JP3053709B2

JP3053709B2 - 信号生成装置および方法

Info

Publication number: JP3053709B2
Application number: JP5046027A
Authority: JP
Inventors: アール．カルマニック、ジュニアチャールズ; トッドマーシャルウィリアム
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1993-02-12
Publication date: 2000-06-19
Anticipated expiration: 2015-06-19
Also published as: CA2081505C; EP0555998A3; JPH0685788A; DE69332390D1; EP0555998A2; CA2081505A1; EP0555998B1; DE69332390T2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に通信システムに
関し、特に、仮想回線方式を使用する通信システムにお
ける誤り制御の方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通信システムは、長距離通信を可能に
し、一般的に、その通信を容易にするための複数の装置
および情報チャネルからなる。おそらく、すべての通信
システムのうちで最もよく知られた普遍的なものは電話
システムであろう。このシステムは、例えば、事業およ
び施設に特殊サービスを提供するための地域および長距
離の電話ネットワーク、私設ネットワークおよび私設構
内交換機を含む。電話システムは音声およびデータの両
方の形式で情報を伝送するが、同様に、コンピュータネ
ットワークはコンピュータ間でデータを伝送する。

【０００３】図１は、２人のユーザであるアリス１０１
とボブ１０３を接続する通信ネットワーク１０９からな
る通信システムの例である。アリスがボブに情報を送信
したい場合、アリスはそのシステム局１０５に情報を提
供する。システム局は、ユーザが提供する情報を通信シ
ステムが処理可能な形式に変換すること、およびその逆
ができる装置（例えば、電話機、ファクシミリ機または
コンピュータ）である。

【０００４】システム局がアナログ電話機である場合、
システム局はアリスの音声の音響振動を、通信システム
上に送信するために、アナログ量を表す信号（「アナロ
グ信号」）の順序セットに変換する。システム局がディ
ジタル電話機、ファクシミリ機またはコンピュータであ
る場合、システム局は一般に情報を、ディジタル量のセ
ットを表す信号（「ディジタル信号」）の順序セットす
なわち「パケット」に変換する。

【０００５】システム局１０５は、信号のセットを生成
した後、その信号を、通信ネットワーク１０９を通し
て、ボブのシステム局１０７へ送信する。ボブのシステ
ム局はその信号を、ボブに提示するのに適した形式に変
換する。

【０００６】一般的なパケット交換システムは、米国再
発行特許第３１，３１９号（発明者：Ａ．Ｇ．フレイザ
ー、再発行日：１９８３年７月１９日）に開示されてお
り、通信システムがパケットを運搬することを可能にし
た。このようなパケット交換通信システムは周知であ
り、音声および非音声データの両方を運搬し、一般に、
アナログ通信システムよりも経済的かつ有用である。

【０００７】パケット交換通信システムは、パケットを
損傷する（すなわち、パケット内の信号を変化させる）
ことによって、または、パケット内の信号のうちの全部
もしくは一部を損失することによって、パケットを破壊
することがある。パケットは、変更または損失した信号
がなく伝送される場合にその「完全性」を保持する。し
かし、パケットが伝送中に破壊された場合、パケットの
完全性を判断することが不可能になる。

【０００８】単にパケットが破壊されたかどうかを判断
することは困難であるが、いったんパケットが破壊され
たと判断されれば、一般に受容されている手順は、その
パケットを廃棄し、送信者による再送を要求することで
ある。これは、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスイートおよび
その他の周知の通信プロトコル（例えば、ＬＡＰ／ＬＡ
ＰＢ／ＬＡＰＤ，Ｘ．２５／Ｘ．７５およびＱ．９２１
／Ｑ．９３１）が実際に従っていることである。

【０００９】パケットが破壊されたかどうかを判断する
ためには、パケットが破壊される方法についてある仮定
をする必要がある。パケット内の信号は変更されるが損
失しないと仮定すれば、巡回冗長検査が、パケットの完
全性が破壊されたか否かを判断する。これは多くのデー
タネットワーク（例えば、Ｘ．２５、イーサネット、Ｆ
ＤＤＩおよびＢｉｓｙｎｃ）に対する仮定および解決法
である。

【００１０】パケット内の信号が損失するが変更されな
いと仮定すると、パケット長指示子およびパケットシー
ケンス識別子が、パケットの完全性が破壊されたか否か
を判断する。これは、ＡＴ＆Ｔによって市販されている
データキット・ネットワークで使用されている仮定およ
び解決法であり、米国特許第４，８５２，１２７号（発
明者：フレイザー他、発行日：１９８９年７月２５日）
に開示されたユニバーサル・レシーバ・プロトコルにお
いて実現されている。

【００１１】「仮想回線」方式を使用するパケット交換
ネットワークは、ネットワークを通じて送信される全情
報が、情報がネットワークに提示された順序で送信成功
するようにネットワークリソースを割り当てる。このよ
うな仮想回線パケット交換ネットワークは周知であり、
一般に、非音声データを伝送し、データグラム方式より
も有用である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】仮想回線パケット交換
ネットワークでは、パケット内の信号を損失すると同時
にその残部が損傷されることがある。そのため、上記の
ネットワークに対してなされた単純化の仮定のうちのい
ずれも適当ではない。従って、仮想回線においてパケッ
トの完全性が破壊されたか否かを判断する機構を実現す
ることが問題である。巡回冗長検査、パケット長指示子
およびパケットシーケンス識別子の機構の単なる組合せ
では不十分である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術の欠
点を回避し、損失の多い通信チャネルを伝送される信号
の順序セットの破壊および損傷の両方を検出する機構を
提供する。この結果は、本発明の実施例において実現さ
れる。本発明の実施例は、通信される信号の順序セット
を入力として受信し、その信号のセットに誤り検出信号
および他の制御信号を付加する。次に、これらすべての
信号は、誤り検出信号および課金信号のうちのいくつか
が出力信号の単一のセット内に含まれるように、少なく
とも１つの出力信号のセットに分節化される。本発明の
実施例は、従来技術における解決法よりも効率的（すな
わち、オーバヘッドが少ない）であり、より容易に実現
される。

【００１４】

【実施例】［１．はじめに］理解を容易にするため、本
発明の実施例は、あるユーザ（アリス）が、仮想回線方
式を使用した通信システムによって、第２のユーザ（ボ
ブ）へ、音声または非音声データのメッセージを信頼性
高く送信したい場合を想定する。パケットの正当性を確
保するために仮想回線による試みもなされるが、実際に
は、パケットは損傷され、または、全く送達されないこ
ともある。

【００１５】しかし、仮想回線方式の顕著な特性は、仮
想回線が、パケットを損傷するか、その一部のみを送達
するか、または、全く送達しない場合にも、送達される
部分は送信された順序で送達されることである。この理
由は、同一の物理（または論理）パスが一般にパケット
内の全信号に対して使用されるためである。本実施例の
特徴は、パケットまたはパケットの一部の損傷または削
除を検出する機構を提供することである。誤り訂正は、
通常パケット再送の要求の形であるが、本実施例によっ
ては扱われず、ボブに任される（すなわち、本発明の実
施例は、高精度データ通信を完全に実現する標準的な誤
り訂正方式とともに使用される）。

【００１６】以下では、「バイト」という用語は８ビッ
トバイトを表す。８ビットバイト以外の場合に本実施例
が動作するように修正する方法はデータ通信分野の当業
者には明らかである。

【００１７】［２．パケットをフレーミングする装置］
図２の２０５に示すように、本発明の実施例は３個のモ
ジュールからなる。それらは、（１）パケットをカプセ
ル化して「フレーム」を生成するパケットカプセル化器
２１１、（２）フレームを「セル」に分節化するフレー
ム分節化器２１３、および（３）仮想回線２２５を通じ
てセルをボブへ送信するセル送信器２１５、である。

【００１８】理解を容易にするため、以下では、各モジ
ュールを、それが提供する機能によって記述することに
する。各モジュールを、専用ハードウェアまたは適切に
プログラムされた汎用ハードウェアで製造する方法は、
データ通信分野の当業者には明らかである。本実施例
は、電気技術、光技術または電気光学技術によって構成
することが望ましい。これらの技術を使用して本発明ま
たはその大部分を実施する方法は当業者には明らかであ
る。特に、上掲の米国再発行特許第３１，３１９号に記
載された種類のシステムは、本発明の実施例に直ちに適
合することが当業者には明らかである。

【００１９】図２の実施例は、アリス２０１から入力と
して「パケット」と呼ばれる信号の順序セットを受信す
る。パケットは、本実施例へのユーザ入力であり、デー
タの積み荷と考えることができる。パケット内のデータ
の内容または構造には制約はなく、任意長を有すること
が可能である（しかし、本特定実施例では０〜６５，５
３５（２¹⁶−１）バイトの長さが望ましい）。

【００２０】本実施例の第１のモジュール２１１は、パ
ケットをカプセル化して、「フレーム」として知られる
順序信号の拡大セットを生成する。図３に示すように、
フレームは信号の可変長セットであり、順に、次の６個
のフィールド、すなわち、（１）「ユーザデータ」フィ
ールド、（２）「パディング」フィールド、（３）「Ｃ
ＲＣ−データ」フィールド、（４）「シーケンス識別
子」フィールド、（５）「ユーザデータ長」フィールド
および（６）「ＣＲＣ−終端部」フィールド、からな
る。

【００２１】図４の４１１に示すように、パケットをカ
プセル化するモジュールは、少なくとも次の６個のステ
ップ、すなわち、（１）パディングフィールドを充填す
るステップ、（２）ＣＲＣ−データフィールドのＣＲＣ
チェックサムを生成するステップ、（３）シーケンス識
別子フィールドのシーケンス識別子を生成するステッ
プ、（４）ユーザデータ長フィールド内に格納されたユ
ーザデータフィールド長を生成するステップ、（５）Ｃ
ＲＣ−終端部フィールドのＣＲＣチェックサムを生成す
るステップ、および（６）フレームを生成するために、
ユーザデータフィールド、パディングフィールド、ＣＲ
Ｃ−データフィールド、シーケンス識別子フィールド、
ユーザデータ長フィールドおよびＣＲＣ−終端部フィー
ルドを順に連結するステップ、を実行する。フレーム内
のフィールドの順序は重要ではなく、本実施例は、フレ
ーム内のフィールドの順序の変更に応じて容易に修正す
ることが可能である。

【００２２】ユーザデータフィールドは、パケット（す
なわち、アリスがボブへ伝送したいメッセージ）を含
む。パケット内の情報は、変換、修正、または調整なし
でユーザデータフィールド内に入れられるため、パケッ
ト内の情報とユーザデータフィールド内の情報の間には
１対１対応がある。パケットは６５，５３５バイトまで
の任意長を有することが可能であるため、ユーザデータ
フィールドもそれが可能である。

【００２３】パディングフィールドは、フレームの全長
が８バイトの整数倍になるように０〜７バイトの任意デ
ータで、「充填」、すなわち、埋められる。好適なフレ
ーム長が８バイトの整数倍であるように選択されること
は、（１）本実施例では、「終端部」（すなわち、シー
ケンス識別子フィールド、ユーザデータ長フィールドお
よびＣＲＣ−終端部フィールド）が、全部で長さ８バイ
トであること、および（２）終端部が単一セル内に含ま
れる（詳細は後述）ようにフレームが分節化されるとい
う一般的要求、に由来する。従って、セル長およびフレ
ーム長がいずれも終端部長の整数倍である場合、フレー
ムは常に正しく分節化されることが保証される。本発明
に対する必要な修正に応じて、パディングフィールドの
バイト範囲を変更する方法は、データ通信分野の当業者
には明らかである。

【００２４】本実施例では、パディングフィールド長
（すなわち、パディングフィールドに充填される任意デ
ータのバイト数）は、ユーザデータ長の関数であり、次
のように決定される。パディングフィールド長＝（６５，５４０−ｎ）ｍｏ
ｄ８ただし、「（６５，５４０−ｎ）ｍｏｄ８」は、量
（６５，５４０−ｎ）を８で除算したときの剰余を意味
する。例えば、ユーザデータ長が１４，３８６バイトで
ある場合、パディングフィールド長は２バイトである。

【００２５】ＣＲＣ−データフィールドの長さは４バイ
トであり、ユーザデータフィールドおよびパディングフ
ィールド内の伝送誤りの検出を可能にする誤り検出スト
リングを含む。特に、ＣＲＣ−データフィールド内のデ
ータは、次の生成多項式をユーザデータフィールドおよ
びパディングフィールドの両方のデータに適用した結果
生成される巡回冗長符号である。ｇ（ｘ）＝ｘ³²＋ｘ³¹＋ｘ⁴＋ｘ³＋ｘ＋１巡回冗長符号は好適な誤り検出機構であるが、巡回冗長
符号機構の代わりに他の誤り検出機構を使用する方法は
当業者には明らかである。

【００２６】シーケンス識別子フィールドは、一般的
に、長さ３バイトであり、入力シーケンスすなわちパケ
ットの識別子を含む。シーケンス識別子は、与えられた
送信者（例えば、アリス）と与えられた受信者（例え
ば、ボブ）の間で伝送される各フレームを識別するため
に使用される。従って、各送信者（受信者）は、与えら
れた受信者に最後に送信した（送信者から最後に受信し
た）シーケンス識別子の「同期された」記録を維持しな
ければならない（すなわち、送信者および受信者の両方
の記録は同一でなければならない）。換言すれば、アリ
スがパケットをボブ、キャロルおよびデヴィッドに送信
する場合、アリスおよびボブはある同期されたシーケン
ス識別子を維持し、アリスおよびキャロルは第２の同期
されたシーケンス識別子を維持し、アリスおよびデヴィ
ッドは第３の同期されたシーケンス識別子を維持しなけ
ればならない。

【００２７】送信者が、与えられた受信者に以前にフレ
ームを送信していない場合、この送信者・受信者対のシ
ーケンス識別子は０に初期化される。その後、この送信
者・受信者対のシーケンス識別子は、送信者から受信者
へ送信されるフレームごとに１（ｍｏｄ２²⁴）だけイ
ンクリメントされる。フレームのシーケンス識別子は、
フレームが再送される場合には再使用されず、次の正し
いシーケンス識別子が使用される。

【００２８】ユーザデータ長フィールドは長さ２バイト
であり、ユーザデータフィールド長をバイト単位で表
す。ＣＲＣ−終端部フィールドは長さ３バイトであり、
ボブが終端部内の伝送誤りを検出することを可能にする
誤り検出ストリングを含む。特に、ＣＲＣ−終端部フィ
ールド内のデータは、（１）次の生成多項式を、シーケ
ンス識別子フィールドおよびユーザデータ長フィールド
の両方のデータに適用した結果の巡回冗長符号チェック
サム（「ＣＲＣ」）を生成すること、（２）そのＣＲＣ
に２を乗算すること、および（３）その積とＣ００００
５（１６進）とのビットごとの排他的ＯＲをとること、
によって決定される。ｇ（ｘ）＝ｘ²³＋ｘ²²＋ｘ²＋１

【００２９】ステップ（２）および（３）におけるＣＲ
Ｃの修正は、チェックサムが長さ２４ビット（３バイ
ト）となり、常に０でない値を有することを保証する。
ステップ（２）および（３）は、言い換えれば、Ｃ言語
の文「（ＣＲＣ＜＜１）＾０ｘＣ００００５」で表すこ
ともできる。これは好適な誤り検出機構であるが、巡回
冗長符号機構の代わりに他の誤り検出機構を使用する方
法はデータ通信分野の当業者には明らかである。

【００３０】図２の第２モジュール２１３はフレームを
セルに分節化する。本実施例では、すべてのセルの長さ
は例えば４８バイトである。他のアプリケーションで使
用する他の特定のセル長に応じて本実施例を修正する方
法はデータ通信分野の当業者には明らかである。

【００３１】図５の５１３に示すように、本実施例の図
２の第２モジュール２１３は、フレームをセルに分節化
する際に少なくとも次のステップ、すなわち、（１）必
要な場合、フレームを充填するステップ、（２）フレー
ムをセルに分割するステップ、および（３）各セルを
「ユーザデータセル」または「終端部セル」のいずれか
にマークするステップ、を実行する。

【００３２】フレーム長が４８バイトの整数倍でない場
合、フレームの全長を４８の整数倍にするために、フレ
ームに「充填バイト」を付加しなければならない。充填
バイトは値０を有する（すなわち、一般的にすべて０で
充填される）。

【００３３】フレームをセルに分割するステップは、ユ
ーザデータフィールドの第１バイトから開始し最終充填
バイトで終了する１〜ｎの番号をフレーム内のバイトに
付けることから開始する。最初の４８バイトが第１セル
に割り当てられる。次の４８バイトが第２セルに割り当
てられ、以下、フレーム全体がセルに分割されるまで同
様である。

【００３４】フレームを分節化する最終ステップは、各
セルを、それが「ユーザデータセル」かまたは「終端部
セル」であるかを示すようにマークすることである。終
端部を含まない各セルはユーザデータセルとマークさ
れ、フレームの最終セル（終端部を含む）は「終端部セ
ル」とマークされる。

【００３５】本実施例の最終モジュール２１５はマーク
されたセルを、順に、仮想回線を通じて送信する。

【００３６】［３．パケット再生装置］図２の２０７に
示すように、本発明の実施例による受信器すなわちパケ
ット再生システムは、次の３個のモジュール、すなわ
ち、（１）仮想回線２２５からセルを受信し「候補フレ
ーム」を生成するセル受信器２１７、（２）終端部の完
全性を確認する終端部確認器２１９、および（３）パケ
ットの完全性を確認するパケット確認器２２１、からな
る。

【００３７】理解を容易にするため、以下では、各モジ
ュールを、それが提供する機能によって記述することに
する。各モジュールを、専用ハードウェアまたは適切に
プログラムされた汎用ハードウェアで製造する方法は、
データ通信分野の当業者には明らかである。本実施例
は、電気技術、光技術または電気光学技術によって構成
することが望ましい。これらの技術を使用して本発明ま
たはその大部分を実施する方法は当業者には明らかであ
る。

【００３８】本実施例の第１モジュール２１７は、仮想
回線から、終端部セルを受信するまで、セルを受信し集
積する。終端部セルを受信すると、前の終端部セルの受
信後に集積された終端部セルおよびすべてのユーザデー
タセル（存在する場合）が、受信順に組み立てられ、
「候補フレーム」を形成する。

【００３９】本実施例の図２の第２モジュール２１９
は、終端部の完全性を確認する。図６の６１９に示すよ
うに、終端部の完全性を確認するステップは、次の３つ
の動作、すなわち、（１）候補フレーム内の終端部を探
索するステップ、（２）終端部の伝送誤りを検査するス
テップ、および（３）終端部を解析するステップ、から
なる。

【００４０】第２モジュールは、セルの終端から開始し
てセルの前方に向かって０でないバイトが発見されるま
で８バイトステップで終端部セルを走査することによ
り、候補セル内の終端部を探索する。ＣＲＣ−終端部内
のデータの最終バイトは、フレーミングプロセス中に、
常に０でないように修正されているため、この０でない
バイトは終端部の終端を発見するためのデリミタの役割
を果たす。

【００４１】セルの最終４１バイト内に０でないバイト
が発見されない場合、伝送誤りが生じている。このよう
な場合、候補フレームは廃棄され、パケットを再生する
プロセスは終了し、アリスからのパケットの送信の際に
誤りが生じたことを示すメッセージがボブに送信され
る。

【００４２】終端部が発見されると、第２モジュール
は、終端部内の信号を、ＣＲＣ−終端部フィールド内の
データを生成するために使用したのと同一の生成多項式
を有する巡回冗長符号機構に送ることによって終端部の
伝送誤りを検査する。

【００４３】巡回冗長符号検査の結果が、終端部内のデ
ータが損傷されていることを示す場合、候補フレームは
廃棄され、パケットを再生するプロセスは終了し、誤り
が生じたことを示すメッセージをボブに送信する。

【００４４】終端部の完全性が確認されると、第２モジ
ュールは終端部を解析する。終端部は長さ８バイトであ
り、次のように解析される。すなわち、終端部の最初の
３バイトはシーケンス識別子フィールドを含み、次の２
バイトはユーザデータ長フィールドを含む。

【００４５】本実施例の第３モジュール２２１は、パケ
ット（すなわち、ユーザデータフィールド内のユーザデ
ータ）の完全性を確認する。図７の７２１に示すよう
に、ユーザデータの完全性を検査する動作は、次の４つ
のステップ、すなわち、（１）候補フレーム内のユーザ
データ長とデータセル数の整合性を検査するステップ、
（２）シーケンス識別子を確認するステップ、（３）ユ
ーザデータ長を確認するステップ、および（４）ユーザ
データの完全性を検査するステップ、からなる。

【００４６】ユーザデータ長フィールドの値が３６以下
である場合（候補フレームが１セル内に入ることを意味
する）、候補フレーム内のデータセルは廃棄され、候補
フレームは、再生プロセスのこの時点以後、終端セルの
みを含むものとみなす。

【００４７】本実施例の第３モジュールは、候補フレー
ムのシーケンス識別子が前フレームのものよりも１（ｍ
ｏｄ２²⁴）だけ大きいことを保証するために、前フレ
ームのシーケンス識別子のボブの記録に対して、候補フ
レームのシーケンス識別子を検査する。その結果にかか
わらず、前フレームのシーケンス識別子のボブの記録は
候補フレームのシーケンス識別子によって更新される。
しかし、候補フレームのシーケンス番号がシーケンス外
であり、ユーザデータ長が３７以上である場合、候補フ
レームは廃棄され、パケットを再生するプロセスは終了
し、誤りが生じたことを示すメッセージがボブに送信さ
れる。

【００４８】次に、ユーザデータ長が候補フレームのユ
ーザデータフィールドおよびパディングフィールド内の
全バイト数以下であることを保証するために、ユーザデ
ータ長が検査される。この条件が満たされない場合、候
補フレームは廃棄され、パケットを再生するプロセスは
終了し、誤りが生じたことを示すメッセージがボブに送
信される。満たされる場合、ユーザデータ長は、パディ
ングからユーザデータを解析するために使用される。

【００４９】ユーザデータは、ユーザデータ、パディン
グ信号およびＣＲＣ−データを、ＣＲＣ−データフィー
ルド内のデータを生成するために使用した生成多項式を
有する巡回冗長符号機構に送ることによって、伝送誤り
が検査される。巡回冗長符号機構の結果が、ユーザデー
タおよびパディングが損傷されていることを示す場合、
候補フレームは廃棄され、パケットを再生するプロセス
は終了し、誤りが生じたことを示すメッセージがボブに
送信される。そうでない場合、ユーザデータは完全に損
傷されずに受信されており、その後は、ボブ２０３に送
信された元のパケットであるとみなされる。

【００５０】［４．パケットを再生する別の装置］この
節は、第３節で提示したものとは別の、パケットを再生
する装置を提示する。

【００５１】図２の２０７に示すように、本発明の実施
例による受信器すなわちパケット再生システムは、次の
３個のモジュール、すなわち、（１）仮想回線２２５か
らセルを受信し「候補フレーム」を生成するセル受信器
２１７、（２）終端部の完全性を確認する終端部確認器
２１９、および（３）パケットの完全性を確認するパケ
ット確認器２２１、からなる。

【００５２】理解を容易にするため、以下では、各モジ
ュールを、それが提供する機能によって記述することに
する。各モジュールを、専用ハードウェアまたは適切に
プログラムされた汎用ハードウェアで製造する方法は、
データ通信分野の当業者には明らかである。本実施例
は、電気技術、光技術または電気光学技術によって構成
することが望ましい。これらの技術を使用して本発明ま
たはその大部分を実施する方法は当業者には明らかであ
る。

【００５３】本実施例の第１モジュール２１７は、仮想
回線から、終端部セルを受信するまで、セルを受信し集
積する。終端部セルを受信すると、前の終端部セルの受
信後に集積された終端部セルおよびすべてのユーザデー
タセル（存在する場合）が、受信順に組み立てられ、
「候補フレーム」を形成する。第１モジュールは候補フ
レームを第２モジュール２１９に渡す。

【００５４】本実施例の図２の第２モジュール２１９
は、終端部の完全性を確認する。図６の６１９に示すよ
うに、終端部の完全性を確認するステップは、次の３つ
の動作、すなわち、（１）候補フレーム内の終端部を探
索するステップ、（２）終端部の伝送誤りを検査するス
テップ、および（３）終端部を解析するステップ、から
なる。

【００５５】第２モジュール６１９は、終端部セルの終
端から開始して終端部セルの前方に向かって０でないバ
イトが発見されるまで８バイトステップで終端部セルを
走査することにより、候補フレーム内の終端部を探索す
る。（後述の第５．１および５．２節の終端部セルフォ
ーマット参照。）ＣＲＣ−終端部内のデータの最終バイ
トは、フレーミングプロセス中に、常に０でないように
修正されているため、この０でないバイトは終端部セル
内の終端部の終端を発見するためのデリミタの役割を果
たす。

【００５６】セルの最終４１バイト内に０でないバイト
が発見されない場合、伝送誤りが生じたと判断される。
４１という数は、セル長（４８バイト）から、終端部長
（８バイト）を引き、１を加えて導出される。セルまた
は終端部の長さの変化に応じてこのテストを修正する方
法は当業者には明らかである。伝送誤りが生じたと判断
される場合、第２モジュール６１９は候補フレームを廃
棄し、パケットの再生を中断し、アリスからのパケット
の送信において誤りが発生したことを示すメッセージを
ボブに送信する。

【００５７】終端部が発見された後、第２モジュール６
１９は、終端部内の信号を、ＣＲＣ−終端部フィールド
内のデータを生成するために使用したのと同一の生成多
項式を有する巡回冗長符号機構に送ることによって終端
部の伝送誤りを検査する。

【００５８】巡回冗長符号検査の結果が、終端部内のデ
ータが損傷されていることを示す場合、第２モジュール
６１９は候補フレームを廃棄し、パケットの再生を中断
し、アリスからのパケットの送信において誤りが発生し
たことを示すメッセージをボブに送信する。

【００５９】巡回冗長符号検査の結果が、終端部内のデ
ータが損傷されていないことを示す場合、第２モジュー
ル６１９は、終端部を（１）シーケンス識別子、（２）
ユーザデータ長、および（３）ＣＲＣ−終端部へと解析
する。第２節で述べたように、終端部は長さ８バイトで
ある。終端部は次のように解析される。すなわち、終端
部の最初の３バイトはシーケンス識別子フィールドを表
し、次の２バイトはユーザデータ長フィールドを表し、
最後の３バイトはＣＲＣ−終端部を表す。第２モジュー
ル６１９は候補フレーム、シーケンス識別子およびユー
ザデータ長を第３モジュール２２１に渡す。

【００６０】第３モジュール２２１は、パケット（すな
わち、ユーザデータフィールド内のユーザデータ）の完
全性を確認する。図８の８２１に示すように、ユーザデ
ータの完全性を検査する動作は、シーケンス識別子フィ
ールド内の整数値がアリスによって送信された最後のシ
ーケンス識別子よりも１（ｍｏｄ２²⁴）だけ大きいか
どうかを検査することによって開始する。この検査によ
って、ボブは、アリスからの最後の終端部セルの受信後
に終端部セルが損失したかどうかを判断することができ
る。

【００６１】図８の８０１および８０３に示すように、
第３モジュール２２１が、シーケンス識別子が予想通り
である（従って、それまでに損失したパケットはない）
と判断した場合、第３モジュール２２１は（１）このシ
ーケンス識別子を記録し（従って、最終受信シーケンス
識別子の記録を置換する）、（２）ユーザデータ長が候
補フレームのユーザデータフィールドおよびパディング
フィールド内のバイト数以下であるかどうか判断するた
めの検査を行う。

【００６２】このテストの結果が否定である場合（現在
の終端部セルに関連するデータセルのうちの一部または
全部が損失したことを意味する）、候補フレームは損傷
されていると判断されて廃棄され、パケットを再生する
プロセスは終了し、伝送誤りが生じたことを示すメッセ
ージがボブに送信される。ユーザデータ長をユーザデー
タフィールドおよびパディングフィールドのバイト数と
比較するテストの結果が肯定である場合（現在の終端部
セルに関連するデータセルがすべて受信されたと思われ
ることを意味する）、第３モジュール２２１は、図８の
８１１において、ユーザデータ長を使用して、パディン
グからユーザデータを解析し、それらを両方とも８１３
のＣＲＣ−データ検査動作に渡す。

【００６３】図８の８０１および８０３に示すように、
第３モジュール２２１が、シーケンス識別子が連続して
いない、すなわち、予想より多い（ｍｏｄ２²⁴）と判
断した場合（最後の終端部セルの受信後に終端部セルが
損失したことを意味する）、第３モジュール２２１は、
この不連続性にかかわらず、現在のシーケンス識別子を
記録する（従って最終受信シーケンス識別子の記録を置
換する）。この理由は、このような記録は、アリスおよ
びボブのそれぞれのシーケンス識別子記録を再同期する
効果を有するためである。

【００６４】シーケンス識別子の不連続性を検出する
と、第３モジュール２２１は、８０５で、最終正当パケ
ットの受信後のある時点でセルが送信中に損失している
という証拠にもかかわらず、現在の終端部セルに関連す
るユーザデータを、ある状況では、利用することを試み
る。現在の終端部に関連するユーザデータが現在の終端
部セルに完全に含まれている場合、このユーザデータを
利用することが可能な場合がある。

【００６５】これを実行するため、第３モジュール２２
１は、８０５で、ユーザデータ長が３７未満であるかど
うか（すなわち、現在の終端部に関連するユーザデータ
が終端部によって占有されていないセルの残部に入り得
るかどうか）テストする。３７という数は、セル長（４
８バイト）から終端部長（８バイト）を引き、ＣＲＣ−
データフィールド長（４バイト）を引き、１を加えて導
出される。

【００６６】セル長、終端部長またはＣＲＣ−データフ
ィールド長のいずれかの変化に応じてこのテストを修正
する方法は当業者には明らかである。このテストの結果
が否定である場合（現在の終端部セルに関連するデータ
セルのうちの一部または全部が損失したことを意味す
る）、候補フレームは損傷されていると判断されて廃棄
され、パケットを再生するプロセスは終了し、伝送誤り
が生じたことを示すメッセージがボブに送信される。

【００６７】ユーザデータ長を３７と比較するテストの
結果が肯定である場合（ユーザデータが完全に終端部セ
ル内にあることを意味する）、第３モジュールは、８１
１で、ユーザデータ長を使用してユーザデータをパディ
ングから解析し、それら両方を８１３のＣＲＣ−データ
検査動作に渡す。

【００６８】ユーザデータは、ユーザデータ、パディン
グ信号およびＣＲＣ−データを、ＣＲＣ−データフィー
ルド内のデータを生成するために使用した生成多項式を
有する巡回冗長符号機構に送ることによって、伝送誤り
が検査される。巡回冗長符号機構の結果が、ユーザデー
タおよびパディングが損傷されていることを示す場合、
候補フレームは損傷されていると判断されて廃棄され、
パケットを再生するプロセスは終了し、伝送誤りが生じ
たことを示すメッセージがボブに送信される。そうでな
い場合、ユーザデータは完全に損傷されずに受信された
と判断され、ボブ２０３に送信される。

【００６９】［５．例］［５．１単一セル内に入るパケット］パケット「Ｈｅ
ｌｌｏｗｏｒｌｄ＜ＣＲ＞＜ＬＦ＞」（１３バイト）
を含むフレームのサンプルを表１に示す。

【００７０】

【表１】

【００７２】［５．２複数のセルを必要とするパケッ
ト］パケット「Ｔｈｅｆａｕｌｔ，ｄｅａｒＢｒ
ｕｔｕｓ，ｉｓｎｏｔｉｎｏｕｒｓｔａｒｓ，
＜ＣＲ＞＜ＬＦ＞Ｂｕｔｉｎｏｕｒｓｅｌｖｅ
ｓ．．．＜ＣＲ＞＜ＬＦ＞」（６７バイト）を含むフレ
ームのサンプルを表２に示す。

【００７３】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、仮
想回線パケット交換ネットワークにおいて、パケット内
の信号を損失すると同時にその残部が損傷された場合
に、仮想回線においてパケットの完全性が破壊されたか
否かを判断する機構が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】２人の間に通信施設を提供する通信ネットワー
クの例の図である。

【図２】通信システムにおける誤り検出を実行する本発
明の実施例の図である。

【図３】ユーザデータおよびその他の課金情報を含む例
示的なフレームのフォーマットの図である。

【図４】図２のパケットカプセル化モジュールによって
実行される機能の図である。

【図５】図２のフレーム分節化モジュールによって実行
される機能の図である。

【図６】図２の終端部確認モジュールによって実行され
る機能の図である。

【図７】図２のパケット確認モジュールによって実行さ
れる機能の図である。

【図８】図７のもう１つのパケット確認モジュールによ
って実行される機能の図である。

【符号の説明】

１０１アリス１０３ボブ１０５システム局１０７システム局１０９通信ネットワーク２０１アリス２０３ボブ２１１パケットカプセル化器２１３フレーム分節化器２１５セル送信器２１７セル受信器２１９終端部確認器２２１パケット確認器２２５仮想回線

【表２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０４Ｑ 11/04 Ｓ (72)発明者チャールズアール．カルマニック、ジュニアアメリカ合衆国 07078 ニュージャージーショートヒルズ、グレートヒルズロード 86 (72)発明者ウィリアムトッドマーシャルアメリカ合衆国 07928 ニュージャージーチャサム、ノースサミットアヴェニュー 113 (56)参考文献特開昭58−165445（ＪＰ，Ａ) 特開平３−196739（ＪＰ，Ａ) 特開平２−205149（ＪＰ，Ａ) 特表昭62−502160（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号の順序セットに基づいて出力信
号の少なくとも２つの順序セットを生成する装置におい
て、入力信号の各順序セットに対して、（１）該入力信号の順序セットを表すデータ信号の順序
セットと、（２）前記データ信号の順序セットに基づく誤り検出信
号の第１順序セットと、（３）入力信号の順序セットを識別するシーケンス識別
信号の順序セットと、（４）前記データ信号の順序セットの長さに基づく長さ
信号の順序セットと、（５）前記シーケンス識別信号の順序セットおよび前記
長さ信号の順序セットに基づく誤り検出信号の第２順序
セットとを形成する信号形成手段（２１１）と、前記シーケンス識別信号の順序セット、前記長さ信号の
順序セット、および、前記誤り検出信号の第２順序セッ
トが出力信号の単一の順序セット内に含まれ、かつ、前
記データ信号の順序セットの少なくとも一部が出力信号
の別の順序セットに含まれるように、出力信号の順序セ
ットを生成する手段（２１３）とからなることを特徴と
する信号生成装置。
【請求項２】前記信号形成手段は、前記誤り検出信号の第１順序セットを生成する手段（４
１１）と、前記長さ信号の順序セットを生成する手段（４１１）
と、前記誤り検出信号の第２順序セットを生成する手段（４
１１）とをさらに有することを特徴とする請求項１に記
載の装置。
【請求項３】前記誤り検出信号の第１順序セットを生
成する手段は、巡回冗長符号を生成する手段をさらに有
することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】前記巡回冗長符号を生成する手段は、ｇ
（ｘ）＝ｘ³²＋ｘ³¹＋ｘ⁴＋ｘ³＋ｘ＋１に等しい生成多
項式に基づいて巡回冗長符号を生成する手段からなるこ
とを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】前記誤り検出信号の第２順序セットを生
成する手段は、巡回冗長符号を生成する手段をさらに有
することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項６】前記巡回冗長符号を生成する手段は、ｇ
（ｘ）＝ｘ²³＋ｘ²²＋ｘ²＋１に等しい生成多項式に基
づいて巡回冗長符号を生成する手段からなることを特徴
とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】出力信号の各順序セットが出力信号の順
序セットの２つの可能な種類のうちのいずれであるかを
識別する手段をさらに有することを特徴とする請求項１
に記載の装置。
【請求項８】入力信号の少なくとも２つの順序セット
に基づいて出力信号の順序セットを生成する装置におい
て、該装置は、入力信号の単一の順序セットが、シーケンス識別信号の
順序セット、長さ信号の順序セット、および、誤り検出
信号の第１順序セットを含むように、入力信号の少なく
とも２つの順序セットから候補信号の順序セットを形成
する手段（２１９）と、前記候補信号の順序セットを解析する信号解析手段（２
２１）とからなり、該候補信号の順序セットは、（１）前記出力信号の順序セットを表すデータ信号の順
序セットと、（２）前記データ信号の順序セットに基づく誤り検出信
号の第２順序セットと、（３）前記候補信号の順序セットを識別する前記シーケ
ンス識別信号の順序セットと、（４）前記データ信号の順序セットの長さを表す前記長
さ信号の順序セットと、（５）前記シーケンス識別信号の順序セットおよび前記
長さ信号の順序セットに基づく前記誤り検出信号の第１
順序セットとからなることを特徴とする信号生成装置。
【請求項９】前記信号解析手段は、巡回冗長符号によ
って前記データ信号の順序セットを検査する手段をさら
に有することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】前記データ信号の順序セットを検査す
る手段は、ｇ（ｘ）＝ｘ³²＋ｘ³¹＋ｘ⁴＋ｘ³＋ｘ＋１に
等しい生成多項式によって定義される巡回冗長符号によ
って前記データ信号の順序セットを検査する手段からな
ることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】前記信号解析手段は、巡回冗長符号に
よって前記シーケンス識別信号の順序セットおよび前記
長さ信号の順序セットの完全性を検査する手段をさらに
有することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１２】前記シーケンス識別信号の順序セット
および前記長さ信号の順序セットを検査する手段は、ｇ
（ｘ）＝ｘ²³＋ｘ²²＋ｘ²＋１に等しい生成多項式によ
って定義される巡回冗長符号によって前記シーケンス識
別信号の順序セットおよび前記長さ信号の順序セットを
検査する手段からなることを特徴とする請求項１１に記
載の装置。
【請求項１３】入力信号の各順序セットが入力信号の
順序セットの２つの可能な種類のうちのいずれであるか
を識別する手段をさらに有することを特徴とする請求項
８に記載の装置。
【請求項１４】入力信号の順序セットに基づいて出力
信号の少なくとも２つの順序セットを生成する方法にお
いて、（１）前記入力信号の順序セットを表すデータ信号の順
序セットと、（２）前記データ信号の順序セットに基づく誤り検出信
号の第１順序セットと、（３）出力信号の順序セットを識別するシーケンス識別
信号の順序セットと、（４）前記データ信号の順序セットの長さを表す長さ信
号の順序セットと、（５）前記シーケンス識別信号の順序セットおよび前記
長さ信号の順序セットに基づく誤り検出信号の第２順序
セットとからなる入力信号の拡大順序セットを形成する
信号形成ステップと、前記シーケンス識別信号の順序セット、前記長さ信号の
順序セット、および、前記誤り検出信号の第２順序セッ
トが出力信号の単一の順序セット内に含まれ、かつ、前
記データ信号の順序セットの少なくとも一部が出力信号
の別の順序セットに含まれるように、前記入力信号の拡
大順序セットに基づいて出力信号の順序セットを生成す
るステップとからなることを特徴とする信号生成方法。
【請求項１５】前記信号形成ステップは、前記誤り検出信号の第１順序セットを生成するステップ
と、前記長さ信号の順序セットを生成するステップと、前記誤り検出信号の第２順序セットを生成するステップ
とをさらに有することを特徴とする請求項１４に記載の
方法。
【請求項１６】前記誤り検出信号の第１順序セットを
生成するステップは、巡回冗長符号を生成するステップ
をさらに有することを特徴とする請求項１５に記載の方
法。
【請求項１７】前記巡回冗長符号を生成するステップ
は、ｇ（ｘ）＝ｘ³²＋ｘ³¹＋ｘ⁴＋ｘ³＋ｘ＋１に等しい
生成多項式によって定義される巡回冗長符号を生成する
ステップからなることを特徴とする請求項１６に記載の
方法。
【請求項１８】前記誤り検出信号の第２順序セットを
生成するステップは、巡回冗長符号を生成するステップ
をさらに有することを特徴とする請求項１５に記載の方
法。
【請求項１９】前記巡回冗長符号を生成するステップ
は、ｇ（ｘ）＝ｘ²³＋ｘ²²＋ｘ²＋１に等しい生成多項
式によって定義される巡回冗長符号を生成するステップ
からなることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】出力信号の各順序セットが出力信号の
順序セットの２つの可能な種類のうちのいずれであるか
を識別するステップをさらに有することを特徴とする請
求項１４に記載の方法。
【請求項２１】入力信号の少なくとも２つの順序セッ
トに基づいて出力信号の順序セットを生成する方法にお
いて、入力信号の単一の順序セットが、シーケンス識別信号の
順序セット、長さ信号の順序セット、および、誤り検出
信号の第１順序セットを含むように、入力信号の少なく
とも２つの順序セットから候補信号の順序セットを形成
するステップと、前記候補信号の順序セットを解析する信号解析ステップ
とからなり、該候補信号の順序セットは、（１）前記出力信号の順序セットを表すデータ信号の順
序セットと、（２）前記データ信号の順序セットに基づく誤り検出信
号の第２順序セットと、（３）前記候補信号の順序セットを識別する前記シーケ
ンス識別信号の順序セットと、（４）前記データ信号の順序セットの長さを表す前記長
さ信号の順序セットと、（５）前記シーケンス識別信号の順序セットおよび前記
長さ信号の順序セットに基づく前記誤り検出信号の第１
順序セットとからなることを特徴とする信号生成方法。
【請求項２２】前記信号解析ステップは、巡回冗長符
号によって前記データ信号の順序セットの完全性を検査
するステップをさらに有することを特徴とする請求項２
１に記載の方法。
【請求項２３】前記データ信号の順序セットの完全性
を検査するステップは、ｇ（ｘ）＝ｘ³²＋ｘ³¹＋ｘ⁴＋
ｘ³＋ｘ＋１に等しい生成多項式によって定義される巡
回冗長符号によって前記データ信号の順序セットの完全
性を検査するステップからなることを特徴とする請求項
２２に記載の方法。
【請求項２４】前記信号解析ステップは、巡回冗長符
号によって前記シーケンス識別信号の順序セットおよび
前記長さ信号の順序セットの完全性を検査するステップ
をさらに有することを特徴とする請求項２１に記載の方
法。
【請求項２５】前記シーケンス識別信号の順序セット
および前記長さ信号の順序セットの完全性を検査するス
テップは、ｇ（ｘ）＝ｘ²³＋ｘ²²＋ｘ²＋１に等しい生
成多項式によって定義される巡回冗長符号によって前記
シーケンス識別信号の順序セットおよび前記長さ信号の
順序セットの完全性を検査するステップからなることを
特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】入力信号の各順序セットが入力信号の
順序セットの２つの可能な種類のうちのいずれであるか
を識別するステップをさらに有することを特徴とする請
求項２１に記載の方法。
【請求項２７】（１）パケットに基づく第１誤り検出
信号を含むパケットと、（２）フレームを識別するシーケンス識別子と、（３）前記シーケンス識別子に基づく第２誤り検出信号
とからなるフレームを形成する手段と、前記シーケンス識別子および前記第２誤り検出信号が１
つのセルに入り、前記パケットの少なくとも一部が少な
くとも１つの別のセルに入るように、前記フレームを少
なくとも２つのセルに分節化する手段とからなることを
特徴とする、パケットをフレーム化する装置。
【請求項２８】前記フレームは、（４）前記パケット
の長さに基づく長さ指示子、をさらに有することを特徴
とする請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】前記第２誤り検出信号は前記長さ指示
子にも基づくことを特徴とする請求項２８に記載の装
置。
【請求項３０】前記シーケンス識別子、前記誤り検出
信号、および、前記長さ指示子が単一のセルに入るよう
に、前記フレームが分節化されることを特徴とする請求
項２９に記載の装置。
【請求項３１】候補フレーム内のセルのうちの１つが
シーケンス識別子および第１誤り検出信号を含むよう
に、少なくとも２つのセルから候補フレームを形成する
手段と、前記候補フレームを解析して、（１）パケットに基づく第２誤り検出信号を含むパケッ
トと、（２）前記候補フレームを識別する前記シーケンス識別
子と、（３）前記シーケンス識別子に基づく前記第１誤り検出
信号とを形成する手段とからなることを特徴とするパケ
ット再生装置。
【請求項３２】前記候補フレームは、（４）前記パケ
ットの長さに基づく長さ指示子、をさらに有することを
特徴とする請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】前記第１誤り検出信号は前記長さ指示
子にも基づくことを特徴とする請求項３２に記載の装
置。
【請求項３４】前記候補フレーム内のセルのうちの１
つが、前記シーケンス識別子、前記誤り検出信号、およ
び、前記長さ指示子からなることを特徴とする請求項３
３に記載の装置。
【請求項３５】（１）パケットに基づく第１誤り検出
信号を含むパケットと、（２）フレームを識別するシーケンス識別子と、（３）前記シーケンス識別子に基づく第２誤り検出信号
とからなるフレームを形成するステップと、前記シーケンス識別子および前記第２誤り検出信号が１
つのセルに入り、前記パケットの少なくとも一部が少な
くとも１つの別のセルに入るように、前記フレームを少
なくとも２つのセルに分節化するステップとからなるこ
とを特徴とする、パケットをフレーム化する方法。
【請求項３６】前記フレームは、（４）前記パケット
の長さに基づく長さ指示子、をさらに有することを特徴
とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】前記第２誤り検出信号は前記長さ指示
子にも基づくことを特徴とする請求項３６に記載の方
法。
【請求項３８】前記シーケンス識別子、前記誤り検出
信号、および、前記長さ指示子が単一のセルに入るよう
に、前記フレームが分節化されることを特徴とする請求
項３７に記載の方法。
【請求項３９】候補フレーム内のセルのうちの１つが
シーケンス識別子および第１誤り検出信号を含むよう
に、少なくとも２つのセルから候補フレームを形成する
ステップと、前記候補フレームを解析して、（１）パケットに基づく第２誤り検出信号を含むパケッ
トと、（２）前記候補フレームを識別する前記シーケンス識別
子と、（３）前記シーケンス識別子に基づく前記第１誤り検出
信号とに分解するステップとからなることを特徴とする
パケット再生方法。
【請求項４０】前記候補フレームは、（４）前記パケ
ットの長さに基づく長さ指示子、をさらに有することを
特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】前記第１誤り検出信号は前記長さ指示
子にも基づくことを特徴とする請求項４０に記載の方
法。
【請求項４２】前記候補フレーム内のセルのうちの１
つが、前記シーケンス識別子、前記誤り検出信号、およ
び、前記長さ指示子からなることを特徴とする請求項４
１に記載の方法。