移動通信システムの進化 1 (bps) 最大通信速度は 30 年間で約 10,000 倍 10G 最大通信速度 1G 100M 10M 1M メール静止画 ( カメラ ) ブラウザ世界共通のデジタル方式動画 3.5 世代 3.9 世代第 3 世代高精細動画 LTE LTE-Advanced

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1 LPWA に関する無線システムの動向について平成 3 0 年 3 月 7 日総務省移動通信課

9 世代第 3 世代高精細動画 LTE LTE-Advanced 第 4 世代第 5 世代 100k 音声

2 移動通信システムの進化 1 (bps) 最大通信速度は 30 年間で約 10,000 倍 10G 最大通信速度 1G 100M 10M 1M メール静止画 ( カメラ ) ブラウザ世界共通のデジタル方式動画 3.5 世代 3.9 世代第 3 世代高精細動画 LTE LTE-Advanced 第 4 世代第 5 世代 100k 音声パケット通信デジタル方式 10 年毎に進化 10k 1980 アナログ方式第 1 世代第 2 世代 ( 年 )

3 10Gbps ( 現行 LTEの100 倍 ) クト大最高伝送速度 5G で何が変わるか 2 <5G の主要性能 > 超高速超低遅延移動体無線技術の高速大容量化路線 2G 3G 4G 多数同時接続多数同時接続超低遅延 5G 100 万台 /km² の接続機器数 ( 現行 LTE の 100 倍 ) 1 ミリ秒程度の遅延 ( 現行 LTE の 1/10) 超高速現在の移動通信システムより 100 倍速いブロードバンドサービスを提供 2 時間の映画を 3 秒でダウンロード超低遅延利用者が遅延 ( タイムラグ ) を意識することなくリアルタイムに遠隔地のロボット等を操作制御多数同時接続スマホ PC をはじめ身の回りのあらゆる機器がネットに接続ロボットを遠隔制御ロボット等の精緻な操作をリアルタイム通信で実現膨大な数のセンサー端末カメラスマートメータ自宅部屋内の約 100 個の端末センサーがネットに接続 ( 現行技術ではスマホ PC など数個 ) 社会的なインパ

必ずしも全ての要求条件に対応するネットワークを整備する必要はなくユースケース利用シナリオ等に応じて超高速多数同時接続といった機能品質を提供あらゆる要望に柔軟に対応 ( 超柔軟性 ) 4G まで : 最大限のスループットを確保し高速大容量通信の提供を目指したシステム通信速度

はモジュールベースのシステム必要な機能を必要な場所に提供モバイルブロードバンドの高度化 (embb) 大量のマシーンタイプ通信 (mmtc) 超高信頼低遅延通信 (URLLC) モバイルブロードバンドの高度化 (embb:enhanced mobile broadband) 4G :

4 出典 :ITU-R IMT ビジョン勧告 (M.2083)(2015 年 9 月 ) 5G の基本コンセプト 1 3 5G は有無線が一体となって超高速多数同時接続超低遅延といった様々な要求条件に対応することが可能な優れた柔軟性を持つあらゆる利用シナリオでユーザが満足できるエンドツーエンドの品質を提供必ずしも全ての要求条件に対応するネットワークを整備する必要はなくユースケース利用シナリオ等に応じて超高速多数同時接続といった機能品質を提供あらゆる要望に柔軟に対応 ( 超柔軟性 ) 4G まで : 最大限のスループットを確保し高速大容量通信の提供を目指したシステム通信速度遅延時間カバレッジなどに限界があり全てのユースケースへの対応は困難 5G 以降 : 有無線が一体となり通信速度接続数遅延時間などあらゆるユーザの要望やアプリケーションの要求条件に対応可能な優れた柔軟性を持つ <5G の利用シナリオ > 5G はモジュールベースのシステム必要な機能を必要な場所に提供モバイルブロードバンドの高度化 (embb) 大量のマシーンタイプ通信 (mmtc) 超高信頼低遅延通信 (URLLC) モバイルブロードバンドの高度化 (embb:enhanced mobile broadband) 4G : ベストエフォート 5G : それぞれのコンセプトに適した品質を提供拡張モバイルブロードバンド enhanced Mobile BroadBand 大規模マシンタイプ通信 massive Machine Type Communication 超高信頼低遅延通信 Ultra Reliable and Low Latency Communication 大量のマシーンタイプ通信 (mmtc:massive Machine Type Communication) 超高信頼低遅延通信 (URLLC:Ultra reliable and low latency communication)

5G の基本コンセプト 2 4 5G は様々な周波数帯様々な無線技術から構成されるヘテロジニアスネットワークとなる 5G では

B2B2X(Business-to-Business-to-X) モデルを構築できるかがポイント新たなビジネス創出に向けて業界を超えたエコシステムの構築が必要

これまでよりも高い周波数帯など様々な周波数帯を活用無線技術 :NR LTE WiFi など様々な無線技術で構成 B2B2X モデル通信事業者等が

2020 年の 5G 実現に向けてバーティカル産業との連携を念頭に B2B2X モデルを意識した実証を行うことが重要マクロセル通信事業者等サービス提供者等 (

5 5G の基本コンセプト 2 4 5G は様々な周波数帯様々な無線技術から構成されるヘテロジニアスネットワークとなる 5G では通信事業者等がバーティカル産業などのパートナー企業と連携しながら B2B2X モデルでサービスを提供どのような者と組んでどのような B2B2X(Business-to-Business-to-X) モデルを構築できるかがポイント新たなビジネス創出に向けて業界を超えたエコシステムの構築が必要ヘテロジニアスネットワーク周波数帯 :800MHz 2GHz など既存の周波数帯に加え 6GHz 以下の周波数帯やミリ波などの 6GHz 以上の周波数帯などこれまでよりも高い周波数帯など様々な周波数帯を活用無線技術 :NR LTE WiFi など様々な無線技術で構成 B2B2X モデル通信事業者等がバーティカル産業のサービス提供者などと連携し B2B2X モデルでサービスを提供バーティカル産業ビジネスモデルなどによって様々な B2B2X モデル形態が想定 2020 年の 5G 実現に向けてバーティカル産業との連携を念頭に B2B2X モデルを意識した実証を行うことが重要マクロセル通信事業者等サービス提供者等 ( ) ( ) 中央のB はサービス提供者バーティカル産業など様々な者となる可能性ユーザエクスペリエンスの進化社会的課題の解決個人企業スモールセルスポットセル異業種連携から創り出す新サービス図 : ヘテロジニアスネットワークの構成イメージ

産業構造の変化への戦略的な対応 5 4G までは従来型の携帯電話端末やスマートフォンを対象に音声通話と通信速度の高速化によるデータ伝送がサービスの中心 5G 時代ではスマートフォンといった従来型の端末をベースとしたビジネスだけでなく IoT や自動車産業機器スマートメータといった新しい分野の市場創出が期待 5G での検討はモバイルブロードバンドが先行しているが

6 産業構造の変化への戦略的な対応 5 4G までは従来型の携帯電話端末やスマートフォンを対象に音声通話と通信速度の高速化によるデータ伝送がサービスの中心 5G 時代ではスマートフォンといった従来型の端末をベースとしたビジネスだけでなく IoT や自動車産業機器スマートメータといった新しい分野の市場創出が期待 5G での検討はモバイルブロードバンドが先行しているが新たな市場創出に対応するため ICT 業界にとどまらず幅広い産業界とのパートナーシップを検討し 5G による収益構造の変化への対応が必要収益性高これまでのビジネス領域スマートフォン / タブレット端末今後はこの領域でビジネスパートナー作りを含めて 5G ビジネス戦略をたてることが必要収益性低接続数小 4G までの主なビジネス領域自動車分野産業機器分野ホームセキュリティ分野スマートメータ分野 5G で新たに加わるビジネス領域その他 IoT 分野接続数大出展 : 日経コミュニケーションズ 2015/4 月号

ネットワークにつながる IoT 端末の増加 6 自動車家電ロボットなどあらゆるモノがインターネットにつながり

の接続数の大きな増加が見込めないのに対し LPWA などインターネットにつながる IoT 端末数は今後

年版情報通信白書 ) 成長IoT 端末の:10 億 (billions) が予測ネットワークにつながる端末数単位図

Area Connectivity GSMA Industry Paper (2016 年 3 月 ) CAGR (

7 ネットワークにつながる IoT 端末の増加 6 自動車家電ロボットなどあらゆるモノがインターネットにつながり情報のやり取りをすることで新たな付加価値を生み出す IoT 時代の本格的な到来が期待スマートフォン PC の接続数の大きな増加が見込めないのに対し LPWA などインターネットにつながる IoT 端末数は今後大きな増加が期待 ( 百万台 ) 図 1: 世界の IoT デバイス数の推移及び予測 ( 出典 : 平成 29 年版情報通信白書 ) 成長IoT 端末の:10 億 (billions) が予測ネットワークにつながる端末数単位図 2:LPWA 端末の接続数出典 :Mobile Internet of Things Low Power Wide Area Connectivity GSMA Industry Paper (2016 年 3 月 ) CAGR ( 年平均成長率 ) 図 3: ネットワークに接続される端末数の予測出典 :Ericsson Mobility Report(2017 年 6 月 )

IoT 分野の市場予測 7 IoT 分野の経済効果は 2025 年には世界で都市や工場を中心として最大で 1,336 兆円程度と推定されている利用シーン IoT へのニーズソリューション例 2025 年経済効果 ( 単位 : 兆円 ) ウェアラブル病気のモニタリング管理や健康増進患者や高齢者のバイタル等管理治療オプションの最適化医療機関 / 診察管理 ( 遠隔治療

8 IoT 分野の市場予測 7 IoT 分野の経済効果は 2025 年には世界で都市や工場を中心として最大で 1,336 兆円程度と推定されている利用シーン IoT へのニーズソリューション例 2025 年経済効果 ( 単位 : 兆円 ) ウェアラブル病気のモニタリング管理や健康増進患者や高齢者のバイタル等管理治療オプションの最適化医療機関 / 診察管理 ( 遠隔治療サプライチェーン最適化等 ) 創薬や診断支援等の研究活動家エネルギーマネジメント安全やセキュリティ家事自動化機器の利用に応じたデザイン宅内の配線ネットワークアクセス HEMS 等の管理家庭の安全 & 火災警報高齢者 / 子供等の見守り宅内の温度 / 照明調節電化製品 / エンタメ関連の自動運転小売り自動会計配置最適化スマート CRM 店舗内個人化プロモーション在庫ロス防止サプライチェーンの可視化顧客 & 製品情報の収集在庫管理の改善エネルギー消費の低減資産とセキュリティの追跡を可能とするネットワーキングシステム及びデバイスの提供オフィス組織の再設計と労働者モニタリング拡張現実トレーニングエネルギーモニタリングビルセキュリティ自動監視制御 (HVAC 照明防災 & 防犯入退出管理等 ) オフィス関連機器 ( コピー機プリンタ FAX PBX の遠隔監視 IT/ データセンタイントラの機器類 ) の監視管理工場オペレーション最適化予測的メンテナンス在庫最適化健康と安全インフラ / サプライチェーン管理製造工程管理稼働パフォーマンス管理配送管理バージョン管理位置分析等作業現場オペレーション最適化機器メンテナンス健康と安全 IoT を活用した R&D エネルギー源となる資源 ( 石油ガス等 ) の採掘運搬等に係る管理の高度化鉱業灌漑農林業等における資源の自動化車状態に基づくメンテナンス割引保険自動車トラックトレーラー等の管理 ( 車両テレマティクスナビゲーション車両診断盗難車両救出サプライチェーン統合等追跡システムモバイル通信等 ) 都市建物外公共の安全と健康交通コントロール資源管理配送ルート計画自動運転車ナビゲーション電力需給管理 ( 発送電設備再生可能エネルギーメータ等 ) 旅客情報サービス道路課金システム駐車システム渋滞課金システム等主に都市部における交通システム管理の高度化公共インフラ : 氾濫原水処理プラント気候関連等の環境モニタリング等飛行機船舶コンテナ等非車両を対象とした輸送管理追跡システム : 人 ( 孤独な労働者仮出所者 ) 動物配送郵便食 ( 生産者消費者 ) 手荷物等のトレーシング監視 :CCTV 高速カメラ軍事関係のセキュリティレーダー / 衛星等出典 :McKinsey Global Institute analysis THE INTERNET OF THINGS: MAPPING THE VALUE BEYOND THE HYPE 2015

IoT 時代の無線通信システム 8 背景 IoT(Internet of Things) 社会の本格的な到来に向け従来よりも低消費電力広いカバーエリア低コストを可能とする IoT 時代の無線通信システムである LPWA(Low Power Wide Area) の実現が期待新たな無線通信システムである LoRa SIGFOX や携帯電話ネットワークを利用する emtc(enhanced

9 IoT 時代の無線通信システム 8 背景 IoT(Internet of Things) 社会の本格的な到来に向け従来よりも低消費電力広いカバーエリア低コストを可能とする IoT 時代の無線通信システムである LPWA(Low Power Wide Area) の実現が期待新たな無線通信システムである LoRa SIGFOX や携帯電話ネットワークを利用する emtc(enhanced Machine Type Communication) NB-IoT(Narrow Band IoT) などが提案され導入に向けた検討が本格化消費電力高無線 LAN 携帯電話 (3G/4G) カバレッジ拡張によりこれまで電波の届きにくかった屋内やメーターボックス内等をエリア化 BLE, ZigBee etc. LPWA (Wi-SUN, SIGFOX, LoRa, emtc, NB-IoT...) 低 1m 10m 100m 1km 通信距離 BLE: Bluetooth Low Energy, Wi-SUN: Wireless Smart Utility Network 図 :LPWAと既存の通信技術の違い図 :LPWA の利用例 ( スマートメーター ) 新たな無線通信システム携帯電話システムベースシステム SIGFOX LoRa emtc NB-IoT 推進団体 SIGFOX( 仏 ) LoRa Alliance( 米 ) 3GPP 3GPP 使用周波数 920MHz 帯 ( 免許不要の周波数帯 ) 920MHz 帯 ( 免許不要の周波数帯 ) 携帯電話の帯域携帯電話の帯域通信速度上り :100bps 下り :600bps 上り / 下り 250bps~50kbps 程度上り / 下り 300kbps~1Mbps 上り :62kbps 下り :21kbps カバレッジ拡張数 km~ 数十 km 数 km~ 十数 km 数 km~ 十数 km 数 km~ 十数 km ビジネスモデル SIGFOX 又はパートナー事業者がネットワークを展開し世界 51 か国で IoT サービスを展開 (2018 年 1 月時点 ) LoRa Alliance の認定機器を用いることで誰でもネットワークを構築可能 67 の通信事業者が LoRa を展開しており世界 100 ヶ国以上 300 ヶ所以上で実証運用 (2018 年 1 月時点 ) 3GPP リリース 13(2016 年 6 月 ) で仕様化各国地域の携帯電話事業者が商用サービス開始に向けた実証等を実施 3GPP リリース 13(2016 年 6 月 ) で仕様化各国地域の携帯電話事業者が商用サービス開始に向けた実証等を実施

海外における LPWA(SIGFOX, LoRa) の活用事例 9 健康医療インフラ管理高齢者の訪問介護支援

(intelilight 社 ) ハンガリーサダ市において LoRa を活用した効率的な街灯管理を実証 1

介護費の適正化や高齢者の孤立防止に貢献自動体外式除細動器 (AED) 保守 (Laerdal 社 ) AED

(intensens 社 ) 夏季冬季の線路の温度差や張力負荷列車通過時の線路荷重

(Proximus 社 ) 食品工場輸送トラックレストラン等の各拠点において食品の温度を計測し

10 海外における LPWA(SIGFOX, LoRa) の活用事例 9 健康医療インフラ管理高齢者の訪問介護支援 (General Council of the Loiret 社 ) 高齢者宅にタイムカード ( スマートカードリーダー ) を設置し介護者が訪問した時間を記録温度センサを内蔵温度異常を家族へ自動的に通知して高齢者の熱中症等を防止バッテリーで 2 年間稼動街灯管理 (intelilight 社 ) ハンガリーサダ市において LoRa を活用した効率的な街灯管理を実証 1 基地局で周囲 15km 以内の 20,000 本の電灯の ON/OFF や消費電力等を管理可能介護費の適正化や高齢者の孤立防止に貢献自動体外式除細動器 (AED) 保守 (Laerdal 社 ) AED ボックスのドアの開閉による使用状況や AED 本体の状況を監視バッテリーで 4 年間稼動鉄道保守 (intensens 社 ) 夏季冬季の線路の温度差や張力負荷列車通過時の線路荷重ポイント切替器の切替回数等をデータを計測送信鉄道線路の保守管理を効率化物流食の物流管理 (Proximus 社 ) 食品工場輸送トラックレストラン等の各拠点において食品の温度を計測しデータをクラウド上に集約サプライチェーンにおける食品の品質管理を少ないコストで実現農業養蜂支援 (Optibee 社 ) ミツバチの巣箱の遠隔監視巣箱の異常 ( 温湿度など ) 蜜の採取が必要な際に 10 分以内にメールや SNS でアラート通知バッテリーで 2 年稼動

その事業者が当該国におけるSIGFOXネットワークの構築運用を実施 2018 年 1 月時点で世界

11 SIGFOX の展開状況 10 SIGFOXは IoT 通信事業者である仏 SIGFOX 社が開発しグローバルに展開する低価格省電力長距離伝送を特長としたIoT 向け通信ネットワーク SIGFOX 社は原則として1 国 1 事業者と契約しその事業者が当該国におけるSIGFOXネットワークの構築運用を実施 2018 年 1 月時点で世界 51カ国においてSIGFOXネットワークが提供されている世界 51 ヶ国で展開 (2018 年 1 月時点 ) SIGFOX ネットワークが展開済みの国 SIGFOX ネットワークによるカバーエリア出典 SIGFOX 社ホームページ等

11 我が国におけるSIGFOXの導入状況仏SIGFOX社は原則として１国１事業者と契約しその事業者が当該国におけるネットワークの構築

２０１７年２月以降順次エリア拡大し２０２０年３月末までに全国の人口カバー率９９を達成する計画各IoTサービスプロバイダが提供

コインパーキング向け車両検知システム駐車場に設置したセンサとSIGFOX通信を連動させクラウド経由で車両の駐車状況が確認できる仕

視今まで以上の品質管理が可能となる難検針と呼ばれる離島や山間部などの遠隔地における水道の検針を自動化 2017年３月 KCCS

12 11 我が国におけるSIGFOXの導入状況仏SIGFOX社は原則として１国１事業者と契約しその事業者が当該国におけるネットワークの構築運用を実施日本では京セラコミュニケーションシステム株が 2017年２月よりネットワークを提供サービス形態展開計画２０１７年２月以降順次エリア拡大し２０２０年３月末までに全国の人口カバー率９９を達成する計画各IoTサービスプロバイダが提供導入事例スマートパーキング日本国内ではKCCSがネットワーク構築運用各IoTサービスプロバイダが提供宅配ピザの冷蔵庫温度監視コインパーキング向け車両検知システム駐車場に設置したセンサとSIGFOX通信を連動させクラウド経由で車両の駐車状況が確認できる仕組みを構築従来システムより簡単に設置可能離島山間部における水道検針 15分毎に各冷蔵庫の温度をクラウドに送信し専用アプリで監視今まで以上の品質管理が可能となる難検針と呼ばれる離島や山間部などの遠隔地における水道の検針を自動化 2017年３月 KCCS KDDI アズビル金門第一環境からなる SIGFOX自動検針コンソーシアムを結成出典 2017年2月27日京セラコミュニケーションシステム株報道発表資料等

LoRa の展開状況 12 LoRa は米国半導体大手セムテックが開発し LoRa Alliance (

67 の通信事業者が LoRa の展開を発表世界 100 ヶ国以上 300 ヶ所以上で実証

各国における LoRa の展開状況 LoRa Alliance のスポンサーメンバ当該国の通信事業者が

13 LoRa の展開状況 12 LoRa は米国半導体大手セムテックが開発し LoRa Alliance ( 世界の IoT 関連 480 社以上が加盟 ) で仕様化されたオープンな通信規格 2018 年 1 月時点で 67 の通信事業者が LoRa の展開を発表世界 100 ヶ国以上 300 ヶ所以上で実証運用が進められている SIGFOX と異なり通信事業者に拠らず自身でネットワークを構築することも可能各国における LoRa の展開状況 LoRa Alliance のスポンサーメンバ当該国の通信事業者が LoRa の展開を表明 LoRa の実証等が進行中 (2018 年 1 月時点 ) 出典 LoRa Alliance ホームページ等

我が国における LoRa の導入状況 13 LoRa は LoRa Alliance ( 世界の IoT 関連企業 480 社以上が加盟 )

プラットフォームの LoRa への対応を発表サービス形態例実証事例ソフトバンクの例兵庫県神戸市における子どもの見守り NTT ドコモは神戸市内 3 カ所に

タグを併用して子どもや高齢者の居場所を検知する見守りサービスの実証を実施出典 2017 年 4 月 1 日 ( 株 )NTT ドコモ報道発表資料 KDDI の例出典

下水道内の氾濫による浸水監視の実証を実施降雨レーダーと連携することでゲリラ豪雨などに対して的確な都市水害対策が可能に出典 2017 年 1 月 17 日 KDDI(

アプリケーション等において多様な選択肢があることから通信事業者以外にも利用者が独自に LoRa によるネットワークを構築することも考えられる静岡県藤枝市における

14 我が国における LoRa の導入状況 13 LoRa は LoRa Alliance ( 世界の IoT 関連企業 480 社以上が加盟 ) において策定されたオープンな通信規格日本においては NTT ドコモ KDDI ソフトバンク NTT 西日本等がサービス提供又は実証を実施またソラコムが自社 IoT プラットフォームの LoRa への対応を発表サービス形態例実証事例ソフトバンクの例兵庫県神戸市における子どもの見守り NTT ドコモは神戸市内 3 カ所に LoRa の基地局を設置 2017 年 4 月より BLE(Bluetooth Low Energy) タグを併用して子どもや高齢者の居場所を検知する見守りサービスの実証を実施出典 2017 年 4 月 1 日 ( 株 )NTT ドコモ報道発表資料 KDDI の例出典月刊テレコミュニケーション 2016 年 12 月号神奈川県厚木市の下水道内氾濫監視 KDDI は神奈川県厚木市においてマンホールにセンサーを設置し下水道内の氾濫による浸水監視の実証を実施降雨レーダーと連携することでゲリラ豪雨などに対して的確な都市水害対策が可能に出典 2017 年 1 月 17 日 KDDI( 株 ) 報道発表資料出典 2016 年 12 月 27 日 KDDI( 株 ) 報道発表資料 LoRa はオープンな通信規格であり端末基地局ネットワークサーバーアプリケーション等において多様な選択肢があることから通信事業者以外にも利用者が独自に LoRa によるネットワークを構築することも考えられる静岡県藤枝市における IoT 実証実験ソフトバンクは静岡県藤枝市との協定に基づき同市内に LoRa ネットワークを構築 2017 年 4 月より藤枝市がサービス事業者を募集子どもの見守りシステム ( 位置情報検索や登下校確認 ) 等の実証を行う予定出典 2017 年 4 月 11 日ソフトバンク ( 株 ) 報道発表資料

LPWA( 携帯電話システムベース ) のサービスイメージ 14 emtc/nb-iot はワイドエリア

物流等の M2M 分野のほかウェアラブル医療ヘルスケアなどの分野の活用も期待比較的伝送速度の速い (~1Mbps)eMTC

29 日から提供開始 NTTドコモソフトバンクについては提供開始時期未定 NB-IoTの提供時期については各社未定 emtc 低 ~

10kbps 程度の通信用途ユースケースウェアラブル機器ヘルスケア見守りなどスマートメーター機器管理故障検知など適用例

電源確保が難しく電波が届きにくかったメータボックス内に設置電源が確保できないコンテナ等の貨物や自転車等へ取り付けスマートウォッチ

電波が届きにくかったオフィスビル等の電源設備室や空調機械室等に設置インターネット経由での玄関ドアロック窓の開閉監視

15 LPWA( 携帯電話システムベース ) のサービスイメージ 14 emtc/nb-iot はワイドエリア低消費電力といった特徴を有する携帯電話をベースとした IoT 技術電力ガス水道等のスマートメーター各種センサー機器の維持管理物流等の M2M 分野のほかウェアラブル医療ヘルスケアなどの分野の活用も期待比較的伝送速度の速い (~1Mbps)eMTC と伝送速度が遅い ( 数十 kbps 程度 )NB-IoT を利用形態に応じて活用 KDDIは国内初となるeMTCを2018 年 1 月 29 日から提供開始 NTTドコモソフトバンクについては提供開始時期未定 NB-IoTの提供時期については各社未定 emtc 低 ~ 中速の移動に対応比較的大きいデータに対応 1Mbps 程度の通信用途 NB-IoT 通信中の移動は想定外少量のデータ通信に最適化数 10kbps 程度の通信用途ユースケースウェアラブル機器ヘルスケア見守りなどスマートメーター機器管理故障検知など適用例ウェアラブル端末スマートメータガス水道メータリング貨物追跡ウェアラブル環境農業系センサーファシリティスマートホームスマートシティ電源確保が難しく電波が届きにくかったメータボックス内に設置電源が確保できないコンテナ等の貨物や自転車等へ取り付けスマートウォッチバイタルセンサー等のウェアラブル端末で利用電源確保が難しく電波が届きにくかった山間地河川農地牧場等に設置電波が届きにくかったオフィスビル等の電源設備室や空調機械室等に設置インターネット経由での玄関ドアロック窓の開閉監視家電の遠隔操作等を実現駐車場管理街灯の制御渋滞状況に応じた信号制御ゴミ収集等を実現 3 新世代モバイル通信システム委員会基本コンセプト作業班ワイヤレス IoT アドホックグループ ( 第 1 回 ) 会合資料 ( 古川構成員川西構成員上村構成員 ) より作成

16 LPWA 導入に向けた制度改正 15 新たな無線通信システム (SIGFOX LoRa 等 ) 2016 年 11 月より狭帯域な周波数の利用等に対応するため検討を開始し 2017 年 10 月に制度改正 ( 省令等改正 ) 携帯電話システムベース (emtc/nb-iot) 2016 年 10 月より検討を開始し 2017 年 9 月に制度改正 ( 省令等改正 ) 2016 年 2017 年 11 月 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月新たな無線通信システム (SIGFOX 等 ) 情報通信技術分科会陸上無線通信委員会 3 月情通審一部答申 7 月電監審諮問答申 10 月制度改正 ( 省令等改正 ) 携帯電話システムベース 4G (emtc/nb-iot) 情報通信技術分科会新世代モバイル通信システム委員会 5 月情通審一部答申 7 月電監審諮問答申 9 月制度改正 ( 省令等改正 )

LPWA( 新たな無線通信システム ) の制度改正の主な内容 1( 局種の変更 ) 16 周波数配置 890 900 915 930 940 945 960 [MHz] 携帯電話 ( ) GB 携帯電話

チャネル ( 構内無線局は最大 3 チャネル ) の結束利用が可能 1mW 915 916 919.2 920.6 923.

を使用して電気通信事業を行いたいと要望があったため無線局の目的を変更 ( 周波数割当計画の変更 ) するとともに局種について従来の簡易無線局 ( 登録局 ) から陸上移動局 ( 登録局 )

17 LPWA( 新たな無線通信システム ) の制度改正の主な内容 1( 局種の変更 ) 16 周波数配置 [MHz] 携帯電話 ( ) GB 携帯電話 ( ) RFID 等 MCA( ) GB 携帯電話 ( ) 航空無線航行 GB : ガードバンドパッシブ系 1W 250mW 構内無線局特定小電力無線局使用周波数は単チャネルを基本とし最大 5 チャネル ( 構内無線局は最大 3 チャネル ) の結束利用が可能 1mW 特定小電力無線局 MHz アクティブ系 20mW 250mW 特定小電力無線局陸上移動局単位チャネル (200kHz) 単位チャネル (100kHz) 概要 LPWA を使用して電気通信事業を行いたいと要望があったため無線局の目的を変更 ( 周波数割当計画の変更 ) するとともに局種について従来の簡易無線局 ( 登録局 ) から陸上移動局 ( 登録局 ) へ変更し電気通信業務用公共業務用等の新たな用途への拡大に対応した ( 周波数技術基準は変更なし ) 無線局の局種簡易無線局簡易な無線通信業務に限定周波数割当計画簡易無線通信業務用利用目的の拡大無線局の局種陸上移動局業務の制限なし周波数割当計画電気通信業務用公共業務用放送業務用一般業務用

18 LPWA( 新たな無線通信システム ) の制度改正の主な内容 2 ( 狭帯域周波数の使用方法の見直し ) 17 概要 LPWA は低速通信であり狭い帯域幅の搬送波を使用することが可能しかし従来の基準では搬送波は単位チャネルの中心周波数から約 ±18.4kHz の許容偏差の範囲内の利用に限定されており単位チャネル内の端から端まで周波数を使用することができないこのため周波数の許容偏差の規定の見直しを行った狭帯域の周波数利用では単位チャネル内の端から端まで周波数を利用を可能としたい単位チャネル (200kHz/100kHz) 周波数の許容偏差 ( 約 ±18.4kHz) メリット複数端末で同じ単位チャネルを使用した場合でも異なる搬送波を利用することで干渉が回避される周波数軸上の周波数共用を行うことが可能となった狭帯域の周波数の使用方法イメージ fc( 中心周波数 ) 従来の周波数利用新たな狭帯域の周波数利用 #1 #2 基地局 #3 複数の端末が同一単位チャネルを時間軸上で共用 ( 時間 ) 単位チャネル (200kHz) ( 周波数 ) 基地局受信イメージ #1 #2 基地局 #3 ( 時間 ) #XXX #4 #4 伝送情報が少ないため狭帯域化し柔軟な周波数利用することにより単位チャネル内における端末間の通信の輻輳回避を図る等周波数利用効率を向上単位チャネル (200kHz) 1~ XXX #3 #1 #2 #3 #3 #2 #1 ( 周波数 ) 基地局受信イメージ

LPWA( 新たな無線通信システム ) の制度改正の主な内容 3 ( 低利得アンテナの利用時における空中線電力の見直し ) 18 概要ハンディータイプのリーダライタやウェアラブル端末では小型薄型機器の利用が進んでおり小型薄型機器では搭載スペースが限られることから空中線利得が低利得となり必要な通信距離が確保できないなど課題があるこのため

19 LPWA( 新たな無線通信システム ) の制度改正の主な内容 3 ( 低利得アンテナの利用時における空中線電力の見直し ) 18 概要ハンディータイプのリーダライタやウェアラブル端末では小型薄型機器の利用が進んでおり小型薄型機器では搭載スペースが限られることから空中線利得が低利得となり必要な通信距離が確保できないなど課題があるこのためアンテナ一体型等の無線設備における低利得アンテナの利用を前提として空中線電力に関する規定の見直しを行ったアクティブ型対象システム特定小電力無線局 ( 中出力型 ) 特定小電力無線局 ( 低出力型 ) 基準空中線電力 20mW (13dBm) 1mW (0dBm) 基準送信空中線利得中出力型アクティブ系小電力無線システム (20mW 以下のもの ) を想定した場合のイメージ 3dBi 3dBi 基準 EIRP 16dBm 3dBm 最大空中線電力 250mW (24dBm) 250mW (24dBm) [ dbi ] 送信空中線利得 3 現行基準空中線電力は 13dBm 以下空中線利得は 3dBm 以下ただし EIRP が 16dBm を超えない範囲で空中線電力の低下分について送信空中線利得を増加することを許容している [ dbi ] 0 0 EIRP:16dBm 送信空中線利得 3 見直し空中線電力は 13dBm 以下空中線利得は 3dBm 以下ただし EIRP が 16dBm を超えない範囲で空中線電力の低下分について送信空中線利得又は空中線利得の低下分について空中線電力を増加することを許容なお空中線電力は 24dBm までとする EIRP:16dBm 空中線電力 (20mw)(40mW) [ dbm ] 空中線電力 13 (20mW) [ dbm ] (40mW) (250mW)

20 LPWA( 携帯電話システムベース ) emtc/nb-iot の 3GPP における標準化状況 19 IoT 時代の到来を見据え 3GPP(3rd Generation Partnership Project) において省電力等を実現するIoT 向けの移動通信システムの検討が本格化 2016 年 6 月に策定された3GPP リリース13において 1Mbpsの伝送速度に対応した emtc と伝送速度を抑えた NB-IoT の仕様を策定 Cat-NB1 Cat-NB2 NB-IoT 200kHzの帯域幅 NB-IoTの機能拡張を 23dBのカバレッジ拡張検討 (enhanced NB-IoT) カートハント / スタントアローン運用 Cat-0 MTC 伝送速度を 1Mbps に制限シングルアンテナ受信 Cat-M1 MTC の機能拡張 (emtc) 1.4MHz の帯域幅 15dB のカバレッジ拡張 Cat-M2 MTC の更なる機能拡張を検討 (further enhancement for MTC) リリース 12 リリース 13 リリース 14 表 :LTE-Advanced と emtc/nb-iot の比較 LTE-Advanced emtc NB-IoT 周波数 ( バンド ) 全 LTE バンド 1(2GHz), 2, 3(1.7GHz), 4, 5, 7, 8(900MHz), 11(1.5GHz), 12, 13, 18(800MHz), 19(800MHz), 20, 21(1.5GHz), 26(800MHz), 27, 28(700MHz), 31 FDD/HD-FDD, 39, 41(2.5GHz) TDD 1(2GHz), 2, 3(1.7GHz), 5, 8(900MHz), 11(1.5GHz),,12, 13, 17, 18(800MHz), 19(800MHz), 20, 21(1.5GHz), 25, 26(800MHz), 28(700MHz), 31, 66, 70 ( 注 ) バンド 21 は 2017 年 6 月に標準化完了に向けて活動中周波数帯幅 5,10,15,20MHz 1.08MHz( ガードバンド除く )(NB-IoT より通信速度が速い ) 180kHz( ガードバンド除く ) 通信方式 FDD TDD FDD TDD HD-FDD HD-FDD コスト - シングルアンテナ (MIMO 非対応 ) 半二重全二重対応データ処理の簡素化で構造も簡素化し低コストを実現シングルアンテナ (MIMO 非対応 ) 構造簡素化に加え半二重のみ対応で emtc よりもさらに低コストを実現バッテリー寿命目標 - 10 年以上 ( 1) 10 年以上 ( 1) 1 省電力モードの導入空中線電力の低減等で単三電池 2 本で10 年駆動を実現カバレッジ拡張 - 15dB ( 2) 2 対 LTE 比の値繰り返し送信などにより 23dB ( 2)(eMTCより広い) 建物内部や鉄板の内側などこれまで圏外モビリティ対応ありありだったエリアへのカバレッジ拡張を実現ハンドオーバ非対応

21 emtc/nb-iot について 20 emtc / NB-IoT は通信事業者においてスマートフォン等に対する通信サービスの提供と共に IoT 向けの通信サービスを提供可能な技術であり既存の携帯電話網 ( 基地局等 ) を活用することで速やかなサービス提供が可能周波数帯域幅や通信方式の見直し省電力技術の採用等により省電力低コストワイドエリアを実現 1.eMTC emtc はウェアラブル機器など低 ~ 中速の移動に対応し比較的伝送速度を要する IoT サービスでの利用が想定既存の携帯電話等の技術基準 (LTE 及び BWA) を改正し emtc 陸上移動局の運用を可能とする制度改正を実施占有周波数帯幅の許容値 ( 例 :10MHz) 基地局陸上移動局占有周波数帯幅の許容値 (1.4MHz) 2.NB-IoT リソースブロック (RB)180kHz NB-IoTはスマートメータなど少量のデータ通信向けIoTサービスでの利用が想定既存の携帯電話の技術基準 (LTE) を改正し NB-IoT 陸上移動局の運用既存の占有周波数帯幅の許容置の範囲内でガードバンドを除く範囲で搬送波を送信する1 インバンドモード基地局に加えガードバンドを含め搬送波を送信する2 ガードバンドモード基地局の運用を可能とする制度改正を実施基地局 1 インバンドモード 2 ガードバンドモード陸上移動局占有周波数帯幅の許容値 ( 例 :5MHz) emtc の搬送波 6RB (1.08MHz 幅 ) 占有周波数帯幅の許容値 ( 例 :5MHz) 占有周波数帯幅の許容値 (200kHz) NB-IoT の搬送波 1RB (180kHz 幅 ) ガードバンド (250kHz) NB-IoT の搬送波 1RB (180kHz 幅 )

22 emtc/nb-iot の主要技術 21 繰り返し送信技術の導入信号を繰り返し送信することで通信品質を向上させカバレッジを拡張する技術 (Repetition) 送受信タイミングの分離送信と受信を同時に行わないことで端末の構造を簡素化し低コスト化を実現する技術同一信号を繰り返し送信送信と受信を同時に行う送受信のタイミングを分離 LTE 時間 emtc / NB-IoT 時間送信受信 f1 f2 全二重時間時間送信受信 f1 f2 半二重時間時間 LTE emtc/nb-iot 省電力モード (PSM) の追加ネットワークへの接続性を維持しつつ端末が一定時間 ( 例 :24 時間 ) 電源を落としたのと同じ状態 ( 省電力モード ) に遷移することで省電力を実現する技術接続状態 (CONNECTED) 待ち受け状態 (IDLE) 受信間隔の拡張間欠的な信号受信により受信していない間は一部の機能を停止させることで消費電力を抑えるDRXの受信間隔を最大 2.56 秒 (LTE) から最大 43 分 (emtc)/2.91 時間 (NB-IoT) に拡張し更なる低消費電力を実現する技術 (edrx ) extended Discontinuous Reception 電源オフと同じ状態 ( 通信不可 ) Power Saving State 電源投入最大 2.56 秒時間最大 43 分 (emtc) 時間 CONNECTED IDLE ( 例 :20 秒 ) Power Saving State ( 例 :24 時間 ) 時間 DRX edrx

1.9GHz 帯デジタルコードレス電話の無線局の高度化 22 諮問の背景デジタルコードレス電話の無線局については 1.

事業所や病院内の内線電話として利用がされている平成 22 年には高品質な音声通信などの高機能化を図るため広帯域の無線システムである

携帯電話等の国際標準規格である LTE(Long Term Evolution) 方式を利用した無線システムの導入が求められている本件は本年 3

方式の導入や既存システムの利便性の向上に必要な技術基準について制度整備を行ったもの利用イメージ例 1: コードレス電話システムの高機能化 ( オフィス内

9GHz 帯 LTE 方式のシステム構成 ( 例 ) HSS: Home Subscriber Server ( ユーザー情報管理用データベース ) EPC:

23 1.9GHz 帯デジタルコードレス電話の無線局の高度化 22 諮問の背景デジタルコードレス電話の無線局については 1.9GHz 帯を使用し免許を要しない無線局として平成 5 年に PHS(Personal Handyphone System) 方式が導入され事業所や病院内の内線電話として利用がされている平成 22 年には高品質な音声通信などの高機能化を図るため広帯域の無線システムである DECT(Digital Enhanced Cordless Telecommunications) 方式及び sphs(super PHS) 方式が導入され DECT 方式については家庭内のコードレス電話として普及している近年の IoT 社会における多様な利用ニーズに対応やデータ通信を中心としたシステムへの高度化が求められておりまた PHS 方式の後継方式として携帯電話等の国際標準規格である LTE(Long Term Evolution) 方式を利用した無線システムの導入が求められている本件は本年 3 月に情報通信審議会における技術的条件の答申内容を受けて TD-LTE(Time Division LTE) 方式の導入や既存システムの利便性の向上に必要な技術基準について制度整備を行ったもの利用イメージ例 1: コードレス電話システムの高機能化 ( オフィス内 ) 管理センター 1.9GHz 帯 LTE 方式のシステム構成 ( 例 ) HSS: Home Subscriber Server ( ユーザー情報管理用データベース ) EPC: Evolved Packet Core (LTE 収容コアネットワーク ) PBX: Private Branch exchange ( 構内交換機 ) 電話回線クラウドゲートウェイ 1.9GHz 帯例 2:IoT への利用拡大 ( 工場等の構内 ) 親機子機子機親機子機親機子機 LTE 方式を利用した新たな方式の無線システムについては親機及び子機の無線機器以外に EPC HSS 等のネットワーク機器が必要となるため一般的な家庭内での利用ではなく事業所での内線電話としての利用等が想定されるロボット通信モジュール

24 制度改正のイメージ (1.9GHz 帯 ) 23 改正前の周波数配置 MHz 現行の制御チャネル MHz 〇自営 PHS 方式 DECT 方式及び sphs 方式の3つの方式が同一周波数帯を共用自営 PHS 方式 1, F1 1897,344 F F F F5 〇なお sphs 方式については市場導入実績はなく今後も導入予定はない DECT 方式 1.728MHz sphs 方式 2.4MHz 改正後の周波数配置 1 PHSの後継システムとして TD- LTE 方式を導入 (1.4MHz 幅 /5MHz 幅 ) 2 DECT 方式は周波数需要の増加を踏まえ新たにF6 周波数を追加 ( 自営 PHS 方式の制御チャネル保護に配慮しつつ F2/F3/F4の周波数利用条件等を緩和 ) 3 異なる方式の更なる周波数共用を図るため自営 PHS 方式の制御チャネル (ch35 ch37) を新たに追加 4 sphs 方式を廃止自営 PHS 方式 DECT 方式 TD-LTE 方式 (1.4MHz システム ) TD-LTE 方式 (5MHz システム ) 1, F MHz 1897,344 F2 1.4MHz 現行の制御チャネル F MHz F F5 新たな制御チャネル F

25 ご清聴ありがとうございました Ministry of Internal Affairs and Communications (MIC)

ネットワークにつながる IoT 端末の増加 1 予測自動車家電ロボットなどあらゆるモノがインターネットにつながり情報のやり取りをすることで新たな付加価値を生み出す IoT 時代の本格的な到来が期待スマートフォン PC の接続数の大きな増加が見込めないのに対し LPWA などインターネット

ネットワークにつながる IoT 端末の増加 1 予測自動車家電ロボットなどあらゆるモノがインターネットにつながり情報のやり取りをすることで新たな付加価値を生み出す IoT 時代の本格的な到来が期待スマートフォン PC の接続数の大きな増加が見込めないのに対し LPWA などインターネット資料 AD 2-1 emtc 及びの技術概要共用検討平成 29 年 1 月 13 日ネットワークにつながる IoT 端末の増加 1 予測自動車家電ロボットなどあらゆるモノがインターネットにつながり情報のやり取りをすることで新たな付加価値を生み出す IoT 時代の本格的な到来が期待スマートフォン PC の接続数の大きな増加が見込めないのに対し LPWA などインターネットにつながる

移動通信システムの進化 1 (bps) 最大通信速度は 30 年間で約 10,000 倍 10G 最大通信速度 1G 100M 10M 1M メール 静止画 ( カメラ ) ブラウザ 世界共通のデジタル方式 動画 3.5 世代 3.9 世代 第 3 世代 高精細動画 LTE LTE-Advanced

移動通信システムの進化 1 (bps) 最大通信速度は 30 年間で約 10,000 倍 10G 最大通信速度 1G 100M 10M 1M メール静止画 ( カメラ ) ブラウザ世界共通のデジタル方式動画 3.5 世代 3.9 世代第 3 世代高精細動画 LTE LTE-Advanced