| 講演名 | 2020-08-21 ［奨励講演］Software Defined Satelliteの実現に向けた要素技術 谷 重紀(三菱電機), 山下 靖貴(三菱電機), 早馬 道也(三菱電機), 半谷 政毅(三菱電機), 有賀 博(三菱電機), |
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| 抄録(和) | 衛星搭載通信ミッション機器のデジタル化によって実現されるSoftware Defined Satellite (SDS)は軌道上で時間・周波数・空間領域での無線リソース制御を行えることから周波数利用効率の向上が期待できるのに加え，異なる要求を有する通信衛星や観測衛星に対して柔軟な運用能力を提供することが可能となる．SDSの実現にあたっては，アナログ処理を極力デジタル化することでH/W的機能制約を解消することが重要である．また，デジタル化を実現する一手段として，コスト・性能面で優位性のある民生Field-Programmable Gate Array (FPGA)の採用が望ましいが，宇宙環境特有の放射線によるソフトエラー対策が重要となる．そこで本稿ではSDSの実現に向けた要素技術として，はじめに周波数変換部におけるH/W機能制約を解消するΔΣ変調を用いたダイレクト送信技術について，並列処理時の性能劣化を低減する手法を報告する．次にソフトエラー対策技術について，確率的信号処理を適用したチャネライザの設計結果とビット反転耐性について従来のバイナリ演算との比較結果を示す．また，変調波をConvolutional Neural Network De-noising Auto Encoder (CNN DAE)で学習させることによるソフトエラー発生時の波形復元効果について報告する． |
| 抄録(英) | The software defined satellite (SDS) improves frequency utilization to control resources such as time, frequency, and space by using fully digitalized onboard processor. In addition, SDS enables satellite communication and observation operators to provide ability to customize their services in a satellite life time. In order to realize SDS, functional restriction due to the analogue devices should be avoided to alternate analogue processing with digital as much as possible. Also, if we use commercial grade devices attracting higher processing speed at a modest price than space grade devices even though less resilient, soft error mitigation techniques are important. Therefore, this paper shows some fundamental techniques toward the SDS. Firstly, the direct digital transmission technique utilizing delta-sigma modulation is proposed to omit multi-bit digital-to-analog convertor and mixer. In addition, this paper shows novel parallel circuit design to improve signal discontinuity. Secondary, error robust technique utilizing stochastic computing is proposed. In this paper, design results of digital channelizer with stochastic computing and Signal to Noise power Ratio (SNR) performance under the soft error environment are provided. Finally, this paper proposes novel error tolerance digital processing technique which restores distorted signals utilizing Convolutional Neural Network De-noising Auto Encoder (CNN DAE). In the proposal, CNN DAE learns a representation for a set of data by training the neural network to minimize signal noise, then the output is selected from restored signal or original signal appropriately to avoid representation error. |
| キーワード(和) | Software Defined Satellite / ΔΣ変調 / 確率的信号処理 / CNN DAE / ソフトエラー |
| キーワード(英) | Software Defined Satellite / Delta-Sigma modulation / Stochastic Computing / CNN DAE / Soft error |
| 資料番号 | SAT2020-20 |
| 発行日 | 2020-08-13 (SAT) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SAT / RCS |
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| 開催期間 | 2020/8/20(から2日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | 移動衛星通信，放送，誤り訂正，無線通信一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 筋誡 久(NHK) / 岡本 英二(名工大) |
| 委員長氏名（英） | Hisashi Sujikai(NHK) / Eiji Okamoto(Nagoya Inst. of Tech.) |
| 副委員長氏名（和） | 石川 博康(日大) / 井家上 哲史(明大) / 前原 文明(早大) / 西村 寿彦(北大) / 旦代 智哉(東芝) |
| 副委員長氏名（英） | Hiroyasu Ishikawa(Nihon Univ.) / Tetsushi Ikegami(Meiji Univ.) / Fumiaki Maehara(Waseda Univ.) / Toshihiko Nishimura(Hokkaido Univ.) / Tomoya Tandai(Toshiba) |
| 幹事氏名（和） | 小島 政明(NHK) / 難波 忍(KDDI総合研究所) / 牟田 修(九大) / 村岡 一志(NEC) |
| 幹事氏名（英） | Masaaki Kojima(NHK) / Shinobu Nanba(KDDI Research) / Osamu Muta(Kyushu Univ.) / Kazushi Muraoka(NEC) |
| 幹事補佐氏名（和） | 大倉 拓也(NICT) / 五藤 大介(NTT) / 安達 宏一(電通大) / 中村 理(シャープ) / 酒井 学(三菱電機) / 岩渕 匡史(NTT) / 奥山 達樹(NTTドコモ) |
| 幹事補佐氏名（英） | Takuya Okura(NICT) / Daisuke Goto(NTT) / Koichi Adachi(Univ. of Electro-Comm.) / Osamu Nakamura(Sharp) / Manabu Sakai(Mitsubishi Electric) / Masashi Iwabuchi(NTT) / Tatsuki Okuyama(NTT DOCOMO) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Satellite Telecommunications / Technical Committee on Radio Communication Systems |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ［奨励講演］Software Defined Satelliteの実現に向けた要素技術 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | [Encouragement Talk] A Fundamental Study Toward the Software Defined Satellite |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | Software Defined Satellite / Software Defined Satellite |
| キーワード(2)（和/英） | ΔΣ変調 / Delta-Sigma modulation |
| キーワード(3)（和/英） | 確率的信号処理 / Stochastic Computing |
| キーワード(4)（和/英） | CNN DAE / CNN DAE |
| キーワード(5)（和/英） | ソフトエラー / Soft error |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 谷 重紀 / Shigenori Tani |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 三菱電機株式会社(略称：三菱電機) Mitsubishi Electric Corporation(略称：Mitsubishi Electric) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 山下 靖貴 / Yasutaka Yamashita |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 三菱電機株式会社(略称：三菱電機) Mitsubishi Electric Corporation(略称：Mitsubishi Electric) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 早馬 道也 / Michiya Hayama |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 三菱電機株式会社(略称：三菱電機) Mitsubishi Electric Corporation(略称：Mitsubishi Electric) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 半谷 政毅 / Masatake Hangai |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 三菱電機株式会社(略称：三菱電機) Mitsubishi Electric Corporation(略称：Mitsubishi Electric) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 有賀 博 / Hiroshi Aruga |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 三菱電機株式会社(略称：三菱電機) Mitsubishi Electric Corporation(略称：Mitsubishi Electric) |
| 発表年月日 | 2020-08-21 |
| 資料番号 | SAT2020-20 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | SAT-129 |
| ページ範囲 | pp.53-57(SAT), |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2020-08-13 (SAT) |