JPH0630484B2 - 送信エラーの検出及び回復方法 - Google Patents

送信エラーの検出及び回復方法

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JPH0630484B2
JPH0630484B2 JP61275519A JP27551986A JPH0630484B2 JP H0630484 B2 JPH0630484 B2 JP H0630484B2 JP 61275519 A JP61275519 A JP 61275519A JP 27551986 A JP27551986 A JP 27551986A JP H0630484 B2 JPH0630484 B2 JP H0630484B2
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  • Communication Control (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この発明は非同期通信システムに関するものであり、特
に、非同期通信回線上の送信エラーを検出し、回復させ
るプロトコルに関するものである。
B.従来技術 従来、非同期動作モードを使用する遠隔アクセス通信
は、エラー検出については、送信データの各バイトにお
ける簡単なパリテイ構成、たとえばバイト境界における
パリテイ検査ビツトに依存していた。これは通常、8ビ
ツトのうちの1ビツトを、奇偶性のため留保し、残りの
7ビツトをデータのために使用することを意味した。し
かし、一般に、通信階層中のより高度の層に使用するに
は、1バイト中の8ビツトすべてが必要となる。さら
に、1ビツトによるパリテイ構成では、既存のシステム
が単にエラーを検出できるだけで、自動修正および回復
の一方または双方を行うことはできない。従つて、誤送
されたと思われるデータの再送信を要求することによ
り、回復を試みることは、エンド・ユーザにゆだねられ
ていた。ビデオテツクスおよび付随の表示データ符号化
構成、たとえば、北米表示レべル・プロトコル・シンタ
ツクス(NAPLPS)等の出現により、送信エラーの
回復の必要性は、従来予測されたより、さらに明白とな
つた。これは、これらのデータ符号化体系が高度の圧縮
を利用しているためである。1バイト中にエラーがあれ
ば、エンド・ユーザの理解に極めて重要な違いが出る。
このようなエラーの頻度および程度が大きいと、ビデオ
テツクスの使いやすさが著しく損われる恐れがある。
従来技術では、パリティ検査ビツトをストリツピング
し、データを、チエツクサム・ビツトを有するパケツト
に再フォーマツト化して送信し、次に受信したデータを
使用可能な標準形式に戻すことにより、非同期通信のデ
ータ容量の損失を防止しながら、エラー制御を改善する
試みが行なわれてきた。かかるシステムの例は、米国特
許第4377862号明細書に開示されている。しか
し、このようなシステムは、標準モデムと互換性のある
特別のハードウエアを必要とし、ソフトウエアだけで実
行することはできない。この問題に対処する他の試み、
または可能性のある試み、たとえば双同期、または他の
モードの送信は、すべて特別なハードウエア、または異
種の、より高価なオペレーテイングシステムの追加が必
要である。他の従来技術の例は、米国特許第43040
01号明細書、および米国特許第3676859号明細
書に示されている。
C.発明が解決しようとする問題点 いずれの場合にも、非同期送信エラーを、安価で、効率
良く、自動的に検出し、修正するとともに、標準モデム
と共に使用することのできるシステムは、現在知られて
いない。この発明のシステムは、この目的のために考え
出されたものである。
D.問題点を解決するための手段 この発明は、データ・リンク・レべルの非同期通信モー
ドにおける送信エラーの自動検出および回復のための、
より高いレべルで完全な透過性を有するシステムまたは
構成に関するものである。このシステムの特徴には、再
送信が、チエツクサム・エラーを有するパケツトに続く
パケツトのみに限定されるように、データ・パケツトの
列のチエツクサムを行うことが含まれる。かかる構成
は、全部の再送信を必要とするいかなる構成よりも、送
信を完了させる機会が大きい。
さらにこの発明の特徴は、非同期送信の各(nバイト
の)データ・パケツト中に、テキスト終了(ETX)バ
イトの組合わせを使用することである。まず、パケツト
からなるデータをアセンブルした後、各パケツト毎にE
TX文字を動的に選択する。この文字は、各パケツト中
の残りの文字コードとは異なるコードになり、同パケツ
トのテキスト開始バイト(STX)に続く第2のバイト
となる。各パケツト中の第3のバイトは、前のETXバ
イトの補数であり、このETXバイトは、パケツトの最
後のバイトにもなる。したがつて、各パケツトの第2バ
イトおよび最後のバイトは同一で、他のすべてのバイト
とは異なり、第3のバイトはこれらの補数である。各パ
ケツトの他のバイトは、所定の送信列のパケツト集合中
のパケツトの位置を示す1バイト、パケツト集合を他の
送信列と区別する1バイト、パケツト中のデータ・バイ
トの数を示す2バイト、パケツトの機能性を示す制御文
字として作用する1バイト、データ・バイト、および最
後のETXバイトの前の2つのチェックサム・バイトで
ある。また、機能性バイトには、受信側に、すでに正し
く受信したパケツトに関し、肯定応答(ACK)または
否定応答(NACK)パケツトで応答することを求める
“休止”文字を含むこともある。これにより、肯定応答
保留のパケツトの数が制限され、送信側で記憶するデー
タが少くなる。前記の改良されたバイトの組合わせを含
むパケツトを送信することにより、パケツト中でエラー
を検出した際、送信側に直ちに通知され、従来技術のよ
うに、列全体の始めからではなく、エラーのあるパケツ
トからのみ再送信が行われる。
この発明は特に、パーソナル・コンピユータ(PC)と
の通信およびPC間の通信を伴なうシステム、および、
一般にテレソフトウエアの目的に非同期モデムを使用す
るシステムに適する。この発明は、大型のホスト・コン
ピユータまたはネツトワークを必要とせず2地点間通信
のための標準モデムを使用するあらゆるPCユーザが使
用できるソフトウエア製品の形で具体化することができ
るが、中央システムおよびビデオテツクス・ネツトワー
クにも適している。
E.実施例 第1図に示されるように、この発明を組み込むのに適す
るシステムには、メインフレーム、ネツトワーク、また
はパーソナル・コンピユータの形のホスト・コンピユー
タ10と、適当な送信回線30を介して非同期送信を交
換する受信端末装置20、通常パーソナル・コンピユー
タが含まれる。この発明は特にビデオテツクス送信を扱
うのに適する。
ホストから端末、または端末からホストへの送信はすべ
て、パケツトの形で行われる。パケツトを含むこれらの
データは可変長であるが、各パケツトの長さはnバイト
(この発明が提唱するすべての制御バイトを含めて)以
内である。この最大の長さを選択する際にはかね合いを
考えなければならない。最大の長さを増大させると、一
般にCPUのオーバーヘツドが低下するとともに、アプ
リケーシヨンが認識できるデータ・ユニツト当たりの送
信時間もわずかに(ただし目に見える程ではなく)低下
する。一方、パケツトが大きくなる程、ホストに大きい
送信バツフアが必要になる。パケツト化には、送信する
データの再フオーマツト化が必要なため、アプリケーシ
ヨン・バツフア以外にこれらのバツフアが必要となる。
バツフアが小さいと、消費されるホストのメモリは少な
くなるが、バツフアのセツトアツプ等のために余分のC
PUサイクルが必要になる。パケツトの長さの範囲は、
11バイト(データなし)から、大きいデータ・ユニツ
トを多重パケツトに分離するのに用いる“フル”パケツ
トを構成する長さまで、どのようにもすることができ
る。好ましい実施例では、“フル”パケツトの長さは2
56バイトのように大きくすることができる。この明細
書に述べるこの発明による体系は、長さが11バイトか
ら258バイトまでのすべてのパケツトが使用できるよ
うに意図されている。
第2図は、リンク・レべルにおけるデータ・パケツトの
例のレイアウトを示す。第2図で見られるように、パケ
ツトの第1の、すなわち開始バイトは常に文字STX
(ASCIIコード・ポイント“02”)である。第2
のバイトはETX文字を表わし、これがパケツト中に再
び実現すると、このパケツトの終りを示す。第3のバイ
トはETX文字の論理補数(後に詳述する)を表わし、
ETXINVと称する。第4のバイトは順序フイールド
と呼ぶ8ビツトの無符号の整数を含む。順序フイールド
は、高い層のプロトコルのためのデータ・ユニツト(ビ
デオテツクス・ページ等)を表わすパケツト集合内の、
パケツトの相対番号を示す。順序番号は1から始まり、
255までである。したがつて、1単位として送信でき
るデータ・バイトの最大数は62475(245×25
5)バイトである。第5および第6のバイトは、パケツ
ト中のデータ・バイトの数を表わす16ビツトの無符号
の整数を形成する。これは0から245までである。第
7のバイトは順序制御フラグで、1つのデータ・ユニツ
ト(パケツト集合)と、後続のものとを区別する。第8
のバイトは8ビツトの制御フイールドで、その内容は第
1表に示すとおりである。
制御フイールドの後にm個のデータ・バイト(m=0〜
245)が続く。データ・バイトの次にパケツトのチエ
ツクサムである2バイトが続く。チエツクサムは、ST
X、最初のETXバイト、およびETXINVの後、最
後のデータ・バイトまでのバイトすべてについて計算さ
れる。したがつて、チエツクサムには順序、カウントお
よびデータ・バイトが含まれる。チエツクサムは、必要
なバイトの直接合計により計算することができ、2バイ
トに入る値が得られる。別法として巡回冗長検査が可能
であり、この場合にも2バイトの検査合計が必要であ
る。いずれの場合も、パケツトは同形式であるが、チエ
ツクサムが異なる。
この発明の実施には、下記のアルゴリズムを用いて発生
させ検査した、巡回冗長検査(CRC)に基づくチエツ
クサムを使用することが好ましい。このアルゴリズム
は、エラー検出能力にすぐれ、ソフトウエアの実行の効
率が高いために選択されたものであるが、この目的に適
した他のアルゴリズムを使用することも可能であり、こ
の発明の範囲内に含まれる。1回に1個のデータ・ビツ
トのみを処理する従来のCRCアルゴリズムと異なり、
この好ましいアルゴリズムは1回にy個のデータ・ビツ
トの群を処理する。これには標準CRC生成多項式を使
用する。このアルゴリズムは2y個の“被除数変更子”
の表を必要とする。被除数変更子は、可能なyビツトの
列の1つをとり、これに従来の1回1ビツトCRCアル
ゴリズムを適用して生成させる。この結果が表の、元の
yビツトの値で指標付けされた位置に記憶される。表が
作成されると、いずれのkxgビツトのチエツクサム単
位のCRC剰余も計算することができる。
実施例では、y=8ビツト(1バイト)、およびCRC
−CCITT生成多項式(x16+x12+x+1)
を用いる。kバイトのチエツクサム単位のCRC剰余
は、チエツクサム単位の低位(右)端に0を2バイト加
えてk+2バイトの被除数を形成させることにより計算
する。次に下記の3つの手順をk回繰返して行う。
1.左端の被除数バイト、バイト0を、被除数変更子表
のインデツクスとして使用する。
2.バイト1および2を、EXCLUSIVEORを用
いて指定した16ビツトの被除数変更子と組合わせる。
3.被除数を左へ8ビツト位置シフトする。
送信側は最後のバイト、0または1を、増補メツセージ
に付加した2つのバイトに挿入して、改訂メツセージを
形成する。受信側が改訂メツセージを受信すると、上記
の3手順を用いてCRC剰余を計算する。k回の繰返し
の後、被除数のバイト0および1は、メツセージがエラ
ー無しで受信された場合、0になる。
最後に、パケツトの最後のバイトは常にETX文字(こ
の機構では第2のバイトと同じ)である。
第2図でわかるように、カウント、順序および検査合計
はASCII文字として符号化しない。通常このように
符号化の理由は、基礎になる値がETX(または他の制
御)文字と類似する可能性があり、そうなればパケツト
を早まつて終了させるためである。受信局はパケツトの
終了を決めるのにETXをチエツクしさえすればよい。
これにより、“透過”モード、すなわち制御フイールド
のASCII文字として符号化する必要が無くなる。
この発明の、各データ・パケツトに特有のETXを見出
す能力は、パケツトを構成するデータをアセンブルした
後“動的”ETX文字を選択する動作原理に基づくもの
である。好ましいパケツトは、最大長が256で限定さ
れており、ETXに関連する文字が、この256バイト
のうちの3バイト(すなわち最初のETX、ETXの補
数および最後のETX)を占めるため、ETX文字を除
くデータ中には、最大253個の異なる文字コードが実
際に現れることができる。残りの3つの文字コードのう
ちの1つがETX文字であることを見出しさえすればよ
い。
次に、この体系でエラーを検出し、回復させることがで
きるようにする技術について説明する。第1に、送信中
に1つまたはそれ以上の非ETXバイトが失なわれた場
合、最後のETX文字の受信が早くなるためそれが検出
され、パケツト中のバイト・カウント値が受信したバイ
トの数と合致しない。一方、バイト・カウントは正しく
ても、エラーが発生した場合は、チエツクサムが正しく
ない。この後者のエラーは、チエツクサム・アルゴリズ
ムがエラーを検出する範囲内でのみ検出ができる。終り
のETXが失なわれた場合は、パケツトの最後のバイト
と思われるもの受信した時、受信側がそれがETX文字
であるかどうかをチエツクして、エラーの発生を検出す
る。また、バイト・カウントが正しくない場合は、当該
の最後の文字はETXではない。ETX文字、チエツク
サム、および送信すべきバイトの数がわかれば、システ
ムは無効なパケツトを検出することができる。
パケツトの第2のバイト中のETX文字が正しくなく、
検査合計アルゴリズムで検出されない可能性がある。そ
うすると、システムが同期(sync)に戻らないことがあ
る。このため、ETXの補数を第3のバイトとして送信
する。(この補数を使うと、単純な重複よりもわずかに
面倒になる。)受信者は、ETX補数が正しく、したが
つて有効なETX文字を有することを確認する必要があ
る。
エラーが検出されると、回復は容易である。受信側はそ
のパターンを棄却し、syncパターン{STX ETX
ETXINV SEQ}を探す。ただしSEQは最後に
正しく受信したパケツトの順序番号プラス1である。こ
のパターンが確立するまで、受信側はエラー・チエツク
および検出アルゴリズムを始動させない。パケツトがE
TXは、“良好”であるが異種のエラーを有する場合で
も、受信側は常に新しいETXの検索を開始する。必要
な順序番号以外には、前のパケツトに関する記憶はな
い。
ホストまたは端末が、送信すべき1データ単位を構成す
るパケツトの列を有する場合、ストリーム・モードで送
信を行う(すなわち、データ・パケツトは、各パケツト
に対する明示のACKまたは“A”を待たずに順次送信
される)。満足に受信されたことを示すには、最後のA
CKのみが必要である。送信側が最後のACKを受信し
ない場合は、“R”(再送信)を送信することができ
る。中間のパケツトにエラーが検出された場合は、受信
側から“N”またはNACKが、最後に正しく受信され
たパケツトの順序番号を共に送信される。次に送信側は
その順序でバツク・アツプし、受信者に識別されたパケ
ツトを送信する。エラーの後、受信側は上述のようにsy
ncパターンを探し始める。かかるプロトコルは、通常の
ケースと見られる正しい送信の間に、ごくわずかのオー
バヘツドしか伴なわない。
順序制御フラグは、ACK、NSCKおよびR(再送
信)パケツトへの適切な応答の決定を助ける。このフラ
グを用いないと、ある種の送信エラーが組合わされて、
データ単位全体が喪失したり、重複したりすることがあ
る。かかるエラーの2例は下記のとおりである。
ケース1:データ単位の喪失。受信側がデータ単位を受
信し、ACKパケツトを送信すると仮定する。受信側
は、送信側が再送信(R)を要求した場合、ACKを送
信したことを記憶している。受信側はACKを正しく受
信し、新しいデータ単位を送信する。しかし、新しいデ
ータ単位(単一パケツトに含まれる)は、受信側には受
信されない。受信側はACKを受信しないため、送信側
が再送信(R)を送信する。受信側は前の単位に対して
“A”を送信することによって応答する。送信側はこの
ACKを受信し、受信側が新しいデータ単位を受信した
と誤認する。このようにして新しいデータ単位が失なわ
れ、送信側も受信側も、この喪失を検出しない。
ケース2:データ単位の重複。この場合も、受信側はデ
ータ単位を正しく受信し、ACKパケツトを送信すると
仮定する。通信回路にノイズが発生すると、受信側にも
送信側にも伝播する。送信側では、このノイズがACK
パケツトを混乱させ、送信者はそれを受信しない。受信
側では、ノイズは送信側からの新しいデータ単位の始め
に現れる。受信側はこの“新しい”送信は正しくないと
判断して、受信側が新しい単位中のいずれのパケツトを
受信していないことを示すNACKパケツトを送信す
る。送信者はNACKを正しく受信し、送信したばかり
のデータが失なわれたと、誤認する。したがつて、送信
側は全シーケンスを送信する。この重複した送信は、完
全に受信側に到着し、新しいデータ単位として受信され
る。
これらのエラーは、1つのデータ単位を、すぐその後に
続くデータ単位と区別することができないために生じ
る。これを防止するために、0または1の順序制御値が
データ単位中のすべてのパケツトに割当てられる。この
値は新しい単位が送信されるごとにモジユーロ2ずつ増
分される。どの時点でも、受信側が受信中のパケツトの
順序制御クラブが特定の値であることを期待している。
この期待値を有するパケツトのみが受信される。単位中
の最後のパケツトが到着すると、受信側はACKパケツ
トを送信し、期待した順序制御値をモジユーロ2だけ増
分する。
ACKパケツト中の順序制御フラブは、肯定応答を意味
するパケツトの順序制御フラグと合致するように設定さ
れる。NACKパケツト中の順序制御フラグは、受信側
が現在期待する値に設定される。再送信(R)パケツト
中の順序制御フラグは、応答が受信されなかつたデータ
・パケツトの順序制御クラブの値に設定される。
ACKパケツトの順序制御フラグが、送信したばかりの
データ単位の順序制御フラグと合致した場合のみ、AC
Kパケツトが受信される。NACKパケツトに応答し
て、NACKパケツト中の順序制御フラグが現在送信中
のデータ・パケツトの順序制御フラグと合致した場合の
み、データが再送信される。再送信(R)パケツトに応
答して、前のACKまたはNACKパケツトの順序制御
フラグが、再送信(R)パケツトの順序制御フラグに合
致した場合のみ、前のACKまたはNACKが再送信さ
れる。その他の場合は、現在期待されている値に等しい
順序制御フラグを有するNACKが適切な応答である。
この構成を使うと、データの喪失も重複も生じない。
ストリーム・モードでデータを送信することは1つの潜
在的欠点がある。送信すべきデータ単位が大きい場合
は、それだけ大きい記憶域が、最後のACKパケツトが
受信されるまで拘束される。この状態を緩和するため、
送信者は“P”すなわち休止パケツトを使用して、長時
間の送信の間、適当な間隔で肯定応答を求めることがで
きる。好ましい実施例では、この間隔は2048バイト
に設定される。“P”パケツトに応答して“A”パケツ
トを送信した場合、送信側は前に送信したが肯定応答の
なかつたデータを保持するのに使われたバツフアを解放
することができる。
したがつて、非同期送信エラーの、低コスト、高効率の
自動検出および修正を行い、標準のモデルを用いること
のできるシステムおよび方法について開示を行つた。
F.発明の効果 以上のように、この発明によれば、非同期送信エラーを
低コストで効率良く、自動的に検出および修正し、標準
モデムを用いることのできるシステムが与えられる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明が対象とするビデオテツクス・シス
テムのブロツク図であり、第2図は、この発明によるリ
ンク・レべルにおけるデータ・パケツト中の要素を示す
図である。 10……ホスト・コンピユータ、20……受信端末、3
0……送信回線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス・ジエラード・バーケツト アメリカ合衆国ニユーヨーク州プレザント ビル、ピアス・ドライブ116番地 (72)発明者 デボラ・ジーン・クルースト アメリカ合衆国ニユーヨーク州デルマー、 ベイン・ドライブ12番地 (72)発明者 ゴードン・ウエスレー・ブローダウエイ アメリカ合衆国ニユーヨーク州ピークスキ ル、アイダ・レーン6番地

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】送信及び受信ステーションの間での、ビデ
    オテックス信号などの、非同期通信線上の通信エラーを
    検出し回復する方法において、 (a)各パケットの最初のバイトがASCII文字STX
    (X′02′)である、nバイトを含むデータ・パケッ
    トとして送信メッセージを作成する段階と、 (b)パケットからなるデータをアセンブルした後、各パ
    ケット毎に、同パケット中の残りの文字コードとは異な
    り、同パケットの第2のバイトとなるETX文字を選択
    する段階と、 (c)各パケット中の第3のバイトを、各パケット毎に選
    択したETX文字の補数として符号化する段階と、 (d)各パケット中の第4のバイトを、所与の送信シーケ
    ンスにおけるデータ・パケットの一組中の各パケットの
    位置をあらわすように符号化する段階と、 (e)各パケットの第5及び第6のバイトを、各パケット
    中のデータ・バイトの数をあらわすように符号化する段
    階と、 (f)各パケット中の第7のバイトを、上記一組のデータ
    ・パケットを別の送信シーケンスから区別するシーケン
    ス制御フラグとして符号化する段階と、 (g)各パケットの第8のバイトを、制御文字として符号
    化する段階と、 (h)各パケット中の残りのバイトのうち、最後の3つ以
    外のバイトをデータ・バイトとする段階と、 (i)各パケット中の最後から3番目及び2番目の2つの
    バイトを、チェックサム・バイトとする段階と、 (j)各パケットの最後のバイトを、各パケットの終わり
    を示すため、各パケットの第2のバイトのETX文字と
    同じにする段階と、 (k)パケット中の第3及び第2のバイトをそれぞれチェ
    ックすることによって、ETX文字に関してエラーを検
    出する段階と、 (i)上記チェックサムによって、データエラーをチェッ
    クする段階と、 (m)エラーであると決定されたパケットを棄却する段階
    と、 (n)上記パケットの最初の4バイトの固有の組み合わせ
    を使用して、送信を再開すべき点を決定するために、上
    記送信シーケンス中の最後の正しいパケットに続くパケ
    ットを、上記パケットの第4のバイトによって決定する
    段階を有する、 送信エラーの検出及び回復方法。
JP61275519A 1986-01-10 1986-11-20 送信エラーの検出及び回復方法 Expired - Lifetime JPH0630484B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US817699 1986-01-10
US06/817,699 US4712214A (en) 1986-01-10 1986-01-10 Protocol for handling transmission errors over asynchronous communication lines
1997-05-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62169537A JPS62169537A (ja) 1987-07-25
JPH0630484B2 true JPH0630484B2 (ja) 1994-04-20

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61275519A Expired - Lifetime JPH0630484B2 (ja) 1986-01-10 1986-11-20 送信エラーの検出及び回復方法

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US (1) US4712214A (ja)
EP (1) EP0229353B1 (ja)
JP (1) JPH0630484B2 (ja)
CA (1) CA1301309C (ja)
DE (1) DE3687792T2 (ja)

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