JPS632509B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は複数の地球局が通信衛星を共用して
効率良く通信を行うためのアクセス方式に関する
ものである。

衛星通信システムの構成図を第１図に示す。第
１図において、１は通信衛星、２ａ，２ｂ，２ｃ
は地球局Ａ，Ｂ，Ｃを示している。地球局Ａ（２
ａ），Ｂ（２ｂ），Ｃ（２ｃ）は同一の衛星回線を用
い、データを一定長以下のパケツトと呼ぶ単位に
区切り、これに宛先情報を付与し、電波に乗せて
送信する。電波は１パケツト分連続したバースト
となつて通信衛星１に進み、通信衛星１はこのバ
ーストを受信して周波数変換および増幅し、地上
に送り返す。地球局Ａ（２ａ），Ｂ（２ｂ），Ｃ（２
ｃ）はバーストを受信し、宛先情報により自局宛
のバーストは取込み、他局宛のバーストは棄却す
る。このようにして地球局間で通信衛星１を経由
した通信が行われるが、バーストの送信におい
て、複数の地球局が勝手なタイミングでバースト
を送信すると、バースト間の衝突が生じ、地球局
は正しく受信できなくなる。そこでこのようなバ
ーストの衝突を防ぐアクセス方式の一つとして従
来以下に説明する予約方式が用いられていた。

第２図は従来の予約方式の動作を示しており、
３は地球局の送信時点、４は地球局の受信時点、
５はサイクル、６はデータ領域、７は予約領域、
８はデータスロツト、９は予約スロツト、１０は
小スロツト、１１はラウンドトリツプ伝搬遅延時
間、Ｓ０〜Ｓ５は小スロツト番号である。

衛星回線は通信衛星１上でバーストが十分入る
大きさのスロツトと呼ぶ単位に時間を分割して使
用し、各地球局はバーストをこのスロツトの中に
入るように送信する。予約方式では一定数の連続
したスロツトを集めてサイクル５を構成し、さら
に１サイクル５をデータ領域６と予約領域７に分
割して使用する。以下の説明でデータ領域６のス
ロツトをデータスロツト８、予約領域７のスロツ
トを予約スロツト９と呼ぶ。予約スロツト９はさ
らに短い小スロツト１０に分割して使用する。第
２図では１予約スロツト９を２小スロツト１０に
分割して用いる場合を示している。

従来の予約方式では１サイクル５内の予約領域
７の各小スロツト１０はシステム内のすべての地
球局に固定的に割当てられており、第２図では地
球局Ａ（２ａ），Ｂ（２ｂ），Ｃ（２ｃ）にそれぞれ
小スロツト番号Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５の小スロツト１
０が割当てられている。ここで小スロツト番号Ｓ
０の小スロツト１０は全体の同期をとるための目
的で使用される。通信はサイクル５内のデータス
ロツト８を用いてパケツトを含むバーストを送信
することにより行われるが、予約方式ではデータ
スロツト８は予約しなければ使用できない。第２
図において第ｉサイクルの開始時に地球局Ａ（２
ａ），Ｂ（２ｂ），Ｃ（２ｃ）がそれぞれ送信すべき
パケツトを４パケツトずつ有していたとすると、
第ｉサイクルの予約領域７においてこれらの地球
局はそれぞれ固定的に割当てられた小スロツト番
号Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５の小スロツト１０でそれぞれ
４スロツト分の予約を送信する。予約は通信衛星
１を経由し、ラウンドトリツプ伝搬遅延時間１１
だけ遅れて各地球局に到着し受信される。ここで
第ｉサイクルで送信された予約はすべて第（ｉ＋
１）サイクルが始まる前に受信される。第（ｉ＋
１）サイクルでのデータスロツト８は第ｉサイク
ルで受信された予約により各地球局に割当てられ
て使用される。このスロツト割当ては各地球局が
独立に行うが、すべての地球局が同じ予約を受信
し、同じアルゴリズムに従つて割当てを行えば、
地球局間で割当ての不一致によるバーストの衝突
およびスロツトが無駄になることは生じない。こ
のスロツト割当てアルゴリズムは各地球局に対
し、平等に割当てが行えるものでなければならな
いが、その詳細は本発明に直接関係しないので説
明を省略する。第（ｉ＋１）サイクルにおいて地
球局Ａ（２ａ），Ｂ（２ｂ）はそれぞれ３データス
ロツトの割当てを受け、それぞれパケツトａ１，
ａ２，ａ３およびｂ１，ｂ２，ｂ３を送信してい
る。地球局Ｃ（２ｃ）はデータスロツトの割当て
を受けパケツトＣ１，Ｃ２を送信している。ここ
で、すべての地球局は第（ｉ＋１）サイクルで全
パケツトを送信できない。このことは第（ｉ＋
１）サイクルの開始時に行うスロツト割当て処理
の時点でわかる。従つて各地球局Ａ（２ａ），Ｂ
（２ｂ），Ｃ（２ｃ）はそれぞれ送りきれないパケ
ツト分のスロツトを第（ｉ＋１）サイクルで予約
する。この予約により、第（ｉ＋２）サイクルに
おいて残りのパケツトｂ４，ｃ３，ａ４，ｃ４が
送信される。

以上のような従来の予約方式では各地球局に予
約領域７の小スロツト１０が固定的に割当てられ
ているため、地球局数を大きくすると予約領域７
が大きくなつてデータ領域６が少くなり、衛星回
線が刻率良く利用されない欠点があつた。

この発明はこのような従来の予約方式の欠点を
解決するため、予約領域７の小スロツト１０を地
球局に固定的に割当てず、空いている小スロツト
１０をランダムに選んで予約を送信し、衝突せず
に予約を送信したら、その通信局は送信すべきパ
ケツトがある限りその小スロツト１０を占有し、
以後この小スロツト１０を用いて従来の分散形予
約方式でパケツトを送信することを特徴とし、そ
の目的は従来の分散形予約方式の収容できる地球
局数を大きくすることにある。

以下第３図によりこの発明を説明する。第３図
でａ５，ａ６はＡ局２ａのパケツトである。

本発明に係る予約方式では地球局に予約領域７
の小スロツト１０を固定的に割当てず、予約はス
ロツト付きアロハ方式で送信する。スロツト付き
アロハ方式とは空いている小スロツト１０をラン
ダムに選んで送信する方式で、複数の局で同じ小
スロツト１０を選んで送信すると衝突が生じ予約
が受信されなくなることがある。しかし予約の送
信頻度が少なければ衝突する確率は小さく、この
ような方式でも予約を送信できる。ある地球局が
ある小スロツト１０で予約の送信に成功すると以
後、その局は送信すべきパケツトがある限りその
小スロツト１０を占有して予約を送信できる。一
方、他の局は以後その小スロツト１０は占有され
たとして、その小スロツト１０では予約を送信し
ない。このようにして予約領域７のスロツト１０
を確保した局はこの小スロツト１０を用いて従来
の分散形予約方式によるパケツトの送信を行う。
一方、送信すべきパケツトがなくなると、当該局
は確保した小スロツト１０での予約の送信を停止
する。他局はその小スロツト１０で予約が送信さ
れなくなつたことにより、その小スロツト１０を
空と見做し、以後スロツトアロハ方式で送信する
小スロツト１０に含める。

第３図では第ｉサイクルの開始前にＡ局２ａ、
Ｂ局２ｂ、Ｃ局２ｃにそれぞれ４パケツトの送信
すべきパケツトが発生したとしている。また第ｉ
サイクル以前に予約領域７の小スロツト１０はど
の局にも占有されていなかつたとしている。この
ため第ｉサイクルで各地球局はランダムに小スロ
ツト１０を選んで予約を送信する。ここでＡ局２
ａは小スロツト番号Ｓ３の小スロツト１０を選
び、Ｂ局２ｂとＣ局２ｃは同じ小スロツト番号Ｓ
４の小スロツト１０を選んで予約を送信してい
る。このため、Ａ局２ａの予約は他のすべての地
球局により受信されるが、Ｂ局２ｂ、Ｃ局２ｃの
予約は衝突し、受信されなくなる。第（ｉ＋１）
サイクルではＡ局２ａの予約についてスロツトの
割当てが行われる。ここでスロツトの割当ては各
地球局が分散的に行い、集中的に制御局が割当て
ることはしない。このスロツト割当てによりＡ局
２ａはパケツトａ１，ａ２，ａ３，ａ４を送信す
る。一方、Ｂ局２ｂとＣ局２ｃは予約が衝突によ
り失われたので第（ｉ＋１）サイクルではパケツ
トを送信できず、再度、予約領域７の小スロツト
１０をランダムに選択して予約を送信する。

ここで小スロツト番号Ｓ３の小スロツト１０は
Ａ局が予約の送信に成功しているので、選択する
小スロツトから除外する。第（ｉ＋１）サイクル
ではＢ局２ｂとＣ局２ｃはそれぞれ別の小スロツ
ト番号Ｓ１，Ｓ５を選んで送信し、今度は予約が
衝突せずに受信される。

またＡ局は第ｉサイクルで２パケツト送信すべ
きパケツトが発生し、第（ｉ＋１）サイクルで２
パケツト分の予約を送信する。この予約は第ｉサ
イクルで送信に成功した小スロツト番号Ｓ３の小
スロツト１０を用いて行う。このように一度予約
領域の小スロツト１０送信に成功すると、その小
スロツト１０で送信を止めない限りその小スロツ
ト１０を占有できる。このような第（ｉ＋１）サ
イクルの予約により、第（ｉ＋２）サイクルでは
Ａ局２ａに２スロツト、Ｂ局２ｂとＣ局２ｃにそ
れぞれ３スロツトが割当てられる。この結果、Ａ
局２ａはパケツトａ５，ａ６、Ｂ局２ｂはパケツ
トｂ１，ｂ２，ｂ３、Ｃ局２ｃはパケツトｃ１，
ｃ２，ｃ３を送信する。第（ｉ＋２）サイクルで
はＡ局２ａは送信すべきパケツトがないので予約
を送信しない。この結果、小スロツト番号Ｓ３の
小スロツト１０は第（ｉ＋２）サイクルで占有さ
れていない小スロツト１０と見做され、第（ｉ＋
３）サイクルではスロツト付きアロハ方式で送信
される小スロツト１０となる。一方、Ｂ局２ｂと
Ｃ局２ｃは送信すべきパケツトがそれぞれ１パケ
ツト残つているので、１スロツト分の予約を送信
する。この際、送信する小スロツト１０は第（ｉ
＋１）サイクルで送信に成功している小スロツト
番号Ｓ１，Ｓ５の小スロツト１０で送信する。こ
のように本発明に係る予約方式では一度予約して
その予約が次の１サイクルで送り切れない場合、
次のサイクルで必ず不足分の予約を行う。この場
合２回目以降の予約は既に小スロツト１０が確保
されているので、衝突することなく、速やかに行
うことができる。

第（ｉ＋３）サイクルでは第（ｉ＋２）サイク
ルの予約により、Ｃ局２ｃとＢ局２ｂは割当てら
れたスロツトでそれぞれパケツトｃ４，ｂ４を送
信している。第（ｉ＋３）サイクルの開始時、Ｃ
局２ｃとＢ局２ｂはこのサイクルで自局のパケツ
トをすべて送信できることがわかるので、予約を
送信しない。従つて小スロツト番号Ｓ１，Ｓ５の
小スロツト１０は第（ｉ＋３）サイクルで空と見
做され、第（ｉ＋４）サイクルではスロツト付ア
ロハ方式で予約が送信される。

なお、以上は衛星通信の場合について説明した
が、この発明はこれに限らず無線パケツト通信
や、端末をムルチポイントに接続するネツトワー
クに使用して良い。

以上のように本発明に係る予約方式では従来の
分散形予約方式のように予約領域の小スロツトを
地球局に固定的に割当てずスロツト付きアロハ方
式で送信するため多くの地球局を収容できる効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は衛星通信システムの構成図、第２図は
従来の予約方式の動作を説明する図、第３図は本
発明の実施例の方式を示す図である。 図中、１は通信衛星、２ａ，２ｂ，２ｃはそれ
ぞれ地球局Ａ，Ｂ，Ｃ、３は地球局の送信時点、
４は地球局の受信時点、５はサイクル、６はデー
タ領域、７は予約領域、８はデータスロツト、９
は予約スロツト、１０は小スロツト、１１はラウ
ンドトリツプ伝搬遅延時間、Ｓ０〜Ｓ５は小スロ
ツト番号を示している。なお、図中、同一あるい
は相当部分には同一符号を付して示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 単一の通信回線を一定時間長のスロツトに時
   分割し、連続した一定数のスロツトでサイクルを
   構成し、１サイクル内のスロツトを予約スロツト
   とデータスロツトに分割し、予約スロツトをさら
   に複数の小スロツトに分割し、通信局が小スロツ
   トでデータスロツトの割当てを要求する予約を送
   信し、受信された全体の予約からデータスロツト
   が通信局に割当てられ、このデータスロツトでパ
   ケツトと称する単位に区切られた情報が送信され
   る予約方式において、通信局が他の局に占有され
   ていない空の小スロツトからランダムに小スロツ
   トを選んで予約を送信する段階と、通信局がある
   小スロツトで予約の送信に成功すると次のサイク
   ルの同じ小スロツトを当該通信局のみが占有して
   予約を送信できる段階と、送信すべきパケツトが
   なくなつたら占有していた小スロツトで予約を送
   信しないことにより当該小スロツトを解放する段
   階とを設けて予約を送信することを特徴とする予
   約方式。