JPS6285525A - 送信権制御方法 - 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） 本発明は複数の局が複数のチャネルを共有する通信シス
テム、例えばローカル・エリア・ネツワーク（ＬＡＮ）
や無線通信システムの送信権制御方式に関する。

（従来技術とその問題点） 従来から複数の局が複数のチャネルを共有して利用する
システムとしては衛星通信や移動通信のような無線通信
システムと、ＬＡＮ特にブロード・バンド・ＬＡＮと呼
ばれるデータ通信ネットワークがある。移動通信システ
ムにおいては例えば自動ｊＪＬｔ話シスデシステムに中
心局が全チャネルを管理し、移動端末からの回線利用要
求が生じた場合には中心局が空きチャネルを指定し子局
がそのチャネルの送信権を得るという方式をとっている
。中心局が一局のみの場合にはこの方式で特に問題は生
じないが、中心局が複数存在するような場合には複数の
中心局で同時に同じ周波数チャネルを利用して干渉を起
す。これを防ぐために、電波の伝播距離を測定して中心
局毎に通信ゾーンを設定し隣接する通信ゾーンでは異っ
た周波数チャネルを使用するように指定し、同一の周波
数を再利用する場合には距離が十分離れて干渉を起さな
いゾ−ンにするようにする方法がとられている。このよ
うなシステムの設計法の詳細は文献（伊藤、松坂、［自
動車電話方式の概要］、研究実用化報告、第２６巻第７
号、１８２１〜１８３６ページ、１９７７）に記されで
いる。

しかしながらこのようなセル方式では周波数を十分有効
に利用することができない。すなわち、隣接するゾーン
では異った周波数を使用することに決めであるので、ト
ラヒック量に変動が起りある特定のゾーン内ではトラヒ
ック量が非常に多く、周辺のゾーンではトラヒック量が
少い場合でも、隣接ゾーンの周波数チャネルを使用する
ことはできないので、トラヒック量の多いゾーンでは呼
損が起り、トラヒックの少いゾーンは殆んど使われない
ということになる。このような問題を解決するには各中
心局で全周波数チャネルを観測し空いているチャネルを
利用する方法が考えられる。しかし、この方法では中心
局では空いていると観測されても移動端末の側では干渉
を受けている場合があるので、中心局のみで使用する周
波数チャネルを決定することはできない。従って中心局
と移動端末との間で周波数チャネル決定までに何度かの
やりとりが必要となり時間がかかるという欠点がある。

更に移動通信においてはいわゆるフェージングと呼ばれ
る受信電界変動があるため、干渉波の存在を正しく検出
することは困難であり、かなり高い確率で干渉波を見逃
してしまうという欠点もある。

また移動通信システムとは全く異ったシステムであるロ
ーカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）にも同様な技
術的問題がある。ＬＡＮにおいては回線への送信権の制
御方式として各種の方式が提案されているがその中の有
力な方式に多重チャネル形Ｃ８ＭＡｙ’ＣＤ方式と呼ば
れるものがある。この方式は文献（野村、岡田、中西「
ブロードバンドパス形ネットワークにおける多重チャネ
ル形Ｃ８ＭＡ／ＣＤ方式−里−ｎｅｔＪ　＋信学技報５
Ｅ８３−２９１９８３）に詳しく記述されている。この
方式では複数の端末が共通のバスを介して結合されてお
り、バス上では複数の周波数チャネルを利用することが
できる。送信すべきデータを持つ端末は空いている回線
を見つけて送信する。ＬＡＮにおいては移動通信の場合
のように信号が伝送されているのに検出できないことは
殆んどないが、殆んど同時に２つの端末が同じチャネル
に送信を開始した場合には伝播遅延のために他方の端末
が送信していることに気付かずに送信を開始して衝突を
起すことがある。このような衝突の確率が回線の利用効
果の上限を定めており伝播遅延が大きくなると回線の利
用効率が上らないという欠点があった。

このような問題を解決する方法としてシステムもしくは
端末毎にチャネル間に優先順位を付与し、各システムで
は優先順位の高いチャネルから順次利用する方法がある
。この優先順位をシステム間で異った順番になるように
すれば干渉を起す確率は大幅に減少する。この優先順位
の定め方は昭和６０年６月５日出願の特願昭６０−１２
２２２３号明細書［送信権制御方法］（文献１）に詳し
く記されている。

このように互いのシステムが異ったチャネルから順に使
用するようにすれば干渉を起す確率は大幅に減少するも
のの全体のトラヒック量が増加し、全チャネルが使用さ
れているような状況が増大するとやはりかなりの確率で
干渉を起してしまう。

（発明の目的） 本発明の目的は上述の従来の送信権制御方法の欠点を取
り除き、トラヒック量の多い場合にも干渉を起す確率が
少なく、かつ効率の良い送信権制御方法を提供すること
にある。

（発明のイｎ成） 本発明によれば複数の局が複数のチャネルを共有する通
信システムにおいて、それぞれの局で過去の１反歴に基
いてチャネル間に優先順位を付与して優先順位の高い順
にチャネルを使用する場合に、チャネル使用に先立って
、優先順位によって定まる時間をかけてチャネルを観測
し、チャネルが空いていることを確認して送信を行なう
送信チャネル制御方法うを提供することができる。

（発明の原理） 本発明の対象となるシステムおよび問題点を抽象化して
述べると以下のようになる。複数の局が複数のチャネル
を使用するのであるが、各局間では特に情報のやりとり
を行なわず各々独立して使用すべきチャネルを決定する
。その場合に複数の局が同時に同じチャネルを使用しよ
うとすると互いに干渉を起してどちらも正しく情報を伝
えることができない。従って互いの局ができるだけ異っ
たチャネルを使用するようにして干渉を起さなり１よう
にする必要がある。そのための一つの手段は送信に先立
ってチャネルを観測し、チャネルが空いていることを確
認する方法が考えられる。しかし観測の不完全性のため
に必ずしも正しく空きチャネルを確認できず干渉を起し
てしまう確率は依然として残る。従って本発明では各局
毎に使用するチャネルに優先順位を与え優先順位の高１
１局から順に使用してゆくことにする。各局毎に異った
チャネルの優先順位が高くなるようにすれば干渉を起す
確率は大幅に減少する。

各局で異ったチャネルの優先順位が高くなるように定め
ても全体としてのトラヒック量が増大してくるとやはり
干渉の確率が増大する。この現象は音声通信の場合には
品質の劣化につながり、データ通信の場合には軸棒が生
じネットワーク全体がうまく機能しなくなる。このよう
な状態を避けるためにトラヒック量を制御するフロー制
御も過去の使用実績から定めることができる。すなわち
優先順位が低く過去に他局によって使用されていること
の多かったチャネルには使用要求があっても使用を制限
するようにするとフロー制御を実現することができる。

但しこのようなフロー制御はうまくかけないと全体とし
ての効率の低下を招く。最も単純なフロー制御の方法は
、ある優先順位以下のチャネルには送信しないように各
システムで制御をかける方法であるが、このような方法
をとると、トラヒックが一時的に大きく変動し、特定の
システムが全てのトラヒックを占有するような状態にな
った場合に対応することができない。そこで本発明のお
いてはチャネルの観測時間を優先順位に応じて変化させ
ることによつ干渉を減少させる手法を採る。

一般に無線チャネルにおいてはフェージングによる受信
電界レベルの変動があり、実際には他システムが利用し
ているチャネルでも空チャネルと判定してしまう場合が
あるのが干渉を起す大きな要因となる。観測時間を長く
すればこのような観測誤りの確率は減少させることがで
きる。優先度の高いチャネルはもともと他システムが使
用している確率は小さいので短い観測時間で空き回線と
判定してもかまわない。ＬＡＮにおけるデータ伝送の場
合には、観測時間の長い端末は相対的に優先度が下がる
ことになるので衝突の確率を減少させることができる。

（実施例） 以下図面を用いて本発明について詳細に説明する。

第２図は本発明を移動通信システムに応用する場合のシ
ステムの概念を示す図である。

第２図においてｓｌ、ｓ２．ｓ３はそれぞれ中心局Ｔ１
．Ｔ２゜Ｔ３．Ｔ４．Ｔ５．Ｔ（３はそれぞれ移動端末
を示し、最も受信電界の強い中心局と交信するものとす
る。

第２図においてｓｌ、ｓ２．ｓ３の交信ゾーンは完全に
重なっており同じ周波数チャネルを同時に使用すると干
渉を起すものとする。但し空チャネルであるかどうかの
検出には失敗する場合もある。

各チャネルには優先度を定めるための優先度関数Ｐ（ｉ
）、（ｉはチャネル番号）、を定める。このＰ（ｉ）が
どのように変化するかを第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
に示す。初期値としては第３図（ａ）に示すようにｓｌ
、ｓ２．ｓ３の全ての局でＰ（ｉ）は全て等しいものと
する。今Ｓ１に使用要求が到着したとしよう。Ｓｌでは
チャネル＃１を観測し空であることを確認してチャネル
＃１に呼出し信号を送信する。このときＳｌではチャネ
ル＃１に送信したのでＰ（１）を増加させる。続いてＳ
２において使用要求が発生したとする。Ｓ２においてま
ずチャネル＃１を観測するが使用中であるので次に移り
チャネル＃２を観測する。ここでは空きであるので８２
はチャネル＃２を使用する。従って８２においてはＰ（
１）を減少させＰ（２）を増加させる。更に続けてＳ３
で使用要求が発生したとすると、Ｓ３ではチャネル＃１
．＃２は使用中であるのでチャネル＃３を使用する。ｆ
范ってＳ３ではＰ（１）、Ｐ（２）を減少させＰ（３）
を増加させる。このときの各局における優先度関数の状
態を第３図（ｂ）に示す。一度このようにチャネル間の
優先順位に差がつくと以降は各局は優先順位の高いチャ
ネルを優先的に使用するため優先順位の高いチャネルの
優先度関数はどんどん増加し第３図（Ｃ）のようになる
ことが予想される。

このようになると、Ｓｌはチャネル＃１を８２はチャネ
ル＃２を８３はチャネル＃３を優先的に使用するように
なるので互いに干渉を起す確率は減少する。

但し各局には複数の交信する端末があるので使用するチ
ャネルが１チヤネルとは限らない。仮に８２がチャネル
＃２を使用中に更に送信要求が生じた場合には優先順位
２番目のチャネル＃１を観測し空いていればチャネル＃
１に送信することになる。しかし第３図（ｃ）にあるよ
うにチャネル＃１の優先度関数Ｐ（１）の値が極めて小
さいということはチャネル＃１の使用頻度が高いという
ことであり、観測が誤っている確率が高い。このような
場合に送信を開始すると使用中の他局に干渉を及Ｄｒｌ
−でしまう確率が高い。従ってこのように１優先度関数
の値が小さいチャネルに送信を行なうときには観測時間
を長くして、観測誤りの確率を小さくするようにすれば
干渉の確率を減少させることができる。

第１図には本発明による送信権制御方法の具体的な実施
例を示す。送信要求が到着するとまず優先順位の最も高
いチャネルを観測する必要がある。

メモリ１７には優先度関数Ｐ（ｉ）およびチャネルｉを
シンセサイザ１８に設定するための情報が記憶されてい
る。送信要求が到着するとまずメモリ１７から最も優先
度の高いチャネルの番号が読出され、シンセサイザ１８
はそのチャネルに合せた周波数に設定される。シンセサ
イザ１８の出力は乗算器１０で受信信号と乗算され受信
信号を中間周波信号に変換する。中間周波信号はバンド
・バス・フィルタ１１で帯域制限された後、検波器１２
で検波される。メモリ１７からは同時に、優先度関数Ｐ
（ｉ）の逆数が読み出されカウンタ１６にセットされる
。カウンタ１６の値は積分回路１３の積分時間となる。

積分回路１３では検波器１２の出力をカウンタ１６にセ
ットされた時間だけ積分し判定回路１４へ出力した後積
分値をリセットする。判定回路１４では積分回路の出力
が一定値になっているかどうかで回線が空いているかど
うかを判定する。

こうすると優先度関数Ｐ（ｉ）の値が小さいチャネルに
対しては長い時間積分することになるのでより確実に回
線が空いているがどうかを判定できる、また優先度関数
Ｐ（ｉ）の大きなチャネルについては積分時間が短いの
で待ち時間を小さくすることができる。

更に送信権制御回路としては使用すべきチャネルを決定
する必要がある。この判定は判ｌ析回路１５によって為
される。

判定回路では以下の基準で判定を下す。

（１）判定回路１４で回線が空であると判定されればそ
のチャネルを使用すべきであると判定しその情報を端子
１０１から送信回路へ出力する。同時に使用すべき周波
数は端子１０２から出力される。

（２）判定回路１４で回線が使用中であると判定されれ
ば次の優先順位のチャネルを観測する。但し全てのチャ
ネルを観測した後であればビジー情報を端子１０１から
送信回路へ出力する。

メモリ１７の内容は判定回路出力によって適応的に変化
させることができる。このような動作は前記文献１に記
されている。

優先度の低いチャネルの観測時間を長くすることは、先
に述べたマルチ・チャネルＣ８ＭＡ／ＣＤ方式に適用し
ても効果を上げることができる。

Ｃ８ＭＡ／ＣＤでは特にあるチャネルが長いメツセージ
で占有されているときに、そのツセージ終了後に複数の
端末からそれまで待たされていたパケットが同時に送信
され衝突を起す場合が多い。端末毎に異った観測時間で
回線を観測すると、このような衝突を回避することがで
きる。

（発明の効果） 以上詳細に記したように本発明においては複数の局が複
数のチャネルを共有する通信システムにおいて、互いの
局が干渉する確率を極めて小さくすることのできる送信
権制御方式を実現することができる。

なお、実施例ではチャネルを周波数分割方式における周
波数チャネルとして説明したが、時分割方式における時
間タイム・スロットと考えても本発明を適用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は第
１図の実施例の用いられるシステムを示す図、第３図（
ａ）、（ｂ）、（ｃ）は優先権の変動の様子を示す図で
ある。 図において参照数字１０，１１，１２，１３，１４，１
５，１６，１７．１８はそれぞれ乗算器、バンド・パス
・フィルタ、積分回路、判定回路、判断回路、カウンタ
、メモリ、シンンセサイザ をそれぞれ示す。 茅　７Ｔ！１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の局が複数のチャネルを共有する通信システムにお
   いてそれぞれの局で過去の履歴に基いて前記チャネル間
   に優先順位を付与し、該優先順位の高い順にチャネル使
   用する送信権制御方法であって、チャネル使用に先だっ
   てそのチャネルが空チャネルであるかどうかを観測し、
   空チャネルであると判定された場合に送信を行なうとと
   もに、前記観測の時間をそれぞれのチャネルの前記優先
   順位によっ変動させることを特徴とした送信権制御方法
   。