JPH07170237A - Packet satellite communication system - Google Patents
Packet satellite communication systemInfo
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- JPH07170237A JPH07170237A JP31643893A JP31643893A JPH07170237A JP H07170237 A JPH07170237 A JP H07170237A JP 31643893 A JP31643893 A JP 31643893A JP 31643893 A JP31643893 A JP 31643893A JP H07170237 A JPH07170237 A JP H07170237A
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Landscapes
- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は衛星を介した一つの中心
局対多数の周辺局間での通信を一つのチャネルを共有し
て行う多元接続パケット衛星通信方式に関し、特に周辺
局から中心局へのチャネルアクセスを時分割多重アクセ
ス（ＴＤＭＡ）方式で行うパケット衛星通信方式に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiple access packet satellite communication system for performing communication between one central station and a large number of peripheral stations via a satellite by sharing one channel, and particularly from a peripheral station to a central station. The present invention relates to a packet satellite communication system in which channel access to the network is performed by a time division multiple access (TDMA) system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】パケット衛星通信システムの最も基本的
な構成例は図１に示されるように、一つの中心局と多数
の周辺局が衛星を介して通信するように構成したもので
ある。図１のような星状の構成の場合、中心局から周辺
局へ向けてパケットを送信するときは放送型チャネルを
使用した時分割多重（ＴＤＭ）方式が用いられるが、周
辺局から中心局へ送信するときは主として複数の周辺局
が一つのチャネルを共同で利用して通信を行う多元接続
方式が用いられる。また、チャネルのアクセス方式とし
ては、送信されるデータに短データのものが多く且つ送
信がバースト的であることから、データが発生するたび
にパケットの送信を行うランダムアクセス方式が用いら
れる。このランダムアクセス方式では各周辺局が自由に
データを送出するため、パケット同士の衝突によってデ
ータが失われることがある。従ってパケットの再送機能
が必要となり、衝突確率をできるだけ小さくするために
ランダムアクセス方式の一つであるスロットアロハ方式
が採用されている。2. Description of the Related Art The most basic configuration example of a packet satellite communication system is one in which one central station and many peripheral stations communicate with each other through satellites, as shown in FIG. In the case of the star-shaped configuration as shown in FIG. 1, when transmitting packets from the central station to the peripheral stations, a time division multiplexing (TDM) method using a broadcast channel is used, but from the peripheral stations to the central station. When transmitting, a multiple access method is mainly used in which a plurality of peripheral stations jointly use one channel for communication. Further, as a channel access method, a random access method in which a packet is transmitted every time data is generated is used because many data to be transmitted are short data and the transmission is bursty. In this random access method, each peripheral station freely sends out data, so data may be lost due to collision of packets. Therefore, a packet retransmission function is required, and a slot aloha method, which is one of the random access methods, is adopted in order to minimize the collision probability.
【０００３】従来、このスロットアロハ方式は伝送遅延
の大きい衛星通信において高いスループットを得るため
に広く用いられてきた。このスロットアロハ方式の最大
スループットは約３７％であり、理論上、純アロハ方式
の２倍のスループットを得ることができる。しかし、実
際の通信におけるスループットはこの値よりも低くなる
場合が多い。これは短データを多く送信する際に生成さ
れるパケットの長さがスロットの長さに比べて短いもの
があり、１スロット内には１つのパケットしか挿入する
ことができないことから、スロット内に空白が生じて伝
送に無駄が生じることがあるためである。こうした問題
によるスループットの低下を改善するため、特開昭６３
−２２８８３２号公報では、中心局からの要求に応じて
スロット長を動的に変更する方法が提案されている。ま
た、そのスロット長変更要求を自動的に発生させるた
め、実際のチャネルの状況を観測することによってその
情報からスロット長を随時算出する方法が提案されてい
る。例えば、特開昭５８−２１９８３８号公報にチャネ
ルの使用状況を監視し、その情報を記憶する方法が記載
されている他、特開平０４−３１２０２９号公報にも同
じくチャネルアクセス方式がランダムアクセス方式とは
異なるプリアサイン方式において周辺局の通信量を集計
する機能が記載されている。特開平０２−１８１５２７
号公報では周辺局と中心局でチャネルの状況を観測して
パケット長の分布を調べ、その分布からフレーム内を様
々な長さのスロット長に分割しておき、周辺局はその中
から送信するパケットの長さに最も適した長さのスロッ
トを選択し、そこにパケットを挿入して送信する方式が
記載されている。また、短データ送信時にスロット内に
生じる空白を埋める方法として、特開平０１−２００７
３９号公報では複数のパケットを繋ぎ合わせて一つのス
ロットに挿入して送信するという方法が提案されてい
る。Conventionally, this slot Aloha system has been widely used to obtain high throughput in satellite communication with a large transmission delay. The maximum throughput of the slot Aloha method is about 37%, and theoretically, a throughput twice as high as that of the pure Aloha method can be obtained. However, the throughput in actual communication is often lower than this value. This is because the length of the packet generated when transmitting a lot of short data is shorter than the length of the slot, and only one packet can be inserted in one slot. This is because a blank may occur and transmission may be wasteful. In order to improve the decrease in throughput due to such problems, JP-A-63-63
Japanese Patent No. 228832 proposes a method of dynamically changing the slot length in response to a request from the central station. In order to automatically generate the slot length change request, a method has been proposed in which the slot length is calculated from the information by observing the actual channel situation. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-219838 discloses a method of monitoring the channel usage status and storing the information, and Japanese Unexamined Patent Publication No. 04-312029 also discloses that the channel access method is a random access method. Describes the function of aggregating the communication traffic of peripheral stations in different pre-assignment methods. JP-A-02-181527
In the gazette, the channel status is observed at the peripheral station and the central station, the distribution of packet lengths is investigated, the frame is divided into slot lengths of various lengths from the distribution, and the peripheral stations transmit from among them. It describes a method of selecting a slot having a length most suitable for the length of a packet, inserting the packet into the slot, and transmitting the packet. Further, as a method of filling a blank generated in a slot when transmitting short data, Japanese Patent Laid-Open No. 01-2007
Japanese Unexamined Patent Publication No. 39 proposes a method of connecting a plurality of packets, inserting them into one slot, and transmitting them.
【０００４】ランダムアクセス方式におけるパケットの
衝突確率を低減するという別の見地からもスループット
を改善する方法が提案されている。例えば、特開昭６２
−１５７４２８号公報と特開昭６２−１９９１２９号公
報には、送信するデータに長データのものも比較的多く
混じっており、パケットに細かく分割しなければ成らな
いような長データの送信にはランダムアクセス方式から
スロットの割り当てを予約する予約方式に変更する方法
が提案されている。A method for improving the throughput has been proposed from another viewpoint of reducing the packet collision probability in the random access method. For example, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 62
In Japanese Patent Laid-Open No. 157428/1987 and Japanese Patent Laid-Open No. 62-199129, a relatively large amount of long data is included in the data to be transmitted, and it is random to transmit long data that must be finely divided into packets. A method has been proposed in which the access method is changed to a reservation method in which slot allocation is reserved.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来のスロットアロハ
方式では、図２に示されるタイムスロット長があらかじ
め通信が開始される前に予想されるデータの長さとトラ
フィックから適当な長さに設定されており、通信中は常
に固定されている。加えて、各スロットには１つのパケ
ットしか挿入することができない。従って、スロット長
よりサイズが小さいパケットを頻繁に送出する場合はス
ロットの一部しか通信に利用されないことになり、情報
の伝送に無駄が生じる。即ち、このような場合のチャネ
ルのスループットは低下してしまうという問題点があ
る。また、長データの通信が多いときに送信するデータ
に比べてスロット長を短く設定すると、送信すべきデー
タを複数のパケットに分割して送信しなければならない
ため、１回で送信する場合に比べて送信時間が大きくな
るという問題点もある。従って、実際に送信するのに効
率の良い長さのパケットを作成するため、チャネルの状
況に適したスロット長を設定しなければならない。さら
に、送信するデータの長さはその種類に応じて時間と共
に変化しているので、それに従ってスロット長も動的に
変化させていく必要がある。In the conventional slot aloha system, the time slot length shown in FIG. 2 is set to an appropriate length based on the expected data length and traffic before communication is started. It is always fixed during communication. In addition, only one packet can be inserted in each slot. Therefore, when a packet having a size smaller than the slot length is frequently transmitted, only a part of the slot is used for communication, which wastes information transmission. That is, there is a problem that the channel throughput in such a case is reduced. Also, if the slot length is set shorter than the data to be transmitted when there is a lot of communication of long data, the data to be transmitted must be divided into multiple packets to be transmitted, so compared to the case of transmitting at once. Therefore, there is also a problem that the transmission time becomes long. Therefore, in order to create a packet of a length that is efficient for actual transmission, it is necessary to set a slot length suitable for the channel condition. Furthermore, since the length of data to be transmitted changes with time according to its type, it is necessary to dynamically change the slot length accordingly.
【０００６】これらの問題点を改善する方法として前記
従来の技術に示したようなものが提案されているが、こ
れらには依然として考慮すべき問題点が残っている。ま
ず、特開昭６３−２２８８３２号公報では通信中にスロ
ット長を動的に変更することによって同期も変更するよ
うになっているが、実際問題として通信中に同期を動的
に変更するとほとんどの場合は通信が中断することにな
り、これは不可能である。また、特開平０２−１８１５
２７号公報に記載の方法のようにスロット長に多様性を
持たせるとフレーム内のユニークワード（同期制御信
号）の位置の間隔が等しくなくなるため、同期の保持が
難しくなる。また、各周辺局がその中の適切な長さのス
ロットを選択するようになると選択に時間がかかり、加
えてパケットの衝突確率も増大するので、スループット
は低下する。スロットの長さに多様性を持たせる方法
は、特開平０４−３１２０２９号公報に記載の方法のよ
うにプリアサイン方式の場合ならば衝突確率増大の問題
は回避されるが、ランダムアクセス方式では１つのスロ
ットに全ての周辺局がアクセス可能でなければならない
ため、スロット長は同一にしておく必要がある。即ち、
スロット長はフレーム内で均一であるという条件と、周
辺局の同期は中心局から送信されるフレーム内のユニー
クワードによって確立されているため、同期を損なうこ
とがないようにフレーム長も常に一定であるという条件
のもとでスロット長を動的に変更する方法を採用しなけ
ればならない。As a method for improving these problems, the ones shown in the above-mentioned prior art have been proposed, but these still have problems to be considered. First, in Japanese Patent Laid-Open No. 63-228832, the synchronization is changed by dynamically changing the slot length during communication. However, as a practical matter, if the synchronization is dynamically changed during communication, most of them are changed. In that case, communication will be interrupted, which is impossible. In addition, JP-A-02-1815
When the slot lengths are varied as in the method described in Japanese Patent Publication No. 27, the intervals between the positions of the unique words (synchronization control signals) in the frame become unequal, which makes it difficult to maintain synchronization. In addition, when each peripheral station selects a slot of an appropriate length therein, it takes time to select, and the probability of packet collision also increases, so throughput decreases. As for the method of giving diversity to the slot length, the problem of collision probability increase can be avoided in the case of the pre-assignment method as in the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 04-312029, but in the random access method One slot must be accessible to all peripheral stations, so the slot length must be the same. That is,
Since the slot length is uniform in the frame and the synchronization of the peripheral stations is established by the unique word in the frame transmitted from the central station, the frame length is always constant to prevent loss of synchronization. It is necessary to adopt a method of dynamically changing the slot length under certain conditions.
【０００７】それ故に本発明の課題は、同期の変更をす
ることなく、即ちフレーム長を変化させることなく、フ
レームを均一に分割し、なお且つ実際のチャネルの状況
に最も適したスロット長を算出し、スロットを効率的に
利用することによってスループットを向上させたパケッ
ト衛星通信方式を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to uniformly divide a frame without changing the synchronization, that is, without changing the frame length, and calculate a slot length most suitable for an actual channel situation. However, it is another object of the present invention to provide a packet satellite communication system with improved throughput by efficiently using slots.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、一つの
中心局と多数の周辺局によって星状に構成され、周辺局
から衛星を介した中心局への通信には各周辺局がチャネ
ルを共有してデータを送信するスロットアロハ方式を使
用し、中心局からは衛星を介して全ての周辺局への通信
が可能な放送型チャネルを有するパケット衛星通信方式
において、中心局が、周辺局から受信したパケットの個
数とパケットの到着時間とパケット長の情報を逐一記録
し、その統計情報を基に平均パケット長を各周辺局が送
信するパケットの個数で重みを付けた方法で計算し、パ
ケット長の時間変化を加えてチャネルの状況に最適なス
ロット長を算出し、スロット長変更を衛星を介して各周
辺局に通知し、同期を変更することなくスロット長を自
動的に変更することを特徴とするパケット衛星通信方式
が得られる。According to the present invention, one central station and a large number of peripheral stations are arranged in a star shape, and each peripheral station uses a channel for communication from the peripheral stations to the central station via a satellite. In the packet satellite communication system that uses a slot Aloha system for sharing data and transmits data from the central station to all peripheral stations via satellite, the central station The number of packets received from the packet, the arrival time of the packet and the information of the packet length are recorded one by one, and the average packet length is calculated based on the statistical information by a method weighted by the number of packets transmitted by each peripheral station, The optimum slot length for the channel conditions is calculated by adding the time change of the packet length, and the slot length change is notified to each peripheral station via satellite, and the slot length can be changed automatically without changing the synchronization. Packet satellite communication system, wherein is obtained.
【０００９】また本発明によれば、一つの中心局と多数
の周辺局によって星状に構成され、周辺局から衛星を介
した中心局への通信には各周辺局がチャネルを共有して
データを送信するスロットアロハ方式を使用し、中心局
からは衛星を介して全ての周辺局への通信が可能な放送
型チャネルを有するパケット衛星通信方式における前記
中心局であって、周辺局から受信したパケットの個数と
パケットの到着時間とパケット長の情報を逐一記録する
手段と、その統計情報を基に平均パケット長を各周辺局
が送信するパケットの個数で重みを付けた方法で計算す
る手段と、パケット長の時間変化を加えてチャネルの状
況に最適なスロット長を算出する手段と、スロット長変
更を衛星を介して各周辺局に通知し、同期を変更するこ
となくスロット長を自動的に変更する手段とを有するこ
とを特徴とするパケット衛星通信方式における中心局が
得られる。Further, according to the present invention, one central station and a large number of peripheral stations are arranged in a star shape, and each peripheral station shares a channel for communication from the peripheral stations to the central station via a satellite. The central station in the packet satellite communication system that has a broadcast channel that enables communication from the central station to all the peripheral stations via the satellite using the slot aloha system A means for recording the number of packets, the arrival time of the packets, and information on the packet length one by one, and means for calculating the average packet length based on the statistical information by a method weighted by the number of packets transmitted by each peripheral station. A means for calculating the optimal slot length for the channel condition by adding the packet length change over time, and notifying each peripheral station of the slot length change via satellite so that the slot length can be changed without changing the synchronization. Central station is obtained in the packet satellite communication system characterized by having a means for automatically changing.
【００１０】このように本発明では、周辺局から送信さ
れるパケットの個数と到着時間、及びパケット長を統計
情報として記憶しておき、それらの情報から、まず各周
辺局が送信するパケットの長さを各周辺局が送信するパ
ケットの個数で重み付き平均化するアルゴリズムによっ
て平均パケット長を算出し、さらにパケット長の時間変
化を考慮に入れて実際のチャネルの状況に最も適したス
ロット長を算出し、スロット長を随時自動変更していく
機能を中心局が有している。また、同期の変更による通
信の中断を防ぐため、同期の変更を行わないようにして
いる。従って、同期をとるためにフレームの最初に挿入
されるユニークワードの間隔を一定に保つため、フレー
ム長は変更せず、その中を分割するスロットの長さ及び
個数のみを変更し、且つそれが最もチャネルの状況に適
したものであるように設定する機能を中心局が有してい
る。As described above, in the present invention, the number of packets transmitted from the peripheral stations, the arrival time, and the packet length are stored as statistical information, and the length of the packet transmitted by each peripheral station is first stored from these information. The average packet length is calculated by a weighted averaging algorithm based on the number of packets transmitted by each peripheral station, and the slot length that is most suitable for the actual channel situation is calculated by taking the time variation of the packet length into consideration. However, the central station has the function of automatically changing the slot length at any time. Further, in order to prevent the interruption of communication due to the change of synchronization, the change of synchronization is not performed. Therefore, in order to keep the interval of unique words inserted at the beginning of a frame for synchronization constant, the frame length is not changed, only the length and number of slots dividing the frame are changed, and The central station has the ability to set it to be most suitable for the channel conditions.
【００１１】以上の機能によって、スロットに挿入され
るパケットの平均な長さ及びその時間変化に応じて、チ
ャネルの状況に最適なスロット長に随時自動的に変更し
ていくことができ、結果としてスロットを効率的に利用
できるようになるので、スループットが向上することに
なる。With the above functions, it is possible to automatically change the slot length to the optimum slot length depending on the average length of the packet inserted in the slot and its change over time. Since the slots can be used efficiently, the throughput will be improved.
【００１２】[0012]
【実施例】本発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１３】図１は本発明の一実施例に係るパケット衛
星通信方式の全体構成図である。図１に示されるよう
に、このパケット衛星通信方式では一つの中心局１と多
数の周辺局３が衛星２を介して星状に構成されている。
中心局１から周辺局３への送信は放送型チャネルを用い
た時分割多重（ＴＤＭ）方式によって行われる。一方、
周辺局３から中心局１への送信では、送信されるデータ
に短データのものが多く且つ送信がバースト的であるこ
とから、各周辺局３が一つのチャネルを共有して通信を
行う多元接続方式を用いており、その多元接続方式の中
の一つで、送信するデータが発生するたびにデータパケ
ットをチャネルに送出するランダムアクセス方式を用い
ている。さらに、各周辺局３からのデータの送出は比較
的頻繁に行われるので、パケットの衝突確率をできるだ
け小さくするためにランダムアクセス方式の一つである
スロットアロハ方式が用いられている。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a packet satellite communication system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in this packet satellite communication system, one central station 1 and a large number of peripheral stations 3 are formed in a star shape via satellites 2.
Transmission from the central station 1 to the peripheral stations 3 is performed by a time division multiplexing (TDM) method using a broadcast channel. on the other hand,
In the transmission from the peripheral station 3 to the central station 1, since many of the data to be transmitted are short data and the transmission is bursty, the multiple access in which each peripheral station 3 shares one channel for communication One of the multiple access methods is a random access method in which a data packet is sent to a channel each time data to be transmitted is generated. Further, since data is sent from each peripheral station 3 relatively frequently, the slot Aloha method, which is one of the random access methods, is used to minimize the packet collision probability.
【００１４】まず、パケット衛星通信方式の局の構成に
ついて説明する。中心局１は図３に示されるように構成
されている。図３において、中心局は各周辺局からの信
号を衛星からアンテナ１３で受信すると、受信部１２で
データの受信処理を行う。処理された信号は受信データ
バッファ９に出力されてバッファリングされ、受信デー
タとして取り出される。またこれとは別に、到着したパ
ケットの情報が逐一統計情報記憶部１０によって調査及
び記録され、到着したパケット全個数がある一定値に達
すると記録された情報はスロット長計算部１１に出力さ
れる。スロット長計算部１１ではその情報を基にチャネ
ルの状況に適したスロット長を設定し、その変更要求を
制御信号生成部８にそれを伝える。タイミング信号生成
部４では周辺局と同期をとるために所定のスロットから
成るフレームの区切りを示す信号を生成している。制御
信号生成部８では前記受信部１２からの出力を受けて受
信応答信号等を生成する他、スロット長計算部１１から
スロット長変更要求を受けるとその旨を周辺局へ伝える
ための制御信号を生成して多重部６に送るようになって
いる。多重部６は送信データバッファ５を経て送られて
きた送信データ、制御信号生成部８から送られてきた制
御信号、タイミング信号生成部４から送られてきたタイ
ミング信号を多重化して送信部７に出力する。送信部７
の出力を受けてアンテナ１３から送信されたデータは衛
星で電波を中継させて各周辺局へ運ばれる。First, the structure of a station of the packet satellite communication system will be described. The central station 1 is constructed as shown in FIG. In FIG. 3, when the central station receives a signal from each peripheral station from the satellite through the antenna 13, the receiving unit 12 performs a data reception process. The processed signal is output to the reception data buffer 9, buffered, and taken out as reception data. Separately from this, the information of the arrived packets is investigated and recorded one by one by the statistical information storage unit 10, and when the total number of arrived packets reaches a certain value, the recorded information is output to the slot length calculation unit 11. . The slot length calculation unit 11 sets a slot length suitable for the channel condition based on the information, and notifies the control signal generation unit 8 of the change request. The timing signal generator 4 generates a signal indicating a frame delimiter including a predetermined slot in order to synchronize with a peripheral station. The control signal generation unit 8 receives the output from the reception unit 12 and generates a reception response signal and the like, and when receiving the slot length change request from the slot length calculation unit 11, sends a control signal for notifying it to the peripheral station. It is configured to generate and send to the multiplexing unit 6. The multiplexing unit 6 multiplexes the transmission data transmitted via the transmission data buffer 5, the control signal transmitted from the control signal generation unit 8 and the timing signal transmitted from the timing signal generation unit 4 into the transmission unit 7. Output. Transmission unit 7
The data transmitted from the antenna 13 in response to the output of 1 is relayed by a satellite and is carried to each peripheral station.
【００１５】図４は周辺局の構成を示している。周辺局
はデータをアンテナ２２で受信すると、受信部２０で処
理されて受信データバッファ２１に出力し、受信データ
として取り出す。また、同様にアンテナ２２で受信され
たデータのうち、同期信号はフレーム同期部１８に出力
されて中心局との同期がとられる。制御信号の中で再送
要求等の信号は再送制御部１９に送られるが、スロット
長の変更を要求する制御信号は送信スロット管理部１７
に出力され、スロット長を設定するために用いられる。
送信データは一度送信データバッファ１６にバッファリ
ングされた後、多重部１５に送られ、送信スロット管理
部１７からの要求に従ってデータをパケットに分解して
各信号を多重化し、送信部１４を経てアンテナ２２から
中心局へ電波で出力される。但し、再送要求が受けた場
合は再送制御部１９がその旨を送信データバッファ１６
に通知しデータの再送を行う。FIG. 4 shows the configuration of the peripheral station. When the peripheral station receives the data with the antenna 22, it is processed by the receiving unit 20 and is output to the reception data buffer 21 to be taken out as reception data. Similarly, of the data received by the antenna 22, the synchronization signal is output to the frame synchronization unit 18 and synchronized with the central station. Among the control signals, a signal such as a retransmission request is sent to the retransmission control unit 19, but a control signal requesting the change of the slot length is transmitted to the transmission slot management unit 17.
And is used to set the slot length.
The transmission data is once buffered in the transmission data buffer 16 and then transmitted to the multiplexing unit 15, and the data is decomposed into packets according to a request from the transmission slot management unit 17 to multiplex each signal, and the signals are transmitted via the transmission unit 14 to the antenna. Radio waves are output from 22 to the central station. However, when the retransmission request is received, the retransmission control unit 19 notifies the transmission data buffer 16 of that fact.
Notify and send the data again.
【００１６】次に動作の詳細について説明する。通信開
始前は予想されるデータの長さとトラフィックから適当
なスロット長を中心局にあらかじめ設定しておくが、通
信開始後は取得されたパケット長の統計情報からチャネ
ルの状況に適したスロット長に随時自動変更していくよ
うに設定されている。図５に示されるように、図３の中
心局内の統計情報記憶部１０は情報を記憶しておくメモ
リ２４、パケットの到着を常に監視するパケット到着検
知回路２７、その到着時刻を計測するためのクロック回
路２３、パケット長を計測するパケット長計測回路２
６、及びメモリを制御する統計情報制御回路２５から構
成されている。また、図３のスロット長計算部１１はメ
モリ２４から出力された情報をバッファリングする情報
バッファ２８、その情報を集計する情報集計回路２９、
さらにそれを基に後述のパケットの個数による重み付き
平均化のアルゴリズムによってチャネルに適切なスロッ
ト長を計算するスロット長計算回路３０、及び制御信号
生成部８にそのスロット長と変更要求信号の作成を指示
するスロット長変更要求回路３１から構成されている。
パケット到着検知回路２７は受信部１２を常時監視して
おり、パケットの到着が検知されると同時に到着したパ
ケットがどの周辺局からのものであるかを調べる。さら
にクロック回路２３によって到着時刻が計測され、パケ
ット長計測回路２６によってパケット長の計測が行われ
る。これらの計測により得られたパケットの送信元の周
辺局と到着時刻、及びそのパケット長の各情報は統計情
報制御回路２５の制御によってメモリ２４に記録されて
いくようになっている。統計情報制御回路２５はメモリ
２４に蓄積されたパケットの個数を管理しており、全個
数がある一定値に達するとメモリ２４から情報バッファ
２８に出力を指示する。そして、情報バッファ２８に一
度格納された後、情報集計回路２９によってこれらの情
報は集計され、それを基にスロット長計算回路３０で後
述の重み付き平均化のアルゴリズムによって適切なスロ
ット長が算出される。Next, the details of the operation will be described. Before the start of communication, an appropriate slot length is set in the central station in advance based on the expected data length and traffic, but after the start of communication, the slot length suitable for the channel situation is determined from the statistical information on the acquired packet length. It is set to change automatically from time to time. As shown in FIG. 5, the statistical information storage unit 10 in the central station in FIG. 3 stores a memory 24 for storing information, a packet arrival detection circuit 27 that constantly monitors the arrival of packets, and measures the arrival time. Clock circuit 23, packet length measuring circuit 2 for measuring packet length
6 and a statistical information control circuit 25 for controlling the memory. Further, the slot length calculation unit 11 of FIG. 3 includes an information buffer 28 for buffering the information output from the memory 24, an information totalizing circuit 29 for totalizing the information,
Further, based on this, a slot length calculation circuit 30 for calculating an appropriate slot length for a channel by a weighted averaging algorithm based on the number of packets to be described later, and a control signal generation unit 8 are required to generate the slot length and a change request signal. It is composed of a slot length change request circuit 31 for instructing.
The packet arrival detection circuit 27 constantly monitors the receiving unit 12, and at the same time when the arrival of the packet is detected, it checks which peripheral station the arrived packet is from. Further, the clock circuit 23 measures the arrival time, and the packet length measuring circuit 26 measures the packet length. The peripheral station of the transmission source of the packet, the arrival time, and the packet length information obtained by these measurements are recorded in the memory 24 under the control of the statistical information control circuit 25. The statistical information control circuit 25 manages the number of packets accumulated in the memory 24, and when the total number reaches a certain value, the memory 24 instructs the information buffer 28 to output. Then, after being stored once in the information buffer 28, these pieces of information are aggregated by the information aggregation circuit 29, and based on this, the slot length calculation circuit 30 calculates an appropriate slot length by a weighted averaging algorithm described later. It
【００１７】以下に、集計された上記の統計情報を基に
チャネルの状況に最適なスロット長を算出する方法につ
いて述べる。まず、各周辺局ごとに中心局へ到着したパ
ケットの個数とそれぞれのパケット長と到着時間を集計
する。そして、全パケットのパケット長の平均値を求め
るのであるが、各周辺局が送出するパケットの個数は様
々であることから、各周辺局ごとでのパケット長の平均
値を算出した後、各周辺局が送出したパケットの個数を
重みとして全周辺局で重み付き平均を行う。即ち、ある
局Ａi がａi 個のパケットを送出しており、その平均値
がｍi であったとするとａi で重みを付けたときの全周
辺局からのパケット長の平均値Ｍは数１式のように表さ
れる。A method of calculating the optimum slot length for the channel condition based on the above-mentioned aggregated statistical information will be described below. First, for each peripheral station, the number of packets that have arrived at the central station, the length of each packet, and the arrival time are totaled. Then, the average value of the packet lengths of all the packets is calculated. Since the number of packets sent by each peripheral station varies, after calculating the average value of the packet lengths for each peripheral station, Weighted averaging is performed in all peripheral stations, with the number of packets sent by the station as the weight. That is, if a station A i sends out a i packets and the average value is m i , the average value M of the packet lengths from all the peripheral stations when weighted by a i is a number. It is expressed as in Equation 1.
【００１８】[0018]
【数１】 [Equation 1]
【００１９】ここでｍi は、周辺局Ａi から到着した各
パケットの到着時間をｔijとし、そのときのパケット長
をＰij＝Ｐ（ｔij）とすると、次の数２式で表される値
である。Here, m i is represented by the following equation 2 when the arrival time of each packet arriving from the peripheral station A i is t ij and the packet length at that time is P ij = P (t ij ). Is the value to be set.
【００２０】[0020]
【数２】 [Equation 2]
【００２１】数１式のように重み付きの平均の方法を採
用する理由は、算出する全周辺局のパケット長の平均値
に各周辺局ごとのチャネルの利用状況、即ち各周辺局ご
とのパケットの個数の分布を取り入れるためである。こ
のような平均の仕方を採用すれば、より実際のチャネル
状況に適したスロット長を導出することができる。The reason for adopting the weighted averaging method as in the equation (1) is that the average value of the packet lengths of all the peripheral stations to be calculated is used for the channel of each peripheral station, that is, the packet of each peripheral station is calculated. This is because the distribution of the number of By adopting such an averaging method, it is possible to derive a slot length more suitable for an actual channel condition.
【００２２】さらに、各周辺局が送出するパケット長は
常に一定ではなく、送信するデータの種類に応じて時々
刻々と変化している。そこで、集計された各周辺局ごと
にパケット長の時間変化率を求める。これは、チャネル
の状況の時間変化に柔軟に対応するためである。まず、
メモリ２４が情報バッファ２８に情報を出力した時刻を
ｔe ，前回の出力時刻をｔs とすると、統計情報はFurthermore, the packet length transmitted by each peripheral station is not always constant, but changes every moment depending on the type of data to be transmitted. Therefore, the time rate of change of the packet length is calculated for each peripheral station that has been totaled. This is to flexibly respond to the time change of the channel status. First,
If the time when the memory 24 outputs information to the information buffer 28 is t e and the previous output time is t s , the statistical information is
【００２３】[0023]
【数３】 [Equation 3]
【００２４】の間に集計されたものである。周辺局から
中心局までの通信に要する時間をｔRとすれば、Ａi が
単位時間に送信するパケットの長さの時間変化率Ｄi は
次の数４式で与えられる。The data are collected during the period. If the time required for communication from the peripheral station to the central station is t R , the time change rate D i of the packet length transmitted by A i in a unit time is given by the following equation 4.
【００２５】[0025]
【数４】 [Equation 4]
【００２６】ここでｔ＝ｔij−ｔs である。Ｄi は時間
Δｔ内の時間変化率であり、従ってこれをパケット長の
場合と同様に各周辺局が送信するパケットの個数ａi を
重みとして重み付き平均を取るとチャネルのパケット長
の平均時間変化率Ｄは、次の数５式で表される。[0026] is where t = t ij -t s. D i is the time change rate within the time Δt, and therefore, as in the case of the packet length, when the weighted average is calculated with the number of packets a i transmitted by each peripheral station as the weight, the average time of the packet length of the channel is calculated. The rate of change D is expressed by the following equation (5).
【００２７】[0027]
【数５】 [Equation 5]
【００２８】この値が負であれば、パケットの長さは時
間と共に減少しつつあることを示し、正であればパケッ
トの長さは時間と共に増加しつつあることを示してい
る。次の統計情報も同様の時間Δｔ内に集計され、同様
の時間変化率が実現されると仮定すれば、数１式で算出
された平均値にこの時間変化率ＤにΔｔを乗じたものを
加えたものが、数６式で表わされるように、この後のチ
ャネルの平均パケット長Ｐとなる。A negative value indicates that the packet length is decreasing with time, and a positive value indicates that the packet length is increasing with time. Assuming that the next statistical information is also aggregated within the same time Δt and that the same time change rate is realized, the average value calculated by the equation 1 is multiplied by this time change rate D. The addition is the average packet length P of the channel thereafter, as expressed by the equation (6).
【００２９】[0029]
【数６】 [Equation 6]
【００３０】既に述べたように、フレームの長さは同期
の関係上固定されており、等間隔のスロット長で分割さ
れることから、フレーム長はスロット長の整数倍である
ことが望まれる。従って、フレーム長をＦとすれば次の
数７式が得られる。As described above, the frame length is fixed in terms of synchronization and is divided into slot lengths at equal intervals. Therefore, it is desirable that the frame length be an integral multiple of the slot length. Therefore, if the frame length is F, the following formula 7 can be obtained.
【００３１】[0031]
【数７】 [Equation 7]
【００３２】ここでＩＮＴ（Ｆ／Ｐ）は（Ｆ／Ｐ）の値
が整数化されたものであることを表している。このよう
にして算出されたＳが求めるべきスロット長となる。ス
ロット長変更要求回路３１は前記スロット長計算回路３
０で算出されたこのスロット長Ｓとその変更要求の出力
を受けて、制御信号生成部８にスロット長変更要求信号
を作成しその制御信号を図６に示される時分割フレーム
の制御フィールド内のスロット長変更要求フィールドに
組込んで各周辺局に衛星を介して送信するよう指示す
る。周辺局はこの制御フィールドの中のスロット長の変
更を要求する部分を送信スロット管理部１７で調べ、フ
レーム同期信号と併せてスロット長の制御を行い、その
スロット長に合わせてデータを分割、パケットを作成し
て送信する。Here, INT (F / P) represents that the value of (F / P) is an integer. The S calculated in this way becomes the slot length to be obtained. The slot length change request circuit 31 uses the slot length calculation circuit 3
In response to the output of this slot length S calculated at 0 and its change request, a slot length change request signal is created in the control signal generator 8 and the control signal is stored in the control field of the time division frame shown in FIG. It is embedded in the slot length change request field to instruct each peripheral station to transmit via the satellite. The peripheral station checks the portion requiring a change in the slot length in this control field with the transmission slot management unit 17, controls the slot length together with the frame synchronization signal, divides the data in accordance with the slot length, and divides the packet into packets. Create and send.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるパケ
ット衛星通信方式は、チャネルの状況を監視し、各周辺
局が送信するパケットの情報を基に、各周辺局が送信す
るパケットの個数で重み付き平均化するという方法によ
って平均パケット長を算出し、それにパケットの長さの
時間変化率を加えてチャネルの状況に適したスロット長
を計算し、それに応じてスロット長を随時自動的に設定
し直していくことにより、短パケット送信時にスロット
中で使用されていない、即ち無駄になっている部分を低
減するため、チャネルのスループットが向上するという
効果がある。As described above, the packet satellite communication system according to the present invention monitors the channel condition and determines the number of packets transmitted by each peripheral station based on the packet information transmitted by each peripheral station. The average packet length is calculated by the method of weighted averaging, and the time change rate of the packet length is added to it to calculate the slot length suitable for the channel situation, and the slot length is automatically set accordingly. By repeating the processing, the unused portion in the slot, that is, the wasted portion is reduced at the time of transmitting the short packet, so that there is an effect that the channel throughput is improved.
【図１】本発明の一実施例に係るパケット衛星通信方式
の全体構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a packet satellite communication system according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１のパケット衛星通信方式の作用の一例の説
明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of the operation of the packet satellite communication system of FIG.
【図３】図１のパケット衛星通信方式の実施に使用され
る中心局のブロック図。3 is a block diagram of a central station used to implement the packet satellite communication scheme of FIG.
【図４】図１のパケット衛星通信方式の実施に使用され
る周辺局のプロック図。FIG. 4 is a block diagram of peripheral stations used to implement the packet satellite communication system of FIG.
【図５】図３の中心局に含まれる統計情報記憶部とスロ
ット長計算部のブロック図。5 is a block diagram of a statistical information storage unit and a slot length calculation unit included in the central station of FIG.
【図６】中心局からの送信フレームフォーマットの説明
図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a transmission frame format from the central station.
１ 中心局 ２ 衛星 ３ 周辺局 ４ タイミング信号生成部 ５，１６ 送信データバッファ ６，１５ 多重部 ７，１４ 送信部 ８ 制御信号生成部 ９，２１ 受信データバッファ １０ 統計情報記憶部 １１ スロット長計算部 １２，２０ 受信部 １３，２２ アンテナ １７ 送信スロット管理部 １８ フレーム同期部 １９ 再送制御部 ２３ クロック回路 ２４ メモリ ２５ 統計情報制御回路 ２６ パケット長計測回路 ２７ パケット到着検知回路 ２８ 情報バッファ ２９ 情報集計回路 ３０ スロット長計算回路 ３１ スロット長変更要求回路 ３２ フレームパターン ３３ 受信応答フィールド ３４ コントロール情報フィールド ３５ スロット長変更要求フィールド ３６ １フレーム当たりのスロット数 1 Central Station 2 Satellite 3 Peripheral Station 4 Timing Signal Generation Unit 5,16 Transmission Data Buffer 6,15 Multiplexing Unit 7,14 Transmission Unit 8 Control Signal Generation Unit 9,21 Received Data Buffer 10 Statistical Information Storage Unit 11 Slot Length Calculation Unit 12, 20 Reception unit 13, 22 Antenna 17 Transmission slot management unit 18 Frame synchronization unit 19 Retransmission control unit 23 Clock circuit 24 Memory 25 Statistical information control circuit 26 Packet length measurement circuit 27 Packet arrival detection circuit 28 Information buffer 29 Information aggregation circuit 30 Slot length calculation circuit 31 Slot length change request circuit 32 Frame pattern 33 Reception response field 34 Control information field 35 Slot length change request field 36 Number of slots per frame
Claims (2)
状に構成され、周辺局から衛星を介した中心局への通信
には各周辺局がチャネルを共有してデータを送信するス
ロットアロハ方式を使用し、中心局からは衛星を介して
全ての周辺局への通信が可能な放送型チャネルを有する
パケット衛星通信方式において、中心局が、周辺局から
受信したパケットの個数とパケットの到着時間とパケッ
ト長の情報を逐一記録し、その統計情報を基に平均パケ
ット長を各周辺局が送信するパケットの個数で重みを付
けた方法で計算し、パケット長の時間変化を加えてチャ
ネルの状況に最適なスロット長を算出し、スロット長変
更を衛星を介して各周辺局に通知し、同期を変更するこ
となくスロット長を自動的に変更することを特徴とする
パケット衛星通信方式。1. A slot aloha in which one central station and a plurality of peripheral stations are configured in a star shape, and each peripheral station shares a channel and transmits data for communication from the peripheral stations to the central station via a satellite. In the packet satellite communication method, which uses the method and has a broadcasting channel that enables communication from the central station to all peripheral stations via satellite, the number of packets received by the central station from the central station and the arrival of packets. Information on time and packet length is recorded one by one, and the average packet length is calculated based on the statistical information by weighting with the number of packets transmitted by each peripheral station. A packet satellite communication method characterized by calculating the optimal slot length for the situation, notifying each peripheral station of the slot length change via satellite, and automatically changing the slot length without changing synchronization. formula.
状に構成され、周辺局から衛星を介した中心局への通信
には各周辺局がチャネルを共有してデータを送信するス
ロットアロハ方式を使用し、中心局からは衛星を介して
全ての周辺局への通信が可能な放送型チャネルを有する
パケット衛星通信方式における前記中心局であって、周
辺局から受信したパケットの個数とパケットの到着時間
とパケット長の情報を逐一記録する手段と、その統計情
報を基に平均パケット長を各周辺局が送信するパケット
の個数で重みを付けた方法で計算する手段と、パケット
長の時間変化を加えてチャネルの状況に最適なスロット
長を算出する手段と、スロット長変更を衛星を介して各
周辺局に通知し、同期を変更することなくスロット長を
自動的に変更する手段とを有することを特徴とするパケ
ット衛星通信方式における中心局。2. A slot aloha which is composed of one central station and a large number of peripheral stations in a star shape, and each peripheral station shares a channel and transmits data for communication from the peripheral stations to the central station via a satellite. The number of packets received from peripheral stations, which is the central station in the packet satellite communication system, which has a broadcasting channel that enables communication from the central station to all peripheral stations via satellites. Of the arrival time and packet length of each packet, and the means of calculating the average packet length by weighting the number of packets transmitted by each peripheral station based on the statistical information, and the packet length time. A means for calculating the optimal slot length for the channel conditions by adding changes, and a method for notifying each peripheral station of the slot length change via satellite and automatically changing the slot length without changing the synchronization. A central station in a packet satellite communication system characterized by having steps.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31643893A JP2621776B2 (en) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | Packet satellite communication system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31643893A JP2621776B2 (en) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | Packet satellite communication system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07170237A true JPH07170237A (en) | 1995-07-04 |
| JP2621776B2 JP2621776B2 (en) | 1997-06-18 |
Family
ID=18077092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31643893A Expired - Fee Related JP2621776B2 (en) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | Packet satellite communication system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2621776B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108495371A (en) * | 2018-03-28 | 2018-09-04 | 广州极飞科技有限公司 | Communication means and system, using its main equipment and from equipment and unmanned plane |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02181527A (en) * | 1989-01-06 | 1990-07-16 | Hitachi Ltd | Satellite communication method and satellite communication system |
| JPH05235818A (en) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Nec Corp | Satellite communication system and equipment used therefor |
-
1993
- 1993-12-16 JP JP31643893A patent/JP2621776B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02181527A (en) * | 1989-01-06 | 1990-07-16 | Hitachi Ltd | Satellite communication method and satellite communication system |
| JPH05235818A (en) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Nec Corp | Satellite communication system and equipment used therefor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108495371A (en) * | 2018-03-28 | 2018-09-04 | 广州极飞科技有限公司 | Communication means and system, using its main equipment and from equipment and unmanned plane |
| CN108495371B (en) * | 2018-03-28 | 2022-08-16 | 广州极飞科技股份有限公司 | Communication method and system, master device and slave device applying communication method and system, and unmanned aerial vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2621776B2 (en) | 1997-06-18 |
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