JPH0513409B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、衛星を介した一局（中心局）対多数
局（周辺局）間の通信を共通のチヤネルにより行
う多元接続の衛星通信方式に係り、特に周辺局か
ら中心局へのアクセス方式の改良に関する。

（従来の技術） 衛星を介した中心局対周辺局間の通信を共通の
チヤネルにより行う多元接続の衛星通信方式にお
いては、周辺局から中心局へアクセスする方式と
して、周辺局が送信データの発生のたびに予約に
基づかない任意のタイムスロツトで送信するいわ
ゆるランダムアクセス方式と、予約したタイムス
ロツトで送信する予約方式とが採用されている。

ランダムアクセス方式は、各周辺局間のスケジ
ユーリングを行わず、各周辺局はデータが発生し
た時に他の周辺局と共有する回線に自由にデータ
を送出し、衝突によりデータの一部または全部が
失われた場合にはデータを再送する方式が本来で
あるが、この方式ではデータの衝突確率が高いの
で、第６図に示すスロツト付アロハ方式がランダ
ムアクセス方式として採用されている。

第６図において、符号Ｓはタイムスロツトであ
り、このタイムスロツトＳは通信チヤネルの時間
幅を１パケツト長に相当する一定時間単位に分割
したものである。各周辺局では、例えば局１、局
２、局３がデータ発生を受けて送信パケツトがこ
のタイムスロツトＳに入るように同期をとつてか
ら送信する。ところが、どのタイムスロツトＳへ
入れるかは、各局のデータの発生のタイミングに
よるため、局１と局２の送信パケツトＡ、同Ｂの
ように同一タイムスロツトとなりパケツトが衝突
することがある。衝突が発生すると、各周辺局で
は、中心局から受信応答（ACK）信号がないの
でデータが衝突により消失したことを知り、該当
局１、同２はそれぞれ任意の時間経過後に送信パ
ケツトA′、同B′を再送する。

一方、予約方式は、各周辺局間のスケジユーリ
ングを行う方法であり、第７図にこの予約方式の
一例を示す。第７図において、周辺局は、自局に
接続された端末又は地上回線からのデータを受信
し終ると、中心局に対し、予約パケツトを送出
し、そのデータ全部を衛星回線に送出するのに必
要なスロツト数を予約する。中心局は、各周辺局
からの予約をスケジユーリングして予約要求のあ
つた周辺局にスロツト割当て送信を行い、割り当
てスロツトを知らせると同時に他の周辺局には、
そのスロツトにデータを送出しないように指示す
る。

その結果、スロツト予約をした周辺局は割り当
てられたスロツトでデータ１、同２、同３を送信
できることになる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、スロツト付アロハ方式は、予約とス
ロツト割り当てのやりとりのための時間が不要な
ため、衝突がなかつた場合、データの遅延時間を
小さく出来る。

しかし、トラヒツクが増加すると衝突によるデ
ータの再送が増加し、これが更にトラヒツクの増
加をひき起こし、遂には再送データのみになつて
しまう不安定な状態になる危険がある。

一方、予約方式は、データを送出する前に予約
のために周辺局から中心局へスロツト予約をし、
中心局から周辺局へスロツト割当てをすることが
必要なために、周辺局と中心局の衛星を介した往
復伝搬時間がかかるのでデータの遅延時間をそれ
以下に出来ない。しかし、中心局で各周辺局のス
ケジユーリングを行うので、データの衝突はな
く、回線の利用効率を上げることが出来る。

そこで、データの伝送効率と回線の利用効率を
向上させるために、両方式を併用することが考え
られる。即ち、周辺局が、あるしきい値（例えば
１タイムスロツト長）以上の長データを回線に送
出する場合には、他の周辺局のデータとの衝突の
確率が高くなるため予約方式によつてデータを送
出する。また、周辺局がしきい値以下の短データ
を回線に送出する場合は他の局に予約されていな
いスロツトにスロツト付アロハ方式で送出する。

このように、ランダムアクセス方式（スロツト
付アロハ方式）と予約方式を併用する方式では、
データ長に応じてランダムアクセス方式にするか
予約方式にするかを判断するので、すべてのデー
タをランダムアクセス方式で送出する方式に比べ
て回線の利用効率が向上する。

しかしながら、ランダムアクセス方式で送信さ
れるデータが増加した場合には、データの衝突が
増加し、通信システムがやはり不安定になる恐れ
があるという問題点がある。

本発明は、上記問題点を解決するため、トラヒ
ツクが増加し、ランダムアクセス方式で送信され
るデータが増加した場合でも安定に通信が行える
衛星通信方式を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明の衛星通信
方式は次の如き構成を有する。

即ち、衛星通信方式は、中心局と複数の周辺局
とから構成され、衛星を介した共通のチヤネルに
より前記複数の周辺局が前記中心局へアクセスす
る方式として、周辺局は自局送信データ長がある
しきい値以下の短データであるのか、あるいはし
きい値以上の長データであるのかを判定し、長デ
ータに対してはタイムスロツトの予約に基づく予
約方式で、短データに対してはタイムスロツトの
予約に基づかないランダムアクセス方式でそれぞ
れデータ送信を行うようにした予約方式とランダ
ムアクセス方式とを併用する衛星通信方式であつ
て； 前記周辺局は、ランダムアクセス方式で送
信した短データについての中心局からの応答が否
定応答である時は、当該短データを含むすべての
短データの送信を予約方式によつて行う送信方式
切換手段を備えたことを特徴とする。

（作用） 次に、前記構成を有する本発明の衛星通信方式
の作用を説明する。

周辺局が中心局へアクセスする場合には、周辺
局は自局送信データ長を判定し、あるしきい値以
上の長データは必要数の送信タイムスロツトの予
約を行う予約方式で送信し、あるしきい値以下の
短データは予約済でないタイムスロツトの中の任
意のタイムスロツトを選択するランダムアクセス
方式で送信する。そして、ランダムアクセス方式
に係る送信データについての中心局からの応答が
否定応答である場合には、衛星回線が輻輳してい
ると判断して送信方式切換手段が作動し、否定応
答に係る送信データおよびその後にランダムアク
セス方式で送信すべきすべてのデータを予約方式
に切り換えて送信することを行う。

その結果、短データの量が増加した場合でも、
本来ランダムアクセス方式で送信すべきデータの
発生頻度を抑制でき、回線の利用効率の向上が図
れ、またデータ衝突が相乗的に増加するのを防止
でき安定した通信を行えることとなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。第１図は本発明を実施する衛星通信方式の全
体構成を示す。本発明に係る衛星通信方式は、中
心局Ｃと複数の周辺局Ｒ（，，，……）と
から構成され、衛星Ｓを介した共通チヤネルによ
り複数の周辺局Ｒが中心局Ｃへアクセスする方式
として、送信タイムスロツトの予約を行う予約方
式と、予約済でないタイムスロツトを利用するラ
ンダムアクセス方式とを併用するものであり、中
心局Ｃおよび周辺局Ｒは、第２図および第３図に
示すように構成される。

第２図において、中心局Ｃは、衛星Ｓとの電波
の送受信を行う送受信装置１と、所定数のタイム
スロツトからなるフレームの区切りを示すタイミ
ング信号を生成するタイミング信号生成部２と、
周辺局Ｒからのデータの受信処理を行う受信部３
と、受信部３の出力を受けてこれを受信データと
して利用に供するためのバツフアリングを行う受
信データバツフア４と、前記受信部３の出力を受
けて受信応答信号（ACKまたはNAK）を生成す
ると共に、該データが予約パケツトか否かを判定
し、予約パケツトであれば所要数のタイムスロツ
トを割り当てる割当信号を生成し、併せて前記判
定結果に基づき１フレーム内のいずれかのタイム
スロツトが予約付であるかを示す予約情報信号を
生成する制御信号生成部５と、送信データのバツ
フアリングを行う送信データバツフア６と、送信
データバツフア６、タイミング信号生成部２およ
び制御信号生成部５の各出力を受けてそれらを多
重化する多重部７と、多重部７の出力を受けてそ
れを送受信装置１へ送出する送信部８とを基本的
に備える。

第３図において、周辺局Ｒは、衛星Ｓとの電波
の送受信を行う送受信装置１１と、送受信装置１
１から入力される中心局Ｃの送信信号を受信し、
それから抽出したタイミング信号に基づき自局内
で使用する各種タイミング信号を生成するフレー
ム同期部１２と、中心局Ｃの送信信号から、前記
受信応答信号、割当信号および前記予約情報信号
を分離出力する受信部１３、受信部１３で分離さ
れた受信データをバツフアリングする受信データ
バツフア１４と、受信部１３で分離された前記割
当信号および前記予約情報信号とを受けて、割り
当てに係るタイムスロツトを指定するタイムスロ
ツト指定信号を生成すると共に、予約情報信号を
参照して、他の周辺局が予約していないタイムス
ロツトを抽出し、それをランダムアクセススロツ
トとして指定するタイムスロツト選択信号を生成
する送信スロツト管理部１５と、あるしきい値
（例えば１タイムスロツト長）以下の短データを
格納するランダムアクセスデータバツフア１６
と、あるしきい値以上の長データを格納する予約
データバツフア１７と、送信データを端末又は回
線から受け、そのデータ長を検出し、該送信デー
タが短データの時には、それをランダムアクセス
データバツフア１６へ転送する一方、該送信デー
タが長データの時には、全データをタイムスロツ
トを単位としたパケツトに分割し、その先頭パケ
ツトを全データの送出に必要なタイムスロツトの
予約数を付してランダムアクセスデータバツフア
１６へ転送すると共に、残余データを予約データ
バツフア１７ヘ転送するメツセージ長検出部１８
と、前記送信スロツト管理部１５の出力のうち、
前記タイムスロツト選択信号を受けて、ランダム
アクセスデータバツフア１６からデータを読み出
し、それを指示されたランダムアクセススロツト
へ挿入する一方、前記タイムスロツト指定信号を
受けて予約データバツフア１７から読み出したデ
ータを割り当てられたタイムスロツトへ挿入し、
併せて再送制御部２１からの制御信号が、再送デ
ータが存在しない旨の指示であり、かつ、予約デ
ータバツフア１７にデータが存在し、ランダムア
クセスデータバツフア１６にはデータが存在しな
い場合には、予約データバツフア１７から１タイ
ムスロツト分のデータを読み出し、それを前記タ
イムスロツト選択信号が指示するランダムアクセ
ススロツトへ挿入する一方、再送制御部２１から
の制御信号が再送データが存在しない旨の指示で
ある場合には、ランダムアクセスデータバツフア
１６のデータを予約データバツフア１７のデータ
と同じに扱い、前記タイムスロツト指定信号の指
示に基づく割り当てられたタイムスロツトに挿入
するデータ選択部１９と、データ選択部１９の出
力を受けてデータ送信を行う送信部２０と、中心
局Ｃへの送信データを再送データとして一時記憶
すると共に、前記受信部１３で分離出力される受
信応答信号の内容が自局の送出したデータに対す
る否定応答NAK（NOT ACKNOWLEDGE）で
あつた場合には、該再送データを予約データバツ
フア１７へ再度入力する一方、データ選択部１９
に対し、再送データのすべてについての中心局か
らの受信応答信号の内容が肯定応答ACK
（ACKNOWLEDGE）となり受信確認ができる
まで、すべてのデータを予約により送出する旨の
前記制御信号を出力する再送制御部２１とを基本
的に備え、データ選択部１９と再送制御部２１は
全体として送信方式切換手段を構成している。

次に、第４図を参照して本発明の衛星通信方式
の動作を周辺局が採用する併用方式を中心に説明
する。なお、この実施例では、スロツト付アロハ
方式および予約方式の個々の方式についての説明
は省略し、本発明に係る部分を中心に説明する。

今、ある周辺局で短データＡが端末側から受信
され、それがメツセージ長検出部１８からランダ
ムアクセスデータバツフア１６ヘ格納されたとす
る。そして、再送制御部２１制御信号が再送デー
タは存在しないことを示しているとすると、その
短データＡはデータ選択部１９により読み出され
て、送信スロツト管理部１５が指示するランダム
アクセススロツトに挿入される。

この短データＡは、ランダムアクセス方式で中
心局へ向けて送信されるが、他周辺局の送信デー
タと衝突を起こし、中心局は、短データＡを正常
受信出来なかつたので、受信応答信号として否定
応答NAKを放送モードで返送する。

一方、その周辺局では、短データＡに対する否
定応答NAK受信以前の時点で４スロツト長分の
長データB1〜B4を端末側から受信し、その先頭
パケツトに残余データ（B2，B3，B4）３スロツ
ト分の予約を付して予約パケツトB1をランダム
アクセススロツトで送出し、スロツト割当てを待
つているとする。

再送制御部２１は短データＡに対する否定応答
NAKを受信すると、短データＡを今度は予約デ
ータバツフア１７へ入力すると共に、データ選択
部１９およびメツセージ長検出部１８に対し、再
送データが生じた旨を通知する制御信号を出力す
る。データ選択部１９では、再送データがある間
は、予約データバツフア１７に格納されているデ
ータも、ランダムアクセスバツフア１６に格納さ
れているデータも予約により送出する。

従つて、第４図で、予約パケツトB1に対する
割り当てを受信し、割り当てられた３つのスロツ
トに再送データA′と長データの残余データのう
ちB2，B3を送出する。

周辺局では、データB2、同B3、同B4を送出す
るために予約パケツトB1で予約した３スロツト
のうちの一つに再送データA′を挿入したため長
パケツトの残余データB2〜B4のうちデータB4が
バツフアに残ることになるので、これを送信する
ために、予約スロツトにデータA′を送出する際
に残りのデータを送出するに必要な数のスロツト
予約を付加する。

第４図の例では、再送データA′を送出する前
に、更に短パケツトＣが周辺局に送信データとし
て到着しているため、データA′を送出する時に
長データの残りB4と短データＣを合わせて２ス
ロツト分の予約を行う。そして、中心局から２ス
ロツト分の割り当てを受け、割り当てスロツトに
データB4と同Ｃを送出するのである。

次に、中心局と周辺局の送信データフオーマツ
トの一例を第５図に示す。

第５図は、中心局から周辺局へ放送モードで
送信されるデータフオーマツトの一例を示す。

中心局からの送信データは、フレーム同期毎に
制御フイールドを含み、フレーム内の制御フイー
ルド以外の時間のデータフイールドで送信データ
が時分割多重化されて送信される。

制御フイールドは、フレームの区切りを示すフ
レームパターン、前フレームでの周辺局からの受
信データに対する受信応答フイールド、周辺局に
対し予約済みのタイムスロツトを表示するための
予約表示フイールド、周辺局に対する割り当てス
ロツトを表示するためのスロツト割当てフイール
ドを基本的に備える。

多重化された送信データの１単位は、データの
始まりを示すフラグパターン、アドレスフイール
ド、データ認証（データID）、送信情報であるデ
ータ、誤り制御フイールド、送信データの終了を
示すフラグパターンから構成される。

第５図は、周辺局から中心局へ送出される１
スロツト分のデータのフオーマツトの一例を示
す。

送信データは、バースト状のデータの開始で受
信同期を確保し、データの始まりを得るための同
期ビツト、有効データ長を示すデータ長表示フイ
ールド、発信周辺局のアドレスを示すアドレスフ
イールド、データID等の制御情報を含む制御フ
イールド、データフイールド、誤り制御フイール
ドにより構成される。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の衛星通信方式に
よれば、周辺局が中心局へアクセスする方式とし
て、ランダムアクセス方式と予約方式とを併用す
る方式であつて、ランダムアクセスデータで衝突
が生じた場合には本来再送すべきデータおよびそ
の後に送信されるべきランダムアクセスデータも
予約方式で送信するようにしたので、ランダムア
クセス方式で送信するデータの発生頻度を抑制で
き、回線の利用効率の向上が図れ、また、データ
衝突が相乗的に増加するのを防止出来て安全な通
信が行える衛生通信方式を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する衛星通信方式の全体
構成図、第２図は本発明の一実施例に係る中心局
の構成ブロツク図、第３図は本発明の一実施例に
係る周辺局の構成ブロツク図、第４図は周辺局の
送信手順を示すタイムチヤート、第５図は送信デ
ータフオーマツトの例、第６図は従来のスロツト
付アロハ方式のデータ衝突と再送制御を示すタイ
ムチヤート、第７図は従来の予約方式によるデー
タ送信手順を示すタイムチヤートである。 １……送受信装置、２……タイミング信号生成
部、３……受信部、４……受信データバツフア、
５……制御信号生成部、６……送信データバツフ
ア、７……多重部、８……送信部、１１……送受
信装置、１２……フレーム同期部、１３……受信
部、１４……受信データバツフア、１５……送信
スロツト管理部、１６……ランダムアクセスデー
タバツフア、１７……予約データバツフア、１８
……メツセージ長検出部、１９……データ選択
部、２０……送信部、２１……再送制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中心局と複数の周辺局とから構成され、衛星
   を介した共通のチヤネルにより前記複数の周辺局
   が前記中心局へアクセスする方式として、周辺局
   は自局送信データ長があるしきい値以下の短デー
   タであるのか、あるいは前記しきい値以上の長デ
   ータであるのかを判定し、長データに対してはタ
   イムスロツトの予約に基づく予約方式で、短デー
   タに対してはタイムスロツトの予約に基づかない
   ランダムアクセス方式でそれぞれデータ送信を行
   うようにした予約方式とランダムアクセス方式と
   を併用する衛星通信方式であつて； 周辺局は、
   ランダムアクセス方式で送信した短データについ
   ての中心局からの応答が否定応答である時は当該
   短データを含むすべての短データの送信を予約方
   式によつて行う送信方式切換手段を備えたことを
   特徴とする衛星通信方式。