0.1秒以内に95％のデータを送信、つながるクルマとスマホが集まっても安定：自動運転技術

NECは、多数の自動車やスマートフォンが携帯電話基地局に接続した不安定な状態でも、リアルタイムに安定して通信できる技術を開発した。通信の流れから緊急度の高い通信端末を特定し、携帯電話基地局で割り当てる帯域や無線のリソースを緊急度の低い端末と調整する。

[齊藤由希，MONOist]

　NECは2018年2月5日、多数の自動車やスマートフォンが携帯電話基地局に接続した不安定な状態でも、リアルタイムに安定して通信できる技術を開発したと発表した。

　通信の流れから緊急度の高い通信端末を特定し、携帯電話基地局で割り当てる帯域や無線のリソースを緊急度の低い端末と調整する。これにより、100台規模の自動車が集まっていても、通信の遅延時間を100ms以下に抑える。セルラーV2Xにおいて、標準化団体が課す遅延時間の要件を満たす水準だ。

　シミュレーションで走行中の車両100台とスマートフォン100台がLTE無線基地局に接続する環境を想定した実験を行った。その結果、遅延時間は100ms以下、送信されたデータのうち100ms以内に届いたデータの割合は従来比5倍以上の95％となることを確かめた。

通信を安定させる開発技術の仕組み（クリックして拡大） 出典：NEC

自動車でモバイルネットワーク、100msの壁

　自動運転技術では、他の車両やインフラと通信し、位置情報やセンサーで得た周辺の情報を共有することで安全な運転を実現するV2Xの開発が進められている。自動車メーカーごと、あるいは地域ごとに、推進する通信技術は異なり、自動車向けに使用が認められた5.8GHz帯や700MHz帯、DSRC（狭域通信システム）、モバイルネットワークの4G LTEに分かれている。

　モバイルネットワークを自動車向けに使う場合には、通信遅延を100ms以下、送信されたデータのうち100ms以内に届いたデータの割合（通信成功率）は95％以上とするよう、標準化団体の3GPPなどが定めている。しかし、携帯電話基地局に接続する台数が増加するほど1台当たりの通信遅延が増加し、遅延時間も端末ごとに変動する。そのため、交通量の多い交差点のような場所で、通信遅延を100ms以下に抑えるのは難しかった。

　開発技術では、クルマやスマートフォンなど各通信端末の通信データの流れの変化から、順調にデータ送信が進んでいるかを算出し、目標まで時間の余裕がなく緊急度の高い通信端末を特定する。携帯電話基地局に接続している全ての端末の緊急度を基に、帯域や無線のリソースを瞬時に調整し、規定された時間内でのデータ送信を終えられるようにした。

　その結果、携帯電話基地局の無線リソースの割り当てで一般的なProportional Fairness法と比較して、通信成功率を5倍以上に高めた。この従来手法では、100ms以内の通信成功率は18％だった。

　発表した技術は、2016年度からNECが参画している、総務省の「多数デバイスを収容する携帯電話網に関する高効率通信方式の研究開発」の一環で開発した。自動運転車以外にも工場などで使用する自動搬送車、ロボットやドローンの自動運行などに向けて製品化を進めていく。