CN1504037A - 数据通信方法、数据通信系统和程序 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种数据通信方法、数据通信系统和程序。本发明减少了广播通信中返回消息的总量，有效使用通信路径的带宽，而不预先假定错误率。将数据广播发送到多个接收者(步骤11)，计算来自接收者的返回消息的最大消息长度(步骤13)，计算返回消息的补偿时间(步骤14)。将最大消息长度和补偿时间发送给接收者(步骤15)，在接收者指定的最大消息长度范围内生成返回消息(步骤17)，在所指定的补偿时间内的任意时间发送返回消息(步骤19)。

Description

数据通信方法、数据通信系统和程序
技术领域
本发明涉及数据通信方法、数据通信系统和程序，尤其涉及在将相同的数字内容发送到多个接收者的广播通信中，有效应用于可同时实现高可靠性、高处理速度和通信路径的有效利用的通信方式的技术。
背景技术
在使用因特网等TCP/IP(Transmission ControlProtocol/Internet Protocol)或者UDP/IP(User DatagramProtocol/Internet Protocol)的广播通信中，为了应对送出包(数据块)的丢失，采用对接收者发出接收确认请求，接收者返回接收确认(在接收到全部包的情况下)或者重新发送请求(在不能接收到全部包的情况下)的技术。并且，收到返回消息的发送者对发出了重新发送请求的接收者重新发送所指定的数据块，并发出与上述相同的接收确认请求。这样，通过反复进行数据发送和重新发送请求，使得最终全部数据被全部接收者接收，从而可确保数据通信的高可靠性。
但是，在广播通信时，存在多个接收者对一个发送者的情况。因此，在发送者发出了接收确认请求后，存在来自接收者的返回消息暂时集中的情况。返回消息的集中阻碍了其他应用的执行，或引起了通信路径的溢出，由于该情况而引起返回数据的丢失。
为了避免这种返回消息的集中，采用设定补偿(back off)时间的手段。即，通过把接收者的返回消息的发送定时设为将补偿时间作为上限的随机时间，来错开返回的定时。由于在补偿时间范围内返回的接收定时是随机的，故分散了通信量，降低了给通信路径造成的负担，而避免了上述问题。
但是，在大规模广播通信中返回消息的总量很大，仅用上述返回定时分散化手段来充分解决问题是很困难的。即，在上述手段中存在返回总量的增加与接收者数目成正比的问题和不能有效利用送回线路的频带的问题。
发送块的丢失率(错误率)依赖于通信系统或者那时的环境等，而与接收者的数目无关。因此，若错误率一定，与接受者数目的增加成正比，丢失块的总数也增加了。由于丢失块的重新发送请求包含在返回消息中地返回到接收者，所以若丢失块的总数增加，随之而来的返回消息的总量也增加了。现有的返回定时的分散化手段仅错开了定时，但是不能减少返回消息的总量。
另一方面，现有技术中用返回消息的总量除以带宽后的值来提供补偿时间。由于返回消息的总量是平均返回消息长度和接收者数目(发送返回消息者)的乘积，所以，为计算补偿时间，需要假定平均返回消息长度。由于在返回消息中包含重新发送请求，在重新发送请求中包含请求重新发送的块的序号，所以在请求重新发送多个块时(即，错误率高的情况下)，返回消息长度变长。相反，在错误率低的情况下，返回消息长度变短。即，返回消息长度随错误率变化。假设实际错误率比假定的错误率还高时，则平均返回消息长度比假定的还长，故由于通信路径的通信量拥挤情况而引起溢出。相反，在实际错误率比假定的错误率还低的情况下，平均返回消息长度比假定的还短，故发生不能实现通信路径频带的有效利用的问题。即，无论实际上是否可更早完成处理，由于设定了长于需要的补偿时间，所以通信完成延迟了。另外，例如在卫星广播时，错误率可根据天气情况在10％到0.01％范围内变化，故预先假定最佳的错误率在现实中是困难的。
发明内容
本发明的目的是提供一种减少广播通信中返回消息总量的技术。另外，本发明的目的是提供一种有效使用通信路径的频带，而不用预先假定错误率的技术。本发明的进一步目的是提供一种谋求实现广播通信的高可靠性、高效率性的技术。
另外，分散返回消息集中的手段包括对每个较少发送的块进行一次重新发送请求的收集的手段。但是，在该手段中存在包含头的重新发送请求的总量相反增加的问题。另外，在减少返回消息的总量的手段中存在广播分配返回消息，接收了该返回消息的接收者减少包含在自己的返回消息中的要素的方法。但是，在该方法中各接收者需要具有可进行广播分配的系统，另外，在卫星系统等情况下存在由于延迟而造成分配时间增大的问题。在其他的总量减少手段中，存在通过例如使用树结构的网络拓扑而使定位于中间节点的接收者收集返回消息来减少重复要素的方法。但是，在该方法中，存在受到拓扑限制的问题。本发明可以不受这些限制地达到所述目的。
本申请的发明概略如下所述。即，本发明的数据通信方法包含步骤：将数据广播发送到多个接收者；计算来自接收者的相对于发送数据的返回消息的最大消息长度和补偿时间；将最大消息长度和补偿时间发送到接收者；从各接收者接收在补偿时间内的任意时间发出的、具有最大消息长度以下的消息长度的返回消息。根据本发明的通信方法，发送者在每次发送或者响应时，动态计算最佳的返回消息的最大消息长度和补偿时间。然后，将其通知给接收者，接收者在该最大消息长度范围内生成返回消息，在所指定的补偿时间内随机发送返回消息。由此，可节约通信路径的频带使用浪费，通过在最佳状态下使用通信路径而可使数据通信有效。
在最大消息长度和补偿时间的计算中，预先确定来自各接收者的返回消息的总量，通过将总量除以接收者数目得到的值来计算最大消息长度，通过将总量除以通信路径的带宽得到的值来计算补偿时间。另外，从返回消息中减去头长度后得到的数据总量与数据的发送块数目成正比。即，在消除了重复的情况下，包含在返回消息中的重新发送请求不会超过发送块数目。因此，通过抑制包含在返回消息中的重新发送请求的重复，可将重新发送请求的总量限制到发送块数目左右。另一方面，存在分配给各接收者的返回消息长度达不到需要长度的情况。这时，各个接收者返回本来应返回的消息的一部分。由于存在从该返回消息中漏掉的重新发送请求包含在其他接收者的返回消息中的情况，可期望来自其他接收者的返回消息引起的重新发送。由此，不需要接收来自所有接收者的所有重新发送请求，并且可减少返回消息的总量。
另外，在返回消息是接收确认或者重新发送请求消息的情况下，根据Lrm＝Lh+F(Nsb)×MLnac/Nr的计算式来计算最大消息长度；根据Tbo＝Lrm×Nr/BW的计算式来计算补偿时间Tbo(其中，Lh是返回消息的头长度，F是将Nsb作为变量的任意函数，Nsb是发送块数目，MLnac是每个块的平均重新发送请求消息长度，Nr是接收者数目，BW是通信路径的带宽)。F(Nsb)可示例为F(Nsb)＝C×Nsb(其中C为常数)。
另外，在返回消息具有另外定义的允许消息长度时，将其最大值和最小值分别作为Lpmax、Lpmin，在最大消息长度Lrm超过Lpmax时，可修正为Lrm＝Lpmax；在最大消息长度Lrm未满Lpmin时，可修正为Lrm＝Lpmin。例如，在内容消息的长度比头长度短时，降低了消息传送的效率。相反，在消息长度超过协议允许范围时，需要进行分割，同样降低了传送效率。因此，在这样的情况下，可适当地定义允许的消息长度，其中可使用上述修正。另外，在最大消息长度Lrm超过块丢失的组合中的返回消息最长时的消息长度Lworst时，可修正为Lrm＝Lworst。Lworst可用Nsb×MLnac代用。由此，可避免生成不必要长度的返回消息。
另外，包含在返回消息中的重新发送请求消息中可仅包含对没有被接收的一部分数据的重新发送请求。即，返回消息中包含重新发送请求的一部分。这时，可对从没有被接收的数据中随机抽出的块进行重新发送请求。由此，增加了将从某一接收者的重新发送请求中漏掉的未接收块包含在其他接收者的重新发送请求中的概率，从而增加了比较少的重复次数接收全部块的概率。
另外，本发明的通信方法具有步骤：接收数据；接收响应于数据接收的返回消息的最长消息长度和补偿时间；对于数据中不能被接收的块，在最大消息长度范围内生成返回消息；在补偿时间范围内随机生成返回消息的发送定时；在该发送定时内发送所述返回消息。根据本数据通信方法，可发送符合所述接收者期望的返回消息。
另外，在没有被接收的块中，随机抽出包含在返回消息中的重新发送请求块。
所述数据通信方法中，被发送和被接收数据的块是包含被分割为多个的原始块和从原始块生成的多个奇偶块的簇，包含在返回消息中的重新发送请求数可对应于每个簇所需的奇偶块数目。即，也可将本发明使用在使用FEC(Forward Error Correction)的情况。
另外，本发明的方法也可把握为系统或者程序。
附图说明
图1是表示作为本发明一实施例的数据通信系统的一例的图；
图2是表示作为本发明一实施例的数据通信示意的示意图；
图3是表示作为本发明一实施例的数据通信方法的一例的流程图；
图4是表示返回消息生成的一例的流程图；
图5是表示通过仿真计算本实施例时和现有技术时的补偿时间的结果的曲线；
图6是放大显示图5的纵轴的曲线；
图7是通过仿真计算本实施例时和现有技术时的重新发送请求(NACK)累计结果的曲线；
图8是表示数据通信系统的另一例的图；
图9是表示数据通信系统的又一例的图。
具体实施例
下面，根据附图详细说明本发明的实施例。但是，本发明可通过多种不同形态来实施，故不应该理解为限定在本实施例的记载内容中。另外，在本实施例的整体中，将相同的附图标记赋给相同要素。
在下面实施例中，虽然主要说明了方法和系统，但是本领域内普通技术人员也可明白，本发明也可实施为可由计算机使用的程序。因此，本发明可采用作为硬件的实施例、作为软件的实施例或者软件和硬件相组合的实施例。程序可记录在硬盘、CD-ROM、光存储装置或磁存储装置等的任意的计算机可读媒体中。
另外，在下面的实施例中，可使用通常的计算机系统来作为发送者和接收者的系统。可在实施例中使用的计算机系统包括中央运算处理装置(CPU)、主存储装置(主存储器：RAM)、非易失性存储装置(ROM)、协处理器、图象加速器、高速存储器、输入输出控制装置(I/O)等通常包含在计算机系统中的硬件资源。另外，可包括硬盘装置等外部存储装置、可连接到因特网等网络中的通信单元。计算机系统中包含个人计算机、工作站、大型计算机等各种计算机。进一步具有用于连接因特网等通信网的适当通信单元。
图1是表示作为本发明的一实施例的数据通信系统的一例的图。在本数据通信系统中将广播数据从发送者1的系统发送到接收者2的系统。广播数据经因特网、内联网等WAN/LAN3，通过由路由器4路由到发送目的地地将数据从发送者1发送到接收者2。如图所示，可任意连接WAN/LAN3，并且也可将路由器4任意配置到网络内。即，本实施例的系统并不特别受网络拓扑限制。另外，这里虽然示例了因特网或者内联网来作为网络，但是并不限于此。也可通过专用线等彼此连接发送者1和接收者2。
图2是表示本实施例的数据通信示意的示意图。经发送线路5发送从发送者1发送到接收者2的广播数据。即使在有多个接收者2的情况下，发送者1也可通过一次发送行为而广播发送到多个接收者。在本实施例中，由于要提高发送的可靠性，所以接收来自各接收者的返回消息。经返回线路6将返回消息返回到发送者1。另外，图示的发送线路5和返回线路6只是示意，并不表示物理线路。例如，在图1时，WAN/LAN3和路由器4以及连接这些网络与路由器的物理线路作为发送电路5和送回电路6。
经发送电路5发送的广播数据是从发送者1广播发送的内容数据或者控制数据。另外，还经发送电路5发送接收确认请求、重新发送数据。经返回线路6返回的返回消息例如是接收确认或者重新发送请求。每个接收者2均发送返回消息，故发送者1仅接收对应于该接收者数目的返回消息。如下这样进行从发送者1到接收者2的广播通信。首先，发送者1将块分割后的内容数据作为包发送到多个接收者2。接收者2接收这些包。由于通常在通信线路上产生错误，所以，不一定将全部包都发送到接收者2。因此，发送者1向已向其发送了数据的接收者2发出接收确认请求。接收到接收确认请求后的接收者2在接收到全部包的情况下，将接收确认(ACK)消息返回到发送者1。在存在丢失包的情况下，接收者2向发送者1返回对丢失包的重新发送请求(NACK)。接收到返回消息的发送者1将丢失包重新发送到除了发出接收确认的接收者2以外的其他接收者2。反复进行上述过程直到从所有接收者2接收到接收确认为止。由此，实现了更高可靠性的广播通信。
另外，在广播通信中，包含对特定发送目的(接收者2)进行的多点传送通信和对不特定发送目的进行的宽带传送(broadband-cast)通信两者的概念。
图3是表示本实施例的数据通信方法一例的流程图。本实施例的数据通信方法具有下列特征：从发送者1向各接收者2通知向其分配的返回消息的消息长度和补偿时间，各接收者2根据该消息长度和补偿时间的条件生成返回消息，并发送该返回消息，从而实现高可靠性、高效的通信。
首先，接收者1生成发送数据(步骤10)。发送数据通过将内容数据分割成块，将头添加到各个块中而生成包。这里，包是进行重新发送请求的数据单位。
接着，发送者1将所生成的数据(包)发送到多个接收者2(步骤11)。数据发送的手段是公知的。接收者2接收所发送的数据(步骤12)。另外，虽然图示的流程中只示出了一个接收者，但是也可以具有多个接收者2。另外，当然也存在由各接收者接收的包的数目和接收哪个包各不相同的情况。
发送了数据的发送者1然后计算返回消息长度(步骤13)和补偿时间(步骤14)。在返回消息长度和补偿时间的计算中，考虑预定返回一个消息的接收者数目、发送的数据块数目、可使用的带宽、允许且有意义的返回消息的大小等。
即，在返回消息长度的计算中，考虑有可能从全部接收者返回的重新发送请求的总量。即，有可能进行重新发送请求的块数目不超过已发送的块数目。在现有技术中，如果存在接收者2未接收的丢失块，则接收者2会将全部的丢失块包含在重新发送请求中，并与其他接收者的请求相独立地发出重新发送请求。结果，在接收者1接收的重新发送请求中含有多个对重复块的重新发送请求。例如，若假定发送块数目为1万块、错误率为1％、接收者数目为5000，则要接收总共对50万块的重新发送请求。但是，由于实际上发送的块数目是1万块，所以可以说有效的重新发送请求率小于或等于2％。即，至少对49万块的重新发送请求是根本不需要的。
因此，在本实施例中，没有必要接收全部重新发送请求，通过考虑使合适的重新发送请求总量为发送块数目左右，来如下所述地定义每个接收者的重新发送请求(分配)。
即，发送者应接收的重新发送请求块数目为
(重新发送请求块数目)＝C×(发送块数目)
C是控制重新发送请求的有效率和未收集的重新发送请求的概率的参数。例如，当C是0.5时，一半的发送块作为重新发送请求块被收集。这时，虽然未收集的概率大于50％，但是重新发送请求的有效率提高了。另一方面，在C为2的情况下，则集中了作为发送块的2倍的重新发送块。虽然这时未收集概率降低，但是有效率小于50％。虽然可假设未收集的请求如后所述包含在下次重新发送中，但是最好重新发送次数尽可能少。适当选择C值以配合网络特性，尽可能减少重新发送次数。
另外，虽然这里示例了将常数C乘以发送块数目来作为重新发送请求块数目，但是可采用设定与发送块数目相关联的任意上限规定手段。通常，可通过将发送块数目设为变量的函数F来表示。即，可表现为：
(重新发送请求块数目)＝F{(发送块数目)}
其中F{x}表示函数F是x的函数。
如前所述，在定义发送者1应收集的重新发送请求块数目时，总量(数据量)为
(重新发送请求块的总量)＝(重新发送请求块数目)×(每块的平均重新发送请求长度)
若按接收者数目来分割总量，则变为每个接收者所允许的重新发送请求的数据量。
(每个接收者的重新发送请求量)＝(重新发送请求块的总量)/(接收者数目)
由于通常将头添加到返回消息中，所以可将头的长度加到所述每个接收者的重新发送请求量中得到的值作为返回消息长度。
(返回消息长度)＝(头长)+(每个接收者的重新发送请求量)
如上这样，可计算返回消息长度。
另一方面，返回到发送者1的返回消息的总量为
(返回消息的总量)＝(返回消息长度)×(接收者数目)
因此，可最佳使用所利用的网络带宽的补偿时间为
(补偿时间)＝(返回消息的总量)/(带宽)
如上这样，可计算补偿时间。
当由式子来表示上述情况，为：
   Lrm＝Lh+C×Nsb×MLnac/Nr；
   Tho＝Lrm×Nr/RW
其中，Lrm是所允许的返回消息长度、Lh是返回消息的头长度，C是常数，Nsb是发送块的数目，MLnac是每个块的平均重新发送请求消息长度，Nr是接收者数目，Tbo是补偿时间，BW是通信路径的带宽。
另外，在上述计算中，在返回消息中包含除了重新发送请求以外的消息时，当然将该消息的长度加到返回消息的长度中。另外，接收确认可看作重新发送请求块数目为0的重新发送请求。
发送者1发送包含如上计算的返回消息长度和补偿时间的接收确认请求(POLL)(步骤15)。
接收者2收到接收确认请求、返回消息长度和补偿时间(步骤16)，在所接收的返回消息长度和补偿时间范围内生成返回消息(步骤17)。图4是表示返回消息生成的一例的流程图。接收者2就步骤12中接收到的数据，判断是否接收到了全部块(全部包)(步骤30)，在没有接收到全部块的情况下(步骤30的判断为no时)，随机生成起始块序号(步骤31)。接着将头添加到返回消息中(步骤32)，并抽出重新发送请求块(步骤33)。重新发送请求块是不能接收的块(丢失块)。抽出从步骤31中生成的起始块序号开始。即，从起始块序号的块开始判断是否是丢失块，在是丢失块的情况下，抽出该块(步骤33)，并将其序号添加到返回消息中作为一个返回请求块(步骤34)。在不是丢失块的情况下，将抽出处理转移到下一块。
在步骤35中判断是否由于添加下一块的序号而超过所指定的返回消息长度(步骤35)，在no时，返回到步骤33继续抽出重新发送请求块。在步骤35的判断结果为yes时(判断为超过返回消息长度时)，终止处理(步骤37)。
另一方面，在步骤30的判断结果为yes时(全部块的接收终止时)，将返回消息设为头+接收确认(步骤36)，并终止处理(步骤37)。
以上述方式，可在所指定的返回消息长度的范围内生成返回消息。另外，通过在步骤31随机生成起始块，可使各接收者生成的重新发送请求块的序号适当分散。由此，提高了使各接收者未能包含在返回消息中的丢失块包含在其他接收者的返回消息中的概率，故可提高返回到发送者1的重新发送请求的有效率。这里，有效率是在返回到发送者1的全部重新发送请求块中，除去重复的块以外的块所占的比例。
另外，这里虽然说明了随机生成如上所述的起始块，并将其连续抽出的手段作为从本来需要的丢失块中随机抽出包含在各接收者的返回消息中的重新发送请求块的手段，但是并不限于此。例如，也可生成丢失块的列表，从该列表中随机抽出需要数目的块。另外，在本实施例中，虽然说明了随机抽出包含在返回消息中的重新发送请求块的构造，但是本构成在本发明中不是必须事项。在不随机抽出的情况下，虽然会稍微降低有效率，但是由于实际上丢失块是随机生成，所以可假设在所述抽出过程中尽管不随机化，但在某种程度上也具有随机化的效果。
接着，接收者2将所指定的补偿时间作为上限，随机生成返回定时(步骤18)。之后，在所述返回定时内发送生成的返回消息(步骤19)。
这样，从接收者2返回的返回消息预先限制了其长度，并根据假定的接收者数目来预先确定接收消息的总量。并且，由于设定了补偿时间，使得该预定的全部接收消息可以最高效率被接收，所以可实现通信线路的最优性能，可通过充分利用线路而提高通信效率。即，不会有现有技术中通信线路的溢出和无用的较长补偿时间(没有利用通信线路)这样的问题。并且，在本实施例中可有效利用线路，而不用假定通信的错误率。进一步，由于构成为来自各接收者的返回消息中尽可能不包含重复的重新发送请求块，所以本身减少了返回消息的总量。由此，在本实施例的数据通信方法中，广播通信的接收者数目越多，其效果越好。
返回消息由发送者1接收(步骤20)，接收者判断是否从全部接收者接收到接收确认(ACK)(步骤21)。在没有从所有接收者返回接收确认时，则生成应重新发送重新发送请求块的重新发送数据(步骤22)。然后返回到步骤11而重复进行上述步骤。另外，重新发送数据不会重新发送到已返回接收确认的接收者。因此，重新发送对象的接收者减少，在步骤13中所计算的返回消息长度变长，而由下面的步骤14计算的补偿时间变短。由此，随着重新发送次数增加，间隔(德文：takt)时间变得更短，未收集的重新发送请求块的数目也变少。即，每次发送或返回时，动态计算本实施例中返回消息长度和补偿时间，并且每次都可在最佳条件下进行控制。
若在步骤21中判断返回了来自所有接收者的接收确认，则终止本实施例的数据通信(广播通信)(步骤23)。
根据本实施例，每次数据发送或者重新发送时，计算最佳返回消息长度和补偿时间，并根据该条件，各接收者生成返回消息。即，控制每次数据发送(返回)的最佳条件。因此，可最佳且有效利用通信线路。可在不产生线路溢出或浪费的状态下，实现高可靠性且高效的广播通信。另外，在本实施例中，由于限制来自接收者的返回消息，所以减少了发送者接收的返回消息的总量。由此，可降低返回线路的负担。此外，根据本实施例，不需要假定错误率。这是因为限制了一次重新发送请求的收集量，从而重新发送次数的增加对应于高的错误率，并且相反可最小限度地抑制低错误率下的未使用频带。
图5和图6是表示由仿真计算的本实施例中和现有技术中的补偿时间结果的曲线。纵轴是时间(单位是秒)、横轴是接收者数目。仿真的条件是接收数据大小为60M字节，块大小为1K字节、带宽为1Mbps、实际错误率为1％、头长度为42字节，C＝1。另外，将现有技术的假定错误率设为10％。由黑点表示的曲线是数据分配的累计时间。无论接收者数目为多少，数据分配所花费的时间大致一定。另一方面，虽然补偿时间的累计时间随着接收者数目的增加而增加，但是在现有技术中(由黑四方块曲线所表示的)，在接收者数目是10000以下时，大约为4500秒，达到了数据分配所花费的累计时间的4倍以上。另一方面，在本实施例的情况下(由黑三角形曲线所表示的)，补偿时间的累计时间减少到相对于数据分配时间可忽略的程度。图6是放大显示图5的纵轴的曲线。接收者数目是10000人时，仅有20多秒的累计时间。这样，在本实施例的数据通信方法中可极显著地减少补偿时间。即，根据本实施例，仅在数据分配时间里就可大致完成全部通信时间。尤其在接收者数量多的大规模广播通信时，得到更为显著的效果。
另外，图7是表示通过仿真计算本实施例中和现有技术中的重新发送请求(NACK)累计结果的曲线。仿真条件与上述相同。虽然在本实施例和现有技术相同，随着接收者的增加，NACK累计增加，但是在接收者为10000人时，现有技术(用黑菱形曲线表示的)达到13000K字节，相反本实施例(用黑四方块曲线表示的)仅有2000K字节。即，本实施例与现有技术相比较，NACK量减少到1/6左右。
上面，虽然根据本发明的实施例具体说明了由发明人作出的发明，但是本发明并不限于所述实施例。在不脱离其精神的范围内可作出各种变更。
例如，如图8所示，也可由卫星广播实现发送电路5。这时，将卫星40、卫星发送设备41、卫星接收设备42包含在系统中。返回线路6可使用利用LAN/WAN3的地面线。或者，如图9所示，可使用组合卫星线路和地面线的发送电路。这时，送回电路6与图8的情况相同可使用地面线。
另外，虽然在所述实施例中示例了以分割数据后的块来作为重新发送请求的单位，但是并不限于此。例如，在采用FEC的情况下，从块分割数据后得到的几个原始块(k个)中生成多个奇偶块，并将其组合作为包含(k’个)块的簇，并将簇作为发送单位。这时簇是重新发送请求单位，另外在重新发送请求中不包含块序号，但是为相当于丢失块数目的奇偶块的发送请求。
另外，在所述实施例中，虽然说明了从发送者1发出接收确认请求，接收者2在接收到该信号后生成返回消息的例子，但是也可没有接收确认请求。例如，也可根据超时等规定的约束，接收者发送返回消息，而不用接收确认请求用的控制包(或者使补偿时间用的定时器起动)。另外，也可将补偿时间等的数据嵌入到数据包中。
另外，在所述实施例中，虽然示例了块序号来作为指定重新发送请求内的块的手段，但是并不限于此。例如，  当然可采用比特映射、游程长度等其他可指定重新发送块的任意表现方法。
在本申请所公开的发明中，由代表实施例所得到的效果如下。即，可减少广播通信中返回消息的总量。另外，可有效利用通信路径的带宽，而用不预先假定错误率。进一步，可提供实现广播通信的高可靠性、高效性的技术。

Claims (24)

1.一种数据通信方法，其特征在于，包含步骤：
将数据广播发送到多个接收者；
计算来自所述接收者的、响应于所述发送数据的返回消息的最大消息长度和补偿时间；
将所述最大消息长度和补偿时间发送到所述接收者；
从所述各接收者接收在所述补偿时间内的任意时间发出的，且具有所述最大消息长度以下的消息长度的返回消息。
2.根据权利要求1所述的数据通信方法，其中在所述计算最大消息长度和补偿时间的步骤中，预先确定来自所述各接收者的返回消息的总量，通过将所述总量除以所述接收者数目后得到的值计算所述最大消息长度，通过将所述总量除以通信路径的带宽后得到的值来计算所述补偿时间。
3.根据权利要求2所述的数据通信方法，其中根据所述数据的发送块数目来计算从所述返回消息中减去头长度后的数据总量。
4.根据权利要求3所述的数据通信方法，其中所述返回消息是接收确认消息或者重新发送请求消息；
所述最大消息长度(Lrm)根据Lrm＝Lh+F(Nsb)×MLnac/Nr的计算式来计算；
所述补偿时间(Tbo)根据Tbo＝Lrm×Nr/BW的计算式来计算；
其中，Lh是返回消息的头长度，F是将Nsb作为变量的任意函数，Nsb是发送块数目，MLnac是每个块的平均重新发送请求消息长度，Nr是接收者数目，BW是通信路径的带宽。
5.根据权利要求4所述的数据通信方法，其中F(Nsb)＝C×Nsb，其中C为常数。
6.根据权利要求4所述的数据通信方法，其中对所述返回消息定义一个最大值是Lpmax和最小值是Lpmin的允许消息长度；
在所述最大消息长度Lrm超过Lpmax时，修正为Lrm＝Lpmax；
在所述最大消息长度Lrm未满Lpmin时，修正为Lrm＝Lpmin；
在所述最大消息长度Lrm超过消息长度Lworst时，修正为Lrm＝Lworst，其中所述消息长度Lworst是所述数据的丢失块组合中最长的返回消息长度。
7.根据权利要求1所述的数据通信方法，其中所述返回消息中包含重新发送请求消息；
所述重新发送请求消息中只包含对未被接收的所述数据部分的重新发送请求。
8.根据权利要求7所述的数据通信方法，其中对从未被接收的所述数据中随机抽出的块进行所述重新发送请求。
9.一种数据通信方法，包括步骤：
接收数据；
接收响应于所述数据接收的返回消息的最长消息长度和补偿时间；
对于所述数据中未被接收的块，在所述最大消息长度范围内生成所述返回消息；
在所述补偿时间范围内随机生成所述返回消息的发送定时；
在所述发送定时内发送所述返回消息。
10.根据权利要求9所述的数据通信方法，其中在所述未被接收的块中，随机抽出包含在所述返回消息中的重新发送请求块。
11.根据权利要求1或9所述的数据通信方法，其中被发送或者接收的所述数据块是包含多个分割而成的原始块和从所述原始块生成的多个奇偶块的簇；
包含在所述返回消息中的重新发送请求的数目对应于每个簇所需的奇偶块数目。
12.一种数据通信系统，包含：
将数据广播通信到多个接收者的单元；
计算来自所述多个接收者的、响应于所述发送数据的返回消息的最大消息长度和补偿时间的单元；
将所述最大消息长度和补偿时间发送到所述接收者的单元；
从所述各接收者接收在所述补偿时间内的任意时间发出，且具有所述最大消息长度以下的消息长度的返回消息的单元。
13.根据权利要求12所述的数据通信系统，其中在计算所述最大消息长度和补偿时间的单元中，预先确定来自各接收者的返回消息的总量，通过将所述总量除以所述接收者数目后得到的值来计算所述最大消息长度，通过将所述总量除以通信路径的带宽后得到的值来计算所述补偿时间。
14.根据权利要求13所述的数据通信系统，其中根据所述数据的发送块数目来计算从所述返回消息减去头长度的数据的总量。
15.根据权利要求14所述的数据通信系统，其中所述返回消息是接收确认消息或者重新发送请求消息；
根据Lrm＝Lh+F(Nsb)×MLnac/Nr的计算式来计算所述最大消息长度(Lrm)；
根据Tbo＝Lrm×Nr/BW的计算式来计算所述补偿时间(Tbo)；
其中，Lh是返回消息的头长度，F是将Nsb作为变量的任意函数，Nsb是发送块数目，MLnac是每个块的平均重新发送请求消息长度，Nr是接收者数目，BW是通信路径的带宽。
16.根据权利要求15所述的数据通信系统，其中F(Nsb)＝C×Nsb，其中C为常数。
17.根据权利要求15所述的数据通信系统，其中对所述返回消息定义一个最大值是Lpmax和最小值是Lpmin的允许消息长度；
在所述最大消息长度Lrm超过Lpmax时，修正为Lrm＝Lpmax；
在所述最大消息长度Lrm未满Lpmin时，修正为Lrm＝Lpmin；
在所述最大消息长度Lrm超过消息长度Lworst时，修正为Lrm＝Lworst，其中所述消息长度Lworst是所述数据的丢失块组合中最长的返回消息长度。
18.根据权利要求12所述的数据通信系统，其中所述返回消息中包含重新发送请求消息；
所述重新发送请求消息中只包含对未被接收的所述数据部分的重新发送请求。
19.根据权利要求18所述的数据通信系统，其中对从未被接收的所述数据中随机抽出的块进行所述重新发送请求。
20.一种数据通信系统，包括：
接收数据的单元；
接收响应于所述数据接收的返回消息的最大消息长度和补偿时间的单元；
对于所述数据中未被接收的块，在所述最大消息长度范围内生成所述返回消息的单元；
在所述补偿时间范围内随机生成所述返回消息的发送定时的单元；
在所述发送定时内发送所述返回消息的单元。
21.根据权利要求20所述的数据通信系统，其中在所述未被接收的块中，随机抽出包含在所述返回消息中的重新发送请求块。
22.根据权利要求12或20所述的数据通信系统，其中被发送或者接收的所述数据块是包含多个分割而成的原始块和从所述原始块中生成的多个奇偶块的簇；
包含在所述返回消息中的重新发送请求的数目对应于所述每个簇所需的奇偶块数目。
23.一种用于在计算机中实现的程序，具有如下功能：
将数据广播通信到多个接收者；
计算来自所述接收者的、响应于所述发送数据的返回消息的最大消息长度和补偿时间；
将所述最大消息长度和补偿时间发送到所述接收者；
从所述各接收者接收在所述补偿时间内的任意时间发出，且具有所述最大消息长度以下的消息长度的返回消息。
24.一种用于在计算机中实现的程序，具有如下功能：
接收数据；
接收响应于所述数据接收的返回消息的最长消息长度和补偿时间；
对于所述数据中未被接收的块，在所述最大消息长度范围内生成返回消息；
在所述补偿时间范围内随机生成所述返回消息的发送定时；
在所述发送定时内发送所述返回消息。
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