JP2989884B2 - 衛星通信方法と衛星通信方式 - Google Patents

衛星通信方法と衛星通信方式

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JP2989884B2 JP30664590A JP30664590A JP2989884B2 JP 2989884 B2 JP2989884 B2 JP 2989884B2 JP 30664590 A JP30664590 A JP 30664590A JP 30664590 A JP30664590 A JP 30664590A JP 2989884 B2 JP2989884 B2 JP 2989884B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は衛星通信において地上局が複数チャネルを用
いてランダムアクセスの時分割多重パケット通信を行う
場合のチャネル選択方式に関する。
〔従来の技術〕
従来、衛星通信において地上局がランダムアクセスの
時分割多重パケット通信を行う場合のパケット衝突の解
消アルゴリズムとして、各地上局からパケットを受信す
る中央制御局にて衝突が発生すると衝突が解消されるま
で全地上局の新規のパケットの送信を不可とするブロッ
クアクセス型衝突解消アルゴリズムと、衝突が発生して
いても新規パケットをいつでも送信可能とするフリーア
クセス型衝突解消アルゴリズムが提案されている。ま
た、各々の方式に対して複数チャネルを用いて衝突解消
を行うマルチチャネルブロックアクセス型衝突解消アル
ゴリズムとフリーアクセス型衝突解アルゴリズムが提案
されている。詳細に関しては文献(H.H.Yan“A new
free acsess collision resolution algolithm",Pr
oc IEEE INFOCM 89' pp1057〜1062)を参照された
い。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来のブロックアクセス型衝突解消アルゴリ
ズムは、衝突解消期間では新規パケットのアクセスはな
く、通常衝突状態が早めに解消されるため比較的高いス
ループットが得られるが、衝突解消時点での新規発呼が
多い場合、新たな衝突を招き、このような場合遅延特性
の悪化に繋がる欠点があった。
フリーアクセス方式では新規パケットをいつでも送信
することが可能であるため、再送を既に開始した局より
も、後に発生した新規パケットの方が先に衝突が解消さ
れる場合があり、又衝突が膨れあがり、バースト的衝突
に発展する恐れがあった。
また、マルチチャネルブロックアクセス型衝突解消ア
ルゴリズムやマルチチャネルフリーアクセス型衝突解消
アルゴリズムは、単一チャネルの場合と比較して高速に
衝突解消を行うことが可能であるが、利用局が多くなれ
ば、単一チャネルの場合と同様の問題を発生していた。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、複数の地上局が衛星経由で中央制御局と複
数チャネルを用いてランダムアクセスの時分割多重パケ
ット通信を行う衛星通信方法において、前記中央制御局
は前記複数の地上局からの送出パケットを各チャネルご
とに受信し、同一受信タイムスロット内における各チャ
ネル内での衝突を前記各チャネルごとに検出し、前記衝
突チャネル群と前の送信タイムスロットで再送用チャネ
ル不足のため再送要求出来なかった予め記憶してあるWA
ITチャネル群とから構成される再送待チャネル群と、前
記再送待チャネル群におけるチャネルの数をもとに予め
決められた第一のアルゴリズムから少なくとも一つの新
規パケット送出用チャネルを残して決まる複数のチャネ
ルを単位とする再送用チャネルグループ群とを、予め決
められた第二のアルゴリズムから前記再送待チャネル群
と前記再送用チャネルグループ群とを対応させ前記対応
部分のみ互いにリンクさせて前記複数の地球局に送信
し、前記地球局は各々前記再送待チャネル群と前記再送
待チャネル群に対応部分がリンクされた前記再送用チャ
ネルグループ群を受信し、前記受信した再送用チャネル
群の中のチャネルの再送を必要とする地球局は前記再送
を必要とするチャネルに前記再送用チャネルグループが
リンクする場合は、前記再送用チャネルグループの中の
一つのチャネルをランダムに選んで前記中央制御局に再
送し、前記再送を必要とするチャネルに前記再送用チャ
ネルグループがリンクしない場合は前記中央制御局から
次の前記再送待チャネル群と前記再送用チャネルグルー
プ群を受信するまで前記中央制御局への再送をWAITし、
前記受信した再送用チャネル群の中のチャネルの再送を
必要としない地球局は、前記受信した再送用チャネルグ
ループ群を徐いた残りのチャネルの中の一つのチャネル
をランダムに選んで新規パケットを前記中央制御局へ送
出することを特徴とする。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明を含む衛星通信ネットワーク構成の一
実施例を示す図である。第1図において、複数の地上局
30が一つの衛星10を介して中央制御局20と通信を行い、
地上局どうしは中央制御局20を介さずには通信不可能と
する。
第2図は、中央制御局20の構成図である。受信データ
を各チャネルごとに受信部21で受信し、それを衝突検出
部22に送る。衝突検出部22は各チャネル毎に衝突検出を
行い、その結果を再送待ちグループ検出部23に送る。再
送待ちグループ検出部23では、再送パケットの送信成功
/失敗、及び新規パケットの送信/失敗による衝突検出
部22によって検出された衝突解消チャネル群と前の送信
タイムスロットで再送用チャネル不足のため再送要求出
来なかった為に予め記憶してあるWAITチャネル群とから
構成される再送待チャネル群におけるチャネルの数をも
とに後述の予め決められた第一のアルゴリズムから少な
くとも一つの新規パケット送出用チャネルを残して決ま
る複数のチャネルを単位とする再送用チャネルグループ
群を決定し、前述の再送待チャネル群と再送用チャネル
グループ群とを後述の予め決められた第二のアルゴリズ
ムから対応部分のみ互いにリンクさせその結果を送信部
24に送る。送信部24では、再送待チャネル群と再送待チ
ャネル群に対応部分がリンクさせられた再送用チャネル
グループ群を情報として各リモート地球局に対し送信す
る。
第3図はリモート地球局30の構成図である。
上位装置からパケットが生起し、受信部32から再送用
バッファ起動信号を受けると、パケットは再送用バッフ
ァ31に蓄積される。受信部32では、中央制御局20から送
待チャネル群と再送待チャネル群に対応部分がリンクさ
せられた再送用チャネルグループ群を情報として受け取
り送信成功/失敗を判定する。受信した再送用チャネル
群の中のチャネルに再送を必要とするものがあり、その
再送を必要とするチャネルに再送用チャネルグループが
リンクしている場合、即ちすぐに再送をして良い場合は
再送用チャネルグループにおけるチャネル群を一時記憶
エリア(図示せず)に蓄積しスタック起動信号を出力す
る。再送を必要とするチャネルに再送用チャネルグルー
プがリンクしていない場合、即ちにすぐに再送を行うチ
ャネルが空いていない場合は中央制御局から次の再送待
チャネル群と再送用チャネルグループ群を受信するまで
WAITする。受信した再送用チャネル群の中のチャネルの
再送を必要としない場合、即ち新規パケットを送出して
もよい場合は再送用バッファ起動信号を送出し受信した
再送用チャネルグループ群を徐した残りのチャネルを一
時記憶エリア(図示せず)に蓄積し受信部32より再送用
スタック部34にスタック起動信号を出力する。再送用ス
タック部34では前述のスタック起動信号により起動され
受信部32の前記一時記憶エリアよりチャネル群を読出し
スタックに蓄積しチャネル選択部33を起動する。チャネ
ル選択部33では再送用スタック部34に蓄積されたチャネ
ル群の中の一つのチャネルをランダムに選び送信部35に
送出する。送信部35では再送用バッファ31に蓄積された
データを選ばれたチャネルを使用して中央制御局20に再
送する。
第4図はチャネル選択の具体例を示したものである。
ここで全チャネル数は8、再送用チャネルグループのグ
ループサイズは3とする。第一のアルゴリズムによって
再送待ちチャネル数をGとすると、G=0の場合は再送
用グループが存在しないことから、全てのチャネルで新
規パケットのアクセスが許される。G=1の場合は再送
用グループが1つ存在することから、5つのチャネルで
新規パケットのアクセスが許される。
第5図は実際にパケットを送信した場合の中央制御局
20におけるチャネルを状態とそのデータを地球局30が受
信した場合の再送用スタックの状態を示したタイムチャ
ートである。(尚、図において、NC;Non Collision,C;
Collision,N;New Packet,W;Wait channel,数字;チャ
ネル番号を示す。)アルゴリズムの説明を簡単にするた
めに伝播遅延時間を無視している。まず、スロット1で
はチャネル2と6で衝突が発生したものとする。再送待
チャネル群としてはチャネル2と6が、再送待チャネル
群に対応部分がリンクされた再送用チャネルグループ群
としてはチャネル2に対しては第4図に示すG(1),
チャネル6に対しては第4図に示すG(2)が地球局に
送られると、チャネル2と6にパケットを送信した局は
受信した情報から次の送出スロットではチャネル2で衝
突したパケットはG(1)即ちチャネル1からチャネル
3までのうちのどれかのチャネルを選んで送信する。チ
ャネル6で衝突したパケットは、G(2)即ちチャネル
4からチャネル6までのうちのどれかのチャネルを選ん
でパケットを再送する。この送出スロットでは、新規パ
ケットはチャネル7とチャネル8に送信可能である。ス
ロット2では4,7,8チャネルでパケットが衝突したとす
ると、4,7チャネルは1スロット目と同様に処理される
がチャネル8で衝突したパケットは再送用チャネル不足
のため再送用チャネルグループにがリンクされず、地球
局では処理不可能なため1スロットWAITすることなる。
3スロット目ではチャネル8で衝突が発生しており、チ
ャネル8と2スロット目のWAITチャネル8が次スロット
で1スロット目と同様に解消が行われている。
次に、第一のアルゴリズムと第二のアルゴリズムの一
例を示す。
★第一のアルゴリズム 今、Q:全チャネル数、R:同一タイミングで再送を行え
る最大グループ数、P:新規パケットを再送可能なチャネ
ル数、S:1つの衝突チャネルを解消するために使用する
チャネル数とする。
R=[(Q−1)/S)の商 また再送待ちチャネル数をGとすると、 G≧Rの場合…同時に再送を行えるチャネル数はR
となり、その場合新規パケットがアクセス可能なチャネ
ル数は P=Q−R×S G<Rの場合…同時に再送を行えるチャネル数はG
となり、その場合新規パケットがアクセス可能なチャネ
ル数Pは P=Q−G×S ★第二のアルゴリズム 例えば再送待チャネル群のチャネル番号の若番順と再
送用チャネルグループ群のチャネルグループ番号の若番
順とを対応させる方法がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、新規パケットの
アクセス可能なチャネルと、再送パケットのアクセス可
能な再送パケットを専用に送出するチャネルのグループ
を必要に応じ配分することで、衝突状態の解消を高速に
行うことが可能になり、高い利用率と短い待ち時間を実
現することを可能とする衛星通信方式を実現できる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を含む衛星通信ネットワーク構成の一実
施例を示す図、第2図は中央制御局20の構成図、第3図
はリモート地球局30の構成図、第4図はチャネル選択の
具体例を示した図、第5図は実際にパケットを送信した
場合の中央制御局20におけるチャネルの状態とそのデー
タを地球局30が受信した場合の再送用スタックの状態を
示したタイムチャートである。 10……衛星、20……中央制御局、21……受信部、22……
衝突検出部、23……再送待ちグループ検出部、24……送
信部、30……地上局、31……再送用バッファ、32……受
信部、33……チャネル選択部、34……再送用スタック
部、35……送信部。
フロントページの続き (72)発明者 小野里 好邦 東京都調布市小島町1―1―1 RC 502 (56)参考文献 特開 昭59−198037(JP,A) 特開 平2−132933(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04B 7/14

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の地上局が衛星経由で中央制御局と複
    数チャネルを用いてランダムアクセスの時分割多重パケ
    ット通信を行う衛星通信方法において、前記中央制御局
    は前記複数の地上局からの送出パケットを各チャネルご
    とに受信し、同一受信タイムスロット内における各チャ
    ネル内での衝突を前記各チャネルごとに検出し、前記衝
    突チャネル群と前の送信タイムスロットで再送用チャネ
    ル不足のため再送要求出来なかった予め記憶してあるWA
    ITチャネル群とから構成される再送待チャネル群と、前
    記再送待チャネル群におけるチャネル数をもとに予め決
    められた第一のアルゴリズムから少なくとも一つの新規
    パケット送出用チャネルを残して決まる複数のチャネル
    を単位とする再送用チャネルグループ群とを、予め決め
    られた第二のアルゴリズムから前記再送待チャネル群と
    前記再送用チャネルグループ群とを対応させ前記対応部
    分のみ互いにリンクさせて前記複数の地球局に送信し、
    前記地球局は各々前記再送待チャネル群と前記再送待チ
    ャネル群に対応部分がリンクされた前記再送用チャネル
    グループ群を受信し、前記受信した再送用チャネル群の
    チャネルの再送を必要とする地球局は前記再送を必要と
    するチャネルに前記再送用チャネルグループがリンクす
    る場合は、前記再送用チャネルグループの中の一つのチ
    ャネルをランダムに選んで前記中央制御局に再送し、前
    記再送を必要とするチャネルに前記再送用チャネルグル
    ープがリンクしない場合は前記中央制御局から次の前記
    再送待チャネル群と前記再送用チャネルグループ群を受
    信するまで前記中央制御局への再送をWAITし、前記受信
    した再送用チャネル群の中のチャネルの再送を必要とし
    ない地球局は、前記受信した再送用チャネルグループ群
    を徐いた残りのチャネルの中の一つのチャネルをランダ
    ムに選んで新規パケットを前記中央制御局へ送出するこ
    とを特徴とする衛星通信方法。
  2. 【請求項2】複数の地上局が衛星経由で中央制御局と複
    数チャネルを用いてランダムアクセスの時分割多重パケ
    ット通信を行う衛星通信方式において、前記中央制御局
    は前記複数の地上局からの送出パケットを各チャネルご
    とに受信する受信部と、前記受信部にて受信した地上局
    からの送出パケットの同一受信タイムスロット内におけ
    る各チャネル内での衝突を前記各チャネルごとに検出す
    る衝突検出部と、前記衝突検出部によって検出された衝
    突チャネル群と前の送信タイムスロットで再送用チャネ
    ル不足のため再送要求出来なかった予め記憶してあるWA
    ITチャネル群とから構成される再送待チャネル群におけ
    るチャネルの数をもとに予め決められた第一のアルゴリ
    ズムから少なくとも一つの新規パケット送出用チャネル
    を残して決まる複数のチャネルを単位とする再送用チャ
    ネルグループ群を決定し、予め決められた第二のアルゴ
    リズムから前記再送待チャネル群と前記再送用チャネル
    グループ群とを対応させ前記対応部分のみ互いにリンク
    させる再送待グループ検出部と、前記再送待グループ検
    出部から受信し前記再送待チャネル群と前記再送待チャ
    ネル群に対応部分がリンクされた前記再送用チャネルグ
    ループ群を前記複数の地球局に送信する送信部とを有
    し、前記地球局は再送用バッファ起動信号を受信すると
    上位装置から新規パケットを受信し蓄積する再送用バッ
    ファと、前記中央制御局から前記再送待チャネル群と前
    記再送待チャネル群に対応部分がリンクされた前記再送
    用チャネルグループ群を受信し、前記受信した再送用チ
    ャネル群の中のチャネルの再送を必要とし前記再送を必
    要とするチャネルに前記再送用チャネルグループがリン
    クする場合は前記再送用チャネルグループにおけるチャ
    ネル群を一時記憶エリアに蓄積させスタック起動信号を
    出力し、前記再送を必要とするチャネルに前記再送用チ
    ャネルグループがリンクしない場合は前記中央制御局か
    ら次の前記再送待チャネル群と前記再送用チャネルグル
    ープ群を受信するまでWAITし、前記受信した再送用チャ
    ネル群の中のチャネルの再送を必要としない場合は前記
    再送用バッファ起動信号を送出し前記受信した再送用チ
    ャネルグループ群を徐した残りのチャネルを一時記憶エ
    リアに蓄積させ前記スタック起動信号を出力する受信部
    と、前記スタック起動信号により起動され前記受信部よ
    り前記一時記憶エリアにおけるチャネル群を受信しスタ
    ックに蓄積する再送用スタック部と、前記再送用スタッ
    ク部によって起動され前記スタックに蓄積された前記チ
    ャネル群の中の一つのチャネルをランダムに選ぶチャネ
    ル選択部と、前記チャネル選択部によって起動され前記
    再送用バッファに蓄積されたデータを前記選ばれたチャ
    ネルを使用して前記中央制御局に再送する送信部とから
    構成されることを特徴とする衛星通信方式。
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