ソニーのスマホ通信制御エンジニアから東大博士へ～東大で 5G/6G研究に挑んだ 3年間～

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1. ソニーのスマホ通信制御エンジニアから東大博士へ ソニー株式会社 技術開発研究所 ネットワーク &システム技術研究開発部門 堀田 幸暉 Copyright 2026 Sony Corporation ～東大で5G/6G 研究に挑んだ 3年間～
2. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 2 自己紹介 2018 年 ソニーモバイルコミュニケーションズ株式会社入社 Android スマートフォンの通信制御 SW 開発 2022 年 東京大学大学院工学系研究科博士課程入学(中尾研究室) 2025 年 博士課程修了 2026 年現在 ソニー株式会社 技術開発研究所 に所属 低遅延ネットワーク制御技術の開発に取り組む 堀田 幸暉 (博士 工学) Koki HORITA, Ph.D 深層学習を活用した無線品質予測および通信制御技術
3. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 3 私のモバイル端末遍歴 PHS 64kbps 3G HSDPA 7.2Mbps 4G LTE 100Mbps 4G LTE 150Mbps 4G LTE 500Mbps 4G LTE 1Gbps 5G mmW 4.2Gbps 5G mmW 4.9Gbps 約7500 倍!!! arc スマホ黎明期で とにかく楽しかった 思い出
4. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 4 Xperia の開発業務経験とそこで身につけたスキル スマートフォンソフトウェア機能の開発 • 深層学習/Android®/Wi -Fi®, モバイル通信 スマートフォン開発の経験を通じて、機械学習・ Android 開発手法・ Wi-Fi/Cellular 機能について経験をした 夏モデル 1 冬モデル OS Version Up 次の夏モデル 夏モデル 2 約 1 年 約 1 年 ★開発 ★評価 ★リリース ★開発 ★評価 ★リリース ★開発 ★評価 ★リリース ★開発 ★評価 ★リリース ★開発 ★評価 事業部での製品開発は、タイトなスケジュールを守ることだけでなく、 同時並行で進むプロジェクトを意識し適切なリソース配分が求められる 事業部エンジニアとして … • スケジュール管理 !!! Android はGoogle LLC の登録商標です。 Wi-Fiは Wi-Fi Alliance の登録商標です。
5. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 5 博士課程に進もうと思った理由 • 研究開発部門との協業で研究活動への憧れ • もともと博士号に未練もあった • 会社で社会人博士を派遣する話が出る • これはチャンス！！！ 研究開発部門との協業の経験や修士時代の思い残しもあり、博士課程に進みたいと思うようになる 事業部エンジニア R&D エンジニア 現実的 未来志向的
6. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 6 博士課程入学に向けて • 博士課程中の収入源は？ • 留学プログラムを整備頂く • 会社から給与を頂きつつ 博士課程に進む 会社の博士課程進学の支援を得ることができた。入試に向けて主に英語を対策 ソニーは留学派遣の制度があるが、上限 1年のた め博士課程には向かない。博士向けには休職制 度はあるが、私費就学になりハードルが高い。 採用情報 | 多様性を推進する取り組み | ソニーグループポータル 中尾 彰宏 | 東京大学大学院システム創成学専攻 東京大学大学院工学系研究科 中尾彰宏 教授 • 東京大学大学院工学系研究科 システム創成学 専攻長 • 東京大学次世代サイバーインフラ連携研究機構 機構長 • XG Mobile Promotion Forum (XGMF) 共同議長 など Beyond 5G/6G, AI/ML, SDN/NFV, MEC, Network Slice などの幅広 い研究分野に取り組んでおり、産学連携や国際連携なども推進 • 大学選定・入試対策は？ • 学会でご縁ができた 東大 工学部 中尾研を留学先に • 入試対策: 英語頑張る • 無事なんとか合格。
7. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 7 入学式
8. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 8 研究テーマの検討 • 5G でスマホ以外の様々なユースケースでモバイル通信が使われる 世界が始まる • 例: 移動車内エンタテイメント向け通信 /放送用映像伝送向け通信 • これらのユースケースを実現するにはどうすればよいか？ → 安定したモバイル通信制御技術を研究 様々なユースケースをモバイル通信で実現するため「安定したモバイル通信制御技術」を研究 車内空間でのエンタテイメント体験 放送用映像伝送
9. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 9 研究計画 人事上の制約もあり「 3年卒業が必達」 半年に1度国際学会に通すペースでギリギリ … 。 • 博士論文着手要件 • IEEE® フラグシップ学会 3本 • 計画的に研究で成果出す！！ IEEEは、 The Institute of Electrical and Electronic Engineers, Inc.の商標です。
10. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 10 大学生活 学部生・院生と一緒に授業を受け、リスキリング。会社の業務は一旦停止して、大学生活にフォーカス
11. Vertical Industry Driven Network Control in Software-Defined 5G Infrastructure (ソフトウェア化された 5G インフラにおける ヴァーティカル 産業主導型ネットワーク制御) 博士論文 本審査 東京大学 大学院 工学系研究科 中尾研究室 堀田 幸暉 (Koki.Horita@nakao-lab.org) 博士論文本審査資料からの抜粋
12. 5Gを利用したVertical産業用ユースケースの実現 • 安定した通信性能を求めるアプリケーションが5Gを活用する期待 • 5Gのネットワークスライスは アプリケーションごとにネットワーク特性を変更可能 • 放送用途: 低遅延かつ大容量通信 • コネクティッドカー、物流: 低遅延かつ高信頼 Vertical産業用のユースケースを実現にネットワークスライスが注目される 12 物流 放送 博士論文本審査資料からの抜粋 コネクティッドカー
13. ネットワークスライスの限界 | 静的な基地局のパラメータ設定 13 • 映像伝送用のネットワークスライス • 高優先度、低遅延化を目指す。信頼性が犠牲に • 現在の基地局は動的に基地局設定を 変更することはできない アプリケーションごとのネットワーク特性を5QIにて定義。静的に基地局に設定 5QI Value Resource Type Default Priority Level Packet Delay Budget Packet Error Rate Example Services 7 Non-GBR 70 100 ms 10-3 Voice, Video (Live Streaming) Interactive Gaming 8 80 300 ms 10-6 Video (Buffered Streaming) TCP-based (e.g. www, e-mail, chat, ftp, p2p file sharing, progressive video, etc.) 9 90 通常トラフィックより高優先度&低遅延であるが信頼性が低い 放送 [1] K. Horita, N. Fukumoto and A. Nakao, "Improving QoS of 5G Video Streaming Through Network Exposure Function," GLOBECOM 2023 - 2023 IEEE Global Communications Conference, Kuala Lumpur, Malaysia, 2023, pp. 375-380, doi: 10.1109/GLOBECOM54140.2023.10437530. 博士論文本審査資料からの抜粋
14. セルラーネットワークの基本構成 14 UE gNB 5GC Data Network D-Plane C-Plane 認証認可 ユーザDB QoS機能 移動管理 セッション管理 ルーティング機能 アドレス割当 D-Plane C-Plane ハンドオーバ制御 接続管理 物理レイヤ処理 QoS機能 リソース割当 再送機能 リソース管理 接続セルの指定 データ送受信タイミングの指定 運用ルールの設定 Network Operator • 5GC (5G Core): 5Gのコアシステム • gNB (gNodeB): 5Gにおける基地局 • UE (User Equipment): ユーザの端末 送信タイミング・所属セルなど全ての動作はオペレータによって制御される 博士論文本審査資料からの抜粋
15. ネットワークスライス 15 ネットワークスライスによってサービスごとにQoS設定が可能になるが、 QoS設定の値の設定や、C-Planeの制御は解放されていない gNB 5GC Data Network D-Plane C-Plane 認証認可 ユーザDB QoS機能 移動管理 セッション管理 ルーティング機能 アドレス割当 D-Plane C-Plane ハンドオーバ制御 接続管理 物理レイヤ処理 QoS機能 リソース割当 再送機能 リソース管理 ネットワークスライスごとのQoS設定 Network Operator ネットワークスライスごとの C-Planeのカスタマイズ無し Vertical産業の新たなサービス 博士論文本審査資料からの抜粋
16. 本論文の課題設定と研究命題 16 • 本論文の提案するセルラーシ ステムを社会実装するために は、以下の問題に取り組む必 要がある • 課題1: Vertical が自由に ネットワークを制御できる ようなアーキテクチャの考 案 • 課題2: 個別のアプリケー ションごとにネットワーク の最適化手法の検討 博士論文本審査資料からの抜粋
17. 研究課題の分解 17 アプリケーション性能向上のための基地局制御の実現 最終目標 多くのアプリケーションが基地局制御を 可能とするアーキテクチャの提案 目標に向けて 実現すべきこと セルラーシステム上でのVertical産業用のユースケースの実現 アプリケーションごとの動的な 基地局最適化制御技術の研究 中課題 小課題 Vertical自身による基地局制御を 実現するアーキテクチャの設計 ②映像配信に向けた無線環境に応じた 動的再送制御技術 ③映像伝送の無線環境変動の影響を抑 制 する動的リンクアダプテーション手法 博士論文本審査資料からの抜粋
18. Vertical産業主体の基地局制御の課題 18 • Vertical産業がPublic5G上での基地局制御は困難 • gNBの制御プレーンが単一であり、Verticalの制御の影響が分離できない • MNO網への影響を危惧し、API公開できない • Vertical はMNO基地局を制御不可 • Vertical産業自営のネットワークの構築は非現実的 • Local 5G: 広域のユースケースに不適合 • vMNO: 巨額の費用が必要, 高い参入障壁 基地局制御機構(CU-CP) データプレーン(DU, CU-UP) MNO Vertical = Network API 自営5G (Local 5G/vMNO) Public 5G 利用可能エリア 限定的 広く利用可能 基地局制御性 高い 低い 想定活用 ユースケース • スマートファクトリー • (特定イベント会場からの) 放送用途映像配信 • コネクティッドカー • 物流 • (全国での)放送用途映像配信 博士論文本審査資料からの抜粋
19. 提案手法 | 概要 19 • 提案手法の概要: 基地局制御実現に必要なCU-CPのみ仮想化 • 設置コストが高い RU と DU を MNO と共有することで初期コスト低減 • RRCメッセージを用いた基地局制御が可能(基地局パラメータの設定、トラフィック制御など) gNBの制御構造である CU-CP を仮想化し Vertical 産業ごとに分離する RU DU RU DU 5GC vCU-CP CU-CP PHY MAC RLC PDCP SDAP CU-UP gNB Connected-Car MNO’s UE C-Plane D-Plane Control-Request NW Slice for V2X MNO’s Network Slice Data RIC Vertical Operator = Control-API Control gNB (via E2/O1 interface) Control gNB by RRC message <Data-Plane> • RU (Radio Unit): gNBのうち、物理層, 特に無線処理を 担当する機能部 • DU (Distribution Unit): gNBのうち、チャネル推定やス ケジューリング、再送などといった物理層・MAC層・ RLC層の部分を担当する機能部 • CU-UP (Central Unit – User Plane): 順序制御、複数ベ アラ利用・QoS制御など、PDCP層・SDAP層を担当する 機能部 <Control-Plane> • CU-CP (Central Unit – Control Plane): UEの接続管理 やハンドオーバー制御など、基地局の制御プレーンを 担当する機能部 博士論文本審査資料からの抜粋
20. 提案手法 | O-RAN CU Slicing の設計に向けた課題 20 vCU-CPの接続関係、転送ルール、制御メッセージの分離の通知の設計が必要。 CU-CP O-RU O-DU CU-UP MNO’s UE Vertical’s UE vCU-CP … … RRC Msg. Routing Table RRC Msg. legend MNO’s Component Vertical’s Component RIC 5GC どのようにして 転送ルールを作成するか？ どのようにしてこの転送ルールに 基づきRRCメッセージを転送するか？ vCU-CPのためのインターフェースを どう設計するか？
21. 研究課題の分解 21 アプリケーション性能向上のための基地局制御の実現 最終目標 多くのアプリケーションが基地局制御を 可能とするアーキテクチャの提案 目標に向けて 実現すべきこと セルラーシステム上でのVertical産業用のユースケースの実現 アプリケーションごとの動的な 基地局最適化制御技術の研究 中課題 小課題 Vertical自身による基地局制御を 実現するアーキテクチャの設計 ②映像配信に向けた無線環境に応じた 動的再送制御技術 ③映像伝送の無線環境変動の影響を抑 制 する動的リンクアダプテーション手法 博士論文本審査資料からの抜粋
22. 映像伝送用のネットワークスライスの問題点 22 映像伝送用のネットワークスライスでは、低遅延性 を実現するために、再送機能が無効になっていた り、再送タイマーが短く設定されている。 このため、無線環境が悪い場所で伝送すると、再 送データは破棄されて、パケットロスが発生する。 これにより、通常トラフィック向けのネットワーク スライスに比べて画質が低下する。 低遅延を実現するためには無線区間の再送を制限するため、パケットロスが発生する PDCP(Packet Data Convergence Protocol): データ順序保障するための仕組みを持 つ。順序訂正タイマーをもち、時間内にデータが来ない場合は、上位レイヤにデータ 欠損した状態で渡す。 RLC (Radio Link Control): データの欠損の確認や、欠損データの再送を行う。 MAC (Medium Access Control): スケジューリングや伝送誤り検知・自動再送を行う。 PDCP PDCP Reordering Reordering timer SDAP SDAP PHY PHY Radio Channel If timer is expired, retransmit data is discarded. X Data loss RLC RLC RLC Retransmit ARQ retransmit MAC MAC HARQ Retransmit Data recovery by HARQ UE gNB 博士論文本審査資料からの抜粋 エラーなく送ろうとするとスルー プットが得られないので、ある程 度エラーを認めて伝送。 送信エラーは再送でカバー
23. 提案手法の概要 23 提案手法は無線環境に応じて動的に基地局の再送機能を調整する • 5Gの外部APIを活用した動的 QoS変更機構 • 3つのメインコンポーネント • 無線環境を予測する予測器 • 動的にQoS値を変更する 5Gシステム • 詳細な無線環境を報告する UE 博士論文本審査資料からの抜粋
24. 評価 | パケットロスでの評価 24 提案手法を用いることで無線環境が悪化した場合でもパケットエラー率を抑制 Fixed on 5QI 7 Proposed Method RSRP減衰時にパケットロス が発生 提案手法によりRSRPが減衰 してもパケットロスが抑制 博士論文本審査資料からの抜粋
25. まとめ 25 • 背景 • ミッションクリティカルなユースケースを実現にネットワークスライスは不十分 • 基地局制御を含むネットワーク最適化が求められている • 課題(Problem Statement) • アプリケーションがPublic 5G上で柔軟に基地局制御を実現できる手法がない • アプリケーションごとの基地局制御手法が明らかになっていない • Thesis Statement • Public 5G上で柔軟な基地局制御を可能とするO-RAN CU Sliceを提案 • アプリケーションごとの基地局制御手法を提案(放送用映像配信用) • 結果 • O-RAN CU Sliceはスケール性が高く基地局制御が可能であることを示す • アプリケーションごとの基地局制御手法により映像品質を向上、スループットの向 上 博士論文本審査資料からの抜粋
26. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 26 博士課程修了 無事2.5 年で博士論文着手要件達成 & 3 年で卒業!! • Publication 成果 • 国際学会 5件(内, フラグシップ会議 3件) • 論文誌: 1件 3年で無事博士課程を修了。公聴会準備など最後まで多忙なスケジュールが続いた ‘22 2H ’23 1H ‘23 2H ’24 1H ‘24 2H ‘25 1H 研究テーマ #1 研究テーマ #2 研究テーマ #3 研究テーマ #4 博士号審査 ★ 研究開始 ★ 国際学会投稿 ★国際学会発表 ★ 研究開始 ★ 国際学会投稿 → Reject ★ 国際学会投稿 → Reject ★国際学会発表 ★ 研究開始 ★ 国際学会投稿 ★国際学会発表 ★研究開始 ★国際学会投稿 ★国際学会発表 ★予備審査 ★本審査(公聴会) ★ 博論執筆 • 博士号授与審査 • 博士論文を短期間で書き上げる必要性 • 審査では様々な質問に答える必要 ★ 国際学会投稿
27. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 27 国際学会参加 伝統的講義スタイル 発表時間が短く、最悪原稿が 見れるので乗り切りやすい バンケットやランチョンでの コミュニケーション能力が 試される 日本の偉い方とも交流 アフリカ大陸最南端 (喜望峰) インタラクションスタイル 発表時間が長く、原稿なしに アドホックに発表する必要。
28. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 28 学位授与式 (卒業式) & 優秀博士学生表彰
29. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 29 博士課程の大変だったこと • スケジュール調整 : 並行研究していないと間に合わない！ • 各Pjのピークをシフト。実装と論文執筆・発表準備を上手く組み合わせ • 研究実装: 提案手法を確実に動かす！ • 机上検討の時点で実装を事前に意識し、手戻りを減らす • 論文の評価に必要な最低限の実装でこだわりは捨てる スマホ開発時代に培われたスケジュール力・実装力が博士課程修了に活きた 実装 実装 実 装 実 装 半年毎に研究を新規開始 1年でPjを手離れを意識 ただ、実装上の課題に固執しない。 (実装上課題≠真の課題) 論文として本当に必要な課題設定 は何かを意識する必要がある。 (苦労ポイント )
30. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 30 博士課程を通じて得たこと • 大学生活の学び • 知識: 基地局構造/無線基礎/知的財産/技術経営など • 世界観: 学会参加通じた自社の枠を超えた業界全体の発想・視点 /国際感覚 • 研究は課題設定が一番大事!!! • 課題設定: 解法 : 論文表現 : 運 = 4: 3 : 2 : 1 • 安易な課題設定の研究はReject されやすい • 企業における博士人材の役割 : 高度な課題設定ができる人材 ? 授業や研究で得た知識だけでなく、 3年間の研究生活を通じて得た暗黙知や経験、世界観が何よりの学び 研究テーマ #1で思いついた次の課題。 実装も進んだが、学会の結果はよくない 新規テーマで悩んで 苦労した研究は結果が良い
31. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 31 博士課程を通じて感じたこと・提言 日本の通信系学術界での存在感はほぼない。 (社会人) 博士を増加させて世界に通じるレベルの人材育成が必要では？ 参考: China: 379 件 (33.63%), Korea: 25 件 (2.22%) Src: IEEE ICC 2025, Opening Session より 考えられる理由 (私見) • 企業研究成果の公開に非積極的? (研究発表の対価に懐疑的) • 論文を書く力が弱い ? (スキル不足?) • 世界で通用する研究開発力が低い ? (人材能力不足?) 第一著者が日本所属(留学生含)である論文は 僅か21件。割合にして約 1.9%… 。 私からの提言 • (社会人)博士学生を増加させ、 世界に通じるレベルの人材を育成 する • (博士号取得のため必然的に ) 研究活動が促進、学術界の人材交流促進、我が国の研究開発力向上 • 博士人材の採用/登用/育成を加速し、 ”博士は足の裏の米粒(取らないと気持ち悪いが、とっても食えない ) ”から脱却を！
32. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 32 今の業務 研究テーマ : 公衆モバイル網の上で低遅延通信を実現する通信制御技術 • 課題設定: 高い通信安定性を要求する Vertical 産業ユースケースに対し、 現在の公衆モバイル網はベストエフォート性が強く 、 アプリケーション要求に応じた 通信品質制御が十分にできない • アプローチ : Network API により、 必要な時間・場所だけ通信を優先制御 し、 公衆網上でも安定した業務通信を実現 する ‘25春より博士時代と似ている (もう少し現実的な )研究テーマで活動中。博士人材の活躍の道はまだ模索中。 Src: Ericsson, Sony and Vodafone partner on 5G photography at MWC MWC 2026 では、ソニーの Network API 活用デモが ケータイ Watch を含む複数のメディア・発信チャネルで紹介され、 写真即時伝送の価値が広く訴求された。 【 MWC26 】 エリクソンが示す 5G SA 収益化の構想、 iPhone による 6G デモも - ケータイ Watch Ericsson、 Vodafone、 MWC、 iPhone、ケータイ Watch ほか、記載されている 会社名・製品名・サービス名・媒体名は、各社の登録商標または商標です。
33. ソニー株式会社 技術研究開発所 2026.04.23 33 通信の未来 (私見) スマホの次を探した 5G時代で、答えは AIになりそう。 AI需要に応える 5G-A/6G 時代ににあるのではないか？ 3G スマホが社会に対応する Xperia acro Felica/ 赤外線通信/ワンセグ ® /キャリアメール 4G 社会がスマホを前提に最適化 5G -A AIが社会に対応する 6G 社会がAIを前提に最適化 • 通信速度の向上 • クラウド型サービスの進展 → 常時接続前提のサービスの普及 Xperia 1 2次元コード決済 /Quick Share/SNS/ 音楽・映像・ゲームのストリーミングサービス • 超高速/SLA 型通信 • ネットワークスライス →スマホ以外の UCの模索 → 堀田の博士の研究 AI Glass による 常時AI利用 AIを活用した 仕事支援 • Network for AI • 低軌道衛星などによる 接続カバレッジ拡大 → 人がAIを使うための通信 • サイバーフィジカル向け 超低遅延通信 • 通信によるセンシング・同期 → AIが現実世界を動かすための通信 5G スマホ成熟期 サービスのスマホ最適化 社会実装進むものの、 企業での活用が中心
34. ソニーの スマホ 通信制御エンジニアから東大博士へ ソニー株式会社 技術開発研究所 ネットワーク &システム技術研究開発部門 ◦◦ ◦◦ Copyright 2026 Sony Corporation ～東大で5G/6G 研究に挑んだ 3年間～ AI 6G/7G 是非私たちと一緒に 未来を作りませんか？
35. SONY is a registered trademark of Sony Corporation. Names of Sony products and services are the registered trademarks and/or trademarks of Sony Corporation or its Group companie s. Other company names and product names are registered trademarks and/or trademarks of the respective companies.