JP2928579B2

JP2928579B2 - 同報通信制御方法

Info

Publication number: JP2928579B2
Application number: JP2084893A
Authority: JP
Inventors: 浩史森田; 勤中村; 正人林; 信之藤倉; 良一佐々木; 康夫松井
Original assignee: Hitachi Microcomputer System Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Microcomputer System Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1990-04-02
Filing date: 1990-04-02
Publication date: 1999-08-03
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JPH03286644A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は同報通信システムに係り、各子局からの応答
送信を効率的に行い、回線品質の変動に応じた応答を行
うのに好適な同報通信制御方法に関する。

また、１対１通信において、回線品質の変動に応じた
効率的な応答を行う場合にも好適な同報通信制御方法で
ある。

〔従来の技術〕

無線通信の分野における従来の同報通信制御方式は、
特開昭60−85631号記載のように、同報情報を送信局か
ら受信局に向けて一方的に送信するのみで、受信局から
送信局への応答情報を送信しない方式を採ることが一般
的である。典型的な例としてTV放送がある。この従来方
式は、十分な回線品質を確保でき、（１）情報の誤り率
を十分に小さくできる場合、（２）情報の誤りが運用上
問題にならない場合に適用できる。TV放送のように、情
報の冗長度が高い画像伝送の場合などがその例である。
デジタル通信の場合にも同様であるが、さらに誤り制御
情報を付加し、情報の誤り検出，訂正機構を設け、情報
の誤りを低下させる方式が採られる。

有線通信の分野における従来の同報通信制御方式は、
上記無線通信の場合と同様の方式の他に、特開昭60−17
3993号に記載のように、同報情報の受信局から送信局へ
の応答情報を時分割通信を使用して送信する方式を採る
場合がある。

一方、（財）情報処理学会論文誌第27巻第４号昭和
61年４月pp462−470「大量データの高効率送信用簡易高
信頼ブロードキヤストプロトコルの提案と評価」に記載
のように、代表受信局を設け、他の子局は代表受信局が
受信している同報情報を傍受する方法も提案されてい
る。

さらに、電波研究所季報 Vol.32 No.163June1986 p
p153−163「衛星回線用データリンク制御手順」に記載
のように、通常時は各子局が親局に対して応答せずに、
親局の応答要求を受信した時のみ応答を親局に対して送
信する方法も提案されている。

特願昭62−114276「同報通信制御方式」では、子局が
同報情報フレームを受信する毎に自局が応答を行うタイ
ミングを計算した後、応答フレームを送信している。具
体的には、以下に示す計算をしている。

すべての子局に共通な値Ｘと各子局毎に異なる値Y
_i（但し、Y_i＜Ｘ）を定め、各子局は親局からの同報情
報フレームを受信する毎に、該同報情報フレームに付さ
れている送信順序番号Nsを前記Ｘで除し、その剰余が前
記Y_iに一致したときのみ当該子局が応答フレームを作成
し、送信する方式が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の技術に示したように、従来の同報通信シス
テムでは同報情報フレームを送信する局（以下、「親
局」と呼ぶ。）に対して同報情報フレームを受信するす
べての局（以下、「子局」と呼ぶ。）が親局に対して、
（１）応答フレームを送信しない、あるいは（２）同報
情報フレームの受信毎に応答フレームを送信していた。
（１）応答フレームを送信しない場合、各子局における
情報の信頼性は必ずしも確保できない。一方（２）同報
情報フレームの受信毎に応答フレームを送信する方式で
は、ある局の異常受信によつて再送が発生すると、他の
局はその再送処理が完了するまで次の同報情報フレーム
の受信待ち状態になり、同報通信システム全体のスルー
プツトを低下させるという問題点があつた。この問題
は、子局数が多くなるに連れ再送処理の発生頻度も高く
なるので、親局において応答フレームに対する受信処理
オーバーヘツドが大きくなり、益々同報通信システム全
体のスループツトを低下させるという問題につながる。

以上のような問題に対応することを目的として提案さ
れている従来技術の２方式（（財）情報処理学会論文誌
第27巻４号昭和61年４月 pp462−470「大量データの
高効率送信用簡易高信頼ブロードキヤストプロトコルの
提案と評価」、および電波研究所季報 Vol.32 No.163
June1986 pp153−163「衛星回線用データリンク制御手
順」）を前記した。前者の方式は、代表受信局以外の各
子局は傍受する方式であるので、スループツトの低下は
防ぐことができる。また、代表受信局以外の各子局にお
ける受信情報の信頼性に関して、親局と各子局間の回線
品質が同等であれば確保できる。しかし、回線品質にバ
ラツキがあるシステムでは保証できないという問題があ
る。回線品質にバラツキのあるシステムは、たとえば衛
星通信システムである。衛星通信システムでは、しばし
ば発生する現象として、降雨により回線品質の劣化が発
生する。条件によつては通信不能状態にもなり得る。こ
の原因となる降雨は地域性が高いものであり、ある一時
点をとると、雨が降つている地域もあれば晴れている地
域もある。このような地域に設置した通信局間の回線品
質は、降雨により、その一様性が失われる。後者の方式
においては、親局が各子局に対して応答を要求するタイ
ミングが明確にされていない。また、正常受信した旨の
応答を送信しないことにより、親局は各子局の受信状態
を把握できないので、同報情報システムにおける情報の
信頼性の観点から問題が残る。

特願昭62−114276「同報通信制御方式」で提案してい
る方式では、子局が同報情報フレームを受信する毎に応
答を送信するか否かを判定する。したがつて、伝送中に
おける子局の制御オーバヘツドが大きい。さらに、子局
の増設時には各子局が応答を送信するか否かを判定する
ための子局数等のパラメータを随時認識する必要がある
という問題点があつた。さらに、この方式では、回線品
質の変動に適応した子局の応答送信方式については考慮
していない。また、ある子局が対応するタイミングでな
い場合には、再送フレーム（同報情報フレームに対して
再送要求などにより、同一同報情報フレームが再度送信
されたもの）を正常に受信しても応答フレームを送信す
ることができず、親局においてその再送フレームに対す
る子局の受信確認が遅れ、同報情報フレームの送信間隔
が一時的に大きくなる場合が発生し、効率の低下を招く
という問題があつた。

したがつて本発明の目的は、同報通信システムにおい
て、システム全体のスループツトの向上を図ることにあ
る。

本発明の他の目的は同報情報の信頼性を確保すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明による親局の制御は
次のステツプからなる。

（１）同報情報フレームとその同報情報フレームに応答
すべき子局のアドレスを対応させるテーブルを作成す
る。

（２）テーブルを参照して前記同報情報フレームに対応
した応答すべき子局のアドレスを検索する。

（３）同報情報フレームの所定位置に検索した上記子局
のアドレスを設定する。

（４）子局のアドレスを設定した前記同報情報フレーム
を、複数の子局に対して送信する。

さらに、前記（１）のステツプは応答すべき子局のア
ドレスを同報情報フレームの各々に付される送信シーケ
ンス番号に対応させる。前記（２）ステツプは送信シー
ケンス番号をキーとし、応答を要求する子局のアドレス
を検索する。

さらに、前記（２）のステツプは、次の処理からな
る。

（ａ）親局がフレーム送信毎に送信フレーム数N_Tをカウ
ントし、さらに、受信した再送要求フレーム数N_Rをカウ
ントし、フレーム誤り率FEを、により算出し、親局で子局の回線品質を認識し、このフ
レーム誤り率に対し、整数値ｎを割当てる。

（ｂ）前回応答を要求したシーケンス番号Nsに、子局グ
ループ数Ｇを前記ｎで乗じた値を加え、さらに１を加え
た値｛（NS＋Ｇ＊ｎ）＋１｝により、前記（１）のステ
ツプの応答を要求するタイミングの決定を行うテーブル
から、次に応答を要求するためのフレームの送信シーケ
ンス番号を検索し、さらに、この値に対するアドレスを
次に応答を要求するアドレスとするために検索をする。

前記（１）のステツプは、送信するフレームのシーケ
ンスナンバーに対し、応答を要求する子局のアドレスを
設定したテーブルを前記（ａ）のステツプにより算出し
た整数値ｎに対し作成し、該アドレスは、回線品質が悪
い場合に親局が送信した一つの同報情報フレームに対す
る応答を行なう子局数を多く、且つある一つの子局に対
する応答を要求する間隔を短くなるように設定し、回線
品質が良い場合に親局が送信した一つの同報情報フレー
ムに対する応答を行なう子局数を少なく、且つある一つ
の子局に対する応答を要求する間隔を長くなるように設
定する。この時、応答を要求する子局を階層的にグルー
プ化し、各子局あるいはグループにアドレス付けをす
る。

前記（ａ）のステツプは、親局で子局の回線品質を把
握する場合に、送信フレーム数N_Tおよび再送要求フレー
ム数N_Rをｎフレーム送信毎に０にし、ある時間毎のフレ
ーム誤り率を算出する。

また、他の方法として前記（ａ）のステツプは、親局
で子局の回線品質を把握する場合に、親局および子局に
ビツト誤り率測定器を設け、親局で子局の測定器からの
ビツト列を受信した場合に、その誤り率を調べ、誤り率
同報通信制御装置に通知する。

本発明の目的を達成する子局の動作は、次のステツプ
からなる。

（１）前記同報情報フレームを受信する。

（２）前記同報情報フレームに付された子局に応答を要
求するアドレスが自局のアドレスに一致したかを判定す
る。

（３）前記第２のステツプで自局アドレスに一致した場
合に応答フレームを送信する。

（４）前記（２）のステツプで自局アドレスに一致しな
い場合に応答を送信しない。

親局のステツプ（１）〜（４）及び子局のステツプ
（１）〜（４）により親局の子局間にて同報情報フレー
ムの送受信を行う。

親局での再送フレーム送信時においては、親局はこの
再送フレームに対し、該フレームが再送フレームである
ことを明示して送信し、子局は自局が応答を送信するタ
イミングでない場合にもフレームが再送フレームであ
り、未受信フレームである場合に応答を送信する。

以上により本発明の目的を達成する。

〔作用〕

本発明においては、システム全体のスループツトの向
上を図ること及び同報情報の信頼性を確保することを目
的とし、スループツトは、伝送中の制御フレームを少な
くすること及び子局の処理負荷を少なくすることにより
達成する。また、信頼性は子局からの応答を取ることに
より確保する。

これらの具体的な手段は前述したように、親局が同報
情報フレームを送信する前に、各子局が応答を送信すべ
きタイミングを認識するために同報情報フレームの送信
シーケンスナンバー毎に応答局アドレスを規定したテー
ブルを作成し、同報情報フレーム作成時に該テーブルを
参照し、応答を要求する子局のアドレスを検索して、こ
のアドレスを同報情報フレームに設定し、送信する。同
報情報フレームを受信した子局は、応答を要求するアド
レスが自局のものである場合のみ応答フレームを送信す
る。以上により、従来子局が伝送中行なつていた応答タ
イミングを計算する処理が不要となり、さらに、応答タ
イミングを計算するために必要な値を子局に通知する必
要がなくなる。

また、親局は子局が送信した再送要求フレームをカウ
ントするとにより、子局の回線品質を把握する。そし
て、回線品質に応じて、整数値ｎを割当て、前回算出し
た応答を要求するシーケンス番号に、子局グループ数を
前記ｎで乗じた値を加え、さらにこれに１を加えた値に
より、上記したテーブルから次に応答を要求するフレー
ムの送信シーケンス番号を計算し、送信するフレームの
シーケンス番号がこの値と一致した場合にのみ子局に応
答を要求する。したがつて、回線品質が良好の場合には
子局の応答を送信する間隔が長くなり、応答フレーム数
が少なくなり、伝送効率が向上し、回線品質が悪い場合
は、子局の応答を送信する間隔が短くなり、応答フレー
ム数が多くなり信頼性が向上する。

回線品質を考える場合には、前記した応答タイミング
を規定するテーブルを回線品質毎に作成する。応答を行
なう子局のアドレスの規定は、子局のグループ化を階層
的に行ないアドレス付けをし、回線品質が良好な時には
多数の子局を一つのグループとした上記アドレスを設定
し、回線品質が悪い場合には、少数の子局を一つのグル
ープとしたアドレスを設定する。このテーブルを用い、
送信するフレームのシーケンス番号をキーとして応答子
局のアドレスを検索し、フレームを設定した後、親局よ
り送信する。このテーブルを用いて、子局の応答タイミ
ングを決定することにより、回線品質が良好な場合に親
局が送信した一つのフレームに対する応答フレーム数が
少なくなり、回線品質が悪い場合には、子局が送信する
応答フレームが多くなり、信頼性が高くなる。さらに、
回線品質が良好である場合には大幅に伝送効率を向上す
ることができる。

親局が再送フレーム送信時、子局が輪番制で順次応答
を送信する場合に、再送フレームの受信に対し、子局が
応答を送信するタイミング以外であつても該再送フレー
ムが未受信であれば、応答を送信する。通常、子局が欠
落フレームに対する肯定応答を再送フレームを受信した
後、輪番制による応答タイミングが来るまで送信でき
ず、その間、親局において欠落フレームに対する応答が
得られないためウインド更新ができない場合（親局が子
局からの応答を得ずに連続してフレームを送信できる数
［ウインドサイズ］までフレームを送信してしまつた場
合、伝送が一時的に停滞する）に子局が再送フレームに
対し即座に応答を送信することができない本発明ではこ
の応答フレームの送信を可能とすることによりスループ
ツトの向上が図れる。

〔実施例〕以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第２図は本発明の一実施例である衛星を利用した衛星
同報情報システムの構成である。図において、１は衛
星、２（ｉ）（ｉ＝０〜ｎ）は各地球局を示している。
各地球局２（ｉ）は、送受信装置20（ｉ）および同報通
信制御装置21（ｉ）から構成されている。また、各地球
局２（ｉ）は、同報情報を処理する計算機、端末等の装
置22（ｉ）に接続されている。

ここで、地球局２（０）を親局とし、同報通信制御装
置21（０）で作成した同報情報フレームを送受信装置20
（０）を介して送信する場合を考える。親局２（０）か
らの同報情報フレームは、衛星１を介して、各子局２
（ｉ）へ送信される（図中の実線）。地球局２（１）,2
（２），…,2（ｉ），…,2（ｎ）は、親局２（０）から
の同報情報フレームを送受信装置20（ｉ）（ｉ＝１〜
ｎ）を介して受信し、その同報情報フレームに対する応
答を同報通信制御21（ｉ）で作成し、送受信装置20
（ｉ）を介して送信する子局である。各子局２（ｉ）か
らの応答フレームは衛星１を介して、親局２（０）へ送
信される（図中の点線）。

第２図における子局２（１）,2（２），…,2（ｉ），
…,2（ｎ）において、ｎ＝９として３グループにグルー
プ化したシステム構成を第３図に示す。各グループ内の
子局数は３局とする。地球局２（１）〜（３）をグルー
プ０、地球局２（４）〜（６）をグループ１、地球局２
（７）〜（９）をグループ２とする。第３図に示すシス
テム構成における応答方法を以下に述べる。この応答方
法を以下、輪番制応答と呼ぶ。

親局２（０）から送信された同報情報フレームは衛星
１を介して各子局（ｉ）で受信される。親局２（０）か
ら送信された同報情報フレームにはシーケンスナンバー
（送信順序番号）が付されており、シーケンスナンバー
が０の場合にグループ０、１の場合にグループ１、２の
場合にグループ２、更にシーケンスナンバーが３の場合
に再びグループ０に属する子局が各々応答する。このよ
うに各子局（ｉ）はグループ単位で輪番制により応答を
返送する。

子局２（ｉ）が送信する応答フレームのフオーマツト
を第４図に示す。応答フレーム30は次のようなフイール
ドからなる。Ｆはフレームの先頭及び最後を示すフラグ
シーケンス31及び39である。GAは自局が属するグループ
アドレス32である。PAは自局のパーソナルアドレス33で
ある。Ｋはこの応答フレームの種類を表すフレーム種別
34である。NRSは本応答フレームに対応する受信した同
報情報フレームのシーケンスナンバーを示す受信フレー
ム番号35である。P/Fは後述する再送フレーム識別ビツ
ト36である。PSは受信状態を示す受信状態フイールド37
である。FCSは誤り制御のためのチエツクコードフイー
ルド38である。応答フレーム30の中の空白部は機能拡張
のための予備フイールドであり、場合によつて無くても
良い。

応答フレームを送信すべき子局２（ｉ）は受信フレー
ム番号35のフイールドに、受信した同報情報フレームの
シーケンスナンバーを設定する。また、受信状態フイー
ルド37に、受信フレーム番号NRSから子局２（ｉ）のウ
インドサイズ分遡つた各同報情報フレームの受信状態
（正常受信又は異常受信）を設定する。ここでウインド
サイズとは、親局が子局からの応答を得ずに連続して同
報情報フレームを送信できる数である。

以上述べたように衛星同報通信システムにおいて、輪
番制応答方式によると子局２（ｉ）は、同報情報フレー
ム受信毎に応答を返送せずに輪番で順次応答を返送す
る。このため各子局２（ｉ）は自局が応答するタイミン
グを認識する必要がある。従来は同報情報フレーム受信
毎に応答タイミングを計算し、その結果、自局が応答す
べきであるときに応答フレームを送信していた。

以下、本発明による輪番制応答方式を用いた効率的な
子局の応答タイミング認識方法について述べる。

まず、親局２（０）の同報通信制御装置21（０）の構
成を第５図を用いて説明する。

同報通信制御装置21（０）はインターフエイスI/F（1
02,114,108）、バツフア（103,106,110,113）及びメモ
リ116を有する制御装置115から構成される。計算機22
（０）から同情送信すべきデータがI/F108を介してバツ
フア106に入力される。また、制御装置115へ第３図を用
いて説明した子局のグループ数が入力される。バツフア
106に入力されたデータは制御装置115で、後述するよう
なフレーム化等の処理が施され、バツフア103に入力さ
れる。そして、フレーム化されたデータはI/F102を介し
て送受信装置20（０）に出力され、各子局２（ｉ）に送
信される。子局２（ｉ）からの応答フレームは送受信装
置20（０）により受信され、I/F114を介し、バツフア11
3に入力される。バツフア113に入力された応答フレーム
は制御装置115に入力され後述する処理がされる。デー
タの同報送信終了後は、制御装置115から終了通知情報
がバツフア110に入力され、I/F108を介して計算機22
（ｉ）に送信終了が通知される。

次に本発明の特徴の一つである制御装置115の子局２
（ｉ）への応答要求の方法について、その基本的な動作
を第１図を用いて説明する。

まず、ステツプ152で同報情報フレームに付するシー
ケンスナンバーに対応させて、親局２（０）が、応答を
要求する子局２（ｉ）のアドレスを後述するテーブル７
に設定する。テーブル７はメモリ116内に設けられる。
このステツプ152は、一連の同報情報フレームの送信に
先立つて一括して実行されても良いし、各同報情報フレ
ーム毎に、その送信に先立つて実行されても良い。ステ
ツプ153で送信すべき同報情報フレームに設定する、親
局２（０）が応答を要求する子局２（ｉ）のアドレスを
テーブル７より検索する。ステツプ145で同報情報フレ
ームの所定のフイールドに検索した子局２（ｉ）のアド
レスを設定する。そして、同報情報フレームの各フイー
ルドに所定情報を設定した後、ステツプ155で同報情報
フレームを送信する。

ステツプ153〜155は、一同報情報フレームに着目する
ならば、上記の通りである。しかし、複数の同報情報フ
レームに関してみると、いくつかの同報情報フレームを
まとめて作成する場合は、ステツプ153,154が作成する
同報情報フレーム数だけ繰返される。また、ステツプ15
5も同報情報フレームの連続送信を許す場合には、連続
送信数以下の回数だけ繰返されることがある。したがつ
て、複数の同報情報フレームに着目した場合には必ずし
も各ステツプの実行順序は一定ではない。

制御装置のマイクロプロセツサ等の処理装置で構成し
た場合のソフトウエアによる制御動作は以上の通りとな
る。なお、処理装置を用いずにハードウエアで構成した
場合にも動作は同様である。

上述した制御装置115をハードウエアで構成した一構
成例及びI/F（102,114,108）、バツフア（104,106,113,
110）を含む同報通信制御装置21（０）の構成について
第６図を用いて説明する。IF及びバツフア類は第５図の
それらと同様である。

第６図に示す同報通信制御装置21（０）は、以下のよ
うな構成である。108は計算機22（０）との送受信デー
タや制御データの入出力のためのインターフエイスI/F
回路である。106は計算機22（０）からのデータを格納
するバツフアである。107は同報情報フレームのヘツダ
（フレームの制御情報部、詳細は後述）作成回路であ
る。105はデータを所定長に分割（フレーム化）し、ヘ
ツダとフレーム化されたデータを結合するフレーム作成
回路である。104はフレーム作成回路105で作成された同
報情報フレームを格納するための送信バツフアである。
103は再送フレームの管理やウインドの更新をするバツ
フア管理回路である。102及び114は送受信装置20（０）
との同報情報フレーム等の送信フレームを入出力するイ
ンターフエイス回路I/Fである。113は受信したフレーム
を取り込む受信バツフアである。112は受信したフレー
ムの種別を識別するフレーム識別回路である。111は受
信フレームのヘツダ部を解析する受信フレーム処理回路
である。110は受信したフレームを計算機22（０）に出
力するときに使用するバツフアである。109は応答タイ
ミングを決定する応答タイミング決定回路である。

上記構成の同報通信制御装置21（０）は、以下のよう
に動作する。

計算機22（０）から、I/F回路108を介して入力された
データはバツフア106に格納される。また、応答タイミ
ング決定回路109は計算機22（０）によりデータの送信
開始が要求される。送信開始の要求に対応して、応答タ
イミング決定回路109はヘツダ作成回路107にフレームの
作成を要求し、また応答対象局を通知する。

ここで同報情報フレーム40を第７図に示す。Ｆはフレ
ームの先頭及び最後を表わすフラグシーケンス41及び50
である。GAおよびPAはこの同報情報フレームの受信の対
象とする子局のグループアドレス42およびパーソナルア
ドレス43である。Ｋはこの同報情報フレームの種類を表
すフレーム種別44である。RAは応答局（この同報情報フ
レームに対して応答すべき子局）のアドレスを示す応答
要求アドレス45である。NSはこの同報情報フレームのシ
ーケンスナンバーを示す送信シーケンス番号46である。
P/Fは後述する再送フレーム識別ビツト47であるDATAは
同報送信すべきデータを所定長に分割したものを設定す
るデータフイールド48である。FCSは誤り制御のための
チエツクコードフイールド49である。なお、ヘツダ部の
中の空白部分は機能拡張等のための予備フイールド等で
ある。一般にチエツクコードフイールド49及び同報情報
フレームの最後を表わすフラグシーケンス50からなるト
レイラも含めてヘツダと呼ばれる。

ヘツダ作成回路107は、第７図に示す同報情報フレー
ムのヘツダ部の各フイールドに所定の値をセツトする。
フレーム作成回路105は、ヘツダ作成回路107で作成され
たヘツダ部と、バツフア106内のデータをフレーム化
（所定長に分割）し、セツトしたデータフイールド48か
らなる同報情報フレームを作成する。ここで作成された
同報情報フレームは送信バツフア104に格納される。そ
して、I/F回路102を介し送受信装置20（０）に出力さ
れ、各子局に（ｉ）に送信される。

各子局２（ｉ）からの応答フレームは、送受信装置20
（０）からI/F回路114を介し入力され、受信バツフア11
3に格納される。受信バツフア113内の応答フレームはフ
レーム識別回路112により読み出され、フレーム種別を
識別される。さらに、受信フレーム処理回路111でヘツ
ダ部の内容が解析される。受信フレーム処理回路111
は、子局２（ｉ）からの応答フレーム受信により、バツ
フア解放指示のための情報を作成し、バツフア管理回路
103に出力する。バツフア管理回路103は送信バツフア10
4内のバツフア解放指示情報に対応する同報情報フレー
ムを解放する。バツフア管理回路103はさらに応答タイ
ミング決定回路109に対して、送信バツフア104の空き状
況を出力する。同報情報フレームの再送処理も同様に受
信フレーム処理回路111からバツフア管理回路103への通
知により実施される。応答タイミング決定回路109は、
計算機22（０）からの送信開始のあつた場合及びバツフ
ア管理回路103からの送信バツフアの空き状況が入力さ
れた場合に動作する。

次に本発明の特徴である応答タイミング決定回路109
について述べる。

応答タイミング決定回路109は第５図に示したメモリ1
16と同様のメモリを有する。応答タイミング決定回路10
9をマイクロプロセツサ等により構成し、ソフトウエア
により動作させる場合の動作概要を第８図を用いて説明
する。

ステツプ160で計算機22（０）からI/F回路108を介し
て子局のグループ数を読み込む。ステツプ161で各子局
の応答タイミングを計算する。ここでは第３図を用いて
述べたように各子局は、グループ単位に順次応答を輪番
制で送信する場合を考える。このときの応答タイミング
の決定方法は、送信する同報情報フレームの送信シーケ
ンス番号を子局のグループ数で割つた剰余が各グループ
に与えたある値Ｘに一致した場合とする。このようにし
て決定した各子局の応答タイミングをステツプ162でメ
モリ116内のテーブル７に設定する。

第９図に示すテーブル７の内容は子局２（ｉ）のグル
ープ数３を例に示したものであり、応答フレームは指定
されたグループ内のすべての子局２（ｉ）が送信する。
第９図に示すパーソナルアドレスPAが示す999はグルー
プアドレスGAが示すグループ内のすべての子局が応答す
べきことを意味する。各グループに値Ｘとしては、グル
ープ０に0,グループ１に1,グループ２に２を与えてあ
る。したがつて、送信シーケンス番号をグループ数３で
割つた剰余が例えば０のときは常にグループ０に属する
子局２（ｉ）が応答する。

親局２（０）がこのテーブル７を一連の同報情報フレ
ームの送信開始前に一括して作成することにより、同報
情報フレーム作成毎に応答タイミングを計算する必要が
なく処理の効率化が図れる。

次にステツプ163でウインドサイズ分の同報情報フレ
ーム作成を応答すべき子局アドレスと共にヘツダ作成回
路107に指示する。同報情報フレームの送信が開始され
ると子局２（ｉ）からの応答フレーム受信により受信フ
レーム処理回路111からバツフア管理部103に受信通知が
行われる。バツフア管理回路103はウインドの更新が可
動な場合に応答タイミング決定回路109に次の同報情報
フレーム作成を指示する。この指示は、前述の送信バツ
フア104の空き状況の通知である。ステツプ164でこの指
示を受けると、ステツプ165で次の送信する同報情報フ
レームに設定する応答要求アドレスRAをテーブル７より
検索する。このとき、第９図に示すようなテーブル構成
とすることにより、送信シーケンス番号をキーとして応
答要求アドレスRAを容易に検索することができる。ステ
ツプ166で検索した応答要求アドレスRAをヘツダ作成回
路107に通知する。ステツプ164で送信データのすべてに
対して処理が完了したがを判定し、完了した場合、終了
とする。

応答タイミング決定回路109で決められた応答子局の
アドレスはヘツダ作成回路107で、前述した同報情報フ
レーム40の応答要求アドレスフイールドRA45に設定され
る。

以上の説明では、応答すべき子局の数は、各同報情報
フレームに対して１としたが、テーブル７の応答要求ア
ドレス欄及び同報情報フレーム40の応答要求アドレスフ
イールドRA45のサイズを拡大することにより、所望の数
にすることができる。

以上述べた親局２（０）の動作に対応する子局２
（ｉ）の動作及びそれらの相互動作を第２図と第10図を
用いて説明する。

第２図に示すように親局２（０）から送信された応答
要求子局のアドレスを含む同報情報フレームは、各子局
２（ｉ）で受信される。この時の子局の動作を第10図を
用いて説明する。ステツプ170で同報情報フレームを受
信したか否かを判定する。受信していなければ、ステツ
プ170を繰返し、受信待ち状態となる。ステツプ170で同
報情報フレームを受信した場合は、ステツプ171で、同
報情報フレームに付されている応答局アドレスが自局の
アドレスに等しいかを判定する。異なる場合はステツプ
170に戻る。等しい場合はステツプ172で応答フレームを
作成し、送信する。送信された応答フレームは、衛星１
を介して、親局２（０）に返送される。次にステツプ17
3で通信終了を判定する。終了でない場合は、ステツプ1
70に戻り、終了のときは処理を終了する。親局２（０）
から受信したデータを計算機22（ｉ）に渡す。

本実施例によれば、応答タイミングを決定するための
グループ数等をあらかじめ子局に通知する必要がなく、
また子局増設時に各子局がこれを知る必要がなく、親局
の一元管理で応答制御が簡単に実行することができる。
そして、応答を子局から得ることにより信頼性を確保す
るとともに子局の処理負荷を低減し、システム全体のス
ループツトを向上する。

次に第２の実施例として、同報情報システムにおいて
回線品質の変化に応じた子局の応答方法について第11図
を用いて説明する。

子局２（ｉ）が応答するための親局２（０）の基本的
な動作は、第１の実施例と同じであるが回線品質の変化
に応じ応答間隔を動的に変化させる。これを実行するた
めに第１の実施例で述べた同報通信制御装置21（０）に
再送フレームカウンタ701を設けた同報通信制御装置21
（０）を第11図に示す。以下、応答タイミングの決定方
法を中心に述べる。

応答タイミング決定回路109は、第１の実施例同様
に、バツフア管理回路103からバツフア解放の通知があ
つた場合に、送信するフレームの送信シーケンス番号に
対応して応答する子局のアドレスを検索し、ヘツダ作成
回路107に通知する。この応答タイミングを決定する
際、回線品質に対応した応答要求間隔を決定する。その
ために応答タイミング決定回路109は応答タイミング決
定の際に再送要求フレームカウンタ701より、通信開始
後受信した再送要求フレームの数の通知を受ける。この
再送要求フレーム数により回線品質を把握し、応答要求
タイミングの間隔を決定する。このときの同報通信制御
装置21（０）の応答タイミング決定回路109の一連の動
作を再送要求フレームカウンタ701の動作とともに第12
（ａ）図および12（ｂ）図に用いて説明する。

ステツプ801で応答タイミング決定回路109はI/F108を
介して計算機22（０）より子局２（ｉ）のグループ数を
読み込む。次に第９図に示した応答要求アドレステーブ
ル７を第１の実施例と同様にステツプ802で作成する。
ステツプ803で後述する回線品質および応答タイミング
決定のためのパラメータを初期化する。

ステツプ804でまず、ヘツダ作成回路107へ無応答通知
を行う。親局２（０）は回線品質が良好な場合は応答を
要求せず、受信の確認をする必要がないと判断する。そ
して、子局２（ｉ）からの再送要求の増加にしたがい応
答間隔を狭め、受信確認を頻繁に行うようにする。従つ
て、ステツプ804では、通信開始時、応答要求間隔の初
期値として無応答通知をヘツダ作成回路107に通知す
る。ステツプ805でバツフア管理回路103よりフレーム作
成要求があつたかを判定する。なければステツプ805は
バツフア管理回路103からの要求待ちとなる。応答タイ
ミング決定回路109は通信開始時およびバツフア管理回
路103からのフレーム作成要求発生時に動作する。ステ
ツプ806で、後で回線品質を計算するために、送信フレ
ーム数N_Tをカウントする。次にステツプ809で再送要求
フレームカウンタ701に再送要求フレームの受信数が増
加したかを問合せる。増加している場合にステツプ902
で受信した再送要求フレーム数N_Rを読み込む。再送要求
フレームカウンタ701はフレーム識別回路112で受信した
フレームが再送要求フレームであることを判定した場合
に、その通知を受けフレーム数をカウントする。また、
応答タイミング決定回路109からの問合せがあつた時点
の再送要求フレーム数を記憶しておく。次にステツプ90
3で回線品質を認識するためのフレーム誤り率を計算す
る。フレーム誤り率FEは以下の式で計算される。

フレーム誤り率FE＝N_R/（（N_T−１）＊Ｃ＋N_R） …（１） C:子局数ステツプ904で次に応答要求る送信シーケンス番号Ａ
計算して求める。計算式を以下に示す。

Ａ＝（NS＋Ｇ＊ｎ）＋１ …（２）ここで、 NS:応答タイミング決定回路109がヘツダ作成回路107
に通知した応答を要求する子局のアドレスに対応する送
信シーケンス番号の内、最も新しいもの。

G:子局（ｉ）のグループ数 n:フレーム誤り率FEにより定まる値以下に、ｎの決定方法について述べる。

フレーム誤り率FEは、再送要求フレームが増加する
と、すなわち回線品質が劣化すると増加する。このフレ
ーム誤り率FEにより、ｎの値を決定する。例えば、 γ≦FEのときｎ＝０ …（３） β≦FE＜γのときｎ＝１ …（４） β≦FE＜βのときｎ＝２ …（５）但し、α＜β＜γ のようにフレーム誤り率FEを３段階に分ける。式（２）
において、NSの初期値を０とした場合、最もフレーム誤
り率FEが悪いとき、式（３）に示すようにｎ＝０とす
る。ｎ＝０とすると、応答要求シーケンス番号Ａは、1,
2,2,4,…と増加し、親局２（０）が送信したフレームに
対し、いずれの子局２（ｉ）かが応答することとなる。
フレーム誤り率FEが式（４）の場合、ｎ＝１であるため
応答要求シーケンス番号Ａは、4,8,12…となり各子局２
（ｉ）の応答を送信するタイミングが長くなる。

次にステツプ905で、上述した式（２）により得た応
答要求シーケンス番号Ａにより、応答要求アドレステー
ブル７をサーチする。上記ｎ＝０の例では、親局２
（０）がフレーム送信毎にグループ0,グループ1,グルー
プ３の子局が順次応答する。ｎ＝１の時は、送信するフ
レームのシーケンス番号が４の倍数のとき、応答要求シ
ーケンス番号Ａ＝４のときグループ0,A＝８のときグル
ープ１の子局が応答を送信する。

応答タイミング決定回路109は、バツフア管理回路103
からフレーム作成要求を受けとり、作成するフレームの
送信シーケンス番号が、前回応答を要求したシーケンス
番号NSを用いて計算した応答要求シーケンス番号Ａと一
致した場合に、ステツプ906で応答を要求する子局のア
ドレスをヘツダ作成回路107に通知する。応答要求不要
の場合は、システム内で使用していないアドレスを通知
する。ステツプ907で送信データ終了の場合は通信終了
をヘツダ作成回路107に通知し終了する。送信データ終
了でない場合は、ステツプ805に戻る。

ステツプ809で再送要求フレームの増加がない場合
は、ステツプ807で応答要求シーケンス番号Ａが999であ
るかを判定する。等しくない場合は、ステツプ901で前
回のフレーム作成時に計算した応答要求シーケンス番号
ＡをNSに設定する。Ａ＝999である場合は、無応答であ
るためステツプ804に戻る。前述した例では、ｎ＝２を
最大とし、無応答状態をフレーム誤り率FEの変化による
設定状態を作らなかつたため、無応答による制御は通信
開始時から再送要求が起こらない間である。回線品質が
良好であり、無応答状態とする場合は、例えば式（５）
の場合にｎ＝２と設定せずに応答要求シーケンス番号Ａ
を計算によらず999とする。

本実施例によれば、回線品質の変化により動的の子局
２（ｉ）の応答タイミングを変化させ、制御フレームを
減少させるとともに各局の処理負荷を低減し、スループ
ツトの向上を図ることができる。

次に第３の実施例として、回線品質の変動に応じ、応
答数を変化させる応答方法について述べる。

親局２（０）の同報通信制御装置21（０）の構成は、
第11図と同じである。基本的な動作は、第1,2の実施例
と同じである。同報通信制御装置21（０）において本実
施例を実現させるため、第２の実施例における応答タイ
ミング決定回路109の動作の異なる点を第13図を用いて
説明する。

まず、ステツプ120で第14図に示す応答要求アドレス
テーブル55を作成する。応答要求アドレステーブル55は
送信するフレームの送信シーケンス番号に対応した応答
局のアドレスをフレーム誤り率毎に示してある。応答要
求アドレステーブル55の参照方法は後述する。次にステ
ツプ121でデータの送信開始をヘツダ作成回路107に通知
する。ステツプ122でバツフア管理回路103からデータ作
成要求が応答タイミング決定回路109に出力された場合
は、ステツプ123でフレーム誤り率を計算する。データ
作成要求がない場合は、データ作成要求待ちとなる。フ
レーム誤り率の計算は、第２の実施例と同様に応答要求
タイミング決定回路109がバツフア管理回路103からデー
タ作成要求を受けたときに送信フレーム数N_Tのカウント
を行なう。再送要求フレームカウンタ701ではフレーム
識別回路112より再送要求受信通知を受ける毎に再送要
求フレームN_Rをカウントする。N_TおよびN_Rにより第２の
実施例で示した式（１）のようにフレーム誤り率FEを計
算する。このFEは、 γ≦FEのときFE1 …（６） β≦FE＜γのときFE2 …（７） β≦FE＜βのときFE3 …（８）但し、α＜β＜γ とする。

次にステツプ124で、応答要求アドレステーブル55よ
り次に送信するフレームの応答要求アドレスをサーチす
る。応答要求アドレスの決定方法の説明の前に応答する
ための子局２（ｉ）のアドレツシグについて第15図を用
いて説明する。子局２（ｉ）は、グループ0,1,2,3の小
グループとグループ10,11の大グループより構成され
る。各小グループ内の子局２（ｉ）はアドレス０または
１を待つ。小グループ０および１は大グループ10に属
し、小グループ２および３は大グループ11に属する。

バツフア管理回路103より応答タイミング決定回路109
にデータ作成要素がきた後、応答タイミング決定回路10
9はフレーム誤り率を計算する。フレーム誤り率が式
（６）の場合は最も回線品質が悪い場合でありフレーム
誤り率FE1として、応答要求アドレステーブル55を参照
する。送信するフレームの送信シーケンス番号が０の時
は応答要求アドレスのグループアドレスGAを10として、
ヘツダ作成回路107に通知する。パーソナルアドレスPA
は、グループ内のすべての子局２（ｉ）を示すシステム
内で使用していないアドレス、例えば999を設定する。
送信するフレームの送信シーケンス番号が１であれば、
グループアドレスGA11、パーソナルアドレスPA999を通
知する。このように、回線品質が最も悪い場合、応答要
求アドレステーブル55のフレーム誤り率FE1の応答子局
アドレスに従うため、１フレーム毎にグループ10とグル
ープ11が交互に応答フレームを送信する。また、式
（７）に示す回線品質の場合は、フレーム誤り率FE2と
して送信するフレームの送信シーケンス番号が０のとき
がグループ０内の全ての子局２（ｉ）が、送信シーケン
ス番号が１のときはグループ１内の全ての子局２（ｉ）
が応答を送信する。また、フレーム誤り率がFE3の時
は、親局（０）が送信するフレーム毎に各子局が順次送
信する。以上のように回線品質が悪い場合ほど１つの親
局２（０）から送信したフレームに対し、応答フレーム
が多く戻り、また、各子局２（ｉ）が応答を送信する間
隔が短くなる。

次にステツプ125でステツプ124で決定した応答要求ア
ドレスをヘツダ作成回路107に通知する。ステツプ126で
送信フレームが無くなつた場合は処理を終了する。ある
場合は、ステツプ122に戻る。

本実施例によれば回線品質の変動に応じて、親局の送
信した一つのフレームに対する応答数を制御し、信頼性
および伝送効率の高い同報通信システムを構築できる。
また、子局を階層的にグループ化し、アドレツシングを
行なうことにより応答を要求するためのフレームのエリ
アの拡大を避けることができる。

次に第４の実施例として、再送フレームに対する応答
方法について述べる。

輪番制応答方式の場合、親局が応答を指定した場合
に、子局（ｉ）が応答を送信しており、再送フレームの
場合や応答タイミングと一致しない場合は応答フレーム
を送信していない。応答タイミングに係らず再送フレー
ムに対する応答を送信するための方法を第16図を用いて
説明する。

第16図は子局が再送フレームが受信した場合の応答を
送信するための同報通信制御装置21（ｉ）の動作を示
す。ステツプ175で子局２（ｉ）がフレームを受信した
かを判定する。受信した場合はステツプ176で再送フレ
ームかを判定する。親局２（０）は再送フレームを送信
する場合、通常の情報フレームと識別するため第７図に
示すフレーム40の再送フレーム識別ビツトP/F47を１と
して送信する。ステツプ176で受信したフレームが再送
フレームである場合は、ステツプ178で未受信フレーム
があるかを判定する。未受信であればステツプ179で応
答フレームを送信する。このとき、第４図に示す応答フ
レーム30の再送フレーム識別ビツト36を１とし、再送フ
レーム受信に対する応答であることを親局２（０）に通
知する。ステツプ180でリンク切断であるかを判定し、
リンク切断の場合は処理を終了する。終了でない場合は
ステツプ175に戻る。

ステツプ175でフレーム受信できない場合はフレーム
受信待ちとなる。ステツプ176で受信したフレームが再
送フレームでない場合はステツプ177で応答タイミング
かを判定する。応答タイミングである場合はステツプ17
9で応答フレームを送信する。応答タイミングでない場
合はステツプ180でリンクの切断判定を行なう。

本実施例によれば、子局２（ｉ）が欠落フレームに対
する肯定応答を再送フレームを受信した後、輪番制によ
る応答タイミングが来るまで送信できず、その間、親局
２（０）において欠落フレームに対する応答を得られな
いためウインド更新ができない場合（親局が子局からの
応答を得ずに連続してフレームを送信できる数［ウイン
ドサイズ］までフレームを送信してしまつた場合、伝送
が一時的に停滞する）に子局２（ｉ）が再送フレームに
対し即座に応答を送信することができ通信効率の向上が
図れる。

次に実施例2,3におけるフレーム誤り率FEの別の算出
方法を第５の実施例として以下に示す。

第2,3の実施例では、フレーム誤り率FEを求めるため
の送信フレーム数N_Tおよび再送要求フレーム数N_Rは通信
開始時からの累計を用いた。本実施例では、時間の経過
により回線品質が変化し、この変化の仕方が均一でない
場合が考えられるために、ある間隔におけるフレーム誤
り率を求める。この方法として、送信フレーム数をカウ
ントする場合にｎフレーム毎に送信フレーム数N_Tおよび
再送要求フレーム数N_Rを０にする。この方法によりある
時間間隔毎の回線品質を親局で把握することができる。

次にさらに信頼性の高い親局（０）での回線品質の把
握方法について第17図を用いて説明する。

まず、親局２（０）の内部にビツト誤り率測定器23
（０）を設ける。このビツト誤り率測定器23（０）は送
受信装置20（０）に接続する。また、回線品質を再送要
求フレームカウント701に通知するため同報通信制御装
置21（０）に接続する（第17図（ａ））。子局２（ｉ）
内部にも同様にビツト誤り率測定器23（ｉ）を設け送受
信装置20（ｉ）に接続する。子局２（ｉ）全てにビツト
誤り率測定器23（ｉ）を設ける必要はない。子局２
（ｉ）を地域別にグルーピングし、このグループの代表
子局がビツト誤り率測定器23（ｉ）を備えることにより
回線品質の変動の地域性を考えた制御を行なうことがで
きる。

子局２（ｉ）から親局２（０）への回線は子局からの
同報情報フレームに対する応答フレームを送信するため
の回線の他にビツト誤り率を測定するためのTDMA（Time
Divcsion Multiple Access）回線を設ける。子局２
（ｉ）が送信するビツトパターン情報はTDMA回線におい
て固定割当方式とする。また、親局２（０）はTDMA回線
のすべてのスロツトを受信し、ビツト誤り率測定器23
（０）に各子局が送信したすべてのビツトパターン情報
を入力する。ここで、親局２（０）および子局２（ｉ）
の持つビツト誤り率測定器23（０）,23（ｉ）のビツト
パターンは同様のものを用いる。各子局が送信するTDMA
回線上のスロツトはすべて異なるため親局２（０）にお
いて各子局23（ｉ）からのビツトパターン情報が衝突す
ることはない。親局２（０）はビツト誤り率の測定結果
を同報通信制御装置21（０）内の再送要求フレームカウ
ント部701に通知する。第2,3の実施例において再送要求
フレームおよび送信フレームのカウントは必要無くな
り、応答タイミング決定回路109において応答タイミン
グを決定する際にビツト誤り率を再送要求フレームカウ
ンタ701に問いあわせることにより回線品質を親局２
（０）で把握する。回線品質は、最も悪い子局２（ｉ）
を基準として決定する。

本実施例によれば、信頼性が高く伝送効率が高い同報
通信システムを構築するための回線品質の把握が可能と
なる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、輪番制による応答を子局がする場合
に親局がテーブルに設定された順に子局に応答を督促す
ることにより、各子局の処理を簡単化することができ
る。さらに、本発明によれば、回線品質の変化に応じた
子局からの応答フレーム数および応答子局数を変化する
ことができるので、信頼性が高く、システム全体のスル
ープツトを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、親局の同報通信制御装置内の制御装置の処理
流れ図である。第２図は、本発明に基づく衛星同報通信
システム構成の一例である。第３図は、衛星同報通信シ
ステムでの輪番制応答の説明図である。第４図は、子局
が送信する応答フレームフオーマツトである。、第５図
および第６図は親局の同報通信制御装置の構成図であ
る。第７図は、親局が装信するフレームのフオーマツト
である。第８図は応答タイミング決定方法を説明するた
めのフローチヤートである。第９図は、子局の応答タイ
ミングを決定するためのテーブル構成図である。第10図
は、子局の同報通信制御装置の処理流れ図である。第11
図は、再送要求フレームカウンタを設けた同報通信制御
装置の構成図である。第12（ａ）図および第12（ｂ）図
は、第11図の同報通信制御装置内の応答タイミング決定
回路の処理流れ図である。第13図は、第11図の同報通信
制御装置内の応答タイミング決定回路の他の動作を示す
処理流れ図である。第14図は回線品質対応に子局の応答
タイミングを決定するためテーブル構成図である。第15
図は、各子局を階層的にグループ化した場合のアドレス
付け方法の説明図である。第16図は子局の同報通信制御
装置の処理説明図である。第17図はビツト誤り率測定器
を接続した場合の地球局構成である。１……衛星、２…
…地球局、20……装受信装置、21……同報通信制御装
置、22……計算機，端末、109……応答タイミング決定
回路、701……再送要求カウンタ。

フロントページの続き (72)発明者中村勤神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者林正人神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者藤倉信之東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者佐々木良一神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者松井康夫東京都千代田区神田駿河台４丁目６番地株式会社日立製作所内 (56)参考文献特開平１−289339（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−146635（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−164732（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04L 12/18 H04L 12/28 H04B 7/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】同報情報フレームを送信する親局とその同
報情報を受信する複数の子局から構成される通信システ
ムにおける同報通信制御方法であって、前記親局における制御は、（1a）前記同報情報フレームと該同報情報フレームに応
答すべき子局のアドレスを対応させたテーブルから、前
記同報情報フレームに応答すべき子局のアドレスを検索
するステップと、（1b）前記同報情報フレーム中に、前記検索した子局の
アドレスを設定するステップと（1c）子局のアドレスを設定した前記同報情報フレーム
を、前記複数の子局に対して送信するステップととからなり、前記複数の子局における制御は、（2a）前記同報情報フレームを受信するステップと、（2b）前記同報情報フレームに付された子局に応答を要
求するアドレスが自局のアドレスに一致するか否かを判
定し、一致した場合に応答フレームを送信するステップ
とからなり、前記テーブルは、前記親局が、（1aa）前記親局が前記同報情報フレーム送信数と、受
信した再送要求フレーム数とをカウントし、再送要求フ
レームを送出した子局の回線品質を算出するステップ
と、（1ab）各子局を、前記（1aa）のステップにより算出し
た回線品質に対応させるステップに基づき作成することを特徴とする同報通信制御方法。