JPS5943858B2 - 赤外線通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は端末局及びサテライトの間をデータが赤外線信
号によつて伝送される通信システムに関する。

ホスト計算機からサテライトを介していくつかの端末局
に赤外線を使用してデータが分配される、システムはｆ
ｌ府物゛Ｗｉｒｅｌｅｓｓｉｎ−ｈｏｕｓｅｄａｔａｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｖｉａｄｉｆｆｕｓｅｉｎｆ
ｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎ’’ｂｙＦ、Ｒ、Ｇｆｅ
ｌｌｅｒａｎｄｕ、Ｂａｐｓｔ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ
ｓｏｆｔｈｅＩＥＥＥ、Ｖｏｌ、６７、ム１１（Ｎｏｖ
ｅｍｂｅｒ１９７９）ｐｐ１４７４−１４８６から周知
である。

このソステムにおいては１つのサテライトが複数の部室
の各１つに与えられている。各サテライトは赤外線信号
をその受持範囲に存在する多数の端末局へ送り、これか
ら受取つている。各サテライトは電気的配線を介してク
ラスタ・コントロ一ラヘ接続され、次いでクラスタ・コ
ントローラはホスト計算機に接続されている。この配列
体はサテライトによつて放射される信号が受持範囲中の
任意の端末によつて正確に受取られるか、もしくは逆方
向に正しく受取られる如く部室が制限された寸法の場合
には適している。大きな工場のホールの如き広い敷地中
でもデータ通信の必要性があり、この様な場合でも赤外
線信号リンクをそのすべての利点と共に使用する事が特
に望まれるが、単一のサテライトでは、妥当なコストで
利用可能な赤外線送信器の制限された伝送範囲のために
十分とは云えない。

他方多くの衛星を使用する事は放射線の重畳の問題及び
多重経路受信の問題を生ずる。多くの送信器が使用され
る或る無線（ラジオ）通信システムが周知である。

ドイツ公告特許出願第２８３９１９７号はひずみを減少
するため重魯する領域で複数の送信器が準同期搬送波を
使用する無線伝送システムを開示している。これは高価
で極端に高い安定度の発振器を必要とする。ひずみをさ
らに減少するためには、情報は２度伝送されなくてはな
らず、伝送電力の比が相継ぐ伝送間で変化する。これ等
の余分の段階は時間を消費し従つて望ましくない。ドイ
ツ公告特許出願第２７５１４１７号は復数個の受信局が
移動する物体の信号を同時に受信し得る無線通信システ
ムを開示している。

複数の受信局から中央局に同時に転送される信号のひず
みを避けるために、各受信局中には受信信号に依存して
クロツク信号の位相を変調し、受信信号のレベルに応答
して変調信号の振幅を変化させる装置が与えられる。従
つて強い信号を受信する受信局の貢献は中央局に供給さ
れる結果の信号において優越している。この明細書で考
察されているデイジタル・データ通信システムにおいて
は、信号の強さに依存する処理は望ましくなく、２つの
異なる局によつて受取られるデータの重複コピーを完全
に除去する事が望まれる。従つて本発明の目的は単一の
赤外線送信器の伝送範囲を越えた寸法の広い面積中で端
末局へのデータ伝送を可能とする赤外線信号を使用する
通信システムを与える事にある。

本発明のさらに他の目的は複数の衛星の放射範囲が重畳
しているにもかかわらず、各端末によつて各出力データ
・メツセージが正確に受取られ得る複数のサテライト及
び複数の端末局が与えられた赤外線通信システムを与え
る事にある。

本発明のさらに他の目的はたとえメツセージがいくつか
のサテライトによつて受取られた場合でも、任意の端末
からの１つのメツセージが唯一度送信される多重衛星赤
外線通信システムを与える事にある。

第１図は本発明が具体化される通信システムの全体図で
ある。

この図は５０ｍ×５０ｍの大きな部室、例えば銀行のオ
フイス・ホールもしくは工場のシヨツプ・フロアの床平
面図である。多数の端末局Ｔ１乃至゛Ｒ３は部室中に不
規則に分布されている。端末の或るものはｒイスプレイ
局及び入力キーボード、他はタイプライタ状プリンタ等
より成る。すべての端末は別の中央制御室中に存在し得
るホスト計算機と通信しなければならない。

ホスト及び端末間の伝送装置はクラスタ・コントローラ
ＣＣ並びに伝送バスによつてクラスタ・コントローラに
相互接続された複数個のサテライトＳ１乃至Ｓ８より成
る。クラスタ・コントローラは直接ホスト計算機に接続
されている。端末は床（デイスク等）上に設置され、衛
星は電灯の様に天井の下に取付けられる事が好ましい。
このシステムはホスト及び単一の大きな部室中のすべて
の端末間のオンライン通信を可能とする。これはさらに
何等の改造の必要なく部室中の端末の各１つを任意の所
望の位置に移動する事を可能とする。従つて、移動中で
もサービスの中断は生じない。ホストから端末への伝送
（ダウンリンク）は次の如く行われる。

ホストからのメツセージは電気信号の形でクラスタ・コ
ントローラを介してすべてのサテライトＳ１・・・・・
Ｓ８へ分配される。衛星はホストからのメツセージ・デ
ータによつて変調された搬送波を運ぶ赤外線を放射する
。衛星は中継局の如く１動き、すべてのメツセージはす
べての端末へ放送される。単一の衛星によつて放射され
る赤外線の範囲は略２５１ｎ半径に制限される。従つて
多重衛星の１つのソステムはほとんど全範囲にひろがつ
ている。端末からホスト迄の伝送（アツプリンク）は次
の様に行われる。

任意の端末はそのデータを赤外線信号として与えられた
パケツト・フオーマツトで送る。このパケツトは１つの
衛星（もしくはおそらくはいくつかの衛星）によつ−Ｃ
受取られ、パケツトバツフア中に記録される。適当な方
法によつて、クラスタ・コントローラは（電気信号の形
で）すべての衛星からバツフアされたパケツトを収集し
、これ等をホストに転送する。アツプリンク及びダウン
リンク信号は互に干渉しない異なる搬送波周波数を有す
る。クラスタ・コントローラ及びサテライト間のリンク
はバスである必要はない。

これは同様に閉ループ・リングであり得、もしくは個々
の線による星状構造であり得る。サテライトを介する赤
外線通信の原理は、上述のＣｆｅｌｌｃｒ等の論文から
既に周知である。

しかしながら本発明によつて提案される如き、共通の室
内もしくは領域中において多重衛星を使用した赤外線通
信システムの条件及び問題が次に順次詳細に説明される
。第２図は第１図のシステムの場合に対する８個の衛星
Ｓ１・・・・・・Ｓ８からの（ダウンリンク）赤外線放
射領域を示す。

これ等の領域はオフイス・フロアの任意の領域が影領域
にならない、即ち衛星の任意の１つからのダウンリンタ
赤外線信号を受取らない様な事のないように或る程度重
畳している。しかしながら、Ｔｘ及びＴｙの如き端末の
或るものは２つ（もしくはそれ以上）の衛星からの信号
を受取る事になる。本発明は第４図に関連して次のセク
シヨンにおいて説明される如く、問題なくこれ等の重畳
信号の誤りのない受信を可能とする。端末局の放射パタ
ーンはいくつかの選択された例の場合に対して第３図に
示された如く著しく変化し得る。

第３図の影領域は個々の端末から発生する赤外線が十分
大きな信号／雑音比で衛星によつて受信され従つて例え
ば１０−８の予定の伝送誤り率が保証される領域を示す
。ケースＡにおいては１端末の信号は１つの衛星（Ｓ１
）によつて受取られるだけである。ケースＢ及びＣにお
いては唯１つの衛星（Ｓ２）だけが２つの端末の信号を
同時に受取る。ケースＤ及びＥは干渉している。ケース
Ｄにおいては、衛星Ｓ３及びＳ４は共に同一端末からの
信号を受取る。ケースＥにおいて、衛星Ｓ３及びＳ５は
他の端末からの信号を受取る。従つて衛星Ｓ３は同様に
２つの異なる端末の信号を受取る。ケースＦにおいて、
３つの衛星（Ｓ６，Ｓｒ，Ｓ８）は同様に単一の端末の
信号を同時に受取る。任意の１つの端末によつて発生さ
れた信号は少なく共１つの衛星において常に受取られる
事に注意されたい。端末信号の分配におけるこれ等の不
規則にも拘らず正確なパケツトの収集及びホストの転送
の詳細が第６及び第７図に関連してこの明細書の後のノ
セクシヨンで詳細されている。

パケツト・フオーマツト データ・パケツトは両方向に、即ちダウンリンク及びア
ツプリンクで標準フレームの形で転送される。

フレームは次のフオーマツト（第９図参照）を有する。
１）フレーム境界信号（１バイト） ２）宛先アドレス（１バイト） ３）発信源アドレス（１バイト） ４）制御フイールド（ｌバイト） ５）情報フイールド（可変長） ６）ＣＲＣ検査文字（２バイト） ７）フレーム境界信号（１バイト） 多重衛星の端末への重畳信号の信号分配の原理第４図は
重畳する放射，フイールドを有する多重衛星を介して信
号を分配する本発明の原理を示す。

複数のサテライト・・・・・・の各々はデータ線１３及
び別個のクロツク線１５によつてクラスタ・コントロー
ラ１１に接続されている。各衛星は搬送波発生器兼変調
器１１、及び変調された搬送波によつて付勢される赤外
線ＬＥＤモジユール１９の群を有する。共通クロツク信
号はすべての搬送波発生器を同期化する。

結果の搬送波信号は線１５上のクロツク信号の若干の伝
搬遅延によつて絶対的な意味では同期していないが、隣
接衛星の搬送波間の位相差は極めて小さいので実際的に
干渉問題が生じないので実用的な意味では同期している
。この事は次の計算から明らかであろう。搬送波周波数
（赤外線の強度の変化）は１００ｋＨｚであると仮定す
ると、１搬送波サイクルは１０μ秒の時間間隔を有する
。ケーブルに制限されたクロツク信号の伝搬送度は略２
２００００Ｋｍ／秒である。重畳する放射フイールドを
有する衛星間の最大クロツク線長を１００ｍに仮定する
と、これ等の間のクロツク信号遅延は０．４６μ秒であ
る。しかしながら、これは搬送波サイクル時間のわずか
４．６％であり、端末検出回路に対して問題を与えない
。異なる衛星からの搬送波間の最大位相遅延は１搬送波
サイクルの１／３（１２００）以下でなくてはならず、
これは３．３μ秒に対応する事が研究によつてわかつて
いる。これは約７００ｍの衛星間の最大ケーブル長を許
容する。各衛星中の搬送波信号は例えばＰＳＫ変調過程
において個々に受取られたデータ信号によつて変調され
る。

変調された信号は各衛星中のＬＥＤモジユール群へ送ら
れる。これ等のモジユールの各各は合成された所望の放
射パターン（例えば円錐もしくは特定のロープ・パター
ン）を与えるために異なる方向に放射され得る。夫々の
信号波形は第５図に示されている。

衛星及び端末間の伝送媒体は非干渉性の赤外線であるが
、搬送波は赤外線の周期的強度変化として伝搬されるＨ
Ｆ信号である。もし搬送波が変調されるならば、これ等
の周期的強度変化はそれ等の位相を２進データを表わす
２つの離散的値間で変化する。変調過程の詳細はサテラ
イトの回路を説明した後のセクシヨン中で説明される。
第４図においてＴｃの如き任意の端末局は２つ（もしく
はそれ以上の）衛星からの変調信号を受取る。

赤外線の２つの（もしくはそれ以上の）異なる経路は多
くの場合おそらく異なる長さを有するがこれは考慮され
ている距離範囲中における赤外線の極めて短かい伝搬時
間によつて、即ちこの遅延は隣接衛星間のクロツク線上
のクロツク信号遅延と同じ程度であるので重大な結果を
生じない。１つの端末によつて受取られる２つの衛星か
らの信号間の全位相差は搬送波信号周期の小さな分率を
越えてはならず、従つてデータ信号のデイジタル的性質
によつては撹乱を生じない。

さらに拡散伝搬によつて、１つの衛星からの赤外線信号
がいくつかの異なる経路を介して１つの端末に到達し得
る事実は否定的効果を与えない。

上記Ｇｆｅｌｌｅｒ等の刊行物によれば拡散光学リンク
に対する帯域幅一距離積は略２６０ＭＨｚＸｍである。
この限界以下では、重要な位相歪が生じない。この結果
、各々の端末は異なるケーブル遅延及び経路長にもかか
わらず本発明の多重衛星配列体においては複数個の衛星
からの信号を受信し得る。

端末からホストへの多重アクセス・パケツト転送の原理
上述の如く、アツプリンク・パケツト転送は端末から衛
星及び衛星からホストへの２段プロセスである。

端末から衛星へ 本発明の実施例に対しては、任意の局はデータパ・ゲッ
トが準備された時にこれを直ちに転送し得るものと仮定
する。

従つて２つもしくはそれ以上の端末からの同時的伝送が
生じ得る。第３図の端末放射パターン及びこれ等のパタ
ーンに対して異なる衛星によつて受取られるパケツトを
示した第６図から明らかなる如く、次の３つの基本的状
態が生じ得る。（ａ）パケツトが或る衛星中で他のパケ
ツトと衝突して破壊され得る。

（５）パケツトが単一の衛星によつて正確に受取られ得
る。

（ｃ）パケツトが２以上の衛星によつて正確に受取られ
得る。

状態（ａ）の場合、失われた両パケツトを繰返すために
プロトコール（例えば肯定応答手順）が与えられる。

この様な方法は周知であるので、ここでは説明されない
。バケツトの衝突を避ける代りの方法は例えば周知であ
る搬送波センス多重アクセス・プロセス（ＣＳＭＡ）に
よつて端末の赤外線媒体に対する順次多重アクセスを与
える事にある。しかしながら説明を簡単にするために、
この実施例においてはパケツトの衝突が許容され、夫々
のプロトコールによつて解決されなければならない。状
態（ｂ）及び（ｃ）は次のセクシヨンで論ぜられる。衛
星からホストへ衛星Ｓ１・・・・・・Ｓ８の場合には、
搬送波センス多重アクセス（ＣＳＭＡ）手順がバスに付
する順序付けられたアクセスを保証するために与えられ
る。

バスに対するアクセスを得たサテライトはノぐゲットを
送信しこれはクラスタ・コントローラによつて及びすべ
ての他の衛星によつて受取られる。クラスタ・コントロ
ーラは必要に応じてパケツトをホストに送る。他の衛星
の各々はこのパケツトをバツフアし、これを端末から受
取つて記障しているアツグリンク・パケツトと比較する
。もしこれが一致をしていたら、記臆しているアツプリ
ンク・パケツトを破壊する。なんとなればこれは２重に
（２つの衛星によつて）受取られていて、既にホストに
送られているからである。もし、比較が一致を示さない
と、衛星はバスを求めて競合を続け、結局そのパケツト
を送信する。従つて状態（Ｆ））及び（ｃ）は次の如く
適切に処理される。

もしパ・ゲットが唯一つの衛星によつて受取られるなら
ば、これは正しくクラスタ・コレクタに転送され、最後
にホストに送られる。もしパケツ卜がいくつかの衛星に
よつて受取られたのであれば、これは唯一度、即ちバス
に対して最初にアクセスを得た衛星によつて転送され、
他の衛星中における過剰なコピーが放棄される。この手
順の詳細は後者のセクシヨン中において説明される。ホ
ストから端末へのダウンリンク・パケツトは同様にクラ
スタ・コントローラがデータ・バスにアクセスし得た後
データ・バスを介して分配されるが、これ等は衛星によ
つて正しく処理される（赤外線リンクを介して端末への
分配）陳に、発信源アドレス（ホスト・アドレス）によ
つてアツプリンク・パケツトから区別され得る。本発明
の実施例において、バス・アクセスは上述の如くＣＳＭ
Ａ手順によつて調節され得る。

勿論、多くの周知の方法の任意の他の１つ、例えばクラ
スタ・コントローラＣＣによるラウンド・ロピン・ポー
リングが使用され得る。第ｒ図はプロツク図でサテライ
トの１つを示す。

クラスタ・コントローラＣＣからのバスはデータ線１３
及びクロツク信号のための同期化線１５より成る。イン
ターフエイス・ユニツト２１は送信器／受信器セクシヨ
ン及びデータ線に対するアクセスを調節するためのＣＳ
ＭＡ論理装置より成る。制御論理装置２３は衛星の他の
機能ユニツトのために与えられる。インターフエイス２
１及び制御論理装置２３間の制御線２５及び２ｒは有効
なパケツトは伝送のために準備される時、もしくはパケ
ツトが受取られる時に夫々付勢される。第７図の右方に
示されたサテライトのダウンリンク・セクシヨンはフレ
ーム検出器兼発信局アドレス検出器２９（簡申な場合、
検出器）、直並列化器兼ゲート・ユニツト３１（簡単に
は、解直列化器）、ＦＩＦＯバツフア３３、並直列化器
３５及び第４図にすでに示された搬送波発生器／変調器
１７（簡単には、変調器）及びＬＥＤモジユール１９よ
り成る。

データ・イン線３７は受信器から検査器２９へデータを
転送する。

検査器２９はフレーム境界信号を認識する事によつて制
御論理装置２３に対する線３９土に夫々制御信号を与え
る事にある。直並列化器３１は検出器２９を介してこれ
に転送されるデータを語になる様に収集する。直並列化
器３１において発信源アドレスが利用可能となる時、こ
れは線４１を介して送信セクシヨン（後に説明される）
に転送される。もし発信源アドレスがホスト・アドレス
である事が検出されると（ダウンリンク・パケツトとし
て特徴付けられる）、すべてデータ語は線４３を介して
ＦＩＦＯバツフア３３へ直並列化器３１へ転送される。
バツフアからのデータは並直列化器３５によつて再び直
列化され得、線４４を介して同期化線１５からのＳｙｎ
ｃ信号を受取る変調器１７によつて以下説明される如く
搬送波を変調するために使用される。変調器１７から並
直列化器３５への線４５上のハンドシエイク信号は必要
な時に線４６上に与えられる。バツフア３３及び並直列
化器３５は周知の方法で並直列化器が必要とする時もバ
ツフアからのデータを抽出するために協同する。変調さ
れた搬送波は線４７を介してダウンリンク赤外線信号を
送るためにＬＥＤモジユール１９中の駆動装置へ供給す
る。サテライトのアツプリンク・セクシヨンは次の如き
機能ユニツトより成る。

赤外線信号受信器４８、解読器４９、フレーム検査器兼
発信源アドレス検出器５１（簡単には検査器）、解直列
化器５３，ＦＩＦ０バツフア５５及び並直列化器５７０
これはさらにビツト・スタッフインク解除化器５９，Ｃ
ＲＣ検査回路６１並びにＡレジスタ６５，Ｂレジスタ６
７及び比較回路６９を含む発信源アドレス比較回路６３
を含む。受信器４８は赤外線信号として受取つた変調搬
送波を解読器４９に供給し、解読器４９は検出器５１に
２進データを供給する。

フレーム境界子が認識された時、検査器５１は制御論理
装置２３へ線ｒｌ上に夫々信号を付勢する。直並列化器
５３は検出器５１からのデータをまとめて語にし、制御
論理装置２３からの線７５のイネーブル信号がアクテイ
ブならば、これ等の語をＦＩＦＯのバツフア５５へ線７
３を与える。イネーブル信号はノマケツトがＣＣへの伝
送のためにバツフア中に待機しており、及び新らしいパ
ケツトがアツプリンクを介して受信される場合はＦＩＦ
Ｏバツフアの書換えを防止する。直並列化器５３は丁度
受信した発信源アドレスを含み、このアドレスは線７Ｔ
を介してアドレス比較装置６３のＡレジスタ６５へ供給
される。

Ｂレジスタ６７は線４１に接続されて、ダウンリンク・
セクシヨンの直並列化器５３から受信パケツトの発信源
アドレスを受取る様になつている。もし両発信源アドレ
スが等しければ（２つの衛星中に受取られた１つの端末
からのパケツト）、比較器６９は制御論理装置２３に至
る線７９上に一致信号を与え、装置２３はＦＩＦＯバツ
フア５５中に記滝されたパケツトを実行に移す事を防止
する。ビツト・スタツフ解除回路５９は検出器５１から
すべてのデータを直列に受取り、伝送中端末、によるＳ
ＤＬＣ手順中において挿入されたスタツフ（詰め物）ビ
ツトを除去し、受信データからＣＲＣ文字を計算し、こ
れをフレームの終りに受取られたＣＲＣ文字と比較する
。もしテストが成功すると（誤りが検出されず、パケツ
トの衝突がないと）、夫々の信号が制御論理装置２３へ
の線８１上に与えられ、パケツトの伝送をインターフエ
イス２１から要求する線２５上の有効パケツト信号をア
クチベートする。インターフエイス２１がデータ・バス
に対するアクセスを得る時、これは線８３を介してハン
ドシエイク信号を並直列化器５ｒに送り、並直列化器５
７はＦＩＦＯバツフア５５＜：５協働して、データ・ア
ウト線８５を介してすべての記憶されたパケツトをイン
ターフエイス２１中の送信器に送る。アドレス一致が線
１９上に示される時（同一パケツトがすでに伝送されて
いる）、線２５上の有効パケツト信号はインターフエイ
ス２１がそのバス・アクセスの試みを中断する如く中断
される。

従つて重複パケツト（及び誤りパケツト）は端末から次
のパケツトが受取られる時バツフア内容の重ね書きによ
つて破棄される。搬送波発生器兼変調器 第７図の搬送波発生器兼変調器（単に変調器と呼ぶ）の
詳細が第８図のプロツク図中に示されている。

この機能ユニツトは第５図の信号波形と関連して説明さ
れる。パルス分離器８γはクラスタ・コントローラから
第５図の上方行中Ｓこ示されたパルス信号を受取るため
に同期化信号線４４に接続される。

第５図の該パルスは基本的には８００ｋＨｚパルスで５
０ｋＨｚの間隔毎に１個のパルスが除去されている。こ
れ等の間隔は赤外線リンク土におけるビツト率に対応す
る。パルス分離器８７はその出力線上に完全な８００ｋ
Ｈｚのパルス信号（パルスが省略されていない）、及び
その出力線９１上に５０ｋＨｚパルス（２０μｓ毎に１
パルス）を与える。両パルス信号は搬送波発生器９３の
入力に供給される。

この発生器は８００ｋＨｚパルスによつて励起され、１
００ｋＨｚの正弦波を与える。１００ｋＨｚもしくはこ
れ以上の搬送波周波数は受信器において赤外線信号と干
渉し得る螢光灯によつて放射される主周波数（５０もし
くは６０Ｈｚ）の高調波からの距離を得るために必要と
される。

この正弦波は第５図に示された如き５０ｋＨｚパルスに
同期化される。同期化された１００ｋＨｚ搬送波は出力
線９５上に与えられる。この様にして、すべての端末中
の搬送波は（上述の如き、タロツク信号伝搬遅延による
極めて小さな遅延を除き）同期化される。ＰＳＫ変調器
９ｒはその３つの入力上に搬送波信号（線９５），５０
ｋＨｚパルス（線９１）及び並直列化器３５（線４６）
からのデータを受取る。

パルスが線９１上に各ビツト時間が生ずる時、変調器９
７は線４６土のデ一．夕信号の２進値に依存して線４Ｌ
上に与えられる出力信号の位相を選択する。１つの２進
値に対して、出力の搬送波は不変のまま繰返され、他の
２進値に対しては反転された搬送波即ち１８０のだけシ
フトされた搬送波を供給する。

線４ｒ上の変調波はＬＥＤモジユール１９の駆動装置に
与えられ、放射される赤外線の強度を制御する。第５図
の底部における波形は２つの衛星において生ずる変調信
号である。

これ等は２つの衛星間のクロツク線上の同期信号の遅延
による小さな遅延Ｔｄを除き同一である。衛星局の動作 上記の如く、データ転送はパケツトの形においてサテラ
イトを介し２て２方向（ホスト／クラスタ・コントロー
ラから端末へのダウンリンク、及び端末からタラスタ・
コントローラ／ホストへのアツプリンク）において生ず
る。

フレーム・フオーマツトはｒでに説明された（第９図参
照）。クラスタ・コントローラＣＣ及びサテライトＳ１
・・・・・・Ｓ８はＣＳＭＡ手順中においてデータ・バ
スに対するアクセスを求めて競争する。

即ちサテライトの各々は先ずバスがすでに占有されてい
るかどうかを尋ね、もし占有されていなければバスを捕
獲しパケツトを送る。（各衛星はいくつかの衛星によつ
てパケツトが受取られる時に衝突の可能性を減少するた
め衛星が尋問を開始する前に異なる一意的な待ち時間を
有する。）しかしながら、バスがすでに占有されるなら
ばこれはあたえられたアルゴリズムに従つてアクセスを
試行する。この問題に対する多くの解法が周知であるの
で、さらに説明は必要とされないであろう。ダウンリン
ク・トラヒツクの場合、クラスタ・コントローラはバス
に対するアクセスを得るために、バスのデータ線１３に
順次パケツトのための信号を与える。

パケツトはすべての衛星によつて受取られ、直並列化さ
れてＦＩＦＯバツフア３３（第７図）へ記憶される。ク
ラスタ・コントローラはそのパケツトの転送の後、第５
図に示された如きクロツク信号のシーケンスをバスの周
期化線１５に印加する。すべての衛星は信号シーケンス
を受取り、これに応答して、データ・パケツトをＦＩＦ
Ｏバツフア３３から並直列化器３５を通して変調器に転
送し、ここで搬送波が発生され、線４４上のクロツク信
号の助けとともにデータ信号によつて変調される。変調
搬送波はＬＥＤモジユール１９申の１駆動器に印カロさ
れ、データは赤外線リンクを介してデータを分配する。
実施例における速度の関係は次の通りである。

第５図において示された如く、赤外線リンクに対する搬
送波は１００ｋＨｚであり、従つて５０ｋビツト／秒の
データ速度を可能とする。データ線１３及び衛星中の関
連回路は約１Ｍビツト／秒の高速度において動作される
。従つて、クラスタ・コントローラ及び衛星間のバス上
のデータの転送は衛星及び端末局間の赤外線リンク上の
データ転送よりも２０倍の速度である。第９図はこれ等
の時間関係を示す。

１つのパケツトを転送するためにデータ線は唯短時間占
有されるだけであるが、他方赤外線リンク上の夫々の信
号及び同期化線上のタイミング信号は勿論さらに長い持
続時間を有する。

ダウンリンク・パケツトの各々は端末局の各々によつて
受取られるが唯一度だけである（多重経路による重複さ
れたもしくは撹乱された受信なし）各端末は宛先アドレ
スを検査し、唯夫々の端末自身のアドレスもしくは一般
の放送用アドレスを帯びるパケツトを処理する。

任意の他のパケツトは端末によつて放棄される。アツプ
リンク・トラヒツクにおいて、任意の端末局は準備が出
来た時に赤外線リンクを介してパケツトを送る。

赤外線信号は１もしくはそれ以上の衛星局によつて受取
られ解読後及び直並列化された後、受信されたデータは
ＦＩＦＯバツフア５５（第７図）中に記憶される。受信
された各々アツプリンク・パツケージの発信源アドレス
、即ち送信端末を識別するアドレスはパケツトの重複コ
ピーの除去するためのＡレジスタ６５に記憶される。Ｃ
ＲＣ誤り検査は夫々回路５９，６１によつてなされ、パ
ケツトが誤りなく受取られた時にのみ夫々の有効パケツ
ト信号が衛星インターフエイス２１の送信器／受信器セ
クシヨンに与えられる。インターフエイス・ユニツトは
次のバス・アクセスに対して競合し、アクセスを得た時
データ線１３を介して記瞳されたデータ・パケツトを（
ユニツト５ｒによつて直列化して）送信する。パケツト
はホストに転送するために意図された如く、クラスタ・
コントローラＣＣによつて受取られるが、これは同様に
すべての他のサテライトによつて受取られる。これ等の
衛星において、受取られるパケツトは検出器２９に転送
されて処理される。ダウンリンク・パケツトでない事（
宛先アドレスはホスト）がＣＣによつて認識される時Ｃ
Ｃはダウンリンクを介してパケツトを転送するための同
期化シーケンスを発生されない。発信源アドレス（即ち
このパケツトを送る端末のアドレス）は直並列化器３１
を介してアドレス比較ユニツト６３中のＢレジスタ６ｒ
へ転送される。ここでＡレジスタ６５中のアドレス（即
ちアツプリンクＦＩＦＯ，ベツフア５５中に言ｄ意され
たパケツトの発信源アドレス）及びＢレジスタ６７中の
アドレス（即ちクラスタ・コントローラ及びホストへ衛
星から丁度送信されたパケツトの発信源アドレス）が比
較器６９中で比較される。もし両者が等しいと、線１９
上の一致信号は夫夫衛星中にパケツトが転送を待つてい
る事及び他の衛星から伝送されたパケツトは同一発信端
末アドレスを有する事を示す。

従つて待機バケツトは重複であつて、破棄されなければ
ならない。これは制御論理装置２３からインターフエイ
ス２１に至る線２５上に有効パケツト信号を脱勢する事
に゛よつて達成される。この様にしていくつかの衛星に
よつて正しく受取られたパケツトの唯一のコピー、即ち
最初にバスにアクセスし得た衛星中に記憶されたものだ
けが転送される。

余分のコピーを記憶している各衛星中のアドレス一致に
よつてすべての余分のコピーは破棄される。もし或るサ
テライトでアドレス一致が生じないと、この衛星中にバ
ツフアされていたパケツトはすでに転送されたものと異
なり、従つてこれはバツフア中に保持されて、後に転送
されなければならない。

この様にして、アツプリンク・パケツトに対して生じた
３つのすべての状態が正しく処理される。

（ａ） ２２の異なるパケツトの同時受信は衛星中で誤
り信号を生じ、従つて誤りデータは送られない（しかし
ながら、パケツトの転送は再び試みなければならない）
。（ｂ） １つの衛星によつて正しく受取られたパケツ
トのみがクラスタ・コントローラ及びホストに送られる
。

（ｃ） ２個もしくはそれ以上の衛星によつて正しく受
取られ、記憶されたパケツトは唯一度だけ正しく送られ
る。

他のコピーは放棄される。アツプリンクのパケツト伝送
に対するタイミングは第９図に示されている。

赤外線リンク上の端末から衛星への伝送は５０ｋビツト
／秒の率で（１００ｋＨｚ搬送波を使用して）生ずる。
完全なパケツトが受取られ及び記憶した後競合期間が続
き、その間衛星はバスへのアクセスを試みる。アクセス
が許容される時、記憶されたパケツトはアツプリンク・
バツフアからデータ線へ転送され、さらに１Ｍビツト／
秒の高速な率でクうスタ・コントローラへさらに進めら
れる。互換方法 端末局の赤外線リンクへのアクセス 実施例において、各端末がパケツトが抑制なく任意の時
刻にパケツトを送り得る。

これによつて（同じ衛星によつて受取られる２つの端末
からのパケツトの同時的伝送という）、或る所与のプロ
トコールに従つて繰返されなければならないパケツトの
衝突及び喪失に対する或る状態を生ずる。互換例として
、赤外線リンクに対するアクセスは例えばＣＳＭＡ方法
によつて調節される。送信を用意する各端末は伝送を開
始する前に、赤外線リンクが他の送信端末によつてすで
に占有されているかどうか検出するために尋関する。も
し必要ならば、与えられたアルゴリズムに従つて（多く
は周知である）赤外線リンクに再びアクセスする様に待
機して後に再試行されなくてはならない。この機構はパ
ケツトの喪失及び繰返しを避けるが端末局中の追加の機
能を与える事が必要である。データ転送の方向開示され
たシステムはホスト及び複数個の端末間でデータ転送に
対して設計される。

端末対端末の通信を与えるためのシステムを修正する事
が可能である。本発明の実施例において、端末からの各
アツプリンク・パケツトはタラスタ・コントローラ及び
ホストのみならず、すべてのサテライトに転送される。

しかしながらこれ等のサテライトにおいてはパケツトは
パケツトの重畳転送を避けるために発信端末のアドレス
を検査するためにのみ使用され得る。バス（データ線）
を介して受取られる衛星中の各アツプリンク・パケツト
を破棄するかわりにこれは赤外線リンタ土に分配するた
めにダウンリンク・バツフア中に記憶される。分配を同
期するために、クラスタ・コントローラは受取つた各ア
ツプリンク・パケツトに対して同期化信号シーケンスを
（ホストから発信されたダウンリンク・パケツトの場合
と同様に）発生し、この信号をすべての衛星に対してク
ロツク線を介してこの信号を分配し、すべての衛星はホ
ストからのダウンリンク・パケツトに対してすでに説明
された如く記憶されたパケツトを転送しなくてはならな
い。バス配列体データ・リンク及びクロツク・リンクは
多重化転送を可能とする１個のバス配列体に組合され得
るが、ダウンリンク搬送波の同期化のためにすべてのデ
ータ及びクロツク情報を利用され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はサテライト及び端末局の空間関係及び衛星及び
ホスト間の相互接続を示した通信システムの全体図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個の端末が複数個のサテライトを介してホスト
   との間に信号の送受信を行なう通信装置において、上記
   サテライトを上記ホストに接続する一個のデータ線路と
   、上記サテライトの各々から上記データ線路の使用に関
   する競合を調整する手段と、上記サテライトの各々に備
   えられ、上記端末との間に赤外線による信号の送受信を
   行ない１個の端末に対して複数個のサテライトが応答で
   きるような赤外線放射範囲を持つように設置された赤外
   線送受信装置と、上記サテライトの各々に備えられ、上
   記端末から上記赤外線送受信装置によつて送信されるパ
   ケット信号を受信した際該信号を上記データ線路を介し
   て他のサテライトに分配する装置と、上記サテライトの
   各々に備えられ、他のサテライトから分配されたパケッ
   ト信号を記憶するパケット信号記憶装置と、上記サテラ
   イトの各々に備えられ、上記端末からパケット信号を受
   信した際該信号をパケット信号記憶装置に既に記憶され
   ているパケット信号と比較して一致が検出されない場合
   にはこの受信したパケット信号を上記データ線路を通し
   てホストに転送する装置とよりなる赤外線通信装置。