CN103262452A - 发送装置、接收装置、通信装置、通信系统以及发送方法 - Google Patents

Abstract

一种通信装置，发送确定了允许延迟的高可靠性分组，具备：响应请求分组发送控制部（26），将高可靠性分组作为请求来自接收侧的响应的响应请求分组来发送；连续传送控制部（25），通过连续地发送同一分组的连续传送来发送高可靠性分组；高可靠性层延迟管理部（23），将从高可靠性分组的生成时时间起的经过时间成为比允许延迟少的规定时间的时间确定为发送界限时间，在生成了高可靠性分组时判定为将高可靠性分组作为响应请求分组来发送，在未接收针对响应请求分组的响应分组而超过发送方法判定时间的情况下判定为通过连续传送来发送该高可靠性分组；以及发送方法选择部（24），根据判定结果向响应请求分组发送控制部（26）或者连续传送控制部（25）输入高可靠性分组。

Description

发送装置、接收装置、通信装置、通信系统以及发送方法

技术领域

本发明涉及一种发送装置、接收装置、通信装置、通信系统以及发送方法。

背景技术

以往，在要求高可靠性的高可靠性网络中，为了可靠地进行构成系统的装置之间的数据传送，对通过高可靠性协议进行发送接收的高可靠性消息赋予检错码等来进行传送时的比特错误的检测。但是，在检错码等中存在由于比特错误的发生模式而导致以一定的概率漏掉错误的可能性，进行系统设计使得根据错误漏检率和每单位时间的消息数计算出的正常运转率为一定值以下。但是，在该方法中，针对每个传送通路将比特错误率规定为固定值，因此存在如下可能性：由于传送通路的比特错误率变动而无法达到期望的正常运转率。

在下述专利文献1中，为了解决上述问题而记载有如下方式：实时地观测比特错误率的变动，根据观测到的比特错误率的值来进行同一帧的连续发送，由此即使传送通路中的比特错误率有变动也达到期望的系统故障率。

专利文献1：日本特开2010-206394号公报

发明内容

然而，在上述专利文献1的方式中需要将同一帧发送多次。因此，存在如下问题：当比特错误率变高时，导致在高可靠性消息的发送中占用宽的通信带宽。

本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于得到一种在传送通路中的比特错误率有变动的情况下也达到期望的系统正常运转率之后能够降低高可靠性消息的发送的占用带宽的发送装置、接收装置、通信装置、通信系统以及发送方法。

为了解决上述的课题并达到目的，本发明是一种发送装置，发送确定了允许延迟的高可靠性分组，该发送装置的特征在于，具备：响应请求分组发送控制部，将所输入的所述高可靠性分组作为请求来自接收侧的响应的响应请求分组来发送；连续传送控制部，通过连续地发送同一分组的连续传送，来发送所输入的所述高可靠性分组；发送方法判定部，将从所述高可靠性分组的生成时时间起的经过时间成为比所述允许延迟少的规定时间的时间确定为发送界限时间，在生成了所述高可靠性分组时判定为将高可靠性分组作为响应请求分组来发送，在未接收针对所述响应请求分组的响应分组而超过所述发送界限时间的情况下判定为通过连续传送来发送该高可靠性分组；以及发送方法选择部，根据所述发送方法判定部的判定结果，向所述响应请求分组发送控制部或者所述连续传送控制部输入所生成的所述高可靠性分组。

本发明的发送装置、接收装置、通信装置、通信系统以及发送方法具有如下效果：在传送通路中的比特错误率有变动的情况下也达到期望的系统正常运转率之后能够降低高可靠性消息的发送的占用带宽。

附图说明

图1是表示实施方式1的通信装置的功能结构例的图。

图2是表示实施方式1的通信系统的结构例的图。

图3是表示实施方式1的通信系统的结构例的图。

图4是表示实施方式1的通信装置的发送部的功能结构例的图。

图5是表示实施方式1的高可靠性分组发送过程的一个例子的流程图。

图6是表示实施方式1的通信装置的接收部的功能结构例的图。

图7是表示高可靠性分组接收处理过程的一个例子的图。

图8是表示实施方式1的分组发送接收定时的一个例子的概念图。

图9是表示实施方式1的分组发送接收定时的一个例子的概念图。

图10是表示实施方式1的分组发送接收定时的一个例子的概念图。

图11是表示实施方式1的分组发送接收定时的一个例子的概念图。

图12是表示实施方式1的分组发送接收定时的一个例子的概念图。

图13是表示实施方式2的发送装置的接收部的结构例的图。

图14是表示实施方式2的接收装置的发送部的结构例的图。

图15是表示实施方式2的通信系统的结构例的图。

图16是表示实施方式3的高可靠性分组的发送过程的一个例子的流程图。

图17是表示实施方式4的通信装置的功能结构例的图。

图18是表示实施方式4的发送部的功能结构例的图。

图19是表示实施方式4的高可靠性分组的发送过程的一个例子的流程图。

（符号说明）

1、1-1～1-4、1a、1b、1c：通信装置；2、2a、2b：发送部；3、3a：接收部；4：其它协议处理部；5：高可靠性协议处理部；6：通信端口；7：通信量测定部；21：发送调度器；22：发送缓冲器；23、23a：高可靠性层延迟管理部；24：发送方法选择部；25：连续传送控制部；26：响应请求分组发送控制部；27：响应等待缓冲器；28：响应发送缓冲器；221～223：缓冲器。

具体实施方式

下面，根据附图详细地说明本发明的发送装置、接收装置、通信装置、通信系统以及发送方法的实施方式。此外，并非通过本实施方式来限定本发明。

实施方式1．

图1是表示本发明的通信装置1的实施方式1的功能结构例的图。如图1所示，本实施方式的通信装置1具备：进行发送处理的发送部2、进行接收处理的接收部3、进行高可靠性协议以外的协议的处理的其它协议处理部4、高可靠性协议处理部5、以及通信端口6。

这里，高可靠性协议是用于进行要求可靠的发送的通信的协议，是规定了检错码的赋予、再次发送控制等的协议。使用高可靠性协议的应用程序使用高可靠性协议，定期地或者非定期地向接收侧发送高可靠性分组(根据高可靠性协议而生成的分组（packet）)。高可靠性分组被要求在规定的时间内到达接收侧。这里，设为通过使用高可靠性协议的应用程序，针对高可靠性分组的每个分组类别确定了允许延迟。

本实施方式的通信装置1是具有高可靠性分组的接收功能和发送功能这两者的通信装置。另外，本实施方式的通信装置还通过其它协议处理部4来实施高可靠性协议以外的协议的分组的发送接收处理。

图2以及图3是表示本实施方式的通信系统的结构例的图。图2以及图3所示的通信装置1-1～1-4与图1中所示的通信装置1相同。在图2的结构例中，在通信装置1-1与通信装置1-2之间双向地发送接收高可靠性分组。即，在通信装置1-1成为高可靠性分组的发送装置的情况下，通信装置1-2成为高可靠性分组的接收装置，在通信装置1-2成为高可靠性分组的发送装置的情况下，通信装置1-1成为高可靠性分组的接收装置。

在图3的结构例中，同样地在通信装置1-1与通信装置1-2之间、在通信装置1-1与通信装置1-3之间、在通信装置1-1与通信装置1-4之间分别双向地发送接收高可靠性分组。此外，图2以及图3的结构是一个例子，通信系统的结构不限于这些。另外，在图2以及图3中示出了1对1通信的例子，但是通信的方式不限于1对1通信。

下面，设为从作为通信装置1的发送装置向作为通信装置1的接收装置发送高可靠性分组而进行说明。

图4是表示本实施方式的发送部2的功能结构例的图。如图4所示，发送部2具备发送调度器21、发送缓冲器22、高可靠性层延迟管理部(发送方法判定部)23、发送方法选择部24、连续传送控制部25、响应请求分组发送控制部26、响应等待缓冲器27、以及响应发送缓冲器28。

发送缓冲器22具备：缓冲器221、222，用于保存从其它协议处理部4输入的、以高可靠性协议以外的协议生成的分组(下面称为数据分组)；以及缓冲器223，是用于保存从高可靠性协议处理部3输入的高可靠性分组的队列（queue）。

发送调度器21决定发送保存在发送缓冲器22、响应等待缓冲器27以及响应发送缓冲器28这三个缓冲器中的分组之中的哪个分组。发送调度器21在将发送缓冲器22的缓冲器223中保存的由高可靠性协议处理部3生成的分组(下面称为高可靠性分组)、或者响应等待缓冲器27中保存的分组选择为接下来要发送的分组的情况下，将所选择的分组转交给发送方式选择部24。在将其它的分组选择为接下来要发送的分组的情况下，发送调度器21直接经由通信端口6进行发送。

发送方法选择部24根据来自高可靠性层延迟管理部23的指示，将从发送调度器21接收到的分组分配给连续传送控制部25或者响应请求分组发送控制部26。此外，允许延迟是指对从生成分组(而保存在缓冲器)起直到向接收装置发送为止的时间的上限值进行了确定的值，需要从分组被保存到缓冲器之后起在允许延迟以内发送分组。针对分组的每个类别确定了允许延迟，高可靠性层延迟管理部23从应用程序等取得与该分组对应的允许延迟，将允许延迟传给发送方法选择部24，但也可以是如下结构：发送调度器21从应用程序等取得与该分组对应的允许延迟，发送方法选择部24在接收分组时还从发送调度器21接收允许延迟。

连续传送控制部25在对从发送方法选择部24接收到的分组赋予了首标（header）等之后进行复制而生成连续传送分组，并经由通信端口6进行发送。此外，这里，连续传送表示将同一分组持续地再次发送，连续传送分组表示将同一分组进行复制得到的再次发送分组。此时的进行再次发送的间隔可以任意地设定，但是优选为在允许延迟内使高可靠性分组尽可能多地到达接收装置，因此这里不设置待机时间而是一准备好就进行接下来的再次发送。设在发送方法选择部24所赋予的首标内保存用于判别进行了基于连续传送的发送的例如标志等的信息。关于连续传送次数(持续地进行再次发送的次数)，既可以在能够满足所要求的系统规格的范围内设为固定值，另外也可以使用上述专利文献1记载的方法来决定，还可以通过其它的方式来决定并使用。

响应请求分组发送控制部26对从发送方法选择部24接收到的分组赋予首标等而从物理端口进行发送，并且将所发送的分组(下面将赋予响应请求而进行了发送的分组称为响应请求分组)保存到响应等待缓冲器27中。设在响应请求分组发送控制部26所赋予的首标中包含用于能够判别附带响应请求地进行了发送的情形的例如标志等的信息。另外，在从接收部3接收到从接收响应请求分组的接收装置所发送的响应分组的情况下，检查响应等待缓冲器27，在保存有与接收到的响应分组对应的响应请求分组的情况下，从响应等待缓冲器27中删除相应的响应请求分组。

发送缓冲器22临时保存通过其它协议处理部4以及高可靠性协议处理部5生成并有发送请求的分组。发送缓冲器22将保存高可靠性分组的缓冲器223作为与保存高可靠性分组以外的分组的缓冲器221、22不同的缓冲器而具备。此外，收纳高可靠性分组以外的分组的缓冲器的数量不限于2个而是任意的。

响应发送缓冲器28是临时地保存从接收部3有发送请求的响应分组(即，从自身装置发送的响应分组)的缓冲器。响应等待缓冲器27临时地保存从响应请求分组发送控制部26转交的响应请求分组。

高可靠性层延迟管理部23在高可靠性分组被保存到发送缓冲器22时从应用程序等的上位层取得允许延迟，根据所取得的允许延迟以及从高可靠性分组被保存到发送缓冲器22之后起的时间经过，进行发送调度器21以及发送方法选择部24的控制。

下面，说明本实施方式的高可靠性分组发送过程、和高可靠性层延迟管理部23的发送调度器21以及发送方法选择部24的控制。图5是表示本实施方式的高可靠性分组发送过程的一个例子的流程图。如图5所示，首先，高可靠性层延迟管理部23从发送调度器21取得发送调度器21所监视的发送缓冲器22内的分组的保存状况，直到发生来自高可靠性协议处理部5的发送请求(在发送缓冲器22的缓冲器223中保存高可靠性分组)为止进行待机(步骤S0)。然后，高可靠性层延迟管理部23在发送缓冲器22中保存了高可靠性分组的时间点，判断是否为允许延迟≥直到发送界限时间为止的时间(步骤S1)。此外，保存在缓冲器223中的高可靠性分组如上述那样从发送调度器21被传到发送方法选择部24。发送界限时间在后面详细叙述，是指在通过连续传送来发送所确定的次数的高可靠性分组的情况下在允许延迟内结束连续传送的时刻。

在是允许延迟≥直到发送界限时间为止的时间的情况下(步骤S1“是”)，高可靠性层延迟管理部23取得发送调度器21所管理的发送调度表，判断通信通路是否空闲(步骤S2)。此外，也可以根据发送缓冲器221、222是否为空来判断通信通路是否空闲。

在通信通路空闲的情况下(步骤S2“是”)，高可靠性层延迟管理部23对发送方法选择部24进行指示使得将发送方法选择部24从发送调度器21接收到的高可靠性分组传给响应请求分组发送控制部26，响应请求分组发送控制部26将接收到的分组作为响应请求分组而发送给接收装置(步骤S5)。

在发送响应请求分组之后，响应请求分组发送控制部26直到发送界限时间为止判断是否接收到响应分组(有响应)(步骤S6)，在发送界限时间之前接收到响应分组的情况下(步骤S6“是”)，向高可靠性层延迟管理部23通知该意思，在该高可靠性分组被保存在响应等待缓冲器中的情况下删除该分组(步骤S8)，结束发送处理(步骤S9)。

另一方面，在步骤S2中判断为通信通路并非空闲的情况下(步骤S2“否”)，高可靠性层延迟管理部23待机至达到发送界限时间或者通信通路空闲为止(步骤S3)，在达到发送界限时间之前通信通路空闲的情况下(步骤S3“有空闲”)，判断是否超过了发送方法判定时间(步骤S4)。此外，发送方法判定时间是成为用于判定将高可靠性分组通过连续传送来发送还是作为响应请求分组来发送的阈值的时间。发送方法判定时间的详细的说明在后面叙述。在没有超过发送方法判定时间的情况下(步骤S4“否”)，进入到步骤S5。

在超过了发送方法判定时间的情况下(步骤S4“是”)，高可靠性层延迟管理部23对发送方法选择部24进行指示使得将发送方法选择部24从发送调度器21接收到的高可靠性分组传给连续传送控制部25，连续传送控制部25将接收到的分组作为连续传送分组而发送给接收装置(步骤S7)，在该高可靠性分组被保存到响应等待缓冲器中的情况下删除该分组(步骤S8)，结束发送处理(步骤S9)。之后，再次实施从步骤S0起的处理。此外，在步骤S7中，需要最优先地发送连续传送分组，假设在高可靠性分组以外的分组发送中也优先发送连续传送分组。

另外，在步骤S1中是允许延迟<直到发送界限时间为止的时间的情况下(步骤S1“否”)，进入到步骤S7。在这种情况下，高可靠性分组在允许延迟内有可能没有到达接收装置，因此优选设计成在向缓冲器223保存高可靠性分组的时间点使允许延迟成为直到发送界限时间为止的时间以上，在步骤S1中不被判定为“否”。

另外，在步骤S3中判断为达到发送界限时间的情况下(步骤S3“超过发送界限时间”)，进入到步骤7。在步骤S6中判断为直到发送界限时间为止没有接收到响应分组的情况下(步骤S6“否”)，进入到步骤7。

这里，说明发送界限时间。发送界限时间是在发送界限时间的瞬间开始了连续传送分组的第1个分组的发送的情况下，使将连续传送次数量的连续传送分组全部发送完的时间成为比从高可靠性分组被保存到缓冲器22中的时间起经过了允许延迟的时刻(下面称为允许延迟时间)在前或者与允许延迟时间相同那样的时刻。

作为求出发送界限时间的方法，可以使用任意方法，例如能够通过下面叙述的方法来求出。首先，求出连续传送的所需时间(从连续传送分组的第1分组的发送开始到发送最后的分组为止的时间)。在该求出方法中，能够由实际的通信装置1进行连续传送并进行测量来求出。或者也可以通过计算来求出。例如，通过计算(例如，将分组的数据量除以传送速率等)或者实际测定来求出1次的高可靠性分组的发送所需的时间。并且，在将连续传送次数设为固定的情况下，能够根据该连续传送次数和1次的高可靠性分组的发送所需的时间来求出连续传送的所需时间(从连续传送分组的第1个分组的发送开始到发送最后的分组为止的时间)。能够将比允许延迟时刻提前该连续传送的所需时间的时刻设定为发送界限时间。此外，如果将高可靠性分组被保存到缓冲器22中的时间设为0而确定了发送界限时间，则允许延迟的值与允许延迟时间一致。该方法在性能根据装置间或者系统而大致相同的情况下特别适合。

另外，在通过上述专利文献1或者其它的方法而使连续传送次数动态地变化的情况下，连续传送次数发生变化，因此既可以在每当变更连续传送次数时再次计算连续传送的所需时间，也可以确定连续传送次数的最大值，使连续传送次数在该最大值以下动态地变化，固定地求出与连续传送次数的最大值相当的时间而作为连续传送的所需时间。

另外，作为求出发送界限时间的其它的方法，也可以通过在发送装置与接收装置之间使用通信时间测定用的虚拟帧等各种手段而在系统运用过程中测定连续传送的所需时间，并根据测定结果来求出发送界限时间。另外，还考虑发送装置与接收装置之间的通信时间，例如在通信时间大的情况下，也可以提前地设定发送界限时间。该方法在性能根据装置间或者系统而有可能不同的情况下特别适合。此外，具体的发送界限时间的决定方法不限于上述的方法，通过什么样的方法来决定都可以。

接着，说明发送方法判定时间。发送方法判定时间是如下那样的时刻，即，是从由发送装置发送了1个分组的响应请求分组的时间点起直到针对该分组的响应分组返回到发送装置而从响应等待缓冲器27中删除为止的时间(下面称为响应请求分组往返时间)、与从发送方法判定时间至发送界限时间为止的时间相等或者后者的时间更长那样的时刻。

发送方法判定时间的决定方法也可以是任意的方法，例如，也可以在产品设计时测定响应请求分组往返时间，并根据测定结果来使用固定值。该方法在预想为性能根据装置间或者系统而大致相同的情况下适合。

另外，作为发送方法判定时间的决定方法，也可以是如下方法：通过在发送装置与接收装置之间使用通信时间测定用的虚拟帧等各种手段而在系统的运用过程中进行通信时间的测定，并使用该结果来决定发送方法判定时间。该方法在性能根据装置间或者系统而有可能不同的情况下特别适合。

此外，在发生高可靠性分组的发送请求的间隔成为如在某个高可靠性分组的允许延迟内不发送其它的高可靠性分组那样的间隔的通信系统中进行应用的情况下，也可以不用分开地准备响应等待缓冲器27和发送缓冲器223。即，也可以构成为使用单一的缓冲器作为响应等待缓冲器27以及发送缓冲器223。

另外，在高可靠性通信的发送模式是在某个高可靠性分组的允许延迟内有其它分组的发送请求到达的可能性、且存在各高可靠性分组的允许延迟分别不同的可能性的系统中进行应用的情况下，需要并非通过队列构造而是通过列表构造来构成发送缓冲器。在这种情况下，发送调度器根据发送缓冲器223内的各分组的允许延迟来求出允许延迟时间，并进行调度使得先读出允许延迟时间早的分组来进行发送。此外，在高可靠性分组的允许延迟内有其它分组的发送要求到达的可能性的情况下，在各高可靠性分组的允许延迟的值全部相等那样的系统中，既可以使用列表构造也可以使用队列构造。但是，从性能的观点来看时，队列构造比列表构造更优良，因此除去上述必须使用列表构造的情况，优选使用队列构造。

图6是表示本实施方式的通信装置1的接收部3的功能结构例的图。如图6所示，接收部3具备分组类别判定部31、发送方式判定部32、连续传送分组处理部33、以及响应控制部35。另外，在接收部3中，未图示的存储部存储了接收完成高可靠性分组管理表34。

分组类别判定部31判别接收到的分组的种类，在接收到的分组是高可靠性分组的响应分组的情况下，传给发送部2的响应请求分组发送控制部26，在是响应分组以外的高可靠性分组的情况下，将该分组传给发送方式判定部32，将高可靠性分组以外的分组传给其它协议处理部4。此外，关于分组是高可靠性分组、还是响应分组的识别，能够根据分组的首标信息内的表示分组的类别的信息来进行识别。

发送方式判定部32参照接收完成高可靠性分组管理表34来判定从分组类别判定部31传过来的分组是否为已经接收完成的高可靠性分组，在是接收完成的分组的情况下放弃。

作为用于对登记在接收完成高可靠性分组管理表34中的分组进行识别的信息，虽然可以使用任意的信息，但是为了唯一地识别高可靠性分组，对各高可靠性分组的首标赋予由连续传送以及附带响应请求的分组发送这双方能够共同参照的识别信息。作为该识别信息，序列号是优选的，但是不限于此，也可以是其它的形式。另外，如果在从高可靠性协议处理部5转交的阶段已经赋予了某种识别信息，并根据该信息能够唯一地识别高可靠性分组，则也可以设为不新赋予识别信息而参照该信息的形式。

发送方式判定部32在从分组类别判定部31传过来的分组不是已经接收完成的分组的情况下，参照该分组的首标信息来判定该分组是否为响应请求分组，在是响应请求分组的情况下将该分组传给响应控制部35，在不是响应请求分组的情况下(是连续传送分组的情况下)，将该分组传给连续传送分组处理部33。

连续传送分组处理部33对于从发送方式判定部32传过来的连续传送分组，在接收完成高可靠性分组管理表14中登记用于识别该分组的信息、并向高可靠性协议处理部5转交该分组。另外，在是接收完成的情况下，放弃该分组。关于连续传送分组，通常发送多个相同的分组，但是这样向高可靠性协议处理部5转交的分组只有一个，放弃剩余的分组。

响应控制部35对于从发送方式判定部32传过来的响应请求分组，生成与接收到的响应请求分组对应的响应分组，并保存到发送部2中的响应发送缓冲器28中。而且，响应控制部35向接收完成高可靠性分组管理表34登记用于识别该分组的信息，向高可靠性协议处理部5转交该分组。

此外，在向高可靠性分组赋予了FCS(Flame Check Sequence：帧检查序列)的情况下(为了确保分组的完整性，通常优选赋予)，连续传送分组处理部33以及响应控制部35进行FCS判定，FCS判定的结果，在判定为是异常分组的情况下不进行接收完成高可靠性分组管理表34的更新和向高可靠性协议处理部5的分组转交，而是放弃该分组。此外，也可以是分组类别判定部31进行FCS判定，在判定为是异常分组的情况下放弃该分组。

图7是表示接收部3中的分组接收处理过程的一个例子的图。首先，分组类别判定部31等待分组的接收(步骤S10)，当接收到分组时，进行是高可靠性分组的响应分组、还是响应分组以外的高可靠性分组、或者是其它的分组的判定(步骤S11)。在分组类别是响应分组的情况下(步骤S11“响应分组”)，分组类别判定部31向发送部2转交该分组(步骤S17)，完成接收处理(步骤S20)。之后，再次实施从步骤S10起的处理。

在分组类别是响应分组以外的高可靠性分组的情况下(步骤S11“高可靠性分组”)，分组类别判定部31将该分组传给发送方式判定部32，发送方式判定部32参照接收完成高可靠性分组管理表34来判断该分组是否为已经完成接收的分组(步骤S12)。在不是接收完成的分组的情况下(步骤S12“否”)，分组类别判定部31将该分组传给发送方式判定部32，发送方式判定部32判定该分组是连续传送分组还是响应请求分组(步骤S13)。

分组类别判定部31在该分组是响应请求分组的情况下(步骤S13“响应请求分组”)，将该分组传给响应控制部35，响应控制部35生成响应分组，并经由发送部2发送响应分组(步骤S14)。响应控制部35将该分组的识别信息登记到接收完成高可靠性分组管理表34(步骤S16)。分组类别判定部31在该分组是连续传送分组的情况下(步骤S13“连续传送分组”)，将该分组传给连续传送分组处理部33，并进入步骤S16，连续传送分组处理部33将该分组的识别信息登记到接收完成高可靠性分组管理表34(步骤S16)。

之后，分组类别判定部31或者连续传送分组处理部33向高可靠性协议处理部5进行传递(步骤S18)，完成接收处理(步骤S20)。

另外，在步骤S12中判断为有已经接收完成的分组的情况下(步骤S12“是”)，放弃该分组(步骤S15)，进入步骤S20。另外，在步骤S11中判定为不是高可靠性分组(是其它分组)的情况下(步骤S11“其它分组”)，将该分组传给其它协议处理部4(步骤S19)，进入步骤S20。

此外，这里，分组类别判定部31参照接收完成高可靠性分组管理表34来判定接收到的高可靠性分组是否为接收完成，但是也可以在分组类别判定部31中不进行该判定而是直接分配分组，连续传送分组处理部33以及发送方式判定部32参照接收完成高可靠性分组管理表34来判断接收到的高可靠性分组是否为接收完成，在接收完成的情况下放弃分组。

接着，以如图2所示由2台通信装置1进行分组的发送接收的情况为例，说明分组发送接收的动作。如上述那样，本实施方式的通信装置具有高可靠性分组的接收功能和发送功能这两者，但是在下面的说明中以单侧通信为例进行说明。即，将某一个通信装置1设为发送装置，并将另一个设为接收装置来进行说明。关于反向的通信，也只是发送装置与接收装置成为相逆，而动作相同。

图8～12是表示本实施方式的分组发送接收定时的一个例子的概念图。在图8～12中，将向右的方向设为时间轴的正的方向，将高可靠性分组被保存到缓冲器223的时刻设为α，将发送方法判定时间设为β，将发送界限时间设为γ，将从α起算经过了高可靠性分组的允许延迟后的时刻(允许延迟时间)设为δ。

图8以及图9示出了如下例子：在α的时间点，高可靠性分组以外的分组没有被保存到发送缓冲器22中，另外也不存在发送中的分组。在这种情况下，通过从发送装置发送高可靠性分组作为响应请求分组、并从接收到该分组的接收装置回送响应分组的过程，来进行高可靠性通信。

如图8所示在响应请求分组以及针对该响应分组的响应分组的发送正常地进行、且响应分组以比γ早的定时到达发送装置的情况下，能够判断为高可靠性分组的发送被正确地进行。在图9的例子中，与图8同样地发送响应请求分组、并从接收装置发送针对该响应分组的响应分组，但是响应分组由于发生比特错误等某种理由而在传送通路中损失而没有到达发送装置。在这样响应分组没有到达发送装置的情况下，发送装置在γ的时间点将高可靠性分组作为连续传送分组而进行再次发送。此时的连续传送分组发送需要最优先地实施，假设是在高可靠性分组以外的分组发送中，也优先发送连续传送分组。

在图9的例子中，接收装置由于正确地接收了响应请求分组，因此参照接收完成高可靠性分组管理表34而将通过连续传送分组所发送的分组识别为已经接收完成的分组，连续传送帧被放弃。另一方面，在接收装置中，在未能正确地接收到响应请求分组的情况下，连续传送分组被识别为不是接收完成的分组，连续传送分组作为有效的高可靠性分组而被转交给高可靠性协议处理部5。

图10、图11表示如下情况下的动作例：在α的时间点高可靠性分组以外的分组被保存到发送缓冲器22中，或者虽然发送缓冲器22空着但是存在发送中的分组，在γ的定时之前高可靠性分组以外的分组通信完成由此通信通路出现空闲。

图10表示高可靠性分组以外的分组通信在比β还靠前的时间点完成的情况下的动作例，在这种情况下在通信通路中出现空闲的定时进行响应请求分组的发送。关于这以后的动作，与图8或者图9的例子相同。

图11表示高可靠性分组以外的分组通信在超过β并在γ之前的定时完成的情况下的动作例，在这种情况下，在通信通路中出现空闲的定时进行连续传送分组的发送。关于连续传送分组的发送，虽然在从通信通路中出现空闲的定时起至γ为止的期间的哪个定时开始发送都可以，但是从性能方面来说在通信通路中出现空闲的定时开始发送的情况是最优的，优选在通信通路中出现空闲的定时开始发送。

图12示出如下情况的动作例：在α的时间点高可靠性分组以外的分组被保存到发送缓冲器22中，或者虽然发送缓冲器22空着但是存在发送中的分组，并且直到γ的定时为止高可靠性分组以外的分组通信没有完成。此时，在γ的定时正在发送高可靠性分组以外的分组的情况下，也中断发送而进行连续传送分组的发送。

此外，在如图12那样中断发送中的高可靠性分组以外的分组而发送连续传送分组的情况下，导致发送中的分组被打断，已经发送的部分成为异常分组，存在浪费带宽的问题。为了避免这个问题，以使高可靠性分组以外的分组在分组的途中不被中断发送的方式，将γ预先设定为提前与发送最大大小(MTU(Maximum Transmission Unit：最大传送单元))的一个分组的时间相应的时间量的时间，在判断为在γ的定时发送连续传送分组的情况下，也可以在这个时间点完成发送中的高可靠性分组以外的分组的发送之后，发送连续传送分组。

此外，在本实施方式中，确定发送方法判定时间和发送界限时间这两者，在发送界限时间之前或者发送界限时间开始连续传送分组的发送，但是也可以超过发送界限时间而开始连续传送分组的发送。即，发送界限时间只要是在允许延迟时间之前就能够设定为任意的时刻。另外，在使高可靠性分组比其它的分组的发送更优先的情况下，不需要等待通信通路的空闲，因此不需要确定发送方法判定时间，而一生成高可靠性分组就作为响应请求分组来发送，在发送界限时间内没能接收到响应分组的情况下，开始连续传送即可。此外，在超过发送界限时间而进行连续传送分组的发送开始的情况下，在经过允许延迟时间之后也发送连续传送分组，但是如果在允许延迟时间以后停止发送连续传送分组，则能够防止无用的连续传送分组的发送。

另外，在本实施方式中，将分组的类别分类为高可靠性分组和高可靠性分组以外的分组这两种而进行了说明，但是也可以进一步根据优先级来分类高可靠性分组以外的分组。例如，也可以设为如下那样的结构：将高可靠性分组以外的分组设为高优先分组和低优先分组，只将高优先分组比高可靠性分组更优先地进行发送。即，例如将发送缓冲器22的缓冲器221设为高优先分组用，将发送缓冲器22的缓冲器222设为低优先分组用，发送调度器21通常比保存在缓冲器222中的分组更优先发送保存在缓冲器223中的高可靠性分组，比保存在缓冲器223中的分组更优先地发送保存在缓冲器223中的分组。另外，在仅有高可靠性分组低优先分组存在于发送缓冲器22或者仅有低优先分组是通信中的情况下，视为通信通路空闲而进行上述高可靠性分组的发送动作。另外，在发送连续传送分组时，比高优先分组更优先地进行发送。

另外，在本实施方式中，连续传送分组比高可靠性分组以外的分组更优先地发送，比响应请求分组更优先地发送高可靠性分组以外的分组，但是也可以使响应请求分组比高可靠性分组以外的分组更优先地发送。在这种情况下，不进行图5的步骤S2的通信通路是否空闲的判定，而比高可靠性分组以外的分组更优先地发送响应请求分组即可。

如以上那样，在本实施方式中，将从高可靠性分组被保存到发送缓冲器22中起规定的时间后确定为发送方法判定时间，从高可靠性分组被保存到发送缓冲器22中起直至发送方法判定时间为止，将高可靠性分组作为响应请求分组进行发送，当超过发送方法判定时间时作为连续传送分组进行发送。因此，能够得到高可靠性分组所占用的带宽的削减效果。

高可靠性分组所占用的带宽的削减效果根据传送通路的分组损失率、要求系统故障率而变动，但是在设分组损失率1.0×10E^-8、所要求的正常运转率为(1-10^-9)～(1-10^-8)以上的情况下，设高可靠性分组的发送间隔为每10msec、分组大小为64Kbyte时，并设为传送速度10Mbps full-duplex（全双工）时，与上述专利文献1的方式相比能够削减33～70％的带宽。另外，当与连续传送次数固定的始终连续传送(连续传送次数7次)的情况相比能够削减70％的带宽。实际的削减效果根据条件而变动，但是能够得到30％以上的削减效果。

实施方式2．

在实施方式1中各装置具有进行高可靠性分组的双向通信的功能，但是在本实施方式中叙述如下实施方式：有只进行高可靠性分组的发送的发送装置和只进行接收的接收装置，在这些装置之间进行高可靠性通信。但是，高可靠性分组以外的分组设为进行双向通信。对于与实施方式1具有相同功能的结构要素，附加与实施方式1相同的符号并省略重复的说明。

图13是表示本实施方式的发送装置的接收部3a的结构例的图。图14是表示本实施方式的接收装置的发送部2a的结构例的图。图15是表示本实施方式的通信系统的结构例的图。图15所示的通信系统由作为高可靠性分组的发送装置的通信装置1a和作为高可靠性分组的接收装置的通信装置1b构成。通信装置1a具备与实施方式1相同的发送部2、和图13所示的接收部3a。通信装置1b具备与实施方式1相同的接收部3、和图14所示的发送部2a。此外，通信装置1a、1b还具备高可靠性协议处理部5等的图1所示的其它结构要素，但在图15中为了图的简化而只图示出发送部和接收部。

在通信装置1a中，虽然不接收高可靠性分组(但是，接收响应分组)，但是需要如下功能：接收高可靠性分组以外的分组，并将响应分组传给发送功能中的响应请求分组发送控制部。因而，如图13所示，通信装置1a的接收部3a只具备与实施方式1相同的分组类别判定部31。关于发送部2，除了不需要响应发送缓冲器28的点之外，与实施方式1中的发送部2相同。

在通信装置1b中，虽然不进行高可靠性分组的发送，但是需要发送高可靠性分组以外的分组的功能和返回针对接收到的高可靠性分组的响应的功能。因而，如图14所示，发送部2a具备发送缓冲器22a、发送调度器21以及响应发送缓冲器28。发送缓冲器22a保存高可靠性分组以外的分组。在通信装置1b中，不需要用于保存高可靠性分组的缓冲器223，另外发送调度器21并非是根据来自高可靠性层延迟管理部23的控制而是根据FIFO(First In First Out：先进先出)、循环法（round robin）等一般性调度算法来控制发送。通信装置1b的接收部3除了不需要从分组类别判定部31向发送部2的响应请求分组发送控制部26转交接收到的响应帧的功能的点之外，与实施方式1中的接收部3等同。本实施方式的高可靠性分组的发送以及接收动作除了是单向通信之外与实施方式1相同。以上叙述以外的本实施方式的动作与实施方式1相同。

如以上那样，在本实施方式中，在高可靠性分组的发送是单向通信的情况下，与实施方式1同样地进行高可靠性分组的发送接收。因此，在高可靠性分组的发送是单向通信时也能够得到与实施方式1相同的效果。

实施方式3．

图16是表示本发明的通信装置1的实施方式3的高可靠性分组的发送过程的一个例子的流程图。本实施方式的通信装置1的结构与实施方式1的通信装置1相同。

在本实施方式中，在设计阶段计算出从发送响应请求分组起直到接收响应分组为止的时间(下面称为响应时间)的信息。或者，也可以追加在初始化时或动作中测定响应时间的功能。

本实施方式的高可靠性分组的发送处理在步骤S5之后代替步骤S6而判定在响应请求分组发送后是否有响应或者是否经过了响应时间和直至发送界限时间为止的时间中的短的一方的时间(在图16中略写为一定时间)(步骤S10)。此外，在响应时间比直至发送界限时间为止的时间短、且直至经过响应时间为止没有接收到响应分组的情况下(步骤S10“超过响应时间”)，返回到步骤S2。在直至发送界限时间为止的时间比响应时间短、且直到经过直至发送界限时间为止的时间为止没有接收到响应分组的情况下(步骤S10“超过发送界限时间”)，进入步骤S7。另外，在经过响应时间和直至发送界限时间为止的时间中的短的一方的时间之前有响应的情况下(步骤S10“有响应”)，进入步骤S9。以上叙述以外的本实施方式的动作与实施方式1相同。

此外，在安装时优选使响应时间具有一定的余量。另外，为了防止响应请求分组的发送占用所需以上的带宽，也可以构成为在从步骤S10向步骤S2的转移中设置次数限制。

另外，在如实施方式2中叙述那样进行单向的高可靠性通信的情况下，也可以进行与本实施方式同样的动作。

这样，在本实施方式中，求出响应时间，在响应时间比直至发送界限时间为止的时间短的情况下，进行再次发送响应请求分组的处理(再送处理)。因此，与实施方式1相比，发送连续传送分组的频度减小，与实施方式1相比能够进一步降低高可靠性分组所占用的带宽。

实施方式4.

图17是表示本发明的通信装置1c的实施方式4的功能结构例的图。本实施方式的通信装置1c除了在实施方式1的通信装置1中追加通信量测定部7、并将发送部2代替为发送部2b以外，与实施方式1的通信装置1相同。对于具有与实施方式1相同的功能的结构要素，附加与实施方式1相同的符号并省略重复的说明。

图18是表示本实施方式的发送部2b的功能结构例的图。如图18所示，本实施方式的发送部2b除了将实施方式1的发送部2的高可靠性层延迟管理部23代替为高可靠性层延迟管理部23a以外与实施方式1的发送部2相同。

通信量测定部7监视通信端口6，具有始终测定从自身装置发送的分组以及自身装置所接收的分组的通信量(例如速率)的功能。此外，关于所发送的通信量(发送通信量)，监视通信端口6是最简单的方法，但是也可以取而代之而构成为根据发送调度器21所具有的发送调度表来求出发送通信量。

高可靠性层延迟管理部23a取得通信量测定部7测定出的发送通信量以及接收通信量，在接收通信量比发送通信量多出一定量以上、并且发送通信量为阈值以下的情况下，进行控制使得进行连续传送分组的发送。由此，在接收方向的通信量大且发送方向的通信量少的情况下，不会接收响应分组而只进行基于连续传送的发送，因此能够不使用接收方向的带宽而只使用空闲的发送方向的带宽来发送高可靠性分组。此外，上述的一定量以及阈值能够分别独立地决定，这些值预先根据任意的方法来决定。这以外的高可靠性层延迟管理部23a的动作与高可靠性层延迟管理部23相同。

连续传送的通信与响应请求分组的通信相比占用更多的带宽，因此在双向的通信量没有差异的情况、或双向的通信量都多的情况下进行连续传送的通信时，对于混合的线路，使高可靠性分组的带宽占用增加。但是，在本实施方式中，如上述那样在接收通信量比发送通信量多出一定量以上、并且发送通信量为阈值以下的情况下，不发送响应请求分组而发送连续传送分组，在双向的通信量没有差异的情况、或双向的通信量都多的情况下进行与实施方式1相同的处理，因此对于空闲带宽少的通信方向，不会使高可靠性分组的占用带宽增加。

图19是表示本实施方式的高可靠性分组的发送过程的一个例子的流程图。与实施方式1同样地实施步骤S0、S1，在步骤S1中判断为允许延迟是直至发送界限时间为止的时间以上的情况下(步骤S1“是”)，高可靠性层延迟管理部23a判断是否为接收通信量比发送通信量多出一定量以上(接收通信量>>发送通信量)、并且发送通信量为阈值以下(步骤S31)。可靠性层延迟管理部23a在接收通信量比发送通信量多出一定量以上、并且发送通信量是阈值以下的情况下(步骤S31“是”)，进入步骤S7，可靠性层延迟管理部23a在接收通信量没有比发送通信量多出一定量以上、或者发送通信量比阈值大的情况下(步骤S31“否”)，进入步骤S2。以上叙述以外的本实施方式的动作与实施方式1相同。

此外，在本实施方式中，说明了在实施方式1的通信装置1中追加通信量测定部7进行上述的动作的例子，但是也可以在作为实施方式2的发送装置的通信装置1a中追加通信量测定部7来进行上述的动作。

另外，也可以在本实施方式的动作中追加如下处理：如实施方式3叙述那样，在响应时间比直至发送界限时间为止的时间短的情况下，再次发送响应请求分组。

此外，在实施方式中，测定发送通信量以及接收通信量，在接收通信量比发送通信量多出一定量以上(设为第1条件)、并且发送通信量是阈值以下(设为第2条件)的情况下，不发送响应请求分组而发送连续传送分组，但是在只满足第1条件和第2条件中的某一方的情况下，也可以不发送响应请求分组而发送连续传送分组。

如以上那样，在本实施方式中，测定发送通信量以及接收通信量，在接收通信量比发送通信量多出一定量以上、并且发送通信量为阈值以下的情况下，不发送响应请求分组而发送连续传送分组，在除此之外的情况下与实施方式1同样地发送响应请求分组或者连续传送分组。因此，能够得到与实施方式1同样的效果，并且在接收方向的通信量大且发送方向的通信量少的情况下，能够不使用接收方向的带宽而只使用空闲的发送方向的带宽来发送高可靠性分组。

Claims (12)

1.一种发送装置，发送确定了允许延迟的高可靠性分组，该发送装置的特征在于，具备：

响应请求分组发送控制部，将所输入的所述高可靠性分组作为请求来自接收侧的响应的响应请求分组来发送；

连续传送控制部，通过连续地发送同一分组的连续传送，来发送所输入的所述高可靠性分组；

发送方法判定部，将从所述高可靠性分组的生成时时间起的经过时间成为比所述允许延迟少的规定时间的时间确定为发送界限时间，在生成了所述高可靠性分组时判定为将高可靠性分组作为响应请求分组来发送，在未接收针对所述响应请求分组的响应分组而超过所述发送界限时间的情况下判定为通过连续传送来发送该高可靠性分组；以及

发送方法选择部，根据所述发送方法判定部的判定结果，向所述响应请求分组发送控制部或者所述连续传送控制部输入所生成的所述高可靠性分组。

2.根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于，

求出所述连续传送的所需时间，将所述规定时间设为所述所需时间。

3.根据权利要求1或者2所述的发送装置，其特征在于，

所述发送方法判定部在生成了所述高可靠性分组时判断通信通路是否有空闲，在通信通路空闲的情况下判定为将所述高可靠性分组作为响应请求分组来发送，在通信通路并非空闲的情况下，如果超过所述发送界限时间则判定为通过连续传送来发送该高可靠性分组，在发送方法判定时间以前通信通路空闲的情况下判定为将所述高可靠性分组作为响应请求分组来发送，在超过所述发送方法判定时间而通信通路空闲的情况下判定为通过连续传送来发送所述高可靠性分组，其中，所述发送方法判定时间以前是指比所述发送界限时间靠前固定时间。

4.根据权利要求3所述的发送装置，其特征在于，

将所述固定时间设为从响应请求分组的发送至响应分组的接收所需的时间。

5.根据权利要求3或者4所述的发送装置，其特征在于，

根据优先级将所述高可靠性分组以外的发送分组分类为高优先分组和低优先分组，比所述高可靠性分组优先地发送所述高优先分组，比所述低优先分组优先地发送所述高可靠性分组，

所述发送方法判定部根据所述高优先分组来判断通信通路是否有空闲，在仅由所述低优先分组使用通信通路的情况下判断为通信通路空闲。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的发送装置，其特征在于，

在发送所述响应请求分组之后，在规定的待机时间以内没有接收到响应分组的情况下，在所述发送界限时间之前再次发送所述响应请求分组。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的发送装置，其特征在于，

还具备通信量测定部，该通信量测定部测定发送通信量以及接收通信量，

所述发送方法判定部在发送通信量与接收通信量之差为固定量以上的情况下，判定为将所述高可靠性分组不作为所述响应请求分组来发送而是通过连续传送来发送。

8.根据权利要求7所述的发送装置，其特征在于，

所述发送方法判定部在发送通信量与接收通信量之差为固定量以上且发送通信量为固定值以下的情况下，判定为将所述高可靠性分组不作为所述响应请求分组来发送而是通过连续传送来发送。

9.一种接收装置，接收确定了允许延迟的高可靠性分组，该接收装置的特征在于，具备：

分组类别判定部，设为将所述高可靠性分组作为响应请求分组或者通过连续地发送同一分组的连续传送来发送，判定接收到的所述高可靠性分组是否为响应请求分组；以及

响应控制部，发送针对由所述分组类别判定部判定为是响应请求分组的分组的响应分组，

在接收到的所述高可靠性分组是已经接收完成的情况下放弃该分组。

10.一种通信装置，发送接收确定了允许延迟的高可靠性分组，该通信装置的特征在于，具备：

作为权利要求1～8中的任一项所述的发送装置的功能；以及

作为权利要求9所述的接收装置的功能。

11.一种通信系统，其特征在于，具备：

权利要求1～8中的任一项所述的发送装置；以及

权利要求9所述的接收装置。

12.一种发送方法，是发送确定了允许延迟的高可靠性分组的发送装置中的发送方法，其特征在于，包括：

响应请求分组发送步骤，将所述高可靠性分组作为请求来自接收侧的响应的响应请求分组来发送；

连续传送控制步骤，通过连续地发送同一分组的连续传送来发送所述高可靠性分组；

发送方法判定步骤，将从所述高可靠性分组的生成时时间起的经过时间成为比所述允许延迟少的规定时间的时间确定为发送界限时间，在生成了所述高可靠性分组时判定为将高可靠性分组作为响应请求分组来发送，在未接收针对所述响应请求分组的响应分组而超过所述发送界限时间的情况下判定为通过连续传送来发送该高可靠性分组；以及

发送方法选择步骤，根据所述发送方法判定部的判定结果，将所述响应请求分组发送步骤和所述连续传送控制步骤中的某一方选择为要实施的步骤。

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