JPH0583017B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 複数の局を有し、それぞれの局が、局の相互
間でパケツトを通信する為の少なくとも２つの通
信チヤネルに結合されている共通通信システムで
あつて、前記局は、 それぞれのチヤネルに選択的に結合されてパケ
ツトを伝送する為のトランスミツタ手段と、 それぞれのチヤネルに選択的に結合されてパケ
ツトを受信する為のレシーバ手段と、 レシーバ手段に結合されてチヤネルの通信品質
を評価し、それぞれのチヤネルに対する品質係数
を発生するチヤネル品質評価手段と、 チヤネル品質評価手段、トランスミツタ手段お
よびレシーバ手段に結合されて、少なくとも後続
の１つのパケツトが伝送され、かつ受信されるべ
きチヤネルを品質係数およびそのチヤネルの以前
の使用度数の関数として選択するチヤネル選択手
段とよりなる共通通信システム。

２ 通信チヤネルは少なくとも第１チヤネルと第
２チヤネルとを含み、チヤネル品質評価手段は第
１チヤネルの動作状態をあらわす第１のローカル
品質係数および第２チヤネルの動作状態をあらわ
す第２のローカル品質係数を発生する請求範囲１
の共通通信システム。

３ パケツトは直列のデジタル誤り符号化データ
よりなり、第１および第２ローカル品質係数は、
それぞれ第１および第２チヤネルから誤つて受信
されたパケツトの比率の関数である請求範囲２の
共通通信システム。

４ パケツトは直列のデジタル誤り符号化データ
よりなり、第１および第２ローカル品質係数は、
それぞれ第１および第２チヤネルから誤つて送信
されたパケツトの比率の関数である請求範囲２の
共通通信システム。

５ レシーバ手段は、あるチヤネルからパケツト
が全く受信されない時間が予定の長さを超えた
時、タイムアウトエラー信号をチヤネル品質評価
手段に供給し、ローカル品質係数はタイムアウト
エラー信号の関数である請求範囲４の共通通信シ
ステム。

６ それぞれの局のトランスミツタ手段はそのロ
ーカル品質評価係数を他の局に対して周期的に伝
送する請求範囲２の共通通信システム。

７ チヤネル品質評価手段はさらに、それぞれの
局から受信された第１のローカル品質係数の関数
として第１チヤネルに対する第１の群品質係数を
発生し、またそれぞれの局から受信された第２ロ
ーカル品質係数の関数として第２チヤネルに対す
る第２の群品質係数を発生する請求範囲６の共通
通信システム。

８ チヤネル選択手段は、第１および第２のロー
カル品質係数ならびに第１および第２の群品質係
数の関数としてチヤネルマージンを発生し、 少なくとも後続の１つのパケツトが伝送され、
受信されるべきチヤネルを、チヤネルマージンの
関数として選択する請求範囲７の共通通信システ
ム。

９ チヤネル選択手段は、チヤネルマージンを設
定値入力とし、現在選択されているチヤネルを測
定された変数入力（variable）として、変数に従
つて設定値の関数を積分する積分コントローラを
含み、 積分コントローラの出力は、少なくとも後続す
る１つのパケツトが伝送され、受信されるべきチ
ヤネルを選択する請求範囲８の共通通信システ
ム。

１０ ある局によつて伝送されたパケツトが他の
局からの承認パケツトを要求し、第１および第２
のローカル品質係数は受信されない承認信号の関
数である請求範囲２の共通通信システム。

１１ ある局によつて伝送されるそれぞれのパケ
ツトは、チヤネル選択手段によつて選択されたチ
ヤネルを示すチヤネル選択フイールドを含み、そ
のパケツトを受信した局は、後続するパケツトの
伝送の為にチヤネル選択フイールドによつて示さ
れたチヤネルに、そのトランスミツタおよびレシ
ーバ手段を選択的に結合する請求範囲１の共通通
信システム。

１２ 分散プロセス制御システムの為の共通通信
システムであつて、 符号化されたパケツトを搬送する為の複数の通
信チヤネルと、 それぞれがそれぞれのチヤネルに結合されてパ
ケツトを処理する複数の局とよりなり、 それぞれの処理手段はさらに、 パケツトの伝送および受信を行なうために、そ
れぞれのチヤネルに選択的に結合する手段と、 以前の使用におけるそのチヤネルの通信品質の
関数として、それぞれのチヤネルのチヤネル品質
係数を発生する手段と、 次の少なくとも１つのパケツトを伝送し、受信
する為のチヤネルを、前のパケツトによつて指示
されたように選択する手段と、 全ての局が、後続する少なくとも１つのパケツ
トを伝送し受信する時に使用するために、その局
からどのチヤネルに次のパケツトを伝送するか
を、チヤネルの品質係数および以前の使用度数の
関数として決定する為の手段とよりなる共通通信
システム。

１３ 多数の通信チヤネルに結合され、それぞれ
の相互間でデータパケツトを伝送する複数の局を
有する共通通信システムにおいて、それぞれの局
は、 データパケツトを受信し、受信されたパケツト
のチヤネル選択フイールドに含まれる、選択され
たチヤネルの指示を出力するレシーバ手段と、 そのチヤネルが使用されている時の通信誤りの
発生に基づいて、それぞれのチヤネルに対する品
質係数を保持する品質評価手段と、 品質係数に基づいてチヤネルマージンを決定す
るマージン演算手段と、 受信されたデータパケツトのチヤネル選択フイ
ールドに含まれているチヤネルに局を結合する為
の手段と、 それぞれのチヤネルのチヤネルマージンおよび
それぞれの以前の使用度数に基づいて、トランス
ミツタ手段によつて伝送されるデータパケツトの
チヤネル選択フイールドによつて示されるべき選
択チヤネルを決定する手段と、 後続するデータパケツトの伝送の為の選択され
たチヤネルを示すチヤネル選択フイールドを含
む、それぞれのデータパケツトを伝送する為のト
ランスミツタ手段とよりなる共通通信システム。

１４ それぞれが複数の通信チヤネルに結合され
た、複数の局の間でパケツトが伝送され、受信さ
れる共通通信システムにおいて、 それぞれのチヤネルの通信の品質を評価する手
段と、 各チヤネルの評価された品質および以前の使用
度数の関数として、少なくとも１つのパケツトの
伝送および受信の為のチヤネルを、局に選択させ
る手段とを含む共通通信システム。

１５ 少なくとも１つのパケツトの伝送および受
信の為のチヤネルを示すチヤネル選択フイールド
を含むパケツトを、全ての局に周期的に伝送する
ことを局に選択させる手段を有する請求範囲１４
の共通通信システム。

１６ 複数の通信チヤネルを介してパケツトを送
信し、受信するための複数の局を有する共通通信
システムであつて、各局は、 各チヤネルの以前の使用に基づき各チヤネルの
通信品質を評価し、 全てのチヤネルが品質の評価に基づく比率で選
択されるように、後続する伝送に使用するために
複数のチヤネルの中から使用するチヤネルを選択
する機会を有する共通通信システム。

１７ 各局は、伝送中に自局の有する各チヤネル
の通信の品質評価を提供し、後続する伝送のため
のチヤネルの選択時に、自局の品質評価と他局の
品質評価に基づき選択を行う請求範囲１６の共通
通信システム。

発明の背景 １ 発明の分野 この発明は冗長共通通信システムに関し、そこ
では複数のノード（node）すなわち局が複数の
冗長通信チヤネル（通信バスのような）に接続さ
れて種々の局の間でデータパケツトを伝送する。

２ 従来技術の説明 分散データ処理およびプロセス制御システム
は、種々の局の間でのデータパケツトの伝送のた
めに、通信バスのような共通通信システムを普通
は利用する。このタイプのシステムの一例は分散
プロセス制御システムであり、そこでは、複数の
局はプロセスコントローラー、コントロールコン
ソール、および他のデータ処理装置を含み、これ
らは共通通信バスを共有する。

高い信頼性が要求されるために、分散プロセス
制御システムは、通常は、局の間でのデータパケ
ツトの伝送のために複数チヤネル冗長共通通信シ
ステムを利用する。この冗長システムは普通は、
主通信バスおよび冗長通信バスの形態を取り、こ
れらの両者は共にシステム内の各局に結合され
る。それぞれの局は、単一部分の故障が両方のバ
スを不能化することがないように設計される。

主バスが故障した場合には、それは切り離され
て、冗長バスがデータパケツトを伝送し、かつ受
信するように切り換えられる。それゆえに、もし
も冗長バスが作動可能であるならば、プロセスコ
ントロールシステムは、正常に動作する。

過去においては、冗長バス手法を採用した分散
システムは、主バスおよび冗長バスの間の切り換
えの面では、部分的にあるいは完全に人間の介在
に類つてきた。たとえば、あるタイプのシステム
では、主バスから冗長バスへの切り換えは自動的
に行なわれるが、それが修復された後では、局は
主バスの方は手動でリセツトされなければならな
い。

主バスおよび不活性な冗長バスを有する従来技
術のシステムに関するひとつの問題は、その不活
性な冗長バスの動作可能性が、主バスの事故が発
生するまでは分らないということである。もしも
冗長バスもまた故障しているとすれば、システム
全体がダウンする。

従来技術のシステムの他の欠点は、主バス（あ
るいは冗長バス）が故障したと決定される前に、
相当に多量のデータが失われてしまうことであ
る。プロセス制御システムは、一般に化学プロセ
ス、製造プロセス、あるいは他の工業的プロセス
を制御するものであるから、局の間におけるデー
タ通信の信頼性は極度に高い重要性を持つてい
る。

発明の要約 この発明は、複数の冗長通信チヤネルに接続さ
れた複数の局の間での、データパケツトの伝送の
為の冗長共通通信システムである。この発明で
は、各局の間での伝送が、それぞれのチヤネルの
品質評価および各チヤネルのそれ以前の使用度数
（frequency）に基づいて、通信チヤネルの間で
切換えられる。ひとつまたはそれ以上のデータパ
ケツトの伝送に用いられようとしているチヤネル
の選択は、ひとつの局によつて伝送されるデータ
パケツト内のチヤネル選択フイールドに含まれて
いる。

システム内のそれぞれの局は、データパケツト
を伝送するためのトランスミツタ手段、データパ
ケツトを受信するためのレシーバ手段、品質評価
手段、バスマージン演算手段、選択されたチヤネ
ルにある局を結合するための手段、および判別さ
れようとしている選択されたチヤネルを決定する
手段を有するのが望ましい。この実施例において
は、それぞれの局が、後続のデータパケツトの伝
送のために選択されるチヤネルの選択に関与す
る。

トランスミツタ手段によつて伝送されたそれぞ
れのデータパケツトは、後続のデータパケツトの
伝送のために選択されたチヤネルを判別する、チ
ヤネル選択フイールドを含むのが望ましい。レシ
ーバ手段は、受信されたパケツトのチヤネル選択
フイールドから、伝送されようとしている次のパ
ケツトのために選択されたチヤネルを導きだす。
レシーバ手段はまた、通信誤りを検出する。前記
通信誤りは、例えば誤つて受信されるデータパケ
ツト（そのデータパケツトの検査合計、パリテイ
ビツトおよびその他の誤り符号などによつて表わ
される）、誤りを生じている伝送データパケツト、
期待された時に受信されないデータパケツト、お
よび他の局から受信されない承認などを含む。

品質評価手段は、そのチヤネルが使用されてい
る時の通信誤りの発生に基づいて、それぞれのチ
ヤネルごとの品質係数を保持する。好ましい実施
例においては、ローカルおよび群品質係数が共に
保持される。ローカル品質係数は、それぞれのチ
ヤネルを使用している局の経験（exprerience）
に基づくものである。群品質係数は、システム内
の他の局からのローカル品質係数に基づくもので
ある。ローカル品質係数は故障に対して迅速に応
答するために用いられ、一方、群品質係数は、他
の局における故障状態を考慮しながら散発的な誤
りの影響を除去する。

バスマージン演算手段は、種々のローカルおよ
び群品質係数に基づいてマージンを決定する。こ
のマージンは、各局がそれぞれのチヤネルを通し
て通信しようと試みたデータパケツトの全トラフ
イツク（traffic）の比率を表す。

それぞれのデータパケツトは、後続のメツセー
ジによつてどの通信チヤネルが使用されるべきで
あるかを特定するフイールドを含んでいる。それ
ゆえに、このフイールドはそれぞれのデータパケ
ツトとともに受信され、後続のデータパケツトの
伝送および受信の際に、通信システム上のすべて
の局によつて利用されるべきチヤネルの決定を行
う。

ある特定の局が伝送する機会を得た時、この局
は、それが伝送するデータパケツトの中に、後続
の伝送の際に使用されるべき選択チヤネルを指定
するチヤネル選択フイールドを包含させる。チヤ
ネル選択フイールドによつて特定された選択チヤ
ネルを決定するための手段は、その局のマージン
演算手段によつて演算されたマージンおよび、そ
れぞれのチヤネルの以前の使用度数に基づいてこ
の決定を行う。

その結果、データパケツトのトラフイツクはチ
ヤネルの間で分散され、かつそれぞれのチヤネル
の評価された品質にある関係を有することにな
る。もしもひとつのチヤネルが完全に故障したな
らば、基本的にはすべてのトラフイツクが、なお
良好な動作状態に保たれている一つまたは複数の
チヤネルを経由するように、マージンが変化する
であろう。

好ましい実施例においては、それぞれの局はま
た、その局に対するマージンあるいは、そのシス
テム内のすべての局に対するマージンを、手動的
に選択するための手段を含んでいる。この手動の
オーバーライドマージン選択は、システムの保守
および修理のために、サービスマンがシステムを
強制して悪いチヤネル上のトラフイツクを増加さ
せることを可能にする。

システムはまた、選択されていないチヤネル上
にトラフイツクがあることを検出する交互チヤネ
ル信号検知手段を含むのが望ましい。これは保守
機能のために有用なデータを提供し、又ポテンシ
ヤルエラー状態を表わす。例えば、もしもある局
が、ある１つのチヤネルにデータパケツトがある
ことを期待しているのに、期待しないチヤネルに
信号が受信されたならば、このことは、その局あ
るいはシステム内の他のいずれかの局、あるいは
チヤネルのひとつにポテンシヤルエラー状態があ
ることを示す。

この発明による複数のチヤネル間の交互的かつ
選択的切換によつて、重要な利点が発生する。動
作可能であるかもしれず、あるいはそうではない
かもしれない冗長バスまたはチヤネルに依存する
というよりはむしろ、この発明においては、チヤ
ネルはそれらの作動状態が連続的に監視されるよ
うに、連続ベースで選択的に交互に切換えられ
る。このことは、従来技術のシステムで起りがち
であつた不活性な冗長チヤネルの故障の検出不可
能性を改善する。

この発明によれば、あるチヤネルが故障しはじ
めると、その品質が他のチヤネルに比較して劣化
するので使用度数が低下する。チヤネルの軽微な
故障でさえも、最上の動作状態にあるチヤネルが
より多くのデータパケツトを搬送するように、問
題のチヤネル上を搬送されるデータパケツトの数
に好ましい変動をもたらすであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの共通バスに結合された４つの局
を有する通信システムのブロツク図である。

第２図は２つの共通バスに結合された第１図の
局の一つの詳細ブロツク図である。

実施例の詳細な説明 第１図に示す実施例において、この発明の冗長
共通通信システム１０は多くの局１２Ａないし１
２Ｄを含んでいる。前記の各局は、複数の冗長共
通通信チヤネル（この例では、バスＡおよびバス
Ｂ）を有する通信媒体１４に結合されている。局
１２Ａないし１２Ｄはマイクロプロセツサによる
プロセス制御、CRTモニタ／コンソール、デー
タロガー、あるいは本体コンピユータのような、
分散プロセス制御またはデータ処理システムにお
ける局であるのが望ましい。バスＡおよびＢはそ
れぞれ、局１２Ａないし１２Ｄによつて発生され
る直列の、誤り符号化デジタルデータパケツトの
ような信号を搬送するための二重同軸ケーブル、
光導波管あるいは無線周波チヤネルで構成される
のが望ましい。

第１図の実施例では、各局１２Ａ−１２Ｄは、
バスＡおよびＢのそれぞれにデータパケツトを送
出し、かつ受信する能力を有している。他の実施
例では、データパケツトを受信することはできる
が、自分自身で送出することはできないような他
の局が通信媒体１４に結合されていてもよい。

この実施例では、各局１２Ａ−１２Ｄは、デー
タパケツトを送受信するために、バスＡおよびバ
スＢの間で事実上一斉に、かつ選択的に接続換え
される。それぞれのデータパケツトは、少なくと
も次の１データパケツトの送信の間、バスＡおよ
びＢのどちらが使用されるべきであるかを示すチ
ヤネルまたはバス選択フイールドを含むのが望ま
しい。それぞれの局１２Ａ−１２Ｄは、バスＡお
よびバスＢのどちらが使用されているかを常時監
視し、さらにそれぞれのバス上で受信されたパケ
ツトの周波数、品質および量の関数として、それ
ぞれのバスの作動状態に関する統計をとる。

送信の順番が回つてきた時、各局１２Ａないし
１２Ｄは次の送信の間に使用されるべきバスを選
択し、かつ、それが送信するデータパケツトのチ
ヤネル選択フイールドに、ある選択を包含させ
る。この選択は、それぞれのバスＡおよびＢに対
するその局の品質評価、および各バス上における
前のトラフイツクの度数に基づいて行なわれる。

第２図は、第１図に示したシステム１０の局１
２Ａ−１２Ｄの代表としての、局１２Ａの詳細な
ブロツク図である。第２図において、局１２Ａは
バス結合論理（回路）１６、トランスミツタ１
８、レシーバ２０、データプロセツサ２２、入出
力装置２４、交互バス信号検知器２６、ローカル
品質評価器２８、群品質評価器３０、バスマージ
ン演算論理（回路）３２、および積分コントロー
ラ３４を含んでいる。

スイツチ３６Ａ，３６Ｂ，３８Ａ，３８Ｂ，４
０Ａおよび４０Ｂを含むバス結合論理１６は、デ
ータパケツトの送信および受信の為に、局１２Ａ
をバスＡおよびバスＢに接続する。スイツチ３６
Ａおよび３６Ｂは、トランスミツタ１８からのデ
ータパケツトの伝送の為に、レシーバ２０からの
バス選択信号に基づいて、バスＡおよびバスＢの
選択を制御する。スイツチ３８Ａおよび３８Ｂ
は、バス選択信号に基づいて、データパケツトが
受信されかつレシーバ２０へ伝達されるバスを制
御する。スイツチ４０Ａおよび４０Ｂは、トラン
スミツタ１８およびレシーバ２０によつて使用さ
れていないバスからの、交互バス信号検知器２６
によるデータの受信を制御する。

トランスミツタ１８は、データプロセツサ２２
から受信されるデータに基づいて、データパケツ
トを符号化し、送信する。データパケツトにはチ
ヤネルまたはバス選択フイールドが含まれてお
り、これは、データパケツトの次の送信の間に、
システム１０のすべての局によつて使用されるべ
きバスを指定する。チヤネル選択フイールドの内
容は、ネクストバス選択信号として、積分コント
ローラ３４からトランスミツタ１８に送られる。

レシーバ２０は、バス結合論理１６によつて選
択されるバスＡまたはＢのいずれかからデータパ
ケツトを受信し、これを復号化する。レシーバ２
０はすべての受信したデータパケツトを復号化
し、誤り検査を行い、受信タイムアウト（time
−out）誤り（これは予期される時間周期内にデ
ータパケツトが受信されなかつたことを示す）を
検査し、さらにバスアクセクプロトコルにしたが
つて、メツセージの伝送を可能にする。レシーバ
２０の出力は、データプロセツサ２２に供給され
る復号化データ、ローカル品質評価器２８に供給
される誤り情報、群品質評価器３０に供給される
遠隔品質データ、バス結合論理１６および積分コ
ントローラ３４に供給されるバス選択信号、およ
びトランスミツタ１８に供給される送信許可信号
などを含んでいる。

データプロセツサ２２として好ましいものの一
例は、MC68000型の入出力装置２４付マイクロ
プロセツサ装置である。前記入出力装置２４は、
例えばCRTモニタおよびキーボードであるか、
あるいはプロセス制御ループに用いられるパラメ
ータ検出器および制御装置を含むプロセス制御器
である。

データプロセツサ２２は、レシーバ２０から復
号化されたデータを受信し、送信すべきデータを
トランスミツタ１８に供給する。また好ましい実
施例においては、前記データプロセツサ２２は、
積分コントローラ３４にオーバライドマージンを
選択的に供給する。前記オーバライドマージン
は、トランスミツタ１８から送信されるデータパ
ケツトのチヤネル選択フイールドにおけるバス選
択の際に、積分コントローラ３４によつて用いら
れるバスマージンの手動選択を可能にする。オー
バライドマージンは、入出力装置２４を介して選
択可能であり、システム１０の保守あるいは故障
発見が必要な時に有用となる。

交互バス信号検知器２６は、バス選択信号によ
つて選択されていないバス上のデータ伝送を監視
する。言い換えれば、もしもトランスミツタ１８
およびレシーバ２０が、それぞれスイツチ３６Ａ
および３８Ａを介してバスＡに接続されているな
らば、交互バス信号検知器２６は、スイツチ４０
Ｂを介してバスＢに接続される。反対に、もしも
トランスミツタ１８およびレシーバ２０が、それ
ぞれスイツチ３６Ｂおよび３８Ｂを介してバスＢ
に接続されているならば、交互バス信号検知器２
６は、スイツチ４０Ａを介してバスＡに接続され
る。交互バス信号検知器２６の間違い（wrong）
バス出力信号は、バス結合論理１６によつて選択
されていないバスに、データがトランスミツタ１
８から送信されていることをローカル品質評価器
２８に通報する。これは、電位誤差状態をあらわ
す。

ローカル品質評価器２８は、局１２Ａによつて
バスＡおよびＢから得られたデータを統計的に解
析し、それぞれのバス毎に、バス（チヤネル）の
通信品質の総合的評価を行なう。ローカル品質評
価器２８は次のような要因または係数を考慮にい
れる。

(1) 誤りを含んでいる受信データパケツトの比率 (2) 誤りとなつた送信データパケツトの比率 (3) 単位時間毎に受信されたタイムアウト誤りの
数 (4) 局１２Ａによつて受信されるはずでありなが
ら受信されなかつた放送データパケツトの比率 (5) 承認が求められたにもかかわらず承認されな
かつた、局１２Ａによつて送出されたデータパ
ケツトの比率 前記の係数はそれぞれ同調定数（tuning
constant）を乗算され、その数値はそれから加算
されて２つのバスのそれぞれに対するローカルバ
ス品質係数となる。本発明の好ましい実施例にお
いては、ローカル品質係数のそれぞれに対する同
調定数は、バス品質に最も確実に相関させるよう
な、適当な重みをこれらの誤りに与えるように、
経験的に決定される。例えば、同調定数それ自体
はシステムごとに異なり、また場合によつては、
一つのシステム内でも局ごとに異なる。

この発明の好ましい実施例では、それぞれの局
１２Ａ−１２Ｄは通信媒体１４上にデータパケツ
トを送出し、それは他のすべての局に、その局か
らのローカルバス品質係数を報知する。このバス
品質情報がレシーバ２０によつて受信され、復号
化されると、それは群品質評価器３０に供給され
る。遠隔品質データは群品質評価器３０によつて
加算され、システム１０の他の局からのすべての
ローカルバス品質係数の加重平均をとられる。好
ましい実施例においては、群品質係数は時間の重
みをつけられた（time weighted）平均である。
それゆえに、それらが伝送速度あるいはいくつか
のデータパケツトの喪失によつて深く影響される
ことはない。これらの時間加重平均は、より新し
い誤りに対してはより大きな重みを与える。

バスマージン演算論理３２は、ローカル品質評
価器２８からのローカル品質係数および群品質評
価器３０からの群品質係数の両者を用いて、バス
マージンを決定する。前記バスマージンは、バス
Ｂに比較して、バスＡ上に送出された全データパ
ケツトの所望の比率を表わす。言い換えれば、バ
スマージンが30％であるということは、局１２Ａ
がすべてのバストラフイツクの30％をバスＡ上に
保持し、70％をバスＢ上に保持しようと試みるこ
とを意味する。

ローカルおよび群バス品質係数からバスマージ
ンを決定するためには、いろいろの異なつた演算
式を用いることができるが、良い結果を与えるこ
とがわかつた一つの関係式は次のようなものであ
る。

バスマージン＝（LQA＋GQA）／（LQA＋GQA＋LQB＋GQB
） 上式において、LQAはバスＡのローカル品質
係数、 GQAはバスＡの群品質係数、 LQBはバスＢのローカル品質係数、また GQBはバスＢの群品質係数である。

バスマージン演算論理３２によつて行なわれた
計算が、手動で選択されたマージンによつて置き
換えられるように、バスマージンがシステム１０
の全体にわたつて手動的に調整可能にされること
は有用である。データプロセツサ２２によつて与
えられるオーバライドマージンは、多重故障が発
生した際に、オペレータあるいは保守員が、バス
マージン演算論理３２によつて計算されたバスマ
ージンをオーバライド（手動制御を用いることに
よつて自動制御を無視する）することを可能にす
る。これはまた、修復を容易にするために、故障
したバス上のトラフイツクを人工的に増加するこ
とを可能にする。

トランスミツタ１８によつて送信されたデータ
パケツトのチヤネル選択フイールドにおいて、選
択されるべきバスの実際の決定は積分コントロー
ラ３４によつて行なわれる。この選択は、積分コ
ントローラへの設定値としてのマージン（バスマ
ージンあるいはオーバライドマージン）と、測定
された変数としてのバストラフイツクの最近の履
歴を用いることによつて行われる。第２図の実施
例では、バス（チヤネル）の以前の使用度数に相
当するバストラフイツクの最近の履歴は、レシー
バ２０からのバス選択信号によつて表される。積
分コントローラ３４は、バストラフイツクの最近
の履歴を積分するデジタル積分制御器である。積
分コントローラ３４によつて得られる積分項は、
０付近の小さな範囲に強制され、その場合、積分
項はそれぞれのバスの使用によりマージンに逆比
例した量だけシフトされる。積分項の符号が正で
あるときは、積分コントローラ３４は、バスＡを
要求しているトランスミツタ１８にネクストバス
選択信号を与える。もし積分項が正でないなら
ば、積分コントローラ３４からのネクストバス選
択信号はバスＢを要求する。

第１図および第２図に示したこの発明の好まし
い実施例においては、伝送された各データパケツ
トが、データパケツトの次の伝送のために全シス
テム１０によつて使用されるべきバスを決定する
（どのステーシヨンがその伝送を開始したかには
かかわりなく）。しかし、当該技術の熟達者には、
この発明の他の実施例においては、伝送された各
データパケツトは、すぐ後に続くパケツトより多
くのパケツトのための、バスを選択するチヤネル
選択フイールドを含むことができるということを
理解できるであろう。

さらに他の実施例においては、選択されたデー
タパケツトのみがチヤネル選択フイールドを含
み、その場合には、チヤネルフイールド選択フイ
ールドを含む次のデータパケツトが伝送された後
までも、各チヤネル選択フイールドはバス切り換
えのパターンを選択する。

この発明は、性能を損うことなしにシステム１
０の動作の信頼性を高めるのに役立つような、い
くつかの重要な特徴を有している。

第１に、正常な動作状態では連続的なバス同期
が達成されるので、すべての局１２Ａ−１２Ｄは
ただ一つのバス上で同時に、送信および受信する
ことができる。このことは、システム１０のどの
局１２Ａ−１２Ｄによつて使用されようにしてい
るネクストバスも、その前のデータパケツトのチ
ヤネル選択フイールドによつて決定されるという
取り決めによつて実現される。バス同期が一旦確
立されたならば、通信障害が発生しないかぎり、
バスＡとバスＢとの切換えはデータパケツトごと
に１回、頻繁に行なわれ、すべての局１２Ａ−１
２Ｄの間での完全な同期が保持される。

通信障害が発生して同期が失われると、これは
回復されなければならない。このような通信障害
は、大きく分けると２種類に分類される。すなわ
ち、検出されるエラーと検出されないエラーであ
る。この発明は、検出されるエラーおよび検出さ
れないエラーの両方の場合に、迅速な同期の回復
を可能にする。

不正な、または誤つた伝送（あるいはタイムア
ウト以内に伝送が行なわれないこと）がレシーバ
２０によつて検知されると、受信局（例えば局１
２Ａ）は引き受ける（honor）べきチヤネル選択
フイールドを持たないので、内部的に使用するバ
スを決定しなければならない。それぞれの局１２
Ａ−１２Ｄはその決定を独立に行なうので、不正
な伝送があつた場合、あるいは伝送が全く存在し
ないような場合には、別々の局が別々のバスを選
択し、その結果、システム１０はしばらくは同期
はずれの状態となる。

同期はずれは、検知されないエラーの結果、正
しいパケツトであるように見えるものの内容につ
いて、２つの局の間で不一致を生じたときにも発
生する。これは、一般的にデータパケツトに含ま
れている誤り訂正コードあるいは冗長情報のため
ではないようであり、全ての通信システムにある
有限の可能性を残している。

同期はずれが起ると、システム１０は瞬時に２
つのグループ、すなわちバスＡ上で通信を行なう
局と、バスＢ上で通信を行なう局とに分れる。そ
れぞれのグループ内では（他に通信障害がないと
仮定すれば）、他のグループとの間に通信が存在
しないことを除けば、同期は回復される。バスの
切換えは高速かつ頻繁に行なわれ、さらにそれぞ
れのグループ内での、いろいろな局によるバス選
択に影響を与える要因には十分な不規則性がある
ので、２つのグループは、そのうちにやがて相互
にチヤンスアクロス（chance across）して再び
同期状態となる。

この発明の第２の特徴ないしは利点は、バス選
択および切換えの際に、分散された判断機能を用
いることである。この発明では、局１２Ａ−１２
Ｄのどれもがバスの選択に関与することができ
る。全ての局は故障する可能性があるので、この
ことは、仮に単一の局のみがバスを選択したり、
あるいは通信障害の際に１つのバスから他のバス
へ切換えることができるようにされていた場合に
得られる信頼性に比べて、はるかに大きな信頼性
を与える。

この発明の第３の重要な特徴および利点は、局
１２Ａ−１２Ｄのそれぞれによる個々のバス品質
統計を用いて、それぞれのバスに対するローカル
品質係数を作ることである。装置の故障やその他
の通信障害にも係わらず、高速な応答時間を保持
するために、それぞれの局は高速かつ信頼性のあ
るバス切換え決定をすることができなければなら
ない。これらの決定は、それぞれのバスの品質に
ついて、つぎつぎに更新され、かつ極めて正確な
統計をとることによつて大幅に容易化される。

この発明の第４の重要な特徴および利点は、バ
スあるいは通信チヤネルを頻繁に切換えることで
ある。全てのバスを規則正しく使用することはデ
ータ通信に対する各バスの能力を最も正確に反映
する。頻繁な切換えは、それぞれのバスがほぼ定
常なベースで使用されることを保証し、またそれ
ぞれのバスに対する品質統計が正確であり、かつ
最新であることを保証する。

この発明の第５の重要な特徴および利点は、バ
ス品質に群統計を用いることである。ある単独の
局は、システム１０の他の局によつては検出でき
ないような問題を経験するかもしれない。この発
明によれば、これらの問題はシステム１０の全体
にわたつて広く報知されるので、他の局は影響を
受けた装置の使用を避けるように対策をとること
ができる。

この発明の第６の重要な特徴および利点は、手
動によるオーバーライドマージンを含んでいるこ
とである。手動による制御は、システム１０内に
多重の故障が発生した場合、あるいは普通でない
通信障害が種々の局１２Ａ−１２Ｄの自動的なバ
ス切換え機構を無理にしたような場合に必要とな
る。手動のオーバライドマージンの利用はまた、
システムの保守および修理を容易にするために、
悪い（bad）バス上のトラフイツクを増加させる
のにも有用である。

この発明は、大幅に異なつた種々のバスアクセ
スプロトコルと共に用いられることができるが、
この発明の一実施例は、前に述べた継続中の特許
出願に記載されているようなシステムにおいて、
特に有利に使用されてきた。前記システムは、優
先順序を付けられたタイムスロツトプロトコルを
用いて、システムの種々の局の間で順番にアクセ
スする。このような形式のシステムにおいては、
３種類の異なつたデータパケツト、すなわち放送
パケツト、ポイントツーポイント（Point−to−
Point）パケツト、およびアイドル（Idle）パケ
ツトが用いられる。

放送パケツトは全ての局に伝送され、明確なパ
ケツト承認は要求しない。ポイントツーポイント
パケツトは特定の指定されたアドレスに向けら
れ、返答パケツトを要求する。アイドルパケツト
は事実上全てのアイドルキヤパシテイ
（capacity）を吸収して、通信媒体１４を常に活
性状態に保持する。

前に述べた特許出願のシステムでは、あらかじ
め定められた長さ（例えば1/4秒）の周期的伝送
サイクルが用いられる。それぞれの伝送サイクル
の間に、それぞれの局１２Ａ−１２Ｄは放送パケ
ツトを送信する。前記パケツトは、その特定の局
によつて決定されたバスＡおよびバスＢに対する
ローカル品質係数を含んでいる。放送パケツトは
ローカル品質係数を伝送するのに用いられるか
ら、通信媒体１４に結合されている局１２Ａ−１
２Ｄは、他のそれぞれの局のローカル品質係数を
受信し、これらの係数を群品質係数の計算に利用
する。

それぞれの局１２Ａ−１２Ｄは、それぞれのバ
ストランザクシヨンの後で、通信媒体１４上に伝
送するためのデータパケツトを行列させる。もし
も待機している通常のパケツトがないならば（す
なわち、伝送されるのを待つている放送パケツト
もポイントツーポイントパケツトもないならば）、
それぞれの局１２Ａ−１２Ｄは、その代りにアイ
ドルパケツトを行列させる。アイドルパケツト
は、ネクストバス選択を含むチヤネル選択フイー
ルドの他には、診断すなわち誤り検出データのみ
を含んでいる。アイドルメツセージは、その他の
どのような形式のデータパケツトよりも低い優先
度で、伝送のために行列させられる。それ故に、
アイドルパケツトは性能を低下させたり、あるい
はシステム１０における正常なトラフイツクを妨
害するようなことはない。

それぞれの局１２Ａ−１２Ｄによつて伝送のた
めに行列されたパケツトが常に存在するので、選
択されたバスＡまたはバスＢ上に伝送されように
しているデータパケツトの間には、保障された最
大時間が存在する。デツド（dead）バスに切換
わつた局は、レシーバ２０内に含まれているタイ
ムアウトカウンタによつて、この最大時間違反を
検知することができる。そしてその時には、他の
バスに切り戻すことができる。

アイドルパケツトトラフイツクはまた、バスＡ
およびＢ上のアクテイビイテイ（actibity）の連
続的レベルを保証する。この連続的アクテイビイ
テイは、バスの品質統計を正確にかつ最新にする
ために必要とされる。

当該技術の熟達者には良く理解されるように、
より高レベルのトラフイツクを有する他の通信プ
ロトコルは、アイドルパケツトの利用を必要とし
ないかもしれない。このような交互バスアクセス
プロトコルの一例は、トークン（token）パスプ
ロトコルである。

第１図に示した通信システム１０のようなシス
テムにおいて予想される共通の故障は、１つの局
における１つのバスに対するルーズ（loose）接
続を含む。一例として、例えば局１２ＡとバスＡ
との間にルーズ接続があつたと仮定する。その場
合に、局１２Ａに対するバスマージンは、なお良
好な接続状態を保つているバスＢ上の伝送に大き
く偏るであろう。他の局１２Ｂ−１２Ｄもまた、
局１２ＡからバスＡ上のメツセージを受けるのに
失敗した後では、バスＢに偏る傾向を持つてくる
であろう。さらに、局１２Ａからの放送パケツト
は、局１２Ａによつて作られるローカル品質係数
（それは局１２ＡがバスＢに大きく偏つているこ
とを示している）を含むであろう。それ故に、こ
れはシステム１０の他の局１２Ｂ−１２Ｄのそれ
ぞれのバスマージンに影響を与えるであろう。

システム１０の融通性の他の例として、局１２
ＡがバスＡに対してルーズ接続を有し、さらに局
１２ＢがバスＢに対してルーズ接続を有する場合
の応答について考える。従来の技術では、バスＡ
は切離されてしまい、一方バスＢは作動しつづけ
るので、その結果、局１２Ｂは完全に通信から遮
断されることになる。システム１０では、バスＡ
およびＢの両方とも、局１２Ａと１２Ｂとの間の
メツセージの損失を生ずるのみで作動しつづける
であろう。

さらに別の好ましい実施例においては、局１２
Ｃは、バスＢ上で局１２Ａから、またバスＡ上で
局１２Ｂからそれぞれメツセージを受信し、その
メツセージをバスＡ上で局１２Ｂに、またバスＢ
上で局１２Ａに再伝送する。このようにして、メ
ツセージが失われることはなくなる。

それ故に、ルーズ接続のような故障は、２つの
バスＡおよびＢ上のトラフイツクの配分に変動を
起こさせて、２つのバスのうちの１つに発生した
問題を補償することがわかるであろう。それぞれ
の局１２Ａ−１２Ｄのバスマージンが表示される
ように単に要求することだけによつて、保守員に
よるシステム１０の故障検出は大幅に容易化され
る。１つの局（この例では局１２Ａ）のバスマー
ジンが、他の局（１２Ｂ−１２Ｄ）に対して大幅
な変更となつていることは、通信システムにおけ
る問題の発生箇所を識別するのに大きな助けとな
る。

この発明は好ましい実施例に関して説明された
が、当該技術の熟達者にとつては、この発明の精
神および範囲から逸脱することなしに、その形式
および詳細に変更を加えることができると理解さ
れるであろう。たとえば、この発明は２つの通信
バスと４つの局を持つものとして説明されたが、
局およびバスの数はシステムの要求にしたがつて
変更でき、また変更されることは明らかである。
さらに、通信バスは特定的に説明されたが、光導
波管およびラジオまたはマイクロ波通信チヤネル
のような、他の形式の通信チヤネルが本発明に従
つて利用できることが理解されるであろう。