JP3287023B2 - 衛星チャネルアクセスシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は衛星チャネルアクセスシステムに
関し、特に通信衛星を介して中心局対複数周辺局間の通
信を行う時分割多元接続方式の衛星チャネルアクセスシ
ステムに関するものである。

【０００２】

【従来技術】１つの衛星回線を複数局（周辺局）が時分
割して共有し、１つの中心局との通信を行う時分割多元
接続方式を用いたＴＤＭＡチャネルアクセス方式の第１
の例として、スロット化アロハ方式がある。このスロッ
ト化アロハ方式では、衛星回線を時分割した端子である
タイムスロットに対して全ての周辺局がランダムにアク
セスし、パケットデータを送信することが許される。こ
の方式の長所は、メッセージ生起率が低い場合、遅延の
小さい伝送を可能にすることである。しかし、この方式
では、図１３のタイムチャートに示すように回線が混雑
してくると、データ同士の衝突が多発し、図中のデータ
２やデータ５のように何度も衝突を繰返す現象が生じて
システム全体が不安定になる。尚、図中データ１〜５の
先頭のハッチング部分はヘッダを示している。

【０００３】ＴＤＭＡチャネルアクセス方式の第２の例
として、スロット予約方式がある。これは、最初に周辺
局がスロットを予約するためのデータをランダムアクセ
スで送出し、中心局がこれに対してその周辺局専用のス
ロットを割当てるものである。この方式の長所は、メッ
セージ生起率が比較的高い場合や、生起率に変動が多い
場合などに、安定で柔軟な適応ができる点である。但
し、メッセージ生起率が低い場合は、ランダムアクセス
方式（スロット化アロハ方式）に比べて、遅延量が大き
いという欠点をもつ。

【０００４】第３の方式として、第１と第２の方式を複
合したランダムアクセス・予約複合方式がある。これは
メッセージ生起の状況によってランダムアクセス方式と
スロット予約方式を使い分けるものである。例えば、通
常は単なるスロット化アロハ方式で動作するが、回線が
混雑して衝突が多発して周辺局に再送データが複数滞留
した場合や、１周辺局に同時に大量のメッセージが生起
した場合には、スロット予約方式で動作するというもの
である。

【０００５】図１４に示すタイムチャートはランダムア
クセス・予約複合方式の一例である。回線が混雑してデ
ータ同士の衝突が多発し、周辺局に再送データが複数発
生した場合、再送データの送出にはスロット予約方式を
使用する。この図の例では、再送データだけではなく、
再送データ１に予約要求を付加して送出するまでに、新
しく端末から発生していたデータ４，５の分もスロット
を予約している。これによって、ランダムアクセスでの
データの送出が抑制され、システムが不安定となるのを
避けることができる。

【０００６】図１５に示すタイムチャートはランダムア
クセス・予約複合方式の第２の例である。この例では、
周辺局にデータ長の長いメッセージが発生したため、こ
のメッセージを１タイムスロットで送出可能なデータ長
を単位としてパケット分割し、先頭のパケットだけが予
約要求のためにランダムアクセスで送出され、それ以降
のパケットは割当られたスロットを使用して送出され
る。

【０００７】また、図１３〜１５に示すとおり、個々の
データには、衛星回線へ送出される際にハッチングで示
すヘッダが夫々付加される。このヘッダは搬送波，クロ
ック再生のためのプリアンブル部や、周辺局のアドレ
ス，伝送誤りの検出のための冗長ビット等からなる。端
末から発生したメッセージが、衛星回線の１タイムスロ
ットに収容される長さなら、そのメッセージ毎にヘッダ
が付加され、１パケットデータとして１タイムスロット
を使用して送出される。

【０００８】また、１タイムスロットに収容されない長
さのメッセージなら、これを幾つかのパケットに分割し
てその各パケット毎にヘッダが付加され、各パケット毎
に１タイムスロットを使用して送出される。このこと
は、ランダムアクセス方式（スロット化アロハ方式）、
スロット予約方式，ランダムアクセス・予約複合方式の
いずれにも共通する。

【０００９】図１３，１４に示すとおり、端末から発生
するデータの長さは区々であり、データとヘッダとの長
さがタイムスロットの長さよりも短い場合、余った部分
はダミービットで埋められることになる。図１４のデー
タ１，２，３，４の送出の際は、実際のデータとヘッダ
との長さより、スロットの長さのほうが長いためスロッ
トの最後の部分はダミービットで埋められている。１つ
１つのデータが、スロットの長さよりも短い場合、１つ
１つのデータが１スロットを使用することは、回線効率
を低下させると同時に、多数のスロットを使用するため
に回線の混雑を悪化させる原因となる。

【００１０】また、図１５に示すように長いメッセージ
をパケット分割する場合、個々のパケットにヘッダを付
加しなければならない。衛星通信ではヘッダ部が大きい
ため、端末から発生したメッセージそのものの長さに対
してヘッダ部の占める割合が大きい。このために回線効
率は低くなる。

【００１１】

【発明の目的】本発明の目的は、データ転送のために使
用されるタイムスロットの数をできるだけ削減して回線
使用効率を向上可能とした衛星チャネルアクセスシステ
ムを提供することである。

【００１２】

【発明の構成】本発明による衛星チャネルアクセスシス
テムは、複数の周辺局が通信衛星を介して共通のチャネ
ルを時分割的に使用して中心局へアクセスするに際し、
全ての周辺局が前記チャネルを時分割した単位であるタ
イムスロットへのアクセス方式として、ランダムにアク
セスを行うスロット化アロハ方式と、事前に予約した専
用のタイムスロットを使用するスロット予約方式とを併
用するようにした時分割多元接続の衛星チャネルアクセ
スシステムであって、予約タイムスロットは連続した複
数のタイムスロットの形式であり、送信データが１つの
周辺局に複数滞留している場合、これ等複数のデータを
１つの前記予約タイムスロット上において１つのヘッダ
部のみを付加した形式で送出するようにしたことを特徴
とする。

【００１３】本発明による他の衛星チャネルアクセスシ
ステムは、複数の周辺局が通信衛星を介して共通のチャ
ネルを時分割的に使用して中心局へアクセスするに際
し、全ての周辺局が前記チャネルを時分割した単位であ
るタイムスロットへのアクセス方式として、ランダムに
アクセスを行うスロット化アロハ方式と、事前に予約し
た専用のタイムスロットを使用するスロット予約方式と
を併用するようにした時分割多元接続の衛星チャネルア
クセスシステムであって、予約タイムスロットは連続し
た複数のタイムスロットの形式であり、複数のタイムス
ロットに亘るデータ長を有する１つの送信データが発生
した場合、この１つの送信データを１つの前記予約タイ
ムスロット上において１つのヘッダ部のみを付加した形
式で送出するようにしたことを特徴とする。

【００１４】本発明による更に他の衛星チャネルアクセ
スシステムは、複数の周辺局が通信衛星を介して共通の
チャネルを時分割的に使用して中心局へアクセスするに
際し、全ての周辺局が前記チャネルを時分割した単位で
あるタイムスロットへのアクセス方式として、ランダセ
ムにアクセスを行うスロット化アロハ方式と、事前に予
約した専用のタイムスロットを使用するスロット予約方
式とを併用するようにした時分割多元接続の衛星チャネ
ルアクセスシステムであって、予約タイムスロットは連
続した複数のタイムスロットの形式とされ、前記周辺局
の各々は、自局内に滞留している送信データの数とこれ
等各送信データの長とに応じてこれ等送信データの送出
に必要な前記予約タイムスロットの長さを決定すると共
に、自局に割当てられた前記予約タイムスロット上に前
記送信データを幾つまとめて送出するかを決定する手段
と、この決定に従って前記送信データを、１つのヘッダ
を有するパケットに変換する手段とを有し、前記中心局
は、１つの前記予約スロット上に送出されてきた送信デ
ータについて個々のデータを認識して、この認識された
個々のデータ毎に伝送誤りを検出する手段と、前記個々
のデータの受信を確認するための応答信号を生成して送
信元の周辺局へ送出する手段とを含むことを特徴とす
る。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例につ
いて詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明の実施例を適用した衛星通信
ネットワークの一構成例を示す図である。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Ｔ1 ，Ｔ
2 ，……とから構成され、周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，……は衛
星Ｓを介する１つのチャネルを時分割することにより、
中心局Ｃに対してアクセスを行う。中心局Ｃにはホスト
端末を、周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，……にはユーザデータ端末
を夫々接続することにより、星状ネットワークを実現す
るものである。

【００１７】図２は周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，……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Ｔ1 ，Ｔ
2 ，……から中心局Ｃへの信号の送信においては、１つ
のチャネルをまず一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基本的な送信単位とする。図２の
例では、１フレームを８つのスロットに分割している。
また、フレームはシーケンス番号が割付けられ、中心局
Ｃと周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，……とでその番号についての意
識は一致しているものとする。

【００１８】周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，……から中心局Ｃに送
信するパケットデータは、基本的に図２に示されるよう
なフォーマットをとる。ランダムアクセス方式（スロッ
トアロハ方式）で送出されるパケットデータは全てのこ
の図２のフォーマットをとらなければならない。

【００１９】すなわち、搬送波，クロック再生のための
プリアンブル部、データの開始を示すユニークワード部
からなるオーバーヘッド部（ＯＨ）、送信元の周辺局ア
ドレスを示すフィールド（ＡＤＲＳ）、要求する予約ス
ロットの長さを示すフィールド（ＲＥＱ）、各周辺局が
送信したパケットの順序番号（ＳＥＱ）、そのパケット
が含むデータユニットの数を示すフィールド（ＣＯＵＮ
Ｔ），ＡＤＲＳ部からＣＯＵＮＴ部までの伝送誤りを検
出するためのフレームチェックシーケンスフィールド
（ＦＣＳ１）、端末から発生した１つのメッセージを収
容するデータユニット部（ＵＮＩＴ）、パケットの長さ
を１タイムスロットの長さにそろえるためのダミービッ
ト、誤り訂正のための冗長ビット（ＦＥＣ）、次のスロ
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（ＧＴ）から構成される。

【００２０】このうちデータユニット部（ＵＮＩＴ）
は、端末から発生したメッセージ（ＤＡＴＡ）と、周辺
局で１つのメッセージを複数のパケットに分割した場
合、そのパケットを中心局で再び１つのメッセージに組
み立てるための情報フィールド（ＰＣ）と、そのメッセ
ージの長さを示すフィールド（ＰＬ）と、ＰＬ部，ＰＣ
部，ＤＡＴＡ部を対象とするフレームチェックシーケン
スフィールド（ＦＣＳ２）とから構成される。

【００２１】図２のフォーマットを用いるパケットがラ
ンダムアクセス方式で送出される場合、ＣＯＵＮＴ部に
“０”が設定される。また、同じく第２図のフォーマッ
トを用いるパケットが予約スロットに送出される場合、
ＣＯＵＮＴ部には“１”が設定される。

【００２２】また、ＯＨ部，ＡＤＲＳ部，ＲＥＱ部，Ｓ
ＥＱ部，ＣＯＵＮＴ部，ＦＣＳ１部，ＦＥＣ部，ＧＴ部
の長さは全て固定であるから、１タイムスロット中に収
容することができるデータユニット部の最大長が決定さ
れる。さらに、ＰＬ部，ＰＣ部の長さも一定であるか
ら、１タイムスロットに収容できるメッセージの最大長
Ｌmax も決定される。

【００２３】端末から発生したメッセージの長さがこの
最大メッセージ長Ｌmax よりも短い場合、そのメッセー
ジは図２に示す様なフォーマットのパケットに収容さ
れ、ランダムアクセス方式（スロット化アロハ方式）で
任意の１つのタイムスロット上に送出される。

【００２４】図３は中心局から周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，……
へ向かう信号のフォーマットを示す。中心局Ｃは周辺局
Ｔ1 ，Ｔ2 ，……に向かってパケットデータを送信する
と共に、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
ら送信を行う時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Ｔ1
，Ｔ2 ，……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。また、中心局Ｃは一定の周期で
（例えば１６フレームに一回や１２８フレームに一回）
フレーム番号０のタイミングを示すための特殊なパター
ンのフレームタイミング信号を送出し、中心局Ｃと各周
辺局との間でフレーム番号の意識を合わせる基準とす
る。

【００２５】中心局Ｃはフレームタイミング信号に続い
て、周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，……がランダムアクセス方式で
送信したデータの受信応答信号を放送モードで送信す
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”を書込む。いずれの周辺局に割当てられた予約
スロットについては、この受信応答信号上では、何もデ
ータが受信されなかったスロットと同様に扱い、オール
“０”が書込まれる。

【００２６】さらに、中心局Ｃは受信応答信号に続いて
スロット割当放送情報を放送モードで送信する。スロッ
ト割当放送情報とは、あるフレームの各タイムスロット
がランダムアクセス可能なスロットであるか、いずれか
の周辺局に割当てられたスロットであるかを示す情報で
ある。図３の例では、スロット１とスロット５〜８はラ
ンダムアクセス可能なスロットであり、スロット２〜４
はいずれかの周辺局に割当てられたスロットである。

【００２７】受信応答信号，スロット割当放送情報共
に、１フレームを単位として送出される。中心局Ｃが送
出する受信応答信号，スロット割当放送情報と、周辺局
Ｔ1 ，Ｔ2 ，……の送信タイミングの基準であるフレー
ムとの関係を図示したのが図１６である。

【００２８】図１６では、衛星遅延は１タイムスロット
分とし、１フレームは８タイムスロットに分割される。
周辺局Ｔ1 はフレーム１のスロット２，４，７，を使用
して３つのパケットを送出している。しかし、スロット
４ではデータ同士の衝突が発生している。また別の周辺
局Ｔ2 が同じフレーム１のスロット６を使用してパケッ
トを１つ送信したものとする。

【００２９】中心局Ｃはフレーム１を受信し終わると速
やかに受信応答信号を作成して送出する。この時の受信
応答信号の内容は、スロット２と７との位置に周辺局Ｔ
1 のアドレスが、スロット６の位置に周辺局Ｔ2 のアド
レスが夫々書込まれ、その他のスロットについてはオー
ル“０”が書込まれる。

【００３０】フレーム１に対する受信応答信号は必ずフ
レーム２の途中で周辺局に到着するものとする。また、
この受信応答信号と一緒に送信されるスロット割当放送
情報は、フレーム３についてのスロット割当情報であ
る。このスロット割当情報によれば、フレーム３のスロ
ット２〜４はいずれかの周辺局に割当てられた予約スロ
ットである。このため、周辺局Ｔ1 はフレーム３のスロ
ット２〜４でのランダムアクセスを控えて、次のスロッ
ト５でデータ送出を行っている。

【００３１】図４は周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，……から中心局
Ｃへ送信される信号のうち、予約スロット上に送出され
るパケットデータのフォーマットを示すものである。予
約スロットは複数のタイムスロット（１つの場合も有り
得る）をつないだ形で割当てられる。

【００３２】予約スロット上に送出されるパケットデー
タは、プリアンブル部とユニークワード部とからなるオ
ーバーヘッド部（ＯＨ）、送信元周辺局アドレスを示す
フィールド（ＡＤＲＳ）、要求する予約スロットの長さ
を示すフィールド（ＲＥＱ）、各周辺局が送信したパケ
ットの順序番号（ＳＥＱ）、そのパケットが含んでいる
データユニットの数を示すフィールド（ＣＯＵＮＴ）、
ＡＤＲＳ部からＣＯＵＮＴ部までを対象とするフレーム
チェックシーケンスフィールド（ＦＣＳ１）、端末から
発生した１つのメッセージを収容するデータユニット部
（ＵＮＩＴ）、パケット全体の長さを予約スロットの長
さにそろえるためのダミービット、誤り訂正用の冗長ビ
ット（ＦＥＣ）、次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（ＧＴ）から構成
される。

【００３３】この予約スロット上に送出されるパケット
データと、図２に示したランダムアクセス方式で送出さ
れるパケットデータとの相違は、予約スロット上に送出
されるパケットデータが複数のデータユニットを収容で
きる点である。言い替えれば、複数のデータユニットは
ＯＨ部からＦＣＳ１部までのヘッダを１つだけ付加され
て送出されることができる。予約スロット上に送出され
るパケットデータはその予約スロット内に収容される限
り、最大８個までデータユニットを含むことができるも
のとする。

【００３４】次に図５は、同じく周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，…
…から中心局Ｃへ向けて予約スロット上に送出されるパ
ケットデータのうち、データユニット部（ＵＮＩＴ）を
唯一つ含むもののフォーマットを示すものである。これ
により、数タイムスロットに亘るような長いメッセージ
を分割することなく、またＯＨ部からＦＣＳ１部までの
ヘッダを１つだけ付加して、１パケットとして送出する
ことが可能となる。この場合のフォーマットは、パケッ
トの長さが複数タイムスロット分に相当する点を除け
ば、図２に示したパケットフォーマットと構成的には全
く同一である。

【００３５】図６は中心局Ｃから周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，…
…へ送信される信号のうちパケットデータのフォーマッ
トを示すものである。中心局Ｃが送信するパケットデー
タは、ユーザデータパケット，予約スロット割当個別情
報パケット，予約スロット受信応答パケットの３種類に
分類される。いずれのパケットデータもハイレベルデー
タリンク制御（ＨＤＬＣ）のフレームフォーマットに準
拠し、パケットの先頭及び終了を表すフラグパターン
（Ｆ）に挟まれている。

【００３６】ユーザデータパケットは中心局Ｃに接続さ
れるユーザのホスト端末から発生するデータを周辺局側
に送信するためのパケットである。ユーザデータパケッ
トは、宛先の周辺局アドレス（ＡＤＲＳ）、自分がユー
ザデータパケットであることを示す符号（ＩＤ）、ホス
ト端末から発生したデータを収容するデータ部（ＤＡＴ
Ａ）、伝送誤りを検出するフレームチェックシーケンス
（ＦＣＳ）から構成される。

【００３７】予約スロット割当個別情報パケットは予約
スロットを個々の周辺局に割当てるためのパケットであ
る。予約スロット割当個別情報パケットは、予約スロッ
トを割当てる周辺局アドレス（ＡＤＲＳ）、自分が予約
スロット割当個別情報パケットであることを示す符号
（ＩＤ）、割当予約スロットの開始タイムスロットを示
すフレーム番号（ＦＲ）とスロット番号（ＳＬ）、その
開始タイムスロットから何タイムスロット分が予約スロ
ットかを示すスロット数（ＮＳ）、伝送誤りを検出する
ためのフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）から構成
される。

【００３８】予約スロット受信応答パケットは周辺局Ｔ
1 ，Ｔ2 ，……が予約スロット上に送出したデータに対
する受信応答信号を送信するためのパケットである。予
約スロット受信応答パケットは、宛先の周辺局アドレス
（ＡＤＲＳ）、自分が予約スロット受信応答パケットで
あることを示す符号（ＩＤ）、この受信応答パケットが
受信を確認するパケットに設定されていた順序番号（Ｓ
ＥＱ）、この受信応答パケット受信を確認するパケット
が含んでいたユニットの数を示すフィールド（ＣＯＵＮ
Ｔ）、個々のデータユニットの受信を確認する情報を示
すフィールド（ＡＣＫ）、フレームチェックシーケンス
（ＦＣＳ）から構成される。

【００３９】このうち、受信確認情報（ＡＣＫ）は１バ
イトの情報であり、１ビットが１データユニットの受信
確認を示す。図６の例では、３個のデータユニットに関
する受信を確認する場合で、この時は受信確認情報（Ａ
ＣＫ）のうち３ビットだけが有効である。この例では、
ある周辺局が１つの予約スロット上に送出した３つのデ
ータユニットのうち最初の２つについては正常に受信し
たが、最後の１データユニットは伝送誤りが検出された
ために破棄されたことを示すものである。

【００４０】図７は中心局Ｃの構成図である。送受信装
置１は衛星Ｓとの送受信を行い、高周波数帯／中間周波
数帯の周波数変換を行う。受信部２は送受信装置１が受
信した信号の復調・誤り訂正を行う。

【００４１】チャネル監視部３は受信したパケットのフ
レームチェックシーケンス部（ＦＣＳ１）を参照して、
受信パケットのＡＤＲＳ部からＣＯＵＮＴ部までの伝送
誤りを検出する。誤りが検出されればそのパケットを破
棄する。誤りが検出されないパケットについてのみＣＯ
ＵＮＴ部を参照して、“０”が設定されているか“０”
以外の値が設定されているかによって、そのデータが通
常のタイムスロットに送信されたデータか、予約スロッ
トに送信されたデータかを識別し、各々を通常スロット
データ処理部４あるいは予約スロットデータ処理部５に
引渡す。

【００４２】通常スロットデータ処理部４は、まず第一
に、受信パケットの割当要求予約スロット長（ＲＥＱ）
を参照してこれが“０”でなければ、要求予約スロット
長と要求元周辺局アドレスを予約スロット割当管理部９
に通知する。

【００４３】第二に、通常スロットデータ処理部４はＵ
ＮＩＴ部のフレームチェックシーケンス部（ＦＣＳ２）
を参照し、ＵＮＩＴ部の伝送誤りを検出する。誤りが検
出されれば、そのパケットを破棄する。誤りがなければ
ＵＮＩＴ部のうちＰＬ部，ＰＣ部，ＤＡＴＡ部を受信デ
ータバッファ６へ引渡し、同時にこのパケットの送信元
の周辺局アドレスを通常スロット受信応答信号生成部７
に通知する。

【００４４】予約スロットデータ処理部５は、まず第一
に、受信パケットの割当要求予約スロット長（ＲＥＱ）
を参照し、これが“０”でなければ、要求予約スロット
長と要求元周辺局アドレスを予約スロット割当管理部９
に通知する。

【００４５】第二に、予約スロットデータ処理部５は各
ＵＮＩＴ部のフレームチェックシーケンス部（ＦＣＳ
２）を参照し、ＵＮＩＴ部の伝送誤りを検出する。誤り
が検出されればそのＵＮＩＴ部を破棄する。誤りがなれ
れば、各ＵＮＩＴ部のうちＰＬ部，ＰＣ部，ＤＡＴＡ部
を受信データバッファ６へ引渡し、同時にこのパケット
の送信元の周辺局アドレス，順序番号，データ受信情報
を、予約スロット受信応答生成部８に通知する。データ
受信情報とは、そのパケットに含まれていたＵＮＩＴ数
と、どのＵＮＩＴが正常に受信されたかを示すものであ
る。

【００４６】受信データバッファ６は通常スロットデー
タ処理部４及び予約スロットデータ処理部５から受取っ
たＵＮＩＴ部をバッファリングし、パケットの有効長
（ＰＬ）とパケットの再組立て情報（ＰＣ）とを参照し
て、周辺局でパケット分割されたデータについてはこれ
を１つのデータに組立て直し、パケット分割されなかっ
たデータについてはそのままホスト端末に引渡す。

【００４７】通常スロット受信応答信号生成部７は通常
スロットデータ処理部４から受取った送信元周辺局アド
レスを利用して受信応答信号を作成する。そして、フレ
ームタイミング信号の送信タイミングがきたならば、こ
れを多重部１４へ出力する。

【００４８】予約スロット受信応答生成部８は予約スロ
ットデータ処理部５から受取った送信元周辺局アドレス
と、順序番号と、データ受信情報とを利用して、予約ス
ロット受信応答パケットを作成しこれを多重部１４へ出
力する。

【００４９】予約スロット割当管理部９は通常スロット
データ処理部４及び予約スロットデータ処理部５から通
知された要求予約スロット長と要求元周辺局アドレスと
を利用して、スロット割当テーブルを作成する。また、
各周辺局に対して予約スロット割当個別情報を発行する
ように、個別／放送スロット割当情報生成部１０に要求
し、割当てるスロットと割当先の周辺局アドレスとを通
知する。

【００５０】個別／放送スロット割当情報生成部１０
は、予約スロット割当管理部９からの要求に基づいて、
予約スロット割当個別情報パケットを作成し、多重部１
４に出力する。また、個別／放送スロット割当情報生成
部１０は、フレームタイミング信号の送信タイミングが
きたならば、予約スロット割当管理部９が管理するスロ
ット割当テーブルから１フレーム分のスロット割当を読
出して、これをスロット割当放送情報として多重部１４
に出力する。

【００５１】送信データバッファ１１はホスト端末から
ユーザデータを受けてバッファリングし、所定のフォー
マットのユーザデータパケットに編集してから多重部１
４へ出力する。

【００５２】フレームタイミング信号生成部１２はフレ
ームの区切りを示すフレームタイミング信号を多重部１
４へ出力する。同時に、フレームタイミング信号生成部
１２は中心局Ｃで使用する受信フレームタイミングを受
信スロットタイミング生成部１３に通知する。

【００５３】受信スロットタイミング生成部１３は、フ
レームタイミング信号生成部１２の出力に基づいて、中
心局Ｃで使用する受信スロットタイミングを作成し、こ
れをチャネル監視部３と通常スロット受信応答信号生成
部７とに出力する。

【００５４】多重部１４は通常スロット受信応答信号生
成部７，予約スロット受信応答生成部８，個別／放送ス
ロット割当情報生成部１０，送信データバッファ１１，
フレームタイミング信号生成部１２からの出力を時分割
多重し、これを送信部１５に出力する。

【００５５】送信部１５は多重部１４からの入力のうち
パケットデータについてＣＲＣ方式による伝送誤り検出
用の冗長ビットを付加し、符号化・変調を施して送受信
装置１に出力する。

【００５６】図８は周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，……の構成図で
ある。送受信装置１６は衛星Ｓとの信号の送受信を行
い、高周波数帯／中間周波数帯の周波数変換を行う。受
信部１７は送受信装置１６が受信した信号の復調・誤り
訂正処理を行い、処理後の信号を分離部１８に出力す
る。

【００５７】分離部１８は受信部１７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同期部２１
へ、スロット割当放送情報を予約スロット割当管理部２
８へ、受信応答信号を送達確認部２９へ、パケットデー
タを識別部１９へ夫々出力する。

【００５８】識別部１９は分離部１８から受取ったユー
ザデータについて誤り検出を行い、伝送誤りがなくかつ
自局宛のデータのみを有効受信データと判定し、それ以
外のパケットデータはこれを破棄する。さらに識別部１
９は有効受信データのＩＤ部を参照してパケットデータ
の種別を認識し、ユーザデータパケットは受信データバ
ッファ２０へ、予約スロット割当個別情報は予約スロッ
ト割当管理部２８へ、予約スロット受信応答パケットは
送達確認部２９へ夫々引渡す。

【００５９】受信データバッファ２０は識別部１９から
受取ったユーザデータパケットをバッファリングし、そ
のＤＡＴＡ部のみをユーザデータ端末へ引渡す。

【００６０】フレーム同期部２１は中心局Ｃから送信さ
れてくるフレームタイミングを基準として、自局と衛星
との距離を考慮し、自局が送信を行う際に用いるフレー
ムタイミングを決定してこれをスロットタイミング生成
部２２に出力する。

【００６１】スロットタイミング生成部２２はフレーム
同期部２１が作ったフレームを所定の数のスロットに分
割してスロットタイミングを決定する。

【００６２】パケット化部２３はユーザデータ端末より
データを受取り、そのデータが１つのタイムスロットの
ＤＡＴＡ部に収容できるデータ長ならば、これにパケッ
ト再組立て情報部（ＰＣ），データ長（ＰＬ），フレー
ムチェックシーケンス部（ＦＣＳ２）を付加して１つの
ＵＮＩＴ部を作成する。

【００６３】また、ユーザデータ端末から受取ったデー
タが１タイムスロットのＤＡＴＡ部には収容できないデ
ータ長の場合、パケット化部２３はこのデータの先頭部
分を１タイムスロットのＤＡＴＡ部に収容できる長さだ
け分離し、先頭と後続の２パケットに分割する。そし
て、先頭パケット、後続パケット夫々に、パケット組立
て情報（ＰＣ），データ長（ＰＬ），フレームチェック
シーケンス部（ＦＣＳ２）を付加して１つのＵＮＩＴ部
を作成する。

【００６４】パケット再組立て情報（ＰＣ）としては、
例えばそのデータがパケット分割されたデータの一部分
であるか否か、分割されたデータの一部ならば、先頭パ
ケットか後続パケットか等の情報が考えられる。

【００６５】送信データバッファ２４はパケット化部２
３からＵＮＩＴ部を受取ってバッファリングし、送信制
御部２６へこれを出力する。この時、送信データバッフ
ァ２４は１タイムスロット上にランダムアクセスで送信
すべきＵＮＩＴ部と、予約スロット上に送信するべきＵ
ＮＩＴ部と、さらに一度送信に失敗して再送すべきＵＮ
ＩＴ部とを別々にバッファリングする。

【００６６】また、送信データバッファ２４は送信制御
部２６へ出力したＵＮＩＴ部を送達確認のために一時保
留バッファに保留しておく。そして、送達確認部２９か
らの再送／バッファ解放指示信号を受けて、保留バッフ
ァからの解放を指示されたＵＮＩＴ部をバッファ内から
消去し、再送が指示されたＵＮＩＴ部を再送用の専用バ
ッファにバッファリングしなおす。

【００６７】予約管理部２５は送信データバッファ２４
の中に予約スロット使用データとしてバッファリングさ
れているＵＮＩＴ部の数と個々の長さを管理し、何タイ
ム分を予約すればよいかを決定する。

【００６８】送信制御部２６はスロットタイミング生成
部２２かの出力を受けてスロットタイミングがきたこと
を知ると、まず予約スロット割当管理部２８のスロット
割当テーブルを参照し、ランダムアクセス可能なスロッ
トタイミングか、自局に割当てられた予約スロットタイ
ミングか、あるいは他の周辺局に割当られた予約スロッ
トタイミングかを夫々判別する。

【００６９】ランダムアクセス可能なスロットタイミン
グならば、送信制御部２６は送信データバッファからラ
ンダムアクセスで送信できるＵＮＩＴのうち先頭のもの
を読出して、これに自局のアドレス（ＡＤＲＳ），要求
予約スロット長（ＲＥＱ），順序番号（ＳＥＱ），ＣＯ
ＵＮＴ部，フレームチェックシーケンス部（ＦＣＳ１）
を付加して、送信部２７へ出力する。この時、要求予約
スロット長（ＲＥＱ）は、予約管理部２５が指示する値
を設定する。また、ランダムアクセス可能なスロットタ
イミングでは、ＣＯＵＮＴ部は必ず“０”を設定するも
のとする。

【００７０】そのスロットが自局に割当てられた予約ス
ロットである場合、送信制御部２６は送信データバッフ
ァ２４から予約スロット使用データとしてバッファリン
グされているＵＮＩＴをその予約スロットに収容できる
数だけ読出す。この時、送信制御部２６が送信データバ
ッファ２４から読出すＵＮＩＴ部の数は、予約管理部２
５からの指示を受けるものとする。送信制御部２６は読
出した複数のＵＮＩＴ部に、自局のアドレス（ＡＤＲ
Ｓ），要求予約スロット長（ＲＥＱ），順序番号（ＳＥ
Ｑ），ＣＯＵＮＴ部，フレームチェックシーケンス部
（ＦＣＳ１）を付加して、送信部２７へ出力する。要求
予約スロット長（ＲＥＱ）は、予約管理部２５が指示す
る値を設定する。またこの時、送信制御部２６は送信部
２７に対し連続して幾つのタイムスロットに送出を行う
のか、搬送波の出力時間を指示する。

【００７１】スロットタイミングが他局に割当てられた
スロットである場合、送信制御部２６はそのスロットで
のデータ送出を見合わせる。

【００７２】最後に送信制御部２６はどのタイムスロッ
トでデータ送信を行ったか否か、またそれがランダムア
クセスであったか、予約スロットへの送出であったか
を、送達確認部２９へ送信履歴として通知する。

【００７３】送信部２７は送信制御部２６からの入力に
ついてダミービットを付加し、さらに符号化・変調を施
して誤り訂正用冗長ビット（ＦＥＣ）を付加して送受信
装置１６に出力する。

【００７４】予約スロット割当管理部２８は中心局Ｃか
ら送信されるスロット割当放送情報と、予約スロット割
当個別情報とを参照してスロット割当テーブルを作成す
る。

【００７５】送達確認部２９は送信制御部２６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行った
か、またそれがランダムアクセスによる送信か、予約ス
ロットへの送出かを記憶している。

【００７６】まず、ランダムアクセスで送信したパケッ
トデータについては、送達確認部２９の記憶と分離部１
８から出力される受信応答信号とを比較し、自局がデー
タ送信を試みたタイムスロットに対する応答が肯定応答
ＡＣＫ（ACKNOWLEDGEMENT ）か否定応答ＮＡＫ（NOT AC
KNOWLEDGEMENT ）であるかを識別する。すなわち、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ＡＣ
Ｋ，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。

【００７７】次に、予約スロットに送出したパケットデ
ータについては、中心局Ｃからパケットデータの一種と
して送られてくる予約スロット受信応答によって、正常
な受信が確認されたもののみＡＣＫが確認されたものと
する。一定時間待ったが予約スロット受信応答が全く返
らないパケットデータについては、中心局側で破棄され
たのとしてＮＡＫ応答と判断する。また、予約スロット
受信応答は送られてきたが、一部のＵＮＩＴについてＮ
ＡＫ応答である場合も有り得る。

【００７８】送達確認部２９は、応答が否定応答ＮＡＫ
であったＵＮＩＴについては再送を、応答が肯定応答Ａ
ＣＫであったＵＮＩＴについては、一時保留バッファか
らの解放を夫々送信データバッファ２４に指示する。

【００７９】図９は本発明による衛星通信方式における
アクセス方式の第一の実施例を示す。この例でのスロッ
ト構成では、１フレーム当りにタイムスロットが５つと
し、衛星遅延は１タイムスロット分とする。

【００８０】ここで、周辺局Ｔ1 は、２つの再送データ
が発生したので、回線が混雑したものと判断して予約モ
ードを使用する。この時、予約スロットを要求するため
データ１をランダムアクセスで再送しなければならない
が、再衝突をできるだけ避けるためにランダムに選んだ
スロット数だけ待ってから、データ１を送出する。この
待機の間に、端末からは新しいデータ４と５とが発生し
ている。通常ならば、このデータ４と５はランダムアク
セスで送信できるデータであるが、現在回線が混雑して
るためにこのデータ４と５とも予約スロットに送出する
ものとする。

【００８１】再送データ２と、新規のデータ４と５とを
送信するためには、２スロットが必要であるので、周辺
局Ｔ1 はデータ１に予約要求２を付加してランダムアク
セスで送出する。そして、予約スロットが割当られたと
ころでデータ２，４，５を送出する。

【００８２】この時送出されるパケットは３つのＵＮＩ
Ｔ部を含む。１ＵＮＩＴを１パケットデータとして送信
すれば、３スロットを使用するところが、３ＵＮＩＴを
１パケットデータとして送信するので、２スロットを使
用するのみ良い。

【００８３】図１０は本発明による衛星通信方式におけ
るアクセス方式の第二の実施例である。ここでは、周辺
局Ｔ1 に長いメッセージが発生したため、これを１タイ
ムスロットに収容できる先頭パケット１と後続パケット
２とに分割する。後続パケット２を送信するには３スロ
ットが必要であるので、周辺局Ｔ1 はデータ１に予約要
求３を付加してランダムアクセスで送出する。そして、
予約スロットが割当てられたところで、後続データ２が
送出される。この長いメッセージを、１タイムスロット
で送信できるデータ長で均等に分割し各々を１パケット
データとして送信した場合、全部で５スロットを使用す
るが、この例の場合は必要なスロットは全部で４スロッ
トで良い。

【００８４】図１１は周辺局の送信データバッファ２４
の詳細図である。周辺局の送信データバッファ２４はラ
ンダムアクセスで送信するＵＮＩＴをバッファリングす
るバッファ１１０２、一度送信に失敗した再送データを
バッファリングするバッファ１１０３、予約スロットに
送信するべきデータＵＮＩＴをバッファリングするバッ
フア１１０４と、受信確認を待つために各バッファから
送信したデータＵＮＩＴを一時的に保留しておくバッフ
ァ１１０５，１１０６，１１０７から構成される。

【００８５】パケット化部２３から入力するデータのう
ち長いメッセージを２パケットに分割した後続パケット
は予約データ用バッファ１１０４にバッファリングされ
る。

【００８６】一方、１タイムスロットに収容できる短い
データや、長いメッセージを２パケットに分割した先頭
パケットは、通常はランダムアクセス用データバッファ
１１０２にバッファリングされる。しかし、ＳＷ部１１
０１の切換えによって、これらのデータは予約データバ
ッファ１１０４にバッファリングされる場合もある。こ
れをランダムアクセス抑制モードと呼ぶ。

【００８７】再送データバッファ１１０３は、２つ以上
の再送データが発生すると、ＳＷ部１１０１に対してラ
ンダムアクセス制御モードに入るように要求する。

【００８８】３つの一時保留バッファ１１０５，１１０
６，１１０７は送達確認部２９からの指示に従って、一
時保留データの消去または再送データバッファへの転送
を行う。

【００８９】再送データ用一時保留バッファ１１０６の
中のデータがすべて消去された場合、すなわちすべて中
心局Ｃでの受信が確認されかつ再送データバッファ１１
０３内にデータが残留していない場合、ＳＷ部１１０１
はランダムアクセス抑制モードを解除されて通常動作に
戻る。

【００９０】また、再送データバッファ１１０３と予約
データバッファ１１０４とは各バッファ内にバッファリ
ングされているＵＮＩＴの総数と各ＵＮＩＴの長さとを
予約管理部２５へ通知する。

【００９１】図１２は周辺局の予約管理部２５の詳細図
である。予約管理部２５は送信データバッファ２４のう
ち予約データバッファ１１０４と再送データバッファ１
１０３とについて、その内部のＵＮＩＴ数と各ＵＮＩＴ
の長さとを管理する管理部１２０１，１２０２と、その
ＵＮＩＴ数，ＵＮＩＴ長から自局が要求したい予約スロ
ットの長さと１つの予約スロット上に幾つのＵＮＩＴを
送信するかを決定する予約スロット長決定／データ編集
制御部１２０３とからなる。

【００９２】予約スロット長決定／データ編集制御部１
２０３は、送信制御部２６がデータを送出しようとする
際に、要求予約スロット長を通知する。また、予約スロ
ットが割当てられた時点で、幾つのＵＮＩＴを予約デー
タバッファ１１０４あるいは再送データバッファ１１０
３から読出すべきかを送信制御部２６に通知する。

【００９３】また、予約スロット割当管理部２８は周辺
局Ｃから予約スロット割当個別情報パケットを受信する
と、割当があった旨を予約スロット長決定／データ編集
制御部１２０３に通知する。予約スロット長決定／デー
タ編集制御部１２０３は予約要求を行ってから一定時間
経過しても予約スロットの割当がない場合、予約要求は
受付けられなかったと判断して予約の再要求を行う。

【００９４】ただし、この例では、前に送信した予約要
求に対してスロットの割当があるまでは次の予約要求は
出さないものとする。

【００９５】

【発明の効果】図９に示すとおり、回線が混雑してデー
タ同士の衝突が多発し、周辺局内に複数のデータが溜ま
った場合、これらを１パケットとしてヘッダ部を共有し
て送信することができるので、個々のデータが１つのパ
ケットデータとして１スロットを使用する従来の方式に
比べて、同じデータ量を転送するために使用するタイム
スロット数が減少し、効率が向上する。

【００９６】また、図１０に示すとおり、周辺局に長い
データ長のメッセージが発生した場合、数タイムスロッ
トを連続的に使用して、１つのヘッダ部のみを付加して
送信できるので、１つのタイムスロットを単位として長
いメッセージを細かく分割し、その１つ１つを１パケッ
トとして１スロットを使用する従来の方式に比べ、使用
するタイムスロット数が減少して効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一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】図１の衛星通信ネットワークにおける周辺局Ｔ
1 ，Ｔ2 ，……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３】中心局Ｃより周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，……へ向けて
の信号フォーマットを示す図である。

【図４】周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，……より中心局Ｃへ向けて
の信号のうち複数のタイムスロットをつなげた予約スロ
ット上に送出されるパケットのフォーマットを示す図で
ある。

【図５】周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，……より中心局Ｃへ向けて
の信号のうち、複数のタイムスロットをつなげた予約ス
ロット上に送出されるパケットのフォーマットを示す図
である。

【図６】中心局Ｃより周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，……へ向けて
の信号のうちパケットデータのフォーマットを示す図で
ある。

【図７】中心局Ｃの構成図である。

【図８】周辺局Ｔ1 ，Ｔ2 ，……の構成図である。

【図９】本発明におけるアクセス方式の一実施例を示す
タイムチャートである。

【図１０】本発明におけるアクセス方式の他の実施例を
示すタイムチャートである。

【図１１】周辺局の構成要素の１つである送信データバ
ッファの詳細図である。

【図１２】周辺局の構成要素の１つである予約管理部の
詳細図である。

【図１３】従来技術におけるアクセス方式の一例を示す
タイムチャートである。

【図１４】従来技術におけるアクセス方式の他の例を示
すタイムチャートである。

【図１５】従来技術におけるアクセス方式の別の例を示
すタイムチャートである。

【図１６】本発明における周辺局側の送信フレームタイ
ミングと、中心局が送信する受信応答信号，スロット割
当放送信号との関係を示す図である。

【符号の説明】

Ｃ 中心局 Ｓ 通信衛星 Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 周辺局 １，１６ 送受信装置 ２，１７ 受信部 ３ チャネル監視部 ４ 通常スロットデータ処理部 ５ 予約スロットデータ処理部 ６，２０ 受信データバッファ ７ 通常スロット受信応答生成部 ８ 予約スロット受信応答生成部 ９，２８ 予約スロット割当管理部 １０ 個別／放送スロット割当情報生成部 １１，２４ 送信データバッファ １２ フレームタイミング信号生成部 １３ 受信スロットタイミング生成部 １４ 多重部 １５，２７ 送信部 １８ 分離部 １９ 識別部 ２１ フレーム同期部 ２２ スロットタイミング生成部 ２３ パケット化部 ２５ 予約管理部 ２６ 送信制御部 ２９ 送達確認部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の周辺局が通信衛星を介して共通の
   チャネルを時分割的に使用して中心局へアクセスするに
   際し、全ての周辺局が前記チャネルを時分割した単位で
   あるタイムスロットへのアクセス方式として、ランダム
   にアクセスを行うスロット化アロハ方式と、事前に予約
   した専用のタイムスロットを使用するスロット予約方式
   とを併用するようにした時分割多元接続の衛星チャネル
   アクセスシステムであって、予約タイムスロットは連続
   した複数のタイムスロットの形式であり、送信データが
   １つの周辺局に複数滞留している場合、これ等複数のデ
   ータを１つの前記予約タイムスロット上において１つの
   ヘッダ部のみを付加した形式で送出するようにしたこと
   を特徴とする衛星チャネルアクセスシステム。
2. 【請求項２】 複数の周辺局が通信衛星を介して共通の
   チャネルを時分割的に使用して中心局へアクセスするに
   際し、全ての周辺局が前記チャネルを時分割した単位で
   あるタイムスロットへのアクセス方式として、ランダム
   にアクセスを行うスロット化アロハ方式と、事前に予約
   した専用のタイムスロットを使用するスロット予約方式
   とを併用するようにした時分割多元接続の衛星チャネル
   アクセスシステムであって、予約タイムスロットは連続
   した複数のタイムスロットの形式であり、複数のタイム
   スロットに亘るデータ長を有する１つの送信データが発
   生した場合、この１つの送信データを１つの前記予約タ
   イムスロット上において１つのヘッダ部のみを付加した
   形式で送出するようにしたことを特徴とする衛星チャネ
   ルアクセスシステム。
3. 【請求項３】 複数の周辺局が通信衛星を介して共通の
   チャネルを時分割的に使用して中心局へアクセスするに
   際し、全ての周辺局が前記チャネルを時分割した単位で
   あるタイムスロットへのアクセス方式として、ランダセ
   ムにアクセスを行うスロット化アロハ方式と、事前に予
   約した専用のタイムスロットを使用するスロット予約方
   式とを併用するようにした時分割多元接続の衛星チャネ
   ルアクセスシステムであって、予約タイムスロットは連
   続した複数のタイムスロットの形式とされ、前記周辺局
   の各々は、自局内に滞留している送信データの数とこれ
   等各送信データの長とに応じてこれ等送信データの送出
   に必要な前記予約タイムスロットの長さを決定すると共
   に、自局に割当てられた前記予約タイムスロット上に前
   記送信データを幾つまとめて送出するかを決定する手段
   と、この決定に従って前記送信データを、１つのヘッダ
   を有するパケットに変換する手段とを有し、前記中心局
   は、１つの前記予約スロット上に送出されてきた送信デ
   ータについて個々のデータを認識して、この認識された
   個々のデータ毎に伝送誤りを検出する手段と、前記個々
   のデータの受信を確認するための応答信号を生成して送
   信元の周辺局へ送出する手段とを含むことを特徴とする
   衛星チャネルアクセスシステム。