900MHz 帯自営作 1-4 900MHz 帯自営用移動通信システムに関する国際標準化動向 2017.10.12 日本電気株式会社
業務用無線のブロードバンド化ニーズと LTE 既存業務用無線は高速通信向けに設計していないため ブロードバンド化には新しいネットワークが必要 LTE はグローバルスタンダードであり 調達機器の低コスト化 マルチベンダによる安定供給が可能なため 業務用無線のブロードバンド化の有力候補 既に各国で業務用無線として LTE 方式導入に向けた活動を開始 米国では 700MHz 帯を業務用無線の LTE システムに割当 First Net を設立し $7B を投資 ファーストレスポンダー ( 警察 消防等 ) 向けのサービス提供だけでなく ユーティリティ ( 電力 ガス 水道等 ) にも開放する方針 韓国もセウォル号事故を受け Band28(700MHz 帯 ) を業務用無線の LTE システムに割当 欧州では TETRA の後継に LTE を検討 上記を受け 3GPP(3 rd Generation Partnership Project) において Public Safety 関連の機能が Release12 頃から標準化が開始 現在標準化中に Release15 においても Public Safety 関連機能の高度化が検討されている グループ通信 端末間通信 基地局単独運用 マルチキャスト など 2 NEC Corporation 2017
3 rd Generation Partnership Project(3GPP) 1998 年 12 月に設立された移動通信システムの国際標準化団体 各国 各地域の標準化団体 (ETSI@ 欧州 ARIB/TTC@ 日本 ATIS@ 米国 TTA@ 韓国 CCSA@ 中国 ) で構成 第 3 世代 (W-CDMA) 第 3.5 世代 (HSPA) 第 3.9 世代 (LTE) 第 4 世代 (LTE-A) 第 5 世代 (NR) の移動通信システムの技術標準仕様を策定 Project Coordination Group(PCG) TSG-RAN Radio access NW TSG-SA Service/System Aspects TSG-CT Core NW/Terminals TSG-GERAN GSM EDGE Radio access WG-RAN1 Radio Layer1 spec WG-SA1 Service requirements WG-CT1 MM/CC/SM WG-GERAN1 Radio Aspects WG-RAN2 Radio Layer2,3 spec WG-SA2 NW Architecture WG-CT2 Closed WG-GERAN2 Protocol Aspects WG-RAN3 NW aspects WG-SA3 Security WG-CT3 Interworking with ex-nw WG-GERAN3 Terminal Testing WG-RAN4 Radio performance WG-SA4 Codec WG-CT4 MAP/GTP/BCH/SS WG-RAN5 Terminal Testing WG-SA5 OAM 2016.06~ 2014.12~ WG-RAN6 WG-SA6 Legacy RAN Mission Critical applications WG-CT5 Transferred to OMA WG-CT6 Smart card aspects 3 NEC Corporation 2017
3GPP で標準化されている主な Public Safety 機能 Relese12 Release13 Release14 Release15 Proximity Service (ProSe)/Device to Device communication (D2D) 端末間通信 Group Communication System Enabler (GCSE) 4 NEC Corporation 2017 Enhanced ProSe (eprose)/enhanced D2D (ed2d) 端末間通信の拡張 Mission Critical Push to Talk (MC-PTT) ミッションクリティカル用音声サービス Isolated E-UTRAN Operation for Public Safety (IOPS) 基地局単独運用 Single Cell Point to Multipoint (SC-PTM) シングルセル内でのマルチキャスト通信 Mission Critical Video (MC-Video) ミッションクリティカル用映像サービス Mission Critical Data (MC-Data) ミッションクリティカル用データサービス Mission Critical system migration and interconnection (MCSMI) 複数ミッションクリティカルシステム間接続 Mission Critical communication interworking with legacy systems (MCCI) レガシーシステム (TETRA 等 ) との相互接続 Future railway mobile communication systems (FRMCS) 鉄道無線通信への適用 Maritime communication service over 3GPP systems (MARCOM) 船舶通信への適用
Mission Critical Push to Talk (MC-PTT) 業務無線に必須であるグループ通信機能を LTE に追加 OMA 等で検討されていた仕様をベースに 3GPP 内で仕様化するため 新しい WG(SA6) を設立 MC-PTT の動作に必要な機能を別機能として標準化中 Proximity Service(ProSe) Group Communication System Enabler(GCSE) Single Cell Point to Multipoint(SC-PTM) 優先制御するために新たな QCI(Quality Class Indicator) を追加 ETSI TC TCCE Protocol New SA1 Requirements SA6 SA2 OMA Architecture 3GPP Co-work on architecture 想定される MC-PTT のユースケース コア NW TCCE:TETRA and Critical Communications Evolution OMA: Open Mobile Alliance 圏外 Off-network operation 5 NEC Corporation 2017 圏外 On-network operation
Communication Discovery Proximity Service(ProSe)/Device to Device communication(d2d) Discovery と Communication の 2 機能が定義されており それぞれ 3 つのサブ機能が規定 Rel-12 で基本機能 Rel-13 で中継機能 ( リレー機能 ) 等が仕様化された Release12 位置情報 ProSe Function Release12 送信リソース ( プール ) 割当 Release13 送信リソース ( プール ) 割当 近接通知 Discovery Discovery message(1way) message(2way) -level discovery Direct discovery(model A) Direct discovery(model B) Release12 送信リソース ( プール ) 割当 Release13 UE-to-UE Relay 未標準化 Remote UE 直接通信データ UE-to-NW 送信リソース Relay D2D Group ( 事前割当 ) 圏外圏外圏外 Direct communication UE-to-NW Relay UE-to-UE Relay 6 NEC Corporation 2017
Single Cell Point to Multipoint (SC-PTM) embms は放送型データ配信サービスを想定して仕様化されたため 複数セルが同期して送信できるように MBSFN Subframe( マルチキャスト専用サブフレーム ) を設定する必要あり SC-PTM では ユニキャスト通信と同じ物理チャネル (PDSCH:Physical Downlink Shared Channel) にマルチキャストチャネルをマッピングすることで利用効率を向上させている embms SC-PTM MTCH MCCH SC-MTCH SC-MCCH Logical Channel MCH DL-SCH Transport Channel PMCH PDSCH Physical Channel 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Radio Frame (10 subframe) 略語 MTCH(Multicast Traffic Channel) MCH(Multicast Channel) SC-MxCHは,SC-PTM 用のチャネル 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Radio Frame (10 subframe) MCCH(Multicast Control Channel) PMCH(Physical Multicast Channel) 7 NEC Corporation 2017
Isolated E-UTRAN Operation for Public Safety (IOPS) 災害発生時などにおいて バックホール回線やコアネットワーク ( メイン ) に異常が発生した場合でも LTE サービスが継続できることを目的に仕様化 基地局もしくは局舎内に 機能を配備し 災害時にはローカルの 機能を用いてサービスを継続 Release15 において 制限されたバックホール (Limited Backhaul) 時の運用について Study Item として議論 LTE サービスに必要な機能を保有 メイン メイン ローカル 未使用 ローカル 未使用 ローカル ローカル 平常時 ネットワーク異常時 8 NEC Corporation 2017
参考 :MC-PTT(incl. GSCE, ProSe) アーキテクチャ Abbreviations UE: User Equipment enb: Evolved NodeB MME: Mobility Management Entity S-GW: Serving Gateway P-GW: PDN Gateway PCRF: Policy and Charging Rules Function SLP: SUPL Location Platform MBMS GW: Multimedia Broadcast and Multicast Service BM-SC: Broadcast Multicast Service Center GCS AS: Group Communication Service Application Server Specific functions ProSe: Proximity Service(LTE 端末間通信 Device to Device communication) MCPTT: Mission Critical Push to Talk( 同報配信 ) SC-PTM: Single Cell Point to Multipoint(MCPTT 向け1セル内マルチキャスト ) GCS: Group Communication System( グルーピング ) 9 NEC Corporation 2017