JPS61230444A

JPS61230444A - 時分割ランダム多元接続方式

Info

Publication number: JPS61230444A
Application number: JP60071671A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Koyake; 小宅　仁; Takashi Oda; 小田　尚; Koji Tawara; 田原　宏二
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 1985-04-04
Filing date: 1985-04-04
Publication date: 1986-10-14

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）本発明は衛星又は地上マイクロ波回線に於て使用されて
いる時分割多元接続（以下ＴＤＭＡと略ｆ）方式におい
て、１つ又は複数の時間スロットを用い複数の端末装置
を該回線に多元接続する方式に関する。

（従来の技術）ＴＤＭＡ通信方式は衛星通信回線又は、地上の多方向マ
イクロ波回線における大容量ディジタル通信に使用され
ている通信方式であシ、将来に向けその役割はますます
大きくなることが期待されている。

衛星通信回線におけるＴＤＭＡ通信方式は衛星中継器を
複数の局が時分割的に共有して相互に通信を行なう方式
であって、１個の衛星上の中継器を同時に通過する搬送
波は１波のみである。また、地上の多方向マイクロ波回
線におけるＴＤＭＡ方式では、子局から親局又は中継器
への送信が１波の搬送波を時分割的に使用して行なわれ
る。

（発明が解決しようとしている問題点）従って、ＴＤＭ
Ａ通信方式においては、許された伝送帯域を許された電
力の下で最も有効に使用できるように、各局は必要なト
ラフィックに無関係に広帯域の伝送、すなわち高速度の
伝送を行なわなければならない。

一方、データ通信の進展により従来のホストコンピュー
タ対ホストコンピュータ、ホストコンピュータ対端末、
端末対端末という形の通信形態に加え、パーソナル・コ
ンピュータ、テレックス端末、ビデオテックス端末等の
新しい端末装置が出現し、これら新旧端末相互間、ある
いはホストコンピュータとの間での相互接続が必要とな
ってきている。

一般に、これら端末装置の通信速度は３００ビット／秒
から９６００ピット／秒であり、ＴＤＭＡ通信方式にお
ける一般的な最小時間スロット（通信速度換算が６４キ
ロピット／秒）に対して極めて低い速度となっている。

また、これら端末装置間を任意に接続する為にはＴＤＭ
Ａ装置に要求割当多元接続（ＤＡＭＡ）制御装置を追加
する必要があるが、同装置は複雑で高価である。従りて
これらの端末装置（ホストコンピュータを含む。以下同
様）をＴＤＭＡ通信系に直接収容し。

かつ相互接続を行なうのは経済面および周波数利用の面
で効率が著しく悪かった。

第１図はＴＤＭＡ通信方式の一般的な動作説明図である
。

第１図はＴＤＭＡのフレーム構成を示し、１個のＴＤＭ
Ａフレームの長さは１２５１１　ｓｅｃ　〜２０７Ｈｓ
ｅｃ程度である。’Ｉ’ＤＭＡフレームは、参加する局
の１つである基準局から送信される基準バースト１が基
準となプ、各局から送信されるデータはバーストと呼ば
れる断続信号の形で送信される。

第１図は１個のＴ　ＤＭＡフレームがｍ個のバーストか
ら構成される場合を示している。各バーストが中継器を
通る時は互いに重なシ合わぬよう。

第１図に示す２１．２２・・・２ｍのように配列される
。

もちろん、そのために各局は常に送信のタイミングを制
御する必要があシ、そのために同期信号が用いられる。

基準バースト１の中にはフレーム同期信号が、また各バ
ース）２１，２２．・・・２ｍの先頭には図中３１．３
２．・・・３ｍで示すプリアンプルと呼ばれる部分があ
り、この中にバースト同期信号が含まれる。

バーストの最小長は、音声単方向１回線を収容する様に
選ばれており１通常の場合、ディジタル通信速度に換算
して６４キロピット／秒となっている。また、バースト
最小長をさらに小さくすることは、バースト中に含まれ
るプリアンプルの割合を増加させる為１通信効率を低下
させる事になシ、またＤＡＭＡ制御の繁雑さも増すこと
から限界がある。

第２図はＴＤＭＡ装置の簡略化したブロック図である。

実際のＴＤＭＡ装置に必要な同期制御。

符号化／復号化部、変復調部等は本発明に関係がない為
９図から省略しである。

ユーザー側からの送信信号Ｓ　Ｄ　１　、　Ｓ　Ｄ　２
・＝ＳＤｍはＴＤＭＡ多重化部１００で圧縮、多重化さ
れ第１図に示したＴＤＭＡフレームとしてＴＤＭＡ回線
出力Ｃ１１０へ送出される。またＴＤＭＡ回線からの入
力信号Ｃｌ２ＯはＴＤＭＡ分離部２００で分離。

伸長されユーザ側への受信信号ＲＤＩ、ＲＤ２　川ＲＤ
ｍとして送出される。ここで送信信号及び受信信号の添
字１，２・・・ｍは第１図に示したＴＤＭＡフレーム中
のバーストの位置（以下タイムスロッ）１．２・・・ｍ
と呼ぶ）Ｋ対応している。

第３図は従来のＴＤＭＡ方式によりューブ−１カラユー
ザー２にデータ転送を行なう場合のユーザーとＴ　ＤＭ
Ａ装置との接続を示している。ユーザー１からの送信信
号５ＤｔｌはＴＤＭＡ多重化部１０１で圧縮され、　　
ＴＤＭＡフレーム中の１番目のタイムスロットに入れら
れてＴＤＭＡ回線出力Ｃ１１１へ送出される。ユーザー
２に接続されたＴＤＭＡ装置へのＴＤＭＡ回線からの入
力信号Ｃ１２２はＴ　ＤＭＡ分離部２０２で分離、伸長
され。

ＴＤＭＡフレームのｉ番目のタイムスロット中の信号が
受信信号ＲＤｉ２としてユーザー２へ送出される。

第４図は第３図に示した従来のＴ　ＤＭＡ方式における
ユーザーの送信信号、ＴＤＭＡ回線上のタイムスロット
位置、ユーザーの受信信号の関係を時系列的に描いたも
のである。図中５Ｄｉｌ。

５Ｄｉ２はそれぞれユーザー１及びユーザー２からの送
信信号、Ｃ１２はＴＤＭＡ回線からの入力信号＊　ＲＤ
ｔ２はユーザ２の受信信号、ＳＴ２〜ＳＴ８はユーザー
送信側での仮想タイムスロッ）、Ｓ１〜Ｓ８はＴＤＭＡ
回線上で図示のユーザが使用しているタイムスロット、
ＳＲＩ〜ＳＲ７はユーザ受信側での仮想タイムスロット
を示している。ここで仮想タイムスロットと記述したの
は、実際にタイムスロットがあるわけではな（、ただ単
にユーザーの送受信データをＴＤＭＡ回線上のタイムス
ロットに対応させる為の仮想的なタイムスロットだから
である。ＳＴ２〜ＳＴ８．ＳｌへＳ８゜ＳＲＩ〜ＳＲ７
の数字は各タイムスロ・ットの対応関係を示している。

即ち同じ数字をもつタイムスロットがそれぞれ対応して
いる。

タイムスロッ）　ＳＴ２の間に送出されたユーザ１の送
信信号５ＤｉｌはＴＤＭＡ装置で圧縮されＴＤＭＡ回線
のタイムスロットＳ２に送られる。

−万受信側では、ＴＤＭＡ回線からの入力信号Ｃ１２は
、　　ＴＤＭＡ装置で、Ｓ２に相等する部分の信号が分
離・伸長され、仮想タイムスロッ）ＳＲ２の間にユーザ
ー２へ受信信号ＲＤｉ２として送られる。

以上述べた様に従来のＴＤＭＡ方式で＆ＸＴＤＭＡフレ
ーム中の１つのタイムスロットを用いて構成できるのは
単一の片方向回線のみであり、全二重回線を構成する為
には２つのタイムスロットが必要であった。また、一般
の計算処理、データベースへのアクセス、銀行オンライ
ンシステム、クレディットカードの確認、受注・在庫照
会、座席予約等に用いる場合、実際にデータが流れでい
る時間は極めて短いにもかかわらず。

常に回線を保持しておく必要があ９９回線の全体的な使
用効率が著しく悪かった。さらに、任意の端末間を接続
する為の交換機能を持たせる事も設備が高価になる事か
ら困難であった。

（問題点を解決するための手段）本発明はこれらの欠点を解決するためにＴＤＭＡ通信方
式の１又は複数個の時間スロットに対し、各端末からの
低速データをパケット化した上で時間的にランダムに衛
星中継器に対し。

又は地上回線に於ては親局に対し搬送波を送信し、衝突
した場合には該パケットを再送するランダム多元接続方
式（以下アロハ方式と略す）を重ね合わせる事により、
低速の端末装置を高速のＴ　ＤＭＡ通信系に効率的に収
容することを可能にしたものである。

（実施例）第５図は本発明による方式を用いてユーザー（通信端末
）がＴＤＭＡ回線にアクセスする場合のユーザーとＴＤ
ＭＡ装置との接続を示している。

ユーザー１．ユーザー２・・・・・・ユーザーｎからの
送信デｉりＳＵＩ、ＳＵ２・・・・・・ＳＵｎは本発明
に係わる時分割ランダム多重化装置１１．１２・・・・
・・１ｎにおいてパケット化され送信信号５Ｄｊｌ、５
Ｄｉ２・・・・・・・・・５ＤｉｎとしてＴＤＭＡ装置
に送られる。このとき各パケットの送信タイミングとあ
わせてキャリアオン信号がＴＤＭＡ送置に送られる。

各ＴＤＭＡ装置はキャリアオン信号を受けとると。

送信信号５Ｄｉ１，５Ｄｉ２−＝ＳＤｉｎをＴＤＭＡ多
重化部ＬＯ１、１０２，・−・１０ｎで圧縮し、ＴＤＭ
Ａフレーム中のｉ番目のタイムスロットに入れてＴＤＭ
Ａ回線出力Ｃ１１１，Ｃ１１２，・・・・・・・・・Ｃ
ｌＩｎへ送出する。

一方各ＴＤＭＡ装置はＴＤＭＡ回線からの入力信号Ｃ１
２１、Ｃ１２２・・・・・・Ｃｌ２ｎ　として全く同じ
信号を受信している。これらの入力信号Ｃｌ２１ｔＣ１
２２、−＝ＣＩ２ｎは各々のＴ　ＤＭＡ分離部２０１゜
２０２、・・・・・・２０ｎ　ＶＣおいて、ＴＤＭＡフ
レームのｉ番目のタイムスロット中の信号のみが分離、
伸長され、受信信号ＲＤｉｌ、ＲＤｉ２．・・・・・・
ＲＤｉｎとして時分割ランダム多重化装置１１，１２．
・・・・”　Ｉ　ｎへ送出される。

時分割ランダム多重化装置１１，１２．・・−１ｎでは
受信信号の中から該装置に接続されたユーザーへのパケ
ットのみを選択し、必要に応じてパケットの分解を行な
った後、受信データＲＵＩ　。

ＲＵ２．・・・・・・・・・ＲＵｎとしてユーザー１．
ユーザー２、・・・ユーザーｎに送出する。

第６図は本発明における時分割ランダム多重化装置から
の送信信号、ＴＤＭＡ回線上のスロット位置、ＴＤＭＡ
装置からの受信信号の関係を時系列的に描いたものであ
る。図中ＳＤｉ　１．５Ｄｉ２゜・・・・・・５Ｄｉｎ
は時分割ランダム多重化装置からの送信信号、Ｃ１２は
ＴＤＭＡ回線からの入力信号。

ＲＤｉは各ユーザーに共通の受信信号、ＳＴ２〜ＳＴ８
ハユーザー送信側での仮想タイムスロット、Ｓｌ−Ｓ８
はＴＤＭＡ回線上での割シ当てタイムス呻ツ）、ＳＲＺ
〜ＳＲ７はユーザー受信側での仮想タイムスロットを示
している。また、ＰｌからＰ６は５Ｄｉｌから５Ｄｉｎ
に於ては時分割ランダム多重化装置からＴＤＭＡ装置へ
送出されたパケットを、またＲＤｉに於てはＴＤＭＡ装
置から時分割ランダム多重化装置へ送出されたパケット
を示している。またＰ２’、Ｐ３’は再送されたパケッ
トを示している。

各時分割ランダム多重化装置からのパケット送信はスロ
ット付アロハ方式により行なわれる。

即ち、　ＴＤＭＡのフレーム長に対応する長さのパケッ
トか、ＴＤＭＡ装置から供給されるフレームタイミング
にあわせて送出される。送出したパケットが衝突した場
合にはランダムな遅延時間の後にそのパケットを再送す
る。

図中Ｐｉ、Ｐ４は衝突なしに１回めの送信が成　　　　
功したパケットを、Ｐ２．Ｐ３．Ｐ５．Ｐ６は衝突した
パケットを、Ｐ３’、Ｐ２’は２回めの送信が衝突なし
に受信されたパケットを示している。

パケットの再送は有限回数のくシ返し後に打ち切られる
が、その場合、不到達となったパケットの処理はエンド
ツーエンドのプロトコルにおいて、当該パケットの再送
あるいは当該論理呼のリセット又は切断として行なわれ
る。

各時分割ランダム多重化装置では共通の受信信号内でパ
ケットが占める時間的割合を測定することにより当該タ
イムスロットの負荷状態を調べ、パケットの送信間隔の
制御を適切に行なう事によ、９．ＴＤＭＡの当該スロッ
トを過負荷とする事なしに充分品質の高い回線を提供す
ることができる。このパケット送信間隔の制御方法につ
いては下記の文献に詳しく述べられている。

Ｑｕｅｕｅｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍｓ第２巻（Ｌｅｏｎａ
ｒｄ　Ｋｌｅｉｎｒｏｃｋ著うＪｈｏｎ　Ｗｉｌｅｙ　
ａｎｄ　５ｏｎｓ発行）　Ｐ、３６０〜Ｐ、４０７第７
図は１本発明の別の実施例、即ち時分割ランダム多重化
装置を純アロノ・方式により構成した場合のタイムスロ
ットの関係を図示している。第６図と殆んど同じである
が、パケットの送出タイミングはＴＤＭＡフレームと同
期していない。その他は第６図と全く同様の説明ができ
る。純アロハ方式はスロット付アロハ方式に比べ回線の
効率は約半分に低下するが１時分割ランダム多重化装置
とＴＤＭＡ装置間のフレーム同期が不要な為充分安価に
多元接続を実現することができる。

第５図から゛第７図の本発明の説明においては簡単のた
めＴＤＭＡフレームのｉ番目のタイムスロットのみを使
用した場合について示しているが、複数のタイムスロッ
トを使用する場合も全く同じ方法で拡張可能である。

第８図は本発明に使用するパケットフォーマットの一例
を示す。

４０１はパケットの識別の為のアクセス順序番号（ＡＳ
Ｎ）、　４０２は相手局番号（ＤＮＡ）、　４０３は送
シ元番号（ＳＮＡ）、　４０４はデータ、４０５は衝突
等の誤）の検出のための巡回冗長検査（ＣＲＣ）コード
である。

第９図は本発明の時分割ランダム多重化方式を実現する
為の時分割ランダム多重化装置の構成例のブロック図を
示す。

非パケット形端末からの送信データーＳＵＩ　１は非パ
ケツト端末インターフェイス部３０１で物理的・電気的
なインターフェイスが行なわれ。

パケット分解・組立部３０２でデータ４０４としてパケ
ット化される。

次にこのパケットデータ部分４０４はエンドツーエンド
・プロトコル・ハンドラ部３０３　Ｖｃ送られエンドツ
ーエンド・プロトコルの制御の下に相手局番号４０２及
び送υ元番号４０３が付加され送信キューＱｌに送られ
る。Ｑｌ中に到着したパケットは再送キューＱ２中にパ
ケットが存在しなければ直ちに送信制御部３２０に送ら
れる。送信制御部は該パケットにアクセス順序番号４０
１及び巡回冗長検査コード４０５を付加しＴ　ＤＭＡの
フレームタイミング下にあわせて搬送波オン信号ＣＯと
該パケットの送信信号ＳＤをＴＤＭＡ装置に向けて出力
する。また、該パケットのコピーが確認信号待ちキュー
Ｑ３に送られて保管される。一定時間内に該パケットに
対する確認信号ＡＫが受信されない場合、該パケットは
再送キューＱ２に転送され回線使用率ＣＵに応じたラン
ダム遅延時間の後、送信制御部３２０に於てアクセス順
序番号４０１を更新され１巡回冗長検査コード４０５が
付加された後ＴＤＭＡ装置に向けて送出される。

パケット形端末からの送信データ５Ｕ１２はパケット端
末インターフェイス部３１１で物理的・電気的なインタ
ーフェイスが行なわれ、パケット端末プロトコル・ハン
ドラ部３１２に送られ国際電信電話諮問委員会（ＣＣＩ
ＴＴ）　　勧告番号Ｘ２５に従ったプロトコル制御が行
なわれる。ＴＤＭＡ回線を経由して相手側に送られるパ
ケット（７）７”−夕部分４０４はエンドツーエンド・
プロトコル・ハンドラ部３１３に送られ、エンドツーエ
ンド・プロトコルの制御の下に相手局番号４０２及び送
り元番号４０３が付加され送信キー−Ｑｌに送られる。

以下、前述の非パケット形端末の送信データの場合と同
様にしてＴＤＭＡ装置へ向けて送出される。

ＴＤＭＡ回線からの受信信号ＲＤは回線使用率検出部３
２１及び受信制御部３３０へ送られる。回線使用率検出
部３２１ではＴＤＭＡ回線の使用タイムスロットの搬送
波がオンとなっている時間率から回線使用率ＣＵを算出
し送信制御部３２０へ送出する。

一方、受信制御部３３０では受信したパケットの巡回冗
長検査コード４０５を参照することによって誤りの有無
を検査し、誤シが無ければ該パケットの相手局番号（Ｄ
ＮＡ）４０２．送）元番号（ＳＮＡ）４０３を検査し、
５ＮＡ４０３が自局番号にまた。受信パケットのＤＮＡ
４０２が自局に接続している端末番号と一致した場合は
、該端末番号に対応するエンドツーエンド・プロトコル
・ハンドラ３０３又は３１３に送られる。

エンドツーエンド・プロトコル・ハンドラ３０３に送ら
れた受信パケットはエンドツーエンド・プロトコルの制
御の下にパケット分解・組立部３０２に送られパケット
分解が行なわれた後、非パケツト端末インターフェイス
部３０１で物理的。

電気的インターフェイスが行なわれ受信データＲＵＩＩ
として非パケット端末に送られる。

エンドツーエンド・□プロトコル・ハンドラ３１３に送
られた受信パケットはエンドツーエンド・プロトコルの
制御を受けた後にパケット端末プロトコルハンドラ部３
１２に送られる。該ハンドラ部３１２でＣＣＩＴＴ勧告
番号Ｘ、２５のプロトコルに従って受信パケットの処理
を行ない。

端末に向けて送出する必要のあるパケットはパケット端
末インターフェイス部３１１で物理的・電気的なインタ
ーフェイスを行なった後、受信データＲＵ１２としてパ
ケット端末に送られる。

（発明の効果）以上説明したように本発明の方式を用いてＴ　ＤＭＡ回
線に接続する場合は複数のユーザーが単−又は複数のタ
イムスロットを共有して通信を行なうため、パケットの
一部である相手局番号を用いて通信相手を指定する事に
より任意の相手と接続可能である。また、実際に送信デ
ータがある場合のみパケットが送出されるため。

回線の全体的な使用効率が著しく改善される。

さらに、各パケット毎に巡回冗長検査コードが付与され
ており、誤りが生じた場合には再送が行なわれるので回
線の誤り率が著しく改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図はＴＤＭＡの一般的なフレーム構成図。第２図はＴ　ＤＭＡ装置の簡略化したブロック図・第３
図は従来のＴＤＭＡ方式によるユーザーとＴ　ＤＭＡ装
置の接続図、Ｗ、４図は従来のＴＤＭＡ方式における送
受信データとタイムスロットの関係を示す図、第５図は
本発明の方式によるユーザーとＴＤＭＡ装置の接続図、
第６図は本発明の方式における送受信データとタイムス
ロットの関係を示す図、第７図は本発明の別の実施例に
おける送受信データとタイムスロットの関係ヲ示す図、
第８図は本発明に使用するパケット・フォーマットの一
例、第９図は本発明の方式を実現する為の時分割ランダ
ム多重化装置の構成例のブロック図である。３０１：非パケツト端末インターフェイス。３０２：パケット分解・組立部、３０３：エンドツーエ
ントフロトコルハン）”　７　部、　　３１１　：パケ
ット端末インターフェイス部、３１２：パケット端末プ
ロトコルハンドラ部、３１３：エンドツーエンドプロト
コルハンドラ部、３２０：送信制御部、３２１：回線使
用率検出部、３３゜：受信制御部、１，２．・・・・・
・、ｎ：ユーザー　（通信ｉ末）、１１，１２゜・・・
・・・、１ｎ：時分割ラノダム多重化装置、１０１，１
０２．・・・・・・、１０ｎ：　ＴＤＭＡ多重化部、２
０１，２０２．＝、２０ｎ　：　ＴＤＭＡ分離部。

Claims

【特許請求の範囲】

時分割多元接続通信系に用いられる１個又は複数個の時
間スロットを各ノードに共有させ、複数の通信端末のそ
れぞれからの送信データとしての低速データに少なくと
もパケット識別のためのアクセス順序番号、相手局番号
及び送り元番号を付加したかたちで時分割ランダム多重
化部によりパケット化した送信信号を時分割多元接続多
重部に対し時間的にランダムに送信し、そのパケットを
前記の１個又は複数個の時間スロットのそれぞれの該当
番目にスロットに同期的にあるいは非同期的に挿入しそ
の圧縮された信号を時分割多元接続回線に送出し、受信
に当っては時分割多元接続分離部により前記時間スロッ
ト中の該当番目のみを分離・伸長した受信信号を時分割
ランダム多重化部に送出し、該受信信号の中から対応す
る通信端末へのパケットのみを選択するとともに該受信
信号を用いて送信信号の衝突の検出を行ない、送信信号
の衝突時にはランダムな遅延時間の後に送出すべきパケ
ットを再送することを特徴とした時分割ランダム多元接
続方式。