JP2023136648A

JP2023136648A - Transponder, communication system, processing method, and program

Info

Publication number: JP2023136648A
Application number: JP2022042437A
Authority: JP
Inventors: 大介保田; Daisuke Yasuda; 雄樹宮下; Takeki Miyashita
Original assignee: NEC Space Technologies Ltd
Current assignee: NEC Space Technologies Ltd
Priority date: 2022-03-17
Filing date: 2022-03-17
Publication date: 2023-09-29

Abstract

To provide a transponder capable of detecting radio waves unnecessary for communication in a band used for the communication and reducing the scale of hardware in a satellite performing wireless communication.SOLUTION: A transponder installed in a satellite that detects unnecessary radio waves in a band used for communication and performs wireless communication includes IQ detection means that detects I and Q signals generated from a received signal, FFT processing means that performs fast Fourier transform on at least one of the signal before IQ decomposition detected by the IQ detection means, the I signal, and the Q signal, and carrier recovery means that detects a carrier component from the I signal and the Q signal after back-diffusion processing.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本開示は、トランスポンダ、通信システム、処理方法、およびプログラムに関する。 The present disclosure relates to a transponder, a communication system, a processing method, and a program.

近年、人工衛星の利活用が拡大し、民間企業の大規模ＬＥＯコンステレーションなど各国の衛星打ち上げ機数は増加している。これにより、さまざまな分野で衛星を用いた無線通信が行われるようになったが、例えば、図９に示すように、周囲の衛星あるいはそれを運用する地上局からの電波など、通信を行うチャンネルに不要な周波数帯域の電波が通信に干渉する（すなわち、ノイズや妨害波となる）問題が生じている。
特許文献１には、関連する技術として、通信システムに関する技術が開示されている。 In recent years, the use of artificial satellites has expanded, and the number of satellites launched by various countries, including large-scale LEO constellations by private companies, is increasing. As a result, wireless communication using satellites has come to be carried out in various fields. For example, as shown in Figure 9, communication channels such as radio waves from surrounding satellites or the ground station that operates them A problem has arisen in which radio waves in unnecessary frequency bands interfere with communications (that is, become noise or interference waves).
Patent Document 1 discloses a technology related to a communication system as a related technology.

特開２０００－１８３８３３号公報Japanese Patent Application Publication No. 2000-183833

ところで、無線通信を行う衛星では、通信に使用する帯域の妨害波、干渉波、ノイズなどの前記通信に不要な電波を検出する場合、送受信を行うトランスポンダとは別の周波数解析を行うハードウェアを追加して対応するのが一般的である。つまり、周波数解析を行うハードウェアは、トランスポンダが備える、受信した電波がアンテナにより高周波信号に変換された後、その高周波信号を中間周波数にダウンコンバートし、ＡＤ変換して直交信号であるＩ信号とＱ信号とを生成するまでの処理を行う機能部と同様の機能部を備えることになるため、無線通信を行う衛星におけるハードウェアの規模が大きくなり、衛星の重量が重くなってしまう。その結果、衛星を打ち上げるためのエネルギーや衛星における処理に必要なエネルギーが増加してしまう。
そのため、通信に使用する帯域の前記通信に不要な電波を検出し、無線通信を行う衛星におけるハードウェアの規模を低減することのできる技術が求められている。 By the way, in a satellite that performs wireless communication, when detecting radio waves unnecessary for communication such as jamming waves, interference waves, and noise in the band used for communication, hardware that performs frequency analysis separate from the transponder that performs transmission and reception is used. It is common to deal with this by adding it. In other words, the hardware that performs frequency analysis converts the received radio wave into a high-frequency signal by the antenna, which is included in the transponder, down-converts the high-frequency signal to an intermediate frequency, performs AD conversion, and generates the I signal, which is a quadrature signal. Since a functional unit similar to the functional unit that performs processing up to the generation of the Q signal is provided, the scale of the hardware in the satellite that performs wireless communication becomes large, and the weight of the satellite increases. As a result, the energy required to launch the satellite and the energy required for processing in the satellite increases.
Therefore, there is a need for a technology that can detect unnecessary radio waves in the band used for communication and reduce the scale of hardware in a satellite that performs wireless communication.

本開示の各態様は、上記の課題を解決することのできるトランスポンダ、通信システム、処理方法、およびプログラムを提供することを目的としている。 Each aspect of the present disclosure aims to provide a transponder, a communication system, a processing method, and a program that can solve the above problems.

上記目的を達成するために、本開示の一態様によれば、トランスポンダは、通信に使用する帯域の前記通信に不要な電波を検出し、無線通信を行う衛星に設けられるトランスポンダであって、受信信号から生成されたＩ信号およびＱ信号を検波するＩＱ検波手段と、前記ＩＱ検波手段により検波されたＩＱ分解前の信号、前記Ｉ信号および前記Ｑ信号のうち少なくとも一つに対して、高速フーリエ変換を実行するＦＦＴ処理手段と、逆拡散の処理を行った後の前記Ｉ信号および前記Ｑ信号からキャリア成分を検出するキャリア再生手段と、を備える。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present disclosure, a transponder is a transponder installed in a satellite that performs wireless communication by detecting radio waves in a band used for communication that are unnecessary for the communication, and IQ detection means for detecting the I signal and Q signal generated from the signal; the signal before IQ decomposition detected by the IQ detection means; and a fast Fourier method for at least one of the I signal and the Q signal. The apparatus includes FFT processing means for performing transformation, and carrier recovery means for detecting a carrier component from the I signal and the Q signal after despreading processing.

上記目的を達成するために、本開示の別の態様によれば、通信システムは、前記トランスポンダと、前記キャリア再生手段が検出したキャリア成分に基づいて特定されるコマンドを実行し、前記ＦＦＴ処理手段が実行した高速フーリエ変換の結果を解析する衛星搭載コンピュータと、を備える。 In order to achieve the above object, according to another aspect of the present disclosure, the communication system executes a command specified based on the carrier component detected by the transponder and the carrier regeneration means, and and an onboard computer that analyzes the results of the fast Fourier transform performed by the satellite.

上記目的を達成するために、本開示の別の態様によれば、処理方法は、通信に使用する帯域の前記通信に不要な電波を検出し、無線通信を行う衛星に設けられるトランスポンダが実行する処理方法であって、受信信号から生成されたＩ信号およびＱ信号を検波することと、検波されたＩＱ分解前の信号、前記Ｉ信号および前記Ｑ信号のうち少なくとも一つに対して、高速フーリエ変換を実行することと、逆拡散の処理を行った後の前記Ｉ信号および前記Ｑ信号からキャリア成分を検出することと、を含む。 In order to achieve the above object, according to another aspect of the present disclosure, a processing method detects radio waves unnecessary for the communication in a band used for communication, and is executed by a transponder provided in a satellite that performs wireless communication. A processing method comprising: detecting an I signal and a Q signal generated from a received signal; and performing fast Fourier processing on at least one of the detected signal before IQ decomposition, the I signal and the Q signal. and detecting a carrier component from the I signal and the Q signal after despreading.

上記目的を達成するために、本開示の別の態様によれば、プログラムは、通信に使用する帯域の前記通信に不要な電波を検出し、無線通信を行う衛星に設けられるトランスポンダが備えるプログラム可能なハードウェアにおける回路構成を決定するプログラムであって、受信信号から生成されたＩ信号およびＱ信号を検波することと、検波されたＩＱ分解前の信号、前記Ｉ信号および前記Ｑ信号のうち少なくとも一つに対して、高速フーリエ変換を実行することと、逆拡散の処理を行った後の前記Ｉ信号および前記Ｑ信号からキャリア成分を検出することと、を実行する回路をハードウェアにおいて構成させる。 In order to achieve the above object, according to another aspect of the present disclosure, a program detects radio waves unnecessary for the communication in a band used for communication, and is a programmable program included in a transponder provided in a satellite that performs wireless communication. A program for determining a circuit configuration in hardware, the program detecting an I signal and a Q signal generated from a received signal, and detecting a detected signal before IQ decomposition, at least one of the I signal and the Q signal. For one, configure in hardware a circuit that executes fast Fourier transform and detects a carrier component from the I signal and the Q signal after despreading processing. .

上記目的を達成するために、本開示の別の態様によれば、プログラムは、通信に使用する帯域の前記通信に不要な電波を検出し、無線通信を行う衛星に設けられるトランスポンダが備えるコンピュータに、受信信号から生成されたＩ信号およびＱ信号を検波することと、検波されたＩＱ分解前の信号、前記Ｉ信号および前記Ｑ信号のうち少なくとも一つに対して、高速フーリエ変換を実行することと、逆拡散の処理を行った後の前記Ｉ信号および前記Ｑ信号からキャリア成分を検出することと、を実行させる。 In order to achieve the above object, according to another aspect of the present disclosure, a program detects radio waves unnecessary for the communication in a band used for communication, and causes a computer included in a transponder installed in a satellite that performs wireless communication to , detecting an I signal and a Q signal generated from a received signal, and performing fast Fourier transform on at least one of the detected signal before IQ decomposition, the I signal, and the Q signal. and detecting a carrier component from the I signal and the Q signal after despreading processing.

本開示の各態様によれば、通信に使用する帯域の前記通信に不要な電波を検出し、無線通信を行う衛星におけるハードウェアの規模を低減することができる。 According to each aspect of the present disclosure, it is possible to detect radio waves in a band used for communication that are unnecessary for the communication, and to reduce the scale of hardware in a satellite that performs wireless communication.

本開示の実施形態による通信システムの構成の一例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a communication system according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態によるＦＦＴ処理部による処理後のスペクトラムの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a spectrum after processing by an FFT processing unit according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態による通信システムが行う受信処理の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a reception process performed by a communication system according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態による通信システムが行う送信処理の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a transmission process performed by a communication system according to an embodiment of the present disclosure. 比較対象の通信システムの構成の一例を示す図である。It is a diagram showing an example of the configuration of a communication system to be compared. 本開示の実施形態によるトランスポンダの最小構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the minimum configuration of a transponder according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態による最小構成のトランスポンダの処理フローの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a processing flow of a transponder with a minimum configuration according to an embodiment of the present disclosure. 少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of a computer according to at least one embodiment. 通信における干渉のイメージを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an image of interference in communication.

以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
＜実施形態＞
図１は、本開示の実施形態による通信システム１の構成の一例を示す図である。通信システム１は、図１に示すように、衛星搭載アンテナ１０、トランスポンダ２０、および衛星搭載コンピュータ３０を備える。通信システム１は、通信に使用する帯域の前記通信に不要な電波を検出し、無線通信を行う衛星の通信システムである。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
<Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a communication system 1 according to an embodiment of the present disclosure. The communication system 1 includes a satellite antenna 10, a transponder 20, and a satellite computer 30, as shown in FIG. The communication system 1 is a satellite communication system that detects radio waves unnecessary for the communication in a band used for communication and performs wireless communication.

衛星搭載アンテナ１０は、通信システム１の外部から到来する電磁波（以下、「電波」と記載）を受信する。そして、衛星搭載アンテナ１０は、受信した電波を電気信号である受信信号に変換する。なお、受信信号は、ＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）周波数帯のＲＦ受信信号である。また、衛星搭載アンテナ１０は、トランスポンダ２０から受ける電気信号である送信信号を電波に変換する。そして、衛星搭載アンテナ１０は、通信システム１から外部の送信先へ電波を送信する。なお、電波は、ＲＦ周波数帯の電波である。 The satellite-mounted antenna 10 receives electromagnetic waves (hereinafter referred to as "radio waves") arriving from outside the communication system 1. Then, the satellite antenna 10 converts the received radio waves into a received signal that is an electrical signal. Note that the received signal is an RF received signal in an RF (Radio Frequency) frequency band. Further, the satellite antenna 10 converts a transmission signal, which is an electrical signal, received from the transponder 20 into a radio wave. The satellite antenna 10 then transmits radio waves from the communication system 1 to an external destination. Note that the radio waves are radio waves in the RF frequency band.

トランスポンダ２０は、図１に示すように、受信系高周波部２０１、デジタル信号処理部２０２、および送信系高周波部２０３を備える。受信系高周波部２０１は、図１に示すように、ＬＮＡ（ＬｏｗＮｏｉｓｅＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）２０１ａ、およびダウンコンバータ２０１ｂを備える。ＬＮＡ２０１ａは、ＲＦ受信信号を増幅する。ダウンコンバータ２０１ｂは、ＬＮＡ２０１ａによる増幅後のＲＦ周波数帯のＲＦ信号をＩＦ（ＩｎｔｅｒｍｉｄｉａｔｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号（中間周波数信号）に変換する。 As shown in FIG. 1, the transponder 20 includes a receiving high frequency section 201, a digital signal processing section 202, and a transmitting high frequency section 203. As shown in FIG. 1, the receiving system high frequency section 201 includes an LNA (Low Noise Amplifier) 201a and a down converter 201b. LNA 201a amplifies the RF received signal. The down converter 201b converts the RF signal in the RF frequency band after amplification by the LNA 201a into an IF (Intermediate Frequency) signal (intermediate frequency signal).

デジタル信号処理部２０２は、図１に示すように、Ａ／Ｄ（ＡｎａｌｏｇｔｏＤｉｇｉｔａｌ）コンバータ２０２１、ＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）２０２２、およびＤ／Ａ（ＤｉｇｉｔａｌｔｏＡｎａｌｏｇ）コンバータ２０２３を備える。 As shown in FIG. 1, the digital signal processing unit 202 includes an A/D (Analog to Digital) converter 2021, an FPGA (Field Programmable Gate Array) 2022, and a D/A (Digital to Analog) converter 2023.

Ａ／Ｄコンバータ２０２１は、ダウンコンバータ２０１ｂによる周波数変換後のアナログのＩＦ信号を、デジタルのＩＦ信号に変換する。 The A/D converter 2021 converts the analog IF signal after frequency conversion by the down converter 201b into a digital IF signal.

ＦＰＧＡ２０２２は、図１に示すように、ＩＱ検波部２０２２ａ、ＰＮ（ＰＳＥＵＤＯＮｏｉｓｅ）コード同期部２０２２ｂ、キャリア再生部２０２２ｃ、コマンド復調部２０２２ｄ、ＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）処理部２０２２ｅ、変調信号処理部２０２２ｆ、およびＩＱ変調部２０２２ｇを備える。 As shown in FIG. 1, the FPGA 2022 includes an IQ detection section 2022a, a PN (PSEUDO Noise) code synchronization section 2022b, a carrier reproduction section 2022c, a command demodulation section 2022d, an FFT (Fast Fourier Transform) processing section 2022e, and a modulation signal processing section 2022f. , and an IQ modulation section 2022g.

ＩＱ検波部２０２２ａは、Ａ／Ｄコンバータ２０２１による変換後のデジタルのＩＦ信号に基づいて、変調方式を特定する。例えば、ＩＱ検波部２０２２ａは、ＩＦ信号に基づいて、変調方式がスペクトラム拡散の方法を用いる無線通信であるか否かを判定する。スペクトラム拡散の方法の例としては、ＣＤＭＡ（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘＡｃｃｅｓｓ）などが挙げられる。ＩＱ検波部２０２２ａは、Ａ／Ｄコンバータ２０２１による変換後のデジタルのＩＦ信号をＩチャンネルとＱチャンネルの直交成分（すなわち、Ｉ信号およびＱ信号）に分解する。つまり、ＩＱ検波部２０２２ａは、受信信号から生成されたＩ信号およびＱ信号を検波する。ＩＱ検波部２０２２ａは、ＩＱ分解前の信号、Ｉ信号、Ｑ信号のうちの少なくとも一つの信号をＦＦＴ処理部２０２２ｅに出力する。 The IQ detection unit 2022a identifies the modulation method based on the digital IF signal after conversion by the A/D converter 2021. For example, the IQ detection unit 2022a determines whether the modulation method is wireless communication using a spread spectrum method based on the IF signal. An example of a spread spectrum method is CDMA (Code Division Multiplex Access). The IQ detection unit 2022a decomposes the digital IF signal after conversion by the A/D converter 2021 into orthogonal components of an I channel and a Q channel (ie, an I signal and a Q signal). That is, the IQ detection section 2022a detects the I signal and Q signal generated from the received signal. The IQ detection section 2022a outputs at least one of the signal before IQ decomposition, the I signal, and the Q signal to the FFT processing section 2022e.

また、ＩＱ検波部２０２２ａは、Ｉ信号およびＱ信号のそれぞれから、ＰＮコードを含む信号の一部を検出し、検出した信号をＰＮコード同期部２０２２ｂに出力する。ＰＮコードとは、衛星搭載アンテナ１０が受信した電波を送信した送信機がチャンネルごとに異なる変調を行い、その変調の掛け方を示すコードである。ここでは、ＰＮコードを例に実施形態を説明しているが、ＰＮコードの代わりに別の拡散コードを用いるものであってもよい。別の拡散コードの例としては、バーカーコードなどが挙げられる。 Further, the IQ detection section 2022a detects a part of the signal including the PN code from each of the I signal and the Q signal, and outputs the detected signal to the PN code synchronization section 2022b. The PN code is a code that indicates how the transmitter that transmitted the radio waves received by the satellite antenna 10 modulates them differently for each channel. Although the embodiment is described here using a PN code as an example, another spreading code may be used instead of the PN code. Another example of a spreading code is a Barker code.

また、スペクトラム拡散の方法を用いる無線通信である場合には、ＩＱ検波部２０２２ａ、ＰＮコード同期部２０２２ｂにより、ＰＮコードを含む信号の一部に対してそのＰＮコードを打ち消す、逆拡散の処理を行う。つまり、ＩＱ検波部２０２２ａは、Ｉ信号およびＱ信号におけるＰＮコードを打ち消した信号を生成する。そして、ＩＱ検波部２０２２ａは、逆拡散の処理を行った後のＩ信号およびＱ信号をキャリア再生部２０２２ｃに出力する。なお、ＩＱ検波部２０２２ａにより行われる処理は、ＨＤＬ（ＨａｒｄｗａｒｅＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎＬａｎｇｕａｇｅ、ハードウェア記述言語）を用いて実現されるものであってよい。ＨＤＬの例としては、Ｖｅｒｉｌｏｇ－ＨＤＬ、ＶＨＤＬなどが挙げられる。 In addition, in the case of wireless communication using a spread spectrum method, the IQ detection section 2022a and the PN code synchronization section 2022b perform despreading processing to cancel out the PN code for a part of the signal including the PN code. conduct. That is, the IQ detection section 2022a generates a signal in which the PN code in the I signal and the Q signal is canceled. The IQ detection section 2022a then outputs the I signal and Q signal after performing the despreading process to the carrier recovery section 2022c. Note that the processing performed by the IQ detection unit 2022a may be realized using HDL (Hardware Description Language). Examples of HDL include Verilog-HDL, VHDL, and the like.

また、スペクトラム拡散の方法を用いる無線通信である場合には、ＰＮコード同期部２０２２ｂは、ＩＱ検波部２０２２ａがＩ信号およびＱ信号のそれぞれから検出したＰＮコードを含む信号の一部から、そのＰＮコードが示す変調の掛け方を確認する相関処理を行い、確認したＰＮコードが示す変調の掛け方に対応したＰＮコードを打ち消す処理を、逆拡散の処理を行う前のＩ信号およびＱ信号に対して行う。ＰＮコード同期部２０２２ｂは、ＰＮコードを打ち消す処理を行った後のＩ信号およびＱ信号のそれぞれに対応する信号の一部をＩＱ検波部２０２２ａに出力する。 Further, in the case of wireless communication using a spread spectrum method, the PN code synchronization unit 2022b extracts the PN code from a part of the signal including the PN code detected by the IQ detection unit 2022a from each of the I signal and the Q signal. Correlation processing is performed to confirm the modulation method indicated by the code, and processing to cancel the PN code corresponding to the modulation method indicated by the confirmed PN code is applied to the I and Q signals before despreading processing. I will do it. The PN code synchronization unit 2022b outputs a part of the signal corresponding to each of the I signal and Q signal after performing the process of canceling the PN code to the IQ detection unit 2022a.

また、スペクトラム拡散の方法を用いる無線通信である場合には、ＰＮコード同期部２０２２ｂは、送信先に応じたＰＮコードをＩＱ変調部２０２２ｇに出力する。なお、ＰＮコード同期部２０２２ｂにより行われる処理はＨＤＬを用いて実現されるものであってよい。 Furthermore, in the case of wireless communication using a spread spectrum method, the PN code synchronization section 2022b outputs a PN code according to the destination to the IQ modulation section 2022g. Note that the processing performed by the PN code synchronization unit 2022b may be implemented using HDL.

キャリア再生部２０２２ｃは、逆拡散の処理を行った後のＩ信号およびＱ信号からキャリア成分を検出し、検出したキャリア成分をコマンド復調部２０２２ｄに出力する。なお、キャリア再生部２０２２ｃにより行われる処理は、ＨＤＬを用いて実現されるものであってよい。 The carrier reproducing unit 2022c detects a carrier component from the I signal and Q signal after performing the despreading process, and outputs the detected carrier component to the command demodulating unit 2022d. Note that the processing performed by the carrier reproduction unit 2022c may be realized using HDL.

コマンド復調部２０２２ｄは、キャリア再生部２０２２ｃが出力したキャリア成分が示すコマンドを特定する。コマンド復調部２０２２ｄは、特定したコマンドを衛星搭載コンピュータ３０に実行させる信号を衛星搭載コンピュータ３０に出力する。なお、コマンド復調部２０２２ｄにより行われる処理は、ＨＤＬを用いて実現されるものであってよい。 The command demodulation unit 2022d identifies the command indicated by the carrier component output by the carrier reproduction unit 2022c. The command demodulator 2022d outputs a signal to the satellite computer 30 that causes the satellite computer 30 to execute the specified command. Note that the processing performed by the command demodulation unit 2022d may be implemented using HDL.

ＦＦＴ処理部２０２２ｅは、ＩＱ検波部２０２２ａが出力した、逆拡散の処理を行う前のＩＱ分解前の信号、Ｉ信号、Ｑ信号のうちの少なくとも一つの信号に対して、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）を実行し、変換結果（すなわち、変換後の周波数成分を示すスペクトラム）を衛星搭載コンピュータ３０に出力する。なお、ＦＦＴ処理部２０２２ｅにより行われる処理は、ＨＤＬを用いて実現されるものであってよい。 The FFT processing unit 2022e performs FFT (Fast Fourier Transform) on at least one of the IQ decomposition signal, I signal, and Q signal output from the IQ detection unit 2022a before despreading processing. is executed, and the conversion result (that is, a spectrum indicating the frequency components after conversion) is output to the satellite onboard computer 30. Note that the processing performed by the FFT processing unit 2022e may be implemented using HDL.

図２は、本開示の実施形態によるＦＦＴ処理部２０２２ｅによる処理後のスペクトラムの一例を示す図である。図２における（a）の部分は、時間変化に伴う目的波（すなわち、チャンネルに応じて変調された電波による通信に必要な周波数帯域の成分）と、妨害波（すなわち、通信には不要な成分）とを示している。ＦＦＴ処理部２０２２ｅは、処理後のスペクトラムの情報を変換結果として衛星搭載コンピュータ３０に出力する。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a spectrum after processing by the FFT processing unit 2022e according to the embodiment of the present disclosure. Part (a) in Figure 2 shows the target wave (i.e., the frequency band components necessary for communication using radio waves modulated according to the channel) and the interference wave (i.e., the components unnecessary for communication) as they change over time. ). The FFT processing unit 2022e outputs the processed spectrum information to the satellite onboard computer 30 as a conversion result.

変調信号処理部２０２２ｆは、衛星搭載コンピュータ３０から送信されたテレメトリのパケットの末尾にスペクトラムの解析結果の情報のパケットを加えた信号に対してＩ信号用データとＱ信号用データを生成する。テレメトリのパケットの例としては、コマンドに応じて衛星搭載コンピュータ３０が処理を実行し得られた結果から、ユーザが改善すべきと判定した設定、処理内容などを示すパケットが挙げられる。スペクトラムの解析結果の情報のパケットの例としては、スペクトラムに含まれていた不要な成分を含む情報などを示すパケットが挙げられる。なお、変調信号処理部２０２２ｆにより行われる処理は、ＨＤＬを用いて実現されるものであってよい。 The modulated signal processing unit 2022f generates I signal data and Q signal data for a signal obtained by adding a packet of spectrum analysis result information to the end of a telemetry packet transmitted from the satellite onboard computer 30. Examples of telemetry packets include packets that indicate settings, processing details, etc. that the user has determined should be improved based on the results obtained when the satellite onboard computer 30 executes processing in response to a command. An example of a packet of information on the spectrum analysis result is a packet indicating information including unnecessary components included in the spectrum. Note that the processing performed by the modulated signal processing section 2022f may be realized using HDL.

ＩＱ変調部２０２２ｇは、変調信号処理部２０２２ｆが生成したＩ信号用データおよびＱ信号用データのそれぞれにＰＮコードを付加した後、両者を合成する。なお、ＩＱ変調部２０２２ｇにより行われる処理は、ＨＤＬを用いて実現されるものであってよい。 The IQ modulator 2022g adds a PN code to each of the I signal data and Q signal data generated by the modulated signal processor 2022f, and then combines the two. Note that the processing performed by the IQ modulation section 2022g may be realized using HDL.

Ｄ／Ａコンバータ２０２３は、ＩＱ変調部２０２２ｇが出力するデジタルの信号である合成後の信号をアナログの信号に変換する。 The D/A converter 2023 converts the synthesized signal, which is a digital signal output from the IQ modulation section 2022g, into an analog signal.

送信系高周波部２０３は、図１に示すように、アップコンバータ２０３ａ、およびＰＡ（ＰｏｗｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ、高出力アンプ）２０３ｂを備える。アップコンバータ２０３ａは、Ｄ／Ａコンバータ２０２３が出力するアナログの信号をＲＦ周波数帯のＲＦ送信信号に変換する。ＰＡ２０３ｂは、ＲＦ送信信号を増幅する。 As shown in FIG. 1, the transmission system high frequency section 203 includes an up converter 203a and a PA (Power Amplifier) 203b. The up converter 203a converts the analog signal output by the D/A converter 2023 into an RF transmission signal in the RF frequency band. PA 203b amplifies the RF transmission signal.

衛星搭載コンピュータ３０は、衛星搭載送受信機２０から受信したコマンドに応じた処理を実行する。また、衛星搭載コンピュータ３０は、衛星搭載送受信機２０から受信したスペクトラムを解析する。そして、衛星搭載コンピュータ３０は、そのコマンドに応じて衛星搭載コンピュータ３０が処理を実行し得られた結果から、ユーザが改善すべきと判定した設定、処理内容などを示すパケットの末尾にスペクトラムの解析結果の情報を示すパケットを追加し、追加後のパケット（すなわち、テレメトリのパケットの末尾にスペクトラムの解析結果の情報のパケットを加えた信号）を衛星搭載送受信機２０に送信する。 The satellite onboard computer 30 executes processing according to commands received from the satellite onboard transceiver 20. Further, the satellite onboard computer 30 analyzes the spectrum received from the satellite onboard transceiver 20. Then, the satellite onboard computer 30 executes the processing in response to the command, and based on the results obtained, the satellite onboard computer 30 writes a spectrum analysis at the end of the packet indicating the settings and processing details that the user has determined should be improved. A packet indicating the result information is added, and the added packet (that is, a signal obtained by adding the spectrum analysis result information packet to the end of the telemetry packet) is transmitted to the satellite-mounted transceiver 20.

図３は、本開示の実施形態による通信システム１が行う受信処理の一例を示す図である。図４は、本開示の実施形態による通信システム１が行う送信処理の一例を示す図である。次に、図３、図４を参照して、通信システム１が行う送受信の処理について説明する。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of reception processing performed by the communication system 1 according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a transmission process performed by the communication system 1 according to the embodiment of the present disclosure. Next, transmission and reception processing performed by the communication system 1 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

（受信処理）
まず、図３に示す通信システム１が行う受信処理について説明する。衛星搭載アンテナ１０は、通信システム１の外部から到来する電波を受信する。そして、衛星搭載アンテナ１０は、受信した電波を電気信号であるＲＦ受信信号に変換する（ステップＳ１）。 (Reception processing)
First, a reception process performed by the communication system 1 shown in FIG. 3 will be described. The satellite antenna 10 receives radio waves arriving from outside the communication system 1 . Then, the satellite antenna 10 converts the received radio waves into an RF reception signal, which is an electrical signal (step S1).

ＬＮＡ２０１ａは、ＲＦ受信信号を増幅する（ステップＳ２）。ダウンコンバータ２０１ｂは、ＬＮＡ２０１ａによる増幅後のＲＦ周波数帯のＲＦ信号をＩＦ信号に変換する（ステップＳ３）。 The LNA 201a amplifies the RF received signal (step S2). The down converter 201b converts the RF signal in the RF frequency band after amplification by the LNA 201a into an IF signal (step S3).

Ａ／Ｄコンバータ２０２１は、ダウンコンバータ２０１ｂによる周波数変換後のアナログのＩＦ信号を、デジタルのＩＦ信号に変換する（ステップＳ４）。 The A/D converter 2021 converts the analog IF signal after frequency conversion by the down converter 201b into a digital IF signal (step S4).

ＩＱ検波部２０２２ａは、Ａ／Ｄコンバータ２０２１による変換後のデジタルのＩＦ信号をＩチャンネルとＱチャンネルの直交成分（すなわち、Ｉ信号およびＱ信号）に分解する（ステップＳ５）。ＩＱ検波部２０２２ａは、ＩＱ分解前の信号、Ｉ信号、Ｑ信号のうちの少なくとも一つの信号をＦＦＴ処理部２０２２ｅに出力する。 The IQ detection unit 2022a decomposes the digital IF signal after conversion by the A/D converter 2021 into orthogonal components of the I channel and Q channel (ie, I signal and Q signal) (step S5). The IQ detection section 2022a outputs at least one of the signal before IQ decomposition, the I signal, and the Q signal to the FFT processing section 2022e.

ＦＦＴ処理部２０２２ｅは、ＩＱ検波部２０２２ａが出力した、ＩＱ分解前の信号、Ｉ信号、Ｑ信号のうちの少なくとも一つの信号に対して、ＦＦＴを実行する（ステップＳ６）。 The FFT processing unit 2022e performs FFT on at least one of the signal before IQ decomposition, the I signal, and the Q signal output by the IQ detection unit 2022a (step S6).

ＩＱ検波部２０２２ａは、Ａ／Ｄコンバータ２０２１による変換後のデジタルのＩＦ信号に基づいて、変調方式を特定する。例えば、ＩＱ検波部２０２２ａは、ＩＦ信号に基づいて、変調方式がスペクトラム拡散の方法を用いる無線通信であるか否かを判定する（ステップＳ７）。 The IQ detection unit 2022a identifies the modulation method based on the digital IF signal after conversion by the A/D converter 2021. For example, the IQ detection unit 2022a determines whether the modulation method is wireless communication using a spread spectrum method based on the IF signal (step S7).

ＩＱ検波部２０２２ａは、変調方式がスペクトラム拡散の方法を用いる無線通信であると判定した場合（ステップＳ７においてＹＥＳ）、Ｉ信号およびＱ信号のそれぞれから、ＰＮコードを含む信号の一部を検出し、検出した信号をＰＮコード同期部２０２２ｂに出力する。
ＦＦＴ処理部２０２２ｅは、ＦＦＴの変換結果（すなわち、変換後の周波数成分を示すスペクトラム）を衛星搭載コンピュータ３０に出力する。 If the IQ detection unit 2022a determines that the modulation method is wireless communication using a spread spectrum method (YES in step S7), the IQ detection unit 2022a detects a part of the signal including the PN code from each of the I signal and the Q signal. , outputs the detected signal to the PN code synchronization section 2022b.
The FFT processing unit 2022e outputs the FFT conversion result (that is, a spectrum indicating the frequency components after conversion) to the satellite onboard computer 30.

ＰＮコード同期部２０２２ｂは、ＩＱ検波部２０２２ａがＩ信号およびＱ信号のそれぞれから検出したＰＮコードを含む信号の一部から、そのＰＮコードが示す変調の掛け方を確認する相関処理を行い、確認したＰＮコードが示す変調の掛け方に対応したＰＮコードを打ち消す処理を、Ｉ信号およびＱ信号に対して行う（ステップＳ８）。ＰＮコード同期部２０２２ｂは、ＰＮコードを打ち消す処理を行った後のＩ信号およびＱ信号のそれぞれに対応する信号の一部をＩＱ検波部２０２２ａに出力する。 The PN code synchronization unit 2022b performs correlation processing to confirm the modulation method indicated by the PN code from the part of the signal containing the PN code detected by the IQ detection unit 2022a from each of the I signal and the Q signal. A process of canceling the PN code corresponding to the modulation method indicated by the PN code is performed on the I signal and the Q signal (step S8). The PN code synchronization unit 2022b outputs a part of the signal corresponding to each of the I signal and Q signal after performing the process of canceling the PN code to the IQ detection unit 2022a.

ＩＱ検波部２０２２ａ、ＰＮコード同期部２０２２ｂにより、ＰＮコードを含む信号の一部に対してそのＰＮコードを打ち消す、逆拡散の処理を行う（ステップＳ９）。つまり、ＩＱ検波部２０２２ａは、Ｉ信号およびＱ信号におけるＰＮコードを打ち消した信号を生成する。そして、ＩＱ検波部２０２２ａは、Ｉ信号およびＱ信号（この場合、逆拡散の処理を行った後のＩ信号およびＱ信号）をキャリア再生部２０２２ｃに出力する。 The IQ detection unit 2022a and the PN code synchronization unit 2022b perform despreading processing to cancel the PN code for a part of the signal including the PN code (step S9). That is, the IQ detection section 2022a generates a signal in which the PN code in the I signal and the Q signal is canceled. Then, the IQ detection section 2022a outputs the I signal and the Q signal (in this case, the I signal and the Q signal after performing despreading processing) to the carrier recovery section 2022c.

キャリア再生部２０２２ｃは、Ｉ信号およびＱ信号からキャリア成分を検出し（ステップＳ１０）、検出したキャリア成分をコマンド復調部２０２２ｄに出力する。 The carrier reproducing unit 2022c detects a carrier component from the I signal and the Q signal (step S10), and outputs the detected carrier component to the command demodulating unit 2022d.

また、ＩＱ検波部２０２２ａは、変調方式がスペクトラム拡散の方法を用いる無線通信でないと判定した場合（ステップＳ７においてＮＯ）、Ｉ信号およびＱ信号をキャリア再生部２０２２ｃに出力し、キャリア再生部２０２２ｃは、ステップＳ１０の処理を行う。すなわち、変調方式がスペクトラム拡散の方法を用いる無線通信でないとＩＱ検波部２０２２ａが判定した場合、ステップＳ７～ステップＳ９の処理を行わない。 Further, when the IQ detection section 2022a determines that the modulation method is not wireless communication using a spread spectrum method (NO in step S7), the IQ detection section 2022a outputs the I signal and the Q signal to the carrier regeneration section 2022c, and the carrier regeneration section 2022c , performs the process of step S10. That is, when the IQ detection unit 2022a determines that the modulation method is not wireless communication using a spread spectrum method, the processing in steps S7 to S9 is not performed.

コマンド復調部２０２２ｄは、キャリア再生部２０２２ｃが出力したキャリア成分が示すコマンドを特定する（ステップＳ１１）。コマンド復調部２０２２ｄは、特定したコマンドを衛星搭載コンピュータ３０に実行させる信号を衛星搭載コンピュータ３０に出力する。 The command demodulating unit 2022d identifies the command indicated by the carrier component output by the carrier reproducing unit 2022c (step S11). The command demodulator 2022d outputs a signal to the satellite computer 30 that causes the satellite computer 30 to execute the specified command.

衛星搭載コンピュータ３０は、衛星搭載送受信機２０から受信したコマンドに応じた処理を実行する。また、衛星搭載コンピュータ３０は、衛星搭載送受信機２０から受信したスペクトラムを解析する。 The satellite onboard computer 30 executes processing according to commands received from the satellite onboard transceiver 20. Further, the satellite onboard computer 30 analyzes the spectrum received from the satellite onboard transceiver 20.

（送信処理）
次に、図４に示す通信システム１が行う送信処理について説明する。衛星搭載コンピュータ３０は、コマンドに応じて衛星搭載コンピュータ３０が処理を実行し得られた結果から、ユーザが改善すべきと判定した設定、処理内容などを示すパケットの末尾にスペクトラムの解析結果の情報を示すパケットを追加し、追加後のパケット（すなわち、テレメトリのパケットの末尾にスペクトラムの解析結果の情報のパケットを加えた信号）を衛星搭載送受信機２０に送信する。なお、以下に示す通信システム１が行う送信処理は、変調方式がスペクトラム拡散の方法を用いる無線通信であるものとして説明する。 (Transmission processing)
Next, a transmission process performed by the communication system 1 shown in FIG. 4 will be described. The satellite onboard computer 30 executes the processing in response to the command, and based on the results obtained, the satellite onboard computer 30 stores information on the spectrum analysis results at the end of the packet indicating the settings and processing details that the user has determined should be improved. The added packet (that is, the signal obtained by adding the spectrum analysis result information packet to the end of the telemetry packet) is transmitted to the satellite-mounted transceiver 20. Note that the transmission processing performed by the communication system 1 described below will be described assuming that the modulation method is wireless communication using a spread spectrum method.

変調信号処理部２０２２ｆは、衛星搭載コンピュータ３０から送信されたテレメトリのパケットの末尾にスペクトラムの解析結果の情報のパケットを加えた信号に対してＩ信号用データとＱ信号用データを生成する（ステップＳ２１）。 The modulated signal processing unit 2022f generates I signal data and Q signal data for a signal obtained by adding a packet of spectrum analysis result information to the end of a telemetry packet transmitted from the satellite onboard computer 30 (step S21).

ＰＮコード同期部２０２２ｂは、送信先に応じたＰＮコードをＩＱ変調部２０２２ｇに出力する。 PN code synchronization section 2022b outputs a PN code according to the destination to IQ modulation section 2022g.

ＩＱ変調部２０２２ｇは、変調信号処理部２０２２ｆが生成したＩ信号用データおよびＱ信号用データのそれぞれにＰＮコードを付加した後、両者を合成する（ステップＳ２２）。 The IQ modulator 2022g adds a PN code to each of the I signal data and Q signal data generated by the modulated signal processor 2022f, and then combines the two (step S22).

Ｄ／Ａコンバータ２０２３は、ＩＱ変調部２０２２ｇが出力する合成後のデジタルの信号をアナログの信号に変換する（ステップＳ２３）。 The D/A converter 2023 converts the synthesized digital signal output from the IQ modulator 2022g into an analog signal (step S23).

アップコンバータ２０３ａは、Ｄ／Ａコンバータ２０２３が出力するアナログの信号をＲＦ周波数帯のＲＦ送信信号に変換する（ステップＳ２４）。ＰＡ２０３ｂは、ＲＦ送信信号を増幅する（ステップＳ２５）。 The up converter 203a converts the analog signal output by the D/A converter 2023 into an RF transmission signal in the RF frequency band (step S24). The PA 203b amplifies the RF transmission signal (step S25).

衛星搭載アンテナ１０は、トランスポンダ２０から受ける電気信号であるＲＦ送信信号を電波に変換する（ステップＳ２６）。そして、衛星搭載アンテナ１０は、通信システム１から外部の送信先へ電波を送信する。 The satellite antenna 10 converts the RF transmission signal, which is an electric signal received from the transponder 20, into radio waves (step S26). The satellite antenna 10 then transmits radio waves from the communication system 1 to an external destination.

なお、上述の本開示の実施形態では、トランスポンダ２０の一部をＦＰＧＡ２０２２により実現されるものとして説明した。しかしながら、トランスポンダ２０は、ＦＰＧＡ２０２２以外のハードウェアで実現されるものであってもよい。ＦＰＧＡ２０２２以外のハードウェアの例としては、ＰＬＤ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＤｅｖｉｃｅ）、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）などが挙げられる。 Note that in the embodiment of the present disclosure described above, a part of the transponder 20 is described as being implemented by the FPGA 2022. However, the transponder 20 may be realized by hardware other than the FPGA 2022. Examples of hardware other than FPGA2022 include PLD (Programmable Logic Device), CPU (Central Processing Unit), and ASIC (Application Specific Integrated Circuit). ), etc.

（利点）
以上、本開示の実施形態による通信システム１について説明した。ここで、比較対象の通信システム１ａについて説明する。通信システム１ａは、図５は、比較対象の通信システム１ａの構成の一例を示す図である。通信システム１ａは、図５に示すように、衛星搭載アンテナ１０、トランスポンダ２０ａ、衛星搭載コンピュータ３０、およびＦＦＴ処理装置４０を備える。 (advantage)
The communication system 1 according to the embodiment of the present disclosure has been described above. Here, the communication system 1a to be compared will be explained. FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the communication system 1a to be compared. The communication system 1a includes a satellite antenna 10, a transponder 20a, a satellite computer 30, and an FFT processing device 40, as shown in FIG.

通信システム１ａが備える衛星搭載アンテナ１０および衛星搭載コンピュータ３０は、通信システム１が備える衛星搭載アンテナ１０および衛星搭載コンピュータ３０と同一である。トランスポンダ２０ａは、トランスポンダ２０と異なり、図５に示すように、受信系高周波部２０１、デジタル信号処理部２０２、Ａ／Ｄコンバータ２０２１、ＩＱ検波部２０２２ａ１、ＰＮコード同期部２０２２ｂ１、キャリア再生部２０２２ｃ１、コマンド復調部２０２２ｄ１、変調信号処理部２０２２ｆ１、ＩＱ変調部２０２２ｇ１、およびＤ／Ａコンバータ２０２３を備える。 The satellite antenna 10 and the satellite computer 30 included in the communication system 1a are the same as the satellite antenna 10 and the satellite computer 30 included in the communication system 1. Unlike the transponder 20, the transponder 20a, as shown in FIG. 5, includes a receiving system high frequency section 201, a digital signal processing section 202, an A/D converter 2021, an IQ detection section 2022a1, a PN code synchronization section 2022b1, a carrier regeneration section 2022c1, It includes a command demodulator 2022d1, a modulated signal processor 2022f1, an IQ modulator 2022g1, and a D/A converter 2023.

なお、トランスポンダ２０ａが備える受信系高周波部２０１、デジタル信号処理部２０２、Ａ／Ｄコンバータ２０２１、ＩＱ検波部２０２２ａ１、ＰＮコード同期部２０２２ｂ１、キャリア再生部２０２２ｃ１、コマンド復調部２０２２ｄ１、変調信号処理部２０２２ｆ１、ＩＱ変調部２０２２ｇ１、およびＤ／Ａコンバータ２０２３は、トランスポンダ２０が備える受信系高周波部２０１、デジタル信号処理部２０２、Ａ／Ｄコンバータ２０２１、ＩＱ検波部２０２２ａ、ＰＮコード同期部２０２２ｂ、キャリア再生部２０２２ｃ、コマンド復調部２０２２ｄ、変調信号処理部２０２２ｆ、ＩＱ変調部２０２２ｇ、およびＤ／Ａコンバータ２０２３とそれぞれ同一の処理を行うものである。ただし、ＩＱ検波部２０２２ａ１、ＰＮコード同期部２０２２ｂ１、キャリア再生部２０２２ｃ１、コマンド復調部２０２２ｄ１、変調信号処理部２０２２ｆ１、およびＩＱ変調部２０２２ｇ１は必ずしもＦＰＧＡで実現されるとは限らない。 Note that the transponder 20a includes a receiving system high frequency section 201, a digital signal processing section 202, an A/D converter 2021, an IQ detection section 2022a1, a PN code synchronization section 2022b1, a carrier regeneration section 2022c1, a command demodulation section 2022d1, and a modulated signal processing section 2022f1. , IQ modulation section 2022g1, and D/A converter 2023 include a reception system high frequency section 201, digital signal processing section 202, A/D converter 2021, IQ detection section 2022a, PN code synchronization section 2022b, and carrier regeneration section included in the transponder 20. 2022c, command demodulation section 2022d, modulation signal processing section 2022f, IQ modulation section 2022g, and D/A converter 2023, respectively. However, the IQ detection section 2022a1, PN code synchronization section 2022b1, carrier regeneration section 2022c1, command demodulation section 2022d1, modulated signal processing section 2022f1, and IQ modulation section 2022g1 are not necessarily realized by FPGA.

また、ＦＦＴ処理装置４０は、トランスポンダ２０ａが備える受信系高周波部２０１、Ａ／Ｄコンバータ２０２１、ＩＱ検波部２０２２ａ１に加えて、さらにＦＦＴ処理部４０１を備える。なお、ＦＦＴ処理部４０１は、ＦＦＴ処理部２０２２ｅと同一の処理を行うものである。ただし、ＦＦＴ処理部４０１は、必ずしもＦＰＧＡで実現されるとは限らない。 Further, the FFT processing device 40 further includes an FFT processing section 401 in addition to the reception system high frequency section 201, A/D converter 2021, and IQ detection section 2022a1 included in the transponder 20a. Note that the FFT processing unit 401 performs the same processing as the FFT processing unit 2022e. However, the FFT processing unit 401 is not necessarily implemented using an FPGA.

上述のように、比較対象の通信システム１ａは、トランスポンダ２０ａが備える受信系高周波部２０１、Ａ／Ｄコンバータ２０２１、およびＩＱ検波部２０２２ａ１と、ＦＦＴ処理装置４０が備える受信系高周波部２０１、Ａ／Ｄコンバータ２０２１、およびＩＱ検波部２０２２ａ１とで重複する構成となる。 As described above, the communication system 1a to be compared includes the reception system high frequency section 201, A/D converter 2021, and IQ detection section 2022a1 included in the transponder 20a, and the reception system high frequency section 201, A/D converter 2021, and IQ detection section 2022a1 included in the FFT processing device 40. The D converter 2021 and the IQ detection section 2022a1 have an overlapping configuration.

それに対して、通信システム１は、ＦＦＴの処理とコマンドを特定する処理とで共通の受信系高周波部２０１、Ａ／Ｄコンバータ２０２１、およびＩＱ検波部２０２２ａを備えている。これは、ＦＰＧＡ２０２２においてＦＦＴ処理部２０２２ｅを構成することにより実現されるものである。そのため、通信システム１は、通信システム１ａに比べて、受信系高周波部２０１、Ａ／Ｄコンバータ２０２１、およびＩＱ検波部２０２２ａ１に相当するハードウェアと、ＦＦＴ処理装置４０の筐体に相当する材料の分だけ削減することができる。 On the other hand, the communication system 1 includes a receiving system high frequency section 201, an A/D converter 2021, and an IQ detection section 2022a, which are common for FFT processing and command specifying processing. This is realized by configuring an FFT processing section 2022e in the FPGA 2022. Therefore, compared to the communication system 1a, the communication system 1 includes hardware corresponding to the receiving system high frequency section 201, A/D converter 2021, and IQ detection section 2022a1, and materials corresponding to the casing of the FFT processing device 40. can be reduced by just that amount.

つまり、上述の通信システム１により、通信に使用する帯域の前記通信に不要な電波を検出し、無線通信を行う衛星におけるハードウェアの規模を低減することができる。その結果、通信システム１により、衛星の重量を低減することができる。 That is, the above-described communication system 1 can detect radio waves unnecessary for the communication in the band used for communication, and reduce the scale of hardware in a satellite that performs wireless communication. As a result, the communication system 1 allows the weight of the satellite to be reduced.

なお、本開示の一実施形態では、通信システム１が行う送信処理は、変調方式がスペクトラム拡散の方法を用いる無線通信であるものとして説明する。しかしながら、変調方式がスペクトラム拡散の方法を用いない無線通信である本開示の別の実施形態では、ＰＮコード同期部２０２２ｂ１は、ＰＮコードを付加する処理（すなわち、図４におけるステップＳ２２の処理）を行わない。また、変調方式がスペクトラム拡散の方法を用いない無線通信である本開示の別の実施形態では、通信システム１は、ＰＮコード同期部２０２２ｂ１を備えなくてもよい。 Note that in an embodiment of the present disclosure, the transmission processing performed by the communication system 1 will be described as wireless communication using a spread spectrum modulation method. However, in another embodiment of the present disclosure in which the modulation method is wireless communication that does not use a spread spectrum method, the PN code synchronization unit 2022b1 performs the process of adding the PN code (that is, the process of step S22 in FIG. 4). Not performed. Furthermore, in another embodiment of the present disclosure in which the modulation method is wireless communication that does not use a spread spectrum method, the communication system 1 does not need to include the PN code synchronization unit 2022b1.

図６は、本開示の実施形態によるトランスポンダ２０の最小構成を示す図である。トランスポンダ２０は、通信に使用する帯域の前記通信に不要な電波を検出し、無線通信を行う衛星に設けられるＦＰＧＡであって、図６に示すように、ＩＱ検波部２０２２ａ（ＩＱ検波手段の一例）、ＦＦＴ処理部２０２２ｅ（ＦＦＴ処理手段の一例）、およびキャリア再生部２０２２ｃ（キャリア再生手段の一例）を備える。 FIG. 6 is a diagram showing the minimum configuration of the transponder 20 according to the embodiment of the present disclosure. The transponder 20 is an FPGA installed in a satellite that detects radio waves in a band used for communication that are unnecessary for the communication and performs wireless communication, and as shown in FIG. ), an FFT processing section 2022e (an example of an FFT processing means), and a carrier reproducing section 2022c (an example of a carrier reproducing means).

ＩＱ検波部２０２２ａは、受信信号から生成されたＩ信号およびＱ信号を検波する。ＦＦＴ処理部２０２２ｅは、ＩＱ検波部２０２２ａにより検波されたＩＱ分解前の信号、前記Ｉ信号および前記Ｑ信号のうち少なくとも一つに対して、高速フーリエ変換を実行する。キャリア再生部２０２２ｃは、ＩＱ検波部２０２２ａにより検波された前記Ｉ信号および前記Ｑ信号からキャリア成分を検出する。 IQ detection section 2022a detects I and Q signals generated from the received signal. The FFT processing unit 2022e performs fast Fourier transform on at least one of the signal before IQ decomposition detected by the IQ detection unit 2022a, the I signal, and the Q signal. The carrier reproducing section 2022c detects a carrier component from the I signal and the Q signal detected by the IQ detecting section 2022a.

図７は、本開示の実施形態による最小構成のトランスポンダ２０の処理フローの一例を示す図である。次に、図７を参照して、本開示の実施形態による最小構成のトランスポンダ２０による処理について説明する。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a processing flow of the transponder 20 with the minimum configuration according to the embodiment of the present disclosure. Next, with reference to FIG. 7, processing by the transponder 20 with the minimum configuration according to the embodiment of the present disclosure will be described.

ＩＱ検波部２０２２ａは、受信信号から生成されたＩ信号およびＱ信号を検波する（ステップＳ３１）。ＦＦＴ処理部２０２２ｅは、ＩＱ検波部２０２２ａにより検波されたＩＱ分解前の信号、前記Ｉ信号および前記Ｑ信号のうち少なくとも一つに対して、高速フーリエ変換を実行する（ステップＳ３２）。キャリア再生部２０２２ｃは、ＩＱ検波部２０２２ａにより検波された前記Ｉ信号および前記Ｑ信号からキャリア成分を検出する（ステップＳ３３）。 The IQ detection unit 2022a detects the I signal and Q signal generated from the received signal (step S31). The FFT processing unit 2022e performs fast Fourier transform on at least one of the signal before IQ decomposition detected by the IQ detection unit 2022a, the I signal, and the Q signal (step S32). The carrier reproducing unit 2022c detects a carrier component from the I signal and the Q signal detected by the IQ detecting unit 2022a (step S33).

以上、本開示の実施形態による最小構成のトランスポンダ２０について説明した。トランスポンダ２０により、通信に使用する帯域の前記通信に不要な電波を検出し、無線通信を行う衛星におけるハードウェアの規模を低減することができる。 The transponder 20 with the minimum configuration according to the embodiment of the present disclosure has been described above. The transponder 20 can detect radio waves in a band used for communication that are unnecessary for the communication, and can reduce the scale of hardware in a satellite that performs wireless communication.

なお、本開示の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。 Note that the order of the processing in the embodiment of the present disclosure may be changed as long as appropriate processing is performed.

本開示の実施形態について説明したが、上述の通信システム１、トランスポンダ２０、その他の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータの具体例を以下に示す。 Although the embodiment of the present disclosure has been described, the above-described communication system 1, transponder 20, and other control devices may include a computer system therein. The above-described processing steps are stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above-mentioned processing is performed by reading and executing this program by the computer. A specific example of a computer is shown below.

図８は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。コンピュータ５は、図８に示すように、ＣＰＵ６、メインメモリ７、ストレージ８、インターフェース９を備える。例えば、上述の通信システム１、トランスポンダ２０、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ５に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ８に記憶されている。ＣＰＵ６は、プログラムをストレージ８から読み出してメインメモリ７に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ６は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ７に確保する。 FIG. 8 is a schematic block diagram showing the configuration of a computer according to at least one embodiment. The computer 5 includes a CPU 6, a main memory 7, a storage 8, and an interface 9, as shown in FIG. For example, each of the above-described communication system 1, transponder 20, and other control devices is implemented in the computer 5. The operations of each processing section described above are stored in the storage 8 in the form of a program. The CPU 6 reads the program from the storage 8, expands it to the main memory 7, and executes the above processing according to the program. Further, the CPU 6 reserves storage areas corresponding to each of the above-mentioned storage units in the main memory 7 according to the program.

ストレージ８の例としては、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ８は、コンピュータ５のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース９または通信回線を介してコンピュータ５に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ５に配信される場合、配信を受けたコンピュータ５が当該プログラムをメインメモリ７に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ８は、一時的でない有形の記憶媒体である。 Examples of the storage 8 include HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), magnetic disk, magneto-optical disk, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), and DVD-ROM (Digital Versatile). (Disc Read Only Memory) , semiconductor memory, etc. Storage 8 may be an internal medium directly connected to the bus of computer 5, or may be an external medium connected to computer 5 via interface 9 or a communication line. Further, when this program is distributed to the computer 5 via a communication line, the computer 5 that receives the distribution may develop the program in the main memory 7 and execute the above processing. In at least one embodiment, storage 8 is a non-transitory tangible storage medium.

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。 Further, the program may realize some of the functions described above. Furthermore, the program may be a file that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in the computer system, a so-called difference file (difference program).

本開示のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、省略、置き換え、変更を行ってよい。 Although several embodiments of the present disclosure have been described, these embodiments are examples and do not limit the scope of the invention. Various additions, omissions, substitutions, and changes may be made to these embodiments without departing from the gist of the invention.

１、１ａ・・・通信システム
５・・・コンピュータ
６・・・ＣＰＵ
７・・・メインメモリ
８・・・ストレージ
９・・・インターフェース
１０・・・衛星搭載アンテナ
２０・・・トランスポンダ
３０・・・衛星搭載コンピュータ
４０・・・ＦＦＴ処理装置
２０１・・・受信系高周波部
２０１ａ・・・ＬＮＡ
２０１ｂ・・・ダウンコンバータ
２０２・・・デジタル信号処理部
２０３・・・送信系高周波部
４０１・・・ＦＦＴ処理部
２０２１・・・Ａ／Ｄコンバータ
２０２２・・・ＦＰＧＡ
２０２３・・・Ｄ／Ａコンバータ
２０２２ａ、２０２２ａ１・・・ＩＱ検波部
２０２２ｂ、２０２２ｂ１・・・ＰＮコード同期部
２０２２ｃ、２０２２ｃ１・・・キャリア再生部
２０２２ｄ、２０２２ｄ１・・・コマンド復調部
２０２２ｅ、２０２２ｅ１・・・ＦＦＴ処理部
２０２２ｆ、２０２２ｆ１・・・変調信号処理部
２０２２ｇ、２０２２ｇ１・・・ＩＱ変調部 1, 1a...Communication system 5...Computer 6...CPU
7...Main memory 8...Storage 9...Interface 10...Satellite onboard antenna 20...Transponder 30...Satellite onboard computer 40...FFT processing device 201...Receiving system high frequency section 201a...LNA
201b...Down converter 202...Digital signal processing section 203...Transmission system high frequency section 401...FFT processing section 2021...A/D converter 2022...FPGA
2023...D/A converter 2022a, 2022a1...IQ detection section 2022b, 2022b1...PN code synchronization section 2022c, 2022c1...Carrier regeneration section 2022d, 2022d1...Command demodulation section 2022e, 2022e1...・FFT processing section 2022f, 2022f1...Modulation signal processing section 2022g, 2022g1...IQ modulation section

Claims

A transponder installed in a satellite that detects radio waves unnecessary for the communication in a band used for communication and performs wireless communication,
IQ detection means for detecting I and Q signals generated from the received signal;
FFT processing means for performing fast Fourier transform on at least one of the signal before IQ decomposition detected by the IQ detection means, the I signal, and the Q signal;
carrier recovery means for detecting a carrier component from the I signal and the Q signal after despreading processing;
A transponder equipped with.

an FPGA whose internal configuration is determined by a hardware description language written to execute the IQ detection means, the carrier regeneration means, and the FFT processing means;
The transponder according to claim 1, comprising:

a CPU that executes a program written to execute the IQ detection means, the carrier regeneration means, and the FFT processing means;
The transponder according to claim 1, comprising:

an ASIC configured to execute the IQ detection means, the carrier recovery means, and the FFT processing means;
The transponder according to claim 1, comprising:

The satellite is a satellite that performs wireless communication,
The IQ detection means includes:
generating a signal that cancels the spreading code in the I signal and the Q signal;
The carrier regeneration means includes:
detecting a carrier component from the signal generated by the IQ detection means;
A transponder according to any one of claims 1 to 4.

A transponder according to any one of claims 1 to 5,
a satellite-mounted computer that executes a command specified based on the carrier component detected by the carrier reproducing means and analyzes the result of the fast Fourier transform performed by the FFT processing means;
A communication system equipped with

A processing method executed by a transponder installed in a satellite that performs wireless communication by detecting radio waves unnecessary for the communication in a band used for communication,
Detecting an I signal and a Q signal generated from the received signal;
Performing fast Fourier transform on at least one of the detected signal before IQ decomposition, the I signal, and the Q signal;
Detecting a carrier component from the I signal and the Q signal after despreading processing;
processing methods including;

A program that detects radio waves unnecessary for the communication in a band used for communication and determines a circuit configuration in programmable hardware included in a transponder installed in a satellite that performs wireless communication,
Detecting an I signal and a Q signal generated from the received signal;
Performing fast Fourier transform on at least one of the detected signal before IQ decomposition, the I signal, and the Q signal;
detecting a carrier component from the I signal and the Q signal after performing fast Fourier transform;
A program that configures a circuit in hardware to execute.

A computer included in a transponder installed in a satellite that detects radio waves unnecessary for the communication in the band used for communication and performs wireless communication,
Detecting an I signal and a Q signal generated from the received signal;
Performing fast Fourier transform on at least one of the detected signal before IQ decomposition, the I signal, and the Q signal;
Detecting a carrier component from the I signal and the Q signal after despreading processing;
A program to run.