JPS60153654A - 多重アクセス通信方式 - 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】 〈発明の属する技術分野〉 この発明はバス状構内網において、各端末が共通バスに
アクセスする多重アクセス通信方式に関するものである
。

〈従来技術〉 バス状構内網では、伝送路上のタイムスロット数に比べ
て、よシ多くの端末を接続する使用形態がある。この使
用形態では端末の使用率が１に比べて十分小さいことに
着目し、何らかの方法によシ集線機能を実現し、伝送路
上のタイムスロット数以上の数の端末の接続を可能とし
ている。

この集線機能を実現する手法として、従来以下のような
ものが知られている。（１）発呼端末はランダムに伝送
路にアクセスすると共に、他端末と同時にアクセスした
か否かを検出する衝突検出手段を有し、衝突が検出され
た時はランダムな待時間抜再度アクセスする方法、（２
）アクセス権を各端末間で順次転送し、アクセス権を得
た時にのみ伝送路へのアクセスを許す方法、（３）構内
網の一部に集中的な管理機構を設け、各端末はこの管理
機構に発呼要求を伝え、使用タイムスロットの割当を受
ける方法、（４）各端末が伝送路へ送出する符号に制限
を設け、複数の端末からの信号が伝送路上で重っても、
受信側で分離可能なように符号化する方法があった。

（１）の方法は衝突・再送があるためアクセス時間が一
定しない、（２）の方法は端末数が多い時アクセス権を
得るまでの待ち時間が太きい、（３）の方法は集中管理
機構が必要のため初期投資が大きい、（４）の方法で従
来知られているものは周波数拡散方式と呼ばれるもので
、伝送路利用率を高くしようとすると相互干渉雑音によ
身誤り率が増加する。このように従来の方法は何れも問
題があった。

〈発明の目的〉 この発明はこれらの欠点を解決するため、各端末からの
情報を伝送路へ送出する符号に変換する生成行列の集合
として、有限体上の一次独立ベクトルを用いる符号分割
多重通信方式としたものでこの方式では同時送信端末数
が設計値を越えなければ、各端末は他端末の使用状況に
影響されることなく、独立に共通バスにアクセスでき、
また、要求されるバスの伝送能力 二端末の情報送出速度×最大同時送信端末数どすること
、すなわち伝送路利用率１００襲を実現可能とする。

〈実施例〉 第１図はこの発明の実施例を示し、送信用端末装置１１
１２’・・・１ｎはそれぞれ端末接続装置２１２２・・
・２ｎを介して情報伝送用共通バス１１に接続されると
共にこの例では送信端末表示用伝送路１２にそれぞれ接
続される。情報伝送用共通バス１１及び送信端末表示用
伝送路１２の一端に受信用端末装置１３が接続される。

各端末接続装置２１に ２２・・・・２ｎにおいてそれぞれガロア体ＧＦ、（Ｐ
　）上のベクトル発生回路３１３２・・・・３ｎが設け
られ、これらベクトル発生回路３１３２・・−３ｎよシ
送出されるベクトルと、それぞれ対応送信用端末装置１
１１２・・・１ｎからのガロア体ＧＦ（Ｐ）上の元とし
て表現された送出情報とがそれぞれ乗算回路４１４２・
・・４ｎにおいてガロア体ａ　Ｆ　（ｐ！５）上で乗算
される。これら乗算回路４１４２・・・４ｎの乗算出力
はそれぞれ下位接続点から共通バス１１を通じて伝送さ
れてきた信号とそれぞれ加算回路５１５２・・・・５ｎ
においてガロア体ＧＦ（Ｐｋ）上で加算され、その加算
出力を共通バス１１を通じて順次上位接続点へ送出する
。

こ＼で送信用端末と受信用端末が各１個づつ組になって
同一場所に設置されることが通常の使用形態であるが、
この発明の主要部は送信部にあるので、受信部はまとめ
て表示しである。この構成において第ｉ（””１＋２＋
・・・＋ｎ）番目の送信用端末装置１ｉからの送出情報
をｕｉ１第ｉ番目の端末接続装置２１に内蔵されている
ベクトル発生回路３１が発生するベクトルをｖｉとする
と受信用端末装置１３の入力点における共通バス１１上
の信号のベクトル１は式（１）となる。

ｊ　＝ｊ；、ｕｉｊｖｉｊ（１） たｙし、１ｊ（ｊ＝１＋２＋・・・・ｐ　ｔ）は送信中
の送信用端末装置の番号であり、同時に送信中の送信用
端末装置の総数をｔとする。またｎは送信用端末装置の
全数である。当然ｔ≦ｎである。

このように複数の端末装置から送られてきた受信情報１
から各送信用端末装置の送出情報ｕｉを為別できるよう
に各ベクトル発生回路３工３２・・・・３ｎで発生する
ベクトルを次のように選定する。川」ちｎ個のベクトル
マ１　（””１　＋　２　＋・・・、ｎ）から任意に選
んだ２個が一次独立になるようにベクトルＶｉ（ｉ＝１
．２．・・・、ｎ）を構成する。このようにすると、 となるのはすべてのｊ　（ｊ＝ｉ、ｚ、・・・＋ｚ）に
ついて ｕｌ・＝ｕ１ Ｊ　１ｊ となる時に限られる。っまシｕｘｖ２＋ｕ２ｖ２＋ｕ３
ｖｓ＋・・・・＝ｆにおいてｕｌ　＋　ｕ　２．　ｕ　
３　ｍ　ａ・・の何れが１つでも異なると、受信情報１
は必ず異なったものとなる。各受信情報１に対し送信情
報の組合せｕ１ｕ’２ｕ３・・・・は１つしかない。従
って受信側で送信端末番号が既知であれば、受信情報Ｉ
から各端末の送信情報を一意的に復元できることがわか
る。

例えば各受信情報１と送信情報の組合せｕ　１　ｕ　２
ｕａ・・・・との関係をメモリにテーブルとして記憶し
、受信情報Ｉでそのテーブルを参照すれば各送信情報が
得られる。

このようなベクトル（次元数をｍとする）を各列として
持つ行列はガロア体ＧＦ（Ｐ）上で長さｎのｔ重誤シ検
出（しｔ／２」重誤シ訂正と等価、七Ｘ」はＸを越えな
い最大整数）線形符号のパリ、ティ検査行列として知ら
れている。

具体例Ｉ ＢＣＨ符号の場合は に＝１ ｎ≦Ｐ　ｒ−１（３） ｍ　＝　ｒ　ｔ　（４） のパラメータを持つ符号を構成できることが知られてい
る（例えば、宮用、岩垂、合弁”符号理論”昭晃堂、昭
和４８年）。

こ＼でＰは素数であシ、端末からの送出情報ｕｉあるい
は共通バス１１上の多重信号の多値数に等しい、ｒは任
意に選べる正の整数である。また式（１）における計算
結果はＰで割った余シで表わす（すなわちガロア体ＧＦ
（Ｐｌ上で計算する）ものとする。

各端末接続装置２１内で各端末からの送出情報ｕｉの１
デイジツトは、 との乗算によ！ｌ１ｍ＝ｒｔディジットに展開され、す
なわち共通バス１１上のｍタイムスロットに展開される
。こ＼で、このｍタイムスロットをｔ個の同時送信端末
で共用するから、伝送路の利用率ηは、 η＝　ｔ／ｍ＝　１　／　ｒ となる。したがって、利用率をあげるにはｒ　＝　１と
する必要がある。そこで、式（３）でｒ　＝　ｌとおい
た関係を満たすように ｎ≦Ｐ Ｐを選定すれば、高い伝送路利用率が得られる。

この場合、単純に伝送路（共通バス１１）の多値数をあ
げると伝送路雑音の影響を受けやすくなる問題が発生す
る。この点よシ各端末からの送出情報及び共通バス１１
上の多値数はｑ（ｑ＜ｐ）とし、 ｔ＝しｌｏｇｑＰ」 なるｔを使って、端末からの送出情報はｑ値ｔディジッ
トで、また共通バス１１上の値はｔ＋ｉタイムスロット
を使ってｑ進数ｔ＋１ディジットを使えば、その伝送効
率はｔ／（ｔ＋１）となシ小さなｑに対して等測的に大
きなＰに対応する高い伝送効率ｔ／（ｔ＋１　）を実現
できる。

次に以上の演算を実現する装置構成について述べよう。

まず、ベクトルの発生回路３１は読み出し専用メモリに
各要素の値ｖ１ｖ２・・・・Ｖｍを記憶しておき、これ
を時系列的に読み出すことによシ実現できる。また乗算
器４１は上記ベクトルの要素の数値ｖｌｖ２・・・・ｖ
ｍと端末からの情報１デイジツトの数値の整数上の乗算
を行う回路と、その乗算出力を数値Ｐで割った時の余シ
をめる回路との縦続接続で構成すればよい。このような
各回路は数値計算回路として各種の構成法が広く知られ
ている。次に加算回路５１は整数上の加算を行う回路と
、その加算出力を数値Ｐで割った時の余シをめる回路と
を縦続接続すれば実現できる。

送信端末表示用伝送路１２は、各端末対応に固定的に１
ビツトを割シふっておけば、このピットが１＃か＠０”
かによシその端末が送信中か否かを受信側が知ることが
できる。また共通バス１１と送信端末表示用伝送路１２
とは別の伝送媒体を使ってもよいし、一本の伝送媒体を
時分割多重などで多重使用してもよい。受信側では例え
ば送信中の端末の組合せに対応して受信情報Ｉと送信情
報ｕ１ｕ’２・・・・ｕ４との関係を読出し専用メモリ
に記憶しておき、送信端末表示用伝送路１２からの送信
端末の状態を示す情報に応じて読出すべきメモリを選択
し、そのメモリを受信情報Ｉで読出せばよい。

具体例２ 一次独立ベクトルを構成するために、ガロア体ＧＦ（Ｐ
）上のリードソロモン符号のパリティ検査行列の各列を
使用する。この時任意の６個のベクトルがガロア体ＧＦ
（Ｐ）上で一次独立であるｔ重誤シ検出リードソロモン
符号は次のパラメータを持つことが知られている（例え
ば前掲文献）。

ｎ≦Ｐ　−１ ｍ　＝　Ｌ こ＼でガロア体ＧＦ（Ｐ）の７ｃ（要素）はＰ値にディ
ジットで表わすことができるので、端末からの送出情報
及び共通バス１１上の多値数がＰであれば、ガロア体Ｇ
Ｆ（Ｐ）の元はにタイムスロットを占有する。したがっ
てガロア体ＧＦ（Ｐ）上の長さｍのベクトルはｍｋタイ
ムスロットを占有する。１端末からの情報はにディジッ
トで、送出端末数はｔｙから、ｋｘｔディジットになシ
伝送効率は÷にとなり、ｍ＝ｔで伝送効率１００％が可
能となる。

この場合における各回路は次のように構成すればよい。

ガロア体ＧＦ（Ｐ）上のｍ次元ベクトルはＰ値ｍｋディ
ジットで表わされるので、これだけの容量の読出専用メ
モリをベクトル発生回路３１に用いる。ガロア体ＣＦ（
Ｐ）の元として表現された送出情報とガロア体Ｇ　Ｆ　
（Ｐｋ）上のベクトルとの積はベクトルの各要素毎に積
をめればよい。

端末からの送出情報ｕｉをＰ値にディジット（ａＯ２ａ
１．・・・＋ａｐ−１）、ベクトル発生回路３１のベク
トルの各要素（Ｖ　１＋　Ｖ　２　＋・・・Ｖｍ）をに
ディジット（ｂａｔ　＋ｂｌｌ　＋　””＋ｂｋ−ｉｉ
）（””１　＋　２　＋　−”　、’ｍ）とする時、こ
れら送出情報ｕｉと各ベクトルの要素との間の乗算回路
は、例えば前掲参考文献に示すように第２図のように構
成すればよい。即ち入力端子１４から送出情報ａＯｒ　
ａｌ　＋・・・ａｋ−ｔを１タイムスロツトごとに順次
入力して、それぞれガロア体ＧＦ（Ｐ）上で乗算を行う
回路６０．６１１６２１・・・６に−１，”’Ｃベクト
ル要素ｂＯ１＋　ｂｌ　１　＋　ｂ２１　＋　’　”・
ｂ（ｋ−１）ｉと乗算を行い、これら各乗算回路６０，
６１，６２１・・・＋６に−ｉの出力をそれぞれ１タイ
ムスロット遅延回路１５を通じて乗算回路６１　、、６
２　、・・・。

６に−１の出力と加算回路７　ｉ　９，７２１・・・７
に−１とガロア体Ｇ　Ｆ　（Ｐｌ上での加算が行われ、
かつこれら加算回路７１，７２．・Φ・、７に−１の各
出力はそれぞれ遅延回路１５を通じて直列に接続され、
加算回路７に−ｚからｕ　ｉ　Ｘ　Ｖ　ｉが得られる。

第１図中の加算回路５１は、ガロア体Ｇ　Ｆ　（Ｐ”）
上のベクトルの各要素をＰ値にディジットで表現した各
ディジット毎にガロア体ＧＦ（Ｐ）、上で加算を行えば
よく、具体例１で述べた回路と同様にして構成される。

第２実施例 第３図は第２実施例の構成を示し、第１図の実施例との
相異は送信端末表示用伝送路１２が取り除かれているこ
とである。この実施例においてはｎ個のベクトルｖ　ｉ
（ｉ＝１１．２１・・・、ｎ）から任意に選んだＬ個の
ベクトルが一次独立となるベクトルを各端末に割シつけ
た時、最大同時送信数をｔｔ／２Ｊに制限する。このと
き、すくなくとも１個は零でない送出情報ｕｉｊ　＋ｕ
ｉ’ｊ　（ｊ＝１　＋　２．・・・・、　Ｌｔ／２Ｊ）
に対し、 となるのはすべてのｊ＝１．２．・・・、　Ｌ−Ｌｉ２
　ｊに対して、 ””ｕｉ’ｊｒ　Ｙｉ　ｊ＝＝ｙｌ＋ｊとなる対応関係
をつけられる時に限られる。従って受信端末においては
受信情報亘から一意的にｖｉｊとｕｉｊを決定すること
、すなわちすべての送信端末とその送信情報を決定でき
る。

−次独立ベクトルを具体例１のようにＢＣＨ符号のパリ
ティ検査行列から構成してもよいし、具体例２のように
リードソロモン符号のパリティ検査行列から構成しても
よい。

Ｌｔ／２Ｊ中ｔ／　２であるので第２実施例の場合、伝
送路利用率は約５０％であるが、送信端末表示用伝送路
１２が不用となる特徴がある。

く効　果〉 以上説明したように、この発明によれば他端末の送信状
態を意識せずに独立に共通バス１１にアクセスすること
が可′能でチシ、シかも高い伝送路利用率が得られるの
で、バスアクセスの競合処理のだめのプロトコルが軽減
され、またよシ多くのトラヒックを運ぶことができる等
の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
ガロア体ＧＦ（Ｐ）の元どおしの乗算回路を示す図、第
３図はこの発明の他の実施例を示すブロック図である。 １１〜１ｍ＝送信用端末装置、２１〜２ｎ：端末接続装
置、３１〜３’ｒｒ：　ＧＦ　（Ｐ　）上のベクトル発
生回路、４１〜４ｎ　：　Ｇ　Ｆ　（Ｐｋ）上の元とａ
　Ｆ’（Ｐ”）上のベクトルとの乗算回路、５１〜！５
ｎ　：　ＧＦ（Ｐｋ）上の加算回路、１１：情報伝送用
の共通バス、１２：送信端末表示用の伝送路、１３：受
信用端末装置。 特許出願人　日本電信電話公社 代理人　草野　卓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｎ個（ｎは２以上の整数）の端末がそれぞれ端末
   接続装置を介してバス状に接続された多重アクセス通信
   方式において、前記各端末接続装置は前記各端末対応に
   定められたガロア体Ｇ−Ｆ（Ｐ、）上の異なるベクトル
   を発生する手段を有し、前記ベクトル全体の集合はその
   うち任意のｔ個（ｔ≦ｎ）がガロア体ＧＦ（Ｐ）上で一
   次だ各端末からの送出情報と前記ガロア体ＧＦ（Ｐｋ）
   上のベクトルとの積を計算する手段と、その計算手段の
   出力を下位接続点から伝送されてきた信号にガロア体Ｇ
   Ｆ（Ｐ）上で加算する手段とを有する多重アクセス通信
   方式。