JPH01215133A - 衛星通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、中心局と複数の周辺局間の通信を衛星を介し
た共通のチャネルにより行う多元接続の衛星通信方式に
関する。

（従来の技術） 中心局と複数の周辺局間の通信を衛星を介した共通のチ
ャネルにより行う多元接続の衛星通信方式では、中心局
から複数の周辺局への送信は放送モードで行われる。一
方、複数の周辺局から中心局へのアクセス方式には、周
辺局が送信データの発生のたびに任意のタイムスロット
で送信するランダムアクセス方式と、送信データを予め
自局に割り当てられたタイムスロットで送信する固定割
当方式と、送信データの発生とともにタイムスロットを
予約し予約されたタイムスロットで送信する予約方式と
、前記ランダムアクセス方式と前記予約方式とを組合せ
て併用する適応アクセス方式等の種々の方式がある。

そして、前記ランダムアクセス方式には、例えば書籍「
パケット交換技術とその応用」　（電子通信学会績　山
内正側監修　コロナ社　昭和５５年発行）の第２０５頁
から第２０８頁に要約紹介されているように、純アロハ
方式とスロット付アロハ方式とが知られている。純アロ
ハ方式は、周辺局に発生したデータを他の周辺局と共用
するチャネルに自由に送出する方式であり、またスロ・
ｙト付アロハ方式は、他の周辺局と同期をとって一定時
間長のスロットを生成し、任意のスロットで共用チャネ
ルにデータを送出する方式である。

これら２つのランダムアビセス方式において、純アロハ
方式では、送出したデータ即ちパケットが他の周辺局か
ら送出されたパケットと一部または全部が衝突する確率
がスロット付アロハ方式に比べて高い、従って、ランダ
ムアクセス方式としてはスロット付アロハ方式が採用さ
れている場合が多い。

ところで、スロット付アロハ方式、予約方式や適応方式
等では、複数の周辺局は時間軸上で共通のタイムスロッ
トを持たなくてはならない。この共通のタイムスロット
は、中心局から周辺局へ送信される放送モードの送信信
号の中に含まれるタイミング信号により生成される。一
方、固定割当方式では中心局が放送モードで全周辺局へ
割り当てスロットを知らせる。また、予約方式や適応ア
クセス方式では、周辺局からスロット予約の要求がある
と、中心局は割り当てスロットをスケジューリングして
スロット予約情報を放送モードで全周辺局に知らせるよ
うになっている。

以上述べてきたように、中心局から周辺局へ送信される
放送モードの送信信号は、複数の周辺局が中心局をアク
セスする際の回線利用効率を向上させるための制御情報
を含んでおり、これは中心局対周辺局の間の通信を共通
のチャネルにより行う多元接続の衛星通信方式において
は非常に重要なものである。即ち、中心局から周辺局へ
の送信が中断することは全ての通信が停止することに等
しいということができる。

なお、中心局には、通常衛星ネットワーク制御用のホス
トコンピュータが接続され、このホストコンピュータは
受信した周辺局からのデータを取込み処理すること、割
り当てスロットの各ケジューリングを行うこと、放送モ
ードで送信する送信データを作成すること等、衛星通信
システムの集中制御を行う上で必要な各種のデータ処理
を行っている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の衛星通信方式にあっては
、中心局から周辺局への放送モードの送信が上述した如
く極めて重要な性格を有しているにも拘らず、中心局が
１箇所にのみ設けられているので、システム全体の通信
が停止してしまう危険があるという問題点がある。

即ち、中心局が設置されている地域の降雨や停電、若し
くは中心局の送信装置の故障等があると、周辺局は必要
な制御情報の入手ができなくなるのである。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、中心局からの送信が途絶しても長期
間に渡る通信の停止を解消し得、衛星通信システム全体
の安定した通信の確保と信頼性の向上を図ることのでき
る衛星通信方式を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明の衛星通信方式は次
の如き構成を有する。

即ち、本発明の衛星通信方式は、互いに異なる地域に配
置される複数の中心局と、該複数の中心局に接続される
１台の衛星ネットワーク制御用ホストコンピュータと、
通信衛星を介した共通のチャネルで１つの中心局と通信
を行う複数の周辺局とで構成される多元接続の衛星通信
方式であって；　前記中心局は、自局の識別番゛号を発
生する識別番号発生部と；　送信データと自局の識別番
号を含む送信信号を形成する送信部と：　通信衛星から
の受信信号を受信処理する受信部と；　自局が周辺局へ
放送モードの送信を行っているとき前記受信部からの信
号を受けて自局が正常に放送モードの送信を行っている
か否かを検出し、その結果を前記衛星ネットワーク制御
用ホストコンピュータに連絡する放送モード異常検出部
と；　前記衛星ネットワーク制御用ホストコンピュータ
からの指令を受けて周辺局への放送モードの送信の開始
および停止を制御する送信出力制御部と；　を備え、か
つ前記周辺局は、中心局からの前記放送モードの送信信
号を受信処理する受信部と；　前記複数の中心局各々と
通信衛星までの距離をそれぞれ予め記憶する距離情報記
憶部と；　前記受信部で受信された放送モードの送信信
号から識別番号を抽出分離して放送モードで送信してい
る中心局を識別し、識別された中心局に固有の前記距離
情報を前記距離情報記憶部から出力させる距離情報選択
部と；　該距離情報記憶部から出力された距離情報を用
いて自局の送信するタイミングを制御して送信を行う送
信部と；　を備えていることを特徴とするものである。

（作　用） 次に、前記の如く構成される本発明の衛星通信方式の作
用を説明する。

ある中心局の放送モードの送信が何らかの要因で中断す
ると、それが放送モード異常検出部で検出されホストコ
ンピュータに通報される。これを受けてホストコンピュ
ータはそれまで送信していた中心局に対し送信停止指令
を出し、併せて前記中心局とは異なる地域に設置されて
いる他の中心局に対し送信開始指令を出す、その結果、
中心局の交替が行われる。

斯くして、衛星通信システム全体が長時間に渡って通信
不能に陥る事態を防止でき、安定した通信の確保とシス
テムの信頼性向上を図ることができる。

また、周辺局は、各中心局と通信衛星までの距離情報を
記憶し、放送モードで送信している中心局をその識別番
号でもって識別し、その識別した中心局が持つ固有の距
離情報によって自局の送信タイミングを制御する。

即ち、本発明によれば、中心局に交替が生じても、ホス
トコンピュータは常時同じタイミングで周辺局の送信デ
ータ（パケットデータ）を取得できることになり、種々
のデータ処理を支障なく遂行できる効果がある。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例に係る衛星通信
方式の全体構成を示す、この、衛星通信方式は、１台の
衛星ネットワーク制御用のホストコンピュータＡと、こ
れに地上回線等を介して接続され互いに異なる地域に配
置される複数の中心局（図示例ではＣ１，Ｃ２の２つの
中心局を示す）と、この２つの中心局のうちの１局が通
信衛星Ｓを介して複数の周辺局（図示例ではＲ１，Ｒ２
゜Ｒ３の３つの周辺局を示す）と共通のチャネルで通信
を行う多元接続の通信方式である。

周知の如く、この種の衛星通信方式では中心局の送信は
放送モードで行われる０本発明は、この放送モードの送
信の中断により長時間の通信不能に陥ることをなくすた
めの改良を企図したもので、中心局（Ｃ１，Ｃ２）は例
えば第３図に、示すように、また周辺局（Ｒ１，Ｒ２，
Ｒ３）は例えば第４図に示すようにそれぞれ構成される
。

第３図において、中心局は、通信衛星Ｓとの電波授受を
行う送受信装置１と、自局の識別番号を発生する識別番
号発生部６と、タイミング信号と自局の識別番号を送信
しようとする放送モードの送信データ７の一部として時
分割、多重し送信信号を形成する送信部２と、送受信装
置１を介して入力する周辺局からの送信信号を受信処理
し受信データを一出力する受信部３と、自局が周辺局へ
放送モードの送信を行っているときその送信信号が正常
に送信されているか否かを検出し、その結果である報知
出力８を前記ホストコンピュータＡに送出する放送モー
ド異常検出部４と、−前記ホストコンピュータＡからの
送信開始／停止指令９を受けて送信部２と送受信装置１
間の接続・解放を行い周辺局への送信の開始、停止を制
御する送信出力制御部５とで基本的に構成される。

次に、第１図および第２図を参照して中心局Ｃ１、同Ｃ
２の動作を説明する。

まず、第１図に示すように、中心局ＣＩが放送モードで
送信しているとする。これは、ホストコンピュータＡが
中心局Ｃ１に対しては送信開始指令を、中心局Ｃ２に対
しては送信停止指令をそれぞれ送出している場合である
。その結果、両局では送信出力制御部５が作動し、中心
局Ｃ１では送信部２の出力信号が送受信装置１を介して
通信衛星Ｓへ送出されており、その放送モードの送信が
正常であることが放送モード異常検出部４で認識され、
その旨が報知出力８としてホストコンピュータＡに送出
されている。なお、放送モード異常検出部４がどのよう
にして放送モードの送信の正否を判断するかは後述する
。

そして、例えば中心局Ｃ１の設置されている地域の降雨
による送信電波の減衰や、同じく地域的な停電による送
信出力断、または送信装置の異常など何らかの要因で中
心局Ｃ１が放送モードの送信を正常に行えなくなったと
する。その結果、当該衛星通信システムは通信不能状態
となるが、中心局Ｃ１の放送モード異常検出部４は即座
に異常を検出しホストコンピュータＡに通報する。

すると、ホストコンピュータＡは中心局Ｃ１に対して送
信停止指令を出すと同時に中心局Ｃ２に対して送信開始
指令を出す、その結果中心局Ｃ１は送信を停止する。勿
論、中心局Ｃ１は放送モード異常検出部４において異常
を検出した時点で送信を停止しても構わない、また、送
信開始指令を受けた中心局Ｃ２は放送モードの送信を中
心局Ｃ１に代わって開始する。この状態を第２図に示し
である。そして、中心局Ｃ２の放送モード異常検出部４
が正常な送信を認識するとシステムの通信は正常に戻る
。即ち、中心局Ｃ１の送信異常時から中心局Ｃ２の送信
開始までの間放送モードの送信は中断し、この間システ
ムの通信は行えなくなるが、従来方式のような長期間の
通信不能は生じないのである。

次に、放送モードの送信が正常に行われているか否かを
、送信している中心局で判断する放送モード異常検出部
４の構成例のいくつかを説明する。

まず、放送モード異常検出部４は、第５図に示すように
、受信部５１と、識別番号分離部５２と、識別番号検出
部５３とで構成できる。

前述したように、送信部２の出力信号はタイミング信号
と自局の識別番号と送信データを時分割多重化したもの
であるから、その放送モードの送信信号フォーマットは
第６図に示すようにタイミング信号部６１と識別番号部
６２とデータ部６３とからなる。この放送モードの送信
信号は通信衛星Ｓで折り返されて自局の送受信装置１、
受信部３を介して当該放送モード異常検出部４の受信部
５１へ入力する。受信部５１はそれを受信処理して受信
データ出力５４を識別番号分離部５２へ与える。識別番
号分離部５２はその受信データ出力５４から識別番号部
６２を分離抽出しその識別番号部６２の内容である識別
番号５５を識別番号検出部５３へ与える。そして、識別
番号検出部５３は入力した識別番号５５と自局の識別番
号との一致不一致を検出し、その検出信号５６を前記報
知出力８としてホストコンピュータＡへ出力するのであ
る。即ち、識別番号５５と自局の識別番号とが一致すれ
ば放送モードの送信は正しく行われていると判断でき、
また不一致ならば送信異常と判断できるのである。

また、放送モード異常検出部４は、周辺局からの応答に
より異常を検出する方法に依っても構成できる。即ち、
周辺局からの受信信号が皆無の場合、中心局である自局
の送信が異常であると判断する方法である。この方法の
一例に特願昭６１−２３３０６２号による発明を利用す
る方法が挙げられよう、前記発明例によれば、中心局は
全周辺局に対し、特定の周辺局が定められたタイムスロ
ットに信号を送出するよう要求する監視応答要求信号を
放送モードで送出し、これを受けた該特定の周辺局は監
視応答信号を与えられ−たタイムスロットに送出し、さ
らに他の周辺局は該タイムスロットへの信号送出を行わ
ないようにする、というものである、前記発明例の目的
は中心局が周辺局を集中管理して周辺局の異常を検出す
ることであるが、逆に考えれば多数の周辺局の応答が全
くない場合、監視応答信号を要求している中心局の送信
が異常であると考えるのは自然であろう、そこで、前記
発明例を用いて、全ての周辺局に監視応答信号を要求し
たにも拘らず応答が皆無ならば自局の放送モードの送信
が異常であると判断する放送モード異常検出部４が構成
できる。

次いで、第４図において、周辺局は、通信衛星Ｓとの電
波授受を行う送受信装置１１と、この送受信装置１１を
介して入力する前記中心局から送信されてくる放送モー
ドの送信信号を受信して処理し受信データを出力する受
信部１２と、前記複数の中心局が各々固有に持つ通信衛
星Ｓまでの距離情報を予め記憶した距離情報記憶部１３
と、前記受信部１２が出力する受信データを受けて放送
モードの送信信号に含まれる前記中心局の識別番号を抽
出分離して中心局を識別し、前記距離情報記憶部１３を
制御してその識別された中心局に固有の前記距離情報が
距離情報記憶部１３から出力されるようにする距離情報
選択部１４と、この距離情報記憶部１３が出力する距離
情報を用いて自局の送信タイミングを制御し送信データ
から作成した送信信号をその送信タイミングに従って送
受信装置１１へ出力する送信部１５とで基本的に構成さ
れる。

次に、周辺局の動作を第７図を参照して説明する。

前述したように、この種の衛星通信方式では周辺局は共
用のチャネルに一定時間長のタイムスロットを設は送信
データはスロット単位で送出される。従って、複数の周
辺局が時間軸上で共通のタイムスロットを持つ必要があ
る。そこで、第６図に示したような中心局から送信され
る放送モードの送信信号の中からタイミング信号を抽出
してタイミングを生成している。

ところで、周知の通り衛星通信では通信衛星Ｓを介した
地球局間の伝搬遅延は各地球局が設置されている緯度、
経度に大きく依存する。従って、前述したタイムスロッ
トのタイミングを生成するにあたり全周辺局が時間軸上
で共通のタイムスロットを持つためには、中心局および
各周辺局が設置されている場所に依存する伝搬遅延を考
慮に入れなければならない、このことを第７図を用いて
説明する。

第７図（ａ）は中心局Ｃが送信したタイミング信号を周
辺局Ｒ１と同Ｒ２が検出する時刻を示している０周辺局
Ｒ１、同Ｒ２と通信衛星Ｓとの距離の差により伝搬遅延
の差が表れるので、周辺局Ｒ１、同Ｒ２でタイミング信
号を検出する時刻が異なっているのがわかる。

そして、検出したタイミングをそのまま用いてタイムス
ロットを生成すると、第７図（ｂ）に示すように、例え
ば周辺局Ｒ１と同Ｒ２が同じタイムスロットに信号を送
出したとしても通信衛星Ｓ上では伝搬時間の差によるず
れを生じてしまう。

即ち、時間軸上でのタイムスロットの同期がとれておら
ず問違ったタイムスロットになっている。

そこで、第７図（ｃ）に示すように、中心局および各周
辺局の通信衛星Ｓまでの距離を考慮に入れ、その伝搬遅
延を計算した上で検出したタイミングからオフセット量
Ｔ１、同Ｔ２を持たせてタイムスロットを生成するので
ある。そうすると、周辺局Ｒ１と同Ｒ２からタイムスロ
ット単位で送出した信号は通信衛星Ｓ上でタイムスロッ
トのずれを生じることなく整然と並ぶ、即ち、時間軸上
で共通のタイムスロットを生成したことになり、正しい
タイムスロットといえる。

一方、このチャネルの信号を中心局で受信するとき、中
心局と通信衛星Ｓとの距離に合わせて周辺局での前記オ
フセット量Ｔ１、同Ｔ２を調整することにより中心局は
自局の送出したタイミングから予測できる所望の時間差
で周辺局のデータが受信できる。従って、中心局が例え
ばｃｌがらＣ２に交替したとき、前記オフセット量Ｔ１
、同Ｔ２を中心局Ｃ２と通信衛星Ｓとの距離に応じて予
め計算しておいな別のオフセット量Ｔｌ′、同Ｔ２’に
変更することにより、中心局では周辺局からのデータを
常に一定の、自局の送出したタイミングからの時間差で
受信できることになる。

さて、周辺局の動作は次のようになる。最初中心局Ｃ１
が放送モードの送信をしているとする。

その放送モードの送信信号は受信部１２を経た距離情報
選択部１４に入力しそこで中心局Ｃ１の識別番号が抽出
され、その結果距離情報記憶部１３からオフセット量Ｔ
Ｉ（または同Ｔ２）に相当する距離情報が送信部１５へ
出力される。これにより送信部１５では送信タイミング
が制御され、各周辺局は中心局Ｃ１と通信を行う、この
場合に、前述した何らかの要因で中心局が０１から０２
に交替したとする。

すると、距離情報選択部１４では放送モードの送信信号
中の識別番号が中心局Ｃ２のものに変化したことを察知
して距離情報記憶部１３からオフセット量Ｔ１′　（ま
たは同Ｔ２′）に相当する産量情報を出力させる。その
結果、送信部１５では新しい躍層情報に従って中心局Ｃ
２に適合した送信タイミングが生成される。

以上の手順で、周辺局では中心局が交替すると送信タイ
ミングを変更し、中心局で受信するとき中心局が生成し
ているタイミングから常に一定の時間差でデータが受信
できるよう制御がなされる。

このことは、中心局で受信した周辺局のデータを受けて
システム全体の集中制御を行うホストコンピュータＡに
、中心局が交替したときでも常に一定のタイミングで周
辺局のパケットデータが送られて来ることを意味し、ホ
ストコンピュータＡにとって種々のデータ処理を行う上
で非常に好都合な条件となる。

（発明の効果）　　　゛ 以上詳細に説明したように、本発明の衛星通信方式によ
れば、中心局から周辺局への放送モードの送信が何らか
の要因により中断されたときには、送信していた中心局
がこれを検出し衛星ネットワーク制御用ホストコンピュ
ータに通報し、これを受けたホストコンピュータがそれ
まで送信していた中心局に送信停止指令を出し、前記中
心局とは別の地域に設置されている他の中心局に送信開
始指令を出すことにより、中心局を交替−できるように
したので、衛星通信システム全体が・長時Ｍ番＝渡る通
信不能に陥ることなくシスヂム運ｍ゛されることとなり
、安定した通信が確保でき、゛システムの信頼性が向上
するという効果がある。

また、周辺局は各中心局と通信衛星までの距離情報を記
憶し、放送モードで送信している中心局の持つ距離情報
により自周辺局の送信タイミングを制御するようにした
ので、中心局に交替が生じてもシステム全体の集中制御
を行う衛星ネットワーク制御用ホストコンピュータは常
時同じタイミングで周辺局の送信データ（パケットデー
タ）を取得できることが可能になるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例に係る衛星通信
方式の全体構成図、第３図は本発明の中心局の構成ブロ
ック図、第４図は本発明の周辺局の構成ブロック図、第
５図は本発明の一実施例に係る放送モード異常検出部の
構成ブロック図、第６図は中心局から送信される放送モ
ードの送信信号フォーマットの一例を示す図、第７図は
通信衛星を介して中心局と周辺局の間で通信を行う場合
　゛の伝搬遅延を説明するタイムチャートである。 １・・・・・・送受信装置、　２・・・・・・送信部、
　３・・・・・・受信部、　４・・・・・・放送モード
異常検出部、５・・・・・・送信出力制御部、　６・・
・・・・識別番号発生部、１１・・・・・・送受信装置
、　１２・・・・・・受信部、１３・・・・・・距離情
報記憶部、　１４・・・・・・距離情報選択部、　１５
・・・・・・送信部。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博 本兆ｔす１ｔイ）ミ１コ’＝１．き）ら、４進５モ５　
Ｌ　ａンｎμス）ξ〉１コ４−深刻の検゛ｌ迭傷方代の
橋に料 量　２　匡 中心局へ橋戚仔り Ｒ坦局θ楕糞刷 滲４　図 被送そ−ド１牢設家静の蹟戊刺 秦　３　図 丞Ｕ（刊ｉ−ド、送椿店う−フオーマ・ノド奉　ｌ　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに異なる地域に配置される複数の中心局と、該複数
   の中心局に接続される１台の衛星ネットワーク制御用ホ
   ストコンピュータと、通信衛星を介した共通のチャネル
   で１つの中心局と通信を行う複数の周辺局とで構成され
   る多元接続の衛星通信方式であって；前記中心局は、自
   局の識別番号を発生する識別番号発生部と；送信データ
   と自局の識別番号を含む送信信号を形成する送信部と；
   通信衛星からの受信信号を受信処理する受信部と；自局
   が周辺局へ放送モードの送信を行っているとき前記受信
   部からの信号を受けて自局が正常に放送モードの送信を
   行っているか否かを検出し、その結果を前記衛星ネット
   ワーク制御用ホストコンピュータに連絡する放送モード
   異常検出部と；前記衛星ネットワーク制御用ホストコン
   ピュータからの指令を受けて周辺局への放送モードの送
   信の開始および停止を制御する送信出力制御部と；を備
   え、かつ前記周辺局は、中心局からの前記放送モードの
   送信信号を受信処理する受信部と；前記複数の中心局各
   々と通信衛星までの距離をそれぞれ予め記憶する距離情
   報記憶部と；前記受信部で受信された放送モードの送信
   信号から識別番号を抽出分離して放送モードで送信して
   いる中心局を識別し、識別された中心局に固有の前記距
   離情報を前記距離情報記憶部から出力させる距離情報選
   択部と；該距離情報記憶部から出力された距離情報を用
   いて自局の送信するタイミングを制御して送信を行う送
   信部と；を備えていることを特徴とする衛星通信方式。