JPS59208957A - 通信制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、通信制御方式に関し、特に回線の品質に応じ
て自動的に１フレームのデータ長を変更し、効率のよい
伝送を行う通信制御方式に関するものである。

〔発明の背景〕

電話交換網や専用回線を利用したデータ通信の分野は拡
大され、特にパケット網の利用はますます広くなりつつ
ある。

データ通信の役割は、送信局から送出されたデータ信号
を誤りなく相手局に伝送することであるが、伝送路にお
ける電気信号の減衰と位相のずれとが周波数成分で差が
生じ、さらに伝送特性中でインパルス雑音、瞬断、クリ
ック雑音等がビット誤りの主要因となっている。

各局の通信制御装置は、物理的インターフェース、電気
的インク−フェース、データ・リンク・インターフェー
ス、パケット・インク−フェースおよび、アプリケーシ
ョン・インターフェースからなる接舷階層構造を有し、
ビット誤りに対して各階層別に対策を講じる必要がある
。従来、物理的インターフェースや電気的インターフェ
ースでは、エラー頻度に応じてコネクタの規格を変えた
り、モデム・インターフェース信号等（タイミング信号
）を変化させたりする方法が提案されている。

一方、データ・リンク・インターフェースでは、伝送制
御手順としてハイレベル・データリンク制御手順（）Ｉ
　Ｄ　Ｌ　Ｃ）　、および基本データ伝送制御手順（Ｂ
ＳＣ）等が知られている。

第１図は、一般的なデータ伝送システムの系統図であり
、第２図は第１図におけるＨＤＬＣのフレーム分割を示
す図である。

第１図は、複数台の端末デバイス２０１を有する端末装
置（以下単に端末という）２より噴復調装置（モデム）
４、通信回線３を介して中実装置１にデータ伝送する場
合の接続形態を示している。

ＨＤＬＣでは、情報メツセージも制御用情報もある定め
られた８ビツト・パターン（フラグ）で囲まれたブロッ
クごとに送受信される。このブロックをＨＤ　Ｌ　Ｃで
はフレームと呼ぶ。端末２より送信したいデータは、１
２８バイ）、２’５６バイト等のフレーム長に分割され
、それぞれにフラグ（Ｆ）、７ドレス・フィールド（Ａ
）、コントロール・フィールド（Ｃ）およびフレーム・
チェック・シーケンス（Ｆｅ２　）、フラグ（Ｆ）を前
後に付加した後、送出される。すなわち、第２図（ａ）
に示すように、端末２より中実装置１に送られるメツセ
ージ５が、システム上あらかじめ約束された１フレーム
当りの最大伝文長！、より長い場合、第２図（ｂ）に示
すような複数フレーム６．７．８に分割されて送信され
る。そして端末２から１フレーム長のメツセージが送信
されるごとに、中実装置１から応答フレームが返送され
る。ＲＲは受信肯定フレーム、ＲＥＪは受信否定フレー
ムであり、図示省略されているが、この場合にもやはり
、Ｆ、Ａ。

Ｃ，Ｆｅ２．Ｆ部が付加されている。受信側、つまりメ
ツセージに対しては中実装置ｌ、応答信号に対しては端
末システム２では、ＦＣ８演算を行って誤りが検出され
た場合には、その旨を送信側に通知し、そのフレームの
再送が行われる。

あまり再送回数が多いと、限られた時間内に送れる実質
フレーム数が少なくなるため、伝送効率が低下する。ま
た、一般に回線の品質が良好であれば、１フレーム当り
のデータ長が犬であるほど、フレーム送信に対する送達
確認フレームの返送回数が減少するため伝送効率が向上
する。その反面、１フレーム当りのデータ長が長いと、
回線上にそのフレームの滞留する時間が長くなるため、
周辺機器の一時的異常、瞬断等によりフレーム誤り（Ｆ
ＣＳエラー）が生ずる確率は高くなる。

しかし、再送動作が頻繁に発生すると、再送に要する伝
送時間も長くなるので、前述のように伝送効率を低下さ
せるとともに、エラー処理忙係る通信制？ｉ１１　機器
でのオーバーヘッドを増加し、しかもシステムのスルー
プットを低下させる原因となる。

従来、システムとしての１フレーム当りの最大データ長
を決める場合、上述のような事項を考慮して最終的にデ
ータ長が決定されているが、通常１回定義されると、以
後継続してこれが使用され、変更されることはない。

しかし、近年、通信網技術の進歩が著しく、ランドライ
ン、サテライト・ライン、あるいは海底ライン等を使用
した海外広域ネットワークが建設されたり、あるいは回
線のバックアップ網とじて公衆網が使用されたりしてお
り、そのために通信回線の品質にもバラツキが生じてい
る。したがって、回線の誤り率に対するフレームの再試
行回数、時間監視値および１フレーム当りの最大長等の
パラメータについては、回線の状況に応じて柔軟に対応
できる構造にしておくことが望ましい。しかし、従来、
この種のパラメータは固定であって、変化させることは
できなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このような従来の欠点を除去し、回線
の状況に応じ、柔軟に対応できるようにして、フレーム
の伝送誤りを減少させ、伝送効率を向上できるような通
信制御方式を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明の通信制御方式は、通
信回線を介してデータ伝送を行い、通信を制御する少な
くとも一方の通信制御装置において、伝送フレームの送
受信回数があらかじめ定めた値になる度ごとに、その期
間中のフレームの誤り回数を検出して誤り率を算出する
手段と、算出された誤り率によって異なるフレーム長を
もつ送信命令を発行する手段を有し、あらかじめフレー
ム誤り率に対して複数個の閾値と、該１１勺値の各々に
対応するｌフレーム当りの最大データ長を設定しておき
、上記算出手段により得たフレーム誤り率がある閾値を
越えているか、あるいは他の閾値より低くなったとき、
該閾値に対応する最大データ長に切替えてフレームを送
信することに特徴がある。

〔発明の実施例〕

第３図は、本発明を用いた端末制量装置のブロック図で
あり、第牛図は本発明の実施例を示すコｍ信制御動作の
フローチャートである。

第３図において、１０は処理装置（ＣＰＵ）、１１はメ
モリ、１２は入出力１ｔｉｌＪ御部、■３は回線アダプ
タ、１９はＤ　Ｍ　Ａ　（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｍｅ＋ｎｏｒ
ｙ　Ａ、ｃｃｅｓｓ）バス、２０はＰ　Ｉ　Ｏ（Ｐｒｏ
ｇｒａｍ　Ｉｎｐｕｔ　０ｕｔｐｕｔ）バス、１４はモ
デムとの間の電気的インターフェースを司さどるドライ
バ・レシーバ部、１５は送信回路、１６は受信回路、１
７はステータス制御回路、１８はバス・インターフェー
ス制御回路である。

ＣＰＵｌ０からＰＩＯバス２０を介して送信命令が発行
されると、回線アダプタ１３はＤＭＡバス１９を介して
メモリ１１から送信データを読出し、モデム４、回線２
１を介してフレームの送信を行う。送信が完了すると、
ＰＩＯバス２０を介してＣＰＵＩＱに終了割込みを起す
。

一方、中実装置１から回線２１、モデム４を介してフレ
ームが入力すると、回線アダプタ１３はＤＭＡバス１９
を通してそのデータをメモリ１１に転送し、フレームの
終了フラグ受信により、ＣＰＵＩＱに終了割込みを起す
（第４図のステップ４１〜４５）。このとき、受信フレ
ームにフレーム誤りがあれば、誤りがあったことも割込
み情報としてＣＰＵｌ０に報告する。

第４図の鎖線より右および下のブロックが、ＣＰＵＩＱ
の動作である。

ＣＰＵＩＱは受信終了割込みを受けると、フレーム・カ
ウントを１加算しくステップ５１）、次に、データ・フ
レームであり、かつそのフレームにエラーが有るか否か
をチェックし、エラーが有ればリジェクト・フレーム（
否定応答信号）の送信命令を発行するとともに、エラー
・カウンタを１加算する（ステップ５２〜５４）。正常
受信の場合には、エラー・カウンタを更新せず、フレー
ム・カウンタのみを更新する。また、゛端末側から送信
した後、それに対してリジェクト応答を受けた場合も、
エラー・カウンタを更新する（ステップ５２．５５）。

このようにして、フレームの送受信を繰り返し、フレー
ム・カウンタ値が一定値になったとき、エラー・カウン
タ値とフレーム・カウンタ値から伝送上の誤り率を算出
する。

いま、フレームの最大データ長を変更するための伝送誤
り率の閾値を、それぞれα％と２α％とする。そして、
最初、最大データ長ｌ、で伝送を行い、一定のフレーム
・カウント値（例えば、１キロ・フレーム）単位に誤り
率を算定して、誤り率が２α％）を越えたとき、その後
の送信フレームの最大データ長を４．／２に短縮し、送
受信を行う。

これにより、伝送誤りは減少し、その後の誤り率がα％
）以下になったとき、再び最大データ長をｌ。

に戻し、送受信を行う。第４図では、■からフレーム・
カウンタが一定値になったとき、誤り率を算出し、誤り
率が２αを越えて、かつデータ長が１１のときｌ　Ｉ／
　２にして送信命令を発行する（ステップ５６〜６０）
。また、誤り率がαより小さく、かつデータ長が１１／
２のとき、データ長を切替え、１１にして送信命令を発
行する（ステップ５８．６１）。

このように、本発明においては、１フレーム当りのデー
タ長が犬であればフレームに重畳する回線上のノイズや
、回線周辺機器の瞬断や、一時的誤動作によりフレーム
の伝送誤りが生じ易く、逆にデータ長が短かければ、伝
送誤りの発生確率が低くなることに着目し、通信制御装
置で伝送誤りを常時監視し、カウントを行い、単位時間
あるいは一定フレーム数におけるエラー率を算出し、こ
れに閾値を与えて自装置１′Ｔから送信するフレームの
データ長を切替える。これらの動作は、すべてプログラ
ム制御で行われるので、ハードウニ゛アを変更する必要
はない。

第５図は、本発明の実施例を示す伝送誤り率の計数を示
すタイムチャートである。

第５図における■　は、ノイズ等の何らかの要因により
フレーム・エラーが生じたフレームを示しており、Ｉｏ
は正しく伝送されたフレームを示している。また、ＲＥ
Ｊは誤りを検知し、再送を要求するりジエクト・フレー
ム、ＲＲは正しく受信したことを示す肯定フレームであ
る。

回線アダプタ（ＣＡ）１３でフレームＩｘ’を受信する
と、ＣＡ１３からＣＰＵプログラムに受信終了割込みを
起こす。ＣＰＵプログラムでは、フレーム・カウントを
１加算し、その後フレーム・エラーのカウントを行う（
１）。そしてＲＥ　Ｊフレームを送り、再送を促す。Ｒ
ＥＪフレームも送信回数に含ませるため、フレーム・カ
ウントを１加算する（２）。次に受信したフレームＩＸ
もビット誤り等によりエラーとなったため、フレーム・
カウントを１加算する（３）とともに、エラー・カウン
トも行う（２）。次の受信フレームＩ０は正常受信であ
るため、エラー・カウンタは更新せず、フレーム・カウ
ンタのみ更新する（５）。このときは１．ｉＴＥ常受信
を示すＲＲを返送する。

端末側から送信し、それに対してＲ，Ｅ　、１応答を受
けた場合にも、エラー・カウンタを更新する。

このようにして、フレームの送受信を繰返し、フレーム
・カウンタの値が一定値となったとき、エラー・カウン
ト値とフレーム・カウント値から伝送上の誤り率を算出
する。

第６図、第７図および第８図は、それぞれ本発明の実施
例を示すフレーム誤り率と最大データ長の関係図および
フレーム分割説明図である。

この場合には、最大データ長（ＭａｘＬ）はｌ、と１１
／２の２つの状態に切替えて使用しており、また最大デ
ータ長を変更するときの伝送誤り率の閾値として１％）
と２α％）を設定している。

第６図では、最初は最大データ長ｌＩで伝送を行い、一
定のフレーム・カウント値（図では１キロ・フレーム（
Ｋ　Ｉ”　）　）ごとに誤り率を、ｑ出して、誤り率が
２α（妬）を＋！’ｇえると、その後の最大データ長（
ＭａｘＬ）をｌ　Ｉ／２に切替えて送受信を行う。図で
は、２キロ・フレームのとき誤り率が２αを越えたので
、それ以後、最大データ長（ＭａｘＬ）をｌ、／２とす
る。その後は、１呉り率が１％）以下にならなければ、
最大データ長を右に戻さない。図では、５キロ・フレー
ムのとき誤り率α以下となったので、それ以後、最大デ
ータ長を右　に切替えている。

第７図、第８図では、それぞれ、同一長の送信データ（
Ｌ）を１フレームの最大データ長１１およびｌ＋　／２
どしたときのフレーム分割の状態を示している。第７図
、第８図から明らかなように、最大データ長を１／２に
した場合には、分割数が多くなり、その分だけ１１Ｄ　
Ｌ　Ｃによる制御データの付加が多く、かつ肯定、リジ
ェクトの応答７レームも多く必要となるため、同周占有
時間は長くなるが、１フレームが回線上に存在する時間
は短いため、誤りの発生率は小さくなる。

なお、本実施例では、単信フレームに対するリジェクト
応答と、受信フレーム・エラーＩ１．］Ｉ数の両者を、
誤り回数の対象にしているが、送信データを動的に変化
させるという点に着目すれば、送信フレームに対するリ
ジェクト応答と無応答の回数のみを誤りの対象としても
よい。また、データ通信の専用回線では、送信２本、受
＝２本の４本で１回線を形成しているが、送信線、受信
線にノイズが生ずる要因は、相互に関連があることに着
目し、受信フレームのエラーのみを計数の対象としても
よい。

また、実施例では、フレームの送受信数が一定値になっ
たとき、誤り率を算足し、これに閾値を与えているが、
一定時間間隔におけるエラー回数に閾値を与えてもよい
。しかし、この場合には、単位時間当りのフレーム受信
数がある程度判っているような通信制御形態のとき有効
であって、一般的に適用はできない。

さらに、本実施例では、１つの通信制御機能を有する装
置に適用した場合を説明した。すなわち、本発明を適用
するに際して、相手装置がこの通信制御機能をサポート
する必要はないが、システム全体としてのスループット
を向上させるためには、そのネットワーク・システムに
接続される全通信制御機器に適用させることが望ましい
。なお、１フレームの最大データ長１１の値は、システ
ム設言１時に相手装置ｉ”＋１のバッファ・ザイズ等忙
より決定された値であるため、これを１１　、／２．１
１．／３等の値に短縮することは差し支えないが、逆に
誤り率がどのように低くても最大データ長をｌ１１を越
えて設定すると、相手装置でデータの欠落が起る等、エ
ラーの原因となる。したがって、最大データ長の可変範
囲は、１≦（データ長）≦Ａ、である。

次に、本発明の詳細な説明する。

（１）前記実施例では、端末システムにおいて誤り率を
算出し、送信フレームの最大データ長を切替えているが
、例えば上位装置（コミュニケーション・コントロール
・プロセッサ（ＣＣＰ　）、ノくケラト交換機等）と下
位装置（端末装置、小形交換機等）の通信において、下
位装置のプログラムを複雑にしたくないときには、次の
方法を用いる。すなわち、上位装置のみで誤り率を算出
し、相手装置（下位装置）にフレーム長変更のコマンド
を送り、相手装置から送出するフレーム長を切替えさせ
るとともに、自装置（上位装置）から送出するフレーム
長も変更する。これにより、１つの上位装置〃と複数の
下位装置が通信する場合、上位装置のプログラム構造を
追加、変更するのみで、通信システム全体の信頼性を向
上することができる。

（１１）通信する両方の装置に、誤り算出機能を有し、
双方でコマンド発行ができるようにして、コマンド受信
によりそれぞれフレーム長を変更する。この方法を用い
れば、前述のように、システム全体のスループットを向
上させることができる。この方法は、例えば、上下関係
のない装置間（パケット交換機相互間、ＣＣＰ相互間等
）の通信に適用すれば、有効である。

（ｒｒ＊）前記実施例では、最大データ長をｌＩとｌ　
Ｉ／２０２つの値に切替えて送出しているが、さら忙誤
り率の閾値設定を細分化し、最大データ長を３値以上に
切替えることも可能である。例えば、フレームの送受イ
ホ回数が一定値になったとき、誤り率を算定し、誤り率
に３つの閾値、３α、２α、α％）を与えることにより
、誤り率が３αを越えたときフレー１１の最大データ長
をｌｌから右／３に切替え、また誤り率が２αを越えた
とき忙はｌＩ　から１１／２に切替える。そして、その
後、誤り率がαより低くなったときＡ’　＋　／３　、
ｉｔ　、／２からそれぞれｌ、のデータ長に切替えてフ
レーム送信する。

これにより、きめ細かい制御が可能となり、誤りが少な
く、かつ回腺使用効率の最も良い使用方法にすることが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、伝送誤り率が低
いときには、■フレーム当りの最大データ長を自動的に
長くして回線上の実質的な効率を向」ニさせる一方、伝
送誤りの頻度が高いときには、１フレーム当りの最大デ
ータ長を自動的に短かくして、回線上でのノイズが重畳
する確率を低くし、フレーム誤りを減少させることがで
きる。したがって、効率向上によりレスポンス・タイム
は向上し、かつフレーム・エラーが減少して、両方の装
置ｕのエラー処理、再送処理等のオーバーヘッドが減る
ため、システムのスループットが向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なデータ伝送システムの系統図、第２図
は第１図におけるＩ−Ｉ　Ｄ　Ｌ　ＣＯフレーム分割を
示す図、第３図は本発明が適用される端末制御装置のブ
ロック図、第４図は本発明の実施例を示す通信制御方式
の動作フローチャート、第５図は本発明の実施例を示す
伝送誤り率のＢｌ数を示すタイムチャート、第６図、第
７図および第８図はそれぞれ本発明の実施例を示すフレ
ーム誤り率と最大データ長の関係図と、フレーム分割の
説明図である。 １：中実装置、２：端末システム、３：通信回線、４＝
変復調装置、９：端末制御装置、１０：ＣＰＵ、１１：
メモリ、１３二回線アダプタ（ＣＡ）、ｌ９：ＤＭＡバ
ス、２０：ＰＩＯバス。 代理人弁理士磯村雅俊−１、；・＼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）通信回線を介してフレームを伝送し、通信を制御
   する通信制御方式において、伝送フレーム誤り回数を算
   出する第１の手段と、検出された誤りの頻度にもとづい
   て１フレーム当りのデータ長を変える第２の手段を有し
   、該第１の手段により算出されたフレーム誤りの頻度を
   示す情報が、あらかじめ定められた閾値を越えたか否か
   によって、第２の手段にて最大データ長に切替えてフレ
   ームを送信することを特徴とする通信制御方式。