JP3878050B2 - Access control method in communication system - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセス制御方法に関し、より特定的には、ポイント−マルチポイントの回線構成を用いた通信システムにおけるアクセス制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、放送と通信との融合が両者の規制緩和とともに進み、ケーブルテレビ網等を用いて双方向通信実験が行われるようになってきた。ケーブルテレビシステムのようなポイント−マルチポイントの回線構成を用いた通信システムでは、親局は、通信チャネルを子局に割り当てる。子局は、割り当てられた通信チャネルを用いて親局と通信を行う。かかる通信チャネルを割り当てる方法の１つであるポーリング方式は、親局が送信メッセージの有無を子局に問い合わせる方式である。しかしながら、従来より、通信システム内に多くの子局を収容しようとした場合、ある子局で送信メッセージが発生してから、実際に当該メッセージが送信されるまで長時間要するという問題が指摘されていた。
【０００３】
かかる問題に対処し、かつ通信システム内に多くの子局を収容するために、次のような方法が考えられる。つまり、子局をいくつかのグループに分割し、各グループに専用の通信チャネルを割り当てる。そして、親局は、そのグループ毎に送信メッセージの有無を問い合わせるという方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような方法を適用した場合、あるグループ（以下、「第１のグループ」という）には、送信メッセージを有する子局が多く、他のグループ（以下、「第２のグループ」という）には、送信メッセージを有する子局が少ないという状況が起こりうる。つまり、グループ間相互でトラフィック差が生じる。そのため、第１のグループに属する子局において送信メッセージが発生してから、それが実際に送信されるまで長時間要するという問題が生じる。また、第２のグループに割り当てられた通信チャネルが利用されていないにもかかわらず、第１のグループに割り当てられた通信チャネルのトラフィックが輻輳状態に陥った場合であっても、第１のグループに属する子局は、当該第１のグループに割り当てられた通信チャネルが空くまで通信を行えない。したがって、第１のグループに属する子局のレスポンスとスループットが、第２のグループに属する子局と比較して、著しく低下してしまうという問題が生じる。すなわち、上述した方法では、通信システムにおける通信チャネル（周波数等）の利用率が悪くなるという問題を生じることとなる。
【０００５】
それゆえに、本発明の目的は、通信システムにおいて、通信チャネルを効率的に利用し、当該通信システムに収容される子局のレスポンスとスループットを向上させることができるアクセス制御方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
この目的を達成するために、以下の各発明は、以下に述べるような手段を有しており、それによって、以下のような効果を奏する。
【０００７】
第１の発明は、親局と複数の子局とが、双方向通信可能な通信システムにおいて、当該子局から当該親局へのアクセスを制御するための方法であって、親局は、下り信号を送出するために下りチャネルを使用可能であり、各子局は、上り信号を送出するために複数の上りチャネルを使用可能である。親局は、現在空いている上りチャネル（以下、「空きチャネル」という）を検出し、検出した空きチャネルに相当する数の子局を選択し、選択した子局に対して、空きチャネルを個別的に割り当て、選択した子局に割り当てた空きチャネルを通知するための下り信号を作成して下りチャネルに送出する。また、子局は、下りチャネルから入力した下り信号によって、上りチャネルが自局に割り当てられているか否かを判断する。
【０００８】
第１の発明では、親局は、空きチャネルが生じる毎に子局を選択し、当該空きチャネルを選択した子局に個別的に割り当てる。そのため、親局は、たとえ、ある子局がある上りチャネルを長時間使用して通信を行ったとしても、他に空きチャネルが生じれば、他の子局に上りチャネルを割り当てることができる。これによって、上りチャネルは、常にいずれかの子局に割り当てられていることとなり、上りチャネルのトラフィックが輻輳状態に陥ることによる影響は、ある特定の子局に及ぶのではなく、すべての子局に分散的に及ぶこととなる。そのため、通信システムに収容されるすべての子局のレスポンスとスループットが向上する。
【０００９】
第２の発明は、親局と複数の子局とが、双方向通信可能な通信システムにおいて、当該子局から当該親局へのアクセスを制御するための方法であって、親局は、下り信号を送出するために下りチャネルを使用可能であり、各子局は、上り信号を送出するために複数の上りチャネルを使用可能である。親局は、現在空いている上りチャネル（以下、「空きチャネル」という）を検出し、 検出した空きチャネルを子局に通知するための下り信号を作成して下りチャネルに送出する。また、子局は、下りチャネルから入力した下り信号によって、現在空きチャネルである上りチャネルを認識し、当該空きチャネルに上り信号を送出する。
【００１０】
第２の発明では、親局は、検出した空きチャネルの情報を、即座に子局に通知しているので、上りチャネル上のトラフィックが輻輳状態に陥ることを防止している。しかも、子局は、親局によって検出された空きチャネルを使用して上り信号を送出するので、たとえ他の上りチャネルのトラフィックが輻輳状態に陥ったとしても、その影響は、すべての子局に分散的に及ぶこととなる。そのため、通信システムに収容されるすべての子局のレスポンスとスループットが向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアクセス制御方法を適用した通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１において、通信システムには、親局１と、１１台の子局２（図示は４台）とが、伝送路３を介して接続されている。この伝送路３には、下りフレームを親局１が送出するための下りチャネルと、上りフレームを子局２が送出するための５つの上りチャネルｃｈ1 〜ｃｈ5 とが設定されている。５つの上りチャネルには、互いに別々の周波数帯域が割り当てられている。つまり、本通信システムでは、周波数分割多重方式が用いられる。また、子局２には、互いに重複しない子局アドレス（「ａ」〜「ｋ」）が予め与えられている。なお、以下の説明では、子局アドレス「ａ」が与えられた子局２を、子局２ａと記す。他の子局２も同様に、子局２ｂ〜２ｋと記す。
【００１２】
図２は、図１に示す親局１の構成を示すブロック図である。図２において、親局１は、メモリ部１１と、下りフレーム作成／送出部１２と、上りフレーム受信部１３とを備える。
メモリ部１１は、アドレステーブル１１１と、受信コマンド１１２と、衝突検出コマンド１１３と、データエラーコマンド１１４と、送信可コマンド１１５とを、所定のアドレス領域に格納している。
まず、アドレステーブル１１１について説明する。本通信システムでは、空きチャネル（後述）を子局に割り当てるための順序が予め定められている。アドレステーブル１１１は、順番と子局アドレスを対応させて格納する。より具体的には、図３に示すように、順番「１」〜「１１」を付けられた子局アドレス「ａ」〜「ｋ」がアドレステーブル１１１に格納される。なお、上述した４つのコマンド、受信コマンド１１２、衝突検出コマンド１１３、データエラーコマンド１１４、および送信可コマンド１１５については、後で明らかになるので、ここでは説明を省略する。
下りフレーム作成／送出部１２は、下りフレームを作成し、下りチャネルに送出する。なお、下りフレームの作成手順については、図８、図９および図１１を参照し、後で述べるので、ここでは省略する。
【００１３】
ここで、図４は、下りフレームの構成を示す図である。図４において、下りフレームは、１６スロット（３２ｂｉｔ／スロット）を１フレームとして構成され、ヘッダスロットと、５つのアドレススロットＡＳ1 〜ＡＳ5 と、メッセージスロットとを含む。
ヘッダスロットには、プリアンブルや同期パターン（図４には「ＵＷ」（Ｕｎｉｑｕｅ Ｗｏｒｄ）と示している）等が格納される。同期パターンＵＷは、所定のビットパターンを有しており、各種の同期を確立するために用いられる。
アドレススロットＡＳ1 〜ＡＳ5 にはそれぞれ、１つの子局アドレス、または、１つのコマンドが設定される。本通信システムでは、アドレススロットＡＳ1 〜ＡＳ5 は、上りチャネルｃｈ1 〜ｃｈ5 に対応している。例えば、アドレススロットＡＳ1 に子局アドレス「ａ」が設定されることは、親局１が子局２ａに上りチャネルｃｈ1 を割り当てることを意味する。
メッセージスロットには、親局１から子局２へのメッセージが格納される。これによって、親局１から子局２へデータを送信することが可能になるが、本発明の趣旨とは関連性がないため、メッセージスロットの説明を省略する。また、プリアンブルや同期パターンＵＷ、アドレススロットＡＳ1 〜ＡＳ5 およびメッセージスロットは、図４に示すように、下りフレームにおいて予め定められたビット位置に設定される。
【００１４】
また、図５は、子局アドレスおよび各種コマンドのビット構成を示す図である。図５（ａ）は、子局アドレスのビット構成を示している。前述したように、子局アドレス「ａ」〜「ｋ」は、互いに重複しないように子局２に与えられる。しかし、実際の通信システムには、多くの子局２が収容されるので、実際の各子局アドレスは、図５（ａ）に示すように、３２ｂｉｔの２進数で表現されており、先頭の１ｂｉｔを「０」とし、残りの３１ｂｉｔを用い、互いに重複しないように構成される。
また、図５（ｂ）は、各種コマンドのビット構成を示している。これらのコマンドはいずれも、図５（ｂ）に示すように、３２ビットの２進数で表現されており、先頭の１ｂｉｔを「１」とし、最後の２ｂｉｔを「１」、「０」とされる。そして、各コマンドにおける残りの２９ｂｉｔは、互いに異なるビットパターンとされる。つまり、受信コマンド１１２、衝突検出コマンド１１３、データエラーコマンド１１４および送信可コマンド１１５は、互いに異なるビット構成を有する。
【００１５】
ここで、再度、図２を参照して説明をする。上りフレーム受信部１３は、上りチャネルの数に相当する、第１〜第５の上りフレーム受信部１３１〜１３５を含んでいる（ただし、図示は３つ）。第１〜第５の上りフレーム受信部１３１〜１３５は、上りチャネルｃｈ1 〜ｃｈ5 上を伝送されてくる上りフレームについて、以下に説明する処理を実行する。なお、以下には、第１の上りフレーム受信部１３１の処理を説明し、第２〜第５の上りフレーム受信部１３２〜１３５は、第１の上りフレーム１３１と同様の処理を実行するため、それらの説明を省略する。
まず、第１の上りフレーム受信部１３１は、内部に有する比較器（図示せず）を用い、上りフレームが上りチャネルｃｈ1 上を伝送されてくるかどうかを、下りフレームが送出された後、第１の所定時間の間だけ監視する。ここで、第１の所定時間とは、上りフレームが子局から親局に到達するまでの遅延時間等を考慮した時間である。
比較器は、参照信号と上りチャネルｃｈ1 からの受信信号とのレベルを比較する。この参照信号は、予め定められた一定レベルを有する。比較器は、受信信号レベルが一定レベル未満から一定レベル以上に変化したことを検出すると、第１の比較出力を出力する。つまり、第１の比較出力は、第１の上りフレーム受信部１３１が、上りフレームの先頭を検出したことを示すための情報である。また、比較器は、上りフレームの先頭を検出できなかった場合であって、第１の所定時間が経過した時点において、受信信号のレベルが参照信号のレベル以上であることを検出すると、第２の比較出力を出力し、また、その時点において、受信信号のレベルが参照信号のレベル未満であることを検出すると、第３の比較出力を出力する。第２の比較出力は、上りチャネルｃｈ1 上に上りフレームが継続的に送出されていることを示すための情報である。また、第３の比較出力は、上りチャネルｃｈ1 が空きチャネルであることを示すための情報である。このようにして、第１の上りフレーム受信部１３１は、上りチャネルｃｈ1 上に上りフレームが送出されているか否かを監視する。
また、第１の上りフレーム受信部１３１は、上りフレームの先頭を検出すると、同期パターンＵＷの検出を実行する。同期パターンＵＷの検出は、上りフレームの先頭が検出された時点から、第２の所定時間の間だけ行われる。第２の所定時間とは、上りフレームにおいて、その先頭から同期パターンＵＷが格納されていると推測されるビット位置までの距離を参照して定められる。第１の上りフレーム受信部１３１は、第２の所定時間の間に同期パターンＵＷを検出すると、その旨を示す第１の受信情報（ＵＷ検出）を出力し、また、それを検出できなかった場合、その旨を示す第１の受信情報（ＵＷ不検出）を当該第２の所定時間が経過した時点で出力する。
第１の上りフレーム受信部１３１は、上りフレームが継続的に送出されていると判断した場合、各フレームに対してＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を実行し、各上りフレームが上りチャネルｃｈ1 上をデータエラーなく、正しく伝送されてきていると判断すると、その旨を示す第２の受信情報（正常）を出力する。一方、第１の上りフレーム受信部１３１は、上りフレームにデータエラーが生じていると判断すると、その旨を示す第２の受信情報（エラー）を出力する。
第１の上りフレーム受信部１３１は、その他にも、上りフレームからメッセージを取り出したりするが、本発明の趣旨とは関係がないので、その説明を省略する。
【００１６】
図６は、子局２（図１参照）の詳細な構成を示すブロック図である。図６において、子局２は、コマンド／アドレス検出部２１と、上りフレーム作成／送出部２２とを備えており、親局１によって上りフレームを送出してもよいと通知された空きチャネルを用いて上りフレームを送出する。コマンド／アドレス検出部２１の動作については、図１０を参照し、後で述べるので、ここでは省略する。
ここで、上りフレーム作成／送出部２２が上りフレームを作成する際の手順について概説する。子局２は、例えば、映像データや音声データである送信データを生成する。送信データは、子局２が内部に備えるバッファメモリ（図示せず）に格納される。上りフレーム作成／送出部２２は、バッファメモリ内の送信データを１２０ｂｉｔ毎に分割し、最初の１２０ｂｉｔに相当する送信データには８ｂｉｔのヘッダを付加して、上りフレームを構成するが（図７（ａ）参照）、それ以降の送信データには８ｂｉｔのＦＣＳを付加して、上りフレームを構成する（図７（ｂ）参照）。
【００１７】
上述のような通信システムでは、親局１は、下りフレームを用いて各子局２からのアクセスを制御する。ここで、図８は、フレーム作成／送出部１２が下りフレームを作成する際の動作手順を示すフローチャートである。
初期的な状態では、上りフレームは、上りチャネルｃｈ1 〜ｃｈ5 にも送出されていない。この状況では、第１〜第５の上りフレーム受信部１３１〜１３５は、同期パターンＵＷの検出およびＦＣＳを実行しないので、第３の比較出力のみを出力する。なお、第１〜第５の上りフレーム受信部１３１〜１３５は、所定のタイミングで、比較出力等を下りフレーム作成／送出部１２に出力する。それぞれのタイミングについては、後で明らかになるので、ここでは述べない。また、以下、比較出力、第１の受信情報および第２の受信情報の組合せをステータス情報という。
このような状況下で、下りフレーム作成／送出部１２は、第１回目の下りフレームを作成する。下りフレーム作成／送出部１２は、モードフラグｍｏｄｅ、カウンタＣ１、Ｃ２およびＴ、スロットポインタｍならびにアドレスポインタｎ（図示せず）を含んでおり、モードフラグｍｏｄｅ、ならびにカウンタＣ１、Ｃ２およびＴをそれぞれ「０」に、さらに、アドレスポインタｎを「１」に設定する（図８；ステップＳ１）。
ここで、モードフラグｍｏｄｅは、下りフレーム作成／送出部１２がコンテンションモード（後述するステップＳ３）に進むか、ポーリングモード（後述するステップＳ９）に進むかを判断するためのフラグであり、「０」または「１」の値をとる。また、カウンタＣ１は、通信衝突が生じている上りチャネルの数を計数するためのカウンタであり、カウンタＣ２は、空きチャネルの数を計数するためのカウンタである。ここで、空きチャネルとは、上りフレームが送出されていない（データ通信が行われていない）上りチャネルのことをいう。さらに、カウンタＴは、通信衝突数および空きチャネル数を計数するための時間区間を計測するためのカウンタである。アドレスポインタｎは、上述したアドレステーブル１１１における順番「ｎ」を指示して、アドレススロットＡＳに設定すべき子局アドレスを指定する。そのため、本通信システムでは、アドレスポインタｎは、「１」〜「１１」までを１ずつカウントアップする。なお、スロットポインタｍについては、後で必要となる箇所において述べる。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、モードフラグｍｏｄｅが「０」を示しているか否かを判断し（ステップＳ２）、「０」を示している場合には、コンテンションモードで下りフレームを作成する方がよいと判断し、ステップＳ３に進む。一方、下りフレーム作成／送出部１２は、モードフラグｍｏｄｅが「０」を示していない場合（「１」の場合）には、ポーリングモードで下りフレームを作成する方がよいと判断し、後述するステップＳ９に進む。現時点では、上述から明らかなように、下りフレーム作成／送出部１２はステップＳ３に進む。
【００１８】
ここで、コンテンションモードと、ポーリングモードとの相違点について簡単に説明する。コンテンションモードは、複数の子局２が１つの空きチャネルに上りフレームを送出できるので、ポーリングモードよりも、通信衝突が起こりやすいという特質を持つ。しかし、コンテンションモードは、各子局２が上りフレームを空きチャネルに自由に送出するので、ポーリングモードよりもレスポンスが一般的に高くなるという特質を持つ。
一方、ポーリングモードは、送信データを保有するか否かに関わらず、１つの子局２に１つの空きチャネルを親局１が割り当てるので、コンテンションモードよりも、レスポンスが低くなるという特質を持つ。しかし、ポーリングモードは、原則として、１つの上りチャネル上に、複数の子局２が上りフレームを送出することがないので、コンテンションモードよりも、通信衝突が起こりにくいという性質を持つ。
しかし、空きチャネル数が相対的に多い場合には、コンテンションモードで下りフレームを作成しても通信衝突が起こりにくく、レスポンスが高くなると考えられる。そのため、すべての上りチャネルが空きチャネルである初期状態では、モードフラグｍｏｄｅが「０」に設定され、コンテンションモードで下りフレームが作成されるようにしておくことが好ましい。一方、空きチャネルが相対的に少ない場合には、通信衝突が起こりにくいポーリングモードの方が、コンテンションモードよりもレスポンスが高くなると考えられる。
【００１９】
ここで、図９は、図８に示すステップＳ３（コンテンションモード）の処理手順を詳細に示すフローチャートである。まず、下りフレーム作成／送出部１２は、スロットポインタｍを「１」に設定する（図９；ステップＳ９０１）。スロットポインタｍは、子局アドレスまたは前述したコマンドを設定すべきアドレススロットＡＳを指定するポインタである。本通信システムでは、５つのアドレススロットＡＳが設定されているので、スロットポインタｍは、「１」〜「５」までを１ずつカウントアップする。
なお、このとき、下りフレーム作成／送出部１２には、第ｍの上りフレーム受信部１３ｍ（この「ｍ」もスロットポインタｍの指示値に対応する）からステータス情報が入力されているように、下りフレーム作成／送出部１２と上りフレーム受信部１３との間でタイミングが制御される。現時点では、スロットポインタｍが「１」を示しているので、第１の上りフレーム受信部１３１から出力されたステータス情報が入力される。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、スロットポインタｍが指定する上りチャネル（以下、「上りチャネルｃｈm 」と記す）からの受信信号のレベルが一定レベル未満から一定レベル以上に変化したか否かを判断する（ステップＳ９０２）。下りフレーム作成／送出部１２は、ステータス情報が第１の比較出力を含んでいる場合、受信信号のレベルが変化したと判断し、後で述べるステップＳ９０８に進むが、ステータス情報が第１の比較出力を含んでいない場合、当該レベルが変化していないと判断し、ステップＳ９０３に進む。現時点では、上述したように、下りフレーム作成／送出部１２は、第１の上りフレーム受信部１３１から第３の比較出力を受け取っているので、ステップＳ９０３に進む。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、上りチャネルｃｈm からの受信信号のレベルが一定レベル未満か否かを判断する（ステップＳ９０３）。下りフレーム作成／送出部１２は、ステータス情報が第２の比較出力を含んでいる場合、受信信号のレベルが一定レベル以上であると判断し、後で述べるステップＳ９１２に進むが、ステータス情報が第３の比較出力を含んでいる場合、当該レベルが一定レベル未満であると判断し、ステップＳ９０４に進む。現時点では、下りフレーム作成／送出部１２は、第３の比較出力を受け取っているので、ステップＳ９０４に進む。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、メモリ部１１にアクセスして、送信可コマンド１１５を取り出した後、スロットポインタｍにより指定されるアドレススロットＡＳ（以下、「アドレススロットＡＳm 」と記す）に、当該送信可コマンド１１５を設定する（ステップＳ９０４）。こうして、親局１は、各子局２に上りチャネルｃｈm が空きチャネルであることを通知する。現時点では、スロットポインタｍは「１」を示しているので、送信可コマンド１１５がアドレススロットＡＳ1 に設定される。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、すべてのアドレススロットＡＳにいずれかのコマンドを設定したか否かを判断する（ステップＳ９０５）。下りフレーム作成／送出部１２は、すべてのアドレススロットＡＳにコマンドを設定したと判断すると、後で述べるステップＳ９０７に進む。一方、下りフレーム作成／送出部１２は、すべてのアドレススロットＡＳにコマンドを設定していないと判断すると、ステップＳ９０６に進む。本通信システムでは、５つのアドレススロットが設定されているので、ステップＳ９０５での判断は、スロットポインタｍが「５」を示しているか否かによって行われる。現時点では、スロットポインタｍは「１」を示しているので、下りフレーム作成／送出部１２はステップＳ９０６に進む。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、スロットポインタｍを「ｍ＋１」に更新し（ステップＳ９０６）、次のアドレススロットＡＳに設定するコマンドを決定するために、ステップＳ９０２に戻る。現時点では、スロットポインタｍは「１」から「２」に更新される。
このとき、下りフレーム作成／送出部１２には、更新された後のスロットポインタｍの指示値が表す、第ｍの上りフレーム受信部１３ｍからステータス情報が入力されているように、タイミングが制御されている。現時点では、第２の上りフレーム受信部１３２から出力されたステータス情報が入力される。
初期状態では、すべての上りチャネルが空きチャネルである。したがって、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ９０２〜Ｓ９０６の順序で示される処理手順を３回繰り返した後、ステップＳ９０２〜Ｓ９０５の順序で示される処理手順を実行する。その結果、アドレススロットＡＳ2 〜ＡＳ5 にも、送信可コマンド１１５が設定される。そして、下りフレーム作成／送出部１２は、スロットポインタｍが「５」を示している場合に、ステップＳ９０５を実行すると、ステップＳ９０７に進む。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、プリアンブルや同期パターンＵＷをヘッダスロットに、そして、場合によってはメッセージをメッセージスロットに設定して下りフレーム（図４参照）を組み立てた後、この下りフレームを下りチャネル上に送出し（ステップＳ９０７）、図８に示すステップＳ３を終了する。なお、この下りフレームを受信する子局２の動作については、後で述べる。
【００２０】
再度、図８を参照して説明する。次に、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ３を終了すると、カウンタＣ１が第１の所定値以上か否かを判断する（ステップＳ４）。ここで、第１の所定値は、モードフラグｍｏｄｅを「０」から「１」に更新するか否かを判断するための値であり、上述したコンテンションモード及びポーリングモードの特質を考慮しつつ、通信システムの仕様に応じた妥当な値に設定される。以下、第１の所定値を「３」と仮定して説明を行う。
ステップＳ４において、下りフレーム作成／送出部１２は、カウンタＣ１が第１の所定値以上の数を示していると、ポーリングモードで下りフレームを作成する方がよいと判断し、後で述べるステップＳ５に進む。一方、下りフレーム作成／送出部１２は、カウンタＣ１が第１の所定値未満の数を示していると、コンテンションモードで下りフレームを作成する方がよいと判断し、ステップＳ６に進む。現時点では、カウンタＣ１の指示値「０」は第１の所定値「３」以上ではないので、下りフレーム作成／送出部１２はステップＳ６に進む。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、カウンタＴの指示値を「Ｔ＋１」に更新した後（ステップＳ６）、カウンタＴの指示値が第３の所定値になったか否かを判断する（ステップＳ７）。下りフレーム作成／送出部１２は、カウンタＴの指示値が第３の所定値になったと判断すると、後で述べるステップＳ８に進み、当該指示値が第３の所定値になっていないと判断すると、ステップＳ２に戻る。ここで、第３の所定値は、通信衝突数および空きチャネル数を下りフレーム作成／送出部１２が計測する時間区間の終了を規定するための数値である。つまり、本通信システムでは、カウンタＴが「０」から「第３の所定値」までをカウントする時間当たりの、通信衝突数または空きチャネル数が計測される。なお、以下、第３の所定値を「３」と仮定して説明を行う。現時点では、下りフレーム作成／送出部１２は、カウンタＴを「０」から「１」に更新した後（ステップＳ６）、カウンタＴの指示値が第３の所定値「３」になっていないので（ステップＳ７）、ステップＳ２に戻る。
【００２１】
ここで、本通信システムにおける子局２の動作の一部分を、当該子局２の動作手順を示すフローチャートである図１０を参照して説明する。各子局２が内部に備えるコマンド／アドレス検出部２１は、「０」、「１」または「２」の値をとる状態フラグＳを含んでおり、本通信システムの起動時に、状態フラグＳを「０」に設定する（ステップＳ１０１）。ここで、ある子局２において、状態フラグＳが「０」を示している場合は、当該子局２が親局１への送信データを保有していないことを意味する。また、ある子局２において、状態フラグＳが「１」を示している場合は、当該子局２が親局１への送信データを保有しており、しかも当該データを先頭から送信しなければならないことを意味する。さらに、ある子局２において、状態フラグＳが「２」を示している場合は、当該子局２親局１に送信データを送信している最中であることを意味する。
次に、コマンド／アドレス検出部２１は、状態フラグＳが「１」を示しているか否かを判断し（ステップＳ１０２）、「１」を示している場合には、後で述べるステップＳ１０６に進み、「１」以外を示している場合にはステップＳ１０３に進む。
次に、各コマンド／アドレス検出部２１は、状態フラグＳが「２」を示しているか否かを判断し（ステップＳ１０３）、「２」を示している場合には、後で述べるステップＳ１１１に進み、「２」以外を示している場合（つまり「０」を示している場合）にはステップＳ１０４に進む。現時点では、すべての子局２の状態フラグＳは「０」を示しているので、すべてのコマンド／アドレス検出部２１は、ステップＳ１０２およびＳ１０３を実行し、ステップＳ１０４に進む。
次に、各コマンド／アドレス検出部２１は、各子局２が親局１に送信すべきデータを保有しているか否かを判断する（ステップＳ１０４）。前述したように、子局２は、送信データを生成してバッファメモリに格納する。ステップＳ１０４の判断は、バッファメモリに送信データが格納されているか否かを検出することによって行われる。各コマンド／アドレス検出部２１は、バッファメモリに送信データが格納されていない場合、ステップＳ１０２に戻る。つまり、子局２は、送信データが発生するまで、状態フラグＳを「０」に設定した状態で待機する。コマンド／アドレス検出部２１は、送信データがバッファメモリに格納されている場合にはステップＳ１０５に進み、状態フラグＳを「１」に設定して、ステップＳ１０２に戻る。このように、各子局２は、送信データが発生すると、状態フラグＳを「１」に設定した状態で、下りフレームが送信されてくるのを待機する。
今回の下りフレームは、すべての子局２のコマンド／アドレス検出部２１によって受信される。現時点では、各子局２の状態フラグＳは、「０」か「１」を示している。しかし、以下には、状態フラグＳが「１」を示している子局２の動作についてのみ説明する。
コマンド／アドレス検出部２１は、下りチャネルから下りフレームが伝送されてきた時点で、状態フラグＳが「１」を示していると（ステップＳ１０２）、ステップＳ１０６に進む。
次に、コマンド／アドレス検出部２１は、自局の子局アドレスが、いずれかのアドレススロットＡＳに設定されているか否かを判断する（ステップＳ１０６）。しかし、子局アドレスは、前述からも明らかなように、コンテンションモード（図８；ステップＳ３参照）で作成された下りフレームには設定されない。そのため、コマンド／アドレス検出部２１はステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０６については、後で必要となる箇所で詳細に説明する。
次に、コマンド／アドレス検出部２１は、今回受信した下りフレームにおいて、送信可コマンドがどのアドレススロットＡＳに設定されているか否かを検出する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７での判断は、典型的には、以下のように行われる。コマンド／アドレス検出部２１は、内部に有するレジスタ（図示せず）などに予め送信可コマンドのビットパターンを保持しておく。コマンド／アドレス検出部２１は、このビットパターンが下りフレームのアドレススロットＡＳ1 に設定されているものと一致するかどうかを比較し、一致する場合に、当該アドレススロットＡＳ1 に送信可コマンドが設定されていると判断する。その後、アドレススロットＡＳ2 〜ＡＳ5 についても、同様の処理が行われる。コマンド／アドレス検出部２１は、アドレススロットＡＳm に送信可コマンドが設定されていると、当該スロットＡＳm に対応する上りチャネルｃｈm が空きチャネルであることを認識する。そして、コマンド／アドレス検出部２１は、いずれかのアドレススロットＡＳに送信可コマンドが設定されている場合ステップＳ１０８に進む。今回の下りフレームのアドレススロットＡＳ1 〜ＡＳ5 には、送信可コマンドが設定されているので、コマンド／アドレス検出部２１は、ステップＳ１０８に進む。
なお、コマンド／アドレス検出部２１は、すべてのアドレススロットＡＳに送信可コマンドが設定されていない場合、空きチャネルがないと判断してステップＳ１０２に戻り、新たな下りフレームが送られてくるのを待機する。
次に、コマンド／アドレス検出部２１は、送信可コマンドが設定されているアドレススロットＡＳの中から、１つのアドレススロットＡＳm をランダムに選択し（ステップＳ１０８）、当該スロットＡＳm に対応する上りチャネルｃｈm を用いて上りフレームを送出するように上りフレーム作成／送出部２２に通知する（ステップＳ１０９）。その後、コマンド／アドレス検出部２１は、ステップＳ１０８で選択したアドレススロットＡＳm を、使用チャネル情報としてレジスタ（図示せず）にラッチしておく。この使用チャネル情報は、後で述べるステップＳ１１１で用いられる。
ところで、上りフレーム作成／送出部２２は、状態フラグＳが「１」に設定された時点で、図７（ａ）に示すような上りフレームを作成しており、これをコマンド／アドレス検出部２１により通知された上りチャネルｃｈm に送出する。
コマンド／アドレス検出部２１は、ステップＳ１０９を終えると、状態フラグＳを「１」から「２」に変更し（ステップＳ１１０）、上りフレーム作成／送出部２２が上りフレームを親局１に送信している最中であることを示しておく。
なお、以下の説明を具体的にするため、第１回目の下りフレームに応答して、子局２ａが上りチャネルｃｈ1 に、子局２ｂが上りチャネルｃｈ2 に、子局２ｃと子局２ｄとが上りチャネルｃｈ5 に、子局２ｆと子局２ｊとが上りチャネルｃｈ4 に上りフレームを送出するものとする。また、上りチャネルｃｈ5 には上りフレームは送出されないものとする。
このような状況では、上りチャネルｃｈ1 上で通信衝突が生じないので、子局２ａが送出した上りフレーム内の同期パターンＵＷは破壊されない。そのため、第１の上りフレーム受信部１３１は、上りフレームの先頭および同期パターンＵＷを検出でき、第１の比較出力および第１の受信情報（ＵＷ検出）をステータス情報として出力する。また、上りチャネルｃｈ2 は、上りチャネルｃｈ1 と同様の状況にあるので、第２の上りフレーム受信部１３２は、第１の上りフレーム受信部１３１と同様のステータス情報を出力する。また、上りチャネルｃｈ3 上では通信衝突が生じるので、子局２ｃおよび子局２ｄがそれぞれ送出した上りフレーム内の同期パターンＵＷは破壊される。そのため、第３の上りフレーム受信部１３３は、上りフレームの先頭を検出できるが、同期パターンＵＷを検出できず、第１の比較出力および第１の受信情報（ＵＷ不検出）をステータス情報として出力する。また、上りチャネルｃｈ4 は、上りチャネルｃｈ3 と同様の状況にあるので、第４の上りフレーム受信部１３４は、第３の上りフレーム受信部１３３と同様のステータス情報を出力する。さらに、第５の上りフレーム受信部１３５は、上りチャネルｃｈ5 が空きチャネルであることから、第３の比較出力のみをステータス情報として出力する。
【００２２】
現在、下りフレーム作成／送出部１２は、図８に示すステップＳ２に戻っており、モードフラグｍｏｄｅが「０」を示しているので、前回と同様にステップＳ３に進む。下りフレーム作成／送出部１２は、前回の下りフレームを送出してから第２の所定時間が経過した直後に、ステップＳ３を実行するように予めタイミングを制御されている。ここで、第２の所定時間もまた、上りフレームが子局２から親局１に到達するまでの遅延時間等を考慮した時間であるが、前述した第１の所定時間とは異なる。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、スロットポインタｍを「１」に設定し（図９；ステップＳ９０１）、第１の上りフレーム受信部１３１からのステータス情報に基づいて、アドレススロットＡＳ1 に今回設定すべきコマンドを決定する。次に、下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で、第１の比較出力を受け取っているので、ステップＳ９０２を実行して、ステップＳ９０８に進む。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、上りチャネルｃｈm 上の上りフレームから同期パターンＵＷが検出されたか否かを判断する（ステップＳ９０８）。ステップＳ９０８における判断は、第１の受信情報に基づいて行われる。具体的には、下りフレーム作成／送出部１２は、第１の受信情報（ＵＷ不検出）を受け取っている場合、第ｍの上りフレーム受信部１３ｍが同期パターンＵＷを検出できなかったと判断し、後で述べるステップＳ９１０に進む。一方、下りフレーム作成／送出部１２は、第１の受信情報（ＵＷ検出）を受け取っている場合、第ｍの上りフレーム受信部１３ｍが同期パターンＵＷを検出できたと判断し、ステップＳ９０９に進む。現時点では、下りフレーム作成／送出部１２は、第１の上りフレーム受信部１３１から第１の受信情報（ＵＷ検出）を受け取っているので、ステップＳ９０９に進む。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、メモリ部１１にアクセスして、受信コマンド１１２を取り出した後、当該コマンド１１２をアドレススロットＡＳm に設定する（ステップＳ９０９）。これによって、親局１は、上りチャネルｃｈm を使用中の子局２に、上りフレームを正しく受信していることを通知することができる。現時点では、アドレススロットＡＳ1 に受信コマンド１１２が設定され、子局２ａに上りフレームを正しく受信していることが通知される。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で「１」であるスロットポインタｍの指示値を「２」に更新して（ステップＳ９０５，Ｓ９０６）、ステップＳ９０２に戻る。そして、下りフレーム作成／送出部１２は、第２の上りフレーム受信部１３２からのステータス情報に基づいて、アドレススロットＡＳ2 に今回設定すべきコマンドを決定する。このステータス情報は、上述した第１の上りフレーム受信部１３１からのものと同一の内容であるから、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ９０２→Ｓ９０８→Ｓ９０９→Ｓ９０５→Ｓ９０６の順序で示される処理（上述）を実行する。その結果、アドレススロットＡＳ2 にも受信コマンド１１２が設定され（ステップＳ９０９）、スロットポインタｍの指示値は「２」から「３」に更新される（ステップＳ９０６）。その後、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ９０２に戻り、第３の上りフレーム受信部１３３からのステータス情報に基づいて、アドレススロットＡＳ3 に今回設定すべきコマンドを決定する。
下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で、第１の比較出力を受け取っているので、ステップＳ９０２を実行した後、第１の受信情報（ＵＷ不検出）を受け取っているので、ステップＳ９０８を実行して、ステップＳ９１０に進む。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、メモリ部１１にアクセスして衝突検出コマンド１１３を取り出し、アドレススロットＡＳm に設定する（ステップＳ９１０）。これによって、親局１は、上りチャネルｃｈm を使用中の子局２に、上りフレームを正しく受信していないことを通知することができ、当該子局２に再送制御（後述）を促す。現時点では、アドレススロットＡＳ3 に衝突検出コマンド１１３が設定され、これによって、子局２ｃと２ｄに再送制御を促すこととなる。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、上りチャネルｃｈm 上で通信衝突が生じていると判断したので、カウンタＣ１を「Ｃ１＋１」に更新する（ステップＳ９１１）。現時点では、カウンタＣ１の指示値は「０」から「１」に更新される。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で「３」であるスロットポインタｍの指示値を「４」に更新して（ステップＳ９０５，Ｓ９０６）、ステップＳ９０２に戻る。そして、下りフレーム作成／送出部１２は、第４の上りフレーム受信部１３４からのステータス情報に基づいて、アドレススロットＡＳ4 に今回設定すべきコマンドを決定する。このステータス情報は、上述した第３の上りフレーム受信部１３３からのものと同一の内容であるから、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ９０２→Ｓ９０８→Ｓ９１０→Ｓ９１１→Ｓ９０５→Ｓ９０６の順序で示される処理（上述）を実行する。その結果、今回、アドレススロットＡＳ4 には衝突検出コマンド１１３が設定され（ステップＳ９１０）、カウンタＣ１の指示値は「１」から「２」に更新され（ステップＳ９１１）、さらに、スロットポインタｍの指示値は「４」から「５」に更新される（ステップＳ９０５，Ｓ９０６）。その後、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ９０２に戻り、第５の上りフレーム受信部１３５からのステータス情報に基づいて、アドレススロットＡＳ5 に今回設定すべきコマンドを決定する。
このステータス情報は、下りフレーム作成／送出部１２が前回の下りフレームを作成する際に参照した第１の上りフレーム受信部１３１等からのものと同一の内容であることから、当該下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ９０２→Ｓ９０３→Ｓ９０４→Ｓ９０５の順序で示される処理（前述）を実行する。その結果、今回、アドレススロットＡＳ5 には送信可コマンド１１５が設定される（ステップＳ９０４）。下りフレーム作成／送出部１２は、現時点でスロットポインタｍが「５」を示しているので（ステップＳ９０５）、同期パターンＵＷ等をヘッダスロットに設定する等して下りフレームを組み立て、この下りフレームを下りチャネル上に送出する（ステップＳ９０７）。こうして、下りフレーム作成／送出部１２は、図８に示すステップＳ３の処理を終了し、ステップＳ４に進む。なお、第２回目の下りフレームを受信する各子局２の動作については、後で述べる。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で、カウンタＣ１の指示値が「２」であり、この指示値「２」が第１の所定値「３」未満であるので（ステップＳ４）、カウンタＴの指示値を「１」から「２」に更新した後（ステップＳ６）、この指示値「２」が第３の所定値「３」になっていないので（ステップＳ７）、ステップＳ２に戻る。
【００２３】
ここで、図６に示す子局２の動作について、再度図１０を参照して説明する。現時点で通信システム内には、状態フラグＳを「０」、「１」または「２」に設定した状態で待機している子局２が存在する。今回の下りフレームも、すべての子局２のコマンド／アドレス検出部２１によって受信される。しかし、状態フラグＳが「０」または「１」を示している子局２の動作については、既に説明したので、以下には、状態フラグＳが「２」を示しているものの動作について説明する。
コマンド／アドレス検出部２１は、状態フラグＳが「２」を示している場合、ステップＳ１０２およびＳ１０３を実行して、ステップＳ１１１に進む。
次に、コマンド／アドレス検出部２１は、上りフレーム作成／送出部２２が現在使用中の上りチャネルｃｈm に対応するアドレススロットＡＳm に受信コマンド１１２もしくは自身の子局アドレスが設定されているかどうかを判断する（ステップＳ１１１）。なお、今回の下りフレームは、コンテンションモードで作成されているので、子局アドレスがアドレススロットＡＳに設定されていることはない。そのため、ここでは、受信コマンド１１２に関する説明のみを行う。ステップＳ１１１の判断は、以下のようにして行われる。まず、コマンド／アドレス検出部２１は、現在ラッチされている使用チャネル情報（前述）によって特定されるアドレススロットＡＳm からコマンドを取り出した後、当該コマンドのビットパターンが、内部に予め保持している受信コマンド１１２のビットパターンに一致するか否かを判断する。コマンド／アドレス検出部２１は、両者が一致していない場合、受信コマンド１１２が設定されていないと判断して、使用チャネル情報をレジスタからクリアした後、後で述べるステップＳ１１５に進む。コマンド／アドレス検出部２１は、両者が一致する場合、受信コマンド１１２が設定されていると判断して、使用チャネル情報をクリアせずに、ステップＳ１１２に進む。
次に、コマンド／アドレス検出部２１は、データの送信を継続するように上りフレーム作成／送出部２２に通知する（ステップＳ１１２）。上りフレーム作成／送出部２２は、図７（ａ）に示したような上りフレームを送出した後には、図７（ｂ）に示すような上りフレームを作成し、同じ上りチャネルを用いて送出している。上りフレーム作成／送出部２２は、上記の通知をコマンド／アドレス検出部２１から受け取ると、上りフレームの送出を中断することなく、継続する。次に、コマンド／アドレス検出部２１は、上りフレーム作成／送出部２２がデータの送信を完了したか否かを判断する（ステップＳ１１３）。ステップＳ１１３の判断は、バッファメモリが空かどうかを調べれば容易にできる。コマンド／アドレス検出部２１は、データの送信が完了したと判断すると、状態フラグＳを「０」に設定し（ステップＳ１１４）、新たな送信データが発生するのを待機する。一方、コマンド／アドレス検出部２１は、データの送信が完了していないと判断すると、状態フラグＳを「２」に設定したまま、ステップＳ１０２に戻る。
一方、コマンド／アドレス検出部２１は、ステップＳ１１１において、受信コマンド１１２が設定されていないと判断すると、上りフレーム作成／送出部２２が送出した上りフレームが親局１によって正しく受信されていないと判断する。つまり、コマンド／アドレス検出部２１は、上りフレーム作成／送出部２２が無駄なデータ通信を行っていると判断し、データの送信を中断するように上りフレーム作成／送出部２２に通知する（ステップＳ１１５）。このとき、上りフレーム作成／送出部２２は、上述したように、上りチャネルｃｈm を用いて作成した上りフレームを送出しているが、上記の中断通知に応答して、上りフレームの送出を中断し、無駄なデータ通信を中断する。このように、本通信システムでは、子局２は、無駄なデータ通信のために上りチャネルを長時間使用しない。これによって、上りチャネルの利用率を向上させることができる。
この後、コマンド／アドレス検出部２１は、状態フラグＳを「１」に設定して（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０２に戻る。このように、状態フラグＳが「１」に設定されると、コマンド／アドレス検出部２１は、次回の下りフレームに応答して、前述したステップＳ１０９を実行する。つまり、子局２は、自身が送出した上りフレームが親局１によって正しく受信されなかった場合、再送制御を実行する。
ここで、現時点では、子局２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｆおよび２ｊがステップＳ１１１を実行する。また、今回の下りフレームにおいて、アドレススロットＡＳ1 およびＡＳ2 には受信コマンド１１２が、また、アドレススロットＡＳ3 およびＡＳ4 には衝突検出コマンド１１３が、さらに、アドレススロットＡＳ5 には送信可コマンド１１５が設定されている。そのため、子局２ａおよび子局２ｂの上りフレーム作成／送出部２２のみが、それぞれのコマンド／アドレス検出部２１から継続通知を受け取る（ステップＳ１１２）。ここで、子局２ａおよび２ｂのバッファメモリは、まだ空になっていないとすると、子局２ａおよび２ｂの上りフレーム作成／送出部２２は、上りフレームを上りチャネルｃｈ1 およびｃｈ2 上に送出し続ける。なお、子局２ａから送出された上りフレームは、上りチャネルｃｈ1 上で、データエラーを生じないものとする。しかし、子局２ｂから送出された上りフレームは、上りチャネルｃｈ2 上でデータエラーを生じるものとする。また、子局２ｃ、２ｄ、２ｆおよび２ｊの上りフレーム作成／送出部２２は、それぞれのコマンド／アドレス検出部２１から中断通知を受け取るので（ステップＳ１１５）、上りフレームの送出を中断する。そのため、上りチャネルｃｈ3 およびｃｈ4 は空きチャネルとなる。さらに、子局２ｅおよび２ｇは、今回の下りフレームに応答して、ステップＳ１０２、Ｓ１０６〜Ｓ１１０を実行して、上りフレームを上りチャネルｃｈ5 に送出したとする。そのため、上りチャネルｃｈ5 上では通信衝突が生じる。
このような状況では、第１の上りフレーム受信部１３１は第２の比較出力および第２の受信情報（正常）を、第２の上りフレーム受信部１３２は第２の比較出力および第２の受信情報（エラー）を、第３の上りフレーム受信部１３３および第４の上りフレーム受信部１３４はそれぞれ、第３の比較出力のみを、さらに、第５の上りフレーム受信部１３５は、第１の比較出力および第２の受信情報（ＵＷ不検出）をステータス情報として出力する。
【００２４】
現在、下りフレーム作成／送出部１２は、図８に示すステップＳ２に戻っており、モードフラグｍｏｄｅが「０」を示しているので、前回と同様にステップＳ３に進む。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、スロットポインタｍを「１」に設定し（図９；ステップＳ９０１）、第１の上りフレーム受信部１３１からのステータス情報に基づいて、アドレススロットＡＳ1 に今回設定すべきコマンドを決定する。下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で、第２の比較出力を受け取っているので、ステップＳ９０２およびＳ９０３を実行して、ステップＳ９１２に進む。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、上りチャネルｃｈm 上の上りフレームにデータエラーが発生しているか否かを判断する（ステップＳ９１２）。下りフレーム作成／送出部１２は、第２の受信情報（エラー）を受け取っている場合、上記データエラーが発生したと判断し、後で述べるステップＳ９１３に進むが、第２の受信情報（正常）を受け取っている場合、上記データエラーが発生していないと判断し、ステップＳ９０９に進む。現時点では、下りフレーム作成／送出部１２は、第２の受信情報（正常）を受け取っているので、前述したステップＳ９０９に進み、アドレススロットＡＳ1 に受信コマンド１１２を設定する。次に、下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で「１」であるスロットポインタｍの指示値を「２」に更新して（ステップＳ９０５，Ｓ９０６）、ステップＳ９０２に戻る。そして、下りフレーム作成／送出部１２は、第２の上りフレーム受信部１３２からのステータス情報に基づいて、アドレススロットＡＳ2 に今回設定すべきコマンドを決定する。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で、第２の比較出力を受け取っているので、ステップＳ９０２およびＳ９０３を実行して、ステップＳ９１２に進む。下りフレーム作成／送出部１２は、第２の受信情報（エラー）を受け取っているので、前述したステップＳ９１２を実行した後、メモリ部１１にアクセスし、データエラーコマンド１１４を取り出してアドレススロットＡＳm に設定する（ステップＳ９１３）。これによっても、親局１は、上りチャネルｃｈm を使用中の子局２に、上りフレームを正しく受信していないことを通知することができ、当該子局２に再送制御を促すこととなる。現時点では、アドレススロットＡＳ2 にデータエラーコマンド１１３が設定され、これによって、子局２ｂに再送制御を促すこととなる。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で「２」であるスロットポインタｍの指示値を「３」に更新して（ステップＳ９０５，Ｓ９０６）、ステップＳ９０２に戻る。そして、下りフレーム作成／送出部１２は、第３の上りフレーム受信部１３３からのステータス情報に基づいて、アドレススロットＡＳ3 に今回設定すべきコマンドを決定する。
以降、下りフレーム作成／送出部１２は、第３〜第５の上りフレーム受信部１３３〜１３５からのステータス情報を順次的に受け取り、それぞれに基づいて、アドレススロットＡＳ3 〜ＡＳ5 に設定すべきコマンドを順次決定していく。しかし、それぞれの場合に下りフレーム作成／送出部１２が実行する動作については、既に説明している。そのため、それぞれの場合の動作については、説明を省略する。なお、アドレススロットＡＳ3 およびＡＳ4 には送信可コマンド１１５が設定される（ステップＳ９０４）。また、アドレススロットＡＳ5 には衝突検出コマンド１１３が設定され（ステップＳ９１０）、さらにカウンタＣ１の指示値は「２」から「３」に更新される（ステップＳ９１１）。下りフレーム作成／送出部１２は、アドレススロットＡＳ1 〜ＡＳ5 に設定するコマンドを決定すると、下りフレームを組み立てて送出し（ステップＳ９０７）、ステップＳ３（図８参照）の処理を終了し、ステップＳ４に進む。なお、第３回目の下りフレームを受信する各子局２の動作については、後で述べる。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、前述したステップＳ４を実行する。現時点では、カウンタＣ１の指示値は「３」であり、この指示値「３」は第１の所定値「３」と同じであるので（ステップＳ４）、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ５に進み、モードフラグｍｏｄｅを「１」に更新し、さらに、カウンタＣ１およびＴを「０」にそれぞれ更新する（ステップＳ５）。ここで、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ４において、カウンタＴが「０」から第３に所定値をカウントする間に、上りチャネル上では通信衝突が第１の所定値以上の回数起こっていることを認識し、コンテンションモード（図８；ステップＳ３）で下りフレームを作成するのに適さないと判断する。モードフラグｍｏｄｅが「１」に変更されることにより、次回は、ポーリングモード（図８；ステップＳ９）で下りフレームが作成される。また、カウンタＣ１は、指示値を「０」に更新されることにより、次回コンテンションモードで下りフレームが作成される場合に、通信衝突が起こっている回数を新たにカウントできるように準備する。さらに、カウンタＴは、指示値を「０」に更新されることにより、空きチャネル数を測定するための時間区間の始まりを規定する。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で「０」であるカウンタＴの指示値を「１」に更新した後（ステップＳ６）、当該指示値「１」が第３の所定値「３」になっていないので（ステップＳ７）、ステップＳ２に戻る。
【００２５】
ここで、図６に示す子局２の動作について、再度図１０を参照して説明する。前述からも明らかなように、現時点で通信システム内には、状態フラグＳを「０」、「１」または「２」に設定した状態で待機している子局２が存在する。これらの子局２の動作については、前述したとおりであるので、それぞれの説明を省略する。以下には、衝突検出コマンド１１３やデータエラーコマンド１１４によって、再送制御を実行するように促された子局２の動作を説明する。
上りフレームを再送する子局２のコマンド／アドレス検出部２１は、前述したように、状態フラグＳを「１」に設定して待機し、下りフレームが送信されてくると、前述した処理手順（ステップＳ１０２からＳ１０６〜Ｓ１１０）を実行しすることにより、子局２では再送制御が実行される。
ここで、子局２ａが内部に備えるバッファメモリは、第３回目の下りフレームを受信した時点で、空になっているとすると、子局２ａのコマンド／アドレス検出部２１は、状態フラグＳを「０」に設定して（ステップＳ１１３）、新たな送信データが発生するのを待機する。そのため、上りチャネルｃｈ1 は空きチャネルとなる。また、子局２ｂの上りフレーム作成／送出部２２は、今回の下りフレームのアドレススロットＡＳ2 にはデータエラーコマンド１１４が設定されており、コマンド／アドレス検出部２１から中断通知を受け取るので（ステップＳ１１５）、上りフレームの送出を中断する。そのため、上りチャネルｃｈ2 は空きチャネルとなる。また、子局２ｃ、２ｄ、２ｆおよび２ｊは再送制御を実行する。前述したように、第３回目の下りフレームで送信可コマンド１１５が設定されているのは、アドレススロットＡＳ3 およびＡＳ4 である。このとき、子局２ｊのみが上りチャネルｃｈ3 上に上りフレームを送出し、子局２ｃ、２ｄおよび２ｆが上りチャネルｃｈ4 上に上りフレームを送出するとする。
また、子局２ｅおよび２ｇの上りフレーム作成／送出部２２は、今回の下りフレームのアドレススロットＡＳ5 には衝突検出コマンド１１３が設定されており、それぞれのコマンド／アドレス検出部２１から中断通知を受け取るので（ステップＳ１１５）、上りフレームの送出を中断する。そのため、上りチャネルｃｈ5 は空きチャネルとなる。
このような状況では、第１の上りフレーム受信部１３１、第２の上りフレーム受信部１３２および第５の上りフレーム受信部１３５は、第３の比較出力のみをステータス情報として出力する。第３の上りフレーム受信部１３２は、第１の比較出力および第１の受信情報（ＵＷ検出）をステータス情報として出力する。第４の上りフレーム受信部１３４は、第１の比較出力および第１の受信情報（ＵＷ不検出）をステータス情報として出力する。
【００２６】
ここで、再度、図８を参照して、下りフレーム作成／送出部１２の動作を説明する。現時点で、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ２に戻っており、モードフラグｍｏｄｅが「０」を示していないため、ステップＳ９に進む。モードフラグｍｏｄｅが「１」を示している場合、下りフレーム作成／送出部１２は、相対的に多くの上りチャネル上で通信衝突が起こっていることを認識し、ポーリングモードで下りフレームを作成した方がよいと判断する。
ここで、図１１は、図８に示すステップＳ９（ポーリングモード）の処理手順を詳細に示すフローチャートである。まず、下りフレーム作成／送出部１２は、スロットポインタｍを「１」に設定し（図１１；ステップＳ１１０１）、第１の上りフレーム受信部１３１からのステータス情報に基づいて、アドレススロットＡＳ1 に今回設定すべき子局アドレスまたはコマンドを決定する。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ９０２（図９参照）と同様のステップＳ１１０２を実行する。下りフレーム作成／送出部１２は、ステータス情報が第１の比較出力を含む場合、後で述べるＳ１１１０に進み、ステータス情報が第１の比較出力を含まない場合、ステップＳ１１０３に進む。現時点では、下りフレーム作成／受信部１２は、第３の比較出力を受け取っているので、ステップＳ１１０３に進む。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ９０３（図９参照）と同様のステップＳ１１０３を実行し、ステータス情報が第２の比較出力を含む場合、後で述べるステップＳ１１１２に進み、ステータス情報が第３の比較出力を含む場合、ステップＳ１１０４に進む。現時点では、下りフレーム作成／送出部１２は、上述から明らかなように、ステップＳ１１０４に進む。
前述したように、第ｍの上りフレーム受信部１３ｍが第３の比較出力を出力する場合、上りチャネルｃｈm は、空きチャネルである。そのため、下りフレーム作成／送出部１２は、空きチャネル数を計数するためのカウンタＣ２を「Ｃ２＋１」に更新する（ステップＳ１１０４）。現時点では、カウンタＣ２の指示値は「０」から「１」に更新される。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、メモリ部１１にアクセスして、アドレスポインタｎの指示値によって表される順番が付けられている子局アドレスを、アドレステーブル１１１（図３参照）から取り出した後、当該子局アドレスをアドレススロットＡＳm に設定する（ステップＳ１１０５）。これによって、親局１は、単一の子局２に空きチャネルである上りチャネルｃｈm を割り当てることができる。現時点では、アドレスポインタｎの指示値が「１」であるので、アドレススロットＡＳ1 には子局アドレス「ａ」が設定される。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、最後の順番が付けられた子局アドレス（以下、単に「最後の子局アドレス」と記す）をアドレススロットＡＳm に設定したか否かを判断する（ステップＳ１１０６）。下りフレーム作成／送出部１２は、最後の子局アドレスを設定したと判断すると、後で述べるステップＳ１１１４に進み、最後の子局アドレスを設定していないと判断すると、ステップＳ１１０７に進む。本通信システムには１１の子局２が収容されるので、ステップＳ１１０６の判断は、アドレスポインタｎが「１１」を示しているか否かにより行われる。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、現時点でアドレスポインタｎが「１」を示しているので、アドレステーブル１１１から子局アドレスを順番どおりに取り出せるように、アドレスポインタｎの指示値を「ｎ＋１」に更新する（ステップＳ１１０７）。現時点では、アドレスポインタｎの指示値は「１」から「２」に更新される。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で「１」であるスロットポインタｍの指示値を「２」に更新して（ステップＳ１１０８，Ｓ１１０９）、ステップＳ１１０２に戻る。そして、下りフレーム作成／送出部１２は、第２の上りフレーム受信部１３２からのステータス情報に基づいて、アドレススロットＡＳ2 に今回設定すべきコマンドまたは子局アドレスを決定する。このステータス情報は、上述した第１の上りフレーム受信部１３１からのものと同一の内容であるから、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ１１０２〜Ｓ１１０９の順序で示される処理（上述）を実行する。その結果、カウンタＣ２の計数値は「１」から「２」に更新され（ステップＳ１１０４）、今回アドレススロットＡＳ2 には子局アドレス「ｂ」が設定され（ステップＳ１１０５）、アドレスポインタｎの指示値は「２」から「３」に更新され（ステップＳ１１０７）、さらにスロットポインタｍの指示値は「２」から「３」に更新される（ステップＳ１１０９）。その後、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ１１０２に戻り、第３の上りフレーム受信部１３３からのステータス情報に基づいて、アドレススロットＡＳ3 に今回設定すべきコマンドを決定する。
下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で、第１の比較出力を受け取っているので、ステップＳ１１０２を実行した後、ステップＳ９０８（図９参照）と同様のステップＳ１１１０を実行する。下りフレーム作成／受信部１２は、現時点で、第１の受信情報（ＵＷ検出）を受け取っているので、ステップＳ１１１１に進み（ステップＳ１１１０）、ステップＳ９０９（図９参照）と同様にして、アドレススロットＡＳm に受信コマンド１１２を設定する（ステップＳ１１１１）。なお、本ステップ１１１１では、アドレススロットＡＳm に前回設定した子局アドレスが設定されてもよい。現時点では、アドレススロットＡＳ3 に受信コマンド１１２が設定される。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で「３」であるスロットポインタｍの指示値を「４」に更新して（ステップＳ１１０８，Ｓ１１０９）、ステップＳ１１０２に戻る。そして、下りフレーム作成／送出部１２は、第４の上りフレーム受信部１３４からのステータス情報に基づいて、アドレススロットＡＳ4 に今回設定すべきコマンドまたは子局アドレスを決定する。
下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で、第１の比較出力を受け取っているので、ステップＳ１１０２を実行した後、第１の受信情報（ＵＷ不検出）を受け取っているので、ステップＳ１１０５に進む（ステップＳ１１１０）。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で「３」を示しているアドレスポインタｎによって指定される子局アドレス「ｃ」をアドレススロットＡＳ4 に設定する（ステップＳ１１０５）。
その後、アドレスポインタｎの指示値は「３」から「４」に更新され（ステップＳ１１０７）、現時点で「４」を示しているスロットポインタｍの指示値は「５」に更新される（ステップＳ１１０８，Ｓ１１０９）。そして、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ１１０２に戻り、第５の上りフレーム受信部１３５からのステータス情報に基づいて、アドレススロットＡＳ5 に今回設定すべきコマンドまたは子局アドレスを決定する。このステータス情報は、上述した第１の上りフレーム受信部１３１からのものと同一の内容を有する。
そのため、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ１１０２〜Ｓ１１０８の順序で示される処理（上述）を実行する。その結果、カウンタＣ２の計数値は「２」から「３」に更新され（ステップＳ１１０４）、アドレススロットＡＳ5 には子局アドレス「ｄ」が設定され（ステップＳ１１０５）、アドレスポインタｎの指示値は「４」から「５」に更新される（ステップＳ１１０７）。その後、下りフレーム作成／送出部１２は、スロットポインタｍの指示値が「５」であるので（ステップＳ１１０８）、ステップＳ１１１３に進む。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ９０７（図９参照）と同様のステップＳ１１１３を実行し、下りフレーム（図４参照）を組み立てて下りチャネルに送出する。図８に示すステップＳ９を終了する。なお、第４回目の下りフレームを受信する子局２の動作については、後で述べる。
【００２７】
再度、図８を参照して説明する。次に、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ９を終了すると、カウンタＣ２が第２の所定値以上か否かを判断する（ステップＳ１０）。ここで、第２の所定値は、モードフラグｍｏｄｅを「１」から「０」に更新するか否かを判断するための値であり、第１の所定値（前述）と同様に、通信システムの仕様に応じた妥当な値に設定される。以下、第２の所定値を「４」と仮定して説明を行う。
ステップＳ１０において、下りフレーム作成／送出部１２は、カウンタＣ２が第２の所定値以上の数を示していると、コンテンションモードで下りフレームを作成する方がよいと判断し、後で述べるステップＳ１１に進む。一方、下りフレーム作成／送出部１２は、カウンタＣ２が第２の所定値未満の数を示していると、ポーリングモードで下りフレームを作成する方がよいと判断し、ステップＳ６に進む。現時点では、カウンタＣ２の指示値は「３」であり、この指示値は第２の所定値「４」以上ではないので、下りフレーム作成／送出部１２はステップＳ６に進む。
次に、カウンタＴの指示値は「１」から「２」に更新され（ステップＳ６）、この指示値「２」が第３の所定値「３」になっていないので（ステップＳ７）、ステップＳ２に戻る。
【００２８】
ここで、ポーリングモードで作成された下りフレームに対する子局２の応答動作について、図１０を参照して説明する。なお、状態フラグＳが「０」および「２」を示している子局２の応答については、コンテンションモードの場合も、ポーリングモードの場合も同様であるため、その説明を省略し、状態フラグＳが「１」を示している子局２の応答についてのみ説明する。
前述したように、ある子局２において、コマンド／アドレス検出部２１が内部に有する状態フラグＳが「１」を示している場合、当該子局２が親局１への送信データを保有しており、しかも当該データを先頭から送信しなければならないことを意味する。
状態フラグＳが「１」を示している子局２のコマンド／アドレス検出部２１は、下りフレームが伝送されてくると、ステップＳ１０２を実行した後、自局の子局アドレスが、いずれかのアドレススロットＡＳに設定されているか否かを判断する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６での判断は、典型的には、以下のように行われる。コマンド／アドレス検出部２１は、内部に有するレジスタ（図示せず）などに自局の子局アドレスのビットパターンを予め保持しておく。コマンド／アドレス検出部２１は、このビットパターンが下りフレームのアドレススロットＡＳ1 〜ＡＳ5 に設定されているか否かを判断する。コマンド／アドレス検出部２１は、いずれかのアドレススロットＡＳm に自局の子局アドレスが設定されていると、当該スロットＡＳm に対応する上りチャネルｃｈm が親局１によって割り当てられたことを認識し、ステップＳ１０９に進む。なお、コマンド／アドレス検出部２１は、すべてのアドレススロットＡＳに自局の子局アドレスが設定されていない場合、今回上りチャネルm が割り当てられなかったと判断し、ステップＳ１０７に進む。しかし、ポーリングモードでは、送信可コマンド１１５がアドレススロットＡＳに設定されることはない。そのため、コマンド／アドレス検出部１２は、ステップＳ１０２に戻り、新たな下りフレームが送られてくるのを待機する。
コマンド／アドレス検出部２１は、ステップＳ１０９に進むと、自局の子局アドレスを検出したアドレススロットＡＳm に対応する上りチャネルｃｈm を用いて上りフレームを送出するよう上りフレーム作成／送出部２２に通知する（ステップＳ１０９）。その後、コマンド／アドレス検出部２１は、ステップＳ１０６で割り当てられたアドレススロットＡＳm を、使用チャネル情報としてレジスタ（図示せず）にラッチしておく。この使用チャネル情報は、前述したようにステップＳ１１１で用いられる。以降の子局２の動作については、コンテンションモードの場合も、ポーリングモードの場合も同様であるため、その説明を省略する。
ここで、子局２ａおよび２ｂのコマンド／アドレス検出部２１は、今回の下りフレームが受信した時点で、状態フラグＳを「０」に設定しており、かつ送信データがバッファメモリに格納されていないとすると、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４を実行して、ステップＳ１０２に戻る。そのため、子局２ａおよび２ｂの上りフレーム作成／送出部２２は、上りチャネルｃｈ1 およびｃｈ2 に上りフレームを送出しないので、上りチャネルｃｈ1 およびｃｈ2 は空きチャネルとなる。ここで、子局２ｂは、前回（第３回目）の下りフレームに応答して、上りフレームの送出を中断しているが、本通信システムの説明の便宜上、上述のように、子局２ｂは上記のような状態にあると仮定している。また、子局２ｊのコマンド／アドレス検出部２１は、今回の下りフレームを受信した時点で、状態フラグを「２」に設定している。子局２ｊの上りフレーム作成／送出部２２は、今回の下りフレームのアドレススロットＡＳ3 には受信コマンド１１２が設定されており、当該コマンド／アドレス検出部２１から継続通知を受け取るので（ステップＳ１１２）、上りフレームを上りチャネルｃｈ3 上に送出し続ける。なお、この上りフレームには、上りチャネルｃｈ3 上でデータエラーが発生しないものとする。また、子局２ｃおよび子局２ｄのコマンド／アドレス検出部２１は、今回の下りフレームが受信した時点で、状態フラグＳを「１」に設定しているので、ステップＳ１０６、Ｓ１０９およびＳ１１０を実行して、当該フレームのアドレススロットＡＳ4 およびＡＳ5 から、子局アドレス「ｃ」および「ｄ」を検出する。そのため、子局２ｃおよび２ｄの上りフレーム作成／送出部２２は、上述から明らかなように、上りチャネルｃｈ4 およびｃｈ5 に上りフレームを送出する。しかし、上りチャネルｃｈ5 上には、他の子局２ｇが誤って上りフレームを送出したとする。
このような状況では、第１の上りフレーム受信部１３１および第２の上りフレーム受信部１３２は、第３の比較出力のみをステータス情報として出力する。第３の上りフレーム受信部１３２は、第１の比較出力および第２の受信情報（正常）をステータス情報として出力する。第４の上りフレーム受信部１３４は、第１の比較出力および第１の受信情報（ＵＷ検出）を出力する。また、第５の上りフレーム受信部１３５は、第１の比較出力および第１の受信情報（ＵＷ不検出）をステータス情報として出力する。
【００２９】
現在、下りフレーム作成／送出部１２は、図８に示すステップＳ２に戻っており、現時点では、モードフラグｍｏｄｅが「１」を示しているので、前回と同様にステップＳ９に進む。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、スロットポインタｍを「１」に設定する（図１１；ステップＳ１１０１）。ここで、上述からも明らかなように、第１の上りフレーム受信部１３１からのステータス情報と第２の上りフレーム受信部１３２からのものとは、下りフレーム作成／送出部１２が前回の下りフレームを作成する際に参照した第１の上りフレーム受信部１３１等からのものと同一の内容である。そのため、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ１１０２〜Ｓ１１０９の順序で示される処理（上述）を２回繰り返し実行する。その結果、カウンタＣ２は「５」を示すこととなり（ステップＳ１１０４）、アドレススロットＡＳ1 およびＡＳ2 には子局アドレス「ｅ」および「ｆ」が設定され（ステップＳ１１０５）、アドレスポインタｎは「７」を示すこととなり（ステップＳ１１０７）、さらにスロットポインタｍは「３」を示すこととなる（ステップＳ１１０９）。その後、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ１１０２に戻り、第３の上りフレーム受信部１３３からのステータス情報に基づいて、アドレススロットＡＳ3 に今回設定すべきコマンドまたは子局アドレスを決定する。
下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で、第２の比較出力を受け取っているので、ステップＳ１１０２およびＳ１１０３を実行した後、ステップＳ９１２（図９参照）と同様のステップＳ１１１２を実行する。下りフレーム作成／受信部１２は、第２の受信情報（エラー）を受け取っている場合、前述したステップＳ１１０５に進み、第２の受信情報（正常）を受け取っている場合、ステップＳ１１１１に進む。
下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で第２の受信情報（正常）を受け取っているので、アドレススロットＡＳm に受信コマンド１１２を設定する（ステップＳ１１１１）。現時点では、アドレススロットＡＳ3 に受信コマンド１１２が設定される。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で「３」であるスロットポインタｍの指示値を「４」に更新して（ステップＳ１１０８，Ｓ１１０９）、ステップＳ１１０２に戻る。そして、下りフレーム作成／送出部１２は、第４の上りフレーム受信部１３４からのステータス情報に基づいて、アドレススロットＡＳ4 に今回設定すべきコマンドまたは子局アドレスを決定する。
このステータス情報は、下りフレーム作成／送出部１２が前回の下りフレームを作成する際に参照した第３の上りフレーム受信部１３３からのものと同一の内容であることから、当該下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ１１０２→Ｓ１１１０→Ｓ１１１１→Ｓ１１０８→Ｓ１１０９の順序で示される処理（上述）を実行する。その結果、アドレススロットＡＳ4 には受信コマンド１１２（または子局アドレス「ｃ」）が設定され（ステップＳ１１１１）、さらにスロットポインタｍは「５」を示すこととなる（ステップＳ１１０９）。その後、下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ１１０２に戻り、第５の上りフレーム受信部１３５からのステータス情報に基づいて、アドレススロットＡＳ5 に今回設定すべきコマンドまたは子局アドレスを決定する。
下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で、第１の比較出力を受け取っているので、ステップＳ１１０２を実行した後、第１の受信情報（ＵＷ不検出）を受け取っているので、ステップＳ１１１０に進み、アドレススロットＡＳ5 に子局アドレス「ｇ」を設定する（ステップＳ１１１１）。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で「７」であるアドレスポインタｎの指示値を「８」に更新した後（ステップＳ１１０７）、スロットポインタｍが「５」を示しているので（ステップＳ１１０８）、下りフレームを組み立てて送出する（ステップＳ１１１３）。こうして、下りフレーム作成／送出部１２は、図８に示すステップＳ９を終了し、ステップＳ１０に進む。
次に、下りフレーム作成／送出部１２は、現時点では、カウンタＣ２の指示値「５」が第２の所定値「４」以上であるので（ステップＳ１０）、ステップＳ１１に進む。下りフレーム作成／送出部１２は、モードフラグｍｏｄｅを「０」に更新し、さらに、カウンタＣ２およびＴをそれぞれ「０」に更新する（ステップＳ１０）。下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ１０により、カウンタＴが「０」から第３の所定値をカウントする間に、空きチャネルが第２の所定値以上の数発生していることを認識し、現時点の上りチャンネルの状況がポーリングモード（図８；ステップＳ９）で下りフレームを作成するのに適さないと判断する。モードフラグｍｏｄｅが「０」に更新されることにより、次回は、コンテンションモード（図８；ステップＳ３）で下りフレームが作成されることとなる。また、カウンタＣ２は、指示値を「０」に更新されることにより、次回ポーリングモードで下りフレームが作成される場合に、空きチャネルの数を新たにカウントできるように準備する。さらに、カウンタＴは、指示値を「０」に更新されることにより、通信衝突が起こっている回数を測定するための時間区間の始まりを規定する。 次に、下りフレーム作成／送出部１２は、現時点で「０」であるカウンタＴの指示値を「１」に更新した後（ステップＳ６）、この指示値「１」が第３の所定値「３」になっていないので（ステップＳ７）、ステップＳ２に戻る。
【００３０】
以上、説明したように第１の実施形態に係る通信システムによれば、下りフレーム作成／送出部１２は、上りチャネルが混雑していない場合、コンテンションモードで下りフレームを作成し、また、当該上りチャネルが混雑している場合には、ポーリングモードで下りフレームを作成する。これによって、通信システムに収容される子局は、上りチャネルが混雑している、混雑していないにかかわらず、常に高いスループットとレスポンスとを得ることができる。
【００３１】
ところで、ステップＳ７（図８参照）で、カウンタＴの指示値が第３の所定値になった場合には、ステップＳ８が実行される。下りフレーム作成／送出部１２は、ステップＳ８において、カウンタＣ１、Ｃ２およびＴをそれぞれ「０」に更新する。このステップＳ８は、カウンタＴが「０」から第３の所定値をカウントする間に、上りチャネル上で通信衝突が第１の所定数以上の回数起こっておらず、または空きチャネルが第２の所定回数以上の数発生していないため、再度通信衝突数または空きチャネル数を計測するために必要となるステップである。
また、ポーリングモード（図９；ステップＳ９）が繰り返し実行されると、やがて、アドレスポインタｎの指示値は「１１」になる。このとき、下りフレーム作成／送出部１２は、アドレスポインタｎの指示値を「１」に更新する（図１１；ステップＳ１１１４）。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態に係るアクセス制御方法を適用した通信システムについて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態と比較して、ポーリングモード（図１１参照）のみを実行する点のみが異なる（ただし、本実施形態では、下りフレーム作成／送出部１２は、ポーリングモードで下りフレームを作成するか、コンテンションモードで下りフレームを作成するかを判断する必要がないので、ステップＳ１１０４を実行しない）。それ以外の通信システムの構成等については、第１の実施形態と同様であるため、相当する部分については同一の参照番号を用いることとする。
ここで、図１２は、本第２の実施形態に係るアクセス制御方法を適用した場合において、下りフレームのアドレススロットＡＳに設定される子局アドレスの状態の遷移および上りチャネルの通信状態を示す図である。
下りフレーム作成／送出部１２は、スロットポインタｍの指示値を「１」に設定する（ステップＳ１１０１）。なお、本実施形態では、アドレスポインタｎの指示値も同時にステップＳ１１０１で「１」に更新される。以降の処理については、第１の実施形態から明らかであるため、その説明を省略する。
通信システムが初期状態の場合には、どの上りチャネルにも上りフレームが送出されていないため、下りフレーム作成／送出部１２は、上述したステップＳ１１０１が実行された後、ステップＳ１１０２→Ｓ１１０３→Ｓ１１０５〜Ｓ１１０９の順序で示される処理手順を４回繰り返した後、ステップＳ１１０２→Ｓ１１０３→Ｓ１１０５〜Ｓ１１０８→Ｓ１１１３を実行し、それぞれのステップにおいて前述と同様の動作を実行する。したがって、スロットポインタｍおよびアドレスポインタｎの指示値は、「１」→「２」→「３」→「４」→「５」と遷移する。そして、ステップＳ１１０８において、指示値ｍが「５」であれば、下りフレーム作成／送出部１２は、第１回目の下りフレームの作成を終了し、当該下りフレームを下りチャネルに送出する（ステップＳ１１１３）。したがって、下りフレーム作成／送出部１２は、スロットポインタｍおよびアドレスポインタｎの指示値が「１」のとき、アドレステーブル１１１から順番「１」が付された子局アドレス「ａ」を取り出し（図３参照）、当該子局アドレス「ａ」を、アドレススロットＡＳ1 に設定する。同様にして、下りフレーム作成／送出部１２は、子局アドレス「ｂ」をアドレススロットＡＳ2 に、子局アドレス「ｃ」をアドレススロットＡＳ3 に、子局アドレス「ｄ」をアドレススロットＡＳ4 に、さらに、子局アドレス「ｅ」をアドレススロットＡＳ5 に設定する（図１２，第１回目の下りフレームのＡＳ1 〜ＡＳ5 参照）。この結果、下りフレーム作成／送出部１２は、子局２ａ〜２ｅに上りチャネルｃｈ1 〜ｃｈ5 を割り当てることとなる。なお、親局１が第１回目の下りフレームを送出した時点では、アドレスポインタの指示値ｎは「６」である。
【００３３】
次に、第１回目の下りフレームに対する各子局２の動作については、第１の実施形態で説明したものと同様であるため、その説明を省略する。なお、第１回目の下りフレームに応答して、子局２ａ〜２ｅが上りチャネルｃｈ1 〜ｃｈ5 に、各自の上りフレームを送出する（図１２，上りチャネルｃｈ1 〜ｃｈ5 参照）。
【００３４】
下りフレーム作成／送出部１２は、第１回目の下りフレームを送出してから第２の所定時間が経過した後、第２回目の下りフレームを作成する。このとき、子局２ａ〜２ｅからの上りフレームは、上りチャネルｃｈ1 〜ｃｈ5 に送出されている。また、上りチャネルｃｈ1 〜ｃｈ3 からの上りフレームは、通信衝突を起こさないものとする。しかし、上りチャネルｃｈ4 およびｃｈ5 からの上りフレームは、当該上りチャネルｃｈ4 またはｃｈ5 を割り当てられていない子局が誤って上りフレームを送出したこと等によって、通信衝突を起こすものとする。
下りフレーム作成／送出部１２は、第１の実施形態の説明を参照すれば明らかなように、第２回目の下りフレームにおいて、アドレススロットＡＳ1 〜ＡＳ3 に子局アドレス「ａ」〜「ｃ」を再度設定し、アドレススロットＡＳ4 およびＡＳ5 に子局アドレス「ｆ」および「ｇ」を設定する。下りフレーム作成／送出部１２は、第２回目の下りフレームの作成を終了すると、当該下りフレームを下りチャネルに送出する（図１２，第２回目の下りフレームのＡＳ1 〜ＡＳ5 参照）。第２回目の下りフレームによって、子局２ｆおよび２ｇが、新たに上りチャネルを割り当てられることとなる。
【００３５】
次に、第１回目の下りフレームに対する各子局２の動作については、第１の実施形態で説明したものと同様であるため、その説明を省略する。なお、第２回目の下りフレームに応答して、子局２ａ、２ｂ、２ｆおよび２ｇは上りチャネルｃｈ1 、ｃｈ2 、ｃｈ4 およびｃｈ5 に、各自の上りフレームを送出するが、子局２ｃは上りチャネルｃｈ3 に上りフレームを送出しない（図１２，上りチャネルｃｈ1 〜ｃｈ5 参照）。
【００３６】
下りフレーム作成／送出部１２は、第２回目の下りフレームを送出してから第２の所定時間が経過した後、第３回目の下りフレームを生成する。このとき、上りフレームは、上りチャネルｃｈ1 、ｃｈ2 、ｃｈ4 およびｃｈ5 に送出されている。また、上りチャネルｃｈ1 、ｃｈ2 、ｃｈ4 およびｃｈ5 からの上りフレームはエラーを生じず、また通信衝突を起こさないものとする。
下りフレーム作成／送出部１２は、第１の実施形態の説明を参照すれば明らかなように、第３回目の下りフレームにおいて、アドレススロットＡＳ1 、ＡＳ2 、ＡＳ4 およびＡＳ5 に子局アドレス「ａ」、「ｂ」、「ｆ」および「ｇ」（または受信コマンド１１２）を再度設定し、アドレススロットＡＳ3 に子局アドレス「ｈ」を設定する。下りフレーム作成／送出部１２は、第３回目の下りフレームの作成を終了すると、当該下りフレームを下りチャネルに送出する（図１２，第３回目の下りフレームのＡＳ1 〜ＡＳ5 参照）。第３回目の下りフレームによって、子局２ｈが、新たに上りチャネルを割り当てられることとなる。
【００３７】
以上説明したようにして、下りフレーム作成／送出部１２は、ポーリングモードのみを実行した場合でも以下のような効果を奏する。下りフレーム作成／送出部１２は、空きチャネルを検出する毎に、アドレステーブル１１１に設定されている順番に従って、子局２に上りチャネルを割り当てる。これによって、ある特定の上りチャネルのみが輻輳状態に陥るということがなくなる。
さらに、下りフレーム作成／送出部１２は、上りフレーム受信部１３からのステータス情報によって、無駄なデータ通信を検出する。下りフレーム作成／送出部１２は、かかる無駄なデータ通信を行っている子局２に対する上りチャネルの割り当てを解放し、この無駄なデータ通信に用いられていた上りチャネルを、上記順番に従って、新たな子局２に割り当てていく。すなわち、下りフレーム作成／送出部１２は、無駄なデータ通信によって子局２のレスポンスやスループットが低下するということを未然に防止している。これによって、上りチャネルは効率的に利用される。なお、この効果は、上述した第１の実施形態におけるポーリングモードにおいても該当する。
【００３８】
なお、上述した第１および第２の実施形態においては、アドレステーブル１１１には、図３に示すテーブルが用いられていた。図３に示すアドレステーブル１１１は、子局２ａが最も早く上りチャネルを割り当てられ、子局２ｋが最も遅く上りチャネルを割り当てられるという面では、優先度が規定されていることとなる。しかし、いずれの子局２も１１回に１回の割合で、上りチャネルの使用を許可されることとなる。しかし、図１３に示すテーブルを適用すると、子局２ａは、他の子局２と異なり、６回に１回の割合で上りチャネルの使用を許可されることとなる。これによって、例えば、子局２ａが、他の子局２よりも上りフレームを生成する頻度が高い場合等に、子局２ａのレスポンスやスループットを高めることができるという効果を有する。
【００３９】
次に、本発明の第３の実施形態に係るアクセス制御方法を適用した通信システムについて説明する。本通信システムは、図１に示す通信システムと同様の構成を有しているため、その説明を省略するが、以下に説明する点が図１に示す通信システムと比較して異なる。
【００４０】
伝送路３に接続される子局２は、予め定められた複数のグループに分けられる。本実施形態においては、その一例として、１１台の子局２が２つのグループ（第１グループと第２グループ）に分けられ、子局２ａ〜２ｅが第１グループに属し、子局２ｆ〜２ｋが第２グループに属するものとする。また、第１グループには、上りチャネルｃｈ1 〜ｃｈ3 が割り当てられ、第２グループには、上りチャネルｃｈ4 およびｃｈ5 が割り当てられる。そのため、親局１は、例えば、図１４に示すようなアドレステーブルを有する。図１４において、アドレステーブルは、グループ毎に、上りチャネルを子局に割り当てる順番が付された子局アドレスを格納する。すなわち、第１グループにおいては、第１の順番「１」〜「５」に子局アドレス「ａ」〜「ｅ」が付され（以下、これを第１テーブルと記す）、第２グループにおいては、第２の順番「１」〜「６」に子局アドレス「ｆ」〜「ｋ」が付される（以下、これを「第２テーブル」という）。
【００４１】
また、親局１の下りフレーム作成／送出部１２は、グループ毎のアドレスポインタｎを含む。したがって、本実施形態においては、２つの第１および第２アドレスポインタｎ1 およびｎ2 を含む。第１のアドレスポインタｎ1 は、下りフレーム作成／送出部１２からの指示に基づいて、「１」から「５」までを１ずつカウントアップし、当該第１のアドレスポインタｎ1 の指示値は、上述した第１の順番を示す。第２のアドレスポインタｎ2 は、下りフレーム作成／送出部１２からの指示に基づいて、「１」から「６」までを１ずつカウントアップする。第２のアドレスポインタｎ2 の指示値は、上述した第２の順番を示す。
【００４２】
また、下りフレーム作成／送出部は、図１５に示すフローチャートに基づいて、下りフレームを作成する。図１５に示すフローチャートは、図１１に示すものを２つ縦続させた態様を有しており、上りチャネルｃｈ1 〜ｃｈ3 から空きチャネルを検出し、当該空きチャネルを、上述した第１の順番に基づいて、第１グループに属する子局２ａ〜２ｅに割り当てる（ステップＳ１２１）、その後、上りチャネルｃｈ4 およびｃｈ5 から使用されていない空きチャネルを検出し、当該空きチャネルを、第２の順番に基づいて、第２グループに属する子局２ｆ〜２ｋに割り当てる（ステップＳ１２２）。したがって、下りフレーム作成／送出部１２は、下りフレームのアドレススロットＡＳ1 〜ＡＳ3 には、上述した第１テーブルから取り出された子局アドレスを設定し、子局２ａ〜２ｅのいずれかに上りチャネルｃｈ1 〜ｃｈ3 を割り当てる。また、下りフレームのアドレススロットＡＳ4 およびＡＳ5 には、上述した第２テーブルから取り出された子局アドレスを設定し、子局２ｆ〜２ｋのいずれかに上りチャネルｃｈ4 またはｃｈ3 を割り当てる。
【００４３】
親局１と子局２との間では、コンピュータデータや音声データ等様々な情報の通信が行われる。しかし、一般的に、音声データの量はある程度大きさが決まっているが、コンピュータデータの量はまちまちである。しかも、音声データは、レスポンスやスループットを保証しなければ、音声データとしての意味をなさない場合が多い。そのため、かかる音声データの通信を行う子局２と、レスポンスやスループットを保証する必要がないコンピュータデータの通信を行う子局２とが、混在するような通信システムでは、当該音声データの通信を行う子局２のレスポンスやスループットが保証されない場合がある。そのため、第２の実施形態においては、親局１と接続される子局２を、当該子局２が保有する情報の属性に応じてグループ分けする。また、各上りチャネルは、グループ毎に重複しないように割り当てられている。親局１は、空きチャネルを検出すると、検出した空きチャネルが割り当てられているグループから子局２を選択する。したがって、例えば、上記音声データの通信を行う子局をグループ化すれば、そのグループ内に属する子局が、上りチャネルを割り当てられる周期性を確保できるようになり、当該グループ内において、レスポンスやスループットを保証することが可能となる。
【００４４】
なお、第３の実施形態においても、第２の実施形態において説明した図１３に示すアドレステーブルを適用して、特定の子局２のレスポンスやスループットを高めてもよい。また、上述した受信コマンド１１２などをアドレススロットに設定できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアクセス制御方法を適用した通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す親局１の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示すアドレステーブル１１１の一例を示す図である。
【図４】図２に示す親局１が送出する下りフレームの構成を示す図である。
【図５】図４に示すアドレススロットに設定される子局アドレスおよび各種コマンドのビット構成を示す図である。
【図６】図１に示す子局２の詳細な構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示す子局が送出する上りフレームの構成の一例を示す図である。
【図８】図１に示す親局１の動作手順を示すフローチャートである。
【図９】図８に示すステップＳ３の詳細な動作手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１に示す子局２の動作手順を示すフローチャートである。
【図１１】図８に示すステップＳ９の詳細な動作手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るアクセス制御方法を適用した場合において、下りフレームのアドレススロットに設定される子局アドレスの状態の遷移および上りチャネルの通信状態を示す図である。
【図１３】図２に示すアドレステーブル１１１の他の例を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係るアクセス制御方法を適用した通信システムにおけるアドレステーブルの一例を示す図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係るアクセス制御方法を適用した通信システムにおける下りフレーム作成／送出部１２が下りフレームを作成する際の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…親局
１１…メモリ部
１２…下りフレーム作成／送出部
１３…上りフレーム受信部
２…子局
２１…コマンド／アドレス検出部
２２…上りフレーム作成／送出部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an access control method, and more particularly to an access control method in a communication system using a point-multipoint line configuration.
[0002]
[Prior art]
Recently, the fusion of broadcasting and communication has progressed along with the deregulation of both, and two-way communication experiments have been conducted using cable television networks and the like. In a communication system using a point-multipoint line configuration such as a cable television system, a master station assigns a communication channel to a slave station. The slave station communicates with the master station using the assigned communication channel. The polling method, which is one method for assigning such communication channels, is a method in which the master station inquires the slave station about the presence or absence of a transmission message. However, it has been pointed out that when it is attempted to accommodate many slave stations in a communication system, it takes a long time until a message is actually transmitted after a transmission message is generated in a certain slave station. It was.
[0003]
In order to cope with such a problem and accommodate many slave stations in the communication system, the following methods are conceivable. That is, the slave stations are divided into several groups, and a dedicated communication channel is assigned to each group. Then, the master station inquires whether there is a transmission message for each group.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the above-described method is applied, a certain group (hereinafter referred to as “first group”) has many slave stations having a transmission message, and another group (hereinafter referred to as “second group”). ) May have a situation in which there are few slave stations having transmission messages. That is, a traffic difference occurs between groups. Therefore, there is a problem that it takes a long time until a transmission message is actually transmitted after the transmission message is generated in the slave station belonging to the first group. In addition, even if the traffic of the communication channel assigned to the first group falls into a congestion state even though the communication channel assigned to the second group is not used, the first group The slave stations belonging to cannot communicate until the communication channel assigned to the first group is free. Therefore, there arises a problem that the response and throughput of the slave stations belonging to the first group are significantly reduced as compared with the slave stations belonging to the second group. That is, the above-described method causes a problem that the utilization rate of communication channels (frequency, etc.) in the communication system is deteriorated.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide an access control method that can efficiently use a communication channel and improve the response and throughput of a slave station accommodated in the communication system in a communication system. .
[0006]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In order to achieve this object, each of the following inventions has means as described below, thereby producing the following effects.
[0007]
A first invention is a method for controlling access from a slave station to the master station in a communication system in which the master station and a plurality of slave stations can communicate bidirectionally. A downlink channel can be used to send a signal, and each slave station can use a plurality of uplink channels to send an uplink signal. The master station detects the currently available uplink channel (hereinafter referred to as “empty channel”), selects the number of slave stations corresponding to the detected idle channel, and individually assigns the idle channel to the selected slave station. A downlink signal for notifying an empty channel allocated to the selected slave station is created and transmitted to the downlink channel. Further, the slave station determines whether or not the uplink channel is allocated to the local station based on the downlink signal input from the downlink channel.
[0008]
In the first invention, the master station selects a slave station every time an empty channel occurs, and individually assigns the idle channel to the selected slave station. Therefore, even if a certain slave station communicates using a certain uplink channel for a long time, the master station can allocate an uplink channel to another slave station if another idle channel occurs. As a result, the uplink channel is always assigned to one of the slave stations, and the influence of the congestion of the uplink channel does not reach a specific slave station, but is distributed to all the slave stations. Will reach the target. Therefore, the response and throughput of all the slave stations accommodated in the communication system are improved.
[0009]
A second invention is a method for controlling access from a slave station to the master station in a communication system capable of bidirectional communication between the master station and a plurality of slave stations. A downlink channel can be used to send a signal, and each slave station can use a plurality of uplink channels to send an uplink signal. The master station detects a currently available uplink channel (hereinafter referred to as “vacant channel”), creates a downlink signal for notifying the slave station of the detected idle channel, and sends it to the downlink channel. Further, the slave station recognizes an uplink channel that is currently an empty channel from the downlink signal input from the downlink channel, and transmits the uplink signal to the empty channel.
[0010]
In the second aspect of the invention, the master station immediately notifies the slave station of the detected empty channel information, so that traffic on the upstream channel is prevented from falling into a congestion state. In addition, since the slave station transmits an uplink signal using an empty channel detected by the master station, even if the traffic of other uplink channels falls into a congested state, the influence is exerted on all the slave stations. It will be distributed. Therefore, the response and throughput of all the slave stations accommodated in the communication system are improved.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a communication system to which an access control method according to the first embodiment of the present invention is applied. In FIG. 1, a master station 1 and eleven slave stations 2 (four in the figure) are connected to a communication system via a transmission path 3. The transmission path 3 includes a downlink channel for transmitting the downlink frame from the master station 1 and five uplink channels ch for transmitting the uplink frame from the slave station 2. 1 ~ Ch Five And are set. Different frequency bands are allocated to the five uplink channels. That is, in this communication system, a frequency division multiplexing system is used. Further, the slave station 2 is given in advance slave station addresses (“a” to “k”) that do not overlap each other. In the following description, the slave station 2 to which the slave station address “a” is given is referred to as a slave station 2a. Similarly, the other slave stations 2 are denoted as slave stations 2b to 2k.
[0012]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the master station 1 shown in FIG. In FIG. 2, the master station 1 includes a memory unit 11, a downlink frame creation / transmission unit 12, and an uplink frame reception unit 13.
The memory unit 11 stores an address table 111, a reception command 112, a collision detection command 113, a data error command 114, and a transmission enable command 115 in a predetermined address area.
First, the address table 111 will be described. In this communication system, an order for assigning empty channels (described later) to the slave stations is determined in advance. The address table 111 stores the order and the slave station address in association with each other. More specifically, as shown in FIG. 3, the slave station addresses “a” to “k” given the order “1” to “11” are stored in the address table 111. Note that the above-described four commands, the reception command 112, the collision detection command 113, the data error command 114, and the transmission enable command 115 will be clarified later, and thus the description thereof is omitted here.
The downlink frame creation / transmission unit 12 creates a downlink frame and sends it to the downlink channel. The downlink frame creation procedure will be described later with reference to FIGS. 8, 9, and 11, and will not be described here.
[0013]
Here, FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a downstream frame. In FIG. 4, the downstream frame is composed of 16 slots (32 bits / slot) as one frame, and includes a header slot and five address slots AS. 1 ~ AS Five And a message slot.
The header slot stores a preamble, a synchronization pattern (indicated as “UW” (Unique Word) in FIG. 4), and the like. The synchronization pattern UW has a predetermined bit pattern and is used to establish various types of synchronization.
Address slot AS 1 ~ AS Five Each is set with one slave station address or one command. In this communication system, the address slot AS 1 ~ AS Five Is the upstream channel ch 1 ~ Ch Five It corresponds to. For example, address slot AS 1 The slave station address “a” is set in the master station 1 to the slave station 2a. 1 Means assigning.
A message from the master station 1 to the slave station 2 is stored in the message slot. As a result, data can be transmitted from the master station 1 to the slave station 2, but the description of the message slot is omitted because it is not related to the gist of the present invention. Also, preamble, synchronization pattern UW, address slot AS 1 ~ AS Five The message slot is set to a predetermined bit position in the downstream frame as shown in FIG.
[0014]
FIG. 5 is a diagram showing bit structures of slave station addresses and various commands. FIG. 5A shows the bit structure of the slave station address. As described above, the slave station addresses “a” to “k” are given to the slave station 2 so as not to overlap each other. However, since many slave stations 2 are accommodated in an actual communication system, each actual slave station address is represented by a 32-bit binary number as shown in FIG. 1 bit is set to “0” and the remaining 31 bits are used so that they do not overlap each other.
FIG. 5B shows bit configurations of various commands. As shown in FIG. 5B, each of these commands is expressed by a 32-bit binary number. The first 1 bit is “1” and the last 2 bits are “1” and “0”. The The remaining 29 bits in each command have different bit patterns. That is, the reception command 112, the collision detection command 113, the data error command 114, and the transmission enable command 115 have different bit configurations.
[0015]
Here, description will be given again with reference to FIG. The uplink frame reception unit 13 includes first to fifth uplink frame reception units 131 to 135 corresponding to the number of uplink channels (however, three are illustrated). The first to fifth uplink frame receivers 131 to 135 are connected to the uplink channel ch. 1 ~ Ch Five The processing described below is executed for the upstream frame transmitted over the top. In the following, the process of the first uplink frame receiving unit 131 will be described, and the second to fifth uplink frame receiving units 132 to 135 execute the same process as the first uplink frame 131. Those descriptions are omitted.
First, the first uplink frame receiver 131 uses an internal comparator (not shown), and the uplink frame is an uplink channel ch. 1 Whether the upper frame is transmitted is monitored only for a first predetermined time after the downstream frame is transmitted. Here, the first predetermined time is a time that takes into account the delay time until the upstream frame reaches the master station from the slave station.
The comparator uses the reference signal and the uplink channel ch. 1 Compare the level with the received signal from. This reference signal has a predetermined constant level. When the comparator detects that the received signal level has changed from less than a certain level to more than a certain level, it outputs a first comparison output. That is, the first comparison output is information for indicating that the first upstream frame reception unit 131 has detected the head of the upstream frame. Further, when the comparator fails to detect the head of the upstream frame and detects that the level of the received signal is equal to or higher than the level of the reference signal when the first predetermined time has elapsed, In addition, if it is detected that the level of the received signal is lower than the level of the reference signal at that time, the third comparison output is output. The second comparison output is the uplink channel ch 1 This is information for indicating that upstream frames are continuously transmitted. The third comparison output is the uplink channel ch. 1 Is information indicating that is a free channel. In this way, the first uplink frame reception unit 131 performs the uplink channel ch. 1 It is monitored whether or not an upstream frame is transmitted.
Further, when the first upstream frame reception unit 131 detects the head of the upstream frame, the first upstream frame reception unit 131 detects the synchronization pattern UW. The detection of the synchronization pattern UW is performed only for the second predetermined time from the time when the head of the upstream frame is detected. The second predetermined time is determined with reference to the distance from the head of the upstream frame to the bit position where the synchronization pattern UW is estimated to be stored. When the first upstream frame receiving unit 131 detects the synchronization pattern UW during the second predetermined time, the first upstream frame receiving unit 131 outputs the first reception information (UW detection) indicating that, and could not detect it. In this case, first reception information (UW non-detection) indicating that is output when the second predetermined time has elapsed.
When the first uplink frame receiving unit 131 determines that the uplink frame is continuously transmitted, the first uplink frame receiving unit 131 performs FCS (Frame Check Sequence) on each frame, and each uplink frame is transmitted to the uplink channel ch. 1 If it is determined that data is correctly transmitted without any data error, the second reception information (normal) indicating that is output. On the other hand, when determining that a data error has occurred in the upstream frame, the first upstream frame receiving unit 131 outputs second reception information (error) indicating that fact.
The first upstream frame receiving unit 131 also extracts a message from the upstream frame in addition, but since it is not related to the gist of the present invention, the description thereof is omitted.
[0016]
FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of the slave station 2 (see FIG. 1). In FIG. 6, the slave station 2 includes a command / address detection unit 21 and an uplink frame creation / transmission unit 22, and uses an empty channel that is notified by the master station 1 that an uplink frame may be transmitted. Send an upstream frame. The operation of the command / address detector 21 will be described later with reference to FIG.
Here, the procedure when the upstream frame creation / transmission unit 22 creates the upstream frame will be outlined. The slave station 2 generates transmission data that is video data or audio data, for example. The transmission data is stored in a buffer memory (not shown) provided in the slave station 2. The upstream frame creation / transmission unit 22 divides the transmission data in the buffer memory every 120 bits, and adds an 8-bit header to the transmission data corresponding to the first 120 bits to form an upstream frame (FIG. 7 ( a), and an 8-bit FCS is added to the subsequent transmission data to form an upstream frame (see FIG. 7B).
[0017]
In the communication system as described above, the master station 1 controls access from each slave station 2 using a downlink frame. Here, FIG. 8 is a flowchart showing an operation procedure when the frame creation / transmission unit 12 creates a downlink frame.
In the initial state, the upstream frame is the upstream channel ch. 1 ~ Ch Five Also not sent out. In this situation, the first to fifth uplink frame receivers 131 to 135 do not detect the synchronization pattern UW and do not perform FCS, and therefore output only the third comparison output. The first to fifth upstream frame reception units 131 to 135 output a comparison output or the like to the downstream frame creation / transmission unit 12 at a predetermined timing. Each timing will become clear later and will not be described here. Hereinafter, the combination of the comparison output, the first reception information, and the second reception information is referred to as status information.
Under such circumstances, the downlink frame creation / transmission unit 12 creates the first downlink frame. The downstream frame creation / transmission unit 12 includes a mode flag mode, counters C1, C2 and T, a slot pointer m and an address pointer n (not shown). The mode flag mode and the counters C1, C2 and T are respectively displayed. Further, the address pointer n is set to “1” to “0” (FIG. 8; step S1).
Here, the mode flag mode is a flag for determining whether the downstream frame creation / transmission unit 12 proceeds to the contention mode (step S3 described later) or the polling mode (step S9 described later). It takes a value of “0” or “1”. The counter C1 is a counter for counting the number of uplink channels in which a communication collision has occurred, and the counter C2 is a counter for counting the number of empty channels. Here, the empty channel means an uplink channel in which no uplink frame is transmitted (data communication is not performed). Furthermore, the counter T is a counter for measuring a time interval for counting the number of communication collisions and the number of empty channels. The address pointer n indicates the order “n” in the address table 111 described above, and designates the slave station address to be set in the address slot AS. Therefore, in this communication system, the address pointer n counts up from “1” to “11” one by one. The slot pointer m will be described later in a necessary part.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 determines whether or not the mode flag mode indicates “0” (step S2), and when it indicates “0”, the downlink frame in the contention mode. The process proceeds to step S3. On the other hand, when the mode flag mode does not indicate “0” (in the case of “1”), the downlink frame creation / transmission unit 12 determines that it is better to create the downlink frame in the polling mode, which will be described later. Proceed to step S9. At this time, as is clear from the above, the downstream frame creation / transmission unit 12 proceeds to step S3.
[0018]
Here, a difference between the contention mode and the polling mode will be briefly described. The contention mode has a characteristic that a communication collision is more likely to occur than the polling mode because a plurality of slave stations 2 can transmit an upstream frame to one vacant channel. However, the contention mode has a characteristic that the response is generally higher than that in the polling mode because each slave station 2 freely transmits an upstream frame to an empty channel.
On the other hand, the polling mode has a characteristic that the response is lower than the contention mode because the master station 1 assigns one empty channel to one slave station 2 regardless of whether or not transmission data is held. . However, in principle, the polling mode has a property that communication collisions are less likely to occur than in the contention mode because a plurality of slave stations 2 do not transmit uplink frames on one uplink channel.
However, when the number of free channels is relatively large, it is considered that a communication collision hardly occurs even if a downlink frame is created in the contention mode, and the response becomes high. For this reason, in an initial state where all the uplink channels are empty channels, it is preferable that the mode flag mode is set to “0” so that a downlink frame is created in the contention mode. On the other hand, when there are relatively few empty channels, it is considered that the polling mode in which communication collision is less likely to occur has a higher response than the contention mode.
[0019]
Here, FIG. 9 is a flowchart showing in detail the processing procedure of step S3 (contention mode) shown in FIG. First, the downlink frame creation / transmission unit 12 sets the slot pointer m to “1” (FIG. 9; step S901). The slot pointer m is a pointer that designates a slave station address or an address slot AS in which the above-mentioned command is to be set. In this communication system, since five address slots AS are set, the slot pointer m counts up from “1” to “5” one by one.
At this time, status information is input to the downstream frame creation / transmission unit 12 from the m-th upstream frame reception unit 13m (this “m” also corresponds to the indicated value of the slot pointer m). Timing is controlled between the downstream frame creation / transmission unit 12 and the upstream frame reception unit 13. At this time, since the slot pointer m indicates “1”, the status information output from the first uplink frame receiving unit 131 is input.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 transmits the uplink channel designated by the slot pointer m (hereinafter referred to as “uplink channel ch”). m It is determined whether or not the level of the received signal from (denoted “)” has changed from less than a certain level to more than a certain level (step S902). If the status information includes the first comparison output, the downlink frame creation / transmission unit 12 determines that the level of the received signal has changed, and proceeds to step S908 described later, but the status information is the first comparison output. If the output is not included, it is determined that the level has not changed, and the process proceeds to step S903. At this time, as described above, the downlink frame creation / transmission unit 12 has received the third comparison output from the first uplink frame reception unit 131, and thus the process proceeds to step S903.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 m It is determined whether or not the level of the received signal from is less than a certain level (step S903). When the status information includes the second comparison output, the downlink frame creation / transmission unit 12 determines that the level of the received signal is equal to or higher than a certain level, and proceeds to step S912 described later. If the comparison output of 3 is included, it is determined that the level is below a certain level, and the process proceeds to step S904. At this time, since the downstream frame creation / transmission unit 12 has received the third comparison output, the process proceeds to step S904.
Next, the downstream frame creation / transmission unit 12 accesses the memory unit 11 and takes out the transmittable command 115, and then the address slot AS (hereinafter referred to as "address slot AS" designated by the slot pointer m). m The transmission enable command 115 is set (step S904). In this way, the master station 1 sends an uplink channel ch to each slave station 2. m That is a free channel. At this time, since the slot pointer m indicates “1”, the transmission enable command 115 is sent to the address slot AS. 1 Set to
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 determines whether any command has been set for all the address slots AS (step S905). If the downlink frame creation / transmission unit 12 determines that the command has been set to all the address slots AS, the process proceeds to step S907 described later. On the other hand, if the downlink frame creation / transmission unit 12 determines that no command is set for all address slots AS, the process proceeds to step S906. In this communication system, since five address slots are set, the determination in step S905 is made based on whether or not the slot pointer m indicates “5”. At this time, since the slot pointer m indicates “1”, the downlink frame creation / transmission unit 12 proceeds to step S906.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 updates the slot pointer m to “m + 1” (step S906), and returns to step S902 to determine a command to be set in the next address slot AS. At present, the slot pointer m is updated from “1” to “2”.
At this time, the timing is controlled so that status information is input to the downstream frame creation / transmission unit 12 from the m-th upstream frame reception unit 13m represented by the updated instruction value of the slot pointer m. ing. At present, the status information output from the second upstream frame receiving unit 132 is input.
In the initial state, all uplink channels are empty channels. Accordingly, the downlink frame creation / transmission unit 12 repeats the processing procedure shown in the order of steps S902 to S906 three times, and then executes the processing procedure shown in the order of steps S902 to S905. As a result, the address slot AS 2 ~ AS Five Also, the transmission enable command 115 is set. Then, if the downlink frame creation / transmission unit 12 executes step S905 when the slot pointer m indicates “5”, the process proceeds to step S907.
Next, the downstream frame creation / transmission unit 12 assembles the downstream frame (see FIG. 4) by setting the preamble and the synchronization pattern UW in the header slot and, in some cases, the message in the message slot, and then assembles this downstream frame. Is transmitted on the downlink channel (step S907), and step S3 shown in FIG. 8 is terminated. The operation of the slave station 2 that receives this downlink frame will be described later.
[0020]
Again, a description will be given with reference to FIG. Next, when the step S3 is finished, the downstream frame creation / transmission unit 12 determines whether or not the counter C1 is equal to or greater than a first predetermined value (step S4). Here, the first predetermined value is a value for determining whether or not to update the mode flag mode from “0” to “1”, while taking into account the characteristics of the contention mode and the polling mode described above. The value is set to a reasonable value according to the specifications of the communication system. Hereinafter, description will be made assuming that the first predetermined value is “3”.
In step S4, if the counter C1 indicates a number equal to or greater than the first predetermined value, the downlink frame creation / transmission unit 12 determines that it is better to create a downlink frame in the polling mode, and will be described later in step S5 Proceed to On the other hand, if the counter C1 indicates a number less than the first predetermined value, the downstream frame creation / transmission unit 12 determines that it is better to create the downstream frame in the contention mode, and proceeds to step S6. At this time, since the instruction value “0” of the counter C1 is not equal to or greater than the first predetermined value “3”, the downlink frame creation / transmission unit 12 proceeds to step S6.
Next, the downstream frame creation / transmission unit 12 updates the instruction value of the counter T to “T + 1” (step S6), and then determines whether or not the instruction value of the counter T has reached a third predetermined value ( Step S7). When the downstream frame creation / transmission unit 12 determines that the instruction value of the counter T has reached the third predetermined value, the process proceeds to step S8 described later, and determines that the instruction value has not reached the third predetermined value. Return to step S2. Here, the third predetermined value is a numerical value for defining the end of the time interval in which the downlink frame creation / transmission unit 12 measures the number of communication collisions and the number of empty channels. That is, in this communication system, the number of communication collisions or the number of empty channels per time for which the counter T counts from “0” to “third predetermined value” is measured. In the following description, it is assumed that the third predetermined value is “3”. At this time, the downstream frame creation / transmission unit 12 updates the counter T from “0” to “1” (step S6), and therefore, the indicated value of the counter T is not the third predetermined value “3”. (Step S7), the process returns to Step S2.
[0021]
Here, a part of the operation of the slave station 2 in the communication system will be described with reference to FIG. 10 which is a flowchart showing the operation procedure of the slave station 2. The command / address detection unit 21 provided in each slave station 2 includes a status flag S that takes a value of “0”, “1”, or “2”, and the status flag S is set when the communication system is activated. “0” is set (step S101). Here, in a certain slave station 2, when the status flag S indicates “0”, this means that the slave station 2 does not hold transmission data to the master station 1. Also, in a certain slave station 2, when the status flag S indicates “1”, the slave station 2 has transmission data to the master station 1, and the data must be transmitted from the head. It means not to be. Further, in a certain slave station 2, when the status flag S indicates “2”, this means that transmission data is being transmitted to the slave station 2 master station 1.
Next, the command / address detection unit 21 determines whether or not the status flag S indicates “1” (step S102), and if it indicates “1”, the process proceeds to step S106 described later. , If “1” is indicated, the process proceeds to step S103.
Next, each command / address detection unit 21 determines whether or not the status flag S indicates “2” (step S103). If it indicates “2”, the process proceeds to step S111 described later. If it indicates other than “2” (that is, indicates “0”), the process proceeds to step S104. At this time, since the status flags S of all the slave stations 2 indicate “0”, all the command / address detectors 21 execute steps S102 and S103, and proceeds to step S104.
Next, each command / address detection unit 21 determines whether each slave station 2 has data to be transmitted to the master station 1 (step S104). As described above, the slave station 2 generates transmission data and stores it in the buffer memory. The determination in step S104 is performed by detecting whether transmission data is stored in the buffer memory. Each command / address detection unit 21 returns to Step S102 when transmission data is not stored in the buffer memory. That is, the slave station 2 stands by with the status flag S set to “0” until transmission data is generated. If the transmission data is stored in the buffer memory, the command / address detection unit 21 proceeds to step S105, sets the status flag S to “1”, and returns to step S102. As described above, when the transmission data is generated, each slave station 2 waits for a downstream frame to be transmitted with the state flag S set to “1”.
The current down frame is received by the command / address detectors 21 of all the slave stations 2. At present, the status flag S of each slave station 2 indicates “0” or “1”. However, only the operation of the slave station 2 in which the status flag S indicates “1” will be described below.
If the status flag S indicates “1” when the downlink frame is transmitted from the downlink channel (step S102), the command / address detection unit 21 proceeds to step S106.
Next, the command / address detection unit 21 determines whether or not the slave station address of its own station is set in any address slot AS (step S106). However, as is apparent from the above, the slave station address is not set in the downstream frame created in the contention mode (see FIG. 8; step S3). Therefore, the command / address detection unit 21 proceeds to step S107. Step S106 will be described in detail later in a necessary part.
Next, the command / address detection unit 21 detects in which address slot AS the transmission enable command is set in the currently received downlink frame (step S107). The determination in step S107 is typically performed as follows. The command / address detection unit 21 holds a bit pattern of a transmittable command in advance in an internal register (not shown) or the like. The command / address detection unit 21 determines that this bit pattern is the address slot AS of the downstream frame. 1 Whether the address slot AS matches. 1 It is determined that a send enable command is set in. After that, the address slot AS 2 ~ AS Five The same processing is performed for. The command / address detection unit 21 receives the address slot AS m If a transmission enable command is set for the slot AS, m Up channel ch corresponding to m Recognizes that is a free channel. Then, the command / address detection unit 21 proceeds to Step S108 when a transmission enable command is set in any address slot AS. Address slot AS of this downstream frame 1 ~ AS Five Since a transmission enable command is set, the command / address detection unit 21 proceeds to step S108.
The command / address detection unit 21 determines that there is no free channel when no transmission enable command is set for all address slots AS, and returns to step S102 to receive a new downlink frame. stand by.
Next, the command / address detection unit 21 selects one address slot AS from among the address slots AS in which a transmission enable command is set. m Are randomly selected (step S108), and the slot AS is selected. m Up channel ch corresponding to m Is used to notify the upstream frame creation / transmission unit 22 to transmit the upstream frame (step S109). Thereafter, the command / address detector 21 determines the address slot AS selected in step S108. m Is latched in a register (not shown) as used channel information. This use channel information is used in step S111 described later.
By the way, the upstream frame creation / transmission unit 22 creates an upstream frame as shown in FIG. 7A when the status flag S is set to “1”. Up channel channel notified by m To send.
After completing step S109, the command / address detection unit 21 changes the status flag S from “1” to “2” (step S110), and the uplink frame creation / transmission unit 22 transmits the uplink frame to the master station 1. Show that you are in the middle of
In order to make the following description more specific, in response to the first downlink frame, the slave station 2a receives the uplink channel ch. 1 The slave station 2b 2 The slave station 2c and the slave station 2d Five The slave station 2f and the slave station 2j are connected to the upstream channel ch. Four It is assumed that an upstream frame is transmitted. Also, uplink channel ch Five It is assumed that no upstream frame is transmitted.
In this situation, the uplink channel ch 1 Since no communication collision occurs above, the synchronization pattern UW in the upstream frame transmitted by the slave station 2a is not destroyed. Therefore, the first upstream frame reception unit 131 can detect the head of the upstream frame and the synchronization pattern UW, and outputs the first comparison output and the first reception information (UW detection) as status information. Also, uplink channel ch 2 Is the upstream channel ch 1 Therefore, the second upstream frame reception unit 132 outputs status information similar to that of the first upstream frame reception unit 131. Also, uplink channel ch Three Since a communication collision occurs above, the synchronization pattern UW in the upstream frame transmitted by each of the slave stations 2c and 2d is destroyed. Therefore, the third uplink frame receiving unit 133 can detect the head of the uplink frame, but cannot detect the synchronization pattern UW, and outputs the first comparison output and the first reception information (UW non-detection) as status information. To do. Also, uplink channel ch Four Is the upstream channel ch Three Therefore, the fourth uplink frame reception unit 134 outputs status information similar to that of the third uplink frame reception unit 133. Further, the fifth uplink frame receiver 135 receives the uplink channel ch Five Are empty channels, only the third comparison output is output as status information.
[0022]
Currently, the downlink frame creation / transmission unit 12 has returned to step S2 shown in FIG. 8 and the mode flag mode indicates “0”, and thus proceeds to step S3 as in the previous time. The downlink frame creation / transmission unit 12 is controlled in advance to execute step S3 immediately after the second predetermined time has elapsed since the previous downlink frame was transmitted. Here, the second predetermined time is also a time considering the delay time until the upstream frame reaches the parent station 1 from the child station 2, but is different from the first predetermined time described above.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 sets the slot pointer m to “1” (FIG. 9; step S901), and based on the status information from the first uplink frame reception unit 131, the address slot AS 1 Determine the command to be set this time. Next, since the downstream frame creation / transmission unit 12 has received the first comparison output at this time, it executes step S902 and proceeds to step S908.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 m It is determined whether or not the synchronization pattern UW has been detected from the upper frame (step S908). The determination in step S908 is made based on the first reception information. Specifically, when receiving the first reception information (no UW detection), the downlink frame creation / transmission unit 12 determines that the mth uplink frame reception unit 13m has not detected the synchronization pattern UW, It progresses to step S910 described later. On the other hand, when receiving the first reception information (UW detection), the downlink frame creation / transmission unit 12 determines that the mth uplink frame reception unit 13m has detected the synchronization pattern UW, and proceeds to step S909. At this time, since the downlink frame creation / transmission unit 12 has received the first reception information (UW detection) from the first uplink frame reception unit 131, the process proceeds to step S909.
Next, the downstream frame creation / transmission unit 12 accesses the memory unit 11 to retrieve the reception command 112, and then transmits the command 112 to the address slot AS. m (Step S909). As a result, the master station 1 m It is possible to notify the slave station 2 that is using the that the uplink frame has been correctly received. At present, address slot AS 1 Is set to the reception command 112, and the slave station 2a is notified that the uplink frame has been correctly received.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 updates the instruction value of the slot pointer m, which is “1” at present, to “2” (steps S905 and S906), and returns to step S902. Then, based on the status information from the second upstream frame reception unit 132, the downstream frame creation / transmission unit 12 performs address slot AS 2 Determine the command to be set this time. Since the status information has the same content as that from the first upstream frame receiving unit 131 described above, the downstream frame creating / sending unit 12 is shown in the order of steps S902 → S908 → S909 → S905 → S906. The process (described above) is executed. As a result, the address slot AS 2 Also, the reception command 112 is set (step S909), and the indicated value of the slot pointer m is updated from “2” to “3” (step S906). Thereafter, the downlink frame creation / transmission unit 12 returns to step S902, and based on the status information from the third uplink frame reception unit 133, the address slot AS Three Determine the command to be set this time.
Since the downstream frame creation / transmission unit 12 has received the first comparison output at the present time, after executing step S902, the downstream frame creation / transmission unit 12 has received the first reception information (no UW detection), and therefore executes step S908. Then, the process proceeds to step S910.
Next, the downstream frame creation / transmission unit 12 accesses the memory unit 11 to retrieve the collision detection command 113, and the address slot AS. m (Step S910). As a result, the master station 1 m Can be notified that the uplink frame is not correctly received, and the slave station 2 is urged to perform retransmission control (described later). At present, address slot AS Three Thus, the collision detection command 113 is set for the slave stations 2c and 2d.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 m Since it is determined that a communication collision has occurred, the counter C1 is updated to “C1 + 1” (step S911). At present, the indication value of the counter C1 is updated from “0” to “1”.
Next, the downstream frame creation / transmission unit 12 updates the instruction value of the slot pointer m, which is “3” at present, to “4” (steps S905 and S906), and returns to step S902. Then, the downlink frame creation / transmission unit 12 determines the address slot AS based on the status information from the fourth uplink frame reception unit 134. Four Determine the command to be set this time. Since this status information has the same content as that from the third upstream frame reception unit 133 described above, the downstream frame creation / transmission unit 12 performs the steps S902 → S908 → S910 → S911 → S905 → S906. The indicated process (described above) is executed. As a result, this time, the address slot AS Four Is set with the collision detection command 113 (step S910), the indication value of the counter C1 is updated from “1” to “2” (step S911), and the indication value of the slot pointer m is changed from “4” to “5”. (Steps S905 and S906). Thereafter, the downlink frame creation / transmission unit 12 returns to step S902, and based on the status information from the fifth uplink frame reception unit 135, the address slot AS Five Determine the command to be set this time.
Since this status information has the same content as that from the first uplink frame receiving unit 131 or the like that was referenced when the downlink frame creation / transmission unit 12 created the previous downlink frame, The sending unit 12 executes processing (described above) shown in the order of steps S902 → S903 → S904 → S905. As a result, this time, the address slot AS Five Is set to the transmission enable command 115 (step S904). Since the slot pointer m currently indicates “5” (step S905), the downstream frame creation / transmission unit 12 assembles the downstream frame by setting the synchronization pattern UW or the like in the header slot, and The data is transmitted on the downlink channel (step S907). Thus, the downstream frame creation / transmission unit 12 ends the process of step S3 shown in FIG. 8, and proceeds to step S4. The operation of each slave station 2 that receives the second downlink frame will be described later.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 currently has an instruction value of the counter C1 of “2”, and this instruction value “2” is less than the first predetermined value “3” (step S4). After the instruction value of the counter T is updated from “1” to “2” (step S6), the instruction value “2” is not the third predetermined value “3” (step S7). Return to.
[0023]
Here, the operation of the slave station 2 shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG. 10 again. At present, there is a slave station 2 waiting in the communication system with the state flag S set to “0”, “1”, or “2”. The current down frame is also received by the command / address detectors 21 of all the slave stations 2. However, since the operation of the slave station 2 in which the status flag S indicates “0” or “1” has already been described, the operation in the case where the status flag S indicates “2” will be described below. .
If the status flag S indicates “2”, the command / address detection unit 21 executes steps S102 and S103 and proceeds to step S111.
Next, the command / address detection unit 21 uses the upstream channel ch currently being used by the upstream frame creation / transmission unit 22. m Address slot AS corresponding to m It is determined whether or not the reception command 112 or its own slave station address is set in (step S111). Note that since the current downstream frame is created in the contention mode, the slave station address is never set in the address slot AS. Therefore, only the reception command 112 will be described here. The determination in step S111 is performed as follows. First, the command / address detector 21 determines the address slot AS specified by the currently used channel information latched (described above). m Then, it is determined whether or not the bit pattern of the command matches the bit pattern of the reception command 112 held in advance in the inside. If the two do not match, the command / address detection unit 21 determines that the reception command 112 is not set, clears the used channel information from the register, and then proceeds to step S115 described later. If the two match, the command / address detector 21 determines that the received command 112 is set, and proceeds to step S112 without clearing the used channel information.
Next, the command / address detection unit 21 notifies the upstream frame creation / transmission unit 22 to continue data transmission (step S112). After sending the upstream frame as shown in FIG. 7 (a), the upstream frame creation / transmission unit 22 creates the upstream frame as shown in FIG. 7 (b) and sends it using the same upstream channel. ing. When the upstream frame creation / transmission unit 22 receives the above notification from the command / address detection unit 21, the upstream frame creation / transmission unit 22 continues the transmission of the upstream frame without interruption. Next, the command / address detection unit 21 determines whether or not the uplink frame creation / transmission unit 22 has completed data transmission (step S113). The determination in step S113 can be easily performed by checking whether the buffer memory is empty. When determining that the data transmission is completed, the command / address detection unit 21 sets the status flag S to “0” (step S114) and waits for new transmission data to be generated. On the other hand, if the command / address detection unit 21 determines that the data transmission is not completed, the command / address detection unit 21 returns to step S102 while setting the status flag S to “2”.
On the other hand, if the command / address detection unit 21 determines in step S111 that the reception command 112 is not set, the command / address detection unit 21 determines that the upstream frame transmitted by the upstream frame creation / transmission unit 22 is not correctly received by the master station 1. To do. That is, the command / address detection unit 21 determines that the upstream frame creation / transmission unit 22 is performing useless data communication, and notifies the upstream frame creation / transmission unit 22 to suspend data transmission (step S21). S115). At this time, the uplink frame creation / transmission unit 22 performs the uplink channel ch as described above. m However, in response to the interruption notification, transmission of the upstream frame is interrupted and useless data communication is interrupted. Thus, in this communication system, the slave station 2 does not use the uplink channel for a long time for useless data communication. As a result, the utilization rate of the uplink channel can be improved.
Thereafter, the command / address detector 21 sets the status flag S to “1” (step S105), and returns to step S102. Thus, when the status flag S is set to “1”, the command / address detection unit 21 executes the above-described step S109 in response to the next downstream frame. That is, the slave station 2 executes retransmission control when the upstream frame transmitted by itself is not correctly received by the master station 1.
At this time, the slave stations 2a, 2b, 2c, 2d, 2f, and 2j execute step S111. Also, in this downstream frame, the address slot AS 1 And AS 2 Receive command 112 and address slot AS Three And AS Four Includes a collision detection command 113 and an address slot AS. Five Is set with a transmission enable command 115. Therefore, only the upstream frame creation / transmission unit 22 of the slave station 2a and the slave station 2b receives the continuation notification from each command / address detection unit 21 (step S112). Here, assuming that the buffer memories of the slave stations 2a and 2b are not yet emptied, the uplink frame creation / transmission unit 22 of the slave stations 2a and 2b transmits the uplink frame to the uplink channel ch. 1 And ch 2 Keep sending out. Note that the uplink frame transmitted from the slave station 2a is the uplink channel ch. 1 In the above, it is assumed that no data error occurs. However, the upstream frame transmitted from the slave station 2b is transmitted from the upstream channel ch. 2 Suppose that a data error occurs above. Further, the upstream frame creation / transmission units 22 of the slave stations 2c, 2d, 2f, and 2j receive the suspension notification from the respective command / address detection units 21 (step S115), so the transmission of the upstream frame is suspended. Therefore, uplink channel ch Three And ch Four Becomes an empty channel. Further, the slave stations 2e and 2g execute steps S102 and S106 to S110 in response to the current downlink frame, and send the uplink frame to the uplink channel ch. Five Suppose that Therefore, uplink channel ch Five A communication collision occurs above.
In such a situation, the first uplink frame receiver 131 receives the second comparison output and the second reception information (normal), and the second uplink frame receiver 132 receives the second comparison output and the second reception. For the information (error), the third upstream frame receiver 133 and the fourth upstream frame receiver 134 only output the third comparison output, and the fifth upstream frame receiver 135 receives the first comparison. The output and second reception information (no UW detection) are output as status information.
[0024]
Currently, the downlink frame creation / transmission unit 12 has returned to step S2 shown in FIG. 8 and the mode flag mode indicates “0”, and thus proceeds to step S3 as in the previous time.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 sets the slot pointer m to “1” (FIG. 9; step S901), and based on the status information from the first uplink frame reception unit 131, the address slot AS 1 Determine the command to be set this time. Since the downstream frame creation / transmission unit 12 currently receives the second comparison output, the downstream frame creation / transmission unit 12 executes steps S902 and S903, and proceeds to step S912.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 m It is determined whether a data error has occurred in the upper frame (step S912). When receiving the second reception information (error), the downlink frame creation / transmission unit 12 determines that the data error has occurred, and proceeds to step S913 described later, but the second reception information (normal) Is received, it is determined that the data error has not occurred, and the process proceeds to step S909. At this time, since the downstream frame creation / transmission unit 12 has received the second reception information (normal), the process proceeds to step S909 described above, and the address slot AS 1 The reception command 112 is set in Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 updates the instruction value of the slot pointer m, which is “1” at present, to “2” (steps S905 and S906), and returns to step S902. Then, based on the status information from the second upstream frame reception unit 132, the downstream frame creation / transmission unit 12 performs address slot AS 2 Determine the command to be set this time.
Next, since the downstream frame creation / transmission unit 12 has received the second comparison output at this time, it executes steps S902 and S903, and proceeds to step S912. Since the downstream frame creation / transmission unit 12 has received the second reception information (error), after executing step S912 described above, the memory unit 11 is accessed to retrieve the data error command 114 and the address slot AS. m (Step S913). This also causes the master station 1 to m Can be notified that the uplink frame has not been received correctly, and the slave station 2 is urged to perform retransmission control. At present, address slot AS 2 Thus, the data error command 113 is set, and the slave station 2b is urged to perform retransmission control.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 updates the instruction value of the slot pointer m, which is “2” at present, to “3” (steps S905 and S906), and returns to step S902. Based on the status information from the third upstream frame reception unit 133, the downstream frame creation / transmission unit 12 then sends the address slot AS. Three Determine the command to be set this time.
Thereafter, the downlink frame creation / transmission unit 12 sequentially receives the status information from the third to fifth uplink frame reception units 133 to 135, and based on each, the address slot AS Three ~ AS Five The commands to be set to are sequentially determined. However, the operation performed by the downlink frame creation / transmission unit 12 in each case has already been described. Therefore, description of the operation in each case is omitted. Address slot AS Three And AS Four Is set to the transmission enable command 115 (step S904). Also, the address slot AS Five Is set with the collision detection command 113 (step S910), and the indicated value of the counter C1 is updated from “2” to “3” (step S911). The downstream frame creation / transmission unit 12 receives the address slot AS 1 ~ AS Five When the command to be set is determined, the downstream frame is assembled and transmitted (step S907), the process of step S3 (see FIG. 8) is terminated, and the process proceeds to step S4. The operation of each slave station 2 that receives the third downlink frame will be described later.
Next, the downstream frame creation / transmission unit 12 executes Step S4 described above. At this time, the instruction value of the counter C1 is “3”, and this instruction value “3” is the same as the first predetermined value “3” (step S4). In S5, the mode flag mode is updated to “1”, and the counters C1 and T are updated to “0” (step S5). Here, the downlink frame creation / transmission unit 12 causes the number of communication collisions on the uplink channel to exceed the first predetermined value while the counter T counts the third predetermined value from “0” in step S4. It is determined that it is not suitable for creating a downstream frame in the contention mode (FIG. 8; step S3). When the mode flag mode is changed to “1”, a downlink frame is created next time in the polling mode (FIG. 8; step S9). Further, the counter C1 is prepared so that the number of communication collisions can be newly counted when the downstream frame is created in the next contention mode by updating the instruction value to “0”. Further, the counter T defines the start of the time interval for measuring the number of empty channels by updating the instruction value to “0”.
Next, the downstream frame creation / transmission unit 12 updates the instruction value of the counter T, which is currently “0”, to “1” (step S6), and then the instruction value “1” becomes the third predetermined value “ 3 "(step S7), the process returns to step S2.
[0025]
Here, the operation of the slave station 2 shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG. 10 again. As is clear from the foregoing, there is currently a slave station 2 waiting in a state where the status flag S is set to “0”, “1” or “2” in the communication system. Since the operations of these slave stations 2 are as described above, their descriptions are omitted. Hereinafter, the operation of the slave station 2 urged to execute retransmission control by the collision detection command 113 and the data error command 114 will be described.
As described above, the command / address detection unit 21 of the slave station 2 that retransmits the upstream frame waits with the status flag S set to “1”, and when the downstream frame is transmitted, the processing procedure ( By executing steps S102 to S106 to S110), the slave station 2 performs retransmission control.
Here, if the buffer memory provided in the slave station 2a is empty at the time when the third downlink frame is received, the command / address detection unit 21 of the slave station 2a sets the status flag S. It is set to “0” (step S113) and waits for new transmission data to be generated. Therefore, uplink channel ch 1 Becomes an empty channel. Further, the upstream frame creation / transmission unit 22 of the slave station 2b performs the address slot AS of the current downstream frame. 2 Is set with the data error command 114, and since the interruption notification is received from the command / address detection unit 21 (step S115), the transmission of the upstream frame is interrupted. Therefore, uplink channel ch 2 Becomes an empty channel. The slave stations 2c, 2d, 2f, and 2j execute retransmission control. As described above, the transmission enable command 115 is set in the third downlink frame because the address slot AS Three And AS Four It is. At this time, only the slave station 2j Three An upstream frame is transmitted upward, and the slave stations 2c, 2d and 2f Four Assume that an upstream frame is sent upward.
Also, the upstream frame creation / transmission unit 22 of the slave stations 2e and 2g performs the address slot AS of the current downstream frame. Five Is set with a collision detection command 113, and since an interruption notification is received from each command / address detection unit 21 (step S115), transmission of the upstream frame is interrupted. Therefore, uplink channel ch Five Becomes an empty channel.
In such a situation, the first uplink frame reception unit 131, the second uplink frame reception unit 132, and the fifth uplink frame reception unit 135 output only the third comparison output as the status information. The third uplink frame reception unit 132 outputs the first comparison output and the first reception information (UW detection) as status information. The fourth uplink frame reception unit 134 outputs the first comparison output and the first reception information (UW non-detection) as status information.
[0026]
Here, referring again to FIG. 8, the operation of the downlink frame creation / transmission unit 12 will be described. At this time, the downlink frame creation / transmission unit 12 has returned to step S2 and the mode flag mode does not indicate “0”, and thus proceeds to step S9. When the mode flag mode indicates “1”, the downlink frame creation / transmission unit 12 recognizes that a communication collision has occurred on a relatively large number of uplink channels, and creates the downlink frame in the polling mode. Judge that it is better.
Here, FIG. 11 is a flowchart showing in detail the processing procedure of step S9 (polling mode) shown in FIG. First, the downlink frame creation / transmission unit 12 sets the slot pointer m to “1” (FIG. 11; step S1101), and based on the status information from the first uplink frame reception unit 131, the address slot AS 1 The slave station address or command to be set at this time is determined.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 executes Step S1102 similar to Step S902 (see FIG. 9). If the status information includes the first comparison output, the downlink frame creation / transmission unit 12 proceeds to S1110 described later, and proceeds to step S1103 if the status information does not include the first comparison output. At this time, since the downstream frame creation / reception unit 12 has received the third comparison output, the process proceeds to step S1103.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 executes step S1103 similar to step S903 (see FIG. 9), and if the status information includes the second comparison output, the process proceeds to step S1112 described later, and the status information If it includes the third comparison output, the process proceeds to step S1104. At this time, the downstream frame creation / transmission unit 12 proceeds to step S1104 as is apparent from the above.
As described above, when the m-th uplink frame reception unit 13m outputs the third comparison output, the uplink channel ch m Is a free channel. Therefore, the downlink frame creation / transmission unit 12 updates the counter C2 for counting the number of empty channels to “C2 + 1” (step S1104). At present, the indication value of the counter C2 is updated from “0” to “1”.
Next, the downstream frame creation / transmission unit 12 accesses the memory unit 11 and obtains the slave station address assigned the order indicated by the instruction value of the address pointer n from the address table 111 (see FIG. 3). After taking out, the slave station address is assigned to the address slot AS. m (Step S1105). As a result, the master station 1 transmits an upstream channel ch that is a free channel to a single slave station 2. m Can be assigned. At this time, since the indicated value of the address pointer n is “1”, the address slot AS 1 Is set with the slave station address “a”.
Next, the downstream frame creation / transmission unit 12 sets the last-ordered slave station address (hereinafter simply referred to as “last slave station address”) to the address slot AS. m It is determined whether or not it has been set (step S1106). If the downlink frame creation / transmission unit 12 determines that the last slave station address has been set, the process proceeds to step S1114 described later, and if it determines that the last slave station address has not been set, the process proceeds to step S1107. Since 11 slave stations 2 are accommodated in this communication system, the determination in step S1106 is made based on whether or not the address pointer n indicates “11”.
Next, since the address pointer n indicates “1” at the present time, the downstream frame creation / transmission unit 12 sets the instruction value of the address pointer n to “0” so that the slave station addresses can be extracted from the address table 111 in order. n + 1 "(step S1107). At present, the indication value of the address pointer n is updated from “1” to “2”.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 updates the instruction value of the slot pointer m, which is “1” at present, to “2” (steps S1108 and S1109), and returns to step S1102. Then, based on the status information from the second upstream frame reception unit 132, the downstream frame creation / transmission unit 12 performs address slot AS 2 The command or slave station address to be set this time is determined. Since this status information has the same content as that from the first upstream frame reception unit 131 described above, the downstream frame creation / transmission unit 12 executes the processing (described above) shown in the order of steps S1102 to S1109. To do. As a result, the count value of the counter C2 is updated from “1” to “2” (step S1104), and the current address slot AS is updated. 2 Is set with the slave station address “b” (step S1105), the indication value of the address pointer n is updated from “2” to “3” (step S1107), and the indication value of the slot pointer m is further changed from “2”. It is updated to “3” (step S1109). Thereafter, the downlink frame creation / transmission unit 12 returns to step S1102, and based on the status information from the third uplink frame reception unit 133, the address slot AS Three Determine the command to be set this time.
Since the downstream frame creation / transmission unit 12 has received the first comparison output at the present time, after executing step S1102, the downstream frame creation / transmission unit 12 executes step S1110 similar to step S908 (see FIG. 9). Since the downstream frame creation / reception unit 12 is currently receiving the first reception information (UW detection), the process proceeds to step S1111 (step S1110), and in the same manner as in step S909 (see FIG. 9), the address slot AS m The reception command 112 is set in (Step S1111). In this step 1111, the address slot AS m May be set with the previously set slave station address. At present, address slot AS Three The reception command 112 is set in
Next, the downstream frame creation / transmission unit 12 updates the instruction value of the slot pointer m, which is “3” at present, to “4” (steps S1108 and S1109), and returns to step S1102. Then, the downlink frame creation / transmission unit 12 determines the address slot AS based on the status information from the fourth uplink frame reception unit 134. Four The command or slave station address to be set this time is determined.
Since the downstream frame creation / transmission unit 12 has received the first comparison output at the present time, after executing step S1102, the downstream frame creation / transmission unit 12 has received the first reception information (no UW detection), and thus proceeds to step S1105. (Step S1110).
Next, the downstream frame creation / transmission unit 12 assigns the slave station address “c” designated by the address pointer n indicating “3” at the present time to the address slot AS. Four (Step S1105).
Thereafter, the instruction value of the address pointer n is updated from “3” to “4” (step S1107), and the instruction value of the slot pointer m that currently indicates “4” is updated to “5” (step S1108). , S1109). Then, the downlink frame creation / transmission unit 12 returns to step S1102, and based on the status information from the fifth uplink frame reception unit 135, the address slot AS Five The command or slave station address to be set this time is determined. This status information has the same contents as those from the first upstream frame receiving unit 131 described above.
Therefore, the downlink frame creation / transmission unit 12 performs the processing (described above) shown in the order of steps S1102 to S1108. As a result, the count value of the counter C2 is updated from “2” to “3” (step S1104), and the address slot AS Five Is set with the slave station address “d” (step S1105), and the indicated value of the address pointer n is updated from “4” to “5” (step S1107). Thereafter, since the indicated value of the slot pointer m is “5” (step S1108), the downlink frame creation / transmission unit 12 proceeds to step S1113.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 executes step S1113 similar to step S907 (see FIG. 9), assembles the downlink frame (see FIG. 4), and sends it to the downlink channel. Step S9 shown in FIG. 8 is terminated. The operation of the slave station 2 that receives the fourth downlink frame will be described later.
[0027]
Again, a description will be given with reference to FIG. Next, when the step S9 is finished, the downlink frame creation / transmission unit 12 determines whether or not the counter C2 is equal to or greater than a second predetermined value (step S10). Here, the second predetermined value is a value for determining whether or not the mode flag mode is updated from “1” to “0”. Similarly to the first predetermined value (described above), the communication system It is set to a reasonable value according to the specifications. In the following description, it is assumed that the second predetermined value is “4”.
In step S10, when the counter C2 indicates a number equal to or greater than the second predetermined value, the downlink frame creation / transmission unit 12 determines that it is better to create a downlink frame in the contention mode, and a step described later Proceed to S11. On the other hand, if the counter C2 indicates a number less than the second predetermined value, the downlink frame creation / transmission unit 12 determines that it is better to create a downlink frame in the polling mode, and proceeds to step S6. At this time, the instruction value of the counter C2 is “3”, and this instruction value is not equal to or greater than the second predetermined value “4”, so the downlink frame creation / transmission unit 12 proceeds to step S6.
Next, the instruction value of the counter T is updated from “1” to “2” (step S6), and since this instruction value “2” is not the third predetermined value “3” (step S7), step Return to S2.
[0028]
Here, the response operation of the slave station 2 to the downlink frame created in the polling mode will be described with reference to FIG. Note that the response of the slave station 2 in which the status flag S indicates “0” and “2” is the same in both the contention mode and the polling mode. Only the response of the slave station 2 in which S indicates “1” will be described.
As described above, in a certain slave station 2, when the status flag S included in the command / address detection unit 21 indicates “1”, the slave station 2 holds transmission data to the master station 1. This means that the data must be transmitted from the beginning.
When the downstream frame is transmitted, the command / address detection unit 21 of the slave station 2 in which the status flag S indicates “1” executes step S102. It is determined whether or not the address slot AS is set (step S106). The determination in step S106 is typically performed as follows. The command / address detection unit 21 holds the bit pattern of the slave station address of the local station in advance in a register (not shown) included therein. The command / address detection unit 21 determines that this bit pattern is the address slot AS of the downstream frame. 1 ~ AS Five It is determined whether or not it is set. The command / address detection unit 21 receives one of the address slots AS m If the local station address of the local station is set in m Up channel ch corresponding to m Is assigned by the master station 1, and the process proceeds to step S109. Note that the command / address detection unit 21 determines that the current uplink channel is not used in the case where the slave station address of its own station is not set in all address slots AS. m Is not assigned, and the process proceeds to step S107. However, in the polling mode, the transmission enable command 115 is not set in the address slot AS. Therefore, the command / address detection unit 12 returns to step S102 and waits for a new downlink frame to be sent.
When the command / address detection unit 21 proceeds to step S109, the address / slot AS that detects the slave station address of the local station is detected. m Up channel ch corresponding to m Is used to notify the upstream frame creation / transmission unit 22 to transmit the upstream frame (step S109). Thereafter, the command / address detection unit 21 determines that the address slot AS allocated in step S106 m Is latched in a register (not shown) as used channel information. This used channel information is used in step S111 as described above. The subsequent operation of the slave station 2 is the same in both the contention mode and the polling mode, and the description thereof is omitted.
Here, the command / address detectors 21 of the slave stations 2a and 2b set the status flag S to “0” when the current downstream frame is received, and the transmission data is stored in the buffer memory. If not, steps S102 to S104 are executed, and the process returns to step S102. Therefore, the upstream frame creation / transmission unit 22 of the slave stations 2a and 2b 1 And ch 2 Since no upstream frame is sent to the upstream channel ch 1 And ch 2 Becomes an empty channel. Here, the slave station 2b suspends the transmission of the uplink frame in response to the previous (third) downlink frame, but for convenience of explanation of the communication system, as described above, the slave station 2b It is assumed that the situation is as described above. Further, the command / address detection unit 21 of the slave station 2j sets the status flag to “2” at the time of receiving the current downstream frame. The upstream frame creation / transmission unit 22 of the slave station 2j performs the address slot AS of the current downstream frame. Three Is set with a reception command 112, and a continuation notification is received from the command / address detection unit 21 (step S112). Three Keep sending out. In this uplink frame, the uplink channel ch Three It is assumed that no data error occurs above. Further, the command / address detection unit 21 of the slave station 2c and the slave station 2d has set the status flag S to “1” at the time when the current downstream frame is received, and therefore executes steps S106, S109, and S110. The address slot AS of the frame Four And AS Five From this, the slave station addresses “c” and “d” are detected. Therefore, the upstream frame creation / transmission unit 22 of the slave stations 2c and 2d, as is apparent from the above, the upstream channel ch Four And ch Five Send an upstream frame. However, upstream channel ch Five In the upper part, it is assumed that the other slave station 2g erroneously sends an upstream frame.
In such a situation, the first upstream frame receiving unit 131 and the second upstream frame receiving unit 132 output only the third comparison output as status information. The third uplink frame reception unit 132 outputs the first comparison output and the second reception information (normal) as status information. The fourth uplink frame reception unit 134 outputs the first comparison output and the first reception information (UW detection). The fifth uplink frame reception unit 135 outputs the first comparison output and the first reception information (UW non-detection) as status information.
[0029]
Currently, the downlink frame creation / transmission unit 12 has returned to step S2 shown in FIG. 8, and since the mode flag mode indicates “1” at the present time, the process proceeds to step S9 as in the previous time.
Next, the downlink frame creation / transmission unit 12 sets the slot pointer m to “1” (FIG. 11; step S1101). Here, as is clear from the above, the status information from the first upstream frame receiving unit 131 and the status information from the second upstream frame receiving unit 132 are the same as the previous downstream frame. The content is the same as that from the first upstream frame receiving unit 131 or the like that is referred to when creating. Therefore, the downlink frame creation / transmission unit 12 repeatedly executes the process (described above) shown in the order of steps S1102 to S1109 twice. As a result, the counter C2 indicates “5” (step S1104), and the address slot AS 1 And AS 2 The slave station addresses “e” and “f” are set in (Step S1105), the address pointer n indicates “7” (Step S1107), and the slot pointer m indicates “3” (Step S1107). Step S1109). Thereafter, the downlink frame creation / transmission unit 12 returns to step S1102, and based on the status information from the third uplink frame reception unit 133, the address slot AS Three The command or slave station address to be set this time is determined.
Since the downstream frame creation / transmission unit 12 has received the second comparison output at this time, after executing steps S1102 and S1103, the downstream frame creation / transmission unit 12 executes step S1112 similar to step S912 (see FIG. 9). The downlink frame creation / reception unit 12 proceeds to step S1105 described above when the second reception information (error) is received, and proceeds to step S1111 when the second reception information (normal) is received.
Since the downstream frame creation / transmission unit 12 has received the second reception information (normal) at the present time, the address slot AS m The reception command 112 is set in (Step S1111). At present, address slot AS Three The reception command 112 is set in
Next, the downstream frame creation / transmission unit 12 updates the instruction value of the slot pointer m, which is “3” at present, to “4” (steps S1108 and S1109), and returns to step S1102. Then, the downlink frame creation / transmission unit 12 determines the address slot AS based on the status information from the fourth uplink frame reception unit 134. Four The command or slave station address to be set this time is determined.
Since this status information has the same content as that from the third upstream frame reception unit 133 that the downstream frame creation / transmission unit 12 refers to when creating the previous downstream frame, the downstream frame creation / transmission is performed. The unit 12 executes processing (described above) shown in the order of steps S1102 → S1110 → S1111 → S1108 → S1109. As a result, the address slot AS Four Is set with the reception command 112 (or the slave station address “c”) (step S1111), and the slot pointer m indicates “5” (step S1109). Thereafter, the downlink frame creation / transmission unit 12 returns to step S1102, and based on the status information from the fifth uplink frame reception unit 135, the address slot AS Five The command or slave station address to be set this time is determined.
Since the downstream frame creation / transmission unit 12 has received the first comparison output at the present time, after executing step S1102, the downstream frame creation / transmission unit 12 has received first reception information (no UW detection), and thus proceeds to step S1110. , Address slot AS Five The slave station address “g” is set in (Step S1111).
Next, the downstream frame creation / transmission unit 12 updates the instruction value of the address pointer n, which is “7” at present, to “8” (step S1107), and therefore the slot pointer m indicates “5”. (Step S1108), the downstream frame is assembled and transmitted (Step S1113). Thus, the downstream frame creation / transmission unit 12 ends step S9 shown in FIG. 8 and proceeds to step S10.
Next, since the instruction value “5” of the counter C2 is equal to or greater than the second predetermined value “4” at the present time (step S10), the downstream frame creation / transmission unit 12 proceeds to step S11. The downlink frame creation / transmission unit 12 updates the mode flag mode to “0”, and further updates the counters C2 and T to “0” (step S10). In step S10, the downstream frame creation / transmission unit 12 recognizes that the number of empty channels has occurred more than the second predetermined value while the counter T counts the third predetermined value from “0”. Then, it is determined that the current state of the uplink channel is not suitable for creating a downlink frame in the polling mode (FIG. 8; step S9). By updating the mode flag mode to “0”, a downstream frame is created next time in the contention mode (FIG. 8; step S3). Also, the counter C2 is prepared so that the number of empty channels can be newly counted when the downstream frame is created in the next polling mode by updating the instruction value to “0”. Further, the counter T defines the beginning of a time interval for measuring the number of times that a communication collision has occurred by updating the instruction value to “0”. Next, the downstream frame creation / transmission unit 12 updates the instruction value of the counter T, which is currently “0”, to “1” (step S6), and then the instruction value “1” becomes the third predetermined value “ 3 "(step S7), the process returns to step S2.
[0030]
As described above, according to the communication system according to the first embodiment, the downlink frame creation / transmission unit 12 creates the downlink frame in the contention mode when the uplink channel is not congested, and When the upstream channel is congested, a downstream frame is created in the polling mode. As a result, the slave station accommodated in the communication system can always obtain high throughput and response regardless of whether the uplink channel is congested or not.
[0031]
By the way, when the indicated value of the counter T becomes the third predetermined value at step S7 (see FIG. 8), step S8 is executed. In step S8, the downstream frame creation / transmission unit 12 updates the counters C1, C2, and T to “0”, respectively. In this step S8, while the counter T counts the third predetermined value from “0”, the communication collision has not occurred more than the first predetermined number on the upstream channel, or the empty channel has the second predetermined value. This is a step necessary for measuring the number of communication collisions or the number of empty channels again because a number greater than the predetermined number has not occurred.
When the polling mode (FIG. 9; step S9) is repeatedly executed, the instruction value of the address pointer n eventually becomes “11”. At this time, the downstream frame creation / transmission unit 12 updates the instruction value of the address pointer n to “1” (FIG. 11; step S1114).
[0032]
Next, a communication system to which the access control method according to the second embodiment of the present invention is applied will be described. The second embodiment is different from the first embodiment only in that only the polling mode (see FIG. 11) is executed (however, in this embodiment, the downlink frame creation / transmission unit 12 performs polling). Since it is not necessary to determine whether to create a downlink frame in the mode or to create a downlink frame in the contention mode, step S1104 is not executed. Since the configuration of the other communication system is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are used for corresponding portions.
Here, FIG. 12 is a diagram showing the state transition of the slave station address set in the address slot AS of the downlink frame and the communication state of the uplink channel when the access control method according to the second embodiment is applied. It is.
The downlink frame creation / transmission unit 12 sets the instruction value of the slot pointer m to “1” (step S1101). In the present embodiment, the instruction value of the address pointer n is simultaneously updated to “1” in step S1101. Since the subsequent processing is obvious from the first embodiment, the description thereof is omitted.
When the communication system is in the initial state, since no upstream frame is transmitted to any upstream channel, the downstream frame creation / transmission unit 12 performs steps S1102 → S1103 → S1105 after step S1101 is executed. After the processing procedure shown in the order of S1109 is repeated four times, steps S1102 → S1103 → S1105 → S1108 → S1113 are executed, and the same operation as described above is executed in each step. Therefore, the indication values of the slot pointer m and the address pointer n transition from “1” → “2” → “3” → “4” → “5”. If the instruction value m is “5” in step S1108, the downlink frame creation / transmission unit 12 finishes creating the first downlink frame and sends the downlink frame to the downlink channel (step S1113). ). Therefore, when the indicated values of the slot pointer m and the address pointer n are “1”, the downstream frame creation / transmission unit 12 takes out the slave station address “a” with the order “1” from the address table 111 (see FIG. 3), the slave station address “a” is assigned to the address slot AS. 1 Set to. Similarly, the downstream frame creation / transmission unit 12 assigns the slave station address “b” to the address slot AS. 2 The slave station address “c” is changed to the address slot AS. Three The slave station address “d” is assigned to the address slot AS. Four In addition, the slave station address “e” is assigned to the address slot AS. Five (FIG. 12, AS of the first downlink frame) 1 ~ AS Five reference). As a result, the downstream frame creation / transmission unit 12 sends the upstream channel ch to the slave stations 2a to 2e. 1 ~ Ch Five Will be assigned. Note that when the master station 1 transmits the first downlink frame, the instruction value n of the address pointer is “6”.
[0033]
Next, the operation of each slave station 2 with respect to the first downlink frame is the same as that described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In response to the first downlink frame, the slave stations 2a to 2e receive the uplink channel ch. 1 ~ Ch Five Each uplink frame is sent out (FIG. 12, uplink channel ch 1 ~ Ch Five reference).
[0034]
The downlink frame creation / transmission unit 12 creates the second downlink frame after the second predetermined time has elapsed since the transmission of the first downlink frame. At this time, the upstream frame from the slave stations 2a to 2e is the upstream channel ch. 1 ~ Ch Five Has been sent to. Also, uplink channel ch 1 ~ Ch Three It is assumed that the upstream frame from no communication collision occurs. However, upstream channel ch Four And ch Five Uplink frames from the uplink channel ch Four Or ch Five It is assumed that a communication collision occurs when a slave station to which no is assigned has transmitted an uplink frame by mistake.
As is clear from the description of the first embodiment, the downstream frame creation / transmission unit 12 performs the address slot AS in the second downstream frame. 1 ~ AS Three The slave station addresses “a” to “c” are set again in the address slot AS. Four And AS Five The slave station addresses “f” and “g” are set in. When the downlink frame creation / transmission unit 12 finishes creating the second downlink frame, the downlink frame creation / transmission unit 12 sends the downlink frame to the downlink channel (FIG. 12, AS of the second downlink frame). 1 ~ AS Five reference). The slave stations 2f and 2g are newly assigned an uplink channel by the second downlink frame.
[0035]
Next, the operation of each slave station 2 with respect to the first downlink frame is the same as that described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In response to the second downstream frame, the slave stations 2a, 2b, 2f and 2g are connected to the upstream channel ch. 1 , Ch 2 , Ch Four And ch Five Each of the upstream frames is transmitted to the slave station 2c. Three No uplink frame is transmitted to the channel (FIG. 12, uplink channel ch 1 ~ Ch Five reference).
[0036]
The downlink frame creation / transmission unit 12 generates a third downlink frame after a second predetermined time has elapsed since the second downlink frame was transmitted. At this time, the uplink frame is an uplink channel ch. 1 , Ch 2 , Ch Four And ch Five Has been sent to. Also, uplink channel ch 1 , Ch 2 , Ch Four And ch Five It is assumed that an upstream frame from no error occurs and no communication collision occurs.
As is clear from the description of the first embodiment, the downstream frame creation / transmission unit 12 performs the address slot AS in the third downstream frame. 1 , AS 2 , AS Four And AS Five The slave station addresses “a”, “b”, “f” and “g” (or the received command 112) are set again in the address slot AS. Three Set the slave station address “h”. When the downlink frame creation / transmission unit 12 finishes creating the third downlink frame, the downlink frame creation / transmission unit 12 sends the downlink frame to the downlink channel (FIG. 12, AS of the third downlink frame). 1 ~ AS Five reference). The slave station 2h is newly assigned an uplink channel by the third downlink frame.
[0037]
As described above, the downstream frame creation / transmission unit 12 has the following effects even when only the polling mode is executed. Each time the downstream frame creation / transmission unit 12 detects an empty channel, it allocates an upstream channel to the slave station 2 according to the order set in the address table 111. As a result, only a specific uplink channel does not fall into a congestion state.
Further, the downstream frame creation / transmission unit 12 detects useless data communication based on the status information from the upstream frame reception unit 13. The downlink frame creation / transmission unit 12 releases the allocation of the uplink channel to the slave station 2 performing such useless data communication, and sets the uplink channel used for this useless data communication to a new one according to the above order. Assign to slave station 2. That is, the downlink frame creation / transmission unit 12 prevents the response and throughput of the slave station 2 from being lowered due to useless data communication. As a result, the uplink channel is efficiently used. This effect also applies to the polling mode in the first embodiment described above.
[0038]
In the first and second embodiments described above, the table shown in FIG. 3 is used as the address table 111. In the address table 111 shown in FIG. 3, the priority is defined in that the slave station 2a is assigned the uplink channel earliest and the slave station 2k is assigned the latest uplink channel latest. However, any slave station 2 is permitted to use the uplink channel once every 11 times. However, when the table shown in FIG. 13 is applied, unlike the other slave stations 2, the slave station 2a is permitted to use the uplink channel once every six times. Thereby, for example, when the slave station 2a generates an uplink frame more frequently than the other slave stations 2, the response and throughput of the slave station 2a can be improved.
[0039]
Next, a communication system to which the access control method according to the third embodiment of the present invention is applied will be described. Since this communication system has the same configuration as the communication system shown in FIG. 1, the description thereof is omitted, but the points described below are different from the communication system shown in FIG.
[0040]
The slave stations 2 connected to the transmission path 3 are divided into a plurality of predetermined groups. In the present embodiment, as an example, 11 slave stations 2 are divided into two groups (first group and second group), slave stations 2a to 2e belong to the first group, and slave stations 2f to 2k. Belong to the second group. In addition, the first group includes an uplink channel ch. 1 ~ Ch Three Is assigned to the second group and the uplink channel ch Four And ch Five Is assigned. Therefore, the master station 1 has an address table as shown in FIG. 14, for example. In FIG. 14, the address table stores, for each group, slave station addresses assigned with an order in which uplink channels are assigned to slave stations. That is, in the first group, the slave station addresses “a” to “e” are attached to the first order “1” to “5” (hereinafter referred to as the first table), and in the second group, The slave station addresses “f” to “k” are attached to the second order “1” to “6” (hereinafter referred to as “second table”).
[0041]
The downlink frame creation / transmission unit 12 of the master station 1 includes an address pointer n for each group. Therefore, in the present embodiment, the two first and second address pointers n 1 And n 2 including. First address pointer n 1 Is incremented by one from “1” to “5” based on an instruction from the downstream frame creation / transmission unit 12, and the first address pointer n 1 The indicated value indicates the first order described above. Second address pointer n 2 Is incremented from “1” to “6” by one based on an instruction from the downstream frame creation / transmission unit 12. Second address pointer n 2 The indicated value indicates the second order described above.
[0042]
The downlink frame creation / transmission unit creates a downlink frame based on the flowchart shown in FIG. The flowchart shown in FIG. 15 has a mode in which two shown in FIG. 11 are cascaded, and the uplink channel ch 1 ~ Ch Three And allocating the vacant channel to the slave stations 2a to 2e belonging to the first group based on the above-described first order (step S121). Thereafter, the uplink channel ch Four And ch Five Unused channels are detected, and the unused channels are allocated to the slave stations 2f to 2k belonging to the second group based on the second order (step S122). Therefore, the downstream frame creation / transmission unit 12 performs the downstream frame address slot AS. 1 ~ AS Three Is set with the slave station address extracted from the first table, and the upstream channel ch is set to one of the slave stations 2a to 2e. 1 ~ Ch Three Assign. Also, the address slot AS of the downstream frame Four And AS Five Is set with the slave station address extracted from the second table described above, and the upstream channel ch is set to one of the slave stations 2f to 2k. Four Or ch Three Assign.
[0043]
Various information such as computer data and audio data is communicated between the master station 1 and the slave station 2. However, in general, the amount of audio data is determined to some extent, but the amount of computer data varies. Moreover, audio data often does not make sense as audio data unless response and throughput are guaranteed. For this reason, in a communication system in which such a slave station 2 that performs communication of audio data and a slave station 2 that performs communication of computer data that does not need to guarantee response and throughput are mixed, communication of the sound data is performed. The response and throughput of the slave station 2 may not be guaranteed. Therefore, in the second embodiment, the slave stations 2 connected to the master station 1 are grouped according to the attribute of the information held by the slave station 2. In addition, each uplink channel is assigned so as not to overlap for each group. When the master station 1 detects an empty channel, the master station 1 selects the slave station 2 from the group to which the detected empty channel is assigned. Therefore, for example, if the slave stations that perform communication of the audio data are grouped, the slave stations belonging to the group can secure the periodicity to which the uplink channel is allocated, and the response and throughput can be ensured in the group. Can be guaranteed.
[0044]
Also in the third embodiment, the response and throughput of a specific slave station 2 may be increased by applying the address table shown in FIG. 13 described in the second embodiment. Further, the reception command 112 and the like described above may be set in the address slot.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a communication system to which an access control method according to a first embodiment of the present invention is applied.
2 is a block diagram showing a detailed configuration of a master station 1 shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an address table 111 illustrated in FIG. 2;
4 is a diagram showing a configuration of a downlink frame transmitted from a master station 1 shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a slave station address set in the address slot shown in FIG. 4 and bit configurations of various commands.
6 is a block diagram showing a detailed configuration of a slave station 2 shown in FIG. 1. FIG.
7 is a diagram illustrating an example of a configuration of an uplink frame transmitted from a slave station illustrated in FIG.
8 is a flowchart showing an operation procedure of the master station 1 shown in FIG.
9 is a flowchart showing a detailed operation procedure of step S3 shown in FIG.
10 is a flowchart showing an operation procedure of the slave station 2 shown in FIG.
FIG. 11 is a flowchart showing a detailed operation procedure of step S9 shown in FIG.
FIG. 12 is a diagram showing a transition of a slave station address state set in an address slot of a downlink frame and a communication state of an uplink channel when the access control method according to the second embodiment of the present invention is applied. .
13 is a diagram showing another example of the address table 111 shown in FIG.
FIG. 14 is a diagram showing an example of an address table in a communication system to which an access control method according to a third embodiment of the present invention is applied.
FIG. 15 is a flowchart showing an operation procedure when the downlink frame creating / sending unit 12 creates a downlink frame in the communication system to which the access control method according to the third embodiment of the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1 ... Master station
11 ... Memory section
12 ... Downstream frame creation / transmission unit
13 ... Uplink frame receiver
2 ... Slave station
21 ... Command / address detection unit
22: Up frame creation / transmission unit

Claims (1)

親局と複数の子局との間で双方向通信を行う通信システムにおいて、前記親局で行われる、前記子局から前記親局への上り通信のアクセス制御方法であって、
前記親局は、
ポーリングモードで上り通信を行う１つ以上の子局から、上り通信を許可する子局を選択し、
前記選択した子局に対して、上り通信を許可することを示す情報を含む下り信号を送信し、
前記選択した子局からの上り信号を受信し、
前記下り信号の送信後から所定時間経過した場合に、前記選択した子局に対するポーリング通信の終了と判断し、
前記ポーリングモードで上り通信を行う子局が存在しない場合に、前記ポーリングモードの終了と判断し、
前記ポーリングモードの終了と判断した場合はさらに、次の上り通信のアクセスをポーリングモードで実行するか、または、コンテンションモードで実行するかの通信モードを決定し、
前記決定した通信モードを示す情報を含む下り信号を送信する、アクセス制御方法。In a communication system for performing bidirectional communication between a master station and a plurality of slave stations, wherein the performed in the master station, said a access control how the uplink communication to the master station from the slave station,
Before Kioyakyoku is,
Select a slave station that allows uplink communication from one or more slave stations that perform uplink communication in polling mode ,
Transmitting a downlink signal including information indicating that uplink communication is permitted to the selected slave station ,
Receiving an upstream signal from the selected slave station ;
When a predetermined time has elapsed since the transmission of the downlink signal, it is determined that polling communication for the selected slave station is finished,
When there is no slave station that performs uplink communication in the polling mode, it is determined that the polling mode ends,
When it is determined that the polling mode has ended, the communication mode for determining whether to perform the next uplink communication access in the polling mode or the contention mode is determined.
An access control method for transmitting a downlink signal including information indicating the determined communication mode .
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