地域課題解決 5G DX AWARDS 2021 in 大阪
2021.11.27

５G技術活用での土砂崩れ予知システム「多数同時接続から限定接続切換えによる低遅延伝送」「E2Eトータルでユーザー体感データ伝達スピードアップ」

TSTジャパン株式会社

■課題・ 高い技術力の中小企業が多くある
・ 様々の業種の企業がある
・ IoT導入、普及に行政も積極支援

データ転送スピード（遅延）の問題でワイヤレス化できていない製品・サービスが大阪のもにづくりには、まだまだ多くある。
5G時代のワイヤレス■価値提供

URLCC 高信頼・低遅延

5G時代のワイヤレス化の中で以下を同時に実現「高信頼性＋低遅延＋多数同時接続」

mMTC 多数同時接続

eMBB 高速・大容量■ゴール

E2Eでのユーザー体感データ伝達をスピートアップ
するプラットフォーム提供することで付加価値を持つ製品アイデアを創出しやすくなる
引用 - Jbpress 2021.11.16 : https://jbpress.ismedia.jp/articles/-/53258

様々な業種で製品を含めたサービス提供が可能に!

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https://www.tst-jpn.com/

【異常検知】【事故検知】【被害阻止】【防犯】

機械製造
建築業（現場）
農林業
電子部品・デバイス製造
住宅・建築・建材
インフラ管理ｾｷｭﾘﾃｨー
・・・・・・・・・・・・・・【防災・減災】

E2Eでのユーザー体感データ伝達をスピートアップするプラットフォーム提供することで付加価値を持つ製品アイデアを創出しやすくなる
様々な業種で製品を含めたサービス提供が可能に!

東大阪にも土砂災害の注意地域がある

出典:国土地理院 重ねるハザードマップ

西日本地域には土砂災害注意地域は多く存在する。この地域課題を５G DX解決

低遅延通信の活用が期待できる土砂崩れの予知システム

エッジデバイスに求められる低遅延化は?
エッジデバイスのグループデータと気象データなどで切替を実行

平常時高信頼・低遅延ネットワークへ切替

変化期間

緊急時

エッジデバイスは平常時の状況を把握し、変化を速やかに感知できること
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ユーザーの体感データ転送時間 ≠ データ通信時間

データ通信時間
ユーザーの体感データ転送時間

データ通信遅延短縮以外のデータ検出・伝達時間の短縮が重要
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ユーザー（顧客）の体感データ転送時間の短縮化

様々な工夫で時間短縮

サンプリング間隔
サンプリング時間
データ処理時間

NW確立＋送受信＋データ処理＋再送

中継局数＊中継局での（処理＋処理待時間）

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NW確立＋送受信＋データ処理＋再送

データ確認周期https://www.tst-jpn.com/

ユーザー体感伝達スピードアップを決定する要因～土砂崩れシステムを例に
B

A

D

C

A:エッジデバイス

C:通知・認知手法

多数接続から限定接続切換えによる低遅延伝送
A

C

B

要因をA,B,C,Dの４つに部類します

D: 5G通信切替

mMTC x URLCC

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B:５G通信https://www.zte.com.cn/global/about/magazine/zte-technologies/
2018/1/Special-Topic/5G-network-Slicing.html

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要因A:土砂崩れ予知 5G エッジデバイス案
無線通信
・5G LPWA CAT-M
センシング（オプション含む）
・位置検知: GNSS、UWB
・振動・傾き検知：
３軸加速度MEMS
・温度・湿度・土壌情報
・地下水（超音波）
土壌状況
検知用電極
通水用
メッシュ

特徴
 ５G機能活用:LPWA CAT-M
 土壌情報（水分など）と位置情報のセンシング
 センシング情報を自動学習（AI)することで平常状況を把握し、変化を速やかに検知 基地局から指示および自己判断でサンプリング期間・間隔の変更
 平常時はサンプル間隔を広げ、省電力化
 小型化・オールインワン設計で容易な設置とコスト低減

多数設置＋多数同時接続

点から面での観測
プラス
平常時と変化時の自動判断

地下水

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https://www.tst-jpn.com/要因D:多数同時接続と低遅延伝送・高信頼とも確立する手法
eMBB 高速・大容量

URLCC高信頼・低遅延

mMTC 多数同時接続

eMBB 高速・大容量mMTC
URLCC
mMTC xxHRLCC
E2E
Orchestrator

E2E
Slicing

URLCC高信頼・低遅延
mMTC 多数同時接続
https://www.ntt.co.jp/journal/1904/JN20190420_h.html

E2E Slicing＋Orchestrator技術利用し、特定エッジデバイスを優先的に低遅延・高信頼通信に切り替える
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システム全体で危険をタイムーに勧告する仕組み--- 平常時～変化期間～緊急時～平常時でのデータ学習と伝達 --E2EOrchestrator
でのネットワーク切替
デバイスごとの通信チャネル:平常状態通知：変化検出通知：異常検出通知高信頼・低遅延

気象・交通など
様々な関連情報

高信頼・低遅延多数同時接続ここがユーザー体感のデータ伝達時間

サンプリング間隔
サンプリング時間

E2E Orchestratorでネットワークを自動切替、切替後は低遅延!
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【異常検知】【事故検知】【被害阻止】【防犯】

機械製造
建築業（現場）
農林業
電子部品・デバイス製造
住宅・建築・建材
インフラ管理ｾｷｭﾘﾃｨー
・・・・・・・・・・・・・・【防災・減災】

E2Eでのユーザー体感データ伝達をスピートアップするプラットフォーム提供することで付加価値を持つ製品アイデアを創出しやすくなる
様々な業種で製品を含めたサービス提供が可能に!

まとめ ５Gの特徴である①高信頼・低遅延,➁多点同時接続を組み合わせことで、サービス提供（ものづくり）に付加価値を生むことができる。
特定条件を満たした際に、５G_E2E Slicingを活用し特定デバイスに対して低遅延・高信頼性の通信サービスを提供する。
 多数同時接続と高信頼・低遅延を実現できるプラットフォームは、新たなサービスの創出に繋がる。
上記プラットフォームの活用を前提に、①インテリジェントのエッジデバイス開発➁様々の業種でワイヤレス化を推進する。

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【参考文献】
・砂防と治水（第262号）p6-9 国土交通省水管理・国土保全局砂防部砂防計画課
防災・減災・国土強靭化のための５ケ年加速化対策
・河川 September 2021 p82-111令和４年度水管理・国土保全局関係予算概要要求概要
・NEW NEDIA 9-2021 p48-49 総務省が推進する５G基地局のインフラシェアリング
・NIKKEI ELECTRONICS 2018,11 p12-14 ５G向け新アクセス技術 低遅延で超多数接続・NHK技研 R&D/No.178/2019.11 p4-11 ネットワークスライシング活用技術の最新動向
・NTT技術ジャーナル 2019.9 p10-15 ５G evolution & 6Gへの動向とめざす世界
・NTT技術ジャーナル 2021.1 p119-121
Sub-6帯・スタンドアローン（SA）方式による本格的ローカル５Gの提供に向けた低遅延通信、
エンド・ツー・エンドスライシング機能の実証実験を開始
・IEICE Technical Report NS2017-8 p43-47 NTTネットワーク基盤技術研究所 松本、他
ｴｯｼﾞｺﾝﾋﾟｭｰﾃｨﾝｸﾞを活用した低遅延通信を実現するネットワーク技術
・IEICE Technical Report RS2017-165 p117-122
株式会社NTTドコモ先端技術研究所５G推進室 岩淵、他
５G無線アクセスにおける新規無線フレーム構成を用いた高信頼性低遅延通信の屋外伝送実験

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参考データ:弊社の水位センサーIoTデバイス（Sigfox)のデータ通信で遅延実例
遅延時間(latency)

TST製超音波Sigfoxデバイス

既存デバイスの通信記録よりデータ通信遅延実績確認•••

期間：2021.7.9～2021.8.31
データ数：5023個
有効データ数：5019個(99.92%)

最大遅延時間4.170秒

最小遅延時間0.432秒

平均遅延時間1.818秒

さらなる低遅延と信頼性で利用用途の拡大
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