JPWO2013011545A1 - 送信装置、受信装置、通信装置、通信システムおよび送信方法 - Google Patents

Abstract

許容遅延が定められている高信頼性パケットを送信する通信装置であって、高信頼性パケットを受信側からの応答を要求する応答要求パケットとして送信する応答要求パケット送信制御部２６と、高信頼性パケットを、同一パケットを連続して送信する連送により送信する連送制御部２５と、高信頼性パケットの生成時時間からの経過時間が許容遅延より少ない所定時間となる時間を送信限界時間として定め、高信頼性パケットが生成されると高信頼性パケットを応答要求パケットして送信すると判定し、応答要求パケットに対する応答パケットを受信せずに送信方法判定時間を超過した場合は当該高信頼性パケットを連送により送信すると判定する高信頼性層遅延管理部２３と、高信頼性パケットを判定結果に基づいて応答要求パケット送信制御部２６または連送制御部２５へ入力する送信方法選択部２４と、を備える。

Description

本発明は、送信装置、受信装置、通信装置、通信システムおよび送信方法に関する。

従来、高信頼性が要求される高信頼性ネットワークにおいては、システムを構成する装置間のデータ伝送を確実に行うため、高信頼性プロトコルにより送受信する高信頼性メッセージに誤り検出符号等を付与し、伝送時のビットエラーの検出を行っていた。しかし、誤り検出符号等ではビットエラーの発生パターンによっては一定の確率で誤りを見逃してしまう可能性があり、誤り見逃し率と単位時間当たりのメッセージ数から算出された正常稼働率が一定値以下になるよう、システム設計が行われていた。しかし、この方法ではビットエラー率を伝送路毎に固定値として規定していたため、伝送路のビットエラー率変動によって所望の正常稼働率が達成できない可能性があった。

下記特許文献１では、上記問題を解決するために、リアルタイムでビットエラー率の変動を観測し、観測したビットエラー率の値に基づいて同一フレームの連続送信を行うことにより、伝送路におけるビットエラー率の変動があっても所望のシステム故障率を達成する方式が記載されている。

特開２０１０−２０６３９４号公報

しかしながら、上記特許文献１の方式では同一フレームを複数回送信することが必要なる。このため、ビットエラー率が高くなると高信頼性メッセージの送信に広い通信帯域を占有されてしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、伝送路におけるビットエラー率の変動があった場合においても所望のシステム正常稼働率を達成した上で、高信頼性メッセージの送信の占有帯域を低減することができる送信装置、受信装置、通信装置、通信システムおよび送信方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、許容遅延が定められている高信頼性パケットを送信する送信装置であって、入力された前記高信頼性パケットを受信側からの応答を要求する応答要求パケットとして送信する応答要求パケット送信制御部と、入力された前記高信頼性パケットを、同一パケットを連続して送信する連送により送信する連送制御部と、前記高信頼性パケットの生成時時間からの経過時間が前記許容遅延より少ない所定時間となる時間を送信限界時間として定め、前記高信頼性パケットが生成されると高信頼性パケットを応答要求パケットして送信すると判定し、前記応答要求パケットに対する応答パケットを受信せずに前記送信限界時間を超過した場合は当該高信頼性パケットを連送により送信すると判定する送信方法判定部と、生成された前記高信頼性パケットを、前記送信方法判定部の判定結果に基づいて前記応答要求パケット送信制御部または前記連送制御部へ入力する送信方法選択部と、を備えることを特徴とする。

本発明にかかる送信装置、受信装置、通信装置、通信システムおよび送信方法は、伝送路におけるビットエラー率の変動があった場合においても所望のシステム正常稼働率を達成した上で、高信頼性メッセージの送信の占有帯域を低減することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１の通信装置の機能構成例を示す図である。 図２は、実施の形態１の通信システムの構成例を示す図である。 図３は、実施の形態１の通信システムの構成例を示す図である。 図４は、実施の形態１の通信装置の送信部の機能構成例を示す図である。 図５は、実施の形態１の高信頼性パケット送信手順の一例を示すフローチャートである。 図６は、実施の形態１の通信装置の受信部の機能構成例を示す図である。 図７は、高信頼性パケット受信処理手順の一例を示す図である。 図８は、実施の形態１のパケット送受信タイミングの一例を示す概念図である。 図９は、実施の形態１のパケット送受信タイミングの一例を示す概念図である。 図１０は、実施の形態１のパケット送受信タイミングの一例を示す概念図である。 図１１は、実施の形態１のパケット送受信タイミングの一例を示す概念図である。 図１２は、実施の形態１のパケット送受信タイミングの一例を示す概念図である。 図１３は、実施の形態２の送信装置の受信部の構成例を示す図である。 図１４は、実施の形態２の受信装置の送信部の構成例を示す図である。 図１５は、実施の形態２の通信システムの構成例を示す図である。 図１６は、実施の形態３の高信頼性パケットの送信手順の一例を示すフローチャートである。 図１７は、実施の形態４の通信装置の機能構成例を示す図である。 図１８は、実施の形態４の送信部の機能構成例を示す図である。 図１９は、実施の形態４の高信頼性パケットの送信手順の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明にかかる送信装置、受信装置、通信装置、通信システムおよび送信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信装置１の実施の形態１の機能構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の通信装置１は、送信処理を行う送信部２と、受信処理を行う受信部３と、高信頼性プロトコル以外のプロトコルの処理を行うその他プロトコル処理部４と、高信頼性プロトコル処理部５と、通信ポート６と、を備える。

ここで、高信頼性プロトコルとは、確実な送信を要求される通信を行うためのプロトコルであり、誤り検出符号の付与や再送制御等が規定されているプロトコルである。高信頼性プロトコルを用いるアプリケーションは、高信頼性プロトコルを用いて、定期的または非定期的に受信側へ高信頼性パケット（高信頼性プロトコルに基づいて生成されたパケット）を送信する。高信頼性パケットは、所定の時間内で受信側に到達することが要求される。ここでは、高信頼性プロトコルを用いるアプリケーションにより、高信頼性パケットのパケット種別ごとに許容遅延が定められているとする。

本実施の形態の通信装置１は、高信頼性パケットの受信機能と送信機能との両方を有する通信装置である。また、本実施の形態の通信装置は、その他プロトコル処理部４により、高信頼性プロトコル以外のプロトコルのパケットの送受信処理も実施される。

図２および図３は、本実施の形態の通信システムの構成例を示す図である。図２および図３に示した通信装置１−１〜１−４は、図１で示した通信装置１と同様である。図２の構成例では、通信装置１−１と通信装置１−２の間で双方向に高信頼性パケットが送受信される。すなわち、通信装置１−１が高信頼性パケットの送信装置となる場合は、通信装置１−２が高信頼性パケットの受信装置となり、通信装置１−２が高信頼性パケットの送信装置となる場合は、通信装置１−１が高信頼性パケットの受信装置となる。

図３の構成例では、同様に、通信装置１−１と通信装置１−２の間、通信装置１−１と通信装置１−３の間、通信装置１−１と通信装置１−４の間、でそれぞれ双方向に高信頼性パケットが送受信される。なお、図２および図３の構成は、一例であり、通信システムの構成はこれらに限定されない。また、図２および図３では１対１通信の例を示しているが、通信の形態は１対１通信に限定されない。

以下では、通信装置１である送信装置から通信装置１である受信装置へ高信頼性パケットが送信されるとして説明を行う。

図４は、本実施の形態の送信部２の機能構成例を示す図である。図４に示すように、送信部２は、送信スケジューラ２１と、送信バッファ２２と、高信頼性層遅延管理部（送信方法判定部）２３と、送信方法選択部２４と、連送制御部２５と、応答要求パケット送信制御部２６と、応答待ち受けバッファ２７と、応答送信バッファ２８と、を備える。

送信バッファ２２は、その他プロトコル処理部４から入力される、高信頼性プロトコル以外のプロトコルで生成されたパケット（以下、データパケットという）を格納するためのバッファ２２１，２２２と、高信頼性プロトコル処理部３から入力される高信頼性パケットを格納するためのキューであるバッファ２２３と、を備える。

送信スケジューラ２１は送信バッファ２２、応答待ち受けバッファ２７と、応答送信バッファ２８の３つのバッファに格納されたパケットのうち、どのパケットを送信するかを決定する。送信スケジューラ２１は、送信バッファ２２のバッファ２２３に格納された高信頼性プロトコル処理部３により生成されたパケット（以下、高信頼性パケット）、または応答待ち受けバッファ２７に格納されたパケットを次に送信するパケットとして選択した場合、選択したパケットを送信方式選択部２４に受け渡す。その他のパケットを次に送信するパケットとして選択した場合、送信スケジューラ２１はそのまま通信ポート６を介して送信を行う。

送信方法選択部２４は、送信スケジューラ２１から受け取ったパケットを、高信頼性層遅延管理部２３からの指示に基づいて、連送制御部２５もしくは応答要求パケット送信制御部２６のどちらかに振り分けを行なう。なお、許容遅延とは、パケットが生成されて（バッファに格納されて）から受信装置に向けて送信されるまでの時間の上限値を定めた値であり、パケットがバッファに格納されてから許容遅延以内にパケットを送信する必要がある。許容遅延は、パケットの種別ごとに定められており、高信頼性層遅延管理部２３が、アプリケーション等から当該パケットに対応する許容遅延を取得し、許容遅延を送信方法選択部２４へ渡すようにしているが、送信スケジューラ２１がアプリケーション等から当該パケットに対応する許容遅延を取得し、送信方法選択部２４は、パケットを受け取る際に送信スケジューラ２１から許容遅延についても受け取る構成としても良い。

連送制御部２５は、送信方法選択部２４から受け取ったパケットにヘッダ等を付与した上で複製して連送パケットを生成し、通信ポート６を介して送信を行う。なお、ここで、連送とは同一パケットを続けて再送することを意味し、連送パケットとは、同一パケットを複製した再送パケットのことを意味する。このときの再送を行う間隔は任意に設定してよいが、許容遅延内に高信頼性パケットができるだけ多く受信装置へ到着することが望ましいため、ここでは待機時間を設けずに準備できしだい次の再送を行うとする。送信方法選択部２４が付与するヘッダ内には、連送による送信を行ったことを判別するための例えばフラグ等の情報を格納することとする。連送回数（続けて再送を行う回数）については、要求されるシステム仕様を満たすことができる範囲内で固定値としても良く、また上記特許文献１に記載の方法を用いて決定しても良く、その他の方式により決定して用いても良い。

応答要求パケット送信制御部２６は送信方法選択部２４から受け取ったパケットにヘッダ等を付与して物理ポートから送信すると共に、送信したパケット（以下、応答要求を付与して送信したパケットを応答要求パケットと呼ぶ）を応答待ち受けバッファ２７に格納する。応答要求パケット送信制御部２６が付与するヘッダには、応答要求付きで送信を行ったことを判別できるための例えばフラグ等の情報を含むとする。また、応答要求パケットを受信した受信装置から送信された応答パケットを、受信部３から受け取った場合には応答待ち受けバッファ２７をチェックし、受信した応答パケットに対応する応答要求パケットが格納されていた場合には、応答待ち受けバッファ２７から該当する応答要求パケットを削除する。

送信バッファ２２は、その他プロトコル処理部４および高信頼性プロトコル処理部５により生成され送信要求があったパケットを一時的に格納する。送信バッファ２２は、高信頼性パケットを格納するバッファ２２３を、高信頼性パケット以外のパケットを格納するバッファ２２１，２２とは別のバッファとして備えている。なお、高信頼性パケット以外のパケットを収納するバッファの数は、２つに限定されず任意である。

応答送信バッファ２８は、受信部３から送信要求があった応答パケット（すなわち、自装置から送信する応答パケット）を一時的に格納するバッファである。応答待ち受けバッファ２７は応答要求パケット送信制御部２６から受け渡された応答要求パケットを一時的に格納する。

高信頼性層遅延管理部２３は、高信頼性パケットが送信バッファ２２に格納される際に許容遅延をアプリケーションなどの上位層から取得し、取得した許容遅延と、高信頼性パケットが送信バッファ２２に格納されてからの時間経過に基づいて、送信スケジューラ２１および送信方法選択部２４の制御を行う。

以下、本実施の形態の高信頼性パケット送信手順と、高信頼性層遅延管理部２３による送信スケジューラ２１および送信方法選択部２４の制御について説明する。図５は、本実施の形態の高信頼性パケット送信手順の一例を示すフローチャートである。図５に示すように、まず、高信頼性層遅延管理部２３は、送信スケジューラ２１が監視している送信バッファ２２内のパケットの格納状況を送信スケジューラ２１から取得し、高信頼性プロトコル処理部５からの送信要求が発生する（送信バッファ２２のバッファ２２３に高信頼性パケットが格納される）まで待機する（ステップＳ０）。そして、高信頼性層遅延管理部２３は、送信バッファ２２に高信頼性パケットが格納された時点で、許容遅延≧送信限界時間までの時間、であるか否かを判断する（ステップＳ１）。なお、バッファ２２３に格納された高信頼性パケットは、上述のように送信スケジューラ２１から送信方法選択部２４へ渡される。送信限界時間とは、詳細は後述するが、高信頼性パケットを、定められた回数分連送により送信する場合に、許容遅延内に連送が終了する時刻である。

許容遅延≧送信限界時間までの時間、である場合（ステップＳ１ Ｙｅｓ）、高信頼性層遅延管理部２３は、送信スケジューラ２１が管理している送信スケジュールを取得して、通信路が空いているか否かを判断する（ステップＳ２）。なお、通信路が空いているか否かを、送信バッファ２２１，２２２が空であるか否かに基づいて判断してもよい。

通信路が空いている場合（ステップＳ２ Ｙｅｓ）、高信頼性層遅延管理部２３は、送信方法選択部２４に対して、送信方法選択部２４が送信スケジューラ２１から受け取った高信頼性パケットを、応答要求パケット送信制御部２６へ渡すよう指示し、応答要求パケット送信制御部２６は、受け取ったパケットを応答要求パケットとして受信装置へ送信する（ステップＳ５）。

応答要求パケットの送信後、応答要求パケット送信制御部２６は、送信限界時間までに、応答パケットを受け取った（応答有り）か否かを判断し（ステップＳ６）、送信限界時間までに応答パケットを受け取った場合（ステップＳ６ Ｙｅｓ）、高信頼性層遅延管理部２３へその旨を通知し、当該高信頼性パケットが応答待ち受けバッファに格納されていた場合は当該パケットを削除し（ステップＳ８）、送信処理を終了する（ステップＳ９）。

一方、ステップＳ２で通信路が空いていないと判断した場合（ステップＳ２ Ｎｏ）、高信頼性層遅延管理部２３は、送信限界時間に到達したかまたは通信路が空くまで待機し（ステップＳ３）、送信限界時間に到達する前に通信路が空いた場合（ステップＳ３ 空き有）、送信方法判定時間を超えたか否かを判断する（ステップＳ４）。なお、送信方法判定時間は、高信頼性パケットを、連送により送信するか応答要求パケットとして送信するかを判定するための閾値となる時間である。送信方法判定時間の詳細な説明は後述する。送信方法判定時間を超えていない場合（ステップＳ４ Ｎｏ）、ステップＳ５へ進む。

送信方法判定時間を超えた場合（ステップＳ４ Ｙｅｓ）、高信頼性層遅延管理部２３は、送信方法選択部２４に対して、送信方法選択部２４が送信スケジューラ２１から受け取った高信頼性パケットを、連送制御部２５へ渡すよう指示し、連送制御部２５は、受け取ったパケットを連送パケットとして受信装置へ送信し（ステップＳ７）、当該高信頼性パケットが応答待ち受けバッファに格納されていた場合は当該パケットを削除し（ステップＳ８）、送信処理を終了する（ステップＳ９）。その後、再びステップＳ０からの処理を実施する。なお、ステップＳ７では、連送パケットを最優先で送信する必要があり、仮に高信頼性パケット以外のパケット送信中であっても連送パケットの送信を優先する。

また、ステップＳ１で、許容遅延＜送信限界時間までの時間、である場合（ステップＳ１ Ｎｏ）、ステップＳ７進む。この場合、高信頼性パケットが許容遅延内で受信装置に到達しない可能性があるため、高信頼性パケットのバッファ２２３への格納時点で、許容遅延が送信限界時間までの時間以上となるように設計しておき、ステップＳ１でＮｏと判定されないようにいておくことが望ましい。

また、ステップＳ３で送信限界時間に到達したと判断した場合（ステップＳ３ 送信限界時間超過）、ステップ７へ進む。ステップＳ６で送信限界時間までに応答パケットを受け取っていないと判断した場合（ステップＳ６ Ｎｏ）、ステップ７へ進む。

ここで、送信限界時間について説明する。送信限界時間は、送信限界時間の瞬間に連送パケットの１パケット目の送信を開始した場合に、連送回数分の連送パケットを全て送信し終わる時間が、高信頼性パケットがバッファ２２に格納された時間から許容遅延が経過した時刻（以下、許容遅延時間という）より前または許容遅延時間と同じになるような時刻である。

送信限界時間を求める方法としては、どのような方法を用いてもよいが、例えば、以下に述べる方法で求めることができる。まず、連送の所要時間（連送パケットの１パケット目の送信開始から最後のパケットを送信するまでの時間）を求める。この求め方は、実際の通信装置１で連送を行って計測して求めることができる。または、計算により求めてもよい。例えば、１回の高信頼性パケットの送信に要する時間を計算（例えば、パケットのデータ量を伝送レートで割る等）または実測により求めておく。そして、連送回数を固定とする場合は、その連送回数と１回の高信頼性パケットの送信に要する時間に基づいて、連送の所要時間（連送パケットの１パケット目の送信開始から最後のパケットを送信するまでの時間）を求めることができる。許容遅延時刻よりこの連送の所要時間分だけ前の時刻を送信限界時間として設定することができる。なお、高信頼性パケットがバッファ２２に格納された時間を０として、送信限界時間を定めておけば、許容遅延の値は許容遅延時間と一致する。この方法は装置間またはシステムによって性能がほぼ同じである場合に特に好適である。

また、上記特許文献１またはその他の方法により連送回数を動的に変化させる場合には、連送回数が変化するため、連送回数を変更するたびに連送の所要時間を再計算してもよいし、連送回数の最大値を定めておき、その最大値以下のなかで連送回数を動的に変化させるとして、連送の所要時間としては連送回数の最大値に相当する時間として固定で求めておいてもよい。

また、送信限界時間を求める他の方法として、送信装置と受信装置の間で通信時間測定用のダミーフレームを用いるなどなんらかの手段で連送の所要時間の測定をシステムの運用中に行って、測定結果に基づいて送信限界時間を求めるようにしてもよい。また、送信装置と受信装置との間の通信時間についても考慮して、例えば、通信時間が大きい場合には、送信限界時間を早めに設定するようにしてもよい。この方法は装置間またはシステムによって性能が異なる可能性がある場合に特に好適である。なお、具体的な送信限界時間の決定方法は上述した方法に限定されず、どのような方法で決定してもよい。

次に、送信方法判定時間について説明する。送信方法判定時間は、送信装置から応答要求パケットを１パケット送信した時点から当該パケットに対する応答パケットが送信装置に戻ってきて応答待ち受けバッファ２７から削除されるまでの時間（以下、応答要求パケット往復時間という）と、送信方法判定時間から送信限界時間までの時間と、が等しくまたは後者の時間の方が長くなるような時刻である。

送信方法判定時間の決定方法は、どのような方法であっても良いが、例えば製品設計時に応答要求パケット往復時間を測定し、測定結果に基づいて固定値を用いるようにしてもよい。この方法は装置間またはシステムによって性能がほぼ同じであると見込まれる場合に好適である。

また、送信方法判定時間の決定方法として、送信装置と受信装置の間で通信時間測定用のダミーフレームを用いるなどなんらかの手段でシステムの運用中に通信時間の測定を行い、その結果を用いて送信方法判定時間を決定する方法としても良い。この方法は装置間またはシステムによって性能が異なる可能性がある場合に特に好適である。

なお、高信頼性パケットの送信要求が生じる間隔が、ある高信頼性パケットの許容遅延内には他の高信頼性パケットを送信しないような間隔となる通信システムに適用する場合、応答待ち受けバッファ２７と送信バッファ２２３とは別に用意しなくてもよい。すなわち、応答待ち受けバッファ２７および送信バッファ２２３として単一のバッファを使用する構成としてもよい。

また、高信頼性通信の送信パターンが、ある高信頼性パケットの許容遅延内に別のパケットの送信要求が到着する可能性があり、かつ各高信頼性パケットの許容遅延がそれぞれ異なる可能性があるシステムに適用する場合は、キュー構造ではなくリスト構造により送信バッファを構成する必要がある。この場合は、送信スケジューラが送信バッファ２２３内の各パケットの許容遅延に基づいて許容遅延時間を求め、許容遅延時間が早いものを先に読み出して送信するようスケジューリングする。なお、高信頼性パケットの許容遅延内に別のパケットの送信要求が到着する可能性がある場合でも、各高信頼性パケットの許容遅延の値が全て等しいようなシステムでは、リスト構造を用いても良くキュー構造を用いても良い。ただし、性能の観点から見るとリスト構造よりキュー構造のほうが優れているため、前述の必ずリスト構造を使用しなくてはならない場合を除き、キュー構造を使用することが望ましい。

図６は、本実施の形態の通信装置１の受信部３の機能構成例を示す図である。図６に示すように、受信部３は、パケット種別判定部３１と、送信方式判定部３２と、連送パケット処理部３３と、応答制御部３５と、を備える。また、受信部３では、図示しない記憶部が受信済高信頼性パケット管理テーブル３４を記憶している。

パケット種別判定部３１は、受信したパケットの種類を判別し、受信したパケットが高信頼性パケットの応答パケットである場合は、送信部２の応答要求パケット送信制御部２６へ渡し、応答パケット以外の高信頼性パケットのである場合には、当該パケットを送信方式判定部３２へ渡し、高信頼性パケット以外のパケットは、その他プロトコル処理部４へ渡す。なお、パケットが高信頼性パケットであるか、応答パケットであるか、の識別は、パケットのヘッダ情報内のパケットの種別を示す情報により識別可能であるとする。

送信方式判定部３２は、パケット種別判定部３１から渡されたパケットが、既に受信済みの高信頼性パケットであるか否かを、受信済高信頼性パケット管理テーブル３４を参照して判定し、受信済みのパケットであった場合は破棄する。

受信済高信頼性パケット管理テーブル３４に登録されるパケットを識別するための情報としては、どのような情報を用いてもよいが、高信頼性パケットを一意に識別するため、連送・応答要求付きパケット送信の双方で共通で参照することができる識別情報を各高信頼性パケットのヘッダに付与する。この識別情報としてはシーケンス番号が好適であるが、それに限定するものではなく他の形式でも良い。また、高信頼性プロトコル処理部５から受け渡される段階で既になんらかの識別情報が付与されており、その情報により高信頼性パケットを一意に識別することが可能であれば、新たに識別情報を付与することなくその情報を参照する形式としてもよい。

送信方式判定部３２は、パケット種別判定部３１から渡されたパケットが、既に受信済みのパケットでなかった場合、当該パケットのヘッダ情報を参照して、当該パケットが応答要求パケットであるか否かを判定し、応答要求パケットであるは当該パケットを応答制御部３５へ渡し、応答要求パケットでない場合（連送パケットである場合）は、当該パケットを連送パケット処理部３３へ渡す。

連送パケット処理部３３は送信方式判定部３２から渡された連送パケットについて、受信済み高信頼性パケット管理テーブル１４に当該パケットを識別するための情報を登録し、高信頼性プロトコル処理部５へ当該パケットを受け渡す。また、受信済みであった場合には、当該パケットは廃棄する。連送パケットは通常同一のパケットが複数個送信されるが、このように、高信頼性プロトコル処理部５へ受け渡すパケットは１つのみとし、残りのパケットは廃棄する。

応答制御部３５は、送信方式判定部３２から渡された応答要求パケットについて、受信した応答要求パケットに対応する応答パケットを生成し、送信部２のうちの応答送信バッファ２８に格納する。さらに応答制御部３５は、受信済高信頼性パケット管理テーブル３４へ当該パケットを識別するための情報を登録し、高信頼性プロトコル処理部５へ当該パケットを受け渡す。

なお、高信頼性パケットにＦＣＳ（Flame Check Sequence）が付与されている場合（パケットの健全性確保のため、通常は付与しておくことが望ましい）、連送パケット処理部３３および応答制御部３５は、ＦＣＳ判定を行い、ＦＣＳ判定の結果、異常パケットであると判定された場合には受信済高信頼性パケット管理テーブル３４の更新と高信頼性プロトコル処理部５へのパケット受け渡しは行わず、当該パケットを廃棄する。なお、パケット種別判定部３１が、ＦＣＳ判定を行い、異常パケットであると判定された場合に当該パケットを破棄するようにしてもよい。

図７は、受信部３におけるパケット受信処理手順の一例を示す図である。まず、パケット種別判定部３１は、パケットの受信を待機し（ステップＳ１０）、パケットを受信すると、高信頼性パケットの応答パケットであるか、応答パケット以外の高信頼性パケットであるか、その他のパケットであるかの判定を行う（ステップＳ１１）。パケット種別が応答パケットであった場合（ステップＳ１１ 応答パケット）、パケット種別判定部３１は、送信部２に当該パケットを受け渡し（ステップＳ１７）、受信処理を完了する（ステップＳ２０）。その後、再びステップＳ１０からの処理を実施する。

パケット種別が応答パケット以外の高信頼性パケットであった場合（ステップＳ１１ 高信頼性パケット）、パケット種別判定部３１は、当該パケットを送信方式判定部３２に渡し、送信方式判定部３２が、受信済高信頼性パケット管理テーブル３４を参照して当該パケットが既に受信済みのパケットであるか否かを判断する（ステップＳ１２）。受信済みのパケットでない場合（ステップＳ１２ Ｎｏ）、パケット種別判定部３１は、当該パケットを送信方式判定部３２へ渡し、送信方式判定部３２は当該パケットが連送パケットであるか応答要求パケットであるかを判定する（ステップＳ１３）。

パケット種別判定部３１は、当該パケットが応答要求パケットである場合（ステップＳ１３ 応答要求パケット）、応答制御部３５へ当該パケットを渡し、応答制御部３５が応答パケットを生成して、送信部２経由で応答パケット送信する（ステップＳ１４）。応答制御部３５は、当該パケットの識別情報を受信済高信頼性パケット管理テーブル３４へ登録する（ステップＳ１６）。パケット種別判定部３１は、当該パケットが連送パケットである場合（ステップＳ１３ 連送パケット）、連送パケット処理部３３へ当該パケットを渡し、ステップＳ１６へ進み連送パケット処理部３３が当該パケットの識別情報を受信済高信頼性パケット管理テーブル３４へ登録する（ステップＳ１６）。

その後、パケット種別判定部３１または連送パケット処理部３３は、高信頼性プロトコル処理部５へ渡し（ステップＳ１８）、受信処理を完了する（ステップＳ２０）。

また、ステップＳ１２で、既に受信済みのパケットあると判断した場合（ステップＳ１２ Ｙｅｓ）、当該パケットを破棄し（ステップＳ１５）、ステップＳ２０へ進む。また、ステップＳ１１で、高信頼性パケットでない（その他パケット）であると判定した場合（ステップＳ１１ その他パケット）は、その他プロトコル処理部４へ当該パケットを渡し（ステップＳ１９）、ステップＳ２０へ進む。

なお、ここでは、パケット種別判定部３１が受信済高信頼性パケット管理テーブル３４を参照して、受信した高信頼性パケットが受信済みであるか否かを判定するようにしたが、パケット種別判定部３１ではこの判定を行わずにそのままパケットを振り分け、連送パケット処理部３３および送信方式判定部３２が受信済高信頼性パケット管理テーブル３４を参照して、受信した高信頼性パケットが受信済みであるかを判断し、受信済みの場合にパケットを破棄するようにしてもよい。

次に、図２に示したように、２台の通信装置１でパケットの送受信が行われる場合を例にとり、パケット送受信の動作を説明する。上述したように、本実施の形態の通信装置は、高信頼性パケットの受信機能と送信機能の両方を有するが、以下の説明では、片側通信を例に説明する。すなわち、いずれか一方の通信装置１を送信装置とし、他方を受信装置として説明する。逆方向の通信についても、送信装置と受信装置が逆になるだけで動作は同様である。

図８〜１２は、本実施の形態のパケット送受信タイミングの一例を示す概念図である。図８〜１２では、右へ向かう方向を時間軸の正の方向とし、高信頼性パケットがバッファ２２３に格納された時刻をαとし、送信方法判定時間をβとし、送信限界時間をγとし、αから起算して高信頼性パケットの許容遅延が経過した時刻（許容遅延時間）をδとする。

図８および図９は、αの時点で高信頼性パケット以外のパケットが送信バッファ２２に格納されておらず、また送信中のパケットも存在しない例を示している。この場合、送信装置から高信頼性パケットが応答要求パケットとして送信され、当該パケットを受信した受信装置から応答パケットが返信される手順により高信頼性通信が行われる。

図８に示すように応答要求パケットおよびその応答パケットに対する応答パケットの送信が正常に行われ、γよりも早いタイミングで応答パケットが送信装置に到達した場合は高信頼性パケットの送信が正しく行われたと判断できる。図９の例では、図８と同様に、応答要求パケットが送信され、その応答パケットに対する応答パケットが受信装置から送信されるが、応答パケットがビットエラー発生など何らかの理由で伝送路において損失し送信装置に到着しない。このように応答パケットが送信装置に届かない場合、送信装置はγの時点で高信頼性パケットを連送パケットとして再度送信を行う。このときの連送パケット送信は最優先で実施する必要があり、仮に高信頼性パケット以外のパケット送信中であっても連送パケットの送信を優先する。

図９の例では、受信装置は、応答要求パケットを正しく受信できているため、連送パケットにより送信されるパケットは受信済高信頼性パケット管理テーブル３４を参照して既に受信済のパケットと認識され、連送フレームは破棄される。一方、受信装置では、応答要求パケットを正しく受信できていなかった場合には連送パケットは受信済のものではないと認識され、連送パケットは有効な高信頼性パケットとして高信頼性プロトコル処理部５に受け渡される。

図１０、図１１は、αの時点で高信頼性パケット以外のパケットが送信バッファ２２に格納されていたか、または送信バッファ２２は空であるが送信中のパケットが存在しており、γのタイミングよりも前に高信頼性パケット以外のパケット通信が完了したことにより通信路に空きが出来た場合の動作例を示している。

図１０は、高信頼性パケット以外のパケット通信がβよりも手前の時点で完了した場合の動作例を示しており、この場合は通信路に空きが出来たタイミングで応答要求パケットの送信を行う。それ以後の動作については図８または図９の例と同じである。

図１１は、高信頼性パケット以外のパケット通信がβを超えてγの手前のタイミングで完了した場合の動作例を示しており、この場合は通信路に空きが出来たタイミングで連送パケットの送信を行う。連送パケットの送信は通信路に空きが出来たタイミングからγまでの間のどのタイミングで送信し始めることも可能であるが、性能面では通信路に空きが出来たタイミングで送信し始める場合が最も優れており、通信路に空きが出来たタイミングで送信し始めることが望ましい。

図１２は、αの時点で高信頼性パケット以外のパケットが送信バッファ２２に格納されていたか、もしくは送信バッファ２２は空であるが送信中のパケットが存在しており、かつγのタイミングまで高信頼性パケット以外のパケット通信が完了しなかった場合の動作例を示している。このとき、γのタイミングで高信頼性パケット以外のパケットを送信中であった場合においても、送信を中断して連送パケットの送信を行う。

なお、図１２のように送信中であった高信頼性パケット以外のパケットを中断して連送パケットを送信する場合、送信中のパケットが途切れてしまい、既に送信してしまった部分が異常パケットとなり、帯域の無駄遣いとなってしまう問題がある。この問題を回避するために、高信頼性パケット以外のパケットがパケットの途中で送信が中断されないよう、γをあらかじめ最大サイズ（ＭＴＵ（Maximum Transmission Unit））の１つのパケットを送信する時間分だけ手前の時間に設定しておき、γのタイミングで連送パケットを送信すると判断した場合に、その時点で送信中の高信頼性パケット以外のパケットの送信を完了してから、連送パケットを送信するようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、送信方法判定時間と送信限界時間の両方を定めておき、送信限界時間より前、または送信限界時間で連送パケットの送信を開始するようにしたが、送信限界時間を超えて連送パケットの送信を開始するようにしてもよい。すなわち、送信限界時間は許容遅延時間より前であれば任意の時刻に設定可能である。また、高信頼性パケットをその他のパケットの送信より優先する場合は、通信路の空きを待機する必要はないため、送信方法判定時間を定めておく必要はなく、高信頼性パケットが生成され次第、応答要求パケットとして送信し、応答パケットが送信限界時間内に受信できなかった場合に、連送を開始すればよい。なお、送信限界時間を超えて連送パケットの送信開始を行う場合は許容遅延時間の経過後も連送パケットが送信されることになるが、許容遅延時間以降は連送パケットの送信を停止するようにしておけば、無駄な連送パケットの送信を防ぐことができる。

また、本実施の形態では、パケットの種別を高信頼性パケットと高信頼性パケット以外のパケットの２種類に分類して説明したが、高信頼性パケット以外のパケットが、さらに優先度により分類されていてもよい。例えば、高信頼性パケット以外のパケットを高優先パケットと低優先パケットとし、高優先パケットのみを高信頼性パケットよりも優先的に送信するような構成としても良い。すなわち、例えば、送信バッファ２２のバッファ２２１を高優先パケット用とし、送信バッファ２２のバッファ２２２を低優先パケット用とし、送信スケジューラ２１は、通常は、バッファ２２２に格納されたパケットよりバッファ２２３に格納された高信頼性パケットを優先して送信し、バッファ２２３に格納されたパケットをバッファ２２３に格納されたパケットより優先して送信する。また、高信頼性パケット低優先パケットのみが送信バッファ２２に存在するまたは低優先パケットのみが通信中であった場合は、通信路が空いているとみなして上述の高信頼性パケットの送信動作を行う。また、連送パケットの送信の際は、高優先パケットより優先して送信する。

また、本実施の形態では、連送パケットは高信頼性パケット以外のパケットより優先して送信し、応答要求パケットより高信頼性パケット以外のパケットを優先して送信するようにしているが、応答要求パケットについても高信頼性パケット以外のパケットより優先して送信してもよい。この場合、図５のステップＳ２の通信路が空いているか否かの判定は行わず、高信頼性パケット以外のパケットより優先して応答要求パケットを送信すればよい。

以上のように、本実施の形態では、高信頼性パケットが送信バッファ２２に格納されてから所定の時間後を送信方法判定時間として定め、高信頼性パケットが送信バッファ２２に格納されてから送信方法判定時間までは、高信頼性パケットを応答要求パケットとして送信し、送信方法判定時間を超えると連送パケットとして送信するようにした。このため、高信頼性パケットが占有する帯域の削減効果が得られる。

高信頼性パケットが占有する帯域の削減効果は伝送路のパケットロス率や要求システム故障率により変動するが、パケットロス率１．０×１０E^-8とし、要求される正常稼働率を（１−10^-9）〜（１−10^-8）以上とする場合、高信頼性パケットの送信間隔を１０ｍｓｅｃ毎とし、パケットサイズを６４Ｋｂｙｔｅとすると、伝送速度１０Ｍｂｐｓ full−duplexとすると、上記特許文献１の方式と比較して３３〜７０パーセントの帯域を削減することが可能である。また、連送回数固定の常時連送（連送回数７回）の場合と比較すると７０パーセントの帯域を削減することが可能である。実際の削減効果は条件により変動するものの、３０パーセント以上の削減効果が得られる。

実施の形態２．
実施の形態１では各装置が高信頼性パケットの双方向通信を行う機能を有していたが、本実施の形態では、高信頼性パケットの送信のみを行う送信装置と受信のみを行う受信装置があり、これらの装置間で高信頼性通信を行う実施の形態について述べる。ただし、高信頼性パケット以外のパケットは双方向通信を行うとする。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図１３は、本実施の形態の送信装置の受信部３ａの構成例を示す図である。図１４は、本実施の形態の受信装置の送信部２ａの構成例を示す図である。図１５は、本実施の形態の通信システムの構成例を示す図である。図１５に示す通信システムは、高信頼性パケットの送信装置である通信装置１ａと高信頼性パケットの受信装置である通信装置１ｂとで構成される。通信装置１ａは、実施の形態１と同様の送信部２と、図１３に示した受信部３ａと、を備える。通信装置１ｂは、実施の形態１と同様の受信部３と、図１４に示した送信部２ａを備える。なお、通信装置１ａ、１ｂは、高信頼性プロトコル処理部５等の図１で示した他の構成要素も備えているが、図１５では図の簡略化のため送信部と受信部のみを図示している。

通信装置１ａでは、高信頼性パケットを受信する（ただし、応答パケットは受信する）ことはないものの、高信頼性パケット以外のパケットを受信し、応答パケットを送信機能のうちの応答要求パケット送信制御部に渡す機能が必要である。従って、図１３に示すように、通信装置１ａの受信部３ａは、実施の形態１と同様のパケット種別判定部３１のみを備える。送信部２については、応答送信バッファ２８が不要である点を除き、実施の形態１における送信部２と同様である。

通信装置１ｂでは、高信頼性パケットの送信を行うことは無いものの、高信頼性パケット以外のパケットを送信する機能と受信した高信頼性パケットに対する応答を返す機能については必要である。従って、図１４に示すように、送信部２ａは、送信バッファ２２ａと、送信スケジューラ２１および応答送信バッファ２８を備える。送信バッファ２２ａは高信頼性パケット以外のパケットを格納する。通信装置１ｂでは、高信頼性パケットを格納するためのバッファ２２３は不要であり、また送信スケジューラ２１は高信頼性層遅延管理部２３からの制御ではなく、ＦＩＦＯ（First In First Out）やラウンドロビンなど一般的スケジューリングアルゴリズムにより送信を制御する。通信装置１ｂの受信部３は、パケット種別判定部３１から送信部２の応答要求パケット送信制御部２６に対して受信した応答フレームを受け渡す機能が不要である点を除いて、実施の形態１における受信部３と同等である。本実施の形態の高信頼性パケットの送信および受信動作は、片方向通信であることを除き実施の形態１と同様である。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態１と同様である。

以上のように、本実施の形態では、高信頼性パケットの送信が片方向通信である場合に、実施の形態１と同様に高信頼性パケットの送受信を行うようにした。そのため、高信頼性パケットの送信が片方向通信であるにも実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
図１６は、本発明にかかる通信装置１の実施の形態３の高信頼性パケットの送信手順の一例を示すフローチャートである。本実施の形態の通信装置１の構成は実施の形態１の通信装置１と同様である。

本実施の形態では応答要求パケットを送信してから応答パケットを受信するまでの時間（以下、応答時間という）の情報を、設計段階に算出しておく。または初期化時または動作中に応答時間を測定する機能を追加してもよい。

本実施の形態の高信頼性パケットの送信処理は、ステップＳ５の後に、ステップＳ６の代わりに、応答要求パケット送信後、応答があるかもしくは応答時間と送信限界時間までの時間のうち短い方の時間（図１６では一定時間と略す）が経過したかを判定する（ステップＳ１０）。なお、応答時間が送信限界時間までの時間より短く、応答時間が経過するまでに応答パケットが受信されなかった場合（ステップＳ１０ 応答時間超過）、ステップＳ２に戻る。送信限界時間までの時間が応答時間より短く、送信限界時間までの時間が経過するまでに応答パケットが受信されなかった場合（ステップＳ１０ 送信限界時間超過）、ステップＳ７へ進む。また、応答時間と送信限界時間までの時間のうち短い方の時間が経過するまでに応答があった場合（ステップＳ１０ 応答あり）、ステップＳ９へ進む。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。

なお、実装時は応答時間に一定のマージンを持たせておくことが望ましい。また、応答要求パケットの送信が必要以上に帯域を占有することを防ぐため、ステップＳ１０からステップＳ２への遷移に回数制限を設ける構成としても良い。

また、実施の形態２で述べたように片方向の高信頼性通信を行う場合に、本実施の形態と同様の動作を行ってもよい。

このように、本実施の形態では、応答時間を求めておき、応答時間が送信限界時間までの時間より短い場合は、応答要求パケットを再度送信する処理（再送処理）を行うようにした。このため、実施の形態１に比べ連送パケットを送信する頻度が減り、実施の形態１よりさらに高信頼性パケットが占有する帯域を低減することができる。

実施の形態４.
図１７は、本発明にかかる通信装置１ｃの実施の形態４の機能構成例を示す図である。本実施の形態の通信装置１ｃは、実施の形態１の通信装置１にトラヒック測定部７を追加し、送信部２を送信部２ｂに代える以外は、実施の形態１の通信装置１と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図１８は、本実施の形態の送信部２ｂの機能構成例を示す図である。図１８に示すように、本実施の形態の送信部２ｂは、実施の形態１の送信部２の高信頼性層遅延管理部２３を高信頼性層遅延管理部２３ａに代える以外は、実施の形態１の送信部２と同様である。

トラヒック測定部７は通信ポート６を監視し、自装置から送信するパケットおよび自装置が受信するパケットのトラヒック量（例えばレート）を常時測定する機能を有する。なお、送信するトラヒック量（送信トラヒック量）については通信ポート６を監視するのが最も簡易な方法であるが、この代わりに送信スケジューラ２１が有する送信スケジュールに基づいて送信トラヒック量を求める構成としても良い。

高信頼性層遅延管理部２３ａは、トラヒック測定部７が測定した送信トラヒック量および受信トラヒック量を取得して、受信トラヒック量が送信トラヒックよりも一定量以上に多く、なおかつ送信トラヒック量が閾値以下である場合、連送パケットによる送信を行うよう制御する。これにより、受信方向の通信量が大きくかつ送信方向の通信量が少ない場合に、応答パケットを受信することがなく連送による送信のみを行うため、受信方向の帯域を用いずに空いている送信方向のみの帯域を用いて高信頼性パケットを送信することができる。なお、上述の一定量および閾値は、それぞれ独立して決定することができ、これらの値は予め任意の方法により決定しておく。これ以外の高信頼性層遅延管理部２３ａの動作は、高信頼性層遅延管理部２３と同様である。

連送による通信は応答要求パケットによる通信と比較して多くの帯域を占有するため、双方向の通信量に差が無い場合や、双方向の通信量がともに多い場合において連送による通信を行うと、混み合っている回線について高信頼性パケットの帯域占有を増やすことになる。しかし、本実施の形態では、上述のように、受信トラヒック量が送信トラヒックよりも一定量以上に多く、なおかつ送信トラヒック量が閾値以下である場合に、応答要求パケットを送信せずに連送パケットを送信し、双方向の通信量に差が無い場合や、双方向の通信量がともに多い場合においては実施の形態１と同様の処理を行うため、空き帯域が少ない通信方向について高信頼性パケットの占有帯域を増やすことはない。

図１９は、本実施の形態の高信頼性パケットの送信手順の一例を示すフローチャートである。実施の形態１と同様にステップＳ０、Ｓ１を実施し、ステップＳ１で許容遅延が送信限界時間までの時間以上であると判断した場合（ステップＳ１ Ｙｅｓ）、高信頼性層遅延管理部２３ａは、受信トラヒック量が送信トラヒックよりも一定量以上に多く（受信トラヒック量＞＞送信トラヒック量）、なおかつ送信トラヒック量が閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。信頼性層遅延管理部２３ａは、受信トラヒック量が送信トラヒックよりも一定量以上に多く、なおかつ送信トラヒック量が閾値以下である場合（ステップＳ３１ Ｙｅｓ）、ステップＳ７へ進み、信頼性層遅延管理部２３ａは、受信トラヒック量が送信トラヒックよりも一定量以上に多くないか、または送信トラヒック量が閾値より大きい場合（ステップＳ３１ Ｎｏ）は、ステップＳ２で進む。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。

なお、本実施の形態では、実施の形態１の通信装置１にトラヒック測定部７を追加して上述の動作を行う例を説明したが、実施の形態２の送信装置である通信装置１ａにトラヒック測定部７を追加して上述の動作を行うようにしてもよい。

また、本実施の形態の動作に、実施の形態３で述べたように、応答時間が送信限界時間までの時間より短い場合は、応答要求パケットを再度送信する処理を追加してもよい。

なお、実施の形態では、送信トラヒック量および受信トラヒック量を測定し、受信トラヒック量が送信トラヒックよりも一定量以上に多く（第１の条件とする）、なおかつ送信トラヒック量が閾値以下である（第２の条件とする）場合に、応答要求パケットを送信せずに連送パケットを送信するようにしたが、第１の条件と第２の条件のいずれか一方のみを満たす場合に、応答要求パケットを送信せずに連送パケットを送信するようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態では、送信トラヒック量および受信トラヒック量を測定し、受信トラヒック量が送信トラヒックよりも一定量以上に多く、なおかつ送信トラヒック量が閾値以下である場合に、応答要求パケットを送信せずに連送パケットを送信し、それ以外の場合は、実施の形態１と同様に、応答要求パケットまたは連送パケットを送信するようにした。そのため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、受信方向の通信量が大きくかつ送信方向の通信量が少ない場合に、受信方向の帯域を用いずに空いている送信方向の帯域のみを用いて高信頼性パケットを送信することができる。

１，１−１〜１−４，１ａ，１ｂ，１ｃ、 通信装置
２，２ａ，２ｂ 送信部
３，３ａ 受信部
４ その他プロトコル処理部
５ 高信頼性プロトコル処理部
６ 通信ポート
７ トラヒック測定部
２１ 送信スケジューラ
２２ 送信バッファ
２３，２３ａ 高信頼性層遅延管理部
２４ 送信方法選択部
２５ 連送制御部
２６ 応答要求パケット送信制御部
２７ 応答待ち受けバッファ
２８ 応答送信バッファ
２２１〜２２３ バッファ

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、許容遅延が定められている高信頼性パケットを送信する送信装置であって、入力された前記高信頼性パケットを受信側からの応答を要求する応答要求パケットとして送信する応答要求パケット送信制御部と、入力された前記高信頼性パケットを、同一パケットを連続して送信する連送により送信する連送制御部と、前記高信頼性パケットの生成時刻からの経過時間が前記許容遅延より所定時間少ない時刻を送信限界時間として定め、前記高信頼性パケットが生成されると高信頼性パケットを応答要求パケットとして送信すると判定し、前記応答要求パケットに対する応答パケットを受信せずに前記送信限界時間を超過した場合は当該高信頼性パケットを連送により送信すると判定する送信方法判定部と、生成された前記高信頼性パケットを、前記送信方法判定部の判定結果に基づいて前記応答要求パケット送信制御部または前記連送制御部へ入力する送信方法選択部と、を備えることを特徴とする。

Claims (12)

1. 許容遅延が定められている高信頼性パケットを送信する送信装置であって、
   入力された前記高信頼性パケットを受信側からの応答を要求する応答要求パケットとして送信する応答要求パケット送信制御部と、
   入力された前記高信頼性パケットを、同一パケットを連続して送信する連送により送信する連送制御部と、
   前記高信頼性パケットの生成時時間からの経過時間が前記許容遅延より少ない所定時間となる時間を送信限界時間として定め、前記高信頼性パケットが生成されると高信頼性パケットを応答要求パケットとして送信すると判定し、前記応答要求パケットに対する応答パケットを受信せずに前記送信限界時間を超過した場合は当該高信頼性パケットを連送により送信すると判定する送信方法判定部と、
   生成された前記高信頼性パケットを、前記送信方法判定部の判定結果に基づいて前記応答要求パケット送信制御部または前記連送制御部へ入力する送信方法選択部と、
   を備えることを特徴する送信装置。
2. 前記連送の所要時間を求め、前記所定時間を前記所要時間とする、ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
3. 前記送信方法判定部は、前記高信頼性パケットが生成されると通信路に空きがあるか否かを判断し、通信路が空いている場合に前記高信頼性パケットを応答要求パケットして送信すると判定し、通信路が空いていない場合、前記送信限界時間を超過すると当該高信頼性パケットを連送により送信すると判定し、前記送信限界時間より一定時間前である送信方法判定時間以前に通信路が空いた場合は前記高信頼性パケットを応答要求パケットして送信すると判定し、前記送信方法判定時間を過ぎて通信路が空いた場合は前記高信頼性パケットを連送により送信すると判定する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の送信装置。
4. 前記一定時間を応答要求パケットの送信から応答パケットの受信に要する時間とする、ことを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
5. 前記高信頼性パケット以外の送信パケットを優先度に応じて高優先パケットと低優先パケットに分類し、前記高優先パケットを前記高信頼性パケットより優先して送信し、前記高信頼性パケットを前記低優先パケットより優先して送信することとし、
   前記送信方法判定部は通信路に空きがあるか否かの判断を前記高優先パケットに基づいて判断し、前記低優先パケットのみにより通信路が用いられている場合は通信路が空いていると判断する、ことを特徴とする請求項３または４に記載の送信装置。
6. 前記応答要求パケットの送信後、所定の待機時間以内の応答パケットを受信しなかった場合、前記送信限界時間より前に前記応答要求パケットを再送する、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の送信装置。
7. 送信トラヒック量および受信トラヒック量を測定するトラヒック測定部、
   をさらに備え、
   前記送信方法判定部は、送信トラヒック量と受信トラヒック量の差が一定量以上である場合、前記高信頼性パケットを前記応答要求パケットとして送信せずに連送により送信すると判定する、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の送信装置。
8. 前記送信方法判定部は、送信トラヒック量と受信トラヒック量の差が一定量以上でありかつ送信トラヒック量が一定値以下である場合、前記高信頼性パケットを前記応答要求パケットとして送信せずに連送により送信すると判定する、ことを特徴とする請求項７に記載の送信装置。
9. 許容遅延が定められている高信頼性パケットを受信する受信装置であって、
   前記高信頼性パケットが応答要求パケットとしてまたは同一パケットを連続して送信する連送により送信されるとし、受信した前記高信頼性パケットが応答要求パケットであるか否かを判定するパケット種別判定部と、
   前記パケット種別判定部により応答要求パケットであると判定されたパケットに対する応答パケットを送信する応答制御部と、
   を備え、
   受信した前記高信頼性パケットが既に受信済みである場合には当該パケットを廃棄する、ことを特徴とする受信装置。
10. 許容遅延が定められている高信頼性パケットを送受信する通信装置であって、
    請求項１〜８のいずれか１つに記載の送信装置としての機能と、
    請求項９に記載の受信装置としての機能と、
    を備えることを特徴とする通信装置。
11. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の送信装置と、
    請求項９に記載の受信装置と、
    を備えることを特徴とする通信システム。
12. 許容遅延が定められている高信頼性パケットを送信する送信装置における送信方法であって、
    前記高信頼性パケットを受信側からの応答を要求する応答要求パケットとして送信する応答要求パケット送信ステップと、
    前記高信頼性パケットを、同一パケットを連続して送信する連送により送信する連送制御ステップと、
    前記高信頼性パケットの生成時時間からの経過時間が前記許容遅延より少ない所定時間となる時間を送信限界時間として定め、前記高信頼性パケットが生成されると高信頼性パケットを応答要求パケットして送信すると判定し、前記応答要求パケットに対する応答パケットを受信せずに前記送信限界時間を超過した場合は当該高信頼性パケットを連送により送信すると判定する送信方法判定ステップと、
    前記送信方法判定部の判定結果に基づいて前記応答要求パケット送信ステップと前記連送制御ステップのどちらか一方を実施するステップとして選択する送信方法選択ステップと、
    を備えることを特徴する送信方法。

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