G 230k 384 k GPRS EDGE UMTS (R99) 1x 20MHz + 2x2 MIMO Dual Carrier +HSPA+ 3G 1998 2000 2002 2004 2006 2008 5x20MHz + 8x8 MIMO 3 Gbps 5x20MHz + 2x2 MIMO 750Mbps 14.4 M HSPA 42 M 2010 HSPA+ 150 M 2012 2015 után LTE 4G LTE-A 10 Gbps 5G 2020 5G Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 3
2G GSM: Global System for Mobile Communication
GSM rendszer felépítése BTS (bázisállomás) BSC (bázisállomás vezérlő MSC (kapcsolóközpont) HLR/VLR (előfizetői adatok) AUC/EIR (jogosultságok) SGSN/GGSN (PS core) Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 5
GSM frekvenciasávok (Európa) FDD technológia (Frequency Division Duplex) Külön UL és DL sáv GSM Vivőtávolság: 200kHz 900MHz UL: 880-915MHz DL: 925-960MHz Duplex távolság: 45MHz Sávszélesség: 35MHz 1800MHz UL: 1710-1785MHz DL: 1805-1880MHz Duplex távolság: 95MHz Sávszélesség: 75MHz Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 6
GSM csatornák Forgalmi és jelzés csatornák Hang/Adatforgalom kezelése Forgalmi csatornák (TCH: Traffic Channel): Full rate TCH (TCH/F) Half rate TCH (TCH/H) Jelzéscsatornák: Mobil és bázisállomás közötti jelzésátvitel BCCH (Broadcast Common Channel) Cellaválasztáshoz szükséges információk (LAC, Szomszédok, CellID, DTx ) Teljesítmény szabályozás SCH (Synchronization Channel): TDMA keretstruktúrára szinkronizálás SDCCH (Standalone Dedicated Control Channel) Location update SMS CBCH (Cell Broadcast Channel) Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 7
Hívásátadás (Handover) Hívás folyamatosságának biztosítása mozgás közben Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 8
Barangolás (Roaming) Mobil használat idegen (főleg külföldi ) hálózatban GSM-ben működött először Kezdeményezett hívás nem használja a honos hálózatot Fogadott hívás mindig a honos hálózat felől érkezik Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 9
Frekvencia tervezés Cél: Interferencia minimalizáslása Strukturált hálózat Azonos irányok Szektorok elválasztják egymást Frekvencia újrahasznosítás (reuse) 3/9 =27 frekvencia 4/12 Eltérő frekvenciacsoportok BCCH (vezérlőcsatorna) TCH (forgalmi csatorna) Frekvencia ugratás (Hopping) Interferencia csökkentése Gyors Fading hatásának csökkentése Alap zajszint növekszik Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 10
Kapacitás tervezés Cél: az optimális forgalmi csatornaszám meghatározása Agner Krarup Erlang (1878-1929) Úttörő a telekommunikációs forgalom számításában Mindenkinek nem lehet dedikált csatornát biztosítani Erlang B tábla Adott torlódás mellett a szükséges csatornaszám meghatározása 1E: 1 folytonos hívás, 1 órán keresztül # TRX 1 2 3 4 Erlang 2,9 8,2 14 20,2 Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 11
Tervezési szempontok
Terjedési modellek Hata model Frekvencia: 150MHz-1500MHz hm: MS magasság: 1-m10m hb: BS magasság: 30m-200m D: Távolság: 1km-20km Közepes és kisvárosok esetén PL[dB]=69,55+26,16logf-13,82hB-CH+logD[44,9-6,55loghB] CH[dB]=0,8+(1,1logf-0,7)hM-1,56logf Nagyváros CH[dB]=3,2log(11,75hM) 2-4,97 Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 13
Terjedési modellek Okumura Hata model 2GHz-ig ahm: mobil magasság korrekciós faktor PL[dB]=69,55+26,16logf-13,82hB-ahM+logD[44,9-6,55loghB] ahm[db]=[1,1logf-0,7]hm-[1,56logf-0,8] Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 14
Terjedési modellek COST 231 (Walfish Ikegami Model) COST European Cooperation in the Field of Scientific and Technical Research Frekvencia: 1500MHz-2000MHz hm: MS magasság: 1-m10m hb: BS magasság: 30m-200m D: Távolság: 1km-20km PL[dB]=46,3+33,9logf-13,82hB-ahm+logD[44,9-6,55loghB]+C ahm[db]=[1,1logf-0,7]hm-[1,56logf-0,8] C=0dB közepes méretű városok és külváros típus C=3dB sűrű belváros ahm: mobil magasság korrekciós faktor Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 15
Fading Gyors Fading (Rayleigh Fading) Oka: Több utas terjedés Reflexió Diffrakció Szóródás Főleg városi területeken Frekvenciafüggő Frekvencia hopping, hogy minimalizáljuk Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 16
Cellatípusok Macro cella Rcell= 2 30km Lefedettség Micro cella Rcell<2km Kapacitás bővítés Pico cella Rcell<200m Speciális nagyforgalmú, de kis területek Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 17
Körsugárzó, vagy szektorsugárzó? Körsugárzó Csak a forgalom távolságát tudjuk Nehéz a frekvencia- és kapacitás tervezés Szektorsugárzó: minden irány önálló antenna Forgalom iránya, távolsága meghatározható Több frekvencia, nagyobb kapacitás Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 18
Mechanikus vagy elektronikus antenna dőlés? Mechanikus dőlés Oldalnyalábok jelennek meg Kiszélesedik a karakterisztika Elektromos dőlés A karakterisztika nem változik Az ellátott terület változik Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 19
Tervezési cél: Tiszta dominancia létrehozása Az elmélet Állomások közötti távolság egyforma Antenna magasságok egyformák Antennairányok egyformák Cellák nem lövik túl egymást Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 20
Tervezési cél: Tiszta dominancia létrehozása és a valóság Állomások elhelyezhetősége kötött Építmények magassága változó Domborzat van Eltérő forgalom Tiszta dominancia biztosítása kihívás Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 21
Rádiós berendezések (BTS) RRU, hogy elimináljuk a kábel vesztességet Macro Nagy kapacitás (12-24TRXs) 3-6 cella Micro Kis kapacitás (2-4TRX) RRU Main Unit Alapsávi processzálás (technológiánként eltérő) Remote unit: RF adó/vevő (frekvenciasávonként eltérő) Az antenna közelébe helyezzük el Nincs kábel vesztesség (0.5dB a macro 3dB-vel szemben) Nem kell TMA (antenna előerősítő) Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 22
3G UMTS Universal Mobile Terrestrial System
UMTS rendszer felépítése GSM rendszerrel sok a közös elem Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 24
WCDMA jellemzői WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Koktélparty elv Többféle Handover Teljesítményszabályozás 1500/sec Moduláció QPSK 16QAM (csak DL) 64QAM (HSPA+; csak DL) Kódfa Scrambling kód DL: megkülönbözteti a cellákat 512 különböző kód UL: megkülönbözteti a mobilokat Channelisation kód DL: megkülönbözteti a mobilokat UL: adat és a vezérlő csatornákat elkülönítése Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 25
Szolgáltatások SF igénye Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 26
UMTS Handover típusok Softer handover: egyedülálló a UMTS rendszerben Inter-System Handover Különböző technológiák között Softer Handover UMTS cellák között Azonos állomáson Azonos frekvencián Soft Handover Egyedülálló a CDMA rendszerekben UMTS cellák között Hard Handover Különböző UMTS frekvenciák között Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 27
UMTS Teljesítmény szabályozás Open loop Hívás felépüléskor Becslés alapján Closed loop Hívás közben Pontos mérés alapján 1500/sec Emel/csökkent 1bit: Nincs tartás Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 28
HSDPA jellemzői High Speed Downlink Packet Access SF=16 3.84Mcps/16=240kbps 5, 10, vagy 15 HS kód 16QAM bevezetése (4bit/szimbólum Maximum 240*15*4=14.4Mbps) Hybrid ARQ Link adaptáció 2ms-onként Scheduling: erőforrások elosztása Round Robin Max C/I Proportional Fair Nincs Soft handover Best Effort jelleg Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 29
HSUPA jellemzői (E-UL) High Speed Uplink Packet Access Változtatható Spreading factor SF=2 256 Maximum 4 párhuzamos kód Adatsebesség: 2ms TTI: 2*SF2+2*SF4 5,76Mbps 10ms TTI: 1,44Mbps Hybrid ARQ Soft Handover Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 30
HSPA+ Terminál támogatás szükséges SF16; 15 kód; 16QAM=14,4Mbps 64QAM (SW) 240kbps*15*6=21,6Mbps 64QAM (6bit/szimbólum) 21Mbps 14,4Mbps 28Mbps 2x2MIMO Dual Carrier (SW) Max 2 vivő 2x2 MIMO (HW+SW) 64QAM+ Dual Carrier 42Mbps 42Mbps 2x2MIMO 64QAM+ Dual Carrier 84Mbps 2x2MIMO Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 31
4G LTE Long Term Evolution
LTE rendszer felépítése RNC megszűnik, funkcióit MME és az enodeb veszi át enb Enhanced NodeB MME Mobility Management Entity Serving GW Serving Gateway PDN GW Packet Data Network Gateway Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 33
LTE rádiós interfész Többféle sávszélesség, többféle moduláció Sávszéleség: Technológia: OFDMA - Orthogonal Frequency Division Multiple Access SC-FDMA - Single Carrier FDMA 15kHz-es alvivők Moduláció Rádiós viszonytól függően automatikusan változik QPSK 2bit/symbol 16QAM 4bit/symbol 64QAM 6bit/symbol 15000 [szimbólum/s /alvivő] * 6 [bit/szimbólum 64QAM-en] * 1200 [alvivő] = 108Mbps Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 34
Miért OFDM? Mindkét technológiából a kedvezőbbet használja Keskeny sáv (GSM) Egyszerű vevő Kis adatsebesség Szimbólumok közötti átfedés a késleltetés miatt Egyszerű detektálás OFDM Széles sáv (WCDMA) Összetett vevő Nagy adatsebesség Robosztus rádió adásmód Bonyolult detektálás Additionally: Flexibile frequency band usage Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 35
OFDMA fizikai alapok Az ortogonális alvivők nem zavarják egymást, könnyítik a detektálást Négyszögjellel modulált szinuszos vivők a frekvencia-tartományban Nem ortogonális frekvenciák esetében Alvivők f(0) - alap frekvencia Δf frekvencia osztás T(b) szimbólumidő f(0) = Δf = 1/ T(b) =15kHz Ortogonális frekvenciák esetében Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 36
Többszörös antennarendszerek - MIMO MIMO: Multiple Input Multiple Output M * N mátrix Csatorna komplex amplitúdó becslése Moduláció Kódrate Korrelálatlan antennák 2*2 MIMO: 1db Xpol 4*4: 2db Xpol, vagy XXpol LTE: DL 2x2MIMO az alap Bonyolultabb mobil Kisebb jel/zaj viszony elég Nagyobb átviteli sebesség 2x2MIMO esetén 150Mbps Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 37
MIMO - Referencia jelek Rádiós csatorna minőségének mérése Referenciajelek két antenna esetén Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 38
Az LTE erőforrásai az idő-frekvencia síkon A fő jelzéscsatornák a középső 1,4MHz-ben helyezkednek el Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 39
4G LTE - Advanced
Vivőegyesítéssel és az antennarendszerek fejlesztésével növelhető a sebesség és a kapacitás A vivőegyesítéshez és az antennarendszerek használatához terminál támogatás is szükséges Release 8 Release 10 Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 41
A vivőegyesítés lehetőségei a bázisállomásokon Vivőegyesítés csak azokon a területeken ahol az F1 és F2 frekvenciák átlapolódnak 1. eset: Előnyök Az F1 és F2 cellák azonos pozícióban, átlapolódva hasonló lefedettséget biztosítanak Leggyakrabban F1=F2 (azonos sáv) Hátrányok 2. eset: 3. eset: Az F1 és F2 cellák azonos pozícióban, átlapolódva, F2 cellái kisebb lefedettséget biztosítanak F1 és F2 eltérő sávban Az F1 és F2 cellák azonos pozícióban de eltérő irányban, F1 megfelelő lefedést biztosít, F2-nek a nagyobb csillapítás miatt kisebb a lefedettsége F1 és F2 eltérő sávban Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 42
Heterogén hálózatok (HetNet) Heterogén hálózat a lokális kapacitás és lefedettség növelésének az eszköze Heterogén hálózat Kisteljesítményű bázisállomások elhelyezése a makro hálózatban Jelentősen eltérő interferencia viszonyok egy homogén hálózathoz képest Femto (CSG = Closed Subscriber Group, zárt előfizetői csoport) Csak a regisztrált felhasználók csatlakozhatnak Komoly interferencia azon felhasználók számára, melyek a Femto területén vannak de a makro cellára regisztrálhatnak Makro-Piko (OSG = Open Subscriber Group, nyílt előfizetői csoport) Bármely felhasználó hozzáférhet az a Pico bázisállomáshoz Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 43
Koordinált többpontos hálózat (CoMP): hálózati MIMO CoMP (Coordinated/Cooperative Multipoint) Előnyök Hátrányok LTE: egyszerre egy cellával kommunikál a mobil CoMP: egyszerre több cellával kommunikál a mobil Jobb hálózat kihasználás, jobb minőségű adatátvitel Magasabb vett jelszint Kisebb interferencia Coordinated Scheduling Hálózati koordináció Csak a pillanatnyilag kiszolgáló cellán forgalmaz Nagyobb adatsebesség érhető el Joint processig Több cella jelét veszi egyszerre a mobil Utófeldolgozás a mobilban (LTEA LG) Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 44
Interferencia csökkentése a cellahatáron: ICIC bevezetése ICIC (Inter Cell Interference Cancellation): cellánként eltérő frekvenciacsoportok használata a cellahatáron Probléma: A szomszédos cellák okozta interferencia jelentősen csökkenti az adatsebességet a cellahatáron Megoldás: Interferencia csökkentése a cellahatáron Teljesítmény és frekvencia szabályozás interferencia függvényében X Reuse: Soft reuse: Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 45
Relé rendszerek (RELAY) Feladata Előnyök Nagy adatsebességű lefedettség növelése Adatsebesség növelése a cellahatáron Csoport mobilitás (pl. tömegközlekedés, sok HO egyszerre) Hátrányok Működése Az LTE air interface-en érkező adatok dekódolása, hibajavítása, majd újrakódolás utáni újraküldés Akár sorba is köthetőek jelentős lefedettségnövelésre átvitel kiépítése nélkül Forgalom aggregálása (repeater nem tudja!) Csak az üzemelés alatt van bekapcsolva Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 46
3G - 4G Tervezési szempontok
3G 4G tervezési szempontok A jelszint szükséges, de nem elégséges feltétel Egyfrekvenciás hálózat Lefedettség tervezés: adott adatsebességre tervezés Cellák átfedésének minimalizálása Tiszta dominanciaterület létrehozása Interferencia csökkentése, Jel/zaj viszony maximalizálása RRU berendezések használata Rádiós berendezés az antenna közelében Kábelcsillapítás minimalizálása UL előerősítő nem szükséges 3G: Scrambling kód tervezés 4G: Physical CellID tervezés Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 48
3G: cellalélegzés az interferenciát okozó terhelés miatt Kis terhelés: nagy lefedettség Nagy terhelés: csökkenő lefedettség Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 49
Beépítettség figyelembe vétele Beltéri plot (beépítettség figyelembe véve) Beltérben elhelyezkedő előfizetők Kültéri plot (nincs beépítettség figyelembe véve) Kültéri ellátáshoz szükséges jelszint Beltéri ellátáshoz szükséges kültérben mért jelszint Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 50
Forgalmi előrejelzések
Világviszonylatban a mobil adatforgalom megtízszereződik 2014-2019 között A mobil video forgalom lesz a domináns, M2M kommunikáció négyszereződése várható 24.3EB 16.1EB 10.7EB 2.5EB 4.2EB 6.8EB (CiscoTraffic forecast 2015) Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 52
Smartphone-ok válnak dominánssá M2M eszközök rohamos növekedése várható (CiscoTraffic forecast 2015) Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 53
A forgalom 97%-át okos eszközök fogják forgalmazni Közép és Kelet Európában 18% (2014) 62% -ra nő smartphone penetráció 2019-re (CiscoTraffic forecast 2015) Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 54
LTE válik dominánssá, 2G eszközök száma erőteljesen csökken Forgalom technológiák közti megoszlása (M2M) (CiscoTraffic forecast 2015) Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 55
2014-es frekvenciatender (Spektrumhelyzet Magyarországon)
2600 FDD 2600 TDD 26 GHz 1800 1800 800 800 800 900 900 900 2600 FDD 2600 FDD 280MHz-nyi spektrumot hirdettek meg, 104.15 milliárd Forint értékben A Blokk : 33 225 mft B Blokk : 31 725 mft C Blokk : 27 200 mft 30MHz 20MHz 2MHz 2MHz 10MHz 10MHz 5MHz 5MHz 1800 2600 TDD 25MHz 1MHz 10MHz D Blokk : 2 650 mft E Blokk : 2 650 mft F Blokk : 2 650 mft 5MHz G Blokk : 3 000 mft H Blokk : 850 mft I Blokk: 200 mft 20MHz 15MHz 56MHz PMP Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 57
Frekvencia pályázat: nem csak a pénz számított, sőt! (kötelezettségek és vállalások) Az ajánlat pontértékét 60%-ban a kötelezettségvállalások, a lefedettség és az ütemezés határozta meg A, B & C Blokkok Adott114 település 50%-nak lefedése 1000 fő alatti települések lefedése 1000-6000 fő közötti települések lefedése 800MHz-en További1000 fő alatti települések lefedése 96%-os lakossági és 90%-os területi országos beltéri lefedettség térerősség alapon 99%-os lakossági és 90%-os területi országos beltéri lefedettség térerősség alapon G Blokk 2600MHz es LTE lefedettség a 30 000 fő feletti települések 50%-án + Lefedettség bármilyen frekvenciával a 30 000 fő feletti települések maradék 50%-án Nov 2014 Nov 2015 Nov 2017 Nov 2019 Nov 2024 Kötelezettség Vállalás Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 58
Csak az inkumbens szolgáltatók tettek vállalásokat Vállalások: <1000 fő alatti települések ellátása 800MHz-es LTE-vel 800MHz vállalás 1000 fő alatti, lefedendő települések száma 12 hónapon belül 675 350 1100 További 1000 fő alatti, lefedendő települések száma 36 hónapon belül 936 850 350 Total 1611 1200 1450 Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 59
2600 FDD 2600 TDD 26 GHz 1800 1800 800 800 800 900 900 900 2600 FDD 2600 FDD 265MHz spektrum talált gazdára, 130.6 milliárd Forint értékben, 20 évre A Blokk: 33 225mFt B Blokk: 31 725mFt C Blokk: 27 225mFt 30MHz 20MHz 2MHz 2MHz 10MHz 10MHz 5MHz 5MHz 1800 2600 TDD 25MHz 1MHz 10MHz D Blokk:15 000mFt E Blokk: 10 425mFt F Blokk:10 000mFt 5MHz G Blokk: 3 000mFt; H : 850 mft /nincs eladva I Blokk: 200 mft/nincs eladva 20MHz 15MHz 56MHz PMP Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 60
900 1800 2600 FDD 2600 TDD Spektrumhelyzet a 2014-es tender végén Az újonnan szerzett és a régi frekvenciablokkok elhelyezkedése C : 25MHz Vodafone H : 15MHz Sikertelen tender A : 30MHz - Magyar Telekom G : 20MHz - Vodafone B : 20MHz Telenor 800 2100 Magyar Telekom: 15MHz Vodafone: 15MHz B : 2 A :2 C:1 F : 5MHz Digi 1,8 1 Vodafone: 15MHz D : 5MHz MT E : 5MHz MT Telenor: 15MHz Magyar Telekom: 15MHz Szabad: 5MHz Szabad : 5MHz Telenor: 30MHz Vodafone: 10MHz Telenor: 8MHz Magyar Telekom: 9MHz C : 10MHz Vodafone A : 10MHz Magyar Telekom B : 10MHz Telenor Szabad : 5MHz Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 61
1800 2600 FDD 900 2600 TDD 900MHz sávátrendezés: folyamatos spektrum 900MHz-en C : 25MHz Vodafone H : 15MHz Sikertelen tender A : 30MHz - Magyar Telekom G : 20MHz - Vodafone B : 20MHz Telenor 800 2100 Magyar Telekom: 15MHz Vodafone: 15MHz F : 5MHz Digi Telenor: 11,8MHz Vodafone: 15MHz D : 5MHz MT E : 5MHz MT Vodafone: 11MHz Telenor: 15MHz Magyar Telekom: 15MHz Szabad: 5MHz Szabad : 5MHz Telenor: 30MHz Magyar Telekom: 12MHz C : 10MHz Vodafone A : 10MHz Magyar Telekom B : 10MHz Telenor Szabad : 5MHz Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 62
5G a következő mobil technológia
5G a mobil kommunikáció forradalma 3G-4G: Az emberek internete (okos telefonok) 5G: A dolgok internete (okos és önálló dolgok) (Internet) Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 64
Különböző igényekhez különböző hozzáférési technológia Otthoni alkalmazások WLAN Bluetooth 5G? Technológia Felhasználás Távirányítás Ablak, ajtó Fűtés / hűtés Szórakoztató elektronika Kis adatsebességű, nagy távolságú alkalmazások 2G, 3G 5G? Házon belüli tűzjelző rendszerek Mérőrendszerek Logisztika követés Nagy adatsebesség, mobil alkalmazások LTE, LTE-A, 5G Önműködő alkalmazások Szállítás Egészségügy Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 65
5G: egy globális szabvány legyen 5G: meglévő szabványok evolúciója + kiegészítő új technológiák NMT GSM UMTS LTE 1980 1990 2000 2010 2020 1G 2G 3G 4G 5G Nagy kapacitás (1000x), kisebb költség/bit Nagy adatsebesség ( 1Gbps mindenkinek) 1ms RTT (M2M) Technológia átjárhatóság Egységes frekvencia Throughput (Mbps) 10 000 23 RTT (ms) 11 3 000 150 4G LTE-A 5G 3G 4G 5G 1 Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 66
5G berendezésekkel szembeni elvárások NMT GSM UMTS LTE 1980 1990 2000 2010 2020 1G 2G 3G 4G 5G Komplexitás csökkentése, eszközök jobb kihasználása Szoftver definiált eszközök (router-ek) Automatikus hálózati integráció Automatikus optimalizálás (SON) Kisebb fogyasztás Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 67
1Gbps sebesség mindenkinek, 100Gbps lokálisan Alacsony frekvenciák lefedettség; Magas frekvenciák nagy sebesség 5G elsődleges sáv 5G kiegészítő sáv (2020) (>2022) Mobil sáv 1 2 3 4 5 6 10 20 30 40 50 60 70 80 90 GHz Makro lefedettség 0,1-3km 1Gbps-4Gbps Bw: 500MHz Mikro lefedettség 50-200m 3Gbps-10Gbps Bw: 2.5GHz Lokális hálózatok <50m 10Gbps-100Gbps Bw: 40GHz Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 68
<6GHz: Evolúció; >6GHz: Revolúció <6GHz: LTE kompatibilis; >6GHz LTE-vel nem kompatibilis <6GHz LTE-A Vivőegyesítés (maximum 5x20MHz: 750Mbps) Továbbfejlesztett MIMO (maximum 8x8: 3Gbps) Koordinált több pont (egyszerre több állomással kommunikáló eszköz) MTC (Machine Type Communication) LTE-Direct (Eszközök közötti kommunikáció) LTE-x LAA (Licence Assisted Access: 5GHz-es sáv) Dual Connectivity (több technológia egyidejű használata) Tömeges MIMO (>8x8; Antenna karakterisztika formálás Beamforming) 5G Full duplex (azonos sávban, egyidejű DL és UL kommunikáció) Virtualizált RAN (felhő alapú hálózat, cellahatárok elvesznek) Új rádiós hozzáférési technológia (több ezer egyidejű kapcsolat, jobb spektrum hatékonyság, nagyon alacsony késleltetés, extrém alacsony fogyasztás) >6GHz 5G Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 69
LTE-M: Eszközök közötti kommunikáció kis adatmennyiség hatékony átvitele Resource blokkok méretének csökkentése: olcsóbb, kisebb fogyasztású eszközök Csak 1,4MHz sávszélesség a max. 20MHz helyett 180kHz-es RB-k helyett 15kHz letöltés 5kHz feltöltés irányban 100x kapcsolat Olcsó Jobb lefedettség Kis fogyasztás Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 70
<1ms késleltetésű közvetlen kommunikáció az eszközök között Eszközök közötti kommunikáció hálózati vezérlés mellett Gyors váltás Access technológiák között (<10ms) Vezérlés központ felől Adatkommunikáció közvetlenül is Pl. okos autók között Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 71
LAA: nem licenszelt sávok használata a nagyobb adatsebesség eléréséhez LAA: Licence Assisted Access Forgalomterelés Kiegészítő DL sávként Csak letöltés Vivőegyesítés Le- és feltöltés egyaránt Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 72
Dual connectivity: egyidejű kapcsolat két technológiával Szétválik a jelzés és az adatcsatorna Pl. LTE és 5G egyidőben Forgalomterelés Interferencia koordináció Kisebb fogyasztás Jelzéscsatornák átvitele Licenszelt sávon Adatátvitel Nem licenszelt sávon Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 73
Tömeges MIMO a sebesség növelése érdekében Csak magas frekvenciákon alkalmazható (hullámhossz antennaméret) Nagy adatsebesség Nagy kapacitás mm-es hullámhossz LTE-vel kompatibilis 64x64 128x128 256x256 Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 74
Teljesen duplex kommunikáció Megduplázza a spektrum kihasználását Jelenlegi duplexitás: Frekvencia osztás (FDD) Eltérő frekvencia Azonos időpillanat Időosztás (TDD) Azonos frekvencia Eltérő időpillanat 5G duplexitás: Teljesen duplex kommunikáció Azonos frekvencia Azonos időpillanat Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 75
Virtualizáció Paradigmaváltás: Cellás hálózat helyett virtualizált hálózat Cellahatárok elvesznek Processzálás a felhő -ben Nem a UE-k követik a hálózatot, a hálózat követi a UE-kat Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 76
5G: Új hozzáférési technológiák Nagy adatsebesség elérése kis fogyasztás mellett 5G-vel szemben támasztott követelmények teljesítése Spektrum hatékonyság Nagy adatsebesség Kis késleltetés Sok előfizető egyidejű kiszolgálása Lehetséges hozzáférési alternatívák SCMA (Sparse Codebook Multiple Access) VSF-OFCDM (Variable Spreading Factor Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing) FBMC (Filtered Bank Multi Carrier) Filtered OFDM Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 77
Az átviteli hálózat fejlesztésére is szükség lesz (5G: Technology Vision Huawei) Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 78
NGMN: szervezet az egységes szabványosításért 5G szabványosítása, 2020-as kereskedelmi indulással Már 21 operátor csatlakozott az NGMN-hez, hogy az 5G világszabvány legyen NGMN (Next Generation Mobile Network) Operátorok által vezetett kezdeményezés Következő generációs mobil hálózat kidolgozása (ipar és a kutatási partnerek segítségével ) DT az alapító tagja a Vodafone, az Orange, a KPN, az NTT DoCoMo és a China Mobile-lal (2006) 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 0 1 2 3 5G Szabványosítás Kereskedelmi kezdeményezés Elvárások : MWC 2015 Teszthálózatok indulás Cser Gábor Magyar Telekom - Szélessávú vezetéknélküli technológiák MMK előadás 2015.11.26. 79
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!