JP3878050B2 - Access control method in communication system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセス制御方法に関し、より特定的には、ポイント−マルチポイントの回線構成を用いた通信システムにおけるアクセス制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、放送と通信との融合が両者の規制緩和とともに進み、ケーブルテレビ網等を用いて双方向通信実験が行われるようになってきた。ケーブルテレビシステムのようなポイント−マルチポイントの回線構成を用いた通信システムでは、親局は、通信チャネルを子局に割り当てる。子局は、割り当てられた通信チャネルを用いて親局と通信を行う。かかる通信チャネルを割り当てる方法の1つであるポーリング方式は、親局が送信メッセージの有無を子局に問い合わせる方式である。しかしながら、従来より、通信システム内に多くの子局を収容しようとした場合、ある子局で送信メッセージが発生してから、実際に当該メッセージが送信されるまで長時間要するという問題が指摘されていた。
【0003】
かかる問題に対処し、かつ通信システム内に多くの子局を収容するために、次のような方法が考えられる。つまり、子局をいくつかのグループに分割し、各グループに専用の通信チャネルを割り当てる。そして、親局は、そのグループ毎に送信メッセージの有無を問い合わせるという方法である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような方法を適用した場合、あるグループ(以下、「第1のグループ」という)には、送信メッセージを有する子局が多く、他のグループ(以下、「第2のグループ」という)には、送信メッセージを有する子局が少ないという状況が起こりうる。つまり、グループ間相互でトラフィック差が生じる。そのため、第1のグループに属する子局において送信メッセージが発生してから、それが実際に送信されるまで長時間要するという問題が生じる。また、第2のグループに割り当てられた通信チャネルが利用されていないにもかかわらず、第1のグループに割り当てられた通信チャネルのトラフィックが輻輳状態に陥った場合であっても、第1のグループに属する子局は、当該第1のグループに割り当てられた通信チャネルが空くまで通信を行えない。したがって、第1のグループに属する子局のレスポンスとスループットが、第2のグループに属する子局と比較して、著しく低下してしまうという問題が生じる。すなわち、上述した方法では、通信システムにおける通信チャネル(周波数等)の利用率が悪くなるという問題を生じることとなる。
【0005】
それゆえに、本発明の目的は、通信システムにおいて、通信チャネルを効率的に利用し、当該通信システムに収容される子局のレスポンスとスループットを向上させることができるアクセス制御方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
この目的を達成するために、以下の各発明は、以下に述べるような手段を有しており、それによって、以下のような効果を奏する。
【0007】
第1の発明は、親局と複数の子局とが、双方向通信可能な通信システムにおいて、当該子局から当該親局へのアクセスを制御するための方法であって、親局は、下り信号を送出するために下りチャネルを使用可能であり、各子局は、上り信号を送出するために複数の上りチャネルを使用可能である。親局は、現在空いている上りチャネル(以下、「空きチャネル」という)を検出し、検出した空きチャネルに相当する数の子局を選択し、選択した子局に対して、空きチャネルを個別的に割り当て、選択した子局に割り当てた空きチャネルを通知するための下り信号を作成して下りチャネルに送出する。また、子局は、下りチャネルから入力した下り信号によって、上りチャネルが自局に割り当てられているか否かを判断する。
【0008】
第1の発明では、親局は、空きチャネルが生じる毎に子局を選択し、当該空きチャネルを選択した子局に個別的に割り当てる。そのため、親局は、たとえ、ある子局がある上りチャネルを長時間使用して通信を行ったとしても、他に空きチャネルが生じれば、他の子局に上りチャネルを割り当てることができる。これによって、上りチャネルは、常にいずれかの子局に割り当てられていることとなり、上りチャネルのトラフィックが輻輳状態に陥ることによる影響は、ある特定の子局に及ぶのではなく、すべての子局に分散的に及ぶこととなる。そのため、通信システムに収容されるすべての子局のレスポンスとスループットが向上する。
【0009】
第2の発明は、親局と複数の子局とが、双方向通信可能な通信システムにおいて、当該子局から当該親局へのアクセスを制御するための方法であって、親局は、下り信号を送出するために下りチャネルを使用可能であり、各子局は、上り信号を送出するために複数の上りチャネルを使用可能である。親局は、現在空いている上りチャネル(以下、「空きチャネル」という)を検出し、 検出した空きチャネルを子局に通知するための下り信号を作成して下りチャネルに送出する。また、子局は、下りチャネルから入力した下り信号によって、現在空きチャネルである上りチャネルを認識し、当該空きチャネルに上り信号を送出する。
【0010】
第2の発明では、親局は、検出した空きチャネルの情報を、即座に子局に通知しているので、上りチャネル上のトラフィックが輻輳状態に陥ることを防止している。しかも、子局は、親局によって検出された空きチャネルを使用して上り信号を送出するので、たとえ他の上りチャネルのトラフィックが輻輳状態に陥ったとしても、その影響は、すべての子局に分散的に及ぶこととなる。そのため、通信システムに収容されるすべての子局のレスポンスとスループットが向上する。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の第1の実施形態に係るアクセス制御方法を適用した通信システムの全体構成を示すブロック図である。図1において、通信システムには、親局1と、11台の子局2(図示は4台)とが、伝送路3を介して接続されている。この伝送路3には、下りフレームを親局1が送出するための下りチャネルと、上りフレームを子局2が送出するための5つの上りチャネルch1 〜ch5 とが設定されている。5つの上りチャネルには、互いに別々の周波数帯域が割り当てられている。つまり、本通信システムでは、周波数分割多重方式が用いられる。また、子局2には、互いに重複しない子局アドレス(「a」〜「k」)が予め与えられている。なお、以下の説明では、子局アドレス「a」が与えられた子局2を、子局2aと記す。他の子局2も同様に、子局2b〜2kと記す。
【0012】
図2は、図1に示す親局1の構成を示すブロック図である。図2において、親局1は、メモリ部11と、下りフレーム作成/送出部12と、上りフレーム受信部13とを備える。
メモリ部11は、アドレステーブル111と、受信コマンド112と、衝突検出コマンド113と、データエラーコマンド114と、送信可コマンド115とを、所定のアドレス領域に格納している。
まず、アドレステーブル111について説明する。本通信システムでは、空きチャネル(後述)を子局に割り当てるための順序が予め定められている。アドレステーブル111は、順番と子局アドレスを対応させて格納する。より具体的には、図3に示すように、順番「1」〜「11」を付けられた子局アドレス「a」〜「k」がアドレステーブル111に格納される。なお、上述した4つのコマンド、受信コマンド112、衝突検出コマンド113、データエラーコマンド114、および送信可コマンド115については、後で明らかになるので、ここでは説明を省略する。
下りフレーム作成/送出部12は、下りフレームを作成し、下りチャネルに送出する。なお、下りフレームの作成手順については、図8、図9および図11を参照し、後で述べるので、ここでは省略する。
【0013】
ここで、図4は、下りフレームの構成を示す図である。図4において、下りフレームは、16スロット(32bit/スロット)を1フレームとして構成され、ヘッダスロットと、5つのアドレススロットAS1 〜AS5 と、メッセージスロットとを含む。
ヘッダスロットには、プリアンブルや同期パターン(図4には「UW」(Unique Word)と示している)等が格納される。同期パターンUWは、所定のビットパターンを有しており、各種の同期を確立するために用いられる。
アドレススロットAS1 〜AS5 にはそれぞれ、1つの子局アドレス、または、1つのコマンドが設定される。本通信システムでは、アドレススロットAS1 〜AS5 は、上りチャネルch1 〜ch5 に対応している。例えば、アドレススロットAS1 に子局アドレス「a」が設定されることは、親局1が子局2aに上りチャネルch1 を割り当てることを意味する。
メッセージスロットには、親局1から子局2へのメッセージが格納される。これによって、親局1から子局2へデータを送信することが可能になるが、本発明の趣旨とは関連性がないため、メッセージスロットの説明を省略する。また、プリアンブルや同期パターンUW、アドレススロットAS1 〜AS5 およびメッセージスロットは、図4に示すように、下りフレームにおいて予め定められたビット位置に設定される。
【0014】
また、図5は、子局アドレスおよび各種コマンドのビット構成を示す図である。図5(a)は、子局アドレスのビット構成を示している。前述したように、子局アドレス「a」〜「k」は、互いに重複しないように子局2に与えられる。しかし、実際の通信システムには、多くの子局2が収容されるので、実際の各子局アドレスは、図5(a)に示すように、32bitの2進数で表現されており、先頭の1bitを「0」とし、残りの31bitを用い、互いに重複しないように構成される。
また、図5(b)は、各種コマンドのビット構成を示している。これらのコマンドはいずれも、図5(b)に示すように、32ビットの2進数で表現されており、先頭の1bitを「1」とし、最後の2bitを「1」、「0」とされる。そして、各コマンドにおける残りの29bitは、互いに異なるビットパターンとされる。つまり、受信コマンド112、衝突検出コマンド113、データエラーコマンド114および送信可コマンド115は、互いに異なるビット構成を有する。
【0015】
ここで、再度、図2を参照して説明をする。上りフレーム受信部13は、上りチャネルの数に相当する、第1〜第5の上りフレーム受信部131〜135を含んでいる(ただし、図示は3つ)。第1〜第5の上りフレーム受信部131〜135は、上りチャネルch1 〜ch5 上を伝送されてくる上りフレームについて、以下に説明する処理を実行する。なお、以下には、第1の上りフレーム受信部131の処理を説明し、第2〜第5の上りフレーム受信部132〜135は、第1の上りフレーム131と同様の処理を実行するため、それらの説明を省略する。
まず、第1の上りフレーム受信部131は、内部に有する比較器(図示せず)を用い、上りフレームが上りチャネルch1 上を伝送されてくるかどうかを、下りフレームが送出された後、第1の所定時間の間だけ監視する。ここで、第1の所定時間とは、上りフレームが子局から親局に到達するまでの遅延時間等を考慮した時間である。
比較器は、参照信号と上りチャネルch1 からの受信信号とのレベルを比較する。この参照信号は、予め定められた一定レベルを有する。比較器は、受信信号レベルが一定レベル未満から一定レベル以上に変化したことを検出すると、第1の比較出力を出力する。つまり、第1の比較出力は、第1の上りフレーム受信部131が、上りフレームの先頭を検出したことを示すための情報である。また、比較器は、上りフレームの先頭を検出できなかった場合であって、第1の所定時間が経過した時点において、受信信号のレベルが参照信号のレベル以上であることを検出すると、第2の比較出力を出力し、また、その時点において、受信信号のレベルが参照信号のレベル未満であることを検出すると、第3の比較出力を出力する。第2の比較出力は、上りチャネルch1 上に上りフレームが継続的に送出されていることを示すための情報である。また、第3の比較出力は、上りチャネルch1 が空きチャネルであることを示すための情報である。このようにして、第1の上りフレーム受信部131は、上りチャネルch1 上に上りフレームが送出されているか否かを監視する。
また、第1の上りフレーム受信部131は、上りフレームの先頭を検出すると、同期パターンUWの検出を実行する。同期パターンUWの検出は、上りフレームの先頭が検出された時点から、第2の所定時間の間だけ行われる。第2の所定時間とは、上りフレームにおいて、その先頭から同期パターンUWが格納されていると推測されるビット位置までの距離を参照して定められる。第1の上りフレーム受信部131は、第2の所定時間の間に同期パターンUWを検出すると、その旨を示す第1の受信情報(UW検出)を出力し、また、それを検出できなかった場合、その旨を示す第1の受信情報(UW不検出)を当該第2の所定時間が経過した時点で出力する。
第1の上りフレーム受信部131は、上りフレームが継続的に送出されていると判断した場合、各フレームに対してFCS(Frame Check Sequence)を実行し、各上りフレームが上りチャネルch1 上をデータエラーなく、正しく伝送されてきていると判断すると、その旨を示す第2の受信情報(正常)を出力する。一方、第1の上りフレーム受信部131は、上りフレームにデータエラーが生じていると判断すると、その旨を示す第2の受信情報(エラー)を出力する。
第1の上りフレーム受信部131は、その他にも、上りフレームからメッセージを取り出したりするが、本発明の趣旨とは関係がないので、その説明を省略する。
【0016】
図6は、子局2(図1参照)の詳細な構成を示すブロック図である。図6において、子局2は、コマンド/アドレス検出部21と、上りフレーム作成/送出部22とを備えており、親局1によって上りフレームを送出してもよいと通知された空きチャネルを用いて上りフレームを送出する。コマンド/アドレス検出部21の動作については、図10を参照し、後で述べるので、ここでは省略する。
ここで、上りフレーム作成/送出部22が上りフレームを作成する際の手順について概説する。子局2は、例えば、映像データや音声データである送信データを生成する。送信データは、子局2が内部に備えるバッファメモリ(図示せず)に格納される。上りフレーム作成/送出部22は、バッファメモリ内の送信データを120bit毎に分割し、最初の120bitに相当する送信データには8bitのヘッダを付加して、上りフレームを構成するが(図7(a)参照)、それ以降の送信データには8bitのFCSを付加して、上りフレームを構成する(図7(b)参照)。
【0017】
上述のような通信システムでは、親局1は、下りフレームを用いて各子局2からのアクセスを制御する。ここで、図8は、フレーム作成/送出部12が下りフレームを作成する際の動作手順を示すフローチャートである。
初期的な状態では、上りフレームは、上りチャネルch1 〜ch5 にも送出されていない。この状況では、第1〜第5の上りフレーム受信部131〜135は、同期パターンUWの検出およびFCSを実行しないので、第3の比較出力のみを出力する。なお、第1〜第5の上りフレーム受信部131〜135は、所定のタイミングで、比較出力等を下りフレーム作成/送出部12に出力する。それぞれのタイミングについては、後で明らかになるので、ここでは述べない。また、以下、比較出力、第1の受信情報および第2の受信情報の組合せをステータス情報という。
このような状況下で、下りフレーム作成/送出部12は、第1回目の下りフレームを作成する。下りフレーム作成/送出部12は、モードフラグmode、カウンタC1、C2およびT、スロットポインタmならびにアドレスポインタn(図示せず)を含んでおり、モードフラグmode、ならびにカウンタC1、C2およびTをそれぞれ「0」に、さらに、アドレスポインタnを「1」に設定する(図8;ステップS1)。
ここで、モードフラグmodeは、下りフレーム作成/送出部12がコンテンションモード(後述するステップS3)に進むか、ポーリングモード(後述するステップS9)に進むかを判断するためのフラグであり、「0」または「1」の値をとる。また、カウンタC1は、通信衝突が生じている上りチャネルの数を計数するためのカウンタであり、カウンタC2は、空きチャネルの数を計数するためのカウンタである。ここで、空きチャネルとは、上りフレームが送出されていない(データ通信が行われていない)上りチャネルのことをいう。さらに、カウンタTは、通信衝突数および空きチャネル数を計数するための時間区間を計測するためのカウンタである。アドレスポインタnは、上述したアドレステーブル111における順番「n」を指示して、アドレススロットASに設定すべき子局アドレスを指定する。そのため、本通信システムでは、アドレスポインタnは、「1」〜「11」までを1ずつカウントアップする。なお、スロットポインタmについては、後で必要となる箇所において述べる。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、モードフラグmodeが「0」を示しているか否かを判断し(ステップS2)、「0」を示している場合には、コンテンションモードで下りフレームを作成する方がよいと判断し、ステップS3に進む。一方、下りフレーム作成/送出部12は、モードフラグmodeが「0」を示していない場合(「1」の場合)には、ポーリングモードで下りフレームを作成する方がよいと判断し、後述するステップS9に進む。現時点では、上述から明らかなように、下りフレーム作成/送出部12はステップS3に進む。
【0018】
ここで、コンテンションモードと、ポーリングモードとの相違点について簡単に説明する。コンテンションモードは、複数の子局2が1つの空きチャネルに上りフレームを送出できるので、ポーリングモードよりも、通信衝突が起こりやすいという特質を持つ。しかし、コンテンションモードは、各子局2が上りフレームを空きチャネルに自由に送出するので、ポーリングモードよりもレスポンスが一般的に高くなるという特質を持つ。
一方、ポーリングモードは、送信データを保有するか否かに関わらず、1つの子局2に1つの空きチャネルを親局1が割り当てるので、コンテンションモードよりも、レスポンスが低くなるという特質を持つ。しかし、ポーリングモードは、原則として、1つの上りチャネル上に、複数の子局2が上りフレームを送出することがないので、コンテンションモードよりも、通信衝突が起こりにくいという性質を持つ。
しかし、空きチャネル数が相対的に多い場合には、コンテンションモードで下りフレームを作成しても通信衝突が起こりにくく、レスポンスが高くなると考えられる。そのため、すべての上りチャネルが空きチャネルである初期状態では、モードフラグmodeが「0」に設定され、コンテンションモードで下りフレームが作成されるようにしておくことが好ましい。一方、空きチャネルが相対的に少ない場合には、通信衝突が起こりにくいポーリングモードの方が、コンテンションモードよりもレスポンスが高くなると考えられる。
【0019】
ここで、図9は、図8に示すステップS3(コンテンションモード)の処理手順を詳細に示すフローチャートである。まず、下りフレーム作成/送出部12は、スロットポインタmを「1」に設定する(図9;ステップS901)。スロットポインタmは、子局アドレスまたは前述したコマンドを設定すべきアドレススロットASを指定するポインタである。本通信システムでは、5つのアドレススロットASが設定されているので、スロットポインタmは、「1」〜「5」までを1ずつカウントアップする。
なお、このとき、下りフレーム作成/送出部12には、第mの上りフレーム受信部13m(この「m」もスロットポインタmの指示値に対応する)からステータス情報が入力されているように、下りフレーム作成/送出部12と上りフレーム受信部13との間でタイミングが制御される。現時点では、スロットポインタmが「1」を示しているので、第1の上りフレーム受信部131から出力されたステータス情報が入力される。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、スロットポインタmが指定する上りチャネル(以下、「上りチャネルchm 」と記す)からの受信信号のレベルが一定レベル未満から一定レベル以上に変化したか否かを判断する(ステップS902)。下りフレーム作成/送出部12は、ステータス情報が第1の比較出力を含んでいる場合、受信信号のレベルが変化したと判断し、後で述べるステップS908に進むが、ステータス情報が第1の比較出力を含んでいない場合、当該レベルが変化していないと判断し、ステップS903に進む。現時点では、上述したように、下りフレーム作成/送出部12は、第1の上りフレーム受信部131から第3の比較出力を受け取っているので、ステップS903に進む。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、上りチャネルchm からの受信信号のレベルが一定レベル未満か否かを判断する(ステップS903)。下りフレーム作成/送出部12は、ステータス情報が第2の比較出力を含んでいる場合、受信信号のレベルが一定レベル以上であると判断し、後で述べるステップS912に進むが、ステータス情報が第3の比較出力を含んでいる場合、当該レベルが一定レベル未満であると判断し、ステップS904に進む。現時点では、下りフレーム作成/送出部12は、第3の比較出力を受け取っているので、ステップS904に進む。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、メモリ部11にアクセスして、送信可コマンド115を取り出した後、スロットポインタmにより指定されるアドレススロットAS(以下、「アドレススロットASm 」と記す)に、当該送信可コマンド115を設定する(ステップS904)。こうして、親局1は、各子局2に上りチャネルchm が空きチャネルであることを通知する。現時点では、スロットポインタmは「1」を示しているので、送信可コマンド115がアドレススロットAS1 に設定される。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、すべてのアドレススロットASにいずれかのコマンドを設定したか否かを判断する(ステップS905)。下りフレーム作成/送出部12は、すべてのアドレススロットASにコマンドを設定したと判断すると、後で述べるステップS907に進む。一方、下りフレーム作成/送出部12は、すべてのアドレススロットASにコマンドを設定していないと判断すると、ステップS906に進む。本通信システムでは、5つのアドレススロットが設定されているので、ステップS905での判断は、スロットポインタmが「5」を示しているか否かによって行われる。現時点では、スロットポインタmは「1」を示しているので、下りフレーム作成/送出部12はステップS906に進む。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、スロットポインタmを「m+1」に更新し(ステップS906)、次のアドレススロットASに設定するコマンドを決定するために、ステップS902に戻る。現時点では、スロットポインタmは「1」から「2」に更新される。
このとき、下りフレーム作成/送出部12には、更新された後のスロットポインタmの指示値が表す、第mの上りフレーム受信部13mからステータス情報が入力されているように、タイミングが制御されている。現時点では、第2の上りフレーム受信部132から出力されたステータス情報が入力される。
初期状態では、すべての上りチャネルが空きチャネルである。したがって、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS902〜S906の順序で示される処理手順を3回繰り返した後、ステップS902〜S905の順序で示される処理手順を実行する。その結果、アドレススロットAS2 〜AS5 にも、送信可コマンド115が設定される。そして、下りフレーム作成/送出部12は、スロットポインタmが「5」を示している場合に、ステップS905を実行すると、ステップS907に進む。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、プリアンブルや同期パターンUWをヘッダスロットに、そして、場合によってはメッセージをメッセージスロットに設定して下りフレーム(図4参照)を組み立てた後、この下りフレームを下りチャネル上に送出し(ステップS907)、図8に示すステップS3を終了する。なお、この下りフレームを受信する子局2の動作については、後で述べる。
【0020】
再度、図8を参照して説明する。次に、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS3を終了すると、カウンタC1が第1の所定値以上か否かを判断する(ステップS4)。ここで、第1の所定値は、モードフラグmodeを「0」から「1」に更新するか否かを判断するための値であり、上述したコンテンションモード及びポーリングモードの特質を考慮しつつ、通信システムの仕様に応じた妥当な値に設定される。以下、第1の所定値を「3」と仮定して説明を行う。
ステップS4において、下りフレーム作成/送出部12は、カウンタC1が第1の所定値以上の数を示していると、ポーリングモードで下りフレームを作成する方がよいと判断し、後で述べるステップS5に進む。一方、下りフレーム作成/送出部12は、カウンタC1が第1の所定値未満の数を示していると、コンテンションモードで下りフレームを作成する方がよいと判断し、ステップS6に進む。現時点では、カウンタC1の指示値「0」は第1の所定値「3」以上ではないので、下りフレーム作成/送出部12はステップS6に進む。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、カウンタTの指示値を「T+1」に更新した後(ステップS6)、カウンタTの指示値が第3の所定値になったか否かを判断する(ステップS7)。下りフレーム作成/送出部12は、カウンタTの指示値が第3の所定値になったと判断すると、後で述べるステップS8に進み、当該指示値が第3の所定値になっていないと判断すると、ステップS2に戻る。ここで、第3の所定値は、通信衝突数および空きチャネル数を下りフレーム作成/送出部12が計測する時間区間の終了を規定するための数値である。つまり、本通信システムでは、カウンタTが「0」から「第3の所定値」までをカウントする時間当たりの、通信衝突数または空きチャネル数が計測される。なお、以下、第3の所定値を「3」と仮定して説明を行う。現時点では、下りフレーム作成/送出部12は、カウンタTを「0」から「1」に更新した後(ステップS6)、カウンタTの指示値が第3の所定値「3」になっていないので(ステップS7)、ステップS2に戻る。
【0021】
ここで、本通信システムにおける子局2の動作の一部分を、当該子局2の動作手順を示すフローチャートである図10を参照して説明する。各子局2が内部に備えるコマンド/アドレス検出部21は、「0」、「1」または「2」の値をとる状態フラグSを含んでおり、本通信システムの起動時に、状態フラグSを「0」に設定する(ステップS101)。ここで、ある子局2において、状態フラグSが「0」を示している場合は、当該子局2が親局1への送信データを保有していないことを意味する。また、ある子局2において、状態フラグSが「1」を示している場合は、当該子局2が親局1への送信データを保有しており、しかも当該データを先頭から送信しなければならないことを意味する。さらに、ある子局2において、状態フラグSが「2」を示している場合は、当該子局2親局1に送信データを送信している最中であることを意味する。
次に、コマンド/アドレス検出部21は、状態フラグSが「1」を示しているか否かを判断し(ステップS102)、「1」を示している場合には、後で述べるステップS106に進み、「1」以外を示している場合にはステップS103に進む。
次に、各コマンド/アドレス検出部21は、状態フラグSが「2」を示しているか否かを判断し(ステップS103)、「2」を示している場合には、後で述べるステップS111に進み、「2」以外を示している場合(つまり「0」を示している場合)にはステップS104に進む。現時点では、すべての子局2の状態フラグSは「0」を示しているので、すべてのコマンド/アドレス検出部21は、ステップS102およびS103を実行し、ステップS104に進む。
次に、各コマンド/アドレス検出部21は、各子局2が親局1に送信すべきデータを保有しているか否かを判断する(ステップS104)。前述したように、子局2は、送信データを生成してバッファメモリに格納する。ステップS104の判断は、バッファメモリに送信データが格納されているか否かを検出することによって行われる。各コマンド/アドレス検出部21は、バッファメモリに送信データが格納されていない場合、ステップS102に戻る。つまり、子局2は、送信データが発生するまで、状態フラグSを「0」に設定した状態で待機する。コマンド/アドレス検出部21は、送信データがバッファメモリに格納されている場合にはステップS105に進み、状態フラグSを「1」に設定して、ステップS102に戻る。このように、各子局2は、送信データが発生すると、状態フラグSを「1」に設定した状態で、下りフレームが送信されてくるのを待機する。
今回の下りフレームは、すべての子局2のコマンド/アドレス検出部21によって受信される。現時点では、各子局2の状態フラグSは、「0」か「1」を示している。しかし、以下には、状態フラグSが「1」を示している子局2の動作についてのみ説明する。
コマンド/アドレス検出部21は、下りチャネルから下りフレームが伝送されてきた時点で、状態フラグSが「1」を示していると(ステップS102)、ステップS106に進む。
次に、コマンド/アドレス検出部21は、自局の子局アドレスが、いずれかのアドレススロットASに設定されているか否かを判断する(ステップS106)。しかし、子局アドレスは、前述からも明らかなように、コンテンションモード(図8;ステップS3参照)で作成された下りフレームには設定されない。そのため、コマンド/アドレス検出部21はステップS107に進む。ステップS106については、後で必要となる箇所で詳細に説明する。
次に、コマンド/アドレス検出部21は、今回受信した下りフレームにおいて、送信可コマンドがどのアドレススロットASに設定されているか否かを検出する(ステップS107)。ステップS107での判断は、典型的には、以下のように行われる。コマンド/アドレス検出部21は、内部に有するレジスタ(図示せず)などに予め送信可コマンドのビットパターンを保持しておく。コマンド/アドレス検出部21は、このビットパターンが下りフレームのアドレススロットAS1 に設定されているものと一致するかどうかを比較し、一致する場合に、当該アドレススロットAS1 に送信可コマンドが設定されていると判断する。その後、アドレススロットAS2 〜AS5 についても、同様の処理が行われる。コマンド/アドレス検出部21は、アドレススロットASm に送信可コマンドが設定されていると、当該スロットASm に対応する上りチャネルchm が空きチャネルであることを認識する。そして、コマンド/アドレス検出部21は、いずれかのアドレススロットASに送信可コマンドが設定されている場合ステップS108に進む。今回の下りフレームのアドレススロットAS1 〜AS5 には、送信可コマンドが設定されているので、コマンド/アドレス検出部21は、ステップS108に進む。
なお、コマンド/アドレス検出部21は、すべてのアドレススロットASに送信可コマンドが設定されていない場合、空きチャネルがないと判断してステップS102に戻り、新たな下りフレームが送られてくるのを待機する。
次に、コマンド/アドレス検出部21は、送信可コマンドが設定されているアドレススロットASの中から、1つのアドレススロットASm をランダムに選択し(ステップS108)、当該スロットASm に対応する上りチャネルchm を用いて上りフレームを送出するように上りフレーム作成/送出部22に通知する(ステップS109)。その後、コマンド/アドレス検出部21は、ステップS108で選択したアドレススロットASm を、使用チャネル情報としてレジスタ(図示せず)にラッチしておく。この使用チャネル情報は、後で述べるステップS111で用いられる。
ところで、上りフレーム作成/送出部22は、状態フラグSが「1」に設定された時点で、図7(a)に示すような上りフレームを作成しており、これをコマンド/アドレス検出部21により通知された上りチャネルchm に送出する。
コマンド/アドレス検出部21は、ステップS109を終えると、状態フラグSを「1」から「2」に変更し(ステップS110)、上りフレーム作成/送出部22が上りフレームを親局1に送信している最中であることを示しておく。
なお、以下の説明を具体的にするため、第1回目の下りフレームに応答して、子局2aが上りチャネルch1 に、子局2bが上りチャネルch2 に、子局2cと子局2dとが上りチャネルch5 に、子局2fと子局2jとが上りチャネルch4 に上りフレームを送出するものとする。また、上りチャネルch5 には上りフレームは送出されないものとする。
このような状況では、上りチャネルch1 上で通信衝突が生じないので、子局2aが送出した上りフレーム内の同期パターンUWは破壊されない。そのため、第1の上りフレーム受信部131は、上りフレームの先頭および同期パターンUWを検出でき、第1の比較出力および第1の受信情報(UW検出)をステータス情報として出力する。また、上りチャネルch2 は、上りチャネルch1 と同様の状況にあるので、第2の上りフレーム受信部132は、第1の上りフレーム受信部131と同様のステータス情報を出力する。また、上りチャネルch3 上では通信衝突が生じるので、子局2cおよび子局2dがそれぞれ送出した上りフレーム内の同期パターンUWは破壊される。そのため、第3の上りフレーム受信部133は、上りフレームの先頭を検出できるが、同期パターンUWを検出できず、第1の比較出力および第1の受信情報(UW不検出)をステータス情報として出力する。また、上りチャネルch4 は、上りチャネルch3 と同様の状況にあるので、第4の上りフレーム受信部134は、第3の上りフレーム受信部133と同様のステータス情報を出力する。さらに、第5の上りフレーム受信部135は、上りチャネルch5 が空きチャネルであることから、第3の比較出力のみをステータス情報として出力する。
【0022】
現在、下りフレーム作成/送出部12は、図8に示すステップS2に戻っており、モードフラグmodeが「0」を示しているので、前回と同様にステップS3に進む。下りフレーム作成/送出部12は、前回の下りフレームを送出してから第2の所定時間が経過した直後に、ステップS3を実行するように予めタイミングを制御されている。ここで、第2の所定時間もまた、上りフレームが子局2から親局1に到達するまでの遅延時間等を考慮した時間であるが、前述した第1の所定時間とは異なる。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、スロットポインタmを「1」に設定し(図9;ステップS901)、第1の上りフレーム受信部131からのステータス情報に基づいて、アドレススロットAS1 に今回設定すべきコマンドを決定する。次に、下りフレーム作成/送出部12は、現時点で、第1の比較出力を受け取っているので、ステップS902を実行して、ステップS908に進む。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、上りチャネルchm 上の上りフレームから同期パターンUWが検出されたか否かを判断する(ステップS908)。ステップS908における判断は、第1の受信情報に基づいて行われる。具体的には、下りフレーム作成/送出部12は、第1の受信情報(UW不検出)を受け取っている場合、第mの上りフレーム受信部13mが同期パターンUWを検出できなかったと判断し、後で述べるステップS910に進む。一方、下りフレーム作成/送出部12は、第1の受信情報(UW検出)を受け取っている場合、第mの上りフレーム受信部13mが同期パターンUWを検出できたと判断し、ステップS909に進む。現時点では、下りフレーム作成/送出部12は、第1の上りフレーム受信部131から第1の受信情報(UW検出)を受け取っているので、ステップS909に進む。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、メモリ部11にアクセスして、受信コマンド112を取り出した後、当該コマンド112をアドレススロットASm に設定する(ステップS909)。これによって、親局1は、上りチャネルchm を使用中の子局2に、上りフレームを正しく受信していることを通知することができる。現時点では、アドレススロットAS1 に受信コマンド112が設定され、子局2aに上りフレームを正しく受信していることが通知される。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、現時点で「1」であるスロットポインタmの指示値を「2」に更新して(ステップS905,S906)、ステップS902に戻る。そして、下りフレーム作成/送出部12は、第2の上りフレーム受信部132からのステータス情報に基づいて、アドレススロットAS2 に今回設定すべきコマンドを決定する。このステータス情報は、上述した第1の上りフレーム受信部131からのものと同一の内容であるから、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS902→S908→S909→S905→S906の順序で示される処理(上述)を実行する。その結果、アドレススロットAS2 にも受信コマンド112が設定され(ステップS909)、スロットポインタmの指示値は「2」から「3」に更新される(ステップS906)。その後、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS902に戻り、第3の上りフレーム受信部133からのステータス情報に基づいて、アドレススロットAS3 に今回設定すべきコマンドを決定する。
下りフレーム作成/送出部12は、現時点で、第1の比較出力を受け取っているので、ステップS902を実行した後、第1の受信情報(UW不検出)を受け取っているので、ステップS908を実行して、ステップS910に進む。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、メモリ部11にアクセスして衝突検出コマンド113を取り出し、アドレススロットASm に設定する(ステップS910)。これによって、親局1は、上りチャネルchm を使用中の子局2に、上りフレームを正しく受信していないことを通知することができ、当該子局2に再送制御(後述)を促す。現時点では、アドレススロットAS3 に衝突検出コマンド113が設定され、これによって、子局2cと2dに再送制御を促すこととなる。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、上りチャネルchm 上で通信衝突が生じていると判断したので、カウンタC1を「C1+1」に更新する(ステップS911)。現時点では、カウンタC1の指示値は「0」から「1」に更新される。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、現時点で「3」であるスロットポインタmの指示値を「4」に更新して(ステップS905,S906)、ステップS902に戻る。そして、下りフレーム作成/送出部12は、第4の上りフレーム受信部134からのステータス情報に基づいて、アドレススロットAS4 に今回設定すべきコマンドを決定する。このステータス情報は、上述した第3の上りフレーム受信部133からのものと同一の内容であるから、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS902→S908→S910→S911→S905→S906の順序で示される処理(上述)を実行する。その結果、今回、アドレススロットAS4 には衝突検出コマンド113が設定され(ステップS910)、カウンタC1の指示値は「1」から「2」に更新され(ステップS911)、さらに、スロットポインタmの指示値は「4」から「5」に更新される(ステップS905,S906)。その後、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS902に戻り、第5の上りフレーム受信部135からのステータス情報に基づいて、アドレススロットAS5 に今回設定すべきコマンドを決定する。
このステータス情報は、下りフレーム作成/送出部12が前回の下りフレームを作成する際に参照した第1の上りフレーム受信部131等からのものと同一の内容であることから、当該下りフレーム作成/送出部12は、ステップS902→S903→S904→S905の順序で示される処理(前述)を実行する。その結果、今回、アドレススロットAS5 には送信可コマンド115が設定される(ステップS904)。下りフレーム作成/送出部12は、現時点でスロットポインタmが「5」を示しているので(ステップS905)、同期パターンUW等をヘッダスロットに設定する等して下りフレームを組み立て、この下りフレームを下りチャネル上に送出する(ステップS907)。こうして、下りフレーム作成/送出部12は、図8に示すステップS3の処理を終了し、ステップS4に進む。なお、第2回目の下りフレームを受信する各子局2の動作については、後で述べる。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、現時点で、カウンタC1の指示値が「2」であり、この指示値「2」が第1の所定値「3」未満であるので(ステップS4)、カウンタTの指示値を「1」から「2」に更新した後(ステップS6)、この指示値「2」が第3の所定値「3」になっていないので(ステップS7)、ステップS2に戻る。
【0023】
ここで、図6に示す子局2の動作について、再度図10を参照して説明する。現時点で通信システム内には、状態フラグSを「0」、「1」または「2」に設定した状態で待機している子局2が存在する。今回の下りフレームも、すべての子局2のコマンド/アドレス検出部21によって受信される。しかし、状態フラグSが「0」または「1」を示している子局2の動作については、既に説明したので、以下には、状態フラグSが「2」を示しているものの動作について説明する。
コマンド/アドレス検出部21は、状態フラグSが「2」を示している場合、ステップS102およびS103を実行して、ステップS111に進む。
次に、コマンド/アドレス検出部21は、上りフレーム作成/送出部22が現在使用中の上りチャネルchm に対応するアドレススロットASm に受信コマンド112もしくは自身の子局アドレスが設定されているかどうかを判断する(ステップS111)。なお、今回の下りフレームは、コンテンションモードで作成されているので、子局アドレスがアドレススロットASに設定されていることはない。そのため、ここでは、受信コマンド112に関する説明のみを行う。ステップS111の判断は、以下のようにして行われる。まず、コマンド/アドレス検出部21は、現在ラッチされている使用チャネル情報(前述)によって特定されるアドレススロットASm からコマンドを取り出した後、当該コマンドのビットパターンが、内部に予め保持している受信コマンド112のビットパターンに一致するか否かを判断する。コマンド/アドレス検出部21は、両者が一致していない場合、受信コマンド112が設定されていないと判断して、使用チャネル情報をレジスタからクリアした後、後で述べるステップS115に進む。コマンド/アドレス検出部21は、両者が一致する場合、受信コマンド112が設定されていると判断して、使用チャネル情報をクリアせずに、ステップS112に進む。
次に、コマンド/アドレス検出部21は、データの送信を継続するように上りフレーム作成/送出部22に通知する(ステップS112)。上りフレーム作成/送出部22は、図7(a)に示したような上りフレームを送出した後には、図7(b)に示すような上りフレームを作成し、同じ上りチャネルを用いて送出している。上りフレーム作成/送出部22は、上記の通知をコマンド/アドレス検出部21から受け取ると、上りフレームの送出を中断することなく、継続する。次に、コマンド/アドレス検出部21は、上りフレーム作成/送出部22がデータの送信を完了したか否かを判断する(ステップS113)。ステップS113の判断は、バッファメモリが空かどうかを調べれば容易にできる。コマンド/アドレス検出部21は、データの送信が完了したと判断すると、状態フラグSを「0」に設定し(ステップS114)、新たな送信データが発生するのを待機する。一方、コマンド/アドレス検出部21は、データの送信が完了していないと判断すると、状態フラグSを「2」に設定したまま、ステップS102に戻る。
一方、コマンド/アドレス検出部21は、ステップS111において、受信コマンド112が設定されていないと判断すると、上りフレーム作成/送出部22が送出した上りフレームが親局1によって正しく受信されていないと判断する。つまり、コマンド/アドレス検出部21は、上りフレーム作成/送出部22が無駄なデータ通信を行っていると判断し、データの送信を中断するように上りフレーム作成/送出部22に通知する(ステップS115)。このとき、上りフレーム作成/送出部22は、上述したように、上りチャネルchm を用いて作成した上りフレームを送出しているが、上記の中断通知に応答して、上りフレームの送出を中断し、無駄なデータ通信を中断する。このように、本通信システムでは、子局2は、無駄なデータ通信のために上りチャネルを長時間使用しない。これによって、上りチャネルの利用率を向上させることができる。
この後、コマンド/アドレス検出部21は、状態フラグSを「1」に設定して(ステップS105)、ステップS102に戻る。このように、状態フラグSが「1」に設定されると、コマンド/アドレス検出部21は、次回の下りフレームに応答して、前述したステップS109を実行する。つまり、子局2は、自身が送出した上りフレームが親局1によって正しく受信されなかった場合、再送制御を実行する。
ここで、現時点では、子局2a、2b、2c、2d、2fおよび2jがステップS111を実行する。また、今回の下りフレームにおいて、アドレススロットAS1 およびAS2 には受信コマンド112が、また、アドレススロットAS3 およびAS4 には衝突検出コマンド113が、さらに、アドレススロットAS5 には送信可コマンド115が設定されている。そのため、子局2aおよび子局2bの上りフレーム作成/送出部22のみが、それぞれのコマンド/アドレス検出部21から継続通知を受け取る(ステップS112)。ここで、子局2aおよび2bのバッファメモリは、まだ空になっていないとすると、子局2aおよび2bの上りフレーム作成/送出部22は、上りフレームを上りチャネルch1 およびch2 上に送出し続ける。なお、子局2aから送出された上りフレームは、上りチャネルch1 上で、データエラーを生じないものとする。しかし、子局2bから送出された上りフレームは、上りチャネルch2 上でデータエラーを生じるものとする。また、子局2c、2d、2fおよび2jの上りフレーム作成/送出部22は、それぞれのコマンド/アドレス検出部21から中断通知を受け取るので(ステップS115)、上りフレームの送出を中断する。そのため、上りチャネルch3 およびch4 は空きチャネルとなる。さらに、子局2eおよび2gは、今回の下りフレームに応答して、ステップS102、S106〜S110を実行して、上りフレームを上りチャネルch5 に送出したとする。そのため、上りチャネルch5 上では通信衝突が生じる。
このような状況では、第1の上りフレーム受信部131は第2の比較出力および第2の受信情報(正常)を、第2の上りフレーム受信部132は第2の比較出力および第2の受信情報(エラー)を、第3の上りフレーム受信部133および第4の上りフレーム受信部134はそれぞれ、第3の比較出力のみを、さらに、第5の上りフレーム受信部135は、第1の比較出力および第2の受信情報(UW不検出)をステータス情報として出力する。
【0024】
現在、下りフレーム作成/送出部12は、図8に示すステップS2に戻っており、モードフラグmodeが「0」を示しているので、前回と同様にステップS3に進む。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、スロットポインタmを「1」に設定し(図9;ステップS901)、第1の上りフレーム受信部131からのステータス情報に基づいて、アドレススロットAS1 に今回設定すべきコマンドを決定する。下りフレーム作成/送出部12は、現時点で、第2の比較出力を受け取っているので、ステップS902およびS903を実行して、ステップS912に進む。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、上りチャネルchm 上の上りフレームにデータエラーが発生しているか否かを判断する(ステップS912)。下りフレーム作成/送出部12は、第2の受信情報(エラー)を受け取っている場合、上記データエラーが発生したと判断し、後で述べるステップS913に進むが、第2の受信情報(正常)を受け取っている場合、上記データエラーが発生していないと判断し、ステップS909に進む。現時点では、下りフレーム作成/送出部12は、第2の受信情報(正常)を受け取っているので、前述したステップS909に進み、アドレススロットAS1 に受信コマンド112を設定する。次に、下りフレーム作成/送出部12は、現時点で「1」であるスロットポインタmの指示値を「2」に更新して(ステップS905,S906)、ステップS902に戻る。そして、下りフレーム作成/送出部12は、第2の上りフレーム受信部132からのステータス情報に基づいて、アドレススロットAS2 に今回設定すべきコマンドを決定する。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、現時点で、第2の比較出力を受け取っているので、ステップS902およびS903を実行して、ステップS912に進む。下りフレーム作成/送出部12は、第2の受信情報(エラー)を受け取っているので、前述したステップS912を実行した後、メモリ部11にアクセスし、データエラーコマンド114を取り出してアドレススロットASm に設定する(ステップS913)。これによっても、親局1は、上りチャネルchm を使用中の子局2に、上りフレームを正しく受信していないことを通知することができ、当該子局2に再送制御を促すこととなる。現時点では、アドレススロットAS2 にデータエラーコマンド113が設定され、これによって、子局2bに再送制御を促すこととなる。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、現時点で「2」であるスロットポインタmの指示値を「3」に更新して(ステップS905,S906)、ステップS902に戻る。そして、下りフレーム作成/送出部12は、第3の上りフレーム受信部133からのステータス情報に基づいて、アドレススロットAS3 に今回設定すべきコマンドを決定する。
以降、下りフレーム作成/送出部12は、第3〜第5の上りフレーム受信部133〜135からのステータス情報を順次的に受け取り、それぞれに基づいて、アドレススロットAS3 〜AS5 に設定すべきコマンドを順次決定していく。しかし、それぞれの場合に下りフレーム作成/送出部12が実行する動作については、既に説明している。そのため、それぞれの場合の動作については、説明を省略する。なお、アドレススロットAS3 およびAS4 には送信可コマンド115が設定される(ステップS904)。また、アドレススロットAS5 には衝突検出コマンド113が設定され(ステップS910)、さらにカウンタC1の指示値は「2」から「3」に更新される(ステップS911)。下りフレーム作成/送出部12は、アドレススロットAS1 〜AS5 に設定するコマンドを決定すると、下りフレームを組み立てて送出し(ステップS907)、ステップS3(図8参照)の処理を終了し、ステップS4に進む。なお、第3回目の下りフレームを受信する各子局2の動作については、後で述べる。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、前述したステップS4を実行する。現時点では、カウンタC1の指示値は「3」であり、この指示値「3」は第1の所定値「3」と同じであるので(ステップS4)、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS5に進み、モードフラグmodeを「1」に更新し、さらに、カウンタC1およびTを「0」にそれぞれ更新する(ステップS5)。ここで、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS4において、カウンタTが「0」から第3に所定値をカウントする間に、上りチャネル上では通信衝突が第1の所定値以上の回数起こっていることを認識し、コンテンションモード(図8;ステップS3)で下りフレームを作成するのに適さないと判断する。モードフラグmodeが「1」に変更されることにより、次回は、ポーリングモード(図8;ステップS9)で下りフレームが作成される。また、カウンタC1は、指示値を「0」に更新されることにより、次回コンテンションモードで下りフレームが作成される場合に、通信衝突が起こっている回数を新たにカウントできるように準備する。さらに、カウンタTは、指示値を「0」に更新されることにより、空きチャネル数を測定するための時間区間の始まりを規定する。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、現時点で「0」であるカウンタTの指示値を「1」に更新した後(ステップS6)、当該指示値「1」が第3の所定値「3」になっていないので(ステップS7)、ステップS2に戻る。
【0025】
ここで、図6に示す子局2の動作について、再度図10を参照して説明する。前述からも明らかなように、現時点で通信システム内には、状態フラグSを「0」、「1」または「2」に設定した状態で待機している子局2が存在する。これらの子局2の動作については、前述したとおりであるので、それぞれの説明を省略する。以下には、衝突検出コマンド113やデータエラーコマンド114によって、再送制御を実行するように促された子局2の動作を説明する。
上りフレームを再送する子局2のコマンド/アドレス検出部21は、前述したように、状態フラグSを「1」に設定して待機し、下りフレームが送信されてくると、前述した処理手順(ステップS102からS106〜S110)を実行しすることにより、子局2では再送制御が実行される。
ここで、子局2aが内部に備えるバッファメモリは、第3回目の下りフレームを受信した時点で、空になっているとすると、子局2aのコマンド/アドレス検出部21は、状態フラグSを「0」に設定して(ステップS113)、新たな送信データが発生するのを待機する。そのため、上りチャネルch1 は空きチャネルとなる。また、子局2bの上りフレーム作成/送出部22は、今回の下りフレームのアドレススロットAS2 にはデータエラーコマンド114が設定されており、コマンド/アドレス検出部21から中断通知を受け取るので(ステップS115)、上りフレームの送出を中断する。そのため、上りチャネルch2 は空きチャネルとなる。また、子局2c、2d、2fおよび2jは再送制御を実行する。前述したように、第3回目の下りフレームで送信可コマンド115が設定されているのは、アドレススロットAS3 およびAS4 である。このとき、子局2jのみが上りチャネルch3 上に上りフレームを送出し、子局2c、2dおよび2fが上りチャネルch4 上に上りフレームを送出するとする。
また、子局2eおよび2gの上りフレーム作成/送出部22は、今回の下りフレームのアドレススロットAS5 には衝突検出コマンド113が設定されており、それぞれのコマンド/アドレス検出部21から中断通知を受け取るので(ステップS115)、上りフレームの送出を中断する。そのため、上りチャネルch5 は空きチャネルとなる。
このような状況では、第1の上りフレーム受信部131、第2の上りフレーム受信部132および第5の上りフレーム受信部135は、第3の比較出力のみをステータス情報として出力する。第3の上りフレーム受信部132は、第1の比較出力および第1の受信情報(UW検出)をステータス情報として出力する。第4の上りフレーム受信部134は、第1の比較出力および第1の受信情報(UW不検出)をステータス情報として出力する。
【0026】
ここで、再度、図8を参照して、下りフレーム作成/送出部12の動作を説明する。現時点で、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS2に戻っており、モードフラグmodeが「0」を示していないため、ステップS9に進む。モードフラグmodeが「1」を示している場合、下りフレーム作成/送出部12は、相対的に多くの上りチャネル上で通信衝突が起こっていることを認識し、ポーリングモードで下りフレームを作成した方がよいと判断する。
ここで、図11は、図8に示すステップS9(ポーリングモード)の処理手順を詳細に示すフローチャートである。まず、下りフレーム作成/送出部12は、スロットポインタmを「1」に設定し(図11;ステップS1101)、第1の上りフレーム受信部131からのステータス情報に基づいて、アドレススロットAS1 に今回設定すべき子局アドレスまたはコマンドを決定する。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS902(図9参照)と同様のステップS1102を実行する。下りフレーム作成/送出部12は、ステータス情報が第1の比較出力を含む場合、後で述べるS1110に進み、ステータス情報が第1の比較出力を含まない場合、ステップS1103に進む。現時点では、下りフレーム作成/受信部12は、第3の比較出力を受け取っているので、ステップS1103に進む。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS903(図9参照)と同様のステップS1103を実行し、ステータス情報が第2の比較出力を含む場合、後で述べるステップS1112に進み、ステータス情報が第3の比較出力を含む場合、ステップS1104に進む。現時点では、下りフレーム作成/送出部12は、上述から明らかなように、ステップS1104に進む。
前述したように、第mの上りフレーム受信部13mが第3の比較出力を出力する場合、上りチャネルchm は、空きチャネルである。そのため、下りフレーム作成/送出部12は、空きチャネル数を計数するためのカウンタC2を「C2+1」に更新する(ステップS1104)。現時点では、カウンタC2の指示値は「0」から「1」に更新される。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、メモリ部11にアクセスして、アドレスポインタnの指示値によって表される順番が付けられている子局アドレスを、アドレステーブル111(図3参照)から取り出した後、当該子局アドレスをアドレススロットASm に設定する(ステップS1105)。これによって、親局1は、単一の子局2に空きチャネルである上りチャネルchm を割り当てることができる。現時点では、アドレスポインタnの指示値が「1」であるので、アドレススロットAS1 には子局アドレス「a」が設定される。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、最後の順番が付けられた子局アドレス(以下、単に「最後の子局アドレス」と記す)をアドレススロットASm に設定したか否かを判断する(ステップS1106)。下りフレーム作成/送出部12は、最後の子局アドレスを設定したと判断すると、後で述べるステップS1114に進み、最後の子局アドレスを設定していないと判断すると、ステップS1107に進む。本通信システムには11の子局2が収容されるので、ステップS1106の判断は、アドレスポインタnが「11」を示しているか否かにより行われる。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、現時点でアドレスポインタnが「1」を示しているので、アドレステーブル111から子局アドレスを順番どおりに取り出せるように、アドレスポインタnの指示値を「n+1」に更新する(ステップS1107)。現時点では、アドレスポインタnの指示値は「1」から「2」に更新される。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、現時点で「1」であるスロットポインタmの指示値を「2」に更新して(ステップS1108,S1109)、ステップS1102に戻る。そして、下りフレーム作成/送出部12は、第2の上りフレーム受信部132からのステータス情報に基づいて、アドレススロットAS2 に今回設定すべきコマンドまたは子局アドレスを決定する。このステータス情報は、上述した第1の上りフレーム受信部131からのものと同一の内容であるから、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS1102〜S1109の順序で示される処理(上述)を実行する。その結果、カウンタC2の計数値は「1」から「2」に更新され(ステップS1104)、今回アドレススロットAS2 には子局アドレス「b」が設定され(ステップS1105)、アドレスポインタnの指示値は「2」から「3」に更新され(ステップS1107)、さらにスロットポインタmの指示値は「2」から「3」に更新される(ステップS1109)。その後、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS1102に戻り、第3の上りフレーム受信部133からのステータス情報に基づいて、アドレススロットAS3 に今回設定すべきコマンドを決定する。
下りフレーム作成/送出部12は、現時点で、第1の比較出力を受け取っているので、ステップS1102を実行した後、ステップS908(図9参照)と同様のステップS1110を実行する。下りフレーム作成/受信部12は、現時点で、第1の受信情報(UW検出)を受け取っているので、ステップS1111に進み(ステップS1110)、ステップS909(図9参照)と同様にして、アドレススロットASm に受信コマンド112を設定する(ステップS1111)。なお、本ステップ1111では、アドレススロットASm に前回設定した子局アドレスが設定されてもよい。現時点では、アドレススロットAS3 に受信コマンド112が設定される。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、現時点で「3」であるスロットポインタmの指示値を「4」に更新して(ステップS1108,S1109)、ステップS1102に戻る。そして、下りフレーム作成/送出部12は、第4の上りフレーム受信部134からのステータス情報に基づいて、アドレススロットAS4 に今回設定すべきコマンドまたは子局アドレスを決定する。
下りフレーム作成/送出部12は、現時点で、第1の比較出力を受け取っているので、ステップS1102を実行した後、第1の受信情報(UW不検出)を受け取っているので、ステップS1105に進む(ステップS1110)。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、現時点で「3」を示しているアドレスポインタnによって指定される子局アドレス「c」をアドレススロットAS4 に設定する(ステップS1105)。
その後、アドレスポインタnの指示値は「3」から「4」に更新され(ステップS1107)、現時点で「4」を示しているスロットポインタmの指示値は「5」に更新される(ステップS1108,S1109)。そして、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS1102に戻り、第5の上りフレーム受信部135からのステータス情報に基づいて、アドレススロットAS5 に今回設定すべきコマンドまたは子局アドレスを決定する。このステータス情報は、上述した第1の上りフレーム受信部131からのものと同一の内容を有する。
そのため、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS1102〜S1108の順序で示される処理(上述)を実行する。その結果、カウンタC2の計数値は「2」から「3」に更新され(ステップS1104)、アドレススロットAS5 には子局アドレス「d」が設定され(ステップS1105)、アドレスポインタnの指示値は「4」から「5」に更新される(ステップS1107)。その後、下りフレーム作成/送出部12は、スロットポインタmの指示値が「5」であるので(ステップS1108)、ステップS1113に進む。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS907(図9参照)と同様のステップS1113を実行し、下りフレーム(図4参照)を組み立てて下りチャネルに送出する。図8に示すステップS9を終了する。なお、第4回目の下りフレームを受信する子局2の動作については、後で述べる。
【0027】
再度、図8を参照して説明する。次に、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS9を終了すると、カウンタC2が第2の所定値以上か否かを判断する(ステップS10)。ここで、第2の所定値は、モードフラグmodeを「1」から「0」に更新するか否かを判断するための値であり、第1の所定値(前述)と同様に、通信システムの仕様に応じた妥当な値に設定される。以下、第2の所定値を「4」と仮定して説明を行う。
ステップS10において、下りフレーム作成/送出部12は、カウンタC2が第2の所定値以上の数を示していると、コンテンションモードで下りフレームを作成する方がよいと判断し、後で述べるステップS11に進む。一方、下りフレーム作成/送出部12は、カウンタC2が第2の所定値未満の数を示していると、ポーリングモードで下りフレームを作成する方がよいと判断し、ステップS6に進む。現時点では、カウンタC2の指示値は「3」であり、この指示値は第2の所定値「4」以上ではないので、下りフレーム作成/送出部12はステップS6に進む。
次に、カウンタTの指示値は「1」から「2」に更新され(ステップS6)、この指示値「2」が第3の所定値「3」になっていないので(ステップS7)、ステップS2に戻る。
【0028】
ここで、ポーリングモードで作成された下りフレームに対する子局2の応答動作について、図10を参照して説明する。なお、状態フラグSが「0」および「2」を示している子局2の応答については、コンテンションモードの場合も、ポーリングモードの場合も同様であるため、その説明を省略し、状態フラグSが「1」を示している子局2の応答についてのみ説明する。
前述したように、ある子局2において、コマンド/アドレス検出部21が内部に有する状態フラグSが「1」を示している場合、当該子局2が親局1への送信データを保有しており、しかも当該データを先頭から送信しなければならないことを意味する。
状態フラグSが「1」を示している子局2のコマンド/アドレス検出部21は、下りフレームが伝送されてくると、ステップS102を実行した後、自局の子局アドレスが、いずれかのアドレススロットASに設定されているか否かを判断する(ステップS106)。ステップS106での判断は、典型的には、以下のように行われる。コマンド/アドレス検出部21は、内部に有するレジスタ(図示せず)などに自局の子局アドレスのビットパターンを予め保持しておく。コマンド/アドレス検出部21は、このビットパターンが下りフレームのアドレススロットAS1 〜AS5 に設定されているか否かを判断する。コマンド/アドレス検出部21は、いずれかのアドレススロットASm に自局の子局アドレスが設定されていると、当該スロットASm に対応する上りチャネルchm が親局1によって割り当てられたことを認識し、ステップS109に進む。なお、コマンド/アドレス検出部21は、すべてのアドレススロットASに自局の子局アドレスが設定されていない場合、今回上りチャネルm が割り当てられなかったと判断し、ステップS107に進む。しかし、ポーリングモードでは、送信可コマンド115がアドレススロットASに設定されることはない。そのため、コマンド/アドレス検出部12は、ステップS102に戻り、新たな下りフレームが送られてくるのを待機する。
コマンド/アドレス検出部21は、ステップS109に進むと、自局の子局アドレスを検出したアドレススロットASm に対応する上りチャネルchm を用いて上りフレームを送出するよう上りフレーム作成/送出部22に通知する(ステップS109)。その後、コマンド/アドレス検出部21は、ステップS106で割り当てられたアドレススロットASm を、使用チャネル情報としてレジスタ(図示せず)にラッチしておく。この使用チャネル情報は、前述したようにステップS111で用いられる。以降の子局2の動作については、コンテンションモードの場合も、ポーリングモードの場合も同様であるため、その説明を省略する。
ここで、子局2aおよび2bのコマンド/アドレス検出部21は、今回の下りフレームが受信した時点で、状態フラグSを「0」に設定しており、かつ送信データがバッファメモリに格納されていないとすると、ステップS102〜S104を実行して、ステップS102に戻る。そのため、子局2aおよび2bの上りフレーム作成/送出部22は、上りチャネルch1 およびch2 に上りフレームを送出しないので、上りチャネルch1 およびch2 は空きチャネルとなる。ここで、子局2bは、前回(第3回目)の下りフレームに応答して、上りフレームの送出を中断しているが、本通信システムの説明の便宜上、上述のように、子局2bは上記のような状態にあると仮定している。また、子局2jのコマンド/アドレス検出部21は、今回の下りフレームを受信した時点で、状態フラグを「2」に設定している。子局2jの上りフレーム作成/送出部22は、今回の下りフレームのアドレススロットAS3 には受信コマンド112が設定されており、当該コマンド/アドレス検出部21から継続通知を受け取るので(ステップS112)、上りフレームを上りチャネルch3 上に送出し続ける。なお、この上りフレームには、上りチャネルch3 上でデータエラーが発生しないものとする。また、子局2cおよび子局2dのコマンド/アドレス検出部21は、今回の下りフレームが受信した時点で、状態フラグSを「1」に設定しているので、ステップS106、S109およびS110を実行して、当該フレームのアドレススロットAS4 およびAS5 から、子局アドレス「c」および「d」を検出する。そのため、子局2cおよび2dの上りフレーム作成/送出部22は、上述から明らかなように、上りチャネルch4 およびch5 に上りフレームを送出する。しかし、上りチャネルch5 上には、他の子局2gが誤って上りフレームを送出したとする。
このような状況では、第1の上りフレーム受信部131および第2の上りフレーム受信部132は、第3の比較出力のみをステータス情報として出力する。第3の上りフレーム受信部132は、第1の比較出力および第2の受信情報(正常)をステータス情報として出力する。第4の上りフレーム受信部134は、第1の比較出力および第1の受信情報(UW検出)を出力する。また、第5の上りフレーム受信部135は、第1の比較出力および第1の受信情報(UW不検出)をステータス情報として出力する。
【0029】
現在、下りフレーム作成/送出部12は、図8に示すステップS2に戻っており、現時点では、モードフラグmodeが「1」を示しているので、前回と同様にステップS9に進む。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、スロットポインタmを「1」に設定する(図11;ステップS1101)。ここで、上述からも明らかなように、第1の上りフレーム受信部131からのステータス情報と第2の上りフレーム受信部132からのものとは、下りフレーム作成/送出部12が前回の下りフレームを作成する際に参照した第1の上りフレーム受信部131等からのものと同一の内容である。そのため、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS1102〜S1109の順序で示される処理(上述)を2回繰り返し実行する。その結果、カウンタC2は「5」を示すこととなり(ステップS1104)、アドレススロットAS1 およびAS2 には子局アドレス「e」および「f」が設定され(ステップS1105)、アドレスポインタnは「7」を示すこととなり(ステップS1107)、さらにスロットポインタmは「3」を示すこととなる(ステップS1109)。その後、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS1102に戻り、第3の上りフレーム受信部133からのステータス情報に基づいて、アドレススロットAS3 に今回設定すべきコマンドまたは子局アドレスを決定する。
下りフレーム作成/送出部12は、現時点で、第2の比較出力を受け取っているので、ステップS1102およびS1103を実行した後、ステップS912(図9参照)と同様のステップS1112を実行する。下りフレーム作成/受信部12は、第2の受信情報(エラー)を受け取っている場合、前述したステップS1105に進み、第2の受信情報(正常)を受け取っている場合、ステップS1111に進む。
下りフレーム作成/送出部12は、現時点で第2の受信情報(正常)を受け取っているので、アドレススロットASm に受信コマンド112を設定する(ステップS1111)。現時点では、アドレススロットAS3 に受信コマンド112が設定される。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、現時点で「3」であるスロットポインタmの指示値を「4」に更新して(ステップS1108,S1109)、ステップS1102に戻る。そして、下りフレーム作成/送出部12は、第4の上りフレーム受信部134からのステータス情報に基づいて、アドレススロットAS4 に今回設定すべきコマンドまたは子局アドレスを決定する。
このステータス情報は、下りフレーム作成/送出部12が前回の下りフレームを作成する際に参照した第3の上りフレーム受信部133からのものと同一の内容であることから、当該下りフレーム作成/送出部12は、ステップS1102→S1110→S1111→S1108→S1109の順序で示される処理(上述)を実行する。その結果、アドレススロットAS4 には受信コマンド112(または子局アドレス「c」)が設定され(ステップS1111)、さらにスロットポインタmは「5」を示すこととなる(ステップS1109)。その後、下りフレーム作成/送出部12は、ステップS1102に戻り、第5の上りフレーム受信部135からのステータス情報に基づいて、アドレススロットAS5 に今回設定すべきコマンドまたは子局アドレスを決定する。
下りフレーム作成/送出部12は、現時点で、第1の比較出力を受け取っているので、ステップS1102を実行した後、第1の受信情報(UW不検出)を受け取っているので、ステップS1110に進み、アドレススロットAS5 に子局アドレス「g」を設定する(ステップS1111)。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、現時点で「7」であるアドレスポインタnの指示値を「8」に更新した後(ステップS1107)、スロットポインタmが「5」を示しているので(ステップS1108)、下りフレームを組み立てて送出する(ステップS1113)。こうして、下りフレーム作成/送出部12は、図8に示すステップS9を終了し、ステップS10に進む。
次に、下りフレーム作成/送出部12は、現時点では、カウンタC2の指示値「5」が第2の所定値「4」以上であるので(ステップS10)、ステップS11に進む。下りフレーム作成/送出部12は、モードフラグmodeを「0」に更新し、さらに、カウンタC2およびTをそれぞれ「0」に更新する(ステップS10)。下りフレーム作成/送出部12は、ステップS10により、カウンタTが「0」から第3の所定値をカウントする間に、空きチャネルが第2の所定値以上の数発生していることを認識し、現時点の上りチャンネルの状況がポーリングモード(図8;ステップS9)で下りフレームを作成するのに適さないと判断する。モードフラグmodeが「0」に更新されることにより、次回は、コンテンションモード(図8;ステップS3)で下りフレームが作成されることとなる。また、カウンタC2は、指示値を「0」に更新されることにより、次回ポーリングモードで下りフレームが作成される場合に、空きチャネルの数を新たにカウントできるように準備する。さらに、カウンタTは、指示値を「0」に更新されることにより、通信衝突が起こっている回数を測定するための時間区間の始まりを規定する。 次に、下りフレーム作成/送出部12は、現時点で「0」であるカウンタTの指示値を「1」に更新した後(ステップS6)、この指示値「1」が第3の所定値「3」になっていないので(ステップS7)、ステップS2に戻る。
【0030】
以上、説明したように第1の実施形態に係る通信システムによれば、下りフレーム作成/送出部12は、上りチャネルが混雑していない場合、コンテンションモードで下りフレームを作成し、また、当該上りチャネルが混雑している場合には、ポーリングモードで下りフレームを作成する。これによって、通信システムに収容される子局は、上りチャネルが混雑している、混雑していないにかかわらず、常に高いスループットとレスポンスとを得ることができる。
【0031】
ところで、ステップS7(図8参照)で、カウンタTの指示値が第3の所定値になった場合には、ステップS8が実行される。下りフレーム作成/送出部12は、ステップS8において、カウンタC1、C2およびTをそれぞれ「0」に更新する。このステップS8は、カウンタTが「0」から第3の所定値をカウントする間に、上りチャネル上で通信衝突が第1の所定数以上の回数起こっておらず、または空きチャネルが第2の所定回数以上の数発生していないため、再度通信衝突数または空きチャネル数を計測するために必要となるステップである。
また、ポーリングモード(図9;ステップS9)が繰り返し実行されると、やがて、アドレスポインタnの指示値は「11」になる。このとき、下りフレーム作成/送出部12は、アドレスポインタnの指示値を「1」に更新する(図11;ステップS1114)。
【0032】
次に、本発明の第2の実施形態に係るアクセス制御方法を適用した通信システムについて説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態と比較して、ポーリングモード(図11参照)のみを実行する点のみが異なる(ただし、本実施形態では、下りフレーム作成/送出部12は、ポーリングモードで下りフレームを作成するか、コンテンションモードで下りフレームを作成するかを判断する必要がないので、ステップS1104を実行しない)。それ以外の通信システムの構成等については、第1の実施形態と同様であるため、相当する部分については同一の参照番号を用いることとする。
ここで、図12は、本第2の実施形態に係るアクセス制御方法を適用した場合において、下りフレームのアドレススロットASに設定される子局アドレスの状態の遷移および上りチャネルの通信状態を示す図である。
下りフレーム作成/送出部12は、スロットポインタmの指示値を「1」に設定する(ステップS1101)。なお、本実施形態では、アドレスポインタnの指示値も同時にステップS1101で「1」に更新される。以降の処理については、第1の実施形態から明らかであるため、その説明を省略する。
通信システムが初期状態の場合には、どの上りチャネルにも上りフレームが送出されていないため、下りフレーム作成/送出部12は、上述したステップS1101が実行された後、ステップS1102→S1103→S1105〜S1109の順序で示される処理手順を4回繰り返した後、ステップS1102→S1103→S1105〜S1108→S1113を実行し、それぞれのステップにおいて前述と同様の動作を実行する。したがって、スロットポインタmおよびアドレスポインタnの指示値は、「1」→「2」→「3」→「4」→「5」と遷移する。そして、ステップS1108において、指示値mが「5」であれば、下りフレーム作成/送出部12は、第1回目の下りフレームの作成を終了し、当該下りフレームを下りチャネルに送出する(ステップS1113)。したがって、下りフレーム作成/送出部12は、スロットポインタmおよびアドレスポインタnの指示値が「1」のとき、アドレステーブル111から順番「1」が付された子局アドレス「a」を取り出し(図3参照)、当該子局アドレス「a」を、アドレススロットAS1 に設定する。同様にして、下りフレーム作成/送出部12は、子局アドレス「b」をアドレススロットAS2 に、子局アドレス「c」をアドレススロットAS3 に、子局アドレス「d」をアドレススロットAS4 に、さらに、子局アドレス「e」をアドレススロットAS5 に設定する(図12,第1回目の下りフレームのAS1 〜AS5 参照)。この結果、下りフレーム作成/送出部12は、子局2a〜2eに上りチャネルch1 〜ch5 を割り当てることとなる。なお、親局1が第1回目の下りフレームを送出した時点では、アドレスポインタの指示値nは「6」である。
【0033】
次に、第1回目の下りフレームに対する各子局2の動作については、第1の実施形態で説明したものと同様であるため、その説明を省略する。なお、第1回目の下りフレームに応答して、子局2a〜2eが上りチャネルch1 〜ch5 に、各自の上りフレームを送出する(図12,上りチャネルch1 〜ch5 参照)。
【0034】
下りフレーム作成/送出部12は、第1回目の下りフレームを送出してから第2の所定時間が経過した後、第2回目の下りフレームを作成する。このとき、子局2a〜2eからの上りフレームは、上りチャネルch1 〜ch5 に送出されている。また、上りチャネルch1 〜ch3 からの上りフレームは、通信衝突を起こさないものとする。しかし、上りチャネルch4 およびch5 からの上りフレームは、当該上りチャネルch4 またはch5 を割り当てられていない子局が誤って上りフレームを送出したこと等によって、通信衝突を起こすものとする。
下りフレーム作成/送出部12は、第1の実施形態の説明を参照すれば明らかなように、第2回目の下りフレームにおいて、アドレススロットAS1 〜AS3 に子局アドレス「a」〜「c」を再度設定し、アドレススロットAS4 およびAS5 に子局アドレス「f」および「g」を設定する。下りフレーム作成/送出部12は、第2回目の下りフレームの作成を終了すると、当該下りフレームを下りチャネルに送出する(図12,第2回目の下りフレームのAS1 〜AS5 参照)。第2回目の下りフレームによって、子局2fおよび2gが、新たに上りチャネルを割り当てられることとなる。
【0035】
次に、第1回目の下りフレームに対する各子局2の動作については、第1の実施形態で説明したものと同様であるため、その説明を省略する。なお、第2回目の下りフレームに応答して、子局2a、2b、2fおよび2gは上りチャネルch1 、ch2 、ch4 およびch5 に、各自の上りフレームを送出するが、子局2cは上りチャネルch3 に上りフレームを送出しない(図12,上りチャネルch1 〜ch5 参照)。
【0036】
下りフレーム作成/送出部12は、第2回目の下りフレームを送出してから第2の所定時間が経過した後、第3回目の下りフレームを生成する。このとき、上りフレームは、上りチャネルch1 、ch2 、ch4 およびch5 に送出されている。また、上りチャネルch1 、ch2 、ch4 およびch5 からの上りフレームはエラーを生じず、また通信衝突を起こさないものとする。
下りフレーム作成/送出部12は、第1の実施形態の説明を参照すれば明らかなように、第3回目の下りフレームにおいて、アドレススロットAS1 、AS2 、AS4 およびAS5 に子局アドレス「a」、「b」、「f」および「g」(または受信コマンド112)を再度設定し、アドレススロットAS3 に子局アドレス「h」を設定する。下りフレーム作成/送出部12は、第3回目の下りフレームの作成を終了すると、当該下りフレームを下りチャネルに送出する(図12,第3回目の下りフレームのAS1 〜AS5 参照)。第3回目の下りフレームによって、子局2hが、新たに上りチャネルを割り当てられることとなる。
【0037】
以上説明したようにして、下りフレーム作成/送出部12は、ポーリングモードのみを実行した場合でも以下のような効果を奏する。下りフレーム作成/送出部12は、空きチャネルを検出する毎に、アドレステーブル111に設定されている順番に従って、子局2に上りチャネルを割り当てる。これによって、ある特定の上りチャネルのみが輻輳状態に陥るということがなくなる。
さらに、下りフレーム作成/送出部12は、上りフレーム受信部13からのステータス情報によって、無駄なデータ通信を検出する。下りフレーム作成/送出部12は、かかる無駄なデータ通信を行っている子局2に対する上りチャネルの割り当てを解放し、この無駄なデータ通信に用いられていた上りチャネルを、上記順番に従って、新たな子局2に割り当てていく。すなわち、下りフレーム作成/送出部12は、無駄なデータ通信によって子局2のレスポンスやスループットが低下するということを未然に防止している。これによって、上りチャネルは効率的に利用される。なお、この効果は、上述した第1の実施形態におけるポーリングモードにおいても該当する。
【0038】
なお、上述した第1および第2の実施形態においては、アドレステーブル111には、図3に示すテーブルが用いられていた。図3に示すアドレステーブル111は、子局2aが最も早く上りチャネルを割り当てられ、子局2kが最も遅く上りチャネルを割り当てられるという面では、優先度が規定されていることとなる。しかし、いずれの子局2も11回に1回の割合で、上りチャネルの使用を許可されることとなる。しかし、図13に示すテーブルを適用すると、子局2aは、他の子局2と異なり、6回に1回の割合で上りチャネルの使用を許可されることとなる。これによって、例えば、子局2aが、他の子局2よりも上りフレームを生成する頻度が高い場合等に、子局2aのレスポンスやスループットを高めることができるという効果を有する。
【0039】
次に、本発明の第3の実施形態に係るアクセス制御方法を適用した通信システムについて説明する。本通信システムは、図1に示す通信システムと同様の構成を有しているため、その説明を省略するが、以下に説明する点が図1に示す通信システムと比較して異なる。
【0040】
伝送路3に接続される子局2は、予め定められた複数のグループに分けられる。本実施形態においては、その一例として、11台の子局2が2つのグループ(第1グループと第2グループ)に分けられ、子局2a〜2eが第1グループに属し、子局2f〜2kが第2グループに属するものとする。また、第1グループには、上りチャネルch1 〜ch3 が割り当てられ、第2グループには、上りチャネルch4 およびch5 が割り当てられる。そのため、親局1は、例えば、図14に示すようなアドレステーブルを有する。図14において、アドレステーブルは、グループ毎に、上りチャネルを子局に割り当てる順番が付された子局アドレスを格納する。すなわち、第1グループにおいては、第1の順番「1」〜「5」に子局アドレス「a」〜「e」が付され(以下、これを第1テーブルと記す)、第2グループにおいては、第2の順番「1」〜「6」に子局アドレス「f」〜「k」が付される(以下、これを「第2テーブル」という)。
【0041】
また、親局1の下りフレーム作成/送出部12は、グループ毎のアドレスポインタnを含む。したがって、本実施形態においては、2つの第1および第2アドレスポインタn1 およびn2 を含む。第1のアドレスポインタn1 は、下りフレーム作成/送出部12からの指示に基づいて、「1」から「5」までを1ずつカウントアップし、当該第1のアドレスポインタn1 の指示値は、上述した第1の順番を示す。第2のアドレスポインタn2 は、下りフレーム作成/送出部12からの指示に基づいて、「1」から「6」までを1ずつカウントアップする。第2のアドレスポインタn2 の指示値は、上述した第2の順番を示す。
【0042】
また、下りフレーム作成/送出部は、図15に示すフローチャートに基づいて、下りフレームを作成する。図15に示すフローチャートは、図11に示すものを2つ縦続させた態様を有しており、上りチャネルch1 〜ch3 から空きチャネルを検出し、当該空きチャネルを、上述した第1の順番に基づいて、第1グループに属する子局2a〜2eに割り当てる(ステップS121)、その後、上りチャネルch4 およびch5 から使用されていない空きチャネルを検出し、当該空きチャネルを、第2の順番に基づいて、第2グループに属する子局2f〜2kに割り当てる(ステップS122)。したがって、下りフレーム作成/送出部12は、下りフレームのアドレススロットAS1 〜AS3 には、上述した第1テーブルから取り出された子局アドレスを設定し、子局2a〜2eのいずれかに上りチャネルch1 〜ch3 を割り当てる。また、下りフレームのアドレススロットAS4 およびAS5 には、上述した第2テーブルから取り出された子局アドレスを設定し、子局2f〜2kのいずれかに上りチャネルch4 またはch3 を割り当てる。
【0043】
親局1と子局2との間では、コンピュータデータや音声データ等様々な情報の通信が行われる。しかし、一般的に、音声データの量はある程度大きさが決まっているが、コンピュータデータの量はまちまちである。しかも、音声データは、レスポンスやスループットを保証しなければ、音声データとしての意味をなさない場合が多い。そのため、かかる音声データの通信を行う子局2と、レスポンスやスループットを保証する必要がないコンピュータデータの通信を行う子局2とが、混在するような通信システムでは、当該音声データの通信を行う子局2のレスポンスやスループットが保証されない場合がある。そのため、第2の実施形態においては、親局1と接続される子局2を、当該子局2が保有する情報の属性に応じてグループ分けする。また、各上りチャネルは、グループ毎に重複しないように割り当てられている。親局1は、空きチャネルを検出すると、検出した空きチャネルが割り当てられているグループから子局2を選択する。したがって、例えば、上記音声データの通信を行う子局をグループ化すれば、そのグループ内に属する子局が、上りチャネルを割り当てられる周期性を確保できるようになり、当該グループ内において、レスポンスやスループットを保証することが可能となる。
【0044】
なお、第3の実施形態においても、第2の実施形態において説明した図13に示すアドレステーブルを適用して、特定の子局2のレスポンスやスループットを高めてもよい。また、上述した受信コマンド112などをアドレススロットに設定できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るアクセス制御方法を適用した通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す親局1の詳細な構成を示すブロック図である。
【図3】図2に示すアドレステーブル111の一例を示す図である。
【図4】図2に示す親局1が送出する下りフレームの構成を示す図である。
【図5】図4に示すアドレススロットに設定される子局アドレスおよび各種コマンドのビット構成を示す図である。
【図6】図1に示す子局2の詳細な構成を示すブロック図である。
【図7】図6に示す子局が送出する上りフレームの構成の一例を示す図である。
【図8】図1に示す親局1の動作手順を示すフローチャートである。
【図9】図8に示すステップS3の詳細な動作手順を示すフローチャートである。
【図10】図1に示す子局2の動作手順を示すフローチャートである。
【図11】図8に示すステップS9の詳細な動作手順を示すフローチャートである。
【図12】本発明の第2の実施形態に係るアクセス制御方法を適用した場合において、下りフレームのアドレススロットに設定される子局アドレスの状態の遷移および上りチャネルの通信状態を示す図である。
【図13】図2に示すアドレステーブル111の他の例を示す図である。
【図14】本発明の第3の実施形態に係るアクセス制御方法を適用した通信システムにおけるアドレステーブルの一例を示す図である。
【図15】本発明の第3の実施形態に係るアクセス制御方法を適用した通信システムにおける下りフレーム作成/送出部12が下りフレームを作成する際の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…親局
11…メモリ部
12…下りフレーム作成/送出部
13…上りフレーム受信部
2…子局
21…コマンド/アドレス検出部
22…上りフレーム作成/送出部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an access control method, and more particularly to an access control method in a communication system using a point-multipoint line configuration.
[0002]
[Prior art]
Recently, the fusion of broadcasting and communication has progressed along with the deregulation of both, and two-way communication experiments have been conducted using cable television networks and the like. In a communication system using a point-multipoint line configuration such as a cable television system, a master station assigns a communication channel to a slave station. The slave station communicates with the master station using the assigned communication channel. The polling method, which is one method for assigning such communication channels, is a method in which the master station inquires the slave station about the presence or absence of a transmission message. However, it has been pointed out that when it is attempted to accommodate many slave stations in a communication system, it takes a long time until a message is actually transmitted after a transmission message is generated in a certain slave station. It was.
[0003]
In order to cope with such a problem and accommodate many slave stations in the communication system, the following methods are conceivable. That is, the slave stations are divided into several groups, and a dedicated communication channel is assigned to each group. Then, the master station inquires whether there is a transmission message for each group.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the above-described method is applied, a certain group (hereinafter referred to as “first group”) has many slave stations having a transmission message, and another group (hereinafter referred to as “second group”). ) May have a situation in which there are few slave stations having transmission messages. That is, a traffic difference occurs between groups. Therefore, there is a problem that it takes a long time until a transmission message is actually transmitted after the transmission message is generated in the slave station belonging to the first group. In addition, even if the traffic of the communication channel assigned to the first group falls into a congestion state even though the communication channel assigned to the second group is not used, the first group The slave stations belonging to cannot communicate until the communication channel assigned to the first group is free. Therefore, there arises a problem that the response and throughput of the slave stations belonging to the first group are significantly reduced as compared with the slave stations belonging to the second group. That is, the above-described method causes a problem that the utilization rate of communication channels (frequency, etc.) in the communication system is deteriorated.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide an access control method that can efficiently use a communication channel and improve the response and throughput of a slave station accommodated in the communication system in a communication system. .
[0006]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In order to achieve this object, each of the following inventions has means as described below, thereby producing the following effects.
[0007]
A first invention is a method for controlling access from a slave station to the master station in a communication system in which the master station and a plurality of slave stations can communicate bidirectionally. A downlink channel can be used to send a signal, and each slave station can use a plurality of uplink channels to send an uplink signal. The master station detects the currently available uplink channel (hereinafter referred to as “empty channel”), selects the number of slave stations corresponding to the detected idle channel, and individually assigns the idle channel to the selected slave station. A downlink signal for notifying an empty channel allocated to the selected slave station is created and transmitted to the downlink channel. Further, the slave station determines whether or not the uplink channel is allocated to the local station based on the downlink signal input from the downlink channel.
[0008]
In the first invention, the master station selects a slave station every time an empty channel occurs, and individually assigns the idle channel to the selected slave station. Therefore, even if a certain slave station communicates using a certain uplink channel for a long time, the master station can allocate an uplink channel to another slave station if another idle channel occurs. As a result, the uplink channel is always assigned to one of the slave stations, and the influence of the congestion of the uplink channel does not reach a specific slave station, but is distributed to all the slave stations. Will reach the target. Therefore, the response and throughput of all the slave stations accommodated in the communication system are improved.
[0009]
A second invention is a method for controlling access from a slave station to the master station in a communication system capable of bidirectional communication between the master station and a plurality of slave stations. A downlink channel can be used to send a signal, and each slave station can use a plurality of uplink channels to send an uplink signal. The master station detects a currently available uplink channel (hereinafter referred to as “vacant channel”), creates a downlink signal for notifying the slave station of the detected idle channel, and sends it to the downlink channel. Further, the slave station recognizes an uplink channel that is currently an empty channel from the downlink signal input from the downlink channel, and transmits the uplink signal to the empty channel.
[0010]
In the second aspect of the invention, the master station immediately notifies the slave station of the detected empty channel information, so that traffic on the upstream channel is prevented from falling into a congestion state. In addition, since the slave station transmits an uplink signal using an empty channel detected by the master station, even if the traffic of other uplink channels falls into a congested state, the influence is exerted on all the slave stations. It will be distributed. Therefore, the response and throughput of all the slave stations accommodated in the communication system are improved.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a communication system to which an access control method according to the first embodiment of the present invention is applied. In FIG. 1, a
[0012]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
The
First, the address table 111 will be described. In this communication system, an order for assigning empty channels (described later) to the slave stations is determined in advance. The address table 111 stores the order and the slave station address in association with each other. More specifically, as shown in FIG. 3, the slave station addresses “a” to “k” given the order “1” to “11” are stored in the address table 111. Note that the above-described four commands, the reception command 112, the
The downlink frame creation /
[0013]
Here, FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a downstream frame. In FIG. 4, the downstream frame is composed of 16 slots (32 bits / slot) as one frame, and includes a header slot and five address slots AS. 1 ~ AS Five And a message slot.
The header slot stores a preamble, a synchronization pattern (indicated as “UW” (Unique Word) in FIG. 4), and the like. The synchronization pattern UW has a predetermined bit pattern and is used to establish various types of synchronization.
Address slot AS 1 ~ AS Five Each is set with one slave station address or one command. In this communication system, the address slot AS 1 ~ AS Five Is the upstream channel ch 1 ~ Ch Five It corresponds to. For example, address slot AS 1 The slave station address “a” is set in the
A message from the
[0014]
FIG. 5 is a diagram showing bit structures of slave station addresses and various commands. FIG. 5A shows the bit structure of the slave station address. As described above, the slave station addresses “a” to “k” are given to the
FIG. 5B shows bit configurations of various commands. As shown in FIG. 5B, each of these commands is expressed by a 32-bit binary number. The first 1 bit is “1” and the last 2 bits are “1” and “0”. The The remaining 29 bits in each command have different bit patterns. That is, the reception command 112, the
[0015]
Here, description will be given again with reference to FIG. The uplink
First, the first uplink frame receiver 131 uses an internal comparator (not shown), and the uplink frame is an uplink channel ch. 1 Whether the upper frame is transmitted is monitored only for a first predetermined time after the downstream frame is transmitted. Here, the first predetermined time is a time that takes into account the delay time until the upstream frame reaches the master station from the slave station.
The comparator uses the reference signal and the uplink channel ch. 1 Compare the level with the received signal from. This reference signal has a predetermined constant level. When the comparator detects that the received signal level has changed from less than a certain level to more than a certain level, it outputs a first comparison output. That is, the first comparison output is information for indicating that the first upstream frame reception unit 131 has detected the head of the upstream frame. Further, when the comparator fails to detect the head of the upstream frame and detects that the level of the received signal is equal to or higher than the level of the reference signal when the first predetermined time has elapsed, In addition, if it is detected that the level of the received signal is lower than the level of the reference signal at that time, the third comparison output is output. The second comparison output is the uplink channel ch 1 This is information for indicating that upstream frames are continuously transmitted. The third comparison output is the uplink channel ch. 1 Is information indicating that is a free channel. In this way, the first uplink frame reception unit 131 performs the uplink channel ch. 1 It is monitored whether or not an upstream frame is transmitted.
Further, when the first upstream frame reception unit 131 detects the head of the upstream frame, the first upstream frame reception unit 131 detects the synchronization pattern UW. The detection of the synchronization pattern UW is performed only for the second predetermined time from the time when the head of the upstream frame is detected. The second predetermined time is determined with reference to the distance from the head of the upstream frame to the bit position where the synchronization pattern UW is estimated to be stored. When the first upstream frame receiving unit 131 detects the synchronization pattern UW during the second predetermined time, the first upstream frame receiving unit 131 outputs the first reception information (UW detection) indicating that, and could not detect it. In this case, first reception information (UW non-detection) indicating that is output when the second predetermined time has elapsed.
When the first uplink frame receiving unit 131 determines that the uplink frame is continuously transmitted, the first uplink frame receiving unit 131 performs FCS (Frame Check Sequence) on each frame, and each uplink frame is transmitted to the uplink channel ch. 1 If it is determined that data is correctly transmitted without any data error, the second reception information (normal) indicating that is output. On the other hand, when determining that a data error has occurred in the upstream frame, the first upstream frame receiving unit 131 outputs second reception information (error) indicating that fact.
The first upstream frame receiving unit 131 also extracts a message from the upstream frame in addition, but since it is not related to the gist of the present invention, the description thereof is omitted.
[0016]
FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of the slave station 2 (see FIG. 1). In FIG. 6, the
Here, the procedure when the upstream frame creation / transmission unit 22 creates the upstream frame will be outlined. The
[0017]
In the communication system as described above, the
In the initial state, the upstream frame is the upstream channel ch. 1 ~ Ch Five Also not sent out. In this situation, the first to fifth uplink frame receivers 131 to 135 do not detect the synchronization pattern UW and do not perform FCS, and therefore output only the third comparison output. The first to fifth upstream frame reception units 131 to 135 output a comparison output or the like to the downstream frame creation /
Under such circumstances, the downlink frame creation /
Here, the mode flag mode is a flag for determining whether the downstream frame creation /
Next, the downlink frame creation /
[0018]
Here, a difference between the contention mode and the polling mode will be briefly described. The contention mode has a characteristic that a communication collision is more likely to occur than the polling mode because a plurality of
On the other hand, the polling mode has a characteristic that the response is lower than the contention mode because the
However, when the number of free channels is relatively large, it is considered that a communication collision hardly occurs even if a downlink frame is created in the contention mode, and the response becomes high. For this reason, in an initial state where all the uplink channels are empty channels, it is preferable that the mode flag mode is set to “0” so that a downlink frame is created in the contention mode. On the other hand, when there are relatively few empty channels, it is considered that the polling mode in which communication collision is less likely to occur has a higher response than the contention mode.
[0019]
Here, FIG. 9 is a flowchart showing in detail the processing procedure of step S3 (contention mode) shown in FIG. First, the downlink frame creation /
At this time, status information is input to the downstream frame creation /
Next, the downlink frame creation /
Next, the downlink frame creation /
Next, the downstream frame creation /
Next, the downlink frame creation /
Next, the downlink frame creation /
At this time, the timing is controlled so that status information is input to the downstream frame creation /
In the initial state, all uplink channels are empty channels. Accordingly, the downlink frame creation /
Next, the downstream frame creation /
[0020]
Again, a description will be given with reference to FIG. Next, when the step S3 is finished, the downstream frame creation /
In step S4, if the counter C1 indicates a number equal to or greater than the first predetermined value, the downlink frame creation /
Next, the downstream frame creation /
[0021]
Here, a part of the operation of the
Next, the command /
Next, each command /
Next, each command /
The current down frame is received by the command /
If the status flag S indicates “1” when the downlink frame is transmitted from the downlink channel (step S102), the command /
Next, the command /
Next, the command /
The command /
Next, the command /
By the way, the upstream frame creation / transmission unit 22 creates an upstream frame as shown in FIG. 7A when the status flag S is set to “1”. Up channel channel notified by m To send.
After completing step S109, the command /
In order to make the following description more specific, in response to the first downlink frame, the slave station 2a receives the uplink channel ch. 1 The slave station 2b 2 The slave station 2c and the slave station 2d Five The slave station 2f and the slave station 2j are connected to the upstream channel ch. Four It is assumed that an upstream frame is transmitted. Also, uplink channel ch Five It is assumed that no upstream frame is transmitted.
In this situation, the uplink channel ch 1 Since no communication collision occurs above, the synchronization pattern UW in the upstream frame transmitted by the slave station 2a is not destroyed. Therefore, the first upstream frame reception unit 131 can detect the head of the upstream frame and the synchronization pattern UW, and outputs the first comparison output and the first reception information (UW detection) as status information. Also, uplink channel ch 2 Is the upstream channel ch 1 Therefore, the second upstream frame reception unit 132 outputs status information similar to that of the first upstream frame reception unit 131. Also, uplink channel ch Three Since a communication collision occurs above, the synchronization pattern UW in the upstream frame transmitted by each of the slave stations 2c and 2d is destroyed. Therefore, the third uplink frame receiving unit 133 can detect the head of the uplink frame, but cannot detect the synchronization pattern UW, and outputs the first comparison output and the first reception information (UW non-detection) as status information. To do. Also, uplink channel ch Four Is the upstream channel ch Three Therefore, the fourth uplink frame reception unit 134 outputs status information similar to that of the third uplink frame reception unit 133. Further, the fifth uplink frame receiver 135 receives the uplink channel ch Five Are empty channels, only the third comparison output is output as status information.
[0022]
Currently, the downlink frame creation /
Next, the downlink frame creation /
Next, the downlink frame creation /
Next, the downstream frame creation /
Next, the downlink frame creation /
Since the downstream frame creation /
Next, the downstream frame creation /
Next, the downlink frame creation /
Next, the downstream frame creation /
Since this status information has the same content as that from the first uplink frame receiving unit 131 or the like that was referenced when the downlink frame creation /
Next, the downlink frame creation /
[0023]
Here, the operation of the
If the status flag S indicates “2”, the command /
Next, the command /
Next, the command /
On the other hand, if the command /
Thereafter, the command /
At this time, the slave stations 2a, 2b, 2c, 2d, 2f, and 2j execute step S111. Also, in this downstream frame, the address slot AS 1 And AS 2 Receive command 112 and address slot AS Three And AS Four Includes a
In such a situation, the first uplink frame receiver 131 receives the second comparison output and the second reception information (normal), and the second uplink frame receiver 132 receives the second comparison output and the second reception. For the information (error), the third upstream frame receiver 133 and the fourth upstream frame receiver 134 only output the third comparison output, and the fifth upstream frame receiver 135 receives the first comparison. The output and second reception information (no UW detection) are output as status information.
[0024]
Currently, the downlink frame creation /
Next, the downlink frame creation /
Next, the downlink frame creation /
Next, since the downstream frame creation /
Next, the downlink frame creation /
Thereafter, the downlink frame creation /
Next, the downstream frame creation /
Next, the downstream frame creation /
[0025]
Here, the operation of the
As described above, the command /
Here, if the buffer memory provided in the slave station 2a is empty at the time when the third downlink frame is received, the command /
Also, the upstream frame creation / transmission unit 22 of the slave stations 2e and 2g performs the address slot AS of the current downstream frame. Five Is set with a
In such a situation, the first uplink frame reception unit 131, the second uplink frame reception unit 132, and the fifth uplink frame reception unit 135 output only the third comparison output as the status information. The third uplink frame reception unit 132 outputs the first comparison output and the first reception information (UW detection) as status information. The fourth uplink frame reception unit 134 outputs the first comparison output and the first reception information (UW non-detection) as status information.
[0026]
Here, referring again to FIG. 8, the operation of the downlink frame creation /
Here, FIG. 11 is a flowchart showing in detail the processing procedure of step S9 (polling mode) shown in FIG. First, the downlink frame creation /
Next, the downlink frame creation /
Next, the downlink frame creation /
As described above, when the m-th uplink frame reception unit 13m outputs the third comparison output, the uplink channel ch m Is a free channel. Therefore, the downlink frame creation /
Next, the downstream frame creation /
Next, the downstream frame creation /
Next, since the address pointer n indicates “1” at the present time, the downstream frame creation /
Next, the downlink frame creation /
Since the downstream frame creation /
Next, the downstream frame creation /
Since the downstream frame creation /
Next, the downstream frame creation /
Thereafter, the instruction value of the address pointer n is updated from “3” to “4” (step S1107), and the instruction value of the slot pointer m that currently indicates “4” is updated to “5” (step S1108). , S1109). Then, the downlink frame creation /
Therefore, the downlink frame creation /
Next, the downlink frame creation /
[0027]
Again, a description will be given with reference to FIG. Next, when the step S9 is finished, the downlink frame creation /
In step S10, when the counter C2 indicates a number equal to or greater than the second predetermined value, the downlink frame creation /
Next, the instruction value of the counter T is updated from “1” to “2” (step S6), and since this instruction value “2” is not the third predetermined value “3” (step S7), step Return to S2.
[0028]
Here, the response operation of the
As described above, in a
When the downstream frame is transmitted, the command /
When the command /
Here, the command /
In such a situation, the first upstream frame receiving unit 131 and the second upstream frame receiving unit 132 output only the third comparison output as status information. The third uplink frame reception unit 132 outputs the first comparison output and the second reception information (normal) as status information. The fourth uplink frame reception unit 134 outputs the first comparison output and the first reception information (UW detection). The fifth uplink frame reception unit 135 outputs the first comparison output and the first reception information (UW non-detection) as status information.
[0029]
Currently, the downlink frame creation /
Next, the downlink frame creation /
Since the downstream frame creation /
Since the downstream frame creation /
Next, the downstream frame creation /
Since this status information has the same content as that from the third upstream frame reception unit 133 that the downstream frame creation /
Since the downstream frame creation /
Next, the downstream frame creation /
Next, since the instruction value “5” of the counter C2 is equal to or greater than the second predetermined value “4” at the present time (step S10), the downstream frame creation /
[0030]
As described above, according to the communication system according to the first embodiment, the downlink frame creation /
[0031]
By the way, when the indicated value of the counter T becomes the third predetermined value at step S7 (see FIG. 8), step S8 is executed. In step S8, the downstream frame creation /
When the polling mode (FIG. 9; step S9) is repeatedly executed, the instruction value of the address pointer n eventually becomes “11”. At this time, the downstream frame creation /
[0032]
Next, a communication system to which the access control method according to the second embodiment of the present invention is applied will be described. The second embodiment is different from the first embodiment only in that only the polling mode (see FIG. 11) is executed (however, in this embodiment, the downlink frame creation /
Here, FIG. 12 is a diagram showing the state transition of the slave station address set in the address slot AS of the downlink frame and the communication state of the uplink channel when the access control method according to the second embodiment is applied. It is.
The downlink frame creation /
When the communication system is in the initial state, since no upstream frame is transmitted to any upstream channel, the downstream frame creation /
[0033]
Next, the operation of each
[0034]
The downlink frame creation /
As is clear from the description of the first embodiment, the downstream frame creation /
[0035]
Next, the operation of each
[0036]
The downlink frame creation /
As is clear from the description of the first embodiment, the downstream frame creation /
[0037]
As described above, the downstream frame creation /
Further, the downstream frame creation /
[0038]
In the first and second embodiments described above, the table shown in FIG. 3 is used as the address table 111. In the address table 111 shown in FIG. 3, the priority is defined in that the slave station 2a is assigned the uplink channel earliest and the slave station 2k is assigned the latest uplink channel latest. However, any
[0039]
Next, a communication system to which the access control method according to the third embodiment of the present invention is applied will be described. Since this communication system has the same configuration as the communication system shown in FIG. 1, the description thereof is omitted, but the points described below are different from the communication system shown in FIG.
[0040]
The
[0041]
The downlink frame creation /
[0042]
The downlink frame creation / transmission unit creates a downlink frame based on the flowchart shown in FIG. The flowchart shown in FIG. 15 has a mode in which two shown in FIG. 11 are cascaded, and the uplink channel ch 1 ~ Ch Three And allocating the vacant channel to the slave stations 2a to 2e belonging to the first group based on the above-described first order (step S121). Thereafter, the uplink channel ch Four And ch Five Unused channels are detected, and the unused channels are allocated to the slave stations 2f to 2k belonging to the second group based on the second order (step S122). Therefore, the downstream frame creation /
[0043]
Various information such as computer data and audio data is communicated between the
[0044]
Also in the third embodiment, the response and throughput of a
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a communication system to which an access control method according to a first embodiment of the present invention is applied.
2 is a block diagram showing a detailed configuration of a
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an address table 111 illustrated in FIG. 2;
4 is a diagram showing a configuration of a downlink frame transmitted from a
FIG. 5 is a diagram showing a slave station address set in the address slot shown in FIG. 4 and bit configurations of various commands.
6 is a block diagram showing a detailed configuration of a
7 is a diagram illustrating an example of a configuration of an uplink frame transmitted from a slave station illustrated in FIG.
8 is a flowchart showing an operation procedure of the
9 is a flowchart showing a detailed operation procedure of step S3 shown in FIG.
10 is a flowchart showing an operation procedure of the
FIG. 11 is a flowchart showing a detailed operation procedure of step S9 shown in FIG.
FIG. 12 is a diagram showing a transition of a slave station address state set in an address slot of a downlink frame and a communication state of an uplink channel when the access control method according to the second embodiment of the present invention is applied. .
13 is a diagram showing another example of the address table 111 shown in FIG.
FIG. 14 is a diagram showing an example of an address table in a communication system to which an access control method according to a third embodiment of the present invention is applied.
FIG. 15 is a flowchart showing an operation procedure when the downlink frame creating / sending
[Explanation of symbols]
1 ... Master station
11 ... Memory section
12 ... Downstream frame creation / transmission unit
13 ... Uplink frame receiver
2 ... Slave station
21 ... Command / address detection unit
22: Up frame creation / transmission unit
Claims (1)
前記親局は、
ポーリングモードで上り通信を行う1つ以上の子局から、上り通信を許可する子局を選択し、
前記選択した子局に対して、上り通信を許可することを示す情報を含む下り信号を送信し、
前記選択した子局からの上り信号を受信し、
前記下り信号の送信後から所定時間経過した場合に、前記選択した子局に対するポーリング通信の終了と判断し、
前記ポーリングモードで上り通信を行う子局が存在しない場合に、前記ポーリングモードの終了と判断し、
前記ポーリングモードの終了と判断した場合はさらに、次の上り通信のアクセスをポーリングモードで実行するか、または、コンテンションモードで実行するかの通信モードを決定し、
前記決定した通信モードを示す情報を含む下り信号を送信する、アクセス制御方法。In a communication system for performing bidirectional communication between a master station and a plurality of slave stations, wherein the performed in the master station, said a access control how the uplink communication to the master station from the slave station,
Before Kioyakyoku is,
Select a slave station that allows uplink communication from one or more slave stations that perform uplink communication in polling mode ,
Transmitting a downlink signal including information indicating that uplink communication is permitted to the selected slave station ,
Receiving an upstream signal from the selected slave station ;
When a predetermined time has elapsed since the transmission of the downlink signal, it is determined that polling communication for the selected slave station is finished,
When there is no slave station that performs uplink communication in the polling mode, it is determined that the polling mode ends,
When it is determined that the polling mode has ended, the communication mode for determining whether to perform the next uplink communication access in the polling mode or the contention mode is determined.
An access control method for transmitting a downlink signal including information indicating the determined communication mode .
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