技術 多重化パケット抽出装置及び多重化パケット抽出方法

0001

本発明は多重化パケット抽出装置及び多重化パケット抽出方法に関し、特にＣＣＳＤＳ（Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｆｏｒ Ｓｐａｃｅ Ｄａｔａ Ｓｙｓｔｅｍ：宇宙データシステム諮問委員会）ＡＯＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｂｉｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）準拠の多重化パケットの抽出方法に関する。

0002

従来、ＣＣＳＤＳＡＯＳ勧告においては、ＦＨＰ（Ｆｉｒｓｔ Ｈｅａｄｅｒ Ｐｏｉｎｔｅｒ）を用いたパケット抽出が規定されている。このＣＣＳＤＳＡＯＳ準拠の基本的なデータ構造を図６に示す。

0003

図６において、本データ構造はＣＡＤＵ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）と呼ばれるフレーム構造の中に、ＶＣＤＵ（ＶｉｒｔｕａｌＣｈａｎｎｅｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）と呼ばれるフレーム構造を有している。すなわち、ＣＡＤＵは同期マーカとＶＣＤＵとからなり、ＶＣＤＵはＶＣＤＵヘッダとＭ＿ＰＤＵ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ＤａｔａＵｎｉｔ）とＶＣＤＵトレーラとリードソロモンチェックシンボルとからなっている。

0004

ＶＣＤＵ各々はＶＣＩＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）という識別子によって識別することができるため、物理的に１つの伝送路上に論理的に複数の伝送路を設定することができ、効率的なデータ伝送を実現している。

0005

ＣＣＳＤＳＡＯＳ勧告のサービスの１つに、多重化サービスが定義されている。その多重化サービスはパケットと呼ばれるデータの単位を同一のＶＣＤＵの中に多重化して伝送するサービスのことである。１つのＶＣＤＵの中に、Ｍ＿ＰＤＵと呼ばれるデータ構造を有し、これは複数のパケットとそのパケットの多重化の状況を認識するためのヘッダ情報（Ｍ＿ＰＤＵヘッダ）とから構成されている。つまり、Ｍ＿ＰＤＵはＭ＿ＰＤＵヘッダと残パケットとパケットと残データとからなっている。

0006

上述した従来の多重化パケット抽出方法では、多重化サービスの場合、１つのパケットが複数のＶＣＤＵ（Ｍ＿ＰＤＵ）に跨って多重化されると、その状態を識別するために、Ｍ＿ＰＤＵヘッダ内にＦＨＰ（Ｆｉｒｓｔ Ｈｅａｄｅｒ Ｐｏｉｎｔｅｒ）と呼ばれるものが定義されている。これはＭ＿ＰＤＵ内に格納されたパケットの先頭位置を示したものであり、それ以前に格納されているデータは直前のＶＣＤＵのＭ＿ＰＤＵに格納されていた最終パケットの残りの部分を表している。

0007

通常、上記のＦＨＰのみを手がかりにパケットの抽出を行うが、何らかの原因（伝送路上の原因、送信側装置の障害等）でＦＨＰの示す位置が誤っていた場合、そのＭ＿ＰＤＵ内に多重化されている全てのパケット抽出ができなくなり、棄却されてしまう。

0008

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、パケットの棄却率を低減することができる多重化パケット抽出装置及び多重化パケット抽出方法を提供することにある。

0009

本発明による多重化パケット抽出装置は、複数のパケットが多重化されかつそのヘッダ内において多重化されたパケットの先頭位置を示すＦＨＰ（ＦｉｒｓｔＨｅａｄｅｒ Ｐｏｉｎｔｅｒ）が定義されたＭ＿ＰＤＵ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）から前記パケットを抽出する多重化パケット抽出装置であって、前記パケットが２つのＭ＿ＰＤＵに跨っているか否かを検出する検出手段と、前記パケットが２つのＭ＿ＰＤＵに跨っていることが検出された時に当該パケットのパケット長と前記ＦＨＰとを基にパケット抽出を行う抽出手段とを備えている。

0010

本発明による多重化パケット抽出方法は、複数のパケットが多重化されかつそのヘッダ内において多重化されたパケットの先頭位置を示すＦＨＰ（ＦｉｒｓｔＨｅａｄｅｒ Ｐｏｉｎｔｅｒ）が定義されたＭ＿ＰＤＵ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）から前記パケットを抽出する多重化パケット抽出方法であって、前記パケットが２つのＭ＿ＰＤＵに跨っているか否かを検出するステップと、前記パケットが２つのＭ＿ＰＤＵに跨っていることが検出された時に当該パケットのパケット長と前記ＦＨＰとを基にパケット抽出を行うステップとを備えている。

0011

すなわち、本発明の多重化パケット抽出装置は、ＣＣＳＤＳ（Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｆｏｒ Ｓｐａｃｅ Ｄａｔａ Ｓｙｓｔｅｍ：宇宙データシステム諮問委員会）ＡＯＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｂｉｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）準拠のデータ構造を有する宇宙機からのダウンリンクデータのフレームからパケットを抽出する際に、ＦＨＰ（Ｆｉｒｓｔ Ｈｅａｄｅｒ Ｐｏｉｎｔｅｒ）のみでなく、パケット長も考慮してパケットを抽出することを特徴とする。

0012

従来技術では、通常、ＦＨＰのみを手がかりにパケットの抽出を行っているので、何らかの原因でＦＨＰの示す位置が誤っていた場合、そのＭ＿ＰＤＵ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）内に多重化されている全てのパケット抽出ができなくなり、当該パケットが棄却されてしまう。

0013

これに対し、本発明の多重化パケット抽出装置では、ＦＨＰの他に、２つのＭ＿ＰＤＵに跨ったパケットのパケット長も考慮してパケット抽出を行って、２つのＭ＿ＰＤＵに跨ったパケットのパケット長をパケット抽出の手がかりに加えているので、パケットの棄却率を低減させることが可能となる。

0014

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例によるＣＣＳＤＳ（Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｆｏｒ Ｓｐａｃｅ Ｄａｔａ Ｓｙｓｔｅｍ）パケット処理装置（多重化パケット処理装置）の構成を示すブロック図である。図１において、ＣＣＳＤＳパケット処理装置１はハードウェア処理部２と、ソフトウェア処理部３とから構成されている。

0015

ハードウェア処理部２はハードウェアで実現され、フレーム同期部２１と復号部２２とから構成されている。ソフトウェア処理部３はソフトウェアで実現され、ＶＣＤＵ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）処理部３１と、Ｍ＿ＰＤＵ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ＤａｔａＵｎｉｔ）処理部３２とから構成されている。

0016

フレーム同期部２１はＣＣＳＤＳパケット処理装置１に入力されたＣＡＤＵ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）のフレーム同期をとる部分であり、復号部２２はリードソロモン等の符号化されたＶＣＤＵを復号することによってダウンリンクデータの誤り検出及び訂正を行う。

0017

ＶＣＤＵ処理部３１はＶＣＩＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を基にＶＣＤＵの分離処理を行い、Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２はパケット抽出を実施する。

0018

ここで、ＣＣＳＤＳＡＯＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｂｉｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）準拠の基本的なデータ構造は、図６に示すように、ＣＡＤＵと呼ばれるフレーム構造の中に、ＶＣＤＵと呼ばれるフレーム構造を有している。すなわち、ＣＡＤＵは同期マーカとＶＣＤＵとからなり、ＶＣＤＵはＶＣＤＵヘッダとＭ＿ＰＤＵとＶＣＤＵトレーラとリードソロモンチェックシンボルとからなっている。

0019

ＶＣＤＵ各々はＶＣＩＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）という識別子によって識別することができるため、物理的に１つの伝送路上に論理的に複数の伝送路を設定することができ、効率的なデータ伝送を実現している。

0020

ＣＣＳＤＳＡＯＳ勧告のサービスの１つに、多重化サービスが定義されている。その多重化サービスはパケットと呼ばれるデータの単位を同一のＶＣＤＵの中に多重化して伝送するサービスのことである。１つのＶＣＤＵの中に、Ｍ＿ＰＤＵと呼ばれるデータ構造を有し、このデータ構造は複数のパケットとそのパケットの多重化の状況を認識するためのヘッダ情報（Ｍ＿ＰＤＵヘッダ）とから構成されている。つまり、Ｍ＿ＰＤＵはＭ＿ＰＤＵヘッダと残パケットとパケットと残データとからなっている。

0021

多重化サービスの場合、１つのパケットが複数のＶＣＤＵ（Ｍ＿ＰＤＵ）に跨って多重化される場合がある。この状態を識別するために、Ｍ＿ＰＤＵヘッダ内に、ＦＨＰ（Ｆｉｒｓｔ Ｈｅａｄｅｒ Ｐｏｉｎｔｅｒ：ファーストヘッダポインタ）と呼ばれるものが定義されている。このＦＨＰはＭ＿ＰＤＵ内に格納されたパケットの先頭位置を示したものであり、それ以前に格納されているデータは直前のＶＣＤＵのＭ＿ＰＤＵに格納されていた最終パケットの残りの部分を表している。

0022

通常、パケット抽出は上記のＦＨＰのみを手がかりに行っているが、何らかの原因でＦＨＰの示す位置が誤っていた場合、そのＭ＿ＰＤＵ内に多重化されている全てのパケットを抽出することができなくなり、当該パケットが棄却されてしまう。これに対して、本発明の一実施例ではＦＨＰの他に２つのＭ＿ＰＤＵに跨ったパケットのパケット長も考慮してパケット抽出を行っているため、パケットの棄却率を低減させることができる。

0023

図２〜図４は本発明の一実施例によるＣＣＳＤＳパケット処理装置１の動作を示すフローチャートである。これら図１〜図４を参照して本発明の一実施例によるＣＣＳＤＳパケット処理装置１の動作について説明する。

0024

まず、Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２はＶＣＤＵ処理部３１からＭ＿ＰＤＵを取得すると同時に、前に処理したＭ＿ＰＤＵに残データが含まれていたか否かを判断する（図２ステップＳ１，Ｓ２）。残データがない場合、Ｍ＿ＰＤＵの先頭データがパケットの先頭データとなるので、Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２はＭ＿ＰＤＵの先頭からパケットの抽出を実施する（図２ステップＳ３）。

0025

残データがある場合、２つのＭ＿ＰＤＵにパケットが跨っていることになるので、Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２はＦＨＰを手がかりにパケットの抽出を試みる。この場合、Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２はＦＨＰが正しい値の範囲を示しているかを判断し（ＦＨＰ＜ＶＣＤＵデータ領域）（図２ステップＳ５）、正しい値の範囲を超えていれば、そのＭ＿ＰＤＵを破棄する（図２ステップＳ６）。

0026

続いて、Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２はＦＨＰに抽出ポイントを合わせ（図２ステップＳ６）、ＦＨＰの示す場所と残パケットの長さとが等しいかを判定する（図２ステップＳ７）。Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２は判定結果が正の場合、前のＭ＿ＰＤＵの残データと残パケットとを結合してパケットを抽出する（図２ステップＳ８）。

0027

Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２は判定結果が偽の場合、ＦＨＰの示すポイントからパケットヘッダの抽出を実施し（図２ステップＳ９）、パケットヘッダエラーかどうかを判定する（図２ステップＳ１０）。Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２はこの判定で正しく抽出することができたと判定すると、残パケットとＦＨＰとの関係を基に当該パケットを抽出する。

0028

つまり、Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２は残パケットがＦＨＰより小さければ（図２ステップＳ１１）、ＦＨＰまで残パケットのデータを取得し、前Ｍ＿ＰＤＵのデータと結合し、残りをＦＩＬＬ（補充データ）で埋めて当該パケットを抽出する（図２ステップＳ１２）。また、Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２は残パケットがＦＨＰより大きければ（図２ステップＳ１１）、残パケットまでのデータと前Ｍ＿ＰＤＵのデータとを結合して当該パケットを抽出する（図２ステップＳ１３）。

0029

正しくない場合、ＦＨＰの示すポイントが誤っていることになるため、Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２はパケット長を基にパケット抽出を試みる。この場合、Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２は前のＭ＿ＰＤＵの残データと現在取得しているＭ＿ＰＤＵの残パケットを合成して得られたパケットのパケットヘッダからパケット長を取得し、それを基に抽出ポイントを設定し（図３ステップＳ１４）、そのポイントを現在取得しているＭ＿ＰＤＵのパケットの先頭位置とみなし、上記と同様に、パケットヘッダの抽出を実施する（図３ステップＳ１５）。

0030

Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２はパケットヘッダを正しく抽出することができれば（図３ステップＳ１６）、残パケット長とＦＨＰとの関係を基にパケットを抽出する。つまり、Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２は残パケットがＦＨＰより大きければ（図３ステップＳ１９）、ＦＨＰまで残パケットのデータを取得し（図３ステップＳ２０）、パケット長になるまでＦＩＬＬを埋める（図３ステップＳ２１）。また、Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２は残パケットがＦＨＰより小さければ（図３ステップＳ１９）、パケット長になるまでＦＩＬＬを埋める（図３ステップＳ２１）。

0031

Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２は正しくパケットヘッダが抽出することができなければ（図３ステップＳ１６）、パケット長までＦＩＬＬを埋めて抽出し（図３ステップＳ１７）、現在取得しているＭ＿ＰＤＵを破棄し（図３ステップＳ１８）、Ｍ＿ＰＤＵのパケット抽出処理を終了する。

0032

これ以降、Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２は抽出したパケットヘッダのパケット長を基にパケットの抽出を行い、残データがあれば（図４ステップＳ２２）、その残データを取得し（図４ステップＳ２８）、Ｍ＿ＰＤＵのパケット抽出処理を終了する。

0033

また、Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２は残データがなければ（図４ステップＳ２２）、パケットヘッダが抽出可かどうかを判定する（図４ステップＳ２４）。Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２はパケットヘッダが抽出可でなければ、Ｍ＿ＰＤＵのパケット抽出処理を終了する。Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２はパケットヘッダが抽出可であれば、パケットヘッダを抽出し（図４ステップＳ２４）、パケットヘッダエラーかどうかを判定する（図４ステップＳ２５）。

0034

Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２はこの判定で正しく抽出することができたと判定すると、当該パケットを取得し（図４ステップＳ２６）、正しく抽出することができないと判定すると、現在取得しているＭ＿ＰＤＵを破棄し（図４ステップＳ２６）、Ｍ＿ＰＤＵのパケット抽出処理を終了する。上記の処理はＭ＿ＰＤＵ単位に順次実施される。

0035

このように、Ｍ＿ＰＤＵ処理部３２によるパケット抽出において、ＦＨＰの他に、２つのＭ＿ＰＤＵに跨ったパケットのパケット長も考慮して、つまりＦＨＰ及びパケット長という２つのポインタを用いてパケットを抽出することによって、パケットの棄却率を低減することができる。

0036

図５は本発明の他の実施例によるＣＣＳＤＳパケット処理装置の構成を示すブロック図である。図５において、ＣＣＳＤＳパケット処理装置４はシリアル／パラレル変換部５と、ソフトウェア処理部６とから構成されている。

0037

ソフトウェア処理部６はソフトウェアで実現され、フレーム同期部６１と、復号部６２と、ＶＣＤＵ処理部６３と、Ｍ＿ＰＤＵ処理部６４とから構成されている。ここで、ソフトウェア処理部６は本発明の一実施例によるＣＣＳＤＳパケット処理装置１でハードウェアにて実現されているフレーム同期部２１及び復号部２２をソフトウェアにて実現している。

0038

そのため、ＣＣＳＤＳパケット処理装置４への入力としてはシリアルデータを計算機が処理しやすいパラレルデータに変換するために、シリアル／パラレル変換部５を配設している。尚、ソフトウェア処理部６の各部の処理動作は上述した本発明の一実施例によるＣＣＳＤＳパケット処理装置１の各部の処理と同様である。

0039

以上説明したように本発明によれば、複数のパケットが多重化されかつそのヘッダ内において多重化されたパケットの先頭位置を示すＦＨＰ（Ｆｉｒｓｔ Ｈｅａｄｅｒ Ｐｏｉｎｔｅｒ）が定義されたＭ＿ＰＤＵ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）から前記パケットを抽出する多重化パケット抽出装置において、パケットが２つのＭ＿ＰＤＵに跨っていることが検出された時に当該パケットのパケット長とＦＨＰとを基にパケット抽出を行うことによって、パケットの棄却率を低減することができるという効果がある。

0040

図１本発明の一実施例によるＣＣＳＤＳパケット処理装置の構成を示すブロック図である。
図２本発明の一実施例によるＣＣＳＤＳパケット処理装置の動作を示すフローチャートである。
図３本発明の一実施例によるＣＣＳＤＳパケット処理装置の動作を示すフローチャートである。
図４本発明の一実施例によるＣＣＳＤＳパケット処理装置の動作を示すフローチャートである。
図５本発明の他の実施例によるＣＣＳＤＳパケット処理装置の構成を示すブロック図である。
図６ＣＣＳＤＳＡＯＳ準拠の基本的なデータ構造を示す図である。

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１，４ ＣＣＳＤＳパケット処理装置
２ハードウェア処理部
３，６ソフトウェア処理部
５シリアル／パラレル変換部
２１，６１フレーム同期部
２２，６２復号部
３１，６３ＶＣＤＵ処理部
３２，６４ Ｍ＿ＰＤＵ処理部