高速伝送システムの研究

地球観測衛星の高性能化に伴い発生する大容量の観測データを地上に送るためには、高速伝送システムが必要とされています。特に、発災時における緊急観測によって得られた観測データは重要度が高く、観測を行ってから短い時間で大容量のデータを地上に送ることができる高速伝送システムが必要になります。

本研究では、衛星－地上局間の伝送システムの高速化の研究開発を実施しています。

これまでの研究成果

これまでの成果としてX帯（8GHz帯の周波数）を使用した通信システムの高速化と小型軽量化を目指し、「高速マルチモード変調器（XMOD）」を開発しました。このXMODは2014年に打上げられた陸域観測技術衛星2号「だいち2号」に搭載され、伝送速度800Mbps（2014年時点で地球観測衛星として世界最高レベル）を実現しました。

X帯の電波は降雨などの影響を受けにくい性質があることから、信頼性が高い通信が可能ですが、それ故に、使用する衛星数が増加し電波干渉問題が顕在化しつつあります。また、使用可能帯域幅の限界を迎えつつあります。

研究の意義価値

2020年代に必要とされる大容量データ伝送の要求に応えるために、地球観測衛星から直接または中継衛星を介して行うデータ伝送の大容量化を行います。Ka帯周波数を利用することで、地球観測衛星から地上局への伝送速度を平均8Gbps、静止中継衛星から地上局へのデータ伝送速度を16Gbpsとしつつも、コンパクトな伝送システムを実現させます。

また、DVB-S2X規格^*で用いられる伝送フォーマットを採用することで、世界中の多くの衛星オペレータで運用可能な通信システムを目指します。

^*DVB（Digital Video Broadcasting）-S2X：欧州電気通信標準化機構（ETSI）が定める通信標準規格

発表論文等

Kazuya Inaoka, Masashi Shirakura, Yoshiyuki Tashima, Tomohiro Araki and Masaaki Shimada, "Study on an Ultra High Speed Transmission System for Earth Observation Satellites", The 18th Ka and Broadband Communications, Canada, 2012.
田島成将, 稲岡和也, 荒木智宏, 島田政明, 谷島正信, "地球観測衛星用Ka帯高速伝送システムの検討：LDPC符号、VCM/ACMの検討", 電子情報通信学会技術研究報告, SANE, 宇宙・航行エレクトロニクス Vol.113 No.88, p.11-16, 2013.
Masanobu Yajima, Mitsuhiro Nakadai, Yoshiyuki Tashima, Nobuhiko Ando, Shigenori Tani and Akinori Fujimura, "Performance Evaluation of Ka-band Satellite Communication Subsystems Using Digital Pre-Distorter", The 7th ESA International Workshop on Tracking, Telemetry and Command Systems for Space Applications (TTC 2016), Netherlands, 2016.
Masanobu Yajima, Mitsuhiro Nakadai, Yoshiyuki Tashima, "Experimental Evaluation of Non-linear Distortion Compensation Using the WINDS Satellite", The 31st International Symposium on Space Technology and Science (31st ISTS), Ehime, 2017.
Chihaya Kato, Mitsuhiro Nakadai and Masanobu Yajima, "Performance Evaluation of ka-band Telecommunication Subsystems for Earth Observation Satellites", The 23rd Ka and Broadband Communications, Italy, 2017.
加藤智隼, 中台光洋, 谷島正信, "仰角毎に変調方式のみを可変とするVCMシステムの検討", 電子情報通信学会技術研究報告, SANE, 宇宙・航行エレクトロニクス Vol.118 No.105, p.33-37, 2018.
Chihaya Kato, Mitsuhiro Nakadai and Masanobu Yajima, "Investigation of the Framing Structure on High-speed Ka-band VCM System for Earth Observation Satellites", The 24th Ka and Broadband Communications, Canada, 2018.