JPS6322745B2 - - Google Patents

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JPS6322745B2
JPS6322745B2 JP10050282A JP10050282A JPS6322745B2 JP S6322745 B2 JPS6322745 B2 JP S6322745B2 JP 10050282 A JP10050282 A JP 10050282A JP 10050282 A JP10050282 A JP 10050282A JP S6322745 B2 JPS6322745 B2 JP S6322745B2
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JP
Japan
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station
cycle
reservation
slots
communication
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JP10050282A
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JPS58218250A (ja
Inventor
Toshihiro Shikama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP57100502A priority Critical patent/JPS58218250A/ja
Publication of JPS58218250A publication Critical patent/JPS58218250A/ja
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/204Multiple access
    • H04B7/212Time-division multiple access [TDMA]
    • H04B7/2121Channels assignment to the different stations
    • H04B7/2123Variable assignment, e.g. demand assignment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は複数の地球局が通信衛星を共用して
効率良く通信を行うためのアクセス方式に関する
ものである。
衛星通信システムの構成図を第1図に示す。第
1図において、1は通信衛星、2a,2b,2c
は地球局A,B,C、を示している。地球局A,
2a、B,2b、C,2cは同一の衛星回線を用
い、データを一定長以下のパケツトと呼ぶ単位に
区切り、これに宛先情報を付与し、電波に乗せて
送信する。電波は1パケツト分連続したバースト
となつて通信衛星1に進み、通信衛星1はこのバ
ーストを受信して周波数変換および増幅し、地上
に送り返す。地球局A,2a、B,2b、C,2
cはバーストを受信し、宛先情報により自局宛の
バーストは取込み、他局宛のバーストは棄却す
る。このようにして地球局間で通信衛星1を経由
した通信が行われるが、バーストの送信におい
て、複数の地球局が勝手なタイミングでバースト
を送信すると、バースト間の衝突が生じ、地球局
は正しく受信できなくなる。そこでこのようなバ
ーストの衝突を防ぐアクセス方式の一つとして従
来以下に説明する予約方式が用いられる。
第2図は従来の予約方式の動作を示しており、
3は地球局の送信時点、4は地球局の受信時点、
5はサイクル、6はデータ領域、7は予約領域、
8はデータスロツト、9は予約スロツト、10は
小スロツト、11はラウンドトリツプ伝搬遅延時
間、12は基準バースト、13,14,15はそ
れぞれ地球局A,2a、B,2b、C,2cの予
約、16,17,18,19はそれぞれ地球局
A,2aのパケツトa1,a2,a3,a4、2
0,21,22,23はそれぞれ地球局B,2b
のパケツトb1,b2,b3,b4、24,2
5,26はそれぞれ地球局C,2cのパケツトc
1,c2,c3を示している。
衛星回線は通信衛星1上でバーストが十分入る
大きさのスロツトと呼ぶ単位に時間を分割して使
用し、各地球局はバーストをこのスロツトの中に
入るように送信する。
予約方式では一定数の連続したスロツトを集め
てサイクル5を構成し、さらに1サイクル5はデ
ータ領域6と予約領域7を分割して使用する。全
地球間でこのサイクル5の同期をとるために基準
バーストが用いられ、特定の局が各サイクル5の
先頭に基準バースト12を送信し、他の地球局は
これを受信して、サイクル5のタイミングをと
る。
以下の説明でデータ領域6のスロツトを、デー
タスロツト8、予約領域7のスロツトを予約スロ
ツト9と呼ぶ。予約スロツト9はさらに短い小ス
ロツト10に分割して使用する。第2図では1予
約スロツトを2小スロツト10に分割して用いる
場合を示しており、また1サイクル5内の予約領
域7の各小スロツト10はシステム内のすべての
地球局に固定的に割当てられている。各地球局は
この小スロツト10を用いて予約を送信する。
通信はサイクル5内のデータスロツト8を用い
てパケツトを含むバーストを送信することにより
行われるが、予約方式ではデータスロツト8は予
約しなければ使用できない。第2図において第
サイクルの開始時に地球局A,2a、B,2b、
C,2cがそれぞれ送信すべきパケツトを3パケ
ツト有していたとすると、第サイクルの予約領
域7においてこれらの地球局はそれぞれ3スロツ
ト分の予約13,14,15を送信する。
予約は通信衛星1を経由し、ラウンドトリツプ
伝搬遅延時間11だけ遅れて各地球局に到着し受
信される。ここで第サイクルで送信された予約
はすべて第(+1)サイクルが始まる前に受信
される。第(+1)サイクルでのデータスロツ
ト8は第サイクルで受信された予約により各地
球局に割当てられ使用される。このスロツト割当
ては各地球局が独立に行うが、すべての地球局が
同じ予約を受信し、同じアルゴリズムに従つて割
当てを行えば、地球局間で割当ての不一致による
バーストの衝突およびスロツトが無駄になること
は生じない。このスロツト割当てアンゴリズムは
各地球局に対し平等に割当てを行うものでなけれ
ばならないが、その詳細は本発明に直接関係しな
いので説明を省略する。第(+1)サイクルに
おいて地球局A,2aは3データスロツト8の割
当てを受け、パケツトa1,16、a2,17、
a3,18を送信している。また地球局B,2b
と地球局C,2cはそれぞれ2データスロツト8
の割当てを受け、それぞれb1,20、b2,2
1、およびc1,24、c2,25を送信してい
る。
ここで、すべての地球局は第(+1)サイク
ルで全パケツトを送信できない。このことは第
(+1)サイクルの開始時に行うスロツト割当
て処理の時点でわかる。
また第サイクルで地球局A,2a、B,2b
にはそれぞれ新たに1パケツト送信すべきパケツ
トが発生している。従つて地球局A,2a、B,
2bはそれぞれ第サイクルで送り切れなかつた
パケツト分および新たに発生したパケツト分の予
約13,14を第(+2)サイクルで送信し、
地球局C,2cは第サイクルで送り切れなたパ
ケツト分のみの予約を送信する。
これらの予約により、第(+2)サイクルで
残りのパケツトb3,22、c3,26、a4,
19、b4,23が送信される。
以上のような従来の予約方式ではすべての局が
等しく予約を受信することを前提として各局で独
立にスロツト割当て処理を行つているが、衛星回
線の誤りが多くなると、各局で予約の受信誤りが
独立に発生し、予約を受信する相手局のパターン
が局間で同じではなくなつてくる。この結果、従
来の予約方式では衛星回線の品質が低下すると、
局間でスロツト割当てに不一致が生じ、送信した
パケツトが衝突して、急激に性能が低下する欠点
があつた。この欠点は地球局数が大きい場合、一
層顕著であつた。
この発明はこのような従来の予約方式の欠点を
除去するため、スロツト割当て処理は各地球局で
分散して行うが、割当ての対象とする情報につい
ては、各局が直接受信した予約を用いるか、また
は1局の制御局が累積した予約情報を用いるかを
衛星回線の状態に応じて切替えることを特徴と
し、その目的は衛星回線の状態が悪い場合、制御
局が累積した予約情報のみを用いてスロツト割当
てを行うことにより、スロツト割当ての局間での
不一致とそれによるパケツトの衝突が生じない予
約方式を実現することにある。
第3図は本発明に係る予約方式の衛星回線の状
態が良い場合の動作例で、27は予約情報であ
る。
本発明に係る予約方式では全体の地球局の中で
1局の制御局を設ける。ここで、一番アンテナ規
模の大きな地球局を制御局とすると全体の信頼性
が良くなる。制御局は予約を受信するとこれを地
球局別に累積する。またスロツト割当て処理を行
うと、各局ごとに割当てられたスロツト数分を累
積した予約から差し引き、そのサイクルの未割当
て予約数とする。
さらに制御局は全体のスロツト割当て状態を監
視する。これは制御局が行つたスロツト割当ての
通りに送信が行われているかを調べることにより
行う。すなわち、あるスロツトで制御局の割当て
と実際に受信したパケツトの送信局が一致してい
るかどうか、または実際にパケツトを受信したか
どうかを監視する。あるスロツトが制御局の割当
てではある地球局に割当てられているにもかかわ
らず、そのスロツトでパケツトが実際に受信され
なかつた場合、受信誤りにより受信されなかつた
可能性もあるが、制御局はパケツトが衝突により
失われたと判断する。制御局はこのように自局の
スロツト割当てを異なる送信や衝突が一定時間内
に定められた回数以上発生すると、スロツト割当
ての状態が悪いと判断し、定められた回数以上発
生しなければ良いと判断する。これらの情報をも
とに制御局は1サイクルに1回、予約情報27を
送信する。第3図では制御局に1サイクル内の3
番目のスロツトが固定的に割当てられており、こ
のスロツトで予約情報27が送信される。この予
約情報27は未割当て予約数とフラグとから成
り、未割当て予約数はそのサイクルで送り切れな
かつた各地球局別の予約が含まれている。フラグ
はスロツト割当ての状態を示し、本説明では状態
が良い場合を0、状態が悪い場合を1としてい
る。各地球局は受信した予約情報27のフラグが
0の場合、直接受信した予約と予約情報27の未
割当て予約数からスロツト割当てを行い、フラグ
が1の場合は未割当て予約数のみからスロツト割
当てを行う。第4図は第3図の場合の各サイクル
についてそのサイクルで送信した各地球局の予約
13,14,15を予約情報27および、割当て
スロツト数の関係を示している。第3図で第サ
イクル5の開始直前にA,2a、B,2b、C,
2c各地球局にそれぞれ3パケツト送信すべきパ
ケツトが発生している。従つて第サイクルで各
地球局は3パケツト分の予約13,14,15を
送信する。これらの予約13,14,15は第
(+1)サイクルが始まる前に受信される。第
サイクルの予約情報27でフラグは0となつて
いるため、各局は直接受信した予約13,14,
15と予約情報27の未割当てスロツト数を地球
局別に足し合わせた結果から第(+1)サイク
ルのスロツト割当てを行う。この場合、未割当て
スロツト数はすべての局について0なので実質的
には予約13,14,15のみからスロツト割当
ては定まり、A,2a、B,2b、C,2cの各
地球局はそれぞれa1,16、a2,17、b
1,20、b2,21、c1,24、c2,25
の2パケツトづつを送信する。ここで各地球局と
も1パケツト分送り切れないパケツトが生ずる
が、これは制御局が予約情報27の未割当て予約
数として第(+1)サイクルに送信し、各地球
局はこの不足分を再度予約する必要はない。第3
図で第(+1)サイクル開始前までにA,2
a、B,2bの各地球局にそれぞれ1パケツト送
信すべきパケツトが発生するので第(+1)サ
イクルで1パケツト分の予約13,14を送信す
る。第(+2)サイクルでも予約情報27のフ
ラグが0であるから、各地球局は直接受信した全
局の予約と制御局からの予約情報27の未割当て
予約数を地球局別に足し合わせ、その結果に基づ
いてスロツト割当てを行う。この結果、残りのパ
ケツトa3,18、b3,22、3,26、a
4,19、b4,23が送信される。
以上のように全体の衛星回線の状態が良い場
合、スロツト割当ては主に各地球局が直接受信し
た予約13,14,15により行われ、衛星回線
が空いていれば、予約した次のサイクルでパケツ
トを送信することができる。これは従来の予約方
式と同じ程度の遅延時間である。一方、このよう
なアクセス制御方法で衛星回線の状態が悪くなる
と、直接受信する予約に誤りが発生し、このため
に地球局間でスロツト割当てが一致しなくなつて
くる。制御局はこの結果生じるパケツトの衝突を
前述の方法で監視し、スロツト割当て状態が悪く
なると予約情報27のフラグを1にして送信す
る。
第5図は本発明に係る予約方式の衛星回線の状
態が悪い場合の動作例、第6図はこの場合の各サ
イクルについて、そのサイクルで送信した各地球
局の予約13,14,15と予約情報27、およ
び割当てスロツト数の関係を示している。
第3図の場合と同様に第サイクルで各地球局
は3パケツト分の予約13,14,15を送信す
る。また制御局は予約情報27のフラグを1とし
て送信する。第(+1)サイクルで各地球局は
受信した予約情報27のフラグが1であるため、
予約情報27の未割当て予約数のみからスロツト
割当てを行う。第6図で第サイクルで送信した
未割当て予約数は0なので、第(+1)サイク
ルではスロツトがどの地球局にも割当てられず、
パケツトの送信は行われない。第(+1)サイ
クルで制御局は第サイクルの各地球局の予約1
3,14,15を累積する。また、このサイクル
ではどの地球局にもスロツトが割当てられなかつ
たので、受信された予約13,14,15がその
まま予約情報27の未割当て予約数として送信さ
れる。
また地球局A,2a、B,2bは新たに1パケ
ツト発生しているので、それぞれ1パケツト分の
予約13,14を送信する。次の第(+2)サ
イクルで各地球局は第(+1)サイクルで受信
した予約情報27の未割当てスロツト数からスロ
ツト割当てを行う。この結果、各地球局はそれぞ
れ2スロツトを確保し、パケツトa1,16、b
1,20、c1,24、a2,17、b2,2
1、c2,25が送信される。第(+2)サイ
クルで送り切れない予約は制御局が記憶してお
り、制御局はこれに第(+1)サイクルで新た
に受信した予約13,14を加えて未割当て予約
数を作成し、第(+2)サイクル5で予約情報
27に含めて送信する。これにより地球局A,2
a、B,2b、C,2cは第(+3)サイクル
でそれぞれ2スロツト、2スロツト、1スロツト
を確保し、パケツトa3,18、b3,22、c
3,26、a4,19、b4,23が送信され
る。
このように本発明に係る予約方式では、スロツ
ト割当て状態が悪くなると、制御局の予約情報2
7の未割当て予約数のみからスロツト割当てが行
われるので、衛星回線の状態が悪くなつても、ス
ロツト割当てを行うときの対象となる各局の情報
に不一致が生ずることはなく、パケツトは衝突せ
ずに送信される。ただし、この場合、衛星回線が
空いていても、予約してからパケツトが送信され
るまでに少くとも2サイクルを要し、遅延が大き
くなる。しかし、パケツトは衝突しないので、従
来の予約方式のように大きな性能の低下は生じな
い。
なお、以上は1サイクル5の大きさを9スロツ
ト、予約領域の大きさを2スロツトとし、1予約
スロツト9を2小スロツト10に分割し、予約情
報27を1サイクル5内の3番目のスロツトで送
信する場合について説明したが、この発明はこれ
に限らず、これ以外の大きさのサイクル5、予約
領域7で使用してよい。さらに1予約スロツト9
も任意の数の小スロツト10に分割して使用し、
予約情報27も他のスロツト位置で送信して良
い。また説明では予約領域7を固定として説明し
たが、この発明はこれに限らず予約領域7を1サ
イクル5内の空いたスロツトを利用して可変にす
る方式の場合に使用しても良い。
以上のように本発明に係る予約方式では衛星回
線の品質が低下すると、スロツト割当ては制御局
からの情報のみで決まるため、地球局間で予約の
食い違いによりパケツトの衝突が生ずることがな
く、従来の予約方式より信頼性の高い通信を提供
できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は衛星通信システムの構成図、第2図は
従来の予約方式の動作を示す図、第3図は本発明
に係る予約方式の衛星回線の状態が良いの場合の
実施例を示す図、第4図は本発明に係る予約方式
の衛星回線の状態が良い場合の予約と予約情報お
よび割当てスロツト数の関係を示す図、第5図は
本発明に係る予約方式の衛星回線の状態が悪い場
合の実施例を示す図、第6図は本発明に係る予約
方式の衛星回線の状態が悪い場合の予約と予約情
報および割当てスロツト数の関係を示す図であ
る。 図中、1は通信衛星、2a,2b,2cはそれ
ぞれ地球局A,B,C、3は送信時点、4は受信
時点、5はサイクル、6はデータ領域、7は予約
領域、8はデータスロツト、9は予約スロツト、
10は小スロツト、11はラウンドトリツプ伝搬
遅延時間、12は基準バースト、13,14,1
5はそれぞれ地球局A,2a、B,2b、C,2
cの予約、16,17,18,19は地球局A,
2aのパケツトa1,a2,a3,a4,20,
21,22,23は地球局B,2bのパケツトb
1,b2,b3,b4,24,25,26は地球
局C,2cのパケツトc1,c2,c3,27は
予約情報である。なお、図中同一符号は同一又は
相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 単一の通信回線を一定時間長のスロツトに時
    分割し、連続した一定数のスロツトでサイクルを
    構成し、1サイクル内のスロツトを予約スロツト
    とデータスロツトに分け、通信局が予約スロツト
    でデータスロツトの割当てを要求する予約を送信
    し、全通信局が互いの予約を受信して各通信局ご
    とに独立に同じ方法でデータスロツトの割当てを
    行い、通信局が自局に割当てたデータスロツトで
    パケツトと称する単位に区切られた情報を一定の
    時間サイクルで送信する予約方式において、前記
    通信局のうち1局の制御局を設け、この制御局が
    前のサイクルで送り切れないで残つた各通信局の
    予約を予約情報として累積する段階と、この予約
    情報を制御局が定期的に他の通信局に通知する段
    階と、制御局が行つたデータスロツト割当ての数
    と割当て直後のサイクルで実際に各通信局が受信
    したデータスロツトの数との一致を調べることに
    より、各通信局の送信状態を監視する段階と、一
    致しなかつた場合には制御局が、次のサイクルに
    おける各通信局からの予約および制御局のこれま
    での予約情報の双方に基づき、次のサイクルでの
    データスロツトの割当てを行う割当て段階と、一
    致した場合は、制御局の予約情報のみから次のサ
    イクルでのデータスロツトの割当てを行う割当て
    段階と、いずれの割当て段階を使用するか判断
    し、全通信局に対しどちらの割当て段階を行うか
    指示する情報を予約情報に含めて送信する段階
    と、通信局が制御局から予約情報を受信して前記
    二つの割当て段階の内、指示された割当て段階で
    次のサイクルでのデータスロツトの割当てを行う
    段階とを設けたことを特徴とする予約方式。
JP57100502A 1982-06-11 1982-06-11 予約方式 Granted JPS58218250A (ja)

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