JPH0771037B2 - Packet transmitter - Google Patents

Packet transmitter

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JPH0771037B2
JPH0771037B2 JP63011416A JP1141688A JPH0771037B2 JP H0771037 B2 JPH0771037 B2 JP H0771037B2 JP 63011416 A JP63011416 A JP 63011416A JP 1141688 A JP1141688 A JP 1141688A JP H0771037 B2 JPH0771037 B2 JP H0771037B2
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Japan
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packet
transmission
burst
slot
packets
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陽一 森谷
昭宏 渋谷
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、スロット付きアロハ方式と称する多元接続
方式を基本とした衛星パケット通信に用いて、各地球局
の伝送量の増域に間接的に応じて自動的にパケットの送
信手順を変更しパケット伝送のサービス品質の低下を防
止すると共に、衛星回線の効率的な使用を可能にするパ
ケット送信装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is used for satellite packet communication based on a multiple access system called slotted Aloha system, and indirectly for increasing the transmission amount of each earth station. The present invention relates to a packet transmission device that automatically changes the packet transmission procedure according to the above to prevent deterioration of service quality of packet transmission and enables efficient use of satellite lines.

〔従来の技術〕 第2図にスロット付きアロハ方式と称する多元接続方式
によって運用される衛星パケット通信網を構成する地球
局のパケット送信装置の従来の構成例を示す。図におい
て、(1)はデータをパケットとして入力するパケット
入力端子、(2)は該パケット入力端子(1)から入力
されるパケットを一時蓄積するパケットバッファ、
(3)はこの構成を説明するための論理的なスイッチ、
(4)は後述するバースト送信機(5)に設けられた第
1の送信パケット入力端子、(5)はパケットをバース
トに形成し、これを送信するバースト送信機、(6)は
送信バケットバッファ、(7)はランダム遅延発生器、
(8)はバースト送信機(5)に設けられた第2の送信
パケット入力端子、(9)は受信確認信号(ACK/▲
▼)入力端子である。
[Prior Art] FIG. 2 shows a conventional configuration example of a packet transmission device of an earth station which constitutes a satellite packet communication network operated by a multiple access system called an Aloha system with a slot. In the figure, (1) is a packet input terminal for inputting data as a packet, (2) is a packet buffer for temporarily storing packets input from the packet input terminal (1),
(3) is a logical switch for explaining this configuration,
(4) is a first transmission packet input terminal provided in a burst transmitter (5) described later, (5) is a burst transmitter that forms packets into bursts, and transmits the bursts, and (6) is a transmission bucket buffer , (7) is a random delay generator,
(8) is a second transmission packet input terminal provided in the burst transmitter (5), and (9) is a reception confirmation signal (ACK / ▲).
▼) Input terminal.

第3図は第2図構成のパケット送信装置を有する地球局
によって運用される衛星パケット通信網の一例を示し、
この通信網はn局の子局と、1局の親局と通信衛星から
構成される。同図において、(10)、(11)、(12)は
それぞれ子局S1、S2、Snである。図では省略するがこの
ような子局はn局あるものとしこれらの全体を子局群と
称することにする。また、(13)は親局M、(14)は通
信衛星である。
FIG. 3 shows an example of a satellite packet communication network operated by an earth station having the packet transmitting device of FIG.
This communication network is composed of n slave stations, 1 master station and communication satellites. In the figure, (10), (11) and (12) are slave stations S1, S2 and Sn, respectively. Although not shown in the figure, it is assumed that there are n such slave stations, and these are collectively called a slave station group. Further, (13) is a master station M, and (14) is a communication satellite.

今、説明を容易にするため子局群が衛星上のトランスポ
ンダに向けて送信する周波数と親局が送信する周波数は
別であるものとする。すなわち、子局群はトランスポン
ダ上の一つの周波数領域を共用する(トランスポンダに
多元接続する)。そしてこの多元接続方式としてスロッ
ト付きアロハ方式が使用されるものとして従来例第2図
の説明を行う。なお、この場合の親局の送信についての
説明は本発明を説明する上でその要旨に関わらないため
に省略する。
Now, for ease of explanation, it is assumed that the frequencies transmitted by the slave stations to the transponders on the satellite are different from the frequencies transmitted by the master station. That is, the slave stations share one frequency region on the transponder (multiple access to the transponder). The conventional example shown in FIG. 2 will be described assuming that the slotted Aloha system is used as the multiple access system. The description of the transmission of the master station in this case will be omitted because it is not related to the gist of the present invention when the present invention is described.

スロット付きアロハ方式はトランスポンダを時間軸上で
区分し同じ送信周波数を使用する子局群からの電波を中
継しようとする時分割多元接続方式の一種である。この
ため共通使用するトランスポンダ上において一定の時間
区分が設定される。この1区分をスロットと称する。第
4図中にその概念図を示す。図では説明のためにトラン
スポンダ上のスロットに番号を表示したが実際には個々
のスロットを区別するこのような番号の設定はない。各
子局はスロットの区切りだけを確認することができる。
The slotted Aloha system is a type of time division multiple access system that divides transponders on the time axis and relays radio waves from slave stations that use the same transmission frequency. Therefore, a fixed time segment is set on the commonly used transponders. This one section is called a slot. The conceptual diagram is shown in FIG. In the figure, for the sake of explanation, the slots on the transponder are shown with numbers, but in reality, there is no setting of such numbers for distinguishing individual slots. Each slave station can confirm only the slot delimiter.

次に、各子局がこのトランスポンダに送出する信号につ
いて説明する。各子局においては送信したい信号(デー
タ列)がブロック的に発生する。この1ブロックをパケ
ットと称する。このパケットは各子局が他の部分、例え
ば子局が接続する地上側の他の装置から送られてくるも
のとしてもよいし、また、子局自体が発生するものと考
えてもよい。このパケットには本来送信したいデータ
(以下メッセージと称する)の他にこのパケットの発信
元や相手先を表示するアドレスデータやパケットの伝送
を正しく行なうための制御データなどが含まれている。
このようなパケットを構成するビット列は例えば移送偏
移変調され子局より送信されるが、この際、受信局にお
けるビット列の復調・再生を正確に行うなどのためにパ
ケットの前縁に更にプリアンブルと称する補助ビット列
を付加する。このように最終的に子局がその送信機から
送信する電波の1単位をバーストと称する。第5図にバ
ーストのビット構成例を示す。
Next, a signal transmitted from each slave station to this transponder will be described. A signal (data string) to be transmitted is generated in blocks at each slave station. This one block is called a packet. This packet may be sent from other parts of each slave station, for example, another device on the ground side to which the slave stations are connected, or may be considered to be generated by the slave stations themselves. In addition to the data to be originally transmitted (hereinafter referred to as a message), this packet includes address data indicating the source and destination of this packet, control data for correctly transmitting the packet, and the like.
The bit string forming such a packet is, for example, shift-shift modulated and transmitted from the slave station. At this time, a preamble is further added to the leading edge of the packet in order to accurately demodulate and reproduce the bit string at the receiving station. A so-called auxiliary bit string is added. Thus, one unit of the radio wave finally transmitted from the transmitter by the slave station is called a burst. FIG. 5 shows an example of the bit configuration of burst.

さて、以下第2図にそってスロット付きアロハ方式によ
るバースト送信手順を実行する従来のパケット送信装置
について順に説明する。まず、送信パケットはパケット
入力端子(1)を通じてパケットバッファ(2)に入力
される。このパケットバッファ(2)はパケット入力端
子(1)から入力されるパケットを直ちにバースト送信
機(5)に送り込むことができない場合にこれを一時蓄
積しておく部分である。パケットバッファ(2)に入力
されたパケットはパケットバッファ(2)が空(パケッ
トが蓄積されていない状態)で、かつスイッチ(3)が
閉じている場合にはバースト送信機(5)の第1の送信
パケット入力端子(4)と送信パケットバッファ(6)
に入力される。一方、スイッチ(3)が開いている場合
か、または、既にバッファ内にパケットが蓄積されてい
る場合には当該パケットも蓄積される。バースト送信機
(5)は変調部やRF部、アンテナなどから構成されてお
り、その第1の送信パケット入力端子(4)に入力され
るパケットを第5図に示し、このパケットにプリアンブ
ルが付加され直ちに通信衛星(14)に向けて送信され
る。但し、バースト送信機(5)はバーストの送信タイ
ミングを(最高1スロット時間分)微調整する機能をし
ており、バーストが第4図で示した衛星トランスポンダ
上のスロットに丁度納まるようにこれを制御して送信す
る。例えば、第4図に示すように子局S1(10)から送信
されたバーストaはトランスポンダ上のスロット6に丁
度納まる。図中、バーストaの送信の開始時刻からスロ
ット6の前縁までの時間は子局S1(10)からトランスポ
ンダまで電波が到達するために要する伝搬遅延時間であ
る。この電搬遅延時間は地球局と衛星間の距離に対応す
るための子局毎に少しづつ異なり(だいたい130msec程
度である)、各局はそれぞれの伝搬遅延時間に応じてバ
ーストの送信タイミングを微調整しこれを送信するが、
このようなバースト同期技術の説明については本発明を
説明する上では必要ではないために、これを省略し、各
地球局はトランスポンダ上の所定の位置にバーストを配
置する機能を持ち備えているものとする。
Now, a conventional packet transmission device that executes a burst transmission procedure by the slotted Aloha method will be described in order with reference to FIG. First, the transmission packet is input to the packet buffer (2) through the packet input terminal (1). The packet buffer (2) is a part for temporarily storing a packet input from the packet input terminal (1) when it cannot be immediately sent to the burst transmitter (5). The packet input to the packet buffer (2) is the first one of the burst transmitter (5) when the packet buffer (2) is empty (no packets are accumulated) and the switch (3) is closed. Send packet input terminal (4) and send packet buffer (6)
Entered in. On the other hand, when the switch (3) is open, or when the packet is already stored in the buffer, the packet is also stored. The burst transmitter (5) is composed of a modulation section, an RF section, an antenna, etc. The packet input to the first transmission packet input terminal (4) is shown in FIG. 5, and a preamble is added to this packet. Then, it is immediately transmitted to the communication satellite (14). However, the burst transmitter (5) has a function of finely adjusting the transmission timing of the burst (for a maximum of one slot time), and the burst transmission timing is adjusted so that the burst will fit exactly in the slot on the satellite transponder shown in FIG. Control and send. For example, as shown in FIG. 4, the burst a transmitted from the slave station S1 (10) is just stored in the slot 6 on the transponder. In the figure, the time from the start time of the transmission of the burst a to the leading edge of the slot 6 is the propagation delay time required for the radio wave to reach the transponder from the slave station S1 (10). This carrier delay time is slightly different for each slave station (about 130 msec) to correspond to the distance between the earth station and the satellite, and each station fine-tunes the burst transmission timing according to its propagation delay time. I will send this, but
Description of such a burst synchronization technique is not necessary for explaining the present invention, so that it is omitted and each earth station has a function of arranging a burst at a predetermined position on the transponder. And

さて、第2図の構成及び動作は子局に共通である。今、
子局S1(10)のパケット入力端子(1)にパケットが入
力されスロット6にこれに対応するバーストが送信され
たと同様に、子局S2(11)のパケット入力端子(1)に
もほぼ同時刻にパケットが入力され、その結果、子局S2
(11)もスロット6にそのバーストが納まるようにバー
ストbを送信したとすると、これらのバーストはトラン
スポンダ上において衝突する。すなわち、スロット付き
アロハ方式では各局がバーストを送信するにあたって、
トランスポンダ上のスロットのどれかにバーストを納め
るという制限条件があるだけで、使用するスロットにつ
ては特定されないため、たまたま1つのバーストだけが
スロットに到達するとそのバーストは正常に中継され親
局M(13)に受信されるが、2つ以上のバーストが同一
スロットに到着し衝突が起こるとそれらのバーストの送
信は失敗したことになる。そして、送信を失敗したこれ
らのバーストは再度送信が試みられる。これをバースト
の再送と称する。次に、再送の手順について説明する。
The configuration and operation of FIG. 2 are common to the slave stations. now,
Just as a packet was input to the packet input terminal (1) of the slave station S1 (10) and a burst corresponding to this was transmitted to the slot 6, the same applies to the packet input terminal (1) of the slave station S2 (11). The packet is input at the time, and as a result, the slave station S2
If (11) also transmits burst b so that the burst fits in slot 6, these bursts collide on the transponder. In other words, in the slotted Aloha system, when each station transmits a burst,
Since there is only a restriction that the burst can be stored in any of the slots on the transponder and the slot to be used is not specified, when only one burst happens to reach the slot, the burst is normally relayed and the master station M ( However, if two or more bursts arrive in the same slot and a collision occurs, the transmission of those bursts has failed. Then, those bursts that failed to be transmitted are retried. This is called burst retransmission. Next, the procedure of retransmission will be described.

まず、再送を行うためには送信した当該バーストが送信
に成功したか失敗したかを知る必要がある。第3図のよ
うな衛星通信網においては、通常、親局M(13)におい
てバーストの正常な受信が確認されると、親局M(13)
から子局群S1(10)〜Sn(12)への回線によってこれが
連絡される。すなわち、正常に受信されたバーストはそ
れが含むパケットのアドレスデータや制御データを調べ
ることによって送信元の子局などを特定することができ
る。親局M(13)はこれをもとに子局に当該バーストの
受信確認情報(以後ACKと称する)を送り返す。それぞ
れの子局はACK信号によって、先に送信したバーストの
伝送が成功したかどうかを知ることができる。逆に、送
信が失敗した場合には、所定の時間内に期待するACK信
号が受信できないことによって送信の失敗を知ることが
可能である。これをここでは▲▼の表現すること
にする。ACK/▲▼信号は受信確認信号端子(9)
を通じて、送信パケットバッファ(6)に入力される。
First, in order to perform retransmission, it is necessary to know whether the transmitted burst has succeeded or failed in transmission. In the satellite communication network as shown in FIG. 3, normally, when the master station M (13) confirms the normal reception of the burst, the master station M (13)
From the slave station group S1 (10) to Sn (12). That is, the normally received burst can specify the slave station or the like of the transmission source by examining the address data and control data of the packet included in the burst. Based on this, the master station M (13) sends back the reception confirmation information (hereinafter referred to as ACK) of the burst to the slave station. Each slave station can know from the ACK signal whether the previously transmitted burst has been successfully transmitted. On the contrary, if the transmission fails, it is possible to know the transmission failure by not receiving the expected ACK signal within the predetermined time. This will be expressed here as ▲ ▼. ACK / ▲ ▼ signal is the reception confirmation signal terminal (9)
Through the transmission packet buffer (6).

さて、第2図におい送信パケットバッファ(6)からの
指令によるスイッチ(3)を通じてバースト送信機
(5)と送信パケットバッファ(6)にパケットを入力
した子局は、スイッチ(3)を開き、パケットのバース
ト送信機(5)と送信パケットバッファ(6)への入力
を断にする。もちろん、先に述べたようにこの間にパケ
ット入力端子(1)より入力されるパケットはパケッタ
バッファ(2)に蓄積される。スイッチ(3)を開く理
由は、バースト送信機(5)が送信したバーストが正し
く伝送されたことが確認されるまでは次のバーストの送
信を停止するためである。バーストの送信後そのバース
トに対するACK信号が受信されると、スイッチ(3)が
閉じ再び新しいパケットの送信が可能となる。一方、所
定の時間内にACK信号が受信できなかった場合、すなわ
ち、▲▼の場合には送信に失敗したパケットと同
じパケットを再送することになる。このパケットは送信
パケットバッファ(6)内に蓄積されているため、これ
をバースト送信機(5)の第2の入力端子(8)に入力
することによって行われる。この際、送信パケットバッ
ファ(6)に蓄積された再送パケットは▲▼確定
時点から乱数によって発生される適当な遅延の後第2の
入力端子(8)に入力される。遅延を付加する理由は、
衝突したバースト同士がそれぞれの子局から再び同じ時
刻に再送されることによる再衝突の可能性を低くするた
めである。このランダム遅延の付加はランダム遅延発生
器(7)によって行われ、また各子局が発生する乱数は
独立である。もちろん、再送に対しても▲▼がAC
Kの確認が行われACK信号が受信できるまで再送は繰り返
し行われる。なお、送信パケットバッファ(6)内のパ
ケットはACK信号が受信されるまでバースト送信機
(5)が送信したパケットと同じパケットを蓄積してい
る。
Now, in FIG. 2, the slave station which has input the packets to the burst transmitter (5) and the transmission packet buffer (6) through the switch (3) according to the command from the transmission packet buffer (6) opens the switch (3), The input of the packet to the burst transmitter (5) and the transmission packet buffer (6) is cut off. Of course, as described above, the packet input from the packet input terminal (1) during this period is accumulated in the packeter buffer (2). The reason for opening the switch (3) is to stop the transmission of the next burst until it is confirmed that the burst transmitted by the burst transmitter (5) has been transmitted correctly. When an ACK signal for the burst is received after the burst is transmitted, the switch (3) is closed and a new packet can be transmitted again. On the other hand, when the ACK signal cannot be received within the predetermined time, that is, in the case of ▼, the same packet as the packet that has failed to be transmitted is retransmitted. Since this packet is stored in the transmission packet buffer (6), the packet is input to the second input terminal (8) of the burst transmitter (5). At this time, the retransmission packet accumulated in the transmission packet buffer (6) is input to the second input terminal (8) after an appropriate delay generated by a random number from the time of confirmation. The reason for adding delay is
This is to reduce the possibility of re-collision caused by bursts that collided being retransmitted from the respective slave stations again at the same time. This random delay is added by the random delay generator (7), and the random numbers generated by each slave station are independent. Of course, ▲ ▼ is AC even for resending
Retransmission is repeated until K is confirmed and an ACK signal is received. The packets in the transmission packet buffer (6) are the same as the packets transmitted by the burst transmitter (5) until the ACK signal is received.

以上の様子を第4図中に示す。例えばスロット6で子局
S1(10)からのバーストaと、子局S2(11)からのバー
ストbが衝突し、その結果所定の時間後にS1は▲
▼a、S2は▲▼bを確認したとする。子局S1、S2
(10),(11)はそれぞれ乱数の発生によってRaとRb
遅延後にバーストa′、b′の再送を行い、これに成功
する。この成功はACKa′、ACKb′によってそれぞれ確認
される。
The above situation is shown in FIG. For example, in slot 6
Burst a from S1 (10) and burst b from slave station S2 (11) collide, and as a result, S1 is
Suppose that ▼ a and S2 confirmed ▲ ▼ b. Slave stations S1, S2
In (10) and (11), bursts a ′ and b ′ are retransmitted after the delay of R a and R b by the generation of random numbers, respectively, and this succeeds. This success is confirmed by ACKa 'and ACKb', respectively.

以上が、スロット付アロハ方式によるバースト送信手順
の方法と、これを達成する地球局のパケット送信装置の
従来例の動作の説明である。
The above is the description of the method of the burst transmission procedure by the Aloha method with slot and the operation of the conventional example of the packet transmission device of the earth station which achieves this.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

従来のパケット送信装置は以上のように構成されている
ので、スロット付アロハ方式における子局総合の単位ス
ロット当たりのパケッオ送信数が小さい場合にはバース
ト同士の衝突の確率が低いため、ほとんどのパケットが
最初の送信でこれに成功するが、単位スロット当たりの
パケット送信数が増加するに伴い衝突の可能性が大きく
なる。この衝突が生じると再送に成功するまで新しいパ
ケットの送信が停止されるため、この間に入力されるパ
ケットは次々にパケットバッファに蓄積され、パケット
バッファ内に蓄積パケットがある場合には、再送の成功
を確認すると同時に次のパケットを送信することにな
る。すなわち、バーストの衝突によって再送を含めたパ
ケットの送信溶度の増加が助長され、子局群からますま
すバーストの送信に成功することが困難になる状態に陥
ることがあるという課題があった。
Since the conventional packet transmission device is configured as described above, if the number of packet transmissions per unit slot of the slave stations in the slotted Aloha system is small, the probability of collision between bursts is low, so most packets are transmitted. Succeeds in the first transmission, but the possibility of collision increases as the number of packet transmissions per unit slot increases. When this collision occurs, the transmission of new packets is stopped until the retransmission is successful, so the packets input during this time are accumulated in the packet buffer one after another, and if there are accumulated packets in the packet buffer, the retransmission is successful. Then, the next packet will be transmitted at the same time. That is, there is a problem in that the collision of bursts promotes an increase in the transmission solubility of packets including retransmissions, which may make it more difficult for the slave stations to successfully transmit bursts.

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、スロット付アロハ方式を基本とした多元接続方
式で運用される衛星通信網内に用いられてパケットの伝
送をより円滑に行うことができ、スロット当たりのパケ
ット伝送量が変動する回線に対して、常にパケットの正
常な到達時間が平均的に短くすることができるパケット
送信装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and is to be used in a satellite communication network operated by a multiple access system based on the Aloha system with slots to perform packet transmission more smoothly. Therefore, it is an object of the present invention to provide a packet transmission device capable of constantly shortening the normal arrival time of packets on average in a line in which the amount of packet transmission per slot fluctuates.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

この発明に係るパケット送信装置は、パケット入力端子
か入力されるパケットを一時蓄積するパケットバッファ
と、このパケットバッファに蓄積されたパケットをバー
ストに形成して送信するバースト送信機と、上記パケッ
トバッファから上記バースト送信機にパケットが入力さ
れたときにそのパケットを一時蓄積する送信パケットバ
ッファと、上記送信パケットバッファに蓄積されたパケ
ットをランダムに発生された時間遅延させて再送パケッ
トとして上記バースト送信機に送出するランダム遅延発
生器を備え、上記バースト送信機は、送信パケットの衝
突に伴うパケットの再送時に上記パケットバッファのパ
ケット蓄積量に対応した送信予約要求信号を再送パケッ
トに付加して再送し、この送信予約要求信号に対して割
当てられた予約スロット情報の信号を受け取り、該予約
スロット情報に基づいて上記パケットバッファに蓄積さ
れたパケットの送信を順次行うと共に、上記ランダム遅
延発生器は、再送パケットの送信スロットと上記予約ス
ロット情報に基づいて他局に既に予約されたスロットル
とが一致した場合に上記再送パケットの送信スロットを
変更することの特徴とする。
A packet transmitting apparatus according to the present invention comprises a packet buffer for temporarily accumulating packets input from a packet input terminal, a burst transmitter for forming packets accumulated in the packet buffer into bursts, and transmitting the packets. When a packet is input to the burst transmitter, a transmission packet buffer that temporarily stores the packet, and a packet that is stored in the transmission packet buffer is delayed by a randomly generated time and is retransmitted to the burst transmitter as a retransmission packet. The burst transmitter is provided with a random delay generator for sending, and at the time of packet retransmission due to collision of transmission packets, a transmission reservation request signal corresponding to the packet storage amount of the packet buffer is added to the retransmission packet and retransmitted. The reservation switch assigned to the transmission reservation request signal A signal of packet information and sequentially transmits the packets accumulated in the packet buffer based on the reserved slot information, and the random delay generator generates a packet based on the transmission slot of the retransmission packet and the reserved slot information. A feature is that the transmission slot of the retransmission packet is changed when the throttle already reserved for another station matches.

〔作用〕[Action]

この発明におけるパケット送信装置は、衝突パケットの
再送動作中にパケトが到来すると再送バーストを通じ
て、これらのパケットに対応するバーストを送信するた
めのスロットを予約するため、再送の成功が確認され、
予約スロットが連絡されるとその間に蓄積されたパケッ
トが予約スロットを使用し、衝突なしで効率的に伝送で
き、パケットの長期の滞留を防ぎまた、スロットの効果
的な運用が可能になる。
The packet transmission device in the present invention reserves a slot for transmitting bursts corresponding to these packets through a retransmission burst when a packet arrives during a retransmission operation of a collision packet, so that successful retransmission is confirmed,
When the reserved slots are contacted, the packets accumulated in the meantime use the reserved slots and can be efficiently transmitted without collision, preventing long-term packet retention and enabling effective operation of the slots.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を第1図に基づいて説明す
る。第1図において、(1)はデータをパケットとして
入力するパケット入力端子、(2)は該パケット入力端
子(1)にて入力されたパケットを必要に応じて一時蓄
積するパケットバッファ、(3)は該パケットバッファ
(2)に蓄積されたパケットを送信するために設けら
れ、この構成を説明するための論理的なスイッチ、
(4)はバースト送信機(5)に設けられた第1の送信
パケット入力端子、(5)は上記パケットバッファ
(2)からのパケットをバーストに形成して送信するバ
ースト送信機、(6)は該バースト送信機(5)のバー
スト再送のためにパケットを蓄積する送信パケットバッ
ファ、(7)はバースト再送のためのランダムな遅延時
間を発生させるランダム遅延発生器、(8)は上記バー
スト送信機(5)に設けられ、バースト再送のためのパ
ケットを入力する第2の送信パケット入力端子、(9)
は受信確認信号(ACK/▲▼信号)の入力端子、
(18)は上記バースト送信機(5)からバースト再送に
付加された送信予約要求に対して割当てられた予約スロ
ット情報の信号を入力する予約スロット情報入力端子、
(19)はパケットバッファ(2)に設けられたパケット
蓄積量をバースト送信機(5)に連絡する信号である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 1, (1) is a packet input terminal for inputting data as a packet, (2) is a packet buffer for temporarily storing the packet input at the packet input terminal (1) as necessary, (3) Is provided for transmitting the packets accumulated in the packet buffer (2), and is a logical switch for explaining this configuration,
(4) is a first transmission packet input terminal provided in the burst transmitter (5), (5) is a burst transmitter for forming packets from the packet buffer (2) into bursts and transmitting the burst packets, (6) Is a transmission packet buffer for accumulating packets for burst retransmission of the burst transmitter (5), (7) is a random delay generator for generating a random delay time for burst retransmission, and (8) is the burst transmission Second transmission packet input terminal provided on the machine (5) for inputting a packet for burst retransmission, (9)
Is the input terminal of the reception confirmation signal (ACK / ▲ ▼ signal),
(18) is a reservation slot information input terminal for inputting a signal of reservation slot information assigned to the transmission reservation request added to the burst retransmission from the burst transmitter (5),
Reference numeral (19) is a signal for notifying the burst transmitter (5) of the packet storage amount provided in the packet buffer (2).

次に上記構成に基づく本実施例装置の動作について説明
する。バーストの送信に成功するときの動作は第2図の
従来例の場合と同じで次の通りである。
Next, the operation of the apparatus of this embodiment based on the above configuration will be described. The operation upon successful transmission of the burst is the same as in the case of the conventional example of FIG. 2 and is as follows.

パケット入力端子(1)に入力されたパケットはもしパ
ケットバッファ(2)が空で、またスイッチ(3)が閉
じている場合には第1の送信パケット入力端子(4)を
通じてバースト送信機(5)に入力されると共に、送信
パケットバッファ(6)にも入力されここで蓄積され
る。そして、これと同時にスイッチ(3)を開く。もし
パケットバッファ(2)が既にパケットを蓄積している
か、スイッチ(3)が開いている場合には当該パケット
もパケットバッファ(2)に蓄積される。バースト送信
機(5)の第1の送信パケット入力端子(4)から入力
されたパケットはバースト送信機(5)内で第5図のよ
うなバーストに形成されてトランスポンダ上のスロット
に納まる最も早いタイミングで送信される。送信が成功
するとその受信局(例えば、第3図の親器局M(13)よ
り受信確認信号であるACK信号が得られる。このACK信号
を得ると、送信パケットバッファ(6)は先に送信した
パケットの蓄積をやめると同時にスイッチ(3)を閉じ
る。このとき、パケットバッファ(2)に既にパケット
が蓄積されている場合には直ちに蓄積されているパケッ
トの内の1つが(通常は、蓄積された順に)スイッチ
(3)を通じて再びバースト送信機(5)と送信パケッ
トバッファ(6)に入力され、送信される。
The packet input to the packet input terminal (1) is sent to the burst transmitter (5) through the first transmission packet input terminal (4) if the packet buffer (2) is empty and the switch (3) is closed. ), And also to the transmission packet buffer (6) where it is stored. At the same time, the switch (3) is opened. If the packet buffer (2) has already accumulated a packet, or if the switch (3) is open, the packet is also accumulated in the packet buffer (2). The packet input from the first transmission packet input terminal (4) of the burst transmitter (5) is formed into a burst as shown in FIG. 5 in the burst transmitter (5) and is stored in the slot on the transponder earliest. It is sent at the timing. When the transmission is successful, an ACK signal which is a reception confirmation signal is obtained from the receiving station (for example, the master station M (13) in FIG. 3. When the ACK signal is obtained, the transmission packet buffer (6) transmits first. The switch (3) is closed at the same time that the accumulated packets are stopped, and if one is already accumulated in the packet buffer (2), one of the accumulated packets (normally It is input again to the burst transmitter (5) and the transmission packet buffer (6) through the switch (3) in the order in which they are transmitted and transmitted.

さて、送信されたバーストがトランスポンダ上で他局か
らのバーストと衝突して送信に失敗した場合には所定の
時間後に入力端子(9)と通して▲▼が確定す
る。▲▼が確定すると、送信パケットバッファ
(6)内に蓄積されている送信を失敗したと同じパケッ
トがランダム遅延発生器(7)によって与えられる時間
だけ遅延された後、バースト送信機(5)の第2の送信
パケット入力端子(8)に入力される。バースト送信機
(5)は再送パケットに第5図に示すプリアンプを付加
し直ちにこれをスロットに同期するようなタイミングで
送信するが、このときパケットバッファ(2)の出力端
子(19)から得蓄積パケット数の情報信号によって、パ
ケットバッファ(2)内の蓄積パケット数の連絡を受
け、その数の分だけこれらを送信するスロットを要求す
る予約要求情報をプリアンブル中の所定のビット部分に
データとして書き込む。この情報は再送の度、出力端子
(19)からの新しい情報によって更新される。予約要求
情報を含んだバーストが再送に成功して親局に受信され
ると親局M(13)は予約要求情報によりトランスポンダ
上の特定のスロットを予約に割り当て、その予約スロッ
ト情報を子局群S1(10)〜Sn(12)に連絡する。この割
り当て情報は予約スロット情報端子(18)を通じてパケ
ット送信装置に連絡される。そして予約スロットが割合
てられたパケット送信装置は、そのスロットに納まるよ
うに予約要求時に要求したパケット分をスイッチ
(3)、バースト送信機(4)を通じて次々にバースト
送信機(5)より送信する。そして、予約要求時に要求
した所定のパケットの送信を完了すると、パケットバッ
ファ(2)内のパケットを任意のスロットに送信する初
めの状態に戻る。
Now, if the transmitted burst collides with the burst from another station on the transponder and transmission fails, after a predetermined time passes through the input terminal (9), ▼ is determined. When ▲ ▼ is determined, the same packet stored in the transmission packet buffer (6) that failed to be transmitted is delayed by the time given by the random delay generator (7), and then the burst transmitter (5) stores the same packet. It is input to the second transmission packet input terminal (8). The burst transmitter (5) adds the preamplifier shown in FIG. 5 to the retransmitted packet and immediately transmits it at the timing synchronized with the slot. At this time, it is obtained and accumulated from the output terminal (19) of the packet buffer (2). The number of packets stored in the packet buffer (2) is notified by the packet number information signal, and reservation request information for requesting slots for transmitting the number of packets is written as data in a predetermined bit portion in the preamble. . This information is updated with new information from the output terminal (19) at each retransmission. When the burst including the reservation request information is successfully retransmitted and received by the master station, the master station M (13) allocates a specific slot on the transponder to the reservation by the reservation request information and assigns the reserved slot information to the slave station group. Contact S1 (10) ~ Sn (12). This allocation information is communicated to the packet transmission device through the reserved slot information terminal (18). Then, the packet transmission device allocated with the reserved slots transmits the packets requested at the time of the reservation request from the burst transmitter (5) one after another through the switch (3) and the burst transmitter (4) so as to fit in the slot. . Then, when the transmission of the predetermined packet requested at the time of the reservation request is completed, the state returns to the initial state of transmitting the packet in the packet buffer (2) to an arbitrary slot.

次に、この装置の実行に関わる予約スロットの割当て方
法などについて一例を説明する。
Next, an example of a reserved slot allocation method and the like related to the execution of this apparatus will be described.

この方法では予約スロットを割り当てるため、従来の方
法とは異なりスロットの特定ができる必要がある。スロ
ットを特定するために通常フレームという概念が用いら
れる。フレームはスロットの集合で構成され一定周期で
繰り返す。第6図にフレームとスロットの関係を示す。
図の例では64ケのスロットからフレームが構成されてお
り、またフレームの先頭部からスロットには番号が順に
与えられている。一方、図ではフレームにもフレーム
1、フレーム2と名称を与えたがこれは説明のためで、
実際には個々のフレームを特定する必要はない。次に、
予約の要求と割当て方法について一例を示す。
Since this method allocates reserved slots, it is necessary to be able to specify the slot unlike the conventional method. The concept of normal frames is used to identify slots. A frame is composed of a set of slots and repeats at regular intervals. FIG. 6 shows the relationship between frames and slots.
In the example shown in the figure, a frame is composed of 64 slots, and numbers are sequentially assigned to the slots from the beginning of the frame. On the other hand, in the figure, the frames are also named as frame 1 and frame 2, but this is for explanation,
Actually, it is not necessary to specify individual frames. next,
An example of reservation request and allocation method will be shown.

今、第6図のスロット/フレーム図の横軸はトランスポ
ンダ上の時間軸を地球局上に換算して表現したもので、
すなわち、地球局が図のフレーム1のスロット1で電波
を送信するとトランスポンダ上のフレーム1、スロット
1に電波が納まるというように表現されているものとす
る。
Now, the horizontal axis of the slot / frame diagram of FIG. 6 is the time axis of the transponder converted to the earth station,
That is, it is assumed that when the earth station transmits a radio wave in slot 1 of frame 1 in the figure, the radio wave is stored in frame 1 and slot 1 on the transponder.

例えば、第3図における子局S1(10)がフレームのスロ
ット1を使用して再送パケットを送信し、これに伴なっ
て2スロット分予約スロットの要求を行い、この再送が
成功したものとする。図中、aで示すこのバーストはト
ランスポンダを経て約260msec(通信衛星までの伝搬遅
延時間130msecの2倍)後に親局M(13)に到達する。
一方、子局S2(11)はフレーム1のスロット64を使用し
て3スロット分の予約スロットの要求を行ない、これも
送信に成功したものとする。図中bで示すこのバースト
も約260msec後に親局に到達する。すなわち、フレーム
1のスロットで送信され、送信に成功した分の予約要求
情報の全ては親局M(13)の時刻taまでには到着する。
親局M(13)は時刻taから時刻tbまでの間で受け入れた
フレーム1で生じた予約要求情報に基づき、これらに対
するスロット割当てを行う。図中Tpは親局M(13)がこ
のプロセスに要する時間であるとすると、親局M(13)
は時刻tbから時間Tp後に子局群にスロットの割当て情報
を送信する。これは少なくともフレーム3の先頭部まで
に到着するようにフレーム周期が定められているものと
する。すなわち、フレーム1で要求した予約はフレーム
3の先頭部までに割当てが確定され、それらの情報が子
局群に連絡される。例えば、図中ではフレーム3のスロ
ット3、および4とスロット60、61および62がそれぞれ
子局S1(10)、S2(11)用に予約されたことを示す。も
ちろんこれらの予約スロット情報は全ての子局の第1図
の予約スロット情報入力端子(18)よりバケット送信装
置に入力される。そして予約スロットを割当てられた子
局(ここでは子局S1(10)、S2(11)は蓄積パケットの
予約対象分をこれらのスロットを使って送信する。一
方、その他の局はフレーム3中で生じたバーストの送信
を予約スロットを除いた上で先の方法に従って実行す
る。また、フレーム2において再送パケットの送信スロ
ットをランダム遅延発生器(7)によって定めた結果と
予約スロットが一致した場合には再送パケットの送信ス
ロットを変更する。このため、予約スロット情報はラン
ダム遅延発生器(7)にも入力される。
For example, it is assumed that the slave station S1 (10) in FIG. 3 transmits a retransmission packet using slot 1 of the frame, requests a reservation slot for 2 slots accordingly, and assumes that the retransmission is successful. . In the figure, this burst reaches the master station M (13) after about 260 msec (twice the propagation delay time to the communication satellite is 130 msec) via the transponder.
On the other hand, the slave station S2 (11) uses the slot 64 of frame 1 to make a request for reserved slots for 3 slots, and it is assumed that this also succeeds in transmission. This burst indicated by b in the figure also reaches the master station after about 260 msec. That is, all of the reservation request information, which is transmitted in the slot of frame 1 and has been successfully transmitted, arrives by time ta of the master station M (13).
The master station M (13) allocates slots to these, based on the reservation request information generated in the frame 1 received from the time ta to the time tb. If Tp in the figure is the time required for the master station M (13) to perform this process, the master station M (13)
Transmits slot allocation information to the slave station group after time Tp from time tb. It is assumed that the frame period is set so that the frame arrives at least at the beginning of the frame 3. That is, the reservation requested in frame 1 is assigned by the beginning of frame 3 and the information is communicated to the slave station group. For example, in the figure, slots 3 and 4 of frame 3 and slots 60, 61 and 62 are reserved for the slave stations S1 (10) and S2 (11), respectively. Of course, these reservation slot information is input to the bucket transmitter from the reservation slot information input terminals (18) of all slave stations in FIG. The slave stations (here, the slave stations S1 (10) and S2 (11)) to which the reserved slots are allocated transmit the reservation target of the accumulated packet using these slots. The transmission of the generated burst is executed according to the above method after removing the reserved slot, and when the reserved slot is coincident with the result determined by the random delay generator (7) for the transmission slot of the retransmission packet in frame 2. Changes the transmission slot of the retransmission packet, so the reservation slot information is also input to the random delay generator (7).

以上が、本発明の一例に関する第1図の動作の説明であ
る。
The above is the description of the operation of FIG. 1 relating to an example of the present invention.

なお、上記実施例では、パケット入力端子(1)に入力
されるパケットの長さは1バースト長に相当する一定長
としたが、一定長でない場合、すなわち送信時点のみを
スロットのどれかに同期して送信するが、長いパケット
に対しては数スロットを占有して送信するさまざまな長
さのパケットを扱うような場合にも同様に適用できる。
もちろんこの場合の蓄積パケットの予約に関してはパケ
ット数ではなく占有スロット数を予約要求情報とする必
要がある。
In the above embodiment, the length of the packet input to the packet input terminal (1) is set to a fixed length corresponding to one burst length, but if it is not a fixed length, that is, only the transmission time point is synchronized with any of the slots. However, the present invention can be similarly applied to the case of handling packets of various lengths that occupy several slots for long packets and transmit.
Of course, regarding the reservation of the storage packet in this case, it is necessary to use the occupied slot number as the reservation request information instead of the packet number.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、この発明によれば、スロット付きアロハ
方式と称する多元接続方式によって運用される衛星通信
地球局のパケット送信装置において、バーストの再送時
に蓄積パケットがあるかどうかを調べ、それがあるとき
には再送バーストのプリアンブル部を使用して蓄積パケ
ットに対する送信スロットの予約割当てを受けるように
し、再送パケットの送信に成功すると、再送手順実行中
に蓄積したパケットを予約スロットを使ってスムーズに
送信することができるため、スロット当たりのパケット
伝送量が変動する回線に対して、常にパケットの正常な
到達時間が平均的に短くなるように、送信パケットの衝
突に伴うパケット再送時には予約モードに切り替えるこ
とができ、スロット当たりのパケット伝送量が少ない回
線状態でま、また、パケット同の衝突が頻繁に起こるス
ロット当たりのパケット伝送量が多い回線状態において
も効率的なパケットの送信が行い得るという効果があ
る。
As described above, according to the present invention, in the packet transmitting device of the satellite communication earth station operated by the multiple access method called the slotted Aloha method, it is checked whether or not there is a stored packet when the burst is retransmitted, Sometimes the preamble part of the retransmission burst is used to receive the reserved allocation of the transmission slot for the accumulated packet, and if the retransmission packet is successfully transmitted, the accumulated packet during the retransmission procedure is smoothly transmitted using the reserved slot. Therefore, it is possible to switch to reservation mode at the time of packet retransmission due to collision of transmitted packets so that the normal arrival time of packets is always short on average for the line where the amount of packet transmission per slot fluctuates. , In the line condition where the packet transmission amount per slot is small, Packet same collision is also an effect that transmission of efficient packet can perform the packet transmission amount is large line status per slot that occurs frequently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例によるパケット送信装置を
示すブロック構成図、第2図は従来のパケット送信装置
を示すブロック構成図、第3図は本発明を説明するため
の衛星通信網の一例、第4図はスロット付アロハ方式を
説明するためのスロットの様子を示す図、第5図はパケ
ット送信装置が送信するバーストのビット構成例図、第
6図はスロットの予約要求、割当てなどの時間関係を説
明する図である。 (1)はパケット入力端子、 (2)はパケットバッファ、 (5)はバースト送信器、 (6)は送信パケットバッファ、 (7)はランダム遅延発生器、 (9)は受信確認信号の入力端子、 (18)は予約スロット情報の入力端子、 (19)は蓄積パケット量の出力端子である。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing a packet transmitter according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a conventional packet transmitter, and FIG. 3 is a satellite communication network for explaining the present invention. As an example, FIG. 4 is a diagram showing a state of slots for explaining the Aloha system with slots, FIG. 5 is a diagram showing a bit configuration example of a burst transmitted by a packet transmission device, and FIG. 6 is a slot reservation request, allocation, etc. It is a figure explaining the time relationship of. (1) is a packet input terminal, (2) is a packet buffer, (5) is a burst transmitter, (6) is a transmission packet buffer, (7) is a random delay generator, and (9) is a reception confirmation signal input terminal. , (18) is an input terminal for reserved slot information, and (19) is an output terminal for accumulated packet amount. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】パケット入力端子から入力されるパケット
を一時蓄積するパケットバッファと、このパケットバッ
ファに蓄積されたパケットをバーストに形成して送信す
るバースト送信機と、上記パケットバッファから上記バ
ースト送信機にパケットが入力されたときにそのパケッ
トを一時蓄積する送信パケットバッファと、上記送信パ
ケットバッファに蓄積されたパケットをランダムに発生
された時間遅延させて再送パケットとして上記バースト
送信機に送出するランダム遅延発生器を備え、上記バー
スト送信機は、送信パケットの衝突に伴うパケットの再
送時に上記パケットバッファのパケット蓄積量に対応し
た送信予約要求信号を再送パケットに付加して再送し、
この送信予約要求信号に対して割当てられた予約スロッ
ト情報の信号を受け取り、該予約スロット情報に基づい
て上記パケットバッファに蓄積されたパケットの送信を
順次行うと共に、上記ランダム遅延発生器は、再送パケ
ットの送信スロットと上記予約スロット情報に基づいて
他局に既に予約されたスロットとが一致した場合に上記
再送パケットの送信スロットを変更することを特徴とす
るパケット送信装置。
1. A packet buffer for temporarily storing packets input from a packet input terminal, a burst transmitter for forming packets stored in the packet buffer into bursts, and a burst transmitter for transmitting the packets from the packet buffer. When a packet is input to the transmission packet buffer, it temporarily stores the packet, and a random delay that delays the packet stored in the transmission packet buffer for a randomly generated time and sends it as a retransmission packet to the burst transmitter. A generator is provided, the burst transmitter adds a transmission reservation request signal corresponding to the packet storage amount of the packet buffer to a retransmission packet and retransmits the packet when the packet is retransmitted due to collision of transmission packets,
The signal of the reservation slot information assigned to this transmission reservation request signal is received, and the packets accumulated in the packet buffer are sequentially transmitted based on the reservation slot information. And a slot already reserved for another station based on the reserved slot information, the transmission slot of the retransmission packet is changed.
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JPH084246B2 (en) * 1985-11-22 1996-01-17 株式会社日立製作所 Communication control method

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