JPS6313376B2

JPS6313376B2 -

Info

Publication number: JPS6313376B2
Application number: JP7850583A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Shikama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-05-04
Filing date: 1983-05-04
Publication date: 1988-03-25
Also published as: JPS59204324A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は衛星通信を利用したネツトワークにお
いて、衛星回線をアクセス制御により複数局で共
用し、複数局間で、データリンクを設定して誤り
制御などの伝送制御を行う通信装置に関するもの
である。

従来、複数の地球局が通信衛星を共用して通信
を行う衛星通信システムとしては、第１図の構成
図に示されるものがある。第１図において、１は
通信衛星、２ａ，２ｂ，２ｃは各地球局Ａ，Ｂ，
Ｃを示している。各地球局Ａ，２ａ、Ｂ，２ｂ、
Ｃ，２ｃは同一の衛星回線を用い、一定長以下の
データに宛先情報を付与し、電波に乗せて送信す
る。電波は１データ分連続したバーストとなつて
通信衛星１に進み、通信衛星１はこのバーストを
受信して周波数変換および増幅して地上に送り返
す。各地球局Ａ，２ａ、Ｂ，２ｂ、Ｃ，２ｃはバ
ーストを受信し、宛先情報により自局宛のバース
トは取込み、他局宛のバーストは廃却する。この
ようにして地球局間で通信衛星１を経由した通信
が行われるがバーストの送信において、複数の地
球局が勝手なタイミングで送信すると、バースト
の衝突が生じ、地球局は正しく受信できなくな
る。そこでこのようなバーストの衝突を防ぐため
にアクセス制御が行われ、その一つの方式として
次のような予約方式が用いられる。

第２図は予約方式の動作原理を示しており、３
は地球局の送信時点、４は地球局の受信時点、５
はサイクル、６はデータ領域、７は予約領域、８
はデータスロツト、９は予約スロツト、１０は小
スロツト、１１はラウンドトリツプ伝搬遅延時
間、１２は基準バースト、１３，１４，１５はそ
れぞれ地球局Ａ，２ａ、Ｂ，２ｂ、Ｃ，２ｃの予
約、１６，１７，１８，１９はそれぞれ地球局
Ａ，２ａのデータａ１，ａ２，ａ３，ａ４，２
０，２１，２２，２３はそれぞれ地球局Ｂ２ｂの
データｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，２４，２５，２
６はそれぞれ地球局Ｃ，２ｃのデータｃ１，ｃ
２，ｃ３を示している。

衛星回線は通信衛星１上でバーストが十分入る
大きさのスロツトと呼ぶ単位に時間を分割して使
用し、各地球局はバーストをこのスロツトの中に
入るように送信する。

予約方式では一定数の連続したスロツトを集め
てサイクル５を構成し、さらに１サイクル５はデ
ータ領域６と予約領域７に分割して使用する。全
地球局間でこのサイクル５の同期をとるために基
準バースト１２が用いられ、特定の局が各サイク
ル５の先頭に基準バースト１２を送信し、他の地
球局はこれを受信して、サイクル５のタイミング
をとる。以下の説明でデータ領域６のスロツトを
データスロツト８、予約領域のスロツトを予約ス
ロツト９と呼ぶ。予約スロツト９はさらに短い小
スロツト１０に時分割して使用する。第２図では
１予約スロツトを２小スロツト１０に時分割して
使用する場合を示しており、また１サイクル５内
の予約領域７の各小スロツト１０はシステム内の
すべての地球局に固定的に割当てられている。各
地球局はこの小スロツト１０を用いて予約を送信
する。通信はサイクル５内のデータスロツト８を
用いてデータを含むバーストを送信することによ
り行われるが予約方式ではデータスロツト８は予
約しなければ使用できない。第２図において、第
ｉサイクル５の予約領域７でこれらの地球局はそ
れぞれ３スロツト分の予約１３，１４，１５を送
信する。

予約は通信衛星１を経由し、ラウンドトリツプ
伝搬遅延時間１１だけ遅れて各地球局に到着し受
信される。ここで第ｉサイクル５で送信された予
約はすべて第（ｉ＋１）サイクル５が始まる前に
受信される。第（ｉ＋１）サイクル５でのデータ
スロツト８は第ｉサイクル５で受信された予約に
より各地球局に割当て使用される。このスロツト
割当ては各地球局が独立に行うが、すべての地球
局が同じ予約を受信し、同じアルゴリズムに従つ
て割当てを行えば、地球局間で割当ての不一致に
よるバーストの衝突およびスロツトの無駄は生じ
ない。このスロツト割当てアルゴリズムは各地球
局に対し、平等に割当てを行うものでなければな
らないが、その詳細は本発明に直接関係しないの
で説明を省略する。第（ｉ＋１）サイクル５にお
いて地球局Ａ，２ａは３データスロツト８の割当
てを受け、データａ１，１６、ａ２，１７、ａ
３，１８を送信している。また地球局Ｂ，２ｂと
地球局Ｃ，２ｃはそれぞれ２データスロツト８の
割当てを受け、それぞれｂ１，２０、ｂ２，２
１、およびｃ１，２４、Ｃ２，２５を送信してい
る。ここで各地球局は第（ｉ＋１）サイクル５で
全データを送信できない。このことは第（ｉ＋
１）サイクル５の開始時に行うスロツト割当て処
理の時点でわかる。

また第ｉサイクル５で地球局Ａ，２ａ、Ｂ，２
ｂにはそれぞれ新たに送信すべきデータａ４，１
９、ｂ４，２３が発生している。従つて地球局
Ａ，２ａ、Ｂ，２ｂはそれぞれ第ｉサイクル５で
送り切れなかつたデータ分と新たに発生した分の
予約１３，１４を第（ｉ＋１）サイクル５で送信
し、地球局Ｃ，２ｃは第ｉサイクル５で送り切れ
なかつたデータ分のみの予約１５を送信する。こ
れらの予約により、第（ｉ＋２）サイクル５で残
りのデータｂ３，２２、ｃ３，２６、ａ４，１
９、ｂ４，２３が送信される。

このようなアクセス制御により衛星回線の共用
が効率良く行われるが送信したデータは衛星回線
の雑音や降雨減衰により失われることがある。従
つて信頼性の高い通信を確保するためには誤り回
復を主な機能とする伝送制御を行う必要がある。
遅延の大きい衛星通信では、伝送制御手順として
HDLC手順が一般に用いられる。この場合、局間
でHDLCのデータリンクが設定される。第３図に
地球局Ａ，２ａ、Ｂ，２ｂ、Ｃ，２ｃの間でのデ
ータリンクの設定を示す。第３図で２７はデータ
リンクである。一般にデータリンク２７はすべて
の地球局間でメツシユに設定される。

衛星回線のアクセス制御とHDLCによる伝送制
御を行う通信装置としては、従来第４図に示す構
成の通信装置が考えられていた。第４図におい
て、２８はアクセス制御部、２９は伝送制御部、
３０はバースト受信、３１はバースト送信、３２
はフレーム送信キユー、３３はフレーム受信キユ
ー、３４はパケツト送信キユー、３５はパケツト
受信キユーである。第４図では１局について２本
のデータリンク２７を設定しており、フレーム送
信キユー３２、フレーム受信キユー３３、パケツ
ト送信キユー３４、パケツト受信キユー３５は
各々２本のデータリンク２７ごとに設けられてい
る。

伝送制御部２９は次のようなHDLC手順の機能
を実行する。ここでHDLC手順としては非同期平
衡モードを例にとつて説明する。HDLC手順では
取扱うデータをフレームと呼ぶ。伝送制御部２９
はパケツト送信キユー３４に送信すべきデータが
存在すると、これにシーケンス番号を付与してＩ
フレームを作成し、アクセス制御部２８へ出力す
る。アクセス制御部２８はこれを相手局に送信す
る。相手局はフレームを受信すると、誤りの有無
を調べ誤りのあるフレームは廃却する。正しく受
信したＩフレームは伝送制御部２９がシーケンス
番号の順序性を調べ、正しい順序で到着したＩフ
レームのみを受付け、送達確認の情報をRRフレ
ームまたは他のフレームに相乗りさせて返す。順
序が乱れて到着したＩフレームは単一のフレーム
抜けの場合は保留し、それ以外は廃却する。

また単一のＩフレーム抜けの場合はSREJフレ
ーム、複数のＩフレーム抜けの場合はREJフレー
ムを送信して、失われたＩフレームの再送を要求
する。SREJまたはREJフレームを受信した伝送
制御部２９は該当するＩフレームを再送する。大
部分のフレームには送達確認の情報が含まれてお
り、伝送制御部２９はフレームを受信すると、新
たに送達確認されたＩフレームのバツフアを解放
する。伝送制御部２９はＩフレームを送信するた
びにタイマーをスタートさせ、送達確認の到着を
監視する。一定期間、送信したＩフレームに対す
る送達確認を受信しないと、送信側は相手局の応
答を勧誘するフレームを送信する。送信側は相手
局から送達確認情報を含むフレームを受信すると
既に送信したＩフレームに対する送達確認を検査
し、紛失があれば当該Ｉフレームの再送を行う。

伝送制御部２９は以上のような送達確認や誤り
回復機能の他に、フロー制御やビジー／レデイ制
御の機能を実行するがその説明は本発明と直接関
係しないので省略する。このように伝送制御部２
９は新しいＩフレームのほかに再送Ｉフレームや
RFJ、SREJ、RRのような監視フレームを作成
して送信する。

以上のような機能を有する伝送制御部２９と衛
星回線のアクセス制御を行うアクセス制御部２８
とのインタフエースとしては、第４図のようなフ
レーム送信キユー３２、フレーム受信キユー３３
を介して行う方式が一般に考えられる。ところが
このような方式により通信装置を構成すると次の
ような問題が生じる。アクセス制御部２８はフレ
ーム送信キユー３２にフレームが入ると予約を行
い、その後、割当てられたスロツトのタイミング
で予約を送信するが、その間に少なくとも１ラウ
ンドトリツプ伝搬遅延時間の時間を要する。今、
新しいＩフレームを伝送制御部が作成し、フレー
ム送信キユー３２に入れたとし、このＩフレーム
が送信されない間に、再送Ｉフレームが発生し
て、フレーム送信キユー３２に入れられたとする
と、再送Ｉフレームは先に入つている新しいＩフ
レームが送信されなければ送信されず、誤り回復
が遅れることになる。また同様にREJ、SREJフ
レームや自局のビジー状態を通知するRNRフレ
ームを送る場合にも、フレーム送信キユー３２に
フレームが入つていると送信が遅れ、誤りの回復
が遅れたり、不必要な送信が行われて性能の低下
をまねく欠点がある。さらに、正しく受信したＩ
フレームに対する送達確認も送信キユーでの待ち
時間分遅らされ、送信側での送信バツフアの保留
時間が長くなる欠点もある。そこで、従来の通信
装置では第５図に示すような方式がとられてい
た。第５図において、３６は新Ｉフレーム送信キ
ユー、３７は再送Ｉフレーム送信キユー、３８は
制御フレーム送信キユーである。この方式では各
データリンク２７ごとに新しいＩフレーム、再送
Ｉフレーム、制御フレームの別で待ち行列を設
け、伝送制御部２９はフレームを出力する場合、
そのフレームの種別に応じて、新Ｉフレーム送信
キユー３６、再送Ｉフレーム送信キユー３７、制
御フレーム送信キユー３８に入れる。アクセス制
御部２８は局内の全データリンク２７についてこ
れら３種のキユーの待ち行列数から予約数を決定
し、アクセス制御を行う。アクセス制御部２８は
送信できるタイミングになると制御フレーム、再
送フレーム、新Ｉフレームの優先順位でフレーム
を取り出し、送信する。このような方式により
RNR、REJ、のような制御フレームや再送Ｉフ
レームの送信が早く行われ、第４図に示すような
方式の欠点は一応解決される。しかしこの方式で
はアクセス制御部２８が送信するフレームの順序
と、伝送制御部２９がアクセス制御部２８に出力
したフレームの順序とが異なるため、フレームに
含まれる送達確認情報の順序が乱れて相手局に到
着し、これが相手局側の伝送制御に予循を生じさ
せる欠点がある。また、フレーム種別ごとにキユ
ーを設けているが、各キユーで待ち時間が存在
し、これにより送達確認情報の到着を監視するタ
イマーにおいて当該フレームがまだ送信されてい
ないものにもかかわらずタイムアウトが発生する
問題がある。

このような問題を解決するために、従来の通信
装置では、伝送制御手順の機能の中で、送達確認
情報の付与やタイマーのスタート等の機能をアク
セス制御部２８で分担させて実現していた。その
結果、従来の通信装置では、伝送制御部２９とア
クセス制御部２８との間で機能の分離がうまく行
われず、両者の間のインタフエースが複雑になる
欠点および処理が複雑になる欠点があつた。また
これらの欠点により、伝送制御とアクセス制御と
を別のハードウエアで実現することは困難と考え
られていた。

この発明はこれらの欠点を除去するため、伝送
制御部２９とアクセス制御部の間にキユーを設け
ず、アクセス制御部は伝送制御部からの送信要求
数を通知されてアクセス制御を行い、送信可能な
タイミングになつたら、そのことを伝送制御部に
通知し、これを受けて伝送制御部が実際に送信す
るフレームを作成することにより、伝送制御部と
アクセス制御部との機能を分離して両者のインタ
フエースと個々の制御部の処理を簡単にすること
ができ、かつアクセス制御と伝送制御の機能を
別々のマイクロプロセツサに分散化して実現する
ことができる処理能力良好な通信装置を提供する
ものである。

以下第６図に示すこの発明の一実施例について
説明する。第６図において、３９は送信要求情
報、４０は送信可通知、４１はフレーム送信通
知、４２はデータリンクスケジユーラである。先
に説明した従来方式の欠点は伝送制御部２９がア
クセス制御部２８の送信タイミングと全く非同期
にフレームを作成し、アクセス制御部２８に出力
する点にある。従つてこれを解決するには、アク
セス制御部２８が送信可能となる時点より、伝送
制御部２９の送信処理の時間を見込んだ早目の時
点で、送信可通知４０を伝送制御部２９に行い、
伝送制御部２９はこれを受けてフレームを出力す
るようにすれば良い。このようにすると、伝送制
御部２９は送信可能となつた時点で最優先に送信
すべきフレームを選び、最新の送達確認情報を付
与して送信できるため、制御フレームや再送Ｉフ
レームの送信が遅れる問題、および送達確認の遅
れの問題も解決される。また、タイマーのスター
トも実際の送信と同時に行われ、送信キユー内で
の待ち時間によるタイムアウトの問題も解決され
る。また原則的には、Ｉフレームがアクセス制御
部２８で送信された後、次の送信可のタイミング
で次のフレームが作られるため、伝送制御部２９
で出力したフレームの順序がアクセス制御部２８
で守られることになる。従つて、従来方式のよう
にアクセス制御部２８で伝送制御機能の一部を実
行する必要がなくなり、両者間の機能の分離が明
確になり、インタフエースが簡単になる。

しかし、予約方式では予約するためにどれだけ
フレームの送信が必要かをアクセス制御２８に知
らせる必要がある。従来の通信装置では新Ｉフレ
ーム送信キユー３６、再送Ｉフレーム送信キユー
３７、制御フレーム送信キユー３８の待ち行列長
により知ることができたが、これらのキユーを設
けない本発明に係る通信装置では別の手段が必要
である。このため伝送制御部２９はアクセス制御
部２８へ送信するフレーム数を予測して送信要求
情報を作成し、通知するようにする。この送信要
求情報３９は伝送制御部２９が各データリンク２
７ごとのパケツト送信キユー３４の待ち行列長、
再送待ちのＩフレーム数、自局および相手局のビ
ジー／レデイ状態、および伝送制御部２９の内部
処理で用いられるSREJ、REJ、RNR、RR送信
要求等の情報から決定することができる。

以上から本発明に係る通信装置では次のように
処理が行われる。第６図で伝送制御部２９のデー
タリンクスケジユール４２が各データリンク２７
ごとに、新しいＩフレーム、再送Ｉフレーム、制
御フレームの送信要求数を調べてこれを記憶した
後、フレーム種別ごとに局内全データリンク２７
での必要数をまとめ、送信要求情報３９としてア
クセス制御部２８に通知する。アクセス制御部２
８は通知されたフレーム種別ごとに別々の優先順
位で衛星回線の予約を行う。予約の結果、スロツ
トが割当てられると、アクセス制御部２８は実際
の送信タイミングよりも伝送制御部２９での処理
時間を見込んだ早い時点で送信可通知４０を伝送
制御部２９に出力する。送信可通知４０を受けた
伝送制御部２９ではデータリンクスケジユーラ４
２が記憶している各データリンク２７ごとの送信
要求数から最優先に処理すべきデータリンク２７
を決定し、そのデータリンク２７に送信処理を行
わせる。当該データリンク２７はその時点で最優
先に送信すべきフレームを作成して、フレーム送
信通知４１によりアクセス制御部２８に出力す
る。

なお以上は伝送制御手順としてHDLC手順、ア
クセス制御の方式として予約方式を用いる場合に
ついて説明したが、この発明はこれに限らず
HDLC以外の伝送制御手順、予約方式以外のアク
セス方式で使用しても良い。

さらに以上は衛星通信の場合について説明した
が、この発明はこれに限らず、無線パケツト通信
や端末をマルチポイントに接続してパケツト通信
を行う場合に使用してもよい。

以上のように本発明に係る通信装置では伝送制
御機能とアクセス制御機能が二つのモジユールに
明確に分離して実現され、インタフエースが簡単
になるとともに、個々のモジユールの処理が簡単
になり、全体の処理量が少なくなる効果を有す
る。また伝送制御部とアクセス制御部との相互作
用が少なくなり、これらを別々のマイクロプロセ
ツサで処理させることのできる効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は衛星通信システムの構成図、第２図は
予約方式の動作原理を示す図、第３図は地球局間
でのデータリンクの設定を示す図、第４図は従来
の通信装置の構成図、第５図は改良された従来の
通信装置の構成図、第６図は本発明に係る通信装
置の構成図である。図において、２８はアクセス制御部、２９は伝
送制御部、３３はフレーム受信キユー、３４はパ
ケツト送信キユー、３５はパケツト受信キユー、
４２はデータリンクスケジユーラである。なお図
中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

１衛星回線をアクセス制御により複数局で共用
し、複数局間でデータリンクを設定して誤り制御
やフロー制御などの伝送制御を行なうものにおい
て、上記伝送制御を行なう伝送制御部が上記アク
セス制御を行なうアクセス制御部に伝送する情報
の優先順位別に送信要求数を通知する手段と、上
記アクセス制御部が通信回線で送信可能となる時
点より前の時点で伝送制御部に対し送信可能を通
知する手段とを設けたことを特徴とする通信装
置。