衛星通信システム、制御局、主幹通信地球局及び通信地球局
【課題】 要求時割当多元接続方式の衛星通信システムにおいて、所望の回線速度へのＢＯＤ制御をより速やかに行うことができる衛星通信システム、制御局及び通信地球局を得ることを目的とする。
【解決手段】 通信地球局３ａのトラヒック量が増加して回線速度を超過し、通常モードによる増速ステップを超える増速が必要な場合に、ステップＳ７により優先権要求信号が送信される。主幹通信地球局４はステップＳ８により優先権移動要求信号を送信し、制御局１にてこれを受信すると、割当情報テーブルに記録している主幹通信地球局４の増速優先権を通信地球局３ａに移動する。ステップ１２により通信地球局３ａから増速要求信号が送信されると、制御局１は優先モードの増速ステップに基づき増速処理を行う。
【解決手段】 通信地球局３ａのトラヒック量が増加して回線速度を超過し、通常モードによる増速ステップを超える増速が必要な場合に、ステップＳ７により優先権要求信号が送信される。主幹通信地球局４はステップＳ８により優先権移動要求信号を送信し、制御局１にてこれを受信すると、割当情報テーブルに記録している主幹通信地球局４の増速優先権を通信地球局３ａに移動する。ステップ１２により通信地球局３ａから増速要求信号が送信されると、制御局１は優先モードの増速ステップに基づき増速処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、要求時割当多元接続（ＤＡＭＡ：Ｄｅｍａｎｄ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式により回線割り当てを行い、トラヒック量に基づき回線の速度変更処理を行う衛星通信システム、制御局、主幹通信地球局及び通信地球局に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、非特許文献１には、ＤＡＭＡ方式によって衛星通信回線の回線制御を行う衛星通信システムにおいてＢＯＤ（Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｏｎ Ｄｅｍａｎｄ）制御を行う従来技術が開示されている。この従来技術によれば、衛星通信回線がＤＡＭＡ制御により割り当られた通信地球局間での通信速度を十数段階の増速ステップに分けて、速度変更することができる。具体的には、通信地球局に設けたデータ伝送装置においてトラヒック量を監視し、トラヒック量が増加すると、回線速度の変更要求を制御局へ送信する。この変更要求に対して制御局において回線設定を行い、通信地球局へ回線制御信号を送信し、受信した通信地球局は回線制御信号に従って、周波数チャネルや回線速度の設定を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「ＩＰ伝送対応衛星通信システムの開発」菊田徹著、２００４年 電子情報通信学会総合大会予稿集Ｂ−３−２、Ｐ．３３０、２００４年３月２２日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１に記載された従来の技術によれば、制御局は、通信地球局から回線速度の変更要求があると、いずれの通信地球局に対しても、一律に同じ増速ステップを適用して回線速度を増速させていた。しかし、昨今では、グループモデムが組み込まれた通信地球局などを用いることにより、いわゆるマルチデスティネーション（１つの通信地球局が複数の通信地球局と同時に通信を行う）通信をより小規模で効率的に行うことができるようになってきている。このようなシステムにおいて、通信接続時にとくに１の通信地球局に複数の通信地球局からの通信回線が集中するような場合（例えば、その１の通信地球局にコンテンツサーバが端末装置として接続されていて、そのコンテンツサーバへの他の通信地球局からのアクセスが集中するような場合など）には、その１の通信地球局は、いわばスター型の通信接続状態となり、ＢＯＤの発生頻度は他の通信地球局より極めて高くなる。ＢＯＤの発生頻度が高い通信地球局に対しても一律に同じ増速ステップが適用されることになると、回線の再割り当て処理が頻発して所望の回線速度に到達するまでに時間がかかってしまうという問題点があった。また、複数の通信地球局によって通信地球局グループが形成されるような場合には、グループ内で一律に同じ増速ステップが適用されるよりも、より効率的に増速ステップ幅を可変化しつつ、衛星通信システム全体におけるシステム利用帯域の急激な消耗が回避されるような増速方式の構築も課題となっている。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、要求時割当多元接続方式の衛星通信システムにおいて、所望の回線速度へのＢＯＤ制御をより速やかに行うことができる衛星通信システム、制御局及び通信地球局を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明に係る衛星通信システムは、通信地球局からの回線割当要求に基づいて制御局にて通信回線を割り当て、通信地球局から増速要求があったときに制御局により通信回線を段階的に増速する回線増速処理を行う衛星通信システムにおいて、増速優先権を有する主幹通信地球局と複数の通信地球局とからなる通信地球局グループに属する通信地球局は、接続された端末から送信されたパケットを伝送する伝送部と、この伝送部により伝送するパケットのトラヒック量が回線速度よりも大きく、通常モードの増速ステップを超える増速をするときに、上記主幹通信地球局に増速優先権の移動を要求する優先権要求信号を生成する回線制御部とを具備し、上記主幹通信地球局は、受信した上記優先権要求信号に基づいて、上記制御局へ増速優先権の移動を要求する優先権移動要求信号を生成し、上記優先権要求信号を発した通信地球局へ優先権が移動したことを通知する優先権許可信号を生成する主幹用回線制御部を具備し、上記制御局は、上記主幹通信地球局からの上記優先権移動要求信号に基づいて、増速優先権の登録を上記主幹通信地球局から上記優先権要求信号を発した通信地球局へ変更し、上記優先権要求信号を発した通信地球局からの増速要求信号を受信したときに、増速ステップ幅が大きい優先モードにより増速する回線割当制御部を具備したものである。
【０００７】
請求項２の発明に係る制御局は、通信地球局からの回線割当要求に基づいて通信回線を割り当て、通信地球局から増速要求があったときに通信回線を段階的に増速する回線増速処理を行う制御局において、増速優先権を有する主幹通信地球局と複数の通信地球局とからなる通信地球局グループに属する通信地球局との間で制御信号を送受信する送受信部と、制御信号を変復調する制御回線変復調部と、受信した制御信号が上記主幹通信地球局からの優先権移動要求信号である場合に、上記増速優先権の登録を上記主幹通信地球局から１の通信地球局へ変更し、受信した制御信号が上記１の通信地球局からの増速要求信号である場合に、増速ステップ幅が大きい優先モードにより増速する回線割当制御部とを具備したものである。
【０００８】
請求項３の発明に係る通信地球局は、回線割当要求に基づいて通信回線を割り当てる回線割当処理と増速要求があったときに通信回線を段階的に増速する回線増速処理とを行う制御局に、増速ステップ幅の大きい優先モードによる増速処理を受けられる増速優先権が登録された主幹通信地球局とともに通信地球局グループを形成する通信地球局において、接続された端末から送信されたパケットを伝送する伝送部と、この伝送部により伝送するパケットのトラヒック量が回線速度よりも大きく、通常モードの増速ステップを超える増速をするときに、上記主幹通信地球局に増速優先権の移動を要求する優先権要求信号を生成する回線制御部とを備えたものである。
【０００９】
請求項４の発明に係る主幹通信地球局は、通信地球局からの回線割当要求に基づいて通信回線を割り当てる回線割当処理と通信地球局から増速要求があったときに通信回線を段階的に増速する回線増速処理とを行う制御局に、増速ステップ幅の大きい優先モードによる増速処理を受けられる増速優先権が登録され、複数の通信地球局とともに通信地球局グループを形成する主幹通信地球局において、上記通信地球局から受信した優先権要求信号に基づいて、上記制御局へ増速優先権の移動を要求する優先権移動要求信号を生成し、上記優先権要求信号を発した通信地球局へ優先権が移動したことを通知する優先権許可信号を生成する主幹用回線制御部を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、増速優先権を有する主幹通信地球局と複数の通信地球局からなる通信地球局グループ内において、通信地球局から主幹通信地球局へ増速優先権を要求し、主幹通信地球局から制御局へ増速優先権の移動を要求して、制御局に登録した増速優先権を要求を発した通信地球局に移動させるようにしたので、通信地球局グループ内の通信地球局において、増速ステップ幅の大きい優先モードにより増速して、より速く短時間に通信回線の増速をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る衛星通信システムの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る通信地球局の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る主幹通信地球局の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る制御局の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る衛星通信システムにおける主幹通信地球局の回線速度の変更処理を表わす処理フローチャート図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る制御局における回線速度の変更前後の割当情報テーブルの例を示す模式図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る制御局における通常モードと優先モードのそれぞれの増速ステップを記述した増速ステップテーブルの一例である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る衛星通信システムにおける通信地球局３の回線速度の変更処理を表わす処理フローチャート図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る衛星通信システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１
【００１３】
この発明の実施の形態１に係る衛星通信システム、制御局、主幹通信地球局及び通信地球局について、図１乃至図８を用いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係る衛星通信システムの構成図である。図１において、１はＤＡＭＡ方式により回線割り当てを行う制御局であり、２は通信衛星、３は制御局１により割り当てられた通信回線により通信衛星２を介して通信を行う通信地球局である。４は主幹通信地球局であり、他の通信地球局３と同様に制御局１により割り当てられた通信回線により通信衛星２を介して通信を行うが、増速優先権を付与されているという特徴をもつ。複数の通信地球局３と主幹通信地球局４とにより通信地球局グループ５が構成されているが、この通信地球局グループ５に属しない通信地球局６は別のグループに属するか、又はグループに属さずに、制御局１によって割り当てられた通信回線により通信衛星２を介して通信を行う。７は制御局１と、通信地球局３等（以下、「通信地球局３等」という場合には、通信地球局３、主幹通信地球局４及び通信地球局６が含まれるものとする。）との間で制御信号の送受信を行う制御回線であり、８は通信地球局３等が通信を行うための通信回線である。制御回線７により、通信地球局３等から通信回線８の割り当てを要求する回線割当要求信号を制御局１へ送信し、制御局１において通信回線８を割り当てる。割り当てられた通信回線８の回線情報（ＣＨ番号や、中心周波数、帯域幅等の情報）は、制御回線７により回線割当通知信号として制御局１から回線割当要求をした通信地球局３等及び通信相手となる他の通信地球局３等へ送信される。この回線割当通知信号を受信した通信地球局３等と相手側の通信地球局３等との間で通信衛星２を介した通信回線８により通信が行われる。
【００１４】
図２はこの発明の実施の形態１に係る通信地球局３の構成を示す機能ブロック図である。図２において、９は通信衛星２との間で電波の送受信を行うアンテナであり、１０は受信信号に対して低雑音増幅して低周波変換し、送信信号を高周波数変換し高出力増幅する送受信部である。１１は通信回線８により、受信する信号を復調し、送信する信号を変調する通信回線変復調部であり、１２は制御回線７により、受信する信号を復調し、送信する信号を変調する制御回線変復調部である。１３は通信回線８の回線制御を行う回線制御部であり、１４はパケットを伝送する伝送部であり、１５はＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）回線を通じて接続される端末装置である。
【００１５】
伝送部１４において、１６はＬＡＮとの接続を行うＬＡＮインタフェース回路であり、１７は、端末装置１５からのＩＰパケットやＶｏＩＰパケット等で使用されているデータフォーマットを衛星通信に適した通信プロトコルに基づくデータフォーマットに変換するフォーマット変換回路である。ただし、衛星通信においても端末装置１５から伝送されてくるパケットのデータフォーマットのまま通信を行う衛星通信システムの場合には、フォーマット変換回路１７において、フォーマット変換を行う必要はない。また、フォーマット変換回路１７は通信衛星２側から受信した受信データをＩＰパケットやＶｏＩＰパケット等のデータフォーマットに変換し、端末装置１５側へ伝送する。ＬＡＮインタフェース回路１６とフォーマット変換回路１７は伝送ライン１８で接続されており、１９は伝送ライン１８上において伝送されるパケットからヘッダ情報を抽出するヘッダ情報読出手段であり、２０は伝送ライン１８上のトラヒック量（単位時間あたりの伝送データ量）を検出するトラヒック量検出手段である。回線制御部１３において、２１は伝送ライン１８上を流れるＩＰパケットのヘッダ情報をもとにコネクションを管理し、相手側となる通信地球局３等との衛星を介した通信回線の割当要求信号や回線開放信号、増速要求信号等の制御信号を生成する制御回路であり、制御回路２１は主幹通信地球局４へ送信する増速の優先権要求信号の生成も行う。２２はコネクション情報（例えば両端末のアドレス情報、ウィンドウサイズ等）や、相手側となる通信地球局３等の識別情報など、コネクションに関わるＴＣＰ／ＩＰ通信及び衛星通信の管理情報を記憶する記憶部である。２３はトラヒック量検出手段２０により検出したトラヒック量を衛星通信回線の回線速度と比較し、回線速度を超えるトラヒック量である場合には増速要求を制御回路２１へ送出する増速要求手段である。また、増速要求手段２３は、必要とする情報速度の増分（＝現在のトラヒック量から回線速度を減算した値）が通常の増速ステップによる増分を超える場合には、優先増速要求を制御回路２１へ送出する。
【００１６】
図３はこの発明の実施の形態１に係る主幹通信地球局４の構成を示す機能ブロック図である。図３において、２４は伝送ライン１８上を流れるＩＰパケットのヘッダ情報をもとにコネクションを管理し、相手側となる通信地球局３等との衛星を介した通信回線の割当要求信号や回線開放信号、増速要求信号等の制御信号を生成する主幹用制御回路であり、さらに、主幹用制御回路２４は通信地球局グループ５内の通信地球局３からの優先権要求信号に基づく制御処理も行うものである。２５はトラヒック量検出手段２０により検出したトラヒック量を衛星通信回線の回線速度と比較し、回線速度を超えるトラヒック量である場合には増速要求を主幹用制御回路２４へ送出する増速要求手段である。図３において図２と同一の符号を付した回路は図２におけるそれらの回路と同一又は相当する回路である。
【００１７】
図４はこの発明の実施の形態１に係る制御局１の構成を示す機能ブロック図である。図４において、２６は通信衛星２との間で電波の送受信を行うアンテナであり、２７は受信信号に対して低雑音増幅して低周波変換し、送信信号を高周波数変換し高出力増幅する送受信部である。２８は制御回線７により、受信する信号を復調し、送信する信号を変調する制御回線変復調部、２９は通信地球局３等が使用する通信回線８の割当て・開放・増減速などの処理を行う回線割当制御部である。回線割当制御部２９において、３０は受信した制御信号に基づき回線の割当処理や増減速処理、回線の開放処理を行い、また、割り当てた回線の情報を通信地球局３等へ通知する回線割当通知信号等の制御信号を生成する回線割当処理回路である。また、回線割当処理回路３０は主幹通信地球局４からの優先権移動要求信号に対する制御処理も行う。３１はシステムで使用する回線の割り当て情報が書き込まれる割当情報テーブル、３２は増速ステップが書き込まれた増速ステップテーブルであり、これらのテーブルはメモリ上に記憶される。
【００１８】
次に主幹通信地球局４の回線速度の変更処理（とくに増速処理）について、図５乃至図７に基づき説明する。図５はこの発明の実施の形態１に係る衛星通信システムにおける主幹通信地球局４の回線速度の変更処理を表わす処理フローチャート図であり、図６はこの発明の実施の形態１に係る制御局１における回線速度の変更前後の割当情報テーブルの例を示す模式図である。図５のフローチャートは、主幹通信地球局４（ＩＤ番号：＃０１）、通信地球局３ａ（ＩＤ番号：＃０２）、３ｂ（ＩＤ番号：＃０３）間で衛星通信が行われている場合を示している。予め主幹通信地球局４、通信地球局３ａ又は３ｂからの回線割当要求信号が制御回線７を介して制御局１へ送信され、制御局１は割当情報テーブル３１をサーチして空き回線を抽出し、図６（ａ）に示すように、主幹通信地球局４送信に２ｃｈ分（速度１２８ｋｂｐｓ）、通信地球局３ａ送信に１ｃｈ分（速度６４ｋｂｐｓ）、通信地球局３ｂ送信に１ｃｈ分（速度６４ｋｂｐｓ）をそれぞれ初期割り当てし、主幹通信地球局４／通信地球局３ａ間、主幹通信地球局４／通信地球局３ｂ間での通信が行われている。尚、ＣＨ１あたり６４ｋｂｐｓとしている。この例において、主幹通信地球局４は複数の通信地球局３からの通信回線が集中する通信地球局となっている。主幹通信地球局４には優先モードでの増速処理を受けることができる優先権が与えられており、図６に示すように、主幹通信地球局４の優先権は制御局１の割当情報テーブル３１の優先権レコードに符号１が記述されて認識されている。尚、優先権レコードは入力端子３３から操作者によって適宜登録と変更をできるようにすればよい。
【００１９】
主幹通信地球局４内のトラヒック量検出手段２０において検出するトラヒック量が増加して回線速度を超過する場合、増速要求手段２５は、制御回路２４に対して増速要求（例えばフラグ“１”のような簡単な制御ビットでよい）を出力する。尚、実際には、衛星通信回線で用いる同期語や誤り訂正符号が付加されるので、回線速度に伝送効率を乗じた値以上にトラヒック量がなった場合に、増速要求を出力するものとすればよい。制御回路２０は、増速要求が入力されると、増速要求信号を生成し制御回線変復調部１２へ出力する。図５のステップＳ１において、制御回線７により主幹通信地球局４から増速要求信号が送信され、制御局１が受信する。制御局１は、ステップＳ２により主幹通信地球局４に優先権があるかどうかを割当情報テーブル３１を参照して判定する。制御局１は、主幹通信地球局４に増速優先権があると判定すると、優先モードによる増速処理を行う。図７はこの発明の実施の形態１に係る制御局１における通常モードと優先モードのそれぞれの増速ステップを記述した増速ステップテーブルの一例である。通常モードによる増速は所定の増速ステップ幅で設定されており、図７に示す例では、６４ｋｂｐｓ刻みで２５６ｋｂｐｓまで増速し、その後は２５６ｋｂｐｓ刻みで１０２４ｋｂｐｓまで増速、そして最終は２０４８ｋｂｐｓとしている。一方、優先モードでは２５６ｋｂｐｓへ１段で増速し、その後は倍速し、最終は同じく２０４８ｋｂｐｓとすることにより、段数を減らして増速ステップ幅を大きく設定したものであり、通常モードに比べて、より速やかに増速がされるものとしている。尚、主幹通信地球局４の送信速度は上記のとおり１２８ｋｂｐｓとなっているが、これは回線割当処理時には増速処理時とは独立に、回線割当時初期速度６４ｋｂｐｓ（１ＣＨ分）が、各回線割当要求信号に対応して相手通信地球局分（２局分）割り当てられているためである。図５のステップＳ３において、制御局１内の回線割当処理回路３０は、主幹通信地球局４の増速処理を行うが、この際、割当情報テーブル３１から現回線速度が１２８ｋｂｐｓであることを読み取り、図７の優先モードのステップに則り、次のステップ位置である２５６ｋｂｐｓ分の回線を割り当てるようにする。回線割当処理回路３０は割当情報テーブル３１により空きチャネルをサーチし、図６（ｂ）のように空きチャネル（ＣＨ０５、０６）を主幹通信地球局４に追加して割り当てる。
【００２０】
次にステップＳ４により主幹通信地球局４、通信地球局３ａ及び３ｂへ回線変更信号を送信する。主幹通信地球局４、通信地球局３ａ及び３ｂは、回線変更信号を受信すると、送信または受信チャンネルを変更し、ステップＳ５において、回線変更完了通知信号を制御回線７により制御局１へ送信する。制御局１は回線変更完了通知信号を受信すると、ステップＳ６において回線変更完了確認信号を主幹通信地球局４、通信地球局３ａ及び３ｂへ送信する。その後、変更後の通信回線により、主幹通信地球局４／通信地球局３ａ間、主幹通信地球局４／通信地球局３ｂ間の通信が行われる。
【００２１】
次に通信地球局３ａでの伝送速度が急増した場合の回線速度の変更処理（とくに増速処理）について、図８に基づき説明する。図８はこの発明の実施の形態１に係る衛星通信システムにおける通信地球局３の回線速度の変更処理を表わす処理フローチャート図である。図８のフローチャートは、図５のフローチャートと同様に、主幹通信地球局４（ＩＤ番号：＃０１）、通信地球局３ａ（ＩＤ番号：＃０２）、３ｂ（ＩＤ番号：＃０３）間で衛星通信が行われている場合を示している。予め主幹通信地球局４、通信地球局３ａ又は３ｂからの回線割当要求信号が制御回線７を介して制御局１へ送信され、制御局１は割当情報テーブル３１をサーチして空き回線を抽出し、図６（ａ）に示すように、主幹通信地球局４送信に２ｃｈ分（速度１２８ｋｂｐｓ）、通信地球局３ａ送信に１ｃｈ分（速度６４ｋｂｐｓ）、通信地球局３ｂ送信に１ｃｈ分（速度６４ｋｂｐｓ）をそれぞれ初期割り当てし、主幹通信地球局４／通信地球局３ａ間、主幹通信地球局４／通信地球局３ｂ間での通信が行われている。尚、ＣＨ１あたり６４ｋｂｐｓとしている。この例において、主幹通信地球局４は複数の通信地球局３からの通信回線が集中する通信地球局となっている。主幹通信地球局４には優先モードでの増速処理を受けることができる優先権が与えられており、図６に示すように、主幹通信地球局４の優先権は制御局１の割当情報テーブル３１の優先権レコードに符号１が記述されて認識されている。
【００２２】
通信地球局３ａ内のトラヒック量検出手段２０において検出するトラヒック量が増加して回線速度を超過する場合、増速要求手段２３は、制御回路２１に対して増速要求を出力する。また、増速要求手段２３は、必要とする情報速度の増分（＝現在のトラヒック量から回線速度を減算した値）が大きく、通常モードによる次の増速ステップ位置を超えるかどうかを判定し、次の増速ステップ位置を超える場合には優先増速要求（例えばフラグ“１”のような簡単な制御ビットでよい）を制御回路２１へ送出する。なお、通常モードの増速ステップは図７に示すような値が制御局１に記憶されているが、これを予め通信地球局３ａの増速要求手段２３又は記憶部２２において記憶させておき、読み出して判定するものとする。
【００２３】
制御回路２１は、基本的には、増速要求が入力されると増速要求信号を生成し制御回線変復調部１２へ出力する動作を行うが、優先増速要求が入力されている場合にはこの動作を中断し、主幹通信地球局４あての優先権要求信号を生成して、通信回線変復調部１１へ出力する。優先権要求信号は、通信地球局３ａのＩＤ番号と優先権要求を示す制御コードからなるものとする。図８のステップＳ７において、通信地球局３ａから通信回線８を介して優先権要求信号が主幹通信地球局４あてに送信され、主幹通信地球局４にて受信される。主幹通信地球局４は優先権要求信号を受信すると、主幹用制御回路２４において、現在、自局が増速優先権を有しているかどうかを判定し、有している場合には優先権移動要求信号を生成し、制御回線変復調部１２へ出力し、制御回線７により優先権移動要求信号が送信される（図８のステップ８）。優先権移動要求信号は移動元である主幹通信地球局４のＩＤ番号と移動先である通信地球局３ａのＩＤ番号、優先権移動を示す制御コードからなるものとする。制御局１は優先権移動要求信号を受信すると、回線割当処理回路３０において割当情報テーブル３１を参照して、現在の優先権が主幹通信地球局４にあることを確認し、ステップＳ９による優先権移動処理として、優先権移動要求信号に記述された通信地球局３ａのＩＤ番号に対応する優先権情報を符号１に変更し、主幹通信地球局４（ＩＤ番号＃０１）の優先権情報を符号０に変更する処理を行う。この処理後、ステップＳ１０において、制御局１は主幹通信地球局４へ優先権の移動が完了したことを示す優先権移動応答を制御回線７により送信し、主幹通信地球局４はこれを受信する。主幹通信地球局４は優先権移動応答を受信すると、主幹用制御回路２４において通信地球局３ａに増速優先権が許可されたことを示す優先権許可信号を生成して通信回線変復調部１１へ出力し、ステップＳ１１において優先権許可信号が通信回線８により送信され、通信地球局３ａにより受信される。通信地球局３ａの制御回路２１は、増速要求信号の生成・出力処理を中断していたが、優先権許可信号を受信すると、増速要求信号を生成し制御回線変復調部１２へ出力し、ステップＳ１２により、制御回線７により送信する。
【００２４】
ステップＳ１２で送信された増速要求信号を制御局１が受信すると、ステップＳ１３により通信地球局３ａに優先権があるかどうかを割当情報テーブル３１を参照して判定する。制御局１は、通信地球局３ａに増速優先権があると判定すると、優先モードによる増速処理を行う。図７に示す優先モードの増速ステップに基づけば、たとえば、現在の通信地球局３ａの回線速度が６４ｋｂｐｓの場合には、増速後の回線速度は優先モードの次の増速ステップ位置である２５６ｋｂｐｓとする。回線割当処理回路３０は割当情報テーブル３１により空きチャネルをサーチし、不足分を補うように空きチャネルを通信地球局３ａに追加して割り当てる（ステップＳ１４速度変更処理）。
【００２５】
次にステップＳ１５により主幹通信地球局４、通信地球局３ａ及び３ｂへ回線変更信号を送信する。主幹通信地球局４、通信地球局３ａ及び３ｂは、回線変更信号を受信すると、送信または受信チャンネルを変更し、ステップＳ１６において、回線変更完了通知信号を制御回線７により制御局１へ送信する。制御局１は回線変更完了通知信号を受信すると、ステップＳ１７において回線変更完了確認信号を主幹通信地球局４、通信地球局３ａ及び３ｂへ送信する。通信地球局３ａの増速要求手段２３は、増速後の回線速度に基づいて更なる増速が必要であるか判定しており、不要であれば増速要求をフラグ“０”出力とし、制御回路２１は増速が完了したと判定する（ステップＳ１８増速完了）。このとき、通信地球局３ａでは増速優先権に基づく増速が不要になるので、制御回路２１にて優先権を開放することを示す制御コード及び送信相手先の主幹通信地球局４のＩＤ番号を含む優先権開放信号を生成し、通信回線変復調部１１へ出力し、ステップＳ１９にて通信回線８により送信する。主幹通信地球局４の主幹用制御回路２４は、優先権開放信号を受信すると、移動元である通信地球局３ａのＩＤ番号、移動先である主幹通信地球局４のＩＤ番号、優先権移動を示す制御コードからなる優先権移動要求信号を生成し、ステップＳ２０において、制御回線７により送信し、制御局１は送信された優先権移動要求信号を受信する。ステップＳ２１において、制御局１は優先権移動要求信号に記述された通信地球局３ａのＩＤ番号に対応する優先権情報を符号０に変更し、主幹通信地球局４（ＩＤ番号＃０１）の優先権情報を符号１に変更する処理を行う。この処理後、ステップＳ２２において、制御局１は主幹通信地球局４へ優先権の移動が完了したことを示す優先権移動応答を制御回線７により送信し、主幹通信地球局４はこれを受信すると、自局に増速優先権があることを主幹用制御回路２４または記憶部２２に記憶する。
【００２６】
なお、主幹通信地球局４は、他の通信地球局（例えば通信地球局３ｂ）に増速優先権を移動している場合には、主幹通信地球局４における自局の増速があっても優先モードによる増速はできず、通常モードにより増速することとなるし、通信地球局３ａからの優先権要求信号を受信しても、主幹用制御回路２４又は記憶部２２に増速優先権が無いとの情報が記憶されているので、この記憶情報に基づき、優先権要求信号を送信した通信地球局３ａへ優先権不可信号を出力する。また、主幹通信地球局４において、主幹通信地球局４が含まれる通信地球局グループ５に属する通信地球局３のＩＤ番号を登録しておき、通信地球局３からの優先権要求信号に記述されたＩＤ番号と、登録しておいたＩＤ番号とを照合し、一致する場合には優先権要求を受け付け、一致しない場合には優先権要求を受け付けないこととすれば、増速優先権の移動対象を主幹通信地球局４が含まれる通信地球局グループ５に属する通信地球局３に限定することができる。また、優先権要求信号、優先許可信号、及び優先権開放信号を通信回線８ではなく、地上系の公衆回線や、ネット回線などで送受信するようにしてもよい。
【００２７】
以上のように、主幹通信地球局４は、予め制御局１に登録した優先モードでの増速を受ける権利（増速優先権）に基づいて、ステップ数を減らして増速ステップ幅の大きな増速処理が行える。また、主幹通信地球局４の増速優先権を排他的に通信地球局グループ５内の通信地球局３に移動することにより、通信地球局グループ５内の通信地球局３の増速に対して、ステップ数を減らして増速ステップ幅の大きな増速処理が行える。このような増速処理によって、より早く短時間に回線を増速することができる。また、通信地球局グループ５内で排他的に増速優先権が移動することにより、複数の通信地球局３等で優先増速が利用することができるとともに、１の増速優先権に対して複数の同時の増速処理が行われることはなく優先増速の頻度が抑えられるので、衛星通信システム全体からみた増速によるシステム利用帯域の急激な消耗を抑制することができる。
【００２８】
実施の形態２
【００２９】
この発明の実施の形態２に係る衛星通信システム、制御局、主幹通信地球局及び通信地球局について、図９を用いて説明する。図９はこの発明の実施の形態２に係る衛星通信システムの構成図である。図９において、３４は主幹通信地球局４と、通信地球局グループ５に属する通信地球局３との間で制御信号の送受信を行うグループ専用制御回線である。図９において図１と同一の符号を付した部分は図１におけるそれらの部分と同一又は相当する部分である。また、この実施の形態２において以下にとくに説明する構成及び動作以外の構成及び動作については、実施の形態１において説明したとおりであるものとする。
【００３０】
グループ専用制御回線３４は、主幹通信地球局４と通信地球局グループ５に属する通信地球局３との間で通信地球局グループ５内の制御信号を送受信する制御回線として割り当てられているものとする。通信地球局グループ５内の制御信号とは、例えば通信地球局グループ５に属する通信地球局３が正常に動作しているか確認するために、主幹通信地球局４が送信するヘルスチェック制御信号と、これに対し通信地球局３から主幹通信地球局４あてに送信するヘルスチェック応答信号がある。また、グループ専用制御回線３４は常時割り当てられた回線であり、一般的には帯域幅が狭く大容量の伝送には不向きであるが、主幹通信地球局４から通信地球局グループ５内の通信地球局３への指令文書の一斉送信と、通信地球局３から主幹通信地球局４への文書受領応答信号の送信なども行うことができる。この実施の形態２では、通信地球局３から主幹通信地球局４へ優先権要求信号をグループ専用制御回線３４により送信し（図８のステップＳ７）、主幹通信地球局４から通信地球局３へ優先権許可信号をグループ専用制御回線３４により送信し（図８のステップＳ１１）、通信地球局３から主幹通信地球局４へ優先権開放信号をグループ専用制御回線３４により送信（図８のステップＳ１９）するものとする。優先権要求信号、優先権許可信号、及び優先権開放信号の変復調は、通信地球局３及び主幹通信地球局４内の通信回線変復調部１１または制御回線変復調部１２のいずれかで行うものとし、制御回線変復調部１２で行う場合には、制御回線７とグループ専用制御回線３４の２回線分の送受信が行えるようにする。
【００３１】
この実施の形態２に係る発明によれば、優先権要求信号、優先権許可信号、及び優先権開放信号をグループ専用制御回線３４で送受信するので、通信回線上にこのような制御信号が生じて伝送効率を低下させることを抑制できる。また、主幹通信地球局４との間の通信回線を割り当てられていない通信地球局グループ５内の通信地球局３であっても、グループ専用制御回線３４により主幹通信地球局４に増速の優先権要求をすることができるので、利便性が向上する。
【符号の説明】
【００３２】
１ 制御局
２ 通信衛星
３ 通信地球局
４ 主幹通信地球局
５ 通信地球局グループ
７ 制御回線
８ 通信回線
１３ 回線制御部
１４ 伝送部
２９ 回線割当制御部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、要求時割当多元接続（ＤＡＭＡ：Ｄｅｍａｎｄ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式により回線割り当てを行い、トラヒック量に基づき回線の速度変更処理を行う衛星通信システム、制御局、主幹通信地球局及び通信地球局に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、非特許文献１には、ＤＡＭＡ方式によって衛星通信回線の回線制御を行う衛星通信システムにおいてＢＯＤ（Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｏｎ Ｄｅｍａｎｄ）制御を行う従来技術が開示されている。この従来技術によれば、衛星通信回線がＤＡＭＡ制御により割り当られた通信地球局間での通信速度を十数段階の増速ステップに分けて、速度変更することができる。具体的には、通信地球局に設けたデータ伝送装置においてトラヒック量を監視し、トラヒック量が増加すると、回線速度の変更要求を制御局へ送信する。この変更要求に対して制御局において回線設定を行い、通信地球局へ回線制御信号を送信し、受信した通信地球局は回線制御信号に従って、周波数チャネルや回線速度の設定を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「ＩＰ伝送対応衛星通信システムの開発」菊田徹著、２００４年 電子情報通信学会総合大会予稿集Ｂ−３−２、Ｐ．３３０、２００４年３月２２日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１に記載された従来の技術によれば、制御局は、通信地球局から回線速度の変更要求があると、いずれの通信地球局に対しても、一律に同じ増速ステップを適用して回線速度を増速させていた。しかし、昨今では、グループモデムが組み込まれた通信地球局などを用いることにより、いわゆるマルチデスティネーション（１つの通信地球局が複数の通信地球局と同時に通信を行う）通信をより小規模で効率的に行うことができるようになってきている。このようなシステムにおいて、通信接続時にとくに１の通信地球局に複数の通信地球局からの通信回線が集中するような場合（例えば、その１の通信地球局にコンテンツサーバが端末装置として接続されていて、そのコンテンツサーバへの他の通信地球局からのアクセスが集中するような場合など）には、その１の通信地球局は、いわばスター型の通信接続状態となり、ＢＯＤの発生頻度は他の通信地球局より極めて高くなる。ＢＯＤの発生頻度が高い通信地球局に対しても一律に同じ増速ステップが適用されることになると、回線の再割り当て処理が頻発して所望の回線速度に到達するまでに時間がかかってしまうという問題点があった。また、複数の通信地球局によって通信地球局グループが形成されるような場合には、グループ内で一律に同じ増速ステップが適用されるよりも、より効率的に増速ステップ幅を可変化しつつ、衛星通信システム全体におけるシステム利用帯域の急激な消耗が回避されるような増速方式の構築も課題となっている。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、要求時割当多元接続方式の衛星通信システムにおいて、所望の回線速度へのＢＯＤ制御をより速やかに行うことができる衛星通信システム、制御局及び通信地球局を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明に係る衛星通信システムは、通信地球局からの回線割当要求に基づいて制御局にて通信回線を割り当て、通信地球局から増速要求があったときに制御局により通信回線を段階的に増速する回線増速処理を行う衛星通信システムにおいて、増速優先権を有する主幹通信地球局と複数の通信地球局とからなる通信地球局グループに属する通信地球局は、接続された端末から送信されたパケットを伝送する伝送部と、この伝送部により伝送するパケットのトラヒック量が回線速度よりも大きく、通常モードの増速ステップを超える増速をするときに、上記主幹通信地球局に増速優先権の移動を要求する優先権要求信号を生成する回線制御部とを具備し、上記主幹通信地球局は、受信した上記優先権要求信号に基づいて、上記制御局へ増速優先権の移動を要求する優先権移動要求信号を生成し、上記優先権要求信号を発した通信地球局へ優先権が移動したことを通知する優先権許可信号を生成する主幹用回線制御部を具備し、上記制御局は、上記主幹通信地球局からの上記優先権移動要求信号に基づいて、増速優先権の登録を上記主幹通信地球局から上記優先権要求信号を発した通信地球局へ変更し、上記優先権要求信号を発した通信地球局からの増速要求信号を受信したときに、増速ステップ幅が大きい優先モードにより増速する回線割当制御部を具備したものである。
【０００７】
請求項２の発明に係る制御局は、通信地球局からの回線割当要求に基づいて通信回線を割り当て、通信地球局から増速要求があったときに通信回線を段階的に増速する回線増速処理を行う制御局において、増速優先権を有する主幹通信地球局と複数の通信地球局とからなる通信地球局グループに属する通信地球局との間で制御信号を送受信する送受信部と、制御信号を変復調する制御回線変復調部と、受信した制御信号が上記主幹通信地球局からの優先権移動要求信号である場合に、上記増速優先権の登録を上記主幹通信地球局から１の通信地球局へ変更し、受信した制御信号が上記１の通信地球局からの増速要求信号である場合に、増速ステップ幅が大きい優先モードにより増速する回線割当制御部とを具備したものである。
【０００８】
請求項３の発明に係る通信地球局は、回線割当要求に基づいて通信回線を割り当てる回線割当処理と増速要求があったときに通信回線を段階的に増速する回線増速処理とを行う制御局に、増速ステップ幅の大きい優先モードによる増速処理を受けられる増速優先権が登録された主幹通信地球局とともに通信地球局グループを形成する通信地球局において、接続された端末から送信されたパケットを伝送する伝送部と、この伝送部により伝送するパケットのトラヒック量が回線速度よりも大きく、通常モードの増速ステップを超える増速をするときに、上記主幹通信地球局に増速優先権の移動を要求する優先権要求信号を生成する回線制御部とを備えたものである。
【０００９】
請求項４の発明に係る主幹通信地球局は、通信地球局からの回線割当要求に基づいて通信回線を割り当てる回線割当処理と通信地球局から増速要求があったときに通信回線を段階的に増速する回線増速処理とを行う制御局に、増速ステップ幅の大きい優先モードによる増速処理を受けられる増速優先権が登録され、複数の通信地球局とともに通信地球局グループを形成する主幹通信地球局において、上記通信地球局から受信した優先権要求信号に基づいて、上記制御局へ増速優先権の移動を要求する優先権移動要求信号を生成し、上記優先権要求信号を発した通信地球局へ優先権が移動したことを通知する優先権許可信号を生成する主幹用回線制御部を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、増速優先権を有する主幹通信地球局と複数の通信地球局からなる通信地球局グループ内において、通信地球局から主幹通信地球局へ増速優先権を要求し、主幹通信地球局から制御局へ増速優先権の移動を要求して、制御局に登録した増速優先権を要求を発した通信地球局に移動させるようにしたので、通信地球局グループ内の通信地球局において、増速ステップ幅の大きい優先モードにより増速して、より速く短時間に通信回線の増速をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る衛星通信システムの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る通信地球局の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る主幹通信地球局の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る制御局の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る衛星通信システムにおける主幹通信地球局の回線速度の変更処理を表わす処理フローチャート図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る制御局における回線速度の変更前後の割当情報テーブルの例を示す模式図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る制御局における通常モードと優先モードのそれぞれの増速ステップを記述した増速ステップテーブルの一例である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る衛星通信システムにおける通信地球局３の回線速度の変更処理を表わす処理フローチャート図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る衛星通信システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１
【００１３】
この発明の実施の形態１に係る衛星通信システム、制御局、主幹通信地球局及び通信地球局について、図１乃至図８を用いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係る衛星通信システムの構成図である。図１において、１はＤＡＭＡ方式により回線割り当てを行う制御局であり、２は通信衛星、３は制御局１により割り当てられた通信回線により通信衛星２を介して通信を行う通信地球局である。４は主幹通信地球局であり、他の通信地球局３と同様に制御局１により割り当てられた通信回線により通信衛星２を介して通信を行うが、増速優先権を付与されているという特徴をもつ。複数の通信地球局３と主幹通信地球局４とにより通信地球局グループ５が構成されているが、この通信地球局グループ５に属しない通信地球局６は別のグループに属するか、又はグループに属さずに、制御局１によって割り当てられた通信回線により通信衛星２を介して通信を行う。７は制御局１と、通信地球局３等（以下、「通信地球局３等」という場合には、通信地球局３、主幹通信地球局４及び通信地球局６が含まれるものとする。）との間で制御信号の送受信を行う制御回線であり、８は通信地球局３等が通信を行うための通信回線である。制御回線７により、通信地球局３等から通信回線８の割り当てを要求する回線割当要求信号を制御局１へ送信し、制御局１において通信回線８を割り当てる。割り当てられた通信回線８の回線情報（ＣＨ番号や、中心周波数、帯域幅等の情報）は、制御回線７により回線割当通知信号として制御局１から回線割当要求をした通信地球局３等及び通信相手となる他の通信地球局３等へ送信される。この回線割当通知信号を受信した通信地球局３等と相手側の通信地球局３等との間で通信衛星２を介した通信回線８により通信が行われる。
【００１４】
図２はこの発明の実施の形態１に係る通信地球局３の構成を示す機能ブロック図である。図２において、９は通信衛星２との間で電波の送受信を行うアンテナであり、１０は受信信号に対して低雑音増幅して低周波変換し、送信信号を高周波数変換し高出力増幅する送受信部である。１１は通信回線８により、受信する信号を復調し、送信する信号を変調する通信回線変復調部であり、１２は制御回線７により、受信する信号を復調し、送信する信号を変調する制御回線変復調部である。１３は通信回線８の回線制御を行う回線制御部であり、１４はパケットを伝送する伝送部であり、１５はＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）回線を通じて接続される端末装置である。
【００１５】
伝送部１４において、１６はＬＡＮとの接続を行うＬＡＮインタフェース回路であり、１７は、端末装置１５からのＩＰパケットやＶｏＩＰパケット等で使用されているデータフォーマットを衛星通信に適した通信プロトコルに基づくデータフォーマットに変換するフォーマット変換回路である。ただし、衛星通信においても端末装置１５から伝送されてくるパケットのデータフォーマットのまま通信を行う衛星通信システムの場合には、フォーマット変換回路１７において、フォーマット変換を行う必要はない。また、フォーマット変換回路１７は通信衛星２側から受信した受信データをＩＰパケットやＶｏＩＰパケット等のデータフォーマットに変換し、端末装置１５側へ伝送する。ＬＡＮインタフェース回路１６とフォーマット変換回路１７は伝送ライン１８で接続されており、１９は伝送ライン１８上において伝送されるパケットからヘッダ情報を抽出するヘッダ情報読出手段であり、２０は伝送ライン１８上のトラヒック量（単位時間あたりの伝送データ量）を検出するトラヒック量検出手段である。回線制御部１３において、２１は伝送ライン１８上を流れるＩＰパケットのヘッダ情報をもとにコネクションを管理し、相手側となる通信地球局３等との衛星を介した通信回線の割当要求信号や回線開放信号、増速要求信号等の制御信号を生成する制御回路であり、制御回路２１は主幹通信地球局４へ送信する増速の優先権要求信号の生成も行う。２２はコネクション情報（例えば両端末のアドレス情報、ウィンドウサイズ等）や、相手側となる通信地球局３等の識別情報など、コネクションに関わるＴＣＰ／ＩＰ通信及び衛星通信の管理情報を記憶する記憶部である。２３はトラヒック量検出手段２０により検出したトラヒック量を衛星通信回線の回線速度と比較し、回線速度を超えるトラヒック量である場合には増速要求を制御回路２１へ送出する増速要求手段である。また、増速要求手段２３は、必要とする情報速度の増分（＝現在のトラヒック量から回線速度を減算した値）が通常の増速ステップによる増分を超える場合には、優先増速要求を制御回路２１へ送出する。
【００１６】
図３はこの発明の実施の形態１に係る主幹通信地球局４の構成を示す機能ブロック図である。図３において、２４は伝送ライン１８上を流れるＩＰパケットのヘッダ情報をもとにコネクションを管理し、相手側となる通信地球局３等との衛星を介した通信回線の割当要求信号や回線開放信号、増速要求信号等の制御信号を生成する主幹用制御回路であり、さらに、主幹用制御回路２４は通信地球局グループ５内の通信地球局３からの優先権要求信号に基づく制御処理も行うものである。２５はトラヒック量検出手段２０により検出したトラヒック量を衛星通信回線の回線速度と比較し、回線速度を超えるトラヒック量である場合には増速要求を主幹用制御回路２４へ送出する増速要求手段である。図３において図２と同一の符号を付した回路は図２におけるそれらの回路と同一又は相当する回路である。
【００１７】
図４はこの発明の実施の形態１に係る制御局１の構成を示す機能ブロック図である。図４において、２６は通信衛星２との間で電波の送受信を行うアンテナであり、２７は受信信号に対して低雑音増幅して低周波変換し、送信信号を高周波数変換し高出力増幅する送受信部である。２８は制御回線７により、受信する信号を復調し、送信する信号を変調する制御回線変復調部、２９は通信地球局３等が使用する通信回線８の割当て・開放・増減速などの処理を行う回線割当制御部である。回線割当制御部２９において、３０は受信した制御信号に基づき回線の割当処理や増減速処理、回線の開放処理を行い、また、割り当てた回線の情報を通信地球局３等へ通知する回線割当通知信号等の制御信号を生成する回線割当処理回路である。また、回線割当処理回路３０は主幹通信地球局４からの優先権移動要求信号に対する制御処理も行う。３１はシステムで使用する回線の割り当て情報が書き込まれる割当情報テーブル、３２は増速ステップが書き込まれた増速ステップテーブルであり、これらのテーブルはメモリ上に記憶される。
【００１８】
次に主幹通信地球局４の回線速度の変更処理（とくに増速処理）について、図５乃至図７に基づき説明する。図５はこの発明の実施の形態１に係る衛星通信システムにおける主幹通信地球局４の回線速度の変更処理を表わす処理フローチャート図であり、図６はこの発明の実施の形態１に係る制御局１における回線速度の変更前後の割当情報テーブルの例を示す模式図である。図５のフローチャートは、主幹通信地球局４（ＩＤ番号：＃０１）、通信地球局３ａ（ＩＤ番号：＃０２）、３ｂ（ＩＤ番号：＃０３）間で衛星通信が行われている場合を示している。予め主幹通信地球局４、通信地球局３ａ又は３ｂからの回線割当要求信号が制御回線７を介して制御局１へ送信され、制御局１は割当情報テーブル３１をサーチして空き回線を抽出し、図６（ａ）に示すように、主幹通信地球局４送信に２ｃｈ分（速度１２８ｋｂｐｓ）、通信地球局３ａ送信に１ｃｈ分（速度６４ｋｂｐｓ）、通信地球局３ｂ送信に１ｃｈ分（速度６４ｋｂｐｓ）をそれぞれ初期割り当てし、主幹通信地球局４／通信地球局３ａ間、主幹通信地球局４／通信地球局３ｂ間での通信が行われている。尚、ＣＨ１あたり６４ｋｂｐｓとしている。この例において、主幹通信地球局４は複数の通信地球局３からの通信回線が集中する通信地球局となっている。主幹通信地球局４には優先モードでの増速処理を受けることができる優先権が与えられており、図６に示すように、主幹通信地球局４の優先権は制御局１の割当情報テーブル３１の優先権レコードに符号１が記述されて認識されている。尚、優先権レコードは入力端子３３から操作者によって適宜登録と変更をできるようにすればよい。
【００１９】
主幹通信地球局４内のトラヒック量検出手段２０において検出するトラヒック量が増加して回線速度を超過する場合、増速要求手段２５は、制御回路２４に対して増速要求（例えばフラグ“１”のような簡単な制御ビットでよい）を出力する。尚、実際には、衛星通信回線で用いる同期語や誤り訂正符号が付加されるので、回線速度に伝送効率を乗じた値以上にトラヒック量がなった場合に、増速要求を出力するものとすればよい。制御回路２０は、増速要求が入力されると、増速要求信号を生成し制御回線変復調部１２へ出力する。図５のステップＳ１において、制御回線７により主幹通信地球局４から増速要求信号が送信され、制御局１が受信する。制御局１は、ステップＳ２により主幹通信地球局４に優先権があるかどうかを割当情報テーブル３１を参照して判定する。制御局１は、主幹通信地球局４に増速優先権があると判定すると、優先モードによる増速処理を行う。図７はこの発明の実施の形態１に係る制御局１における通常モードと優先モードのそれぞれの増速ステップを記述した増速ステップテーブルの一例である。通常モードによる増速は所定の増速ステップ幅で設定されており、図７に示す例では、６４ｋｂｐｓ刻みで２５６ｋｂｐｓまで増速し、その後は２５６ｋｂｐｓ刻みで１０２４ｋｂｐｓまで増速、そして最終は２０４８ｋｂｐｓとしている。一方、優先モードでは２５６ｋｂｐｓへ１段で増速し、その後は倍速し、最終は同じく２０４８ｋｂｐｓとすることにより、段数を減らして増速ステップ幅を大きく設定したものであり、通常モードに比べて、より速やかに増速がされるものとしている。尚、主幹通信地球局４の送信速度は上記のとおり１２８ｋｂｐｓとなっているが、これは回線割当処理時には増速処理時とは独立に、回線割当時初期速度６４ｋｂｐｓ（１ＣＨ分）が、各回線割当要求信号に対応して相手通信地球局分（２局分）割り当てられているためである。図５のステップＳ３において、制御局１内の回線割当処理回路３０は、主幹通信地球局４の増速処理を行うが、この際、割当情報テーブル３１から現回線速度が１２８ｋｂｐｓであることを読み取り、図７の優先モードのステップに則り、次のステップ位置である２５６ｋｂｐｓ分の回線を割り当てるようにする。回線割当処理回路３０は割当情報テーブル３１により空きチャネルをサーチし、図６（ｂ）のように空きチャネル（ＣＨ０５、０６）を主幹通信地球局４に追加して割り当てる。
【００２０】
次にステップＳ４により主幹通信地球局４、通信地球局３ａ及び３ｂへ回線変更信号を送信する。主幹通信地球局４、通信地球局３ａ及び３ｂは、回線変更信号を受信すると、送信または受信チャンネルを変更し、ステップＳ５において、回線変更完了通知信号を制御回線７により制御局１へ送信する。制御局１は回線変更完了通知信号を受信すると、ステップＳ６において回線変更完了確認信号を主幹通信地球局４、通信地球局３ａ及び３ｂへ送信する。その後、変更後の通信回線により、主幹通信地球局４／通信地球局３ａ間、主幹通信地球局４／通信地球局３ｂ間の通信が行われる。
【００２１】
次に通信地球局３ａでの伝送速度が急増した場合の回線速度の変更処理（とくに増速処理）について、図８に基づき説明する。図８はこの発明の実施の形態１に係る衛星通信システムにおける通信地球局３の回線速度の変更処理を表わす処理フローチャート図である。図８のフローチャートは、図５のフローチャートと同様に、主幹通信地球局４（ＩＤ番号：＃０１）、通信地球局３ａ（ＩＤ番号：＃０２）、３ｂ（ＩＤ番号：＃０３）間で衛星通信が行われている場合を示している。予め主幹通信地球局４、通信地球局３ａ又は３ｂからの回線割当要求信号が制御回線７を介して制御局１へ送信され、制御局１は割当情報テーブル３１をサーチして空き回線を抽出し、図６（ａ）に示すように、主幹通信地球局４送信に２ｃｈ分（速度１２８ｋｂｐｓ）、通信地球局３ａ送信に１ｃｈ分（速度６４ｋｂｐｓ）、通信地球局３ｂ送信に１ｃｈ分（速度６４ｋｂｐｓ）をそれぞれ初期割り当てし、主幹通信地球局４／通信地球局３ａ間、主幹通信地球局４／通信地球局３ｂ間での通信が行われている。尚、ＣＨ１あたり６４ｋｂｐｓとしている。この例において、主幹通信地球局４は複数の通信地球局３からの通信回線が集中する通信地球局となっている。主幹通信地球局４には優先モードでの増速処理を受けることができる優先権が与えられており、図６に示すように、主幹通信地球局４の優先権は制御局１の割当情報テーブル３１の優先権レコードに符号１が記述されて認識されている。
【００２２】
通信地球局３ａ内のトラヒック量検出手段２０において検出するトラヒック量が増加して回線速度を超過する場合、増速要求手段２３は、制御回路２１に対して増速要求を出力する。また、増速要求手段２３は、必要とする情報速度の増分（＝現在のトラヒック量から回線速度を減算した値）が大きく、通常モードによる次の増速ステップ位置を超えるかどうかを判定し、次の増速ステップ位置を超える場合には優先増速要求（例えばフラグ“１”のような簡単な制御ビットでよい）を制御回路２１へ送出する。なお、通常モードの増速ステップは図７に示すような値が制御局１に記憶されているが、これを予め通信地球局３ａの増速要求手段２３又は記憶部２２において記憶させておき、読み出して判定するものとする。
【００２３】
制御回路２１は、基本的には、増速要求が入力されると増速要求信号を生成し制御回線変復調部１２へ出力する動作を行うが、優先増速要求が入力されている場合にはこの動作を中断し、主幹通信地球局４あての優先権要求信号を生成して、通信回線変復調部１１へ出力する。優先権要求信号は、通信地球局３ａのＩＤ番号と優先権要求を示す制御コードからなるものとする。図８のステップＳ７において、通信地球局３ａから通信回線８を介して優先権要求信号が主幹通信地球局４あてに送信され、主幹通信地球局４にて受信される。主幹通信地球局４は優先権要求信号を受信すると、主幹用制御回路２４において、現在、自局が増速優先権を有しているかどうかを判定し、有している場合には優先権移動要求信号を生成し、制御回線変復調部１２へ出力し、制御回線７により優先権移動要求信号が送信される（図８のステップ８）。優先権移動要求信号は移動元である主幹通信地球局４のＩＤ番号と移動先である通信地球局３ａのＩＤ番号、優先権移動を示す制御コードからなるものとする。制御局１は優先権移動要求信号を受信すると、回線割当処理回路３０において割当情報テーブル３１を参照して、現在の優先権が主幹通信地球局４にあることを確認し、ステップＳ９による優先権移動処理として、優先権移動要求信号に記述された通信地球局３ａのＩＤ番号に対応する優先権情報を符号１に変更し、主幹通信地球局４（ＩＤ番号＃０１）の優先権情報を符号０に変更する処理を行う。この処理後、ステップＳ１０において、制御局１は主幹通信地球局４へ優先権の移動が完了したことを示す優先権移動応答を制御回線７により送信し、主幹通信地球局４はこれを受信する。主幹通信地球局４は優先権移動応答を受信すると、主幹用制御回路２４において通信地球局３ａに増速優先権が許可されたことを示す優先権許可信号を生成して通信回線変復調部１１へ出力し、ステップＳ１１において優先権許可信号が通信回線８により送信され、通信地球局３ａにより受信される。通信地球局３ａの制御回路２１は、増速要求信号の生成・出力処理を中断していたが、優先権許可信号を受信すると、増速要求信号を生成し制御回線変復調部１２へ出力し、ステップＳ１２により、制御回線７により送信する。
【００２４】
ステップＳ１２で送信された増速要求信号を制御局１が受信すると、ステップＳ１３により通信地球局３ａに優先権があるかどうかを割当情報テーブル３１を参照して判定する。制御局１は、通信地球局３ａに増速優先権があると判定すると、優先モードによる増速処理を行う。図７に示す優先モードの増速ステップに基づけば、たとえば、現在の通信地球局３ａの回線速度が６４ｋｂｐｓの場合には、増速後の回線速度は優先モードの次の増速ステップ位置である２５６ｋｂｐｓとする。回線割当処理回路３０は割当情報テーブル３１により空きチャネルをサーチし、不足分を補うように空きチャネルを通信地球局３ａに追加して割り当てる（ステップＳ１４速度変更処理）。
【００２５】
次にステップＳ１５により主幹通信地球局４、通信地球局３ａ及び３ｂへ回線変更信号を送信する。主幹通信地球局４、通信地球局３ａ及び３ｂは、回線変更信号を受信すると、送信または受信チャンネルを変更し、ステップＳ１６において、回線変更完了通知信号を制御回線７により制御局１へ送信する。制御局１は回線変更完了通知信号を受信すると、ステップＳ１７において回線変更完了確認信号を主幹通信地球局４、通信地球局３ａ及び３ｂへ送信する。通信地球局３ａの増速要求手段２３は、増速後の回線速度に基づいて更なる増速が必要であるか判定しており、不要であれば増速要求をフラグ“０”出力とし、制御回路２１は増速が完了したと判定する（ステップＳ１８増速完了）。このとき、通信地球局３ａでは増速優先権に基づく増速が不要になるので、制御回路２１にて優先権を開放することを示す制御コード及び送信相手先の主幹通信地球局４のＩＤ番号を含む優先権開放信号を生成し、通信回線変復調部１１へ出力し、ステップＳ１９にて通信回線８により送信する。主幹通信地球局４の主幹用制御回路２４は、優先権開放信号を受信すると、移動元である通信地球局３ａのＩＤ番号、移動先である主幹通信地球局４のＩＤ番号、優先権移動を示す制御コードからなる優先権移動要求信号を生成し、ステップＳ２０において、制御回線７により送信し、制御局１は送信された優先権移動要求信号を受信する。ステップＳ２１において、制御局１は優先権移動要求信号に記述された通信地球局３ａのＩＤ番号に対応する優先権情報を符号０に変更し、主幹通信地球局４（ＩＤ番号＃０１）の優先権情報を符号１に変更する処理を行う。この処理後、ステップＳ２２において、制御局１は主幹通信地球局４へ優先権の移動が完了したことを示す優先権移動応答を制御回線７により送信し、主幹通信地球局４はこれを受信すると、自局に増速優先権があることを主幹用制御回路２４または記憶部２２に記憶する。
【００２６】
なお、主幹通信地球局４は、他の通信地球局（例えば通信地球局３ｂ）に増速優先権を移動している場合には、主幹通信地球局４における自局の増速があっても優先モードによる増速はできず、通常モードにより増速することとなるし、通信地球局３ａからの優先権要求信号を受信しても、主幹用制御回路２４又は記憶部２２に増速優先権が無いとの情報が記憶されているので、この記憶情報に基づき、優先権要求信号を送信した通信地球局３ａへ優先権不可信号を出力する。また、主幹通信地球局４において、主幹通信地球局４が含まれる通信地球局グループ５に属する通信地球局３のＩＤ番号を登録しておき、通信地球局３からの優先権要求信号に記述されたＩＤ番号と、登録しておいたＩＤ番号とを照合し、一致する場合には優先権要求を受け付け、一致しない場合には優先権要求を受け付けないこととすれば、増速優先権の移動対象を主幹通信地球局４が含まれる通信地球局グループ５に属する通信地球局３に限定することができる。また、優先権要求信号、優先許可信号、及び優先権開放信号を通信回線８ではなく、地上系の公衆回線や、ネット回線などで送受信するようにしてもよい。
【００２７】
以上のように、主幹通信地球局４は、予め制御局１に登録した優先モードでの増速を受ける権利（増速優先権）に基づいて、ステップ数を減らして増速ステップ幅の大きな増速処理が行える。また、主幹通信地球局４の増速優先権を排他的に通信地球局グループ５内の通信地球局３に移動することにより、通信地球局グループ５内の通信地球局３の増速に対して、ステップ数を減らして増速ステップ幅の大きな増速処理が行える。このような増速処理によって、より早く短時間に回線を増速することができる。また、通信地球局グループ５内で排他的に増速優先権が移動することにより、複数の通信地球局３等で優先増速が利用することができるとともに、１の増速優先権に対して複数の同時の増速処理が行われることはなく優先増速の頻度が抑えられるので、衛星通信システム全体からみた増速によるシステム利用帯域の急激な消耗を抑制することができる。
【００２８】
実施の形態２
【００２９】
この発明の実施の形態２に係る衛星通信システム、制御局、主幹通信地球局及び通信地球局について、図９を用いて説明する。図９はこの発明の実施の形態２に係る衛星通信システムの構成図である。図９において、３４は主幹通信地球局４と、通信地球局グループ５に属する通信地球局３との間で制御信号の送受信を行うグループ専用制御回線である。図９において図１と同一の符号を付した部分は図１におけるそれらの部分と同一又は相当する部分である。また、この実施の形態２において以下にとくに説明する構成及び動作以外の構成及び動作については、実施の形態１において説明したとおりであるものとする。
【００３０】
グループ専用制御回線３４は、主幹通信地球局４と通信地球局グループ５に属する通信地球局３との間で通信地球局グループ５内の制御信号を送受信する制御回線として割り当てられているものとする。通信地球局グループ５内の制御信号とは、例えば通信地球局グループ５に属する通信地球局３が正常に動作しているか確認するために、主幹通信地球局４が送信するヘルスチェック制御信号と、これに対し通信地球局３から主幹通信地球局４あてに送信するヘルスチェック応答信号がある。また、グループ専用制御回線３４は常時割り当てられた回線であり、一般的には帯域幅が狭く大容量の伝送には不向きであるが、主幹通信地球局４から通信地球局グループ５内の通信地球局３への指令文書の一斉送信と、通信地球局３から主幹通信地球局４への文書受領応答信号の送信なども行うことができる。この実施の形態２では、通信地球局３から主幹通信地球局４へ優先権要求信号をグループ専用制御回線３４により送信し（図８のステップＳ７）、主幹通信地球局４から通信地球局３へ優先権許可信号をグループ専用制御回線３４により送信し（図８のステップＳ１１）、通信地球局３から主幹通信地球局４へ優先権開放信号をグループ専用制御回線３４により送信（図８のステップＳ１９）するものとする。優先権要求信号、優先権許可信号、及び優先権開放信号の変復調は、通信地球局３及び主幹通信地球局４内の通信回線変復調部１１または制御回線変復調部１２のいずれかで行うものとし、制御回線変復調部１２で行う場合には、制御回線７とグループ専用制御回線３４の２回線分の送受信が行えるようにする。
【００３１】
この実施の形態２に係る発明によれば、優先権要求信号、優先権許可信号、及び優先権開放信号をグループ専用制御回線３４で送受信するので、通信回線上にこのような制御信号が生じて伝送効率を低下させることを抑制できる。また、主幹通信地球局４との間の通信回線を割り当てられていない通信地球局グループ５内の通信地球局３であっても、グループ専用制御回線３４により主幹通信地球局４に増速の優先権要求をすることができるので、利便性が向上する。
【符号の説明】
【００３２】
１ 制御局
２ 通信衛星
３ 通信地球局
４ 主幹通信地球局
５ 通信地球局グループ
７ 制御回線
８ 通信回線
１３ 回線制御部
１４ 伝送部
２９ 回線割当制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信地球局からの回線割当要求に基づいて制御局にて通信回線を割り当て、通信地球局から増速要求があったときに制御局により通信回線を段階的に増速する回線増速処理を行う衛星通信システムにおいて、増速優先権を有する主幹通信地球局と複数の通信地球局とからなる通信地球局グループに属する通信地球局は、接続された端末から送信されたパケットを伝送する伝送部と、この伝送部により伝送するパケットのトラヒック量が回線速度よりも大きく、通常モードの増速ステップを超える増速をするときに、上記主幹通信地球局に増速優先権の移動を要求する優先権要求信号を生成する回線制御部とを具備し、上記主幹通信地球局は、受信した上記優先権要求信号に基づいて、上記制御局へ増速優先権の移動を要求する優先権移動要求信号を生成し、上記優先権要求信号を発した通信地球局へ優先権が移動したことを通知する優先権許可信号を生成する主幹用回線制御部を具備し、上記制御局は、上記主幹通信地球局からの上記優先権移動要求信号に基づいて、増速優先権の登録を上記主幹通信地球局から上記優先権要求信号を発した通信地球局へ変更し、上記優先権要求信号を発した通信地球局からの増速要求信号を受信したときに、増速ステップ幅が大きい優先モードにより増速する回線割当制御部を具備した衛星通信システム。
【請求項２】
通信地球局からの回線割当要求に基づいて通信回線を割り当て、通信地球局から増速要求があったときに通信回線を段階的に増速する回線増速処理を行う制御局において、増速優先権を有する主幹通信地球局と複数の通信地球局とからなる通信地球局グループに属する通信地球局との間で制御信号を送受信する送受信部と、制御信号を変復調する制御回線変復調部と、受信した制御信号が上記主幹通信地球局からの優先権移動要求信号である場合に、上記増速優先権の登録を上記主幹通信地球局から１の通信地球局へ変更し、受信した制御信号が上記１の通信地球局からの増速要求信号である場合に、増速ステップ幅が大きい優先モードにより増速する回線割当制御部とを具備した制御局。
【請求項３】
回線割当要求に基づいて通信回線を割り当てる回線割当処理と増速要求があったときに通信回線を段階的に増速する回線増速処理とを行う制御局に、増速ステップ幅の大きい優先モードによる増速処理を受けられる増速優先権が登録された主幹通信地球局とともに通信地球局グループを形成する通信地球局において、接続された端末から送信されたパケットを伝送する伝送部と、この伝送部により伝送するパケットのトラヒック量が回線速度よりも大きく、通常モードの増速ステップを超える増速をするときに、上記主幹通信地球局に増速優先権の移動を要求する優先権要求信号を生成する回線制御部とを備えた通信地球局。
【請求項４】
通信地球局からの回線割当要求に基づいて通信回線を割り当てる回線割当処理と通信地球局から増速要求があったときに通信回線を段階的に増速する回線増速処理とを行う制御局に、増速ステップ幅の大きい優先モードによる増速処理を受けられる増速優先権が登録され、複数の通信地球局とともに通信地球局グループを形成する主幹通信地球局において、上記通信地球局から受信した優先権要求信号に基づいて、上記制御局へ増速優先権の移動を要求する優先権移動要求信号を生成し、上記優先権要求信号を発した通信地球局へ優先権が移動したことを通知する優先権許可信号を生成する主幹用回線制御部を備えた主幹通信地球局。
【請求項１】
通信地球局からの回線割当要求に基づいて制御局にて通信回線を割り当て、通信地球局から増速要求があったときに制御局により通信回線を段階的に増速する回線増速処理を行う衛星通信システムにおいて、増速優先権を有する主幹通信地球局と複数の通信地球局とからなる通信地球局グループに属する通信地球局は、接続された端末から送信されたパケットを伝送する伝送部と、この伝送部により伝送するパケットのトラヒック量が回線速度よりも大きく、通常モードの増速ステップを超える増速をするときに、上記主幹通信地球局に増速優先権の移動を要求する優先権要求信号を生成する回線制御部とを具備し、上記主幹通信地球局は、受信した上記優先権要求信号に基づいて、上記制御局へ増速優先権の移動を要求する優先権移動要求信号を生成し、上記優先権要求信号を発した通信地球局へ優先権が移動したことを通知する優先権許可信号を生成する主幹用回線制御部を具備し、上記制御局は、上記主幹通信地球局からの上記優先権移動要求信号に基づいて、増速優先権の登録を上記主幹通信地球局から上記優先権要求信号を発した通信地球局へ変更し、上記優先権要求信号を発した通信地球局からの増速要求信号を受信したときに、増速ステップ幅が大きい優先モードにより増速する回線割当制御部を具備した衛星通信システム。
【請求項２】
通信地球局からの回線割当要求に基づいて通信回線を割り当て、通信地球局から増速要求があったときに通信回線を段階的に増速する回線増速処理を行う制御局において、増速優先権を有する主幹通信地球局と複数の通信地球局とからなる通信地球局グループに属する通信地球局との間で制御信号を送受信する送受信部と、制御信号を変復調する制御回線変復調部と、受信した制御信号が上記主幹通信地球局からの優先権移動要求信号である場合に、上記増速優先権の登録を上記主幹通信地球局から１の通信地球局へ変更し、受信した制御信号が上記１の通信地球局からの増速要求信号である場合に、増速ステップ幅が大きい優先モードにより増速する回線割当制御部とを具備した制御局。
【請求項３】
回線割当要求に基づいて通信回線を割り当てる回線割当処理と増速要求があったときに通信回線を段階的に増速する回線増速処理とを行う制御局に、増速ステップ幅の大きい優先モードによる増速処理を受けられる増速優先権が登録された主幹通信地球局とともに通信地球局グループを形成する通信地球局において、接続された端末から送信されたパケットを伝送する伝送部と、この伝送部により伝送するパケットのトラヒック量が回線速度よりも大きく、通常モードの増速ステップを超える増速をするときに、上記主幹通信地球局に増速優先権の移動を要求する優先権要求信号を生成する回線制御部とを備えた通信地球局。
【請求項４】
通信地球局からの回線割当要求に基づいて通信回線を割り当てる回線割当処理と通信地球局から増速要求があったときに通信回線を段階的に増速する回線増速処理とを行う制御局に、増速ステップ幅の大きい優先モードによる増速処理を受けられる増速優先権が登録され、複数の通信地球局とともに通信地球局グループを形成する主幹通信地球局において、上記通信地球局から受信した優先権要求信号に基づいて、上記制御局へ増速優先権の移動を要求する優先権移動要求信号を生成し、上記優先権要求信号を発した通信地球局へ優先権が移動したことを通知する優先権許可信号を生成する主幹用回線制御部を備えた主幹通信地球局。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２６８２０１（Ｐ２０１０−２６８２０１Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１７６３７（Ｐ２００９−１１７６３７）
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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