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"Procédé et dispositif d'accusé de réception d'ensembles de données".
Fondement de l'invention 1. Domaine de l'invention
Cette invention se rapporte à une unité qui envoie des ensembles de données à une autre unité via un moyen de communication ou une liaison reliée entre les unités, et à un accusé de réception d'ensembles de données par l'unité réceptrice.
2. Description de l'art antérieur
Différentes techniques d'accusé de réception d'ensembles de messages, dans un système de communication, ont été utilisées, y compris des protocoles ACK/NAK et de mise en séquence.
Avec le protocole ACK/NAK, une unité de transmission transmet un ensemble de données à une unité de réception. Si une unité de réception reçoit un ensemble de données, l'unité de réception accuse réception de l'ensemble de données en transmettant en retour soit un signal d'accusé de réception"ACK"qui indique que l'ensemble de données est correctement reçu soit un signal d'accusé de réception négatif"NAK"qui indique que le message est reçu mais n'est pas utilisé. Le signal NAK peut indiquer qu'il y a une erreur dans les données reçues ou que l'unité de réception est occupée et ne peut pas accepter ou utiliser les données avant un moment ultérieur.
Si un NAK est reçu, l'unité de transmission peut automatiquement retransmettre l'ensemble des données. Le signal ACK ou NAK est retourné après que chaque ensemble de données est envoyé et avant que le prochain ensemble de données soit envoyé. Si l'unité de transmission ne reçoit pas le ACK ou le NAK attendu en provenance de l'unité de réception pendant un intervalle de temps (appelé intervalle de temps imparti) après une transmission, l'unité de transmission retransmet le même ensemble de données. Si un signal ACK est perdu ou déformé pendant une transmission en retour vers l'unité de trans-
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mission, celle-ci attendra que l'intervalle de temps imparti soit écoulé et elle retransmettra ensuite l'ensemble de données même si l'ensemble de données n'était pas correctement reçu et utilisé.
Si le moyen de communication est bruyant ou incertain, du temps est gaspillé en attendant pour des délais impartis et en retransmettant des données qui ont déjà été transmises correctement, ce qui réduit le débit de données ou la qualité du système de communication.
Avec le protocole de mise en séquence cependant, un accusé de réception n'est pas nécessairement envoyé après chaque ensemble de données ; un accusé de réception peut être envoyé après qu'un groupe d'ensembles de données soit envoyé. Le nombre d'ensembles de données d'un groupe peut être sélectionné sur base de la fiabilité du moyen et sur des délais de temps de propagation ou de transit qui font attendre qu'un accusé de réception revienne via le moyen.
Lorsque le moyen transporte fiablement des données, le protocole de mise en séquence peut réaliser des taux de données plus élevés que par le protocole ACK/NAK parce que moins de temps est utilisé par le récepteur qui envoie des accusés de réception et par le transmetteur qui attend des accusés de réception.
Avec le protocole de mise en séquence, des compteurs des unités de transmission et de réception sont synchronisés au démarrage de la transmission d'un groupe d'ensembles de données. Le compteur de l'unité de transmission est augmenté chaque fois qu'un ensemble de données est envoyé. L'ensemble de données comprend des données qui indiquent le compte du compteur de l'unité de transmission. Le compteur de l'unité de réception n'est augmenté que si un ensemble de données est reçu correctement et suivant une séquence convenable indiquée par le compte. Donc, si un ensemble de données n'est pas reçu correctement, tous les ensembles de données suivants sont ignorés même s'ils sont reçus correctement.
Après qu'un ensemble de données ou qu'une série d'ensembles de données a été correctement reçu, le compte du compteur de réception est renvoyé à l'unité de transmission comme signal d'accusé de réception, pour être comparé au compte du compteur de transmission. Si aucune réponse n'est reçue par l'unité de transmission après un intervalle de temps (intervalle de temps
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imparti), l'unité de transmission commence à retransmettre des ensembles de données en commençant par le premier ensemble pour lequel aucun accusé de réception n'a été reçu. Ensuite, tous les ensembles de données envoyés après ce premier ensemble de données perdu doivent être retransmis, même si plusieurs d'entre eux peuvent avoir été déjà reçus correctement.
Le processus de transmission est
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r é é é jusqu'à ce que to e répété jusqu'à ce que tous les ensembles de données du groupe soient reçus, comme cela est indiqué lorsque le compteur de transmission est égal au dernier compteur de réception reçu en retour.
Dans des systèmes de communication qui utilisent un moyen de communication qui n'est pas fiable à près de 100 %, tant le protocole ACK-NAK que celui de mise en séquence souffrent d'augmentations importantes du temps nécessaire pour envoyer une série d'ensembles de messages. Avec le protocole ACK-NAK, du temps est consommé par des temps impartis qui ne sont pas nécessaires et par des transmissions répétées. Avec le protocole de mise en séquence, du temps est consommé en des transmissions inutiles d'ensembles répétées.
Donc est souhaité un protocole de communication qui transmet des ensembles de données sans attendre un accusé de réception, après que chaque ensemble de données est envoyé, en provenance du noeud de réception, et de plus, avec une transmission réduite d'ensembles de messages répétés qui ne sont pas nécessaires.
Exposé de l'invention
Dans la présente invention, une unité de transmission envoie un groupe d'ensembles de données à une unité de réception.
L'unité de réception répond en transmettant en retour à l'unité de transmission une sortie d'accusé de réception qui accuse réception si le dernier ensemble de données reçu et aussi un nombre sélectionné d'ensembles précédents de données, envoyés à l'unité de réception par de l'unité de transmission, ont été chacun reçus correctement.
En réponse à l'accusé de réception, l'unité de transmission retransmet sélectivement les ensembles de données indiqués qui n'ont pas été reçus correctement. Un système comprend deux ou plusieurs unités, appelées aussi noeuds, qui relient entre eux des réseaux de communi-
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cation comme cela se fait dans un système de commande de processus.
Dans un tel système, un accusé de réception d'un premier ensemble de données peut quelquefois ne pas revenir à l'unité de transmission à cause d'un bruit, d'une collision dans la voie ou d'autres causes même si le premier ensemble de données a été reçu et utilisé par l'unité de réception. Par la présente invention, l'unité de transmission transmet des ensembles de données successifs sans attendre un long intervalle"de temps imparti", même s'il peut ne pas recevoir un accusé de réception du premier ensemble de données. Après qu'un ensemble de données subséquent est transmis, un signal d'accusé de réception subséquent est reçu en retour et le signal d'accusé de réception subséquent contient des données qui remplacent l'accusé de réception perdu du premier ensemble de données.
L'unité de transmission répond alors d'une manière qui fait bon usage du temps disponible sur la voie. Si le premier ensemble de données a été reçu correctement, elle ne réalise pas une retransmission inutile de l'ensemble de données. Si le premier ensemble de données n'a pas été reçu correctement ou n'a pas été reçu du tout, l'unité de transmission retransmet l'ensemble de données perdu. L'unité de transmission peut ne retransmettre que l'ensemble de données ou les ensembles de données qui ont été perdus. Elle n'a pas besoin de retransmettre un groupe entier d'ensembles de données lorsqu'un seul ensemble de données est perdu. Une retransmission d'ensembles de données peut donc n'être sélectivement limitée qu'aux ensembles de données qui ont été perdus.
Lorsque chaque ensemble de données est envoyé, les données de chaque ensemble comprennent un mot de données redondantes calculées à partir des données non traitées que l'on souhaite transmettre. Cette information redondante prend habituellement la forme de chiffres de contrôle ou de sommes de contrôle. Lorsque chaque ensemble de données est reçu, l'unité de réception calcule indépendamment les données redondantes et les compare aux données redondantes transmises afin de vérifier que la transmission est correcte. L'unité de réception stocke le résultat de cette comparaison, appelé"état", pour chaque ensemble de données à renvoyer en tant que partie d'un accusé de réception.
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Chaque noeud comprend un nombre de compteurs de transmission. Chaque compteur de transmission est associé à un noeud correspondant du système auquel le noeud de transmission transmet des ensembles de données. Chaque compteur de transmission d'une unité de transmission engendre une sortie de numéro d'ordre qui est augmentée chaque fois qu'un ensemble de données est envoyé au noeud associé à ce compteur. Chaque ensemble de données comporte une couche de données qui indiquent le numéro d'ordre ou le compte du compteur. L'unité de réception stocke le numéro d'ordre, associé à chaque ensemble de données, avec l'état de cet ensemble de données dans une mémoire ou dans un tampon.
Lorsqu'un noeud renvoie un accusé de réception, l'accusé de réception comporte des données qui indiquent l'état du dernier ensemble de données reçu et aussi l'état associé à un numéro sélectionné des numéros d'ordre précédents.
Si un ensemble de données transmis précédemment n'a pas été reçu, l'état indique cela aussi. De nombreuses classes d'états peuvent être indiquées pour chaque ensemble de données. Par exemple, trois classes différentes d'états de chaque ensemble de données peuvent, sans y être limitées, être : reçues et acceptées (ACK), reçues mais non acceptées (BUSY) ou non reçues (NAK).
Dans une forme de réalisation avantageuse, par exemple l'accusé de réception contient une information d'état des huit derniers ensembles de données. Ceci est choisi sur base de l'évaluation par l'utilisateur des caractéristiques du moyen de transmission, telles que la fiabilité et le retard de propagation, et sur base de la tolérance de l'utilisateur pour des erreurs de transmission. Dans cet exemple, un noeud de transmission, désigné par"noeud A", envoie des ensembles de données à un noeud de réception désigné par"noeud B". Le noeud A comprend un modulo compteur, associé au numéro d'ordre contenu dans des messages transmis au noeud B, qui compte de manière répétée de 0 à 255.
Après chaque transmission d'un ensemble de données du noeud A au noeud B, le noeud B répond en transmettant en retour au noeud A un accusé de réception qui comprend le nombre courant du compteur, l'état du dernier ensemble de données reçu du noeud A et l'état des sept ensembles de données, avec les
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nombres précédents du compteur, qui étaient précédemment attendus en provenance du noeud A. Donc, à moins que huit accusés de réception consécutifs provenant du noeud B soient perdus, le noeud A sera toujours informé des ensembles de données de la séquence transmise qui ont été correctement reçus par le noeud B, des ensembles de données qui ont été mal reçus ou qui n'ont pas du tout été reçus, et des ensembles de données qui ont été reçus alors que le noeud B était occupé.
Le noeud A numérote à nouveau ces ensembles de données qui n'ont pas été correctement reçus par le noeud B et il les place à la fin de la séquence dans laquelle ils sont retransmis au noeud B, avec de nouveaux numéros d'ordre. Ce processus continue jusqu'à ce que la séquence complète soit correctement reçue par le noeud B. De plus, à n'importe quel moment, le noeud A peut interroger le noeud B au sujet de l'état des huit derniers messages reçus par le noeud B.
Il est aussi possible de transporter ou d'ajouter cette information d'état à des ensembles de données en cours de transmission du noeud B au noeud A. Donc, lorsqu'il y a une séquence de messages en cours d'échange, tant du noeud A au noeud B qu'aussi du noeud B au noeud A, une information d'état concernant l'ensemble de données reçu le plus récemment et les sept ensembles de données précédemment reçues est échangée en un temps de système très court par le moyen de communication.
En utilisant ce nouveau protocole, des ensembles de messages sont échangés à une vitesse accrue en éliminant une transmission de messages répétés. En outre, moins incertain est le moyen de communication dans le système de communication, plus grands sont les avantages d'utiliser ce nouveau protocole de communication par rapport aux autres protocoles de communication. Le protocole est particulièrement utile dans un système de commande de processus qui ne nécessite pas que des ensembles d'informations soient reçus dans une séquence ou un ordre particulier. Le protocole est aussi particulièrement utile dans un système de commande de processus dans lequel il est souhaité d'éviter la réception d'ensembles de données répétés comme des ensembles de données comportant des instructions d'augmenter ou de diminuer un compteur.
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Brève description des dessins
La figure 1 montre deux noeuds qui transmettent des données entre deux systèmes de commande de processus suivant la présente invention.
La figure 2 montre des données provenant d'un ensemble de messages et d'un accusé de réception transmis dans le système de communication de la figure 1.
La figure 3 montre une section du champ d'état utilisé dans l'ensemble de messages de la figure 2.
La figure 4 montre une section du champ d'état utilisé dans l'ensemble de messages de la figure 2.
La figure 5 montre une partie d'un système de communication qui comporte des noeuds avec des liaisons de communication multiples.
Description détaillée des formes de réalisation avantageuses
A la figure 1, un premier système de commande de processus 11 comporte une station de console d'opérateur 101 (avec clavier 102 et écran 103 connus) et des stations d'organes de contrôle 104, reliées l'une à l'autre par une voie de communication 13 et destinées à détecter des paramètres de processus par des détecteurs 105 et à commander des paramètres de processus par des dispositifs de commande de processus 106. Un second système de commande de processus 15 qui peut être semblable au système 11 est interconnecté par une seconde voie de communication 17. Les systèmes de commande 11 et 15 exécutent des fonctions de commande pour le même processus ou pour des processus en relations mutuelles.
Un transfert automatique d'ensembles de données ou d'informations entre les voies de communication Il et 15 et d'autres systèmes est souhaité pour améliorer la commande des processus. Différentes formes de liaisons de communication telles qu'un câble coaxial 19, une liaison par modem téléphonique 21 et une voie de données 12 sont disponibles pour transférer des ensembles de données entre les voies 13 et 17 et les voies d'autres systèmes. Les liaisons de communication sont cependant quelquefois moins qu'absolument fiables et un dispositif d'interface, qui corrige automatiquement des erreurs apparaissant dans la transmission, est
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souhaité entre les voies du système de commande et les liaisons de données.
A la figure 1, des ensembles de données sont transférés de la voie 13, via un dispositif d'interface ou noeud 14A, ensuite le long d'une voie 12 à un dispositif d'interface ou noeud 14B et finalement à la voie 17. Des ensembles de données sont transférés aussi à partir de la voie 17 via le dispositif d'interface 14B, ensuite le long de la voie 12 au dispositif d'interface 14A et finalement à la voie 13. Le dispositif d'interface 14B est de conception semblable au dispositif d'interface 14A et la description ci-dessous de l'agencement interne du dispositif d'interface 14A par rapport au système de commande 11 s'applique aussi bien au dispositif d'interface 14B par rapport au système de commande 15.
Le dispositif d'interface 14A comprend un ordinateur 18 qui exécute un calcul et des fonctions de commande et qui transmet des données par une voie 28 à l'intérieur du dispositif d'interface 14A. La voie interne 28 peut s'adapter à des transferts bidirectionnels de données. Un émetteur-récepteur 23 du dispositif d'interface 14A transmet dans les deux sens des ensembles de données entre la voie de système de commande 13 et la voie interne 28. Un émetteurrécepteur 20 du dispositif d'interface 14A transmet dans les deux sens des ensembles de données entre la voie interne 28 et la liaison de données 12. L'émetteur-récepteur 20 transmet aussi des ensembles de données entre la voie interne 28 et un autre dispositif d'interface 14C semblable (représenté à la figure 5) par un câble coaxial 19.
L'émetteur-récepteur 20 du dispositif d'interface 14B est cependant connecté à une liaison par modem téléphonique 21 plutôt que par une liaison par câble coaxial. L'émetteur-récepteur 20 du dispositif d'interface 14A comporte un transmetteur 20A destiné à la transmission d'ensembles de données aux liaisons 12 et 19 et un récepteur 20B destiné à recevoir des ensembles de données en provenance des liaisons 12 et 19. Une mémoire 26 est reliée à l'ordinateur 18 via une voie 28. La mémoire 26 comprend une partie destinée à des compteurs de réception 30, des compteurs de transmission 32 et des mots d'état 34.
L'ordinateur 18 commande un transfert de données à l'inté-
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rieur du dispositif d'interface 14A afin de réaliser un transfert d'ensembles de données entre les voies 12 et 13, et il réalise un accusé de réception et des fonctions de correction de messages suivant l'invention.
Les ensembles de messages transmis par les liaisons 12,19 et 21 peuvent prendre une diversité de formes. Différents procédés connus de modulation, de superposition de mots de commande, de préliminaires, de délimiteurs, de formats en série ou en parallèle, etc., peuvent être mis en oeuvre dans des ensembles de messages afin de les rendre compatibles avec le type de liaison ou de couche physique de communication qui a été sélectionné pour être utilisé. Deux ensembles de messages sont représentés schématiquement à la figure 2. L'ensemble 36A représente un ensemble envoyé à partir du dispositif d'interface 14A au dispositif d'interface 14B de la figure 1. L'ensemble 36B représente des ensembles envoyés à partir du dispositif d'interface 14B au dispositif d'interface 14A de la figure 1.
Les ensembles de données 36A et 36B ont un certain nombre de champs différents qui comportent des sections de protocole 38A et 38B suivies par des champs de données de messages 40A et 40B respectivement.
Les sections de protocole 38A et 38B comportent des champs de comptes binaires 42A et 42B qui indiquent le nombre total de bits des ensembles 36A et 36B respectivement. Les sections de protocole 38A et 38B comportent aussi des champs de séquence de transfert 44A et 44B qui indiquent la séquence des données dans les champs de données de messages 40A et 40B (par exemple de 0 à 255) respectivement, des champs de séquence de réception 46A et 46B qui indiquent le numéro d'ordre du dernier message reçu (par exemple de 0 à 255), des bits d'interrogation d'état 48A et 48B, des champs d'accusé de réception (ACK) 50A et 50B et des champs d'occupation 52A et 52B respectivement.
Les ensembles de messages 36A et 36B comportent aussi un champ de données redondantes 54A et 54B respectivement comme par exemple une somme de contrôle calculée par le dispositif qui envoie, à partir des données de messages 40A ou 40B. Les données de messages 40A ou 40B sont habituellement constituées par un grand nombre de groupes de bits, par exemple 128
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groupes de bits, et elles peuvent comporter des données redondantes supplémentaires, comme des chiffres de contrôle.
Après qu'un ensemble de données 36A a été envoyé par le dispositif d'interface 14A au dispositif d'interface 14B, l'ensemble de données 36B représenté à la figure 2 est renvoyé en tant qu'accusé de réception. L'ensemble de données 36B comporte un champ de compte de bits 42B qui indique la longueur des données de message 40B. L'ensemble de données 36B comprend un champ de séquence de réception 46B qui indique le nombre séquentiel de messages de l'ensemble de données en cours d'accusé de réception. Un champ ACK 50B et un champ d'occupation 52B indiquent respectivement si chacun des huit derniers ensembles de données a été reçu et si le dispositif d'interface 14B était occupé lorsque l'ensemble de données a été reçu.
Les champs 50B et 52B indiquent ensemble un état des ensembles de données précédemment envoyés au dispositif d'interface 14A par la liaison 12 de la figure 1.
La figure 3 montre une vue détaillée du champ ACK 50B. Le champ d'accusé de réception 50B comprend des bits d'accusé de réception 50BO à 50B7 qui indiquent si chacun des huit derniers ensembles de données a été reçu. Le champ d'occupation 52B montré à la figure 4 comporte des bits d'occupation 52BO à 52B7 qui indiquent si le dispositif d'interface 14B était occupé lorsque chacun des huit derniers ensembles de données a été reçu.
En fonctionnement, les noeuds 14A et 14B montrés à la figure 1 sont en communication l'un avec l'autre en utilisant la liaison de communication 12. Des ensembles de messages tels que 36A et 36B sont transmis à la liaison de communication 12, de façon bidirectionnelle, entre le noeud 14A et le noeud 14B. Une section de protocole, 38A ou 38B par exemple, qui accuse réception d'un premier ensemble de données allant dans un premier sens dans la liaison 12 peut comporter des données dans le champ de données 40A ou 40B qui reviennent, en sens opposé, dans la liaison 12, au dispositif qui a transmis le premier ensemble de données. Par exemple, en supposant que le noeud 14A transmet au noeud 14B une séquence d'ensembles de messages semblables à l'ensemble 36A.
Le numéro
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de message, dans le champ de séquence de transmission 44A de la section de protocole 38A de chaque ensemble de messages 36A envoyés à partir du noeud 14A au noeud 14B, contiendra le numéro d'ordre de message de cet ensemble de messages. Ces numéros de message peuvent être compris dans la gamme allant de 0 à 255. La séquence répète une fois le numéro de message quand le champ de séquence de transmission 44 atteint le nombre 255. En se référant à la figure 1, le noeud 14A reçoit des données d'entrée par la voie de données d'entrée 13. Ces données d'entrée sont passées et déplacées vers le champ de données de messages 40A par l'ordinateur 18. L'ordinateur 18 forme l'ensemble de messages 36A en additionnant la section de protocole 38A au champ de données de messages 40A.
L'ordinateur 18 du noeud 14A ajoute aussi des accusés de réception, pour d'autres ensembles, au champ ACK 50A et au champ d'occupation 52A de la section de protocole 36A. Le numéro de message dans le champ de séquence de transmission 44A de la section de protocole 38A est extrait des compteurs de transmission 32 de l'agencement de mémoire 26 du noeud 14A. Le numéro de réception d'un champ de séquence de réception 46A de la section de protocole 38A est extrait des compteurs de réception 30 de l'agencement de mémoire 26 du noeud 14A. L'ordinateur 18 du noeud 14A extrait, de la mémoire 34, une information du champ d'accusé de réception 50A et du champ d'occupation 52 A, comme expliqué ci-dessous. Un bit d'interrogation d'état 48A est ajouté par l'ordinateur 18 comme expliqué ci-dessous.
Après avoir formé l'ensemble de messages 36A, l'ordinateur 18 passe l'ensemble
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de messages 36A à l'émetteur-récepteur 20 par la voie interne 28. L'émetteur-récepteur 20 formate cet ensemble de messages destiné à une transmission par la liaison de communication 12.
Comme le noeud 14A envoie une séquence d'ensembles de messages 36A, ceux-ci sont reçus au noeud 14B. En réponse à chaque ensemble de messages 36A reçu en provenance du noeud 14A, le noeud 14B forme un ensemble de données 36B à transmettre en retour au noeud 14A. Par exemple, après qu'un message a été reçu par le noeud 14B en provenance du noeud 14A, le noeud 14B devrait transmettre un ensemble de données 36B comportant des champs
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de numéro de messages qui correspondent à ceux des ensembles dont sont accusés la réception.
En se reportant à la figure 3, les bits individuels 50BO à 50B7, qui comprennent les données du champ ACK 50B, y sont représentés. Par exemple, le chiffre"1"du bit ACK 50BO indique que le dernier message provenant du noeud 14A a été correctement reçu. Le chiffre"0"du bit d'accusé de réception 50B1 indique que les messages, du deuxième au dernier, reçus par le noeud 14B et provenant du noeud 14A, soit n'ont pas été reçus soit ont été reçus d'une manière incorrecte comme cela est indiqué en comparant les données de somme de contrôle en 54A avec la somme de contrôle calculée par le noeud 14B.
Ce code continue pour les bits d'accusé de réception 50B2 à 50B7. Donc, chaque bit d'accusé de réception 50BO à 50B7 représente un numéro de message décalé de sorte que le numéro de message réel est repéré à partir d'une valeur de base stockée dans le champ de séquence de réception 46B qui indique le numéro de message du dernier message reçu par le noeud 14B en provenance du noeud 14A. Par exemple, lorsque le champ de séquence de réception 46B contient"22", le bit d'accusé de réception 50B représente un message"22", le bit d'accusé de réception 50B1 représente un message"21", le bit d'accusé de réception 50B2 représente un message"20"et ainsi de suite.
Le champ d'occupation 52B transporte l'état d'occupation des huit derniers messages reçus par le noeud 14B en provenance du noeud 14A. Par exemple, lorsque le champ d'occupation 52 du noeud B contient le nombre"16" (en binaire : 0001 0000), le bit d'occupation 52B3 montré à la figure 4 transporte un"1"tandis que les bits d'occupation 52BO à 52B2 et 52B3 à 52B7 transportent un"0".
Ceci indique que le noeud 14B était occupé lorsque les messages, du quatrième au dernier, étaient reçus. Ceci peut être arrivé parce que les mémoires du noeud 14B étaient pleines ou parce que le noeud 14B était incapable, pour toute autre raison, d'accepter le message.
De même que pour le champ ACK 50B, chaque bit d'occupation 52BO à 52B7 du champ d'occupation 52 représente une valeur décalée à
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partir d'une valeur de message de base contenue dans le champ de séquence de réception 46B. Par exemple, lorsque le champ de séquence de réception 46B transporte le nombre"22", le bit d'occupation 52BO représente l'état d'occupation du numéro de message"22"reçu par le noeud 14B en provenance du noeud 14A, le bit d'occupation 52B1 correspond au message "21", le bit d'occupation 52B2 correspond au message"20", et ainsi de suite.
Lorsque le noeud 14A reçoit l'ensemble 36B, le noeud 14A calculera que les messages "19" à "21" n'ont pas eu d'accusé de réception et que, lorsque le message 111911 a été reçu par le noeud 14B, le noeud 14B était occupé. Le noeud 14A devrait placer ensuite les messages "19" à "21" au sommet de la pile de messages en ligne pour être transmis au noeud 14B. Les messages "19" à "21" devraient être renumérotés d'une manière correspondante, dans la séquence, avant d'être transmis au noeud 14B.
Dans des conditions critiques, huit messages consécutifs pourraient être perdus dans la transmission du noeud 14A au noeud 14B tandis que soit le noeud 14B n'aurait transmis aucun ensemble de messages 36B au noeud 14A soit ces ensembles de messages auraient aussi été perdus dans la transmission.
Dans cette situation, le noeud 14A peut envoyer un ensemble de messages avec un bit d'interrogation d'état (SIB), dans le champ 48A de la section de protocole 38A, qui est mis à"l". Lorsque le noeud 14B reçoit l'ensemble de messages 36A avec le SIB 48A mis à"l", si cet ensemble 36A ne contient pas de données dans le champ de données de messages 40A comme cela est indiqué par les contenus du champ de compte de bits 42A, le noeud 14B répond immédiatement par un ensemble de messages 36B qui comporte sa section de protocole courante 38B sans mise à jour du numéro reçu et stocké dans la mémoire 30 du noeud 14B.
Le noeud 14A continue à transmettre des ensembles de messages 36A avec un bit d'interrogation d'état, dans le champ de données 48A, qui est mis à "1" jusqu'à ce que le noeud 14A reçoive une réponse du noeud 14B. Donc le système ne manquera à un protocole du type de temps imparti qu'après que huit ensembles consécutifs de messages 36A ont été perdus dans la transmission au noeud 14B.
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La figure 5 montre un schéma d'un réseau de communication 60 complexe qui comporte de nombreux noeuds 14A à 14H interconnectés par des liaisons 12,19, 21 et 61 à 73. Les noeuds du réseau peuvent passer des ensembles de données entre leurs systèmes de commande de processus associés (qui ne sont pas représentés) et les liaisons connectées et, en outre, à partir d'une liaison connectée à une autre liaison connectée, de façon que des messages peuvent être passés de noeud à noeud. De tels réseaux de communication comportent souvent un nombre de"niveaux"différents, responsables du transport du message de noeud à noeud. Par exemple le réseau de communication peut comporter un niveau élevé qui n'a pour but que la configuration et l'adressage du réseau dans sa totalité.
Il peut y avoir un niveau intermédiaire ou un niveau de transport qui s'occupe de fonctions de communication intermédiaires telles que le trajet qu'un message est supposé suivre entre deux noeuds. Par exemple, des flèches de la figure 5 indiquent un trajet possible pour des ensembles de messages entre les noeuds 14A et 14H. Enfin, il peut y avoir un niveau bas ou un niveau de liaison qui ne s'occupe que de transmettre un message par une liaison de communication unique, comme la liaison 12. Donc, c'est le niveau de liaison qui effectue les fonctions associées à la transmission d'un message entre le noeud 14A et le noeud 14B, entre les noeuds 14B et 14D, entre les noeuds 14D et 14E et entre les noeuds 14E et 14H, en utilisant le trajet indiqué par les flèches, entre les noeuds 14A et 14H de la figure 5.
En supposant que chaque liaison de communication, telle que les liaisons 12,19, 21 et 61 à 73 montrées à la figure 5, a une fiabilité de 70 %, chaque liaison de communication du trajet entre 14A et 14H abaisse individuellement la probabilité que le message atteigne le noeud de destination. Par exemple, en utilisant des liaisons de communication ayant une fiabilité de 70 %, la probabilité que
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le message atteigne le noeud 14H, en provenance du noeud 14A en suivant le trajet indiqué par les flèches, est de 0, 74 = 0, 24, soit 24 %. Après réception du message en provenance du noeud 14A, le noeud 14H doit d'une certaine manière accuser réception du message. L'accusé de réception du noeud 14H n'a aussi que 24 % de probabilité d'atteindre
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le noeud 14A suivant le trajet inverse de celui indiqué par les flèches de la figure 5.
Donc, la probabilité totale concernant le noeud 14A qui transmet un message au noeud 14H et qui reçoit correctement
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Q une réponse du noeud 14H est de 0, 78 = 0, 058, soit 5, 8 %.
Dans un système de communication tel que représenté à la figure 5, la technique améliorée pour accuser réception d'ensembles de données, de la présente invention, est bien adaptée à l'exécution du niveau de liaison. Le niveau de liaison assure donc essentiellement à 100 % de probabilité que le message soit reçu entre deux noeuds adjacents, de façon que le niveau de transport et le niveau élevé puissent être configurés comme si le niveau de liaison est essentiellement fiable à 100 %.
Pour chaque noeud avec lequel un noeud d'un système de communication échangera des ensembles de messages comme ceux 36A ou 36B, des compteurs de réception 30 séparés, des compteurs de transmission 32 et une information d'état de messages reçus précédemment doivent être stockés dans l'agencement de mémoire 26 montrée dans le noeud 14A de la figure 1. Par exemple, dans le système de communication de la figure 5, chaque noeud 14A, 14B, 14C, etc., n'échangerait des ensembles de messages semblables à 36A et 36B qu'avec les noeuds directement connectés, si le protocole de la présente invention était exécuté au niveau de la liaison. Donc, des noeuds 14D et 14G du système 60 de la figure 5 nécessiteraient chacun quatre compteurs de réception 30 et quatre compteurs de transmission 32.
Chaque noeud 14A, 14B, 14C, etc., serait aussi nécessaire pour stocker l'état des huit messages reçus précédemment et provenant de chacun des quatre noeuds adjacents 14 de la mémoire 34 dans l'agencement de mémoire 26. En utilisant une mémoire d'ordinateur supplémentaire et des ensembles de données qui contiennent des champs d'adresses, la présente invention peut être exécutée à un niveau de communication supérieur, par exemple au niveau intermédiaire.
Cette technique pour accuser réception d'ensembles de messages assure une communication à grande vitesse entre des noeuds d'un système de communication même lorsque les liaisons de communication 12 du système offrent une fiabilité faible. La
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technique réduit le nombre de transmissions de messages répétées et diminue la somme de temps dépensée en attendant que des temps impartis aient lieu.
Quoique la présente invention soit décrite en faisant référence à des formes de réalisation avantageuses, des hommes du métier reconnaîtront que des modifications peuvent être apportées à la forme et aux détails sans se départir de l'esprit ou de la portée de l'invention. Par exemple, bien qu'un système et un procédé soient décrits et qu'ils ne retiennent que trois types d'état pour les huit messages précédents, d'autres numéros de message pourraient être utilisés ou des sections de protocole présentant plus de trois types d'état pourraient être comprises dans les ensembles de messages.
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"Method and device for acknowledging receipt of data sets".
Basis of the invention 1. Field of the invention
This invention relates to a unit which sends data sets to another unit via communication means or a linked link between the units, and to an acknowledgment of data sets received by the receiving unit.
2. Description of the prior art
Different techniques for acknowledging message sets in a communication system have been used, including ACK / NAK and sequencing protocols.
With the ACK / NAK protocol, a transmitting unit transmits a set of data to a receiving unit. If a receiving unit receives a data set, the receiving unit acknowledges receipt of the data set by transmitting in return either an acknowledgment signal "ACK" which indicates that the data set is correctly received or a negative acknowledgment signal "NAK" which indicates that the message is received but is not used. The NAK signal may indicate that there is an error in the received data or that the receiving unit is busy and cannot accept or use the data until a later time.
If a NAK is received, the transmitting unit can automatically retransmit all of the data. The ACK or NAK signal is returned after each data set is sent and before the next data set is sent. If the transmitting unit does not receive the expected ACK or NAK from the receiving unit within a time interval (called the allocated time interval) after a transmission, the transmitting unit retransmits the same set of data . If an ACK signal is lost or distorted during a return transmission to the trans-
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mission, it will wait until the time interval has elapsed and it will then retransmit the data set even if the data set was not correctly received and used.
If the means of communication is noisy or uncertain, time is wasted waiting for deadlines and retransmitting data that has already been transmitted correctly, reducing the data throughput or the quality of the communication system.
With the sequencing protocol however, an acknowledgment is not necessarily sent after each set of data; an acknowledgment can be sent after a group of datasets is sent. The number of data sets in a group can be selected on the basis of the reliability of the means and on propagation or transit time delays which make it wait for an acknowledgment to return via the means.
When the medium reliably transports data, the sequencing protocol can achieve higher data rates than by the ACK / NAK protocol because less time is used by the receiver which sends acknowledgments and by the transmitter which awaits acknowledgments of receipt.
With the sequencing protocol, counters of the transmission and reception units are synchronized at the start of the transmission of a group of data sets. The transmission unit counter is increased each time a data set is sent. The data set includes data that indicates the counter count of the transmission unit. The counter of the receiving unit is only increased if a set of data is received correctly and in a suitable sequence indicated by the account. Therefore, if a data set is not received correctly, all subsequent data sets are ignored even if they are received correctly.
After a data set or series of data sets has been successfully received, the reception counter account is returned to the transmitting unit as an acknowledgment signal, to be compared to the account of the transmission counter. If no response is received by the transmitting unit after a time interval (time interval
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outsourced), the transmitting unit begins retransmitting sets of data starting with the first set for which no acknowledgment has been received. Then, all the data sets sent after this first lost data set must be retransmitted, even if several of them may have already been received correctly.
The transmission process is
EMI3.1
repeated until toe repeated until all the datasets in the group are received, as indicated when the transmission counter is equal to the last reception counter received in return.
In communication systems that use a means of communication that is almost 100% unreliable, both the ACK-NAK and sequencing protocols suffer from significant increases in the time required to send a series of sets. of messages. With the ACK-NAK protocol, time is consumed by unnecessary allocated times and by repeated transmissions. With the sequencing protocol, time is consumed in unnecessary transmissions of repeated sets.
Therefore, a communication protocol is desired which transmits sets of data without waiting for an acknowledgment of receipt, after each set of data is sent, coming from the receiving node, and moreover, with a reduced transmission of sets of repeated messages. which are not necessary.
Statement of the invention
In the present invention, a transmitting unit sends a group of data sets to a receiving unit.
The receiving unit responds by transmitting back to the transmitting unit an acknowledgment output which acknowledges receipt if the last set of data received and also a selected number of previous sets of data, sent to the unit received by the transmitting unit, were each received correctly.
In response to the acknowledgment, the transmitting unit selectively retransmits the indicated data sets that have not been received correctly. A system comprises two or more units, also called nodes, which interconnect communication networks
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cation as it is done in a process control system.
In such a system, an acknowledgment of a first set of data may sometimes fail to return to the transmission unit due to noise, a collision in the lane or other causes even if the first data set has been received and used by the receiving unit. By the present invention, the transmission unit transmits successive data sets without waiting for a long "time out" interval, even if it may not receive an acknowledgment of receipt of the first data set. After a subsequent set of data is transmitted, a subsequent acknowledgment signal is received in return and the subsequent acknowledgment signal contains data which replaces the lost acknowledgment of the first data set.
The transmission unit then responds in a way that makes good use of the time available on the track. If the first data set has been received correctly, it does not perform an unnecessary retransmission of the data set. If the first data set has not been received correctly or has not been received at all, the transmission unit retransmits the lost data set. The transmitting unit may only retransmit the dataset or datasets that have been lost. It does not need to retransmit an entire group of datasets when a single dataset is lost. A retransmission of datasets may therefore be selectively limited only to datasets that have been lost.
When each set of data is sent, the data of each set includes a word of redundant data calculated from the unprocessed data which it is desired to transmit. This redundant information usually takes the form of check digits or checksums. When each set of data is received, the receiving unit independently calculates the redundant data and compares it with the redundant data transmitted to verify that the transmission is correct. The receiving unit stores the result of this comparison, called a "state", for each set of data to be returned as part of an acknowledgment.
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Each node includes a number of transmission counters. Each transmission counter is associated with a corresponding node of the system to which the transmission node transmits data sets. Each transmission counter of a transmission unit generates a serial number output which is increased each time a set of data is sent to the node associated with this counter. Each data set has a layer of data that indicates the order number or account of the meter. The receiving unit stores the serial number, associated with each data set, with the state of this data set in a memory or in a buffer.
When a node returns an acknowledgment, the acknowledgment includes data which indicates the state of the last set of data received and also the state associated with a selected number of the previous order numbers.
If a previously transmitted set of data has not been received, the status also indicates this. Many state classes can be specified for each dataset. For example, three different classes of states of each data set can be, but are not limited to: received and accepted (ACK), received but not accepted (BUSY) or not received (NAK).
In an advantageous embodiment, for example the acknowledgment of receipt contains state information of the last eight data sets. This is chosen on the basis of the user's assessment of the characteristics of the transmission means, such as reliability and propagation delay, and on the basis of the user's tolerance for transmission errors. In this example, a transmission node, designated by "node A", sends data sets to a reception node designated by "node B". Node A comprises a modulo counter, associated with the sequence number contained in messages transmitted to node B, which counts repeatedly from 0 to 255.
After each transmission of a data set from node A to node B, node B responds by sending back to node A an acknowledgment which includes the current number of the counter, the state of the last set of data received from node A and the status of the seven datasets, with the
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previous counter numbers that were previously expected from node A. Therefore, unless eight consecutive acknowledgments from node B are lost, node A will still be informed of the transmitted sequence data sets that have been successfully received by node B, data sets that were received badly or that were not received at all, and data sets that were received while node N was busy.
Node A again numbers these data sets that have not been correctly received by node B and places them at the end of the sequence in which they are retransmitted at node B, with new serial numbers. This process continues until the complete sequence is correctly received by node B. In addition, at any time, node A can query node B about the status of the last eight messages received by the node B.
It is also possible to transport or add this state information to data sets in the course of transmission from node B to node A. Therefore, when there is a sequence of messages being exchanged, both node A at node B that also from node B to node A, state information concerning the most recently received data set and the seven previously received data sets is exchanged in a very short system time by the means Communication.
Using this new protocol, sets of messages are exchanged at an increased speed by eliminating repeated message transmission. In addition, the less uncertain the means of communication in the communication system, the greater the benefits of using this new communication protocol compared to other communication protocols. The protocol is particularly useful in a process control system that does not require that sets of information be received in a particular sequence or order. The protocol is also particularly useful in a process control system in which it is desired to avoid receiving repeated data sets such as data sets having instructions to increase or decrease a counter.
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Brief description of the drawings
Figure 1 shows two nodes which transmit data between two process control systems according to the present invention.
Figure 2 shows data from a set of messages and an acknowledgment transmitted in the communication system of Figure 1.
Figure 3 shows a section of the status field used in the message set of Figure 2.
Figure 4 shows a section of the status field used in the message set of Figure 2.
Figure 5 shows a part of a communication system that includes nodes with multiple communication links.
Detailed description of the advantageous embodiments
In FIG. 1, a first process control system 11 comprises an operator console station 101 (with keyboard 102 and screen 103 known) and control unit stations 104, connected to one another by a communication channel 13 and intended to detect process parameters by detectors 105 and to control process parameters by process control devices 106. A second process control system 15 which may be similar to system 11 is interconnected by a second communication channel 17. The control systems 11 and 15 execute control functions for the same process or for processes in mutual relations.
Automatic transfer of sets of data or information between communication channels 11 and 15 and other systems is desired to improve process control. Different forms of communication links such as a coaxial cable 19, a telephone modem link 21 and a data channel 12 are available for transferring data sets between channels 13 and 17 and the channels of other systems. Communication links are, however, sometimes less than absolutely reliable and an interface device, which automatically corrects errors appearing in the transmission, is
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desired between the control system channels and the data links.
In FIG. 1, data sets are transferred from channel 13, via an interface device or node 14A, then along a channel 12 to an interface device or node 14B and finally to channel 17. Data sets are also transferred from channel 17 via the interface device 14B, then along channel 12 to the interface device 14A and finally to channel 13. The interface device 14B is of design similar to the interface device 14A and the description below of the internal arrangement of the interface device 14A with respect to the control system 11 applies equally well to the interface device 14B with respect to the control system 15.
The interface device 14A comprises a computer 18 which performs a calculation and control functions and which transmits data by a channel 28 inside the interface device 14A. The internal channel 28 can adapt to bidirectional data transfers. A transceiver 23 of the interface device 14A transmits two-way data sets between the control system channel 13 and the internal channel 28. A transceiver 20 of the interface device 14A transmits two-way sets data between the internal channel 28 and the data link 12. The transceiver 20 also transmits data sets between the internal channel 28 and another similar interface device 14C (shown in FIG. 5) by a cable coaxial 19.
The transceiver 20 of the interface device 14B is however connected to a telephone modem link 21 rather than by a coaxial cable link. The transceiver 20 of the interface device 14A comprises a transmitter 20A intended for the transmission of data sets to the links 12 and 19 and a receiver 20B intended to receive sets of data coming from the links 12 and 19. A memory 26 is connected to computer 18 via a channel 28. Memory 26 includes a part intended for reception counters 30, transmission counters 32 and status words 34.
The computer 18 controls a data transfer internally.
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the interface device 14A in order to transfer data sets between channels 12 and 13, and it performs an acknowledgment and message correction functions according to the invention.
The sets of messages transmitted by the links 12, 19 and 21 can take a variety of forms. Various known methods of modulation, of superposition of control words, of foreplay, of delimiters, of serial or parallel formats, etc., can be implemented in sets of messages in order to make them compatible with the type of link. or physical communication layer that has been selected for use. Two sets of messages are shown diagrammatically in FIG. 2. The set 36A represents a set sent from the interface device 14A to the interface device 14B in FIG. 1. The set 36B represents sets sent from the interface device 14B to the interface device 14A of FIG. 1.
Datasets 36A and 36B have a number of different fields which include protocol sections 38A and 38B followed by message data fields 40A and 40B respectively.
Protocol sections 38A and 38B have bit count fields 42A and 42B which indicate the total number of bits in sets 36A and 36B respectively. Protocol sections 38A and 38B also include transfer sequence fields 44A and 44B which indicate the sequence of data in message data fields 40A and 40B (e.g. 0-255) respectively, receive sequence fields 46A and 46B which indicate the sequence number of the last message received (for example from 0 to 255), status query bits 48A and 48B, acknowledgment fields (ACK) 50A and 50B and occupation fields 52A and 52B respectively.
The message sets 36A and 36B also include a redundant data field 54A and 54B respectively such as for example a checksum calculated by the device which sends, from the message data 40A or 40B. The message data 40A or 40B are usually formed by a large number of groups of bits, for example 128
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bit groups, and they may include additional redundant data, such as check digits.
After a data set 36A has been sent by the interface device 14A to the interface device 14B, the data set 36B shown in Figure 2 is returned as an acknowledgment. The data set 36B includes a bit count field 42B which indicates the length of the message data 40B. The data set 36B includes a reception sequence field 46B which indicates the sequential number of messages from the data set being acknowledged. An ACK field 50B and a busy field 52B respectively indicate whether each of the last eight data sets has been received and whether the interface device 14B was busy when the data set has been received.
Fields 50B and 52B together indicate a state of the data sets previously sent to the interface device 14A by the link 12 of FIG. 1.
Figure 3 shows a detailed view of the ACK 50B field. The acknowledgment field 50B includes acknowledgment bits 50BO to 50B7 which indicate whether each of the last eight sets of data has been received. The busy field 52B shown in Figure 4 includes busy bits 52BO to 52B7 which indicate whether the interface device 14B was busy when each of the last eight data sets has been received.
In operation, the nodes 14A and 14B shown in FIG. 1 are in communication with each other using the communication link 12. Sets of messages such as 36A and 36B are transmitted to the communication link 12, from bidirectionally, between node 14A and node 14B. A protocol section, 38A or 38B for example, which acknowledges receipt of a first set of data going in a first direction in the link 12 can contain data in the data field 40A or 40B which return, in the opposite direction, in link 12, to the device which transmitted the first set of data. For example, assuming that node 14A transmits to node 14B a sequence of message sets similar to set 36A.
The number
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message, in the transmission sequence field 44A of the protocol section 38A of each set of messages 36A sent from node 14A to node 14B, will contain the message sequence number of this set of messages. These message numbers can be in the range of 0 to 255. The sequence repeats the message number once when the transmission sequence field 44 reaches the number 255. Referring to Figure 1, node 14A receives input data via the input data channel 13. This input data is passed and moved to the message data field 40A by the computer 18. The computer 18 forms the set of messages 36A in adding the protocol section 38A to the message data field 40A.
The computer 18 of node 14A also adds acknowledgments, for other sets, to the ACK field 50A and the busy field 52A of the protocol section 36A. The message number in the transmission sequence field 44A of the protocol section 38A is extracted from the transmission counters 32 of the memory arrangement 26 of the node 14A. The reception number of a reception sequence field 46A of the protocol section 38A is extracted from the reception counters 30 of the memory arrangement 26 of the node 14A. The computer 18 of node 14A extracts, from memory 34, information from the acknowledgment field 50A and from the busy field 52 A, as explained below. A status query bit 48A is added by the computer 18 as explained below.
After having formed the set of messages 36A, the computer 18 passes the set
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of messages 36A to the transceiver 20 by the internal channel 28. The transceiver 20 formats this set of messages intended for transmission by the communication link 12.
As node 14A sends a sequence of message sets 36A, these are received at node 14B. In response to each set of messages 36A received from node 14A, node 14B forms a set of data 36B to be transmitted back to node 14A. For example, after a message has been received by node 14B from node 14A, node 14B should transmit a set of data 36B with fields
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number of messages which correspond to those of the sets whose receipt is acknowledged.
Referring to Figure 3, the individual bits 50BO to 50B7, which include the data of the ACK field 50B, are shown there. For example, the number "1" in bit ACK 50BO indicates that the last message from node 14A has been received correctly. The digit "0" of the acknowledgment bit 50B1 indicates that messages, from second to last, received by node 14B and originating from node 14A, either have not been received or have been received incorrectly as indicated by comparing the checksum data at 54A with the checksum calculated by node 14B.
This code continues for acknowledgment bits 50B2 to 50B7. Therefore, each acknowledgment bit 50BO to 50B7 represents a message number shifted so that the actual message number is identified from a base value stored in the receive sequence field 46B which indicates the number of message of the last message received by node 14B from node 14A. For example, when the reception sequence field 46B contains "22", the acknowledgment bit 50B represents a message "22", the acknowledgment bit 50B1 represents a message "21", the reception bit acknowledgment 50B2 represents a message "20" and so on.
The busy field 52B carries the busy state of the last eight messages received by the node 14B from the node 14A. For example, when the busy field 52 of node B contains the number "16" (in binary: 0001 0000), the busy bit 52B3 shown in Figure 4 carries a "1" while the busy bits 52BO to 52B2 and 52B3 to 52B7 carry a "0".
This indicates that node 14B was busy when messages, from the fourth to the last, were received. This may have happened because the memories of node 14B were full or because node 14B was unable, for any other reason, to accept the message.
As for the ACK field 50B, each busy bit 52BO to 52B7 of the busy field 52 represents a value shifted to
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from a basic message value contained in the reception sequence field 46B. For example, when the reception sequence field 46B carries the number "22", the busy bit 52BO represents the busy state of the message number "22" received by node 14B from node 14A, the busy bit 52B1 corresponds to message "21", busy bit 52B2 corresponds to message "20", and so on.
When node 14A receives the set 36B, node 14A will calculate that messages "19" to "21" have not had an acknowledgment and that, when message 111911 has been received by node 14B, the node 14B was busy. Node 14A should then place messages "19" to "21" at the top of the online message stack for transmission to node 14B. Messages "19" to "21" should be renumbered correspondingly, in sequence, before being transmitted to node 14B.
Under critical conditions, eight consecutive messages could be lost in the transmission from node 14A to node 14B while either node 14B would not have transmitted any set of messages 36B to node 14A or these sets of messages would have also been lost in transmission .
In this situation, node 14A can send a set of messages with a status interrogation bit (SIB), in field 48A of protocol section 38A, which is set to "l". When node 14B receives the set of messages 36A with the SIB 48A set to "l", if this set 36A does not contain data in the message data field 40A as indicated by the contents of the account field of bits 42A, node 14B immediately responds with a set of messages 36B which includes its current protocol section 38B without updating the number received and stored in the memory 30 of node 14B.
Node 14A continues to transmit message sets 36A with a status query bit, in data field 48A, which is set to "1" until node 14A receives a response from node 14B. So the system will not fail a time-type protocol until after eight consecutive sets of messages 36A have been lost in transmission to node 14B.
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FIG. 5 shows a diagram of a complex communication network 60 which comprises many nodes 14A to 14H interconnected by links 12, 19, 21 and 61 to 73. The nodes of the network can pass data sets between their systems control of associated processes (which are not shown) and the connected links and, in addition, from a connected link to another connected link, so that messages can be passed from node to node. Such communication networks often have a number of different "levels" responsible for transporting the message from node to node. For example, the communication network may include a high level which is intended only for the configuration and addressing of the entire network.
There may be an intermediate level or a transport level which takes care of intermediate communication functions such as the path that a message is supposed to follow between two nodes. For example, arrows in Figure 5 indicate a possible path for sets of messages between nodes 14A and 14H. Finally, there may be a low level or a link level which only deals with transmitting a message over a single communication link, such as link 12. Therefore, it is the link level which performs the associated functions to the transmission of a message between node 14A and node 14B, between nodes 14B and 14D, between nodes 14D and 14E and between nodes 14E and 14H, using the path indicated by the arrows, between nodes 14A and 14H in Figure 5.
Assuming that each communication link, such as links 12,19, 21 and 61 to 73 shown in Figure 5, has a reliability of 70%, each communication link in the path between 14A and 14H individually lowers the probability that the message reaches the destination node. For example, using communication links with 70% reliability, the probability that
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the message reaches node 14H, coming from node 14A following the path indicated by the arrows, is 0.74 = 0.24, or 24%. After receiving the message from node 14A, node 14H must somehow acknowledge receipt of the message. The acknowledgment of receipt of node 14H is also only 24% likely to reach
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the node 14A following the reverse path from that indicated by the arrows in FIG. 5.
So the total probability of node 14A transmitting a message to node 14H and receiving correctly
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Q a response from node 14H is 0.78 = 0.058, or 5.8%.
In a communication system as shown in Figure 5, the improved technique for acknowledging receipt of data sets of the present invention is well suited to the execution of the link level. The link level therefore essentially ensures a 100% probability that the message will be received between two adjacent nodes, so that the transport level and the high level can be configured as if the link level is essentially 100% reliable.
For each node with which a node of a communication system will exchange sets of messages like those 36A or 36B, separate reception counters 30, transmission counters 32 and state information of messages received previously must be stored in the memory arrangement 26 shown in node 14A of Figure 1. For example, in the communication system of Figure 5, each node 14A, 14B, 14C, etc. would not exchange sets of messages similar to 36A and 36B only with the directly connected nodes, if the protocol of the present invention was executed at the link level. Therefore, nodes 14D and 14G of the system 60 of FIG. 5 would each require four reception counters 30 and four transmission counters 32.
Each node 14A, 14B, 14C, etc., would also be necessary to store the state of the eight messages received previously and originating from each of the four adjacent nodes 14 of the memory 34 in the memory arrangement 26. By using a memory d With the additional computer and data sets which contain address fields, the present invention can be implemented at a higher level of communication, for example at the intermediate level.
This technique for acknowledging receipt of sets of messages ensures high speed communication between nodes of a communication system even when the communication links 12 of the system offer low reliability. The
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technique reduces the number of repeated message transmissions and decreases the amount of time spent waiting for allotted times to occur.
Although the present invention is described with reference to advantageous embodiments, those skilled in the art will recognize that modifications can be made to the form and details without departing from the spirit or scope of the invention. For example, although a system and method are described and only retain three types of status for the previous eight messages, other message numbers could be used or protocol sections having more than three types status could be included in message sets.