JPS639322A - 衛星通信方式 - 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、衛星を介した一局（中心局）対多数局（周辺
局）間の通信を共通のチャネルにより行う多元接続の衛
星通信方式に係り、特に周辺局から中心局へのアクセス
方式の改良に関する。

（従来の技術） 衛星を介した中心局対周辺局間の通信を共通のチャネル
により行う多元接続の衛星通信方式においては、周辺局
から中心局へアクセスする方式として、−周辺局が送信
データの発生のたびに予約に基づかない任意のタイムス
ロットで送信するいわゆるランダムアクセス方式と、予
約したタイムスロットで送信する予約方式とが採用され
ている。

ランダムアクセス方式は、各周辺局間のスケジューリン
グを行わず、各周辺局はデータが発生した時に他の周辺
局と共有する回線に自由にデータを送出し、衝突により
データの一部または全部が失われた場合にはデータを再
送する方式が本来であるが、この方式ではデータの衝突
確率が高いので、第６図に示すスロット付アロハ方式が
ランダムアクセス方式として採用されている。

第６図において、符号Ｓはタイムスロットであり、この
タイムスロットＳは通信チャネルの時間幅を１パケツト
長に相当する一定時間単位に分割したものである。各周
辺局では、例えば局１、局２、局３がデータ発生を受け
て送信パケットがこのタイムスロットＳに入るように同
期をとってから送信する。ところが、どのタイムスロッ
トＳへ入れるかは、各局のデータの発生のタイミングに
よるため、局１と局２の送信パケットＡ、同Ｂのように
同一タイムスロットとなりパケットが衝突することがあ
る。衝突が発生すると、各周辺局では、中心局から受信
応答（ＡＣＫ）信号がないのでデータが衝突により消失
したことを知り、該当局１、同２はそれぞれ任意の時間
経過後に送信パケットＡ′、同Ｂ′を再送する。

一方、予約方式は、各周辺局間のスケジューリングを行
う方法であり、第７図にこの予約方式の一例を示す、第
７図において、周辺局は、自局に接続された端末又は地
上回線からのデータを受信し終ると、中心局に対し、予
約パケットを送出しそのデータ全部を衛星回線に送出す
るのに必要なスロット数を予約する。中心局は、各周辺
局がらの予約をスケジューリングして予約要求のあった
周辺局にスロット割当て送信を行い、割り当てスロット
を知らせると同時に他の周辺局には、そのスロットにデ
ータを送出しないように指示する。

その結果、スロット予約をした周辺局は割り当てられた
スロットでデータ１、同２、同３を送信できる−ことに
なる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、スロット付アロハ方式は、予約とスロット割
り当てのやりとりのための時間が不要なため、衝突がな
かった場合、データの遅延時間を小さく出来る。

しかし、トラヒックが増加すると衝突によるデータの再
送が増加し、これが更にトラヒックの増加をひき起こし
、遂には再送データのみになってしまう不安定な状態に
なる危険がある。

一方、予約方式は、データを送出する前に予約のために
周辺局から中心局へスロット予約−をし、中心局から周
辺局へスロット割当てをすることが必要なために、周辺
局と中心局の衛星を介した往復伝搬時間がかかるのでデ
ータの遅延時間をそれ以下に出来ない、しかし、中心局
で各周辺局のスケジューリングを行うので、データの衝
突はなく、回線の利用効率を上げることが出来る。

そこで、データの伝送効率と回線の利用効率を向上させ
るために、両方式を併用することが考えられる。即ち、
周辺局が、あるしきい値（例えば１タイムスロツト長）
以上の長データを回線に送出する場合には、他の周辺局
のデー′夕との衝突の確率が高くなるため予約方式によ
ってデータを送出する。また、周辺局がしきい値以下の
短データを回線に送出する場合は他の局に予約されてい
ないスロットにスロット付アロハ方式で送出する。

このよう４５、ランダムアクセス方式（スロット付アロ
ハ方式）と予約方式を併用する方式では、データ長に応
じてランダムアクセス方式にするか予約方式にするかを
判断するので、すべてのデータをランダムアクセス方式
で送出する方式に比べて回線の利用効率が向上する。

しかしながら、う・ンダムアクセス方式で送信されるデ
ータが増加した場合には、データの衝突が増加し、通信
システムがやはり不安定になる恐れがあるという問題点
がある。

本発明は、上記問題点を解決するため、トラヒックが増
加し、ランダムアクセス方式で送信されるデータが増加
した場合でも安定に通信が行える衛星通信方式を提供す
ることを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明の衛星通信方式は次
の如き構成を有する。

即ち、衛星通信方式は、中心局と複数の周辺局とから構
成され、衛星を介した共通のチャネルにより前記複数の
周辺局が前記中心局へアクセスする方式として、周辺局
は自局送信データ長があるしきい値以下の短データであ
るのが、あるいはしきい値以上の長データであるのかを
判定し、長デ−タに対してはタイムスロットの予約に基
づく予約方式で、短データに対してはタイムスロットの
予約に基づかないランダムアクセス方式でそれぞれデー
タ送信を行うようにした予約方式とランダムアクセス方
式とを併用する衛星通信方式であって；　前記周辺局は
、ランダムアクセス方式で送信した短データについての
中心局からの応答が否定応答である時は、当該短データ
を含むすべての短データの送信を予約方式によって行う
送信方式切換手段を備えたことを特徴とする。

（作　用） 次に、前記構成を有する本発明の衛星通信方式の作用を
説明する。

周辺局が中心局へアクセスする場合には、周辺局は自局
送信データ長を判定し、あるしきい値以上の長データは
必要数の送信タイムスロットの予約を行う予約方式で送
信し、あるしきい値以下の短データは予約済でないタイ
ムスロットの中の任意のタイムスロットを選択するラン
ダムアクセス方式で送信する。そして、ランダムアクセ
ス方式に係る送信データについての中心局からの応答、
が否定応答である場合には、衛星回線が輻稜していると
判断して送信方式切換手段が作動し、否定応答に係る送
信データおよびその後にランダムアクセス方式で送信す
べきすべてのデータ会予約方式に切り換えて送信するこ
とを行う。

その結果、短データの１が増加した場合でも、本来ラン
ダムアクセス方式で送信すべきデータの発生頻度を抑制
でき、回線の利用効率の向上が図れ、またデータ衝突が
相乗的に増加するのを防止でき安定した通信が行えるこ
ととなる。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は本発明を実施する衛星通信方式の全体構成を示す０
本発明に係る衛星通信方式は、中心局Ｃと複数の周辺局
Ｒ（Ｉ、ＩＩ、Ｉ［［、・・・）とから構成され、衛星
Ｓを介した共通チャネルにより複数の周辺局Ｒが中心局
Ｃヘアクセスする方式として、送信タイムスロットの予
約を行う予約方式と、予約済でないタイムスロットを利
用するランダムアクセス方式とを併用するものであり、
中心局Ｃおよび周辺局Ｒは、第２図および第３図に示す
ように構成される。

第２図において、中心局Ｃは、衛星Ｓとの電波の送受信
を行う送受信装置１と、所定数のタイムスロットからな
るフレームの区切りを示すタイミング信号を生成するタ
イミング信号生成部２と、周辺局Ｒからのデータの受信
処理を行う受信部３と、受信部３の出力を受けてこれを
受信データとしての利用に供するためのバッファリング
を行う受信データバッファ４と、前記受信部３の出力を
受けて受信応答信号（ＡＣＫまたはＮＡＫ）を生成する
と共に、該データが予約パケットが否がを判定し、予約
パケットであれば所要数のタイムスロットを割り当てる
割当信号を生成し、併せて前記判定結果に基づき１フレ
ーム内のいずれのタイムスロットが予約付であるかを示
す予約情報信号を生成する制御信号生成部５と、送信デ
ータのバッファリングを行う送信データバッファ６と、
送信データバッファ６、タイミング信号生成部２および
制御信号生成部５の各出力を受けてそれらを多重化する
多重部７と、多重部７の出力を受けてそれを送受信装置
１へ送出する送信部８とを基本的に備える。

第３図において、周辺局Ｒは、衛星Ｓとの電波の送受信
を行う送受信装置１１と、送受信装置１１から入力され
る中心局Ｃの送信信号を受信し、それから抽出したタイ
ミング信号に基づき自局内で使用する各種タイミング信
号を生成するフレーム同期部１２と、中心局Ｃの送信信
号から、前記受信応答信号、割当信号および前記予約情
報信号を分離出力する受信部１３、受信部１３で分離さ
れた受信データをバッファリングする受信データびツフ
ァ１４と、受信部１３で分離された前記割当信号および
前記予約情報信号とを受けて、割り当てに係るタイムス
ロットを指定するタイムスロット指定信号を生成すると
共に、予約情報信号を参照して、他の周辺局が予約して
いないタイムスロットを抽出し、それをランダムアクセ
ススロットとして指定するタイムスロット選択信号を生
成する送信スロット管理部１５と、あるしきい値（例え
ば１タイムスロツト長）以下の短データを格納するラン
ダムアクセスデータバッファ１６と、あるしきい値以上
の長データを格納する予約データバッファ１７と、送信
データを端末又は回線から受け、そのデータ長を検出し
、該送信データが短データの時には、それをランダムア
クセスデータバッファ１６へ転送する一方、該送信デー
タが長データの時には、全データをタイムスロットを単
位としたパケットに分割し、その先頭パケットを全デー
タの送出に必要なタイムスロットの予約数を付してラン
ダムアクセスデータバッファ１６へ転送すると共に、残
余データを予約データバッファ１７へ転送するメッセー
ジ長検出部１８と、前記送信スロット管理部１５の出力
のうち、前記タイムスロット選択信号を受けて、ランダ
ムアクセスデータバッファ１６からデータを読み出し、
それを指示されたランダムアクセススロットへ挿入する
一方、前記タイムスロット指定信号を受けて予約データ
バッファ１７から読み出したデータを割り当てられたタ
イムスロットへ挿入し、併せて再送制御部２１からの制
御信号が、再送データが存在しない旨の指示であり、か
つ、予約データバッファ１７にデータが存在し、ランダ
ムアクセスデータバッファ１６にはデータが存在しない
場合には、予約データバッファ１７から１タイムスロッ
ト分のデータを読み出し、それを前記タイムスロット選
択信号が指示するランダムアクセススロットへ挿入する
一方、再送制御部２１からの制御信号が再送データが存
在する旨の指示である場合には、−ランダムアクセスデ
ータバッファ１６のデータを予約データバッファ１７の
データと同じに扱い、前記タイムスロット指定信号の指
示に基づく割り当てられたタイムスロットに挿入するデ
ータ選択部１９と、データ選択部１９の出力を受けてデ
ータ送信を行う送信部２０と、中心局Ｃへの送信データ
を再送データとして一時記憶すると共に、前記受信部１
３で分離出力される受信応答信号の内容が自局の送出し
たデータに対する否定応答Ｎ　Ａ　Ｋ　（ＮＯＴ　ＡＣ
ＫＮＯ胃ＬＥＤＧＥ）であった場合には、該再送データ
を予約データバッファ１７へ再度入力する一方、データ
選択部１９に対し、再送データのすべてについての中心
局からの受信応答信号の内容が肯定応答ＡＣＫ　（＾Ｃ
ＫＮＯＷＬＥＤＧＥ）となり受信確認ができるまで、す
べてのデータを予約により送出する旨の前記制御信号を
出力する再送制御部２１とを基本的に備え、データ選択
部１９と再送制御部２１は全体として送信方式切換手段
を構成している。

次に、第４図を参照して本発明の衛星通信方式の動作を
周辺局が採用する併用方式を中心に説明する。なお、こ
の実施例では、スロット付アロハ方式および予約方式の
個々の方式についての説明は省略し、本発明に係る部分
を中心に説明する。

今、ある周辺局で短データＡが端末側から受信され、そ
れがメッセージ長検出部１８からランダムアクセスデー
タバッファ１６へ格納されたとする。そして、再送制御
部２１の制御信号が再送データは存在しないことを示し
ているとすると、その雉データＡはデータ選択部１９に
より読み出されて、送信スロット管理部１５が指示する
ランダムアクセススロットに挿入される。

この短データＡは、ランダムアクセス方式で中心局へ向
けて送信されるが、他周辺局の送信データと衝突を起こ
し、中心局は、短データＡを正常受信出来なかったので
、受信応答信号として否定応答ＮＡＫを放送モードで返
送する。

一方、その周辺局では、短データＡに対する否定応答Ｎ
ＡＫ受信以前の時点で４スロット長分の長データＢ１〜
Ｂ４を端末側から受信し、その先頭パケットに残余デー
タ（Ｂ２．Ｂ３．Ｂ４）３スロット分の予約を付して予
約パケットＢ１をランダムアクセススロットて′送出し
、スロット割当てを待っているとする。

再送制御部２１は思データＡに対する否定応答ＮＡＫを
受信すると、短データＡを今度は予約データバッファ１
７へ入力すると共に、データ選択部１つおよびメッセー
ジ長検出部１８に対し、再送データが生じた旨を通知す
る制御信号を出力する。データ選択部１９では、再送デ
ータがある間は、予約データバッファ１７に格納されて
いるデータも、ランダムアクセスバッファ１６に格納さ
れているデータも予約により送出する。

従って、第４図で、予約パケットＢ１に対する割り当て
を受信し、割り当てられた３つのスロットに再送データ
Ａ′と長データの残余データのうちＢ２、Ｂ３を送出す
る。

周辺局では、データＢ２、同Ｂ３、同Ｂ４を送出するた
めに予約パケットＢ１で予約した３スロツトのうちの一
つに再送データＡ′を挿入したため長パケットの残余デ
ータ８２〜Ｂ４のうちデータＢ４がバッファに残ること
になるので、これを送信するために、予約スロットにデ
ータＡ′を送出する際に残りのデータを送出するに必要
な数のスロット予約を付加する。

第４図の例では、再送データＡ′を送出する前に、更に
短パケットＣが周辺局に送信データとして到着している
ため、データＡ′を送出する時に長データの残りＢ４と
短データＣを合わせて２スロツト分の予約を行う、そし
て、中心局から２スロツト分の割り当てを受け、割り当
てスロットにデータＢ４と同Ｃを送出するのである。

次に、中心局と周辺局の送信データフォーマットの一例
を第５図に示す。

第５図（Ｉ）は、中心局から周辺局べ放送モードで送信
されるデータフォーマットの一例を示す。

中心局からの送信データは、フレーム同期毎に制御フィ
ールドを含み、フレーム内の制御フィールド以外の時間
のデータフィールドで送信データが時分割多重化されて
送信される。

制御フィールドは、フレームの区切りを示すフレームパ
ターン、前フレームでの周辺局からの受信データに対す
る受信応答フィールド、周辺局に対し予約済みのタイム
スロットを表示するための予約表示フィールド、周辺局
に対する割り当てスロットを表示するためのスロット割
当てフィールドを基本的に備える。

多重化された送信データの１単位は、データの始まりを
示すフラグパターン、アドレスフィールド、データ認証
（データＩＤ）、送信情報であるデータ、誤り制御フィ
ールド、送信データの終了を示すフラグパターンから構
成される。

第５図（■）は、周辺局から中心局へ送出される１スロ
ツト分のデータのフォーマットの一例を示す。

送信データは、バースト状のデータの開始で受信同期を
確保し、データの始まりを得るための同期ビット、有効
データ長を示すデータ長表示フィールド、発信周辺局の
アドレスを示すアドレスフィールド、データＩＤ等の制
御情報を含む制御フィールド、データフィールド、誤り
制御フィールドにより構成される。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の衛星通信方式によれば、
周辺局が中心局へアクセスする方式として、ランダムア
クセス方式と予約方式とを併用する方式であって、ラン
ダムアクセスデータで衝突が生じた場合には本来再送す
べきデータおよびその後に送信されるべきランダムアク
セスデータも予約方式で送信するようにしたので、ラン
ダムアクセス方式で送信するデータの発生頻度を抑制で
き、回線の利用効率の向上が図れ、また、データ衝突が
相乗的に増加するのを防止出来て安全な通信が行える衛
星通信方式を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する衛星通信方式の全体構成図、
第２図は本発明の一実施例に係る中心局の構成ブロック
図、第３図は本発明の一実施例に係る周辺局の構成ブロ
ック図、第４図は周辺局の送信手順を示すタイムチャー
ト、第５図は送信データフォーマットの例、第６図は従
来のスロット付アロハ方式のデータ衝突と再送制御を示
すタイムチャート、第７図は従来の予約方式によるデー
タ送信手順を示すタイムチャートである。 １・・・・・・送受信装置、　２・・・・・・タイミン
グ信号生成部、　３・・・・・・受信部、　４・・・・
・・受信データバッファ、　５・・・・・・制御信号生
成部、　６・・・・・・送信データバッファ、　７・・
・・・・多重部、８・・・・・・送信部、１１・・・・
・・送受信装置、１２・・・・・・フレーム同期部、１
３・・・・・・受信部、１４・・・・・・受信データバ
ッファ、１５・・・・・・送信スロット管理部、　　１
６・・・・・・ランダムアクセスデータバッファ、　　
１７・・・・・・予約データバッファ、　　１８・・・
・・・メッセージ長検出部、１９・・・・・・データ選
択部、　２ｏ・・・・・・送信部、２１・・・・・・再
送制御部。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博 木禿翁貧龜する衡星通信方大 第　／　図 中、ｂ届のＳ成 第　２　冴 周辺局／）構成 第　３　図 第４図 中１し局のｌイ２ゲータ万一マ・ソト （■） ｌ信デ゛−７７Ｊ−マット スロット付アロハ４瓦のチータイｔｒ父とＡ達刺イ卯第
　６　図 うＦｊづ゛にめテークよ舌イ宮ケ１１貢第　７　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中心局と複数の周辺局とから構成され、衛星を介した共
   通のチャネルにより前記複数の周辺局が前記中心間へア
   クセスする方式として、周辺局は自局送信データ長があ
   るしきい値以下の短データであるのか、あるいは前記し
   きい値以上の長データであるのかを判定し、長データに
   対してはタイムスロットの予約に基づく予約方式で、短
   データに対してはタイムスロットの予約に基づかないラ
   ンダムアクセス方式でそれぞれデータ送信を行うように
   した予約方式とランダムアクセス方式とを併用する衛星
   通信方式であって；周辺局は、ランダムアクセス方式で
   送信した短データについての中心間からの応答が否定応
   答である時は当該短データを含むすべての短データの送
   信を予約方式によって行う送信方式切換手段を備えたこ
   とを特徴とする衛星通信方式。