中津井　護

電気通信フロンティア研究とは
　21世紀の高度情報社会では、個人生活から経済、 社会活動にいたるまで、多種多様な情報を自由自在 に活用できることが期待されている。そのような高 度情報社会を支える柱である電気通信の役割も今後 ますます重要になる。
　電気通信フロンティア研究では、将来の電気通信 のニーズに応えるため、21世紀に実を結ぶことを目 指して、技術の飛躍的な発展の芽を育てるような研 究を行う。その特徴を要約すると以下のようになる。
　　・長期を要する創造的基礎研究
　　・基礎科学との接点を重視する学際的研究
　　・産学官の連携　　・国際共同研究
この研究開発計画は、昭和63年度より郵政省の新し い電気通信政策の一つとして開始されたものである。
　　

将来のニーズと高度化目標
　電気通信は図1に示すように三つの基本的機能で 成り立っている。すなわち、情報を伝える伝送、望 む相手につなぐための通信接続、利用者の望む情報 を提供する通信サービスの3機能である。
　いつでも、どこでも、誰とでも通信できることが 将来の理想である。そのためには、利用者のいろい ろな要求に基づいて、自由自在に通信路を選んだり 接続したりできるように通信接続を高度化する必要 がある。

図1　電気通信の基本的機能とその高度化への期待

　現在一般には、電話、FAXなど少数のサービスに 限られているが、将来は映像など多種多様なサービ スが求められる。そのため映像などの大量の情報を 高速に伝送できるように伝送能力を強化する必要が ある。
　複雑な操作なしに、誰にでも多種多様な情報を、 望むかたちで利用できる自然かつ自由なインター フェースを実現するためには、通信サービスの高度 化、多様化が必要である。
　以上をまとめると、将来の電気通信のニーズに応 えるためには、伝送能力の強化、通信接続の高度 化、通信サービスの高度化、多様化の三つの目標に ついて研究を進める必要がある（図2）。

図2　電気通信の高度化に応える研究分野とその方法

研究内容と取り組み方
　以上の三つの目標に応じて、電気通信フロンティ ア研究では、最も基本となる図2の三つの技術分野 が選ばれた。「超高速通信技術」分野では、超伝導 などの物理現象を新たに電気通信に利用する研究を 行う。「高機能ネットワーク技術」分野では、知的 ソフトウエアを用いて柔軟な通信網を構成する綱制 御技術の研究を行う。「バイオ・知的通信技術」分 野では、人の優れた知能や生体の優れた機能に学 び、それをシステムに組み込む研究を行う。
　これらの研究を進めるためには、今まで電気通信 を支えてきた、数学、物理学、化学、情報科学など 以外にさらに広く、神経生理学、認知心理学、言語 理論などの基礎科学が重要な役割を担うことにな る。電気通信フロンティア研究は、これらの基礎科 学との接点を重視した学際的研究として行う。
　このように広い範囲の基礎科学に根ざした研究は、 一国立研究所の手に負えるものではない。大学や、 民間機関から広く英知を集め、それぞれの特徴を生 かし、協力して研究が進められる（図3）。そのため に、産学官の学識経験者や研究分担者で構成される 研究推進委員会や分科会を設けて研究を推進する。

図3　推進体制

　さらに、これら基礎研究の成果には、世界共通の 知的財産となるべき使命がある。先端的基礎技術分 野で国・際社会に貢献することを目指して、研究者の 交流、研究集会の開催、研究の協力・分担などを含 む国際共同研究（図3）を平成元年度より開始する。
　21世紀を目指して電気通信の高度化を達成するた めの研究課題は多岐にわたる。電気通信フロンティ ア研究の性格と取り組み方からみて、最も重要と考 えられる研究課題を六つ選んで研究が始められるこ とになった。これらの研究課題の概要を以下に紹介 する。

（通信技術部長）

林　理三雄

�@光など非線型効果を利用した通信技術、伝送途 中で信号波形が崩れないソリトン、または、位相共 役光等に関する研究。
�A量子力学的な限界まで考え た量子通信技術、スクイズド光などを含めた研究。
�B光通信での信号処理技術、光の大規模並列情報処 理、その機能材料、システム、デバイス、アルゴリ ズムなどに関する研究。
�C超伝導現象を応用した超 高感度デバイス技術、特に、高温超伝導物質を主体 とした研究。
�D超格子素子などを含めた量子構造デ バイス、自然界に存在しない、新しい半導体材料、 その積層化、即ち、分子オプトエレクトロニクスと も言うべき、素 子内で高速信号 処理等三次元的 に行なう機能素子 の研究。
�E未 開拓電磁波技 術、超高速通信 に有効と考えら れながらも、技 術的な壁によ り、活用が進ん でいない超短波 長電磁波技術に 関する研究。
こ れらの内、超伝 導、未開拓電磁波に関しては、当所において従来か ら関連する研究が行なわれており、これをベースに 順次研究を開始している。

　具体的に着手し始めた研究課題について述べる と、第一には、“高温超伝導体による超高速・高性 能通信技術に関する研究”で、既に63年度から着手 している。その内容は、
�@高温超伝導体でのジョセ フソン素子に関する研究、
�A高能率超伝導アンテ ナ、
�B低温での超伝導薄膜生成技術、超微細加工技 術、
更には、超伝導体による高効率電磁波遮蔽技術 の研究がある。超伝導効果を薄膜で安定に、しか も、高温で自由に利用できれば、通信の分野ばかり でなく、あらゆる分野で活用が考えられる。高温超 伝導体による超高感度検出器、アンテナの概念図を 図4に示す。第二には、“未開拓電磁波技術に関す る研究”で、量子通信技術も含めた形で、今年度か ら研究を開始させることにしている。その内容は、 �@量子限界を越えた超低雑音信号として注目され
る、スクイズド光発生に関する研究で、原理的には 位相の揺らぎ、または、振幅に相当する光子の揺ら ぎが、ほとんど無い信号発生が可能と言われてい る。広帯域・超高速通信の限界は、信号の揺らぎか ら発生する雑音により制限されている。その壁を取 り払い、自由に通信の超高速化を可能にしようとす る試みである。
�A活用が進んでいない超短波長電磁 波技術としては、連続波で同調可能な極超短波長 （真空紫外光）のコヒーレント光源に関する研究が ある。
これら�@�Aとも、レーザ技術を駆使して、 先ず信号源の基礎研究からスタートさせ、その延長 上で、伝送、検出、変調技術等の研究も順次着手す る事も必要と考えている。図5は、未開拓電磁波技 術に関する研究開発方向についての概念図を示して ある。これまでの常識を越える新しい電磁波源とそ の技術の研究を目指している。図中の黒い部分が、 先ず着手する新しい領域を示している。

図4　高温超伝導体による超高速・高性能通信技術

図5　未開拓電磁波の研究開発

　以上、新しい性質の物性、新しい光等の研究を通 じて、超高速通信技術研究の入り口に今立っている 所であるが、当初は従来研究の延長上から着手し、 更に各研究課題に歩を進めていきたいと考えてい る。

（標準測定部長）

横山　光雄

図6　R. Note

　一方、各家庭まで、ありあまる情報を伝送できる 広帯域伝送路が敷設されている。映像もネットワー クのサービスとして提供され、放送という概念がな い。各地に「映像情報センター」というものがで き、あらゆる映像情報が蓄積され、各地域の映像情 報センターと番組の交換・配給を行っている。個人 は好きな番組を、好きな時間に見ることができる時 代になっている。
　UICN時代には「ネットワークを通してどんなこ とが可能になるか?」をまとめてみると次のように なる。
1.　従来以上の忠実な信号伝送が可能になる
2.　映像サービスが有線網で楽しめる
　　（通信・放送の融合時代の訪れ）
3.　利用者がサービスを自由に創造できる
　　（ネットワーク：日常生活の必需品）
4.　知的活動支援
　　（KJ法、NM法、PERTなどを始めとする各種の通信・情報処理サービスの提供）
5.　政治・経済・社会活動支援
　　（さまざまなデータベースと知的活動支援の一体となったサービスの提供）
　このような機能を持つネットワーク実現を果たす には沢山の課題がある。しかし、出来るだけ早く、 利用者に最適のサービス実現を提供したいというこ とから、図7にしめす研究項目を開始している。

図7　高機能ネットワークを実現するための研究項目

　更に、高機能化が必ずしも使いやすさを実現しな いので、ネットワークを易しく使いこなすための研 究−「ネットワーク・ヒューマンインタフェースの 研究」−も開始している。

（総合通信部長）

中津井　護

図8　研究課題

生体の優れた機能に学ぶ
　図9は人の情報処理の過程の階層性を示したもの で、目、耳などのセンサー（感覚受容器）や口、手 足などのアクター（発話・運動器官）のレベルは各 種情報の出入りする外界との接点となる。その上の 外界認識・運動指令のレベルでは、センサーを通っ た入力情報による外界の識別・認識や、アクターに 対する運動制御が行われる。
　これらのレベルを情報処理や知的機能の下位のレ ベルと呼ぶことにしよう。そこでの情報処理機構の 実体は部分的に解明されつつある。この下位のレベ ルにおける神経生理学や認知科学の成果・知見を参 考にして効率的な情報処理の実現を目指すのが、昭 和63年度に研究を開始した「脳機能モデルによる超 高能率符号化技術の研究」である。

図9　人の情報処理過程の階層性

人の優れた知能に学ぶ
　図9の知的機能の素過程のレベルには、推論、学 習、記憶、連想などの知識処理 の基本となる機能がある。その 上の高次知的機能のレベルで は、意志決定、問題解決、状況 判断などの高度な知識処理が行 われている。この二つのレベル の間の境界は明確でなく、むし ろ揮然一体となって機能してい るものと考えられている。これ らを上位のレベルと呼ぶことに しよう。そこでの情報処理機構 の実体はほとんど不明であり、認知心理学や数理科 学のモデルや仮説を手掛かりとする必要がある。
　この上位のレベルの工学モデルを構築し、高度な ヒューマンインタフェースを持ち人の知的活動を支 援できるシステムの実現を目指すのが、平成元年度 より研究を開始する「次世代通信のための高次知的 機能の研究」である。
　　

産・学・官の連携
　図10はこの研究課題の約10年間におよび研究計画 のフローを示したもので、上段が基本的機能のモデル 化、中段がシステムの実現、下段がそれをサポート するハードウエア技術とサンドイッチ構造になって いる。上段から順に大学、当所、民間機関が各々研 究を分担することになっている。昭和63年度に開始 したもう一つの研究課題でも同様の研究方法を取っ ている。

（通信技術部長）

図10　次世代通信のための高次知的機能の研究フロー

越前谷　喜松
阿波加　　純

はじめに
　ミリ波や光波は大気中を伝搬する時に雨や霧さら に雪などによる吸収・散乱の影響を強く受ける。従っ て、ミリ波や光波を用いた長距離で、かつ高信頼度 の無線通信回線を実現することはまだ難しい。しか し、近年では高度情報社会の急速な進展につれ、 通信に対する需要も多様化し、ミリ波や光波の広帯 域特性を生かしたシステムの需要が増えつつある。
　このような新しい周波数帯の電波利用を促進する ためには、その伝搬特性が明確になっていることが 必要である。このような観点から、当所においてミ リ波帯の伝搬実験が計画され、昭和54年4月から当 時の電波部超高周波伝搬研究室（現在の大気圏伝搬 研究室）の担当で実験が始められた。
　その後、本所周辺において一連の伝搬実験が続け られ、その成果は50GHz帯簡易無線局制度の制定 に寄与したのであるが、ミリ波帯、更に進んで光波 帯の利用を進めるに当たっては雨、霧、大気ガスの 他にもう一つ雪の影響評価の問題が残されていた。
　このため、日本海側に位置し多雪地帯にある秋田 電波観測所周辺での実験が計画され、昭和59年8月 から降雪時のデータ取得を主目的とした光・ミリ波 の伝搬実験が開始されたのである。
　　

実験システム
　図1は実験システムの概要を示したもので、秋田 電波観測所と旭川小学校の間に1.4�qの伝搬路を 設定した。ミリ波の周波数は81.8GHz、光波の周波 数は350THz（波長0.85μm）である。受信側の秋 田電波観測所にはデータ収集装置を設置するほか、 即応型雨量／雪量計を含む各種気象測器を設置し た。伝搬路の見通しを確保するため、送信装置は旭 川小学校の屋上、また受信装置は秋田電波観測所の 屋上に設置した。

図1　実験概念図

　写真はミリ波・光波の送信装置を示したもので、 冬期の着雪を防ぐため装置全体を半円形のフードで 覆った。

写真に写っているミリ波用カセグレンアン テナの直径は50�pで、その隣にあるのが発光ダイ オードを用いた光波システムである。光波送信シス テムのレンズ開口径は約15�pである。受信システ ムも、この写真とほぼ同様の構造となっている。

写真　ミリ波・光波の送信装置

　秋田電波観測所での受信データはその1分値が気 象データと共にカセットテープに記録され、統計処 理は本所の大型計算機を用いてオフラインで行った。
　　

実験結果
　図2は昭和61年の降雨期、及び昭和62年末から63 年初めにかけての降雪期に取得した光波とミリ波の 1分値データの相関プロットを示したものである。 データは、その減衰の発生原因別に、大きく四つの 場合に分類できた。この分類は観測日誌の記録の他 に、雪やみぞれについては気温の時系列データ、露 については受信レベルと風速の時系列データを参考 にして行った。

図2　ミリ波と光波の減表の相関図

　図2から明らかなように、雨 の場合には光波（350THz）とミ リ波（82GHz）は共に減衰する が、光波の減衰量はdBを単位と するときミリ波の減衰量の約半 分である。霧の場合には、光波 は大きく減衰するがミリ波は実 際上減衰は無いと考えて差し支 えない。雪の場合にも、光波は 減衰するがミリ波の減衰は無視 できる。みぞれの場合には、雨 による減衰特性と雷による減衰 特性の中間にデータがばらつき、場合によっては光 波とミリ波の両者とも強く減衰するが、データの個 数が限られていることからその時間率は小さいこと がわかる。
　信頼性のある回線を設計するには、ミリ波あるい は光波を単独で使用するのではなく、この2波を適 宜切り替えて使用する一種の周波数ダイバーシチ方 式が提案されている。図2から明らかなように、降 雨の場合には減衰が少ない光チャネルを選択し、降 雪時や霧の場合には減衰が少ないミリ波チャネルを 選択すれば良く、またみぞれの場合にはミリ波と光 波で減衰の少ない方のチャネルを選べば良いことか ら、ミリ波と光波の周波数ダイバーシチ運用が減衰 の小さい回線を設定する上で有効であることがわか る。

　以上のことをまとめると、秋田地方の降雪時にお いては、ミリ波利用の有効性が確認されたと結論さ れる。しかし湿った雪の場合のミリ波・光波の伝搬 特性はみぞれの場合の伝搬特性に近くなると考えら れるので、裏日本の湿った雪の降る地方において は、ミリ波を単独利用することで降雪期の回線の確 保が難しい場合も予想されるが、このような場合に は、ミリ波と光波を切り替えて使用する周波数ダイ バーシチ方式の採用が有効であろう。なお、ミリ波 と光波を用いたダイバーシチ方式は、季節にかかわ らず有効である。

　最後に、本実験を行うに当たって御協力いただい た秋田市教育委員会および旭川小学校の関係者の方 々に感謝いたします。

（前秋田電波観測所所長）
（電波部　大気圏伝搬研究室　主任研究官）

相京　和弘

　CSにつきましては、昨年12月に、これまで管制 してきましたCS-2から3への世代交代が行われ、 7年にわたる運用が開始されたことは周知のことと 思います。また、BSのトピックスとしましては4 月のBS-2aのデオービットとBS-2X（BS-2の補完 衛星と位置づけられる）の今年末の打上げが挙げら れるでしょう。センターでは来年の管制開始を目途 に管制施設整備として既存のCバンド・アンテナの 改修とKuバンド・アンテナ系の新設、及びソフト の整備に着手しています。この衛星は昨年11月19日 に発生したBS-2bのテレメトリ系の不具合と昨年 8月のBS-2aの軌道上予備としての運用終了など の諸事情により急拠浮上した衛星であり、来年と再 来年の夏期に打上げ予定のBS-3関連の施設整備ス ケジュールと平行して今後進められることになって います。

　現在、センターは管理部門を含む2部6課で、そ の組織構成は設立当時とほとんど変わらず、郵政、 NTT、NHKなど10機関からの60名程で運営されてい ます。宿舎はセンターから約20�q北に離れた久留 里にありほぼ全員が入居しています。センターと宿 舎を取り囲む自然環境は、内陸性気候特有の多少の 住みにくさを除けば大変すばらしく、特にセンター周 辺は四季折々の野草や山菜などを楽しむことがで き、野生の猿や鹿も出没するなど、自然になれ親しむ ことができる人の別天地です。この地域は南房総の 中央に位置し、千葉県の中でも最も人の手が入って いない閑静な山間ですが、6年後の東京湾横断道路 の完成を控え大きく変わろうとしています。最近、 房総リゾート地域開発構想が発表され、その中でこ の地域が「亀山・清和地区−森と湖のロマンティッ クリゾート」なる洒落た名称を冠せられた重点開発 地域に指定され、開発の名の環境破壊がセンター周 辺にもひたひたと及んでいるのが実状です。約3万 平方米のセンター内には管制施設の他、厚生施設と してゴルフ練習場やテニスコートが整備され、愛好 者の便宜が図られており、また比較的単調な生活に 潤いを持たせるための職場主催のゴルフコンペやテ ニス、ボーリング大会、また、家族が参加すること ができる宿舎自治会主催のバーベキュー、花見など 各種の行事も催されています。

　さて、CRL出身者の近況ですが、4月に鹿島から 着任した澤田（データ処理課主査）を入れて合計8 名。まず、西垣（CS計画課長）、付き合いでゴルフを 始め、未だにコンペではブービー前後でがんばって いますが、前前任者を超えるには多少意気に欠ける きらい無きにしもあらず。永井（データ処理課主 査）、野球やゴルフなど一通り楽しんでいたが最近は 時々、太公望を決め込んでおります。若林（CS管 制課主査）、CSの世代交代の折りの設備の変更工 事、電波検査、定期保守との事務処理で超多忙でし たが、今では好きなゴルフコンペに皆勤賞もので す。大川（CS管制課主査）、華著な体で初体験の輪 番勤務を頑張っています。西山（BS計画課主査）、 生活エンジョイ派と見受けますが、久留里の生活に はもう飽きたとのたまう。村田（BS管制課主査）、 センターの出戻り派でCSからBSの球替わり、現 在、数少ない自宅（館山市）通勤者です。澤田（デ ータ処理課主査）、宿舎に引っ越してきたばかりで 休日は周辺を探勝中。相京、最近、体調のためにテニ スを始めましたがまだ効果上がらず。センターのイ ベントが増加したせいで本社出張が多い。最近、CS ／BS計画等の紹介のため渡米。

後列左から　永井、相京、村田、澤田
前列左から　西垣、大川、若林、西山

　春期食も終え、君津市の花“みつばつつじ”も最 盛期が過ぎ、初夏の新緑に抱かれたセンターから。

（通信・放送衛星機構　君津管制センター長）

君津市の花“みつばつつじ”

岡本　謙一

（電波部　大気圏伝搬研究室長）

Shortly after we came, (1 am with my wife Denise and now 10 month old son, Peter), we were treated to a marvellous reception. It was to be a foreshadowing of the friendship and hospitality we have been shown everywhere in Japan, but especially at CRL. From our limited knowledge of Japan and the through the Western press, we were concerned about accomodation, cost of living, air pollution. earthquakes, language barrier, commuting times, recreation, nutrition, . . . . In the end none of these things were very important factors: Tokyo near CRL in Koganei, turned out to be a very liveable and hospitable place. For instance, I enjoy a leisurely, 15 minute ride to work by bicycle along an historic aqueduct, am saluted like a dignitary as I pass the police training academy, and enjoy a marvellous vew of Mount Fuji from my office window. CRL headquarters, too, is blessed with several social and recreational facilites: tennis courts, go parlour, barber shop, and baseball diamonds. (NO Wonder nobody wants to go home at night.)

I have been genuinely impressed by the dedication of my Japanese colleagues who are bright, well qualified, and work long and tireless hours. The eclectic nature of their research is also worth commenting on. In one group, I find a few people working on microwave radiometry, rain radars, millimeter scattering, polarimetry, atmospheric sounding, crevasse detection, ERS-1, SIR-C, MOS-1, and who knows what else. This coupled with instrument development, contract monitoring, proposal writing, papers and conferences and high administrative overhead with no secretaries is amazing by north American standards.

We have enjoyed many sides of life in Japan: the marvellous train service, the beautiful countryside, kendama, cuisine, hot springs, omi yage, lovely kimonos, cherry blossoms, bonsai, and shuji, but far more important and lingering, the friendship and good will extended to us.

My wife has even learned to make miso soup and I can honestly say I now enjoy it too.
Thank you everyone!

R. K. Hawkins, Visiting Scientist,
Canada Centre for Remote Sensing

1　大臣表彰
　「総合通信部電磁環境研究室長　杉浦　行」
　旺盛な研究心をもって電磁環境の測定に関する研究を 推進し、測定器及び測定法を開発するなど電気通信行政 の発展に多大の貢献をした。

　「電離層観測データ自動処理システム開発グループ」
　一致協力して多くの困難を克服し電離層観測データの 完全自動処理システムを開発し実用化するなど電気通信 行政の発展に多大の貢献をした。

2　所長表彰
　「電波応用部主任研究官　水津　武」
　旺盛な研究心をもって創意工夫をこらしXバンドFM- CW方式の電波リモートセンシング装置を開発し植生の 観測実験に成功するなど電気通信技術の発展に多大の貢 献をした。

　「電波応用部光計測研究室研究官　高部政雄」
　旺盛な研究心をもって創意工夫をこらし衛星追尾用簡 易計算機システムを開発し測地実験衛星あじさいの光学 追尾に成功するなど電気通信技術の発展に多大の貢献を した。

　「総務部会計課」
　一致協力して多くの困難を克服し昭和62年度大型補正 予算を短期間に執行して大規模な研究施設を完成させる など研究業務の推進に多大の貢献をした。

　「気象衛星利用高精度時刻比較実験グループ」
　一致協力して多くの困難を克服し気象衛星を利用した 時刻比較法を確立して国際時刻比較に成功するなど電気 通信技術の発展に多大の貢献をした。

3　永年勤続功労者
　角川靖夫　　萩原浩子　　宮田　洌　　笹井三四郎
　高橋和夫　　今井朝治　　木村　繁　　一之瀬　優
　佐藤得男　　太田安貞　　籔馬　尚　　西野道子
　磯辺　武

今回、受賞対象となったのは「VLBI技術による史上初 の太平洋地殻プレート運動の実測」である。功績賞（学 術の部）は、新技術を研究・開発・実用化し、産業・学 術分野の進展に功績があり、学術的効果が大きく、新し い研究分野の開拓に寄与するものに対して贈られる。今 回の受賞では、従来の技術では測定が困難であった年間 数�p以下の巨大プレートの動きを、独自に開発したK -3 VLBIシステムにより各国との協力のもとに初めて実 測し、その有効性を示した点が認められたものである。 この技術は、わが国にとって重大な関心事である巨大地 震の予知に役立つと共に、火山活動、地球回転変動の観 測、精密測量の一次基準点の確立等の様々な分野への貢 献が大いに期待されているものである。