JPH07112303B2 - 多重アクセスデータ通信システムにおけるデジタル信号の制御方法および制御装置 - Google Patents

多重アクセスデータ通信システムにおけるデジタル信号の制御方法および制御装置

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JPH07112303B2
JPH07112303B2 JP58501144A JP50114483A JPH07112303B2 JP H07112303 B2 JPH07112303 B2 JP H07112303B2 JP 58501144 A JP58501144 A JP 58501144A JP 50114483 A JP50114483 A JP 50114483A JP H07112303 B2 JPH07112303 B2 JP H07112303B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は通信システム、特に多重アクセスデイジタルデ
ータ通信方式、装置および方法に関する。
発明の背景 初期の電話技術においては、電話の用途は局地的な利用
者の間の通信に限定されることが多かつた。長い期間を
かけた発達の結果として通信システムにアクセスする経
済性のために局地的な電話は通常は当業者にはローカル
交換局と呼ばれる中央制御機を通して相互接続されるよ
うになつて行つた。
デイジタル計算機についても、別の利用者のローカルな
グループを区別することができる。従つて種々のユーザ
端末あるいはステーシヨンを相互接続するために中央制
御機が通常使用される。
デイジタル計算機が発達し、これと並行して半導体技術
も発達したことによつて、小形で比較的低価格の計算機
ができるようになつて行つた。このような小形計算機の
発達によつて、中央制御の技術は棄てられ、これに代つ
て分散制御の手法が用いられるようになつて来た。また
デイジタル計算機の情報は通常はバースト的性質を持つ
ているから、最近の傾向としてはデイジタル情報のパケ
ツトを取り扱う能力を持つシステムに向けて指向する傾
向が強まつている。このような分散制御通信方式のひと
つは米国特許第4,063,220号に開示されている。このよ
うな周知の方式は通常キヤリヤ検出多重アクセス／衝突
検出（CSMA/CD）方式と呼ばれている。実際、この特許
は通信チヤネルに対して、端末、ステーシヨンあるいは
信号源がパケツト送信を開始しようとするときには送信
の前に位相検出器がチヤネルの信号を聴く（LBT）。チ
ヤネル上に他の伝送が存在することを検出すると、端末
は他の伝送が検出されなくなるまで、意図した伝送を遅
らせる。すなわち端末は空きチヤネルを待つ（WIC）こ
とになる。意図した伝送が開始したときに、そのあと端
末はチヤネルの信号を聴く、すなわち伝送中も聴く（LW
T）動作を行なう。もし干渉（すなわち衝突）が検出さ
れたなら、送信は中止され、乱数発生器によつて時間を
発生し、その時間間隔が終了したときにパケツトの伝送
を行なうような再試行のスケジユールを作る。残念なこ
とに、周知のCSMA/CDのシステムは音声とデータのトラ
ヒツクを共に能率良く取扱かうことはできない。通常
は、望ましくない信号伝送遅延が生ずる可能性がある。
また衝突が問題であり、衝突による情報損失の効果をや
わらげることができるような通信システムを実現する努
力が必要である。
発明の要約 音声トラヒツクに典型的に存在する周期性を考慮に入れ
て通信システムの中でデイジタル音声トラヒツクとデイ
ジタルデータトラヒツクの両方を制御するための本装置
と方法によつて彼此の問題は解決されることになる。本
件発明において周期的信号源（例えばデジタル音声）が
非周期的信号源（例えばデジタルデータ）よりもチャン
ネルに対してより高いアクセス優先度が与えられるよう
に送信プロトコルが作成される。したがって、周期的信
号源と非周期的信号源とが塞がりチャンネルを使用する
ため待機し、同時に空チャンネルをとらえた場合には周
期的信号源がそのチャンネルを維持するように取り扱わ
れる。周期的信号源および非周期的信号源は送信する前
にチャンネルを聴く。もしチャンネルが塞がりであると
両信号源は送信を行わない。チャンネルが塞がりでない
ときには周期的および非周期的信号線は送信を行う。周
期的信号線が送信を行うときは周期的信号源パケットは
プリエンプトフィールドを含むフォーマットを用いる。
プリエンプトフィールドの検出に応動して非周期的信号
源はいかなる非周期適パケットをも送信することを停止
する。プリエンプトフィールドは、有効な情報が非周期
的信号源に達する前に非周期的伝送の影響をチャンネル
から取り除くのに十分な程時間的に長く設定される。
したがって、周期的信号源は中断され得ないのでチャン
ネルを聴くことなくパケットを送信し続ける。その一
方、非周期的信号源は中断され得る（例えば衝突検出に
もとづいて非周期的信号源は送信を停止する）ので非周
期的信号源はパケットを送信しながらチャンネルを聴く
ようにする。音声信号源のような周期的信号源がチヤネ
ルに対するアクセスに成功したあと、パケツトを送出
し、音声パケツトにプリエンプト欄を設けることによつ
て衝突を減らすことができる。これによつて偶然にもネ
ツトワークの遅延を減少することができる。周期的信号
源が送信を行なうときには、それまで累積したすべての
音声トラヒツクを送出させ、さらにまたそれが最後に送
信を成功裡に終了してから所定の時間TPの後に次の送信
スケジユールを作ることによつて、チヤネルの競合をさ
らに軽減することができる。
図面 第１図は本発明の原理を説明するのに有用な通信チヤネ
ルによつて相互接続され、当業者には端末あるいは信号
源とも呼ばれる複数個のステーシヨンを含む従来技術の
通信方式の図； 第２図は本発明の原理を説明するのに有用な典型的な非
周期的データトラヒツクパケツトの形式を示す図； 第３図は本発明の原理を説明するのに有用な周期的音声
トラヒツクパケツト形式の図； 第４図は本発明の特徴を表わし、また第１図に図示した
方式で容易に実現できる本発明の原理を説明するのに有
用なフローチャート； 第５図は周期的信号源からのパケットが非周期的信号線
からのパケットにより遅延される様子を示す図；および 第６図は周期的信号源間にタイミング誤差があるときの
パケット伝送の様子を示す図である。
詳細な説明 一般的に、本方式は第１図に図示したようなシステムの
ようなランダムアクセス放送形システムで、ここでは非
周期的信号と呼ばれる第２種の信号の他に、ここで周期
的信号と呼ばれる第１種の信号を伝送するプロトコルを
含んでいる。周期的情報は電話利用者の間の音声信号に
通常見られるような信号である。このような信号は直接
的にはステーシヨンにおけるアナログ−デイジタル変換
器で処理することができる。通常はこのような周期的信
号を許容できないような長い遅延なしに送信することが
重要である。長い遅延があると音声信号がその宛先に使
うにはもう遅すぎるような時に到着するようなことにも
なる。周知のプロトコルに対する本方法のひとつの利点
は、本方法を使えば、衝突が生じない場合の周期的パケ
ツトが伝送されるまでの最大の遅延は、ひとつの非周期
的パケツトの伝送の間に経過する時間であり、これはひ
とつの周期的パケツトを送信する時間を越えることはな
いようになつている。これに対して非周期的情報は典型
的には、例えば、デイジタル計算機の間で伝送されるデ
イジタルデータ信号に見られる。従つて、本方法は周期
的には行なわれないデータの伝送と周期的に生ずるデー
タの伝送の両方を制御するのに使用することができる。
説明を容易にするために、本方法を限定するものではな
いが、ここの説明では非周期的情報をデータトラヒツク
とも呼び、周期的情報は音声トラヒツクと呼ぶことにす
る。さらに非周期的パケツトはまた可変長である。また
周期的パケツトは固定長であると仮定される。さらにま
た非周期的パケツトの長さは周期的パケツトの長さを越
えないものとする。
第１図に図示したシステム構成の例を参照すれば、双方
向通信信号チヤネル10が、終端機20と50の間に、受動カ
プラ40−ｉのような複数個の縦続接続された伝送カプラ
の各々を通して設けられている。双方向チヤネル10は、
例えば通常の高周波同軸ケーブルあるいは光ケーブルに
よつて実現される。終端器20、50の各々は、例えば反射
を制限するための通常のインピーダンス整合デバイスで
良い。カプラ40−ｌ乃至40−Ｎの各々は経路10に挿入す
ることができる通常のＴコネクタでよい。信号源あるい
はステーシヨン30−ｌ乃至30−Ｎのそれぞれこの間の信
号はこうして形成される通信リンクに結合される。（な
お、ここではステーシヨン、信号源、宛先、端末という
用語は取替えて使用してよい。）詳しく述べれば、他
方、例えば情報のパケツトによつて代表される信号を、
カプラ40−ｉは通信チヤネル10からステーシヨン30−ｉ
に対して電気的に結合する。このようにして、ステーシ
ヨン30−ｉは通信チヤネルからのパケツトを読み取る
（すなわち受信する。）他方、カプラ40−ｉはまた例え
ばステーシヨン30−ｉからの情報のパケツトを表わす信
号を通信チヤネル10に送出する。このようにしてステー
シヨン30−ｉは通信チヤネル10に対してパケツトを書き
込む（送信する）ことができる。
ステーション30−ｉはトランシーバ111、インタフエー
ス段115および利用装置としてステーシヨン装置127を含
んでいる。次に端末装置127はそれぞれデイジタル化さ
れた音声サンプルを提供する音声信号源として動作する
アナログデイジタル変換器と、アナログ音声波形を再生
するためのデイジタルアナログ変換器に接続された通常
の電話機のような装置を含んでいる。その代りに、端末
装置127はデイジタルデータトラヒツクを提供するため
のデイジタル計算機を含んでもよい。また代りに、装置
127は例えばチヤネル10をひとつあるいはそれ以上の同
様のチヤネルと相互接続するためのチヤネルを含んでよ
く、これらのチヤネルの一部は多分このチヤネルとは地
理的あるいは電気的に遠方にあるようになつている。明
らかに、当業者にはこれ以外の構成を考えることができ
る。
なおステーシヨンが電気的に比較的近接しており、相互
に２マイル程度の範囲に入つているなら、このようなシ
ステムは局地通信システム、局地通信ネツトワークある
いは局地デイジタルループと呼ばれる。従つて、第１図
に図示した構成を延長して、複数個の局地ネツトワーク
を相互接続してさらに大規模な通信システムを構成する
ことができる。
さらに伝送媒体の電磁的伝送特性によつて電気信号は通
信チヤネル上を光速の0.6から0.9の範囲の速度で伝播す
ることが知られているが、この速度はここでは186,000
マイル／秒であると推定されている。説明を容易にする
ために、光の推定速度は約１フイート／ナノ秒の電磁伝
播速度であると考えている。従つて、チヤネル10はパケ
ツトが電気的に受信されているときあるいは送信されて
いるとき、に限り例えばステーシヨン30−ｉについて塞
りであり、それ以外の場合にはチヤネル10はステーシヨ
ン30−ｉに関する限り、塞りではなく、空きとなる。従
つて、チヤネル10はひとつのステーシヨンに関して塞り
であり、他のステーシヨンに関して塞りでなく（空きで
ある）ということがある。
本発明についてさらに詳細に述べる前にいくつかの用語
についてさらに明らかにしておく。
通信システムにおける信号は多数の、ある場合には可変
の条件に従つて分類される。信号を分類するひとつの方
法は、限定的に述べるものではないがデイジタル化され
たアナログ音声信号に代表される第１種の信号と、限定
的に述べるものではないが、デイジタル計算機信号によ
つて代表される第２種の信号の間の区別である。ここで
第１種の信号はある程度の周期的あるいは擬似周期的な
特性を有しており、−を第２種の信号はある程度の非周
期的特性を持つている。
説明を簡単にするために、本発明を限定するものではな
いことを断わつた上で、第１種の信号は以降では音声信
号、通話信号あるいは周期信号のような用語で呼ばれ
る。従つて、このような信号は周期的信号源から送信さ
れ、また受信される。一例として、このような信号は音
声信号を8000Hzの周波数でサンプリングして、各々のア
ナログサンプルを８ビツトのデイジタル化された音声サ
ンプルに変換することによつて発生されるのが普通であ
る。
これに対して、第２種の信号は以降には通常データ信号
あるいは非周期的信号と呼ばれる。従つて、このような
信号は非周期的信号源との間で送受される。
ここで注意していただきたいのは、信号源は周期的且
つ、非周期的であつてよく、信号源に付けられる形容詞
はその瞬間における信号源の機能を表わすにすぎないと
いうことである。
デイジタル音声とデイジタルデータ 通信システムにおける、容量、遅延などで表わされる伝
送要求はデイジタル音声信号（例えば、デイジタルアナ
ログ音声）とデイジタルデータ信号（例えば、デイジタ
ル計算機間）では異つている。
例えば、デイジタル化された電話呼に関連したようなデ
イジタル音声トラヒツクでは多数のビツトが送信される
のが普通である。32kビツト／秒の音声符号器を使用
し、音声がアクテイブであるときにだけ送信を行なうこ
とにしても、典型的な３分間の電話呼の間に4.5Mビツト
以上の音声トラヒツクが伝送されることになる。またデ
イジタル音声トラヒツクでは通常その遅延の要求は比較
的厳格である。例えば、典型的な電話接続の間に許容さ
れる最大遅延は数百ミリ秒の程度であり、局地ネツトワ
ークにおいては、最大の遅延は二，三百ミリ秒より充分
小さくしておかなければならない。従つて、使用者（起
呼者および被呼者）が通常は対話していることを考える
と、デイジタル音声トラヒツクを呼の全時間の間蓄積し
て、大きなデイジタルフアイル転送として伝送すること
は許容できない。さらに音声パケツトシステムではデイ
ジタル化された音声サンプルを表わす情報ビツトに加え
てオーバヘツドビツトが伝送される。従つてひとつのパ
ケツトに含まれる音声サンプルの数が多いほど、チヤネ
ルの伝送能率は向上することになる。しかし、パケツト
に含まれる音声サンプルの数が多いほど、サンプルが発
生される時点からそれが例えば受信電話機に配達される
時点までの遅延は長くなる。従つて、上述した評価基準
のかねあいから、ここで示す実施例では音声パケツトは
数十ミリ秒の音声を含むものと仮定している。
またデイジタルデータトラヒツクは典型的に２モードの
統計的分布を持つている。これは短い対話メツセージと
長いフアイル転送から成る。通常デイジタルデータ源か
らのトラヒツクは散発的にすなわち非周期的にチヤネル
に到着する。従つて、もしメツセージがデータパケツト
に分割されていれば、全メツセージ遅延が長すぎなけれ
ばパケツト遅延の統計的分散は通常許容できる。
不連続性の問題としては、次のような問題を解決するた
めに音声パケツトシステムの遅延の変動に制限を与える
ことができる。典型的には受信器に設けられたデイジタ
ル−アナログ変換器によつて、アナログ音声波形を再生
するためにデイジタル化された音声サンプルは一定の周
波数で変換される。遅延されたパケツトが到着する前に
先に伝送されたサンプルが完全に変換されてしまう程度
にサンプルのパケツトが遅延されてしまうと、受信側の
聴き手は通常は音声中に切断を感知することになる。こ
の問題を解決するために、もし最大パケツト遅延に制約
を与えれば、上述した問題が生ずる確率を減少すること
ができる。従つて、音声サンプルの受信機に到着した音
声サンプルに遅延を与え、そのあとではそれぞれのパケ
ツトが必要になるまでパケツトをバツフアに入れておく
という手法によつてパケツト遅延に制約を与えることが
できる。第１のパケツトの遅延は話者と聴者の間の全体
の遅延に付加されるので、通常は小さい値に保たれる。
他の条件として、最大の遅延に制約がなくても、上述し
た手法は不連続の問題は完全には除かれなくても、軽減
することができる。
これに対して歪みの問題としては次のような問題があ
る。宛先に間に合う時間に到着しない音声サンプルのパ
ケツト、例えば、遅延要求を満足しないパケツトは通
常、捨てられる。もし捨てられる音声パケツトの率が小
さければ、この結果生ずる歪みは無視することができ
る。これに対して実験によつて音声パケツトは一般的に
は周期的に発生されることが示されている。従つて、も
し音声信号源からのパケツトに衝突を生ずれば、これは
同様に次の伝送においても衝突を生ずる可能性が高い。
従つて、同一の音声信号源からの連続した遅延は相関を
持つ傾向がある。他の音声信号源とチヤネルのアクセス
を競合しない音声信号源の平均遅延は小さく、遅延の変
動も小さく、一方他の音声信号源と競合する音声信号源
は大きな平均遅延と大きな遅延変動を持つ。もしシステ
ムとネツトワークのパケツト紛失率（棄却率）が許容で
きるレベルに設計されていたとしても、紛失がランダム
に分布しているのではなく紛失パケツトが少数の連続で
短時間の間に集中していたとすれば、その結果として生
ずる歪みは許容できないレベルになる。
本発明のひとつの特徴に従えば、妥当なレベルのパケツ
ト紛失率を実現するためにその周期性を減少するのでは
なく、音声サンプルの周期性を利用してパケツトの紛失
を完全になくすることができる。これはキヤリヤ検出多
重アクセス／衝突検出（CSMA/CD）伝送プロトコルすな
わち伝送方式の変形である後述する方法によつて実現さ
れる。
本方式ではデータパケツトは前述した米国特許4,063,22
0に述べるような通常のCSMA/CDによつて伝送されるが、
また音声パケツトは新らしい異る手法によつて伝送され
る。一般的に、この方法に従えば周期的信号源は衝突を
検出することはない。さらに、後述するように周期的音
声パケツトは衝突の有害な効果を軽減するようにフオー
マツト化される。さらに周期的音声パケツトには非周期
的データパケツトより高い優先度が与えられている。最
後に、非周期的データパケツトの長さには制約が与えら
れている。
有利なことに、本方式においては音声パケツトの遅延を
１データパケツトの伝送の時間に限定することができ、
この時間は後述するようにひとつの音声パケツトを伝送
するのに要する時間を越えることにない。また有利なこ
とに、本方式では音声パケツトの衝突を防止している。
本発明の原理を用いる結果として、本方式のプロトコル
を使用する周期的信号源は、あたかも時分割多重（TD
M）信号が各々の音声信号源に割当てられているかのよ
うにチヤネルに対して現われるように動作する。このチ
ヤネルと標準のTDMチヤネルの間の差はこのチヤネルの
場合にはステーシヨンがひとつのタイムスロツトに固定
していないことである。実際に、タイムスロツトは時間
的にわずかに後方にずらしてもよい。後方への移動が生
じている間は後述するように、移動期間中に到着した音
声サンプルはオーバフローフイールド呼ばれる拡張パケ
ツトフイールドで伝送される。
本プロトコルの興味ある他の利点は、プロトコルが追加
の容量を取扱かうことができないように見えるときに
も、周期的信号源はシステムにアクセスすることができ
るということである。システムが誤動作を生ずることは
なく、タイムスロツトが若干長くなるようになるが、シ
ステムはTDMシステムを完全に利用しているように動作
する。
本プロトコルのさらに他の利点は、タイムスロツトが移
動するので、タイムスロツトに重なり合いが生じない程
度に、周期的信号源の間にタイミングの不一致を生ずる
ことがあり、これによつてさらに音声パケツトの衝突は
軽減される。
パケツトの形式 本制御プロトコルの仕様をもつと詳細に説明する準備と
して、第２図は周知のデータトラヒツクの通信のための
非周期的パケツトの例を示している。説明の目的で、デ
ータパケツトは複数個のフイールドを含むものと仮定さ
れ、各フイールドはひとつあるいはそれ以上のビツトを
含んでいる。ここでデータトラヒツクのパケツトは二つ
のフイールドを含んでいて良い。例えば、パケツトはHA
ビツトのオーバヘツトフイールドと、IAビツトのデータ
フイールドを含む。当業者には周知のように、オーバヘ
ツドフイールドは次にタイミングと同期のためのプリア
ンブルフイールドと、被呼ステーシヨンを識別する宛先
ステーシヨンアドレスフイールドと、起呼ステーシヨン
を識別する信号源ステーシヨンアドレスフイールドと、
情報ビツトの数を示すパケツト長フイールドと、複数個
のパケツトを含むメツセージにおけるそのパケツトの番
号を示すパケツト順序番号フイールドと、パケツトの誤
りを検査する誤り制御フイールドと、他の属性を示す他
のフイールドとを含んでいる。伝送されるべき非周期的
情報を入れるためのデータフイールドは、可変数IAのビ
ツトを含むものとして図示されている。
第３図は音声トラヒツクを通信するための周期的パケツ
トの例を図示している。本発明の原理に従つて、説明の
目的のために、音声パケツトも複数個のフイールドを含
むものとしており、各フイールドはまたひとつあるいは
それ以上のビツトを含んでいる。ここで音声トラヒツク
のパケツトは４個のフイールドを持つものとしている。
例えば、周期的パケツトはPPビツトのプリエンプトフイ
ールドと、HPビツトのオーバヘツドフイールド、IPビツ
トのデータフイールドそれにOPビツトのオーバフローフ
イールドを含む。
プリエンプトフイールドの時間の間には、周期的信号源
は、伝送媒体に対して信号を与えるが、有用な情報は送
出しない。時間的にはプリエンプトの時間は、非周期的
なステーシヨンの信号源が衝突を検出し、そのパケツト
の送出を停止し、周期的信号源が有用な情報の送出を開
始する前にシステムから伝送の影響を取り除くのに充分
な時間となつている。プリエンプト時間の推定される時
間長τＰはほぼ、 τＰ＝２τｔ＋τon＋τＩ＋τoff である。ここでτｔは媒体中での一方方向の伝搬遅延、
τonは信号レベルが検出されるようになるまでの時間、
τＩは干渉信号の検出に要する時間、τoffは切断され
た信号が受信機に影響を与えなくなるまでの時間であ
る。一例として、3Mビツト／秒で1Kmのチヤネルのシス
テムにおけるプリエンプトフイールドのビツト長は（PP
＝）38ビツトの長さとなる。
周期的パケツトのオーバヘツドフイールドの長さは典型
的には非周期的パケツトのオーバヘツドフイールドの長
さより短い。例えば、非周期的パケツトのオーバヘツド
フイールドの長さは（HA＝）100ビツトであり、周期的
パケツトのオーバヘツドフイールドの長さは（HP＝）48
ビツトである。周期的パケツトのオーバヘツドフイール
ドが短い理由は次のようである。
（１） 再送されるパケツトは通常は利用するには遅す
ぎるように到来するので、周期的信号源については誤り
制御フイールドは不要である。また、サンプルされた音
声トラヒツクではデータトラヒツクで許溶されるよりも
大きい誤り率が許容されることがわかつている。
（２） 周期的パケツトはシーケンスを外れて到来する
ことはないから、順序番号フイールドは不要である。
（３） 周期的パケツトの長さは固定しているから、パ
ケツト長フイールドは不要である。
データフイールドに関して言えば、周期的パケツトがチ
ヤネルに対してアクセスしたときには、これはそのデー
タフイールドで、最後の伝送のあと累積しているすべて
のデータを送出する。信号源はその次のパケツトの伝送
が現在のパケツトの送信が成功してから後TP秒後に生ず
るようにスケージユールする。もしチヤネルがTP秒の後
で塞りでなければ（すなわち空きであれば）、伝送の間
に累算した音声サンプルはデータフイールドに挿入さ
れ、次に周期的パケツトとして送出される。TP秒の終り
でチヤネルが塞がりであれば、周期的パケツトの伝送の
前にステーシヨンは空きチヤネルを待つ（WIC）。（塞
りの）待ち時間の間に到来したサンプルは周期的パケツ
トのオーバフローフイールドに入れられ、チヤネルが空
きになつたときに送信される。オーバフローフイールド
の大きさは、周期的信号源が経験することができる最大
遅延の関数として決定できる。現在の方法あるいはプロ
トコルに従えば、偶然にも周期的信号源に対する最大の
遅延は非周期的パケツトの伝送の時間を越えることはな
い。ひとつのシステムにおいては、周期的信号源は毎秒
8000サンプルを発生し、各サンプルは４ビツトで構成さ
れ、TPは30ミリ秒で、パケツト伝送時間の間に最大４サ
ンプルが到着する可能性がある。従つて、このシステム
では、オーバフローフイールドは（OP＝）16ビツトを含
んでいる。これに対して、送信すべきオーバフローサン
プルが存在しないときには、信号源はオーバフロー時間
の間に、ドントケア条件、例えば信号キヤリヤを伝送す
る。有利なことに、周期的信号源はパケツトが遅延され
るとき、例えばチヤネルが塞がりのときには、チヤネル
に対するアクセスをただちに取るときに比べて余分の時
間を要することはない。
先に述べたように、第１のパケツトはプリエンプトフイ
ールドあるいはオーバヘツドフイールドを含むことはな
いから、周期的信号源からの第１のパケツトは以下に続
くパケツトより短かいかもしれないことに注意していた
だきたい。しかし、第１のパケツトに対しても他のすべ
ての周期的パケツトと同一のパケツトの大きさを保つこ
とができる。これによつて１つの周期的信号源からの次
のパケツトと他の周期的信号源からのパケツトの間のス
ケジュールされた時間間隔を少なくとも周期的パケット
１個分の送信時間XP秒とすることができる。
送信プロトコル 次に第４図を参照して、本方法すなわちプロトコルをよ
り詳細に説明する。これと同時に本プロトコルは以下の
説明に関連して周知の手法を使用することによつて第１
図のステーシヨン30−ｌ乃至30−Ｎの各々において、ハ
ードウエアあるいはソフトウエアによつて実現されるも
のである。
本プロトコルに従えば、もし周期的信号源と非周期的信
号源が塞つたチヤネルを使用すべく待つているときに
は、周期的信号源が高いアクセス優先度を持つものと仮
定しており、従つて第１にチヤネルを捕捉する。また、
一方非周期的信号源からのすべてのパケツトと周期的信
号源からの第１のパケツトは通常のキヤリヤ検出多重ア
クセス／衝突検出（CSMA/CD）プロトコルの機能を使用
する。これに対して、周期的信号源からのパケツトは本
プロトコルの機能を使用する。
より詳しく述べれば、送信開始前に、信号源は周期的な
場合でも非周期的な場合でも、チヤネルを聴き（LB
T）、チヤネルが塞り（Ｂ）であれば送信を行なわない
で、空きチヤネルを待つ（WIC）。もしチヤネルが塞が
りでなければ（）、信号源は周期的でも非周期的でも
送信を開始する。
送信を行なつている間には、周期的信号源はチヤネルを
聴くことはなく（TLWT＝NO）、それが最後に送信したと
きから累積している音声サンプルのすべてを、固定長の
パケツトで送信する（XMIT）。周期的信号源は次にその
最後の成功した伝送のあと一定の時間TPで次の伝送を行
なうようにスケジユールする。簡単のためだけの理由
で、図示の実施例においては、TPはすべての信号源につ
いて同一であると仮定する。
この代りに、非周期的信号源はチヤネルを聴き（TLWT＝
YES）、もし他の信号源との衝突（Ｃ）が検出されれ
ば、信号源は送信を止め、そのあと空きチヤネルを待つ
（WIC）。さもなければ、もし衝突が検出されなければ
（）、信号源は送信を続ける。従つて、周期的あるい
は非周期的信号源のいずれかについてチヤネルが塞がり
であるか（Ｂ）あるいは非周期的信号源について衝突が
検出されれば（Ｃ）、それぞれの信号源は空きチヤネル
を待ち、送信を再スケジユールし、チヤネルが空きにな
つてから後再び試行する（SRBあるいはSRC） 以上説明した本発明の特徴に従えば、周期的信号源は送
信する前に聴き、そのとき送出しているすべての端末に
対して伝送の優先順をおくらせる。次に、空きチヤネル
が検出されれば、周期的信号源は送信を開始する。しか
し、周期的信号源は送信中は聴くことはなく（TLWT＝N
O）周期的パケツト全体を送出してしまい、完了する前
に送出を終了することはない。にもかかわらず、本プロ
トコルでは周期的信号源からのパケツトが衝突するのを
防止することができる。この偶然の結果は部分的には非
周期的信号源からのパケツトの大きさに制約があるため
に得られるものである。また、周期的信号源と非周期的
信号源の間の衝突に関しては、周期的信号源に対する第
３図のパケツト構造によつて、非周期的信号源が衝突を
検出し、非周期的信号源がプリエンプト期間の間に、周
期的信号源が有用な情報の送出を開始する前に非周期的
送信を停止するように設計されている。有用な情報と
は、例えば、オーバヘツドフイールド、データフイール
ドおよび音声パケツトのオーバフローフイールドを含ん
でいる。
他の利点に従えば、システムに大量の周期的トラヒツク
が入り、周期的パケツトの長さは固定されているので、
システムは時分割多重システムに似て来る傾向がある。
例えば、周期的信号源はチヤネルを捕捉し、非周期的ト
ラヒツクがそのスロツトに対するアクセスを妨げるかあ
るいは他の周期的信号源が送信を開始するまで、タイム
スロツトを周期的に使用する。いずれの場合でも、その
時点において、次の周期的信号源のためにスケジユール
されている周期的スロツトはわずかに時間的に後方にず
らされることになる。この時間の移動を補償するため
に、この第１の遅延されたスロツトで追加のデータを送
信することができる。
以上を要約すれば、チヤネルにアクセスする規則を次の
ように述べることができる。
（Ａ） 非周期的データトラヒツクのアクセス規則 データトラヒツクのアクセス規則は通常のランダムアク
セスブロードカストネツトワークの規則と類似してい
る。
非周期的アクセス規則は次のようである。
（ｉ） 送信する前に聴く（LBT） 送信を開始する前にチヤネルを聴く。もしチヤネルが塞
がりであれば、だれか他の人が送信を行なつており、従
つて自分は送信しない。もしチヤネルが塞がりでなけれ
ば、すなわち空きであれば、送信を行なう。
（ii） 送信中に聴く（LWT） 送信を行なつている間に（TLWT＝YES）、チヤネル上の
信号を聴く。もしデータが歪めば、他の人もまた送信を
行なつていることが示され、すなわち衝突であるから、
送信を停止し、さもなければ送信を継続する。
（iii） 再試行の方法 もしチヤネルが塞がりであるか、あるいはもし衝突が生
ずれば、チヤネルが空きになるまで待ち、次に標準の
（例えば、ランダム）再試行規則のいずれかに従つて次
の送信のスケジユールを立てる。
（Ｂ） 周期的音声トラヒツクのためのアクセス規則 音声アクセス規則は音声トラヒツクの周期性を考慮に入
れたものである。規則はどのような周知の方法とも異つ
ている。規則は音声パケツトを受ける遅延に上限を設定
する。改良された周期的アクセス規則は次のようであ
る。
（ｉ） 送信の前に聴く（LBT） 送信を開始する前にチヤネルを聴く。もしチヤネルが塞
がりであれば、だれか他人が送信しているので、従つて
送信を行なわない。もしチヤネルが塞がりでなければ、
そのときには送信を行なう。
（ii） 送信中は聴かない 送信中は（TLWT＝NO）チヤネル上の信号を聴かない。そ
の代り、チヤネルのアクセスを放すまで周期的パケツト
全体の送信を継続する。その周期的パケツト伝送と衝突
するどのようなデータ信号源もオフとするようにプリエ
ンプトフイールドが使用される。有利なことに音声パケ
ツトは衝突しない。
（iii） 再試行方式 もしチヤネルが塞がりであれば、次の伝送をただちに再
試行するようにスケジユールされる。
（iv） 伝送 周期的パケツトのデータフイールドの中で最後の伝送か
らTP秒の間に到来したすべての音声サンプルを伝送す
る。チヤネルへのアクセスを解放する前にパケツトをオ
ーバフローフイールドによつて、周期的パケツトが遅延
されている間に到来したすべてのサンプルを伝送する。
（ｖ） 次のパケツトのスケジユール 周期的パケツトの伝送が最後に成功してから所定の時間
TP秒後に次のパケツトの伝送をスケジユールする。
（Ｃ） 第１番目の音声パケツトの代替アクセス規則 音声伝送の第１のパケツトは通常の音声パケツトと同一
の長さのものでもよいが、データパケツトのアクセス規
則に従う。
遅延の検討 チヤネルが塞りであつて同時に伝送されるパケツトが衝
突する可能性があるか実際に衝突するときに遅延が生ず
る。例えば次のようなときに周期的信号源は遅延する。
（１） 非周期的パケツトの伝送でチヤネルが塞つてい
る。
（２） 非周期的信号源との衝突が生じた。
（３） 周期的パケツトの伝送でチヤネルが塞つてい
る。
（４） 周期的信号源と衝突が生じた。
本発明の特徴に従えば、これらの４種の条件の内の第１
のものと第３のものだけによつて周期的信号源に遅延を
生ずる。第４図を参照すれば、送信の前に非周期的信号
源も周期的信号源もチヤネルを聴き（LBT）、チヤネル
が塞りであれば、信号源は空きチヤネルを待つ（WIC）
ためにこのような結果となる。さらに、周期的信号源に
よつて経験される最大遅延はXPを越えることはなく、XP
は周期的パケツトを送信するのに要する時間に等しい。
ここですべての周期的信号源の各々は同一の最小伝送間
遅延時間TPを持つものと仮定される。このタイミングの
不正確さの効果については後述する。
第２および第４の遅延条件に関しては、周期的信号源と
非周期的信号源が衝突したとき、周期的信号源が有用な
情報の送信を開始する前に、プリエンプト期間の間に、
非周期的信号源は周期的信号源からのパケツトを検出し
て送信を停止する。従つて、周期的信号源は非周期的信
号源との衝突によつて遅延することはない。
また第２の遅延条件に関しては、第２に周期的信号源と
非周期的信号源が空きチヤネルを待つているときには、
周期的信号源が競争に勝つてチヤネルにアクセスする。
周期的信号源は空きチヤネルを検出すると送信を開始す
るのでこのようなことになるのである。もし非周期的信
号源が待つていれば、これはチヤネルが塞りであること
を検出して送信を行なわない。もし非周期的信号源が待
たないで、送信を開始すれば、これは周期的信号源パケ
ツトのプリエンプト期間の間に衝突を検出し、送信を停
止する。従つて、周期的信号源は周期的信号源あるいは
その伝送がすでに進行中である非周期的信号源によつて
のみ遅延される。この遅延は高々１周期的パケツトの伝
送時間である。
第４の遅延条件に関しては、周期的パケツト信号源がｋ
個あることを考えよう。ここでそれぞれの周期的信号源
からチヤネルへの意図された伝送の第１のシーケンスを
考えよう。シーケンスは信号源30−ｉからのパケツト
が、信号源30−（ｉ＋１）からのパケツトより前に送信
されるように考えられている。ここで （ａ） ｔi,jは信号源30−ｉからの伝送が宛先30−ｊ
に受信されることがスケジユールされた時点を表わす。
従つて、時刻ｔ1,1,t2,2，…ｔk,kはまたそれぞれｋ番
目の信号源がパケツトを送信すべくスケジユールされた
時点である。（すなわち、ステーシヨン内の伝送時間は
無視できるものと仮定している。） （ｂ） ｔ′i,jは信号源30−ｉからの伝送が実際に信
号源30−ｊで受信される時間を表わす。
（ｃ） Ｄi,j＝ｔ′i,j−ｔi,jはパケツトが信号源30
−ｉから宛先（信号源）30−ｊに送信されるときに出合
うパケツトの遅延を表わしている。
ここで各々の周期的信号源からの送信はXP秒だけ継続す
るものと仮定しよう。すなわち、パケツトが遅延されて
いても、パケツトのオーバフローフイールドに待ち時間
の間の音声サンプルを含んでいたとしても、周期的信号
源30−ｉが固定長のパケツトを送信するのに要する時間
はXPであると仮定する。従つて、ひとつの周期的信号源
30−ｉと他の周期的信号源例えば30−（ｉ＋１）の間で
は ｔｉ＋1,i＋１−ｔi,t＋１XP （１） であり、これはまた ｔｉ＋1,i＋１ｔi,t＋１＋XP （２） と書き替えることができる。
媒体の伝播時間は通常は遅延とは関係ないから、遅延は
各信号源について同一である。従つて以下ではＤi,j＝D
iという表記を使うものとする。
ここで、もしDiが０であれば、周期的信号源30−ｉは信
号源30−（ｉ＋１）のような他の周期的信号源を遅らせ
ることはない。さらに、DiがXPを越えなければ、二つの
周期的信号源、すなわち信号源30−ｉと30−（ｉ＋１）
は衝突することはない。
また周期的信号源はそれ自身で遅延されていない他の周
期的信号源によつては遅延されないことに注意された
い。従つて、もし周期的信号源が他の周期的信号源によ
つて遅延されるとすれば、該他の周期的信号源はそれよ
り前に遅延されたものだということになる。従つて、遅
延されるべき第１の周期的信号源が生ずる遅延はXPを越
えないことになる。
以上から、周期的信号源30−（ｉ＋１）からのパケツト
は周期的信号源30−ｉによつては遅延されない。これに
対して、（ｉ＋１）番目の周期的信号源は非周期的信号
源によつて遅延されることがあり、それによつて、予期
されているが、遅延されたそれぞれの周期的信号源から
の伝送の第２のシーケンスを考えることができる。にも
かかわらず、信号源30−（ｉ＋１）が生ずる遅延はXPを
越えることはなく、周期的信号源が衝突を生ずることは
ない。この遅延は伝播して周期的信号源のシーケンスに
影響を与える。例えば、周期的信号源の一般的シーケン
スにおいて、もし Di＜XP であれば、そのときには ｔ′i,i＋１＜ｔｉ＋1,t＋１′ であり、ｉ番目と（ｉ＋１）番目の信号源が衝突するこ
とはない。さらに、ｉ番目の周期的信号源が必要とする
伝送時間は、たとえこれが遅れていてもより多くのサン
プルを伝送しなければならなくてもXPである。もし ｔi,i＋１＋XPｔｉ＋1,t＋１′ であれば、（ｉ＋１）番目の信号源がｉ番目の周期的信
号源によつて遅延されることはない。この信号源は非周
期的信号源によつて遅延されて、遅延された信号源の新
らしいシーケンスを開始することがあるが、これが生ず
る遅延はXP以下である。もし、 ｔi,i＋１＋XP＞ｔｉ＋1,i＋１ であれば、（ｉ＋１）番目の信号源から送信されるパケ
ツトに生ずる遅延は Di+l＝ｔ′i,i＋１−ｔｉ＋1,i＋１＋XP である。（ｉ＋１）番目の周期的信号源はチヤネルを待
つているから、遅延は非周期的信号源によつて増大する
ことはできない。周期的信号源は非周期的信号源より高
い優先順位を持ち、その優先順はプリエンプトフイール
ドによつて実現されるから、そのようになるのである。
遅延Di+lは Di+l＝Di＋ｔi,i＋１−ｔｉ＋1,i＋１＋XP （４） のように書くことができる。式（１）を ｔi,i＋１−ｔｉ＋1,i＋１＋XP０ （５） のように書き替えることによつて、Di+lがDiを越えるこ
とはないことが明らかになる。従つて周期的信号源のシ
ーケンスで生ずる遅延は非増加関数であり、周期的信号
源に生ずる最大の遅延はXPを越えることはなく、周期的
信号源が衝突を生ずることはない。
上述した、周期的信号源（音声パケットソース）に生ず
る遅延のメカニズムについての端的な理解に資するべく
以下において添付の図面FIG.5を参照しつつ説明を加え
る。
ある音声パケットソース（Ｘ）が音声パケットX1を送信
した後時間TP後に次の音声パケットX2を送信しようとス
ケジュールされていたものとし、またパケットX2の送信
の直前にデータパケットXaが送信されていたとする。こ
のとき、パケットX2は、データパケットの存在に起因し
て送信がD1だけ遅延する。ついで別のソース（Ｙ）によ
りスケジュールされたパケットY2は遅延された音声パケ
ットX2′によりD2だけ遅延される。同様に、（第３のソ
ース“Z"による）音声パケットZ2は遅延された音声パケ
ットY2′によりD3だけ遅延される。このように送信すべ
くスケジュールされたパケットX2、Y2およびZ2は順次遅
延され、実際にはそれぞれX2′、Y2′およびZ2′として
送信されることになる。このような遅延は、音声パケッ
トソースが送信する前にチャンネルを聴き、空のチャン
ネルを待つために引き起こされるものである。図からわ
かるように、データパケットの時間長（Xa）を音声パケ
ットの時間長（XP）よりも小さく設定しておけばひきつ
づく音声パケットは先行するパケットにより順次遅延さ
れるものの各音声パケットの遅延時間は音声パケットの
時間長をこえることはない。即ち、XP＞Xa＞D1＞D2＞D3
が成立する。なお、FIG.5に示す例においては、パケッ
トX1、Y1とZ1の間（従って、X2とY2、Y2とZ2の間）には
空の期間が設けられているが必ずしも空の期間を設ける
必要はなく隣り合うパケットが密着していても差し支え
ない。なお、その場合は、XP＞XaD1D2D3が成立す
る。
このように、周期的信号源のシーケンスで生じる遅延は
非増加関数であり（即ち、D1D2D3）、生ずる最大の
遅延は、周期的パケットの時間長XPを超えることはない
（XP＞D1D2D3）。
以上の事柄を数式を用いて説明することにする。まず音
声信号源が互いに衝突状態にないという条件は次式（即
ち、上記第（１）式）で与えられる。
ｔｉ＋1,i＋１−ｔi,i＋１XP （ここでｔi,i＋１は、信号源ｉからのパケットが信号
源ｉ＋１に到達するのにスケジュールされる時間とす
る。）信号源ｉ＋１が衝突に遭遇しないためには、ｔ
i,i＋１＋XPがｔｉ＋1,i＋１よりも小さくなければなら
ない。しかしながら、もし信号源ｉが遅延するとデータ
信号源がチャンネルをとらえてしまい時間tiにおける送
信の最中にあるので信号源ｉは唯一遅延する。次にｉ＋
１信号源から送信されるパケットに生ずる遅延は、 Ｄi,i＋１＝ｔ′ｉ＋1,i＋１−ｔｉ＋1,i＋１ ＝ｔ′i,i＋１＋XP−ｔｉ＋1,i＋１ となる。（ここで、ｔ′はスケジュールされた時間ｔに
対して実際の到達時間を表すものとする。） 上記（Ｄi,i＋１を与える）式は、さらに次式のように
書き換えられ得る（なぜなら、実際の到達時間ｔ′
i,i＋１はDi＋ｔi,i＋１に等しいので）。
Ｄｉ＋１＝Di＋ｔi,i＋１−ｔｉ＋1,i＋１＋XP しかしながら、上記第（１）式より ｔi,i＋１−ｔｉ＋1,i＋１＋XP０ であるから、Ｄｉ＋１Diとなる。
以上を要約すれば、音声パケツトの衝突に関しては、本
プロトコルを次のように述べることができる。
（Ａ） データパケツトと音声パケツトの衝突について （ｉ） もしデータパケツトが空きチヤネルにアクセス
し、その信号が音声ステーシヨンが送信を開始する前に
音声ステーシヨンに到着していれば、高々１非周期的デ
ータパケツトの送信時間だけ、音声ステーシヨンの伝送
が遅延されることがある。
（ii） データステーシヨンと音声ステーシヨンがほぼ
同時に送信を開始したと仮定しよう。通常のシステムで
は衝突が生ずる。しかし本方式では、データ信号源が音
声パケツトを検出して、音声パケツトのプリエンプト期
間が完了する前にチヤネルからデータパケツトを取り除
く。従つて、有用な音声情報に歪みを生ずることはな
く、音声パケツトは遅延されない。
（iii） データパケツトと音声パケツトの両方が塞り
チヤネルが空きになるのを待つていたと仮定しよう。チ
ヤネルが空きになつたときに、音声信号源はただちに送
信を開始し、一方データ信号源はしばらく（ランダム時
間であることが多い）後に送信を開始する。データパケ
ツトが音声パケツトを検出する前に送信を開始したとし
ても、これはプリエンプト期間の間に切断される。
（iv） 以上の結果として、音声パケツトは高々非周期
的パケツトひとつ分の時間だけ遅延されることになる。
（Ｂ） 音声パケツトと音声パケツトの衝突について （ｉ） 音声信号源からの次の伝送はチヤネルへのアク
セスに成功してからTP秒後にスケジユールされている。
二つのステーシヨンは同時にチヤネルのアクセスに成功
することはないから、その一方が遅れるのでなければ、
その次の伝送に干渉を生ずることはない。
（ii） 前の音声信号源がデータ信号源によつて遅延さ
れていれば、遅延はひとつの非周期的パケツトの伝送時
間を越えることはない。遅延の間に累積していた音声サ
ンプルはオーバフローフイールドの中で伝送され、これ
は遅延があつてもなくても伝送される。従つて、 （iii） 音声パケツトの間の最小間隔は音声パケツト
伝送時間XPである。データパケツトの衝突によつて生ず
る最大遅延は１データパケツトの伝送時間である。デー
タパケツトの伝送時間は音声パケツトの伝送時間を越え
ることはない。従つて、塞り中のチヤネルを占有するの
を待つ音声パケツトが二つ以上存在することはなく、二
つの音声パケツトが衝突することはない。
（iv） 最大の音声パケツトの遅延は１データパケツト
の伝送時間である。これによつてオーバフローフイール
ドの大きさ、すなわちデータパケツトの伝送時間の間に
到来した音声サンプルを送信するのに必要なビツトの数
が決まる。
オーバフロー・トラヒツク 周期的信号源によつてチヤネル容量がほぼ完全に使用さ
れているようなモードで使用されるシステムを考えて見
よう。スケジユールされた伝送の間に時間のギヤツプが
存在するものとし、このギヤツプは他の信号源が伝送を
開始するのには充分であるが、ひとつの周期的パケツト
全体を送信するには充分な大きさではないものとしよ
う。他の周期的信号源がこのときチヤネルにアクセスす
るものと仮定しよう。このような状況では、システムは
時間的なギヤツプ無しで動作しはじめることになる。チ
ヤネルの捕捉の間の時間は増大し、各々の周期的パケツ
ト中のオーバフローフイールド中のビツトの一部あるい
は全部が使用されることになる。しかし、周期的パケツ
トがチヤネルを捕捉したときにはいつでも、これはその
パケツトを送信することができる。例えば、周期的信号
源が小さな時間ギヤツプの間に送信を開始したとしよ
う。遅延される周期的信号源の遅れはXPを越えることは
ない。信号源はそのオーバフローフイールドで遅延の間
に累積したすべての音声サンプルを送出する。信号源は
またその次の伝送が、その最後の送信が成功してからTP
秒後に行なわれるようにスケジユールする。これに続く
周期的信号源は前の信号源に生じた遅延より小さいかこ
れに等しい時間だけ遅延される。元の干渉を生じた信号
源は干渉する信号源のシーケンスの中で他の信号源とな
る。これはこれが元に生じた遅延を越えない範囲で遅延
されることがあり、またそれに続く信号源をそれが元に
与えた遅延を越えない範囲で遅延させることがある。遅
延は増加関数ではなく、また過負荷状態のチヤネルでは
０になることはないので、これはすべての信号源に共通
のある正の値εに収束することになる。遅延εはXPから
オーバフローした信号源がチヤネルに入る前の期間TPの
間の空きチヤネル時間の和を減じたものである。
安定な状況が生じたときに、各々の周期的信号源はTP＋
ε秒ごとにパケツトを送信する。これはその伝送パケツ
トのデータおよびオーバフローフイールドで、この時間
の中に到来したサンプルを送出する。各々の伝送の終り
で、ε秒の間待つている周期的信号源が存在することに
なる。待ち合せている信号源は他の周期的信号源からの
最初のパケツトおよび非周期的信号源よりも前にチヤネ
ルを捕捉する。信号源のひとつがその伝送を終了し、そ
の時点でチヤネル容量が利用できるようになるまで、シ
ステムはTP＋εのタイムスロツト期間を有する時分割多
重システムとして動作する。データが失なわれることは
なく、スロツトの遅延が無限に大きくなることもない。
タイミングの考察 サンプリングによる通信システムにおいては、サンプル
が発生されるのと同一の周波数で受信されるように送信
機と受信機を周波数同期しておくのが普通である。放送
ネツトワークにおいては、通常の信号帯域外でクロツク
信号を送信するか、その代りにクロツク成分に変調規則
を使用するかすることによつて、同期が実現される。後
者の手法では、中央制御は存在せず、各々の送信ステー
シヨンは同等であるが、特に極めて少量のデータが送信
されるときには、送信機の間にタイミングの不一致が生
ずる可能性がある。
タイミングの不一致によつて、周期的ステーシヨンによ
るパケツト間間隔の推定値が異つて来る可能性がある。
例えば、周期的信号源30−ｉについてのパケツト間間隔
Ｔi,pはTPからε秒以内であるとすれば、Ｔi,p−TPε
である。周期的信号源30−ｉと30−（ｉ＋１）が時刻ｔ
i,i＋１＝ｔとｔｉ＋1,i＋１＝ｔ＋XPでそれぞれ送信し
たとすれば、信号源30−（ｉ＋１）ではパケツトの間隔
は存在しないことになる。これらの信号源から次のパケ
ツトはそれぞれｔi,i＋１＝ｔ＋Ｔi,p,tｉ＋1,i＋１＝
ｔ＋XP＋Ｔｉ＋1,pにスケジユールされることになる。
これらの二つの時刻はわずかXP−２εの時間しか離れて
いない。このシーケンスの第１のパケツトが非周期的信
号源からのパケツトで遅延すると、これはｔ′i,i＋１
＜ｔ＋Ｔi,p＋Xaまで遅延されるかもしれない。XaXP
という条件のみでは、両方の周期的信号源がチヤネルを
待つていて衝突する可能性がある。このような衝突は非
周期的パケツトの長さをXaXP−２εに制限することに
よつて防止される。このような条件があれば、周期的信
号源のシーケンスは衝突することはなく、非周期的信号
源Xaの遅延はXP以下になる。
以上のタイミングをもう少し詳しく説明してみよう。
ソースｉが時刻ｔで送信を開始するとき、もしタイミン
グが完全であれば、そのソースはその後時刻ｔ＋TPで再
び送信をすることになる。そしてソースｉ＋１は、ｔ＋
XPの時刻で送信を開始する。２つの周期的パケットの間
にすき間がなく、パケット長がXPであり、そしてタイミ
ングが完全であれば、ソースｉ＋１は、次に時刻ｔ＋XP
＋TPで再び送信することになる。しかしながら、もしソ
ースｉの送信がεだけわずかに遅れ、かつソースｉ＋１
の送信がεだけ早まった場合は２つのソースは２εだけ
重複することになる。正常な環境の下では、ソースｉ＋
１が２εだけ遅延されるだけで何ら支障は生じない。し
かしながら、長さXaの非周期的パケット（データパケッ
ト）がソースｉを遅延させ、かつXaがXP−εよりも長か
ったらどうであろうか。その場合は、ソースｉ＋１がそ
のデータパケットが終了する時刻に先んじて送信を準備
する一方で、ソーｉは依然送信を中止した状態に留まっ
ている。そして、データパケットが終了するときにはソ
ースｉとソースｉ＋１の双方が送信の準備をし結果とし
て競合状態が生じてしまう。このような競合状態は、デ
ータパケット長を十分に短くすることにより回避され
る。即ち、データパケットが終了した後ソースｉが送信
を開始する前にはソースｉ＋１が送信を準備することが
できないようデータパケット長を短くするようにすれば
競合状態は除去されることになる。競合がおきないデー
タパケット長の条件式がまさに上記Xa＜XP−２εであ
る。以上の事柄を直感的に理解できるようにさらに図面
FIG.6を用いて説明してみる。
FIG.6は、タイミングが完全なときのソース及びｉ＋１
の送信スケジュールを示す。（ｂ）は、タイミングに誤
差がある場合、即ちTPがεだけばらついた場合（最悪の
ケースを考えｉがε遅延、ｉ＋１がεだけ早まったとす
る）のスケジュールを示す。（ｃ）に示されるデータパ
ケットが存在しパケット長がXaXP−２εの条件を満足
する場合には、データパケットの終端がソースｉ＋１の
パケットのタイムスロットまでには至らないので音声パ
ケットはデータパケットにより順次遅延され、実際には
（ｄ）のように送信されることになる。一方、（ｅ）の
ようにデータパケット長Xaが長くなる（条件式を満足し
ない）とデータパケットの終端がｉ＋１のタイムスロッ
トにまで達してしまいソースｉとｉ＋１との競合が生じ
る（ｉとｉ＋１の双方が空チャンネルを待ちデータの終
了とともに送信しようとする）こととなる（FIG.6
（ｆ））。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】多重アクセスデータ通信システムにおいて
    デジタル信号を制御する方法であって、該システムは通
    信チャンネルと、複数個のステーション信号源とを含
    み、該信号源の少なくとも２つは該チャンネルに結合さ
    れるように適合しており、該方法は 該チャンネルからの信号を受信し、該受信信号に応動し
    て該チャンネルの塞／空状態を検出し、 該チャンネルが塞がりであると検出されたときはこれに
    応動してチャンネルの空きを待つ段階を含み、該ステー
    ション信号源の少なくとも１つは周期的信号を発生する
    第１種のステーション信号源であり、該ステーション信
    号源の別の少なくとも１つは非周期的信号を発生する第
    ２種のステーション信号源であり 該方法はさらに 該チャンネルが空であると検出されたとき、これに応動
    して該チャンネルを捕捉し、該チャンネルの捕捉に応動
    して、該チャンネル上で第１の信号源から第２の信号源
    にパケットを送信する段階を含み、 該パケットが第１種の第１の信号源からのものであると
    きはこれに応動して、該送信段階はさらに予め定められ
    た時間間隔だけ持続する遅延信号を含むプリエンプトフ
    ィールドを該パケット内に含め、該チャンネルを聴くこ
    となしに第１種の信号源から該パケット全体を送信し続
    け、また第１種の同一の信号源からのパケットを一定周
    期で送信する段階を含み、および 該パケットが該第２種の第１の信号源からのものである
    ときはこれに応動して、該送信段階はさらに 該パケットを送信し続けながら該チャンネルを聴く段階
    を含み、該聴く段階はさらに 該チャンネルを聴きながら衝突を検出し、この検出にも
    とづいて該プリエンプトフィールド遅延信号の所定の時
    間間隔以下の時間間隔内に該第２種の該第１の信号源か
    らのいずれのパケットの伝送をも停止し、 該停止に応動して該チャンネルを空になるまで待って該
    パケットを再送信する段階を含むことを特徴とする多重
    アクセスデータ通信システムにおけるデジタル信号の制
    御方法。
  2. 【請求項２】請求の範囲第１項に記載の方法において、
    さらに 該チャンネルの捕捉にもとづいて該送信信号源が該チャ
    ンネルを最後に捕捉してから累積された該第１種のすべ
    ての信号を送信し、 該第１種の該信号のすべてを送信した後該チャンネルへ
    のアクセスを解放することによって送信を停止する段階
    を含むことを特徴とする多重アクセスデータ通信システ
    ムにおけるデジタル信号の制御方法。
  3. 【請求項３】請求の範囲第１項に記載の方法において、
    さらに 該第１種の該信号源において、該第１種の該信号源から
    別の信号源への次の送信をスケジュールし、 該次の送信は該継続した送信を終了した後予め定められ
    た時間TPで開始する段階を含むことを特徴とする多重ア
    クセスデータ通信システムにおけるデジタル信号の制御
    方法。
  4. 【請求項４】請求の範囲第２項に記載の方法において、
    さらに 該第１種の該信号源において、該第１種の該信号源から
    別の信号源への次の送信をスケジュールし、 該次の送信は該継続した送信を終了した後予め定められ
    た時間TPで開始する段階を含むことを特徴とする多重ア
    クセスデータ通信システムにおけるデジタル信号の制御
    方法。
  5. 【請求項５】通信チャンネルと複数個のステーション信
    号源とを含み、該信号源の少なくとも２つが該チャンネ
    ルに結合されるように適合している多重アクセスデータ
    通信システムにおいてデジタル信号を制御するための装
    置において、 該チャンネルから信号を受信する手段と、該受信信号に
    応動して該チャンネルの塞／空状態を検出するための手
    段と、該チャンネルが塞がりであると検出されたことに
    応動して空チャンネルを持つ手段とを含み、 該ステーション信号源の少なくとも１つは周期的信号を
    発生する第１種のステーション信号源であり、該ステー
    ション信号源の少なくとも１つは非周期的信号を発生す
    る第２種のステーション信号源であり、 該制御装置はさらに 該チャンネルが空として検出されたときにはそれに応動
    して該チャンネルを捕捉するための手段と、 該チャンネルの捕捉に応動して、該チャンネル上で第１
    の信号源から第２の信号源へとパケットを送信するため
    の手段とを含み、該送信手段はさらに 該パケットが該第１種の第１の信号源からのものである
    ときはこれに応動して、予め定められた時間間隔だけ持
    続する遅延信号からなるプリエンプトフィールドを該パ
    ケット内に含める手段と、 該パケットが該第１種の第１の信号源であるときにはこ
    れに応動して該チャンネルを聴くことなく第１種の信号
    源から該パケット全体を送信し続け、また第１種の同一
    の信号源からのパケットを一定周期で送信する手段と、 該パケットが該第２種の第１の信号源からのものである
    ときにはこれに応動して、該パケットを送信し続けなが
    ら該チャンネルを聴くための手段とを含み、該聴くため
    の手段は 該チャンネルを聴いている間に衝突を検出するとこれに
    応動して、該プリエンプトフィールド遅延信号の予め定
    められた時間間隔以下の時間間隔内に該第２種の該第１
    の信号源からのいかなるパケットの送信をも停止するた
    めの手段と、 該停止に応動して該チャンネルが空になるまで待ってか
    ら該パケットを再送信するための手段とを含むことを特
    徴とする多重アクセスデータ通信システムにおけるデジ
    タル信号の制御装置。
  6. 【請求項６】請求の範囲第５項に記載の制御装置におい
    て、さらに 該チャンネルの捕捉に応動して、該送信信号源が該チャ
    ンネルを最後に捕捉してから累積した該第１種のすべて
    の信号を送信するための手段と、 該第１種の該信号のすべての送信に応動して、該チャン
    ネルのアクセスを解放することにより該送信を停止する
    ための手段とを含むことを特徴とする多重アクセスデー
    タ通信システムにおけるデジタル信号の制御装置。
  7. 【請求項７】請求の範囲第５項に記載の制御装置におい
    て、さらに 第１種の該信号源において、該第１種の該信号源から別
    の信号源への次の送信をスケジュールし、該次の送信が
    該継続した送信を停止した後予め定められた時間TPで開
    始するようにする手段を含むことを特徴とする多重アク
    セスデータ通信システムにおけるデジタル信号の制御装
    置。
  8. 【請求項８】請求の範囲第６項に記載の制御装置におい
    て、さらに 該第１種の該信号源において、該第１種の該信号源から
    別の信号源への次の送信をスケジュールし、該次の送信
    が該継続した送信を停止した後予め定められた時間TPで
    開始するようにする手段を含むことを特徴とする多重ア
    クセスデータ通信システムにおけるデジタル信号の制御
    装置。
JP58501144A 1982-03-15 1983-03-03 多重アクセスデータ通信システムにおけるデジタル信号の制御方法および制御装置 Expired - Lifetime JPH07112303B2 (ja)

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