Confidential<研究開発課題名>
Beyond 5Gにおける衛星-地上統合技術の研究開発<副題>
衛星-地上統合技術の情報収集、技術確立及び有効性確認
令和3年2月12日
発表： 日本無線株式会社
協力： スカパーJSAT株式会社
国立大学法人東京大学

代表研究者
研究分担者
研究分担者
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目次
1. 背景
2. 衛星通信と５Gの連携を実現するために
a. 5G技術活用での課題解決 #1 SDN/NFV
b. 5G技術活用での課題解決 #2 NWスライシング
3. 研究目的
4. 研究開発項目
5. 関係機関・受託機関紹介
6. 研究開発項目① システム構成
a. Phase #1
b. Phase #2
7. NW運用評価
8. 研究開発項目② ローカル５G
9. 関係機関・受託機関イメージ図（欧州含む）
10.研究概要とマイルストーン2Confidential

1. 背景• ５Gにて衛星通信が注目されている。

 欧州Horizon 2020/ESA ⇒ 研究開発プログラム推進中 3GPP⇒ NTN・５Gの接続標準化• B5Gにて宇宙空間利用拡大⇒重要なコンポーネントへ• 2019年3月、欧州と日本でワークショップ開催• 『衛星通信と5G/B5Gの連携に関する検討会』開催☞継続討議へ• 2020年度よりNICT新規委託研究（Beyond 5Gにおける衛星-地上統合技術の研究開発）が開始
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2. 衛星通信と5Gの連携を実現するために・・・・・☛衛星通信のメリットを活かすため、衛星通信特有の課題に対して、５Gネットワーク技術を活用する。
衛星通信メリット

1. 広域エリアをカバー 過疎地、海洋、工事現場、航空機

2. セキュリティ
 公衆網経由無し
ダイレクト接続

3. 即時性課題

現象
対応策
伝搬遅延 • TCPプロトコル
5Gネットワーク
通信での技術の適用
スループット劣化 1. ＳＤＮ／NＦＶ活用
2. ネットワーク• トラフィック輻輳
狭帯域
スライシングとパケットロス
地上網と比較
3. 統合ネットワークに拠る管理
通信品質劣化 大災害等での陸上通信NW障害時＊SDN：Software Defined Network **NFV : Network Functions Virtualization

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a. ５G 技術活用での課題解決 #1 SDN/NFV• 帯域・遅延特性の改善
 ネットワーク機能ソフトウェア化(NFV)により、帯域・遅延特性改善を図る機能を実装
 SDNによりオープンインタフェースから制御• プロトコル対策、エコーキャンセラ、経路制御等の検討

Satellite

MEC
•
•
•

gNB

優先制御
CODEC
キャッシュ

NFV
RAN

5Gコア
ユーザプレーン（UPF）

エッジ
コンピューティング

クラウド• 狭帯域対策 重要なトラフィックを優先制御
 CODEC機能によりデータ圧縮• 遅延対策 データをローカルに配置
 MECによるローカル処理5Confidential

b. ５G技術活用での課題解決 #2 NWスライシング•

各サービス毎にネットワークリソースを割当て、個別のネットワーク機能実装と制御が可能となる。
 地上網利用不可の場合：

Satellite

衛星スライスを動的生成☛衛星と遠隔地と接続
 陸上バックホールが無い場合：
衛星スライスを静的生成☛常時遠隔接続
衛星スライスの動的または静的生成
衛星スライスSatelliteへ

gNB

RAN

CoreTerrestrial
エッジサーバ6

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3. 研究目的• 欧州との共同実証実験• SDN・NFV・ネットワークスライシング及びネットワーク管理技術の発展• 衛星-5G統合の主要技術確立

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4. 研究開発項目① 日欧共同トライアルによる研究開発• ESAテストベッドを活用・衛星-地上接続実証実験（国内での有効性評価）• 日欧接続でのネットワーク運用性評価（欧州テストベッドと国内衛星回線の接続）② ローカル５Gバックホール研究開発• SDN/NFV• ネットワーク・スライシング• ネットワーク管理8

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5. 関係機関・受託機関紹介
名称日本無線 (JRC)【代表研究者】

スカパーJSAT【研究分担者】
東京大学【研究分担者】

内容• 受託機関との研究取纏め• 実証実験実施• 伝送路構築（地上回線含む）• 実証実験取纏め• 実証実験実施• 伝送路提供（主に衛星回線）• 運用性評価• ローカル5G バックホール 基礎技術研究開発• SDN/NFV• ネットワーク・スライシング• ネットワーク管理＊NICT監修に拠る
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4. 研究開発項目① 日欧共同トライアルによる研究開発• ESAテストベッドを活用・衛星-地上接続実証実験（国内での有効性評価）• 日欧接続でのネットワーク運用性評価（欧州テストベッドと国内衛星回線の接続）② ローカル５Gバックホール研究開発• SDN/NFV• ネットワーク・スライシング• ネットワーク管理
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a. 研究開発① システム構成 Phase #1
既存衛星（Kuバンド）
スカパーJSAT

欧州衛星
地上NW

VSAT局

GW
 1.2mアンテナ
 15W HPA
日欧リンク
（JGN)

Satellite Mod 平面アンテナ≒Φ0.64m
 80W HPA

サーバ
VSAT局

• 欧州～日本間を接続 (ESAテストベッド活用)• リアルタイム映像（4Kビデオ伝送）• NB-IoT等UCの相互接続性確認（遅延・帯域等）

4K映像テストベッド
5G コア

NB-IoT

Satellite Modem Dialog HUB
Satellite Dem

CentralNode
5G コア

 平面アンテナ≒Φ0.64m
 80W HPA

テストベッド5G コア

Satellite Modem

ゴール ☛ 課題の抽出
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b. 研究開発① システム構成 Phase #2
高速衛星（Kaバンド）

VSAT局

GW

8K映像
テストベッド
5G コア

欧州衛星
地上NW

Ka帯高周波設備

日欧リンク
（JGN)

CentralNode
5G コア

Ka帯高周波設備

Satellite Modem

地上広域NW• 国内衛星経由ローカル5Gバックホール• リアルタイム映像伝送（8Kビデオ等）
欧州-日本間接続にて※今後の検討Satellite Modem

VSAT局
Ka帯高周波設備
Satellite Modem

ユースケースによる※統合NW管理NWスライシング sat5G
 eMBB URLLC mMTC

基地局

ローカル５Gコア

ゴール ☛ デモ実施
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7. NW運用性評価
分類

課題

HUB/VSAT 1. HUB／VSATシステム機能での対応項目• 遅延、狭帯域等
機能

2.

NTN

1.

2.

• NTN対応の機能改修項目の有無• 以下の試験にて確認• 国内Kuバンド衛星との実通試験
Phase #1
• 国内次世代高速衛星との実通試験 Phase #2
欧州５Gコアや東京大学ローカル５GコアとHUB／VSATシステムの基本構成と機能分担
欧州５Gコア（Open 5G Core）や東京大学ローカル５Gコアによるユースケースのアプリケーション運用時の• SDN/NFV機能• ユースケースに応じたネットワークスライシング• ネットワーク管理技術
MECサーバ追加による衛星‐地上ネットワーク間プロトコル・コーデック
変換とその効果の確認
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4. 研究開発項目① 日欧共同トライアルによる研究開発• ESAテストベッドを活用・衛星-地上接続実証実験（国内での有効性評価）• 日欧接続でのネットワーク運用性評価（欧州テストベッドと国内衛星回線の接続）② ローカル５Gバックホール研究開発• SDN/NFV• ネットワーク・スライシング• ネットワーク管理
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8. ローカル５Gバックホール研究開発
フェーズ1 (2020 – 2021)

フェーズ2 (2022 – 2024)

日本無線
(JRC)

• 伝送路構築＊取り纏め• 実証実験実施• 伝送路構築取り纏め• 実証実験実施• ユースケースを想定したデモ実施

スカパーJSAT（SJC)• 伝送路構築（衛星区間）• 運用性評価• ローカル５Gへ伝送路構築補助（衛星区間）• 運用性評価

東京大学(UTokyo)• 室内実験系を構築（衛星回線エミュレータ活用）• 課題技術開発• SDN/NFV• スライシング• 管理技術• ローカル5Gバックホール実験環境構築• フェーズ1開発技術の実環境性能評価• Beyond5Gでの想定アプリ実証実験• 8K伝送• VR/AR• ホロポーテーション等* 欧州5GコアNW⇔JGN⇔地球局⇔国内衛星回線⇔テストベッド⇔UE15

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9. 関係機関・受託機関 イメージ図（欧州含む）2021年2月
契約予定！
ねん東京大学＊必要に応じて関係者を参加招聘
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10. 研究概要とマイルストーン
トライアル
実施工程
全般
（契約など）

実証実験・デモ

日欧共同
トライアル

ローカル５Ｇ
バックホールNow !
We are HERE !!

フェーズ１トライアル
２０２０年度

２０２１年度

フェーズ２トライアル
２０２２年度

２０２３年度

２０２４年度

日 本
欧 州
日本・欧州

日本
欧 州
日 本
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以上ご清聴ありがとうございました。

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