（革新）様式1-4-3 (2021-2)

令和３年度研究開発成果概要図（目標・成果と今後の研究計画）

採択番号：02201

１．研究課題・受託者・研究開発期間・研究開発予算◆研究開発課題名 Beyond 5G のレジリエンスを実現する ネットワーク制御技術の研究開発◆受託者
国立大学法人東北大学、国立大学法人広島大学、日本電業工作株式会社◆研究開発期間
令和3年度～令和6年度（4年間）◆研究開発予算（契約額） 令和3年度から令和4年度までの総額167百万円（令和3年度45百万円）
２．研究開発の目標
自立電源を配備し、複数の分散MIMOアンテナと仮想基地局で構成されたvRAN（virtualized RAN）により、B5Gネットワークのグリーンとレジリエンスを実現する
ため、電力も含めてvRANにおけるセル構成の適応制御に関して、2022年度までに、方式等の検討、試作評価を実施し、2024年度までに本制御技術の総合評価を実施し、 Beyond 5G のレジリエンスを実現する ネットワーク制御技術を確立する。
３．研究開発の成果

研究開発項目1：光・無線リソース統合制御技術・メディア制御技術
モバイルエッジコンピューティング
vRAN制御機能
光・無線リソース統合制御技術
・メディア制御技術

コアネットワーク制御

ネットワーク
リソース同化

Policyサーバ

CN（コアネットワーク）

SDN: Software Defined Networking
NFV: Network Functions Virtualization

C-RANアーキテクチャを 採用した複数分散
アン テナによる無線セル

光・無線・電力統合vRAN
vRAN: virtualized Radio Access Network

V2X

研究開発項目1-a） 光・無線リソース適応制御技術の確立
研究開発項目1-a）-1 セル再構成に適応した無線リソース制御技術⚫ 災害レベル 1 における、観測パラメータ（通信状態、ユーザ数 など）と制御パラメータ（アンテナ、変調方式など）からユーザごとおよびシステム全体の通信容量についての基礎検討を実施⚫ 次年度以降に実施する計算機シミュレーションの評価環境構築を実施

電動車両

アドホックネットワーク

研究開発項目1-a）-2 セル再構成に適応した光リソース制御技術

V2X: Vehicle to X

⚫ 大容量フロントホールを構成するデジタルコ ヒーレン ト多値光伝送システ ムの基本構成の検討を実施⚫ 仮想基地局機能配置の適応制御方式、及びユ ーザ信号の収容局間スイッチン グ制御方式の基本検討を実施

仮想基地局

自立電源型
分散MIMOアン テナ

光ファ イバ複合ケーブ ル等のフロ ン トホール
（光ファ イバ＋銅ケーブル）

研究開発項目1-b） 適応型マルチタスクアンテナの研究開発
研究開発項目1-b）-1 多周波共用、偏波共用、高利得、オムニアンテナの開発⚫ 電磁界シミュレーションを用い、レドーム構造を考慮したマイクロ波帯の円柱型オムニアンテナの2.4GHz/5GHzの2周波共用、垂直・水平偏波の2偏波共用、及び高利得化の検討を行いアンテナの設計法を確立

研究開発項目1-b）-2 ミリ波MIMOマルチビームアンテナの利得制御技
術の開発⚫ V、H、45°偏波のサブア レーを0.5lの間隔で配置することのできる放射素子の構造を提案し、反射特性の10dB 以下の比帯域10%を実現

研究開発項目1-a）-3 セル再構成に適応した光・無線フロントホール切り替えを実現するメディア制御技術⚫ 研究開発項目1-b)-1との連携による無線フロントホールの基本検討を実施⚫ 仮想基地局、収容局及びR Uの協調動作による 光・無線フロントホール信号の切り替え制御方式の基本検討を実施

研究開発項目1-c） 分散MIMOアンテナ自立電源制御⚫ フロントホールに複合ケーブルを用いた直流グリッド について検討し、災害時には自立電源として機能し、平時には可能な限り再エ ネによるRANを稼働できる最適電源構成を明確化⚫ 分散MIMOアンテナの電源状況を把握するため、仮想基地局が収集すべき電源情報について検討し、電源制御アルゴ リズムを考案

1

４ ．特許出願、論文発表等、及びトピックス
国内出願

外国出願

研究論文

その他研究発表

標準化提案・採択

プレスリリース
報道

展示会

受賞・表彰

0(0)

2(2)

0(0)

2(2)

0(0)

0(0)

0(0)

0(0)

※ 成果数は累計件数、（ ） 内は当該年度の件数です。

（１）研究開発運営委員会を２回開催
産官学のメンバ（9名）からなる研究開発運営委員会を開催した。第一回では、本研究開発の全体方針について、意見交換を実施した。
第二回では、具体的な本研究開発の全体方針について議論すると共に、今年度の研究成果について意見交換した。
（２）NICT主催「次世代安心・安全ICTフォーラム講演会 〜活動の総括と今後〜」での講演
研究代表者である陳教授が、「Beyond5G のレジリエンスを実現するための研究開発」と題して、これまでの電気通信研究機構での研究成果をベースにレジリエントICT技術の研究開発の考え方を講演すると共に、本研究開発の概要を紹介した。
５ ．今後の研究開発計画
研究開発項目1-a）-1セル再構成に適応した無線リソース制御技術⚫ 今年度構築した計算機シミュレーション評価環境を用いて、無線リソース制御システムの評価基盤を確立し、シームレスにセル再構成を実現する手法の実現可能性を明らかにする。本研究開発期間内に評価する2つのシナリオのうち「システムスループット最大化」 についてのシステム設計と計算機シミュレーション評価を行う。

研究開発項目1-a）-2セル再構成に適応した光リソース制御技術⚫ 今年度に基本検討を行っ た仮想基地局機能配置の適応制御方式の有効性をシミュレーションと実験により実証する。また、収容局間のデータ信号のスイッチング制御方式の設計を行い、その有効性をシミュレーションによって実証する。デジタルコヒーレント方式と並行して、フ ルコヒーレント方式の基本検討を行う 。

研究開発項目1-a）-3セル再構成に適応した光・無線フロントホール切り替えを実現するメディア制御技術⚫ 光・無線フロントホール切り替え制御方式の有効性をシミュレーションによって実証する。ま た、研究開発項目1-a)-1、1-b)との連携により、光・無線フロントホール信号の切り替え制御方式。及び無線フロントホールリンク確立方式の設計を実施し、その有効性をシミュレーションによって実証する。

研究開発項目1-b）-1多周波共用、偏波共用、高利得、オムニアンテナの開発⚫ 多周波共用、偏波共用、高利得、オムニアンテ ナの試作を行い、電波無響室においてアンテナ特性の測定と評価を行う。また、研究開発項目1-b）-2と連携し、本アンテナとミリ波MIMOマルチビームアンテナとの一体化のため、本アンテナの小形化、アンテナ間の相互電磁結合の低減化を検討する。

研究開発項目1-b）-2ミリ波MIMOマルチビームアンテナの利得制御技術の開発⚫ 今年度試作した垂直偏波用の最大8ビームを発生可能なアンテナユ ニットを用い、ビーム数を可変することで、EIRPが可変できることを確認する。また、水平偏波で最大8ビームを発生可能なアンテナおよび45°偏波の同アンテ ナユニットの試作・評価を実施する。これら の結果を踏まえ 、アンテナユニットを円周上に複数個配置したミリ波マルチビームアンテナの 基本仕様を策定する。さらに、研究開発項目１−ｂ）－１と連携し、本アンテ ナと、多周波共用、偏波共用、高利得、オムニアンテ ナを一体化した適応型マルチタスクアンテ ナの試作を行う 。

研究開発項目1-c）分散MIMOアンテナ自立電源制御⚫ 今年度、シミュレーションで検討した直流グリッド実験システム を構築し、災害時にフロントホールや分散MIMOアンテ ナが被災したこ とを想定した実証実験を行う。ま た、電源状況に応じた分散MIMOアンテナの送信電力制御について検討を行う 。

2