JPS599994B2 - 空間メモリ方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、宇宙空間を遅延記憶素子として用いるもので
あつて、特に人工衛星や人工惑星等の人工星を用い、宇
宙空間を光や電磁波が伝播するときの伝播遅れを利用し
て遅延回路を構成した空間メモリ方式に関するものであ
る。

記憶素子として遅延素子を使用することは、水銀遅延線
を用いた超音波記憶方式、溶融石英を用いた固体遅延線
路方式、同軸ケーブルや導波管を用いた電気遅延線方式
等が知られている。

これらの遅延素子を用いた記憶装置の原理は、第１図に
示す如く、ゲート回路１の入力端子に情報を伝達して、
遅延記憶素子２にこれを導入する。遅延記憶素子２に導
入された該情報はここで一定の遅延作用を受けたのち出
力としてあられれる。連弾記憶素子２より得られた該情
報は遅延記憶素子２を通過するとき減衰されているので
、これを再生増幅器３により増幅するとともに波形の崩
れを整形したのちに、再びゲート回路１に印加する。こ
のように構成することにより、初めにゲート回路１に印
加された情報は、ゲート回路１−遅延記憶素子２−再生
増幅器３−ゲート回路１のループ内を循環するので、該
情報は上記ループ内に記憶されることになる。しかし、
上記第１図に示す方式においては情報を単に記憶させた
ということのみにとどまり、これを記憶装置として実用
的にするためには、第２図に示す如き方式が必要となる
。

図中、４、８、９はゲート回路、５はオア回路、６は遅
延記憶素子、１は増幅器、１０はインバータ回路、１１
は比較器である。いまゲート回路４の入力端子に記憶さ
れるべき入力情報が印加されているとき書き込み制御信
号をゲート回路４の他の入力端子に印加すればゲート回
路４は開き、入力端子より印加された入力情報はオア回
路５を経由して遅延記憶素子６に導かれる。

遅延記憶素子６の出力は増幅器７に印加され、増幅器７
の出力はゲート回路８の一方の入力端子に印加される０
ゲート回路５の他方の他端にはクロツクパルスが印加さ
れており、増幅器７の出力はこのクロツクパルスにより
整波され、遅延記憶素子６内を通るときに生じた歪が修
正される。上記ゲート回路８の出力はゲート回路９に伝
達される。ゲート回路９の他方の入力端子にはインバー
タ回路１０を介してセツト・りセツト信号が印加され、
インバータ回路１０にりセツトがオンの信号が印加され
ればゲート回路９が閉じるように構成されている。した
がつて、一旦ゲート回路４の入力端子より送り込まれた
情報は、オア回路５一遅延記憶素子６一増幅器７ーゲー
ト回路８−ゲート回路９−オア回路５のループ内を循環
して記憶されることになる。この記憶状態は、インバー
タ回路１０にりセツトオンの信号を印加し、ゲート回路
９を閉めるまで持続されるが、ゲート回路９が閉められ
ると、そのとき通過できなかつた情報のみ消去されるこ
とになる。なお、上記第２図Ｇこ示された遅延素子記憶
方式に記憶された情報は、第２図右端より、当該情報の
アドレス信号を比較器に印加することにより選択し、取
り出すことができる。

本発明は、上記遅延記憶素子６として宇宙空間を利用し
た空間メモリ方式を得ることを目的とするものであつて
、このために、宇宙空間に情報信号を電波の形式で送信
する送信手段と、宇宙空間から電波の形式で送信されて
くる情報信号を受信 ごする受信手段と、地球上の地上
局との間で情報信号およびコマンドを電波の形式で送受
信する制御手段と、上記受信手段により受信した情報信
号を増幅および整形する手段と、上記受信手段と送信手
段の間にもうけられ上記受信手段からの情報信 ４号を
上記制御手段に送出しさらに上記制御手段からの情報信
号を上記送信手段に送出する機能を有するゲート手段を
を具備する人工星を宇宙空間に複数個配置し、該複数の
人工星を介して情報信号がループ状に電波伝播するよう
構成するとともに、該人工星の少なくとも１つは上記地
球上の地上局との間で上記情報信号およびコマンドの送
受信を行ない、宇宙空間を電波が伝播する時間を利用し
て遅延記憶手段を得るよう構成したことを特徴とするも
のである。

以下本発明の一実施例を第３図及び第４図について説明
する。

図中、１２はゲート回路、１３は追跡制御回路であつて
地上局とのコマンドのやりとりを行うもの、１４は符号
器、１５はクロツク生成器、１６は原発信器、１７は復
号器、１８はクロツク生成器、１９は同期回路、２０は
増幅器、２１はゲート回路、２２はクロツク生成器、２
３は地球、２４，２４′，２４″は人工衛星、２５，２
５′，２５″は送信アンテナ、２６，２６′，２６″は
受信アンテナ、２７，２７′，２７〃は送信器、２８，
２８′，２８″は受信機である。第３図は人工星に載置
されている主な電気的諸装置を示す。

他の人工星等からの電波は、アンテナで受信されたのち
復号器１７に導かれる。復号器１７には、上記受信信号
と同期をとるための同期回路１９により制御されたクロ
ツク生成器１８が接続されている。上記復号器１７によ
り復号された信号は増幅器２０によつて増幅され、該増
幅器２０の出力はクロツク生成器２２から生じたクロツ
クパルスが印加されるゲート回路２１により整形される
。このようにして、信号が宇宙空間を伝播している間に
生じた減衰や波形の崩れは、最初の送信波形と同様に整
形された後にゲート回路１２及び符号器１４を経由して
、例えば８ＧＨｚの搬送波により、再び他の人工星等に
送信される。即ち、第４図に示す如く、上記諸装置を載
置した人工衛星２４，２４′，２４″の如き複数の人工
星を宇宙空間に打ち上げる。例えば、人工衛星２４の送
信器２７を経由して送信アンテナ２５から発信された電
波は、人工衛星２４′の受信アンテナ２６′により受信
され、受信器２８′に伝達される。この受信された信号
は、第３図に示される回路により再び整形されてから送
信器２７′により送信アンテナ２５′から発信され、人
工衛星２ＩＩ′に送信される。人工衛星２１では、人工
衛星２４′におけると同様にして再び信号を送信し、該
信号は人工衛星２４の受信アンテナ２６により受信され
、上記の如く整形された後に再び送信器２７により送信
アンテナ２５から送信される。このようにして上記人工
衛星２４，２４′，２４″間を上記の如き符号化された
電波信号をループ状に送受信することにより、該電波が
該ループ状の宇宙空間を伝播するに必要な時間を利用し
た空間メモリを得ることができ、上記人工衛星間に存在
する宇宙空間を、第２図に示される遅延記憶素子６とし
て利用することができる。

上記の如く構成された空間メモリに記載されたデータを
読み出したり消去したりするときは、地上局から該アド
レス信号を送信する。

該地上局からの送信電波は人工衛星で受信されて、第３
図に示す、追跡・制御コマンド系回路１３を経由してゲ
ート回路１２に伝播され、ゲート回路１２で当該アドレ
スのデータを読み出し又は消去する。読み出しのときは
上記追跡・制御コマンド系回路１３を経由して地上に転
送するものである。また、上記空間メモリにデ＝夕を記
憶させる場合には、そのデータとともに該データを記憶
すべきアドレスを地上局より送信する。これらの信号は
、上記追跡・制御コマンド系回路１３を経由してゲート
回路１２に伝達され、書き込むべきアドレスのところに
おいて、符号器１４によりデータを書き込む。そして例
えば８ＧＨｚの搬送波により、他の人工衛星等に送信す
る。上記の如く送受信装置を積み込んだ人工衛星を地球
上３５，８００１ｃｍの高さに打ち上げて地球を廻る軌
道にのせると静止衛星となる。

このような静止衛星を、第４図に示す如く、各静止衛星
２４，２４′，２４″が正三角形の頂点に位置する様に
打ち上げれば、各人工衛星２４，２４′，２１を結ぶ正
三角形の週辺距離は約１８．６×１０４ｂとなる。この
人工衛星２４，２４′，２４″により形成される宇宙空
間を利用した空間メモリ方式における記憶容量は次のよ
うに計算される。即ち、遅延式記憶装置の記憶容量は、
遅延素子のもつ遅延時間に比例し、信号が遅延線路を一
巡する時間をＴ１クロツクパルスの間隔をＴ。とすれば
、最大記憶容量ＮはＮ＝Ｔ／ＴＯ（ビツト）・・・・・
・・・・ （１）となる。

いまクロツクパルスとして１００ｎｓをとると、光の速
度は３０×１０４１ｇ！ｌ／ＳｅＣなので、第４図に示
す人工衛星２４，２４′，２４〃間を一巡するに要する
時間Ｔは、Ｔ＝（１８．６Ｘ１０４１Ｃｆｆ１）÷（３
０×１０４ｒ）鴇０．６２（Ｓｅｃ）となる。

そしてクロツクパルスの間隔Ｔ。は１００ナノセコンド
であるからＴ。＝１００Ｘ１０−３となる。したがつて
これらの人工衛星間の遅延線路で記憶される最大容量Ｎ
は上記（１）式よりＮ−０．６２／１００×１０−９−
６．２×１０６ビツト即ち６．２メガビツトとなる。

このように、地球上に複数の人工衛星を配置して構成さ
れた空間メモリは、例えば第５図に示す如く、国際コン
ピユータネツトワークのための、便利な共同記憶装置を
提供することができる。

第５図において、中心に位置する空間メモリ３０は、第
４図に示した複数の人工衛星により構成された宇宙空間
メモリである。３１−１乃至３１−８は世界各国に配置
された中央処理局であつて、３１−１は日本、３１−２
は米国、３１一３はブラジル、３１−４はイギリス、３
１−５は西ドイツ、３１−６はオーストラリア、３１−
７はインド、３１−８はカナダにそれぞれ配置されたも
のを表わす。

各国に配置された中央処理局は、第６図に示す如く、１
次局３２及び２次局３２′、モデム３３，３３′、地上
局３４，３４′等より構成されている。該１次局３２及
び２次局３２Ｉは中央処理装置或いはインテリジエント
端末より構成される。１次局３２からの情報はモデム３
３を通つて地上局３４に伝達され、地上局３４から人工
衛星３５に送信される。

このようにして１次局３２からの情報を各人工衛星によ
るループで構成された宇宙空間メモリに記憶することが
できる。また必要な情報をアクセスする場合には、同様
に１次局３２からの指令により人工衛星３５から必要な
情報を送信させる。該送信された情報は、地上局３４′
で受信され、モデム３３′を通つて中央処理装置及びイ
ンテリジエント端末３２′に伝達される。このようにし
て空間メモリ３０に対し、各国に設けられた中央処理局
より自在に情報を記憶したり、また該メモリに記憶して
いる情報を引出すことが可能になる。この場合、地上局
より空間メモリ３０に対して電波が到達するに必要な時
間だけ遅れることによりアクセスすることができる。更
に、第７図に示す如く、太陽３６の回りに、地球と同じ
軌道の上に人工惑星３８−１，３８−２，３８−３及び
３８−４を打ち上げ、これらの人工惑星間の空間をメモ
リとして利用することもできる。地球３７は太陽３６の
廻りを 円軌道で公転しているが、その遠日点が１．５
２０×１０８１ｃ１ｎであり近日点が１．４７０×１０
８１（ｍであつて離心率は０．０１６７２であり、略円
軌道と考えてよい。したがつて人工惑星３８−１乃至３
８−４を互に等間隔になるように打ち上げれば、これら
の人工惑星３８−１乃至３８−４は正方形の各頂点に位
置するものとなる。いまこの正方形に外接する円の半径
を、地球が太陽に対する近Ｅｌ，へと同一である１．４
７０×１０８勉とすＴＵ４各正方形の一辺の長さは２．
１７８×１０！ｒとなり、正方形の四辺の和はその４倍
の２．１７８×１０８１ＣＩ！ＩＬ−８．７×１０８−
となる。

光の速度は約３０×１０４−／ＳｅＣであるから、これ
らの人工惑星間を光が一巡するに必要な時間ＴはＴＬ−
（８．７×１０８１Ｃ１１１）÷（３０Ｘ１０４ｋｇＡ
ｅｃ）Ｚ２．９×１０３（Ｓｅｃ）となる。

いまクロツクパルスｔを１００ナノセコンド即ちｔ＝１
００Ｘ１０−９ （Ｓｅｃ）とすれば、これらの人工惑
星間のループで記憶される最大記憶容量ＮはＮＬ，（２
．９×１０３）÷（１００×１０−９）Ｌ，２９×１０
９（ビツト）即ち２９ギガビツトとなる。

現在中央処理装置に実装されている主記憶装置の最大記
憶容量は６４タグピットであるので、その略５００倍も
の容量の記憶装置に相当するものを得ることができる。
勿論、電波の指向性を利用してチヤネルを増やしたリク
ロツクパルスとしてもつと周波数の高いものを使用すれ
ば、その容量をより大にすることができる。更に第８図
に示す如く、地球３７の周囲に人工衛星３９−１乃至３
９−６を打ち上げて第１遅延ループを構成し、別に太陽
３６の周囲に人工惑星４０−１乃至４０−７を打ち上げ
て第２遅延ループを構成する。

更に地球３６の上空に静止衛星４１−１乃至４１−３を
打ち上げる。（４１−２，４１−３は図示省略。）地球
土からの指令は静止衛星４１−１に伝達される。

地球上からのこの指令が例えば記憶情報の読み出しであ
ると仮定すれば、次のようなことが行われる。先づ静止
衛星は該記憶情報を、人工衛星３９−１乃至３９−６で
構成されている第１遅延ループに存在するか否かをサー
チし、第１遅延ループに存在すればそれを読み出し、地
球上に送信してくる。もしも第１遅延ループに存在して
いなければ、人工惑星４０−１乃至４０−７より構成さ
れる第２遅延ループにアクセスし、必要な情報を読み出
して地球上に送信するものである。なお、人工衛星によ
り構成される遅延ループは１つのみではなく、人工衛星
により構成される遅延ループの角度を変えることにより
複数設けることができるので、必要に応じて記憶容量を
非常に大きくすることができる。以上の如く本発明によ
れば宇宙空間をメモリとして使用することができるので
、その宇宙空間を大きく使用すれば記憶容量の非常に大
きなメモリを容易に得ることが可能となる。

更に第８図に示す如く、宇宙空間を階層的に使用するこ
ともできるので、一層大容量のものを得ることができる
。そしてまた、第５図に示す如く、各国共通の宇宙空間
メモリを使用すれば、複数の電子計算機の共同利用も非
常に容易になり、空いている他国の電子計算機を積極的
に使用することが容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は遅延素子を使用した記憶方式の原理的な説明図
、第２図は遅延素子を情報処理システムに使用する場合
の説明図、第３図は本発明に使用される復号及び符号方
式の説明図、第４図、第７図及び第８図は本発明の実施
例、第５図は本発明の利用方式の説明図、第６図は地上
の１次局一人工衛星一地上の２次局までの経路図である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 宇宙空間に情報信号を電波の形式で送信する送信手
   段と、宇宙空間から電波の形式で送信されてくる情報信
   号を受信する受信手段と、地球上の地上局との間で情報
   信号およびコマンドを電波の形式で送受信する制御手段
   と、上記受信手段により受信した情報信号を増幅および
   整形する手段と、上記受信手段と送信手段の間にもうけ
   られ上記受信手段からの情報信号を上記制御手段に送出
   しさらに上記制御手段からの情報信号を上記送信手段に
   送出する機能を有するゲート手段とを具備する人工星を
   宇宙空間に複数個配置し、該複数の人工星を介して情報
   信号がループ状に電波伝播するよう構成するとともに、
   該人工星の少なくとも１つは上記地球上の地上局との間
   で上記情報信号およびコマンドの送受信を行ない、宇宙
   空間を電波が伝播する時間を利用して遅延記憶手段を得
   るよう構成したことを特徴とする空間メモリ方式。 ２ 上記人工星として人工衛星を利用したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の空間メモリ方式。 ３ 上記人工星として人工惑星を利用したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の空間メモリ方式。 ４ 上記人工星として、地球を中心とする軌道に存在す
   る複数の人工衛星により構成される第１遅延ループ及び
   太陽を中心とする軌道に存在する複数の人工惑星により
   構成される第２遅延ループとを設け、両系の遅延ループ
   を階層関係に構成したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の空間メモリ方式。