JP2626914B2 - 多元接続装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の端末装置が共通の双方向無線通信回
線により中央局装置に接続される多元接続装置に関す
る。

本発明は、信号送信元である端末装置の識別番号を送
信要求時に中央局装置に通知するのではなく、送信要求
時と実際の情報信号送信時とに分けて、または実際の情
報信号送信時に通知することにより、通信回線を有効に
利用するものである。

〔従来の技術〕

従来から、共通の双方向無線通信回線を介して複数の
端末装置とひとつの中央局装置とを接続する多元接続装
置が知られている。このような多元接続装置では、複数
の端末装置が同時に中央局装置に対して信号を送信する
と、信号間の衝突が発生する。したがって、これらの衝
突を防ぐことが必要である。

第18図は従来から用いられている多元接続装置のタイ
ムチャートを示す。この図において、（ａ）は上り回
線、すなわち端末装置から中央局装置への信号を示し、
（ｂ）は下り回線、すなわち中央局装置から端末装置へ
の信号を示す。

まず、端末装置は、回線が空き状態であることを示す
アイドル信号が下り回線に送信されているときだけ、通
信要求、端末識別番号および必要なスロット数の情報を
含む予約信号を送信する。中央局装置は、上り回線で予
約信号を受信すると、直ちにアイドル信号の送信を停止
し、回線が使用中であることを示すビジー信号を送信
し、予約信号を受信終了した後に端末装置に対して予約
確認信号を送信する。予約確認信号を受信した端末装置
は、情報信号を送信する。端末装置が情報信号を送信し
ている間、中央局装置は、下り回線にビジー信号を送信
する。

第19図は予約型スロッテドアロハ方式におけるタイム
チャートを示す。この方式の場合には、中央局装置が下
り回線にフレーム同期信号Ｆを送信し、端末装置はこの
フレーム同期信号Ｆに同期して信号送信を行う。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、予約信号に付加される端末識別番号は各端末
固有の番号であり、端末数が増加するほど識別番号のビ
ット数も増加する。例えば、端末数が１万では14ビッ
ト、100万では20ビットが必要となる。このように、端
末数が増えると情報信号長は同じでも予約信号長が増加
し、それとともに回線効率も減少する欠点があった。

第20図は端末識別番号が25ビットから50ビットに増加
した場合の回線効率の特性を示す。この例は、ビットレ
ート2400ビット／秒、最大再送回数６回のときに、端末
識別番号が25ビット、予約信号が100ビット、情報信号
が200ビットの場合と、端末識別番号が50ビット、予約
信号が125ビット、情報信号が200ビットの場合とを示
す。この図から、端末識別番号の増加とともに回線効率
が劣化することがわかる。

本発明は、以上の問題点を解決し、端末識別番号のビ
ット数が増加した場合でも、予約信号が長くなり回線効
率が低下することのない多元接続装置を提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明の多元接続装置は、予約信号に端末識別番号を
すべて付加するのではなく、端末識別番号より桁数の少
ない番号を付加することを特徴とする。

まず第一の観点によると、端末装置から中央局装置に
情報信号の送信を要求する送信要求手段は、複数の端末
装置のそれぞれに固有に割り当てられた端末識別番号の
一部のビットのみを予約信号に付加する手段を含み、中
央局装置から端末装置に予約確認信号を送信する予約確
認手段は、受信した予約信号から上記一部のビットを抽
出して予約確認信号に付加する手段を含み、端末装置で
自局の送信した予約信号に対応する予約確認信号を検出
する検出手段は、自局が予約信号を送信した後に受信し
た予約確認信号の上記一部のビットによりその予約確認
信号が自局宛であることを検出する手段を含み、端末装
置の情報信号送信手段は、情報信号に端末識別番号の残
りのビットを付加する手段を含むことを特徴とする。

第二の観点によると、予約確認手段は、予約信号を受
信してから予約確認信号を送信するまでの時間をあらか
じめ定められた時間だけ遅らせる遅延手段を含み、検出
手段は、予約信号を送信してから予約確認信号を受信す
るまでの時間が上記あらかじめ定められた時間であるこ
とによりその予約確認信号が自局宛であることを検出す
る手段を含み、情報信号送信手段は、複数の端末装置の
それぞれに固有に割り当てられた端末識別番号を情報信
号に付加する手段を含むことを特徴とする。

第三の観点によると、送信要求手段は、複数の端末装
置のそれぞれに固有に割り当てられた端末識別番号とは
異なる短い信号を予約信号にその端末識別番号の代わり
に付加する手段を含み、予約確認手段は、受信した予約
信号から上記短い信号を抽出して予約確認信号に付加す
る手段を含み、検出手段は、上記短い信号により自局宛
の予約確認信号を検出する手段を含み、情報信号送信手
段は、情報信号にその端末装置の端末識別番号を付加す
る手段を含むことを特徴とする。

〔作 用〕

予約信号に付加される端末識別番号の桁数を減らし、
残りの部分を情報信号に付加する。これにより、予約お
よび予約確認のために上り回線と下り回線を往復するビ
ット数を減らすことができ、回線効率を高めることがで
きる。

〔実施例〕

第１図は本発明実施例多元接続装置の全体のブロック
構成図を示す。

この多元接続装置は、中央局装置１と、この中央局装
置１に共通の双方向無線通信回線で接続された複数の端
末装置２とを備える。

第２図は本発明第一実施例中央局装置のブロック構成
図であり、第３図はその動作の流れを示す。

中央局装置は、通信制御部11、アイドル信号発生部1
2、ビジー信号発生部13、送信部14および受信部15を備
え、さらに、受信した予約信号に応答して予約確認信号
を送出する予約確認手段として、予約信号検出部16、予
約端末番号抽出部17および予約確認信号発生部を備え
る。

第４図は本発明第一実施例端末装置のブロック構成図
を示し、第５図はその動作の流れを示す。

この端末装置は、受信部21、送信部27、端末識別番号
メモリ26および通信制御部30を備え、中央局装置１に予
約信号を送信して情報信号の送信を要求する送信要求手
段として、アイドル信号検出部22および予約信号発生部
25を備え、自局の送信した予約信号に対応する予約確認
信号を検出する検出手段として予約確認信号検出部23お
よびタイマ24を備え、この検出手段の検出出力により情
報信号の送信を開始する情報信号送信手段として、情報
信号バッファ29およびバースト信号生成部28を備える。

ここで第２図および第４図に示した実施例の特徴とす
るところは、予約信号発生部25が、複数の端末装置のそ
れぞれに固有に割り当てられた端末識別番号の一部のビ
ット（このビットを以下「端末番号」という）のみを予
約信号に付加する手段を含み、予約確認信号発生部18
は、受信した予約信号から端末番号を抽出して予約確認
信号に付加する手段を含み、予約確認信号検出部23は、
自局が予約信号を送信した後に受信した予約確認信号の
端末番号によりその予約確認信号が自局宛であることを
検出する手段を含み、バースト信号生成部28は、情報信
号に端末識別番号の残りのビットを付加する手段を含む
ことにある。

中央局装置は、上り回線が空き状態のとき、アイドル
信号発生部12の出力を送信部14から送信する。端末装置
からの予約信号が受信部15に到来すると、これを予約信
号検出部16が検出し、通信制御部11に制御信号を出力す
る。通信制御部11は、アイドル信号の送信を停止し、ビ
ジー信号発生部13の出力を送信部14から送信する。これ
と同時に、予約端末番号抽出部17は、予約信号検出部16
により検出された予約信号から端末番号を抽出し、これ
を予約確認信号発生部18に送る。予約信号の受信が終了
すると、通信制御部11は、ビジー信号の送信を停止し、
予約確認信号発生部18の出力を送信部14から送信する。
続いて、端末装置からの情報信号を受信するため、ビジ
ー信号発生部13の出力を送信部14から送信する。

端末装置では、アイドル信号検出部22により受信部21
の受信信号からアイドル信号を検出する。アイドル信号
を検出した状態で送信すべき情報があるときには、通信
制御部30の制御により、予約信号発生部25が予約信号を
発生し、送信部27から送信する。このとき予約信号発生
部25は、端末識別番号メモリ26から自局の識別番号の一
部を読み出して予約信号に付加する。予約信号を送信し
てから一定時間内に予約確認信号を受信すると、予約確
認信号検出部23は、その信号に含まれる端末番号が自装
置の送信したものであるか否かを調べ、自装置の送信し
た番号の場合には通信制御部30に制御信号を出力する。
通信制御部30は、情報信号バッファ29、バースト信号生
成部28および送信部27を介して情報信号を送信する。こ
こで、バースト信号生成部28は、端末識別番号メモリ26
を参照し、予約信号に付加した残りの識別番号を情報信
号に付加する。

第６図はこの実施例のタイムチャートを示す。

従来は端末識別番号をすべて一括して予約信号に付加
して送信していたが、端末数の増加とともに識別するた
めのビット数が増加し、予約信号長が増加し、しいては
信号の衝突率が増加する。そこで、ｎビットの端末識別
番号のうちのｍビットを予約信号に付加して送信する。
そして、中央局装置からの予約信号を受信した場合に、
端末識別番号の残りの（ｎ−ｍ）ビットを情報信号に付
加して送信する。中央局装置は、端末装置が予約信号ま
たは情報信号を送信中に他の端末装置が信号を送信して
衝突が生じないように、ビジー信号を送信する。

第７図は予約信号送信時に衝突が発生した場合のタイ
ムチャートを示す。

予約信号が衝突した場合には、中央局装置は信号を判
読できないために、端末装置に対して予約確認信号を報
知せず、予約信号長の間のみビジー信号を送信し、その
後にアイドル信号の送信を再開する。

端末識別番号を省略したために、従来とは異なる衝突
が発生する。

第８図は新たな衝突、すなわち情報信号送信時の衝突
を示す。

予約信号（１）を送信した端末装置と予約信号（２）
を送信した端末装置とは、端末識別番号の代わりに送信
した端末番号が同じであるとする。また、予約信号
（１）を送信した端末装置は、伝送路誤り、信号の衝突
などで、瞬時には予約確認信号を受信できず、時間ｔ″
の間、予約確認信号を待機している状態にあるとする。
さらに、予約信号が衝突なく中央局装置に送信できた場
合に、端末装置が予約信号の送信を開始してから予約確
認信号を受信するまでの平均時間は、時間ｔ″に比較し
て短く無視できるとする。

時間ｔの間に同じ端末番号を使用する端末装置が予約
信号（２）を送信し、これに対して中央局装置が予約確
認信号を報知した場合に、予約信号（２）を送信した端
末装置だけでなく、予約信号（１）を送信した端末装置
までも情報信号を送信することになる。すなわち、予約
確認信号に含まれる端末番号が等しいため、予約信号
（１）を送信した端末装置までが、自分に対する予約確
認信号と判断してしまう。このため、情報信号の衝突が
生じる。情報信号は信号長が長いので、衝突時の無駄な
信号停止時間を短くするため、中央局装置は信号の衝突
検出を行い、伝送誤り信号ERRを報知する。伝送誤り信
号ERRを受信した端末装置は、情報信号の送信を停止す
る。

この実施例は、 （ｉ）中央局装置がアイドル信号を送信中に複数の端末
装置が同時に予約信号を送出して衝突する確率、 （ii）中央局装置がアイドル信号の送信を停止している
間に複数の端末装置で送信すべき情報信号が生起し、ア
ドレス信号の送信再開と同時にそれらの端末装置が予約
信号を送出して衝突する確率、 （iii）端末識別番号の一部のビットを省略したために
複数の端末装置で同じ端末番号を使用することになり、
それらの端末装置が予約信号送信後の待ち時間ｔ″の間
に端末番号の等しい端末装置への予約確認信号を受信し
た場合に、自局への予約確認信号と判断して情報信号を
送信して衝突する確率 の三つの和として求められ、これにより回線効率が求め
られる。

第９図はトラヒック速度に対する本実施例の回線効率
を示す。ここでは、ビットレートが2400ビット／秒、最
大再送回数６回の場合について、予約信号に割り当てら
れる端末番号ID₁のビット数と、情報信号に割り当てら
れる端末識別番号の残りの部分ID₂のビット数とを変化
させた場合の回線効率を示す。予約信号は75＋ID₁ビッ
ト、情報信号は200＋ID₂ビットで構成される。第９図に
は、ID₁対ID₂が25ビット対０ビット（従来例、予約信号
100ビット、情報信号200ビット）、20ビット対５ビット
（予約信号95ビット、情報信号205ビット）、15ビット
対10ビット（予約信号90ビット、情報信号210ビット）
および10ビット対15ビット（予約信号85ビット、情報信
号215ビット）の場合の回線効率を示す。

このように、端末識別番号の一部を予約信号で送信
し、残りの部分を本来の情報信号に付加して送信するこ
とにより、高トラヒックの場合でも回線効率の低下を抑
えることができる。

第10図は予約型スロッテドアロハ方式で本発明を実施
する場合のタイムチャートを示す。スロッテドアロハ方
式は、スロット長が短いほど衝突が減少するので、予約
信号に含まれる端末識別番号のビット数を短くすること
が望ましい。

第11図ないし第13図は本発明の第二実施例を示し、第
11図は中央局装置のブロック構成図、第12図は端末装置
のブロック構成図、第13図はタイムチャートを示す。

この実施例の特徴とするところは、中央局装置に、予
約信号を受信してから予約確認信号を送信するまでの時
間をあらかじめ定められた時間だけ遅らせる遅延手段と
してタイマ19を備え、端末装置の予約確認信号検出部23
は、予約信号を送信してから予約確認信号を受信するま
での時間が上記あらかじめ定められた時間であることに
よりその予約確認信号が自局宛であることを検出する手
段を含み、バースト信号生成部28は、複数の端末装置の
それぞれに固有に割り当てられた端末識別番号を情報信
号に付加する手段を含むことにある。

すなわち、中央局装置では、予約信号から端末番号を
抽出することなく予約確認信号を送信し、端末装置で
は、予約信号発生部25および予約確認信号検出部23は端
末識別番号メモリ26を参照することがなく、予約確認信
号検出部23はタイマ24の計測する時間が一定の値となっ
たとき（自局が予約信号を送信してから一定時間後に）
動作を開始し、バースト信号生成部28は端末識別番号の
全ビットを情報信号に付加することが第一実施例と異な
る。

これにより、予約確認信号に端末番号が含まれない場
合でも、各端末装置では自局に対する信号か否かを区別
することができ、情報信号送信時の衝突を防ぐことがで
きる。

第14図ないし第16図は本発明第三実施例を示す図であ
り、第14図は中央局装置のブロック構成図、第15図は端
末装置のブロック構成図、第16図はタイムチャートを示
す。

この実施例の特徴とするところは、端末装置の予約信
号発生部25に、複数の端末装置のそれぞれに固有に割り
当てられた端末識別番号とは異なる短い信号を予約信号
にその端末識別番号の代わりに付加する手段として、ア
イドル信号として受信した信号を端末番号として予約信
号に付加する手段を備え、予約端末番号抽出部17はこの
番号を抽出する手段を備え、予約確認信号発生部18はこ
の番号を端末番号として予約確認信号に付加する手段を
備え、予約確認信号検出部23は、予約確認信号に含まれ
る端末番号により自局宛の予約確認信号を検出する手段
を備え、バースト信号生成部28は、情報信号にその端末
装置の端末識別番号を付加する手段を備えたことにあ
る。

予約信号発生部25が予約信号に付加する短い信号は、
中央局装置からアイドル信号として供給される。すなわ
ち、中央局装置はランダム信号発生部10を備え、このラ
ンダム信号発生部10の出力をアイドル信号に付加して送
信する。端末装置に送信しようとする情報が発生したと
きには、アイドル信号を受信したときのその番号で予約
信号を送信する。

第16図に示したタイムチャートの例では、アイドル信
号I₃の時点で端末装置に送信しようとする情報が発生し
た場合に、端末装置はアイドル信号I₃で報知された番号
を自局の端末番号と認識し、これを予約信号に付加して
送信する。正規の端末識別番号については、情報送信時
に情報信号に付加して送信する。

第17図は本発明第四実施例の端末装置のブロック構成
図を示す。第四実施例の中央局装置としては、第一実施
例と同等のものを用いる。この実施例は、ランダム信号
を中央局装置から端末装置に送るのではなく、端末装置
でランダム信号を発生することが第三実施例と異なる。
その他の動作と第三実施例と同等である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の多元接続装置は、予約
信号に含まれる端末番号の桁数が少ないまたは端末番号
を含まないので、上り回線と下り回線とで往復させるべ
き番号の桁数が低下し、高トラヒックの場合でも回線効
率を高めることができ、回線を有効に利用できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例多元接続装置の全体のブロック構
成図。 第２図は本発明第一実施例中央局装置のブロック構成
図。 第３図は中央局装置の動作の流れ図。 第４図は本発明第一実施例端末装置のブロック構成図。 第５図は端末装置の動作の流れ図。 第６図はタイムチャート。 第７図は予約信号送信時に衝突が発生した場合のタイム
チャート。 第８図は情報信号送信時に衝突が発生した場合のタイム
チャート。 第９図はトラヒック速度に対する回線効率を示す図。 第10図は予約型スロッテドアロハ方式で実施する場合の
タイムチャート。 第11図は本発明第二実施例の中央局装置のブロック構成
図。 第12図は本発明第二実施例の端末装置のブロック構成
図。 第13図はタイムチャート。 第14図は本発明第三実施例の中央局装置のブロック構成
図。 第15図は本発明第三実施例の端末装置のブロック構成
図。 第16図はタイムチャート。 第17図は本発明第四実施例の端末装置のブロック構成
図。 第18図の従来の多元接続装置のタイムチャート。 第19図は予約型スロッテドアロハ方式におけるタイムチ
ャート。 第20図は従来の回線効率を示す図。 １……中央局装置、２……端末装置、10、31……ランダ
ム信号発生部、11、30……通信制御部、12……アイドル
信号発生部、13……ビジー信号発生部、14、27……送信
部、15、21……受信部、16……予約信号検出部、17……
予約端末番号抽出部、18……予約確認信号発生部、19、
24……タイマ、22……アイドル信号検出部、23……予約
確認信号検出部、25……予約信号発生部、26……端末識
別番号メモリ、27……送信部、28……バースト信号生成
部、29……情報信号バッファ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田島 淳 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−247644（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−254854（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−24344（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−157428（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中央局装置と、この中央局装置に共通の双
   方向無線通信回線で接続された複数の端末装置とを備
   え、 この複数の端末装置はそれぞれ、上記中央局装置に予約
   信号を送信して情報信号の送信を要求する送信要求手段
   を含み、 上記中央局装置は、受信した予約信号に応答して予約確
   認信号を送出する予約確認手段を含み、 上記複数の端末装置はさらに、自局の送信した予約信号
   に対応する予約確認信号を検出する検出手段と、この検
   出手段の検出出力により情報信号の送信を開始する情報
   信号送信手段を含む 多元接続装置において、 上記送信要求手段は、上記複数の端末装置のそれぞれに
   固有に割り当てられた端末識別番号の一部のビットのみ
   を予約信号に付加する手段を含み、 上記予約確認手段は、受信した予約信号から上記一部の
   ビットを抽出して予約確認信号に付加する手段を含み、 上記検出手段は、自局が予約信号を送信した後に受信し
   た予約確認信号の上記一部のビットによりその予約確認
   信号が自局宛であることを検出する手段を含み、 上記情報信号送信手段は、情報信号に上記端末識別番号
   の残りのビットを付加する手段を含む ことを特徴とする多元接続装置。
2. 【請求項２】中央局装置と、この中央局装置に共通の双
   方向無線通信回線で接続された複数の端末装置とを備
   え、 この複数の端末装置はそれぞれ、上記中央装置に予約信
   号を送信して情報信号の送信を要求する送信要求手段を
   含み、 上記中央局装置は、受信した予約信号に応答して予約確
   認信号を送出する予約確認手段を含み、 上記複数の端末装置はさらに、自局の送信した予約信号
   に対応する予約確認信号を検出する検出手段と、この検
   出手段の検出出力により情報信号の送信を開始する情報
   信号送信手段を含む 多元接続装置において、 上記予約確認手段は、予約信号を受信してから予約確認
   信号を送信するまでの時間をあらかじめ定められた時間
   だけ遅らせる遅延手段を含み、 上記検出手段は、予約信号を送信してから予約確認信号
   を受信するまでの時間が上記あらかじめ定められた時間
   であることによりその予約確認信号が自局宛であること
   を検出する手段を含み、 上記情報信号送信手段は、上記複数の端末装置のそれぞ
   れに固有に割り当てられた端末識別番号を情報信号に付
   加する手段を含む ことを特徴とする多元接続装置。
3. 【請求項３】中央局装置と、この中央局装置に共通の双
   方向無線通信回線で接続された複数の端末装置とを備
   え、 この複数の端末装置はそれぞれ、上記中央局装置に予約
   信号を送信して情報信号の送信を要求する送信要求手段
   を含み、 上記中央局装置は、受信した予約信号に応答して予約確
   認信号を送出する予約確認手段を含み、 上記複数の端末装置はさらに、自局の送信した予約信号
   に対応する予約確認信号を検出する検出手段と、この検
   出手段の検出出力により情報信号の送信を開始する情報
   信号送信手段を含む 多元接続装置において、 上記送信要求手段は、上記複数の端末装置のそれぞれに
   固有に割り当てられた端末識別番号とは異なる短い信号
   を予約信号にその端末識別番号の代わりに付加する手段
   を含み、 上記予約確認手段は、受信した予約信号から上記短い信
   号を抽出して予約確認信号に付加する手段を含み、 上記検出手段は、上記短い信号により自局宛の予約確認
   信号を検出する手段を含み、 上記情報信号送信手段は、情報信号にその端末装置の端
   末識別番号を付加する手段を含む ことを特徴とする多元接続装置。