(57)【要約】【課題】等間隔で衛星にコマンド出力を行うＣＣＳＤＳテレコマンドシステムを提供する。【解決手段】上位層インタフェース部２は、ユーザインタフェース１からのコマンドデータとインタフェースをとる上位層インタフェース２０と、等時性コマンドを格納する等時性バッファ２１と、緊急コマンドを格納する緊急バッファ２２と、通常コマンドを格納する通常バッファ２３とを有す。ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３は、ＣＣＳＤＳテレコマンドプロトコル処理を行い、仮想チャネル管理３１、コマンド運用手順３２、フレーム生成３３を有す。ハード制御処理部４は、指定されたコマンド出力間隔で割込を発生し、等時性バッファ４１と、緊急バッファ４２と、通常バッファ４３と、これらバッファを制御するバッファ制御４４と、符号化層４５と、出力制御４６とを有している。【選択図】      図１
2004297289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク伝送により取得したコマンドデータを、緊急的に出力する緊急コマンド、等間隔で出力する等時性コマンド、通常コマンドのコマンド種別毎にバッファリングし、これらバッファを等間隔で逐次検索し前記コマンドデータの出力を行い、前記等時性コマンドのコマンドデータ長がコマンド出力間隔を超えている場合には前記等時性コマンドを出力せず、前記緊急コマンドのコマンドデータ出力の場合には前記緊急コマンドを優先して出力し、前記等時性コマンドデータの後に通常のコマンドデータ送信が可能な場合、前記等時性コマンドデータ送信後に前記通常コマンドデータの出力を行い、等間隔で送信可能な前記通常コマンドデータが、前記等時性コマンドデータと重なった場合には前記通常コマンドデータを前記等時性コマンドデータ出力後にずらして出力を行うことを特徴とするＣＣＳＤＳ（Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｆｏｒ  Ｓｐａｃｅ  Ｄａｔａ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）テレコマンドシステム。
【請求項２】
コマンドデータを入力する複数のユーザインタフェースと、このユーザインタフェースと接続する上位層インタフェース部と、この上位層インタフェース部と接続しＣＣＳＤＳ（Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｆｏｒ  Ｓｐａｃｅ  Ｄａｔａ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）テレコマンド勧告に基づくテレコマンドプロトコル処理を行うＣＣＳＤＳテレコマンド処理部と、このＣＣＳＤＳテレコマンド処理部と接続しコマンド種別に基づくコマンド出力を行うハード制御処理部とを備え、
前記上位層インタフェース部は、上位層インタフェース手段と、第１の等時性バッファと、第１の緊急バッファと、第１の通常バッファとを有し、
前記ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部は、仮想チャネル管理手段と、コマンド運用手順手段と、フレーム生成手段とを有し、
前記ハード制御処理部は、第２の等時性バッファと、第２の緊急バッファと、第２の通常バッファと、これらバッファを制御するバッファ制御手段と、符号化層手段と、出力制御手段とを有していることを特徴とするＣＣＳＤＳテレコマンドシステム。
【請求項３】
ユーザから送信されたコマンドデータは、前記ユーザインタフェースを介して前記上位層インタフェース手段に出力され、この上位層インタフェース手段により、等間隔で出力する等時性コマンドを前記第１の等時性バッファに、緊急的に出力する緊急コマンドを前記第１の緊急バッファに、通常コマンドを前記第１の通常バッファに、３種類のコマンド種別毎に前記コマンドデータを格納した後、優先度の高いコマンドバッファから順次検索し、検索したいずれかのバッファから前記ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部にコマンドデータの出力を行い、以降は、前記ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部からの応答結果のタイミングで、順次コマンドデータの出力を行うことを特徴とする請求項２記載のＣＣＳＤＳテレコマンドシステム。
【請求項４】
前記上位層インタフェース手段は、前記ユーザインタフェースからのコマンド入力後、直ちに前記ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部に出力せずにバッファリングを行い、このバッファリングによりユーザから前記等時性コマンドの送信が連続的に行われた場合でも、１コマンド毎の入力は一定間隔で処理し、優先度の高いコマンドバッファから順次検索することにより、その時点での優先度の高いコマンドを確実に前記ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部に出力することを特徴とする請求項３記載のＣＣＳＤＳテレコマンドシステム。
【請求項５】
前記ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部は、入力されたコマンドデータをＣＣＳＤＳフォーマットに変換し、前記ハード制御処理部のコマンド種別に基づく前記第２の等時性バッファ、前記第２の緊急バッファ、前記第２の通常バッファに出力することを特徴とする請求項２記載のＣＣＳＤＳテレコマンドシステム。
【請求項６】
前記ハード制御処理部は、指定されたコマンド出力間隔で割込みを発生し、割込み発生タイミングで前記第２の等時性バッファからデータを取得し、前記バッファ制御手段の制御により前記符号化層手段、前記出力制御手段を介して出力し、
前記第２の等時性バッファ、前記第２の通常バッファからコマンドデータを取り出す間に、前記第２の緊急バッファを検索することにより、優先度の高い緊急コマンドを優先的に前記符号化層手段、前記出力制御手段を介して出力することを特徴とする請求項２記載のＣＣＳＤＳテレコマンドシステム。
【請求項７】
前記上位層インタフェース部でのコマンド優先出力と処理揺らぎの緩和動作、前記ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部でのＣＣＳＤＳプロトコル準拠の動作、前記ハード制御処理部での等間隔タイマ割込み発生によるコマンドの等間隔出力動作及び緊急コマンドの優先出力動作により、前記ＣＣＳＤＳプロトコルでの等間隔コマンド出力を実行することを特徴とする請求項２記載のＣＣＳＤＳテレコマンドシステム。
【請求項８】
前記ユーザインタフェースは、受信したコマンドがパケット化層のフォーマットであることを確認し、正常時は、前記上位層インタフェース部に出力し、フォーマット異常時は、棄却応答をユーザに送信し、
前記上位層インタフェース部から前記ユーザインタフェースに応答データが入力されると、応答内容に基づき対応するコマンドデータの送信結果をユーザに送信することを特徴とする請求項２記載のＣＣＳＤＳテレコマンドシステム。
【請求項９】
前記ユーザインタフェースから入力されたコマンドデータが、前記緊急コマンドの場合は前記第１の緊急バッファに格納され、前記等時性コマンドの場合は指定された間隔で出力が可能なデータサイズかどうかが確認され、出力可能な場合は前記第１の等時性バッファに格納され、出力不可能な場合は前記ユーザインタフェースを介してユーザに棄却応答が出力されることを特徴とする請求項３記載のＣＣＳＤＳテレコマンドシステム。
【請求項１０】
前記バッファ制御手段は、
割込みが発生すると、割込み種別を問わず最初に前記第２の緊急バッファの状態を確認して緊急データの出力を行い、存在しない時には割込み内容に準じて前記第２の等時性バッファ及び前記第２の通常バッファの内容を確認し、割込み発生のタイミングとして、指定された間隔で等時性データ出力要求タイマ割込を設定することにより、等間隔で割込みを発生させることを特徴とする請求項２記載のＣＣＳＤＳテレコマンドシステム。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムを、衛星に搭載したことを特徴とする衛星システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＣＳＤＳテレコマンドシステムに関し、特に衛星と地上局との間でのテレコマンドプロトコルに基づき、ユーザから送信されたコマンドデータを「通常」、「緊急」、「等時性」のモードに分類し、等時性で指定されたコマンドデータを衛星に等間隔で出力し、緊急指定されたコマンドデータは他のコマンドデータより優先して出力するＣＣＳＤＳテレコマンドシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の衛星の大型化、大機能化に伴い、地上から衛星に指令を与えるコマンドシステムとして、コマンドの信頼性を保持しつつ大量の指令情報を送信するためにＣＣＳＤＳテレコマンドシステムの実用化が開始されている。
【０００３】
ＣＣＳＤＳテレコマンドシステムとは、衛星と地上局との間におけるテレコマンドプロトコルを、宇宙データシステム諮問委員会であるＣＣＳＤＳ（Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｆｏｒ  Ｓｐａｃｅ  Ｄａｔａ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）が勧告として定義したものを実装しているシステムを示す。
【０００４】
内容としては、１つの物理回線上に複数の論理回線であるバーチャルチャネルを構築し、プロジェクトの用途に合わせて各々のバーチャルチャネル毎に独立でテレコマンドサービスを提供するものである。
【０００５】
さらに、バーチャルチャネル毎にＡＤサービス、ＢＤサービスという２種類のサービスが提供されており、ＡＤサービスでは逐次方式の自動再送信要求（ＡＲＱ）手順に基づいて送信することにより、高い成功確率でかつ正しい順序で、欠落・重複なく衛星に対して伝送されることが保証される。また、ＢＤサービスは優先サービスとも呼ばれ優先的に出力を行うが、ＡＤサービスのような自動再送信は行わないものになっている。
【０００６】
本プロトコルを実装することにより、衛星と地上局間でのコマンド到達における信頼性が高まり、かつ、緊急時には優先サービスを使用することにより優先的にコマンドが衛星に送信されることになる。
【０００７】
しかし、本技術には次のような点を考慮する必要がある。
【０００８】
第一に、現状の宇宙開発においては、コマンド到達の信頼性を保持しつつ、一定間隔で地上局の情報を衛星に送信する要求が存在する。例えば、衛星姿勢、ロボットアームなどを動かす場合、操作制御のコマンドとコマンド間に時間差が生じた場合、予想だにしない動きが考えられること、第二に、等時性をただ単純に実現するならばＣＣＳＤＳテレコマンドシステムを全てハードウェアで実現すれば可能とも考えられるが、ＣＣＳＤＳ勧告としての実現並びにコマンド到達の信頼性を保持している逐次方式の自動再送信要求（ＡＲＱ）手順を実現するのは困難であること、さらにネットワークからのデータ取得にも遅延が考えられることが挙げられる。
【０００９】
上述以外に従来のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムは、衛星上の実験機器に対して地上のユーザが等時間間隔で等時性コマンドを生成しても、衛星上のユーザ機器に配送されるタイミングは等時間間隔にはならない。このため、優先処理、蓄積処理やシーケンス制御により、衛星上のユーザ機器に等時間間隔でコマンドを配送している（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
また、ＣＣＳＤＳ準拠のコマンドフォーマットからデータとしてのパケット抽出方法について記述しているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−８８３０２号公報（第２−４頁、図１）
【特許文献２】
特開２００２−９４５５２号公報（第２−４頁、図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムは、コマンド到達の信頼性を保持しつつ、一定間隔で地上局の情報を衛星に送信する要求が存在するので、例えば、衛星姿勢、ロボットアームなどを動かす場合、操作制御のコマンドとコマンド間に時間差が生じた場合に、衛星の姿勢やロボットアームに予想外の動きが生じ、制御上の問題が発生するという欠点を有している。
【００１３】
ユーザから大量のコマンドを受信した場合、一旦メモリに蓄積してから出力するため、処理揺らぎを生み出しやすいメモリ操作となるので、出力端に至るまでのコマンド間の遅延が生じるという欠点を有している。
【００１４】
また、ＣＣＳＤＳ勧告の実現並びにコマンド到達の信頼性を保持している逐次方式の自動再送信要求（ＡＲＱ）手順を、ハードウェア以外で実現するのは困難であるという欠点を有している。
【００１５】
さらにまた、ソフトウェアを介在するので、ＣＰＵ処理に伴う揺らぎ並びにネットワークからのデータ取得に遅延が生じるという欠点を有している。
【００１６】
本発明の目的は、逐次方式の自動再送信要求（ＡＲＱ）手順までをソフトウェアで実現して以降の処理はハードウェアで実現し、かつネットワーク入力にバッファリング機能を設けたことで、処理揺らぎおよびコマンド間の遅延を軽減し等間隔で衛星にコマンド出力を行い、かつ緊急的なコマンドを優先的に出力するＣＣＳＤＳテレコマンドシステムを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１のＣＣＳＤＳ（Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅｆｏｒ  Ｓｐａｃｅ  Ｄａｔａ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）テレコマンドシステムは、ネットワーク伝送により取得したコマンドデータを、緊急的に出力する緊急コマンド、等間隔で出力する等時性コマンド、通常コマンドのコマンド種別毎にバッファリングし、これらバッファを等間隔で逐次検索し前記コマンドデータの出力を行い、前記等時性コマンドのコマンドデータ長がコマンド出力間隔を超えている場合には前記等時性コマンドを出力せず、前記緊急コマンドのコマンドデータ出力の場合には前記緊急コマンドを優先して出力し、前記等時性コマンドデータの後に通常のコマンドデータ送信が可能な場合、前記等時性コマンドデータ送信後に前記通常コマンドデータの出力を行い、等間隔で送信可能な前記通常コマンドデータが、前記等時性コマンドデータと重なった場合には前記通常コマンドデータを前記等時性コマンドデータ出力後にずらして出力を行うことを特徴としている。
【００１８】
本発明の第２のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムは、
コマンドデータを入力する複数のユーザインタフェースと、このユーザインタフェースと接続する上位層インタフェース部と、この上位層インタフェース部と接続しＣＣＳＤＳ（Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｆｏｒ
Ｓｐａｃｅ  Ｄａｔａ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）テレコマンド勧告に基づくテレコマンドプロトコル処理を行うＣＣＳＤＳテレコマンド処理部と、このＣＣＳＤＳテレコマンド処理部と接続しコマンド種別に基づくコマンド出力を行うハード制御処理部とを備え、
前記上位層インタフェース部は、上位層インタフェース手段と、第１の等時性バッファと、第１の緊急バッファと、第１の通常バッファとを有し、
前記ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部は、仮想チャネル管理手段と、コマンド運用手順手段と、フレーム生成手段とを有し、
前記ハード制御処理部は、第２の等時性バッファと、第２の緊急バッファと、第２の通常バッファと、これらバッファを制御するバッファ制御手段と、符号化層手段と、出力制御手段とを有していることを特徴としている。
【００１９】
本発明の第３のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムは、前記第２のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムにおいて、
ユーザから送信されたコマンドデータは、前記ユーザインタフェースを介して前記上位層インタフェース手段に出力され、この上位層インタフェース手段により、等間隔で出力する等時性コマンドを前記第１の等時性バッファに、緊急的に出力する緊急コマンドを前記第１の緊急バッファに、通常コマンドを前記第１の通常バッファに、３種類のコマンド種別毎に前記コマンドデータを格納した後、優先度の高いコマンドバッファから順次検索し、検索したいずれかのバッファから前記ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部にコマンドデータの出力を行い、以降は、前記ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部からの応答結果のタイミングで、順次コマンドデータの出力を行うことを特徴としている。
【００２０】
本発明の第４のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムは、前記第３のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムにおいて、
前記上位層インタフェース手段は、前記ユーザインタフェースからのコマンド入力後、直ちに前記ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部に出力せずにバッファリングを行い、このバッファリングによりユーザから前記等時性コマンドの送信が連続的に行われた場合でも、１コマンド毎の入力は一定間隔で処理し、優先度の高いコマンドバッファから順次検索することにより、その時点での優先度の高いコマンドを確実に前記ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部に出力することを特徴としている。
【００２１】
本発明の第５のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムは、前記第２のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムにおいて、
前記ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部は、入力されたコマンドデータをＣＣＳＤＳフォーマットに変換し、前記ハード制御処理部のコマンド種別に基づく前記第２の等時性バッファ、前記第２の緊急バッファ、前記第２の通常バッファに出力することを特徴としている。
【００２２】
本発明の第６のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムは、前記第２のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムにおいて、
前記ハード制御処理部は、指定されたコマンド出力間隔で割込みを発生し、割込み発生タイミングで前記第２の等時性バッファからデータを取得し、前記バッファ制御手段の制御により前記符号化層手段、前記出力制御手段を介して出力し、
前記第２の等時性バッファ、前記第２の通常バッファからコマンドデータを取り出す間に、前記第２の緊急バッファを検索することにより、優先度の高い緊急コマンドを優先的に前記符号化層手段、前記出力制御手段を介して出力することを特徴としている。
【００２３】
本発明の第７のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムは、前記第２のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムにおいて、
前記上位層インタフェース部でのコマンド優先出力と処理揺らぎの緩和動作、前記ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部でのＣＣＳＤＳプロトコル準拠の動作、前記ハード制御処理部での等間隔タイマ割込み発生によるコマンドの等間隔出力動作及び緊急コマンドの優先出力動作により、前記ＣＣＳＤＳプロトコルでの等間隔コマンド出力を実行することを特徴としている。
【００２４】
本発明の第８のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムは、前記第２のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムにおいて、
前記ユーザインタフェースは、受信したコマンドがパケット化層のフォーマットであることを確認し、正常時は、前記上位層インタフェース部に出力し、フォーマット異常時は、棄却応答をユーザに送信し、
前記上位層インタフェース部から前記ユーザインタフェースに応答データが入力されると、応答内容に基づき対応するコマンドデータの送信結果をユーザに送信することを特徴としている。
【００２５】
本発明の第９のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムは、前記第３のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムにおいて、
前記ユーザインタフェースから入力されたコマンドデータが、前記緊急コマンドの場合は前記第１の緊急バッファに格納され、前記等時性コマンドの場合は指定された間隔で出力が可能なデータサイズかどうかが確認され、出力可能な場合は前記第１の等時性バッファに格納され、出力不可能な場合は前記ユーザインタフェースを介してユーザに棄却応答が出力されることを特徴としている。
【００２６】
本発明の第１０のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムは、前記第２のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムにおいて、
前記バッファ制御手段は、
割込みが発生すると、割込み種別を問わず最初に前記第２の緊急バッファの状態を確認して緊急データの出力を行い、存在しない時には割込み内容に準じて前記第２の等時性バッファ及び前記第２の通常バッファの内容を確認し、割込み発生のタイミングとして、指定された間隔で等時性データ出力要求タイマ割込を設定することにより、等間隔で割込みを発生させることを特徴としている。
【００２７】
本発明の第１１のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムは、前記第１〜１０のいずれかのＣＣＳＤＳテレコマンドシステムにおいて、
前記ＣＣＳＤＳテレコマンドシステムを、衛星に搭載したことを特徴としている。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は本発明のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムの一つの実施の形態を示すブロック図である。
【００３０】
図１に示す本実施の形態は、ソフトウェア処理部と、ハードウェア処理部とから構成されている。
【００３１】
ソフトウェア処理部は、複数のユーザインタフェース１と、上位層インタフェース部２と、ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３とを備えている。上位層インタフェース部２は、上位層インタフェース２０と、等時性バッファ２１と、緊急バッファ２２と、通常バッファ２３とを有し、ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３は、仮想チャネル管理３１と、コマンド運用手順３２と、フレーム生成３３とを有している。
【００３２】
ハードウェア処理部を成すハード制御処理部４は、等時性バッファ４１と、緊急バッファ４２と、通常バッファ４３と、これらバッファを制御するバッファ制御４４と、符号化層４５と、出力制御４６とを有している。
【００３３】
次に図１を参照して動作を説明する。
【００３４】
ユーザから送信されたユーザコマンドデータは、ユーザインタフェース１を介して上位層インタフェース２０に出力される。上位層インタフェース２０において、等時性バッファ２１、緊急バッファ２２、通常バッファ２３の３種類のバッファにコマンドデータを格納した後、優先度の高いコマンドバッファから順次検索し、検索したいずれかのバッファからＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３にコマンドデータの出力を行う。以降は、ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３からの応答結果のタイミングで、順次コマンドデータの出力を行うことになる。
【００３５】
この上位層インタフェース２０においては、ユーザインタフェース１からのコマンド入力後、すぐにＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３に出力せずにバッファリングを行う。このバッファリングにより、ユーザから等時性コマンドの送信が連続的に行われた場合でも、ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３では１コマンド毎の入力は一定間隔となり、処理としてもバッファリングによるメモリ操作は不要となり、処理の揺らぎを緩和できる。
【００３６】
さらに、優先度の高いコマンドバッファから順次検索することにより、その時点での優先度の高いコマンドを確実にＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３に出力することができる。例えば、等時性コマンド送信中に通常コマンド、緊急コマンド、等時性コマンドが重なってユーザから送信が行われても、優先度の高いバッファからＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３に出力を行うので、出力順番としては緊急コマンド、等時性コマンド、通常コマンドの順に出力されることになる。
【００３７】
ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３は、ＣＣＳＤＳテレコマンド勧告に基づくテレコマンドプロトコル処理を行うので、入力されたコマンドデータはＣＣＳＤＳフォーマットに変換され、ハード制御処理部４のコマンド種別に基づくバッファ（等時性バッファ４１、緊急バッファ４２、通常バッファ４３）に出力される。
【００３８】
ハード制御処理部４は、指定されたコマンド出力間隔で割込みを発生し、割込み発生タイミングで等時性バッファ４１からデータを取得し、バッファ制御４４の制御により符号化層４５、出力制御４６を介して衛星に出力される。
【００３９】
さらに、等時性バッファ４１、通常バッファ４３からコマンドデータを取り出す間に緊急バッファ４２を検索することにより、優先度の高い緊急コマンドを優先的に符号化層４５、出力制御４６を介して衛星に出力する。
【００４０】
このように、上位層インタフェース部２でのコマンド優先出力と処理揺らぎの緩和動作、ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３でのＣＣＳＤＳプロトコル準拠の動作、ハード制御処理部４での等間隔タイマ割込み発生によるコマンドの等間隔出力動作及び緊急コマンドの先送り動作により、実装したＣＣＳＤＳプロトコルでの等間隔コマンド出力を可能にする。
【００４１】
図２、図３はＣＣＳＤＳ準拠テレコマンド形式の出力コマンドフォーマットを示す図である。
【００４２】
図２、図３のフォーマットは５つの階層からなり、図２（ａ）はパケット化層、図２（ｂ）はセグメンテーション層、図２（ｃ）はトランスファ層、図３（ｄ）は符号化層、図３（ｅ）は物理層を示す。
【００４３】
次に、図１、図２および図３を参照して本実施の形態の動作をより詳細に説明する。
【００４４】
ユーザインタフェース１は、受信したコマンドが図２（ａ）に該当するパケット化層のフォーマットであることを確認し、正常時は、上位層インタフェース２０に出力する。フォーマット異常時は、棄却応答をユーザに送信する。また、上位層インタフェース２０からユーザインタフェース１に応答データが入力されたら、応答内容に基づき対応するコマンドデータの送信結果をユーザに送信する。
【００４５】
上位層インタフェース部２は、上位層インタフェース２０、等時性バッファ２１、緊急バッファ２２、通常バッファ２３を備えており、ユーザインタフェース１から入力されたユーザコマンドデータが、緊急コマンドの場合は緊急バッファ２２に格納され、等時性コマンドの場合は指定された間隔で出力が可能なデータサイズかどうかが確認され、出力可能な場合は等時性バッファ２１に格納され、出力不可能な場合はユーザインタフェース１を介してユーザに棄却応答が出力される。
【００４６】
通常コマンドの場合は、指定された等間隔間での出力が可能なデータサイズかどうかを確認し、出力可能な場合は通常バッファ２３に格納し、出力不可能な場合はユーザインタフェース１に棄却応答を出力する。
【００４７】
各々のバッファ格納後、優先順位（緊急＞等時性＞通常）並びにＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３からの応答データ入力状況に基づき、バッファを検索し、バッファに格納された中から出力可能で最古に格納されたコマンドデータをＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３に出力する。
【００４８】
また、ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３から応答データが入力されたら、結果をユーザインタフェース１に出力すると共に、各バッファを検索し、ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３に次コマンドの出力を行う。
【００４９】
ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３は、仮想チャネル管理３１、コマンド運用手順３２、フレーム生成３３を備えており、仮想チャネル管理３１は、上位層インタフェース部２０から入力したコマンドデータを図２（ｂ）のセグメンテーション層のフォーマットに変換し、コマンド運用手順３２に出力を行う。コマンド運用手順３２は、フレーム生成３３のコマンド出力結果状態を確認し、フレーム生成３３にコマンドの出力を行う。
【００５０】
フレーム生成３３は、コマンド運用手順３２が入力したコマンドを図２（ｃ）のトランスファ層のフォーマットに変換し、コマンド種別に応じてハード制御処理部４のバッファ（等時性バッファ４１、緊急バッファ４２、通常バッファ４３）に出力する。出力後、バッファ制御４４からの出力結果を取得し、再びＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３のコマンド運用手順３２に出力結果を返す。
【００５１】
ハード制御処理部４は、等時性バッファ４１、緊急バッファ４２、通常バッファ４３、バッファ制御４４、符号化層４５、出力制御４６を備えている。バッファ制御４４は割込みが発生すると、割込み種別を問わず最初に緊急バッファ４２の状態を確認して緊急データの出力を行い、存在しない時には割込み内容に準じて各バッファ（等時性バッファ４１、通常バッファ４３）の内容を確認する。割込み発生のタイミングとしては、指定された間隔で等時性データ出力要求タイマ割込を設定することにより、等間隔で割込みを発生させる。
【００５２】
最初に緊急バッファ４２を検索し、その後等時性バッファ４１からデータを取り出す。このとき、緊急バッファ４２から緊急データ出力要求割込が検出されたときは緊急データを先に取り出し、等時性データは緊急データ後に出力を行うタイミングで等時性データ出力要求割込を設定する。緊急データ出力要求割込は、フレーム生成３３が緊急バッファ４２にデータを格納したタイミングで発生する。緊急データ出力要求割込を検出すると、無条件でバッファよりデータを取り出す。
【００５３】
通常データ出力要求割込は、フレーム生成３３が通常バッファ４３にデータを格納したタイミングで発生する。通常データ出力要求割込を検出すると、最初に緊急バッファ４２を確認後、通常バッファ４３に格納されているデータサイズと次回等時性出力要求タイマ割込発生までに出力が可能なサイズを算出し比較する。
【００５４】
出力可能な場合は、通常バッファ４３より取り出す。不可能な場合は、次回等時性データ出力要求タイマ割込後に合わせて通常データ出力要求割込みを設定し、次回発生時に再度出力を行う。それぞれのタイミングでバッファから取り出されたデータは、符号化層４５に出力を行い、出力後結果をフレーム生成３３に通知する。
【００５５】
符号化層４５は、バッファ制御４４から入力されたコマンドデータを図３（ｄ）の符号化層のフォーマットに変換し、出力制御４６に出力を行う。出力制御４６は、符号化層４５から入力されたコマンドデータを図３（ｅ）の物理層のフォーマットに変換し、出力ビットレートに併せて衛星に出力する。
【００５６】
図４は本発明のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムを用いた基本的なデータの流れを時間軸に示したものである。
【００５７】
図４を参照すると、ユーザが伝送する等時性コマンドの受信間隔は、ＡコマンドからＢコマンドまで（ｔ１＋伝送揺らぎ）の時間だが、ＢコマンドからＣコマンドまではｔ１より短く、さらにＣコマンドからＤコマンドまでの伝送時間は短縮されている。ＤコマンドからＥコマンドの伝送時間間隔はＣコマンドからＤコマンドまでの伝送時間間隔と同一となる。Ａ〜ＥコマンドはＣＣＳＤＳフォーマットに変換され、実際のコマンド出力としてａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅコマンドとして出力される。ａ〜ｅの各コマンド出力の実行間隔は等時性コマンドとして、すべて一定の時間間隔ｔ２で出力される。
【００５８】
図５は図１の上位層インタフェースの処理を示すフローチャートである。
【００５９】
次に、図４のユーザからコマンドを受信し衛星に出力するまでの流れをもとに、図１および図５を参照して、動作を詳細に説明する。
【００６０】
ユーザから送信された等時性コマンドＡは、ユーザインタフェース１にてコマンドデータのヘッダ箇所のチェックを行い、上位層インタフェース２０に出力する。ヘッダチェックで異常が検出された場合は、ユーザに棄却応答を送信する。
【００６１】
次に図５において、上位層インタフェース２０は、起動時に指定された等時性コマンド長、等時性間隔から等時性コマンドを等間隔で出力が可能かどうかを確認する。併せて、等間隔での通常コマンド出力可能サイズの算出を行う（ステップ１：Ａ１）。
【００６２】
ここで、等時性間隔出力設定サイズ＝（等時性コマンド長＋ＣＣＳＤＳフォーマット変換付加分）＜（転送レート×指定間隔）で設定され、また等時性間隔間出力可能サイズ＝（等時性コマンド長＋ＣＣＳＤＳフォーマット変換付加分）−（転送レート−等時性間隔出力可能サイズ）で設定されることになる。
【００６３】
このとき、指定された値（等時性コマンド長、等時性間隔）で等時性コマンドの等間隔出力が保障できない場合は、終了処理（ステップ５：Ａ５）に移行し終了する。
【００６４】
算出後、ユーザインタフェース１からのコマンドデータ、もしくはＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３からの応答データ入力待ちに入る（ステップ２：Ａ２）。
【００６５】
次のステップ３で、ユーザインタフェース１から入力された等時性コマンドＡは、ヘッダからコマンドタイプの抽出を行い（ステップ４：Ａ４）、コマンドタイプの判定を行う（ステップ６：Ａ６）。等時性と判定したコマンドは等間隔出力可能サイズと比較判定を行い（ステップ８：Ａ８）、等時性バッファ２１に格納する（ステップ９：Ａ９）。
【００６６】
なお、緊急と判定したコマンドは緊急バッファ２２に格納する（ステップ７：Ａ７）。また、通常と判定したコマンドは等間隔出力可能サイズと判定し（ステップ１０：Ａ１０）、出力可能なら通常バッファ２３に格納する（ステップ１１：Ａ１１）。出力不可なら棄却応答出力してステップ２に戻る（ステップ１２：Ａ１２）。
【００６７】
次に格納バッファ状態を、緊急バッファ２２に対して確認し（ステップ１４：Ａ１４）、格納データ無しの場合等時性バッファ２１に対して確認し（ステップ１７：Ａ１７）、その次に通常バッファ２３の順に確認する（ステップ２０：Ａ２０）。ここで等時性バッファ２１に「格納データ有り」ならば、等時性バッファ２１から等時性コマンドＡを取り出し（Ａ１８）、等時性バッファデータをＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３に出力する（Ａ１９）。緊急バッファ２２に「格納データ有り」ならば、緊急バッファ２２から格納データを取得し（ステップ１５：Ａ１５）、緊急バッファデータをＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３に出力する（ステップ１６：Ａ１６）。
【００６８】
また、通常バッファ２３に「格納データ有り」なら、通常バッファ２３から格納データを取得し（ステップ２１：Ａ２１）、通常バッファデータをＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３に出力する（ステップ２２：Ａ２２）。
【００６９】
ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３は等時性コマンドＡに対してＣＣＳＤＳ勧告に基づき、フォーマット変換を行い、等時性コマンドａに変換を行う。変換後、等時性バッファ４１に出力する。
【００７０】
図６は図１のバッファ制御の処理を示すフローチャートである。
【００７１】
次に図６において、バッファ制御４４は、起動時に指定された等時性間隔での等時性データ出力要求割込タイマを設定する（ステップ１：Ｂ１）。割込タイマ設定後、データ割込み待ちに入る（ステップ２：Ｂ２）。ここで各種の割込設定を判定する（ステップ３：Ｂ３）。
【００７２】
等時性データ出力要求タイマ割込の設定により（ステップ３４：Ｂ３４）、等間隔での等時性データ出力要求タイマ割込みが発生し、割込内容からコマンド種別の判定を行う（ステップ４：Ｂ４）。
【００７３】
緊急データ出力要求割込発生（ステップ３１：Ｂ３１）、等時性データ出力要求割込発生（ステップ３２：Ｂ３２）、通常データ出力要求割込発生（ステップ３３：Ｂ３３）の設定および等時性と判定された割込みは、最初に緊急バッファ２２の入力状況並びに緊急データ出力要求割込みの発生状況を確認する（ステップ５：Ｂ５）。緊急バッファ２２に入力がなく（緊急無）、緊急データ出力要求割込みが未発生のため、等時性バッファ２１の検索を行い（ステップ７：Ｂ７）、等時性バッファ２１から等時性コマンドａを取り出し（ステップ９：Ｂ９）、符号化層４５に出力し、出力後、等時性コマンド出力結果をフレーム生成３３に出力する（ステップ１６：Ｂ１６）。
【００７４】
ステップ５の緊急バッファ検索で「緊急有り」の場合、等時性データ出力要求割込設定し（ステップ６：Ｂ６）、緊急コマンド出力を行い（ステップ１４：Ｂ１４）、緊急コマンド出力結果を出力する（ステップ１５：Ｂ１５）。
【００７５】
また、ステップ３，４で通常割込と判定された割込みは通常バッファ２３を検索し（ステップ８：Ｂ８）、「緊急有り」の場合通常データ出力要求割込設定しステップ１４に進む（ステップ１０：Ｂ１０）。
【００７６】
「緊急無し」の場合、等時性出力状況を確認し（ステップ１１：Ｂ１１）、等時性間隔出力可能ならば通常コマンドを出力し（ステップ１２：Ｂ１２）、通常コマンド出力結果を出力する（ステップ１７：Ｂ１７）。等時性後出力可能ならば、通常データ出力要求割込設定を行う（ステップ１３：Ｂ１３）。
【００７７】
符号化層４５以降は、転送レートに合わせてＣＣＳＤＳプロトコルに基づくフォーマット変換を行い、衛星に出力する。
【００７８】
次に、本発明の他の実施例について、図７を参照して詳細に説明する。
【００７９】
図７は本システムを用いたコマンド優先出力の流れを説明する図である。
【００８０】
図７を参照すると、ユーザからは連続的に等時性コマンド、通常コマンド、緊急コマンドが送信されている点が異なる。本説明では、ステップＡとして上位層インタフェース２０を、ステップＢとしてバッファ制御４４を中心に説明する。
【００８１】
ユーザインタフェース１は、図７の通り等時性コマンドＡ、Ｂ、Ｃ、通常コマンドＮ、緊急コマンドＳ１、Ｓ２、Ｓ３の順に受信し、ヘッダチェックを行い、順次上位層インタフェース２０に出力を行う。
【００８２】
以下、図５、図６のフローのステップを適時参照する。
【００８３】
上位層インタフェース２０は、ユーザインタフェース１から入力された等時性コマンドＡをＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３に出力し、引き続き等時性コマンドＢ、Ｃが入力され、順次、等時性バッファ２１に格納する（Ａ９）。
【００８４】
ここで、各バッファを緊急バッファ２２、等時性バッファ２１、通常バッファ２３の順に確認を行うが（Ａ１４，Ａ１７，Ａ２０）、等時性コマンドＡに対する応答データを入力していないため、等時性コマンドＢ、Ｃは等時性バッファ２１に格納された状態で、コマンドデータ応答データ入力待ちのステップＡ２に戻る。
【００８５】
次に、ユーザインタフェース１から入力された通常コマンドＮは、コマンドタイプから通常コマンドと判定し、等間隔間での出力可能サイズの比較判定後（Ａ１０）、通常バッファ２３に格納し、各々のバッファを順次確認する（Ａ１４，Ａ１７，Ａ２０）。今回は、等時性バッファ２１に等時性コマンドＢ、Ｃが格納されているが、対応する応答データが未入力のため、通常バッファ２３より通常コマンドＮを取り出し（Ａ２１）、ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３に通常バッファデータを出力し（Ａ２２）、コマンドデータ応答データ入力待ちのステップＡ２に戻る。
【００８６】
ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３から等時性コマンドＡ応答データが入力されたので、ユーザインタフェース１に応答結果を出力する（Ａ１３）。次に、各バッファを検索し、等時性バッファ２１に格納した等時性コマンドＢをＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３に出力し（Ａ２２）、コマンドデータ応答データ入力待ちのステップＡ２に戻る。
【００８７】
次の流れとして、ユーザインタフェース１から緊急コマンドＳ１、Ｓ２、Ｓ３が、ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３から順次緊急コマンドＳ１、Ｓ２、Ｓ３に対応する応答データが入力される。緊急コマンドＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、コマンドタイプ判定（Ａ６）から緊急コマンドと判定し、順次緊急バッファ２２に格納する（Ａ７）。格納後に各バッファを検索し、緊急バッファ２２から緊急コマンドＳ１を取り出し、ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３に出力する（Ａ１９）。緊急コマンドＳ２、Ｓ３は、緊急バッファ２２格納後、緊急コマンドＳ１、Ｓ２に対応する応答データが入力されたタイミングで、緊急バッファ２２から順次取り出し、ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３に出力し（Ａ１９）、コマンドデータ応答データ入力待ち（Ａ２）に戻る。
【００８８】
次に等時性コマンドＢの応答データをＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３から入力すると、ユーザインタフェース１に応答結果を出力し（Ａ１３）、等時性バッファ２１に格納されている等時性コマンドＣを取り出し、ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部３に出力し（Ａ１９）、コマンドデータ応答データ入力待ちのステップＡ２に戻る。
【００８９】
以降は、バッファ制御４４の詳細な説明を示す。
【００９０】
バッファ制御４４は、等時性間隔タイマ発生から等時性コマンドａを等時性バッファ４１から取り出し、符号化層４５に出力する。出力後、出力結果をフレーム生成３３に出力し（Ｂ１６）、データ割込待ちのステップＢ２に戻る。
【００９１】
次に、通常データ出力要求割込が発生し、通常バッファ４３を確認後（Ｂ８）、取得時刻と次回等時性出力時刻からすぐに出力可能か、次回出力タイミングかの判定確認を行う（Ｂ１１）。本タイミングでは、次回等時性コマンド出力後と判定し、通常データ出力要求割込設定後（Ｂ１３）、データ割込み待ちのステップＢ２に戻る。
【００９２】
次に緊急データ出力要求割込みが発生し、緊急バッファ４２から緊急コマンドｓ１を取り出し、符号化層４５に出力する。出力後、出力結果をフレーム生成３３に出力し（Ｂ１５）、データ割込み待ちのステップＢ２に戻る。
【００９３】
等時性データ出力要求タイマ割込発生後、緊急データ割込みが発生する。等時性データ出力要求タイマ割込判定後、緊急バッファ４２の入力状態を確認する。緊急データ出力要求割込を検出したため（Ｂ５）、緊急データ出力後に併せて等時性データ出力要求割込を設定し（Ｂ６）、緊急コマンドｓ２を符号化層４５に出力する（Ｂ１４）。出力後、緊急コマンド出力結果をフレーム生成３３に出力し（Ｂ１５）、データ割込み待ちのステップＢ２に戻る。
【００９４】
次のタイミングでは、等時性データ出力要求割込、通常データ出力要求割込、緊急データ出力要求割込が発生する。等時性データ出力要求割込判定後、緊急バッファ４２の入力状態を確認し、緊急データ出力要求割込を検出したため（Ｂ５）、等時性データ出力要求割込を再度設定し（Ｂ６）、緊急コマンドｓ３を符号化層４５に出力する（Ｂ１４）。緊急コマンド出力結果をフレーム生成３３に出力し（Ｂ１５）、データ割込み待ちに戻る（Ｂ２）。次に通常データ出力要求割込を検出し、再度通常データ出力要求割込を設定し（Ｂ１３）、データ割込み待ちのステップＢ２に戻る。
【００９５】
次に等時性データ出力要求割込が発生し、等時性データ出力要求割込判定後、緊急バッファ４２の入力状態、緊急データ出力要求割込双方とも未検出のため（Ｂ５）、等時性バッファ４１から等時性データｂを符号化層４５に出力し（Ｂ９）、等時性コマンド出力結果をフレーム生成３３に出力後（Ｂ１６）、データ割込み待ちのステップＢ２に戻る。
【００９６】
またその次に、等時性データ出力要求タイマ割込が発生し、等時性データ出力要求タイマ割込と判定する。緊急バッファ４２の入力状態、緊急データ出力要求割込双方とも未検出のため（Ｂ５）、等時性バッファ４１から等時性データｃを取り出し、符号化層４５に出力し（Ｂ９）、等時性コマンド出力結果をフレーム生成３３に出力後（Ｂ１６）、データ割込み待ちのステップＢ２に戻る。
【００９７】
最後に通常データ出力要求割込が発生し、通常バッファ４３から通常コマンドｎを取り出し、符号化層４５に出力し（Ｂ１２）、通常コマンド出力結果をフレーム生成３３に出力後（Ｂ１７）、データ割込み待ちのステップＢ２に戻る。
【００９８】
上述の通り、ＣＣＳＤＳテレコマンド勧告として定義された、衛星と地上局との間でのテレコマンドプロトコルに基づくＣＣＳＤＳテレコマンドシステムにおいて、ユーザから送信されたコマンドデータのモードを「通常」、「緊急」、「等時性」と分類し、等時性で指定されたコマンドデータを衛星に等間隔で出力し、緊急指定されたものは他のものより優先して出力を行うものである。これにより、ＣＣＳＤＳテレコマンドシステムが有している２種類のサービス（ＡＤ、ＢＤサービス）に加え、衛星姿勢制御やロボットアーム操作などに必要とされる等間隔コマンド出力を有したものとなる。
【００９９】
なお、本発明のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムは衛星あるいは宇宙機等に搭載され、地上局からのコマンド送信により衛星、宇宙機の管制制御を行う。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムは、ＣＣＳＤＳ勧告の逐次方式の自動再送信要求（ＡＲＱ）手順までをソフトウェアで実現し、以降の処理はハードウェアで実現しているので、ネットワーク伝送、ＣＰＵ処理能力に伴う揺らぎがなく、コマンドデータの等間隔出力を安定した実行できるという効果を有している。
【０１０１】
また、ユーザから大量のコマンドを受信しても、ユーザインタフェースでバッファリングを行うことにより以降の処理でのバッファリングを不用とし、処理揺らぎを生み出しやすいメモリ操作を軽減することができるので、出力端に至るまでのコマンド間の遅延を軽減し、等間隔出力を可能にするという効果を有している。
【０１０２】
さらに、ユーザから緊急的なコマンドデータを受信しても、本システム内部のバッファ検索順序に優先順位を用いることができるので、緊急的なコマンドを優先的に送出できるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムの一つの実施の形態を示すブロック図である。
【図２】ＣＣＳＤＳ準拠テレコマンド形式の出力コマンドフォーマットを示す図である。
【図３】ＣＣＳＤＳ準拠テレコマンド形式の出力コマンドフォーマットを示す図である。
【図４】本発明のＣＣＳＤＳテレコマンドシステムを用いた基本的なデータの流れを時間軸に示したものである。
【図５】図１の上位層インタフェースの処理を示すフローチャートである。
【図６】図１のバッファ制御の処理を示すフローチャートである。
【図７】本システムを用いたコマンド優先出力の流れを説明する図である。
【符号の説明】
１    ユーザインタフェース
２    上位層インタフェース部
３    ＣＣＳＤＳテレコマンド処理部
４    ハード制御処理部
２０    上位層インタフェース
２１    等時性バッファ
２２    緊急バッファ
２３    通常バッファ
３１    仮想チャネル管理
３２    コマンド運用手順
３３    フレーム生成
４１    等時性バッファ
４２    緊急バッファ
４３    通常バッファ
４４    バッファ制御
４５    符号化層
４６    出力制御
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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