JP3008853B2

JP3008853B2 - 同報通信システム

Info

Publication number: JP3008853B2
Application number: JP8169486A
Authority: JP
Inventors: 飯田　　登
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 2000-02-14
Anticipated expiration: 2016-06-28
Also published as: JPH1023014A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】親局から複数の子局に対し、
同報データを無線回線又は衛星回線を用いて送信する同
報通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来例１．親局から複数の子局へ情報伝送を行う同報通
信システムにおいて、データの再送要求をするために複
数の子局群に対して共通の１回線を設定する方式が特開
昭６３−４２２４４号公報に開示されている。以下に、
特開昭６３−４２２４４号公報の文章と図面の一部を記
載する。

【０００３】以下、従来例を図面に従って説明する。図
１６は、従来例１の衛星を利用した同報通信システムの
構成図である。このシステムは、１つの送信局１２１及
び複数の受信局１２２ａ，１２２ｂ，・・・，１２２ｎ
から構成される。送信局１２１から複数の受信局１２２
ａ，１２２ｂ，・・・，１２２ｎへ同報されるべき情報
信号は、ｆ₁なる周波数を持つ信号として通信衛星１２
３へ向けて送出される。この信号は、通信衛星１２３に
おいて周波数変換され、ｆ₁’なる周波数を持つ信号と
して地上へ向けて送り返される。この信号は、通信衛星
１２３のアンテナ・ビーム内にある複数の受信局１２２
ａ，１２２ｂ，・・・，１２２ｎによってそれぞれ受信
される。各受信局は、受信した情報信号の誤りを検出し
た場合に、送信局に対する再送要求信号をｆ₂なる周波
数を持つ信号として送出する。この信号は、通信衛星１
２３によりｆ₂’なる周波数を持つ信号として地上に送
り返され、送信局１２１によって受信されるようになっ
ている。ここで、通信衛星１２３は、周波数ｆ₁を
ｆ₁’にｆ₂をｆ₂’にそれぞれ変換するだけであり、
ｆ₁，ｆ₁’は、送信局から受信局への順方向伝送路を
構成し、ｆ₂，ｆ₂’は、受信局から送信局への逆方向
伝送路を構成していることが分かる。

【０００４】図１７は、従来例１における送受信局の構
成図であり、図１７（Ａ）は、送信局１２１の構成を示
す図、図１７（Ｂ）は、受信局１２２の構成を示す図で
ある。送信局１２１の端末装置１１０から出力される同
報すべき情報信号は、バッファ・メモリ１２０に蓄積さ
れるとともに、符号器１３０に入力され、受信局１２２
において誤り検出が可能な符号化される。符号化された
情報信号は、バースト送受信回路１４０に入力され、同
期制御回路１５０からの同期制御信号により、バースト
信号として変復調回路１６０に入力され変調される。変
調された信号は、周波数変換回路１７０で送信周波数ｆ
₁なる信号に変換され、アンテナ１８０から通信衛星１
２３に向けて送信される。一方、受信局１２２ａ，１２
２ｂ，・・・，１２２ｎからのｆ₂’なる周波数の再送
要求信号は、アンテナ１８０、周波数変換回路１７０、
変復調回路１６０、バースト送受信回路１４０により受
信され、再送要求信号有無検出回路１９０に入力され、
再送要求信号の有無を検出する。再送要求信号の存在検
出信号は、バッファ・メモリ１２０に入力され、対応す
る情報信号の再送が行われる。受信局１２２において
は、送信局１２１からのｆ₁’なる周波数の情報信号を
アンテナ３１０、周波数変換回路３２０、変復調回路３
３０、バースト送受信回路３４０により受信される。バ
ースト送受信回路３４０からは、送信局からの受信信号
の同期情報が出力され、同期制御回路３５０に入力され
る。また、バースト送受信回路３４０からは、符号化さ
れた情報信号も出力され、誤り検出回路３６０に入力さ
れ、ここで復号されてバッファ・メモリ３７０に蓄積さ
れ、情報信号を再構成して、端末装置３８０に出力され
る。また、誤り検出情報は、再送要求信号生成回路３９
０に入力され、ここで生成された再送要求信号は、バー
スト送受信回路３４０に入力される。再送要求信号は、
同期制御回路３５０の同期制御信号によって変復調回路
３３０に入力され、変調された後、周波数変換回路３２
０によりｆ₂なる周波数の信号に変換され、アンテナ３
１０により通信衛星に向けて送出される。

【０００５】図１８は、前記順方向伝送路上のデータ・
バーストと前記逆方向伝送路上の再送要求信号送出用の
スロットの関係を示した図である。順方向伝送路上のデ
ータ・バースト１，２，３，・・・，ｎに対応する再要
求信号は、それぞれスロット１，２，・・・，ｎに送出
されるよう前記受信局１２２の同期制御回路３５０によ
り同期がとられている。このことにより、送信局におい
て、例えば、スロット１に再送要求信号の存在が検出さ
れるだけで、それがデータ・バースト１の再送を要求す
るものであることが分かることになり、また、複数の受
信局１２２からほぼ同時に再送要求信号が送出され、衝
突を生じても、少なくとも１つ以上の局から再送要求が
あったことを知ることが可能となる。この再送要求に応
じて送信局は、受信局に対して再送を行うことになる。
ここで、再送要求信号の形態は、例えば、変（復）調さ
れる情報信号に対して、無変調信号とすればよい。ま
た、情報信号が周波数ｆ₁，ｆ₁’，ｆ₂として送受信
されているなら、これら以外の周波数、特にランダムな
周波数を割り当ててもよい。更に無変調信号は、その時
間量をランダムに設定してもよい。これは、同一の再送
要求信号送出用のスロットに対して、複数の受信局１２
２からほぼ同時に再送要求信号が送出された、即ち、衝
突が生じたとしても送信局１２１側で少なくとも１種類
の再送要求信号の検出がより容易となるからである。再
送要求信号を周波数変調信号とした場合、ランダム信号
で変調することが好ましく、上述のようにその時間長
は、ランダムであることが好ましい。再送要求信号を位
相変調信号とした場合にもランダム信号で変調をし、更
に、その時間長をランダムに設定することが好ましい。
再送要求信号を振幅変調信号とした場合にもランダム信
号で変調をし、更に、その時間長をランダムに設定する
ことが好ましい。ランダムに設定することは、各受信局
１２２毎に再送要求信号の送出毎になされてもよい。ま
た、各受信局１２２毎にランダムに一旦設定し、以後同
一量をもって再送要求信号を送出してもよい。また、再
送要求信号のフォーマットは、該再送要求信号を送出す
る受信局１２２を示す情報、例えば、アドレスを含まな
くとも、このシステムでの再送要求は満たすことができ
る。以上のように、複数の受信局によって再送要求信号
送出用のスロットを共有することが可能となり、逆方向
伝送路の容量を飛躍的に減少させ、通信路の利用効率を
大幅に向上させることが可能となる。

【０００６】従来例２．また、特開平１−１０９９３７
号公報において、１対１通信で送信局がデータを送信し
た場合、その折り返し信号を該送信局も受信し、他局の
送信したデータと衝突した場合、該送信局が受信する折
り返し信号は受信誤りが生じ、これにより送信局は、送
信が失敗したと認識するデータ送出装置が開示されてい
る。以下、特開平１−１０９９３７号公報の文章と図面
の一部を記載する。

【０００７】以下、従来例のデータ送出装置について、
図面を参照しながら説明する。衛星を用いたデータパケ
ット通信の概念図は、図１９で示される。図２０は、従
来例２におけるデータ送出装置の構成を示すブロック図
である。同図において、２１１は入力端子であり送信デ
ータが入力する。２１２は入力した送信データをパケッ
ト化するパケット部、２１３はデータパケットを記憶す
るメモリ部、２１４はメモリ部２１３に記憶されたデー
タを電波に乗せて送出するデータ送出部、２１５はデー
タパケット送出手段である。２１６は入力端子であり衛
星１０１からの電波が入力する。２１７は基準信号検出
部であり衛星１０１からの電波に含まれる基準信号を検
出する。基準信号は、例えば、あらかじめ決められた地
球局の１つが衛星１０１を介して他の全ての地球局に基
準信号を送出するように構成されている。２１８は基準
信号検出部２１７で検出された基準信号を基に、タイム
スロットの頭を判別するタイムスロット判別部、２２０
は受信した衛星１０１からのデータに誤りがあるかどう
かにより自分の送出したデータと他人の出したデータと
が衝突したかどうかを検出する衝突検出手段である。２
１９はゲート回路部、２２１は衝突の回数を数えるカウ
ンタ、２２２は時間領域を判別する時間領域判別部、２
２３は演算処理部であり、２２４はデータ送出領域制御
手段である。

【０００８】図２１は、図２０のデータ送出装置の動作
によるデータ送出方法の概念図である。図２１におい
て、１０２，１０３，１０４は地球局、２００は図１９
の衛星１０１が受信する電波の様子を時間軸上に表した
ものであり、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・はタイムスロッ
トである。２０１，２０２，２０３はそれぞれ地球局１
０２，１０３，１０４から送出される電波、２０４，２
０５は地球局１０３，１０４から再送出される電波を示
している。タイムスロットＴ１からＴ１０をフレームと
し、フレームをタイムスロットＴ１からＴ５までのＡ領
域とタイムスロットＴ６からＴ１０までのＢ領域に分け
ている。

【０００９】図２２は、データ送出装置の動作を説明す
るフローチャートである。図２０，図２１，図２２を参
照しながら、データ送出装置について説明する。各地球
局は、図２２に示す方法によってデータ送出を行う。即
ち、初期設定を行いメモリ２１３及びカウンタ２２１の
値（以後、Ｍ値と呼ぶ）をクリアする（図２２−３
２）。パケット部２１２において、送信データが発生す
るかどうかを監視し（図２２−３３）、送信データが発
生すれば、前記送信データに宛先等の付加情報を付けパ
ケット化する（図２２−３４）。上記パケット化した送
信データをメモリ２１３に格納する（図２２−３５）。
タイムスロット判別部２１８で、図２１における２０の
タイムスロットの頭かどうかを判別する（図２２−３
６）。タイムスロットの頭であれば、次にカウンタ２２
１のＭ値を判別する（図２２−３７）。時間領域判別部
２２２でＡ領域かＢ領域かを判別し、演算処理部２２３
でＭ値が０の時には、Ａ領域にデータが出力する。（図
２２−３８）のように、ゲート回路部２１９を制御し、
Ｍ値が１以上であれば、Ｂ領域にデータを出力する。
（図２２−３９）のように、ゲート回路部２１９を制御
する。その後、メモリ２１３に格納されている送信デー
タがゲート回路部からの信号のタイミングで送出される
（図２２−４０）。ここで、上記メモリ２１３に格納さ
れている送信データのパケット長は、上記タイムスロッ
ト長よりも短い。そして、上記タイムスロットの頭から
上記データが送出される。初めて送出されるデータ（以
後、初送データと呼ぶ）は、Ａ領域で送信される。図２
１の例では、地球局１０２からの送信電波は、タイムス
ロットＴ１に、地球局１０３及び１０４からの送信電波
は、タイムスロットＴ４に送出されている。従って、タ
イムスロットＴ１の情報は、図１９に示すごとく衛星１
０１で周波数変換され、他の地球局に届く。一方、タイ
ムスロットＴ４では、地球局１０３，１０４の電波が衝
突している。従って、衛星１０１で周波数変換されて各
地球局に折り返されたタイムスロットＴ４の情報は、デ
ータに間違いを起こしたエラー信号となって各地球局に
届き、衝突検出手段２２０でエラー検出される。地球局
１０３及び１０４では、タイムスロットＴ４の位置にエ
ラーがあることにより自分の出した電波が衝突を起こし
たと認識することができる（図２２−４１）。衝突を起
こしたと認識した地球局はカウンタ２２１において、Ｍ
値を１つインクリメントする（図２２−４２）。演算処
理部２２３で乱数を発生させ、前記乱数値で決まる時間
経過後（図２２−４３）、ゲート回路部２１９を制御
し、再び図２１における２０のタイムスロットめがけて
上記メモリ２１３に格納されている送信データを電波に
乗せて送出することになる。この時、Ｍ値は、１以上と
なっているため、再送のためのデータ（以後、再送デー
タと呼ぶ）は、Ｂ領域のタイムスロットめがけて送出さ
れる。図２１の場合で言えば、地球局１０３からの電波
２０４は、タイムスロットＴ７に、地球局１０４からの
電波２０５は、タイムスロットＴ９に送出される。以上
の手順により各地球局からの情報は、宛先地球局に向け
て送出される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来例１において特開
昭６３−４２２４４号公報に開示された同報通信システ
ムでは、複数子局に対し共通の１回線を設定し再送要求
を処理している。しかし、衛星通信システムでは降雨減
衰などの気象条件により再送要求を受信できない場合が
あるが、これについて考慮していない。従って、従来例
１は受信データが欠損する場合があり、システムとして
完結しないという課題があった。また、従来例１におい
て、たまたま複数子局からの再送要求が衝突した場合で
も、少なくとも１つ以上の局から再送要求があったこと
を知ることが可能となるとしている。しかし、衝突した
データの受信レベルが一定以上で受信誤りと判断するこ
とをもって再送するが、ノイズとの区別が明確ではない
という課題があった。また、従来例２において、特開平
１−１０９９３７号公報に開示されたデータ送出装置で
は、送信局も自局の送信データを受信し衝突による受信
誤りにより、送信失敗を認識する。しかし、同報通信方
式ではなく、対象としているシステムが異なり、回線効
率の向上は不可能であった。

【００１１】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、再送に失敗した場合の再再送要
求を送信する手段を備え送信データの欠損を防ぎ、回線
を効果的に利用する同報通信システムを提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る同報通信
システムは、親局から複数の子局に対し同報データを送
信する同報通信システムにおいて、上記親局が上記複数
の子局にデータを送信するためのデータ回線を１回線
と、上記親局が送信したデータが上記複数の子局に到達
したことを確認するための送達確認コマンドを送信しそ
の折り返し信号を受信し、上記複数の子局が送信された
データを再び送信することを親局に要求する再送要求コ
マンドを送信するための制御回線を１回線とを備え、上
記データ回線と上記制御回線とをスロットにより時分割
して、上記スロットを上記親局と上記複数の子局との間
で同期させ、上記親局が上記送達確認コマンドを送信す
るスロットの位置と、上記子局が上記再送要求コマンド
を送信するスロットの位置とを上記制御回線上で一致さ
せ、上記親局は上記送達確認コマンドと上記再送要求コ
マンドが衝突する事による上記送達確認コマンドの折り
返し信号の受信誤りにより再送要求を検出することを特
徴とする。

【００１３】上記親局は、送信すべきデータを決定する
データ送信処理手段と、上記データ送信処理手段が送信
したデータが上記複数の子局に到達したことを確認する
ための送達確認コマンドを送信する送達確認処理手段
と、上記送達確認処理手段により送信した上記送達確認
コマンドの折り返し信号の受信誤りを上記子局からの再
送要求とみなす再送検出手段とを備え、上記子局は、上
記親局から送出されたデータの受信処理を行うデータ受
信処理手段を備え、受信されたデータの受信誤りを検出
するデータ誤り検出手段と、上記データ誤り検出手段に
より受信誤りが検出されたデータを再び送信する旨親局
に要求する再送要求コマンドを送信する再送要求送信手
段とを備えることを特徴とする。

【００１４】上記データ回線は、一定間隔のスロットに
同期を取るための基準バースト信号を割り当て、上記子
局は、更に、再送要求を出したデータを受信していない
と判定し、再び該当データの再再送要求を上記制御回線
の基準バースト信号に対応する位置のスロットを用いて
送信する再再送要求送信手段を備え、上記親局は、更
に、子局から送信された再再送要求を検出する再再送検
出手段とを備えることを特徴とする。

【００１５】上記データ回線と上記制御回線は無線回線
であることを特徴とする。

【００１６】上記同報通信システムは、更に、通信衛星
を備え、上記データ回線と上記制御回線は衛星回線であ
ることを特徴とする。

【００１７】上記再再送要求送信手段は、スロット付ア
ロハ方式を用いることを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、この実施の形態における同報通
信システムのネットワーク構成図である。１は通信衛星
である。ネットワーク構成は、親局１１から多数の子局
へ同報する１対Ｎのネットワーク構成とする。衛星回線
は、高速データ回線と低速制御回線の２回線を時分割し
て使用する。同報するデータは、高速データ回線を用い
親局１１が送信し、子局１ａ、子局１ｂ，・・・，子局
１ｎが受信する。同報データを識別するために、同報デ
ータには、ユニークな値を持つシーケンス番号が付与さ
れる。親局１１が高速データ回線を用いて一定間隔で送
信する基準バーストにより、高速データ回線と低速制御
回線の時分割したスロットを親局と全ての子局の間で同
期させる。親局１１は、同報データを送信した後、該同
報データに対する送達確認コマンドを通信衛星１に向け
て送信し、その折り返し信号を受信する。子局１ａから
１ｎのいずれかの子局で、同報データの受信に失敗した
場合、再送要求コマンドを通信衛星１に向けて低速制御
回線で送信する。親局１１が送達確認コマンドを送信す
るスロット位置と、子局１ａから１ｎの少なくとも１つ
が再送要求コマンドを送信するスロット位置を低速制御
回線上で一致させる。これにより、送達確認コマンドと
再送要求コマンドは、低速制御回線上で衝突し、親局の
受信する送達確認コマンドの折り返し信号は、受信誤り
となる。この受信誤りにより親局は再送要求有りとみな
し、該送達確認コマンドに対応する同報データを再び全
ての子局に対し送信する。また、全ての子局で同報デー
タが正常受信された場合は、子局は再送要求コマンドを
送信しないため、親局の出した送達確認コマンドの折り
返し信号は、親局で正常受信される。送達確認コマンド
の折り返し信号の正常受信をもって、親局１１は、その
同報データの送信が成功したとみなす。

【００１９】図２は、この実施の形態における同報通信
システムの親局のシステム構成図である。通信処理部２
は、データ送信処理手段２１、送達確認処理手段２２、
再送検出手段２３、再再送検出手段２４、再送待ちデー
タ領域２５、再再送待ちデータ領域２６、待ちデータ領
域２７からなる。データ送信処理手段２１は、基準バー
スト信号、再送待ちデータ、再再送待ちデータ、新たな
同報データの中から、どれを送信するかを決定し同報す
る。送達確認処理手段２２は、データ送信処理手段２１
が送信したデータに対応する送達確認コマンドを低速制
御回線で送信する。基準バースト信号に対しては、送達
確認コマンドは送信しない。再送検出手段２３は、送達
確認処理手段２２により送信した送達確認コマンドの折
り返し信号の受信誤りにより、子局からの再送要求有り
とみなす。再再送検出手段２４は、子局から低速制御回
線に送信された再再送要求を受信し、再再送要求を検出
する。再送待ちデータ領域２５は、再送検出手段２３に
より再送要求有りとされた同報データをキューイングす
る領域である。再再送待ちデータ領域２６は、再再送検
出手段２４により検出された再再送要求で指定された同
報データをキューイングする領域である。待ちデータ領
域２７は、同報データをキューイングする領域である。
４は送信系インタフェース部、５は受信系インタフェー
ス部、６は同期制御部である。７は送受信部、８は地球
局、９はアンテナである。送信系インタフェース部４と
受信系インタフェース部５は、通信処理部２と送受信部
７との間の送受信データの送受を行う。同期制御部６
は、送信するバーストデータをスロットに同期させる。
送受信部７は、符号器７１、変調器７２、基準周波数発
生器７３、復調器７４、復号器７５からなる。送信部７
に入力された送信データは、符号器７１で符号化され、
プリアンブルを付加された後、変調器７２により位相変
調と、周波数変換され、地球局８に出力される。地球局
８のアンテナ９から、通信衛星１に向けて送信される。
一方、通信衛星１からの信号は、地球局８のアンテナ９
で受信される。受信された信号は、送受信部７の復調器
７４に入力され、復調された後、復号器７５で復号さ
れ、受信系インタフェース部５を介し通信処理部２に送
られる。

【００２０】図３は、子局のシステム構成図である。通
信処理部３は、データ受信処理手段３１、データ誤り検
出手段３２、再送要求送信手段３３、再再送要求送信手
段３４、再送要求領域３５、受信データ記憶領域３６か
らなる。再送要求領域３５は、再送要求コマンドをキュ
ーイングしておく領域である。受信データ記憶領域３６
は、受信済みデータのシーケンス番号を記憶しておく領
域である。データ受信処理手段３１は、親局から送出さ
れたデータの受信処理を行う。即ち、基準バースト信号
を受信したならばタイミング処理を行い、受信済みデー
タを受信したならばデータ廃棄を行い、正常データを受
信したならば正常データ受信処理を行う。データ誤り検
出手段３２は、受信されたデータの受信誤りを検出し、
該当データに対する再送要求コマンドを送信するための
再送要求を再送要求領域３５にキューイングする。再送
要求送信手段３３は、親局１１が送達確認コマンドを送
信するタイミングに合わせ、再送要求領域３５に該送達
確認コマンドに対応する再送要求があれば、再送要求コ
マンドを低速制御回線に送信する。再再送要求送信手段
３４は、受信データ記憶領域３６に記憶された受信済み
データのシーケンス番号から未受信データの有無を調
べ、未受信データがあれば、所定のアルゴリズムで計算
した送信タイミングで再再送要求を送信する。図２の親
局のシステム構成図と同様の機能を持つものは同じ番号
で示してあり、説明は省略する。

【００２１】再送シーケンス例を図４を用い、シーケン
ス番号４のデータ（以下、データ４と呼ぶ）に着目して
説明する。図４において、３，４，５，６は同報データ
のシーケンス番号である。−は受信誤りを示す。Ｋ３，
Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６は送達確認コマンドである。Ｒは子局
の出す再送要求コマンドである。＊は送達確認コマンド
と再送要求コマンドが衝突を起こしたことを示す。な
お、以下の説明で最初の数値は、図のスロット位置を示
す。０４：高速データ回線を用いて親局はデータ４を送信。０８：子局１でデータ４を受信誤り。０９：親局は子局群がデータ４を受信後、データ４に対
応して一意に決定した低速制御回線のスロット位置へデ
ータ４に対する送達確認コマンドを送信。子局１も低速
制御回線の同一スロット位置に向けて再送要求コマンド
を送信。１３：低速制御回線上で送達確認コマンドと再送要求コ
マンドは衝突し、親局は送達確認コマンドを受信誤り
（図中、−で示す）。１４：親局は高速データ回線へ新データよりも再送デー
タ４を優先して送信。１８：子局１，２で再送データ４を受信誤り。１９：０９と同様に、親局は再送データ４の送達確認コ
マンドを送信。子局１，２ともに再送要求コマンドを送
信。以下、データ４を全ての子局が同時に正常受信し、親局
が送達確認コマンドを正常受信してデータ４の再送を完
了する。

【００２２】次に、子局が再送要求を送信しても降雨等
の影響を受け、通信衛星１に届かず、親局の送達確認コ
マンドと衝突せず、送達確認コマンドの折り返し信号が
親局に正常受信される場合の再再送シーケンス例を示
す。図５を用い、データ４に着目して説明する。図５に
おいて、○は基準バーストである。４，５，９は同報デ
ータのシーケンス番号である。−は受信誤りであり、Ｋ
４，Ｋ５，Ｋ９は親局の出す送達確認コマンドである。
Ｒは再送要求コマンドであり、ＲＲは再再送要求コマン
ドである。＊は衝突を表す。未は未使用、即ち、親局が
制御回線に送達確認コマンドを出さないスロットを示
す。なお、以下の説明で最初の数値は、図のスロット位
置を示す。０４から０９の動作は、上記の再送シーケン
ス例（図４）と同じ。１３：親局は送達確認コマンドを正常受信。１４：親局は、図４の例ではデータ４を再送した高速デ
ータ回線のスロット位置へ新データ９を送信。１８：子局１で新データ９を正常受信。３６：子局１は受信データのシーケンス番号をチェック
し、親局が送達確認コマンドを送信しない低速制御回線
のスロットを用いてフレーム４の再送要求コマンドをス
ロット付アロハ方式により送信。図では、直ちに再送し
ているが、再送要求コマンドは、スロット付アロハ方式
の送信確率決定アルゴリズムに従い送信する。スロット
付アロハ方式の概念は、後に示す。４０：親局はデータ４の再送要求を受信。親局は基準バ
ーストに対応したスロット位置での受信であることか
ら、再再送要求であることを認識。４２：親局は新データに優先してデータ４を再送。以下、データ４が正常に受信されるまで、３６から４２
の処理を繰り返す。

【００２３】スロット付アロハ方式の概念図を図６に示
す。この方式では、各ユーザ局がランダムにスロットを
選んで送信する。各ユーザ局が独立にランダムに送信す
るため、衝突する場合もあるが、トラヒックが小さけれ
ば衝突は少なく、通信が可能となる（最大約３８％のス
ロットが利用できる）。衝突した場合は、再びランダム
にスロットを選んで再送が行われる。この方式は、遅延
時間が比較的短いが、トラヒックが大きくなると輻輳状
態になる可能性がある。そこで、再送回数法又はＣＬＣ
法を用いてトラヒック制御を行っている。

【００２４】図７は、親局１１における高速データ回線
の送信処理のフローチャートである。親局１１における
高速データ回線の送信処理は、データ送信処理手段２１
が行う。ステップＳ２において、基準バースト送信タイ
ミングか否か判定し、Ｙ、即ち、基準バースト送信タイ
ミングであれば、ステップＳ４において基準バーストを
送信する。ステップＳ２において、Ｎ、即ち、基準バー
スト送信タイミングでなければ、ステップＳ６の処理を
行う。ステップＳ６において、再送待ちデータ領域２５
に再送待ちデータがあるか否か調べ、有りであれば、ス
テップＳ８の処理を行う。ステップＳ８において、再送
待ちデータ領域２５にキューイングされている再送待ち
データを送信し、処理を終了する。ステップＳ６におい
て、再送待ちデータが無しであれば、ステップＳ１０の
処理を行う。ステップＳ１０において、再再送待ちデー
タ領域２６に再再送待ちデータがあるか否か調べ、有り
であれば、ステップＳ１２の処理を行う。ステップＳ１
２において、再再送待ちデータ領域２６にキューイング
されている再再送待ちデータを送信し、処理を終了す
る。ステップＳ１０において、再再送待ちデータが無し
であれば、ステップＳ１４において、待ちデータ領域２
７にキューイングされている新同報データを送信し、処
理を終了する。

【００２５】図８は、親局１１が低速制御回線に送達確
認コマンドを送信する送信処理のフローチャートであ
る。ステップＳ２０において、高速データ回線が基準バ
ースト送信タイミングか否か判定し、Ｙ、即ち、基準バ
ースト送信タイミングであれば、処理を終了する。ステ
ップＳ２０において、Ｎ、即ち、基準バースト送信タイ
ミングでなければ、ステップＳ２２において、子局群に
送信した同報データの送達確認コマンドを送信し、処理
を終了する。以上の処理は、送達確認処理手段２２が行
う。

【００２６】図９は、子局１ａから１ｎの高速データ回
線における受信処理のフローチャートである。ステップ
Ｓ３０において、データ受信処理手段３１は、基準バー
スト受信タイミングか否か判定し、Ｎ、即ち、基準バー
スト受信タイミングでなければ、ステップＳ３２の処理
を行う。ステップＳ３２において、データ誤り検出手段
３２は、データを正常受信したか否か判定し、Ｎ、即
ち、データを正常に受信できなかった場合は、ステップ
Ｓ３４の処理を行う。ステップＳ３４において、データ
誤り検出手段３２は、該当データに対する再送要求を再
送要求領域３５にキューイングする。ステップＳ３０に
おいて、基準バースト受信タイミングであれば、即ち、
Ｙであれば、ステップＳ３６の処理を行う。ステップＳ
３６において、データ受信処理手段３１は、基準バース
トを正常受信したか否か判定し、Ｎ、即ち、基準バース
トを正常受信できなかった場合は、処理を終了する。即
ち、基準バースト信号を正常受信できなくても無視す
る。ステップＳ３６において、Ｙ、即ち、基準バースト
正常受信であれば、ステップＳ３８においてタイミング
処理を行い、処理を終了する。ステップＳ３２におい
て、データを正常受信すれば、即ち、Ｙであれば、ステ
ップＳ４０の処理を行う。ステップＳ４０において、デ
ータ受信処理手段３１は、受信データのシーケンス番号
と受信データ記憶領域３６に格納されている受信済みデ
ータのシーケンス番号を比べ、受信データが既に受信し
たデータであれば、即ち、Ｙであれば、ステップＳ４２
の処理を行う。ステップＳ４２において、受信したデー
タを廃棄し、処理を終了する。ステップＳ４０におい
て、受信済みデータでなければ、即ち、Ｎならば、ステ
ップＳ４４において正常データ受信処理を行い、処理を
終了する。ステップＳ３０，Ｓ３６からＳ４４は、デー
タ受信処理手段３１が処理を行う。ステップＳ３２，ス
テップＳ３４は、データ誤り検出手段３２が処理を行
う。

【００２７】子局１ａから１ｎが高速データ回線から受
信する信号は、親局１１から送信される基準バースト信
号か同報データである。同報データは、新たな同報デー
タか、再送データか、再再送データである。子局が高速
データ回線で受信する信号に対しては、データ受信処理
手段３１により基準バースト信号ならばタイミング処理
を行い、受信したデータが既に受信したデータと同じも
のであればデータ廃棄を行い、受信済みデータでなけれ
ば正常データ受信処理を行う。この場合、新たな同報デ
ータであるか、再送された同報データであるか、再再送
された同報データであるかは問わない。受信済みデータ
であっても、他の子局が再送要求を出せば、再び全ての
子局に該当データが同報される。また、データ誤り検出
手段３２は、データが正常受信されなければ、再送要求
をキューイングする。

【００２８】図１０は、子局１ａから１ｎの制御回線に
おける送信処理のフローチャートである。ステップＳ５
０において、再送要求送信手段３３は、親局が低速制御
回線に送達確認コマンドを送信するタイミングか否か判
定し、Ｙ、即ち、送達確認コマンド送信タイミングであ
れば、ステップＳ５２の処理を行う。ステップＳ５２に
おいて、再送要求送信手段３３は、再送要求領域３５に
再送要求があるか否か判定し、Ｎ、即ち、再送要求がな
ければ処理を終了する。ステップＳ５２において、Ｙ、
即ち、再送要求があればステップＳ５４の処理を行う。
ステップＳ５４において、再送要求領域３５にキューイ
ングされている再送要求コマンドを送信し、処理を終了
する。この再送要求は、送達確認コマンドが確認を出す
同報データに対する再送要求であり、低速制御回線上で
衝突するタイミングで送信される。衝突するタイミング
に送信することは、基準バーストにより親局と全ての子
局との間で同期をとっているための可能である。ステッ
プＳ５０において、Ｎ、即ち、親局１１が制御回線に送
達確認コマンドを送信しないタイミングであれば、ステ
ップＳ５６の処理を行う。親局１１が送達確認コマンド
を送信しないタイミングとは、図５の親局１１が送達確
認コマンドを低速制御回線に送信する時に、未（未使
用）となっているスロットのタイミングである。親局１
１は、同報データ（再送データ、再再送データを含む）
を高速データ回線に送信すると、必ず低速制御回線で送
達確認コマンドを送信する。しかし、親局が高速データ
回線で基準バーストを送信した場合は、送達確認コマン
ドを出さないため、低速制御回線で対応するスロットが
未使用となる。再再送要求送信手段３４は、この未使用
のスロットを利用し、再再送要求を親局に送信する。ス
テップＳ５６において、再再送要求送信手段３４は、正
常受信済みデータの最大シーケンス番号から再送処理時
間より前のシーケンス番号を計算する。再再送要求送信
手段３４は、受信データ記憶領域３６に記憶されている
受信済み同報データのシーケンス番号から最大シーケン
ス番号を得る。図１１に示すように、例えば、現時点の
最大シーケンス番号が１５０とする。例えば、再送処理
時間の間に３０スロット子局が受信するとすれば、シー
ケンス番号１２０から１５０の間の受信できなかった同
報データ（シーケンス番号１２５，１２６，１４７）
は、現時点より以降に到着する可能性がある。そのた
め、再再送要求を出す対象となる未受信データは、シー
ケンス番号１２０より以前の未受信データが対象とな
る。

【００２９】ステップＳ５８において、再再送要求送信
手段３４は、受信データ記憶領域３６を調べ、未受信デ
ータがあるか否か判定する。図１１の例では、シーケン
ス番号１２０より小さい番号で未受信であるシーケンス
番号１１２のデータが未受信データとなる。ステップＳ
５８において、未受信データがなければ処理を終了す
る。未受信データがあれば、ステップＳ６０の処理を行
う。ステップＳ６０において、スロット付アロハ方式再
送アルゴリズムの計算を行う。再再送要求コマンドを制
御回線の未使用のスロットで送信するが、この時点で対
象となる未使用のスロットで送信するか否かを、再送ア
ルゴリズム計算する。再送アルゴリズムは、確率で計算
するか、再送回数法で計算するか、ＣＬＣ法を用いて計
算するかのいずれでもよい。ステップＳ６２において、
スロット付アロハ方式再送アルゴリズムの計算結果が、
現在対象となっている未使用のスロットで送信するとな
ったか否か判定する。Ｎ、即ち、送信しないならば処理
を終了する。Ｙ、即ち、送信するならばステップＳ６４
において、再再送要求コマンドを低速制御回線の未使用
のスロットで送信する。他の子局も対象となっている未
使用のスロットで親局１１に再再送要求コマンドを送信
する可能性があり、この場合は、再再送要求同士が衝突
し、親局に再再送コマンドを送ることができない。その
ため、スロット付アロハ方式を使い、再送するか否か計
算する。ステップＳ５０からステップＳ５４は、再送要
求送信手段３３が処理を行う。ステップＳ５６からステ
ップＳ６４は、再再送要求送信手段３４が処理を行う。
再再送要求送信手段３４は、再再送要求を出す未受信デ
ータについて記録を取ることはせず、未使用スロットを
使用できるタイミングがくる毎に、未受信データがある
か否か調べ、未受信データがあれば、スロット付アロハ
方式再送アルゴリズムの計算を行う。これは、他の子局
が同一の未受信データに対し再再送要求を出し、そのデ
ータが受信される可能性があるからである。

【００３０】図１２は、親局１１の低速制御回線におけ
る受信処理のフローチャートである。ステップＳ７０に
おいて、再送検出手段２３は、送達確認コマンド受信タ
イミングであるか否か判定し、Ｙ、即ち、送達確認コマ
ンドの受信タイミングであるならば、ステップＳ７２の
処理を行う。ステップＳ７２において、送達確認コマン
ドを正常受信したか否か判定し、Ｙ、即ち、正常受信な
らば処理を終了する。ステップＳ７２において、Ｎ、即
ち、送達確認コマンド受信誤りであればステップＳ７４
の処理を行う。ステップＳ７４において、送達確認コマ
ンドを出したデータを再送待ちデータ領域２５に、再送
待ちデータとしてキューイングし、処理を終了する。ス
テップＳ７０において、Ｎ、即ち、送達確認コマンドの
受信タイミングでなければ、ステップＳ７６の処理を行
う。ステップＳ７６において、再再送検出手段２４は、
再再送要求コマンドを正常受信したか否か判定する。送
達確認コマンド受信タイミングではないスロットは、子
局が再再送要求コマンドを送信するために使用される。
ステップＳ７６において、Ｙ、即ち、再再送要求コマン
ドを正常受信したならば、ステップＳ７８の処理を行
う。ステップＳ７８において、再再送検出手段２４は、
再再送要求コマンドに指定されたシーケンス番号のデー
タを再再送待ちデータとして、再再送待ちデータ領域２
６にキューイングし、処理を終了する。ステップＳ７６
において、Ｎ、即ち、再再送要求コマンドを受信しなか
ったならば処理を終了する。ステップＳ７０からステッ
プＳ７４は、再送検出手段２３が処理を行う。ステップ
Ｓ７６とステップＳ７８は、再再送検出手段２４が処理
を行う。

【００３１】次に、子局数Ｎのシステムで制御回線を１
回線としたことによる伝送路の効率と回線品質に対する
効率を述べ、これらのトータルスループットを評価す
る。従来方式として、比較対象とするシステムは、子局
数Ｎに対しそれぞれＮ本の制御回線を備える場合であ
る。始めに、伝送路の効率を従来方式とこの実施の形態
における提案方式とで比較する。

【００３２】データ回線の回線速度を１とすると、例え
ば、データ回線の１／１００の回線速度の制御回線を使
用した子局数Ｎのシステムで必要な伝送路の速度の合計
は、以下の通りとなる。従来方式：１＋Ｎ／１００提案方式：１＋１／１００ここでは、逆数を伝送路効率と呼ぶことにする。子局数
に対する従来方式と提案方式の伝送路効率を、図１３に
示す。また、設備の面でも、図１４に示す通り従来方式
は、子局の増加の都度、親局も受信設備の増設が必要と
なり、子局の増加が親局システムへ与える影響は大き
い。しかし、提案方式は、親局の設備を増設する必要が
なく、経済性と回線設定の柔軟性に優れている。

【００３３】次に、回線品質に対する効率について述べ
る。子局数をＮとする。親局が送信するデータは、発生
するビット・エラーに対し畳み込み符号、リードソロモ
ン符号等により自動誤り訂正後、フレーム誤り率Ｐ_Fで
各々の子局が受信するものとする。以下、まず提案方式
のデータ回線のスループットを求める。親局が送受信す
る送達確認コマンドも自動誤り訂正後、フレーム誤り率
Ｐ_Fで受信するものとする。また、ここでは、再再送要
求が発生する確率は、フレーム誤りが発生し、かつ、送
達確認コマンドが再送コマンドとの衝突をくぐり抜け正
常に受信する確率であり、ここでは０と仮定する。全て
の子局がデータを正常に受信し、親局がその送達確認も
正常に受信する確率をＰすると、Ｐ＝（１−Ｐ_F）^N+1 となる。故に、親局からのｉ回目の送信で全ユーザ局が
データを正常受信し、かつ、親局が送達確認を正常に受
信する確率Ｐ_iは、Ｐ_i＝（１−Ｐ）^i-1×Ｐで与えられる。従って、全ユーザ局が正常に受信するま
での親局の平均送信回数Ｋは、Ｋ＝１×Ｐ₁＋２×Ｐ₂＋３×Ｐ₃＋・・・＝１×Ｐ＋２×（１−Ｐ）×Ｐ＋３×（１−Ｐ）²×Ｐ
＋・・・＝Ｐ^-1 となり、データ回数のスループットＴ₁は、Ｔ₁＝１／Ｋ＝Ｐ＝（１−Ｐ_F）^N+1 となる。ここでは、Ｔ_iを回線実効率という。単に、再
送回数を削減する従来の方式の回線実効率Ｔ₂は、Ｔ₂＜１−Ｐ_F 従来の再送データの符号化による再送データをブロッキ
ングする方式でも、回線実効率Ｔ₃は当然、Ｔ₃＜１であるが、ここでは、従来方式の回線実効率を１として
評価する。即ち、子局数Ｎのシステムの回線実効率は、従来方式：１提案方式：（１−Ｐ）^N+1 となる。この結果、図１５に示す通り、提案方式は、フ
レーム誤り率が高くなると、従来方式より効率は低下し
ているが、フレーム誤り率が１０^-4以下では、子局数の
増加による効率の著しい低下はない。

【００３４】上述した伝送路効率と回線実効率を総合評
価したトータルスループットについて述べる。伝送路効
率と回線実効率を総合評価すると、提案方式は、従来方
式よりフレーム誤り率が１０^-4以下の条件のもとで多数
の子局をサポートするシステムでトータルスループット
が優れているといえる。例えば、フレーム誤り率１０^-4
以下の場合、制御回線速度がデータ回線の１／１０００
でも、提案方式は、従来方式よりトータルスループット
は、以下の通り向上している。なお、トータルスループットの計算方法は、伝送路効率
×回線実効率で計算した。上記の性能評価では、親局の
送信する送達確認コマンドと子局の送信する再送要求コ
マンドが低速制御回線上で１００％衝突し、これにより
親局が子局の再送要求を認識することを仮定している。
この結果、フレーム誤り率が比較的低い設備・環境のも
とで、提案方式は子局の増加に伴う回線効率の著しい低
下がなく、従来方式より回線効率が良いといえることが
解った。加えて、提案方式は、子局の増加に際し、親局
受信設備の増設が必要なく、経済性と回線設定の柔軟性
に優れていることも大きな特長といえる。

【００３５】上記の性能評価では、再送要求が１００％
親局により認識されるものと仮定したが、実際には、降
雨減衰、雷等の気象条件により送達確認コマンドと再送
要求コマンドの衝突が発生しない場合がある。これに対
してこの実施の形態における同報通信システムは、多数
の小規模子局を想定しているため、降雨減衰等に対応し
てダイナミックに送信出力をアップする機能を子局毎に
備えることは、経済性等の面から得策ではない。従っ
て、低速制御回線には、低周波数帯を選択すること、ト
ランスポンダに過入力にならない範囲で子局の送信出力
を親局よりアップすることが望ましい。このような対応
により、親局が子局の再送要求を認識する率を高めるこ
とはできるが、１００％とすることは実際問題として不
可能である。そのため、この実施の形態のける同報通信
システムは、再再送検出手段２４により、子局が既に受
信した同報データのシーケンス番号を調べ、受信洩れの
データを再再送要求コマンドにより親局に要求する。従
って、この実施の形態における同報通信システムは、送
信データが欠損することはなく、完結したシステムを提
供することができる。また、親局が子局の再送要求を認
識する方法も、親局が低速制御回線に送達確認コマンド
を送信し、これと必ず衝突するタイミングで子局が再送
要求コマンドを送信する。親局は、送達確認コマンドの
折り返し信号の受信誤りにより再送要求を検出する。送
達確認コマンドの折り返し信号に受信誤りがなければ、
データの子局への送信が成功したとみなす。これによ
り、親局は、再送要求を明確に検出することができる。

【００３６】また、再再送要求送信手段３４は、低速制
御回線の未使用のスロットを使用し、再再送要求を親局
１１に送信する。この時、該当スロットで再再送要求を
送信するか否かをスロット付アロハ方式により計算し決
定していたが、スロット付アロハ方式以外の方式を用い
てもよい。例えば、予約方式を用いてもよい。予約方式
は、子局が予め再再送要求を送信するスロットを予約し
てから再再送要求信号を送信する方式である。また、予
約方式とスロット付アロハ方式を併用してもよい。いず
れにせよ、データ回線でスロットの同期を取るための基
準バースト信号を送信し、制御回線で基準バースト信号
に対応する位置のスロットを用いて再再送要求を送るこ
とにすればよい。

【００３７】また、上記では、高速データ回線と低速制
御回線は、衛星回線を用いる例を述べたが、無線回線を
用いてもよい。無線回線を用いた場合であっても、同様
な効果を得ることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、親局
が子局からの再送要求を確実に検出することができる。
また、複数の子局で制御回線を１回線備えることによ
り、回線効率の良い同報通信システムを提供することが
できる。また、子局の増加に際し、親局受信設備の増設
が必要なく、経済性と回線設定の柔軟性に優れている。

【００３９】また、この発明によれば、子局からの再送
要求が親局に受信されない場合に対し、再再送要求を送
信するため、データ欠損のない同報通信システムを提供
することができる。

【００４０】また、この発明によれば、データ回線と制
御回線は、無線回線を用いることができる。

【００４１】また、この発明によれば、データ回線と制
御回線は、衛星回線を用いることができる。

【００４２】また、この発明によれば、再再送要求を送
出するか否かは、スロット付アロハ方式により計算する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態におけるネットワー
ク構成図である。

【図２】図１における親局のシステム構成図である。

【図３】図１における子局のシステム構成図である。

【図４】同報通信システムの再送シーケンス例を示す
図である。

【図５】同報通信システムの再再送シーケンス例を示
す図である。

【図６】スロット付アロハ方式の概念図である。

【図７】親局のデータ回線における送信処理のフロー
チャート図である。

【図８】親局の制御回線における送信処理のフローチ
ャート図である。

【図９】子局のデータ回線における受信処理のフロー
チャート図である。

【図１０】子局の制御回線における送信処理のフロー
チャート図である。

【図１１】再再送要求を出す同報データのシーケンス
番号を説明するための図である。

【図１２】親局の制御回線における受信処理のフロー
チャート図である。

【図１３】伝送路効率対子局数を示す図である。

【図１４】回線数と通信設備の比較の図である。

【図１５】回線効率対フレーム誤り率の関係を表す図
である。

【図１６】従来例１における衛星を利用した同報通信
システムの構成図である。

【図１７】従来例１における送受信局の構成図であ
る。

【図１８】従来例１におけるデータ・バーストと再送
要求信号送出用のスロットとの関係を示す図である。

【図１９】従来例２における衛星を用いたデータパケ
ット通信の概念図である。

【図２０】従来例２におけるデータ送出装置の構成を
示すブロック図である。

【図２１】従来例２におけるデータ送出装置のフロー
チャート図である。

【図２２】従来例２におけるデータ送出装置のデータ
送出方法の概念図である。

【符号の説明】

１通信衛星、１ａ，１ｂ，１ｎ子局、２，３通信
処理部、４送信系インタフェース部、５受信系イン
タフェース部、６同期制御部、７送受信部、８地
球局、９アンテナ、１１親局、２１データ送信処
理手段、２２送達確認処理手段、２３再送検出手段、
２４再再送検出手段、２５再送待ちデータ領域、２
６再々送待ちデータ領域、２７待ちデータ領域、３
１データ受信処理手段、３２データ誤り検出手段、３
３再送要求送信手段、３４再再送要求送信手段、３５
再送要求領域、３６受信データ記憶領域、７１符号
器、７２変調器、７３基準周波数発生器、７４復
調器、７５復号器。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】親局から複数の子局に対し同報データを
送信する同報通信システムにおいて、上記親局が上記複数の子局にデータを送信するためのデ
ータ回線を１回線と、上記親局が送信したデータが上記複数の子局に到達した
ことを確認するための送達確認コマンドを送信しその折
り返し信号を受信し、上記複数の子局が送信されたデー
タを再び送信することを親局に要求する再送要求コマン
ドを送信するための制御回線を１回線とを備え、上記データ回線と上記制御回線とをスロットにより時分
割して、上記スロットを上記親局と上記複数の子局との
間で同期させ、上記親局が上記送達確認コマンドを送信するスロットの
位置と、上記子局が上記再送要求コマンドを送信するス
ロットの位置とを上記制御回線上で一致させ、上記親局
は上記送達確認コマンドと上記再送要求コマンドが衝突
する事による上記送達確認コマンドの折り返し信号の受
信誤りにより再送要求を検出することを特徴とする同報
通信システム。
【請求項２】上記親局は、送信すべきデータを決定するデータ送信処理手段と、上記データ送信処理手段が送信したデータが上記複数の
子局に到達したことを確認するための送達確認コマンド
を送信する送達確認処理手段と、上記送達確認処理手段により送信した上記送達確認コマ
ンドの折り返し信号の受信誤りを上記子局からの再送要
求とみなす再送検出手段とを備え、上記子局は、上記親局から送出されたデータの受信処理を行うデータ
受信処理手段を備え、受信されたデータの受信誤りを検出するデータ誤り検出
手段と、上記データ誤り検出手段により受信誤りが検出されたデ
ータを再び送信する旨親局に要求する再送要求コマンド
を送信する再送要求送信手段とを備えることを特徴とす
る請求項１記載の同報通信システム。
【請求項３】上記データ回線は、一定間隔のスロット
に同期を取るための基準バースト信号を割り当て、上記子局は、更に、再送要求を出したデータを受信していないと判定し、再
び該当データの再再送要求を上記制御回線の基準バース
ト信号に対応する位置のスロットを用いて送信する再再
送要求送信手段を備え、上記親局は、更に、子局から送信された再再送要求を検
出する再再送検出手段とを備えることを特徴とする請求
項２記載の同報通信システム。
【請求項４】上記データ回線と上記制御回線は無線回
線であることを特徴とする請求項３記載の同報通信シス
テム。
【請求項５】上記同報通信システムは、更に、通信衛
星を備え、上記データ回線と上記制御回線は衛星回線であることを
特徴とする請求項４記載の同報通信システム。
【請求項６】上記再再送要求送信手段は、スロット付
アロハ方式を用いることを特徴とする請求項３から５い
ずれかに記載の同報通信システム。