(57)【要約】【課題】  複数の回線の使用と通信断の防止とを両立させ、小型化を図った衛星通信装置を提供すること。【解決手段】  実施形態によれば、衛星通信装置は、複数のチャネルで通信可能な衛星通信装置であって、複数のチャネルで共用されるプロセッサと、優先順位テーブルと、優先度処理機能とを具備する。優先順位テーブルは、プロセッサにより実行されるプロセス間の相互の優先順位を予め登録したテーブルである。優先度処理機能は、複数のチャネルでの通信中にキューイングされた複数のプロセスの実行順序を、優先順位テーブルに基づいて動的に入れ替える。【選択図】  図２
2018011145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャネルで通信可能な衛星通信装置において、
前記複数のチャネルで共用されるプロセッサと、
前記プロセッサにより実行されるプロセス間の相互の優先順位を予め登録した優先順位テーブルと、
前記複数のチャネルでの通信中にキューイングされた複数のプロセスの実行順序を、前記優先順位テーブルに基づいて動的に入れ替える優先度処理機能とを具備する、衛星通信装置。
【請求項２】
前記優先度処理機能は、現時点で処理中のプロセスよりも優先度の高いプロセスがキューイングされると、当該優先度の高いプロセスの順序を最前に移動する、請求項１に記載の衛星通信装置。
【請求項３】
前記優先度処理機能は、前記プロセッサの負荷に基づいて前記複数のプロセスの実行順序を入れ替える、請求項１に記載の衛星通信装置。
【請求項４】
複数のチャネルで共用されるプロセッサを具備する衛星通信装置の通信制御方法であって、
前記プロセッサにより実行されるプロセス間の相互の優先順位を、優先順位テーブルに予め登録することと、
前記複数のチャネルでの通信中にキューイングされた複数のプロセスの実行順序を、前記優先順位テーブルに基づいて動的に入れ替えることとを含む、通信制御方法。
【請求項５】
前記入れ替えることは、現時点で処理中のプロセスよりも優先度の高いプロセスがキューイングされると、当該優先度の高いプロセスの順序を最前に移動する、請求項４に記載の通信制御方法。
【請求項６】
前記入れ替えることは、前記プロセッサの負荷に基づいて前記複数のプロセスの実行順序を入れ替える、請求項４に記載の通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、例えばＶＳＡＴ（Very Small Aperture Terminal）に適用可能な衛星通信装置および通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＶＳＡＴは、静止衛星と通信するための装置のうち、アンテナ開口が比較的小さなものとして知られている。近年ではこの種の衛星通信システムの小型化に関する技術開発が盛んである。例えば車載型のハードウェアも提供されていて、その機動性を活かして災害現場などでの利用が始まっている。移動通信インフラと連携させて利用されることも多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１４４６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一つの装置で複数の回線を同時に利用するためには、回線ごとに、モデムやデータ伝送アダプタを設ける必要がある。一方、装置を小型化するためにはこれらのハードウェアの機能をソフトウェアで実装することが有効である。つまり一つのＣＰＵ（Central Processing Unit）で複数台のモデム、およびデータ伝送アダプタの機能を実装することが考えられている。
【０００５】
しかしながらＣＰＵが一つであるので、複数の回線が同時に使用されると処理遅延が発生する。処理遅延が甚だしくなると通信の遅延やタイムアウトが生じ、通信断に至るおそれもある。仮に、制御に関係する回線（ＣＳＣ（Common Signaling Carrer）など）の通信中に通信断が発生すると課金処理に不具合が生じたり、回線設定エラーなどの重大な事象を生じる虞もある。
【０００６】
目的は、複数の回線の使用と通信断の防止とを両立させ、小型化を図った衛星通信装置および通信制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、衛星通信装置は、複数のチャネルで通信可能な衛星通信装置であって、複数のチャネルで共用されるプロセッサと、優先順位テーブルと、優先度処理機能とを具備する。優先順位テーブルは、プロセッサにより実行されるプロセス間の相互の優先順位を予め登録したテーブルである。優先度処理機能は、複数のチャネルでの通信中にキューイングされた複数のプロセスの実行順序を、優先順位テーブルに基づいて動的に入れ替える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ＶＳＡＴを利用した衛星通信システムの一例を示す図。
【図２】実施形態に係るＶＳＡＴ装置の一例を示す機能ブロック図。
【図３】ＣＰＵ２１における複数のプロセスの一例を示す機能ブロック図。
【図４】優先度管理テーブル７０の一例を示す図。
【図５】ある時点においてキューイングされたプロセスの一例を示す図。
【図６】プロセスの実行順序の入れ替えについて説明するための図。
【図７】優先度に基づいて実行順序を入れ替えた後のプロセスの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、ＶＳＡＴを利用した衛星通信システムの一例を示す図である。このシステムは、複数のトランスポンダを搭載する静止軌道上の通信衛星ＳＡＴを中核として形成される。地上側には、固定局１１，１４〜１ｎが例えば県庁所在地などに設置される。車載局１２あるいは可搬局１３を、災害現場などに設置することも可能である。固定局１１，１４〜１ｎ、車載局１２、および可搬局１３はそれぞれＶＳＡＴ装置を備え、通信衛星ＳＡＴを経由して互いに通信することが可能である。
【００１０】
例えば、災害現場の映像を衛星回線で主要拠点（固定局１１）や各拠点（固定局１４〜１ｎ）に送信して、災害状況の把握の一助とすることができる。また、衛星回線によるＶｏＩＰ（Voice over IP）通話やＴＶ会議により、関係部署間の情報共有や災害対応協議にも利用できる。この種のシステムは自治体の防災システムの一つとして構築されることが多い。
【００１１】
例えば、Ｋｕバンドで通信可能なトランスポンダを２３基、搭載する人工衛星がある。このうち帯域の隣接する３つのトランスポンダを利用する自治体防災システムが知られている。この種のシステムでは、或る局から発信要求が生じると、各地球局（固定局１１、１４〜１ｎ、車載局１２、および可搬局１３）に対して予め確保された共用回線のうちから接続可能な回線を回線制御装置（図示せず）が選択し、発信要求元に割り当てる。このような回線割り当て方式はＤＡＭＡ（Demand Assignment Multiple Access：接続要求割り当て）と称される。地上の幾つかの地点に設けられた制御局が、ＤＡＭＡに関する制御を担う。
【００１２】
マルチチャネルＶＳＡＴは、１つのＶＳＡＴ装置で複数の通信チャネル（キャリア）を利用可能な通信システムである。例えば、人工衛星の３つのトランスポンダを利用し、同時使用帯域が１２０ＭＨｚ（３８ＭＨｚ×３トランスポンダ＋ガードバンド）、周波数の可変範囲が最大５００ＭＨｚのシステムが知られている。
【００１３】
図２は、実施形態に係るＶＳＡＴ装置の一例を示す機能ブロック図である。ＶＳＡＴ装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、変復調器２２、増幅器２３およびアンテナ２４を備える。ＣＰＵ２１はさらに、その処理機能としてデータ伝送アダプタ機能３０、個別通信モデム機能４０、ＣＳＣモデム機能５０および優先度処理機能６０を備える。
【００１４】
データ伝送アダプタ機能３０は、ＶＳＡＴ装置１００に接続される機器とのインタフェースとして機能する。実施形態では、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２０１、画像センサ２０２、およびＩＰ電話端末２０３がＶＳＡＴ装置１００に接続されることを想定する。ＰＣ２０１、ＩＰ電話端末２０３、および画像センサ２０２は、ＩＰ（Internet Protocol）による通信機能を備えるとする。ＣＰＵ２１はＰＣ２０１、画像センサ２０２、ＩＰ電話端末２０３ごとに専用のチャネル（キャリア）を設定し、ＩＰ上での個別通信をサポートする。
【００１５】
ＰＣ２０１、画像センサ２０２、ＩＰ電話端末２０３からそれぞれ送出されたＩＰパケットは、データ伝送アダプタ機能３０を介して個別通信モデム機能４０に渡される。個別通信モデム機能４０は、ＩＰパケットを変復調器２２に渡す。変復調器２２はＩＰパケットに基づいてＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調された信号を増幅器２３に入力する。増幅器２３は、ＱＰＳＫ変調された信号（アナログ）を送信レベルにまで増幅し、アンテナ２４経由で通信衛星ＳＡＴに向け送信する。
【００１６】
通信衛星ＳＡＴから到来した無線信号は、アンテナ２４で捕捉されて増幅器２３で低雑音増幅されたのち変復調器２２に送られる。変復調器２２は受信信号を復調し、個別通信モデム機能４０に渡す。個別通信モデム機能４０は復調された受信信号からＩＰパケットを再生し、データ伝送アダプタ機能３０を介して宛先の装置（ＰＣ２０１、画像センサ２０２、またはＩＰ電話端末２０３）に転送する。
【００１７】
ＣＳＣモデム機能５０は、ＣＳＣ（Common Signaling Carrer）に関する制御を担う。ＣＳＣモデム機能５０は、例えば制御局との間で制御信号を授受し、チャネルごとの呼設定処理などを実行する。ＣＳＣモデム機能５０に係わるプロセスの多くは、個別通信モデム機能４０およびデータ伝送アダプタ機能３０に係わる各プロセスよりも、高い優先度（プライオリティ）を割当てられる。
【００１８】
優先度処理機能６０は、通信に係わるＣＰＵ２１の各プロセスの実行順序を動的に入れ替える。すなわち、通信を実施するために必要な処理（プロセス）は多種多様に有り、これらはキューイングされてＣＰＵ２１による実行を待つ。優先度処理機能６０は、キューイングされた複数のプロセスの実行順序を動的に入れ替える。特に、複数のチャネルで個々に通信が行われているときには、チャネル間でのプロセスの競合が生じる。優先度処理機能６０は、ＣＳＣモデム機能５０に係わるプロセスを個別通信モデム機能４０に係るプロセスよりも優先して取り扱うことでこの競合を調停する。
【００１９】
図３は、ＣＰＵ２１における複数のプロセスの一例を示す機能ブロック図である。データ伝送アダプタ機能３０は、プロセスとしてのＩＰパケット処理３１、データ処理３２、モデム処理３３を含む。個別通信モデム機能４０は、プロセスとしてのアダプタデータ処理４１、衛星側呼処理４２、変復調器通信処理４３を含む。ＣＳＣモデム機能５０は、プロセスとしての衛星側呼処理５１、変復調器通信処理５２を含む。  
優先度処理機能６０は、優先度管理テーブル７０に基づいて各プロセス間の実行順序を入れ替える。
【００２０】
図４は、優先度管理テーブル７０の一例を示す図である。区別可能なプロセスには、図示するように、それぞれ優先度が予め割り当てられる。実施形態では、ＣＳＣに係わるプロセスに、個別通信に係るプロセスよりも高い優先度を割当てるようにする。例えば、衛星側呼処理（ＣＳＣ）の優先度は１番目（最も高い）であるのに対し、衛星側呼処理（個別通信）の優先度は例えば６番目に設定される。同様に、変復調部通信処理（ＣＳＣ）の優先度は２番目であるのに対し、変復調部通信処理（個別通信）の優先度は９番目に設定される。次に、上記構成における作用を説明する。
【００２１】
図５は、ある時点においてキューイングされたプロセスの一例を示す図である。図示された時点において、ＩＰパケット受信処理、モデム送信処理、衛星側呼処理（ＣＳＣ）、…、データ処理、アダプタデータ処理、…がこの順に、実行キューにキューイングされているとする。
【００２２】
図６は、プロセスの実行順序の入れ替えについて説明するための図である。キューイングされたプロセスのうち最初のプロセスであるＩＰパケット受信処理が完了すると、このＩＰパケット受信処理はキューの最後尾に直ちに移される。
【００２３】
この状態から、衛星側呼処理がキューイングされたとする。この衛星側呼処理の優先度は、ＩＰパケット受信処理、およびモデム送信処理のどれよりも高く設定されている。そこで優先度処理機能６０は、ＩＰパケット受信処理をキューの最後尾に移すとともに、衛星側呼処理の順序をモデム送信処理よりも前に組み入れる。このようにしたので、図７に示されるように、モデム送信処理よりも先に、衛星側呼処理が実行されるようになる。
【００２４】
すなわち、現時点で処理中のプロセスよりも優先度の高いプロセスがキューイングされると、優先度処理機能６０はこの優先度の高いプロセスの順序を最前に移し、たとえ実行中であっても優先度の低いプロセスの順序を後回しにすることで、重要なプロセスの処理遅延を最小にするようにしている。
【００２５】
図７は、入れ替えられたプロセスの順序を示す。図７に示されるように、実施形態によれば優先度の高いプロセスが常に先に処理されるようになる。  
衛星通信には通信の固定的な遅延が伴っているので、ＣＳＣモデムの通信に遅延が発生するとタイムアウトで異常終了する恐れがあった。そこで実施形態では、ＣＳＣモデムの通信を最優先にすべくプロセス間に優先度を設定し、重要なプロセスを常にキューの最初に持ってくるようにした。
【００２６】
以上説明したようにこの実施形態では、複数チャネル間で同じＣＰＵを共用することで小型化を促しつつ、キューイングされた複数のプロセスの実行順序を予め設定された優先度に基づいて入れ替えるようにしている。例えば実施形態では、遅延が比較的許容されるＩＰ通信の処理実行優先度を低くし、ＣＳＣモデムの通信処理実行優先度を高くした。これによりＣＳＣ通信の遅延やタイムアウトを無くし、異常終了などの発生を防止することが可能になる。
【００２７】
マルチチャネル型のＶＳＡＴシステムにおいて、ＩＰ通信中はＩＰ通信に必要なプロセスが実行中であり、その状態からさらにＣＳＣモデムの通信が発生することがある。これらの処理を共通のＣＰＵで実行しようとすれば、ＣＳＣモデムの通信と個別通信（ＩＰ通信）とがプロセス競合を起こし、ＣＳＣモデムの通信処理が待たされる怖れがあった。ＣＳＣモデムの通信の応答処理に遅延が発生すると、タイマによるタイムアウトで通信処理が異常終了することもあった。
【００２８】
これに対し実施形態では、プロセスごとの優先度設定により、通信の継続に必要な処理をよりインテリジェントな形で実行することが可能になり、複数チャネルを同時に使用しても、通信の遅延やタイムアウトによる通信断の虞が無くなる。これらのことから、小型化を促しつつも、複数の回線の使用と通信断の防止とを両立させることの可能な衛星通信装置および通信制御方法を提供することが可能となる。
【００２９】
なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、キューイングされた複数のプロセスの実行順序を、ＣＰＵ２１の負荷に基づいて入れ替えるようにしても良い。例えば、キューイングされたプロセスの数が既定の数以上となると、ＣＰＵの負荷が高いと判断し、処理遅延の許されない処理を実行キューの前に持っていくようにしてもよい。その際、先頭にある実行中の処理は、実行キューの最後に移動するようにする。このようにＣＰＵ負荷に基づいてプロセスの優先度を変更することによっても、必要な処理を優先的に処理することができる。従って複数チャネルを同時に使用しても、通信の遅延や、タイムアウトによる通信断を無くすことが可能となる。
【００３０】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３１】
１１…固定局、１２…車載局、１３…可搬局、１４〜１ｎ…固定局、２１…ＣＰＵ、２２…変復調器、２３…増幅器、２４…アンテナ、３０…データ伝送アダプタ機能、３１…ＩＰパケット処理、３２…データ処理、３３…モデム処理、４０…個別通信モデム機能、４１…アダプタデータ処理、４２…衛星側呼処理、４３…変復調器通信処理、５０…ＣＳＣモデム機能、５１…衛星側呼処理、５２…変復調器通信処理、６０…優先度処理機能、７０…優先度管理テーブル、１００…ＶＳＡＴ装置、２０１…パーソナルコンピュータ、２０２…画像センサ、２０３…ＩＰ電話端末。
【図１】
2018011145.tif 000003
【図２】
2018011145.tif 000004
【図３】
2018011145.tif 000005
【図４】
2018011145.tif 000006
【図５】
2018011145.tif 000007
【図６】
2018011145.tif 000008
【図７】
2018011145.tif 000009