衛星通信は、通常の通信・放送目的のみならず、地上通信インフラに依存することなくネットワークを構築できるため、災害時の非常通信網やデジタルデバイドを解消する有力な手段として期待されています。こうした衛星通信の特長を生かすには、衛星上で高度な信号処理を行うための再生中継*２技術が必要となります。しかし、１０年から１５年以上と長い衛星寿命期間内に地上の通信技術は進歩し発展しますが、衛星搭載技術は更新ができず、地上技術に追従することのできる高度な再生中継器を衛星に搭載した例はありませんでした。

今回、回路構成がソフトウェアによって変更可能な素子S-RAM型FPGA*３を採用し、再構成可能な回路素子を複数搭載した次世代衛星搭載用ソフトウェア無線機フライトモデルを新たに開発しました。その後同モデルの各種試験を実施し、衛星に搭載する再生型中継器として必要な機能・性能の評価、そして通信方式の変更にも柔軟に対応できることを確認しました。さらに再構成可能という性質を生かし、故障した回路の論理的な切り離しと機能の再構成により、“柔らかく壊れる(段階的な機能劣化)”*４通信機の動作も確認できました。こうした概念を実装した衛星搭載再生中継器は、この再構成通信機が世界で初めてとなります。

再構成通信機は2010年頃の軌道上実証を目指して衛星システムを開発中です。今後は通信のみならず他の機能も実装し、より広範囲なアプリケーションに適応する中継技術を開発します。

通信方式、変調速度、搬送波周波数等をソフトウェアによって変更できる無線機のこと。S-RAM型FPGA(後述)やデジタルシグナルプロセッサ(DSP)等が搭載されている。

地上局から送られてきた信号を衛星上で一旦復調、復号して中継する処理方式。一般に用いられているベントパイプ方式に比べ、2倍以上のユーザーを対象とする通信が可能となる反面、高度な信号処理技術が必要とされる。また、これまでは軌道上の衛星搭載機器の更新ができないため、打ち上げ時の通信方式に固定されてしまう欠点を持つ。

回路情報を内部の記憶素子に保持するLSIで、回路情報を自由に変更できる。ただし、実際の宇宙環境においては、太陽等からの放射線の影響によって回路情報が変更されてしまうことが生じるため、防御対策が必要となる。

従来の衛星搭載機器は、完全な正常動作をしていなければ故障、つまり機能していないとされてきた。今回開発した機器は、再構成可能な回路素子を複数搭載しているため、回路素子のいくつかが故障しても、故障した素子のみを論理的に切り離すことができ、故障していない素子だけ用いることができる。さらに回路の再構成が可能であることから、故障していない素子を用いて回路を構成することができ、装置全体としての機能維持が可能である。ただし、この場合は使用できる素子が減少するため性能が劣化する、あるいは機能に制限が生じる。