JPH05206982A - データを伝送する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 共通通信チャンネルのスループットを改善す
ることができるデータを伝送する方法を提供する。 【構成】 共通通信チャンネルを介して複数の副局から
主局へデータを伝送する方法であって、該通信チャンネ
ルは、主局により送出されるデータ送信信号のタイムス
ロットにより決まるような長さ及び同期を持つタイムス
ロットに副分割される。各副局は各タイムスロットにお
いてデータパケットを送信する所定の確率ｐを持つ。通
信チャンネルのスループットは、主局が特定のタイムス
ロット（ｎ）で特定の副局から来るデータパケットを正
しく受信した場合に次のタイムスロット(n+j)が常にこ
の特定の副局により専ら使用されるように予約されるよ
うにすることにより改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、共通通信チャンネル
により複数の副局から主局へデータを伝送する方法及び
装置に関する。

【０００２】更に詳述すると、この発明は上記のような
方法及び装置であって、前記通信チャンネルがタイムス
ロットに副分割され、これら各タイムスロットの長さ及
び同期が前記主局により送信されるデータ送信信号の対
応するタイムスロットの分布により決まり、各副局が各
タイムスロットにおいてデータパケットを送信する所定
の確率ｐを有しているような方法及び装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】上記のような方法はスロット化されたア
ロハ(slotted ALOHA)なる名称で既知であり、例えばPre
ntice/Hall International Editions発行のアンドリュ
ー・エス・タンネンバウム(Andrew S. Tanenbaum)著の
「コンピュータ・ネットワーク」なる本の第６章、253
頁からの頁に記載されている。この既知の方法によれ
ば、副局はタイムスロットの長さに本質的に対応する時
間長を持つデータパケットを基本的にランダムなタイム
スロット内で主局へ送出する。このような主局への通信
接続を、以下アップリンクと呼ぶ。また、主局から副局
への通信接続もあるが、このような通信接続は以下ダウ
ンリンクと呼ぶ。ダウンリンクに使用される搬送波周波
数はアップリンクに使用する搬送波周波数とは異なり、
全ての動作中の副局により継続的に監視される。上記の
既知の方法によれば、主局により受信された信号は増幅
されて再送信され、この再送信された信号は動作中の全
副局により受信されるが、基本的には一つの特定の副局
への送信を意図するものである。この場合、送信した副
局も上記の主局により再送信されたデータパケットを受
信し、該データパケットを先に送信したものと比較す
る。そして、この比較結果に基づいて当該副局は先に送
信したデータパケットが主局により正しく受信され且つ
再送信されたかを判定する。ここで、正しく受信されて
いると判定された場合は、新たなデータパケットを送信
し（叉は、新たなデータパケットが無い場合は送信を停
止し）、叉はエラーが発生した場合は先に送信したデー
タパケットを再送信する。

【０００４】データパケットの次の送信は、このデータ
パケットが再び先に送信されたデータパケットであるか
叉は新たなデータパケットであるかに拘らず、先に使用
されたタイムスロットに対してランダムなタイムスロッ
トで実行され、ここで上記の先に使用されたタイムスロ
ットと上記の新たに使用されるタイムスロットとの間の
時間間隔は前述した確率ｐに依存する。

【０００５】エラーの最も重要な原因は２以上の副局に
よる同時送信である。この場合、主局により送信される
データパケットは該主局により同時に受信された２つの
データパケットの組み合わせとなり、従って一方のデー
タパケットにも叉他方のデータパケットにも対応しなく
なる。結果として、両副局ともそれらのデータパケット
をもう一度送信しなければならない。上記のようなデー
タパケットの衝突の確率は副局がデータパケットをより
頻繁に送信するにつれて増加することは明かであり、こ
のことが通信チャンネルの使用効率（スループットなる
用語で示され、通信チャンネルを介して毎秒当たり正し
く受信されるデータビットの数を当該通信チャンネルを
介して毎秒当たりに送信することができるデータビット
の最大数で割った数で表される）の低下の原因となる。
一方、副局があまり頻繁に送信をしない場合は、事実、
データパケットの衝突の確率は低くなるが、通信チャン
ネルの使用を低下させる結果として、当該通信チャンネ
ルのスループットも低下することになる。従って、通信
チャンネルは約37％なる最適スループットを有すること
になる（前述した文献の256頁参照）。

【０００６】実際には、通信チャンネルのスループット
は通常上記最大値より小さい。その重要な原因は、既知
の方法では確率ｐは、当該システムが通信チャンネルの
負荷が一時的に平均的な負荷よりも大幅に大きいという
統計的には有りそうにないがありえないことではない場
合にでも、送信すべきメッセージにより塞がってしまわ
ないことを保証するために比較的小さくなくてはならな
いからである。

【０００７】上記の既知の方法の他の欠点は、送信側の
副局がデータパケットが主局により正しく受信されたか
否かを知るために、主局はアップリンクを介して受信さ
れたデータパケットをダウンリンクを介して常に繰り返
さねばならないことにある。このことは、ダウンリンク
における通信能力の大きな負荷になることを意味し、且
つ、実際にはダウンリンクがアップリンクにより受信さ
れたデータパケットの繰り返しに専ら使用されてしまう
ことを意味する。従って、既知の方法は主局が中継局と
してのみ動作するような２つの副局間での通信を意図す
るものである。

【０００８】

【発明の目的及び概要】本発明の目的とするところは、
上述したような既知の方法を全般的に改善することにあ
る。

【０００９】特に、本発明は既知の方法を、主局が中継
局としては働くのではなく受信局として働くようなシス
テムに使用するのに適するように、改善することを目的
とする。このことは、副局がデータパケットを主局に送
り、その際にこれらのデータパケットに含まれる情報が
まず第１に主局自身のためのものであるということを意
味すると理解されたい。ここで、主局は受信された情報
を検出し且つ内部で処理する。また、主局は副局用の情
報をダウンリンクにより送出するが、この目的のために
主局により送信されるデータパケットは主局により受信
されたデータパケットとは異なるものである。この場
合、主局により受信されたデータパケットは再送信され
ず、従って副局はデータパケットが正しく受信されたか
否かは比較によっては検出することはできない。

【００１０】更に詳述すると、本発明は既知の方法を通
信チャンネルの実際のスループットが増加するように改
善することを目的とする。

【００１１】上記目的を達成するため、本発明による方
法は、主局が特定の副局からのデータパケットを特定の
タイムスロットで正しく受信した場合は、次のタイムス
ロットが上記の特定の副局によってのみ使用されるよう
に予約されることを特徴としている。

【００１２】この構成によれば、特定の副局に、送信す
べきメッセージの最初のデータパケットが主局により正
しく受信された故に通信チャンネルに対するアクセスが
許された場合に、当該副局に対して、前記メッセージの
送信を次の各データパケットが他の副局から来るデータ
パケットと衝突する危険を犯すことなく完了するような
機会が与える。このように、送信すべきメッセージの次
の各データパケットは主局によりかなりの確実性で正し
く受信される。言い替えれば、当該通信チャンネルのス
ループットは改善され、前述した37％なる最適値以上の
スループットが得られる。

【００１３】ある実施例によれば、主局は前記の特定の
タイムスロットに続くタイムスロットにおいて、上記特
定のタイムスロットにおけるデータパケットの受信状況
を示す少なくとも１個のビットを有するようなデータパ
ケットを送信する。かくして、当該副局が前のタイムス
ロットで送信したデータパケットが正しく受信されたか
否かを（当該副局が２つのデータパケット間の比較をな
すことを必要とすることなく）知ることができるばかり
でなく、他の全ての動作中の副局もこのことを知ること
ができる。前のタイムスロットで送信されたデータパケ
ットが確かに正しく受信されている場合は、当該副局は
次のデータパケットを所定の次のタイムスロットで送信
し、前のタイムスロットでデータパケットを送信しなか
った残りの各副局は、正しい受信状況を示す上記ビット
の受信に応じて前記所定の次のタイムスロットではデー
タパケットは送信しない。したがって、このタイムスロ
ットは前記特定の副局専用で使用されることになる。

【００１４】また、本発明は上述した各方法が使用され
るような通信システム及び交通ナビゲーションシステム
にも関する。更に、本発明は上記通信システム叉は交通
ナビゲーションシステムで動作するような副局にも関す
る。

【００１５】

【実施例】本発明は特に既知の交通ナビゲーションシス
テムに使用するのに適しているので、以下においては例
示として交通ナビゲーションシステムに関連して述べ
る。このシステムにおいては、主局１が当該主局の管轄
領域内にいる複数の車両２のためのナビゲーション情報
を連続的に送出する。なお、図１においては単一の車両
しか図示されていないが、各車両はナビゲーション・コ
ンピュータ４を備える副局３を有している。ナビゲーシ
ョン・コンピュータ４は図１においては明確化のために
車両２の外側に示してあるが、通常は勿論車両２に搭載
されている。該ナビゲーション・コンピュータ４は、例
えばCD ROM等の静止メモリ５を有し、このメモリには少
なくとも前記管轄領域内における道路システムに関連す
る基本データが記憶されている。更に、当該ナビゲーシ
ョン・コンピュータ４は例えばキーボード等の入力部６
を有し、この入力部により使用者は例えば出発点及び終
着点等に関するデータを入力することができる。例えば
上記の出発及び終着点並びにメモリ５に記憶された前記
道路システムの基本データ等に基づいて、ナビゲーショ
ン・コンピュータ４はたどるべき経路を計算し且つこの
経路を表示装置７を介して使用者に報知する。この表示
装置７は、例えば、画像スクリーン及び／叉はスピーカ
を有し、これらを介して使用者に指示を与える。

【００１６】一方、補助情報が主局１からダウンリンク
により送信される。この補助情報は前記メモリ５に記憶
されている状況とは異なる状況に関するものである。こ
のような異なる状況の一例は、例えば、事故叉は工事に
より交通が遮断された道路或いは新たに開通した道路等
である。他の例は、特定の道路に交通渋滞(tailback)が
ある場合である。

【００１７】当該交通ナビゲーションシステムを、副局
３が主局１に対してその出発及び終着点を通知し、主局
１がこの情報に基づいて当該副局３に対してこの副局に
関連する補助情報のみを送信するように構成することも
可能であるが、このような構成は実際には好ましくな
い。その主たる理由は、この交通ナビゲーションシステ
ムの使用者、即ち当該車両２の運転者、の秘密の保護に
ある。従って、前記補助情報は如何なる使用者に対して
も利用できる情報として送信される。該補助情報を受信
するため、各副局３はアンテナ20と、受信された情報を
ナビゲーション・コンピュータ４に転送する一方送信す
べき情報を該コンピュータから受信するための送信／受
信部21とを有している。当該車両２のナビゲーション・
コンピュータ４においては、どの補助情報が当該車両２
がたどるべき経路に関係するかを判断し、且つ、このた
どるべき経路が現在の状況に適応される。

【００１８】上記のような交通ナビゲーションシステム
の信頼性を制限する要素は、現状を変更するために上記
のような補助情報が適応化される速度である。例えば、
事故が発生した場合には、一方においては他の道路使用
者に遅れを避けることができるように、叉他方において
は道路上に交通渋滞が発生するのを避け、これにより緊
急車両等が事故現場に速やかに到着することができるよ
うに、補助情報は即座に適応化されることが重要であ
る。

【００１９】前述した従来の交通ナビゲーションシステ
ムの信頼性を改善するために、本発明による交通ナビゲ
ーションシステムの重要な側面によれば、各副局３が主
局１に対して当該車両２によりカバーされた区画のアク
セス容易性に関する情報を送信する。上記区画のアクセ
ス容易性に関するこの情報は、一般に、特定の区画をカ
バーすることができる平均速度に関するもののみならず
例えば路面の氷結の可能性に関わる温度等に関するよう
なものであってもよい。

【００２０】次に、図２は道路システム10の一部を概念
的に示し、ここでは車両２は出発点Ａから終着点Ｂへ移
動する。この道路システム10は所定の方法により区画11
に副分割されている。この副分割をおこなう方法は本発
明の理解には重要ではないので、ここではこれ以上説明
しない。しかしながら、この副分割は道路13の交差点12
から得られる副分割とは同一でなくてよいことには注意
されたい。

【００２１】車両２がある区間11から離れる場合は、常
に、ナビゲーション・コンピュータ４は当該区画11の識
別(identity)及び例えば当該区画11で車両２がなした平
均速度及び走行時間等に関する情報を含むメッセージを
作成し、このメッセージは主局１へ送出される。上記の
ようなメッセージは各々が各タイムスロット内で送信さ
れる種々のデータパケットを有することができる。ここ
でも、交通ナビゲーションシステムの使用者の秘密を守
るために、上記のメッセージは通常送り主の識別に関わ
るような情報は有していない。

【００２２】ここで、上記のようなメッセージの作成及
び送信は車両２の運転者が当該ナビゲーションシステム
を使用していない場合、即ち該運転者が経路の選択に関
してナビゲーション・コンピュータ４により案内されて
いない場合、でも実行され得ることに注意されたい。

【００２３】実際には当該区間11には複数の車両２が走
行するので、主局１が当該区間11において明らかに可能
な平均速度及び走行時間に関する複数の独立した「測定
値」を受信することは明かであろう。

【００２４】また、上記データパケットの作成及びデー
タパケットの送信における遅れは数秒或いは数分間程度
であっても許容できることは明かである。上記のような
遅れは通信技術においてはかなり大きいと考えられ、電
話による会話の中継等にとっては許容されるものではな
いが、交通情報を受け渡すには数秒程度の時間長は「直
接」であるとみなすことができる。

【００２５】前記メッセージの内容の性質により数個の
メッセージが全て失われてさえも許容される。これに関
して、主局１は同一の区間11に関する複数のメッセージ
を受信するが、そのようなメッセージの内容は極めて有
用ではあるが補助情報としかみなされない。

【００２６】説明を完全にするため、データパケットは
異なる形式の情報を含んでもよいことに注意されたい。
例えば、タクシー叉は品物を輸送する車両はその位置に
関する情報を主局１に送り、そのような場合主局１は当
該情報を当該タクシー叉は運輸会社の中央局に送るため
の中継局として働く。また、車両２は例えば当該車両が
事故に巻き込まれた場合等に緊急メッセージを送信する
こともできる。

【００２７】図３は、本発明によるデータ伝送手順の一
実施例が使用された場合の副局３によるメッセージの送
信のタイミングチャートである。

【００２８】ある時点において、副局３は送信すべきメ
ッセージを有する。次の空のタイムスロットから始め
て、副局３はその最初のデータパケットＩを送信するこ
とができる。このタイムスロットにおいては送信確率ｐ
は所定の値を有し、非送信の確率は１−ｐに等しくな
る。従って、副局３が上記の最初のデータパケットＩを
主局１に対して送信する（アップリンク）実際のタイム
スロットの識別は前もっては行うことはできない。この
点に関しては、ｘ個の空のタイムスロットが経過した後
に前記の最初のデータパケットが未だ送信されていない
確率が、ｘ≧１とした場合（１−ｐ）ｘに等しくなるこ
とにのみ注意されたい。

【００２９】以下の説明においては、副局３が前記メッ
セージの最初のデータパケットＩを送信するタイムスロ
ットを「ｎ」で参照する。本発明は主局１が例えば衛星
通信におけるようにデータパケットに対して中継局とし
て働くような場合にも適用することができるが、ナビゲ
ーションシステムの上記例において主局１により受信さ
れた前記データパケットＩは中継されることはなく、主
局１自体により処理される。この場合、主局１は受信さ
れたデータパケットＩが正しく受信されたか叉は乱され
た形で受信されたかを判定するように構成されている。
上記の乱された受信の一例は、２つの副局が同一のタイ
ムスロット内でデータパケットを送信した場合である。
受信が正しいか叉は乱されたかを検出するために、各デ
ータパケットはチェックビットを有することができる。

【００３０】例示のために、そのような検出に関し簡単
に述べる。もし主局１が特定のタイムスロット内でアッ
プリンクの搬送波周波数の如何なる信号強度も検出しな
い場合は、主局はこのタイムスロットにおいては何れの
副局もデータパケットを送信していないと推定する。一
方、主局１が特定のタイムスロット内でアップリンクの
搬送波周波数の信号強度を検出した場合は、主局１は前
述したチェックビットを用いてチェック手順を実行す
る。このチェック手順の結果によって、主局はデータパ
ケットが正しく受信されたか否かを判定する。

【００３１】タイムスロットｎに続くタイムスロットn+
1においては、主局１は全ての動作中の副局３に対する
（ダウンリンク）データパケットＤを送信し、ここで該
データパケットＤにおいてはその少なくとも１個のデー
タビットが前記タイムスロットｎにおいて受信されたデ
ータパケットＩの受信状況を示している。この少なくと
も１個のデータビットに加えて、タイムスロットn+1の
情報は例えば交通情報のような全ての副局に適した情報
を有してもよい。前記の受信状況ビットの値に基づい
て、上記副局３は送信すべき次のデータパケットIIが再
びタイムスロットｎで送信したデータパケットＩである
か（タイムスロットn+1で受信された受信状況ビットが
乱れた受信を示している場合）又は送信すべき次のデー
タパケットIIが２番目のデータパケットであってよいか
を決定する。

【００３２】なお、上記各データパケットのデータビッ
トが符号化される方法は本発明の理解には必要がないか
ら、この符号化についてはこれ以上ここでは説明しな
い。更に、一つのデータパケットが幾つのデータビット
を含むのか、及び前記受信状況ビットが主局１により送
信されるべきデータパケット内のどの位置にあるかも、
本発明による方法の実施には重要ではない。例示とし
て、主局１により送信すべき各データパケットＤは、先
ず所定数の交番する同期ビット(sync)を有し、次のビッ
トが受信状況ビットである。ここで、更に例示として、
上記受信状況ビットは「０」なる値で乱れた受信を示
し、「１」なる値で正しい受信を示す。

【００３３】ダウンリンクにより受信状況ビットを送信
することにより、ダウンリンクにおける送信時間を受信
されたデータパケットの繰り返しのために費やす必要が
なく、それでいて各使用者に対して「受信確認(acknowl
edgement of receipt)」を送信することができるという
利点がある。ここで、上記のような「受信確認」は先行
するタイムスロットでデータパケットを送信した副局に
対してのみ意味を持つことに注意されたい。この場合、
この副局は本発明による方法によりデータパケットを送
信し続けることができる。

【００３４】上述した「受信確認」と同時に、次のタイ
ムスロットの確保（予約）がなされる。ある実施例にお
いては、前述した受信状況ビットは、正しい受信を示す
場合、当該副局に関する次のタイムスロットの予約のた
めに同様に使用される。次のタイムスロットの予約は当
該通信システムに関して固定の手順に従って実行しても
よく、その場合は主局により送信されたタイムスロット
が予約ビットを有する場合に次のタイムスロット叉は次
の２番目のタイムスロット等のどのタイムスロットが予
約されるかが予め決定されている。先に見たように、
「受信確認」は先のタイムスロットにおいてデータパケ
ットを送信した副局にとってのみ重要であり、上記の予
約されたタイムスロットはこの副局に関してのみ予約さ
れる。図３に示した実施例においては、予約されるタイ
ムスロットはタイムスロットn+2である。この場合、当
該副局はタイムスロットn+2から始めて、タイムスロッ
トn+2、n+4、n+6、…において常に送信することがで
き、受信状況ビットは主局によりタイムスロットn+3、n
+5、n+7、…で送信される。他の全ての局は上記受信状
況ビットをタイムスロットn+1、n+3、n+5、n+7、…で受
信し、この受信状況ビットから（これが、もし正しい受
信を示せば）タイムスロットn+2、n+4、n+6、…が他の
副局（どの副局かは分からないまま）用として予約され
ることが推測されるので、これら他の局はタイムスロッ
トn+2、n+4、n+6、…では送信は行わない。従って、送
信している上記副局のデータパケットは他のデータパケ
ットとの衝突の危険を犯すことはない。この構成はアッ
プリンクのスループットを向上させる。何故なら、誤っ
た受信の確率が減少するからである。

【００３５】主局が中継局として動作する場合は、ダウ
ンリンクにより送信されるデータパケットのデータ内容
はアップリンクにより送信されるデータパケットのもの
と同一であってもよいことに注意されたい。しかしなが
ら、例示として説明している交通ナビゲーションシステ
ムにおいては、ダウンリンクにより送信されるデータパ
ケットのデータ内容は、通常、アップリンクにより送信
されるデータパケットのものとは異なっていることに注
意されたい。

【００３６】上述した例においては２つの副局が交互で
はあるが同時的にアップリンクを使用することができ
る、即ち互いに妨害することなく一方の副局がタイムス
ロットn+1、n+3、n+5、n+7、…で送信し、他方の副局が
タイムスロットn+2、n+4、n+6、…で送信することがで
きることにも注意されたい。複数の副局が交互にではあ
るが同時的にアップリンクを使用することが望ましい場
合は、タイムスロットn+1で送信され且つ正しい受信を
示す受信状況ビットは、通常、ｊを２以上の整数とした
場合当該副局に関してタイムスロットn+jを予約するこ
とを意味する。この場合、交互ではあるが同時的にアッ
プリンクを使用することができる副局の数は通常ｊに等
しい。他の例として、主局に受信状況ビットに加えて、
当該受信状況ビットが関連する局専用としてどのタイム
スロットが予約されるかを示すような１以上のビットを
送出させることにより動的なタイムスロット割付を有す
るようにすることも可能である。

【００３７】上記の場合、衝突の結果として受信が乱さ
れる可能性は最早ないが、他の何らかの原因で乱れが生
じる可能性は依然として存在する。その結果は、単に、
タイムスロットn+1で送信された受信状況ビットが乱さ
れた受信を示すのみであり、従って当該副局はタイムス
ロットn+jの予約を有することがなくなり、このタイム
スロットn+jをいずれの副局（従って、上記当該副局
も）による使用に関しても解放させ、一方、送信を希望
する副局は前述したように実際に送信するか否かを前記
確率ｐに基づいて決定する。

【００３８】副局３の前記送信／受信部21の一実施例を
図４にブロック図として詳細に示す。当該副局３はアン
テナ20により受信された情報を入力すると共に当該情報
を前記ナビゲーション・コンピュータ４に転送する受信
機23を有している。当該副局は更に上記コンピュータ４
から受信された情報を送信する送信機24を有している。
送信及び受信は、同期が主局により制御されるタイムス
ロット内で既知の方法によりなされる。受信機23は検出
兼制御回路26に結合され、該回路26は受信された情報か
ら受信状況ビットの存在を検出する。前記コンピュータ
４により供給される送信すべき情報パケットは常時メモ
リ25に供給され、該メモリは少なくとも当該副局により
一番最近に送信された情報パケットを常に保存する。検
出兼制御回路26は、肯定的な受信状況ビット（即ち、正
しい受信の確認）が検出された場合にスイッチ27が送信
機24をコンピュータ４に直接結合し連続した情報パケッ
トを所定のタイムスロット内で送信するように、スイッ
チ27を制御する。しかしながら、検出された受信状況ビ
ットが否定的であった場合は、当該回路26はスイッチ27
を介して送信機24を前記メモリ25に結合し、一番最近に
送信された記憶された情報パケットを再送信するように
する。

【００３９】上記副局がデータパケットの送信を完了し
た場合は、該副局は単に送信を停止する。この場合、主
局は当該タイムスロットｎでは何の信号も受信すること
はなく、一時停止されている受信に対して、乱された受
信を示す受信状況ビットを送信することにより応答する
ので、タイムスロットn+2は何れの副局にとっても利用
可能となる。

【００４０】あるメッセージの終わりにおいてはこのよ
うに１個の予約されたタイムスロットが使用されないこ
とになる。言い替えると、各メッセージには必ず１個の
空きのタイムスロットが存在する。もしこの空きのタイ
ムスロットを使用することによってより一層効率の改善
を達成しようと欲するならば、この改善は当該副局にそ
の最終データパケットにおいて「メッセージの終わり」
の状況を示すようなコードを同時送信させることにより
成し遂げることができる。上記のことは、実際には、副
局から主局に対して送信する各データパケット内で１個
のビットをタイムスロット予約ビットとして使用するこ
とにより実現することができる。例示として、このビッ
トの「１」なる値は当該副局が未だ少なくとも１個のデ
ータパケットを送信しなければならない（従って、次の
タイムスロットの予約を要求する）状況を示し、このビ
ットの「０」なる値は当該副局が送信を完了し（従っ
て、次のタイムスロットの予約は最早必要としない）状
況を示す。この場合、次のタイムスロット(n+j)は送信
を希望する他の副局により即座に使用される。

【００４１】本発明によるこのようなオプションを利用
するか否かの事実は、例えば、メッセージ当たりの平均
データパケット数に対するデータパケットの平均長に依
存する。例えば、一つのデータパケット内で送信するこ
とができるビットの数が60に等しい場合は、一つのタイ
ムスロットが使用されないという事実はメッセージ当た
り60ビットの損失を意味する。一方、各データパケット
におけるタイムスロット予約ビットの使用は、データパ
ケット当たり１ビットの損失を意味する。このように、
タイムスロット予約ビットの使用は、メッセージ当たり
のデータパケットの平均数が60未満の場合にのみ利点が
ある。

【００４２】タイムスロット予約ビットを伴う伝送手順
の上記変形例が実際に使用され、且つ、送信している副
局がタイムスロットｎで送信されたデータパケット内で
該データパケットが当該メッセージの最終のものである
ことを示した場合においてタイムスロットn+jが他の副
局により使用されるべく解放された場合、上記の送信副
局は主局から上記最終データパケットの受信品質に関す
る詳細を受信しない。このような状況は通信が乱される
可能性が許容される程小さいと思われる場合には許容す
ることができるであろう。ここで、上記最終データパケ
ットが送信されている間は残りの副局はいずれも送信す
ることがないので、データパケットの衝突の結果として
の乱れは起きることがないであろうことに再度注目され
たい。しかしながら、全ての場合において当該システム
の信頼性を保証し、且つ、その結果としてメッセージの
最終データパケットに関する受信状況ビットを設けたい
と欲するならば、主局は好ましくは別個の受信状況ビッ
ト及び別個のタイムスロット予約ビットを送信するよう
にしてもよい。前述したのやり方と同様に、受信状況ビ
ットは送信している副局にとってのみ重要であり、当該
副局は受信状況ビットに応答して最後に送信されたデー
タパケットが正しく受信されたか叉はこのデータパケッ
トを繰り返す必要があるか否かを決定する。タイムスロ
ット予約ビットは、送信副局に対しては当該副局がタイ
ムスロットn+jにおいて送信することが許可された旨を
示し、他の副局に対してはこれら副局はタイムスロット
n+jにおいては送信することが許可されないことを示す
が、これも前例に匹敵するものである。主局がタイムス
ロットｎにおいて、タイムスロット予約ビットが当該副
局がこれ以上のタイムスロットの予約を要求しないよう
な状況（即ち、メッセージの終了）を示すデータパケッ
トを受信した場合も、受信状況ビットは当該送信副局に
対してのみ重要であり、一方タイムスロットn+jは上記
タイムスロット予約ビットに基づいて全ての副局に対し
て解放される。

【００４３】アップリンク通信チャンネルの瞬時的負荷
はｐとメッセージを送信しようとする副局の数とに比例
することは明かである。既知のように、アップリンク通
信チャンネルの瞬時的スループットは図５の曲線（前記
文献の6.3図参照）で示されるようにその瞬時的な負荷
に依存し、ここで最適負荷時の平均スループットは37％
に等しい。本発明による方法の実施によればこのスルー
プットが改善される。このことは次のように理解され
る。即ち、従来の方法においてはメッセージの各データ
パケットはアップリンクにより統計的争奪法により送信
されるが、本発明による方法においてはメッセージの最
初のデータパケットのみが統計的争奪法により送信さ
れ、当該メッセージの他の全てのデータパケットは所定
の予約されたタイムスロット内で確実に送信されるから
である。

【００４４】ここで、送信すべきメッセージは種々のカ
テゴリーに分類されること及び確率ｐは異なるカテゴリ
ーのメッセージ毎に異なるであろうことに注意された
い。例えば、前記の区画情報に関係するメッセージ（以
下、カテゴリーＩと呼ぶ）に加えて、輸送事業用のメッ
セージであって車両の位置に関するもの（以下カテゴリ
ーIIと呼ぶ）、及び緊急メッセージ（以下、カテゴリー
IIIと呼ぶ）も送信することができる。この場合、カテ
ゴリーIIIのメッセージはカテゴリーＩ及びIIのメッセ
ージよりも高い優先度を有し、例えば1/20なる一定の大
きな送信確率ｐを有する。

【００４５】カテゴリーIIのメッセージはカテゴリーＩ
のメッセージより高い優先度を有し、高い送信確率を有
するものとすることができる。簡単な実施例において
は、確率ｐ(I)と確率ｐ(II)との間には例えばｐ(II)＝1
0ｘｐ(I)なる一定の関係がある。なお、全ての副局をカ
テゴリーIIのメッセージを送信するように構成する必要
はないことに注意されたい。

【００４６】上記の説明は、副局においては先ずカテゴ
リーIIIのメッセージが送信されるべきか否かを判断す
ることを意味する。もしそうであれば、これらのメッセ
ージが対応するチャンネルアクセス確率ｐ(III)で送信
される。もしそうでない場合は、副局においてはカテゴ
リーIIのメッセージが送信されるべきか否かが判断され
る。もしそうであれば、これらのメッセージが対応する
チャンネルアクセス確率ｐ(II)で送信される。カテゴリ
ーIIにもカテゴリーIIIにも送信されるべきメッセージ
がない場合は、カテゴリーＩの何れかのメッセージが対
応するチャンネルアクセス確率ｐ(I)で送信される。し
たがって、実際には、カテゴリーＩの特定のメッセージ
が送信されるまでにかなりの時間遅れが生じる可能性が
ある。これは既に述べたように欠点ではないが、当該メ
ッセージはある時間後ではもはや受信する必要がないで
あろうことは明かである。従って、副局は例えば５分間
等の所定の期間待ったメッセージはそのメモリから削除
し送信しないように構成してもよい。このような考え方
はカテゴリーIIのメッセージに関わるものでもある。即
ち、輸送事業においてはその車両の現在位置には一般に
関心があるが、例えば一時間も前の位置に関する情報に
は関心がないのである。このように、遅れたメッセージ
の排除は通信チャンネルの負荷を減少させるが、このよ
うな負荷の減少は大きな遅れのある場合、即ち大きなチ
ャンネル負荷のある場合に特に発生する。

【００４７】本発明による方法の他の実施例において
は、次のタイムスロットの予約はカテゴリーIIIのメッ
セージに関しては有効ではない。例えば当該車両が事故
に巻き込まれて援助を要請する場合に使用される上記の
ようなメッセージは、できる限り速く送信されねばなら
ず、遅れは望ましくない。特定の副局でカテゴリーIII
のメッセージの送信が必要となった直後に、当該副局は
次のタイムスロットでこの緊急メッセージの最初のデー
タパケットを、該タイムスロットが他の副局専用に予約
されているか否かに拘らず、送信する。当該タイムスロ
ットが実際に他の副局用に予約されていた場合は、上記
緊急メッセージの最初のデータパケットはこの他の副局
により送信されるデータパケットと衝突するであろう。
このような事態に対して、主局は誤った受信を示す受信
状況ビットを送信し、且つ、次のタイムスロットは予約
しないことを示すタイムスロット予約ビット（もしあれ
ば）を送信することによって応答するであろう。言い替
えれば、他の副局による連続して繰り返される次のタイ
ムスロットの予約は中断され、ｎ、n+j、n+2j、…なる
タイムスロット列が全ての副局によりアクセスできるよ
うに解放される。実際に当該タイムスロットへのアクセ
スを得るには、上記緊急メッセージはこのタイムスロッ
トに対するアクセスを欲している他の何れの副局（例え
ば、予約シーケンスが中断されている副局）とも競わな
ければならない。アクセスの確率は統計的に決まり、こ
の確率はカテゴリーＩ及びIIのメッセージに対するより
緊急メッセージに対する方がずっと大きいから、緊急メ
ッセージが比較的短い期間でアップリンクに対するアク
セスを得る確率は非常に大きい。

【００４８】もし望むならば、緊急メッセージの送信に
関するアップリンクへのアクセスを得る確率を以下の１
以上の手段を講じることにより更に向上させることがで
きる。

【００４９】第１の手段として、前述したようにして予
約シーケンスが中断された場合全ての他の副局はタイム
スロットn+jを空きにし、緊急メッセージを送出したい
副局がタイムスロットn+jで確実に（確率ｐ＝１）送出
するように構成した通信システムを述べることができ
る。アクセスを得ようとするこの企てがうまくゆかなか
った場合は、アクセスの争奪がタイムスロットn+2jから
開始されるであろう。従って、種々の副局が緊急メッセ
ージを同時的に送出しようと欲するような例外的な場合
は、それら緊急メッセージは確かに衝突し、かくしてア
クセスは全く得られないであろうし、通信チャンネルは
阻止されてしまうであろう。

【００５０】ダウンリンクにおいて受信状況ビットのみ
が送信され、このビットが同様にタイムスロットn+jを
予約するためにも使用されるような実施例においては、
この例は慎重にも各予約シーケンスが終わる毎に１個の
タイムスロットを「犠牲にする」ことになる。別個の受
信状況ビット（Ｃ）と別個のタイムスロット予約ビット
（Ｒ）とがダウンリンクで常に送信されるような実施例
においては、各予約シーケンスの後に１個のタイムスロ
ットが不必要に犠牲になってしまうのを防止することが
できる。これに関しては、これらの２つのビットＣ及び
Ｒによればアップリンクを介してタイムスロットｎで送
信されたデータパケットに関して４つの状況を識別する
ことが可能である。これらの状況を以下に例示として説
明するが、ここでは簡略化のためＣ＝１は正しく受信さ
れたデータパケットを示し、Ｒ＝１はタイムスロットn+
jの予約を示す。 １） Ｃ＝１、Ｒ＝１：タイムスロットｎでデータパケ
ットは正しく受信され、タイムスロットn+jが予約され
た。 ２） Ｃ＝１、Ｒ＝０：タイムスロットｎでデータパケ
ットは正しく受信されたが、タイムスロットn+jは空き
である（但し、前述したように、タイムスロットn-jで
送信した副局がアップリンクを介して当該データパケッ
トはメッセージの最終のものであると通知したとす
る。） ３） Ｃ＝０、Ｒ＝０：タイムスロットｎでは何のデー
タパケットも受信されなかった。これは、乱された受信
であってタイムスロットn-jにおいても乱された受信が
あった場合か、叉はデータパケットの受信でない場合の
何れかである。タイムスロットn+jは空きである。 ４） Ｃ＝０、Ｒ＝１：乱された受信であったが、タイ
ムスロットn-jでは乱されていない受信であった（もし
適応可能であるなら、前述したように、タイムスロット
n-jで送信した副局がアップリンクを介して当該データ
パケットがメッセージの最終のものでないと通知した場
合）。タイムスロットn+jの予約は継続される。このよ
うな状況は、予約シーケンス中に何らかの理由によりデ
ータパケットの受信に乱れがある場合に発生するが、緊
急メッセージを送信すべくアクセスを得るために副局が
予約シーケンスに割り込むのとは異なる如何なる理由に
よっても殆ど発生しない。

【００５１】緊急メッセージを送信すべくアップリンク
へのアクセスを得る確率を向上させる第２の方法とし
て、予約シーケンス中の一つに割り込む方法のみなら
ず、複数の（例えば全部の）予約シーケンスに割り込む
方法がある。この方法は、例えば、タイムスロットn+
1、n+2、n+3、…においてダウンリンクにより正しい受
信及び予約のメッセージが受信されるまで、タイムスロ
ットｎ、n+1、n+2、…においてデータパケット（例え
ば、ダミーのデータパケット）を単に送出することによ
り実現することができる。しかしながら、複数の副局が
緊急メッセージを送出したいと欲する場合に当該通信チ
ャンネルが完全に詰まってしまうという危険性がある。
これを避けるためにはｊを比較的大きく選定すればよ
い。

【００５２】なお、等業者にとっては上述した実施例を
本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変更及び改
善することが可能であることは明かである。例えば、受
信状況ビット及び／叉はタイムスロット予約ビットをタ
イムスロットn+1に代えてタイムスロットn+j-1で送信さ
れるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、主局及び副局を示すブロック図、

【図２】 図２は、道路システムの概念図、

【図３】 図３は、アップリンク信号及びダウンリンク
信号のタイミングチャート、

【図４】 図４は、図１の副局における送信／受信部の
構成を示すブロック図、

【図５】 図５は、従来の方法を使用した場合の通信チ
ャンネルの瞬時的スループットと瞬時的送信負荷との間
の関係を示す曲線を表したグラフである。

【符号の説明】

１…主局、 ２…車両、３…副局、
４…ナビゲーション・コンピュー
タ、５…メモリ、 10…道路システ
ム、11…区画、 20…アンテナ、21
…送信／受信部、 23…受信機、24…送信
機、 25…メモリ、26…検出兼制御回
路、 27…スイッチ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の副局から主局へ共通通信チャンネ
   ルによりデータを伝送する方法であって、当該通信チャ
   ンネルがタイムスロットに副分割され、これらタイムス
   ロットの長さ及び同期は前記主局により送信されるデー
   タ送信信号の対応するタイムスロット分布により決定さ
   れ、各副局は各タイムスロットにおいてデータパケット
   を送信するための所定の確率ｐを有するような方法にお
   いて、 前記主局が特定の副局から来るデータパケットを特定の
   タイムスロット（ｎ）で正しく受信した場合に、ｊ≧２
   として、次のタイムスロット(n+j)が上記特定の副局に
   より専ら使用されるものとして予約されることを特徴と
   するデータを伝送する方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、各タイ
   ムスロット(n+1)において前記主局が、前のタイムスロ
   ット（ｎ）において受信されたデータパケットの受信状
   況を示す少なくとも１個のビットを有するデータパケッ
   トを送信することを特徴とするデータを伝送する方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の方法において、前記主
   局により送信されるデータパケットが、前記次のタイム
   スロット(n+j)の予約を示す少なくとも１個の別個のビ
   ットを有していることを特徴とするデータを伝送する方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３の何れか一項に
   記載の方法において、前記副局の中の何れかにより送信
   される各データパケットが前記次のタイムスロットに関
   するタイムスロット予約を示す少なくとも１個のビット
   を有することを特徴とするデータを伝送する方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４の何れか一項に
   記載の方法において、前記副局により送出されるべきメ
   ッセージは複数のカテゴリーに分類され、前記予約がこ
   れらカテゴリーの中の所定のものに属するメッセージに
   のみ適用されることを特徴とするデータを伝送する方
   法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５の何れか一項に
   記載の方法において、一連の予約がタイムスロットｎに
   おけるデータパケットの正しくない受信により終端され
   た後にタイムスロットn+jは継続して予約される一方タ
   イムスロットn+2jは解放され、前記カテゴリーにおける
   所定のカテゴリーのメッセージに関しては、その最初の
   データパケットが正しく受信されなかった場合に当該最
   初のデータパケットのタイムスロットn+jにおける再送
   信の確率が１に等しいことを特徴とするデータを伝送す
   る方法。
7. 【請求項７】 主局と少なくとも一つの副局とを有し、
   前記副局は前記主局から情報を受信すると共に前記主局
   に情報を送出するように構成され、前記主局は前記副局
   に情報を送出すると共に前記副局から情報を受信するよ
   うに構成されているような通信システムにおいて、 前記主局と少なくとも一つの前記副局とが請求項１ない
   し請求項６の何れか一項に記載のデータを伝送する方法
   に基づいて互いに通信するように構成されていることを
   特徴とする通信システム。
8. 【請求項８】 道路システム情報が記憶されたメモリを
   有するナビゲーション・コンピュータを具備し車両に搭
   載された少なくとも一つの副局と、補助情報を送信する
   と共に前記の少なくとも一つの副局から情報を受信する
   ように構成された主局とを有する交通ナビゲーションシ
   ステムであって、前記副局が前記補助情報を受信すると
   共に前記主局に対して情報を送出するように構成されて
   いるような交通ナビゲーションシステムにおいて、 前記主局と前記の少なくとも一つの副局とが請求項１な
   いし請求項６の何れか一項に記載のデータを伝送する方
   法に基づいて互いに通信するように構成されていること
   を特徴とする交通ナビゲーションシステム。
9. 【請求項９】 請求項７に記載の通信システム叉は請求
   項８に記載の交通ナビゲーションシステムで使用される
   副局において、前記副局が請求項１ないし請求項６の何
   れか一項に記載のデータを伝送する方法に基づいて送信
   叉は受信を行うように構成されていることを特徴とする
   副局。