プレスリリース

Press Release
2021年10月27日
ソフトバンク株式会社
HAPSモバイル株式会社

ITU-RでHAPSの「電波伝搬推定法」の国際標準化を達成
~成層圏通信プラットフォーム(HAPS)の世界規模での普及に向けて前進~

ソフトバンク株式会社(以下「ソフトバンク」)とその子会社であるHAPSモバイル株式会社(以下「HAPSモバイル」)は、成層圏通信プラットフォーム(High Altitude Platform Station、以下「HAPS」)の移動通信システムを実現するために、高高度における電波の干渉量の推定と通信エリアの設計を行うことができる世界共通のモデルを新たに開発し、この新しいモデルが国際電気通信連合の無線通信部門(以下「ITU-R」)※1のHAPS向け「電波伝搬推定法」へ追加・改訂され、ITU-R勧告P.1409-2として発行されましたのでお知らせします※2。この推定法は、国内での審議を経て、日本案としてITU-Rに提案されたものです。ソフトバンクとHAPSモバイルの両社は、HAPS事業の実現に向けて、HAPSに係る電波伝搬モデルに関する国際標準化活動を行ってきました。両社が開発した新しいモデルが追加・改訂されたHAPS向け「電波伝搬推定法」が国際標準化を達成したことは、HAPSの事業展開を目指す世界の事業者にとっても大きな一歩となります。

HAPSを通信ネットワークインフラとして運用する際には、さまざまな環境下において、成層圏から地上に向けて発信する電波が届く範囲などを正確に推定する必要があります。その推定に必要な手法としてHAPS向けの「電波伝搬推定法」があり、この推定法は主に「干渉検討用電波伝搬推定法」と「システムデザイン用電波伝搬推定法」で構成されています(図1)。これらの推定法は、大気ガスの吸収や降雨などの対流圏における損失、地形による回折損失、植生損失、屋内侵入損失、建物の遮へいなどによるクラッター損失、人体遮へい損失などの伝搬損失の要因を環境に応じて考慮できることが求められています(図2)。「干渉検討用電波伝搬推定法」は、隣国同士や異なる無線通信システム間の電波干渉を調整するために不可欠な推定法です。電波干渉が発生すると、地上や上空、宇宙におけるさまざまな無線通信システムの通信速度や品質が低下し、安定した通信を提供することが難しくなるため、他の無線通信システムに与える干渉量を正確に推定する必要があります。「干渉検討用電波伝搬推定法」は、2023年の世界無線通信会議(WRC-23)の議題検討のため、2021年までの完成が求められていました。また、「システムデザイン用電波伝搬推定法」は、HAPSの無線通信システムの通信エリアの設計を行う際に、HAPSの機体数や配置を詳細に検討するための重要な推定法です。

これまでの「干渉検討用電波伝搬推定法」は、大気ガスの吸収や降雨などの対流圏における損失、地上での地形による回折損失など、一部の環境における電波の伝搬損失の推定のみに対応しており、まずはソフトバンクとHAPSモバイルの両社とITU-R参加各国が共同で、これらの環境における推定法を整理し適用方法を明確化しました。その後両社は、対流圏での大気ガスの吸収や降雨などによる電波の伝搬損失、地上での地形による回折損失に加えて、植生損失、屋内侵入損失、建物の遮へいなどを一因としたクラッター損失などによる伝搬損失の要因を、「干渉検討用電波伝搬推定法」に追加し、必要に応じて適用することをITU-Rへ提案しました。その結果、この提案がHAPS向け「電波伝搬推定法」に追加・改訂され、ITU-R勧告P.1409-2として発行されるとともに、WRC-23議題の検討に用いられることになります。

さらに、HAPS向け「電波伝搬推定法」の改訂の過程において、両社は「電波伝搬推定法」を構成するそれぞれの電波伝搬損失についても、環境に応じて推定できる新たなモデルを開発・提案し、その一部が国際標準化を達成しました(図3)。

具体的には、「植生損失モデル」において適用環境に日本とケニアの植生環境を追加した他、季節による植生の変化に応じて損失推定を行うモデルを開発・提案し、「植生損失推定法」に追加・改訂され、ITU-R勧告P.833-10として発行されました※3。また、「人体遮へい損失モデル」については、周辺の建物環境を考慮して、さまざまな角度から到来する電波に対応した新たなモデルを開発・提案し、「システムデザイン用電波伝搬推定法」の一部としてHAPS向け「電波伝搬推定法」に追加・改訂され、ITU-R勧告P.1409-2として発行されました。「屋内侵入損失モデル」については、電波の伝搬測定を行い、屋内に電波が侵入した際の減衰を推定するための重要なパラメーターを明らかにし、「屋内侵入損失の測定データ」に追加・改訂され、ITU-R報告P.2346-4として発行されました※4。さらに、HAPSに対応する「クラッター損失モデル」を開発・提案し、参照すべき推定法として連絡文書(リエゾン文書)※5に記載され、ITU内の関連する他の作業部会※6に通達されました。これらの伝搬損失モデルは、HAPS以外の無線通信サービスにも応用が可能です。また、「システムデザイン用電波伝搬推定法」の一部の特性(植生損失および人体遮へい損失の推定)についても、世界に先駆けて国際標準化を達成しました。

今回の国際標準化により、HAPSの商用化を目指している世界各国の事業者は、この推定法を活用することで、電波干渉の影響などを踏まえ、既存の無線通信システムとの周波数の共用・共存の検討や、HAPSを活用した無線通信システムの設計を効果的に行うことができます。ソフトバンクとHAPSモバイルの両社は、HAPSの商用化に向けた国際標準化活動をはじめ、各国の規制当局に対する働きかけやHAPSのエコシステム構築などを引き続き推進していきます。

ソフトバンクは、SDGs(持続可能な開発目標)の達成を経営の重要事項と位置付け、六つのテーマを重要課題として定めています。その一つに「質の高い社会ネットワークの構築」を掲げています。ソフトバンクは、世界中に通信ネットワークを提供することを目指して、成層圏プラットフォームのHAPSモバイルをはじめ、低軌道衛星通信サービスのOneWebおよびIoT向け衛星ナローバンド通信サービスのSkyloを合わせた非地上系ネットワーク(Non-Terrestrial Network)ソリューションの展開を推進しています。

これからもソフトバンクとHAPSモバイルは、誰もがいつでも、どこでも安定したネットワークにつながる社会と情報格差のない世界を目指して、HAPS事業を進めていきます。

HAPS向け電波伝搬推定法における、二つの電波伝搬推定法

図1. HAPS向け電波伝搬推定法における、二つの電波伝搬推定法

HAPS向け電波の伝搬損失が起こる要因

図2. HAPS向け電波の伝搬損失が起こる要因

植生損失、人体遮へい損失、屋内侵入損失およびクラッター損失の推定モデル

図3. 植生損失、人体遮へい損失、屋内侵入損失およびクラッター損失の推定モデル

[注]
  • ※1
    国際電気通信連合 無線通信部門(International Telecommunication Union Radiocommunications Sector):国際電気通信連合(ITU)は、情報通信技術のための専門機関です。無線通信部門は、国際電気通信連合の部門の一つで、無線通信に関する標準化や勧告を行う機関です。傘下に数々のStudy Group(SG)を持ち、Recommendation(勧告)を策定しています。
  • ※2
    2012年に国際標準化されたHAPS向け「電波伝搬推定法」に追加・改訂され、2021年10月にITU-R勧告P.1409-2として発行されました。
  • ※3
    「植生損失推定法」に追加・改訂され、2021年10月にITU-R勧告P.833-10として発行されました。
  • ※4
    「屋内侵入損失の測定データ」に追加・改訂され、2021年10月にITU-R報告P.2346-4として発行されました。
  • ※5
    リエゾン文書:ITU内の他の組織や他の標準化機関との間で情報交換するための文書です。このたびソフトバンクとHAPSモバイルが提案したクラッター損失モデルは、文書 5D/723 “Reply liaison statement to Working Party 5D (copy to Working Parties 4A, 4C, 5A, 5B, 5C, 6A, 7B, 7C and 7D for information) - WRC-23 agenda item 1.4 - Propagation information requested from Working Party 5D.” に記載され、HAPSや他の無線通信サービスの干渉検討に関連する他のWorking Partyに参照すべき推定法として発出されました。
  • ※6
    作業部会(Working Party):作業部会はStudy Group傘下の組織として「勧告」、「報告」の作成を行います。
  • SoftBankおよびソフトバンクの名称、ロゴは、日本国およびその他の国におけるソフトバンクグループ株式会社の登録商標または商標です。
  • HAPSモバイルの名称は、HAPSモバイル株式会社の登録商標または商標です。
  • その他、このプレスリリースに記載されている会社名および製品・サービス名は、各社の登録商標または商標です。