JPS63220633A - 通信システム - 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、バスまたはトリー形接続通信ネットワークの
通信方式に関するものである。

（従来の技術） 第５図に信号路（１００）に端末ＩＡ）　、βノ、（ｑ
。

ｐ）をバス形に接続して通信ネットワークを構成した例
を示す。

各端末（〜、β）　ｊ　（Ｃ）　ｌ　（Ｉ）ｌは相互に
通信を行う。

同一通信路で通信を行うため、各端末は送信端末や受信
端末を％足するためのアドレス部（１０１）を持つ。第
５図では、２ビツトのアドレスを各端末に割り合て、端
末（〜＝　ｌＢ）　ｔ　（ＣＪ　？　ｔＤＪのアドレス
をＤｏ、０１．１０，１１とした。

このような単一通信路を共用する通信ネットワークでは
、一端末の通信路専有を禁止するためや、通信信頼性を
確保するために、一般に送信データはパケットと呼ばｎ
る通信単位に分割し、各端末間ではこの）くケラトを送
受信することにより通信が行われる。

第６図に一般的なパケットの構成を示す。同期符号（１
）は、パケット受信の同期をとるため用いられる。行先
アドレス（２）および発信元アドレス（５）は、そｔぞ
ｎパケット受信する端末と送出した端末のアドレスを示
す。データ域性（４）は、データの種類や長さなどを示
すもので、データを正しく受信するために用いらする。

送信データは、データ（６）におかわ、通信中のノイズ
等による誤りの発生を検知する誤り検知符号（７１か最
後に付加さｎる。

各端末が、独豆に通信路にパケッｌ−送出する方法とし
ては、枚数のパケットの衝突をさける定めに、他端末の
パケットの終了全検知してから通信路にパケットを送出
しするＣＳＭＡ方式が一般に用いられている。しかしこ
の方式でも、まったく同時にパケットを送出した場合の
衝突は防止できない。

そこでＣ５ＭＡに加えて衝突を検知した場合、再送する
Ｃ５ＭＡ／ＣＤ方式も用いろｎている。

第４図にＣ５ＭＡ／ＣＤ方式の７０−テヤートを示す。

まず、他端末の通信が終了するまで待ち（ステップｆｉ
ｌへ他端末の終了したさらに乱数により求めた時間待つ
（ステップ（ｊ））。そして送信しくステップ（ｋ））
、衝突等により通信が失敗した場合は、ｆたステップ（
ｉ）から繰り返す。通信が成功したら送信を終了する（
ステップ（１））。

この方式の特徴は、同時に送信しようとする端末の送信
しようとする端末の送信開始タイミングを乱数により分
散させ、衝突全回避しようとするものである。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、このＣ３ＭＡ／ＣＤ方式では、乱数を用いて
衝突回避を行っているため、端末数が多く単位時間あた
りの通信パケット数が多い場合は、何度再送しても衝突
をくり返すため通信が成宜せず、通信パケットが増えつ
づけて通信不能になるといった問題点がある。

またこの間Ｍ点を解決するために、衝突発生時に角送を
行う寸での時間を各端末に固有のアドレス等に比例した
値にする方法も発明されているが、この方法では衝突が
発生するたびに、全端末数×パケット同期時間を要する
ため、通信パケット数が少いときで衝突回避に女する時
間が長くなるといった問題点があった。

そこで本発明では、衝突が発生してから衝突をおこした
全パケットの通信が取立し、衝突が解消するまでを１回
のセツションと考え、セツション中の新たなパケットの
通信を禁止した。

そのうえで、セラフ３ン中の端末は、セツションの状態
とあらかじめ定めら２″したルールにより通信権を得ろ
ねるようにし、また通信権を得た端末は、通信データと
ともに自分が通信権を得らするに至ったセツションの状
態に関するデータを送信し、全端末に知らしめることと
し、こ肚により短い時間でセツションを終了させ、衝突
を回避しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 第１図に本発明を実現す７ｂためのパケット構成を示す
。一般のパケットと同様にパケットヲ受信する１こめの
同期符号（υ、パケットの行き先と送出元を示す行先ア
ドレス（２）、発信元アドレス（６ノデータを正しく受
信するために必要なデータ属性（４）、データ（６）、
誤り検知符号（７）ヲ持っているが、この他に衝突後の
セツションの状況に関するデータを他端末に報知するた
めの再送情報部（５）を持つことが本方式の％徴である
。

（作用ン 第２図に本方式による送信のフローチャート＝５− を示す。梵ず、他端末が通信ラインを使用していないか
どうか全確認しくステップ（ａ））、送信を行う（ステ
ップ（ｂ））。この送信で衝突が発生しない場合は、送
信を終了する（ステップ忙））。

衝突が発生した場合は、セツションの状態によりセツシ
ョンが終了したかどうが全判断する（ステップ（ｄ））
。セツションが終了していない場合は、セツションの状
態により自分が送＠侑を有しているかどうかを＠断する
（ステップ（ｅ））。

送信権を持たない場合は、他端末の通信全受信する（ス
テップ（ｆ））。この場合、端末は他端末の送信を受信
し、パケット中の再送情報部７１１）らセツションの状
態に関する新たな情＠を得るか、または他の複数端末の
衝突全検知するか、黛たは送信権を持つ端末がなく、パ
ケット全検知できないかの６つのうちど匙かである。

また送信権を持つ場合は、セツションの状態に関するデ
ータを再送情報部（５）にセットレ杓送信する（ステッ
プ（ｇ））。この場合は、送信に成功し、自分の送信パ
ケットが消滅するとともに、他の全端末にセツションの
状態に関するデータを報知するか、筐たは他端末との衝
突を検知することになるかのどちらかである。

送信した場合も、受信した場合も、その結果にもとづき
、セツションの状態を更新しくステップ（ｈ））、また
ステップ（ｄ）からくり返す。以上述べた方法により、
セツションの状態を変化させ、セツションを終了させる
ことができる。

（実施例） 第６図に、通信路として電力線（１０５）を用いる電力
線搬送のホームバスに本発明を適用し、マイコン・（１
２５）によるＦ　Ｓ　ＫｆｌＡ］で通信を行う場合の端
末回路図を示す。

端末回路は、低周波的にはコンデンサ（１０４）とトラ
ンス（１０５）で電力線（１０，５）から分離されてお
り、トランス（１０５）とコンデンサ（１０６）により
搬送波周波数付近で電力線（１０５）と結合している。

トランス（１０５）の出力（／慢から得らｎた受信信号
は、コンデンサ（１０７）と抵抗（１０９）’に介して
、抵抗（１１１）、（１１２）でバイアスさｒしたトラ
ンジスタ（ｔ１７）のベースに入力さｎ１コンデンサ（
１１５）とコイル（１１６）により整形され、コンパレ
ータ（１２５）に入力される。入力された信号は、感度
設足用の抵抗（１２１）、（１２２）で定めらｎｒ、：
、電圧と比較さｎ、その結果がマイコン（１２５）の入
力（（）にパルスとして入力される。マイコン（１２５
）では、内蔵カウンタ等によりパルスの周波数ｆを測定
し、ｆがｆｃ　　に近いときを″に１”、ｆがｆｃ＋Δ
ｆに近いときを１０１、そｎ以外をデータなしと判断す
る。

マイコン（１２５）は、送信データの１１１゜″０′の
値に対応して搬送波周波数ｆｃとｆｃ＋Δｆのパルスを
出力（ロ）から送出することによりＦＳＫ変調を行う。

このパルスは、抵抗（１２４）を介してトランジスタ（
１２０）、コイル（１１８）、コンデンｔ（１１９）で
構成さｎた波形整形回路により整形さ扛、電力増幅用の
トランジスタ（１１５）、（１１４）で増幅され、コン
デンサ（１０８）、抵抗（１１０）を介してトランス（
ｉｏｓ）の入力（−１へ印加さｔ、電力線へ重畳される
。以上述べた回路で、１対１の端末間で電力線を通信路
として交信を行うことができる。

また衝突が発生した場合の送信アルゴリズムは、マイコ
ン（１２５）のプログラムにより実行することができる
。第７図に不発ｕＡｋマイコンプログラムで実現するた
めに必要な衝突発生時のセツションの状態を示すセツシ
ョン状態変数を示す。また第８図には、本実施例で使用
した再送情報部の内容を示す。

本実施例では、セツション状態変数に送信可能端末先頭
アドレス（ＣＡ）と送信可能端末数（ＣＴ）’に使用し
、各端末は自分の端末アドレス（ＭＹＡＤ）がＣＡとＣ
Ａ＋ＣＴの間にあるときのみ、送信権を得るものとした
。複た送信時は、送信パケットの再送情報部に、自分の
送信が成功した場合に次に送信可能となる端末の先頭ア
ドレス（ＣＡＭとその時送信可能となる９一 端末数（ｃ’ｒ’）をセットし、送信が成功したときの
み他の端末に知らしめるものとした。そしてこのＣＡ’
が全端末の最大アドレスより大きくなったときに、セツ
ションを終了する。

第９図、第１０図に本実施例で用いた送信プログラムの
フローチャートを示す。筐ず、他端末の送信が終了する
まで待ち（ステップ（刀）、送信が終了したら自分のバ
ケツ）ｆ送信する（ステップ（イ））。衝突が発生しな
けｎば、送信は終了するが、衝突が発生した場合は、セ
ツションを開始する（ステップ（つ））。

セツションでは、まず送信可能先頭アドレス（ＣＡ）を
端末アドレスの最小値０とし、送信可能端末数を全端末
数であるＭＡＸとする（ステップに））。次に、送信可
能先験アドレス（ＣＡ）が全端末数値（ＭＡＸ）以上か
どうかを判定しくステップ（４））、ＣＡ≧ＭＡＸの場
當は、セツションを終了する。

セツションが終了していない場合は、自分の端末アドレ
ス（ＭＹＡＤ）が送信口」能先頭アトレス（ＣＡ）から
送信可能端末数（ＣＴ）個以内にあるかどうかを判定し
くステップ（刈）、範囲外の場合は、送信権を失い、第
１０図■へ行く。

送信権がある場合は、次の送信で自分の送信が成立した
場合（いいかえｎは現在の送信可能先頭アドレス（ＣＡ
）値から送信可能端末数（ＣＴ）値以内に送信パクット
ヲ送出しようとしている端末が自分だけの場合）に、新
たに送信可能先頭アドレス値となる値ＣＡ十ＣＴと送信
可能端末数値を、送信パケット中の再送情報部に記入す
る（ステップ（キ））。

そして送信しくステップク））、衝突が発生しなけｎは
（ステップ（り）、送信可能先頭アドレス（ＣＡ）ｋｃ
Ａ＋ｃＴに更新する（ステップ（コ））。この場合、す
でに送信権失ってしまった端末もふくめ全端末には、新
たなＣＡ、ＣＴ値が送信パケット中の再送情報部により
報知される。

また衝突が発生した場合は、送信可能端末数（ＣＴ）を
手分に減らしくステップ（ν））、ステップ（４）に戻
り、再度送信を行う。この際のＣＴの更新は、送信ｍを
既に失っている端末には矧らさ２″Ｌないが、この更新
により次に送信権を得る端末は、現在送信権を持ってい
る端末にかぎらするので、問題はない。

次にステップ（刈で送信権を失った場合は、第１０図の
ステップ（りで受信する。そして次に送信権を失った直
後かどうかを判定する（ステップに））。送信権金欠っ
た直後の場合は、送信した端末があったかどうか判定し
て（ステップ（セル送信した端末がない場合は、送信可
能先頭アト１／ス（ＣＡ　）　（ｌＩＵ’を更新する（
ステップ（ソリ。また送信した端末があった場合は、衝
突したかどうかを判定する（ステップ（り））。衝突が
発生した場合は、次に自分が送信権を得るときの送イぎ
可能先頭アドレス値と送信可能端末数’１ＷｃＡ、ＷＣ
Ｔに退避し、送信権を失った直後でないことを示すＬ　
ＯＳ　′ｒ値全１とする（４）。他端末の送信が成立し
た場合は、受信したパケットの再送情報部より、ＣＡ’
、Ｃ′Ｉｖを得、送信可能先頭アドレス（ＣＡ）と送信
可能端末数（ＣＴ、１７にそｎぞれ更新する（ステップ
（巧）。

送信権を失りてしばらぐ経過した端末は、他端末の送信
パケットを受信し、受信に成功した！に合ハ（ステップ
（７））、そのパケットの再送情報部より、ＣＡ’値を
得、こｎが送信権を失った直後に退避したＷＣＡ値以上
になっているかとうかを調べ（ステップ（ト））、ＣＡ
’値がＷＣＡ値以上の場合は、送信可能先頭アドレス（
ＣＡ）と送信可能端末数（ＣＴ）をＷＣＡ、ＷＣＴ値に
更新する。そしていず匙の場合も、１回の送信または受
信が終了したら、ステップ（３）に戻り、こ２″１．を
くりかえす。

以上述べたように本実施例では、衝突が発生した場合は
、送信権を持つ端末数を−にし、通信が成立するか、送
信する端末がなけｎは送信権を持つ端末グループを移動
し、全端末中を送信権を持つグループが通過した時点で
セツションを終了する。

したがって本実施例では、ＭＡＸ＝２　”とすると、２
つの端末の衝突の最悪ケースでも衝突回数がｎ回で通信
ができ、しかも全端末が衝突した場合でも、２ｎ−１回
の衝突で全端末の通信を行うことができる。

（発明の効果） 以上述べたように本発明を用いることにより、送信パケ
ット数の少いときは前述のＣ５ＭＡ／ＣＤと同等の性能
をもち、しかもパケット数が増加すると時分割多重と同
等の性能を持つ通信方式を提供することができる。

しかも本発明では特定の端末が通信を制御せず、各々の
端末が独自に判断して通信を行つ几め、端末の故障や通
信路のノイズに対して強い。

なお、以上の説明では、単一搬送波を用いた通信の説明
のみであったが、搬送波全複数個持つ場合でも、再送情
報部にどの搬送波でどの端末が通信権を持っているかを
記入することで、本発明を適用でき、さらに高速の衝突
回避が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるパケット構成図、第２図は本発明
による端末の送信手順を示す２０−テヤート、第６図は
従来のパケット構成図、第４図はＣ５ＭＡ／ＣＤによる
送信手順フローチャート、第５図はバス状に接続さｎた
辿信ネットワーク構成図、第６図は本発明を実施する端
末の回路図、第７図はセッノヨン状態変数表、第８図は
衿送情報部、第９図、第１０図は送信７０−テヤート。 符号の説明 １１ｉ’ｌＪ期符号　　　　　２　行先アドレス６　発
信元アドレス　　４　データ属性５　再送情報部　　　
　６　データ ７　誤り検知符号　　　１００通信路 １０１　端末アドレス　　　１０２端床１０．５　ｔ７
［ＩＯ２，１０６〜１０８．１１５゜１０９〜１１２，
１２１，１２２゜ １２４抵抗 １１３．１１４，１１７，１２０　　１１６．１１８　
　コイルトランジスタ １２５コンパレータ１２５　　マイクロコンピュータ、
−ｆ 代理人弁理士　魔　泳　　草（１。 ＼、。 一１６＝ 第１図 第２図 第３図 第４図 漠５図 第６図 第７図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、信号伝送媒体にバスまたはトリー状に接続された複
   数の送受信端末間で、高周波信号を搬送波として使用し
   、この搬送波をデータで変調した信号を信号伝送媒体に
   注入して通信を行う通信システムにおいて、送信パケッ
   ト中に再送情報部を持つことを特徴とする通信システム
   。