JP2861953B2 - データ通信再送方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ通信再送方
法（ＡＲＱ）及び装置に関するものであり、特に、移動
通信等のバースト誤りが支配的な通信回線且つ伝送路の
応答遅延時間が長い場合における高効率なエラーフリー
伝送を達成するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】誤りの発生する伝送路を介して、エラー
フリー伝送を高効率で実現する方法として、帰還路を持
つ通信システムにおいては、選択再送方式（ＳＲ方式）
がある。図８に理想ＳＲ方式の動作を示す。Ｓｉ（ｉは
整数）は送信側で付加するフレーム番号を、Ｒｉ（ｉは
整数）は帰還路により受信側から送られる再送要求番号
を示す。また帰還路誤りは無いとしている。図８に示す
ようにＳＲ方式では受信側から送られる再送要求フレー
ムのみを、再送する。再送するにあたり、ある番号を送
出してから、応答遅延時間以内（ＲＴＦ）に届いた当該
フレームの再送要求は、正しいレスポンスがまだ届いて
いないとみなし無視している。ＳＲ方式は伝送効率の点
で優れた性能を示すが、連続データの順序を保証するた
めに理論的に無限大のバッファを、言い換えると無限大
の送信番号を必要とすることが知られている。実際は、
無限大の送信フレーム番号を付与することは不可能であ
るため、送信フレーム番号はモジュロＭで繰り返す。モ
ジュロ数Ｍで送信フレーム番号を繰り返すＳＲ ＡＲＱ
方式において、受信局からの応答を待たずに新規データ
を送信してもＡＲＱシーケンスが破壊されないフレーム
数は“モジュロ数Ｍ−１”フレームである。これを最大
のアウトスタンディングフレーム数という。最大アウト
スタンディングフレームまで送信後の処理として、現在
要求されているフレーム番号まで遡り、再度ＳＲ方式で
ＡＲＱ制御を再開する方法が知られている。このような
処理を可能にするためには、モジュロ毎に繰り返し出現
する同一フレーム番号を、少なくとも２モジュロターン
の間で識別できれば良い。具体的には、フレーム内にモ
ジュロターンを区別する標識（モジュロ識別子）を設け
ることにより、受信側でモジュロターンの識別を可能に
するという制御である。一方、受信側では、最旧未確認
フレーム番号を、当該フレームを正しく受信するまで、
送信側に連送する。これは、時間ダイバーシチ効果を生
み出し、移動通信等のバースト的に誤りが発生する伝送
環境に有効な方式である。

【０００３】図９に従来方式のフレーム構成例を示す。
１はフレーム内データ領域のデータ量をワード数で示す
データ量表示領域、２は通信データ領域、３はモジュロ
Ｍで繰り返す、送信側で付加されるフレーム番号、４は
受信側からの再送要求番号、５はＣＲＣ符号等の誤り検
出符号、６はモジュロ識別子をそれぞれ示している。こ
の例では、帰還路も同じフレーム構成を用いることを想
定しているため、再送要求番号４が入っている。

【０００４】図１０に従来方式における装置構成例を示
す。図１０では送信局と受信局を合わせて示している。
まず受信信号は、誤り検出部４０に入力され、伝送路誤
りの有無が検査される。伝送路誤りが無い場合は、フレ
ーム解析部４２に送られ、伝送路誤りが有る場合は、破
棄される。フレーム解析部４２では、受信フレーム内の
再送要求番号４を検出し、その値を送信フレーム決定部
５２に送出する。受信フレーム全体はモジュロ識別子検
出部４４に受け渡す。モジュロ識別子検出部４４では、
受信フレーム内のフレーム番号３及びモジュロ識別子６
から、当該フレームが既受信のものであるか未受信のも
のであるか判断し、既受信の場合は破棄し、未受信の場
合は受信データバッファ４６に送ると同時に、確認した
フレーム番号の値３を、要求フレーム決定部５４及び受
信データ取り出し制御部４８に送る。ＳＲ方式で制御し
ているため、受信データの連続性は保たれていない。従
って、受信データ取り出し制御部４８において、データ
の連続性を保持しつつ、受信データバッファ４６から出
力インターフェース付随バッファ５０へのデータ移行を
制御する。送信フレーム決定部５２では、送られてきた
要求フレーム番号値４を基に、次回に送信するフレーム
を決定し、送信データバッファ６２に、そのフレーム番
号を指示する。また、次回に送信するフレームを決定す
る過程において、新規データと書き換えられるフレーム
番号を判別し、送信データ取り出し制御部５６に通知す
る。要求フレーム決定部５４では、送られてきたフレー
ム番号値３を基に要求フレームを決定し、要求番号付加
部６４に通知する。送信データ取り出し制御部５６で
は、新規データに書き換え可能なフレーム番号を順次モ
ジュロ識別子付加部６０に通知する。モジュロ識別子付
加部６０では、送信データ取り出し制御部５６より送ら
れてくる書き換え可能なフレームのフレーム番号につい
て、モジュロ毎の識別が可能になるようにモジュロ識別
子の値を決定し、入力インターフェース付随バッファ５
８より取り出したデータに付加し、送信データバッファ
６２に送出する。送信データバッファ６２は、送信フレ
ーム決定部５２からの指示に従い、要求番号付加部６４
に送信データを送出する。要求番号付加部６４は、要求
フレーム決定部５４から送られてきた値を、送信フレー
ム内の再送要求番号４に付加し、誤り検出符号化部６６
に送出する。誤り検出符号化部６６では、誤り検出符号
化（通常はパリティ付加やＣＲＣ符号化を行う）を行
い、通信回線に送出する構成になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】最大アウトスタンディ
ングフレームまで送出後に、現在要求されているフレー
ムに戻り再度ＳＲ方式を行うということは、それ以前に
最大Ｍ−１個のフレームが送信されており、再送される
フレームの中には既に受信側で正しく受信されているも
のも含まれる。従来方式のように、最旧未確認フレーム
番号のみを受信側から送信側に通知する方式では、個々
のフレームに関する伝送の結果を逐次通知することが出
来ないため、受信側で正しく受信されているフレーム
も、再度送信していた。

【０００６】受信側から送信側に送達結果を逐次通達す
る方式は、ＧＢＮ ＡＲＱ方式が提案されている（特開
平４−２７４６３１）。しかしこの方法をそのまま、最
大アウトスタンディングフレームまで送出後に、現在要
求されているフレームに戻るＳＲ ＡＲＱ方式に適用し
た場合、受信側から逐次送られてくる肯定応答番号が、
送信側でどのモジュロ順に属するか不明となり、誤制御
になる恐れがあった。

【０００７】本発明の目的は、受信側から送信側に送達
確認情報を逐次通達した場合に、当該フレームをモジュ
ロ順の混乱をきたさず正しく認識でき、応答遅延時間が
長い場合に高スループットを達成できるＳＲ方式のデー
タ通信再送方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
の本発明の特徴は、送信側はモジュロＭ（Ｍは整数）で
送信フレーム番号を繰り返し、モジュロ順序を示すモジ
ュロ識別子を付与したフレームを送信し、受信側は当該
フレームを正しく受信するまで前記送信側にフレームの
再送を要求する選択再送方式（ＳＲ方式）を用いたデー
タ通信再送方法において、前記受信側は、正しく受信し
たフレームのフレーム番号を示す肯定応答番号と当該肯
定応答番号に関する前記モジュロ識別子を帰還フレーム
に付与し、前記送信側は、逐次送られてくる前記帰還フ
レームの前記肯定応答番号及び前記肯定応答番号に関す
るモジュロ識別子を用いて送信フレームの送達確認を行
うことを特徴とするデータ通信再送方法にある。

【０００９】以上のように、本発明は帰還フレームに、
最旧未確認フレーム番号のみならず、個々のフレームに
関する受信結果を示す肯定応答番号及び当該番号に関す
るモジュロ識別を付与し、送信側では、逐次送られてく
る肯定応答番号のみならずモジュロ識別子を含めて、個
々のフレームに関する送達確認を行い、確認済みのフレ
ームは送信対象から除外することを最も主要な特徴とす
る。本発明では、モジュロ毎に出現する同一フレーム番
号による混乱を来すことなく、個々のフレームに関する
送達確認を行うことが可能であり、既に確認がとれてい
るフレームをスキップすることにより無駄な送信を避け
ることができるため、伝送効率の向上を図れる。

【００１０】フレーム内に肯定応答番号を含めた場合、
ユーザデータ領域が削減されるために、最大伝送速度が
低下する。また、本発明は主に、送信フレームが最大ア
ウトスタンディングフレームまで送出した後の送信方法
に関することである。送信フレームが最大アウトスタン
ディングフレームになかなか到達しない回線条件では、
本発明により期待される効果は小さくなる。言い換える
と、モジュロ数とフレーム長の積で表される時間（β）
に対し応答遅延時間（ＲＴＦ）が小さい場合、βの間
に、すなわち送信フレームが最大アウトスタンディング
フレームに到達するまでに再送を何回も行うことができ
るため、最大アウトスタンディングフレームまで到達す
る可能性が小さくなり、本発明により期待される効果は
小さくなる。

【００１１】そこで、通信開始時に伝送路の応答遅延時
間を測定し、応答遅延時間が予め定められた値より長い
場合に、送信フレーム内の特定の領域を肯定応答番号及
び肯定応答番号に関するモジュロ識別子に割り当て本発
明請求項１で示される機能を適用する方法も考えられ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明では、モジュロ毎に出現す
る同一フレーム番号による混乱を来すことなく、個々の
フレームに関する送達確認を行うことが可能であり、既
に確認がとれているフレームをスキップすることにより
無駄な送信を避けることができるため、伝送効率の向上
を図れる。

【００１３】図１に本発明におけるフレーム構成例を示
す。１はフレーム内データ領域のデータ量をワード数で
示すデータ量表示領域、２は通信データ領域、３はモジ
ュロＭで繰り返す、送信側で付加されるフレーム番号、
４は受信側からの再送要求番号、５はＣＲＣ符号等の誤
り検出符号、６はモジュロ識別子、７は受信側から送信
側に送達確認を逐次通知するための肯定応答番号、８は
７肯定応答番号に関するモジュロ識別子である。この例
では、帰還路も同じフレーム構成を用いることを想定し
ているため、４再送要求番号、７肯定応答番号、及び８
肯定応答番号に関するモジュロ識別子が入っている。

【００１４】図２に送信側の内部で記憶している、送達
確認（請求項３では“確認／未確認”フラグ）及び各送
信フレーム番号に関するモジュロ順序（請求項３ではモ
ジュロ識別子）に関する処理フローを示す。

【００１５】送信フレームの内容が更新された時点で、
処理文１０及び処理文１２を実行する。処理文１０で
は、各送信フレーム番号に関するモジュロ識別子を、送
信側及び受信側で予め決めておいた法に従い歩進する処
理を、処理文１２では、“確認／未確認”フラグを“未
確認”とする処理を行う。図２の例では、法２としてい
る。

【００１６】帰還情報受信時には、受信フレーム内の肯
定応答番号及び肯定応答番号に関するモジュロ識別子を
読み取り、その後判断文１６を実行する。判断文１６で
は、肯定応答番号と等しい番号の送信フレームに関する
モジュロ識別子と、受信フレームに記されていた肯定応
答番号に関するモジュロ識別子とが等しい場合に、当該
番号の送信フレームに関する“確認／未確認”フラグ
を、“確認”とする。その他の場合は、“確認／未確
認”フラグの変更は行わない。

【００１７】図３に、送信フレーム決定時における、
“確認／未確認”フラグの使用方法（スキップ処理）に
関する処理フローを示す。

【００１８】送信予定フレームにおける“確認／未確
認”フラグの状態を調べる（判断文２２）。結果、“確
認”であった場合、送信予定フレームの番号を１歩進す
る。このループは、“確認／未確認”フラグが“未確
認”である送信フレームに行き着くまで続ける。次に、
“確認／未確認”フラグが“未確認”である送信フレー
ムを送信予定フレームとし、判断文２６を実行する。判
断文２６では、送信予定フレームが“現在要求されてい
るフレーム−１”に等しいか否かを判断する。両者が等
しい場合は、現在要求されているフレームを次回送出フ
レームとする。両者が異なる場合は、判断文２２により
導出された送信予定フレームを、次回送出フレームとす
る。

【００１９】図４に本発明請求項３における装置構成例
を示す。図１０に示した従来方式との差異は、肯定応答
番号及び当該番号に関するモジュロ識別子付加部６８、
各送信フレームに関するモジュロ識別子記憶部７０、及
び送信確認済みフレーム記憶部７２が付加され、フレー
ム解析部４２及び送信フレーム決定部５２の処理が追加
されたことである。フレーム解析部４２に追加された処
理は、次の２点である。第１点目は、受信フレーム内の
７肯定応答番号と８肯定応答番号に関するモジュロ識別
子とを読み取り、送信確認済みフレーム記憶部７２に通
知する処理である。第２点目は、受信フレーム内の３フ
レーム番号と６モジュロ識別子を、肯定応答番号及び当
該番号に関するモジュロ識別子付加部６８に通知する処
理である。送信フレーム決定部５２に追加された処理
は、図３のフローに示すスキップ処理である。各送信フ
レームに関するモジュロ識別子記憶部７０の動作は、図
２に示す送信データ更新時の動作フローに従い、送信確
認済みフレーム記憶部７２の動作は、図２に示す送信デ
ータ更新時の動作フロー及び帰還情報受信時の動作フロ
ーに従う。

【００２０】図５に、本発明における動作シーケンス例
を示す。図１１に従来方式における動作シーケンス例を
示す。両図とも、モジュロ数は８、応答遅延時間はフレ
ーム換算で４フレーム分としている。モジュロ数＝８よ
り、最大アウトスタンディングフレームは７フレームと
なる。すなわち図５及び図１１に示す例では、要求され
ているフレームより起算し、７番目のフレームまで到達
した場合に、再度要求されているフレームに戻りＳＲ方
式によるＡＲＱを再開することになる。図５のＡｉ（ｉ
は整数）は、肯定応答番号を示す。

【００２１】図１１の従来方式では、ポイントＡで送出
した“Ｓ２”の次は、“Ｓ３”を送出しているのに対
し、図５では送信確認済みフレームに関するスキップ処
理により、“Ｓ６”を送信している。また、図１１で
は、“Ｓ２”をまだ正確に受信していないため、ポイン
トＢの時点で“Ｓ１”しか上位アプリケーションに引き
渡せない。一方、本発明では“Ｓ０＋”まで上位アプリ
ケーションに引き渡せる。このことより、本発明では、
無駄な送信を効率的に省くことができるため、高スルー
プットが期待できることが解る。

【００２２】図６に、本発明請求項２に関する動作フロ
ーを示す。通信開始時に、処理文３２を実行し、通信路
の応答遅延時間（＝ＲＴＦ）を測定する。その後、判断
文３４を実行する。判断文３４では、測定した応答遅延
時間が、予め設定されている値（＝α）より長いか否か
を判断する。ＲＴＦ＞αの場合、本発明請求項１で示さ
れている処理を適用する。ＲＴＦ≦αの場合、従来方式
の処理を実行する。α設定の一例としては、“モジュロ
数とフレーム長の積で表される時間（最大アウトスタン
ディングフレームまで到達する時間＝β）内に、再送を
実行できる回数（＝Ｎ）”を基にする方法が考えられ
る。β、ＲＴＦ及びＮには、次の関係がある。 β／ＲＴＦ＝Ｎ 従って、Ｎの値を決定し、そのＮを与えるＲＴＦをαと
おけば良い。

【００２３】図７に本発明請求項４における装置構成例
を示す。図４に示した本発明請求項３に関する装置構成
例との差異は、設定値と応答遅延時間との比較処理部７
４、ＳＷ１、及びＳＷ２が追加されたことである。設定
値と応答遅延時間との比較処理部７４の動作は、図６に
示す動作フローに従う。設定値と応答遅延時間との比較
処理部７４において、図６の比較処理３４を実行した結
果、“ＹＥＳ”の場合にＳＷ１及びＳＷ２に“ｏｎ”の
指示を、“ＮＯ”の場合に“ｏｆｆ”の指示を送出す
る。これにより、本発明請求項３に示す手段を迂回する
か否かを決定できる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、ＳＲ方式による再送制
御実行時に、受信側から送信側に送達確認情報を逐次通
達しても、当該フレーム番号をモジュロ順の混乱をきた
さず正しく認識することが可能になり、応答遅延時間が
長い場合にも、高スループットを達成できる。

【００２５】図１２に、本発明におけるスループットと
従来方式におけるスループットとを示す。横軸はフレー
ム誤り率、縦軸は実効転送速度で示してある。図１１か
ら明らかなように、本発明は従来方式に比べて、フレー
ム誤り率１０％の点で、２０％以上実効転送速度を改善
できることが解る。また、フレーム誤り率が悪くなるに
従い、本発明の効果が増加することが解る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフレーム構成例である。

【図２】本発明請求項１及び請求項３における送達確認
及びモジュロ順序記憶に関するフロー図である。

【図３】本発明請求項１及び請求項３におけるスキップ
処理に関するフロー図である。

【図４】本発明請求項３における装置構成例である。

【図５】本発明における動作図である。

【図６】本発明請求項２に関するフロー図である。

【図７】本発明請求項４における装置構成例である。

【図８】理想ＳＲ方式の動作図である。

【図９】従来方式のフレーム構成例である。

【図１０】従来方式における装置構成例である。

【図１１】従来方式における動作図である。

【図１２】本発明における実効転送速度改善効果であ
る。

【符号の説明】

１ データ量識別領域 ２ データ領域 ３ フレーム番号 ４ 再送要求番号 ５ 誤り検出符号 ６ モジュロ識別子 ７ 肯定応答番号 ８ 肯定応答番号に関するモジュロ識別子

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04L 1/18 H04L 29/08 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側はモジュロＭ（Ｍは整数）で送信
   フレーム番号を繰り返し、モジュロ順序を示すモジュロ
   識別子を付与したフレームを送信し、受信側は当該フレ
   ームを正しく受信するまで前記送信側にフレームの再送
   を要求する選択再送方式（ＳＲ方式）を用いたデータ通
   信再送方法において、 前記受信側は、正しく受信したフレームのフレーム番号
   を示す肯定応答番号と当該肯定応答番号に関する前記モ
   ジュロ識別子を帰還フレームに付与し、前記送信側は、
   逐次送られてくる前記帰還フレームの前記肯定応答番号
   および前記肯定応答番号に関するモジュロ識別子を用い
   て送信フレームの送達確認を行うことを特徴とするデー
   タ通信再送方法。
2. 【請求項２】 通信開始時に測定した伝送路の応答遅延
   時間が所定値より長い場合に、前記データ通信再送方法
   を用いることを特徴とする請求項１に記載のデータ通信
   再送方法。
3. 【請求項３】 帰還路を持つ通信システムにおけるデー
   タ通信時の、 送信側には、データフレーム毎にモジュロ数Ｍ（Ｍは整
   数）で繰り返す番号を付加する手段と、該フレーム全体
   を誤りが検出可能な符号に符号化して送信する手段と、
   該番号を順次１づつ歩進しながら選択再送方式（ＳＲ方
   式）によりデータを送信する手段と、再送を行う場合に
   当該フレームを送出してから設定された期間の再送要求
   は無視する手段と、受信側からの受信データに誤りが含
   まれるか否かを検出する手段と、モジュロ毎に繰り返す
   同一番号フレームを前記受信側で識別可能にするために
   モジュロ毎に繰り返す同一番号フレーム内の特定領域を
   １モジュロ毎に異なるようにする手段とを具備し、 前記受信側には、前記送信側からの受信データに誤りが
   含まれるか否かを検出する手段と、最旧未受信フレーム
   番号を再送要求番号とし当該番号を帰還フレームに付加
   する手段と、モジュロ毎に繰り返し出現する同一番号フ
   レームを識別する手段と、フレーム全体を誤りが検出可
   能な符号に符号化して帰還路に送る手段とを具備するデ
   ータ通信再送装置において、 前記受信側は、（ａ）正しく受信したフレームのフレー
   ム番号を肯定応答番号とし、該肯定応答番号を直後に送
   信する帰還フレームに付加する手段と、（ｂ）正しく受
   信したフレームのモジュロ順序を前記肯定応答番号に関
   するモジュロ識別子として直後に送信する帰還フレーム
   に付加する手段と、（ｃ）受信フレームが誤りであった
   場合に、現在送出している帰還フレームに付与している
   肯定応答番号と当該肯定応答番号に関するモジュロ識別
   子とを直後に送出する帰還フレームに付与する手段とを
   備え、 前記送信局は、（ｄ）各送信フレーム番号に関するモジ
   ュロ順序を識別するための送信番号モジュロ識別子を内
   部状態変数として記憶する手段と、（ｅ）前記受信側か
   らの帰還フレームに付随する肯定応答番号と当該肯定応
   答番号に関するモジュロ識別子を読み取る手段と、
   （ｆ）各送信フレーム番号に対し“確認／未確認”フラ
   グを内部状態変数として記憶する手段と、（ｇ）前記受
   信側からの帰還フレームに付与されている肯定応答番号
   に関するモジュロ識別子と、肯定応答番号と等しい送信
   番号に関する送信番号モジュロ識別子とが等しい場合に
   当該番号の送信フレームに関する“確認／未確認”フラ
   グを“確認”にする手段と、（ｈ）送信フレームの内容
   が新規データに更新された時点で、当該フレームに関す
   る送信番号モジュロ識別子を変更し、且つ、当該フレー
   ムに関する“確認／未確認”フラグを“未確認”にする
   手段と、（ｉ）送信フレーム決定時に“確認／未確認”
   フラグが“確認”であるフレームを飛ばして次の未送信
   フレームを送信する手段とを備えたことを特徴とするデ
   ータ通信再送装置。
4. 【請求項４】 通信開始時に測定した伝送路の応答遅延
   時間と所定値を比較し、前記応答遅延時間が前記所定値
   より長い場合に特定の信号を出力する比較処理手段を備
   え、当該信号が出力された場合に、前記データ通信再送
   装置を作動させることを特徴とする請求項３に記載のデ
   ータ通信再送装置。