JPS6184930A - 多重アクセス通信システム - 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】 本発明は多重アクセス通信システムに関するものひ、こ
れは唯一ではないが、移動無線ダイナミック・チャネル
割当てシステム、ロー力ルエリアネッ１〜ワーク（ＬＡ
Ｎ）および衛星リンクへの独自の応用を右している。穴
明の都合上、本発明は移ｖＪ無線グイシミツク・チャネ
ル割当て（中継）システムについで記述することになろ
うが、同じ１１法は他の多重？クロス通信システムにも
適用されることを理解すべきである。

中継システムは、多数のユーザーが同時にシステムにア
クセスしようとする問題で特徴付けられている。アクセ
スに対するこれらの試み（これはサービスに対するリク
エストとして考えることができるが）は衝突し、切断さ
れ、何らかの形の制御が無いと不安定な状態を作り、そ
こでは、切断されるサービスに対するリクエストの数は
増大し、再送信されるリクエストの数、メ増大する結果
となり、それは順次一層の切断に至り、窮極的にはシス
テムの完全な閉塞に終ることとなる。サービスに対する
リクエストは信号チャネルを経由して中央システム１ｉ
ｌｌｔ［ｌコンピュータ（今後、システム・コントロー
ラと規定される）に送信され、システム・コントローラ
はある前もって決められた規準に従って通話チャネルを
割り付ける。単一チャネル・システムの最も簡単なケー
スにおいて、単一チャネルは信号と通話の双方に使用さ
れるべきである。

衝突についてのこれらの問題を緩和するため、制御され
た多重アクセス・プロトコルがアクセスしようと試みる
コーザーを統ｉ＋１１　するのに用いられている。、Ｆ
Ｊｉ位時開時間の成功したサービス・リクエストの数で
あるシステムのスルーブツトは増大できる。

エメ　７ブラムソン（Ｎ　、　Ａ　ｂｒａｍｓｏｎ　）
の「アロハ・システム−計痺機通信の別の代替手段（丁
ｈｅ　　Ａｌｏｈａ　　３ｙｓｔｅｍ　−Ａｎｏｔｈｅ
ｒ　　Ａｌｔｅｒ　−１１ａ目ｖｅ　ｒｏｒ　　ＧＯＩ
ＩＩ＋１旧ｏｒ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　）　
Ｊニー■ノアイビーエス会議予稿（ＡＦＩＰＳＣｏｎｆ
ｅｒｅｎｃｅ　　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｏｓ）　１９７０
年秋期合同計０機会：ｎ　　（１９７０Ｆａｌｌ　　Ｊ
ｏｉｎｔ　　　（：：ｏＢｕｔｏｒＣｏｎｆｅｒｅｎｃ
ｅ　）　、　３７、２８Ｌ２８５は［純アロハ（Ｐｕｒ
ｅ−Δｌｏｔ＋ａ）　Ｊと名付けられた最初の多重アク
セス・プロトコルの１つを提案した。このプロトニｌル
によって、ユーザーはリクエストを送信し、システム・
コントローラからのそのリクエストのある形式の肯定応
答（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ　）を待つことに
・よる。もし何の肯定応答も聞かれないと、ニーＩｆ−
は再試行の前にランダム時間だけ待つことになる。

「純アロハ」のスルーブツトは［ス１コツトされた７　
口Ａ　（３１ｏｔｔｅｄ　　Ａ　１ｏｈａ）　Ｊとよば
れる修正されたプロトコルによって２倍にされ、これは
コーーザーに飛び飛びのタイムスロット内でのみリクエ
ストを送信することを許容し、各リクエストは１タイム
スロツトを占有する。この改良されたスルーブツトにも
かかわらず、［スロットされたアロハ］は、例えば、話
中期間の間に不安定であると言う実際上の不利な点を有
している。

これらの不利な点に打克つ目的で「スロワ１−されたア
ロハ」は１フレームされたアＬ１ハ」と呼ばれるプロト
コルによって拡張され、これは英国特許第２０６３０１
１　Ａ月明ＩＩ書に開示されている。フレームされたア
ロハにおいて、［アロハ　ナラ（Ａ　１ｏｈａ　　Ｎｏ
ｗ）　Ｊと呼ばれる同期メツセージは、すぐあとに続く
ｎ個のタイムスロットが、信号チャネルを経由してシス
テム・コントローラにリクエスト（新しいリクエストか
あるいは成ｖ）しなかったリクエストの後の再送信）を
送信することがユーザーに許容されていることを指示す
る間隔で、システム・コントローラによって信号チャネ
ルに送信される。タイムスロットの数ｎはシステム設訂
の段階で決められた定数である。このプロトコルレニよ
って、リクエストは既知の時間フレーム内に含まれ、シ
ステム制御ｉｌｌ　１’！略を簡単化する。しかし、固
定された数０のタイムスロットを有すると言う欠点は、
静止期間と話中ｖＡ間の間のリクエストの数の変動を考
慮に入れないと片うことであり、そしてこれは静止期間
の間の不必要に長いメツセージ遅延と話中期間の間の不
安定性をもたらす。

利用ｉｉＪ　（Ｔｏなタイムスロットの数とリクエスト
の数との整合をとる試みは、英国特許第２０６９７９９
８号明細Ｃ！１に開示されており、これは［ダイナミッ
クΦフレーム良アｏ　ハ（Ｄ　ｙｎａｍｉｃ　　Ｆ　ｒ
ａｒｒｈｅＬｅｎｇｔｈ　　Ａｌｏｈａ：ＤＦＬＡ）Ｊ
と呼ばれる。このプロトコルは、フレーム゛・パイ・フ
レームに基いてタイムスロットの数ｎをアップデートす
るフレーム長をダイナミックに制御する手段を含んでい
る。数Ｉ；は、轡直された（あるいは衝突した）、空き
および成功したスロットの数の様な以前のフレーム中の
事像の観測や、通話到着率（ｃａｌｌａｒｒｉｖａｌ　
ｒａｔｅ）の評価から計算される。この様にフィードバ
ック１ｉｌＪ　ｌｌｌを用いることにより、安定度は多
くの動作条件の下で達成され、更にアクセス時間（リク
エストを行なおうと希望する」−−ザ〜と、肯定応答さ
れているリクエストとの間の時間遅延）は減少する。し
かし、この形のＤＦＬＡは。

もしフレーム長がサービスに対するリクエストの非常に
強い要求を処理する様に無限に増大できるなら、その場
合にのみ安定化される。実際にはこのことは可能ではな
い。と言うのは、アロハ・メッセージは異ったフレーム
長を規定する有限の数のデータビットのみを含み、従っ
てＤＦＬＡのスループットは重１−ラヒック負荷の下で
は低くなり得るど言うことが結果として出てくるからで
ある。

更に、非常に長いフレームが望ましくない状況が存在す
る。軽トラヒックＤＦＬＡの下における反対の状Ｂ′Ｃ
−は、アクセス時間を最小化するために。

中央見地局送信機は通常連続的に送信すると言う不利な
点を有する。このことは他の無線シスデム／＼の１−渉
の可能性を増大し、また送信機の動作寿命を減少Ｊるこ
とになろう。

巾Ｉ−ラヒック条件の下で安定性を与える他のアプロー
チは、ジョン　アイ・カベタナキス（Ｊ　ｏｈｎ　ｌ　
、　ＣａＤｆ！ｊａｎａｋｌｓ＞の［パケット放送チｔ
−ネルのトリー・アルゴリズム（Ｔ　ｒｅｅ　Ａ　Ｉｇ
ｏ−ｒｉｊｈｍｓ　ｆｏｒ　　Ｐａｃｋｅｔ　１３ｒｏ
ａｄｃａｓｔ　　Ｃｈａｎｎｅｌｓ　）　Ｊアイ１〜す
Ｉルイー情報理輪講演予稿（ＩＥＥＥＴ　ｒａｎｓａｃ
ｔｌｏｎｓ　　ｏｎ　　　ｌ　　ｎｆｏｒｍａ口ｏｎ　
　　Ｔｈｅｏｒｙ　　）　　、巻■−２５，５号、１９
１９年　９月、ｐｐ、　　ｓｏｓ〜５１５　に開示され
（いる。このトリー・アルゴリズムにおいて、］・リー
はそこから分岐のベアーが伸びているルート・ノードを
含んでいる。上記の分岐の各々は各ノードで２つに分割
され、それに続く２による分割は、ソースのベアーの状
態が各マイナー・ブランチによって関連したノードに接
続されるまで更にノードで生起する。与えられた実例で
は、ルート・ノードからの分岐の各々が２つのルートさ
れたサブトリーとして処理されている。信号はスロット
のペアーで遂行され、そこでは上記のスロットの各々は
、ディジタル・ｆ−夕の固定長ブロックによって形成さ
れたパケットに等しい幅を有している。運用において、
ルートされたザブ１〜リー各々は、サービスのリクエス
トにおいて、スロットのペアーの各スロットに送る様に
うながされている。もし衝突／古直しが検出されると、
システムは、サービスに対する他の一般インビテーショ
ンを発する前に競争を解決する。競争の解決において、
２つのルートされたサブトリーの１つが考慮され、競争
はルー１〜されたサブトリーの他のものが考慮される前
に解決される。このタイプのトリー・アルゴリズムの不
利な点は、個別サブトリーで連続的に処理するアルゴリ
ズムが実際の実行に対して複雑過ぎると言うことである
。更に、もし１つのノードにおいてサービスに対する２
つのリクエストが存在し、１つが他のものよりずっと強
いと、弱い方のものはＦＭヂセネルの捕獲（ｃａｐｔｕ
ｒｉｎｇ　）によって見過されることとなろう。

最後に応答のために１個のスロットのみを許容すること
により、もし競争が存在するなら、一層の分υ１あるい
は１ナブヒツトは考慮されるべきであり、従って追加の
信号を通して時間は失はれる。

本弁明のＬ１的は、異ったトラヒック条件に適応できる
多重アクセス通信システムを与えることである。

本発明の１つの態様に従って、基地局と複数のサブステ
ーションを具える番手ノ７クセス通信システムが与えら
れており、その動作モードはアロハ・インビテーション
・メッセージで送信された動作符号（ｏｐ−ｃｏｄｅ）
に応じて決定され、動作符号の１直と複数の動作モード
の特定の１つがｌ’！勢（ｐｒｅｖａｉｌｉｎｇ）　ト
ラヒック巣作の評価に応じて決定されている。

本発明の池の態様に従って、基地局と複数のサブステー
ションを具える多重アクセス通信システムが与えられ、
その動作モードはアロハ・インビデ−ジョン・メツセー
ジで送信された動作符号とパラメータに応じて決定され
、動作符号とパラメータの１１、そして複数の動作モー
ドの特定の１つとそのモードにおけるダイナミック動作
は優勢なトラヒック条件の評価に応じて決定されている
。

異ったダイナミック・モード間が切替えられることによ
って、本発明による通信システムは、それ自身を浸勢ト
ラヒック条件に適応できる様にすることが可能である。

特に、本システムは、軽トラヒック・モード、ダイナミ
ック・フレーム長モード、サブステーションの集合のサ
ブセットが形成されるハイブリッド・モードおよびポー
リングを含む２つあるいはそれ以上の異った動作モード
間を切替えることが可能である３、軽トラヒック・モー
ドにおいて、基地局送信機は低いデユーティサイクルで
動作することができ、そして例えば各５秒毎に１回アロ
ハ・インビテーション・メッセージを送り、サブステー
ション（あるいは移動体）は、フレーム中でランダムに
選択された時間（それはスロワ１〜されているが）に）
Ｊクセスに対するリクＪ−ス１〜を送ることがです、競
争あるいは伝ばんエラーに際して同じフレーム中（・１
回あるいは多数回リフ」−ス１−を再送信できる。しか
し唯一ではないが、通常）１ノ一ム明間は基地局キーイ
ング間隔に等しい。

ダイナミック・フレーム艮七−ドは英国特許第２０６９
７９９Ｂ号明＠ｍあるいはその変形において開示された
様なものである。

ハイグリッド・モードは、もし侵勢トラヒック条件が次
の蜂な場合に適当Ｃあろう。すなわち、ダイナミック・
フレーム艮モードにおける連続動作か減少されたスルー
メツ１−になり、そこではアロハ・インビテーション・
メッセージ・パラメータの値が変化し、従ってサブステ
ーションの集合がサブセットに分割され、そして各サブ
セットがダイナミック・フレーム長の様にランダムアク
セス・モードで動作Ｃきる様になっていることを基地局
が決定する場合である。このことは、ジョンアイ　カベ
タナキスによる論文で開示されたタイプのトリー・アル
ゴリズムを用いる動作よりずっと効率的であると考えら
れている。と言うのは、サブセット中のサブステーショ
ンは、アクセスのためのリクエストを送信するフレーム
中で時間をランダムに選択することができるからである
。

もし集合の分割の数がある点に到達し、そこでは個々の
り゛ブステーションがアドレスされるなら、このシステ
ムはポーリング・モードを採用し、ここり個々のサブス
テーションがアドレスされ、そして送信のために個々に
インバイトされるか命令される。

この様にして動作符号とパラメータの値を単に変化する
ことにより、アクヒス・プロトコルは、トラヒック・レ
ベルが増大（あるいは減少）するにつれて、ランダムア
クセスからポーリング（および再び逆に）に漸近的遷移
を行なうことができ、それによりシステム遅延が最小化
されることを保証している。

ポーリング・モードにおいて、基地局メツセージは、＋
ｙｉにボールされたサブステーションの応答の１１定応
答がメツセージ・パラメータの１つとなる様に形成され
よう。以前の肯定応答は送られないか、あるいは、もし
そうなら、それはポール周期の期間を増大する特殊メツ
セージを含むことになる。

ポーリング以外の動作モードにおいて、サブステーショ
ンは、もしそのタイムスロットがフレーム内にあるなら
、通話開始のすぐ次のタイムスロットで送信しよう。こ
のことは、フレーム中でランダムにタイムスロットを選
択する前に次のアロハ・メッセージを待たねばならぬ他
のフレーミンク・システムによるよりももっと早いアク
セスを可能とする。

本発明は図面により、実施例をあげて説明されよう。

第１図を参照すると、中継システムはシステム・コンｌ
−ローラ（あるいは中央コントローラ）１０を含む基地
局を具え、これはデユープレックス・リンクあるいはハ
ーフ・デユープレックス・リンクによっＣ固定位置１２
および３つのデユーブレックス無線トランシーバ１４．
１６．１８に結合される。

図面では４つの車両２０．２２．２４．２６によって構
成された４つのサブステーションが示され、各々は無線
トランシーバ２１．２３．２５６よび２７を具え、無線
トランシーバ１４．１６．１８の任意の１つとハーフ・
デユープレックス・リンクを縛持ブることが可能である
。トランシーバ１４．１６．１８の数以上のもっと多く
の移動体が存在することが指摘されている。移動体間の
通信は、コンピュータ、変調器および復ａ器を具えるシ
ステム・コントローラ１０によって制御されたトランシ
ーバ１４．１６．１８を経由している。

動作にＪｉいて、システム・コントローラ１０と移動体
２０．２２．２４．２６の間の大抵の信号は、信号チャ
ネル（あるいは制御チャネル）で行なわれ、それは専用
にされたチャネルではない。システム・コントローラ１
０中のコンピュータによって通話が一度設定されると、
通話チャネルが通話に含まれた移動体に割当てられる。

移動体を含む通話はグループあるいは選択された移動体
を基礎として配列することができる。例えば会話を終了
さけるのに必要な若干の信号は通話チャネル」二で起る
。

広い地域をカバーするために、多重化された固定サイ１
〜が用いられる。これらのリーイトにおいて、信号チャ
ネルは例えば準同期的にあるいは連続的に動１りりるか
、あるいは分離した信号チャネルは各サイトＣ用いられ
よう。しかし、説明を間中にするために、単一サイトの
例だけが記述されよう。

本発明によるシステムで用いられた適応多用アクセス・
プロトコルは、システム・コントローラかメツセージ・
１〜ラヒツク負荷を評価し、その瞬間において最も適合
しＣいると考えられている動作モードを採用することを
可“能にする。英国特許第２０６９７９９Ｂ号明ｍｓで
開示されたタイプのシステムは、各フレームにおける素
直した、成功したおよび空いたスロットの数および通話
到着率をモニタするのに使用さ札、そこでシステム・コ
ントローフはフィードバックにより次のフレームにおけ
るその動作のモードを決定することができる。

動作のモードはメツセージの内容によって移動体にｔｒ
ｉ　ｆｊされる。

中央コントローラはアロハ・インビテーション・メッセ
ージを放送することによって移動体がメツｅ−ジ（１Ｊ
′−ビスに対するリクエスト）を送信りることをインバ
イトする。このメツセージは、（Ａ）移動体中のデータ
変復調器がどツ１−同期を獲Ｉｎ　！Ｊるの４η証づる
様に要求されたピッ１へ反転の前文（ブリ１ンブル）、
すなわち１０１０１０・・・（第２八図）、 （［３）メツセージの情報内容に７レーミングを与える
のに使われる１６ビツト同１［”３２、（Ｃ）メツセー
ジの意味を規定する４ヒツト動作符８３３、 （Ｄ）パラメータと、あとで詳１１１１に議論すること
になるデータとから作られたセクション３４、（Ｅ）誤
り検出および／または誤り訂正に用いられる１６ピツト
の循環冗長チェック３６、および（Ｆ）信号チーネル（
あるいは制御チャネル）上で動作するデータ変復調器に
よってのみ通常送信され、もし送信機が次のメツセージ
が送信されるまでスイッチオンのままになっているなら
アイドル条ｆ１フィラーであるところの一連のランダム
ビットおよび／またはビット反転を具える後文（ポスト
アンブル）３８、 を含んでいる。システムにおける、ずへての信号は、例
えば１２００ビット／秒における高速周波数シフト・キ
ーイング（ＦＦＳＫ）（２進の１”１」は１２００）１
ｚで、２進のｒＯＪは１８００）ｆｚである）を使用す
る２進データ・ストリームとして送信される。

アクセス・プロトコルの以下の説明において、それは次
の４つのモードで動作すると考えるのが便利である。す
なわち、軽トラヒック・モード（Ｌ　ｉｇｂｔ　　Ｉ−
ｒａＨｉｃ　　Ｍｏｄｅ　：　ＬＴＭ）　、ダイナミッ
ク・フレーム長し一ド（Ｄ　ｙｎａｍｉｃ　　Ｆｒａａ
＋ｅ１゜ｅｎｇｔｂ　　Ｍｏｄｅ　：　Ｄ　Ｆ　Ｍ　）
　、ハイブリッド・モード（ｔｌＶｂｒｉｄ　　Ｍｏｄ
ｅ　：　ＨＭ）およびポーリング・ｔ　−ト（Ｐｏ１ｌ
ｉｎｒ＋　　Ｍｏｄｅ　：　ＰＭ　＞　１’ある。

ユーザー集合の周った部分に同時に用いられるべきこ礼
らのモードの若干の組合せが可能である。

各移動体は、通常、メモリを有する前もってプログラム
されたコンピュータを含んでおり、このメ七りはシステ
ム・コントローラからのメツセージを保持し、一方、も
しメツセージがそれにアドレスされるならば決定のため
にその上で動作する。

異ったし一ドで使用されたインビテーシコン・メツセー
ジにおけるパラメータ・セクション３４の異った構造は
、第２Ｂ図から第２Ｄ図までに示されている。異った構
造は動作符号３３の値によって区別される。パラメータ
Ａは１４個の２進デイジツトによって形成されたアドレ
スであり、誰がメツセージを送信する様にインバイトさ
れているかを移動体に規定している。それは個々の移動
体アドレスであり、特定のグループ・アドレスであり、
あるいは移動体集合のサブセットを規定するのに用いら
れよう。データ・フィールド３９（第２Ｂ図から第２Ｄ
図）は追加の情報を含んでおり、これは現在の発明には
重要ではない。第２Ｂ図から第２Ｄ図までの他のパラメ
ータは、次の種々のモードの説明で規定されよう。

Ｌ　Ｔ　Ｍ　（第３図）は、Ｉナービスに対してほとん
どリクエストが無い場合に用いられている。このモード
において、システム・コントローラ１０は信号チレネル
に対して基地局送信機をキーし、すなわら、トランシー
バ１４．１６．１８（第１図）の１つが＋）Ｊ作符号＝
０（第２Ｂ図）で、例えば各５秒角に１同アロハ・メッ
セージ４２を周期的に送信する。

このメツセージにおいて、１は移動体アクセスに利用で
きるタイムスロットのフレームを規定する。

通常、フレーム長はキーイング期間に等しいが、それは
短いひあろう。もし移動体がメツセージを送信しようと
し、一方、ＬＴＭフレーム４４が、例えば矢印４６によ
って示された時刻において進行中であり、そして次に続
くスロットがＬＴＭフレーム内にあるなら、次に続くス
ロット４８でもそうするであろう。ちし、移動体がメツ
セージを送信しようと望む際に何のフレームも現状で指
定されないと、アロハ・メッセージを待たねばならず、
そして次に続＜ｋ［Ｉのスロットの間からスロットをラ
ンダムに選択する。ここでｋはフレーム長より小さいか
等しい。議論すべき他のモードとは違って、繰返し送信
を行なおうと望む移動体は、チャネル・ｒラーか他の送
信による周直しのいずれかにより　システム・コントロ
ーラからの肯定応答が明持さねでいるスロットに続く次
のに藺のスロットの間からランダムにスロットを選ぶこ
とによりその様にできる。事実、移動体は１フレーム内
でいくつかの送信試行を行なうことができる。しかし、
もし選択されたスロットが１７Ｍフレームの外にあるな
ら、移動体は送信を差控え、その代り他のアロハ・メッ
セージを待ち、再び選択をすることに注意されたい。Ｌ
ＴＭにおいて、基地局送信機は低いデユーティサイクル
を有し、これはその維持を助け、他の無線システムへの
干渉の可能性を減す゛。システム・コントローラ１０は
トラヒックをモニタし、もし適当ならば、たとえフレー
ムの問ぐあっても、任意の時刻にＬ　Ｔ　Ｍを終了し、
そして適当な動作符号を持つアロハ・メッセージを送信
することにより、一般にはＤＦＭである他めモードには
いる。逆に、システム・コントローラ１０は動作符号＝
０を有するアロハ・メッセージを送信することにより、
他のモードからＬＴＭにはいることができる。

ＤＦＭモードとＨＭモードは双方とも動作符号−１（第
２Ｃ図）を有するアロハ・メツヒージによって示される
。

パラメータｍは４＠の２進デイジツトによって構成され
、移動体集合を２ｍ　のサブセットに分割するのに用い
られている。パラメータｍを、その個別アドレスのｔａ
ｌｌ小桁位ビ相位（ＬＳＢ）とアドレスへのｍｌ小桁相
位ットとを比較するための移動体ｌ＼の命令として考え
るのが便利であり１．そして、ｍビットが整合する場合
のみ、移動体はインビテーションに応じてメツセージを
送信することが訂８れる。例えば、 もしｍ＝Ｑなら、どのビット・アドレスも比較されヂ、
どの移動体も応答しよう。この場合、アドレス・ノイー
ルドＡには何の意味もなく、データを移送見るのに使う
ことができる。

Ｆｙシｍ・−１なら、アドレスＡの最小相位ビット（ｉ
　Ｓ　Ｂ　）のみが移動体アドレスの最小相位ピッと比
較されるべきで、その様にして、各々が移動体１７ドレ
スの集合の半分を有する２つのサブセラＩ−を作りあげ
るｔｌにする。

６１、ｍ−＝２なら、２つのＩＳＢは比較されるべきで
、そこでは４つのサブセットを作りあげる。

この分割は■＝１３まで続く。

もし麟＝１４なら、アドレスのすべての１４ビツトは比
較されるべきであり、このことはインビテーションが１
つの移動体のみか、あるいは移動体の特定のグループの
みに与えられていることを示している。

ｍ＝　１４は特殊なケースであり、そこでは移動体はア
ドレスＡを、単にその個別アドレスではないその指示さ
れたアドレスの各々と比較する。（各移動体は、例えば
１つの個別アドレスと種々のグループ・アドレスの様な
いくつかのアドレスを指示しよう。） ４個の２進デイジツトを含むパラメータｎは、フレーム
長を示し、これは移動体がそのメツセージをどこに送信
しようとランダムに選択するとごろの次に続くタイムス
ロットの数である。簡単のために、次の説明はｎをフレ
ーム中のスロットの数として規定しよう。しかし、ｎの
値はスロットの数に明白な形で関係付りる必要はなく、
事実、スロットの明白な数が導出できるルックアップ・
テーブルのアドレスを含んでいよう。（同様に、ｋと１
の１直ｉよアドレス・ルックアップ・テーブルひあろう
。） ＤＦＭは英国特許第２０６９７９９３号明細書で開示さ
れたｈ法に基いており、その詳細は参考文献によつＣと
り入れられている。簡潔ではあるが、Ｄ　Ｆ　ｌｖ＋に
おいて、システム・コントローラは送信（きれるべきア
ロハ・メツ°セージに対して準備されでおり、そこ′Ｃ
動作符号＝１、ｍ＝Ｑであり、そしてそこで０の値は空
きの数、フレームの経歴によメける非切断および切断さ
れたタイムスロット、そしＣ評価された新しいリクエス
トの到着率に基いて決定されている。システム・コント
ローラ１０は、過剰の宙直しを妨げ、遅延を最小にする
ためにトラヒック・レベル２　ｆＪＪとしてフレーム長
を適応的にａ、＋＋ｉすることができる。競争の起った
場合に、繰返しメツセージは同じフレーム中で送信でさ
す、従）でフレームの終りでメツセージが収斂を操返さ
くｉ：い様にする。

フィードバック−」ントロールによって各フレーム中の
タイムスロットの数０を制御するのに用いられるアルゴ
リズムは、次のものを含んでいる−（ａ　）タイムスロ
ット毎の現行の新しいリクー■スト４１着率の評価Ｒを
保持する。

（ｂ）ｎｇ　、ｎ８およびｎｅ　　を計悼フる。こ机は
ｍ直され（ｎｇ）、成功しくｎ６　　）そして空き（ｎ
ｅ）どして観測された前のフレーム中の限定タイムスロ
ットの数である。

（Ｃ）ｉｙｉのフレームの最終スロット以来の（そして
含む）スロットの数としてＫを設定する。

（ｄ　　＞Ｖ　＝！Ｊ　Ｘｎｇ　＋ｓ　ｘｎ８　＋ｅ　
ｘｎｅ　＋ＲＫ を設定する。ここで、ｇ、ｓ、ｅは伝ばん条件を考慮に
入れて適切に選ばれた定数である。

＜Ｑ　）要求されたアロハ数を ｎ＝ｎ＋ａｘ　　（１，ｒｏｕｎｄ　　（ｙ／　（１−
Ｒ）　）と設定する。ここでｍａｘ　　（ａ　、　Ｉ＋
　）はａ、＝ｂの最大値を表し、ｒｏｕｎｄ　　（、）
は最も近い整数への丸るめを表している。

上に与えられたアルゴリズムは、新しいアロハ・インビ
テーションが前のフレームの終ったあとまで送られず、
そしてアロハ・フレーム内のすべてのスロットはランダ
ムアクセス・リクエストに対し？ｌＴ　ｆＩＪ用可能な
ことを仮定している。前のフレーの最終スロットと同時
に起るスロット中の新しいアロハ・インビｔ−ジョンの
送信を許容することおよび／またはシステム・コントロ
ーラによって規定された周々のニーず−からのメツセー
ジに対するアロハ・フレーム内の若干のスロットの保ｆ
ｆｆを許すことによってシステム効率は改善できる。

これらのケースでは、修正されたアルゴリズムは使用さ
れよう。

望ましい最大のフレーム長に到達しているがまだスルー
プットが減少している様にナービスに対するリフ［スト
が過剰になると、０から、１と１４の間の１１よひｍの
舶を変化づることにより、そしでそれによってサブセッ
トを作りあげることによりアクセス・プロトコルはＨＭ
へ遷移する。ｍ＝１４を有するｌ−Ｉ　Ｍは特定ユーザ
ーグループからのリフニスｌ−をインバイトするのにま
た使用できる。

理解の都合ト、ｌ−ＩＭはトリー・アルゴリズムの形を
しているものと考えられよう。しかし本発明によるシス
テムでは、競争はジョン　アイ　カベタナキスによって
引用された論文で従業されるよりも更に効率的に解決で
きる。ｌが１から１４までの間の値を有する様にするこ
とにより形成されたサブセットの各々は、ｎ個のタイム
スロットを有するフレーム中のランダム間隔で順々にメ
ツ亡−ジを送ることをインバイトされている。各サブセ
ットに対しＤＦＭアルゴリズムはｎに対する最適Ｉｆｔ
を設定するのに使用される。しかし、ししサブセットに
対する最適フレーム長がｎの最大晴を越えると、鋼は増
大されよう。この様にして、移動体の集合は漸近的に再
分ｖ１され、ｎに対する最適値はｔａ＝１４＜２”サブ
セット）までＭ持され、個々の移初体Ｇ、Ｌ純ポーリン
グに対応Ｊる様にラッドレスされることができる。（そ
れについてはあとで議論しよう。） １」Ｍに戻って、優勢トラヒック・レベルが増大するに
つれて、サブセットの創生を表示する第４△１メ１がら
第１１Ｄ図までは、第１ＩＡ図のＤＦＭからｌｆＢる。

フレーム長がその最大１直ｎ＝１５に到達すると、２つ
のすＩｔフット１１１−１で形成され、各サブヒツトは
例えば８ス１ツト（ｎ＝８）を有する（第１１［３図）
。トノヒツクが増大するにつれて、フレーム長はｍ＝１
でｎ＝１５を越えるまで増大を続ＩＪに２〕４Ｃ図）、
我々はＩＩ＝２で更に再分割し、６１つて　１１−８を
イ１する４つの短いフレームが形成され（第４Ｄ図）、
以下この様に続く。もしアクヒス侶リクエストづる移動
体の集合が等分に分布されると、第４Δ図から第４Ｄ図
に示された対称再分割が適切になる。しかしアクセスを
要求する移動体の集合が等分に分布されないと、２つの
サブセットの１つのみが、例えば第５Ａ図から第５Ｄ図
までに示された様に再分割されねばならぬと言うことが
起ろう。この様にして、空の、切断された、そして非切
断のスロットの最近の経歴および通話到着率に応じたシ
ステム・コントローラは、１１．１間領域内で最適のパ
フォーマンスを得るためにｍとｎの１直を変更できる。

ポーリングは、動作符号＝１と１＝１４（上に述べた様
＜【２　サブセット）を有するインごチージョン・メツ
セージを使用することにより実行される。しかし、メツ
セージ・パラメータの採用により、信号の時間オーバー
ヘッドは、システム・−１ント［１−ラが各メッセージ
語が１つの移動体をｊ７ドレスＭ°る様に配列し、一方
、前にボールされた移動体からの応答の肯定応答をする
ことによって減少ぐきる９、第２Ｄ図は、動作？：１号
−２と△（ａｃｋ）が、その応答が高定応答されている
ところの前にボールされた移動体のアドレスであるポー
リングのためのインビテーション・メツセージ形式を示
している。この配列は移動体あるいはそのオペレータに
確認の利点を与え、それは特定の肯定応答メツセージを
要求すること無しにボール応答がシステム・コントロー
ラにうまく到着する様になっている。どの移動体もボー
ル・メツセージによって肯定応答されないと、疑似アド
レスが使用される。同様に、肯定応答が可能Ｃあるが、
疑似アドレスの使用によって新しい移動体はボールされ
４１い。

ｉ）ｍ　１！ｉ　＜’Ｅ　ｊ’ドレス付けと動作符号に
よつ（、全車両（ｆｌｅｅｔ　）の部分をボールするこ
とは可能であり、−ｎ、全車両の残りはランダムアクセ
ス・モードで初口することが許容される。

信号チャネルがサイトのまわりで連続的に動作している
多重サイト・システムの場合に対して、移動体は１サイ
ト以上からアロハ・インビテーションを受信することに
なろう。ＤＦＭとｌ−１ＭモードにＪｉい−Ｃ，移動体
は任意の１フレームにおいて１ランタム・アクセス送信
以上を行なわないことを保証１べきである。従って、フ
レーム中で成功しないランダムアクセス・リクエストを
行なうことにより、移動体は、このフレームにオーバー
ラツプするフレームを指定する他のサイトから受信され
たア［１ハ・インビテーションを無視すべきである。こ
のことは、例えば、もし移動体のフレームの終りまＣス
ロットを移動体が計数するなら達成される。

もし、このブ０トコルに「純アロハＪの如き非フレーム
・モードを使う機能を統合することが決められると、例
えばＩＩＩ　３の様に！Ｊｌｆ′ｌＥ符号３３（第２Ａ
図）に適当な値を与えることによってこのことは行なわ
れる。

本発明の実行に際し、もしすべての４つの動作モードが
使われるならそれは選択的である。もし希望づるなら、
より少いモードが使われ、そして動作符号とパラメータ
値は適当に変更される。

（要約） 融通性のある多重アクセス通信システムで、これは特に
移彷無線システムに適している。

本システムは基地局と複数のサブステーションを具え、
そのアクセスのモードはアロハ・インビテーシコン・メ
ツセージで送信された動作符号とパラメータに応じて決
定される。動作符号とパラメータＪ３よびそれにより？
！２数のアクセス・モードの特定の１つとそのモードの
ダイナミック！ＩＪ作はｅｌ勢トラヒック条件の評価か
ら決定される。アクセスの特定モードは、軽トラヒック
・モード、ダイナミック・フレーム長モード、リブステ
ーションの集合のサブセットが形成されるハイブリッド
・し−ドおよびポーリング・モードの１つを含むことに
なろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、単一固定サイトを有する移動無線中継システ
ムの実施例を形成するブロック図を図示している。 第２Ａ図は、単一メツセージの異った構成パーツを示し
ている。 第２８１１から第２Ｄ図までは、インビテーション・メ
ツセージの３つの異った形態を示している。 第３図は、軽トラヒック・モードにおけるシステム・コ
ントローラと移動体の間の信号を示している。 第４Ａ図から第４Ｄ図までは、ハイブリッド・し−ドに
おける１ｆブセツトの対称構成を図示している。 第５Ａ図から第５Ｄ図までは、ハイブリッド・モードに
おけるサブセットの＊ｍ称構成を図示している。 １０・・・システム・コントローラ（あるいは中央コン
トローラ）１２・・・固定位置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基地局と複数のサブステーションを具え、その動作
   モードはアロハ・インビテーション・メッセージで送信
   された動作符号に応じて決定され、動作符号の値および
   それによる複数の動作モードの特定の１つは優勢トラヒ
   ック条件の評価に応じて決定されるところの多重アクセ
   ス通信システム。 ２、パラメータが上記の動作符号によって送信され、上
   記のパラメータは任意の選ばれた動作符号に対するダイ
   ナミック動作を決定するのに役立っている特許請求の範
   囲第１項に記載の多重アクセス通信システム。 ３、基地局と複数のサブステーションを具え、その動作
   モードはアロハ・インビテーション・メッセージで送信
   された動作符号とパラメータに応じて決定され、基地局
   は優勢トラヒック条件を評価する手段を含み、複数の動
   作モードの特定の１つおよびそのモードのダイナミック
   動作を選ぶ動作符号の値とパラメータをそれに応じて決
   定するところの多重アクセス通信システム。 ４、上記のモードの１つがダイナミック・フレーム長モ
   ードであり、そこではフレーム中に前もって決められた
   最大数のタイムスロットが存在し、かつ再送信が同じフ
   レーム中で許容されていないところの、特許請求の範囲
   第１項、第２項もしくは第３項に記載の多重アクセス通
   信システム。 ５、上記のモードの１つがハイブリッド・モードであり
   、そこではサブステーションの集合のサブセットが形成
   され、そしてそこでは上記サブセットの少くとも１つが
   ダナミック・フレーム長ランダムアクセス・プロトコル
   で動作するところの、特許請求の範囲第１項、第２項も
   しくは第３項に記載の多重アクセス通信システム。 ６、上記モードの１つがサブステーションのポーリング
   であるところの、特許請求の範囲第１項、第２項もしく
   は第３項に記載の多重アクセス通信システム。 ７、システムがポーリング・モードで動作する場合、ポ
   ーリング・メッセージのパラメータが前にポールされた
   サブステーションからの応答の肯定応答であるところの
   、特許請求の範囲第６項に記載の多重アクセス通信シス
   テム。 ８、上記のモードの１つがダイナミック・フレーム長モ
   ードであり、そこではフレーム中に前もって決められた
   最大数のタイムスロットが存在し、かつ再送信が同じフ
   レーム中で許容されず、そしてサブステーションの集合
   のサブセットが形成され、かつ上記のサブセットの少く
   とも１つがダイナミック・フレーム長ランダムアクセス
   ・プロトコルで動作するハイブリッド・モード中に上記
   のモードの２番目のモードが存在し、そしてそこでアロ
   ハ・メッセージ中のパラメータが、メッセージ中で送信
   されるアドレスにおける最小桁位ビットの番号の各サブ
   ステーションに対する命令を含み、このメッセージは、
   サブステーションに対しメッセージに応答することが許
   容されるかどうかを決めるために、サブステーションの
   適当なアドレスあるいはアドレスの集合と比較されねば
   ならぬところの、特許請求の範囲第１項、第２項もしく
   は第３項に記載の多重アクセス通信システム。 ９、もしそのタイムスロットがフレーム内にあるなら、
   サブステーションは通話開始にすぐ続くタイムスロット
   で送信するところの、特許請求の範囲第８項に記載の多
   重アクセス通信システム。 １０、上記のモードの１つが軽トラヒック・モードであ
   り、そこでは基地局送信機は低いデューティサイクルで
   動作し、サブステーションは規定されたアクセス期間（
   今後、フレームと名付ける）にアクセスに対するリクエ
   ストを送信することができ、そしてリクエストが切断さ
   れるに際してリクエストは同じフレームで再送信され得
   るところの、特許請求の範囲第１項、第２項もしくは第
   ３項に記載の多重アクセス通信システム。 １１、軽トラヒック・モード・フレームの長さと再試行
   ランダム化期間がアロハ・インビテーション・メッセー
   ジで規定され、上記のフレーム長とランダム化期間は適
   応的に決定されているところの、特許請求の範囲第９項
   に記載の多重アクセス通信システム。