スマートIoT推進フォーラム技術戦略検討部会
第15回 テストベッド分科会

九州工業大学におけるB5Gモバイル環境を活用したワークショップの開催

2023年 10月 17日（火）九州工業大学
塚本 和也

Agenda1. 九州工業大学にて実施したワークショップのご紹介

2. ワークショップを開催した上での所感

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⾃⼰紹介
 名前： 塚本 和也 （つかもと かずや）
 所属： 情工I類 情報・通信工学科
情報・通信ネットワークコース 教授
 学歴
 2006年3月 博士（情報工学）（九州工業大学）

 所属学会 電子情報通信学会 研究会幹事/英文誌編集委員、情報処理学会、IEEE、ACM

 職歴
 2005年 4月 日本学術振興会 (JSPS) 特別研究員 (DC2) 2006年 4月 日本学術振興会 (JSPS) 特別研究員 (PD) 2006年 7月 カリフォルニア大学アーバイン校 (UCI) 客員研究員 (PD) 2007年 4月 九州工業大学 情報工学部 助教
 2013年 4月 九州工業大学 大学院情報工学研究院 准教授
 2022年 1月 九州工業大学 大学院情報工学研究院 教授

4月 「IoTネットワークイノベーション実証研究センター」 副センター長
 2023年 4月 九州工業大学 情報・通信工学科長/大学院 情報・通信工学専攻長/研究系長

3実施したワークショップについて（1） 日本学術振興会 「ひらめき☆ときめきサイエンス～ようこそ大学の研究室へ～KAKENHI」
 目的 （https://www.jsps.go.jp/j-hirameki/より抜粋）
 大学や研究機関で「科研費」（KAKENHI）により行われている最先端の研究成果に、小学５・６年生、中学生、高校生の皆さんが、直に見る、聞く、触れることで、科学のおもしろさを感じてもらうプログラム

 九工大飯塚キャンパスでは、7月30日～8月27日の期間で5日間実施計10個のプログラムを実施
 https://www.iizuka.kyutech.ac.jp/pr/hirameki 塚本が担当したワークショップ
 日時：8月27日
 内容：「無線通信で体感する無線周波数資源の不思議な世界」

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実施したワークショップについて（2） プログラムの目的
無線ネットワークは現在、携帯ネットワーク、無線LAN、Bluetooth が普及しており、日常生活で活用されている。最近では、LoRa 等のLPWA やローカル5GやBeyond 5G が限定的に利用可能になってきた。一方でアプリケーションも従来のファイル転送や動画配信に加えて、IoT の普及により温度や湿度等の各種センサ情報も対象となり、多様化している。
そこで本プログラムでは、送受信データの特性に応じて適切な無線ネットワークを選択することの重要性を体感する事を目的として、実際の無線ネットワーク実験を行う。これらの実験を通じて、選択の困難さと現状の問題点を認識してもらい、科学技術への関心を深めてもらう。

 ワークショップ参加者が実施する実証実験
キャンパス内でLoRa/Beyond 5Gの通信状況(条件)が異なる3地点から、設定課題をクリア可能な適切な無線通信を選択し、データ転送する

課題毎にポイントを設けて、合計点が高いチームを表彰
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Beyond 5Gに関する事前準備(1)参加者は高校生のため、Beyond 5Gについて全くなじみがない（むしろ、その名前を初めて聞くはず）実験前にBeyond 5Gに関する説明が必要不可欠
今回、事前に以下の準備を行いました （これが大変でした。。）
1. これまで（5G)までの発展に関する説明
2. 九工大に配備されたテストベッド環境の説明
スライド資料を用いて説明を実施
3. Beyond 5Gの通信特性に関する説明
スライド資料に加えて、デモビデオとデモ実験で説明
本日は上記について、ワークショップ当日に学生に紹介した資料をご紹介します6

NICT B5Gモバイルテストベッド
 日本に3カ所（東京NICT本部、大阪大学，九州工業大学）のみ
 研究開発・実証成果を取り込み，Beyond 5Gへと循環進化※ 詳細情報 → https://testbed.nict.go.jp/b5gm/

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九⼯⼤キャンパス B5G テストベッド【⼾畑キャンパス】【飯塚キャンパス】

九⼯⼤＆QTnet
ローカル5Gエリア
・ 28GHz帯
・ NSA

NICT
B5Gエリア・ Sub6帯
・ SA
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飯塚キャンパス内の設備(2)モバイルネット
ワーク開発環境(2)モバイルネットワーク開発環境(1)モバイルアプリケーション実証環境(1)モバイルアプリ
ケーション
実証環境

屋内 （ポルト棟）→ 今いる場所！！

9B5Gテストベッドを用いたデモ
1. オンラインゲーム
 Apex Legendsを利用 → アクセス回線部分のみ違う現在利用されている無線通信規格
LTE（３．９G)、4G/5G(この場所だと5Gが入らない）

Beyond 5G（B5G)
 ゲームプレイ時の通信遅延の違いを体感してもらうデモ

2. リアルタイム動画配信システム
 360度カメラで撮った動画をリアルタイムに配信
 B5G上のエッジサーバ(MEC)からの配信動画の低遅延性を体感してもらう 配信システムは株式会社 iD様の協力によって実現
株式会社iDhttp://www.intelligent-design.co.jp/
101．オンラインゲーム デモネットワーク構成
インターネットへのアクセス回線をLTE（3.9G)/4G/B5Gで変更して比較

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2．リアルタイム動画配信システム デモ（1）ネットワーク構成図（B5G利用時）
・有線接続時・WiFi 混雑無/有・B5G混雑無/有を比較２．動画配信

１．カメラ画像を転送

エッジサーバ
on B5G

４台の端末（ルータ）がB5Gテストベッドに接続（競合）3. 競合通信

実際のタイマ表示とipadのタイマ表示値の差分からリアルタイム性を確認
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Wi-Fi vs. B-5G (混雑なし）

Wired/Wi-Fiとほぼ変わらないリアルタイム性

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Wi-Fi vs. B5G (混雑発生時）

B5Gは混雑時も良好なリアルタイム性を維持できる

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2．リアルタイム動画配信システム デモ（2）：360度カメラ×ラジコン
 内容
 視聴用iPadの画像を見ながら、ラジコンを操作
 課題：

 各地点に設置されたキーワードを制限時間内に探す
 制限時間は一人あたり【２分】

 キーワード１つの発見で1ポイント獲得→ 一番多くのポイントを獲得できた人が優勝を探して記録

デモは後ろの広いスペースで実施するので、移動をお願いします 15

通信実験：課題内容(1/2)
 実施形態 ３ or ４人で１グループを構成 → 全体で３グループ

 グループで取り組むタスク
 各地点に用意してあるクイズの解答をポルト棟に伝送する
 伝送終了までの制限時間は各地点共通で【３０秒】とする→ ３０秒で伝送できる【データ】と【伝送方法】の組み合わせを決定し、実行する
 解答データの種類と、課題達成時の獲得ポイント
1. 動画データ（データ量：50 MBytes)→ 達成時 4ポイント
2. 画像データ（データ量：1.5 MBytes)→ 達成時 3ポイント
3. テキストデータ（データ量：1 KBytes) → 達成時 1ポイント
4. 直接、解答を音声で転送する→ 達成時2ポイント※動画や画像は事前に用意してあるものを使用
 各地点での演習時間は【10分以内】とする
 当初予定したデータ×伝送方法で達成出来なかった場合、再挑戦可 １０分経過時点で獲得している１回辺りの最大ポイントを得点とする
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通信実験：課題内容(2/2)
 以下の３種類から通信方法を選択

無線接続

1. B5G： （最大）速度 100Mb/s

有線接続

モバイルルータ

2. LoRa: （最大）速度 10kb/sモバイルルータ

B5G基地局

LoRa

LoRa

3. 徒歩：答えを歩いて、声で伝える（伝送）もOK
ポルト棟

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地点Aでのタスク
 問題設置地点
 ラーニング・アゴラ棟（今日の最初の集合地点）

 制限時間 30秒以内にポルト棟へ解答を送る

現在地

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地点Bでのタスク
 問題設置地点
 大講義棟1階

 制限時間 30秒以内にポルト棟へ解答を送る

現在地

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地点Cでのタスク
 問題設置地点
 ポルト棟横（駐車場） ※ココの隣です 制限時間 30秒以内にポルト棟へ解答を送る

現在地

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終了後のアンケート結果（抜粋） LoRaもBeyond5Gも初めて使ったので、とても興味深かった。
 Beyond５Gに関して、ただ通信速度が速いだけでなく、場所や条件によって通信速度が変わるので、これからの通信はその場、その条件にあった通信方法をインターネット自身が判断できるような世界になれば良いと考えた。
 通信方法ひとつひとつ違う特徴があって、とても楽しかった。
来年も参加してみたいです。
 今回のイベントで、より九州工業大学に興味を持ちました。
とても楽しかったです。また参加してみたいです。
 通信系をするか、プログラミングをするか迷っていて、今回のプログラムに来たら通信の魅力を感じられました。
 保護者もプログラムに参加できたので、子供が最初から最後のプレゼンまで見れた事は、良かったです。又、来年も参加出来たらと思います。
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2. ワークショップを開催した上での所感 良かった事
 参加者が楽しんで議論や実験に参加してくれた 参加者にある程度Beyond 5Gという単語と特徴について理解してもらえた 大変だった事
 初めてテストベッドを使った実験、デモを行ったため、手探り状態でのスタートだったため、事前準備が大変だった ネットワークに負荷をかけた際に、性能が大幅に劣化する事象が発生した→ NICT 中野さんに何度も質問して、対応してもらいました。
 ご迷惑をおかけしました。。ありがとうございます。

 課題
 今回はA面（モバイルアプリケーション実証環境）のみの利用だったため、複数アプリケーションを動作させたが、ネットワーク自体を制御できなかった。
 今後は、同じアプリケーションを利用する際に、ネットワーク側を動的に制御する事による効果を見せるようにしたい 例：アップ/ダウンリンクの帯域の変化、スライシングの導入等
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まとめ 今回のイベントを通じて、NICT B5Gテストベッドを利用することができ、知見が深まった MECサーバの活用、複数のアプリケーション利用

 高校生に向けて、Beyond 5Gとは何かを説明できた 合わせてLoRaなどの異なる通信規格も紹介できた 高校生に九工大（＋NICT）をアピールすることができた 今後の課題
 Beyond 5Gテストベッドを高度に活用したデモの開発
 特にテストベッドB面を活用するための知識の習得手法の確立

勉強会や知識を共有する機会の検討 （上記の活動を通じた）研究成果の実証実験環境としての活用

引き続き、NICTの皆様にサポート頂ければ幸いです25