PL182743B1 - Sposób minimalizowania retransmisji pakietów informacji między dwiema stacjami końcowymi - Google Patents

Abstract

1. Sposób minimalizowania retransmisji pa­ kietów informacji miedzy dwiema stacjami kon­ cowymi, w którym rozdziela sie informacje na numerowane pakiety i koduje sie z detekcja bledu te pakiety z wykorzystaniem pierwszego kodu w pierwszej stacji koncowej, znamienny tym, ze w kolejnych etapach nadaje sie pakiety do stacji przekaznikowej z wykorzystaniem lacza wrazli­ wego, gromadzi sie pakiety w pamieci stacji przekaznikowej, lokalnie koduje sie, z detekcja bledu i numeruje odebrane pakiety, nadaje sie pakiety do drugiej stacji koncowej z wykorzysta­ niem lacza niewrazliwego, dekoduje sie lokalny kod detekcji bledu pakietu i potwierdza odbiór, jezeli kod lokalny jest zdekodowany prawidlowo oraz dekoduje sie pierwszy kod detekcji bledu i wysyla potwierdzenia do pierwszej stacji kon­ cowej, jezeli pierwszy kod detekcji bledu jest zdekodowany prawidlowo. Fig. 4 PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób minimalizowania retransmisji pakietów informacji między dwiema stacjami końcowymi. Wynalazek jest związany z pakietową transmisją danych przez łańcuch połączonych kaskadowo łączy, które do korekcji błędu wykorzystują transmisję pakietową, a w szczególności przez łącza kaskadowe o różnych właściwościach w odniesieniu do kosztów transmisji w przeliczeniu na pakiet, jakości transmisji, prędkości transmisji i/lub natężenia ruchu telekomunikacyjnego. Przykładami takich kaskadowych łączy transmisyjnych są przenośne urządzenia liczące (laptop, organizer, PDA), które są połączone bezprzewodowo (na przykład połączeniem radiowym) z telefonem przewoźnym lub przenośnym, który z kolei jest połączony przez łącze radiowe z siecią komórkową. Innym przykładem są sieci lokalne bezprzewodowe LAN, w których urządzenie liczące jest połączone bezprzewodowo ze stałym ośrodkiem lub stacją satelitarną dołączoną do bezprzewodowej struktury LAN (Ethernet).

W transmisji o dużej przepustowości wykorzystuje się sieci z komutacją pakietów, w których dane przenoszone są w pakietach dacyjnych, które poza informacją niosą adresy źródłowe i docelowe. Kiedy pakiet podlega zakłóceniu, na przykład przy kolizji z innym pakietem lub w następstwie zwiększonego poziomu zakłóceń, pakiet nadawany przez źródło musi być ponownie retransmitowany. Źródło musi retransmitować pakiet aż do pomyślnego jego przekazania, na co wskazuje potwierdzenie od miejsca przeznaczenia, że pakiet został odebrany poprawnie. Dla umożliwienia określenia w miejscu przeznaczenia, czy pakiet został odebrany poprawnie, do pakietu dodaje się kod z detekcją błędu, albo w postaci kodowania typu FEC z korekcją błędu w przód (Forward-Error-Correction), albo w postaci cyklicznej kontroli nadmiarowej CRC (Cyclic Redundancy Check).

Istnieje kilka systemów zapewniających automatyczne retransmitowanie w przypadku, kiedy miejsce przeznaczenia nie potwierdza odebrania pakietu, tak zwanych systemów automatycznej kwerendy z powtórzeniami ARQ (Automatic Repeat Query). Jeżeli pakiet nie zostanie potwierdzony w pewnym okresie czasu, to źródło automatycznie powtarza transmisję. W najprostszym przypadku, źródło oczekuje potwierdzenia z miejsca przeznaczenia po nadaniu każdego pakietu i realizuje periodyczne powtarzanie nadawania tego samego pakietu aż do otrzymania potwierdzenia. Nadanie następnego pakietu odbywa się dopiero po odebraniu potwierdzenia odbioru. Jest to tak zwany system ARQ zatrzymywania i oczekiwania (stopand-wait).

Bardziej wydajne sposoby realizują nadawanie następnych pakietów, nawet jeżeli poprzednie nie zostały potwierdzone. Pakiety, które nie zostały potwierdzone, zostają zmagazynowane w celu ich retransmitowania i kasowane w pamięci dopiero po ich potwierdzeniu. W tych sposobach każdy z pakietów zaopatruje się w numer pakietu, tak że z miejsca przeznaczenia można nadać informację o numerach poprawnie odebranych pakietów. Przykładami metod ARQ wykorzystujących numerowanie pakietów i nie wymagających czekania na potwierdzenie przed nadaniem następnego pakietu są metody: selektywna ARQ i (również kumulacyjna) ARQ typu wstecznego (go-back-N). Metody te zapewniają wyższe przepustowości, zwłaszcza przy połączeniach z pewną wartością opóźnienia.

182 743

Najczęściej teledacja nie jest realizowana za pomocą połączenia jednorodnego lecz poprzez łańcuch kaskadowych łączy, które połączone są przez stacje przekaźnikowe. Bardzo często poszczególne łącza mają różne właściwości i jedno z łączy może wykazywać większą wrażliwość niż pozostałe, w odniesieniu do kosztów (publiczne sieci przewodowe i komórkowe sieci w porównaniu z sieciami lokalnymi, prywatnymi), prędkości przekazywania danych lub jakością transmisji (która może zależeć od natężenia ruchu). Przykładem takiego kaskadowego połączenia jest połączenie miedzy komórkową stacją bazową a przenośnym urządzeniem obliczeniowym, które wykorzystuje połączenie bezprzewodowe bliskiego zasięgu z telefonem komórkowym w celu osiągnięcia dostępu do komórkowej stacji bazowej. W tym przypadku najbardziej wrażliwym łączem jest łącze komórkowe. Innym przykładem jest przenośne urządzenie liczące, które jest bezprzewodowo dołączone do sieci lokalnej LAN (Local Area NetWork), przez którą ma połączenie z serwerem. W tym przykładzie, łączem wrażliwym jest łącze bezprzewodowe między komputerem a przewodową siecią LAN. W tych połączeniach kaskadowych protokół skrośnego ARQ (ARQ wyłącznie między źródłem a miejscem przeznaczenia; stacje przekaźnikowe tylko przekazują informację bez sprawdzania jej poprawności) nie jest atrakcyjny, ponieważ w przypadku wystąpienia błędu, retransmisji żąda się przez cały łańcuch, niezależnie od miejsca wystąpienia błędu. W celu zminimalizowania retransmisji przez wrażliwe łącze, czasem zaleca się przez to wrażliwe łącze retransmitować tylko te pakiety, które zostały zakłócone właśnie w tym łączu wrażliwym. Wymaga to rozproszonych systemów ARQ, to znaczy oddzielnego systemu ARQ w każdym łączu. Dla zoptymalizowania przepustowości, konieczne są obecnie w stacjach przekaźnikowych rozbudowane możliwości pamięciowe zapewniające realizację skutecznych sposobów ARQ.

Sposób minimalizowania retransmisji pakietów informacji między dwiema stacjami końcowymi, w którym rozdziela się informację na numerowane pakiety i koduje się z detekcją błędu te pakiety z wykorzystaniem pierwszego kodu w pierwszej stacji końcowej, według wynalazku wyróżnia się tym, że w kolejnych etapach nadaje się pakiety do stacji przekaźnikowej z wykorzystaniem łącza wrażliwego, gromadzi się pakiety w pamięci stacji przekaźnikowej, lokalnie koduje się, z detekcją błędu i numeruje odebrane pakiety, nadaje się pakiety do drugiej stacji końcowej z wykorzystaniem łącza niewrażliwego, dekoduje się lokalny kod detekcji błędu pakietu i potwierdza odbiór, jeżeli kod lokalny jest zdekodowany prawidłowo oraz dekoduje się pierwszy kod detekcji błędu i wysyła potwierdzenia do pierwszej stacji końcowej, jeżeli pierwszy kod detekcji błędu jest zdekodowany prawidłowo.

Korzystnie retransmituje się pakiet ze stacji przekaźnikowej do drugiej stacji końcowej w przypadku nieodebrania przez stację przekaźnikową potwierdzenia w określonym z góry okresie czasu po nadaniu pakietu.

Korzystnie retransmituje się pakiet z pierwszej stacji końcowej w przypadku nieodebrania przez stację końcową potwierdzenia w określonym z góry okresie czasu po nadaniu pakietu.

Pierwszy kod detekcji błędu korzystnie dekoduje się na stacji przekaźnikowej i potwierdza odbiór pakietu, jeżeli pierwszy kod detekcji błędu jest zdekodowany prawidłowo. W potwierdzeniach korzystnie wykorzystuje się numerację.

Sposób minimalizowania retransmisji pakietów informacji między dwiema stacjami końcowymi, w którym rozdziela się informację na numerowane pakiety i koduje się z detekcją błędu te pakiety z wykorzystaniem pierwszego kodu w pierwszej stacji końcowej, według wynalazku wyróżnia się tym, że w kolejnych etapach koduje się ten pakiet z detekcją błędu, z wykorzystaniem kodu lokalnego i numeruje się pakiet z wykorzystaniem numeru lokalnego, nadaje się zakodowany pakiet do stacji przekaźnikowej z wykorzystaniem łącza niewrażliwego, dekoduje się lokalny kod detekcji błędu odebranego pakietu i potwierdza się odbiór pakietu, jeżeli kod lokalny jest dekodowany prawidłowo, usuwa się lokalny kod z detekcją błędu i lokalny numer ze zdekodowanego pakietu, nadaje się pakiet z usuniętym kodem i numerem do drugiej stacji końcowej przez łącze wrażliwe, dekoduje się pierwszy kod detekcji błędu i wysyła potwierdzenie odbioru, jeżeli pierwszy kod detekcji błędu jest zdekodowany prawidłowo.

182 743

Korzystnie retransmituje się pakiet z pierwszej stacji końcowej do stacji przekaźnikowej w przypadku nieodebrania przez pierwszą stację potwierdzenia w określonym z góry okresie czasu po nadaniu pakietu. W potwierdzeniach korzystnie wykorzystuje się numerację.

Sposób minimalizowania retransmisji pakietów informacji między dwiema stacjami końcowymi, w którym rozdziela się informację na numerowane pakiety i koduje się z detekcją błędu te pakiety z wykorzystaniem pierwszego kodu w pierwszej stacji końcowej, według wynalazku wyróżnia się tym, że w kolejnych etapach nadaje się pakiety do drugiej stacji końcowej przez zbiór łączy połączonych przez zbiór pośrednich stacji przekaźnikowych, przy czym w każdej stacji przekaźnikowej wprowadza się do odebranego pakietu dodatkowy, inny kod detekcji błędu i numerację i w każdej stacji przekaźnikowej dekoduje się lokalny kod detekcji błędu i usuwa z odebranego pakietu zdekodowany kod korekcji błędu, a do stacji przekaźnikowej, która ostatnio nadawała pakiet, nadaje się potwierdzenie, jeżeli kod lokalny został zdekodowany prawidłowo, tylko dla pakietów odebranych z wykorzystaniem łącza wrażliwego, dekoduje się lokalne kody detekcji błędu pakietu i potwierdza się odbiór do odpowiedniej stacji przekaźnikowej, jeżeli kod lokalny jest zdekodowany prawidłowo oraz dekoduje się pierwszy kod detekcji błędu i wysyła się potwierdzenie do pierwszej stacji końcowej, jeżeli pierwszy kod detekcji błędu jest zdekodowany prawidłowo.

Korzystnie retransmituje się pakiet z jednej ze stacji przekaźnikowych do drugiej stacji końcowej w przypadku nieodebrania przez stację przekaźnikową potwierdzenia w określonym z góry okresie czasu po nadaniu pakietu. Pakiet z pierwszej stacji końcowej korzystnie retransmituje się w przypadku nieodebrania przez stację końcową potwierdzenia w określonym z góry okresie czasu po nadaniu pakietu.

Według niniejszego wynalazku proponuje się sposób, w którym we wrażliwym łączu odbywa się retransmisja tylko tych pakietów, które rzeczywiście zostały zakłócone w tym wrażliwym łączu. Równocześnie, redukuje się wymaganą zwykle dużą przepustowość stacji przekaźnikowych łączących to łącze wrażliwe z łączem niewrażliwym. Błędy występujące w części wrażliwej połączenia spowodują retransmisję również przez niewrażliwe łącza połączenia, lecz uważa się to za mniej ważne, ponieważ łącza niewrażliwe charakteryzują się wysoką przepustowością i/lub niewielkimi kosztami.

Między dwoma stacjami końcowymi połączonymi za pośrednictwem łącza wrażliwego i przynajmniej jednego łącza niewrażliwego stosuje się protokół skrośny ARQ. Stacje końcowe mają dostatecznie dużą do realizacji tego protokołu skrośnego moc przetwarzania i zdolność zapamiętywania. W niewrażliwych łączach między stacjami końcowymi stosuje się ich własne „lokalne” metody ARQ, które powodują zaopatrzenie pakietu, razem z kodem skrośnym i numerem, jako nowego pakietu informacyjnego, do którego dodają własny lokalny kod z detekcją błędu i numer. Zatem lokalny protokół ARQ zamyka w sobie protokół skrośny ARQ i w wyniku otrzymuje się kaskadę kodowania z korekcją błędu i numerowaniem. Pakiet przenoszony przez wrażliwe łącze zawiera tylko kod skrośny i numerację. Natomiast pakiet przenoszony przez łącze niewrażliwe dodatkowo zaopatrzony jest w kod i numer lokalny. Stacja przekaźnikowa między łączami, niewrażliwym i wrażliwym, która odbiera pakiet od łącza niewrażliwego, sprawdza poprawność odebranego pakietu z wykorzystaniem lokalnego kodowania z detekcją błędu. Kiedy stacja przekaźnikowa stwierdzi, że pakiet został odebrany poprawnie, to potwierdza ona numer lokalny. Następnie stacja przekaźnikowa zdejmuje lokalny kod i numer i przekazuje pakiet do łącza wrażliwego. Jeżeli pakiet nie został w stacji przekaźnikowej odebrany poprawnie, to nie jest ani potwierdzany, ani przekazywany do łącza wrażliwego. Kiedy stacja przekaźnikowa odbiera pakiet z łącza wrażliwego, to nie sprawdza poprawności odebranego pakietu, lecz wprost dodaje kod i numer lokalny i następnie przekazuje pakiet do łącza niewrażliwego. W stacji końcowej, działającej w charakterze miejsca docelowego, następuje sprawdzenie najpierw lokalnego kodu detekcji błędu. Jeżeli wynik sprawdzenia jest pozytywny, to następuje potwierdzenie do stacji przekaźnikowej. Następnie realizuje się protokół skrośny dla sprawdzenia, czy pakiet przeszedł również bez błędu przez łącze wrażliwe. Jeżeli pakiet nie został odebrany prawidłowo, to nie następuje potwierdzenie, a stacja na drugim końcu jako źródło retransmituje ten pakiet. Po poprawnym odebraniu pakietu, miejsce przeznaczenia kwituje jego odbiór przez podanie do źródła numeru tego pa

182 743 kietu skrośnego. Według jednej z odmian wykonania niniejszego wynalazku proponuje się sposób minimalizowania retransmisji przez łącze wrażliwe, łączący dużą przepustowość z wymaganiami małej mocy zasilania w stacjach przekaźnikowych. Jest to pewne połączenie protokołów ARQ, skrośnego i rozproszonego.

Przedmiot wynalazku, w przykładzie wykonania jest pokazany na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia transmisję pakietu przez sieć lokalną, fig. 2 - transmisję pakietu przez kaskadowe połączenie między komputerem przenośnym a systemem komórkowym przez krótkodystansowe łącze wielkiej częstotliwości do telefonu komórkowego, fig. 3 - protokół skrośny ARQ, fig. 4 - protokół rozproszony ARQ, a fig. 5 przedstawia protokół kaskadowy z wykrywaniem błędu według jednego z przykładów wykonania niniejszego wynalazku.

Połączenia transmisyjne rzadko składają się z jednorodnych łączy. Zwykle połączenia transmisyjne składają się z łańcucha kaskadowych łączy, gdzie każde poszczególne łącze ma swoje własne parametry decydujące o wydajności (prędkości przesyłu danych i jakości łącza) oraz o kosztach transmisji.

W teledacji zwykle do przenoszenia danych stosuje się metody z pakietowaniem. Dane te zbierane są w pakiet, który może mieć pewien narzut informacji ogólnej, jak adres źródła i miejsca przeznaczenia, priorytet dostarczenia i numer porządkowy. Ponadto wprowadza się pewną postać kodowania z korekcją błędu, na przykład cykliczną kontrolę nadmiarową CRC (cyclic redundancy check) lub korekcję błędu w przód FEC (forward-error-correction), tak że odbiorca jest w stanie rozpoznać, czy pakiet został odebrany poprawnie. Pakiety można następnie przesyłać przez łącze, synchronicznie lub asynchronicznie. W miejscu przeznaczenia sprawdzana jest poprawność pakietu i następuje albo wysłanie sygnału potwierdzenia (ACK acknowledgement) wraz z numerem pakietu, albo sygnału nie-potwierdzającego (NAK), w przypadku, odpowiednio, poprawnego lub niepoprawnego odebrania pakietu. Po utworzeniu sygnału nie-potwierdzenia, źródło może odpowiedzieć ponowną transmisją niepoprawnego pakietu. W wielu systemach sygnału nie-potwierdzenia nie wykorzystuje się. Zamiast tego źródło czeka przez pewien zaprogramowany okres czasu i jeżeli w tym czasie nie nastąpi odebranie sygnału poprawności, źródło dokonuje retransmisji pakietu. Ta tak zwana Automatyczna Kwerenda Powtórzenia ARQ (Automatic Repeat Query) lub żądanie automatycznego powtórzenia, są bardziej niezawodne niż przekazywanie sygnałów nie-potwierdzenia, ponieważ przy zakłócaniu sygnału potwierdzenia źródło powtarza transmisję pakietu, natomiast kiedy zakłóceniu ulega sygnał nie-potwierdzenia, to pewna część informacji może nie dotrzeć do miejsca przeznaczenia. Należy zwrócić uwagę, że komunikaty potwierdzenia nie muszą być zwracane oddzielnie, lecz mogą byś osadzone w zwrotnym strumieniu danych, jako tak zwane uzupełnienia zwrotne.

Istnieje klika odmian procedury ARQ. W sposobie najprostszym, źródło transmituje tylko jeden pakiet i następnie czeka na potwierdzenie tego pakietu. Ten sam pakiet jest nadawany zwrotnie okresowo aż do jego potwierdzenia. Takie działanie ARQ typu zatrzymywania i oczekiwania (stop-and-wait) nie jest bardzo wydajne, zwłaszcza kiedy występuje znaczne opóźnienie w połączeniu lub w przetwarzaniu w miejscu przeznaczenia. Metoda ARQ o większej przepustowości polega na ciągłym wysyłaniu pakietów, lecz z przechowywaniem nadanych pakietów aż do ich potwierdzenia. Po potwierdzeniu pakietu, jest on skreślany z listy zapamiętanych pakietów. Jeżeli w pewnym określonym odcinku czasowym nie następuje potwierdzenie pakietów, to są one retransmitowane.

Według wynalazku proponuje się również sposób wykorzystania tych protokołów ARQ w łańcuchu kaskadowych łączy lub połączeń. Dwa przykłady tych protokołów przedstawiono na fig. 1 i 2. Na fig. 1 przedstawiono bezprzewodową sieć lokalną LAN. Serwer dołączony jest do sieci przewodowej LAN, natomiast komputer przenośny, stanowiący terminal, jest dołączony do tej samej przewodowej sieci LAN poprzez łącze radiowe. W tym przykładzie łączem wrażliwym jest łącze radiowe, ponieważ ma małą przepustowość (umiejsza prędkość transmisji, niższa jakość i w związku z tym większa liczba retransmisji). Serwer i komputer przenośny w tym przykładzie są stacjami końcowymi. Ośrodek działa w charakterze stacji przekaźnikowej między łączem radiowym a przewodową siecią LAN i może obsługiwać kilka komputerów przenośnych. Na fig. 2, urządzenie przenośne, jak na przykład komputer rodzaju

182 743 „laptop”, PDA, organizer itp. jest połączony za pośrednictwem radiołącza krótkofalowego z telefonem komórkowym, który jest dołączony łączem radiowym do sieci komórkowej. W tym przykładzie łącze komórkowe jest łączem wrażliwym w odniesieniu do przepustowości (prędkości strumienia danych i jakości sygnału) i kosztów czasu antenowego. Komórkowa stacja bazowa (lub zespół pośredniczący dołączony do stacji bazowej) i urządzenie dacyjne działają w charakterze stacji końcowych, a telefon komórkowy działa jako stacja przekaźnikowa. Ze względu na zmniejszenie przepustowości i/lub kosztów, błędy występujące albo w przewodowej sieci LAN (a), albo w krótkofalowym radiołączu (b) nie powinny powodować konieczności retransmisji przez łącza wrażliwe.

Protokoły ARQ zapewniają korekcję błędu przez retransmisję w opisanych powyżej systemach komunikacyjnych. Metoda ARQ w przód wykorzystuje pewien protokół skrośny, w którym odbywa się sprawdzanie pakietów tylko na stacjach końcowych, jak to przedstawiono na fig. 3. Na fig. 3 linie kreskowe reprezentują łącze wrażliwe. Potrzeba zapewnienia pojemności pamięci potrzebnej do protokołu skrośnego występuje tylko w stacjach końcowych. Stacja przekaźnikowa ma za zadanie tylko przekazywać informacje z jednego łącza do drugiego bez wykonywania czegokolwiek na pakietach. Ten protokół ARQ nie jest atrakcyjny we wspomnianych powyżej zastosowaniach, ponieważ błędy w łączu niewrażliwym będą powodowały retransmisję skrośną, obejmującą również łącza wrażliwe. Tę wadę można usunąć przez zastosowanie protokołu rozproszonego ARQ, przedstawionego na fig. 4. W protokole rozproszonego ARQ, każde z łączy wrażliwych i niewrażliwych ma swój własny protokół ARQ. Retransmisje odbywają się tylko w łączu, w którym rzeczywiście błędy wystąpiły.

Jak to przedstawiono na fig. 4, stacja przekaźnikowa obecnie musi móc realizować obydwa protokoły lokalne, włącznie z magazynowaniem ramek dla retransmisji. W przypadku łącza niewrażliwego nie stanowi to takiego problemu. Ponieważ przepustowość jest wysoka, a opóźnienie w pętli obiegowej jest małe, to wymagania odnośnie buforowania są ograniczone, gdyż wyższa przepustowość i mniejsze opóźnienie potwierdzenia wymagają mniejszych rozmiarów buforowania. Natomiast w przypadku łącza wrażliwego potrzebne są bardziej rozwinięte możliwości zapamiętywania. Jednakże w przypadku systemu przewodowej sieci LAN, która obsługuje równocześnie dużą liczbę urządzeń przenośnych i w przypadku telefonu przenośnego, wadę stanowią wymagania dodatkowej pamięci i protokołu końcowego. Na fig. 4 tę różnicę w pojemności pamięci w przypadku tych dwóch metod ARQ oznaczono w postaci różnic rozmiarów przedstawionych pamięci. Na fig. 3-5, parametry charakterystyczne pakietu oznaczono dużymi literami I, D oraz N, gdzie I oznacza pakiet informacyjny, D oznacza dane wprowadzone w celu zapewnienia korekcji błędu, a N oznacza numer pakietu. Na fig. 3 występował tylko jeden typ pakietu, który obejmował kodowanie skrośne De z detekcją błędu i numer Ne, przy czym dolny indeks E oznacza, że kodowanie z detekcją błędu D i numer N stanowią części protokołu skrośnego. Na fig. 4 występują dwa protokoły lokalne, wytwarzające Dli, Nli oraz Dli, Nlz dla dwóch lokalnych ARQ, przy czym dolny indeks L oznacza, że kodowanie z detekcją błędu D i numer N stanowią części protokołu lokalnego. Na fig. 4 zakładano, że długość pakietu byłą taka sama w obu łączach. Nie jest to warunek wstępny i łącze 1 na przykład mogło równie dobrze przenosić Dli(II), Nd, Dli(I2)Nli·.., DLi(In)NLi, przy rozbiciu pakietu łącza 2 na n pakietów w przypadku łącza 1.

Według jednej z odmian niniejszego wynalazku, złożoność stacji przekaźnikowej można zmniejszyć przy zastosowaniu metody lokalnego ARQ tylko dla łącza niewrażliwego. W takiej metodzie potrzebna jest tylko niewielka ilość pamięci. Można to osiągnąć przez otoczenie protokołu skrośnego ARQ lokalnym protokołem ARQ, jak to przedstawiono na fig. 5. Poza protokołem skrośnym między tymi dwiema stacjami końcowymi, stosuje się lokalny protokół ARQ w łączu niewrażliwym. Pakiety protokołu skrośnego są traktowane jak normalne dane w przypadku protokołu lokalnego ARQ i danego dodatkowego błędu kodowania i numerowania. Jeżeli stacja końcowa A życzy sobie nadać pewien pakiet I, to dodaje do niego kod detekcji błędu De i numer Ne protokołu skrośnego, otrzymując w pakiecie De(I)Ne. Obecnie lokalny protokół ARQ wprowadza drugą warstwę z kodem detekcji błędu Dl i numerem N_l w celu utworzenia pakietu Dl(D_e(I)Ne)N_l. Po odebraniu takiego pakietu przez stację przekaźnikową, najpierw sprawdzany jest kod detekcji błędu w celu sprawdzenia, czy łącze

182 743 lokalne nie spowodowało wystąpienia jakichś błędów. Jeżeli pakiet został odebrany poprawnie, to numer lokalny N_L zostaje przekazany z potwierdzeniem do stacji A. Stacja przekaźnikowa następnie usuwa narzut lokalnego ARQ (to znaczy Dl oraz Nl) z pakietu, a pakiet zostaje przekazany do wrażliwego łącza. Jeżeli pakiet nie został odebrany poprawnie, to nie zostaje przekazany ani numer lokalny Nl z potwierdzeniem, ani wrażliwy pakiet. Stacja A następnie retransmituje pakiet lokalnie przez niewrażliwe łącze aż do poprawnego odebrania i potwierdzenia przez stację przekaźnikową.

Po odebraniu przekazywanego pakietu przez stację końcową B, sprawdza się poprawność pakietu z użyciem kodu De detekcji błędu. Na ten pakiet mogłyby ewentualnie oddziaływać błędy w łączu wrażliwym, w przeciwnym wypadku pakiet nie zostałby przekazany. Następnie, jeżeli pakiet został odebrany poprawnie, to do stacji A w potwierdzeniu zostaje przekazany numer Ne pakietu protokołu skrośnego. Jeżeli pakiet nie został odebrany poprawnie, to musi być retransmitowany przez całe połączenie. Ponieważ łącze lokalne stanowi łącze niewrażliwe o dużej przepustowości, to ten dodatkowy ruch transmisyjny nie stanowi problemu w łączu niewrażliwym.

Poniżej opisano transmisję pakietu w kierunku przeciwnym. Stacja końcowa B przejmuje pewien pakiet informacyjny I i dodaje do niego kod detekcji błędu De i numer Ne protokołu skrośnego, otrzymując De(I)N_e. Następnie zakodowany pakiet jest przesyłany przez łącze wrażliwe do stacji przekaźnikowej. Stacja przekaźnikowa nie sprawdza poprawności odebrania pakietu. Pakiet jest przejmowany i stanowi drugą warstwę z kodem detekcji błędu Dl i numerem Nl, nałożoną na pakiet z utworzeniem pakietu Dl(De(I)Ne)Nl- Po odebraniu pakietu stacja przekaźnikowa A najpierw sprawdza, czy pakiet przeszedł poprawnie przez ostatnie, lokalne łącze, przez sprawdzenie detekcji błędu Dl- Jeżeli kod detekcji błędu jest poprawny, to stacja końcowa A potwierdza odebranie (lokalne) pakietu do stacji przekaźnikowej N_l.

Jeżeli numer pakietu Nl nie zostanie potwierdzony, to pakiet jest retransmitowany, lecz tylko przez stację przekaźnikową. Jeżeli kod detekcji błędu Dl jest poprawny, to stacja końcowa A przechodzi do następnej warstwy ARQ i sprawdza kod De korekcji błędu protokołu skrośnego. Jeżeli kod detekcji błędu De jest poprawny, to jest jasne, że pakiet przeszedł poprawnie całe połączenie i jego odbiór może być potwierdzony przez podanie numeru Ne do stacji końcowej B. Jeżeli kod detekcji błędu De nie jest poprawny, to najwidoczniej w łączu wrażliwym wystąpił błąd i nie następuje potwierdzenie końcowego numeru pakietu Ne. W wyniku tego, stacja końcowa retransmituje pakiet, aż do jego potwierdzenia przez stację końcową A.

W innym wykonaniu według niniejszego wynalazku, stacja przekaźnikowa sprawdza kod detekcji błędu De w pakiecie odebranym ze stacji końcowej B. Po wykryciu błędu pakiet odrzuca, zmniejszając w ten sposób ruch w łączu niewrażliwym. Jakkolwiek nadmiar balastu przy przesyłaniu niepoprawnych pakietów przez łącze o dużej przepustowości nie jest wielkim problemem, to sprawdzanie błędów w protokole końcowym mogłoby niepotrzebnie obciążyć stację przekaźnikową.

Wprawdzie stacja przekaźnikowa dalej musi mieć pewną pojemność pamięci i moc obliczeniową do realizacji procedury lokalnej, jednak, ze względu na dużą przepustowość łączy lokalnych, wymagania dotyczące buforowania i przetwarzania są znacznie mniejsze dla lokalnego ARQ niż dla ARQ skrośnego. Ponadto, ponieważ lokalne ARQ jest osadzone w skrośnym ARQ, to wszelkie błędy nie wykryte w procedurze lokalnej będą wyłapywane przez procedurę skrośną. Jest oczywiste, że to dodatkowe zabezpieczenie powinno być możliwie mało wykorzystywane, dla zminimalizowania dodatkowych retransmisji przez łącze wrażliwe. Jednak łącze niewrażliwe nie musi być całkowicie pozbawione błędów, co jeszcze bardziej upraszcza implementację lokalnego ARQ. Jednym z możliwych rozszerzeń tej metody jest układ, w którym pakiet skrośny jest dzielony na mniejsze subpakiety, z których każdy jest kodowany lokalnie i numerowany i które następnie transmitowane są z dużą prędkością przez łącze lokalne. W stacji przekaźnikowej subpakiety są zbierane i składane w pojedynczy pakiet, który następnie jest transmitowany przez łącze wrażliwe. Jeszcze innym rozszerzeniem podstawowej metody jest układ, w którym kilka pakietów skrośnych zostaje zebranych i zło

182 743 żonych w duży pakiet, który następnie jest lokalnie kodowany i numerowany. Ten duży pakiet jest następnie transmitowany przez łącze lokalne (niewrażliwe). W stacji przekaźnikowej poprawnie odebrany złożony pakiet jest demontowany na pierwotne pakiety skrośne, które następnie są przekazywane do łącza wrażliwego i transmitowane przez nie.

Procedura enkapsulacji może być kontynuowana, jeżeli jest więcej kaskadowo połączonych i wrażliwych łączy. Za każdym razem, wokół dawnego pakietu formuje się nową otoczkę informacji ARQ. Przy nowej enkapsulacji cały pakiet (informacja + kod + numer) uznaje się za nowy pakiet informacyjny. W ten sposób powstaje pewna hierarchia układów ARQ i wokół pakietu układa się w postaci warstwy, czy narzut poszczególnych układów ARQ, jeden na drugim, a stacja przetwarzająca może określić, gdzie powstał błąd i do której stacji (przekaźnikowej) można przekazać potwierdzenie pakietu.

182 743

KOMÓRKOWA STACJA BAZOWA

182 743

Fig. 3

ARO SKROŚNE

STACJA KOŃCOWA A

STACJA PRZEKAŹNIKOWA

STACJA KOŃCOWA B

D: KODOWANIE Z DETEKCJĄ BŁĘDÓW

I: INFORMACJA

N: NUMER PAKIETU

ŁĄCZE NIEWRAŻLIWE

ŁĄCZE WRAŻLIWE

PAMIĘĆ PAKIETU

182 743

Fig. 4

ARO LOKALNE

ARO LOKALNE

STACJA PRZEKAŹNIKOWA

STACJA KOŃCOWA A

STACJA KOŃCOWA B

D: KODOWANIE Z DETEKCJĄ BŁĘDÓW ^NIEiVRAZLIWE / INFORMACJA ---------ŁĄCZE WRAŻLIWE

PAMIĘĆ PAKIETU

N: NUMER PAKIETU

182 743

Fig. 5

STACJA KOŃCOWA A

STACJA PRZEKAŹNIKOWA

STACJA KOŃCOWA B

D: KODOWANIE Z DETEKCJĄ BŁĘDÓW

I: INFORMACJA

N: NUMER PAKIETU

------------ ŁĄCZE NIEWRAŻLIWE

----------ŁĄCZE WRAŻLIWE

PAMIĘĆ PAKIETU

182 743

Fig. /

LAN

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób minimalizowania retransmisji pakietów informacji między dwiema stacjami końcowymi, w którym rozdziela się informację na numerowane pakiety i koduje się z detekcją błędu te pakiety z wykorzystaniem pierwszego kodu w pierwszej stacji końcowej, znamienny tym, że w kolejnych etapach nadaje się pakiety do stacji przekaźnikowej z wykorzystaniem łącza wrażliwego, gromadzi się pakiety w pamięci stacji przekaźnikowej, lokalnie koduje się, z detekcją błędu i numeruje odebrane pakiety, nadaje się pakiety do drugiej stacji końcowej z wykorzystaniem łącza niewrażliwego, dekoduje się lokalny kod detekcji błędu pakietu i potwierdza odbiór, jeżeli kod lokalny jest zdekodowany prawidłowo oraz dekoduje się pierwszy kod detekcji błędu i wysyła potwierdzenia do pierwszej stacji końcowej, jeżeli pierwszy kod detekcji błędu jest zdekodowany prawidłowo.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że retransmituje się pakiet ze stacji przekaźnikowej do drugiej stacji końcowej w przypadku nieodebrania przez stację przekaźnikową potwierdzenia w określonym z góry okresie czasu po nadaniu pakietu.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że retransmituje się pakiet z pierwszej stacji końcowej w przypadku nieodebrania przez stację końcową potwierdzenia w określonym z góry okresie czasu po nadaniu pakietu.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dekoduje się pierwszy kod detekcji błędu na stacji przekaźnikowej i potwierdza odbiór pakietu, jeżeli pierwszy kod detekcji błędu jest zdekodowany prawidłowo.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w potwierdzeniach wykorzystuje się numerację.
6. 6. Sposób minimalizowania retransmisji pakietów informacji między dwiema stacjami końcowymi, w którym rozdziela się informację na numerowane pakiety i koduje się z detekcją błędu te pakiety z wykorzystaniem pierwszego kodu w pierwszej stacji końcowej, znamienny tym, że w kolejnych etapach koduje się ten pakiet z detekcją błędu, z wykorzystaniem kodu lokalnego i numeruje się pakiet z wykorzystaniem numeru lokalnego, nadaje się zakodowany pakiet do stacji przekaźnikowej z wykorzystaniem łącza niewrażliwego, dekoduje się lokalny kod detekcji błędu odebranego pakietu i potwierdza się odbiór pakietu, jeżeli kod lokalny jest dekodowany prawidłowo usuwa się lokalny kod z detekcją błędu i lokalny numer ze zdekodowanego pakietu, nadaje się pakiet z usuniętym kodem i numerem do drugiej stacji końcowej przez łącze wrażliwe, dekoduje się pierwszy kod detekcji błędu i wysyła potwierdzenie odbioru, jeżeli pierwszy kod detekcji błędu jest zdekodowany prawidłowo.
7. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że retransmituje się pakiet z pierwszej stacji końcowej do stacji przekaźnikowej w przypadku nieodebrania przez pierwszą stację potwierdzenia w określonym z góry okresie czasu po nadaniu pakietu.
8. 8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że w potwierdzeniach wykorzystuje się numerację.
9. 9. Sposób minimalizowania retransmisji pakietów informacji między dwiema stacjami końcowymi, w którym rozdziela się informację na numerowane pakiety i koduje się z detekcją błędu te pakiety z wykorzystaniem pierwszego kodu w pierwszej stacji końcowej, znamienny tym, że w kolejnych etapach nadaje się pakiety do drugiej stacji końcowej przez zbiór łączy połączonych przez zbiór pośrednich stacji przekaźnikowych, przy czym w każdej stacji przekaźnikowej wprowadza się do odebranego pakietu dodatkowy, inny kod detekcji błędu i numerację i w każdej stacji przekaźnikowej dekoduje się lokalny kod detekcji błędu i usuwa się z odebranego pakietu zdekodowany kod korekcji błędu, a do stacji przekaźnikowej, która ostatnio nadawała pakiet, nadaje się potwierdzenie, jeżeli kod lokalny został zdekodowany poprawnie, tylko dla pakietów odebranych z wykorzystaniem łącza wrażliwego,

   182 743 dekoduje się lokalne kody detekcji błędu pakietu i potwierdza się odbiór do odpowiedniej stacji przekaźnikowej, jeżeli kod lokalny jest zdekodowany prawidłowo oraz dekoduje się pierwszy kod detekcji błędu i wysyła się potwierdzenie do pierwszej stacji końcowej, jeżeli pierwszy kod detekcji błędu jest zdekodowany prawidłowo.
10. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że retransmituje się pakiet z jednej ze stacji przekaźnikowych do drugiej stacji końcowej w przypadku nieodebrania przez stację przekaźnikową potwierdzenia w określonym z góry okresie czasu po nadaniu pakietu.
11. 11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że retransmituje się pakiet z pierwszej stacji końcowej w przypadku nieodebrania przez pierwszą stację końcową potwierdzenia w określonym z góry okresie czasu po nadaniu pakietu.

    * * *