テーマ2-4：国際競争力ある通信ペイロードに関する技術の開発・実証

テーマID: theme2_4
カテゴリ: 衛星等（第二期）
作成日: 2025-10-22

テーマ2-4：国際競争力ある通信ペイロードに関する技術の開発・実証

概要

衛星通信業界では、地域や時間帯による通信需要の変動に柔軟に対応できる運用が求められており、ソフトウェア定義衛星やフレキシブル衛星への需要が急速に増加しています。海外ベンダーはデジタル通信ペイロード開発で先行し、すでに複数の商用受注を確保していますが、日本国内ではまだ商業化段階に至っていないのが現状です。

国内の衛星製造・供給基盤を維持し、技術的自立性を確保するためには、国際競争力のある高度な通信ペイロードの開発が急務となっています。今後の発展には、機能の柔軟性確保、通信容量の大幅な拡大、周波数の有効利用、セキュリティの向上、光通信への対応など、多角的な技術高度化が求められます。

本テーマでは、これらの課題を解決し、国際市場で競争力を持つ通信ペイロード技術の開発・実証を支援します。

技術開発の内容

本テーマでは、以下の技術開発を対象とします：

1. デジタル通信ペイロード技術

従来のアナログ方式に代わる、柔軟性と高機能性を実現するデジタルペイロード技術の開発を支援します：

デジタルビームフォーミング技術

適応型ビーム制御：通信需要に応じてビーム形状・方向をリアルタイムで変更
マルチビーム生成：単一のアンテナから複数の独立したビームを同時生成
ビーム最適化アルゴリズム：通信品質を最大化するビーム配置の自動最適化
干渉抑制技術：隣接ビーム間の干渉を最小化する信号処理

デジタル信号処理技術

高速デジタル変換：広帯域信号の高精度AD/DA変換技術
オンボードプロセッシング：衛星上での信号処理による遅延削減
適応変調符号化（ACM）：通信状況に応じた最適な変調方式の自動選択
エラー訂正強化：低SNR環境でも安定通信を実現する先進的誤り訂正技術

周波数変換・ルーティング

柔軟な周波数配分：需要に応じた周波数帯域の動的割り当て
帯域間ルーティング：異なる周波数帯間での信号転送機能
周波数再利用技術：空間的・偏波的な周波数再利用による容量増大
干渉回避制御：他衛星との干渉を自動回避する周波数管理

2. ソフトウェア定義ペイロード技術

ソフトウェアアップデートにより機能変更が可能な次世代ペイロード技術を開発します：

ソフトウェア無線（SDR）技術

マルチバンド対応：複数の周波数帯に単一ハードウェアで対応
通信方式の柔軟性：ソフトウェア変更による通信規格の切り替え
軌道上機能更新：運用中のペイロード機能のアップデート
プログラマブル変調：市場ニーズに応じた変調方式の追加・変更

仮想化技術

ペイロードリソースの仮想化：計算資源・帯域の論理的な分割・統合
動的リソース配分：通信需要に応じたリソースの最適配分
マルチテナント対応：単一衛星上での複数事業者サービスの同時提供
サービス品質保証（QoS）：各サービスへの帯域・品質の保証機能

ソフトウェア管理システム

遠隔アップデート機能：地上からのソフトウェア更新による機能追加
バージョン管理：ソフトウェアの安全なロールバック機能
セキュリティパッチ適用：脆弱性対応のための迅速なパッチ配信
機能検証システム：アップデート前の動作検証機能

3. フレキシブル通信ペイロード技術

通信需要の時空間的な変動に対応可能な柔軟性の高いペイロード技術を開発します：

可変カバレッジ技術

ビームホッピング：時分割で複数エリアをカバーする高速ビーム切替
スポットビーム最適配置：需要分布に応じたビーム配置の動的変更
カバレッジエリア拡縮：サービスエリアの範囲を需要に応じて調整
移動体追跡：航空機・船舶等の移動体への継続的なビーム追従

適応型リソース配分

帯域自動割当：通信需要の予測に基づく帯域の最適配分
トラフィック負荷分散：複数ビーム間での負荷均等化
優先度制御：緊急通信等への優先的なリソース割当
混雑制御：過負荷時の公平な帯域配分アルゴリズム

地上ネットワーク連携

ハイブリッドネットワーク：衛星・地上5Gネットワークの統合
シームレスハンドオーバー：衛星・地上間の通信切り替え
ネットワークスライシング：用途別の論理ネットワーク構築
エッジコンピューティング連携：衛星・地上分散処理の最適化

4. 通信セキュリティ技術

衛星通信の安全性・信頼性を確保するセキュリティ技術を開発します：

暗号化通信技術

量子暗号通信：盗聴不可能な量子鍵配送技術の実装
エンドツーエンド暗号化：地上局間の完全な暗号化通信
動的鍵管理：定期的な暗号鍵の自動更新機能
耐量子計算機暗号：将来の量子コンピュータにも対応可能な暗号方式

不正アクセス対策

認証強化：多要素認証による不正アクセス防止
侵入検知システム：異常な通信パターンの自動検知
アクセス制御：ユーザー・サービス単位での細かなアクセス権限管理
ジャミング対策：妨害電波への耐性強化技術

5. 光通信ペイロード技術

次世代の大容量通信を実現する光通信ペイロード技術を開発します：

光・電波ハイブリッドペイロード

光通信インターフェース：衛星間光通信と電波通信の統合
光電変換技術：光信号と電波信号の高効率変換
光ルーティング：光領域での信号ルーティング技術
光増幅技術：衛星搭載用の光アンプ開発

期待される効果

本テーマによる技術開発により、以下の効果が期待されます：

国際競争力の獲得

海外ベンダーに対抗可能な先進ペイロード技術の確立
国際市場での商用受注獲得
国内衛星製造業の競争力強化
技術輸出による経済効果

衛星通信サービスの高度化

通信容量の大幅な拡大（数倍～数十倍）
需要変動への柔軟な対応
サービス品質の向上
新たな通信サービスの創出

国内産業基盤の強化

衛星製造・供給基盤の維持・発展
技術的自立性の確保
関連産業の技術力向上
雇用創出と人材育成

公募情報

公募スケジュール

項目	日程
公募開始	2025年7月11日
公募締切	2025年9月4日（正午）
一次審査（書面）	2025年9月上旬～10月上旬
二次審査（ヒアリング）	2025年10月中旬～11月中旬
審査結果通知	2025年11月下旬～12月頃

応募要件

必須要件

e-Radの機関・研究者登録が完了していること
国内に研究開発拠点を有する日本の法律に基づく法人格を持つこと
研究代表者・研究分担者は日本の居住者であること
通信ペイロード技術の開発実績を有すること

実施体制要件

衛星通信ペイロード開発の技術・知見を有すること
デジタル信号処理またはソフトウェア開発の専門性
実証試験を実施可能な体制
商用化に向けた事業計画と資金調達計画

審査基準

主な審査・評価の観点：

技術開発の実現可能性

– 開発技術の技術成熟度（TRL）と開発計画の妥当性
– 技術的課題の明確化と解決方法の具体性
– 実証計画の適切性

国際競争力

– 海外ベンダーとの差別化ポイント
– 性能・コスト面での競争優位性
– 国際市場での需要見込み

事業性・持続性

– 商用化計画の具体性と実現可能性
– 市場規模と収益見通し
– 民間資金調達の見通し

実施体制・マネジメント

– 通信ペイロード開発の専門性と実績
– 研究代表者のリーダーシップ・マネジメント能力
– 衛星製造事業者・通信事業者との連携体制

技術的課題と留意点

本テーマの技術開発においては、以下の点に留意が必要です：

デジタルペイロードの課題

消費電力：デジタル処理の高速化に伴う消費電力増加への対策
放射線耐性：宇宙環境下での半導体デバイスの信頼性確保
熱設計：高発熱コンポーネントの効率的な放熱
質量制約：打上げコスト削減のための軽量化

ソフトウェアの課題

信頼性・安全性：軌道上でのソフトウェア不具合の回避
セキュリティ：不正アクセスやマルウェア感染の防止
検証・試験：複雑なソフトウェアの十分な検証
保守性：長期運用に耐えるソフトウェアアーキテクチャ

商用化の課題

コスト競争力：海外ベンダーとのコスト競争
製造体制：量産化に向けた製造プロセスの確立
顧客獲得：国内外の通信事業者との契約獲得
標準化対応：国際標準への適合

まとめ

テーマ2-4「国際競争力ある通信ペイロードに関する技術の開発・実証」は、海外ベンダーに対抗可能な先進的な衛星通信ペイロード技術の確立を目指す重要なテーマです。

デジタル通信ペイロード、ソフトウェア定義ペイロード、フレキシブル通信ペイロードなどの次世代技術開発により、国際市場での競争力獲得と国内産業基盤の強化が期待されます。

応募締切は2025年9月4日（正午）です。通信ペイロード技術の専門知識を有し、国際市場での事業展開を見据えた企業・研究機関の皆様は、ぜひご応募をご検討ください。

テーマ2-4：国際競争力ある通信ペイロードに関する技術の開発・実証