JP3602648B2

JP3602648B2 - 応答経路指定制御方法および装置

Info

Publication number: JP3602648B2
Application number: JP12784996A
Authority: JP
Inventors: ドナルド・ジョン・サボーリン; ジェフリー・スチュアート・ドリン; ヘンリー・ジョセフ・ハップ，ザ・サード
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1995-04-24
Filing date: 1996-04-24
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2016-04-24
Also published as: FR2733380A1; US5903545A; GB2300332B; ITRM960242A1; ITRM960242A0; GB9608193D0; GB2300332A; JPH08307457A; CN1139865A; IT1285179B1; FR2733380B1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般にネットワーク内の通信データの経路指定に関し、さらに詳しくは、ネットワーク・リンク不良またはその他の異常に基づく経路指定の調整に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
リンク上で互いに通信する複数の経路指定ノードを有する通信システムにおいて、発信元ターミナルから宛先ターミナルへ送信されることになっているメッセージは、各ノード内に格納される経路指定テーブルを用いて、システム内での経路指定がなされる。ときには、ノードが用いる通信リンクが通信メッセージを保持できなくなることがある。このようなリンクを「不良リンク」と呼び、不良リンクに対応するノードを「不良リンク・ノード」と呼ぶ。不良リンクは、なんらかの予測のつかない出来事により起こるが、予定されたリンクの遮断も本明細書の目的に関して不良リンクを構成することがある。
【０００３】
不良リンクがあると、通信システムによって提供されるサービスの質に重大な影響を与える。不良リンク・ノードが、リンクが故障していないかのように経路指定を継続する（すなわち不良リンク・ノードが不良リンクを通じてメッセージを送信しようとする）と、データ・パケットが消失したり、最終的には呼が消失することになる。
【０００４】
パケットが消失されるのを回避する１つの方法では、不良リンク・ノードが自身の経路指定テーブルを修正して、現在の経路指定法を無効にする。不良リンク・ノードは、動作可能なリンク（すなわち代替の経路）にパケットを再配布する。たとえば、不良リンク・ノードは、そのデータ・パケットを最初に送信したノード（ここでは「送出側ノード」と呼ぶ）に送り返すこともある。このような経路指定法のもとで、「連続再循環（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）」と呼ばれる状態が起こることがある。データ・パケットを受信した後で、送出側ノードは不良リンク・ノードを介してデータ・パケットの経路指定を再び試みることがある。不良リンク・ノードは、送出側ノードにデータ・パケットを送り返し、データ・パケットの再循環がパケットが消失するまで続く。不良リンク・ノードは、近隣ノードから孤立した状態で、消失パケット状態を解決することができない。
【０００５】
不良リンクに迅速に応答することにより、消失パケットの数を最小限に抑える方法および装置が必要である。さらに、システム内の連続再循環を防止して、リンク不良が起こった場合に接続を維持する方法および装置が必要である。
【０００６】
【実施例】
本発明は、不良リンクに迅速に応答することにより、消失されるデータ・パケットの数を最小限に抑える方法および装置を提供する。さらに、データ・パケットの連続再循環を防止する方法および装置を提供する。
【０００７】
図１は、本発明の好適な実施例による多重ノード通信システムを示す。通信システム１０は、軌道旋回衛星１２を用いて、地球上に分散され、地球を囲んでいる。衛星１２は、低地球軌道，中間地球軌道，静止軌道またはこれらを組み合わせた軌道１４を占有する。低地球軌道は、一般に、約６００ないし２０００ｋｍの高度であり、中間地球軌道は約２０００ないし２０，０００ｋｍ，静止軌道は約４２，１６２ｋｍであるが、他の高度が用いられることもある。図示される例では、通信システム１０は６つの極軌道面を使用し、各軌道面には１１個の衛星１２があり、合計で６６個の衛星１２がある。しかし、６６個の衛星１２が不可欠なものではなく、衛星１２がそれより多くても少なくても、あるいは軌道面がそれより多くても少なくても構わず、また軌道および静止衛星とを組み合わせて用いることもできる。分かりやすくするために、図１には数個の衛星１２を図示するにとどめる。
【０００８】
衛星１２は、通信システム１０の経路指定ノードとして動作し、地上の装置と通信を行う。地上装置は、任意の数の無線通信加入者ユニット２６，システム制御局（ＳＣＳ）２８または他の通信装置である。衛星１２は、「クロスリンク」上で他の衛星１２とも通信を行う。
【０００９】
各衛星１２は、望ましくは、少なくとも１つの常駐経路指定テーブルを有し、システム制御局２８から受信された更新コマンドまたは新しい経路指定テーブルを用いて、テーブルを更新する。好適な実施例においては、衛星１２はＵターン条件（以下に説明する）を防ぐために、また不良リンクを検出するとその経路指定テーブルを修正する。代替の実施例においては、システム制御局２８により、これらの機能の一部または全部が実行される。不良リンクを検出すると、衛星１２は、望ましくは不良リンク・メッセージをＳＣＳ２８に送る。衛星１２の機能は、図２ないし図１０に関連して、詳細に説明される。
【００１０】
図１に示される加入者ユニット（ＳＵ）２６は、通信ターミナルである。ＳＵ２６は、たとえば衛星１２にデータを送信し、衛星１２からデータを受信する手持ち式携帯セルラ電話である。ＳＵ２６は、またファクシミリ装置，ページャ，データ・ターミナルまたはその他の任意の種類の通信装置とすることもできる。配線電話ユニット（図示せず）も通信システム１０内で通信ターミナルとして機能することがある。これらのユニットは、中間「ゲートウェイ」（図示せず）を用いて衛星ネットワークと通信することができる。ゲートウェイとは、通常は地上にある装置設備で、たとえば公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）（図示せず）などの地上装置と衛星１２とをインターフェースすることができる。
【００１１】
「システム制御局」２８（ＳＣＳ）は、通常は地上にある制御設備で、通信システム１０の動作の一部を制御する。ＳＣＳ２８は、直接的に衛星１２と通信したり、遠隔地のまたは同じ場所にある地上局（図示せず）を介して通信することができる。
【００１２】
好適な実施例においては、ＳＣＳ２８が経路指定更新コマンドを作成して、衛星１２に送る。衛星１２は、これらの更新コマンドを用いて、その常駐経路指定テーブルを修正する。ＳＣＳ２８は、不良リンクの通知も受信して、不良リンクを補正するための新しい更新コマンドを作成し送出する。代替の実施例においては、ＳＣＳ２８は、Ｕターン条件を防止するための更新コマンドの修正などの別の機能も実行する。好適な実施例におけるＳＣＳ２８の機能は、図１０に関連して詳細に説明される。
【００１３】
図１には、図を明確にし、分かりやすくするためにＳＣＳ２８とＳＵ２６は、１つしか図示されない。説明に基づき当業者は、通信システムの要件により、システム設備を追加することが望ましい場合もあることを理解されよう。
【００１４】
図２は、本発明の好適な実施例による複数の経路指定ノードと、ノード間の通信リンクとを示す。ここで用いる「クロスリンク」とは、２つのノード間の通信リンクを指す。衛星９０，９４，９６，９８，１０２は、軌道路１０４，１０６，１０８内を移動する経路指定ノードであり、クロスリンク１１２，１１４，１１６，１２０上で互いにデータ・パケットを送る。異なる軌道路１０４，１０６，１０８内の衛星９０，９４，９６，９８，１０２は、同一のまたは異なる軌道方向に移動することがある。好適な実施例においては、リンク１１２，１１４，１１６，１２０は、双方向の無線周波数（ＲＦ）リンクである。しかし、他の種類の送信リンク（たとえばレーザ・リンク）を用いることもできることは、説明に基づき当業者には明白であろう。衛星９０，９６，９８は、同じ軌道路１０６内を移動する。衛星９０は軌道路１０６内で衛星９６を追跡する。従って、衛星９０にとっては、衛星９６は「前方（ｆｏｒｅ）」、衛星９８は「後方（ａｆｔ）」、衛星９４は「左方（ｌｅｆｔ）」、衛星１０２は「右方（ｒｉｇｈｔ）」にある（ここではそれぞれ「Ｆ」，「Ａ」，「Ｌ」，「Ｒ」と省略する）。衛星９０などのノードは、左方１１２，右方１２０，前方１１４または後方１１６の通信リンクを介してデータの送受信をする。ここで用いる「クロスリンク・ポート」または「ポート」とは、クロスリンク方向（前方，後方，左方または右方）に関係する通信装置を指す。従って、衛星９６の後方ポートは、リンク１１４上で衛星９０の前方ポートと通信する。好適な実施例では、衛星９０が４つの近隣衛星９４，９６，９８，１０２と通信する状態を示すが、より多くのあるいはより少ない近隣衛星１２を用いることができることは、説明に基づき当業者には明白であろう。
【００１５】
少なくとも１つの経路指定テーブルが衛星（または「ノード」）内に常駐し、このテーブルが、どの通信リンク上でデータ・パケットを送信するかをノードに命令する。データ・パケット内にある情報と経路指定テーブルとを相関することにより、ノードは、どのリンク上でデータ・パケットを送信すべきかを判断することができる。ここでは、宛先ノード識別子（「ＤＮ−ＩＤ」：ＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎＮｏｄｅＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）が、１つのデータ・パケットの各宛先装置に関連性をもつことが望ましい。たとえば、図１のシステムの各衛星および地上局は、独自のＤＮ−ＩＤを有する。特定のシステムについて宛先と見なされる装置の数と種類とに応じて、任意の数のＤＮ−ＩＤを用いることができる。各データ・パケットには、１つのＤＮ−ＩＤが含まれ、これを経路指定ノードが用いてデータ・パケットを送出すべき場所を決定する。ノードが、そのノードの経路指定テーブルにＤＮ−ＩＤを相関させると、経路指定テーブルがノードに対して、どのリンク上にデータ・パケットを送出するべきかを指示する。
【００１６】
図３は、本発明の好適な実施例による通信ノード１５０を示す。通信ノード１５０は、たとえば図１に説明されるような衛星である。しかし、他の通信装置（たとえば地上の経路指定装置）を通信ノードとして用いることができることは、説明に基づき当業者には明白であろう。
【００１７】
好適な実施例においては、通信ノード１５０は、各クロスリンク・ポートに関連する「ポート・コンピュータ」、すなわち前方コンピュータ１６０，左方コンピュータ１６２，後方コンピュータ１６４および右方コンピュータ１６６を有する。通信ノードのボード上には、これより多くのあるいは少ない数のコンピュータが存在する場合があることは、説明に基づき当業者には明白であろう。好適な実施例においては、コンピュータの数は、少なくとも、ノードが対応するクロスリンクの数である。図３は、通信ノードの簡略化された図であり、クロスリンクに用いられるコンピュータのみを図示する。代替の実施例においては、すべての経路指定機能を実行するために１つのコンピュータしか用いられないことも、あるいは、各ノード・コンピュータが１つの送信装置１７０，１７２，１７４，１７６と受信装置１８０，１８２，１８４，１８６しか持たないこともある。
【００１８】
好適な実施例においては、各ポート・コンピュータ１６０，１６２，１６４，１６６は、送信装置１７０，１７２，１７４，１７６と、受信装置１８０，１８２，１８４，１８６と、送信装置１７０，１７２，１７４，１７６および受信装置１８０，１８２，１８４，１８６を結合するプロセッサ１９０，１９２，１９４，１９６とを有する。送信装置１７０，１７２，１７４，１７６および受信装置１８０，１８２，１８４，１８６は、ＲＦ通信，光学通信または電気通信に対応できることは、説明に基づき当業者には明白であろう。ここでは、各送信装置，受信装置およびプロセッサは、装置に関連して「前方」，「左方」，「後方」および「右方」という用語を用いて各々のポートに接続する。
【００１９】
各プロセッサ１９０，１９２，１９４，１９６は、その関連する受信装置１８０，１８２，１８４，１８６に結合される。好適な実施例においては、各受信装置１８０，１８２，１８４，１８６は、主に、クロスリンクからデータ・パケット（「着信データ・パケット」）を専門に受信する。代替の実施例においては、各受信装置１８０，１８２，１８４，１８６は、他の発信元（たとえば中央プロセッサ（図示せず），ＳＵ２６（図１），ＳＣＳ２８（図１）など）からもデータ・パケットを受信することができる。
【００２０】
各送信装置１７０，１７２，１７４，１７６は、主に、クロスリンクを介するデータ・パケット（「発信データ・パケット」）の送出に専念する。各プロセッサ１９０，１９２，１９４，１９６は、図３に示されるように各送信装置１７０，１７２，１７４，１７６に結合される。たとえば、前方プロセッサ１９０が送信装置１７０，１７２，１７４，１７６に結合される。この結合により、ポート・コンピュータ１６０，１６２，１６４，１６６は特定の受信装置１８０，１８２，１８４，１８６により受信されたデータ・パケットを、適切な送信装置１７０，１７２，１７４，１７６に送り、さらに別の通信ノードに配布する。
【００２１】
好適な実施例においては、各プロセッサ１９０，１９２，１９４，１９６は、プロセッサが支援する通信リンクが故障したか否かを判定することができる。代替の実施例においては、各プロセッサ１９０，１９２，１９４，１９６は、あるリンクが故障したことを判断し、リンク不良をプロセッサ１９０，１９２，１９４，１９６に報告する不良リンク検出装置（図示せず）に結合される。
【００２２】
各プロセッサ１９０，１９２，１９４，１９６は、データ・パケットをクロスリンク以外の発信元からプロセッサ１９０，１９２，１９４，１９６に送る中央プロセッサ（図示せず）または中央集中スイッチにも結合されることが望ましい。たとえば、遠隔測定情報を含むデータ・パケットが内部で（たとえば中央プロセッサにより）生成される。また、データ・パケットはＳＵ２６（図１）と、ＳＣＳ２８（図１）などその他の地上装置とから受信される。代替の実施例においては、他の発信元から来たこれらのデータ・パケットは、１つ以上のポート・コンピュータにより受信され、それに関連する経路指定テーブルに従って経路指定される。入力２００〜２１１は、受信装置１８０，１８２，１８４，１８６以外の発信元からの入力を表す。特定のシステム設定により必要とされるだけの任意の数の入力２００〜２１１を用いることができる。
【００２３】
好適な実施例においては、各ポートには、「ポート経路指定テーブル」または「ポート・テーブル」が含まれ、これを各プロセッサ１９０，１９２，１９４，１９６が用いて、特定のデータ・パケットをどの送信装置１７０，１７２，１７４，１７６に送るかを決定する。好適な実施例においては、ポート経路指定テーブルは、プロセッサ１９０，１９２，１９４，１９６に結合された格納装置（図示せず）に格納される。代替の実施例においては、ポート経路指定テーブルは、プロセッサ内部にあるメモリ装置に格納されることもある。図４は、本発明の好適な実施例による経路指定テーブルの設定を示す。「ノード経路指定テーブル」２２０は、ポート経路指定テーブル２３０，２３２，２３４，２３６を更新し、クロスリンク以外の発信元からのデータ・パケットの経路指定を制御するために用いられる。
【００２４】
好適な実施例においては、４つのポート経路指定テーブル、すなわち前方経路指定テーブル２３０，左方経路指定テーブル２３２，後方経路指定テーブル２３４および右方経路指定テーブル２３６が存在する。ポート経路指定テーブルの数はもっと多くても少なくてもよいことは、説明に基づき当業者には明白であろう。望ましくは、各ポートに１つの経路指定テーブルが存在する。しかし、これは必要な制約ではない。たとえば、代替の実施例においては、１つの経路指定テーブルがすべてのポートによりアクセスされることもある。
【００２５】
好適な実施例においては、経路指定テーブル「更新コマンド」が、定期的にまたは非定期的にＳＣＳ２８（図１）から受信される。更新コマンドには、ノード経路指定テーブル２２０および／またはポート経路指定テーブル２３０，２３２，２３４，２３６の１つ以上の入力項目を更新または置き換えるために必要な情報が含まれる。更新コマンドは、１つ以上の入力項目から経路指定テーブル全体までを置き換えることができる。１つまたは数個の入力項目だけを置き換える更新コマンドを用いることが、帯域幅，メモリおよび／または更新時間を最小限に抑えるために望ましい。これは一般に、ある経路指定テーブル内のすべての入力項目が更新のたびに変更される訳ではないからである。好適な実施例においては、各更新コマンドは、それに関わる「更新時間」を有する。更新時間は、その更新コマンドに関わる新しい経路指定テーブルの入力項目（または項目群）が、ノード経路指定テーブル２２０および／またはポート経路指定テーブル２３０，２３２，２３４，２３６内の古い経路指定テーブルの入力項目と置き換わる時間を示す。代替の実施例においては、各更新コマンドは、ノードに受信されると経路指定テーブルを修正するために用いられる。新しい更新コマンドが「受信される」と説明する、本明細書で用いられる用語は、コマンドが通信ノードにより実際に受信されたこと、あるいはコマンドの「更新時間」に到達し、更新コマンドに関わるテーブルの入力項目または項目群を更新すべき時間になったことのいずれか一方を意味する。
【００２６】
好適な実施例においては、更新コマンドが受信されると、中央プロセッサ（図示せず）は、ノード経路指定テーブルを更新して、変更された経路指定入力項目を各々のポートに分配する。代替の実施例においては、各ノードは更新コマンドを受信して、そのノード経路指定テーブルを直接的に更新する。
【００２７】
図５は、本発明の好適な実施例により、通信ノードが正常動作中にノードの経路指定テーブルを更新する方法を示す。この方法は、１つ以上のテーブル更新コマンドが通信ノードにより受信されると、ステップ２５２で開始２５０される。テーブル更新コマンドは、ステップ２５４で、ノードの経路指定テーブルを更新するために用いられる。新しい経路指定テーブルの入力項目が、ステップ２５６で適切なポート・コンピュータに分配される。代替の実施例においては、更新コマンドは直接的に、関連のポートに送られ、このポートがそのポート経路指定テーブルを直接更新する。ステップ２５８で、各ポートは「代替テーブル」（たとえば図６，２９２のＡＬＴ−１と２９４のＡＬＴ−２）を用いて、潜在的なＵターン条件（または「ループバック条件」）を回避するために新しいポートのテーブルの入力項目を修正する。「Ｕターン条件」は、ポートが、それを受信したのと同じポートを通じてデータ・パケットを送出すると起こる。前述のように、Ｕターン条件の結果、連続再循環の問題が起こることがある。潜在的なＵターン条件を回避するためのテーブルの入力項目の修正については、図６ないし図７に関してさらに詳しく説明される。代替の実施例においては、中央プロセッサ（図示せず）またはＳＣＳ２８（図１）は、更新コマンドをポートに送る前に、Ｕターン条件を回避するために更新コマンドを修正する。次に、ステップ２６０で通信ノードは、修正された経路指定テーブルに従ってデータ・パケットの経路指定を行う。データ・パケットの経路指定は、本方法の他のステップと同時に行われることがある。方法は、ステップ２７０で終了する。
【００２８】
図６は、本発明の好適な実施例によるノード経路指定テーブル２８０の例を示す。ノード経路指定テーブル２８０には、ＤＮ−ＩＤ２８２，前方２８４，後方２８６，左方２８８，右方２９０，ＡＬＴ−１２９２およびＡＬＴ−２２９４の欄がある。好適な実施例においては、ポート経路指定テーブルは、ノード経路指定テーブル２８０と類似のものであるが、各ポート経路指定テーブルには、前方２８４，後方２８６，左方２８８または右方２９０欄のうち１つの欄しかない点が異なる。各ポート経路指定テーブルは、望ましくはＡＬＴ−１２９２とＡＬＴ−２２９４の両方の欄を有する。図６は、１つの経路指定の代替法を表わす経路指定テーブルの１つの「ページ」を示す。ノード経路指定テーブルおよびポート経路指定テーブルは、複数のページを有して、それによってパケット・タイプまたはその他のパケット独自の規準に基づいてパケット負荷の平衡をとることができることは、説明に基づき当業者には明白であろう。
【００２９】
前述のように、１つのＤＮ−ＩＤが望ましくは通信システム内の可能性のある宛先の各々と関連を持つ。特定の通信システムに関して、任意の数のＤＮ−ＩＤを用いることができることは、説明に基づき当業者には明白であろう。各データ・パケットは、データ・パケットをどこに経路指定するかを判定するために経路指定テーブルに相関されるＤＮ−ＩＤを用いて、意図された宛先を示す。
【００３０】
前方２８４，後方２８６，左方２８８および右方２９０欄には、各ポートにより受信されるデータ・パケットの経路指定を行うために用いられる経路指定情報が含まれる。前方２８４，後方２８６，左方２８８および右方２９０欄の各入力項目は、特定のＤＮ−ＩＤを有するデータ・パケットをどのポートに送出して、さらに経路指定を行うかを示す。好適な実施例においては、前方２８４，後方２８６，左方２８８および右方２９０欄内の各入力項目は、特定のＤＮ−ＩＤに関しては当初は同じである（下記に述べられるように必要な修正が加えられる）。代替の実施例においては、これらの入力項目は、欄により変わることがある。従って図６に例示されるように、前方ポートにより受信され「１」のＤＮ−ＩＤを有するデータ・パケットは左方（「Ｌ」）ポートに送られてさらに経路指定が行われる。図３を参照して、前方受信装置１８０により受信される「１」のＤＮ−ＩＤを有するデータ・パケットは前方プロセッサ１９０により評価され、左方送信装置１７２に送られる。データ・パケットを受信した経路指定ノードに宛てられたデータ・パケットは、望ましくは中央プロセッサに送られる。説明に基づき当業者には明かなように、図６の入力項目は説明のためだけのものである。
【００３１】
ＡＬＴ−１２９２およびＡＬＴ−２２９４欄は、元の入力項目の結果として「Ｕターン条件」が起こるか、あるいはリンク不良が検出されたときに、前方２８４，後方２８６，左方２８８および右方２９０欄内のテーブル入力項目を置き換えるために用いられる「代替テーブル」の入力項目を表す。各ＤＮ−ＩＤに関して、ＡＬＴ−１２９２およびＡＬＴ−２２９４欄の入力項目は、互いに異なるものでなければならない。用いられる代替テーブルの数は、それより多くても少なくても構わない。たとえば、代替の実施例においては、各ポートは、他のポートの代替テーブルとは異なる１つ以上の代替テーブルを有する。しかし、この代替例は好適ではない。なぜなら複数の異なる代替テーブルを修正するためには、より多くの帯域幅，メモリおよび／または時間が必要とされるからである。
【００３２】
図７は、本発明の好適な実施例による潜在的Ｕターン条件を回避するための修正を行った後の「統合された」ポート経路指定テーブル３００を例示する。統合ポート経路指定テーブル３００には、ＤＮ−ＩＤ３０２，前方３０４，後方３０６，左方３０８，右方３１０，ＡＬＴ−１３１２およびＡＬＴ−２３１４の欄が含まれる。各ポート・テーブルには、望ましくは、前方３０４，後方３０６，左方３０８および右方３１０欄のうち１つの欄しかないが説明のために４つすべての欄が図示される。潜在的Ｕターン条件を回避するためにテーブルをどのように修正するかを説明するにあたり、図６および図７の両方を例として用いる。図６は、ポート経路指定テーブルの当初の入力項目を表し、図７は修正された入力項目を表す。
【００３３】
各々の特定のポートに関して、未修正のテーブル２８０（図６）内のテーブルの入力項目が評価されて、ポートがデータ・パケットを受信し、それを同じポート内で送出するか否かが判定される。たとえば、図６の本来の経路指定設定を参照して、前方欄２８４には、「３」のＤＮ−ＩＤを有するデータ・パケットが前方（「Ｆ」）送信装置に送られる。この結果、Ｕターン条件が起こる。このように、Ｕターン条件は、テーブルの入力項目が欄の表題と一致するといつでも起こる。図６に示されるように、このような潜在的Ｕターン条件は、テーブル２８０の各ポートに関して存在する。
【００３４】
テーブル３００（図７）は、テーブル２８０（図６）からすべての潜在的Ｕターン条件を削除した後の、修正された経路指定テーブルを示す。潜在的Ｕターン条件をなくするために、ポート・プロセッサ（または中央プロセッサまたはＳＣＳ２８（図１））は、各々のＵターン入力項目を、ＡＬＴ−１欄２９２（図６）内の入力項目と置き換える。ポート・プロセッサが、ＡＬＴ−１で置き換えてもＵターン条件が起こると判断すると、ＡＬＴ−２欄２９４（図６）の入力項目が用いられる。２つの例をあげると、この概念が明確になる。第１の例では、ＤＮ−ＩＤ「３」の前方欄２８４（図６）のテーブル入力項目は、本来は「Ｆ」である。この入力項目が、ＡＬＴ−１欄２９２（図６）の対応する入力項目である「Ｌ」で置き換えられる。「Ｌ」ではＵターン条件が起こらないので、この入力項目は認められる。第２の例では、ＤＮ−ＩＤ「１」の左方欄２８８（図６）内のテーブル入力項目は、本来は「Ｌ」である。この入力項目が最初は、ＡＬＴ−１欄２９２（図６）の対応する入力項目である「Ｌ」で置き換えられる。「Ｌ」でも依然として潜在的Ｕターン条件は起こるので、この入力項目はＡＬＴ−２欄２９４（図６）内の対応する入力項目である「Ａ」で置き換えられる。「Ａ」ではＵターン条件が起こらないので、この入力項目は認められる。ＡＬＴ−１欄２９２（図６）内の入力項目が受け入れられないと判定された場合は、入力項目はＡＬＴ−１欄２９２（図６）の入力項目と実際に置き換えられなくてもよいことは、説明に基づき当業者には明白であろう。説明に基づき当業者には明かであろうが、図７の入力項目は説明のためだけのものである。図７は、太線で囲まれたボックス内にすべての修正された入力項目を表す。ここでは、ノード経路指定テーブルに潜在的Ｕターン条件が含まれないとき、Ｕターン条件回避が「アクティブ状態になる」。
【００３５】
図８は、本発明の好適な実施例により、通信ノードが不良リンク条件下でテーブルを更新する方法を示す。不良リンクがノード（不良リンク・ノード）により検出されると、本方法はステップ３５２で開始３５０される。不良リンクは、たとえば、初期のリンク獲得がなされなかった場合、あるいは獲得されたリンクがロックを失った場合に検出される。たとえばＲＦリンクを用いるシステムにおいては、ＲＦリンクを獲得したノードが、他のノードからのＲＦ信号が許容不能なレベルまで落ちたことを検出することがある。不良リンクが検出されると、その不良リンクは各ポート・コンピュータに報告される（たとえば、中央プロセッサは、どのポートが不良となったかを示し、さらに／あるいは、各ポート・コンピュータに対して、その不良にどのように対処するかを指示する）。
【００３６】
次に、ステップ３５４で、不良リンクを回避するために各アクティブ・ポートのポート・テーブルが修正される。望ましくは、テーブル入力項目を修正するために代替テーブル（たとえば、図６のＡＬＴ−１２９２およびＡＬＴ−２２９４）が用いられる。好適な実施例においては、修正によりＵターン回避が非アクティブ状態になることがある。それでも連続再循環は回避される。これは、データ・パケットが送出側ノード（すなわちデータ・パケットの発信元）に送り返されるが、送出側ノードが依然としてＵターン回避をアクティブにしているためである。このため、送出側ノードは不良リンク・ノードにデータ・パケットを戻さない。不良リンクを回避するための修正については、図８に関連してさらに詳細に説明される。
【００３７】
ステップ３５４の後で、「不良リンク・メッセージ」は望ましくはステップ３５６でＳＣＳ２８（図１）に送られ、システムは検出された不良に対し完ぺきに応答する。代替の実施例においては、ＳＣＳ２８（図１）は、不良リンク・ノード以外の発信元から不良ノードの通知を受信する。説明に基づき当業者には明かであろうが、ステップ３５４，３５６は逆の順序で実行することもできる。
【００３８】
ステップ３５８で新しいテーブル更新コマンドがノードにより受信される。新しいテーブル更新コマンドは、ＳＣＳ２８（図１）が不良通知に応答する時間があったか否かにより、不良リンクに対するシステム応答を反映することも、しないこともある。テーブル更新コマンドは、ノード経路指定テーブルを更新するためにステップ３６０で用いられる。新しい経路指定テーブル入力項目がステップ３６２で適切なポートに配布される。代替の実施例においては、更新コマンドは、関連のポートに直接送られ、ポートはそのポート経路指定テーブルを直接更新する。ステップ３６４で、各ポートは代替テーブル（たとえば図５のＡＬＴ−１２９２およびＡＬＴ−２２９４）を用いて、潜在的Ｕターン条件を回避するために新しいポート・テーブルの入力項目を修正する。潜在的Ｕターン条件を回避するためのテーブル入力項目の修正については、図５ないし図７に関してより詳しく説明される。必要に応じて、ステップ３６６でテーブルは再度修正され、図８ないし図９に関して説明されるように不良リンクを回避する。代替の実施例においては、中央プロセッサ（図示せず）またはＳＣＳ２８（図１）は、更新コマンドをポートに送る前に、Ｕターン条件を回避するため、さらに／あるいは不良リンクを回避するために更新コマンドを修正することがある。次にステップ３６８で、通信ノードは、修正された経路指定テーブルに従ってデータ・パケットの経路指定を行う。データ・パケットの経路指定は、本方法の他のステップと同時に行われる。
【００３９】
図８に示されるように、本方法は反復される。望ましくは、本方法は回復事象が起こるまで、すなわち不良リンクが回復するか、あるいはＳＣＳ２８（図１）が正常動作に戻るよう通信ノードに命令するか、本方法のステップを不必要にする応答を発するまで効力を持つ。
【００４０】
図９は、本発明の好適な実施例により不良リンクに応答するためにポート経路指定テーブル３００（図７）を修正した後の、統合されたポート経路指定テーブル３８０の例を示す。統合ポート経路指定テーブル３８０には、ＤＮ−ＩＤ３８２，前方３８４，後方３８６，左方３８８，右方３９０，ＡＬＴ−１３９２およびＡＬＴ−２３９４欄が含まれる。不良リンクに応答するためにテーブルをどのように修正するかを説明するにあたり、図７および図９の両方を例として用いる。図７は、Ｕターン回避をアクティブにしたポート経路指定テーブル３００（図７）の入力項目を表し（「稼動中テーブル」３００と呼ぶ）、図９は不良リンクを回避するために修正された入力項目を表す。説明に基づき当業者には明かであろうが、図９の入力項目は説明のためだけのものである。
【００４１】
テーブル３８０（図９）は、不良リンクを回避するためにすべての入力項目が修正された後の、修正済み経路指定テーブルを示す。不良リンクを用いる入力項目を削除するために、各ポートは、各々のポート・テーブル入力項目を評価して、そのポートが不良リンクに関わるポートにデータを送っているか否かを判定する。ポート・プロセッサ（または中央プロセッサまたはＳＣＳ２８（図１））は、テーブル３００（図７）内の各不良リンク入力項目を、ＡＬＴ−１欄３１２（図７）内の入力項目と置き換える。ＡＬＴ−１で置き換えても不良リンクが用いられる場合には、ＡＬＴ−２欄３１４（図７）の入力項目が用いられる。例をあげると、この概念が明確になる。ノードが前方ポートに関わる不良リンクを検出すると想定する。従って、ポート経路指定テーブルは、ＡＬＴ−１３１２（図７）またはＡＬＴ−２３１４欄の入力項目を用いて修正される。これは不良リンクであるので、前方欄３８４には、「Ｘ」または「無視」という入力項目が示される。たとえば、図７に示されるように、ＤＮ−ＩＤ「８」と関連する左方欄３０８の入力項目は、「Ｆ」（不良ノード）である。この入力項目が、ＡＬＴ−１欄３１２（図７）の対応する入力項目「Ｆ」を用いて修正される。しかし、前方ポートは不良リンクであるので、ＡＬＴ−３１４（図７）の入力項目「Ｒ」が代わりに用いられる。入力項目を「Ｒ」に修正することにより、不良状態の前方ポートにデータ・パケットを送ることが回避される。このため、この修正は認められる。ＡＬＴ−１欄３１２（図７）内の入力項目が認められないと判定された場合は、入力項目をＡＬＴ−１欄３１２（図７）の入力項目と実際に置き換える必要がないことは、説明に基づき当業者には明白であろう。図９は、太線で囲まれたボックス内にすべての修正された入力項目を表す。
【００４２】
リンク不良があっても不良リンクを挟んで、両方向で通信が禁止される訳ではないことは、説明に基づき当業者には明白であろう。たとえば、あるポートの受信装置が動作不能状態になっても、その送信装置は依然として機能することができる。このような場合は、ポート経路指定テーブルを修正する必要はない。しかし、ポートの送信装置が動作不能になると、その動作不能のポートの送信装置を回避するために他のポートの経路指定テーブルを修正する必要があるが、動作不能になった送信装置を有するポートは、元の経路指定テーブルを保持して、それが受信するデータ・パケットの経路指定をそのまま行うことができる。
【００４３】
図１０は、本発明の好適な実施例により、リンク不良が起こった後に制御設備がシステム動作を更新する方法を示す。ステップ４０２で不良リンク・メッセージがＳＣＳ２８（図１）により受信されると、本方法は開始する４００。好適な実施例においては、図８のステップ３５６に説明されるように、不良リンク・メッセージは不良リンク・ノードから発信されたものである。不良リンクの通知が別の方法でも得られることは、説明に基づき当業者には明白であろう。次に、ステップ４０４で、ＳＣＳ２８（図１）が不良リンクを補正するテーブル更新コマンドを作成する。ＳＣＳ２８（図１）は、テーブル更新コマンドを、影響を受けるノードの一部または全部に送る。そして、本方法はステップ４１０で終了する。
【００４４】
代替の実施例においては、ＳＣＳ２８は、ＳＣＳ２８が不良リンク・メッセージを受信すると迅速にノードに送られる代替テーブルをあらかじめ計算して、格納することができる。この実施例においては、ノードは代替テーブルを格納する必要がない。代替テーブルは、望ましくは、各ノードに関して不良リンクの可能性があるたびに計算される。
【００４５】
要約して、不良リンクに応答して経路指定を調整する方法および装置であって、消失パケットの数を削減し、再循環を起こすパケットの数を削減する方法および装置が説明された。
【００４６】
特定の実施例の上記の説明は、現在の知識を適用することにより、他者が、包括的概念から逸脱することなくこのような特定の実施例を種々の用途のために、容易に修正または適応することができることを明確にしているので、このような適応および修正は、開示される実施例と同等の実施例の意義と範囲とに含まれるべきものである。特に、衛星通信システムに関して好適な実施例が説明されたが、本発明の好適な実施例の方法および装置は、ノード間に多重通信リンクを利用する複数のノードを有する任意の種類の通信システムに利用することができる。ここで用いられる表現および用語は、説明のためであって、制約のためのものではないことを理解されたい。従って、本発明の好適な実施例は添付の請求項の精神と広い範囲内に入るすべてのこのような代替例，修正，同等例および変形を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例による多重ノード通信システムである。
【図２】本発明の好適な実施例による多重ノードおよびノード間の通信リンクである。
【図３】本発明の好適な実施例による通信ノードである。
【図４】本発明の好適な実施例による経路指定テーブル設定である。
【図５】本発明の好適な実施例による、通信ノードがノードの経路指定テーブルを正常動作中に更新する方法である。
【図６】本発明の好適な実施例によるノード経路指定テーブルの一例である。
【図７】本発明の好適な実施例による、潜在的Ｕターン条件を回避するための修正を行った後の統合されたポート経路指定テーブルの一例である。
【図８】本発明の好適な実施例による、通信ノードが不良リンク・ノードリンク条件下でテーブルを更新する方法である。
【図９】本発明の好適な実施例による、不良リンク・ノードに応答するための修正を行った後の統合されたポート経路指定テーブルの一例である。
【図１０】本発明の好適な実施例による、リンク不良が起こった後に、制御設備がシステム動作を更新する方法である。
【符号の説明】
１０通信システム
１２衛星
１４起動
２６加入者ユニット
２８システム制御局

Claims

通信リンク（１１２，１１４，１１６，１２０）を通じて通信する複数のノード（１２）を有する衛星通信システム（１０）内でメッセージの経路指定を制御する方法であって：
ａ）ノード（１２）によって、該ノードの受信ポートによりアクセス可能な少なくとも１つの現行の経路指定テーブル（２８０）に従って送信ノードから受信したデータ・パケットの経路指定を行なう段階であって、前記少なくとも１つの現行の経路指定テーブルは前記ノードのどの送信ポートが前記データ・パケットを送信すべきかを決定するために使用される、前記段階；
ｂ）地上システム制御局（２８）からの更新コマンドの受信を検出する段階（２５２）であって、前記更新コマンドはデータ・パケットが該データ・パケットを送信した送信ノードに直接送り返されるという通信システムの状態を防止するために実行可能である、前記段階；
ｃ）前記少なくとも１つの現行の経路指定テーブルの各入力項目に対して、該入力項目に含まれる経路指定コマンドが前記受信ポートにデータ・パケットを該データ・パケットを送信した送信ノードに直接戻り経路指定するか否かを判定する段階；
ｄ）前記受信ポートが前記データ・パケットを前記送信ノードに直接戻り経路指定することになる前記の少なくとも１つの現行の経路指定テーブル（２８０）の入力項目に対して修正を加え（２５８）、該修正によって前記受信ポートが前記データ・パケットを直接送信ノードに戻り経路指定されないようにして、その修正により少なくとも１つの被修正経路指定テーブル（３００）が得られる段階；
ｅ）前記地上システム制御局に、データ・パケットが該データ・パケットを送信した送信ノードに直接送り返されるという前記通信システムの前記状態が前記段階（ｃ）において判定されたか否かおよび地上システム制御局（２８）からの前記更新コマンドが前記段階（ｂ）において検出されなかったか否かを通知する段階；
ｆ）前記受信ポートにより前記送信ノードから前記データ・パケットを受信する段階；および
ｇ）前記の少なくとも１つの被修正経路指定テーブル（３００）に従ってデータ・パケットの経路指定を行なう（２６０）段階；
を具備することを特徴とするメッセージの経路指定を制御する方法。
通信リンク（１１２，１１４，１１６，１２０）を通じて通信する複数のノード（１２）を有する衛星通信システム（１０）内でメッセージの経路指定を制御する方法であって：
ａ）ノード（１２）の受信ポートによって、該受信ポートによりアクセス可能な少なくとも１つの現行の経路指定テーブル（２８０）に従ってデータ・パケットの経路指定を行なう段階であって、前記データ・パケットの経路指定を行なう段階は、前記少なくとも１つの現行の経路指定テーブルに基づき、前記ノードのどの送信ポートが前記データ・パケットを送信すべきかを決定する段階を含む、前記段階；
ｂ）地上システム制御局（２８）および前記ノード（１２）の内の１つから発信された少なくとも１つの更新コマンドを受信する段階（２５２）であって、前記更新コマンドは特定のデータ・パケットが該特定のデータ・パケットを送信した送信ノードに直接送り戻されるという前記通信システムの状態を避けるために実行可能である、前記段階；
ｃ）前記ノード（１２）が前記の少なくとも１つの現行の経路指定テーブル（２８０）の内の１つまたはそれ以上の入力項目を変更するために必要な情報を有する少なくとも１つの更新コマンドを実行する（２５４）段階であって、前記情報が、前記１つまたはそれ以上の入力項目の各入力項目に対して、前記入力項目に含まれるルーティングコマンドが前記受信ポートに対しデータ・パケットを該データ・パケットを送信した送信ノードに直接戻すか否かの判定を行なった後に作成された情報である、前記段階；
ｄ）前記の少なくとも１つの更新コマンドに従って、前記の少なくとも１つの現行の経路指定テーブル（２８０）における１つまたはそれ以上の入力項目を変更し（２５８）、それによって前記１つまたはそれ以上の入力項目が、一旦変更されると、前記受信ポートが前記データ・パケットを前記送信ノードに直接戻さないようにし、その結果、少なくとも１つの被修正経路テーブル（３００）を得る段階；および
ｅ）前記の少なくとも１つの被修正経路指定テーブル（３００）に従って、前記データ・パケットの経路指定を行なう（２６０）段階；
を具備することを特徴とするメッセージの経路指定を制御する方法。
通信システム（１０）内でデータ・パケットの経路指定を行なう経路指定装置（１５０）であって：
少なくとも１つの受信機（１８２，１８４，１８６）を有し、前記経路指定装置（１５０）によって受信された着信データ・パケットと前記経路指定装置（１５０）により送出される発信データ・パケットの経路指定を制御し、かつノード経路指定テーブル内の入力項目に対して、該入力項目の各々に含まれる経路指定コマンドが前記ノードに対し前記着信データ・パケットを前記着信データ・パケットを送り出した送出側ノードに直接送り返すよう経路指定するか否かを判定し、かつ前記入力項目を前記入力項目が前記ノードに対し前記データ・パケットを前記送信ノードに直接送り返すよう経路指定しないように変更し、そしてさらに不良通信リンクを回避するために前記ノード経路指定テーブル（３００）を修正（３５４）する中央プロセッサ；
前記少なくとも１つの受信機と通信しかつデータ・パケットが該データ・パケットを送信した送信ノードに直接送り戻されるという状態を避けるために前記中央プロセッサに更新コマンド（２５２）を送信するよう構成された地上システム制御局（２８）；
前記中央プロセッサに結合された少なくとも１つのポート（１６２，１６０，１６４，１６６）を有する少なくとも１つの衛星クロスリンク（１１２，１１４，１１６，１２０）であって、前記少なくとも１つのポート（１６２，１６０，１６４，１６６）が前記着信データ・パケットを受信する受信ポートとして機能している場合、前記少なくとも１つのポートは前記ノード経路指定テーブルを使用してどの送信ポートが前記着信データ・パケットを送信するかを決定し、前記少なくとも１つのポートは：
受信装置（１８０）および送信装置（１７０）を制御するポート・プロセッサ（１９０）；
前記ポート・プロセッサ（１９０）に結合され、前記衛星クロスリンク（１１４）から前記着信データ・パケットを受信する前記受信装置（１８０）；および
前記ポート・プロセッサ（１９０）に結合され、前記衛星クロスリンク（１１４）を介して前記発信データ・パケットを送信する前記送信装置（１７０）；
を含むもの；
を具備することを特徴とするデータ・パケットの経路指定を行なう経路指定装置（１５０）。
通信システム（１０）内でデータ・パケットの経路指定を行なう経路指定装置（１５０）であって：
地上システム制御局（２８）から発信されたポート経路指定テーブルを格納するためのメモリ装置；および
前記地上システム制御局から発信された前記ポート経路指定テーブルを受信するための、衛星（１２）アップリンク（図１、２８−１２間の両方向矢印）および衛星クロスリンク（１１２，１１４，１１６，１２０）の内の少なくとも１つ；および
少なくとも１つのポート（１６２，１６０，１６４，１６６）を有する少なくとも１つの衛星クロスリンク（１１２，１１４，１１６，１２０）であって、前記少なくとも１つのポートの内の１つのポート（１６０）は前記メモリ装置に結合されかつ：
前記ポート（１６０）により受信される着信データ・パケットと、前記ポート（１６０）によって送出される発信データ・パケットの経路指定を制御し、かつ、前記ポート経路指定テーブル内の入力項目に対し、前記入力項目の各々に含まれる経路指定コマンドが前記受信ポートにデータ・パケットを前記着信データ・パケットを送出した送信ノードに直接送り返させるか否かを判定し、そして前記入力項目が前記受信ポートに対し前記データ・パケットを直接前記送信ノードに送り返さないように前記入力項目を修正するプロセッサ（１９０）；
前記プロセッサ（１９０）に結合され、前記衛星クロスリンク（１１４）から前記着信データ・パケットを受信する受信装置（１８０）；および
前記プロセッサ（１９０）に結合され、前記衛星クロスリンク（１１４）を介して前記発信データ・パケットを送出する送信装置（１７０）；
を具備するもの；
を具備することを特徴とするデータ・パケットの経路指定を行なう経路指定装置（１５０）。