国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT、理事長: 徳田 英幸）は、Beyond 5G研究開発促進事業のうち、令和3年度新規委託研究の公募（第2回）におけるBeyond 5Gシーズ創出型プログラム及びBeyond 5G国際共同研究型プログラムについて、下記のとおり採択しました。

記

1. 提案研究開発課題及び提案者

（ア）Beyond 5Gシーズ創出型プログラム

（1）テラヘルツ帯チャネルサウンディング及び時空間チャネルモデリング技術の開発

提案者：国立大学法人新潟大学（代表提案者）、国立大学法人東京工業大学
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概要：Beyond 5Gの様々な移動接続応用に向けて150～300 GHzテラヘルツ帯における電波伝搬測定技術及び伝搬チャネルモデルの開発を行い、新たな超高速無線伝送システムの設計・開発及び評価に広く資することを目的とする。具体的には、高分解能時空間チャネル特性と動的チャネル特性についてそれぞれの測定技術及びチャネルモデリング技術の開発を行う。本研究開発の成果によりテラヘルツ帯超高速伝送技術及び高信頼性伝送技術がBeyond 5Gで求められる技術シーズとして創出され、ウルトラ超多素子MIMOによる超高速伝送や、動的ビーム制御、分散アンテナ、Smart reflectorなどの要素技術の確立に貢献する。

（2）GaN系真空マイクロフォトニクス技術による無線通信用ハイパワーテラヘルツ波発生に関する研究開発

提案者：国立大学法人九州大学（代表提案者）、国立研究開発法人産業技術総合研究所、国立大学法人東海国立大学機構　名古屋大学、株式会社フォトエレクトロンソウル、国立大学法人大阪大学、学校法人早稲田大学
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概要：光電子を空間に放出・走行させる新たな光電変換デバイス構造と、通信用光電変換デバイスとしては初となるGaN系材料を用い、この材料系特有の高いフォトエミッション効果を利用して従来の概念を打ち破る大出力テラヘルツ波発生器の実現を目指す。日本の優位技術である、超高速光電変換技術、GaN系材料技術、半導体フォトエミッション技術を融合した、今、我が国だからこそ実現できる革新デバイスの創成に挑戦する研究開発である。具体的には、2.5年間で、300GHz帯において従来技術の100倍である10mW出力の技術基盤を確立し、Beyond 5Gに向けたテラヘルツ波の社会実装を一気に加速する。

（3）人間拡張・空間創成型遠隔作業支援基盤の研究開発

提案者：国立大学法人東京大学（代表提案者）、凸版印刷株式会社
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概要：時空間の障壁を越えて人々が円滑に共同作業を行うための拡張性のある遠隔実空間共有技術を構築・社会実装する。具体的には、(1)予め三次元計測された遠隔地の静的な空間情報と、複数カメラ・深度センサーにより動的に取得される空間情報、人間行動情報の融合を実時間でシームレスかつスケーラブルに実現する実時間遠隔三次元空間取得・記録・伝送構築基盤と、(2)低遅延ネットワークと深層学習による身体行動予測を融合したゼロレイテンシー空間共有、(3)遠隔作業者の一人称視点と、三次元空間での自由・俯瞰視点とを自由に行き来することのできる空間共有ジャックイン機構、(4)遠隔接続であることを利用した音声翻訳・視線共有などの人間拡張機能の導入、(5)パノラマ型広視界ディスプレイと裸眼立体視ディスプレイとを統合した遠隔共同作業支援環境、を構築する。これにより遠隔地で作業する人間やアバターロボットと空間を共有し、俯瞰視点で全貌を見渡しながら遠隔共同作業を支援する環境を実現・社会実装する。

（4）共鳴トンネルダイオードを用いたテラヘルツ無線通信と映像伝送に関する研究開発

提案者：国立大学法人大阪大学（代表提案者）、ローム株式会社、国立大学法人東京工業大学、アストロデザイン株式会社、地方独立行政法人大阪産業技術研究所
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概要：Beyond 5Gで求められる超高速・大容量通信を実現するため、テラヘルツ波、特にトランジスタでは困難な300GHzを超える周波数の利用に着目する。量子効果電子デバイス共鳴トンネルダイオードによる50Gbit/s級の無線通信を目指すとともに、800GHzを超える無線通信の未踏領域に挑戦する。そして、Beyond 5Gのアウトカム応用として期待される超高精細8K映像の低遅延伝送を可能とする非圧縮伝送技術を創出する。

（5）高臨場感通信環境実現のための広帯域・低遅延リアルタイム配信処理プラットフォームの研究開発

提案者：学校法人幾徳学園　神奈川工科大学（代表提案者）、学校法人大同学園　大同大学、国立大学法人琉球大学、ミハル通信株式会社
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概要：現在、遠隔講義やリモート中継などネットワークを介した映像配信の需要が高まっている。そこで、今後実現予定の高周波数帯Beyond 5G端末の広帯域・低遅延データ転送機能と、網上のエッジコンピューティングやクラウドなど様々なコンピューティングリソースを協調連携させた高臨場感通信環境を研究開発し、誰もが8K高精細映像をはじめとする10Gbpsを超える高精細映像を使った高臨場感通信ができる環境を実現する。具体的には、サブTbpsの高精細映像処理が可能な低遅延大容量通信処理プラットフォーム技術、高臨場感通信のための多地点間低遅延配信技術を開発する。技術開発のマイルストーン毎にテストベッドを使ったユーザ連携実証実験を積極的に進める。

（6）低コスト・高品質なミリ波・テラヘルツ帯へのB5G対応高周波数移行技術の研究開発

提案者：国立大学法人大阪大学（代表提案者）、三菱電機株式会社
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概要：低い周波信号の高い周波数への移行による電波の逼迫度の解決に加え、デジタル／アナログ変換をはじめ高い周波数帯の信号処理において顕在化してきているコスト・精度・消費電力間のトレードオフの課題を解決することが可能なB5G対応高周波移行促進技術の実現を目的とする。応募者らは、コスト・精度・消費電力において優位性を持つ ①メガヘルツ領域の成熟技術をベースとした信号波形生成およびその電波／光メディア変換の後、多値変調に対応可能な6bit以上の高い品質を保持したまま ②光の分散制御を用いて波形を時間圧縮し、③光／電波メディア変換を経てギガヘルツ領域以上の高い周波領域へ移行させる技術を実現する。

（7）マルチチャネル自動接続を実現する赤外自己形成光接続の研究開発

提案者：国立大学法人宇都宮大学（代表提案者）、アダマンド並木精密宝石株式会社
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概要：B5Gにおける情報伝送量の増大に伴い、光接続ポイント数も増大化し、かつ低損失高スループットの位置合わせが要求される。本提案研究開発では、マルチコアファイバやシリコン導波路などのマルチチャネル光部品間を一括で自動接続できる赤外自己形成光導波路技術を確立し、高スループット・高トレランス・低接続損失の特長を活かすことで、B5G社会での展開を目指す。本技術を普及させることにより、次世代超低消費電力の光ネットワーク構築が実現できる。

（8）Intelligent Reflecting Surfaceによるプロアクティブな無線空間制御と耐干渉型空間多重伝送技術の研究開発※

提案者：国立大学法人東北大学（代表提案者）、株式会社国際電気通信基礎技術研究所
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概要：IRSを活用するシステムの最適化によるプロアクティブな無線空間制御技術及び干渉波の到来時間や伝搬路行列の確率的予測結果を用いて周波数利用効率を最大化する干渉抑圧・空間多重伝送技術の確立を目指す。これは無線空間そのものを制御するという新たなアプローチによる対象空間における周波数利用効率の大幅な改善を実現するものである。また本技術はB5Gなどのキャリア通信およびWi-Fiなどの免許不要帯通信の双方の機器に導入可能なものであり、グローバルな市場に対して非常に大きな社会経済的インパクトを与えることが期待できる。

（9）Beyond 5Gの高速通信・低遅延等に適したエッジAIソフトウエアの開発と動作実証に関する研究開発

提案者：国立大学法人大阪大学（代表提案者）
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概要：Beyond 5G通信の特徴である高速通信・低遅延の特徴を生かすためにはデータ解析・予測・最適化を行うAIにおいても高速・軽量化が必須である。また、2030年に向けて膨大なIT、IoT機器や自動運転車、産業機械等から送信されるデータによる通信トラフィックへの負荷を低減するため、エッジコンピューティングでAI処理する必要があり、この両者の技術課題を解決するために、深層学習のようなAIとは異なるアプローチであるリアルタイムAI・特徴量自動抽出AI技術を深化させ、AIソフトウエアだけでなく、エッジAIデバイス市場や関連サービス市場の成長に貢献する。

（10）空間並列チャネル伝送に向けた垂直入射型ナノハイブリッド光変調器・受信器の研究開発

提案者：国立大学法人東京大学（代表提案者）、浜松ホトニクス株式会社、株式会社 KDDI総合研究所、国立大学法人静岡大学
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概要：最先端のナノハイブリッド基盤技術を活用することで、大規模2次元アレイ化が可能なスケーラブルな垂直入射型の光変調器とコヒーレント受信器を開発し、超並列空間チャネルによるテラビット級伝送に適用する。有機／無機、誘電体／金属を融合したナノフォトニック構造を駆使することで、垂直入射型にも関わらず十分な効率を達成し、高密度集積化を図る。これにより、これまで長距離メトロ・コア網を主としてきた大容量空間多重光送受信器の小型化、低コスト化、低消費電力化を推し進め、Beyond 5Gの光アクセス網において大量に必要となる超低遅延テラビット級光トランシーバを実現するための基盤技術を確立する。

（11）B5G超低消費電力高効率ネットワーク構成に向けた高機能材料の研究開発

提案者：国立研究開発法人産業技術総合研究所（代表提案者）、学校法人慶應義塾、国立大学法人東北大学
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概要：B5Gを支える様々なハードウェアの革新的性能改善には、新規の高性能な機能材料が不可欠である。本提案では、特に、B5Gネットワークが利用する無線周波数帯を数百倍拡張するテラヘルツ帯デバイス用、及び超高速バックボーンネットワークの省電力化と高効率化に不可欠な大規模光スイッチ用の機能材料を開発する。ここで開発する機能材料は、テラヘルツ帯に適切なバンド構造を有し、複数の安定相を外部から制御可能でメモリ性を有する相変化材料である。テラヘルツ源/テラヘルツ検出器の材料となり、集積型の光スイッチに直接装荷することで光スイッチの不揮発動作が実現でき、量産性の展望にも明るいことを実証する。

（12）低遅延でインタラクティブなゼロレイテンシー映像・Somatic統合ネットワーク

提案者：学校法人早稲田大学（代表提案者）、アストロデザイン株式会社、国立大学法人京都大学
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概要：低遅延でインタラクティブなゼロレイテンシー映像・Somatic統合ネットワークの実現を目指す。メディア統合では、Somatic情報（動作情報・体性感覚）の計測、呈示、未来予測、および映像情報の未来予測に関する技術開発を進める。ネットワーク管理では、低遅延スライスの自動管理、低遅延プロトコル、低遅延指向の8K映像圧縮伝送方式、および次世代技術の検討を進める。統合実証実験では、二つのユースケース開発、Somatic情報を統合した8K映像圧縮伝送装置、および統合実証実験を進める。成果として、B5Gの「超低遅延」「超臨場感」「自律性」に貢献しつつ、国際標準化や実用化への展開を図る。

（13）超多数・多種移動体による人流・物流のためのダイナミックセキュアネットワークの研究※

提案者：ジャパンデータコム株式会社（代表提案者）、学校法人早稲田大学
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概要：Beyond 5G/6Gの時代には、超多数・多種な貨物ドローン等の移動体の密な空間での協調稼働による時空間の有効活用が期待され、多数の移動体間でのセキュリティを確保し周波数資源を節約した上での高頻度・低遅延な相互通信が求められる。本提案では、通信効率性の高い認証方法、柔軟性が高く検証可能な属性提示方法および信頼性の高い位置情報の生成・記録方式、そしてそれらのソフトウェア・ハードウェアの開発、社会実装における評価・検証を通して、次世代の物流に不可欠なセキュリティ基盤技術を確立し、Beyond 5G推進戦略が目指すSociety 5.0の実現に寄与する。

（14）関数型パラダイムで実現するB5G時代の資源透過型広域分散コンピューティング環境※

提案者：国立大学法人東京大学（代表提案者）、高知県公立大学法人高知工科大学、国立大学法人大阪大学、株式会社シティネット、さくらインターネット株式会社、大学共同利用機関法人情報・システム研究機構　国立情報学研究所
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概要：スケーラビリティに優れた関数型言語Elixirを礎として、Beyond 5G時代の革新的なコンピューティング環境を開拓する。まず、広域分散システムの様々な構成要素に対して透過的な分散処理基盤を構築する。次に、IoTノード向けの電力効率の極めて高い実行環境として、SoCハードウェアの特性を積極活用した処理系および通信ミドルウェアを開発する。さらに、IoTアプリの機能や処理に応じて必要とする計算資源の最適配分を決定する手法を開発する。これらのプラットフォームとアルゴリズムの共創による超柔軟な開発環境を提供し、システム構築における導入コストを激減して製造業や第一次産業等にDXをもたらす。

（15）300GHz帯アンテナ評価技術の実用化※

提案者：株式会社フォトニック・エッジ（代表提案者）、7G aa株式会社
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概要：Beyond 5G/6Gで活用が見込まれる300GHz帯アンテナ評価技術の実用化を、岐阜大学発ベンチャーの株式会社フォトニック・エッジ(Photonic Edge Inc.: 以下PE)が持つ光技術に基づく低擾乱なテラヘルツ近傍界計測技術と、産総研発ベンチャーの７G aa株式会社(以下7Gaa)が持つアンテナ計測に必要となるロボットアーム制御技術及び高速・高精度近傍界-遠方界変換アルゴリズムを融合することで実現する。具体的には、測定回数を大幅に削減可能な独自のアルゴリズムとロボットの位置決め精度を保証することが可能な精密３次元位置計測装置を組み合わせた独自のプローブ操作技術を7Gaaが開発し、これをPEが開発する安価でコンパクトなテラヘルツ近傍界計測システムに実装する。また、開発の300GHz帯アンテナ評価法を、Beyond 5G/6Gアンテナを対象とした国際標準計測法とすることを目指すとともに、早期に300GHz帯の電波計測サービスを社会実装させる。

（※）特別枠（代表研究責任者が若手研究者（39歳以下等）であるもの、又は代表提案者が中小企業であるもの）での採択

（イ）Beyond 5G国際共同研究型プログラム

（1）Beyond 5G超大容量無線通信を支えるテラヘルツ帯のチャネルモデル及びアプリケーションの研究開発

提案者：シャープ株式会社（代表提案者）、国立大学法人京都大学、国立大学法人東京大学
米国側共同研究者：米国の通信事業者・研究機関
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概要：日本の産学機関が米国の事業者・研究機関と連携し、Beyond 5G時代の利用モデル、アプリケーションを志向したテラヘルツ波を用いた無線通信システムのためのチャネルモデルの研究開発を行い、国際標準化機関への提案を行う。さらにテラヘルツ波を用いた超高速伝送と最新の映像符号化技術を組み合わせたアプリケーションを疑似実証することにより、Beyond 5Gにおけるテラヘルツ波利用の有用性、無線システム実現のための所要条件を明らかにする。本研究開発を通じて国際標準化における我が国のポジションを向上し、日本がより知財・標準化の面において高い優位性を構築することに貢献する。

（2）欧州との連携による300GHzテラヘルツネットワークの研究開発

提案者：国立大学法人東海国立大学機構　岐阜大学（代表提案者）、学校法人早稲田大学、学校法人千葉工業大学
欧州側共同研究者：ブラウンシュヴァイク工科大学、フラウンホーファー応用固体物理研究所、リール第一大学／マイクロエレクトロニクス・ナノテクノロジ電子研究所、シュツットガルト大学
欧州側研究実施協力者：VIVID Components有限会社
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概要：Beyond 5Gシステム向けのテラヘルツネットワークを開発する。近年、300GHz帯伝送システムに関する研究が注目を集めており、高速性と設置の容易性からバックホール・フロントホールとしての期待が高まっている。他方、降雨減衰などの影響を受けやすいため、安定性・可用性向上が大きな課題である。提案者らはこれまでに欧州との連携により300GHz帯バックホール／フロントホール無線システムやリンクシミュレーション技術を開発してきた。本研究では、これらをベースとしたテラヘルツネットワークを開発し、屋外環境における長期間運用実験を行い、テラヘルツネットワークの伝搬特性／データ伝送特性に関するデータを取得するとともに、豪雨などに耐性を有するネットワーク構成技術を開発し、高速性と安定性の両立を目指す。

（3）次世代公衆無線LANローミングを用いたオープンかつセキュアなBeyond 5Gモバイルデータオフローディング

提案者：国立大学法人京都大学（代表提案者）、株式会社Ｌｏｃａｌ２４、国立大学法人東北大学、大学共同利用機関法人情報・システム研究機構　国立情報学研究所
欧州側共同研究者：GÉANT＊
(*) 欧州各国のNREN(National Research and Education Network)によって構成される組織であり、欧州委員会(EC)の支援を受け研究・教育のための全欧州・世界的なネットワークとサービスを提供している。
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概要：モバイルキャリアによるSIM認証と一元化されたセキュア認証をWi-Fiサービスのローミングにおいて実現する技術であるPasspointとそれに基づいたオープンな国際的公衆無線LANローミングの枠組みであるOpenRoamingを、国際学術無線LANローミングのフレームワークであるeduroamなどの上で利用できるようにすることで、Beyond 5G時代のモバイルデータオフローディングを実現するための技術を確立する。具体的には、大学など学術研究機関のユーザが、モバイルキャリアと契約している端末を所属機関と認証連携させ、PasspointによるSIM認証でOpenRoamingを利用できるようにするための方式を開発する。またそのような認証連携においてSIM認証を用いてユーザの所属機関のローカルのネットワーク資源に低遅延で直接アクセスする認可機構を実現する。さらに、高速だが不安定になりがちのWi-Fiサービスの通信をモバイルデータ通信サービスの通信と同時かつ相補的に安定して利用するためのトランスポートプロトコルとして、QUICのmultipath拡張においてアドレス選択機構ならびにストリームごとの経路選択機構を開発する。

2. 公募等の概要

　本課題については、令和3年6月30 日（水）から令和3年8月10日（火）まで公募を行いました。
　NICTは、学識経験者で構成される評価委員会の評価等を踏まえ、採択しました。
　公募の詳細は、以下のWebサイトをご参照ください。
　https://www.nict.go.jp/press/2021/06/30-1.html

本件に関する問い合わせ先

イノベーション推進部門 委託研究推進室
中後 明、近藤 健、遠田 麻衣子

Tel：042-327-6011

E-mail: info-itakuアットマークml.nict.go.jp