JPH02238735A

JPH02238735A - 無線通信信号伝送方式

Info

Publication number: JPH02238735A
Application number: JP1060169A
Authority: JP
Inventors: Narimi Umeda; 成視梅田; Seizo Onoe; 誠蔵尾上
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1989-03-13
Filing date: 1989-03-13
Publication date: 1990-09-21

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〕本発明は複数の端末局と、中心局を有する移動通信シス
テム等に利用され、特に、各端末局から中心局に対して
可変長信号を伝送するときの無線通信信号伝送方式に関
する。

〔従来の技術〕

複数の端末局および中心局を有する移動通信システム等
において、端末局から中心局、いわゆる上り回線で、同
一周波数の無線チャネルを多数の端末局が時間的に多重
利用する技術としてランダムアクセスがある。このラン
ダムアクセスを実現する代表的な方式として、空線制御
方式およびスロットアロハ方式がある。

空線制御方式は、伝送不完了率およびスルーブット等の
伝送特性は良好であるが、制御が複雑となり基地局およ
び端末局のハードウェアおよびソフトウェアの負担が大
きくなる欠点がある。また、上り信号を中心局で検出し
、上り回線が使用中であることを示す制御信号を報知す
るまでの時間（信号検出遅延）が大きいと伝送不完了率
およびスループット等の伝送特性の劣化は著しいという
欠点がある。

これに対し、スロットアロハ方式は、空線制御方式のよ
うな複雑な制御を必要とせず、比較的簡単な制御で信号
の部分的衝突をなくし、スルーブットの向上が図れる方
式である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このスロットアロハ方式には、可変長の信号を
伝送する場合に、信号同士の衝突が発生し、伝送特性が
著しく劣化する欠点がある。

第７図（ａ）、（ｂ）および（Ｃ）はスロット長ａが最
小信号長に等しい場合、ならびに第８図（ａ）、（ｂ）
および（Ｃ）はローカル長Ｃが最大スロット長に等しい
場合にふいて、スロット（図（ａ）と、二つの端末局Ａ
（図（ｂ））およびＢ（同図（Ｃ））での呼生起と発信
との関係を示すタイムチャート例である。なお、ここで
、呼生起とは端末局で送信すべきデータが生じることを
いい、発信とは実際にアンテナより信号を送信すること
をいう。

■　スロット長＝最小信号長の場合、第７図（ａ）、ら）および（Ｃ）に示すように、呼生起
■〜■に対して発信■′〜■′が行われるが、発信■′
、■′　と発信■′、ならびに発信■′　と発信■′、
■′　とが衝突を生じる。すなわち、この場合には、長
い信号の存在により信号同士の部分的な衝突が生じ、特
性は劣化する。

■　スロット長＝最大信号長の場合、第８図（ａ）、わ）および（Ｃ）に示すように、呼生起
■〜■に対して発信■′〜■′が行われるが、発信■′
　と発信■′、ならびに発信■′　と発信■′　とが衝
突を生じる。すなわち、この場合には、長い信号に合わ
せてスロットを設けてあるので、信号がスロットからは
みだして次のスロットの信号と部分的な衝突を起こすこ
とはない。しかし、スロット長が長いので、当該スロッ
ト長時間で呼が発生する確率が高くなり、それらが次の
スロットで衝突するので、信号が正確に受信できる確率
が小さくなる。また、伝送する信号が短いものが多い場
合に、スロットの中に信号伝送に使用されない無駄な時
間が多くなりスループットが低下する。

第９図にスロットアロハ方式での可変長信号の伝送特性
を示す。横軸は長信号の信号長Ｍ１縦軸は伝送可能トラ
ヒック量を表す。ただし、伝送する信号の長さは２種類
とし、それらの長さは短い方がＬ，＝１、長い方がＬ２
　＝Ｍ，信号の生起率の比λ２　：λ．＝１：４である
。また、スロット長を最小信号長および最大信号長に一
致させた場合つまりＳ＝１およびＳ＝Ｍのときの特性で
ある。

Ｍ＝１の場合が同一長信号伝送に相当する。長信号の信
号長Ｍの値が大きくなるに従い伝送特性が著しく悪くな
る。

本発明の目的は、前記の欠点を除去することにより、ス
ロット間にまたがる部分的な信号の衝突を防ぐとともに
、スロット長が長くなることによる信号同士の衝突率の
増加、スロット長よりも信号長が短いことによるチャネ
ル使用効率の低下、ス火一プットの劣化を抑えることに
よって、より高いスルーブットおよびチャネル使用効率
の得られる無線通信信号伝送方式を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、中心局と、この中心局に対して可変長の信号
を送信する送受信手段を有する複数の端末局とを備えた
無線通信信号伝送方式において、前記送受信手段は、全
端末局で同期して時間軸を複数種類のスロット長でスロ
ット化するスロットタイミング同期手段と、そのスロッ
トに送信指示制御信号に基づき送信タイミングを同期さ
せて送信する送信手段と、スロット長と伝送しようとす
る信号の信号長とを比較し一致しているスロットを選択
し前記送信指示制御信号を出力する送信タイミング指示
手段とを含むことを特徴とする。

〔作用〕

スロットタイミング同期手段により、全端末局で同期し
て時間軸を複数のスロット長でスロット化し、送信手段
および送信タイミング指示手段により、伝送しようとす
る信号の信号長により送信するスロットを選択し、この
選択されたスロットで送信を行うように送信タイミング
を制御して送信を行う。

従って、各端末局からは信号長に対応したスロットによ
り全端末局が同期をとり信号を伝送するので、衝突は発
生せず、より高いスルーブットおよびチャネル使用効率
を得ることが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例による端末局を示すブロック
構成図、第２図は本発明の一実施例による移動通信シス
テムを示すブロック構成図、ならびに第３図はその中心
局から端末局への下り回線のタイムチャートを示す説明
図である。

第２図によると、本実施例の陸上の移動通信システムは
、無線ゾーンの中心にあって全体を統制する地上の中心
局１と、自動車等に搭載される移動局、すなわち端末局
２，〜２，，を備え、各端末局２１〜２、はある決まっ
た送信タイミング（スロット）に同期させて送信を行う
送受信手段３１〜３ｏを備えている。

そして、第３図によると、中心局ｌからは各端末局２，
〜２。に伝送される下り回線で、全端末局２，〜２．，
でスロットを同期させることを可能とするため、スロッ
ト同期用信号Ｆが一定間隔ごとに報知される。

第１図によると、各端末局２、〜汎は、それぞれ、端末
局２Ｉ〜２，，の人力信号２２を符号化し、ブリアンプ
ルおよびフレーム同期信号等を付加してバーストを形成
し、かつ、その信号長を出力する符号器１０と、送信指
示制御信号２１が入力されたときは内容の送出を行い、
その他の場合は信号のバッファリングを行う送信手段と
してのバッファ１１と、バッファ１１からのディジタル
情報を変調する変調器１２と、変調された信号を電力増
幅するパワーアンブ１３と、全端末のスロットを同期す
るために、下り回線で伝送されているスロット同期用信
号Ｆのタイミングによりスロット同期のタイミングを出
力するスロットタイミング同期手段としてのスロットタ
イミング同期回路１４と、複数種類のスロット長からな
るスロット長バタンを記憶し出力する送信タイミング指
示手段となるスロット長バタン指示回路１５と、スロッ
トタイミング同期回路１４の出力、スロット長バタン指
示回路１５の出力、かつ符号器１０から出力される信号
長をもとにして、当該信号を送信するスロットを選択し
、その送信タイミングに合わせてバッファ１１に対して
送信指示制御信号２１を送出する送信タイミング指示手
段としての送信タイミング指示回路１６と、送受分配器
１７と、送受分配器１７からの信号を検波する検波器１
８と、検波器１８の出力を復号し、中央局１からのスロ
ット同期用信号Ｆのタイミングをスロットタイミング同
期回路へ出力するとともに出力信号２３を出力する復号
器１９と、アンテナ２０とを含んでいる。そして、送受
分配器１７にはパワーアンブ１３からの出力信号が加え
られるようになっているとともに、アンテナ２０を用い
て送信することを可能としており、かつ、アンテア２０
で受信した受信信号が加えられるようになっていて、検
波器１８にその受信信号を送ることを可能としている。

本発明の特徴は、送信手段としてのバッファ１１と、ス
ロットタイミング同期手段としてのスロットタイミング
同期回路１４と、送信タイミング指示手段としてのスロ
ット長パターン指示回路１５および送信タイミング指示
回路１６とを設けたことにある。

次に、本実施例の動作について説明する。

第４図に各端末局における複数のスロット長でスロット
化された信号送出タイミングのタイムチャートを示す。

ａ，ｂおよびＣはそれぞれ異なるスロット長を表してい
て、↑が送信タイミングを表す。このスロット長パタン
は、スロット長バタン指示回路１５に記憶されている。

第４図はスロット長ａが四つ、スロット長ｂが二つ、ス
ロット長Ｃが一つを１スロットバタン単位とし、繰り返
されている例である。

次に信号の流れと動作を示す。ただし、信号長が信号長
ａ，ｂおよびＣの３種類である場合を示す。まず、全端
末のスロットを同期させるため、中心局→端末局の下り
チャネルにあるスロット同期用信号Ｆを復号器１９を通
じて取り出し、スロットタイミング同期回路１４でスロ
ットタイミング信号を作る。スロットバタン単位の先頭
を、スロットタイミング信号に同期させることにより、
全端末のスロットの同期が確立される。

端末局への人力信号２２は、符号器１０で符号化され、
さらにブリアンプル等が付加されバーストとなる。また
そのバーストの信号長が送信タイミング指示回路１６に
出力される。次にバーストはバッファ１１に送られそこ
で一時蓄えられる。送信タイミング指示回路１６では、
当該信号長とスロットパタンとを比較し、スロットバタ
ン単位の中で当該信号長と一致するスロットを選択し、
その送信タイミングに合わせて送信指示制御信号２１を
バッファ１１に送る。ただし、１スロットバタン単位中
に信号長と一致するスロットが複数存在する場合はく例
えば、本実施例の場合は、信号長がａであれば四つ、ｂ
であれば二つのスロットがある）。複数のスロット中か
らランダムに一つを選択する。

バッファ１１は送信指示制御信号２１が人力されれば信
号を変調器１２に出力する。バッファ１１の出力は変調
器１２、パワーアンブ１３、送受分配器１９およびアン
テナ２０を経て送信される。

次に、この実施例を用いて複数の端末局が送信を行うと
きのタイムチャート例を示す。第５図（ａ）、ら）およ
び（Ｃ）は複数スロット長ａＳｂおよびＣでスロット化
された送信タイミングの場合を示す。端末局はＡおよび
Ｂの二つ、信号長はａ，ｂおよびＣの３種類の場合で、
第５図（ａ）はスロット（送信タイミング）を示し、第
５図ら）は端末局Ａ、ならびに第５図（Ｃ）は端末局Ｂ
の動作を示す。

端末局Ａでは、■〜■で呼生起し、発信されたのがそれ
ぞれ■′〜■′である。同様に、端末局Ｂでは、■〜■
で呼生起し、発信されたのが、■′〜■′である。もし
■〜■で発信したとすれば純アロハに相当する。純アロ
ハ方式で発信した場合は、■、■は■と衝突し、■、■
は■と衝突することにより非受信となる。しかし、本発
明を適用することにより、それぞれ■′〜■′で発信す
ることになり、衝突が起こらず、純アロハより、より多
くのデータを伝送することができることがわかる。

この結果を前述の第７図に示したスロットアロハ方式で
最小信号長ａにスロット長を揃えた場合ならびに第８図
に示した最大信号長Ｃにスロット長を揃えた場合とを比
較して、本発明の方式による特性の改善は明らかである
。

第６図に、長い信号の信号長Ｍに対する伝送可能トラヒ
ックを、スロットアロハの場合と比較して示す。この特
性は本発明における１スロットバタン単位中のそれぞれ
のスロット長の個数の割合が、発生する信号長の割合に
一致している場合である。スロットアロハでは、長信号
の信号長Ｍの増加によって伝送可能トラヒックは著しく
減少するが、本発明の方式では劣化せず、複数信号長を
もつ信号の伝送に非常に有効であることが明らかである
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、可変長の信号を
伝送するために、時間軸を複数種類のスロット長でスロ
ット化し、送信する信号の信号長により伝送するスロッ
トを選択し、送信タイミングを制御することにより、ス
ロット間にまたがる部分的な信号の衝突を防ぐとともに
、スロット長が長くなることによる信号同士の衝突率の
増加を抑え、かつ、チャネル使用効率を上げることによ
って、より衝突の少ない、スループットの高い無線通信
信号伝送方式を実現でき、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による端末局を示すブロック
構成図。第２図は本発明の一実施例による移動通信システムを示
すブロック構成図。第３図はその下り回線のタイムチャートを示す説明図。第４図はその複数スロット長でスロット化された信号の
送信タイミングを示す説明図。第５図（ａ）、ら）および（Ｃ）はその呼生起と発信の
関係を示すタイムチャート例。第６図はその伝送特性をスロットアロハ方式と比較して
示した特性図。第７図（ａ）、（ｂ）および（Ｃ）はスロットアロハ方
式における呼生起と発信の関係を示すタイムチャート例
（１）。第８図（ａ）、（ｂ）および（Ｃ）はスロットアロハ方
式における呼生起と発信の関係を示すタイムチャート例
（２）。第９図スロットアロハ方式の伝送特性を示す特性図。１・・・中心局、２１〜２，，・・・端末局、３ｌ〜３
．，・・・送受信手段、１０・・・符号器、１１・・・
バッファ、１２・・・変調器、１３・・・パワーアンプ
、１４・・・スロットタイミング同期回路、１５・・・
スロット長バタン指示回路、１６・・・送信タイミング
指示回路、１７・・・送受分配器、１８・・・検波器、
１９・・・復号器、２０・・・アンテナ、２１・・・送
信指示制御信号、２２・・・人力信号、２３・・・出力
信号。・−１μｉ′ 夷ｋ例（８１通信ノステＡ）扇　２　口Ｆ：　スロ＝ノト回期用＠号ＯＳ＝　他泡号夷巧汐リ（下り回然タイム＋〒一ト），￥１　３　回Ａ信号の１宮号長Ｍ英記例ｃ本允明劇芝未方へ−ｔ／）ＦｔＪ生比較》′Ｗ５　６
　口長信号の信号長Ｍ従来例（人口＋７　｝アロハ力式の符在）菖　９　図

Claims

【特許請求の範囲】１、中心局と、この中心局に対して可変長の信号を送信
する送受信手段を有する複数の端末局とを備えた無線通
信信号伝送方式において、前記送受信手段は、全端末局で同期して時間軸を複数種類のスロット長でス
ロット化するスロットタイミング同期手段と、そのスロットに送信指示制御信号に基づき送信タイミン
グを同期させて送信する送信手段と、スロット長と伝送
しようとする信号の信号長とを比較し一致しているスロ
ットを選択し前記送信指示制御信号を出力する送信タイ
ミング指示手段と、を含むことを特徴とする無線通信信号伝送方式。