【ポイント】

■　5Gの特徴の「多数同時接続」で、端末2万台程度の通信を収容できることを確認

■　防災倉庫・スマートオフィスの2つの具体的なシナリオで5Gが有効に活用できることを実証

■　5Gの他の特徴「超高速」「超低遅延」と組み合わせたIoT通信インフラとしての利用を期待

　国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT、理事長: 徳田 英幸）ワイヤレスネットワーク総合研究センターは、第5世代移動通信システム（5G）において現状の100倍以上の端末を接続要求されている「多数同時接続」性能に関する実証に成功しました。5Gに向けて導入が検討されているGrant Free方式と呼ばれる無線アクセス方式により、基地局一台につき、約2万台の端末の同時接続が可能であることを確認しました。この方式が実用化されれば、災害時等において通信の輻輳が発生するような状況であっても、限られた時間内に多数の端末から情報を発信することができます。本実証では、防災倉庫とスマートオフィスの2つの利用シナリオにおいて、この性能を有効に活用できることを示しました。

※本実証は、総務省からの「屋内において2万台程度の多数同時接続通信を可能とする第5世代移動通信システムの技術的条件等に関する調査検討の請負」の成果であり、株式会社イトーキ、株式会社エイビット、シャープ株式会社、ソフトバンク株式会社と共同研究契約を締結して実施したものです。

【背景】

　次世代の移動通信システムである5Gには、単に従来の通信システムの性能向上だけではなく、「超高速」「超低遅延」「多数同時接続」などの様々な特徴が期待されており、その性能の確認と具体的な利用シナリオに基づいた実証が求められています。NICTでは、5Gの多数同時接続に関する調査検討を総務省から請け負い、その性能を現在の移動通信システムである4Gと比較するとともに、災害時の防災倉庫や避難所及び将来のオフィス環境において有効に活用できることを示すための実証に取り組んできました。

【今回の成果】

　本実証では、5Gの多数同時接続を実現する手段として、Grant Free方式を想定したプロトタイプ（基地局及び端末）を開発し、2万台が同時に無線通信を行おうとする状況（5G多数端末模擬装置により実現）において、一定の時間内に全ての模擬した端末から情報を受信できることを確認しました。一方で、従来のLTE方式を用いた場合、100台程度の端末であっても一斉に接続を試みると接続できなくなる場合があることも確認しました。

　また、災害時を想定した防災倉庫や避難所において、5G網を通じてタグ付きの支援物資の位置や中身を把握し、ウェアラブル端末をケアが必要な避難者に着けて、遠隔地で健康状態を確認できることを実証しました。さらに、オフィス環境において「超高速」「超低遅延」の性能と組み合わせることにより、自動的な議事録作成、出席者の着座姿勢の把握、遠隔地とのホワイトボードによる円滑な意思疎通などが可能な将来のオフィス環境を実証しました。

（左）Grant Free方式を実装した5Gシステム、（右）2万台接続の性能試験の様子

【今後の展望】

　多数同時接続を含め、5Gの様々な通信性能を柔軟に利用するためには、通信事業者間の協調制御や自営マイクロセルシステムの統合を容易にするための技術が欠かせません。NICTでは、5G時代に向けてこれらの研究開発を進め、移動通信システムの国際標準化団体である3GPPにおける方式提案を行っており、引き続きこれらの活動を推進していきます。