図1．「低軌道衛星MIMO技術を活用した
衛星センシングプラットフォーム実証」のイメージ

1．背景
　NTTは、宇宙統合コンピューティング・ネットワーク構想の発表※5やスペースコンパス社の設立※6など、宇宙事業への取り組みを進めています。さらに、社会課題の解決につながる革新的な光ネットワーク・インフラの構築等の社会インフラ創出をめざし、2019年11月からNTTの光・無線ネットワーク技術とJAXAの「宇宙機のシステム構築技術」との掛け合わせにより、「地上と宇宙をシームレスにつなぐ超高速大容量でセキュアな光・無線通信インフラの実現」等に向けた共同研究※7に取り組んでいます。
　宇宙統合コンピューティング・ネットワーク構想のひとつである宇宙センシングは、衛星で取得した高精細で大容量な観測情報の利活用や、地上のあらゆる場所で取得したセンサーデータの収集を担う、超広域衛星センシングプラットフォーム※8の実現をめざしています。この実現には、低軌道衛星から地上基地局へ伝送する無線信号の周波数利用効率を向上し伝送容量を改善する「低軌道衛星MIMO技術」と、無線局免許不要で多様な地上用LPWA※9無線端末の収容を可能とする「衛星センシング技術」の実現が不可欠です。
　NTTとJAXAは、低軌道衛星MIMO技術および衛星センシング技術の実証に向け、「革新的衛星技術実証プログラム」の「革新的衛星技術実証4号機」の実証テーマに応募／選定されました。LEOMIを含む当該プログラムにおける実証テーマ機器を搭載する小型実証衛星4号機が2025年12月14日12時09分（日本標準時、24時間表記）打ち上げに成功したことを受け、世界初の「衛星MIMO技術を活用した920MHz帯衛星IoTプラットフォームの軌道上実証」の定常運用を2026年3月より開始しました。5か月間の試験の中で、低軌道衛星MIMO技術および衛星センシング技術それぞれ実証実験を実施しています。

2．技術の概要
　超広域衛星センシングプラットフォームの実現に向けた要素技術について、小型実証衛星への搭載性を考慮したスケールモデルとなるLEOMIを用いて低軌道衛星軌道上で技術実証を実施しました。

要素技術<1>：低軌道衛星MIMO技術（低軌道衛星-地上間通信の大容量化）
1．1　実証の概要
　衛星から地上基地局への通信であるフィーダリンクにおいて、複数アンテナを用いて異なる信号を同一周波数で伝送・分離することで、限られた周波数の利用効率を向上します。信号の分離精度を上げるため、地上基地局は遠隔に配置した複数の受信アンテナを用います。各受信アンテナで受信した信号は、異なる信号が混在していますが、地上基地局の信号処理によって分離を行うことで信号の多重伝送を実現します。
　低軌道衛星は伝搬路が時々刻々と変化する環境のため、遠隔に配置した地上基地局間で到来時間やドップラーシフトが異なる性質を持って受信され、多重信号の分離精度が劣化します。NTTとJAXAは、時間周波数非同期干渉補償技術、通信路モデル化（通信容量推定）技術、制御キャリアレスMIMO復調技術を用いることで、この課題に対して低軌道衛星へのMIMO適用の実現をめざし、軌道上で実証を行っています。
1．2　実証の効果
　軌道上実証により実際の低軌道衛星の伝搬環境下で本技術を確立することで、将来の衛星通信の抜本的な大容量化の実現が可能となります。これにより、衛星通信の伝送速度の向上や、収容端末数の大幅な増加、また観測衛星の高精細な画像・レーダー情報の取得が可能となり、気象情報、地形変化、海洋観測、災害予測などの観測精度の向上に寄与します。

要素技術<2>：衛星センシング技術（超広域衛星IoTプラットフォームに向けたIoT端末の小型・省電力・大規模収容（接続）の実現）
2．1　実証の概要
・地上の複数のLPWA方式のIoT端末から同一時間・周波数で送信し、複数端末の同時通信を実証します。
・衛星で受信した920MHz帯の電波の波形データにより、衛星IoTの電波環境を検証します。
2．2　実証の効果
　本技術を確立することで、小型かつ省電力のIoT端末を、衛星のみで地球上どこでも場所を問わず大規模に収容することが可能となります。地上基地局が不要であることから、例えばインフラ設備の点検、環境モニタリング、スマートメータ等で用いられるIoTサービスを低コストかつ広域に展開することが期待できます。

3．各社の役割