2011年2月4日更新
PRISM 通信系の役割
通信系の主な目的は、衛星と地上局との間において確実な通信を確立すること
です。衛星側での受信、送信部分を受け持っています。地球側での仕事は
地上局系の担当です。通信系はたとえてみれば、人間の「口」と「耳」の
ようなものです。送信機は、脳の命令に従って情報を発信する「口」のような
もので、受信機は誰かが言うことを聞くための「耳」のようなものだと言えます。
このように一般的に通信系は送信機と受信機という2つの機能に分けることが
できます。
PRISMには、地球からのコマンドを受信するための受信機1つと、
3つの送信機を搭載する予定です。3つの送信機のうち、1つ目は衛星の健康状態
をモールス符号にして送信するためのものです。2つ目は地球の写真
（画像データ）を送るための
もので、3つ目は衛星の健康状態と画像データの両方を送るためのものです。
ただし、受信機と送信機だけでは通信系は成り立ちません。完全な機能を
果たすためにアンテナ、周辺回路、オンボードコンピュータなどが必要となります。
PRISM 通信系の設計/開発
通信系の設計/開発に関わる仕事は以下のようなものです。
- データのエンコード、デコード、送信機制御、モデムシステムの回路設計
- CANシステムバスを利用するメインOBC（C&DH系）との内部通信インタフェースの開発
- (株)西無線研究所との、送受信機の共同開発
- 送受信機の評価、試験
- アンテナ設計、アンテナ展開構造の開発
コンポーネント
各コンポーネントの基本的な機能の説明を以下に述べます。人間が共通の言語を
使ってコミュニケーションするように、衛星もそれにならってプロトコルという
通信ネットワークシステムにおける共通言語を使います。よってPRISMではアマチュア無線でよく知られたAX.25プロトコルを使う予定です。
そのために、CubeSat XI-IVのようにアマチュア無線帯の電波を使うことを計画しています。
そしてアマチュア無線帯を利用するために以下の機能を実装します。
■送信系
- CWビーコン
モールス符号の形式で衛星の健康状態を表すデータを送信します（Q&A参照）。
その速さは1分に50文字くらいです。
通常のデータ通信は次のFSK通信を利用するため、このビーコンは生存確認のための信号という役割が強くなります。
PRISMの設計思想からこのCWビーコンの生成は通信系ではなく電源系が担当しています。
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TxTNC
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H8/3048(CW、1200bpsFSK、9600bpsGMSK共通)
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モデム
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FX614
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送信機
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(株)西無線研究所製430MHz帯FM送信機
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出力
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100mW
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消費電力
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475mW
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- 1200bps FSK
1200bpsというのは、1秒につき1200ビット送信する通信速度のことです。
8ビットで1文字のアルファベットや数字を表すことができます。この送信機で、
衛星の健康状態を含むステータス情報をCWビーコンの送信機よりも速い通信速度
で送信します。しかしCWビーコンの送信機よりも電力をより多く消費します。
この送信機で画像データも送信しますが、9600bpsの送信機よりは遅いです。
この1200bpsの送信機の重要な役割は衛星のステータスの履歴を地球に送ることです。
私達はその情報を使って詳しく衛星の状態を解析できます。
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TxTNC
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H8/3048(CW、1200bpsFSK、9600bpsGMSK共通)
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モデム
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FX614
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送信機
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(株)西無線研究所製430MHz帯FM送信機
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出力
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1W
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消費電力
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3W
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- 9600bps GMSK
9600bpsの送信機の主な役割は、カメラで撮影した地球の画像を地球へ送信することです。
画像を送信するという目的は1200bpsの送信機と同じですが、
変調方式はGMSKを利用していて、1200bps送信機におけるFSKとは違っています。
他の通信機コンポーネントがCubesatの設計構成を踏襲しているのに対して、GMSK送信機はPRISMの新規開発要素となっています。
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TxTNC
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H8/3048(CW、1200bpsFSK、9600bpsGMSK共通)
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モデム
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CMX589
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送信機
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(株)西無線研究所製430MHz帯FM送信機
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出力
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3W
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消費電力
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7W
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■受信系
- 1200bps FSK
この受信機で地球からのコマンドを受信し、衛星の脳の部分（C&DH系）へコマンドを渡します。
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RxTNC
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PIC16C716
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モデム
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FX614
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送信機
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(株)西無線研究所製145MHz帯FM受信機
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メンバー
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須崎 祐多
リーダー
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小松 満仁
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永島 隆
オブザーバー
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鈴木 由宇
オブザーバー
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荒堀 真生子
オブザーバー
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