JP3003580B2 - データ送受信装置及びそれを用いたデータ通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデータ送受信置及び
それを用いたデータ通信システムに関し、特に１つの通
信回線を複数の通信局が共有して使用する通信形態にお
いて、各通信局の機能が共有する通信回線へのアクセス
を制御する回線アクセス制御部と、相互に通信を行う２
通信局間の送達確認および誤り回復制御を行う論理リン
ク制御部とから構成されるデータ通信システムに用いて
好適なデータ通信方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】１つの通信回線を、複数の通信局が共有
して使用する通信形態の例としては、ＬＡＮ（Local Ar
ea Network）がある。このＬＡＮにおいては、相互に通
信する２局間のデータ送達確認・誤り回復制御を行うデ
ータリンク制御機能を、伝送路に対するアクセス制御を
行うＭＡＣ（Media Access Control）と、論理リンク制
御を行うＬＬＣ（Logical Link Control）とに分割して
いる。

【０００３】ΜＡＣのアクセス制御の方式としては、Ｃ
ＳＭＡ ＣＤ方式（Carrier SenseMultiple Access ）
やトークンパッシング方式がある。ＣＳＭＡ ＣＤ方式
は、各通信局のＭＡＣが伝送路上に出力される搬送波を
監視し、他の通信局が搬送波を出力していないときに限
り、自局からの搬送波を出力するものである。また、複
数の通信局が、ほぼ同時にアクセスを開始した場合、伝
送路上で搬送波が互いに衝突する場合がありうるが、こ
のような場合も、ＭＡＣが送信と同時に衝突を検知し、
再度送信をやり直す。

【０００４】これに対して、トークンパッシング方式
は、ト一クンと呼ばれる送信権を付与する制御情報を通
信局間に循環させて、データを送信しようとする通信局
がこのトークンを獲得することにより、伝送路の使用を
許される方式である。

【０００５】これに対して、ＬＬＣは、自局のＭＡＣに
対して伝送路へのデータ送信を依頼し、また自局のＭＡ
Ｃが伝送路から受信したデータを受け取るものである。
ＬＡＮのＬＬＣはＩＥＥＥ８０２．２を標準とし、２つ
の通信局間に論理リンクを確立し、データの送達確認と
誤り回復制御を行うものである。

【０００６】ＬＬＣでは、受信局からの受信確認応答を
待たずに、送信局が複数のデータを連続して送信するこ
とが可能である。ただし、連続して送信できるデータの
数は、ウィンドウサイズと呼ばれるパラメータによって
規制される。このウィンドウサイズは、２つの通信局間
に論理リンクが確立される際に決定され、論理リンクが
切断されるまで固定値が使用される。

【０００７】特開平２−２４１２４７号公報では、論理
リンクの確立時に優先度を定め、回線上のトラヒックが
増加した時、優先度に従って論理リンク単位の送信規制
を行なっている。

【０００８】１つの通信回線を複数の通信局が共有する
通信形態の第２の例として衛星通信がある。複数の地上
局が１つの衛星回線を共有して使用するためのアクセス
制御方式の例としては、時分割多重アクセス方式があ
る。

【０００９】この時分割多重アクセス方式は、１つの衛
星回線をタイムスロットと呼ばれる単位に時分割して各
タイムスロットヘの送信権を制御するものである。制御
方式には、各地上局に周期的にタイムスロットを割り当
てる方式（ＴＤＭＡ）、各地上局がランダムにタイムス
ロットへの送信を行う方式（スロットアロハ）、各地上
局がデータの送信に必要なタイムスロットを予約し、割
り当てられたタイムスロット送信を行う方式、およびこ
れら３方式を複合した方式等がある。

【００１０】図５に、スロットアロハの方式と予約スロ
ットを用いる方式を示す。これは、１つの中心局と複数
の地上局からなるスター型のネットワークにおいて、複
数の地上局が１つの衛星回線を共有して、中心局へデー
タを送る場合の回線アクセス方式を例としている。

【００１１】データＡはスロットアロハにより送信され
たものであり、これはデータが発生した時点で、周辺局
からランダムにタイムスロットへのアクセスを行うもの
である。−方、データＢ，Ｃ，Ｄ，Εは予約スロットを
用いて送信されたものであり、この場合も最初のデータ
Ｂはスロットアロハによって送信されるが、このとき後
続の３つのデータの分の予約要求を行う。これによっ
て、後続のデータデータＣ，Ｄ，Ｅは中心局から割り当
てられた予約スロット上に送信される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】図５に示したような回
線アクセス制御を行うスター型衛星通信ネットワークに
おいて、ＬＡＮのＬＬＣの論理リンク制御を行った場合
の例を図１０に示す。

【００１３】ここでは、衛星回線をまずフレームという
単位に時分割し、さらにこのフレームを６つのタイムス
ロットに時分割している。中心局からの予約スロットの
割り当ては、割り当てられるスロットが含まれるフレー
ムの１つ前のフレームの間に行われるものとする。

【００１４】また、周辺局が予約要求を付加してデータ
を送信したフレームに対して、予約が割り当てられるフ
レームは、２フレーム後であるものとする。さらに、こ
の例では、論理リンク制御のウィンドウサイズを３とし
ている。

【００１５】この時、周辺局で６個のデータＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆが発生し、これを予約スロットを用いて
送信するものとする。Ａ，Β，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆにはそれ
ぞれ、送信順序番号ＮＳとして、０から５までの番号が
付与される。ウィンドウサイズは３であるから、最初に
周辺局の論理リンク制御部から、連続して送信できるの
は、Ａ，Ｂ，Ｃの３つである。この時、データＡが、後
続のデータＦまでの分として、予約要求５を付加され、
フレーム１でスロットアロハによって送信されたものと
する。

【００１６】これに対して、５つのスロットの予約割り
当ては、２フレーム後のフレーム３に対して行われる。
この時までに、中心局の論理リンク制御部からの受信応
答ＲＲによって、受信の確認が通知されるデータ数は
１、即ちデータＡのみである。よって、ウィンドウサイ
ズの更新は１つであり、新たに周辺局の論理リンク制御
部から送信できるのはデータＤのみである。このため、
フレーム３で割り当てられた予約スロット５つのうち、
２スロットは使用することができない。また、後続のデ
ータＥ，Ｆを送信するためには、後のフレームで予約要
求をやりなおすか、スロットアロハで送信を行うことに
なる。

【００１７】論理リンク制御で行われるウィンドウサイ
ズによる送信規制は、回線上のトラフィック増大の抑制
と、受信局側での受信バッファ溢れの回避とを目的とし
ている。

【００１８】ＬＡＮにおけるＣＳＭＡ／ＣＤ方式や、衛
星通信におけるスロットアロハ方式は、データ同士の衝
突が発生するため、トラフィックの増大を避けるには、
論のリンク制御でのウィンドウサイズによる送信規制が
重要である。しかし、衛星通信におけるスロット予約の
方式のように、衝突が発生しないアクセス方式を使用す
る場合は、大きなウィンドウサイズを用いるほうが効率
が良くなる。

【００１９】ＬＡＮのＩＥΕＥ８０２．２ ＬＬＣや、
これに類似した手順であるＩＳＯ標準のΗＤＬＣ（High
-1evel Data Link Contorl）手順、およびＩＴＵ−Τ勧
告Ｘ．２５のＬＡＰＢ（Link Access Procedure-Balanc
ed）手順は、いずれも各リンクが確立してから切断され
るまで、固定のウィンドウサイズを用いている。

【００２０】特開平２−２４１２４７号公報では、リン
ク単位に優先度を設定して、送信規制の程度をリンク毎
に変えるものであるが、データ単位に送信規制を変える
ことはできない。

【００２１】本発明の目的は、データ通信の性能の向上
を図り、特にデータ伝送効率の向上を可能としたデータ
送受信装置及びデータ通信システムを提供することであ
り、回線アクセス制御部の特性に応じて論理リンク制御
部のウィンドウサイズを可変にすることにより、トラフ
ィックの変動に柔軟に適応しつつ伝送効率の向上を可能
とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明によるデータ送信
装置は、１つの通信回線を複数の通信局が共有使用する
データ通信システムにおける通信局のデータ送信装置で
あって、複数の送信データを連続して送信する手段と、
これ等各送信データに対して送信順序を示す送信順序情
報を付加する手段と、連続して送信する最大データ数を
示すウィンドウ情報をこれ等送信データに付加する手段
とを含むことを特徴としている。

【００２３】本発明によるデータ受信装置は、上記デー
タ送信装置からの送信データを受信する通信局のデータ
受信装置であって、受信データを一時格納するバッファ
手段と、前記送信順序情報を検出して前記バッファ手段
に格納された受信データをその送信順序に従って取り出
す手段と、前記ウィンドウ情報を検出して受信可能な送
信順序情報の範囲を決定し、この範囲外の受信データを
廃棄する手段と、前記バッファ手段から最後に取り込ん
だ受信データの送信順序情報を前記データ送信装置へ受
信応答として通知する手段とを含むことを特徴としてい
る。

【００２４】本発明によるデータ通信システムは、１つ
の通信回線を複数の通信局が共有使用するデータ通信シ
ステムであって、前記通信局のデータ送信装置が、数の
送信データを連続して送信する手段と、これ等各送信デ
ータに対して送信順序を示す送信順序情報を付加する手
段と、連続して送信する最大データ数を示すウィンドウ
情報をこれ等送信データに付加する手段とを有し、前記
通信局のデータ受信装置が、前記データ送信装置からの
送信データを受信して当該受信データを一時格納するバ
ッファ手段と、前記送信順序情報を検出して前記バッフ
ァ手段に格納された受信データをその送信順序に従って
取り出す手段と、前記ウィンドウ情報を検出して受信可
能な送信順序情報の範囲を決定し、この範囲外の受信デ
ータを廃棄する手段と、前記バッファ手段から最後に取
り込んだ受信データの送信順序情報を前記データ送信装
置へ受信応答として通知する手段とを有することを特徴
としている。

【００２５】本発明による他のデータ通信システムは、
１つの通信回線を、複数の通信局が共有して使用する通
信形態で、各通信局の機能が、共有する通信回線へのア
クセスを制御する回線アクセス制御部と、相互に通信を
行う２通信局問の送達確認および誤り回復制御を行う論
理リンク制御部とから構成されるデータ通信システムで
あって、送信側通信局の論理リンク制御部は、受信側通
信局からの受信応答を待たずに２つ以上のデータを連続
して送信する手段を有し、送信側通信局の前記論理リン
ク制御部は、各々の送信データに送信順序を示す送信順
序情報を付加する手段と、連続して送信する最大データ
数を示すウィンドウ情報を各々の送信デ一タに付加する
手段とを有し、受信側通信局の前記論理リンク制御部
は、受信データをー時的に格納するバッファと、受信デ
ータに付加された送信順序情報およびウィンドウ情報を
検出する手段と、前記バッファに格納された受信データ
を送信順序どおりに取り込む手段と、前記ウィンドウ情
報から受信可能な送信順序情報の範囲を定めてその範囲
外の送信順序情報が付カロされた受信データを前記バッフ
ァから廃棄する手段と、前記バッファから最後に取り込
んだ受信データの送信順序情報を受信応答として送信側
通信局に通知する手段とを有することを特徴としてい
る。

【００２６】そして、前記通信局の回線アクセス制御部
は２種類以上の回線アクセス制御手段を有し、前記送信
側通信局の論理リンク制御部は各々の送信データ単位に
回線アクセス制御手段を選択する手段を有し、更に前記
送信側通信局の前記論理リンク制御部は、選択する回線
アクセス制御手段によって連続して送信する最大データ
数を変更してこれをウィンドウ情報として各々の送信デ
ータに付加する手段を有することを特徴としている。

【００２７】論理リンク制御部は、ウィンドウサイズに
よる送信規制を行うが、選択する回線アクセス制御手段
によって、データ単位にウィンドウサイズを可変とす
る。即ち、低いトラフィックに適した回線アクセス制御
手段を選択する場合は、小さなウィンドウサイズを使用
し、大量のデータ転送に適した回線アクセス制御手段を
選択する場合は、大きなウィンドウサイズを使用する。
これにより、トラフィックの変動に柔軟に対応しつつ伝
送効率の向上を実現することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施例の１つについ
て図面を参照して説明する。

【００２９】図１は本発明のデータ通信システムを採用
した衛星通信ネットワークの構成例を示す。この衛星通
信ネットワークは１つの中心局Ｃと、複数の周辺局Τ1
，Τ2 ，…とから構成され、これ等周辺局は衛星Ｓを
介するｌつのチャネルを時分割することにより、中心局
Ｃに対しアクセスを行う。中心局Ｃにはホスト端末を、
周辺局Τ1,Ｔ2 にはホスト端末と双方向にデータを交換
するデータ端末を接続することにより、スター型ネット
ワークを実現するものである。

【００３０】図２は中心局Ｃの構成図である。中心局Ｃ
は、送受信装置１と、変復調装置２と、ベースバンド処
理部３とから構成される。

【００３１】送受信装置１は、衛星Ｓとの送受信を行
い、高周波数帯と中間周波数帯の周波数変換を行う。

【００３２】変復調装置２は、送受信装置１からの受信
信号の復調・誤り訂正、および、送受信装置１への送信
信号の符号化・変調を行う。

【００３３】ベースバンド処理部３は回線アクセス制御
部４と論理リンク制御部５とから構成される。回線アク
セス制御部４の構成は次のとおりである。

【００３４】フレームタイミング信号生成部６は全周辺
局との同期をとるためのフレームタイミング信号を生成
する。同時に、フレームタイミング信号生成部６は中心
局Ｃで使用する受信フレームタイミングをも生成する。

【００３５】チャネル監視部７はフレームタイミング信
号生成部６から受ける受信フレームタイミングに基づい
て、受信スロットタイミングを決定し、ＣＲＣ（Cyclic
Redundancy Check ）方式を用いて、各タイムスロット
上で受信したパケットデータの伝送誤りを検出する。さ
らに、チャネル監視部７は、受信したパケットデータに
伝送誤りがない場合、そのタイムスロット上に送信され
たデータを正しく受信したと判断し、その他の場合はデ
ータ同士の衝突が発生したか、あるいはそのタイムスロ
ットでは１つもデータが送信されなかったものと判断す
る。

【００３６】そして、チャネル監視部７は正しく受信さ
れたデータの送信元周辺局アドレスを、受信応答生成部
８へ出力する。また、チャネル監視部７は受信したパケ
ットデータを論理リンク制御部５に引き渡す。さらに、
チャネル監視部７は正しく受信されたデータに周辺局か
らの予約要求が付加されていた場合、そのデータの送信
元周辺局アドレスと、要求されるスロット数とを、予約
管理部９へ出力する。

【００３７】受信応答生成部８はチャネル監視部７から
受ける送信元周辺局アドレスを利用して、受信応答信号
を作成し、これを多重部１１へ出力する。

【００３８】予約スロット管理部９はチャネル監視部７
から受ける送信元周辺局アドレスと要求スロット数とを
利用して、予約情報信号を作成し、これを多重部１１へ
出力する。

【００３９】Ｐ／Ｓ部１０は諭理リンク制御部５から受
け取った送信データをパラレル／シリアル変換し、さら
に伝送誤り検出のためのフレームチェックシーケンスを
付加して、多重部１１に出力する。

【００４０】多重部１１はフレームタイミング信号生成
部６の出力であるフレームタイミング信号、受信応答生
成部８の出力である受信応答信号、予約スロット管理部
９の出力である予約情報信号、およびＰ／Ｓ部１０から
の出力を時分割多重し、これを変復調装置２に出力す
る。

【００４１】論理リンク制御部５の構成は次のとおりで
ある。送信バッファ１２はホスト端末からデータを受け
てバッファリングし、これを回線アクセス制御部４へ出
力する。但し、回線アクセス制御部４への出力は、送信
制御部１３の制御によるものとする。

【００４２】送信制御部１３は、自局が送達確認無しに
連続して送出できるデータの最大数を規制するウィンド
ウサイズＷＳを決定し、このウィンドウサイズＷＳの許
容する数のデータだけを、送信バッファ１２から読出
し、回線アクセス制御部４へ出力する。また、受信制御
部１７から通知される、周辺局からの受信応答番号によ
って、自局が送信したデータの送達確認を行い、送達確
認されたデータについては、送信バッファ１２からこれ
を消去し、−定時間内に送達確認されなかったデータに
ついては再送信を行う。また、送信制御部１３は、送達
が確認されたデータに付与されていた送信順序番号ΝＳ
に１を加算した値を確認状態変数Ｖ（Ａ）として保持す
る。

【００４３】送信順序番号管理部１４は送信バッファ１
２上の未送信データに送信順序番号ＮＳを付与し、次に
送信すべきデータの送信順序番号を送信状態変数Ｖ
（Ｓ）として管理する。

【００４４】送信ウィンドウ管理部１５は送信制御部１
３の定めるウィンドウサイズＷＳに基づいて、送信順序
番号何番のデータまでが送信可能かを決定する。すなわ
ち、送信順序番号管理部１４が保持する送信状態変数Ｖ
（Ｓ）、および送信制御部１３の保持する確認状態変数
Ｖ（Ａ）を参照し、送信バッファ１２上の未送信デ一タ
の送信順序番号ＮＳが、以下の条件式（１）を満たす
時、その未送信データは送信可能であるとして、送信制
御部１３へ通知する。

【００４５】 Ｖ（Ｓ）≦ＮＳ＜Ｖ（Α）＋ＷＳ …（１） 受信バッファ１６は回線アクセス制御部４から受けとっ
たデータをバッファリングし、受信データに順序誤りが
あれば、順序が揃うまでデータをバッファリングして、
順序が揃ったデータからホスト端末へ出力する。ただ
し、受信データのバッファリングおよびホスト端末への
出力は、受信制御部１７および受信順序番号菅理部１８
の制御によるものとする。

【００４６】受信制御部１７は受信データを受信バッフ
ァ１６上に一時バッファリングし、受信データに付加さ
れた送信順序番号とウィンドウ情報を検出し、これを受
信順序番号管理部１８および受信ウィンドウ管理部１９
へ出力する。さらに、受信制御部１７は受信データに付
加された受信応答番号ＮＲを送信制御部１３へ出力す
る。

【００４７】受信順序番号管理部１８は送信順序番号ど
おりの順番で受信バッファ１６からデータを読出し、ホ
スト端末へ出力する機能を持つ。受信順序番号菅理部１
８は最後にホスト端末へ出力したデータの送信順序番号
にｌを加えたもの、すなわち、次にホスト端末へ出力す
べきデータの送信順序番号を、受信状態変数Ｖ（Ｒ）と
して管理する。

【００４８】受信順序番号菅理部１８は、受信バッファ
１６上のデータの送信順序番号が、受信状態変数Ｖ
（Ｒ）に等しい時にのみ、そのデータをホスト端末に出
力し、受信状態変数Ｖ（Ｒ）に１加算する。それ以外の
受信デ一タはそのまま受信バッファ１６上に保持する。

【００４９】送信順序番号どおりに到着しない受信デー
タを廃棄しない理由は、周辺局から中心局へのデータ転
送では、両局の回線アクセス制御部間でデータの再送制
御が行なわれるため、データの消失は発生せず、一定時
間ないに全てのデータが中心局へ到着するからである。

【００５０】受信ウィンドウ管理部１９は受信データに
付加される送信順序番号の有効範囲を決定する機能を有
する。受信ウィンドウ管理部１９は、各受信データのウ
ィンドウ情報ＷＳと、受信順序番号管理部１８が保持す
る受信状態変数Ｖ（Ｒ）とを用い、受信バッファ１６上
の受信データの送信順序番号ＮＳが、以下の条件式
（２）を満たす時のみ、そのデータを受信バッファ１６
上にバッファリングし、 Ｖ（Ｒ）≦ＮＳ＜Ｖ（Ｒ）十ＷＳ …（２） それ以外の場合は、送信側である周辺局論理リンク制御
部の送信規制制御を逸脱した、不正データであると見な
して、この受信データを受信バッファ１６から廃棄す
る。

【００５１】最後に、受信制御部１８は、受信順序番号
管理部１８が保持する受信状態変数Ｖ（Ｒ）の値を送信
制御部１３に通知する。

【００５２】送信制御部１３は［Ｖ（Ｒ）−１］に等し
い送信順序番号を持つデータを受信したものとして、
［Ｖ（Ｒ）−１］の値を受信応答番号ＮＲとして、送信
バッファ１２上の未送信データに付与する。もしも、送
信バッファ上に未送信データが無い場合は、送信制御部
１３が受信応答用の監視パケットを作成し、これに受信
応答番号ＮＲを付加する。

【００５３】但し、論理リンク制御部５は通信相手の周
辺局毎に別々に存在するものとし、ホスト端末から入力
したデータについては、宛先の周辺局アドレスによっ
て、処理を行う論理リンク制御部を選択し、回線アクセ
ス制御部４から入力したデータについては、送信元の周
辺局アドレスによって、諭理リンク制御部を選択するも
のとする。

【００５４】図３は周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，…の構成図であ
る。周辺局は送受信装置２０と、変復調装置２１と、ベ
ースバンド処理部２２とから構成される。

【００５５】送受信装置２０は衛星Ｓとの信号の送受信
を行い、高周波数帯と中間周波数帯の周波数変換を行な
う。

【００５６】変復調装置２１は、送受信装置２０が受信
した信号の復調・誤り訂正処理を行い、また送受信装置
２０へ出力する信号について、符号化、復調を誤り訂正
用冗長ビットを付加する。

【００５７】ベースバンド処理部２２は回線アクセス制
御部２３と論理リンク制御部２４とから構成される。回
線アクセス制御部２３の構成は次のとおりである。分離
部２５は変復調装置２１の出力を受けてその中から、中
心局Ｃが生成したフレームタイミング信号を検出して、
フレームタイミングをフレーム／スロットタイミング生
成部２６へ、受信応答信号を送達確認部３３へ、予約情
報信号を予約スロット管理部３４へ、その他のデータを
Ｓ／Ｐ部２７へそれぞれ出力する。

【００５８】フレーム／スロットタイミング生成部２６
は中心局Ｃから送信されてくるフレームタイミング信号
を基準として、自局と衛星との距離を考慮し、自局が送
信を行なう際に用いるフレームタイミングを決定する。
さらにこのフレームを所定の数に時分割してスロットタ
イミングを決定し、バッファ選択部３５へスロッ卜タイ
ミングを出力する。

【００５９】Ｓ／Ｐ部２７は分離部２５から受け取った
データについて誤り検出を行い、正常に受信されたデー
タについてシリアルパラレル変換を行ったのち、アドレ
ス照合部２８へ出力する。

【００６０】アドレス照合部２８は、受信データの宛先
周辺局アドレスを見て、自局宛のデータのみを論理リン
ク制御部２４へ引き渡し、それ以外のデータはこれを破
棄する。

【００６１】ＳＷ部２９は論理リンク制御部２４から送
信データを受け取り、論理リンク制御部２４が選択した
アクセス制御手段に従って送信データをバッファリング
する送信バッファを選択する。

【００６２】送信バッファは送信データを一時バッファ
リングして送信部３６へ出力する機能を持つ。この例で
は、回線アクセス制御手段として、スロットアロハ方式
と予約スロット方式を用いるため、送信バッファには、
スロットアロハ送信バッファ３０と予約送信バッファ３
１、さらに再送用の再送バッファ３２が存在するものと
する。

【００６３】スロットアロハ送信バッファ３０は、論理
リンク制御部２４が回線アクセス手段として、スロット
アロハを選択したデータをバッファリングし、予約送信
バッファ３１は、論理リンク制御部２４が回線アクセス
手段として、予約スロット方式を選択したデータをバッ
ファリングする。

【００６４】この時、スロットアロハ送信バッファ３０
および予約送信バッファ３１は、送信部３６へ出力した
データを、送達確認のために再送バッファ３２に一時保
留しておく。再送バッファ３２は、送達確認部３３から
の再送／バッファ解放指示信号を受け、解放を指示され
たデータはバッファ内から消去し、再送が指示されたデ
ータは内部の再送データ用専用バッファにバッファリン
グしなおす。

【００６５】送達確認部３３はバッファ選択部３５から
の出力を受けて、自局がどのタイムスロットで送信を試
みたかを記憶しており、これと、分離部２５から出力さ
れる受信応答信号とを比較し、自局がデータを送信した
スロットに対する応答が、肯定応答ＡＣＫ（ACKNOWLEDG
MENT）か否定応答ＮＡＫ（NOT ACKNOWLEDGMENT）である
かを識別する。

【００６６】即ち、受信応答信号が自局のアドレスを示
していれば肯定応答ＡＣＫ、オール０か他の周辺局のア
ドレスが示されていれば否定応答ＮＡＫと判断する。そ
して、送達確認部３３は、応答が否定応答ＮＡＫであっ
たデータについては再送を、応答が肯定応答ＡＣＫであ
ったデータについては解放を、それぞれ再送バッファ３
２に指示する。

【００６７】予約スロット菅理部３４は分離部２５から
出力される予約情報信号に基づいて、各タイムスロット
をスロットアロハ用スロット、自局に割り割当てられた
予約スロット、他の周辺局用の予約スロットに分類す
る。

【００６８】バッファ選択部３５はフレームスロットタ
イミング生成部２６からの出力を受け、各スロットタイ
ミング毎に、予約スロット管理部３４が保持するスロッ
ト種別を参照し、データを読み出す送信バッファを選択
する。すなわち、スロットアロハ用スロットであれば、
再送バッファ３２またはスロットアロハ送信バッファ３
０から、自局に割り当てられた予約スロットであれば、
予約送信バッファ３１からデータを読出し、送信部３６
へ出力する。

【００６９】タイムスロットが他の周辺局用の予約スロ
ットであれば、データの読出しは行わない。また、バッ
ファ選択部３５は各タイムスロットでデータ送信を行っ
たかどうかを、送達確認部３３へ通知する。

【００７０】送信部３６は各送信バッファから読出され
たデータを変復調装置２１へ出力する。この時、送信部
３６は変復調装置２１へ引き渡すデータに自局のアドレ
ス・伝送誤り検出のためのフレームチェックシーケンス
を付加する。

【００７１】論理リンク制御部２４の構成は次のとおり
である。パケット化部３７は端末から入力したデータを
タイムスロット上に送出可能なパケットに変換する。す
なわち、端末から入力したデータの長さが１つのタイム
スロットよりも長い場合、これを複数のパケットに分割
し、送信バッファ３８にバッファリングする。

【００７２】送信バッファ３８、送信制御部３９、送信
順序番号管理部４０、送信ウィンドウ管理部４１、受信
バッファ４２、受信制御部４３、受信順序番号管理部４
４、受信ウィンドウ管理部４５は、それぞれ図２の中心
局Ｃの構成における送信バッファ１２、送信制御部１
３、送信順序番号管理部１４、送信ウィンドウ管理部１
５，受信バッファ１６，受信制御部１７，受信順序番号
管理部１８，受信ウィンドウ管理部１９と同様の機能を
持つ。

【００７３】ただし、中心局Ｃ側との相違点としては以
下の２点がある。相違点のｌは、送信制御部３９はデー
タの再送を行わない。これは、周辺局から中心局へのデ
ータ転送については、回線アクセス制御部２３が再送制
御を行うためである。

【００７４】相違点の２は、受信ウィンドウ管理部４５
は、受信バッファ４２上にバッファリングされた受信デ
ータの送信順序番号ΝＳが、受信順序番号管理部４４が
保持する受信状態変数Ｖ（Ｒ）に等しく無いとき、その
データを受信バッファ上から消去する。

【００７５】図４の（Ａ）は中心局から周辺局Ｔ1 ，Ｔ
2 ，…へ向かう信号のフォーマットを示す。

【００７６】中心局Ｃは周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，…に向かっ
てユーザデータを送信するとともに、一定の時間長のフ
レームの区切りを示すフレームタイミング信号を放送モ
ードで送信する。このフレームタイミング信号は、周辺
局Ｔ1 ，Ｔ2 ，…が自局から送信を行なうときに用いる
タイミングの基準となり、このフレームタイミング信号
が送信される間隔は、周辺局の送信の際に、チャネルを
時分割するフレームの長さと等しい。

【００７７】中心局Ｃは、フレームタイミング信号に続
いて、周辺局が送信したデータに対する受信応答信号
と、周辺局から要求された予約スロットの割当を通知す
る予約情報信号とを、同じく放送モードで送信する。

【００７８】また、中心局Ｃから周辺局へ向かう信号の
うち、パケットデータはパケットの開始と終了を示すフ
ラグ（Ｆ）にはさまれる。パケットデー夕には、中心局
Ｃに接続されたホスト端末から、周辺局に接続されたユ
ーザデータ端末に向けて送るユーザデータを収容してい
る情報フレームと、中心局Ｃの論理リンク制御部５がリ
ンク制御用に送信する監視フレームとがある。

【００７９】情報フレームは宛先周辺局アドレス（ＡＤ
ＲＳ）と、送信順序番号（ＮＳ）・受信応答番号（Ｎ
Ｒ）・ウィンドウ情報（ＷＳ）と、中心局のホスト端末
から発生したデータ（ＤＡＴＡ）と、伝送誤りを検出す
るためのフレームチェンクシーケンス（ＦＣＳ）とから
なる。

【００８０】監視フレームは情報フレームの構成からデ
ー夕（ＤＡＴＡ）を除いた構成を持つ。但し、監視フレ
ームは送信順序番号ＮＳの代りに監視フレームであるこ
とを示す監視機能表示Ｓを持つ。

【００８１】なお、パケットデータのフォーマットのう
ち、ＡＤＲＳ部・ＮＳ部・ＮＲ部・ＷＳ部は、中心局Ｃ
の論理リンク制御部５が付加し、ＦＣＳ部・Ｆ部はＰＳ
部１０が付加するものである。

【００８２】また、中心局リンク制御部５が送信する監
視フレームはＲＲフレームと呼ばれる受信応答用フレー
ムのみとする。

【００８３】図４の（Ｂ）は周辺局から中心局Ｃへ向か
う信号のフォーマットを示す。周辺局から中心局Ｃへの
信号の送信においては、１つのチャネルをまず−定時間
長のフレームに分割し、このフレームをさらにいくつか
のタイムスロットに分割し、このタイムスロットを１つ
の送信単位とする。図４（Ｂ）の例では、１フレームを
６つのタイムスロットに分割している。

【００８４】周辺局から中心局Ｃに送信するパケットデ
ータには、周辺局に接続されるユーザデータ端末から、
中心局に接続されるホスト端末に向けて送信されるユー
ザデータを収容する情報フレームと、論理リンク制御部
２４がリンク制御用に送信する監視フレームとがある。

【００８５】このうち情報フレームは、搬送波・クロッ
ク再生のためのプリアンブル部等を含むヘッダ部（Ｏ
Η）、送信元の周辺局アドレスを示すフィールド（ＡＤ
ＲＳ）、後ろのＤＡＴＡ部の長さを示すフィールド（Ｐ
Ｌ）、予約を要求するスロット数を示すフィールド（Ｒ
ＥＱ）・送信順序番号（ＮＳ）・受信応答番号（ＮＲ）
・ウィンドウ情報（ＷＳ）、ユーザデータを収容するフ
ィールド（ＤＡＴＡ）、パケットの長さをタイムスロッ
トの長さにそろえるためのダミービット（ＤＵＭ）、伝
送誤りを検出するフレームチェックシーケンスフィール
ド（ＦＣＳ）、誤り訂正のための冗長ビット（ＦＥ
Ｃ）、前のスロットに送信されるパケットとの間隔を確
保するためのガードタイム（ＣΤ）とから構成される。

【００８６】一方、監視フレームの構成は情報フレーム
の構成からＤＡＴＡ部を除いたものである。但し、監視
フレームは送信順序番号ＮＳの代りに監視機能表示Ｓを
持つ。

【００８７】尚、パケットデータのフォーマットのう
ち、ＡＤＲＳ部・ＰＬ部・ＲＥＱ部・ＮＳ部・ＮＲ部・
ＷＳ部は、周辺局の論理リンク制御部２４が付加し、Ｄ
ＵΜ部・ＦＣＳ部は送信部３６が付加し、ＯΗ部・ＦＥ
Ｃ部・ＧＴは変復調装置２１が付加するものである。

【００８８】また、周辺局論理リンク制御部２４が送信
する監視フレームには、ＲＲフレームと呼ばれる受信応
答用フレームと、中心局論理リンク制御部５に対し、順
序誤りの検出と再送の要求を通知するＲＥＪフレームと
がある。

【００８９】図５に、周辺局から中心局へのデータ送信
において、回線アクセス制御部が用いる２つのアクセス
制御手段であるスロットアロハ方式と予約スロット方式
とを示す。ここでは、衛星回線をまずフレームに時分割
し、さらにこのフレームを６つのタイムスロットに時分
割している。

【００９０】中心局からの予約スロットの割り当ては、
割り当てられるスロットの含まれるフレームの、１つ前
のフレームの間に行われるものとする。また、周辺局が
予約要求を付加してデータを送信したフレームに対し
て、予約が割り当てられるフレームは、２フレーム後で
あるものとする。また、周辺局回線アクセス制御部から
送信したデータに対する中心局回線アクセス制御部から
の受信応答信号も、送信したフレームから２フレーム後
に通知されるものとする。

【００９１】データＡはスロットアロハによって送信さ
れたものであり、これはデータが発生した時点で、周辺
局からランダムにタイムスロットへのアクセスを行うも
のである。−方、データＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅは予約スロット
を用いて送信されたものであり、この場合も最初のデー
タΒはスロットアロハによって送信されるが、この時、
後続の３つのデータの分の予約要求を行う。これによっ
て、後続のデー夕Ｃ，Ｄ，Ｅは中心局から割り当てられ
た予約スロット上に送信される。

【００９２】図６は中心局から同報送信される受信応答
信号と予約情報信号のフォーマットを示すものである。
受信応答信号は、中心局Ｃが正しく受信したデータの送
信元周辺局アドレスを、使用されたスロットの順番に並
べたもので、何もデータが受信されなかったスロット、
または、データ同士の衝突や伝送誤り等によって、デー
タを正常に受信することができなかったスロットについ
ては、オール０を書き込む。

【００９３】−方、予約情報信号はスロットを割り当て
る周辺局のアドレスをスロットの順番に並べたもので、
どの周辺局にも割り当てられないスロット、すなわちス
ロットアロハ用スロットについては、オール１を書き込
む。但し、オール０やオール１に相当するアドレスを持
つ周辺局は存在しないものとする。また、受信応答信号
および予約情報信号はｌフレームを単位として送信され
る。

【００９４】図７（Ａ）は中心局Ｃの諭理リンク制御部
５の詳細である。送信バッファ１２に存在する３つのデ
ータＰ0 ，Ｐ1 ，Ｐ2 は、すでに回線アクセス制御部４
へ出力され、送達確認を待っているものとする。また、
中心局から周辺局へのデータ転送における回線アクセス
制御手段は１つであるから、ウィンドウサイズＷＳは３
固定とする。送信制御部13が保持する確認状態変数Ｖ
（Ａ）は０、送信順序番号管理部１４が保持する送信状
態変数Ｖ（Ｓ）は３であるから、 Ｖ（Ｓ）＝Ｖ（Ａ）−ＷＳ …（３） となる。

【００９５】この（３）式より、中心局Ｃの論理リンク
制御部は、周辺局からの受信応答があるまで、ウィンド
ウサイズによる制限のためデータを送信できない。

【００９６】一方、受信バッファ１６上には、送信順序
番号ＮＳ＝０及びＮＳ＝２の２つのデータＰ0 ´，Ｐ1
´がバッファリングされている。このうち、データＰ0
´はホスト端末へ出力され、受信順序番号菅理部１８の
受信状態変数Ｖ（Ｒ）は１に更新される。次のデータＰ
1 ´はＮＳ＝１のデータよりも先に到着しているため、
順序誤りとしてホスト端末には出力されない。但し、デ
ータＰ1 ´のウィンドウ情報ＷＳは３であり、前出
（２）式の条件を満たしていることから、このデータは
そのまま受信バッファ１６上に保持される。

【００９７】ここへ、送信順序番号ＮＳ＝１のデータΡ
2 ´が到着すると、受信順序番号管理部１８は、最初に
データＰ2 ´、続いてデータＰ1 ´を受信バッファから
読出してホスト端末へ出力する。この結果、受信順序番
号管理部１８の保持する受信状態変数Ｖ（Ｒ）は３に更
新される。

【００９８】図７（Ｂ）は周辺局Τの論理リンク制御部
２４の詳細である。送信バッファ３８に存在する３つの
データＰ0 ，Ｐ1 ，Ｐ2 はすでに回線アクセス制御部２
３へ出力され、送達確認を待っているものとする。ま
た、この３つのデータの回線アクセス制御手段として、
スロットアロハ方式が選択されたものとして、ウィンド
ウサイズＷＳは所定の最小値（この例では３）が設定さ
れる。

【００９９】送信制御部３９が保持する確認状態変数Ｖ
（Ａ）は０、送信順序番号管理部４０が保持する送信状
態変数Ｖ（Ｓ）は３であるから、前出（３）式と同じ条
件により、周辺局Ｔの論理リンク制御部は、中心局から
の受信応答があるまで、ウィンドウサイズによる制限の
ためデータを送信できない。

【０１００】一方の受信バッファ４２上には、送信順序
番号ＮＳ＝０，１，２の３つのデー夕Ｐ0 ´，Ｐ1 ´，
Ρ2 ´がバッファリングされている。３つのデータは順
序番号どおりに到着していることから、受信順序番号管
理部１８は直ちに３つのデータを受信バッファから読出
して端末へ出力する。これにより、受信順序番号管理部
１８の受信状態変数Ｖ（Ｒ）は３に更新される。

【０１０１】図８（Ａ）は中心局Ｃの論理リンク制御部
５の第２の詳紬説明である。送信バッファ１２のデータ
Ｐ３はすでに回線アクセス制御部４へ出力され、送達確
認を侍っているものとする。送信制御部１３が保持する
確認状態変数Ｖ（Ａ）は３、送信順序番号菅理部１４が
保持する送信状態変数Ｖ（Ｓ）は４であるから、 ［Ｖ（Ａ）＋ＷＳ］−Ｖ（Ｓ）＝２ …（４） である。この（４）式により中心局Ｃの論理リンク制御
部は、あと２つのデータを周辺局らの受信応答を待たず
に送信することができる。

【０１０２】一方の、受信バッファ１６上には、送信順
序番号ＮＳ＝３，４，５，６の４つのデータＰ3 ，Ρ4
，Ρ5 ，Ｐ6 がバッファリングされている。受信順序
番号菅理部１８の受信状態変数Ｖ（Ｒ）は３であるが、
データＰ3 ´，Ｐ4 ´，Ｐ5 ´，Ｐ6 ´に付加されたウ
ィンドウ情報ＷＳは全て４であることから、前出（２）
式の条件を満たし、さらに順序番号どおりに到看してい
る。このため、受信順序番号菅理部１８は４つのデータ
Ｐ3 ´，Ｐ4 ´，Ｐ5 ´，Ｐ6 ´を受信バッファから読
出してホスト端末へ出力する。この結果、受信順序番号
管理部１８の保持する受信状態変数Ｖ（Ｒ）は７に更新
される。

【０１０３】図８（Ｂ）は周辺局Ｔの論理リンク制御部
２４の第２の詳細説明図である。送信バッファ３８に存
在する４つのデータＰ3 ，Ｐ4 ，Ｐ5 ，Ｐ6 はすでに回
線アクセス制御部２３へ出力され、送達確認を待ってい
るものとする。また、この４つのデータの回線アクセス
制御手段として、スロット予約方式が選択されたものと
する。

【０１０４】このため、ウィンドウサイズＷＳは４に拡
張されている。送信制御部３９が保持する確認状態変数
Ｖ（Ａ）は３、送信順序番号管理部４０が保持する送信
状態変数Ｖ（Ｓ）は７であるから、前出（３）式と同じ
条件により、周辺局Ｔの論理リンク制御部はウィンドウ
サイズいっぱいのデータを送信し終わったところであ
る。

【０１０５】図９は本発明の方式における周辺局Ｔから
中心局Ｃへのデータ転送の１例である。周辺局に発生し
たデータＡ，Ｂはスロットアロハ方式で送信される。こ
こで、６つのデータＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ．Ｈが周辺局に
発生し、これを予約スロットを用いて送信するものとす
る。ウィンドウサイズが３のままでは、中心局Ｃの論理
リンク制御部５からの受信応答を侍たずに、周辺局Τの
論理リンク制御部２４から送信できるのは、データＣ１
つである。しかし、本方式では下記の式（５）によっ
て、拡張ウィンドウサイズを決定する。

【０１０６】 ＷＳ＝送信済みウィンドウ数（＝２）十送信待ちデータ数（＝６）…（５） この結果、ウィンドウサイズＷＳは８となり、周辺局論
理リンク制御部２４の確認状態変数Ｖ（Ａ）＝０、送信
状態変数Ｖ（Ｓ）＝２に対して、式（６），（７）のよ
うになるから、 Ｖ（Ａ）＋ＷＳ＝８ …（６） ［Ｖ（Ａ）＋ＷＳ］−Ｖ（Ｓ）＝６ …（７） 周辺局論理リンク制御部２４は６つのデータＣ〜Η全て
を送信することができる。

【０１０７】この時、論理リンク制御部２４はＷＳ＝８
をデータＣ〜Ηに付加し、さらに先頭データのＣに予約
要求数５とする。

【０１０８】中心局Ｃから予約スロット５が割り当てら
れた時、データＤ〜Ηは周辺局の回線アクセス制御部２
３にバッファリングされているため、全て予約スロット
上に送信されることができる。

【０１０９】

【発明の効果】本発明によれば、スロットアロハ方式の
ように、衝突が発生しうる回線アクセス制御手段を用い
る場合は、ウィンドウサイズを小さくすることにより、
システムの安定化を実現し、−方、予約スロット方式の
ように、衝突が発生せず大量のデータ転送に適した回線
アクセス制御手段を用いる場合は、ウィンドウサイズを
拡張することにより、伝送効率を向上することができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のー実施例である衛星通信ネットワーク
を示す図である。

【図２】中心局Ｃの構成を示すブロック図である。

【図３】周辺局の構成を示すブロック図である。

【図４】（Ａ）は中心局Ｃより周辺局へ向けての信号フ
ォーマットを示す図、（Ｂ）は周辺局より中心局Ｃへ向
けての信号フォーマットを示す図である。

【図５】図５は周辺局から中心局Ｃへのデータ送信にお
ける回線アクセス制御の例を示す図である。

【図６】中心局Ｃの回線アクセス制御部から同報送信さ
れる受信応答信号と予約情報信号とのフォーマット図で
ある。

【図７】（Ａ）は中心局Ｃの論理リンク制御部５の動作
の詳細図、（Ｂ）は周辺局の論理リンク制御部２４の動
作の詳紬を示す図である。

【図８】（Ａ）は中心局Ｃの論理リンク制御部５の動作
の詳細の第２の例を示す図、（Ｂ）は周辺局の論理リン
ク制御部２４の動作の詳細の第２の例を示す図である。

【図９】本発明における周辺局より中心局Ｃへのデータ
送信の例を示す図である。

【図１０】従来技術における論理リンク制御のー例を示
す図である。

【符号の説明】

Ｓ 衛星 Ｃ 中心局 Ｔ1 〜Ｔ3 周辺局 １，２０ 送受信装置 ２，２１ 変復調装置 ３，２２ ベースバンド処理部 ４，２３ 回線アクセス制御部 ５，２４ 論理リンク制御部 ６ フレームタイミング信号生成部 ７ チャネル監視部 ８ 受信応答生成部 ９ 予約スロット管理部 １０ Ｐ／Ｓ部 １１ 多重部 １２，３８ 送信バッファ １３，３９ 送信制御部 １４，４０ 送信順序番号管理部 １５，４１ 送信ウィンドウ管理部 １６，４２ 受信バッファ １７，４３ 受信制御部 １８，４４ 受信順序番号管理部 １９，４５ 受信ウィンドウ管理部 ２５ 分離部 ２６ フレーム／スロットタイミング生成部 ２７ Ｓ／Ｐ部 ２８ アドレス照合部 ２９ ＳＷ ３０ スロットアロハ送信バッファ ３１ 予約送信バッファ ３２ 再送バッファ ３３ 送達確認部 ３４ 予約スロット管理部 ３５ バッファ選択部 ３６ 送信部

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つの通信回線を複数の通信局が共有使
   用するデータ通信システムにおける通信局のデータ送信
   装置であって、複数の送信データを連続して送信する手
   段と、これ等各送信データに対して送信順序を示す送信
   順序情報を付加する手段と、連続して送信する最大デー
   タ数を示すウィンドウ情報をこれ等送信データに付加す
   る手段とを含むことを特徴とするデータ送信装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のデータ送信装置からの送
   信データを受信する通信局のデータ受信装置であって、
   受信データを一時格納するバッファ手段と、前記送信順
   序情報を検出して前記バッファ手段に格納された受信デ
   ータをその送信順序に従って取り出す手段と、前記ウィ
   ンドウ情報を検出して受信可能な送信順序情報の範囲を
   決定し、この範囲外の受信データを廃棄する手段と、前
   記バッファ手段から最後に取り込んだ受信データの送信
   順序情報を前記データ送信装置へ受信応答として通知す
   る手段とを含むことを特徴とするデータ受信装置。
3. 【請求項３】 １つの通信回線を複数の通信局が共有使
   用するデータ通信システムであって、 前記通信局のデータ送信装置が、複数の送信データを連
   続して送信する手段と、これ等各送信データに対して送
   信順序を示す送信順序情報を付加する手段と、連続して
   送信する最大データ数を示すウィンドウ情報をこれ等送
   信データに付加する手段とを有し、 前記通信局のデータ受信装置が、 前記データ送信装置からの送信データを受信して当該受
   信データを一時格納するバッファ手段と、前記送信順序
   情報を検出して前記バッファ手段に格納された受信デー
   タをその送信順序に従って取り出す手段と、前記ウィン
   ドウ情報を検出して受信可能な送信順序情報の範囲を決
   定し、この範囲外の受信データを廃棄する手段と、前記
   バッファ手段から最後に取り込んだ受信データの送信順
   序情報を前記データ送信装置へ受信応答として通知する
   手段とを有することを特徴とするデータ通信システム。
4. 【請求項４】 １つの通信回線を、複数の通信局が共有
   して使用する通信形態で、各通信局の機能が、共有する
   通信回線へのアクセスを制御する回線アクセス制御部
   と、相互に通信を行う２通信局問の送達確認および誤り
   回復制御を行う論理リンク制御部とから構成されるデー
   タ通信システムであって、 送信側通信局の論理リンク制御部は、受信側通信局から
   の受信応答を待たずに２つ以上のデータを連続して送信
   する手段を有し、送信側通信局の前記論理リンク制御部
   は、各々の送信データに送信順序を示す送信順序情報を
   付加する手段と、連続して送信する最大データ数を示す
   ウィンドウ情報を各々の送信デ一タに付加する手段とを
   有し、 受信側通信局の前記論理リンク制御部は、受信データを
   ー時的に格納するバッファと、受信データに付加された
   送信順序情報およびウィンドウ情報を検出する手段と、
   前記バッファに格納された受信データを送信順序どおり
   に取り込む手段と、前記ウィンドウ情報から受信可能な
   送信順序情報の範囲を定めてその範囲外の送信順序情報
   が付加された受信データを前記バッファから廃棄する手
   段と、前記バッファから最後に取り込んだ受信データの
   送信順序情報を受信応答として送信側通信局に通知する
   手段とを有することを特徴とするデータ通信システム。
5. 【請求項５】 前記通信局の回線アクセス制御部は２種
   類以上の回線アクセス制御手段を有し、前記送信側通信
   局の論理リンク制御部は各々の送信データ単位に回線ア
   クセス制御手段を選択する手段を有し、更に前記送信側
   通信局の前記論理リンク制御部は、選択する回線アクセ
   ス制御手段によって連続して送信する最大データ数を変
   更してこれをウィンドウ情報として各々の送信データに
   付加する手段を有することを特徴とする請求項４記載の
   データ通信システム。