地上-衛星間光通信における大気ゆらぎの影響を克服する次世代誤り訂正符号の伝送に世界で初めて成功
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カテゴリ：プレスリリース｜2025年10月22日掲載
国立研究開発法人情報通信研究機構／名古屋工業大学
ポイント
〇 地上-衛星間光通信における大気ゆらぎの影響を克服する次世代誤り訂正符号の伝送を世界初で実証
〇 地上-衛星間光通信回線における大気ゆらぎが引き起こす誤りデータの訂正に成功
〇 通信品質を向上でき、実用化に向けた研究開発への貢献に期待
概要
国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT、理事長: 徳田 英幸）と国立大学法人名古屋工業大学（名工大、学長: 小畑 誠）は、国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構（JAXA）と共同で、大気ゆらぎ*1の地上-衛星間光通信への影響を克服するための次世代誤り訂正符号*2の実証実験に世界で初めて成功しました。
地上-衛星間光通信回線において大気ゆらぎがフェージング*1を引き起こし、誤りデータを連続して発生させていることが明らかになっていますが、そうした影響を克服する技術の一つとして誤り訂正符号があります。今回、高い誤り訂正能力を持つ次世代誤り訂正符号（5G NR LDPC*3とDVB-S2*4）を伝送した結果、地上-衛星間光通信回線で生じた誤りデータの訂正に成功し、従来よりも通信品質の向上に寄与できることを確認しました。
本成果により、これらの符号を適用することで、地上-衛星間光通信回線の実用化に貢献することが期待されます。
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用語解説
*1 大気ゆらぎ、フェージング
気温の変化や大気の屈折率の変動、風が引き起こす対流や乱流などの影響で光の波面が歪む自然現象。地上-衛星間光通信では、大気ゆらぎの影響によって信号光の受信光パワーが変動してしまい、通信品質の劣化及び信号断が生じる（この現象はフェージングと言われている）。風のランダムな変化により大気中の屈折率が絶えず変化しているため、大気ゆらぎの予測がしづらい。
*2 誤り訂正符号
通信を行う際に、通信路や通信機器の影響で通信データに誤りが生じる場合がある。その誤りデータを訂正するため、通信データとは別に付加する符号データのことである。通信分野では受信したデータの誤りを検出した後に訂正する前方誤り訂正を用いるのが一般的である。なお、誤り訂正符号の条件として、符号化率（※）がある。本実験では、符号化率を調整することで、誤り訂正能力を高めた。
（※）符号化率＝（通信データの情報量）/（通信データと誤り訂正符号データの総情報量）
*3 5G NR LDPC
第5世代移動通信システム（5G New Radio: 5G NR）では、高速・高信頼な通信を実現するために、誤り訂正符号としてLDPC（Low-Density Parity-Check）符号が採用されている。LDPC符号はシャノン限界と呼ばれる理論的な能力上限に迫る誤り訂正能力を持つ。さらにLDPCの復号のアルゴリズムは並列処理に適しているため、低遅延・高スループットが求められる5Gの物理層の要求に適合している。
*4 DVB-S2
DVB-S2（Digital Video Broadcasting Satellite 2nd Generation）は衛星放送向けに策定された第2世代のディジタル伝送規格であり、通信効率と誤り訂正能力の向上を目的とし、連接符号と呼ばれる強力な誤り訂正方式が採用されている。さらに衛星放送の無線電波伝搬路の状態に応じて変調方式と符号の強さを適応的に変化させることが可能である。これにより、第1世代のDVB-Sと比較して最大約50％の周波数利用効率の向上が実現されている。
お問い合わせ先
研究に関すること
国立研究開発法人情報通信研究機構
ネットワーク研究所 ワイヤレスネットワーク研究センター
宇宙通信システム研究室
小竹 秀明
E-mail: wl-publicity[at]ml.nict.go.jp
国立大学法人名古屋工業大学
電気・機械工学類
教授 岡本 英二
E-mail: okamoto[at]nitech.ac.jp
広報に関すること
国立研究開発法人情報通信研究機構
広報部 報道室
E-mail: publicity[at]nict.go.jp
国立大学法人名古屋工業大学
企画広報課
E-mail: pr[at]adm.nitech.ac.jp
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