5G/LTE技術を活用した安価なスポットサービス提供
情報通信研究機構
ワイヤレスネットワーク総合研究センター
ワイヤレスシステム研究室

研究員

伊深和雄
2019年7月18日
1

従来技術とその問題点
今後普及が期待される「ローカル5G」や既存の「プライベートLTE」の技術において高速で移動するユーザが想定されていない
問題点

・スモールセルのみではサービス提供が困難
・複雑なセル構成ではコスト大高速移動ユーザの利用ケースを検討し難い状況
2

プライベートＬＴＥ

ローカル５Ｇ

第４世代の携帯電話網の技術（ＬＴＥ）を活用して構築する自営網
安価に高度なネットワークを実現可能
米国の3.6GHz帯を利用するCBRS、日本のPHS帯（1.9GHz帯）を利用するsXGP等
地域BWA帯を利用する自営BWAも検討
中
第５世代の携帯電話網の技術（５Ｇ）を活用して自営網を構築するために検討されている日本の制度
日本では、プライベートLTEが普及する前に、ローカル５Ｇが普及する可能性

3従来技術とその問題点－ スモールセル単独 －••••

安価な低出力基地局のみで実現可能
サービス提供可能エリアが小さい
高速で移動するユーザからの利用が困難
接続完了する前にそのエリアを通過
スモールセルとは？
大容量通信が可能だが低出力の基地局によって提供される。
小さなサービスエリア。
セルを小さくして数を増やすことで、ユーザ収容数や通信容量が増加。
大きさは数m～数十m。
スモールセル4

従来技術とその問題点－ スモールセル単独 －••••

安価な低出力基地局のみで実現可能
サービス提供可能エリアが小さい
高速で移動するユーザからの利用が困難
接続完了する前にそのエリアを通過

スモールセル5

従来技術とその問題点－ スモールセル単独 －••••

安価な低出力基地局のみで実現可能
サービス提供可能エリアが小さい
高速で移動するユーザからの利用が困難
接続完了する前にそのエリアを通過

高速移動ユーザ

スモールセル6

従来技術とその問題点－ スモールセル単独 －••••

安価な低出力基地局のみで実現可能
サービス提供可能エリアが小さい
高速で移動するユーザからの利用が困難
接続完了する前にそのエリアを通過

接続試行中

スモールセル
7

従来技術とその問題点－ スモールセル単独 －••••

安価な低出力基地局のみで実現可能
サービス提供可能エリアが小さい
高速で移動するユーザからの利用が困難
接続完了する前にそのエリアを通過

接続失敗

スモールセル8

従来技術とその問題点－ マクロセルアシスト －••••マクロセルにより広域で通常のサービスを利用
マクロセルのアシストによりスモールセルへ短時間で接続
スモールセルによる大容量通信サービスを利用
高出力で高価な基地局が余分に必要

マクロセル在圏
通常サービス利用

スモールセルB

スモールセルA

マクロセル
9

従来技術とその問題点－ マクロセルアシスト －••••マクロセルにより広域で通常のサービスを利用
マクロセルのアシストによりスモールセルへ短時間で接続
スモールセルによる大容量通信サービスを利用
高出力で高価な基地局が余分に必要

マクロセルアシストによるスモールセル接続

スモールセルB

スモールセルA

マクロセル
10

従来技術とその問題点－ マクロセルアシスト －••••マクロセルにより広域で通常のサービスを利用
マクロセルのアシストによりスモールセルへ短時間で接続
スモールセルによる大容量通信サービスを利用
高出力で高価な基地局が余分に必要

スモールセル在圏
大容量通信サービスを利用

スモールセルB

スモールセルA

マクロセル
11

従来技術とその問題点－ マクロセルアシスト －••••マクロセルにより広域で通常のサービスを利用
マクロセルのアシストによりスモールセルへ短時間で接続
スモールセルによる大容量通信サービスを利用
高出力で高価な基地局が余分に必要

マクロセル在圏
通常サービス利用

スモールセルB

スモールセルA

マクロセル
12

従来技術とその問題点－ マクロセルアシスト －••••マクロセルにより広域で通常のサービスを利用
マクロセルのアシストによりスモールセルへ短時間で接続
スモールセルによる大容量通信サービスを利用
高出力で高価な基地局が余分に必要

マクロセルアシストによるスモールセル接続

スモールセルB

スモールセルA

マクロセル
13

従来技術とその問題点－ マクロセルアシスト －••••マクロセルにより広域で通常のサービスを利用
マクロセルのアシストによりスモールセルへ短時間で接続
スモールセルによる大容量通信サービスを利用
高出力で高価な基地局が余分に必要

スモールセル在圏
大容量通信サービス利用

スモールセルB

スモールセルA

マクロセル
14

従来技術とその問題点－ マクロセルアシスト －••••マクロセルにより広域で通常のサービスを利用
マクロセルのアシストによりスモールセルへ短時間で接続
スモールセルによる大容量通信サービスを利用
高出力で高価な基地局が余分に必要

マクロセル在圏
通常サービス利用

スモールセルB

スモールセルA

マクロセル
15

従来技術とその問題点－ マクロセルアシスト －••••マクロセルにより広域で通常のサービスを利用
マクロセルのアシストによりスモールセルへ短時間で接続
スモールセルによる高度なサービスを利用
高出力で高価な基地局が余分に必要

スモールセルB

スモールセルA

マクロセル
16

新技術の説明－ アシストセルの導入 －•••••アシストセルは、ユーザ端末に付随
アシストセルは、公衆網を利用して自営網とリモート接続
アシストセルは、スポットセルのエリア外で通常サービス提供
アシストセルは、マクロセルのアシスト機能を代行
スポットセルは、自エリア内で固有なサービスを提供

公衆網
公衆網在圏
通常サービス利用

スポットセルとは？
マクロセルと連携しない単独で設置されるスモールセル。

アシストセル
自営網スポットセル

17新技術の説明－ アシストセルの導入 －•••••アシストセルは、ユーザ端末に付随アシストセルは、公衆網を利用して自営網とリモート接続
アシストセルは、スポットセルのエリア外で通常サービス提供
アシストセルは、マクロセルのアシスト機能を代行
スポットセルは、自エリア内で固有なサービスを提供

公衆網
アシストセルアシストによるスポットセル接続

アシストセル
自営網スポットセル
18新技術の説明－ アシストセルの導入 －•••••アシストセルは、ユーザ端末に付随
アシストセルは、公衆網を利用して自営網とリモート接続
アシストセルは、スポットセルのエリア外で通常サービス提供
アシストセルは、マクロセルのアシスト機能を代行
スポットセルは、自エリア内で固有なサービスを提供

スポットセル在圏
固有なサービス利用

アシストセル
自営網スポットセル
19新技術の説明－ アシストセルの導入 －•••••アシストセルは、ユーザ端末に付随
アシストセルは、公衆網を利用して自営網とリモート接続
アシストセルは、スポットセルのエリア外で通常サービス提供
アシストセルは、マクロセルのアシスト機能を代行
スポットセルは、自エリア内で固有なサービスを提供
公衆網
公衆網在圏
通常サービス利用アシストセル
自営網スポットセル
20従来技術との比較－ まとめ －
従来技術
スモールセ
ル単独

新技術

マクロセル アシストセル
でのアシスト でのアシスト

高速移動のユーザへのサービス提供
コスト

21

新技術の特徴と提供可能
サービス

5G/LTE
高セキュリティ
高速移動

シームレス

低コスト
位置限定

広域

マクロセル
不要

22

5G/LTE
高セキュリティ
高速移動

シームレス

低コスト
広域
マクロセル
• 量産される標準装置を利用するので低コスト
不要• セルラー技術によりシームレス通信、高速移動ユーザ対応• 標準の認証・暗号技術により高セキュリティ
23• アシストセルにアシスト機能を持たせることよりマクロセル
高セキュリティを代替• スポットセルのみで高速移動
シームレス
高速移動ユーザに対応
低コスト• 簡易なネットワーク構成のため低コスト•広域
ある特定の場所を位置限定
訪れた時にだけ提マクロセル
不要
供される位置限定
サービスの提供24• 公衆網で自営網を高セキュリティ補完することより、サービスエリアが広
高速移動
シームレス
域、設備が低コスト• 自営網で公衆網を補完することより、低コストネットワークがシー
ムレス
位置限定
広域
• 公衆網を利用してマクロセル
アシストセルを動か不要すことでマクロセル
不要25新技術の実現方法－ アシストセル －①自営網のコアネットワークにリモート接続する超低出力な従来技術の基地局がアシスト機能を実行

自営網

公衆網

コアネットワーク
携帯型
アシストセル
スポットセル

基地局

自営網②自営網の基地局にリモート接続する基地局代行装置
がアシスト機能を実行

コアネットワーク

公衆網
携帯型
アシストセル
基地局代行

スポットセル

26

新技術の実現方法－ アシストセル －③自営網の基地局にリモート接続する端末に組み込まれた基地局代行機能がアシスト機能を実行④自営網の基地局にリモート接続する端末に組み込まれた基地局代行インタ
フェースを利用するソフト
ウェアがアシスト機能を実行

自営網
コアネットワーク

公衆網

アシストセル
基地局代行機能スポットセル

自営網
コアネットワーク

公衆網

アシストセル
ソフトウェア

スポットセル27

新技術の機能－ アシストセルの接続切替方式 －① 【アシストのみ】
・ アシストセルは、データ通信サービスを提供せず、スポットセルへ接続のアシストのみ
・ スポットセル接続の間は、LTEや5Gの装置や運用技術を活用した独自のサービス（スポットサービス）の提供
・ 仕組みが単純で、実現が容易

28

新技術の機能－ アシストセルの接続切替方式 －② 【アシスト＆サービス】・ アシストセルは、スポットセルへの到着以前から一般データ通信サービスが提供
・ スポットセル接続の間は、LTEや5Gの装置や運用技術を活用した独自のサービス（スポットサービス）の提供
・ 仕組みが複雑で、実現には多くのリソースが必要29

新技術の特徴－ アシストセルのまとめ －接続切替方式
アシストのみアシスト＆サービス① 従来技術基地局

従来装置を利用
容易に実現
費用対効果：小従来装置を利用
容易に実現
費用対効果：大② 基地局代行装置

従来インタフェース利用
新規外付ハードウェアが必要
費用対効果：小従来インタフェース利用
新規外付ハードウェアが必要
費用対効果：中③ 基地局代行機能

装置の標準化
端末に機能実装が必要
費用対効果：小装置の標準化
端末に機能実装が必要
費用対効果：中④ 基地局代行
インタフェース

インタフェースの標準化
容易に実現
費用対効果：最大インタフェースの標準化
容易に実現
費用対効果：最大実現方式

30想定される用途【ワイヤレスチェックポイント】• 駐車場や有料道路などの入退場管理や料金徴収• 駐車スペース予約や渋滞回避経路／自動運
転情報提供

31

想定される用途【公衆網と自営網の連携】• 自営網により高度なサービスの提供• 公衆網により広域なサービスの提供• 公衆網で自営網を補完することによりシームレスなネットワーク構築

32

実用化に向けた課題• 従来技術の装置のみでも、組み合わせにより本技術を実現可能だが、過剰な装置が必要になり、コストが嵩んでしまう。
• 標準化により量産装置に本技術が組み込まれることで、本技術による安価なサービス提供が可能になる。

33

企業への期待• 本技術の効果が期待できる、ユニークな適用ケースの発見、新たなサービスの創造を期待• 本技術の一般への普及には標準化が有効になるため、参加企業様を募集中• 本技術を使った世界展開をご希望下さる企業
様がいれば、国際特許取得も検討34

謝辞• 本技術は、総務省から請け負った「第5世代移動通信システム実現に向けた研究開発 ～複数移動通信網の最適利用を実現する制御基盤技術に関する研究開発～」および「「第5世代移動通信システムにおける無線アクセステクノロジの相互接続機能に関する研究開発」によるものである。

35

本技術に関する知的財産権• 発明の名称• 出願番号• 出願人• 発明者： スモールセルネットワークへの無線接続システム及び方法：特願2019-004524：国立研究開発法人情報通信研究機構：伊深 和雄、松村 武、村上 誉、
石津 健太郎、児島 史秀

36

お問い合わせ先
国立研究開発法人情報通信研究機構
イノベーション推進部門
技術移転コーディネータ 山岸、橘田
ＴＥＬ ０４２－３２７ － ６９５０
ＦＡＸ ０４２－３２７ － ６６５９e-mail ippo＠ml.nict.go.jp
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