FI100155B - Liikenteen mittaus tietoliikennejärjestelmässä - Google Patents

Description

100155

Liikenteen mittaus tietoliikennejärjestelmässä

Keksinnön kohteena on oheisen patenttivaatimuksen 1 5 johdanto-osan mukainen menetelmä ja oheisen patenttivaatimuksen 13 johdanto-osan mukainen järjestely liikenteen mittaamiseksi tietoliikennejärjestelmässä. Keksinnön mukainen ratkaisu on tarkoitettu erityisesti mittaamaan ATM-verkon soluliikennettä, mutta ratkaisua voidaan käyttää 10 muunkin tyyppisen liikenteen yhteydessä, esim. puhelujen välityksessä, kuten jäljempänä kuvataan. Monista mahdollisista käyttöympäristöistä johtuen käytetään järjestelmässä välitettävistä soluista, paketeista, puheluista tms. välitettävänä olevista kokonaisuuksista jatkossa yleisni-15 mitystä liikenneyksikkö.

Liikennemittauksiin perustuvat liikenteen ohjausmenetelmät pitävät lähtökohtanaan sitä, että käyttäjä ei voi etukäteen kuvata liikenteen luonnetta kovinkaan suurella tarkkuudella. Esim. kompressoidun videosignaalin 20 keskimääräistä bittinopeutta on hyvin vaikea määrittää etukäteen. Käyttäjä joutuukin varsin todennäköisesti ilmoittamaan liikenneparametreille (kuten solujen huippunopeus ja solujen keskimääräinen nopeus) todellista suuremmat arvot, koska liikenteen tarkkoja ominaisuuksia . 25 ei tunneta ennen yhteyden muodostusta. Tällöin yhteydelle varataan verkossa todellista tarvetta enemmän resursseja, ja verkon käyttöaste voi sen vuoksi jäädä alhaiseksi. Käyttäjän antaman kuvauksen epätarkkuutta kompensoidaan suorittamalla mittauksia toteutuvasta liikenteestä. Näiden 30 mittausten avulla voidaan nostaa verkon resurssien käyttö- . astetta. Tehokkaimmat liikenteenohjausmenetelmät perustu vatkin toteutuvasta liikenteestä suoritettuihin mittauksiin.

Eräs erittäin tehokas tapa arvioida liikennettä on 35 mitata siitä ns. histogrammitiedot (tehokkuus johtuu sii- 2 100155 tä, että histogrammi sisältää runsaasti informaatiota liikennevirrasta) . Jatkossa seuraavan kuvauksen ymmärtämisen helpottamiseksi kuvataan ensin lyhyesti näitä histogrammeja.

5 Histogrammi on jonkin suureen taajuusjakaumaa ku vaava pylväsdiagrammi, jossa pylvään leveys edustaa suureen tiettyä arvoaluetta ja pylvään korkeus kyseiselle arvoalueelle kuuluvien arvojen taajuutta. Histogrammi kuvaa siis sitä, kuinka jonkin suureen arvot ovat jakautu-10 neet kaikkien mahdollisten arvojen kesken. Kun tämä suure on satunnaismuuttuja r (joka voi edustaa esim. sisääntule-vien solujen esiintymistiheyttä solmulaitteen sisäänmenos-sa tai puhelujen saapumisnopeutta jollakin yhdysjohdolla), histogrammi on estimaatti r:n todennäköisyystiheysfunk-15 tiosta f. Kuviossa 1 on esitetty eräs histogrammi, jossa ensimmäisen pylvään korkeus (0,1) on estimaatti sille, että satunnaismuuttujan seuraava arvo on välillä nollasta viiteen, seuraavan pylvään korkeus (0,2) on estimaatti sille, että satunnaismuuttujan seuraava arvo on välillä 20 viidestä kymmeneen, jne. Laskemalla pylväiden arvojen osittaissumma siihen pylvääseen asti, jonka x-koordinaatit ovat suurempia kuin X saadaan estimaatti r:n todennäköisyys jakaumafunktiolle F pisteessä r = X. Esim. kahden vasemmanpuoleisimman pylvään summa (0,1 + 0,2 = 0,3) on : 25 estimaatti sille, että satunnaismuuttujan seuraava arvo on pienempi tai yhtäsuuri kuin kymmenen.

Diskreetille satunnaismuuttujalle määritellään todennäköisyystiheysfunktio f ja todennäköisyysjakauma-funktio F seuraavasti: f (X) = P { mikä tahansa ri=X),i = 0,1,2,...

• F(X) - P { mikä tahansa ii < X } = firj r 30 Mikäli satunnaismuuttujasta (eli tarjotusta liiken teestä) tunnettaisiin funktiot f ja F, olisi muuttujan 3 100155 käytös tiedossa lähes niin hyvin kuin mahdollista (eli liikenteestä saataisiin mahdollisimman hyvä kuva). Käytännössä tämä on kuitenkin mahdotonta, koska tällöin tulisi tietää paitsi satunnaismuuttujasekvenssin aikaisemmat 5 arvot, myös sen tulevat arvot. Tämä ei kuitenkaan ole mahdollista, koska liikenne tulee jostakin ulkopuolisesta, mittaajasta riippumattomasta lähteestä, jonka käyttäytymistä ei voi tietää etukäteen. Lisäksi funktiot f ja F voivat olla ajan funktioita (muuttua ajan mukana).

10 Esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä estimoidaan liikenteen jakaumaa keräämällä histogrammia vastaavat tiedot satunnaismuuttujan aikaisemmista arvoista, joko kaikista tai vain osasta. (Huomattakoon, että histogrammilla ymmärretään yleensä graafista esitystä. 15 Tästä syystä puhutaan keksinnön yhteydessä histogrammia vastaavista tiedoista, sillä kerättyjen mittaustietojen ei tarvitse olla graafisessa muodossa.) Seuraavassa selityksessä käytetään todennäköisyystiheysfunktion f (empiirisestä) estimaatista viitemerkkiä h ja todennä-20 köisyysjakaumafunktion F (empiirisestä) estimaatista viitemerkkiä H, eli h=f ja H=F.

Liikenneyksikköjen esiintymistiheyden (eli saapu-misnopeuden, "arrival rate") histogrammitietojen laskenta muodostaa lähtökohdan monille erilaisille liiken-25 neanalyyseille, ja näin ollen se muodostaa myös useiden erilaisten sovellusten ytimen. Eräitä esimerkkejä tällaisista sovelluksista, joissa hyödynnetään liikennemittauk-sia ovat yhteyksien hyväksymismenettelyt (Connection Admission Control) ja kaistanleveyden allokointi nopeissa 30 pakettiverkoissa, erityisesti juuri ATM-verkoissa. Liiken-j‘ nemittauksia voidaan myös suorittaa, jotta tietty siirto- laite tai sen osa saataisiin optimoitua juuri tietyn tyyppistä liikennettä varten. Esimerkkinä tällaisesta laitemi-toituksesta mainittakoon puskurin koon mitoitus siten, 35 että se pystyy puskuroimaan useimmat liikennehuiput.

4 100155

Kuviossa 2 on havainnollistettu erästä tyypillistä ratkaisua, jolla voidaan empiirisesti mitata todennäköisyys tiheys funktion f estimaatti h. Mitattu liikenne tai sitä vastaavat tiedot (esim. pulssijono, jossa jokainen 5 pulssi vastaa sisääntulevaa liikenneyksikköä) kytketään lajitteluyksikölle SD, joka laskee hetkellisen saapumisno-peuden (momentary arrival rate) r. Tämä saadaan ottamalla käänteisarvo saapuvaa liikenneyksikköä vastaavan kellonajan tx (eli sen hetkisen kellonajan) ja edellistä lii-10 kenneyksikköä vastaavan kellonajan t2 erotuksesta, eli r = l/(t1-t2). Tämä arvo lasketaan jokaisen saapuvan liikenneyksikön kohdalla. (Mikäli laskennassa ei käytetä käänteisarvoa, vaan erotusta t1-t2, estimoidaan tällöin saapu-misnopeuden jakauman sijasta peräkkäisten liikenneyksik-15 köjen välisen ajan jakaumaa.) Varsinainen laskenta toteutetaan laskureilla C1# . . .,Cn, joita on yksi jokaista histo-rammipylvästä kohti eli yksi jokaista "taajuuskaistaa" kohti. Esim. kuvion 1 mukaisten tietojen arvioimiseksi on laskureita oltava kahdeksan kappaletta (ensimmäinen välil-20 le nollasta viiteen, toinen välille viidestä kymmeneen, jne. ja viimeinen välille kolmestakymmenestä viidestä äärettömään.) Saatuaan selville hetkellisen saapumisnopeu-den, lajitteluyksikön SD on siis päätettävä, mitä histo-grammipylvästä vastaavalle x-akselin alueelle tulos osui. 25 Tätä varten sillä on muistiin (jota on merkitty viitemer-killä MEM) talletettu tiedot siitä, mikä x-akselin kaista vastaa mitäkin laskureista C1(...,Cn. Lajitteluyksikkö vertaa näin ollen laskemaansa tulosta muistissa oleviin tietoihin ja inkrementoi tämän jälkeen sitä laskureista, joka 30 vastaa sitä "taajuuskaistaa", jolle laskettu tulos osui.

.. Laskureiden laskentatuloksista saadaan tällä tavalla to dennäköisyys tiheys funk ti on estimaatti h. Mittauksen alussa on laskurit nollattu. Mittauksen jälkeen talletetaan laskureiden arvot ja nollataan laskurit, minkä jälkeen seu-35 raava mittaus voi alkaa.

5 100155

Edellä kuvatulla tavalla saadaan selville liikenteen hetkellinen muoto tai hetkellinen jakauma. Useimmiten ei kuitenkaan olla kiinnostuneita pienistä hetkellisistä vaihteluista, vaan on välttämätöntä arvioida myös liiken-5 teen pitkän aikavälin muotoa, koska tällainen arviointi antaa todenmukaisemman kuvan liikenteen käyttäytymisestä. Tämä tehdään suorittamalla mittauksille jonkinlaista kes-kiarvoistusta, jolla tasoitetaan hetkellisiä vaihteluja. Yksinkertaisin tapa toteuttaa tällainen toiminta on lisätä 10 kuviossa 2 esitetyn laitteiston eteen jonkinlainen kes-kiarvoistava lohko. Tällaista vaihtoehtoa on havainnollistettu kuviossa 3a, jossa kyseistä lohkoa on merkitty vii-temerkillä AV. Ongelmaksi tällaisessa ratkaisussa muodostuu kuitenkin se, kuinka valitaan keskiarvoistava tekijä; 15 esim. kuinka monta liikenneyksikköä tulisi ottaa huomioon tai kuinka pitkä pitäisi aikaikkunan olla. Yleisesti ottaen voidaan todeta, että oikea keskiarvoistava tekijä riippuu siitä, kuinka sisääntulevan liikenteen nopeus vaihte-lee sen hetkisen keskiarvonsa ympärillä, joten on parempi 20 asettaa keskiarvoistava lohko estimointilohkon perään (kuten on esitetty kuviossa 3b), tai syöttää estimointi-lohkolta takaisinkytkentäsilmukan kautta keskiarvoista-valle lohkolle liikenneparametreja (kuten on esitetty kuviossa 3c) , jotta keskiarvoistusta voitaisiin koko ajan 25 suorittaa tehokkaasti. Tässä tapauksessa on lajitteluloh-kolle talletettava mitattuja tietoja, jotta niistä voidaan muodostaa takaisinkytkentäparametrit.

Kuten edellä esitetystä ilmenee, keskiarvoistus tekee laitteesta entistä monimutkaisemman; on päätettävä 30 yhä useammasta parametristä. Tehokas estimointi edellyttää myös sitä, että laitteeseen on lisättävä paljon komponentteja liikenteen mittausta varten.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan parannus edellä esitettyyn epäkohtaan luomalla 35 uuden tyyppinen menetelmä, jonka avulla voidaan hyvin yk- 6 100155 sinkertaisella tavalla saada todenmukainen estimaatti liikenteen käyttäytymisestä pitkällä aikavälillä (ja tarvittaessa myös liikenteen hetkellisestä nopeusjakaumasta). Tämä päämäärä saavutetaan keksinnön mukaisilla ratkaisuil-5 la, joista menetelmälle on tunnusomaista se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa, ja järjestelylle se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 13 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön ajatuksena on käyttää liikenteen mittaami-10 seen useita sellaisia rinnakkaisia laitteita, joita käytetään liikenteen rajoittamiseen, ja joissa on, niiden suorittamassa rajoitustoiminnassa jo sisäänrakennettuna edellä kuvatut keskiarvoistavat toiminnot. Näiden rajoitus-laitteiden suorittamien hyväksymis- ja/tai hylkäyspäätös-15 ten lukumäärien erotusten perusteella lasketaan edellä kuvatut estimaatit h ja H, tai ainakin toinen niistä. Mittaaminen suoritetaan siis kyseisillä laitteilla rajoittamatta kuitenkaan millään tavoin liikennevirtaa. Rajoitus voidaan tehdä myöhemmässä vaiheessa, mutta sen suorittami-20 nen on riippumaton keksinnön mukaisesta mittausmenettelys-tä. Mittaamisessa siis hyödynnetään niitä samoja hyväksymis- ja/tai hylkäyspäätöksiä, joita rajoitusportti tekee silloinkin, kun sitä käytetään liikenteen suodattamiseen.

Keksinnön mukaista ratkaisua käyttäen voidaan lii-25 kennettä mitata sellaisilla suodattimilla, jotka tulevat joka tapauksessa olemaan esim. ATM-kytkinlaitteissa. Näin ollen keksinnön mukaista ratkaisua varten on vain kytkettävä nämä olemassa olevat laitteet uudella tavalla, jotta histogrammitiedot saadaan niiden avulla mitattua liiken-30 teestä.

;· Keksinnön mukaisella ratkaisulla saadaan tarjotusta liikenteestä yksinkertaisella tavalla tarkka malli, jota voidaan puolestaan hyödyntää moniin eri tarkoituksiin. Eräs tällainen edullinen hyödyntämiskohde on ATM-verkon 35 yhteyksien hyväksymismenettelyjen kehittäminen keksinnön 7 100155 avulla saatavan entistä tarkemman liikennemallin perusteella .

Seuraavassa keksintöä ja sen edullisia suoritusmuotoja kuvataan tarkemmin viitaten kuvioiden 4-14 mukai-5 siin esimerkkeihin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 havainnollistaa erästä histogrammia, jota vastaavat tiedot kerätään keksinnön mukaisella menetelmällä, kuvio 2 havainnollistaa erästä tunnettua tapaa 10 kerätä histogrammitiedot hetkellisestä liikenteestä, kuviot 3a,... ,3c havainnollistavat eräitä tunnettuja tapoja muuttaa kuviossa 2 esitetty mittaukseksi, jonka avulla pystytään arvioimaan liikenteen käyttäytymistä pitkällä aikavälillä, 15 kuvio 4 esittää kaaviomaisesti rajoitusporttia, joka rajoittaa liikennettä jonkin tunnetun rajoitusmenetelmän mukaisesti, kuvio 5 havainnollistaa kuviossa 4 esitetyn portin toimintaa, 20 kuvio 6 esittää erästä keksinnön mukaista ratkaisua liikenteen mittaamiseksi, kuviot 7a ja 7b ovat histogrammeja, joita vastaavat tiedot voidaan mitata keksinnön mukaisella laitteistolla, kuvio 8 on vuokaavio, joka havainnollistaa kuviossa 25 6 esitetyn yksittäisen rajoitusportin toimintaa, kuvio 9 esittää kuviossa 6 esitetyn laitteiston erästä mahdollista toteutustapaa, ja kuvio 10 esittää kuviossa 6 esitetyn laitteiston erästä toista mahdollista toteutustapaa, 30 kuvio 11a on vuokaavio, joka havainnollistaa vaih- r toehtoisen rajoitusportin toimintaa, kuvio 11b havainnollistaa vaihtoehtoisen rajoitus-portin ominaiskäyrää, kuvio 11c esittää toista keksinnön mukaista ratkai-35 sua liikenteen mittaamiseksi, 8 100155 kuvio 12 esittää lohkokaaviona yksittäistä rajoitus-porttia, kuvio 13 on vuokaavio, joka havainnollistaa kuvion 8 mukaisesta rajoitusportista modifioidun portin toimin-5 taa, ja kuvio 14 on vuokaavio, joka havainnollistaa kuvion 8 mukaisesta rajoitusportista modifioidun portin toimintaa.

Koska keksinnössä voidaan hyödyntää tunnettuja lii-10 kenteen rajoitus- tai suodatusmenetelmiä, kuvataan seuraa- vaksi lyhyesti näitä menetelmiä.

Ns. call gapping -menetelmä (kyseistä nimitystä käytetään useissa kansainvälisissä standardeissa, esim. CCITT Blue Book, Recommendation E.412, §3.1.1.2 ja Recommendati-15 on Q.542, §5.4.4.3) on liikenteen nopeuteen perustuva ohjausmenetelmä, jossa rajoitetaan liikenteen, esim. puhelujen määrää siten, että korkeintaan tietty määrä puheluja aikayksikössä päästetään lävitse. Tällaista menetelmää on kuvattu, paitsi edellä kuvatuissa standardeissa, myös 20 esim. US-patentissa 4,224,479.

Call gapping -menetelmän mukaisesti toimivan laitteen voidaan ajatella olevan kuviossa 4 esitetyn kaltainen rajoitusportti 40, jolla on yksi tulo, jota on merkitty viitemerkillä IN, ja kaksi lähtöä, joita on merkitty vii-25 temerkeillä PASS ja GAP. Porttiin on talletettu tietty ennalta määrätty rajoitusparametri U, joka vastaa tiettyä määrää liikenneyksikköjä aikayksikköä kohti (esim. soluja tai puheluja sekunnissa). Tulevat liikenneyksiköt ohjataan rajoitusportin tuloon IN ja hyväksytyt liikenneyksiköt 30 välitetään eteenpäin lähdöstä PASS. Rajoitusportti rajoit-.. taa liikenneyksikköjen taajuutta (esiintymistiheyttä) si ten, että hyväksytyn liikenteen määrä aikayksikössä on korkeintaan em. rajoitusparametrin U (liikenneyksikköä sekunnissa) suuruinen. Kun tulevan liikenteen määrä aikayk-35 sikössä ylittää arvon U, rajoitusportti ohjaa osan liiken- 9 100155 neyksiköitä lähtöön GAP siten, että portista PASS ulostu-levan liikenteen nopeus on maksimissaan U. Lähdöstä GAP saatavia liikenneyksiköltä voidaan käsitellä edelleen monin tavoin, mutta se ei enää kuulu tämän hakemuksen 5 piiriin. Käytännössä rajoitusportti voidaan toteuttaa esim. lyhyellä ohjelmalla, joka osaa lukea laitteen kelloa ja tehdä rajoituspäätökset sen perusteella.

Edellä mainitussa US-patentissa 4,224,479 toimii rajoitusportti siten, että puheluille annetaan pienin mah-10 dollinen aikaväli, esim. 0,1 sekuntia kahden peräkkäisen puhelun välillä. (Porttiin talletettu rajoitusparametri voi siis määritellä myös pienimmän sallitun aikavälin I, jota kutsutaan rajoitusväliksi (gapping interval), kahden peräkkäisen puhelun välillä, mikä on periaatteessa sama 15 asia, koska kyseiset parametrit ovat toistensa käänteisarvoja, eli U = 1/1). Rajoitusportti tallettaa viimeisen hyväksytyn puhelun lähtöäjän. Mikäli uuden puhelun tuloajan-kohdan ja talletetun lähtöajan erotus on pienempi kuin em. pienin mahdollinen aikaväli, hylätään puhelu. Mikäli ero-20 tus on sen sijaan vähintään em. aikavälin suuruinen, hyväksytään puhelu ja viimeisen hyväksytyn puhelun lähtöaika päivitetään vastaamaan sen hetkistä aikaa.

Call gapping -menetelmän toimintaa on havainnollistettu kuviossa 5. Kun keskimääräisen sisääntulevan liiken-25 teen määrä (jota kuvataan vaaka-akselilla) on pienempi kuin em. maksimi U, ei rajoitusta tapahdu (ideaalitapauksessa) . Kun tarjotun liikenteen keskimääräinen määrä ylittää ko. arvon, hylkää rajoitusportti osan puheluista (ohjaten ne lähtöön GAP), jolloin välitetyn liikenteen määrä 30 (jota kuvataan pystyakselilla) on U. Ideaalitapausta on - ·· esitetty katkoviivalla ja käytännön tilannetta yhtenäi sellä viivalla. Käytännössä rajoitusportin toimintaa kuvaava ominaiskäyrä (yhtenäinen viiva) on loiva approksimaatio ideaalitilanteen paloittain lineaarisesta ominais-35 käyrästä (katkoviiva). Mitä lähemmäksi ideaalitilanteen 10 100155 käyrää päästään, sitä parempi rajoitusportti on kysymyksessä. Esim. US-patentin 4,224,479 mukaisella rajoituspor-tilla ei päästä kovinkaan lähelle ideaalitilannetta. Sen sijaan esim. tunnettuun vuotava sanko -periaatteeseen poh-5 jautuvat rajoitusportit ovat tehokkaita, koska ne pystyvät käsittelemään hyvin myös hetkellisiä ryöppyjä.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti mitataan liikenteen histogrammitiedot käyttäen kuvion 6 mukaista rajoi-tusporttiryhmää GA, joka koostuu useasta rinnakkaisesta 10 rajoitusportista G1(...,Gn. Tuleva liikennevirta (esim. ATM-soluvirta) ohjataan, sen lisäksi, että se syötetään tulolinjaa IL1 pitkin eteenpäin, myös mittaushaaraan, joka on rinnakkainen tulolinjan kanssa. Mittaushaarassa liikennevirta voidaan ensin syöttää liipaisulojikolle 61, joka 15 generoi pulssin jokaista sisääntulevaa liikenneyksikköä kohti. Näin saatu, mitattua liikennettä edustava pulssijono syötetään jokaisen rajoitusportin sisäänmenoon.

Kun oletetaan, että (a) muuttuja |pass| kuvaa rajoitusportin hyväksymien liikenneyksiköiden (esim. ATM-solu-20 jen tai puhelujen) lukumäärää tiettynä ajanjaksona d, ja että (b) porttiin saapui yhteensä N liikenneyksikköä kyseisenä aikana, on portin hyväksymien liikenneyksiköiden osuus |pass|/N. Tämä on siis jonkinlainen estimaatti sille todennäköisyydelle, että saapuvien liikenneyksiköiden taa-25 juus (saapumisnopeus) r on pienempi tai yhtäsuuri kuin U, eli j££££i . P{ nu)

N

Yksittäisen rajoitusportin avulla voidaan siis estimoida (laskemalla rajoitusportin tekemät hyväksymispäätökset ja portille tulevat liikenneyksiköt) funktion H arvon 30 pisteessä r=U. Rajoitusporttiryhmältä saadaan useita funktion H arvoja, joista voidaan edelleen laskea estimaatit h. Laskenta suoritetaan kuvion 6 mukaisessa laitteessa 11 100155 erillisessä laskentayksikössä CNT, jonne syötetään tiedot rajoitusporttiryhmän tekemistä hyväksymis- ja hylkäyspäätöksistä. Huomattakoon kuitenkin, että jos r > U, ja jos sen vastekäyrä on kuvion 5 mukainen, päästää portti joka 5 tapauksessa lävitseen (nollan liikenneyksikön sijasta) Ud liikenneyksikköä. Tästä johtuvaa virhettä korjataan rajoitusporttiryhmän ja laskentayksikön välissä olevassa komparaattorissa COMP, jonka toimintaa kuvataan jäljempänä.

Esimerkkinä olettakaamme, että rajoitusportteja on 10 (esimerkin pitämiseksi yksinkertaisena vain) kaksi kappaletta, ja ne on aktivoitu 100 sekunnin ajaksi. Porteilla on eri suuruiset rajataajuudet: 5 ja 10 liikenneyksikköä sekunnissa. Porttien suorittamat päätökset tallennetaan, mutta liikenteeseen ei vaikuteta mitenkään, vaan se ohja-15 taan tulolinjaa IL1 pitkin eteenpäin. Tulokset ovat seu-raavat: - puhelujen kokonaislukumäärä 700, - ensimmäinen portti (U=5): pass=200, gap=500, - toinen portti (U=10): pass=600, gap=100.

20 Tuloksista voidaan tehdä seuraavat johtopäätökset.

Tarkkailujakson aikana on liikenteen keskimääräinen nopeus ollut 700/100=7 liikenneyksikköä sekunnissa. Kaksisataa liikenneyksikköä, eli 28,5%:ia kokonaismäärästä tuli tiheydellä alle 5 (liikenneyksikköä sekunnissa), ja 100 25 liikenneyksikköä (eli 14,3% kokonaismäärästä) tuli suuremmalla tiheydellä kuin 10 (liikenneyksikköä sekunnissa). Ensimmäisen ja toisen portin suorittamien rajoitusten erotus (500-100=400) vastaa niiden puhelujen lukumäärää, jotka ovat alueella (5,10] (liikenneyksikköä sekunnissa) . 30 Edellä esitetyssä esimerkissä saadut histogrammitie- dot on esitetty kuvioissa 7a ja 7b. Kuviossa 7a on esitetty liikennetiheyden todennäköisyysjakaumafunktion estimaattia H ja kuviossa 7b liikennetiheyden todennäköisyys-tiheysfunktion estimaattia h. Estimaatilla H on porrasmai-35 nen muoto siten, että pisteessä x=0 on porrasmainen nousu 12 100155 h(0), pisteessä x=5 on porrasmainen nousu h(5) ja pisteessä x=10 on porrasmainen nousu h(10). (Estimaatin h arvot saadaan siis tällä tavoin laskettua estimaatin H arvoista .) 5 Käyttämällä useampaa porttia saadaan yksityiskohtai sempi kuva liikenteen käyttäytymisestä. Seuraavassa oletetaan, että käytössä on n kappaletta portteja, joiden raja-arvoja merkitään viitemerkeillä U[l], U[2],,...,U[n] . (U[l] on alin raja-arvo ja U[n] ylin). Nämä n kappaletta 10 raja-arvoja määrittävät (n+1) kappaletta kaistoja; viimeinen eli (n+1). kaista on välillä (U[n], °°) . Merkitään portin, jonka indeksi on i (i=l,2,,...,n) suorittamien rajoitusten ja hyväksymisten lukumääriä viitemerkeillä gap[i] ja pass[i], jolloin liikenneyksiköiden kokonaislu-15 kumäärää laskeva laskuri on tavallaan lisäportti, jonka raja-arvo U[n+1]=<», joten pass [n+1] =N ja gap [n+1] =0. Tällöin on niiden liikenneyksiköiden määrä, jotka ovat välillä (U[i-1], U(i)]: gap [i-1] - gap[i] (1) .

20 Välillä (U[i-1], U(i)] olevien liikenneyksiköiden lukumäärä voidaan laskea myös seuraavasti: pass[i] - pass [i-1] (2).

Lisäksi on huomioitava, että sisääntulevan liikenteen tiheyden ollessa suurempi kuin portin raja-arvo, 25 kuvion 5 mukaisesti toimiva portti päästää läpi Ud liikenneyksikköä, kuten edellä todettiin, eli kaikki hyväksymispäätökset eivät välttämättä olekaan peräisin sellaisesta liikenteestä, jonka nopeus on pienempi tai yhtäsuuri kuin portin raja-arvo U. Tätä estimointivirhettä korjataan 30 kuviossa 6 esitetyllä komparaattorilla COMP, joka tutkii, jokaisen liikenneyksikön (tai sitä vastaavan pulssin) jälkeen, porttien ulostulot laskevan raja-arvon mukaisesti (eli aloittaen portista, jolla on suurin raja-arvo U). Kun komparaattori löytää ensimmäisen hylkäystuloksen ("gap"), 35 se muuttaa kaikissa jäljellä olevissa porteissa esiintyvät 13 100155 hyväksymistulokset ("pass") hylkäystulokseksi ("gap") (koska juuri nämä hyväksymistulokset ovat todennäköisesti peräisin liikenteestä, jolle pätee r > U). Tällä tavoin voidaan eliminoida useimmat näistä estimointituloksen 5 kannalta "ylimääräisistä" hyväksymistuloksista.

Keksinnön mukaisen rajoitusporttiryhmän yksittäinen rajoitusportti voi toimia esim. jollakin sellaisella (sinänsä tunnetulla) tavalla, joka perustuu tunnetun vuotavan sangon (leaky bucket) periaatteeseen. Tällaista periaatet-10 ta tai sen tiettyä variaatiota kutsutaan myös nimellä Token Bank tai Token Bucket. Vuotavan sangon periaatetta on kuvattu esim. viitteessä Raif O. Om/ural: Asynchronous Transfer Mode Networks, Performance Issues, Artech House Inc., 1994, (ISBN:0-89006-662-0) kappale 4.5.1. Vuotavan 15 sangon periaatetta käytetään esim. ATM-verkon UPC (Usage Parameter Control) -toiminnan GCRA-algoritmissa (Generic Cell Rate Algorithm), jolla valvotaan sitä, onko solulii-kenne yhdenmukaista kyseisen yhteyden liikennesopimuksen kanssa. Tältä osin voidaan siis keksinnön mukaisessa mene-20 telmässä hyödyntää verkossa jo muutenkin olemassa olevia ratkaisuja.

Kuviossa 8 on esitetty vuokaavio Token Bank -periaatteeseen pohjautuvan rajoitusportin toiminnasta. Rajoi-tusportin muistissa on seuraavat parametrit: 25 - viimeksi tullutta liikenneyksikköä vastaava kel lonaika t2 (joka on alkutilanteessa sama kuin sen hetkinen kellonaika tj , - portin raja-arvo U (kiinteä arvo), - sangon koko B (kiinteä arvo), ja 30 - sankolaskurin arvo b, joka edustaa sangossa kulla kin hetkellä olevien "rahakkeiden" (token) lukumäärää. Alkutilanteessa b=0, mutta "rahakkeiden" lukumäärä kasvaa vakionopeudella, joka vastaa raja-arvoa U.

Kun uusi liikenneyksikkö saapuu (vaihe 81), rajoi-35 tusportti tallettaa sen hetkisen kellonajan muuttujalle t1 14 100155 (vaihe 82). Tämän jälkeen rajoitusportti laskee arvon suureelle [Uxlti - t2)+b], vertaa sitä arvoon B ja valitsee muuttujalle b arvon, joka on näistä pienempi. Lisäksi rajoitusportti päivittää muuttujan t2 arvon (vaihe 83) .

5 Seuraavaksi rajoitusportti tutkii, onko muuttujan b arvo suurempi kuin nolla (vaihe 84). Mikäli näin on, annetaan muuttujalle pass arvo tosi (T) ja sankolaskurin arvosta vähennetään yksi (vaihe 85a) . Mikäli laskurin arvo b ei ole suurempi kuin nolla, annetaan muuttujalle pass arvo 10 epätosi (F) (vaihe 85b) . Lopuksi palautetaan muuttujan pass arvo, mikä tarkoittaa sitä, että portti tekee joko hyväksymis- tai hylkäyspäätöksen (edellinen, jos pass=T ja jälkimmäinen, jos pass=F).

Komparaattori COMP ja laskentayksikkö CNT voidaan 15 toteuttaa esim. kuviossa 9 esitetyllä tavalla, joka esittää kolmea rinnakkaista rajoitusporttia käyttävän toteutuksen. Komparaattorin sisäänmenoja on merkitty viitemer-keillä IN1,...,IN3. Sisäänmeno IN3 on kytketty portin G3 ulostuloon PASS, sisäänmeno IN2 on kytketty portin G2 ulos-20 tuloon PASS, ja sisäänmeno INI on kytketty portin G1 ulostuloon PASS. Esimerkissä oletetaan lisäksi, että portin G3 raja-arvo U[3] on suurempi kuin portin G2 raja-arvo U[2], joka on suurempi kuin portin G3 ra ja-arvo U[l] . Ylimmän raja-arvon omaavan portin (eli ylimmällä tasolla olevan 25 portin) ulostulo PASS on kytketty ensimmäisen JA-portin 90 molempiin sisäänmenoihin, joten itse asiassa ko. ulostulo on kytketty komparaattorille suoraan, toisin sanoen kyseinen tulos hyväksytään sellaisenaan. Portin G2 ulostulo PASS on kytketty toisen JA-portin 91 ensimmäiseen sisäänmenoon 30 toisen sisäänmenon ollessa kytketty ylemmän tason porttia : (G3) vastaavan JA-portin ulostuloon. Vastaavasti portin Gx ulostulo PASS on kytketty kolmannen JA-portin 92 ensimmäiseen sisäänmenoon toisen sisäänmenon ollessa kytketty ylemmän tason porttia (G2) vastaavan JA-portin ulostuloon. 35 JA-porttien 91 ja 92 ulostulot antavat tuloksen "pass" 15 100155 vain siinä tapauksessa, että myös ylemmällä tasolla olevan JA-portin ulostuloon saatiin tulos "pass". Tällä tavoin on estetty se, että alemmalla tasolla oleva portti tekee hyväksymispäätöksen ylemmällä tasolla olevan portin teh-5 dessä hylkäyspäätöksen. Laskemalla JA-porttien 90,...,92 ulostulopulsseja saadaan estimaatti todennäköisyysjakauma-funktiolle H.

Lisäämällä komparaattoriosan COMP perään esim. kuviossa 9 esitetyllä tavalla toteutettu laskuripiiri CNT 10 saadaan lisäksi estimaatti todennäköisyystiheysfunktiolle h. JA-porttien 90 ja 91 ulostulot on tässä tapauksessa kytketty ensimmäisen EHDOTON-TAI-portin 93 sisäänmenoihin (kumpikin omaan sisäänmenoonsa), ja JA-porttien 91 ja 92 ulostulot on kytketty toisen EHDOTON-TAI-portin 94 sisään-15 menoihin (kumpikin omaan sisäänmenoonsa). Kumpikin EHDO-TON-TAI-portti antaa ulostuloonsa pulssin vain silloin, kun sisäänmenossa olevien signaalien loogiset arvot ovat erisuuret. Koska ylemmällä tasolla olevalla rajoituspor-tilla on suurempi raja-arvo U, ovat portin 93 sisään-20 menoissa olevien signaalien loogiset arvot erisuuria vain silloin, kun portti G3 teki päätöksen "pass" ja portti G2 päätöksen "gap", ja vastaavasti portin 94 sisäänmenoissa olevien signaalien loogiset arvot erisuuria vain silloin, kun portti G2 teki päätöksen "pass" ja portti G3 päätöksen . 25 "gap". Kun portin 93 ulostuloon kytketään laskuri (95a) saadaan siltä tulos, joka vastaa rajoitusportin G3 tekemien "pass"-päätösten (hyväksymispäätösten) lukumäärää vähennettynä rajoitusportin G2 tekemien "pass"-päätösten lukumäärällä. Vastaavasti, kun portin 94 ulostuloon kytketään 30 laskuri (95b) saadaan siltä tulos, joka vastaa rajoitus-portin G2 tekemien "pass"-päätösten lukumäärää vähennettynä rajoitusportin Gx tekemien "pass"-päätösten lukumäärällä. Laskenta tapahtuu siis edellä esitetyn kaavan (2) mukaisesti .

35 Kuviossa 9 esitetty suoritusmuoto voidaan muuttaa 16 100155 toimimaan myös hylkäyspäätösten ("gap") perusteella. Tällainen suoritusmuoto on kuvattu kuviossa 10, joka vastaa muuten kuviossa 9 esitettyä suoritusmuotoa, mutta nyt komparaattorin sisäänmenoihin on kytketty rajoitusporttien 5 ulostulot GAP (joista saadaan tieto tehdyistä hylkäyspäätöksistä) , ja JA-porttien tilalla on TAI-portit 101 ja 102. Ensimmäiseltä laskurilta (105a) saadaan tässä tapauksessa tulos, joka vastaa rajoitusportin G2 tekemien "gap"-päätösten lukumäärää vähennettynä rajoitusportin G3 tekemi-10 en "gap"-päätösten lukumäärällä. Vastaavasti toiselta laskurilta (105b) saadaan tulos, joka vastaa rajoitusportin G1 tekemien "gap"-päätösten lukumäärää vähennettynä rajoitus-portin G2 tekemien "gap"-päätösten lukumäärällä. Laskenta tapahtuu siis edellä esitetyn kaavan (1) mukaisesti.

15 Kuten edellä jo ilmeni, on yksittäisen rajoituspor tin edullista toimia sellaisella menetelmällä, jolla on hyvä kyky tasata purskeista liikennettä, koska tällöin saadaan mahdollisimman hyvä keskiarvoistava vaikutus valmiina (sisäänrakennettuna rajoitusporttiin). Mitä pienempi 20 on sangon koko (B) , sitä lähemmäksi tullaan hetkellistä j akaumaa.

Keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisesti voi yksittäinen rajoitusportti olla edellä kuvatusta tunnetusta ratkaisusta modifioitu rajoitusportti, jonka toimintaa 25 havainnollistetaan kuviossa 11a. Tämän rajoitusportin toiminta vastaa muuten kuviossa 8 esitettyä, mutta tässä tapauksessa voi sangossa olevien rahakkeiden lukumäärä olla negatiivinenkin tiettyyn ennalta määrättyyn rajaan saakka, jota on tässä merkitty viitemerkillä -D. Tämä raja 30 muodostaa siis sankolaskurin minimiarvon.

: Kun uusi liikenneyksikkö saapuu (vaihe 111), rajoi tusportti tallettaa sen hetkisen kellonajan muuttujalle t3 (vaihe 112) . Tämän jälkeen rajoitusportti laskee arvon suureelle [Ux (t2 - t2)+b], vertaa sitä arvoon B ja valitsee 35 muuttujalle b arvon, joka on näistä pienempi. Lisäksi 17 100155 rajoitusportti päivittää muuttujan t2 arvon (vaihe 113) . Seuraavaksi rajoitusportti tutkii, onko muuttujan b arvo suurempi kuin nolla (vaihe 114). Mikäli näin on, annetaan muuttujalle pass arvo tosi (T) ja sankolaskurin arvosta 5 vähennetään yksi (vaihe 115a). Mikäli laskurin arvo b ei ole suurempi kuin nolla, annetaan muuttujalle pass arvo epätosi (F) (vaihe 115b). Tämän jälkeen tutkitaan, onko laskurin arvo b suurempi kuin mainittu ennalta määrätty arvo -D (vaihe 116) . Mikäli näin on, valitaan laskurille 10 seuraavassa vaiheessa arvo, joka suurempi arvoista -D ja b-1 (vaihe 117) . Tämän jälkeen palautetaan, vaiheessa 118, muuttujan pass arvo. Mikäli vaiheessa 116 havaitaan, ettei laskurin arvo ole suurempi kuin -D (eli laskuri on jo saavuttanut miniarvonsa), edetään suoraan vaiheeseen 118, 15 johon edetään suoraan myös vaiheesta 115a, jossa muuttuja pass sai arvon tosi (T).

Edellä kuvatussa modifioidussa rajoitusportissa on muutettu rajoitusportin toimintaa alipäästötyyppiseksi niin, ettei se enää päästäkään lävitseen Ud liikenneyksik-20 köä, kun sisääntulevan liikenteen tiheys on suurempi kuin portin raja-arvo. Tämä johtuu siitä, että liikenteen tiheyden kasvaessa suuremmaksi kuin raja-arvo U rahakkeiden lukumäärä menee väistämättä negatiiviselle puolelle. Niin kauan kuin pysytään negatiivisella puolella, ei portti ·_ 25 päästä mitään lävitseen. Toisin sanoen, rahakkeiden luku määrän on ensin muututtava positiiviseksi, ennen kuin portti alkaa päästää liikenneyksikköjä lävitseen.

Alipäästötyyppiseksi modifioidun rajoitusportin toimintaa on havainnollistettu kuviossa 11b. Kun tarjotun 30 liikenteen keskimääräinen määrä ylittää ko. arvon, hylkää rajoitusportti ideaalitapauksessa kaikki liikenneyksiköt (ohjaten ne lähtöön GAP) . Ideaalitapausta on esitetty katkoviivalla ja käytännön tilannetta yhtenäisellä viivalla. Käytännössä rajoitusportin toimintaa kuvaava ominais-35 käyrä (yhtenäinen viiva) on approksimaatio ideaalitilan- 18 100155 teen paloittain lineaarisesta ominaiskäyrästä (katkoviiva) . Rajoitusportin ominaiskäyrän muoto riippuu myös siitä, kuinka suureksi vakioparametri D valitaan.

Vuotavan sangon tai Token Bank -periaatetta voidaan 5 kuvata usealla eri tavalla riippuen siitä, mitä muuttujia tarkastellaan ja mikä tarkastelunäkökulma valitaan. Ei esim. ole välttämätöntä käyttää rahakkeita, vaan aika voi olla se resurssi, jota käytetään. Tämän vuoksi voidaan alipäästötyyppinen toiminta lisätä muihin analogisesti 10 toimiviin tunnettuihin valvontamekanismeihin. Koska nämä eri variaatiot eivät kuitenkaan ole oleellisia tämän keksinnön kannalta, viitataan niiden suhteen rinnakkaiseen FI-patenttihakemukseen 95XXXX, joka koskee itse rajoitus-porttia .

15 Koska edellä kuvatun modifioidun rajoitusportin sisäisessä toiminnassa on jo huomioitu se estimointivirhe, jota edellä kuvatussa suoritusmuodossa korjattiin komparaattorilla COMP (vrt. kuvio 6), ei komparaattoria välttämättä tarvita rajoitusporttiryhmän perässä, mikäli yk-20 sittäiset rajoitusportit toimivat kuvion 11a mukaisesti. Laite on siis tällöin kuvion 11c mukainen; se vastaa muuten kuvion 6 suoritusmuotoa, mutta siitä voidaan jättää komparaattoriosa pois (rajoitusporttien ulostulot on kytketty suoraan laskentayksikön sisäänmenoihin.). (Huomat-·. 25 takoon kuitenkin, että komparaattori voi olla hyödyllinen myös modifioidut rajoitusportit sisältävässä suoritusmuodossa .)

Kuviossa 12 on havainnollistettu lohkokaaviona rajoitusporttia, joka voi toimia edellä kuvatuilla tavoil-30 la. Rajoitusportin ytimen muodostaa päätöksentekoyksikkö : DM, joka käsittää em. tulon IN ja em. lähdöt PASS ja GAP

(vrt. kuvio 4). Lisäksi rajoitusportissa on muisti Ml muuttujia (tlt t2 ja b) varten sekä muisti M2 vakioparamet-rejä varten. Ensimmäisessä suoritusmuodossa, joka vastaa 35 kuvion 8 mukaista rajoitusporttia, on muistissa M2 pa- 19 100155 rametrit U ja B. Mikäli rajoitusportti on kuvion 11a mukainen alipäästötyyppinen portti, on muistissa M2 edellä mainittujen parametrien lisäksi parametri -D. Muistien lisäksi rajoitusportti käsittää vielä laskentaelimet CALC, 5 kellon CLK sekä ajastinelimet T, jotka lisäävät "rahakkeita" sankoon. Uuden liikenneyksikön tullessa päätöksenteko-yksikkö DM ohjaa kelloa CLK tallettamaan sen hetkisen kellonajan muistiin Ml, minkä jälkeen se ohjaa laskentaelimiä CALC laskemaan muuttujan b arvon ja tallettamaan sen muis-10 tiin Ml. Muuttujan b vertailu tapahtuu tämän jälkeen päätöksentekoyksikön sisällä. Muuttujan b arvosta riippuen päivittää päätöksentekoyksikkö oikeat muuttujat edellä esitetyn mukaisesti. Tämän jälkeen päätöksentekoyksikkö antaa pulssin joko ulostuloon PASS tai ulostuloon GAP, 15 riippuen siitä, hyväksyttiinkö liikenneyksikkö vai ei.

Se aikaväli, jona liikenteen mittaus suoritetaan on riippuvainen liikenteen nopeudesta. Aikavälin tulisi olla riittävän pitkä hitaimpaankin mahdolliseen liikenteeseen nähden, edullisesti ainakin kaksi tai kolme kertaluokkaa 20 suurempi kuin pienimmän mahdollisen liikennenopeuden käänteisarvo. Jos pienin mahdollinen nopeus on esim. 2 yksikköä sekunnissa, olisi mittausajan oltava vähintään 100x(l/2) = 50 sekuntia. Mittausaikavälin pituus voidaan sitoa myös liikenneyksiköiden määrään.

25 Keksinnön mukainen laitteisto voi toimia joko jatku vassa moodissa, jolloin se toistaa mittausta jatkuvasti, tai kertaluonteisesti, jolloin se pysähtyy suoritettuaan mittauksen. Laitteisto voidaan myös käynnistää esim. tietyksi vuorokauden ajaksi, esim. ruuhka-ajaksi.

30 Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan myös : selvittää, minkälainen jakauma on niillä ajanjaksoilla, jonka liikenneyksiköiden esiintymistiheys r on yksittäisen mittauskaistan alueella. Jotta tämä saataisiin selville, on rajoitusporttien toimintaa modifioitava kuvioissa 13 ja 35 14 esitetyillä tavoilla. Kuvio 13 havainnollistaa kuvion 8 20 100155 mukaiseen porttiin tehtäviä muutoksia ja kuvio 14 kuvion 11a mukaiseen porttiin tehtäviä muutoksia. Modifioiduissa porteissa mitataan hyväksytylle liikenneyksikölle sitä vastaavan saapumisajan ja edellisen, kyseistä liikenneyk-5 sikköä ennen tulleen liikenneyksikön saapumisajan välinen erotus, jota kutsutaan hyväksytyn liikenneyksikön saapu-misaikaväliksi (interarrival time) ja jota on merkitty viitemerkillä I kuviossa 13 ja 14. Mittaus suoritetaan vaiheessa 83 (kuvio 13) tai vaiheessa 113 (kuvio 14) . 10 Mikäli liikenneyksikköä ei hyväksytä, I nollataan vaiheessa 85b (kuvio 13) tai vaiheessa 115b (kuvio 14). Vaiheessa 86 (kuvio 13) ja vaiheessa 118 (kuvio 14) portti palauttaa myös i :n arvon. Portin perässä on laskuri, joka summaa kunkin rajoitusportin mittausajanjaksona d hyväksymien 15 liikenneyksikköjen saapumisaikavälit (vaiheista 86 ja 118 saadut I:n arvot). Merkitään viitemerkillä a[i] raja-arvon U[i] omaavan rajoitusportin mittausajanjaksona d hyväksymien liikenneyksikköjen saapumisaikavälien summaa (lsi^n+1 ja a[n+l]=d), ja viitemerkillä T[i] aikaa, jonka liikenne-20 lähteen nopeus on kaistalla (U[i-1], U[i]]. Tällöin on selvää, että T[i] = a[i] - a[i-l], eli lopullinen tulos saadaan kahden vierekkäisen portin mittaamien summien erotuksena.

Arvoista T[i] voidaan myös saada approksimaatio epä-25 suorasti laskemalla ne histogrammista. Olettakaamme, että edellä esitetyn kaavan (2) mukaiset arvot ovat mittausai-kana d saavuttaneet arvon c[i]. Tällöin T[i] = c[i]/r[i], missä r[i] on jokin arvo, joka kuuluu välille (Uti-1], U[i]]. Histogrammista ei saada tietää r[i]:n arvoa, mutta 30 se voidaan approksimoida useilla tavoilla. Approksimointi voidaan esim. toteuttaa sopimalla, että r[i] on sama kuin kaistan ylin arvo U[i] . Tällöin T[i] = c[i]/U[i], missä l^i^n. Viimeisellä kaistalla vietetty aika T[n+1] saadaan tällöin seuraavasti: 35 21 100155 T[n+1] ~ d - [Τ[1] +Γ[2] +Γ[3] +. . . +Τ[η] ] .

Toinen tapa approksimoida r[i]:tä on määritellä se kaistan keskiarvona. Tällöin saadaan T[i] ~ 2c[i]/(U[i-1]+U[i]) , missä lsisn. On selvää, että mitä 5 leveämpi kaista on, sitä huonompi on approksimaatio. Mittaamalla arvot T[i] edellä kuvatulla tavalla suoraan saadaan kuitenkin tarkka arvio riippumatta siitä, kuinka leveitä kaistat ovat.

Edellä esitetyn perusteella on myös selvää, että 10 mittaamalla sekä jakauma h (histogrammi) että ajanjaksojen jakauma, voidaan laskea r[i] eli se nopeus, jolla suurin osa kaistan (U[i-1], U[i]] liikenneyksiköistä on saapunut mittausajanjakson d aikana. Nopeudelle pätee r[i] = c[i]/T[i] (3) .

15 Mikäli i. kaistalla ei ole liikennettä, eli jos c[i] ja T[i] on nolla, voidaan r[i]:lle antaa arvo kaistan keskeltä : r[i] = (U[i-1]+U[i] )/2 (4) .

(Tätä sääntöä voidaan soveltaa myös silloin, kun 20 c[i] > 0, jos c[ij on hyvin pieni verrattuna liikenneyk-siköiden kokonaismäärään N, esimerkiksi, jos c[i]/N < :: ie3).

Kuten kuviosta 11b havaitaan, suodattimen ominaisuudet ovat sitä kauempana ideaalitilanteesta, mitä lähemmäk-25 si r tulee arvoa U. Portin suorittamat mittaukset ovat siis vähiten tarkkoja silloin, kun r[i] on lähellä arvoa U[i]. Jos siis voidaan muuttaa nopeusakselin jakoa mittauksesta toiseen, on edullista järjestää kaistojen rajat U[i] siten, että aiemmin mitatut arvot r[i] ovat niin 30 kaukana kuin mahdollista raja-arvoista U[i] . Kaistojen raja-arvot voidaan näin ollen järjestää uudelleen välit- 22 100155 semalla jokaisen mittausajänjakson lopussa uudet arvot U[i] seuraavasti U[i] = (r [i-1]+r[i])/2, missä i = 1, 2, ...,n ja arvot r[i] on saatu mitattujen histogrammitietojen c[i] ja mitatun aikajakauman T[i] perusteella yhtä-5 loista (3) ja (4).

Edellä kuvattua menetelmää voidaan hyödyntää myös laskutuksessa: liikenteen eri nopeuksilla voidaan käyttää erilaista laskutusta tai johonkin nopeusarvoon asti voidaan käyttää yhtenäistä maksua.

10 Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella edellä ja oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Vaikka esim.

15 edellä ja oheisissa patenttivaatimuksissa käytetään esimerkkinä tilannetta, jossa rajoitusporttiryhmälle syötetään liikennettä kuvaava pulssijono, voidaan myös itse liikennevirta syöttää mittaushaaraan (sen lisäksi että se voidaan syöttää eteenpäin normaalireittiään pitkin). Mit- 20 taus on myös mahdollista yhdistää samoihin elimiin, jotka todella suorittavat myös liikenteen rajoitusta, joskin on edullisempaa (yksinkertaisempaa) suorittaa mittaus täysin erillisenä edellä kuvatun esimerkin tapaan. Myös mahdollisen komparaattorin ja laskuripiirin yksityiskohtainen ·.: 25 toteutus voi vaihdella monin tavoin ilman, että poiketaan keksinnön mukaisesta perusajatuksesta.

Claims (15)

100155

1. Menetelmä liikenteen mittaamiseksi tietoliikennejärjestelmässä, jonka menetelmän mukaisesti 5. välitettävänä olevia liikenneyksikköjä, kuten so luja vastaavat tiedot ohjataan usealle rinnakkaiselle liikenteen rajoitusportille (Git . . . ,Gn) , jotka tekevät yksittäisestä liikenneyksiköstä hyväksymis- tai hylkäyspäätöksen, ja 10. liikenneyksikköjen esiintymistiheyden jakaumaa estimoidaan laskemalla suhteellisen esiintymistiheyden estimaatit samanaikaisesti useilla arvoaluekaistoilla, tunnettu siitä, että yksittäisen arvoaluekaistan estimaatti lasketaan ky- 15 seistä arvoaluekaistaa vastaavien rajoitusporttien tietyn jakson aikana tekemien päätösten lukumäärien erotusten perusteella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että laskenta suoritetaan pelkäs- 20 tään rajoitusporttien (G1;...,Gn) tekemien hyväksymispää tösten perusteella.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että laskenta suoritetaan pelkästään rajoitusporttien (Glf . . . ,Gn) tekemien hylkäyspäätösten 25 perusteella.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuna jaksona käytetään ennalta määrättyä aikaa.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että mainittuna jaksona käytetään ennalta määrättyä määrää saapuneita liikenneyksikköjä.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yksittäisessä rajoitusportis-sa käytetään sinänsä tunnettuun vuotavan sangon periaat- 35 teeseen pohjautuvaa menetelmää hyväksymis- ja hylkäyspää- 100155 tösten generoimiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yksittäisessä rajoitusportis-sa mitataan lisäksi hyväksytylle liikenneyksikölle sitä 5 vastaavan saapumisajan ja edellisen, kyseistä liikenneyksikköä ennen tulleen liikenneyksikön saapumisajan välinen erotus ja näiden erotusten perusteella lasketaan edelleen liikennelähteen yksittäisellä arvoaluekaistalla viettämä suhteellinen aika (T(i)).

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittujen erotusten lukumäärien avulla approksimoidaan myös liikennelähteen yksittäisellä arvoaluekaistalla viettämää suhteellista aikaa .

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osa yhtä liikenneyksikköä koskevista hyväksymispäätöksistä pakotetaan yhdenmukaisiksi tietyn valitun rajoitusportin tekemän hylkäyspäätöksen kanssa, jolloin mainittu osa valitaan valitun rajoitus- 20 portin käyttämän rajoituskriteerin (U) perusteella.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rajoitusporttina käytetään alipäästötyyppistä porttia, joka pyrkii hylkäämään kaiken liikenteen liikenneyksikköjen tiheyden saavuttaessa tietyn 25 rajan.

11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sitä raja-arvoa, jonka ylittyessä rajoitusportti alkaa hylätä liikenneyksiköltä muutetaan automaattisesti rajoitusporttiryhmän porteissa 30 siirryttäessä mittausajanjaksosta toiseen.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uudet raja-arvot valitaan suhteellisen esiintymistiheyden estimaattien (c[i]) ja laskettujen suhteellisten aikojen (T(i)) perusteella. 35 13. Järjestely liikenteen mittaamiseksi tietoliiken- 100155 nejärjestelmässä, joka järjestely käsittää useita rinnakkaisia rajoitusportteja {Glt . . . ,Gn) , joille kullekin on kytketty välitettävänä olevia liikenneyksikköjä vastaavat tiedot, kunkin rajoitusportin käsittäessä 5 - päätöksentekoelimet (DM) hyväksymis- tai hylkäys päätöksen tekemiseksi järjestelmässä välitettävästä liikenneyksiköstä, kuten solusta, jolloin hyväksymispäätöksellä hyväksytään liikenneyksikkö ennalta määrätyt kriteerit täyttäväksi liikenteeksi, ja 10 - kelloelimet (CLK) kunkin liikenneyksikön esiinty- mishetken määrittämiseksi, tunnettu siitä, että järjestely käsittää lisäksi laskentaelimet yksittäisten rajoitusporttien tietyn jakson aikana tekemien päätösten lukumäärien erotusten 15 laskemiseksi.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että laskentaelimet käsittävät useita rinnakkaisia laskureita (95a, 95b), yksittäisen laskurin laskiessa erotuksen kahden rajoitusportin suorit- 20 tamien hyväksymispäätösten lukumäärien välillä.

15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että laskentaelimet käsittävät useita rinnakkaisia laskureita (105a, 105b), yksittäisen laskurin laskiessa erotuksen kahden rajoitusportin suorit- 25 tamien hylkäyspäätösten lukumäärien välillä. 100155