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NEC、ユーザ端末単位で5Gネットワークを動的に制御する、RAN自動最適化技術を開発

~ロボットや車両の遠隔制御を高い生産性で実現~

2024年2月16日
日本電気株式会社

NECは、5Gを利用するユーザ端末の状況に応じて無線アクセスネットワーク(Radio Access Network: RAN)を動的に制御することで、ロボットや車両の遠隔制御といったアプリケーションの生産性を飛躍的に向上させる、RAN自動最適化技術を開発しました。NECは今後、実証実験を通して本技術の開発を進め、RANを高度に制御するRAN Intelligent Controller(RIC)に搭載し、2025年度内に実用化することを目指します。

本技術の概要

背景

産業の現場における労働力不足の解消や生産性の向上を目指して、5G、AI、Internet of Things(IoT)などの最新技術を様々なシーンで活用し、デジタルトランスフォーメーション(DX)を推進する気運が高まっています。これらの技術をロボットや車両の遠隔制御で活用する場合、各ロボット・車両の状態監視と制御指示からなる双方向の通信を一定時間内で完了させる必要があります。しかし、通信遅延が要件を超えると安全のため稼働を一時停止し、復旧後に再稼働するといったことを繰り返すため、稼働率や生産性が低下します。このため、無線品質の低下による再送遅延や、無線回線の混雑によるキューイング遅延(輻輳遅延、注)といった通信遅延の発生が導入を妨げる障壁となっていました。
これに対し従来は、高機能なネットワーク装置を導入し、周波数資源を十分に用意して符号化や通信経路の冗長性を高め、RANパラメータを用途に応じて事前チューニングするなどして安定した通信環境を実現していました。しかし、これらの方法ではDXの進展で多様化するアプリケーションに広く対応することが難しく、導入に時間・コストを要することも課題となります。

開発したRAN自動最適化技術について

このたび開発したRAN自動最適化技術は、ロボットや車両などのユーザ端末単位で通信要件や無線品質の変動を分析するAIと、その分析結果に基づきユーザ端末単位でRANパラメータを動的に制御するAIで構成されています。これらのAIは、ロボットや車両などの過去の稼働実績を学習しており、通信遅延の要件を超過する確率を予測しながら変調符号化方式、無線資源割当、最大許容遅延などのRANパラメータを最適に制御します。通常の5Gネットワークでは、RANパラメータをネットワーク全体で固定して設定するのに対し、本技術はユーザ端末単位で動的に制御してアプリケーションの生産性を向上します。

本技術の特長は以下のとおりです。

1. 多様なアプリケーションに柔軟に対応

アプリケーションの通信要件に応じてRANパラメータを動的に制御でき、多様なアプリケーションが混在する環境においても全体最適化が可能です。

2. O-RAN Allianceに準拠し、容易に導入可能

O-RAN Allianceの標準仕様に準拠したRICに搭載できるため、導入や既存設備への追加が容易です。

3. 産業の現場で飛躍的な生産性向上が可能

本技術を、工場や倉庫で稼働する複数の自律走行ロボットを遠隔制御するシステムに適用したシミュレーションを行った結果、本技術を活用しない場合と比較して、ロボットの停止回数を1/50以下に削減できることを確認しました。

今後の展開

NECは2024年度内に、本技術を用いた実証実験を行う予定です。その後も開発を進め、O-RAN Allianceの標準仕様に準拠したRICに搭載し、2025年度内に実用化することを目指します。

なお、NECは本技術を世界最大のモバイル関連展示会「MWC Barcelona 2024」(会期:2024年2月26日(月)~2月29日(木)、会場:スペイン・バルセロナ・Fira Gran Via)で展示します。

謝辞

本成果は、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の「ポスト5G情報通信システム基盤強化研究開発事業」(JPNP20017)の委託事業により得られたものです。

以上

  • (注)
    パケットデータがバッファに保存されて機器に伝送されるまでのタイムラグ。

RAN自動最適化技術について

本件に関するお客様からのお問い合わせ先

NEC グローバルイノベーション戦略統括部

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誰もが人間性を十分に発揮できる持続可能な社会の実現を目指します。
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