JP2000092128A

JP2000092128A - 電気通信ネツトワ―クでの変化する通話量負荷を管理する方法

Info

Publication number: JP2000092128A
Application number: JP11192983A
Authority: JP
Inventors: Sason Sourani; サソン・スーラニ; Oleg Litvak; オレグ・リトバク
Original assignee: ECI Telecom Ltd
Current assignee: ECI Telecom Ltd
Priority date: 1998-07-12
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2000-03-31
Also published as: IL125310A; IL125310A0; GB2339507B; CN1252661A; GB2339507A8; US6549515B1; CN1120605C; DE19932223A1; GB2339507A; GB9916041D0

Abstract

(57)【要約】【課題】通信量負荷を管理する。【解決手段】必要な全ビット数がその予め規定された
位置で使用するのに利用可能なビット数と比較され、そ
してビットレート調整機構がアクチブなチャンネルに付
随するアルゴリズムの各１つに必要時に適用される。該
ビット調整機構は該ネツトワークの変化する負荷の下で
各アクチブなアルゴリズム用に割り当てられるビット数
を示す予め規定された関数に基づいている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般的には電気通信シス
テム及びそれらの管理方法に関し、特に、変化する通話
負荷の下で動作するネツトワーク（network）の管理方
法と帯域幅に対する変化する需要を有効に管理する電気
通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】通信ネツトワークでの絶え
ず増大する通話量負荷は、該増大する通話量負荷がこれ
らのネツトワークを崩壊させる驚異を与えるにつれて、
将来何時か緊急の解決を要する問題と理解されて来た。
今まで、この問題に幾つかの解決策が示されたが、その
中に、”デジタル回線多重化装置仕様書のデジタル音声
補間並びにフアクシミリ復調／再変調付き３２キロビッ
ト／秒適応差分パルス符号変調（Digital Circuit Mult
iplication Equipment Specification 32 kbit/s ADPCM
withDSI and Facsimile Demodulation/Remodulatio
n）”の題名の１９９２年にアイイーエスエス−５０１
（IESS-501）｛改訂３版（Rev.3）｝に提示された解決
策がある。２７乃至２９ページで示された該解決策は該
ネツトワークの過負荷条件下で音声チャンネル内のビッ
ト数を減らすことである。需要が該ネツトワークで充た
されない時、該アルゴリズムが最初に１ビットを減ら
し、そして次いでもし該需要が未だ充たされない場合、
該アルゴリズムは更に１ビットを減らす。

【０００３】従来技術で公知のもう１つの解決策は変化
する通話量負荷の下で通信ネツトワークの管理を規定す
る標準、ジー７６３（G.763）に説明されている方法で
ある。本質的に、この解決策によると、ベアラー（bear
er）に適用されているどのアルゴリズムからも１ビット
を減らし、そして減らされたこれら全てのビットの”バ
ンク（bank）”に集められる。該システムの負荷が増加
すると、該バンク内の利用可能なビットを使用出来る。
しかしながら、ビットの要求が更に増えて利用可能なビ
ットの数を越えると、各アルゴリズムは更にもう１ビッ
トを該”バンク”に”提供し（contribute）”なければ
ならない。該ネツトワ−クの要求が充たされる迄該処理
は上記説明の様に続けられる。

【０００４】評価される様に、これらの解決策は該過負
荷の問題への解決策を提供するよう向けられておりそし
てシステム効率については特には関与しない。換言すれ
ば、従来技術の解決策は、例え伝送が可能な最良のモー
ドで行われなくても、該ネツトワークを通して通話量が
伝送されることを保証する方向に向けられている。

【０００５】従って本発明の目的は同期及び非同期転送
モードで、アイピー（IP）ネツトワーク、アイピーフレ
ームリレーイング（IP frame relaying）ネツトワーク
又は他の何等かの利用可能な通信ネツトワークの於い
て、変化する通話量負荷の下でネツトワークの管理を改
善するための方法を提供することである。

【０００６】本発明のなおもう１つの目的はシステム資
源の利用の可能性に応じて電気通信の通話量負荷を管理
出来るシステムと装置とを提供することである。

【０００７】本発明の他の目的は本発明の説明が進むに
つれて明らかになる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、電気通
信ネツトワークで変化する通話量負荷を管理するための
方法が提供されるが、該方法は（ｉ）各々が少なくとも
１つのアクチブなチャンネルに付随する、１つ以上の種
類のアルゴリズムから瞬時需要が発生する、電気通信ネ
ツトワークのその予め規定された位置に接続された全て
のアクチブなチャンネルにより伝送を行うために必要な
全ビット数、Ｎを計算することにより、該電気通信ネツ
トワークの予め規定された位置での帯域幅に対する瞬時
需要を確定する過程と、（ii）かくして得られた、必要
全ビット数、Ｎを該電気通信ネツトワークの予め規定さ
れた位置での使用に利用可能なビット数，Ｍと比較する
過程と、（iii）該電気通信ネツトワークの予め規定さ
れた位置での使用に利用可能なビット数Ｍが全ての該ア
クチブなチャンネルにより要求される全ビット数Ｎと異
なる時は、該アクチブなチャンネルに付随する該アルゴ
リズムの各１つにビットレート調整機構（bit rate adj
usting mechanism）を適用する過程と、そして（iv）
（i）乃至（iii）の過程を周期的に繰り返す過程とを具
備している。

【０００９】今後使用される用語”電気通信ネツトワー
ク（telecommunication network）”は、同期及び非同
期転送ネツトワーク、アイピー（IP）ネツトワーク、ア
イピーフレームリレーイング（IP frame relaying）ネ
ツトワーク等の様な、従来技術で公知の種々のネツトワ
ークを包含すると理解されるべきものである。

【００１０】今後使用される用語”アルゴリズム”は、
伝送を取り扱う種々の種類に言及する。この様な種類の
伝送としては復調／再変調、親データー伝送（native d
atatransmission）、種々の種類の圧縮、サイレンス（s
ilence）（０ビット／秒）、非圧縮性クリアチャンネル
（non-compressible clear channel）（６４キロビット
／秒）等を包含している。

【００１１】本発明によれば、該ビットレート調整機構
は利用可能な該ビット数Ｍが必要全ビット数Ｎと異なる
時に適用される。しかしながら、当業者には評価される
様に、実際の目的ではＭがＮと実質的に異なる時に、こ
の様な機構が適用される。更に、該ビット調整機構を実
施する間適用される収束方法は、割り当てられた全ビッ
ト数が利用可能ビット数、Ｍに丁度等しくはないが、実
際的考慮に基づき、Ｍより小さいが実質的にＭに近くな
る様な仕方で各アクチブなチャンネルに割り当てられべ
きビット数を更新することになりそうである。

【００１２】本発明の第１の実施例によれば、提供され
る方法は次の過程により実行されるが、すなわち（ｉ）
該電気通信ネツトワークに接続された全てのアクチブな
チャンネルで動作するアルゴリズムで必要な全ビット
数、Ｎを計算することにより帯域幅用のネツトワーク瞬
時需要、ここで前記ネツトワーク瞬時需要は１種類以上
のアルゴリズムから生ずるかも知れないが、該瞬時需要
を確定する過程と、（ii）かくして得られた必要全ビッ
ト数、Ｎを該電気通信ネツトワークでの使用に利用可能
なビット数、Ｍと比較する過程と、（iii）もし該電気
通信ネツトワークでの使用に利用可能なビット数、Ｍが
該ネツトワークの瞬時需要、Ｎより小さい場合は、該ビ
ットレート調整機構が該動作するアルゴリズムの１つ以
上からビットを減らすため使用されるが、もし該電気通
信ネツトワークでの使用に利用可能なビット数、Ｍが該
ネツトワークの瞬時需要Ｎより多い場合は、該ビットレ
ート調整機構が該動作するアルゴリズムの１つ以上にビ
ットを追加するために使用される過程と、そして（iv）
（ｉ）乃至（iii）の過程を周期的に繰り返す過程とで
ある。

【００１３】本発明の好ましい実施例によると、該ビッ
トレート調整機構は該アクチブなチャンネル内で適用さ
れるアルゴリズムの各１つの個別の負荷関数に基づいて
おり、該個別の負荷関数は与えられた負荷の値の下で、
単位時間当たりに該電気通信ネツトワーク内で伝送され
るべきビット数として定義される。本発明によると、該
負荷は該電気通信ネツトワーク内の予め規定された位置
で決定される。この様な予め規定された位置は例えばベ
アラー（bearer）、ルーター（router）、スイッチ又は
他の何等かのネツトワーク内の重要な点である。しかし
ながら、本発明は又ネツトワークの規模で又はこのネツ
トワークの１部で負荷を管理することにより理解し易い
管理を提供するとも理解されるべきである。最も好まし
くは、各アルゴリズムの負荷関数の作成は（ｉ）該ネツ
トワークに負荷が無い（該ネツトワークの負荷値が実際
上ゼロである）時該ベアラーの利用可能性に関して、該
負荷関数が作られつつある該アルゴリズムに対抗する他
のアルゴリズムが無い、そして（ii）特定のネツトワー
クの動作の中でそのアルゴリズムの有意性を定量化する
こととに基づいている（すなわち、該ベアラー内でアク
チブな全ての種類のアルゴリズムを考慮するとシステム
負荷のどの値以下でこのアルゴリズムからビットを減ら
すべきか）。

【００１４】上記を説明するために、フアックスのアル
ゴリズム用に負荷関数が作られるべきものと仮定する。
１つのネツトワークで該ネツトワーク負荷が或る値、ｖ
₁を越えない限り該負荷関数は１５キロビット／秒の一
定値｛前方誤り訂正（Foreward Erorr Correction）、
エフイーシー（FEC）を有するアルゴリズム｝を有する
と定義される。その後、該負荷関数の値は９．６キロビ
ット／秒｛前方誤り訂正の無い（without FEC）｝に低
下する。もう１つのネツトワークでは、１５キロビット
／秒から９．６キロビット／秒への同様な関数値の変化
が起こっても良い、但し該システム負荷の異なる値、ｖ
₂の下でである。ｖ₁とｖ₂の間の差は該ネツトワーク内
でアクチブな他のアルゴリズムに与えられる有意性と比
較して前方誤り訂正（FEC）を有するこのアルゴリズム
を有することに与えられる有意性から来る。或る場合に
は、操作者は他のアルゴリズムからビットを減らすペナ
ルテイを払ってもむしろ前方誤り訂正（FEC）の利点を
保持したいとするが、他の場合には該操作者はビットを
求める需要が該ネツトワーク内でビットの需要が生ずる
や否や該前方誤り訂正（FEC）ビットを減らす方を取る
かも知れない。

【００１５】ビット減らしを含む処理の典型的例は、フアックス（FAX）：前方誤り訂正付き（FEC）→前方誤
り訂正無し（NO FEC）適応差分パルス符号変調（ADPCM）：３２キロビット／
秒→２４キロビット／秒→１６キロビット／秒低遅延符号励振線形予測（LD-CELP）：１６キロビット
／秒→１２．８キロビット／秒→９．６キロビット／秒共役構造代数符号励振線形予測（CS-ACLEP）：８キロビ
ット／秒→６．４キロビット／秒本発明によれば、該調整機構は次の反復手続きにより実
行されるが、すなわち（ｉ）該ネツトワーク負荷パラメ
ーター用にスタート値を設定し、（ii）該ネツトワーク
で使用されるアルゴリズムの各１つに負荷関数を付随さ
せ、（iii）該ネツトワークの予め規定された位置に存
在する負荷の現在の値と該ネツトワークの予め規定され
た位置に存在する負荷のその現在の値に対応するそのア
ルゴリズムの負荷関数とに基づいて、該アクチブなチャ
ンネルに付随する該アルゴリズムの各１つ用の帯域幅
（ビット）の更新された要求を計算し、（iv）その予め
規定された位置での帯域幅に対する全ての該更新された
要求を合計し、（ｖ）帯域幅に対する全ての更新された
要求の合計をその予め規定された位置での利用可能な全
帯域幅と比較しもし該２つの間に差があれば、本質的に
従来技術で公知の収束原理により該システム負荷用に新
しい値を設定し、（vi）該選択された収束の基準が充た
されるまで（iii）乃至（ｖ）の過程を繰り返す。

【００１６】当業者には分かるように、上記手続きの過
程（ii）、すなわち負荷関数を該ネツトワーク内で使用
されるべきアルゴリズムの各１つに付随させることは該
ネツトワークの最初の環境設定（configuration）で実
行されるのが好ましく、そして上記手続き実行時に毎回
フオローするようにはすべきではない。

【００１７】本発明のなおもう１つの実施例では、提供
される方法によりユーザーは現在の負荷状況に従って、
１つのアルゴリズムをもう１つと取り替えることにより
変化する通話量負荷を更に管理出来るようになる。例え
ば、適応差分パルス符号変調アルゴリズム用の負荷関数
は、負荷が或る値に到達すると直ぐに、このアルゴリズ
ムはもう１つのアルゴリズム、例えば低遅延符号励振線
形予測と取り替えられるように、予め規定されていても
良い。

【００１８】本発明のなおもう１つの側面によると、電
気通信ネツトワーク内で動作する装置が提供されるが、
該装置は変化する通話量負荷を管理出来て、そしてネツ
トワークのローカルな負荷を計算するそして本発明によ
り提供される方法によって利用可能なネツトワーク資源
の割り当てを決定するプロセサーとビット割り当て／割
り当て解除の装置とを具備している。

【００１９】本発明のもう１つの側面によれば電気通信
ネツトワークでの変化する通話量負荷を管理するための
システムが提供されるが、該システムはその第１の端部
に該ネツトワークの負荷を計算するプロセサーと、各々
が受信器と送信器とを有する複数のチャンネルと、ビッ
ト割り当て装置とそして該システムの該第１の端部をそ
の第２の端部に接続するベアラーとを具備している。そ
の第２の端部には、該システムはビット割り当て解除装
置と、各々が受信器と送信器とそしてオプションとして
該ネツトワーク負荷を計算するためのプロセサーとを有
する複数のチャンネルとを具備している。この実施例に
よると情報はトランクから、典型的には解凍された状態
（uncompressed state）で、それに接続されたチャンネ
ルへ到着する。該チャンネルの各々は受信された該情報
を、好ましくは例えば該情報を圧縮することにより処理
した後、ビット割り当て装置へ送信する。又該チャンネ
ルの各々は該ネツトワーク負荷を計算する該プロセサー
にその特定のチャンネルで現在使用されているアルゴリ
ズムの識別を可能にするために情報を送信する。該後者
の情報は該プロセサーが該ベアラー内で予期される瞬時
負荷を決定することを可能にする。該ビットは該ビット
割り当て装置内で予め規定された取り決めに従い、例え
ば最下位の数字で認識されるチャンネルから最上位の認
識される数字に近いものへと配列され、そして該ベアラ
ーに沿って該システムの第２の端部へ進むよう送られ
る。該システムの第２の端部では、該情報はビット割り
当て解除装置で受信されそしてそこからそのビット割り
当て解除装置に接続された複数のチャンネルへ送信され
る。必要があれば、かくして受信された該情報は更に処
理され｛例えば、圧縮された伝送（transmission）を解
凍する）｝、そしてこれらのチャンネルの各１つに接続
されたトランクへ送信される。該情報を種々のチャンネ
ルに適切に分配するように、該システムはその第２の端
部で、種々のアルゴリズム用に適用される負荷関数の瞬
時値に関する情報のみならず該チャンネルの各１つによ
りどのアルゴリズムが使用されるかに関する情報も供給
されるべきである。この情報は該ベアラーで送信される
情報の中に含まれても良いが、好ましくは、該システム
は更にその第２の端部に該アルゴリズムの各々を使用す
るチャンネル数に基づいてシステム負荷を独立して計算
するためのプロセサーを備えているのが良い。この様な
更に進んでプロセサーを持つ利点は、伝送用に利用可能
な空間の１部をローカルに発生出来る情報に専用化する
必要性を除くのみならず、該送信された情報の検索中に
送信エラーにより起こる可能性のある問題を少なくする
ことにある。

【００２０】

【実施例】現代の通信用トラフイツクネツトワーク（co
mmunication traffic network）では、多数の通信チャ
ンネルが利用可能な帯域幅全体を同時に占有している。
この様な応用の例は、圧縮型又は非圧縮型単独及び複数
音声チャンネル、単独及び複数フアックス、データー又
はそれらの何等かの組み合わせの共存する伝送に見られ
る。

【００２１】前に説明した様に、トラフイツクネツトワ
ークに存在する主要な問題は該ネツトワーク負荷が利用
可能な帯域幅の最大容量を越えたか又は近付いた時にも
起こる。この問題を打開するために、本発明は該ネツト
ワークからの要求を帯域幅の利用可能な資源に適合させ
る方法を提供する。この様な適合は該アルゴリズムの各
１つ用の負荷関数を該ネツトワークの設計要求に従うよ
う決定することにより行われる。該負荷関数は、該ネツ
トワーク通話量負荷が増加した時、アルゴリズム、例え
ば、デジタル音声補間（Digital Speech Intepolation
）｛”デーエスアイ（DSI）”｝アルゴリズム、可変ビ
ットレート（Variable Bit Rate）｛”ブイビーアール
（VBR）”｝アルゴリズム、自動前方誤り訂正（auto-Fo
reward Error Correction）｛”エフイーシー（FE
C）”｝アルゴリズム、シグナリング（signaling）アル
ゴリズム、データー処理（data processing）アルゴリ
ズム、他等の各々のビットに対する需要を修正するか否
か、又如何に修正するかを規定することを可能にする。
例えば、低負荷のフアックス伝送では前方誤り訂正（FE
C）が該フアックス伝送に付加されるが、該ネツトワー
ク通話量負荷が増加すると、前方誤り訂正ビットは使用
されない。本発明を実施する幾つかの実際的例が１９９
９年７月１２日から１６日にカナダ国、トロント市（To
ronto, Canada）、で行われたイーシーアイテレコムア
ニュアルテクニカルアンドプラニングシンポシウム（EC
I Telecom Annual Technical & Planning Symposium）
及び該ウエブサイトでサソンスーラニ（Sason Souran
i）により発表された”バネ技術、商用品質のテレフオ
ニー及びデーターの収束への跳躍板（The Spring Techn
ology, a Springboard to the Convergence of Toll Qu
ality Telephony and Data ）”で説明されている。

【００２２】該通話量負荷の効率的管理を達成するため
に、本発明は該アルゴリズムの各々が別々に管理される
のでなく、アクチブである全てのアルゴリズムを同時に
管理する方法を提供する。

【００２３】本発明のより良い理解のために、すなわち
１連の鎖状に連結されたバネを考えることにより、本発
明を図解する簡単なモデルが図１Ａに示されている。こ
の図１Ａで図解されたこのモデルで、１，２及び３で呼
称された３つの異なる種類のバネを有するチェーンが示
されそしてそれらのバネ特性常数により相互に区別され
ている。図１Ａに示す６本のバネはロッド７の全長を占
めている。最初の段階で、該バネには何も力が印加され
てなくそしてそれらの各１つはその最初の長さに対応す
るロッドの部分を占めている。図１Ｂでは図１Ａで図解
されたバネのチェーン内に挿入されるべき種類３の追加
のバネが示されている。最初の６本のバネが該チェーン
の可能な全長を既に占めており、そしてロッド７が伸び
ることが出来ないので、追加バネの挿入は全７本のバネ
に影響を与えねばならず、それらの各１つをそれらの特
性に従って収縮させ、挿入されるべき追加のバネ用の空
間を作る。図１Ｃは該追加バネを挿入後の収縮バネのチ
ェーンを図解している。明らかに、該追加のバネを挿入
するこの様な過程を支配する物理的パラメーターは該バ
ネの各１つに作用する力である。更に、ニュートンの法
則に従うために、一旦該システムが定常状態に達する
と、該バネの各１つに作用する力は保持されねばなら
ず、かくして全てのバネに等しい力が作用する。上記モ
デルについて更に詳述するために、該モデルの対応する
数学的説明をここで述べる。

【００２４】バネの該チェーンにより占められた該ロッ
ドの長さを”Ｌ”と呼称するとしよう。

【００２５】種類１のバネの長さは従って、 l₁(f)=l₀₁ - k₁*f 同様に、種類２及び３のバネの長さはそれぞれ、 l₂(f)=l₀₂ - k₂*f 及び l₃(f)=l₀₃ - k₃*f である。ここでl_0iは力が印加されない時のバネiの最初
の長さであり、勿論該バネの各１つについて異なるかも
知れない。fは収縮力でありそしてk₁、k₂、及びk₃はそ
れぞれバネ１，２，及び３のバネ常数である。

【００２６】図２は幾つかの典型的バネ関数を表してい
るが、そこでは種類１，２，及び３のバネの長さがそれ
に印加された力ｆの関数として表されている。図２から
気付くように、力が印加されない時は特定のバネの種類
２は最長の長さを有するが、この条件で種類１のバネは
最短値を有する。しかしながら、力の作用を受けるとバ
ネ特性のために、種類２のバネは非常に急激に収縮し、
一方種類１のバネは比較的ゆっくり収縮する。該バネの
各々に印加される力を増大させるとそれらの各１つがそ
の有限の長さを取り戻すまでそれらの長さの減少となる
（必ずしも同じ力の下でではないが）。該バネの各々の
有限の長さに到達すると（図２でｆ、ｆ’、ｆ”として
示されている）該印加力の更に進む増加は該バネの何等
か更に短縮する結果とはならない。

【００２７】上記説明からもし該チェーン内に更にバネ
が挿入される場合、種類２のバネは該３種類の中でそれ
らの有限値に到達する最初のものであり、一方種類１及
び３のバネは、なお増加する力を受けた場合に、その有
限値により後れてしか到達しないことも分かるべきであ
る。当然、全てのバネがその有限の長さに到達すると、
該チェーンに更にバネを挿入することは出来ない。

【００２８】今図１Ａに戻ると、次式を得る。

【００２９】2*l₁(f⁰)+2*l₂(f⁰)+2*l₃(f⁰)=L 追加のバネを挿入した後（図１Ｃ）、状況は下式を使っ
て説明出来る。

【００３０】2*l₁(f¹)+2*l₂(f¹)+3*l₃(f¹)=L 該バネの各１つが該ロッドを占める順序と各バネに付随
する長さの関数は分かっているので、該バネの各々の正
確な位置は何処かそしてそれらに印加される力はどれだ
けかを与えられた何れの瞬間にも決定出来る。更に、例
え該ロッドの長さを変えてもなお各バネの位置と長さと
を決定出来る。

【００３１】この様な場合を記述する一般式は下記であ
り、

【００３２】

【数１】ここでTは使用バネの異なる種類数であり、n_iは種類iの
バネの数であり、l_i(f)は種類iのバネの長さの関数であ
り、fは印加される全体の力であり、そしてLは該ロッド
の長さである。

【００３３】方程式（I）の全パラメーターは、全体の
力fを除いて既知である。従って適用されるべき解は１
つの未知数を有する方程式のそれである。j番目の要素
の位置は方程式（II）により計算出来るが、

【００３４】

【数２】ここでTは使用バネの種類数であり、n_i(j)はjより小さ
い序数を有する種類iのバネの数であり、l_i(f)は種類i
のバネの長さの関数であり、fは印加される全体の力で
あり、そしてLはロッドの長さである。

【００３５】換言すれば、方程式（II）は該システム内
でバネjの新しい精確な位置を決定する方法を提供す
る。従って計算手続きは該システムの作用する新しい力
と、次いで該j-1番目のバネへのその新しい力の影響を
計算することであり、それで該新しい力に対応するこれ
らのバネの各１つの新しい長さが得られる。該j-1番目
のバネの新しい長さの合計がバネjの出発点の位置を提
供する。

【００３６】今電気通信分野に戻ると、バネでの類推で
のロッド長さ、Lは帯域幅、Bに置き換えられる。該バネ
が印加力”f”を受けた時に種類”i”のバネの長さであ
る、”l_i(f)”は、負荷値が”p”の時アルゴリズム”
i”の帯域幅”b_i(p)”で置き換えられる。

【００３７】電気通信ネツトワークでの負荷展開を記述
する新しい方程式は下記となる。

【００３８】

【数３】この方程式を解くに際して、必要な全体の帯域幅が利用
可能帯域幅、Bと同等以下であると云う条件を充たすpの
如何なる値も使用して良い。しかしながら、本発明の好
ましい実施例によれば、方程式（IV）を充たすpの最低
値を使用すべきである。

【００３９】

【数４】本質的に公知の様に、pを見出すために種々の反復手続
きが採用されても良い。例えば、線形反復手続きに従っ
ても良い。この手続きでは、該プログラムはpを、０か
らスタートして方程式（IV）を充たすpの最初の値を見
出すまでの増大する値で置き換える。代わって、該反復
手続きは従来技術で公知の逐次近似アルゴリズムを使用
した、対数的手続きでも良い。

【００４０】この様な負荷関数の例が図３に表されてい
る。気付かれるように、図２で図解されるバネの長さ関
数と図３で図解される負荷関数との間には１つの主要な
差がある。後者は本質的に非線形関数であり、従って該
バネモデルを解くため適用出来た解析的解法はこの場合
に実施出来ず代わりに反復的手法が考慮されるべきであ
る。全ての負荷関数の１つの重要な特性は、それらは全
て単調減少関数（又は、該通話量負荷増加時に少なくと
もより高い値は決して取らない）と特徴付け出来ること
である。この事実は下記幾つかの例で示すように反復的
解法の基礎として役立っている。

【００４１】図３は適応差分パルス符号変調の規格ジ
ー．７２６（ADPCM G.726）アルゴリズム用の８ｋＨｚ
で５ビット／サンプルを有する非線形負荷関数の例を図
解している。該負荷値が１５に等しい時について図解さ
れた例で（１１）、該システムの高負荷時に、ジー．７
２６（G.726）用の８ｋＨｚで２ビット／サンプルが送
信される（負荷値は４８に等しい）迄該レートが緩やか
に減少される（１０）。曲線１０は図３では直線で示さ
れている。実際には、該レートの緩やかな減少は離散し
た断片で行われ、その平均が曲線１０で表される。該シ
ステム負荷を更に増加することは、図３で分かるよう
に、ビット数を８ｋＨｚで０ビット／サンプルへ降下さ
せることになる。図３で図解されているフアックスの負
荷関数は該適応差分パルス符号変調（ADPCM）が８ｋＨ
ｚで約３．５ビット／サンプルの値を持つ点に於いて前
方誤り訂正あり（FEC）から前方誤り訂正なし（NO FE
C）に低下するステップ関数（step function）として表
示される。同様に、該ネツトワークの通話量負荷の増加
の管理に於いて本発明により提供される柔軟性は次の諸
点を可能にする負荷関数を適切に選択することにより達
成されるが、すなわち・遅延／早期（delay/early）データー伝送・音声伝送での可変ビットレート（VBR）の省略／追加・フアクシミリ伝送での前方誤り訂正（FEC）の省略／
追加・音声伝送アルゴリズム間の切替・ブイビーデー（VBD）アルゴリズム間の切替・ブイビーデー（VBD）上の可変ビットレート（VBR）の
省略／追加等である。

【００４２】今ネツトワークが全て上記の負荷関数に従
うような多数のアルゴリズムを有しそして他の種類のア
ルゴリズムが存在しない例を考えるとする。この様な場
合、図４にも図解されているネツトワーク負荷を増加さ
せる処理は次のように説明されるが、すなわち（ｉ）初期の段階（t₀）で使用されてないビットが利用
可能であり、従って該ネツトワークの負荷値は０に等し
い。

【００４３】（ii）図４の曲線１２で示すように、通話
量が増加するにつれて、初期の未使用ビットは未使用ビ
ットが利用可能でなくなる迄消費される。この段階で図
４の曲線１６で示す、該ネツトワークの負荷値は未だ０
に等しい。

【００４４】（iii）該通話量が更に増加すると、該ネ
ツトワークは新しい需要に応答すべく”企てる”ので該
負荷値も又増加する。取り上げた例で該負荷値が１５よ
り少ないとビットの利用可能度合いの効果はないので、
従って新しい需要に適合するために、新しい負荷値が取
られそして１５に等しくなる。同様に、この図で曲線１
４で示す伝送レートは４０キロビット／秒から３２キロ
ビット／秒へ降下する。この曲線は１４は負荷値展開用
に適応差分パルス符号変調（ADPCM）アルゴリズムを使
用する伝送レートを示すが、そこではこのレートは図３
で図解する負荷関数から得られる。当然、この例で示し
た値は図解の目的のためだけに役立ち、そして他の何れ
の選択を取っても良い。

【００４５】（iv）含まれるアルゴリズム用の全体のビ
ットレートの最適化は、全てのアルゴリズムのビットの
全数が利用可能帯域幅に等しいかより少ないと言う制限
を使用しつつ各アルゴリズム用に利用可能なビットの最
大数を得るように、ビット数を最適化することによりな
される。図４に示す様に該負荷値が１５からより高い値
に増大した時３２キロビット／秒から１６キロビット／
秒へ向かってのビットレートの緩やかな減少が達成され
る。

【００４６】本発明を更に図解するために、次の制限の
無い例を考えることにする。音声アルゴリズムを処理す
る特定の場合でそして３２ビット／ｍｓの適応差分パル
ス符号変調（ADPCM）アルゴリズムを使用すると仮定す
る。これは丁度適応差分パルス符号変調（ADPCM）に必
要な公称値、すなわち、４ビット／サンプルである。負
荷が増大すると、利用可能ビット数は３１ビット／ｍｓ
へ次いで３０ビット／ｍｓへ等と減少する。この様な場
合、そして８パルス符号変調（PCM）用フレームのデジ
タル回線多重化装置（DCME）用フレームを仮定すると、
該アルゴリズムのサンプリング手続きは次の様になり、
すなわち該レートが３２ビット／ｍｓの時、４，４，
４，４，４，４，４，４で平均値は４．０００ビット。

【００４７】該レートが３１ビット／ｍｓの時、４，
４，４，４，４，４，４，３で平均値は３．８７５ビッ
ト。

【００４８】該レートが３０ビット／ｍｓの時、４，
４，４，３，４，４，４、３で平均値は３．７５０。

【００４９】該レートが２９ビット／ｍｓの時、４，
４，４，３，４，３，４、３で平均値は３．６２５。

【００５０】該レートが２８ビット／ｍｓの時、４，
３，４，３，４，３，４、３で平均値は３．５００。

【００５１】該レートが２７ビット／ｍｓの時、４，
３，４，３，４，３，３、３で平均値は３．３７５。

【００５２】該レートが２６ビット／ｍｓの時、４，
３，３，３，４，３，３、３で平均値は３．３２５。

【００５３】該レートが２５ビット／ｍｓの時、４，
３，３，３，３，３，３、３で平均値は３．１２５。

【００５４】該レートが２４ビット／ｍｓの時、３，
３，３，３，３，３，３、３で平均値は３．０００。

【００５５】上記の場合、実際に必要とするどんな可変
ビットレート（VBR）値も０．１２５ビットの精度で達
成する。ダイナミック負荷のために、得られる実際の可
変ビットレートは遙かに良い精度を有する。同様に、こ
の概念は５ビットから２ビットまでの全ての仕方で適用
され使用されても良い。

【００５６】本発明のもう１つの好ましい実施例による
と、前方誤り訂正（foreward errorcorrection）｛”エ
フイーシー（FEC）”｝コードが部分的に実施される。
従来技術で公知の様に、これらのネツトワークが過大な
負荷の下で作動しそうであるとの予測のためだけで前方
誤り訂正コードの使用を外すような様々なネツトワーク
がある。しかしながら、本発明はこの様なネツトワーク
を、該負荷が減少した時は該前方誤り訂正コードが実施
され、そして該負荷が予め規定された敷居値以上に増加
した時だけこのコードの使用を外すような仕方で動作さ
せることを可能にする。従って、本発明の実施例に従う
ネツトワーク動作の全体的性能は、上記説明の様に、前
方誤り訂正コードが全く実施されないネツトワークと比
較した時、改善される。

【００５７】本発明の方法の使用のもう１つの例は次の
様であるが、２つのアルゴリズムが使用される場合を考
える。この例では両方のアルゴリズムが同じ負荷値の下
で不連続的負荷関数を有する特徴があり（４）、そして
該アルゴリズムのどちらがビットを減らす最初のものに
なるかを如何に決定するかについて問題が発生する。該
問題への１つの簡単な解法はこの様な状況を避けること
である。それを行うために、全てのアルゴリズムに対す
る負荷関数の設計は該アルゴリズムの２つ以上が正に同
じ負荷でビットを減らす状況が起こらないことを保証す
べきである。これを行う簡単な方法は該アルゴリズムの
１つは負荷が例えばｖ₁でビットを減らすが、他の方は
例えばｖ₁＋１で減らすよう任意に決定することに依る
のである。

【００５８】電気通信ネツトワークのベアラー（beare
r）での変化する通話量負荷を管理するためのシステム
の例が図５及び６に図解されている。図５〜６で表され
たブロック図で見られるように、該システムはその第１
の端部、２０に、該ネツトワーク負荷を計算するための
プロセサー２１と、各々が各々受信器と送信器（図示せ
ず）とを有する複数のチャンネル２３と、ビット割り当
て装置２５とそしてベアラー２７とを備えている。その
第２の端部に、該システムはビット割り当て解除装置３
５と、各々受信器と送信器（図示せず）とを有する複数
のチャンネル３３とそしてオプションとして該ネツトワ
ーク負荷を計算するためのプロセサー３１とを備えてい
る。トランク（trunk）２２から受信された情報は処理
されそしてチャンネル２３により、ビット割り当て装置
２５へ運ばれる。又該チャンネル２３の各々は該ネツト
ワーク負荷を計算する該プロセサー２１へ、その特定の
チャンネルでどのアルゴリズムが現在使われているかを
送信する。後者の情報はプロセサー２１がベアラー２７
での期待瞬時負荷を決定することを可能にする。ビット
は予め規定された取り決めにより該ビット割り当て装置
２５内に配置され、そして該システム３０の第２の端部
へと該ベアラー２７内を進むよう運ばれる。該システム
３０の第２の端部では、該ベアラーにより運ばれた該情
報はビット割り当て解除装置３５で受信されるが、そこ
からそれに接続された複数のチャンネル３３へ送信され
る。かくして、好ましくは処理された（例えば圧縮され
た）状態である該受信情報は、処理解除され（de-proce
ssed）そしてチャンネル３３に接続されたトランク３２
へ送信される。該情報を種々のチャンネルへ適切に分配
するために、該システムはその第２の端部３０に、種々
のアルゴリズム用に適用された負荷関数の瞬時値に関す
る情報のみならず、どのチャンネルがどんなアルゴリズ
ムを使用しているかに関する情報も供給されるべきであ
る。例えばこの情報は該ベアラーで送信された情報の中
に含まれていても良いが、好ましくは、該システムが又
その第２の端部に該アルゴリズムの各々を使用するチャ
ンネルの数に基づいて該システム負荷を計算するプロセ
サー３１を更に有するのが良い。このように更なるプロ
セサーを持つ利点は、前に説明した様に、伝送用に利用
可能なスペースの１部をローカルに発生出来る情報に専
用化する必要性を無くするのみでなく、伝送により起こ
る可能性のある問題を減少させることにある。

【００５９】上記説明は本発明の幾つかの実施例につい
てのみでありそしてその図解のために役立つものと理解
されるべきである。電気通信ネツトワークでの負荷展開
の管理には多くの他の方法が当業者には工夫出来るかも
知れないがそれらは本発明の範囲内から離れるものでは
なく、かくして本発明により包含されるものである。

【００６０】本発明の好ましい態様は下記のとおりであ
る。

【００６１】１．電気通信ネツトワークでの変化する通
話量負荷を管理する方法に於いて、（ｉ）前記電気通信
ネツトワークの予め規定された位置での帯域幅に対する
瞬時需要を、前記電気通信ネツトワークの予め規定され
た前記位置に接続された全てのアクチブなチャンネルに
より伝送を行うために必要な全ビット数、Ｎ、を計算す
ることによって、確定する過程を具備しており、前記瞬
時需要は、各々が少なくとも１つのアクチブなチャンネ
ルに付随している１つより多い種類のアルゴリズムから
発生しており、（ii）該方法は又、かくして得られた必
要全ビット数Ｎを、該電気通信ネツトワークの前記予め
規定された位置での使用に利用可能なビット数Ｍと比較
する過程と、（iii）前記電気通信ネツトワークの予め
規定された前記位置での使用に利用可能な該ビット数Ｍ
が全ての前記アクチブなチャンネルに必要とする全ビッ
ト数Ｎと異なる時は該アクチブなチャンネルに付随した
該アルゴリズムの各１つにビットレート調整機構を適用
する過程と、そして（iv）（ｉ）乃至（iii）の過程を
周期的に繰り返す過程とを具備することを特徴とする電
気通信ネツトワークでの変化する通話量負荷を管理する
ための方法。

【００６２】２．上記１の方法に於いて、過程（iii）
が、該電気通信ネツトワークでの使用に利用可能なビッ
ト数Ｍが該ネツトワークの瞬時需要を表すビット数Ｎよ
り少ない時は該動作するアルゴリズムの１つ以上からビ
ットを減らすために、そしてもし利用可能なビット数Ｍ
が該ネツトワークの瞬時需要を表すビット数Ｎより多い
場合は該動作するアルゴリズムの１つ以上にビットを追
加するために、該ビットレート調整機構を使用すること
により行われることを特徴とする方法。

【００６３】３．上記２の方法に於いて、該ビットレー
ト調整機構は、該ネツトワーク内の予め規定された位置
に存在する負荷に応じて、前記アルゴリズムの各々用の
ビットに対する更新された要求を設定する、予め規定さ
れた関数に従って、該アクチブなチャンネル内の該作動
するアルゴリズム用のビットの割り当てを更新するため
動作することを特徴とする方法。

【００６４】４．上記１の方法に於いて、（ｉ）該ネツ
トワーク負荷パラメーター用のスタート値を設定する過
程と、（ii）該ネツトワークで使用されるべき該アルゴ
リズムの各１つに負荷関数を付随させる過程と、（ii
i）該ネツトワーク内の予め規定された位置に存在する
負荷の現在値と該ネツトワーク内の前記予め規定された
位置に存在する負荷のその現在値に対応するそのアルゴ
リズムの該負荷関数とに基づいて前記アルゴリズムの各
１つ用の帯域幅についての更新された要求を計算する過
程と、（iv）該ネツトワーク内の前記予め規定された位
置での帯域幅についての該更新された要求を全て合計す
る過程と、（ｖ）帯域幅についての前記更新された全て
の要求の合計を該利用可能な帯域幅と比較する過程と、
（vi）もし帯域幅についての前記更新された要求が該利
用可能な帯域幅と実質的に異なる場合は、該システム負
荷用の新しい値を収束原理に従って設定する過程と、そ
して（vii）（iii）乃至（vi）の過程を繰り返す過程と
の反復処理により行われることを特徴とする方法。

【００６５】５．上記１の方法に於いて、前記ビットレ
ート調整機構が少なくとも１つのアクチブなチャンネル
に付随する少なくとも１つのアルゴリズムを、前記少な
くとも１つのアルゴリズムの予め規定された負荷関数に
従って、もう１つの適当なアルゴリズムと交換する過程
を具備することを特徴とする方法。

【００６６】６．上記１の方法に於いて、該アルゴリズ
ムの前記少なくとも１つは適応差分パルス符号変調（AD
PCM）、共役構造代数符号励振線形予測（CS-ACELP）、
低遅延符号励振線形予測（LD-CELP）及び前方誤り訂正
付き（FEC）／前方誤り訂正無し（NO FEC）から成るグ
ループから選択されることを特徴とする方法。

【００６７】７．上記１の方法に於いて、前記予め規定
された位置は該ネツトワークのベアラー（bearer）であ
ることを特徴とする方法。

【００６８】８．上記１の方法に於いて、前記予め規定
された位置は電気通信スイッチ（telecommunication sw
itch）であることを特徴とする方法。

【００６９】９．上記１の方法に於いて、前記予め規定
された位置は電気通信ルーター（telecommunication ro
uter）であることを特徴とする方法。

【００７０】１０．電気通信ネツトワーク内で動作する
装置に於いて、変化する通話量負荷を管理出来る、そし
て該ネツトワークのローカルな負荷を計算するためのか
つ上記１の方法に従って利用可能なネツトワーク資源の
割り当てを決定するためのプロセサーと、ビットの割り
当て／割り当て解除用装置とを具備することを特徴とす
る電気通信ネツトワーク内で動作する装置。

【００７１】１１．電気通信ネツトワーク内の変化する
通話量負荷を管理するためのシステムに於いて、その第
１の端部に該ネツトワーク負荷を計算するためのプロセ
サーと、各々が受信器と送信器とを含む複数のチャンネ
ルと、ビット割り当て装置とそしてベアラーとを、そし
てその第２の端部に、ビット割り当て解除装置と、各々
が受信器と送信器とを含んでおり、そしてオプションで
は該ネツトワーク負荷を計算するためのプロセサーを含
んでいる複数のチャンネルとを具備することを特徴とす
る通信ネツトワーク内の変化する通話量負荷を管理する
ためのシステム。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロッドを占める異なるバネのチェーンの形で電
気通信ネツトワークのモデルを表しており（Ａ）、Ａで
示すバネのチェーンに更にバネを挿入することを図解し
ており（Ｂ）、Ｂで示したバネの挿入後のバネの合成チ
ェーンを表している（Ｃ）。

【図２】該バネの典型的な長さの関数を図解している。

【図３】非線形負荷関数の例を表す。

【図４】負荷値に於ける変化の例とその可変ビットレー
ト（VBR）及び使用ビットへの影響を図解している。

【図５】変化する通話量負荷を管理するための、本発明
によるシステムのブロック図を図解している。

【図６】変化する通話量負荷を管理するための、本発明
によるシステムのブロック図を図解している。

【符号の説明】

１，１’、２，２’、３，３’ バネ７ロッド２０第１の端部２１プロセサー２２トランク２３チャンネル２５ビット割り当て装置２７ベアラー３０第２の端部３１プロセサー３２トランク３３チャンネル３５ビット割り当て解除装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気通信ネツトワークでの変化する通話
量負荷を管理する方法に於いて、（ｉ）前記電気通信ネツトワークの予め規定された位置
での帯域幅に対する瞬時需要を、前記電気通信ネツトワ
ークの予め規定された前記位置に接続された全てのアク
チブなチャンネルにより伝送を行うために必要な全ビッ
ト数、Ｎ、を計算することによって、確定する過程を具
備しており、前記瞬時需要は、各々が少なくとも１つの
アクチブなチャンネルに付随している１つより多い種類
のアルゴリズムから発生しており、（ii）該方法は又、かくして得られた必要全ビット数Ｎ
を、該電気通信ネツトワークの前記予め規定された位置
での使用に利用可能なビット数Ｍと比較する過程と、（iii）前記電気通信ネツトワークの予め規定された前
記位置での使用に利用可能な該ビット数Ｍが全ての前記
アクチブなチャンネルに必要とする全ビット数Ｎと異な
る時は該アクチブなチャンネルに付随した該アルゴリズ
ムの各１つにビットレート調整機構を適用する過程と、
そして（iv）（ｉ）乃至（iii）の過程を周期的に繰り返す過
程とを具備することを特徴とする電気通信ネツトワーク
での変化する通話量負荷を管理するための方法。
【請求項２】変化する通話量負荷を管理出来る電気通
信ネツトワーク内で動作する装置に於いて、該ネツトワ
ークのローカルな負荷を計算するためのかつ請求項１の
方法に従って利用可能なネツトワーク資源の割り当てを
決定するためのプロセサーと、ビットの割り当て／割り
当て解除用装置とを具備することを特徴とする電気通信
ネツトワーク内で動作する装置。
【請求項３】電気通信ネツトワーク内の変化する通話
量負荷を管理するためのシステムに於いて、その第１の
端部に該ネツトワーク負荷を計算するためのプロセサー
と、各々が受信器と送信器とを含む複数のチャンネル
と、ビット割り当て装置とそしてベアラーとを、そして
その第２の端部に、ビット割り当て解除装置と、各々が
受信器と送信器とを含んでおり、そして適宜該ネツトワ
ーク負荷を計算するためのプロセサーを含んでいる複数
のチャンネルとを具備することを特徴とする通信ネツト
ワーク内の変化する通話量負荷を管理するためのシステ
ム。