(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主局、伝送媒体及び端局を有する通信システムであって、前記端局が、
−前記端局により要求されており、前記主局によって前記端局に対してまだ認められていない前記予約をカウントする要求カウンター、
−前記要求カウンターの値を考慮に入れて、要求に含まれるべき予約の数および送信されるべきパケットの数を算出する手段、及び
−前記伝送媒体において前記端局に対して認められるべき予約の数を示す要求を前記主局に送信する手段、
を有する一方で、前記主局は、各々の割り当てカウンターが端局と関連し、関連する端局に対して認められるべき予約をカウントする当該割り当てカウンターのセットを有する通信システムであり、前記端局が、該端局の要求カウンターをリセットし、前記関連する端局と関連する前記割り当てのカウンターをリセットするリセットインジケータを前記主局に送信するリセット手段を有し、
前記端局が、異常検出手段及び異常が検出される際に前記リセット手段を起動する起動手段をさらに有し、
前記異常検出手段が、時点tにおける前記要求カウンターの値を該時点tとより早い時点t-Pとの間に送信された要求の合計と比較する比較手段を有し、異常が無い際には、前記時点t-P以前に要求された予約が前記時点tにおいて認められているようにPは十分に長い期間であることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
伝送媒体及び主局を有する通信システムにおける使用のために設計された端局であって、
−当該端局により要求されており、前記主局によって前記端局に対してまだ認められていない前記予約をカウントする要求カウンター、
−前記要求カウンターの値を考慮に入れて、要求に含まれるべき予約の数および送信されるべきパケットの数を算出する算出手段、及び
−前記伝送媒体において当該端局に対して認められるべき予約の数を示す要求を前記主局に送信する手段、
を有する端局であり、前記要求カウンターをリセットし、当該端局に対して認められるべき予約をカウントする前記主局において記憶される割り当てカウンターのリセットインジケータを該主局に送信するリセット手段を更に有し、
前記端局が、異常検出手段及び異常が検出される際に前記リセット手段を起動する起動手段を更に有し、
前記異常検出手段が、時点tにおける前記要求カウンターの値を該時点tとより早い時点t-Pとの間に送信された要求の合計と比較する比較手段を有し、異常が無い際には、前記時点t-P以前に要求された予約が前記時点tにおいて認められているようにPの値は十分に大きいことを特徴とする端局。
【請求項３】
端局が、伝送媒体における一定数の予約を主局により該端局に対して認めさせることを可能にする要求手順であって、とりわけ、
−既に要求されたが、前記主局によって前記端局に対してまだ認められていない予約の数を示す要求カウンターを更新する更新工程、及び
−前記要求カウンターの値を考慮に入れて、要求に含まれるべき予約の数および送信されるべきパケットの数を算出する算出工程、
を有する手順であり、当該手順が、前記要求カウンターの値をリセットし、前記端局に対して認められるべき予約をカウントする前記主局において記憶される割り当てカウンターのリセットインジケータを該主局に送信するリセット工程を有し、
当該要求手順が異常検出工程を有し、異常が検出される度に前記リセット工程が実行され、
前記異常検出工程が、時点tにおける前記要求カウンターの値をこの時点tとより早い時点t-Pとの間に送信された要求の合計と比較する比較工程を有し、異常が無い際には、前記時点t-P以前に要求された予約が前記時点tにおいて認められているようにPの値は十分に大きいことを特徴とする要求手順。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、主局、伝送媒体及び端局を有する通信システムであり、前記端局が、
−前記伝送媒体において前記端局に対して認められるべき多くの予約を示す要求を前記主局に送信する手段、
−前記端局により要求されており、まだ認められていない前記予約をカウントする要求のカウンター、及び
−前記要求のカウンターの値を考慮に入れて、要求されるべき予約の数を算出する手段、
を有する一方で、前記主局が、各々の割り当てカウンターが端局と関連し、関連する端局に対して認められるべき前記予約をカウントする当該割り当てカウンターのセットを有する通信システムに関する。本発明は、斯様な通信システムにおける使用のために設計された端局、斯様な端局における使用のために設計された要求手順、及び本発明により主局において使用されるべき前記カウンターの更新方法にも関する。
【０００２】
本発明は、例えば衛星による又は無線波による双方向通信において用いられる。
【０００３】
【背景技術】
斯様なシステムは、とりわけ、1993年10月12〜15日にカナダのオタワで開催されたUniversal Personal Communicationsについての第２回IEEE国際会議の議事録の第２巻、頁825乃至828において開示された、Tho Le-Ngoc及びJahangir Mohammedによる文献"Combined Free/Demand Assignment Multiple Access (CFDAMA) protocols for packet satellite communications"に記載されている。
【０００４】
この文献に記載された要求方法は、端局により要求されており、まだこの端局に対して認められていない要求の数を監視して、要求されるべき予約の数を算出することにある。この方法は、最初の要求がまだ認められていない場合の同一要求の繰り返し再公式化を避けることを可能にすることから有利である。斯くして、その後端局により使用されない予約が不必要に要求されることが避けられる。このことは、種々の端局による資源の共用（shared utilization）を最適化する事を可能にする。これは、伝送媒体が衛星チャネルである場合に、このタイプの伝送媒体はとりわけ費用がかかることからとりわけ重要である。
【０００５】
この方法は、既に送られており、まだ割り当てを受けていない予約は実は処理中であり、最終的には受け付けられるであろうという仮定を伴う。従って、この方法は悪い伝送状態から生じ得るデータの損失に関しては非常に弱い（highly vulnerable）。この方法においては、実は、失われた要求が要求カウンターによりカウントされたままであり、従って、対応する数の予約がその後の要求の全てに対して考慮に入れられる。従って、斯様な付随事象（incident）後に端局により要求される予約の数は、継続的に端局の実際の需要よりも低くなる。このことは、送信前のデータの平均待ち時間が不可逆に（irreversibly）増大されるという結果を持つ。
【０００６】
【発明の開示】
本発明の目的は、上記の不利な点を除くことにある。この目的は、冒頭の段落に記載の通信システムであって、前記端局が該端局の要求カウンターをリセットし、関連する端局と関連する割り当てのカウンターをリセットするインジケータを主局に送信するリセット手段を有することを特徴とする通信システムにより達成される。斯様なリセットは、前記端局が、受け付けられていない予約を継続的にカウントすることを避けるのに有用である。これは、例えば周期的なリセットに関連させても良い。
【０００７】
より有利な実施例においては、前記端局が異常検出手段及び異常が検出される際に前記リセット手段を起動する起動手段を有する。この実施例は、各々が伝送媒体における予約の許可（granting）における効率の低下を導く無用なリセット動作の数を低減するのに有用であることからより有利である。
【０００８】
例えば、異常検出手段は、要求のカウンターの値を予め設定された値と比較する比較手段を有する。他の例においては、前記異常検出手段は、時点tにおける前記要求のカウンターの値を該時点tとより早い時点t-Pとの間に送信された要求の合計と比較する比較手段を有し、異常が無い際には、前記時点t-P以前に要求された予約が前記時点tにおいて認められているようにPは十分に長い（回復期間と呼ばれる）期間である。時点tにおける要求カウンターの値がt-Pとtとの間に送信された要求の合計より高い場合、このことは、正常ではない何かが起きていること、例えば要求が失われていることを意味する。
【０００９】
本発明は、非制限的な一例として与えられる、添付図を参照して与えられる以下の記載からより良く理解され、更なる詳細が明らかになるだろう。
【００１０】
【本発明を実施するための最良の形態】
図１は、伝送媒体３を介して通信する主局１及び複数の双方向の端局２を有する通信システムの一例を示している。この通信媒体は種々の種類のものであり得る。例えば、通信媒体は、ケーブルネットワーク、無線波伝送媒体、又は衛星リンクであり得る。
【００１１】
図２においては、一例として衛星通信システムを示す選択がなされた。これは、悪い伝送状態のリスクが最も高くなるのがこのタイプのシステムにおいてであるからであり、例えば、局所的な天気の状態のために悪い伝送状態が衛星通信システムの特定の端局に影響を及ぼし得る。しかしながら、本発明は他の伝送媒体にも適用可能である。端局２は第１周波数帯Kaを用いる第１衛星４を介して主局１にデータ及び要求を送信し、主局１は第２周波数帯Kuを用いる第２衛星５を介して端局２にデータ及び制御情報を配信する。
【００１２】
記載されている例においては、双方向の端局１が所謂時分割多元接続（TDMA）機構により伝送媒体３にアクセスする。時間はこのために時間間隔に細分され、時間間隔は前記端局から要求すると主局から端局に動的に与えられる。従って、この実施例において、端局により要求され、主局により認められる伝送媒体における予約は時間間隔により形成される。
【００１３】
各端局２は送信待ちリストであるメモリ１０を有し、端局２はパケットの形態で送信されるデータをメモリ１０に記憶する。端局iが、該データに対して或る時間間隔を与えさせるという目的を持つ要求を公式化する場合、関連する時点tに前記伝送メモリに記憶されるパケットの数MEM(i,t)を考慮に入れる。
【００１４】
種々の要求機構が提案されている。上記で引用された文献に記載されているタイプの機構は、通信システムの端局の間での資源の共用における最適化に関してとりわけ効果的である。該機構は、既に要求され、まだ受け付けられていない予約の数を各端局に対してカウントすることにある。各端局には、予約が要求される度にインクリメントされ、割り当てが受けられる度にデクリメントされる要求カウンターと呼ばれるカウンターCOUNT(i)が設けられる。端局iにより送信される各要求は、所与の時点tにおける端局iの伝送メモリの内容MEM(i,t)と端局iの要求カウンターの値COUNT(i)との間の差を示す。主局のレベルでは、端局に対する受信された新しい要求の各々が前の要求に付加される、即ち、各端局に対して認められるべき予約の数は関連する端局と関連するカウンターALLOC(I)に記憶され、該カウンターは予約の要求が主局により受信される度にインクリメントされ、予約が該端局に対して認められる度にデクリメントされる。
【００１５】
斯様な機構は、悪い伝送状態からもたらされ得るデータ損失に対してとりわけ弱いという不利な点を持つ。本発明は、とりわけこのタイプの要求機構においてより良くデータ損失に対処できるようにするような改良にある。
【００１６】
図３は、本発明による要求機構の好ましい実施例を示している。この機構は、端局が主局に要求を送信しようとする際に端局により実行される。この機構が端局iにより動作状態にされる時点をtと呼ぶ。
−ボックス５０においては、端局iが、あり得る異常を検出するテストを実行する。このため、端局iは要求カウンターCOUNT(i)の値を問題の時点tとより早い時点t-Pとの間に送信された要求の合計
【数１】
0004502513.tif 000002
と比較し、異常が無い際には、点t-P以前に要求された予約が時点tにおいて認められているようにPは十分に長い回復期間である。
−この時点tにおける要求カウンターCOUNT(i)の値が、t-Pとtとの間に送信された要求の合計より高い場合（図３中の矢印N）、このことは正常ではない何かが起こっている、例えば、要求が失われていることを意味する。その場合、ボックス５１Nにおいて端局は自身の要求カウンターCOUNT(i)をリセットし（COUNT(i)=0）、該端局はリセットインジケータの値F(i)を1に設定する（ボックス５５において、このリセットインジケータは端局からの要求とともに主局に送信されるだろう）。次いで、端局はボックス５２で自身の動作を続ける。
−そうでない場合（図３中の矢印Y）には、異常が検出されていない。リセットインジケータの値F(i)はボックス５１Yにおいて０に設定され、その後、動作はボックス５２で続く。
−ボックス５２においては、端局が要求されるべき予約の数（RESA(i,t)）を算出する。即ち、この予約の数は、時点tにおける端局iの要求カウンターの値COUNT(i)から導き出される、時点tにおいて端局iの伝送メモリ内に収容されるパケットの数MEM(i,t)に等しい（RESA(i,t) = MEM(i,t)-COUNT(i)）。
−次いで、ボックス５３においては、端局が、長さPを備えるFIFOメモリ("First In First Out")に得られた値RESA(i,t)を記憶する。
−ボックス５４においては、端局が自身の要求カウンターの値をここで更新する（COUNT(i) = COUNT(i)+RESA(i,t)）。
−次いで、ボックス５５においては、端局が、ペイロードデータの範囲に続いて、該端局に与えられた時間間隔内に自身の要求R{RESA(i,t); i; F(i)}を送信する。
【００１７】
回復期間Pの値の選択は重要である。概して、Pの値は、伝送媒体の占有の度合い及び通信システムに接続される端局の数に依存する、主局により必要とされる処理時間に加えて、当該伝送媒体における往復の伝送時間を含むように選択されるべきである。頻繁すぎるリセット動作、及び斯くして資源の共用の効率の低下を避けるため、Pの値はある程度高目に見積もられるべきである。
【００１８】
図４は、どのように主局に記憶される割り当てカウンターALLOC(i)が更新されるかの一例を示している。ボックス６０においては、主局が端局iから源を発している要求R{RESA(i,t); i; F(i)}を受信する。ボックス６１においては、主局がリセットインジケータの値F(i)をテストする。F(i)がポジティブである(F(i) = 1)場合、ボックス６２での動作が続く。そうでない場合、ボックス６３に行く。ボックス６２においては、割り当てカウンターALLOC(i)がリセットされる(ALLOC(i) = 0)。次いで、ボックス６３での動作が続く。ボックス６３においては、割り当てカウンターが要求Rにおいて示される予約の数によりインクリメントされる(ALLOC(i) = ALLOC(i)+RESA(i,t))。
【００１９】
図５、６及び７は図２に示されているような通信システムにおいて本発明で得られる結果を示しており、以下の
−通信システムが、均一なように伝送媒体の７５％の占有率に相当するトラヒックを生成する１０局を有し、
−往復の伝送時間は０．５秒のオーダーであり、
−t=300sの時点で伝送状態における悪化（deterioration）が生じ、端局i=Kのみに対して６秒間のデータの損失をもたらし、
−Pは１０秒に設定される、
という特性を持っている。
【００２０】
図５は、端局i=K（曲線１）及びその他の端局i1K（曲線２）の従来技術による要求機構での伝送メモリにおける平均待ち時間DA（秒で表わされる）についてデータ損失の影響を示している。データ損失を被っている端局の伝送メモリにおける平均待ち時間の不可逆な増大は明らかである。
【００２１】
図６は、P=10sに対して、時間の関数として変数COUNT(i)及び
【数２】
0004502513.tif 000003
の値を示している。単一の異常の検出が見出され、それに応じて、t=320sの時点における要求及び割り当てに対するカウンターの単一のリセットが見出される。
【００２２】
図７は、P=10sでの、端局i=K（曲線１）及びその他の端局i1K（曲線２）の本発明による要求機構での伝送メモリにおける平均待ち時間DINV（秒で表示される）を示している。この平均遅延は、端局i=Kに対して短期間に増大し、次いで自身の正常値に戻る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による通信システムの一例を図示する。
【図２】  本発明による衛星通信システムの一例を示す。
【図３】  本発明による要求手順の一例を示す。
【図４】  主局により割り当てカウンターをリセットするための本発明による方法を示す。
【図５】  従来技術の方法により得られる結果と比較された、本発明に従う方法により得られる結果を表わしているグラフである。
【図６】  従来技術の方法により得られる結果と比較された、本発明に従う方法により得られる結果を表わしているグラフである。
【図７】  従来技術の方法により得られる結果と比較された、本発明に従う方法により得られる結果を表わしているグラフである。
【符号の説明】
１  主局
２  双方向の端局
３  伝送媒体
４  第１衛星
５  第２衛星
【図１】
0004502513.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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