JP7150126B1 - 中継衛星及びデータ中継方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示されるように、衛星システム10は、地球局50、ユーザ衛星100及び中継衛星200を有する。ユーザ衛星100と中継衛星200とは、例えば、異なる軌道上で地球を周回している。例えば、ユーザ衛星100が観測衛星である場合、複数のユーザ衛星100を利用して地球上の観測対象エリアを観測できるように、これらのユーザ衛星100が所定の配置(衛星コンステレーション)で地球を周回しても良い。
中継衛星200を介した地球局50とユーザ衛星100との間の通信は、予め設定されたスケジューリングに基づいて行われていた。スケジューリングは、例えば、中継衛星システムの基準時刻における所定の時刻から24時間分のスケジューリング情報が事前に決定される。中継衛星200とユーザ衛星100の運用事業者30,40は、そのスケジューリング情報を中継衛星200とユーザ衛星100にそれぞれ事前に送信する。しかしながら、ユーザ衛星運用事業者40は、事前のスケジューリングによりユーザ衛星100に付与された通信時間帯以外においてもユーザ衛星100と通信することを所望するかもしれない。例えば、世界各地で起こる地震や津波などの災害発生時やテロなど、事前に予測が困難な特定のイベントが発生した場合に、ユーザ衛星運用事業者40がそのイベント発生に即応して、通常の観測データ取得タイミングよりも短時間でユーザ衛星100による観測データを取得したいケースが考えられる。以下の実施例では、予めスケジューリングされた通信計画にない任意のタイミングで、オンデマンド方式により中継衛星200を介しユーザ衛星100と地球局50が即応性のある通信を実現するための技術が開示される。
次に、図6を参照して、本開示の一実施例によるユーザ衛星100を説明する。図6は、本開示の一実施例によるユーザ衛星100の機能構成を示すブロック図である。
1)事前に指示された通信スケジュール内に空きスロットがある場合、中継衛星200は、最も早期のタイミングで利用可能な空きスロットにおいて即応通信を実行してもよい。ただし、Nスロットの即応通信には、N個の空きスロットが必要とされる。例えば、図12Aに示されるように、中継衛星200は、空きスロットのうち最も早期のタイミングの空きスロットを利用して、即応通信を開始してもよい。
2)即応通信用の空きスロットが事前の通信スケジュールにおいて予め確保され、中継衛星200は、確保されている空きスロットのうち最も早期のタイミングの空きスロットにおいて即応通信を実行してもよい。ここで、1回の通信要求において可能な即応通信用のスロット数Nは、予め確保されている空きスロット数以下に制限される。例えば、図12Bに示されるように、即応通信用の空きスロットが確保されるよう通信スケジュールが事前に設定され、中継衛星200は、確保された空きスロットのうち最も早期のタイミングの空きスロットを利用して、即応通信を開始してもよい。
3)中継衛星200は、事前のスケジューリングにより他の通信が予定されているスロットにおける通信をキャンセルし、指定されたユーザ衛星100との即応通信を実行する。ここで、キャンセルされるスロット数は、通信要求に含まれるスロット数Nに依存する。例えば、通信スケジュールが、図13Aに示されるようスケジューリングしている場合、中継衛星200は、図13Bに示されるように、事前に他の通信をスケジューリング済みスロットの一部(この例では2スロット分)の通信をキャンセルして即応通信用のスロットに再割り当てし、即応通信を開始してもよい。
次に、図14を参照して、本開示の一実施例による中継衛星200を説明する。図14は、本開示の一実施例による中継衛星200の機能構成を示すブロック図である。
1)事前に指示された通信スケジュール内に空きスロットがある場合、光通信部230は、最も早期のタイミングで利用可能な空きスロットにおいて即応通信を実行してもよい。
2)即応通信用の空きスロットが指示される通信スケジュールにおいて予め確保され、光通信部230は、確保されている空きスロットのうち最も早期のタイミングの空きスロットにおいて即応通信を実行してもよい。
3)光通信部230は、スケジューリング済みのスロットにおける通信をキャンセルし、当該スロットにおいて即応通信を実行する。
次に、図15を参照して、本開示の一実施例によるオンデマンド通信処理を説明する。当該オンデマンド通信処理は、上述したユーザ衛星100によって実行される。
(付記1)
地球局から受信した通信要求に応じて中継衛星から送信されたビーコン光を撮像する光信号取得部と、
撮像された画像フレームにおける輝点を抽出する画像処理部と、
前記抽出した輝点の明滅状態に基づいて、前記ビーコン光を検出するビーコン光検出部と、
前記検出したビーコン光に基づいて、前記中継衛星との衛星間光通信を確立する光通信部と、
を有する衛星。
(付記2)
前記光信号取得部は、全天球レンズを備えたカメラを含む、付記1に記載の衛星。
(付記3)
前記ビーコン光は、前記中継衛星の識別情報と前記衛星の識別情報とを含む所定の明滅パターンを有する、付記1又は2に記載の衛星。
(付記4)
前記ビーコン光検出部は、前記抽出した輝点が所定の明滅パターンを有すると判定すると、前記輝点が前記中継衛星からのビーコン光であると判定する、付記1から3の何れか一項に記載の衛星。
(付記5)
地球局と、
衛星と、
前記地上局と前記衛星とを中継する中継衛星と、
を有し、
前記衛星は、
前記地球局から受信した通信要求に応じて前記中継衛星から送信されたビーコン光を撮像する光信号取得部と、
撮像された画像フレームにおける輝点を抽出する画像処理部と、
前記抽出した輝点の明滅状態に基づいて、前記ビーコン光を検出するビーコン光検出部と、
前記検出したビーコン光に基づいて、前記中継衛星との衛星間光通信を確立する光通信部と、
を有する、衛星システム。
(付記6)
地球局から受信した通信要求に応じて中継衛星から送信されたビーコン光を撮像するステップと、
撮像された画像フレームにおける輝点を抽出するステップと、
前記抽出した輝点の明滅状態に基づいて、前記ビーコン光を検出するステップと、
前記検出したビーコン光に基づいて、前記中継衛星との衛星間光通信を確立するステップと、
を含む、衛星が実行するビーコン光検出方法。
(付記7)
地球局と通信する通信部と、
前記地球局から受信した衛星との通信要求に応じて前記衛星にビーコン光を送信し、前記ビーコン光を検出した前記衛星からの応答信号を受信する光信号送受信部と、
前記応答信号の受信に基づいて、前記衛星との衛星間光通信を確立する光通信部と、
前記衛星間光通信により前記衛星から受信したデータを前記通信部を用いて前記地球局へ中継する通信制御部と、
を有する中継衛星。
(付記8)
前記ビーコン光は、前記中継衛星の識別情報と前記衛星の識別情報とを含む所定の明滅パターンを有する、付記7に記載の中継衛星。
(付記9)
前記光信号送受信部は、所定の明滅パターンを有するビーコン光を送信する、付記7又は8に記載の中継衛星。
(付記10)
前記光通信部は、予め決定された通信スケジュールに基づいて衛星間光通信を実行し、かつ、前記地球局から衛星との通信要求を受信した場合には、前記通信スケジュールにおける空き時間を利用して前記衛星と衛星間光通信を確立する、付記7に記載の中継衛星。
(付記11)
前記光通信部は、予め決定された通信スケジュールに基づいて衛星間光通信を実行し、かつ、前記地球局から衛星との通信要求を受信した場合には、前記通信スケジュールに優先して、前記衛星と衛星間光通信を確立する、付記7に記載の中継衛星。
(付記12)
地球局から受信した衛星との通信要求に応じて前記衛星にビーコン光を送信するステップと、
前記ビーコン光を検出した前記衛星からの応答信号を受信するステップと、
前記応答信号の受信に基づいて、前記衛星と衛星間光通信を確立するステップと、
前記衛星間光通信により前記衛星から受信したデータを前記地球局へ中継するステップと、
を含む、中継衛星が実行するデータ中継方法。
(付記13)
予め決定された通信スケジュールに基づいて衛星間光通信を実行するステップと、
地球局から受信した衛星との通信要求を受信した場合には、前記通信要求に応じるための即応通信時間を確保するステップと、
前記通信要求に応じて前記衛星にビーコン光を送信するステップと、
前記ビーコン光を検出した前記衛星からの応答信号を受信するステップと、
前記応答信号の受信に基づいて、前記衛星との衛星間光通信を確立するステップと、
前記即応通信時間内に前記衛星間光通信により前記衛星からデータを受信するステップと、
前記データを前記地球局へ中継するステップと、
を含む、中継衛星が実行するデータ中継方法。
50 地球局
100 ユーザ衛星
110 光信号取得部
120 画像処理部
130 ビーコン光検出部
140 光通信部
200 中継衛星
210 通信部
220 光信号送受信部
230 光通信部
240 通信制御部
Claims (12)
- 地球局と通信する通信部と、
前記地球局から受信した衛星との通信要求に応じて前記衛星にビーコン光を送信し、前記ビーコン光を検出した前記衛星からの応答信号を受信する光信号送受信部と、
前記応答信号の受信に基づいて、前記衛星との衛星間光通信を確立する光通信部と、
前記衛星間光通信により前記衛星から受信したデータを前記通信部を用いて前記地球局へ中継する通信制御部と、
を有し、
前記光通信部は、予め決定された通信スケジュールに基づいて衛星間光通信を実行し、かつ、前記地球局から衛星との通信要求を受信した場合には、前記通信スケジュールに優先して、前記衛星と衛星間光通信を確立する中継衛星。 - 前記ビーコン光は、前記中継衛星の識別情報と前記衛星の識別情報とを含む所定の明滅パターンを有する、請求項1に記載の中継衛星。
- 前記光信号送受信部は、所定の明滅パターンを有するビーコン光を送信する、請求項1又は2に記載の中継衛星。
- 地球局と通信する通信部と、
前記地球局から受信した衛星との通信要求に応じて前記衛星にビーコン光を送信し、前記ビーコン光を検出した前記衛星からの応答信号を受信する光信号送受信部と、
前記応答信号の受信に基づいて、前記衛星との衛星間光通信を確立する光通信部と、
前記衛星間光通信により前記衛星から受信したデータを前記通信部を用いて前記地球局へ中継する通信制御部と、
を有し、
前記光通信部は、予め決定された通信スケジュールに基づいて衛星間光通信を実行し、かつ、前記地球局から衛星との通信要求を受信した場合には、前記通信スケジュールにおける空き時間を利用して、前記衛星と衛星間光通信を確立する中継衛星。 - 前記ビーコン光は、前記中継衛星の識別情報と前記衛星の識別情報とを含む所定の明滅パターンを有する、請求項4に記載の中継衛星。
- 前記光信号送受信部は、所定の明滅パターンを有するビーコン光を送信する、請求項4又は5に記載の中継衛星。
- 地球局から受信した衛星との通信要求に応じて前記衛星にビーコン光を送信し、
前記ビーコン光を検出した前記衛星からの応答信号を受信し、
前記応答信号の受信に基づいて、前記衛星と衛星間光通信を確立し、
前記衛星間光通信により前記衛星から受信したデータを前記地球局へ中継し、
前記確立することは、予め決定された通信スケジュールに基づいて衛星間光通信を実行し、かつ、前記地球局から衛星との通信要求を受信した場合には、前記通信スケジュールにおける空き時間を利用して、前記衛星と衛星間光通信を確立する、
中継衛星が実行するデータ中継方法。 - 地球局から受信した衛星との通信要求に応じて前記衛星にビーコン光を送信し、
前記ビーコン光を検出した前記衛星からの応答信号を受信し、
前記応答信号の受信に基づいて、前記衛星と衛星間光通信を確立し、
前記衛星間光通信により前記衛星から受信したデータを前記地球局へ中継し、
前記確立することは、予め決定された通信スケジュールに基づいて衛星間光通信を実行し、かつ、前記地球局から衛星との通信要求を受信した場合には、前記通信スケジュールに優先して、前記衛星と衛星間光通信を確立する、
中継衛星が実行するデータ中継方法。 - 予定された通信スケジュールに基づいて衛星間光通信を実行し、
地球局から受信した衛星との通信要求を受信した場合に、前記予定された通信スケジュールにない即応通信を行う時間を決定し、
前記通信要求に応じて前記衛星にビーコン光を送信し、
前記ビーコン光を検出した前記衛星からの応答信号を受信し、
前記応答信号の受信に基づいて、前記衛星との衛星間光通信を確立し、
前記時間内に前記衛星間光通信により前記衛星からデータを受信し、
前記データを前記地球局へ中継する、
中継衛星が実行するデータ中継方法。 - 地球局と通信する通信部と、
衛星にビーコン光を送信し、前記ビーコン光を検出した前記衛星から応答信号を受信する光信号送受信部と、
予定された通信スケジュールに基づいて、前記応答信号に応じて前記衛星と衛星間光通信を行う光通信部と、
前記衛星間光通信により衛星からデータを受信し、前記データを前記通信部を用いて前記地球局へ中継する通信制御部と、
を備え、
前記光信号送受信部は、前記地球局から受信した前記衛星との通信要求に応じて、前記衛星に前記ビーコン光を送信し、
前記光通信部は、さらに、前記通信要求に応じて、前記予定された通信スケジュールにない即応通信を行う時間を決定し、前記時間において前記衛星との衛星間光通信を確立する、
中継衛星。 - 予定された通信スケジュールに基づいて衛星間光通信を実行し、
地球局から受信した衛星との通信要求を受信した場合に、前記予定された通信スケジュールに優先して即応通信を行う時間を決定し、
前記通信要求に応じて前記衛星にビーコン光を送信し、
前記ビーコン光を検出した前記衛星からの応答信号を受信し、
前記応答信号の受信に基づいて、前記衛星との衛星間光通信を確立し、
前記時間内に前記衛星間光通信により前記衛星からデータを受信し、
前記データを前記地球局へ中継する、
中継衛星が実行するデータ中継方法。 - 地球局と通信する通信部と、
衛星にビーコン光を送信し、前記ビーコン光を検出した前記衛星から応答信号を受信する光信号送受信部と、
予定された通信スケジュールに基づいて、前記応答信号に応じて前記衛星と衛星間光通信を行う光通信部と、
前記衛星間光通信により衛星からデータを受信し、前記データを前記通信部を用いて前記地球局へ中継する通信制御部と、
を備え、
前記光信号送受信部は、前記地球局から受信した前記衛星との通信要求に応じて、前記衛星に前記ビーコン光を送信し、
前記光通信部は、さらに、前記通信要求に応じて、前記予定された通信スケジュールに優先して即応通信を行う時間を決定し、前記時間において前記衛星との衛星間光通信を確立する、
中継衛星。
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