JP3033672B2 - 通信制御方式及び中継局 - Google Patents

通信制御方式及び中継局

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JP3033672B2
JP3033672B2 JP7088509A JP8850995A JP3033672B2 JP 3033672 B2 JP3033672 B2 JP 3033672B2 JP 7088509 A JP7088509 A JP 7088509A JP 8850995 A JP8850995 A JP 8850995A JP 3033672 B2 JP3033672 B2 JP 3033672B2
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正史 中澤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、端局間のデータ通信
を、時分割多重回線で結ばれた少なくとも一つの中継局
を介して、回線交換方式で行い、また割り当てる通信用
スロットが全て他の通信によって割り当てられており、
即時に割り当てられない場合は、他の通信が終了し、通
信用スロットが解放されるまで持つ待時方式のデジタル
通信システムにおける、送信側の通信用スロットの割り
当てについての通信制御方式に関する。
【0002】
【従来の技術】前述のような、デジタル通信システムと
しては、単一の中継局にて相互の端局間の通信を行うデ
ジタル移動通信システムが、現存する。このシステム
は、中継局からみて通信に割り当てる送信側の通信用ス
ロットと受信側の通信用スロットとの時間的関係が、常
に一定となるため、通信データの伝送にかかる遅延時間
は常に一定となる。このしくみについて、図4を用いて
説明する。
【0003】中継局における受信側の時分割多重回線L
1は、通信用スロットの多重数がn(nは2以上の整
数)のフレームにて構成される。従って、スロット番号
がx1の通信用スロットSx1はフレーム時間長Tfの
周期で繰り返し受信される。また、中継局における送信
側の時分割多重回線L2についても、時分割多重回線L
1と同様のフレーム構成となるため、スロット番号x1
である通信用スロットSx1の送信タイミングと、通信
用スロットSx1の受信タイミングとの相対時間差To
ffは常に一定となる。従って、L1とL2より常に同
じスロット番号の通信用スロットを割り当てれば、中継
局における通信データの乗せ換えにかかる時間は常に一
定となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来のデジタル通
信システムは、一般的なデジタル通信システムと比較し
て、次のような制約条件を含んでいる。
【0005】まず、第一に中継局における通信用スロッ
トの受信タイミングが、通信用スロットの送信タイミン
グに対して時間的に常に一定であることである。このデ
ジタル通信システムは、端局における通信用スロットの
送信タイミングを、中継局からの通信用スロットの受信
タイミングと一定の時間的関係となるように制御するこ
とにより、前述の関係を維持することが可能となってい
る。しかし、一般的にはこの限りではなく、中継局にお
ける通信用スロットの受信タイミングは、送信タイミン
グと非同期であるため刻一刻とずれていく。また、受信
する時分割多重回線が複数本の場合は、時分割多重回線
毎に受信タイミングは異なる場合が多い。
【0006】第二に、通信に割り当てる通信用スロット
のスロット番号が、受信側と送信側の時分割多重回線
で、常に同じことである。このデジタル通信システム
は、前述したように、通信用スロットの受信タイミング
と送信タイミングとが時間的に常に一定の関係にあるた
め、同一のスロット番号のスロットを通信に割り当てる
ことにより、中継局における通信データの乗せ換えにか
かる時間が、常に一定になる効果を生んでいる。
【0007】第三に、中継局における全ての時分割多重
回線を、端局が共有できることである。つまり、受信側
か送信側かどちらかの通信用スロットに空きがあれば必
ず両方の通信用スロットを割り当てることができる。こ
れは、端局と中継局間が無線回線で結ばれているために
可能となっている。しかし、一般的には有線回線で結ば
れる場合もあり、この限りではない。図5及び図6にそ
の一例を示す。
【0008】図5の場合では、端局1から端局3及び端
局2から端局4への通信において、ともにスロット番号
が1の通信用スロットを割り当てることができている
が、図6の場合では、端局群1の端局1及び2を端局群
2の端局4へ通信路においてスロット番号が1の通信用
スロットを割り当てることができない。
【0009】第四に、端局間の通信データの中継を行う
中継局が1局であることである。
【0010】このような制約条件をとり除いた、より一
般的なデジタル通信システムでは、上述した従来のデジ
タル通信システムによって確立されていた、中継局にお
ける通信データの乗せ換えを一定の時間で行う技術は確
立できなくなる。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
を解決するために、中継局に次の手段を設ける。
【0012】まず、第一に、受信側の通信用スロットの
受信タイミングと、送信側の通信用スロットの送信タイ
ミングとの相対時間差を管理する手段を設ける。
【0013】第二に、送信側の通信用スロットの通信へ
の割り当て方法として、通信データの乗せ換えにかかる
時間が最小となるタイミングのものの中から選択する手
段を設ける。
【0014】第三に、前述した送信側の通信用スロット
の通信への割り当て方法に対し、割り当ての対象となる
通信用スロットの数を倍に増やすため、通信データの乗
せ換えにかかる時間が最小となるタイミングのものと、
その次に最小となるものの中から選択する手段を設け
る。なお、受信側の通信用スロットの決定手段について
は、前段の中継局もしくは端局より制御信号で通知され
るものとする。
【0015】第四に、前述した送信側の通信用スロット
の通信への割り当て方法に対し、割り当ての対象となる
通信用スロットの数を倍より更に増やすため、最大値が
時分割多重数となる変更可能な数値情報を設け、通信デ
ータの乗せ換えにかかる時間が最小となるタイミングの
ものと、前述の数値から1を除いた回数分繰り返し、次
に最小となるものを加えていき、その中から選択する手
段を設ける。
【0016】
【0017】
【0018】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
【0019】図1は、本発明の一実施例による時分割多
重回線における通信制御方式のシステム構成の一例であ
る。端局11及び12は、中継局21と時分割多重回線
T1及びT2を介して通信データの送受信を行う。また
呼接続のための制御信号の送受は、制御回線C1及びC
2を介して行う。ここでC1とT1及びC2とT2はそ
れぞれ1本づつの回線としているが、複数本にすること
も可能である。また説明上別々の回線に分けているが、
時分割多重制御により、物理的に同一の回線に多重する
事も可能である。中継局21は端局11及び12と呼接
続のための制御信号の送受信処理及び通信データの中継
処理を行う。また、中継局21は、端局11もしくは1
2との間に中継局21に対して縦続接続された少なくと
も一つの別の中継局を介して前述の処理を行うことも可
能である。
【0020】図2は、図1の中継局21の機能ブロック
図である。なお、以下で述べるのは、通信経路が端局1
1から端局12へとなる場合の機能ブロック201乃至
209及び機能ブロック210による動作のみについて
であるが、端局12から端局11へとなる場合も、機能
ブロック201乃至209と同様の機能ブロック201
´乃至209´及び機能ブロック210からなる機能ブ
ロック群を用いることで同様の機能をもつ。また、時分
割多重回線T1またはT2が複数本の回線となる場合
も、以下で述べる機能ブロック201乃至206または
201′乃至206′に該当する機能ブロック群を複数
本の回線数分設け、以下で述べる機能ブロック207ま
たは207′の管理テーブルを複数本の回線数分設ける
ことで同様の機能を持つことが可能である。
【0021】図1及び図2を参照して、まず、通信用ス
ロットの送信タイミング及び受信タイミングを管理する
手段について説明する。端局11から送信される通信用
スロットは、時分割多重回線T1を介して通信回線受信
回路201にて受信される。受信された通信用スロット
より抽出される通信データは、中間バッファ202を介
して、通信回線送信回路203へ送られる。そして、通
信用スロットに再度乗せられ、通信回線送信回路203
より時分割多重回線T2を介して端局12へ送信され
る。
【0022】図1及び図2に加えて図3も参照して、通
信回線受信回路201にて受信される受信側の特定のス
ロット番号(RS)の通信用スロットの受信タイミング
は、受信タイミング測定回路204にて測定される。ま
た、中間バッファ202にて送信される送信側の、受信
側と同一のスロット番号(TS)の通信用スロットの送
信タイミングは、送信タイミング測定回路206にて測
定される。タイミング差測定回路205は、受信タイミ
ング測定回路204及び送信タイミング測定回路206
にて測定された送信及び受信タイミングの測定値を比較
し、タイミング差(t0)を算出する。タイミング差測
定回路205は、予め記憶している、通信データの乗せ
換えが可能な受信側の通信用スロットの受信タイミング
と、送信側の通信用スロットの送信タイミングのタイミ
ング差の最小値(t1)より、スロット番号RSについ
て通信データの乗せ換えを最も小さい時間で行える送信
側の通信用スロットのスロット番号(TS1)の情報
を、スロット管理テーブル回路207へ書き込む。
【0023】スロット管理テーブル回路207には、前
述したTS1の情報と、送信側の全ての通信用スロット
について、通信に割り当てられているかどうかの情報が
書き込まれている。図2では時分割多重回線T1及びT
2をそれぞれ1本の回線としているが、時分割多重回線
T1が複数本の回線となる場合は、回線毎のTS1の情
報が、また時分割多重回線T2が複数本の回線となる場
合は、複数本の全ての送信側の通信用スロットについ
て、通信に割り当てられているかどうかの情報が書き込
まれることで、同様の機能をもつことが可能となる。
【0024】次に、送信側の通信用スロットを、通信デ
ータの乗せ換えにかかる時間が最小となるタイミングと
なるものの中から選択する手段について述べる。
【0025】制御信号受信回路208は、通信に使用す
る受信側の通信用スロットのスロット番号(rs)の情
報を含んだ制御信号を受信し、その情報を制御部210
へ送る。制御部210は、スロット管理テーブル回路2
07を参照し、通信データの乗せ換えを最小の時間で行
う送信側の通信用スロットのスロット番号(ts1)を
選択する。ts1の選択方法は、まずスロット管理テー
ブル回路207よりTS1の情報を読み出し、次に、T
S1と送信側の通信用スロットのスロット番号の関係
が、受信側の通信用スロットのスロット番号RSとrs
の関係と同一となるような、送信側の通信用スロットの
スロット番号ts1を算出する。そして、算出した送信
側の通信用スロットのスロット番号に該当する全ての通
信用スロットについて、既に通信に割り当てているかど
うかの確認を、スロット管理テーブル回路207を参照
して行い、その中の1つの通信用スロットを、通信に割
り当てる。送信側の通信用スロットの割り当て方法は、
スロット番号ts1に該当する通信用スロットの中で、
通信に割り当てられていないものがある場合は、その中
の1つを、無作為に選択する。ts1に該当する通信用
スロットが全て通信に割り当て済みの場合は、割り当て
が解放されるまで待ち、一番早く割り当てを解放した通
信用スロットを選択する。選択が完了したら、選択され
た通信用スロットを割り当て済みとして、スロット管理
テーブル回路207へ書き込む。通信が終了したら、使
用した送信側の通信用スロットの割り当てを解放し、ス
ロット管理テーブル回路207へ書き込む。
【0026】このようにして選択された送信側の通信用
スロットの情報は、制御信号送信回路209へ送られ、
制御信号に含めて端局12へ送信される。
【0027】次に、送信側の通信用スロットを、通信デ
ータの乗せ換えにかかる時間が最小となるタイミングと
なるものと、その次に最小となるものの中から選択する
手段について述べる。前述した、通信データの乗せ換え
にかかる時間が最小となるタイミングとなるもののみか
ら選択する手段と異なるのは、次の点である。
【0028】まず、第一に制御部210にて選択する送
信側の通信用スロットのスロット番号がts1にts2
が加わる点である。ts2は、ts1の次のスロット番
号である。
【0029】第二に、制御部210にて行う、送信側の
通信用スロットの選択方法が次のように異なる点であ
る。まず、スロット番号ts1に該当する通信用スロッ
トについて、通信に割り当てられていないものがあるか
どうか検索する。なければ、スロット番号ts2に該当
する通信陽スロットについて、同様に検索する。全て通
信に割り当て済みの場合は、割り当てが解放されるまで
待ち、一番早く割り当てを解放した通信用スロットを選
択する。
【0030】最後に、前述した送信側の通信用スロット
を、通信データの乗せ換えにかかる時間が最小となるタ
イミングのものと、最大値が時分割多重数となる変更可
能な数値情報を設け、次に最小となるタイミングのもの
を加えていく処理を前述の数値から1を除いた回数分繰
り返し、その中から選択する手段について述べる。
【0031】まず、第一にスロット管理テーブル回路2
07に選択するスロット番号の数の情報Nsを設ける。
Nsは、1からn(nは2以上の整数)までの数値と
し、書き換えが可能である。制御部210は送信側の通
信用スロットのスロット番号を算出する前に、Nsをス
ロット管理テーブル回路207より読み込むことで、算
出するスロット番号の数を決定し、ts1からtsNs
までNs個のスロット番号を算出する。そして、スロッ
ト番号ts1に該当する通信用スロットから順に、通信
に割り当てられていないものがあるかどうか検索する。
tsNsに該当する通信用スロットまで検索し、全て通
信に割り当て済みの場合は、割り当てが解放されるまで
待ち、一番早く割り当てを解放した通信用スロットを選
択する。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、中
継局にて、送信側の通信用スロットを割り当てる対象と
する通信用スロットの候補を、中継局における通信デー
タの乗せ換え時間が最小となるスロット番号の通信用ス
ロットに限定することにより、端局間の通信データの伝
送にかかる遅延時間を常に小さくする効果がある。
【0033】更に本発明によれば、中継局にて、送信側
の通信用スロットを割り当てる対象とする通信用スロッ
トの候補を、中継局における通信データ乗せ換え時間が
最小となるスロット番号の通信用スロットに、その次に
最小となるスロット番号の通信用スロットを加えること
により、中継局にて送信側の通信用スロットの割り当て
にかかる時間は統計的にみて短縮するが、端局間の通信
データの伝送にかかる遅延時間の増大をスロット間隔長
以下に押さえる効果がある。
【0034】また本発明によれば、中継局にて、送信側
の通信用スロットを割り当てる対象とする通信用スロッ
トの候補を、中継局における通信データ乗せ換え時間が
最小となるスロット番号の通信用スロットに加えて、そ
の次に最小となるスロット番号の通信用スロットを加え
る処理を、最大で時分割多重数nから1を引いた数分行
うことで、送信側の通信用スロットの割り当てにかかる
時間を統計的にみて大幅に短縮する効果がある。
【0035】しかも本発明によれば、中継局にて、送信
側の通信用スロットを割り当てる対象とする通信用スロ
ットの候補の数を、中継局における通信データ乗せ換え
時間が最小とするスロット番号の通信用スロットに加え
て、その次に最小となるスロット番号の通信用スロット
を加える処理を繰り返す回数をきめ、数値情報を変更す
ることで、中継局の通信トラヒック量に応じて、通信用
スロットの割り当てにかかる時間と、端局間の通信デー
タの伝送にかかる遅延時間とを、意図的に調整できる効
果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による時分割多重回線におけ
る通信制御方式のブロック図である。
【図2】図1の通信制御方式の中継局のブロック図であ
る。
【図3】図1の通信制御方式の中継局の動作を説明する
ためのタイムチャートである。
【図4】従来の通信制御方式の動作を説明するためのタ
イムチャートである。
【図5】従来の通信制御方式のブロック図である。
【図6】一般的な通信制御方式のブロック図である。
【符号の説明】
11 端局 12 端局 21 中継局 T1 時分割多重回線 T2 時分割多重回線 C1 制御回線 C2 制御回線 201 通信回線受信回路 202 中間バッファ 203 通信回線送信回路 204 受信タイミング測定回路 205 タイミング差測定回路 206 送信タイミング測定回路 207 スロット管理テーブル回路 208 制御信号受信回路 209 制御信号送信回路 210 制御部

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中継局と、この中継局の前段の第1の局
    と、前記中継局の後段の第2の局とを、備え、前記第1
    及び前記第2の局間データ通信を時分割多重回線を用い
    て前記中継局を介して行うデジタル通信システムにおけ
    る通信制御方式において、 前記中継局は、 前記第1の局からの受信側の通信用スロットの受信タイ
    ミングと、前記第2の局への送信側の通信用スロットの
    送信タイミングを測定し、通信データの乗せ変え時間が
    最小となる送信側の通信用スロット及び受信側の通信用
    スロットのスロット番号の組合せを算出するスロット管
    理手段と、 通信に用いる送信側の通信用スロットを割り当てる際
    に、受信側の通信用スロットの情報から、前記スロット
    管理手段より得られる最適なスロット番号の関係に該当
    する、少なくとも一つの送信側の通信用スロットを候補
    とし、その中から他の通信に用いられていない、もしく
    は全て他の通信に割り当てられている場合はより早く解
    放された通信用スロットを、送信側の通信用スロットと
    して割り当てるスロット割り当て手段とを有し、 通信データの乗せ変え時間を最小限に押さえることを特
    徴とする通信制御方式。
  2. 【請求項2】 中継局と、この中継局の前段の第1の局
    と、前記中継局の後段の第2の局とを、備え、前記第1
    及び前記第2の局間データ通信を時分割多重回線を用い
    て前記中継局を介して行うデジタル通信システムにおけ
    る通信制御方式において、 前記中継局は、 前記第1の局からの受信側の通信用スロットの受信タイ
    ミングと、前記第2の局への送信側の通信用スロットの
    送信タイミングを測定し、通信データの乗せ変え時間が
    最小となる送信側の通信用スロット及び受信側の通信用
    スロットのスロット番号の組合せおよび通信データの乗
    せ変え時間がその次に最小となる送信側の通信用スロッ
    ト及び受信側の通信用スロットのスロット番号の組合せ
    を算出するスロット管理手段と、 通信に用いる送信側の通信用スロットを割り当てる際
    に、受信側の通信用スロットの情報から、前記スロット
    管理手段より得られる最適なスロット番号およびその次
    に最適なスロット番号の関係に該当する、少なくとも二
    つの送信側の通信用スロットを候補とし、それらの中か
    ら他の通信に用いられていない、もしくは全て他の通信
    に割り当てられている場合はより早く解放された通信用
    スロットを、送信側の通信用スロットとして割り当てる
    スロット割り当て手段とを有し、 通信データの乗せ変え時間を最小限に押さえることはで
    きなくとも小さく押さえ、かつ、候補となる通信用スロ
    ットの数を増やすことで、通信用スロットの割り当てに
    かかる時間を短縮することを特徴とする通信制御方式。
  3. 【請求項3】 中継局と、この中継局の前段の第1の局
    と、前記中継局の後段の第2の局とを、備え、前記第1
    及び前記第2の局間データ通信を時分割多重回線を用い
    て前記中継局を介して行うデジタル通信システムにおけ
    る通信制御方式において、 前記中継局は、 前記第1の局からの受信側の通信用スロットの受信タイ
    ミングと、前記第2の局への送信側の通信用スロットの
    送信タイミングを測定し、通信データの乗せ変え時間が
    最小となる送信側の通信用スロット及び受信側の通信用
    スロットのスロット番号の組合せを算出するスロット管
    理手段と、 予め記憶された、最大値が時分割多重数分の次適スロッ
    ト検索値情報により、前記スロット管理手段より得られ
    る最適なスロット番号の関係に該当する、少なくとも一
    つの送信側の通信用スロットに加え、次適スロット検索
    値から1を除いた数まで次に最適なスロット番号の関係
    に該当する少なくとも一つの通信用スロットを候補とす
    る次適スロット検索値スロット割り当て手段とを有し、 送信側の通信用スロットを割り当てる候補となる通信用
    スロットの数を変更することで、通信用スロットの割り
    当てにかかる時間と、通信データの乗せ変え時間とを調
    整することができることを特徴とする通信制御方式。
  4. 【請求項4】 前記第1及び前記第2の局がいずれも端
    局であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記
    載の通信制御方式。
  5. 【請求項5】 前記第1の局が別の中継局であり、前記
    第2の局が端局であることを特徴とする請求項1〜3の
    いずれかに記載の通信制御方式。
  6. 【請求項6】 前記第1の局が端局であり、前記第2の
    局が他の中継局であることを特徴とする請求項1〜3の
    いずれかに記載の通信制御方式。
  7. 【請求項7】 中継局と、この中継局の前段の第1の局
    と、前記中継局の後段の第2の局とを、備え、前記第1
    及び前記第2の局間データ通信を時分割多重回線を用い
    て前記中継局を介して行うデジタル通信システムにおけ
    る前記中継局において、 前記第1の局からの受信側の通信用スロットの受信タイ
    ミングと、前記第2の局への送信側の通信用スロットの
    送信タイミングを測定し、通信データの乗せ変え時間が
    最小となる送信側の通信用スロット及び受信側の通信用
    スロットのスロット番号の組合せを算出するスロット管
    理手段と、 通信に用いる送信側の通信用スロットを割り当てる際
    に、受信側の通信用スロットの情報から、前記スロット
    管理手段より得られる最適なスロット番号の関係に該当
    する、少なくとも一つの送信側の通信用スロットを候補
    とし、その中から他の通信に用いられていない、もしく
    は全て他の通信に割り当てられている場合はより早く解
    放された通信用スロットを、送信側の通信用スロットと
    して割り当てるスロット割り当て手段とを有し、 通信データの乗せ変え時間を最小限に押さえることを特
    徴とする中継局。
  8. 【請求項8】 中継局と、この中継局の前段の第1の局
    と、前記中継局の後段の第2の局とを、備え、前記第1
    及び前記第2の局間データ通信を時分割多重回線を用い
    て前記中継局を介して行うデジタル通信システムにおけ
    る前記中継局において、 前記第1の局からの受信側の通信用スロットの受信タイ
    ミングと、前記第2の局への送信側の通信用スロットの
    送信タイミングを測定し、通信データの乗せ変え時間が
    最小となる送信側の通信用スロット及び受信側の通信用
    スロットのスロット番号の組合せおよび通信データの乗
    せ変え時間がその次に最小となる送信側の通信用スロッ
    ト及び受信側の通信用スロットのスロット番号の組合せ
    を算出するスロット管理手段と、 通信に用いる送信側の通信用スロットを割り当てる際
    に、受信側の通信用スロットの情報から、前記スロット
    管理手段より得られる最適なスロット番号およびその次
    に最適なスロット番号の関係に該当する、少なくとも二
    つの送信側の通信用スロットを候補とし、それらの中か
    ら他の通信に用いられていない、もしくは全て他の通信
    に割り当てられている場合はより早く解放された通信用
    スロットを、送信側の通信用スロットとして割り当てる
    スロット割り当て手段とを有し、 通信データの乗せ変え時間を最小限に押さえることはで
    きなくとも小さく押さえ、かつ、候補となる通信用スロ
    ットの数を増やすことで、通信用スロットの割り当てに
    かかる時間を短縮することを特徴とする中継局。
  9. 【請求項9】 中継局と、この中継局の前段の第1の局
    と、前記中継局の後段の第2の局とを、備え、前記第1
    及び前記第2の局間データ通信を時分割多重回線を用い
    て前記中継局を介して行うデジタル通信システムにおけ
    る中継局において、 前記第1の局からの受信側の通信用スロットの受信タイ
    ミングと、前記第2の局への送信側の通信用スロットの
    送信タイミングを測定し、通信データの乗せ変え時間が
    最小となる送信側の通信用スロット及び受信側の通信用
    スロットのスロット番号の組合せを算出するスロット管
    理手段と、 予め記憶された、最大値が時分割多重数分の次適スロッ
    ト検索値情報により、前記スロット管理手段より得られ
    る最適なスロット番号の関係に該当する、少なくとも一
    つの送信側の通信用スロットに加え、次適スロット検索
    値から1を除いた数まで次に最適なスロット番号の関係
    に該当する少なくとも一つの通信用スロットを候補とす
    る次適スロット検索値スロット割り当て手段とを有し、 送信側の通信用スロットを割り当てる候補となる通信用
    スロットの数を変更することで、通信用スロットの割り
    当てにかかる時間と、通信データの乗せ変え時間とを調
    整することができることを特徴とする中継局。
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