AI予測による5Gマルチキャスト放送の安定化ー配線工事が不要なラストワンマイルの提供ー

2026-09-09 早稲田大学

早稲田大学とNECネッツエスアイは、ローカル5Gのマルチキャスト放送(5G MBS)で、高画質を維持しながら映像停止を防ぐAI制御技術を開発した。5G MBSは多数の家庭へ同一映像を一斉送信できる一方、再送ができないため、電波状況が悪化すると映像停止やフレームドロップが発生しやすい。研究チームは、実際の商用5Gから0.5ミリ秒間隔で収集した約2,600万件のデータを学習したAIモデルにより、28種類のMCS設定ごとの受信成功確率を予測し、0.1秒先の通信状態を見越して最適な送信設定へ切り替える方式を実現した。映像セグメントの約87%でエラーなしの設定を選択し、従来の画質優先方式の約32%を大幅に上回った。さらにスマートフォン上で0.07ミリ秒未満の高速処理を実現。配線工事が難しい集合住宅などへのテレビ配信に加え、衛星通信、自動運転、産業システムなど再送が困難な無線通信への応用が期待される。

AI予測による5Gマルチキャスト放送の安定化ー配線工事が不要なラストワンマイルの提供ー
図1: ラストワンマイルにローカル5Gを用いたケーブルテレビへの移行イメージ

<関連情報>

5Gマルチキャスト・ブロードキャストサービス(MBS)向けのトランスフォーマーに基づくMCS予測 Transformer-Based MCS Prediction for 5G Multicast-Broadcast Services (MBS)

Kasidis Arunruangsirilert and Jiro Katto
The 2026 IEEE 104th Vehicular Technology Conference
発表日(現地時間):2026年9月8日14時(米国東部夏時間)
arXiv  Submitted on 16 May 2026
DOI:https://doi.org/10.48550/arXiv.2605.16735

Abstract

The deployment of 5G Multicast-Broadcast Services (MBS) is emerging as a critical technology for spectral-efficient UHD content delivery and serving as a promising solution to modernize CATV deployment. However, unlike unicast networks that rely on RLC-AM with HARQ retransmissions, MBS broadcast operates in RLC Unacknowledged Mode (RLC-UM), where the absence of a feedback loop means packet loss is permanent and immediately impacts user QoE. Conventional link adaptation algorithms, designed for unicast, typically aggressively maximize throughput and fail in this risk-intolerant environment, resulting in severe video stalls and rebuffering. To address this, we propose a lightweight Transformer-based framework that predicts the success probability of all 28 MCS indices over an upcoming video segment horizon. Utilizing a unique commercial network dataset with 0.5 ms slot-level granularity, we train our model using a custom Asymmetric Safety Loss function that penalizes channel overestimation to prioritize link stability. Experimental results show that our approach achieves a reliability score of 86.89%, significantly outperforming standard AI baselines optimized for raw throughput (31.65%) while maintaining a safe conservative bias. Furthermore, the model is optimized for real-time applications, demonstrating an inference time of less than 0.07 ms on COTS 5G-era smartphones.

0404情報通信
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