JP2956837B2 - 衛星通信システム、端末局、センタ局 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衛星と、センタ機
能をもつ１局（以下センタ局とする）と、個々のユーザ
等の端末と接続する多数の遠隔局（以下端末局とする）
とで構成されるスター状型衛星通信システムにおける多
元接続方式に係り、特に端末局からセンタ局への多元接
続方式の１つであるランダムアクセス方式の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ランダムアクセス方式の一般的形態は、
純粋ランダムアクセス方式とスロット付ランダムアクセ
ス方式である。

【０００３】純粋ランダムアクセス方式は、各端末局よ
りデータ送信の要求が発生した時、各局が各々自由に、
共有する回線上に該データをパケット化して送信する方
式であるが、各局より送信されたデータパケット同士が
衛星上で部分的に重なって干渉し合い、データを破壊す
ることが起こりやすい。そのため部分的に重ならない様
に、タイムスロットという時間枠に入る様に該データパ
ケットを送信するスロット付ランダムアクセス方式の方
がデータの破壊する確率が低い。データ長一定、データ
の発生をポアソン過程と仮定すると、伝送効率を示すス
ループットは純粋ランダムアクセス方式で約１８％であ
るのに対し、スロット付ランダムアクセス方式では約３
７％と、２倍程度高い。

【０００４】しかし、上述したスロット付ランダムアク
セス方式でも、これ以上のスループットの向上が望めな
いし、また、データパケットの衝突によるデータの破壊
も確率的に起こる。この場合は、データを再送信する必
要からデータの平均送達時間が長くなる。特に、タイム
スロット長を超えるデータをタイムスロット長データに
分割して送る場合、データの平均送達時間は長くなる。
その為、より高いスループットでの運用を必要とするシ
ステムや、タイムスロット長を超える長データを短時間
に確実に送達する必要のあるシステムでは、従来のスロ
ット付ランダムアクセス方式にタイムスロット予約機能
を組込んだ予約方式が考えられている。

【０００５】予約方式は、基本的には、データの送信に
先立って何らかの方法でタイムスロットの予約を行なう
ものである。この予約方式には、大別すると、予約の仕
方によって、予約用パケットを用いてタイムスロット予
約を行なうexplicitな予約方式と、予約用パケットを用
いず一度衝突なくデータパケットの送達に成功すると、
それ以降のフレームの同一タイムスロットを自動的に予
約されたとみなすimplicitな予約方式の２種類がある。
一般的に予約方式というとexplicitな予約方式を指し、
本発明も、このexplicitな予約方式に係わっている。

【０００６】従来のexplicitな予約方式の例を図１２、
図１３に示す。

【０００７】図１２は、タイムスロット予約のため、端
末局がスロット付ランダムアクセス方式で最初に予約要
求専用パケットを送信し、センタ局が該パケットを衝突
なく正常に受信出来れば、予約要求に従いタイムスロッ
ト割り当てを行なうとともに、該タイムスロット割り当
て情報を該パケット送信端末局に通知し、該端末局はこ
の割り当てられたタイムスロットを用いてデータを送信
する通信手順を図示したものである。

【０００８】図１３は、端末局がスロット付ランダムア
クセス方式を用いて、最初にデータに予約要求情報を付
加して送信し、以後、第１１図(a)と同様に行なう通信
手順を図示したものである。図１３の例としては、グロ
ーブコム８６カンファレンスレコード第１４９４頁〜第
１４９９頁に記載されているAA/TDMA方式（”AA/TDMA−
adaptive satellite access method for mini-earth st
ation network”，Conf．Record．GLOBECOM’86，PP．1
494-1499，Houston，TX．Dec．1986）がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のスロット付
ランダムアクセス方式をベースとした予約方式では、端
末局で予約の必要が発生した時、図１２に示す予約要求
専用パケットまたは図１３に示す予約要求情報付加パケ
ットを最初に１個送る必要があるが、該予約パケットが
衝突してセンタ局で正常に受信出来ない場合は、センタ
局で正常に受信出来るまで端末局より該予約パケットを
何度も再送信する必要があり、そのための時間が余分に
かかるという問題があった。

【００１０】本発明の課題は、端末局よりスロット付ラ
ンダムアクセス方式で送信される予約パケットまたは緊
急データパケットが衝突なくセンタ局で正しく受信され
るまでの時間を短縮することにある。

【００１１】また、本発明の他の課題は、送信端末局よ
りの予約要求により確実に残り未受信データ用タイムス
ロット予約が可能となり、予約要求時に送信データの一
部を送信可能となり、データ送信時間の短縮を実現する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明は、複数の端末局への送信データを多重化して衛
星を介して複数の端末局に送信するセンタ局と、前記セ
ンタ局からの送信データから自局向けデータを受信し、
かつランダムにアクセスしてパケットデータを送信する
スロット付ランダムアクセス方式と割り当てられたタイ
ムスロットに対してパケットデータを送信する予約アク
セス方式とを併用し、前記ランダムアクセス時の送信パ
ケットデータを予め定められたスロット長毎にサブパケ
ット化して前記衛星を介して前記センタ局に送信する端
末局とをもって衛星通信するシステムにおいて、前記端
末局から前記センタ局へ送信するパケットデータをスロ
ット長毎に分割してサブパケット化する手段と、前記分
割された各パケットデータに、ヘッダと分割パケット個
数と前記サブパケットがサブパケット群のうちの何番目
であるかの順序番号を示すサブパケット情報を付加する
手段と、前記サブパケット化して各サブパケット群のう
ちのいくつかをまとめて前記センタ局へ送信する手段と
を備えた。

【００１３】また、本発明は、センタ局と端末局との間
を衛星を介して通信するシステムに使用され、ランダム
にアクセスしてパケットデータを送信するスロット付ラ
ンダムアクセス方式と割り当てられたタイムスロットに
対してパケットデータを送信する予約アクセス方式とを
併用し、前記ランダムアクセス時の送信パケットデータ
をスロット長毎に分割しサブパケット化して前記衛星を
介して前記センタ局へ送信し、前記センタ局から前記衛
星を介して送信されてくる時分割多重化送信データの中
から自局向けデータを受信する端末局であって、前記端
末局が、該端末局から前記センタ局へ送信する前記パケ
ットデータをスロット長毎に分割してサブパケット化す
る手段と、前記サブパケット化された各データに、ヘッ
ダと分割パケット個数と前記サブパケットがサブパケッ
ト群のうちの何番目であるかの順序番号を示すサブパケ
ット情報を付加する手段と、前記サブパケット化して各
サブパケット群のうちのいくつかをまとめて前記センタ
局へ送信する手段とを備えた。

【００１４】また、本発明は、ランダムにアクセスして
パケットデータを送信するスロット付ランダムアクセス
方式と割り当てされたタイムスロットに対してパケット
データを送信する予約アクセス方式とを併用し、前記ラ
ンダムアクセス時の送信パケットデータをスロット長毎
に分割しサブパケット化して衛星を介して送られてくる
端末局からのデータを受信し、かつ送信データを多重化
して複数の端末局へ衛星を介して送信するセンタ局であ
って、前記センタ局は、前記端末局から送られてくる前
記サブパケット又はサブパケット群を受信する手段と、
前記サブパケット中に付加された分割パケット数とパケ
ット順序番号を有するサブパケット情報からサブパケッ
ト群の中の未受信のサブパケットの数を判断し、各端末
局に対する該末受信サブパケット数の予約アクセスを許
可する手段とを備えた。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照しながら説明する。

【００１６】まず、本発明を実施する衛星通信方式の概
要を図３を用いて説明する。衛星通信システムは、衛星
２−１、センタ局２−２及び１〜ｎの複数の端末局２−
３より構成される。該端末局２−３から衛星２−１を介
し、センタ局２−２への通信は、共通通信回線を用いて
該回線上のタイムスロットに向けて各端末局２−３でラ
ンダムにアクセスしてパケットを送信するスロット付ラ
ンダムアクセス方式と、該タイムスロットを各端末局２
−３よりの予約要求に基づきセンタ局２−２が割り当て
て、この割り当てられたタイムスロットに向けて各端末
局２−３がパケットを送信する予約アクセス方式を併用
するものとし、逆に、センタ局２−２から衛星２−１を
介し各端末局２−３への通信は、各端末局２−３への送
信データをセンタ局で多重化して放送モードで送信し、
各端末局２−３で自局向けデータだけを選択抽出する時
分割多重方式を用いるものとする。センタ局２−２及び
各端末局２−３の構成を、それぞれ、図５、図６に示
す。

【００１７】図４は、各端末局２−３からセンタ局２−
２に送信されるパケットの内容を示す。図４に示す様
に、短データ３−１は、自局アドレス等のヘッダと短デ
ータであることを示す１／１なるサブパケット情報（分
母はサブパケット分割数、分子はサブパケット順序番号
を示す。以下も同様。）を付加されて１タイムスロット
長の１パケットを形成するが、図４(b)に示す様に、パ
ケット化した時１タイムスロットを超える長データは、
分割された上でヘッダとサブパケット情報を付加されて
サブパケット化される。本実施例では、５分割され、各
分割データにヘッダと、１／５，２／５，３／５，４／
５，５／５のサブパケット情報が付加されてサブパケッ
ト化される。

【００１８】また、図４(c)に示す様に、緊急に送達す
べき短いデータ３−３がある場合には、本実施例では、
４回コピーされて内容の同じ５つの短データが作成され
る。各データにはヘッダと１／１，２／１，３／１，４
／１，５／１というサブパケット情報が付加されてサブ
パケット化される。

【００１９】図５は、センタ局２−２の構成をブロック
図で示したものである。センタ局２−２は、衛星２−１
を介して電波で端末局２−３とデータ送受を行なう送受
信装置４−１と、衛星２−１上でデータ（パケット）の
衝突を防止するための時間単位であるタイムスロットを
所定個数まとめて１フレームを形成し、該フレーム信号
を発生させて該端末局２−３に送ることにより、該端末
局２−３にデータ送受信の基準タイミングを提供する基
準タイミング作成部４−２と、前記送受信装置４−１で
受信し出力された端末局２−３よりの送信パケットの受
信処理を行ない、パケット正誤信号、受信パケット信
号、サブパケット情報を出力する受信部４−３と、該受
信部４−３で受信された端末局２−３よりの端末からの
データ（パケット）の順序制御を行なうとともに、受信
データとしてホストコンピュータへ出力するためバッフ
ァリングを行なうホストインターフェース受信部４−４
と、前記受信部４−３よりの出力をもとに、各端末局２
−３より送信されたパケット数を監視してトラヒックス
テータス信号を出力するとともに、該パケット数を制御
するためのトラヒック制御信号を出力するトラヒック制
御部４−５と、前記受信部４−３よりのサブパケット情
報及びパケット正誤信号を受けて、受信したパケット毎
の肯定応答信号（ACK）または否定応答信号（NAK）を出
力する応答信号作成部４−６と、同じく前記受信部４−
３よりのサブパケット情報とパケット正誤信号を受けて
タイムスロット予約の必要性を判定し、予約の必要があ
るならば必要タイムスロット予約数を算出し、これをタ
イムスロット割り当て信号として出力するとともに、前
記判定、算出結果に基づき１フレーム内の割り当て済タ
イムスロットに関する割り当て済タイムスロット信号を
出力する割り当て信号作成部４−７と、ホストコンピュ
ータより各端末局２−３への送信データを受信するため
バッファリングを行なうホストインターフェース送信部
４−８と、該ホストインターフェース部４−８、前記基
準タイミング作成部４−２、トラヒック制御部４−５、
応答信号作成部４−６、割り当て信号作成部４−７より
の出力を時分割多重化する多重化部４−９と、該多重化
部４−９よりの多重化された出力を送受信装置４−１を
介して放送モードで各端末局２−３へ送信する送信部４
−１０とで基本的に構成される。

【００２０】図６は、端末局２−３の構成をブロック図
で示したものである。端末局２−３は、衛星２−１を介
して電波でセンタ局２−２とデータ送受を行なう送受信
装置５−１と、該送受信装置５−１で受信し出力された
センタ局２−２よりの送信データを受信し該送信データ
から前記フレーム信号、前記トラヒックステータス信
号、前記トラヒック制御信号、前記肯定応答信号（AC
K）及び否定応答信号（NAK）、前記タイムスロット割り
当て信号、前記割り当て済タイムスロット信号及び前記
ホストコンピュータからの送信データを抽出分離する受
信部５−２と、該受信部５−２より出力されたフレーム
信号に同期してフレーム同期を確立・維持するととも
に、フレーム内に所定数設けられる送信タイムスロット
の各時間位置を示す送信タイムスロットタイミング信号
を作成する送信タイミング作成部５−３と、前記受信部
５−２より出力されたホストコンピュータからの送信デ
ータを端末に出力するためにバッファリングを行なう端
末インターフェース受信部５−４と、前記受信部５−２
より出力された前記タイムスロット割り当て信号及び前
記割り当て済タイムスロット信号を受けて、予約によっ
て自局に割り当てられたタイムスロット番号を指示する
割り当てタイムスロット信号と、他端末局で予約されて
いない空のタイムスロット番号を指示する空タイムスロ
ット信号を作成するスロット管理部５−５と、前記受信
部５−２より前記トラヒックステータス信号及び前記ト
ラヒック制御信号を受けて、自局割り当て送信優先度を
考慮するとともに、パケット制御部５−１２及びサブパ
ケット制御部５−１３よりのパケット再送数信号とパケ
ット再送回数信号とを考慮して、パケット再送最大遅延
時間信号、緊急送信許容度信号及びサブパケット数制御
信号を出力するトラヒック制御部５−６と、パケット化
したとき１タイムスロットの短データをセーブするパケ
ットバッファ５−７と、２タイムスロット以上になる長
データを１タイムスロット長のサブパケットに分割して
セーブするとともに、１タイムスロット長の短データで
あっても緊急に送達すべき短データであれば、これをコ
ピーして複数個のサブパケットにしてセーブするサブパ
ケットバッフア５−８と、端末よりセンタ局２−２へ送
信するデータを受信するためのバッファリングを行なう
端末インターフェース送信部５−９と、該送信データ中
より緊急データを識別し、該緊急データをトラヒック制
御部５−６よりの前記緊急送信許容度信号を基に決定さ
れた回数だけコピーし、各コピーに図４(c)で説明した
ヘッダ、サブパケット情報を付加してパケット化する緊
急度識別部５−１０と、前記端末インターフェース送信
部５−９より送信データを受けてそのデータ長を識別
し、単データの場合は、図４(a)で説明したヘッダ、サ
ブパケット情報１／１を付加しパケット化して、前記パ
ケットバッファ５−７へ転送し、長データの場合は、該
送信データをサブパケットに分割し、その各々にヘッ
ダ、サブパケット情報を付加しパケット化して、前記サ
ブパケットバッファ５−８に転送するデータ長識別部５
−１１と、パケット化された短データの送信を制御する
とともに、受信部５−２よりの前記肯定応答信号（AC
K）と否定応答信号（NAK）及びトラヒック制御部５−６
よりの前記パケット遅延最大時間信号をもとに再送制御
を行なうパケット制御部５−１２と、トラヒック制御部
５−６よりの前記サブパケット数制御信号をもとにスロ
ット付ランダムアクセス方式で最初に送信するサブパケ
ット数の制御を行ない、また、受信部５−２よりの前記
肯定応答信号（ACK）と否定応答信号（NAK）及びトラヒ
ック制御部５−６よりの前記パケット遅延最大時間信号
をもとに再送制御を行なうとともに、一連のサブパケッ
トのうちのセンタ局２−２へ未達のサブパケットを送信
制御するサブパケット制御部５−１３と、前記パケット
バッファ５−７よりパケットを、または、前記サブパケ
ットバッファ５−８よりサブパケットを読み出し、前記
スロット管理部５−５よりの割り当てタイムスロット信
号の指定するタイムスロットへ挿入するとともに、前記
サブパケットバッファ５−８内のタイムスロット割り当
て待ちサブパケットを前記スロット管理部５−５よりの
割り当てタイムスロットへ挿入し、前記送信タイミング
作成部５−３よりの送信タイムスロットタイミング信号
に同期させてパケットまたはサブパケットを送出するパ
ケット送信部５−１４と、該パケット送信部５−１４よ
り送出されたパケット、サブパケット前記送受信装置５
−１に送信データとして送出する送信部５−１５とで基
本的に構成される。

【００２１】次に、図１、図２を参照して本発明に係る
衛星通信方式の手順を説明する。本発明はスロット付ラ
ンダムアクセス方式でセンタ局にアクセスする端末局の
アクセス方式に関するものであるが、スロット付ランダ
ムアクセス方式そのものの説明は省略し、発明に係わっ
ている部分を主に説明する。

【００２２】図１は、図４(b)に示す様に、分割・パケ
ット化したとき、５タイムスロット必要とする長データ
を端末局よりセンタ局に送るに際し、従来のスロット付
ランダムアクセス方式をベースとした予約方式より早く
伝送することを可能とした本発明の通信手順を、一実施
例として図示したものである。該長データを端末局２−
３の端末インターフェース送信部５−９で受信したとき
は、データ長識別部５−１１で長データであることを認
識し、図４(b)に示す様に、該長データをデータ１、デ
ータ２、データ３、データ４、データ５の５つに分割
し、各データに自局アドレス等のヘッダと分母をサブパ
ケット数、分子をサブパケット順序番号とした１／５，
２／５，３／５，４／５，５／５なるサブパケット情報
とを付加してサブパケット化し、５個のサブパケットを
サブパケットバッファ５−８に送信する。

【００２３】サブパケット制御部５−１３では、センタ
局より送信され受信部５−２で受信したトラヒックステ
ータス信号、トラヒック制御信号をもとにトラヒック制
御部５−６で作成された前記サブパケット数制御信号に
基づいて、スロット付ランダムアクセス方式で最初に送
信するサブパケット数を３個と決定する。すなわちサブ
パケット情報が１／５，２／５，３／５なるサブパケッ
ト３個を１セットの最初に送るべき送信サブパケットと
する。パケット送信部５−１４では、スロット管理部５
−５よりの空タイムスロット信号により、空タイムスロ
ットをランダムに３個見つけ、該空タイムスロットに該
１セットの３サブパケットを挿入し、送信タイミング作
成部５−３で作成される送信タイムスロットタイミング
信号に従って次々と送信する。

【００２４】該１セットの３サブパケットは、スロット
付ランダムアクセス方式でセンタ局へ送信されるので、
３サブパケットが使用したタイムスロットと同一タイム
スロットで、他端末局より送信されたパケットまたはサ
ブパケットと衝突する可能性はある。本実施例では、サ
ブパケット情報１／５と３／５をもつサブパケットは衝
突したためセンタ局では正常受信されないが、サブパケ
ット情報２／５をもつサブパケットは衝突なくセンタ局
で正常に受信されたので、センタ局では正常受信出来な
かったサブパケットに対する否定応答信号として、それ
ぞれNAK１／５，NAK３／−５を、また正常に受信出来た
サブパケットに対する肯定応答信号としてACK２／５を
前記応答信号作成部４−６で作成し、送信端末局アドレ
スを付加して放送モードで該端末局に送信するととも
に、サブパケット情報２／５をもつサブパケットしか正
常に受信出来なかったので、サブパケット情報１／５，
３／５，４／５，５／５をもつ４個のサブパケットの送
信用に、４個のタイムスロットを割り当てたタイムスロ
ット割り当て信号を前記割り当て信号作成部４−７で作
成し、放送モードで該端末局へ送信する。

【００２５】該端末局では、受信部５−２で受信・分離
出力した該タイムスロット割り当て信号を前記スロット
管理部５−５で解読し、前記パケット送信部５−１４へ
割り当てタイムスロット信号として出力し、該パケット
送信部５−１４でサブパケットバッファ５−８より１／
５，３／５，４／５，５／５なるサブパケット情報をも
つサブパケットを読み出し、各々該割り当てタイムスロ
ット信号に従ったタイムスロットに挿入して送信する。
この場合、専用に割り当てられたタイムスロットを使用
して送信しているので、衝突はなく確実に送り得る。セ
ンタ局では、送受信装置４−１を介して、受信部４−３
で該４パケットを正常に受信したら、ホストインターフ
ェース受信部４−４で、データ（１／５）からデータ
（５／５）までのデータの順序制御を行ない、バッファ
リングしてホストコンピュータに出力する。

【００２６】また図２は、図４(c)に示す様に、緊急デ
ータをコピーして５個のサブパケットにして、端末局よ
りセンタ局にスロット付ランダムアクセス方式で、より
確実に伝送する本発明の通信手順を、一実施例として、
図示したものである。該緊急データを端末インターフェ
ース送信部５−９で受信したときは、緊急度識別部５−
１０で緊急データであることを認識し、かつ、センタ局
より送信され受信部５−２で受信されたトラヒックステ
ータス信号、トラヒック制御信号をもとにトラヒック制
御部５−６で作成された緊急送信許容度信号に基づいて
コピー数＝４を決め、図４(c)に示す様に、緊急データ
を４回コピーし、合計５個の緊急データ各々に、自局ア
ドレス等のヘッダと、分母を１とし分子をサブパケット
順序番号とした１／１，２／１，３／１，４／１，５／
１なるサブパケット情報とを付加してサブパケット化
し、５個のサブパケットをサブパケットバッファ５−８
に送信する。

【００２７】サブパケット制御部５−１３では、センタ
局より送信され受信部５−２で受信したトラヒックステ
ータス信号、トラヒック制御信号をもとにトラヒック制
御部５−６で作成した前記サブパケット数制御信号に基
づいて、スロット付ランダムアクセス方式で最初に送信
出来るサブパケット数は５個で妥当と判断する。パケッ
ト送信部５−１４では、スロット管理部５−５よりの空
タイムスロット信号より空タイムスロットをランダムに
５個見つけて、該空タイムスロットに該５サブパケット
を挿入し、送信タイミング作成部５−３で作成される送
信タイムスロットタイミング信号に従って次々と送信す
る。

【００２８】前記５個の緊急データ送信用サブパケット
はスロット付ランダムアクセス方式でセンタ局へ送信さ
れるので、該サブパケットで使用したタイムスロットと
同一タイムスロットで、他端末局より送信されたパケッ
トまたはサブパケットを衝突する可能性がある。本実施
例では、サブパケット情報１／１，２／１，３／１，５
／１をもつサブパケットは、衝突したのでセンタ局では
正常に受信できないが、サブパケット情報４／１をもつ
サブパケットは、衝突なくセンタ局で正常に受信された
ので、緊急情報は端末局で再送することなく短い時間で
センタ局に届いたことになる。

【００２９】センタ局は、正常受信出来なかったサブパ
ケットに対する否定応答信号として、それぞれNAK１／
１，NAK２／１，NAK３／１，NAK５／１を、また正常に
受信したサブパケットに対する肯定応答信号として、AC
K４／１を前記応答信号作成部４−６で作成し、送信端
末局アドレスを付加して放送モードで該端末局に送信
し、該端末局はコピーして５個のサブパケットで送った
緊急データのうち少なくとも１個は届いたことを前記応
答信号で確認し、該緊急データ送信処理を終える。この
様に緊急データを送信する場合は、コピーした複数のサ
ブパケットで送信して、少なくとも１個がセンタ局で正
常に受信出来る確率を高めることにより、１個の緊急デ
ータを送信した場合に比べ、送達時間を短縮することが
出来る。

【００３０】図７、図８は、図１において、１〜５個の
サブパケットを送信したときの効果を表わしたものであ
る。

【００３１】図７は、スロット付ランダムアクセス方式
のスループット（横軸）と、衛星回線品質をエラーフリ
ーと仮定し、サブパケット１〜５個を該アクセス方式で
送信した時、センタ局で最低１個のサブパケットが衝突
なく正常に受信出来る確率（縦軸）との関係を示してい
る。

【００３２】図８は、スロット付ランダムアクセス方式
のスループット（横軸）と、衛星回線品質をエラーフリ
ーと仮定し、サブパケット１〜５個を該アクセス方式で
送信した時、センタ局で全サブパケットが衝突なく正常
に受信出来る確率（縦軸）との関係を示している。

【００３３】スループットを０.３とすると、図１、図
２に示す様に、３個のサブパケットを送信した時、この
うち少なくとも１個のサブパケットがセンタ局で正常受
信され、残りのサブパケット送信のためにタイムスロッ
ト予約がなされる確率は０.９４となり、サブパケット
１個だけ送出した場合の確率０.６１に比べかなり高
い。５個のサブパケット全部をスロット付ランダムアク
セス方式で最初にまとめて送出したとすると、該５個全
部のサブパケットが衝突なく正常にセンタ局で受信され
る確率は０.０９と低いが、該５個のサブパケットのう
ち最低１個のサブパケットが正常受信され、残りのサブ
パケットのためのタイムスロットが予約される確率は
０.９９とほぼ１.０に近く、確実に予約がなされ得るこ
とがわかる。

【００３４】一方、スループットを０.１とすると、図
１、図２に示す様に、３個のサブパケットを送信した、
このうち少なくとも１個のサブパケットがセンタ局で正
常に受信され、残りのサブパケットのためのタイムスロ
ットが予約される確率は、０.９９で、サブパケット１
個だけ送出した場合の確率０.８９に比べて高い。むし
ろ、この様にスループットが低い場合は、５個のサブパ
ケット全部をスロット付ランダムアクセス方式で最初に
まとめて送出しても、該５個全部のサブパケットが衝突
なく正常にセンタ局で受信される確率は、０.５８と比
較的高い。従って、例えば、１０回試行すれば、そのう
ち６回程度は、５個のサブパケット全部が１度の送信で
予約することなくセンタ局にて正常に受信されるので、
送達時間短縮が可能となる。

【００３５】以上の様に、サブパケットに分割して複数
個のサブパケットで送信すれば、最低１個のサブパケッ
トがセンタ局で正常受信される確率は、単に１個のパケ
ットで送信してセンタ局で正常受信される確率に比して
はるかに高く、その効果はスループットが高いほど著し
い。また、一連のサブパケット全部を一度まとめてスロ
ット付ランダムアクセス方式で送信し、該サブパケット
全部がセンタ局で正常受信される確率は、スループット
が低いほど高く、それだけ端末局からセンタ局へのデー
タ送達時間の短縮が期待出来る。この場合、たとえ該全
パケットがセンタ局で正常受信出来なくても、前述した
様に、最低１個のサブパケットが正常に受信される確率
が非常に高く、従って、残りのサブパケットのためのタ
イムスロット予約がなされる確率が高いので、パケット
１個のみ予約用に送信する場合に比べて、データ送達時
間の短縮が十分に期待出来る。

【００３６】図９は、図８のシミュレーション結果に基
づき、スループットが０.１，０．２.０.３の場合に、
最低１個のサブパケットが、０.９９程度の確率でセン
タ局で正常に受信される時のサブパケットの送信の様子
を示したものである。

【００３７】スループットが０.１程度の低スループッ
ト時は、２個のサブパケットを送信するだけで最低１個
のサブパケットが０.９９の確率でセンタ局にて正常受
信される。スループットが０.２程度の中スループット
時は、３個のサブパケットを送信すると、最低１個のサ
ブパケットが０.９９の確率でセンタ局にて正常受信さ
れる。スループットが０.３程度の高スループット時
は、５個のサブパケットを送信すると、最低１個のサブ
パケットが０.９９の確率でセンタ局にて正常受信され
る。

【００３８】以上のことより、０.９９の確率で最低１
個のサブパケットをセンタ局で正常受信させ、残りのサ
ブパケットの予約を確実に行なうためには、端末局から
センタ局への通信回線のスループットに応じて、スロッ
ト付ランダムアクセス方式で最初にまとめて送るサブパ
ケット数を調整すればよいことがわかる。

【００３９】図９の説明は、前記送信サブパケットの総
数が少なく、端末局からセンタ局への通信回線のスルー
プットにほとんど影響を与えないということを前提とし
ているが、例えば、各端末局が同一アルゴリズムで動作
していて、端末局よりの送信パケットの総数がスループ
ットに多少とも影響を与える可能性がある場合は、図１
０に示す様に、低スループット時は、送信パケットの総
数が少ないため、多くのサブパケットをスロット付ラン
ダムアクセス方式で最初にまとめて送出し、高スループ
ット時は、従来の様に、１個のサブパケットだけ送出し
て、スループットに大きな影響を与えない様にするとい
う運用形態もあり得る。

【００４０】図１１は、端末局のサブパケット送信動作
をフローチャート形式で表わしたものである。

【００４１】図１２は、従来の予約方式、緊急データ送
信方式を示している。従来、パケット化したとき１タイ
ムスロットを超える長データをスロット付ランダムアク
セス方式で送信する時は、図１２、図１３に示す様に、
端末局が最初に予約要求パケットをセンタ局に送信する
か、送信データに予約要求情報を付加してセンタ局に送
信するかし、センタ局より必要タイムスロット数だけの
タイムスロット割り当て情報を得てから、割り当てられ
たタイムスロットを用いて未送信データを送信してい
た。しかし、この様な従来方式では、該予約要求パケッ
トまたは予約要求付加データパケットが衝突し、センタ
局で正常に受信出来なかった時、センタ局で正常に受信
出来るまで端末局は該パケットを再送信する必要がある
ので、再送信に必要な時間だけ長データの送達が遅れて
しまう。

【００４２】本発明では、（１）該長データをサブパケ
ットに分割して、分割したサブパケットをスロット付ラ
ンダムアクセス方式でまとめて送るため、従来例での予
約パケットが複数個送信したのと同じ効果をもたらして
いる。（２）該予約パケットが送信データをも含んでい
るため、センタ局では正常に受信出来なかったサブパケ
ットと未送信のサブパケットのためのタイムスロット割
り当てをすれば良い。（３）分割した全パケットをまと
めて送信し、センタ局ですべて正常に受信できれば、タ
イムスロット割り当ての必要もない、という（１）,
（２）,（３）の理由から、長データの送達時間短縮の
効果が十分に期待出来る。

【００４３】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、端
末局からセンタ局へ衛星を介して通信する際に、端末局
から送信したデータをセンタ局で正しく受信するまでに
要する時間が短縮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の通信手順を示す説明図

【図２】本発明の一実施例の通信手順を示す説明図

【図３】本発明を適用する衛星通信システムの構成図

【図４】本発明に用いる送信パケットデータを示す図

【図５】センタ局２−２のブロック構成図

【図６】端末局２−３のブロック構成図。

【図７】スループットとパケットの到達確率との関係を
示す図。

【図８】スループットとパケットの到達確率との関係を
示す図。

【図９】スループットの程度に応じた送信方式を示す説
明図。

【図１０】スループットの程度に応じた送信方式を示す
説明図。

【図１１】端末局のサブパケット送信動作を示すフロー
チャート。

【図１２】従来方式を説明する図。

【図１３】従来方式を説明する図。

【符号の説明】

２−１……衛星 ２−２……センタ局 ２−３……端末局。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の端末局への送信データを多重化して
   衛星を介して複数の端末局に送信するセンタ局と、前記
   センタ局からの送信データから自局向けデータを受信
   し、かつランダムにアクセスしてパケットデータを送信
   するスロット付ランダムアクセス方式と割り当てられた
   タイムスロットに対してパケットデータを送信する予約
   アクセス方式とを併用し、前記ランダムアクセス時の送
   信パケットデータを予め定められたスロット長毎にサブ
   パケット化して前記衛星を介して前記センタ局に送信す
   る端末局とをもって衛星通信するシステムにおいて、前
   記端末局から前記センタ局へ送信するパケットデータを
   スロット長毎に分割してサブパケット化する手段と、前
   記分割された各パケットデータに、ヘッダと分割パケッ
   ト個数と前記サブパケットがサブパケット群のうちの何
   番目であるかの順序番号を示すサブパケット情報を付加
   する手段と、前記サブパケット化して各サブパケット群
   のうちのいくつかをまとめて前記センタ局へ送信する手
   段とを備えたことを特徴とする衛星通信システム。
2. 【請求項２】センタ局と端末局との間を衛星を介して通
   信するシステムに使用され、ランダムにアクセスしてパ
   ケットデータを送信するスロット付ランダムアクセス方
   式と割り当てられたタイムスロットに対してパケットデ
   ータを送信する予約アクセス方式とを併用し、前記ラン
   ダムアクセス時の送信パケットデータをスロット長毎に
   分割しサブパケット化して前記衛星を介して前記センタ
   局へ送信し、前記センタ局から前記衛星を介して送信さ
   れてくる時分割多重化送信データの中から自局向けデー
   タを受信する端末局であって、前記端末局が、該端末局
   から前記センタ局へ送信する前記パケットデータをスロ
   ット長毎に分割してサブパケット化する手段と、前記サ
   ブパケット化された各データに、ヘッダと分割パケット
   個数と前記サブパケットがサブパケット群のうちの何番
   目であるかの順序番号を示すサブパケット情報を付加す
   る手段と、前記サブパケット化して各サブパケット群の
   うちのいくつかをまとめて前記センタ局へ送信する手段
   とを備えたことを特徴とする衛星通信システムに使用さ
   れる端末局。
3. 【請求項３】ランダムにアクセスしてパケットデータを
   送信するスロット付ランダムアクセス方式と割り当てさ
   れたタイムスロットに対してパケットデータを送信する
   予約アクセス方式とを併用し、前記ランダムアクセス時
   の送信パケットデータをスロット長毎に分割しサブパケ
   ット化して衛星を介して送られてくる端末局からのデー
   タを受信し、かつ送信データを多重化して複数の端末局
   へ衛星を介して送信するセンタ局であって、前記端末局
   から送られてくる前記サブパケット又はサブパケット群
   を受信する手段と、前記サブパケット中に付加された分
   割パケット数とパケット順序番号を有するサブパケット
   情報からサブパケット群の中の未受信のサブパケットの
   数を判断し、各端末局に対する該末受信サブパケット数
   の予約アクセスを許可する手段とを備えたことを特徴と
   する衛星通信システムに使用されるセンタ局。