JP2002118599A - 衛星による遠隔通信システムのためのリソース管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】バッファメモリが少容量であっても許容可能な
損失率を保証し、広範なトラヒックのタイプをサポート
するリソース管理装置を提供する。 【解決手段】各衛星に対して中央エンティティＣＥを含
み、この中央エンティティが、輻輳制御装置のサブセッ
トＢＡＣＤを含み、考慮された衛星のユーザ局ＵＥＳか
ら送られる要求ＲＢＣＲを受信し、各要求が、ユーザ局
と、考慮された衛星からユーザ局への同一ダウンリンク
とによりサポートされる接続群に必要なビットレートを
表すとともに、このような接続群に対して許可されるビ
ットレートを決定し、また、オンデマンドリソース割り
当て装置のサブセットＤＡＭＡＣを含み、このサブセッ
トが、輻輳制御装置のサブセットＢＡＣＤにより許可さ
れたビットレートに応じて、各ユーザ局ＵＥＳに対し、
このユーザ局によりサポートされる接続セット全体に、
アップリンクでリソースを割り当てる手段を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衛星による遠隔通
信システムのためのリソース管理装置に関し、特に、パ
ケットによりデータを伝送して、衛星のオンボードパケ
ット交換機により交換されるシステムに関する。この衛
星は、静止軌道上にあってもなくてもよい。パケット
は、非同期転送モード（ＡＴＭ：Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏ
ｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）のセルとすること
ができる。しかし、この装置は、長さが固定または可変
のあらゆるタイプのパケットに適合することができる。

【０００２】

【従来の技術】このような遠隔通信システムは、少なく
とも一つの衛星を介して相互通信する複数の地上局、い
わゆるユーザ局を含む。各衛星に対して、このようなシ
ステムは、各無線アップリンクの通過帯域、各無線ダウ
ンリンクの通過帯域、オンボード交換機のリソースとい
った衛星のリソースを管理するための管理装置を含む。

【０００３】オンボード交換機は、複数のアップリンク
に到着するデータパケットを、ルーティングデータに応
じて複数のダウンリンクに供給する。このような遠隔通
信システムは、アップリンク（ユーザ局から衛星へ）の
時間および周波数リソースを割り当てる手段を含む。し
かし、それだけでは十分ではない。交換機は、その各出
力で統計的な多重化を実施する。データパケットのビッ
トレートは、一般に一定ではなく、どちらかというとバ
ースト的に伝送される。多くのパケットが、同じ瞬間に
同じ出力に向かう場合（すなわち、衛星から一つまたは
複数のユーザ局へ向かう同一のダウンリンクによりサポ
ートされなければならない場合）、衝突が生じる。この
衝突は、バッファメモリによって解消される。バッファ
メモリは、一般に、各出力につき１個である。しかし、
こうしたバッファメモリの容量は限られている。バッフ
ァメモリの輻輳はデータパケットの損失を引き起こす。

【０００４】パケット損失を最大限、回避するために、
このようなシステムは、パケットを送信するユーザ局に
作用して、伝送中、パケットの流入をダイナミックに減
速する輻輳制御装置を含む。一方で、このシステムは、
考慮された瞬間に利用可能なリソースが十分である場合
のみ新しい接続の設定を受け入れる、接続許可装置を含
む。これらの装置のアセンブリが、衛星のためのリソー
ス管理装置を構成する。こうした装置のアセンブリは、
地上に配置してもよいし、地上と衛星とに分けてもよ
い。

【０００５】このようなリソース管理装置は、以下の制
約を満たさなければならない。 ・アップリンクでもダウンリンクでも無線リソースの使
用を最適化する。 ・特にバッファメモリの容量が少ししかない場合でも、
オンボード交換機で許容可能な損失率を保証する。 ・オンボード交換機の制御要素の複雑性を制限する。 ・最大の柔軟性および再構成の可能性を提供する。 ・非常に大きくて変化するトラヒックのタイプのスペク
トルをサポートする。 ・様々なサービス品質を提供し、保証することができ
る。 ・ＡＴＭ層に関する原理および規格と一貫性があり、リ
ソース管理プロトコルが、ＡＴＭ層および物理層の間に
配置される媒体へのアクセス層（ＭＡＣ：Ｍｅｄｉｕｍ
Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ、メディアアクセス制
御）に配置される。

【０００６】オンボード交換機なしで衛星の無線リソー
スの使用を最適化するには、リソース管理装置におい
て、ＤＡＭＡ（Ｄｅｍａｎｄ Ａｓｓｉｇｎｅｍｅｎｔ
Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓ、要求割り当て多重ア
クセス）と呼ばれるオンデマンドリソースのダイナミッ
ク割り当てプロトコルをパケット方式で使用することが
知られている。ＤＡＭＡコントローラは、ＣＡＣ（Ｃｏ
ｎｎｅｃｔｉｏｎ Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏ
ｌ、接続許可制御）と呼ばれる接続許可装置と協働し
て、ユーザ局に対し、これらのユーザ局が明白に、ある
いは暗黙のうちに表明する要求に応じて、アップリンク
（ダウンリンクも共に）で周波数とタイムスロットとを
それぞれ割り当てる。所定の衛星を使用するあらゆる局
の要求は、この衛星のリソースを管理するＤＡＭＡコン
トローラに送られ、これらは、最初に到着したものが最
初に使用されるというタイプの規則に従ってサービスさ
れる。オンデマンド割り当てを実施するために使用され
るアルゴリズムが異なる複数のＤＡＭＡプロトコルが知
られている。

【０００７】たとえば、文献「Ｑｕａｌｉｔｙ−ｏｆ−
ｓｅｒｖｉｃｅ−ｏｒｉｅｎｔｅｄｐｒｏｔｏｃｏｌｓ
ｆｏｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
ｉｎ ｐａｃｋｅｔ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｓａｔｅｌｌ
ｉｔｅ：パケット交換衛星におけるリソース管理のため
のサービス品質向きプロトコル」（ＥＭＳ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｉｅｓ、４ｔｈ Ｋａ ｂａｎｄ ｕｔｉｌｉ
ｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、ＥＭＳ技術、第
４回Kaバンド利用会議１９９８年）は、ＣＦＤＡＭＡ
（Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｆｒｅｅ ａｎｄ Ｄｅｍａｎｄ
Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅ
ｓｓ：自由および要求割り当て結合多重アクセス）と呼
ばれるＤＡＭＡタイプのプロトコルを記載している。こ
のプロトコルは、リソースを次の４つの部分に分けて管
理する。 ・要求を必要とせず、一定のビットレートを有するタイ
プか、ダイナミック割り当てによる潜伏期間が許されな
いタイプか（いわゆる一定のビットレートＣＢＲ：「Ｃ
ｏｎｓｔａｎｔ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ」を有するトラヒッ
ク）か、あるいは、リアルタイムで可変のビットレート
（ＶＢＲｒｔ：「Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ
ｒｅａｌ ｔｉｍｅ」）を有するタイプといった、あ
らゆるタイプのトラヒックに対して使用される（常時、
割り当てられる）予約部分。 ・要求がビットレートで表されるとき、要求／割り当て
の原則に基づいて動作するビットレート割り当てダイナ
ミック部分（いわゆるＲＢＤＣ：「Ｒａｔｅ−Ｂａｓｅ
ｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｙ」）。 ・要求がボリュームで表されるとき、要求／割り当ての
原則に基づいて動作するボリューム割り当てダイナミッ
ク部分（いわゆるＶＢＤＣ：「Ｖｏｌｕｍｅ−Ｂａｓｅ
ｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｙ」）。 ・上記の容量の割り当て後に残る容量である自由部分。

【０００８】最後の三つの機構は、最初の場合よりも長
い遅延を許容する非リアルタイムのトラヒックに用いる
ことができる。

【０００９】パケット交換機を含む衛星の場合、アップ
リンクおよびダウンリンクのリソースを管理するだけで
は十分ではなく、バッファメモリの容量を増加しなくて
も済むように、あるいは、オンボード交換機のバッファ
メモリ内の輻輳による高いパケット損失率を受け入れな
くても済むように、輻輳制御を行うためのアクセスプロ
トコルを適合させることがさらに必要である。

【００１０】図１に示した既知の第一の管理装置は、リ
ソース割り当てプロトコルとは独立した輻輳制御を行っ
ている。この既知の装置は、中央エンティティＯＢＭＣ
１を含み、中央エンティティは、ＤＡＭＡタイプのリソ
ース割り当てコントローラＤＡＭＡＣ１と、第一の輻輳
コントローラのサブセットＤＣＣ１とを備える。これら
のコントローラは、衛星に搭載されるが、接続許可コン
トローラとともに地上の中央局にまとめることもでき
る。

【００１１】図１に示した装置では、ユーザ局ＵＥＳ１
が、ＤＡＭＡエージェントＤＡＭＡＡ１と、輻輳コント
ローラの第二のサブセットＳＣＣとを含む。

【００１２】所定のビットレートが必要であることを知
ると、サブセットＳＣＣは、輻輳コントローラのサブセ
ットＤＣＣ１に、必要なビットレートを示す要求ＲＲを
送る。サブセットＤＣＣ１は、許可されるビットレート
ＡＲを示すことによって応答するか、あるいは、対象と
される出力に対して実際にバッファメモリの輻輳がある
場合は、拒絶ＣＯを示すことによって応答する。エージ
ェントＤＡＭＡＡ１は、独立して、コントローラＤＡＭ
ＡＣ１に、幾つかのリソースの割り当てを求める要求Ｒ
Ｑを送る。コントローラＤＡＭＡＣ１は、リソース割り
当てメッセージＢＦＴＰ（Ｂｕｒｓｔ Ｆｒｅｑｕｅｎ
ｃｙ Ｔｉｍｅ Ｐｌａｎ、バースト周波数時間計画）
によって応答する。

【００１３】割り当てコントローラＤＡＭＡＣ１は、ア
ップリンクの負荷を最大化する。輻輳コントローラのサ
ブセットＤＣＣ１は、ユーザ局ＵＥＳ１のＭＡＣ層にお
けるトラヒックの到着を制限することにより（たとえば
従来のフロー制御により）、オンボード交換機（図示せ
ず）のバッファメモリの輻輳を最小化する。かくして、
エージェントＤＡＭＡＡ１により送信されるリソース割
り当て要求を間接的に調整することができる。しかし、
割り当てコントローラＤＡＭＡＣ１と輻輳コントローラ
のサブセットＤＣＣ１との個々の動作が非同期であるた
め、割り当てコントローラＤＡＭＡＣ１により割り当て
られたリソースの容量が、輻輳コントローラのサブセッ
トＤＣＣ１により許可された容量に常に対応するわけで
はない。そのため、この解決方法は、あまり有効ではな
い。従って、オンボード交換機では、容量の大きいバッ
ファメモリが必要になる。

【００１４】第二の既知の管理装置を図２に示した。こ
の装置では、輻輳コントローラが、１個のサブセットを
含む。これは、衛星に搭載される中央エンティティＯＭ
ＢＣ２にあるサブセットＤＣＣ２である。ユーザ局ＵＥ
Ｓ２は、もはやサブセットＳＣＣを含んでいない。割り
当てエージェントＤＡＭＡＡ２の要求ＲＱ’は、割り当
てコントローラＤＡＭＡＣ２と、輻輳コントローラＤＣ
Ｃ２とに、同時に送られる。割り当てコントローラＤＡ
ＭＡＣ２は、割り当てメッセージＢＦＴＰをエージェン
トＤＡＭＡＡ２に送る。輻輳コントローラＤＣＣ２は、
エージェントＤＡＭＡＡ２に対し、許可されたビットレ
ートＡＲ’を示すか、あるいは、対象とされる出力に対
して実際にバッファメモリの輻輳がある場合は、拒絶Ｃ
Ｏ’を示すことによって応答する。従って、輻輳コント
ローラＤＣＣ２から送られる情報は、ユーザ局ＵＥＳ２
の媒体アクセス制御層ＭＡＣの位置で、エージェントＤ
ＡＭＡＡ２により直接解釈される。これらの情報によ
り、エージェントＤＡＭＡＡ２は、使用を望む各ダウン
リンクの輻輳状態を考慮するために調整された割り当て
要求ＲＱ’を送る。これによって、前述の解決方法に反
して、各アップリンクの使用を最大化することができ
る。

【００１５】図３は、第三の既知の管理装置を示してい
る。この装置では、第二の装置と同様に、ユーザ局ＵＥ
Ｓ３が、輻輳コントローラのサブセットＳＣＣを含まな
い。割り当てエージェントＤＡＭＡＣ３の要求ＲＱ’’
は、衛星に搭載される中央エンティティＯＢＭＣ３の割
り当てコントローラＤＡＭＡＣ３に送られるだけであ
る。割り当てコントローラＤＡＭＡＣ３は、エージェン
トＤＡＭＡＡ３に割り当てメッセージＢＦＴＰを送る。
輻輳コントローラＤＣＣ３は、コントローラＤＡＭＡＣ
３に対し、許可されたビットレートＡＲ’’を示すか、
あるいは、対象とされる出力に実際にバッファメモリの
輻輳がある場合は、拒絶ＣＯ’’を送る。これらのメッ
セージは、ユーザ局ＵＥＳ３にリソースを割り当てるた
めに、そうしたメッセージを考慮するコントローラＤＡ
ＭＡＣ３により直接解釈される。この既知の装置は、前
記の二つの装置よりも反応時間が短い。何故なら、輻輳
コントローラＤＣＣ３の動作は、衛星−地上−衛星の往
復による遅延を受けないからである。

【００１６】第二の既知の装置の場合は、いわゆる「使
用可能なビットレートを有する」、二つのタイプの輻輳
制御アルゴリズムを交互に使用可能である。

【００１７】−「輻輳を回避するための明白なビットレ
ート指示」と呼ばれるアルゴリズムＥＲＩＣＡ（Ｅｘｐ
ｌｉｃｉｔ Ｒａｔｅ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ
Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）。この
アルゴリズムは、要求または指示を伝達するための専用
のデータパケットにより、接続ごとにビットレートを制
御する。

【００１８】−「ビットレート制御のための一斉送信割
り当て」ＢＲＣＡ：「Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｒａｔｅ
Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ」と呼ばれるア
ルゴリズムは、上記のアルゴリズムの簡単な変形実施形
態であり、輻輳制御を接続毎に行う代わりにアップリン
クとダウンリンクの対で行うものである。

【００１９】アルゴリズムＥＲＩＣＡは、第一および第
二の既知の装置（図１、図２）にのみ適用される。

【００２０】第二および第三の装置は、第一の装置より
も優れているが、次のような複数の欠陥がある。 ・複雑性が大きい（輻輳を検出するためにオンボード交
換機のバッファメモリの使用状態を連続監視する必要
性）。 ・輻輳制御が、実際に輻輳開始を確認した後でしか対処
できないので、バッファメモリのサイズは、少なくとも
平均的なものである。 ・アルゴリズムＥＲＩＣＡの接続ごとの処理は、大きな
信号負荷（専用パケット）を引き起こし、これが、割り
当てコントローラＤＡＭＡＣが生成する信号負荷に加わ
る。 ・アルゴリズムＢＲＣＡのアップリンクおよびダウンリ
ンク対による処理は、ユーザ局の特定の要求を考慮しな
いため、各ユーザ局にリソースを公平に分割することが
できない。 ・それぞれのインプリメントは、バッファメモリの使用
状態を監視しなければならないため、また反応時間を短
縮するために、衛星に搭載された状態でしか行うことが
できない。

【００２１】しかも、第一および第二の装置のインプリ
メントでは（アルゴリズムＥＲＩＣＡによる）、ＡＢＲ
（Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ：利用可能な
ビットレート）型のトラフィックしか、輻輳制御に従わ
ない。他の全てのトラヒックは、非リアルタイムであっ
てもバーストであっても、輻輳制御が行われない（たと
えばＶＢＲ−ｎＲＴ：「Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｂｉｔ Ｒ
ａｔｅ、Ｎｏｎ Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ：可変ビットレー
トー非リアルタイム」、ＧＦＲ：「Ｇｕａｒａｎｔｅｅ
ｄ Ｆｒａｍｅ Ｒａｔｅ）：フレームレート保証」、
ＵＢＲ：「Ｕｎｓｐｅｃｉｆｉｅｄ Ｂｉｔ Ｒａｔ
ｅ：ビットレート非指定」タイプのＡＴＭトラヒッ
ク）。

【００２２】これは、オンボード交換機で必要なバッフ
ァメモリのサイズに関して、次のような非常に大きな制
約を形成する。

【００２３】−たとえば、ＶＢＲ−ｎＲＴ接続と同等の
通過帯域（接続許可コントローラにより計算され、考慮
されたダウンリンクに予約する代表的通過帯域）を減ら
す場合、各出力に対してＶＢＲ−ｎＲＴトラヒック専用
の平均的な容量のメモリが必要である。

【００２４】−たとえば、ＧＦＲまたはＵＢＲバースト
の非制御到着を吸収する場合、各出力に対して、これら
のトラヒックに専用の大容量メモリが必要である。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、こう
した既知の管理装置の不都合を持たない管理装置を提案
することにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、衛星に
よる遠隔通信システム用のリソース管理装置にあり、こ
のシステムが、複数のユーザ局と、少なくとも一つの衛
星とを含み、管理装置が、アップリンクにリソースを割
り当てる輻輳制御装置と、アップリンクにリソースを割
り当てるオンデマンドリソース割り当て装置とを含み、
各衛星に対して、中央エンティティを含み、この中央エ
ンティティが、輻輳制御装置サブセットを含み、このサ
ブセットが、考慮された衛星ユーザ局から送られる要求
を受信し、各要求が、ユーザ局と、考慮された衛星から
の同一ダウンリンクとによりサポートされる接続群に必
要なビットレートを表すとともに、このような接続群に
対して許可されるビットレートを決定するための手段を
含んでおり、また、オンデマンドリソース割り当て装置
のサブセットを含み、このサブセットが、各ユーザ局に
おいて、輻輳制御装置のサブセットにより許可されたビ
ットレートに応じて、このユーザ局によりサポートされ
る接続セット全体に対して、アップリンクにリソースを
割り当てる手段を含むことを特徴とする。

【００２７】こうした管理装置により、コントローラＤ
ＡＭＡが、これらの要求を受け取って輻輳が現れるのを
受け身的に待ち、既に始まった輻輳に対応するのではな
く、輻輳コントローラ自体がビットレート割り当て要求
を受け取るので、輻輳危険性を予防するように、すなわ
ち輻輳開始よりずっと前に対応するため、小型のバッフ
ァメモリが使用可能になる。

【００２８】この管理装置は、ＤＡＭＡタイプのアルゴ
リズムを持つあらゆる既知の装置と両立する。この装置
の構成は、既知の管理装置よりもずっと簡単であり、場
合によっては、全て地上に設置することもできる。何故
なら、衛星に搭載されるオンボード交換機のバッファメ
モリの使用率を監視する必要がないからである。

【００２９】この装置は、ＶＢＲｎＲＴトラヒックを含
めて、非リアルタイムで、予測可能または予測不能なあ
らゆるタイプのトラヒック、特にＡＢＲ、ＧＦＲ、ＵＢ
Ｒに使用することができる。

【００３０】好適な実施形態によれば、各ユーザ局に対
して、中央エンティティに配置されるオンデマンドリソ
ース割り当て装置のサブセットは、ユーザ局が、最小ビ
ットレートを割り当てられている一方で、非リアルタイ
ムで可変のビットレートを有するトラヒック用バッファ
メモリの使用率の閾値を越えたことを検出した場合、追
加ビットレートの割り当て要求を送信し、この要求を受
信する手段と、より大きいビットレートを許可するビッ
トレート割り当てメッセージをユーザ局に送信する手段
と、使用率が減少し始めたことを示し、また、この使用
率のレベルを示す要求をユーザ局から受信する手段と、
この使用率がゼロになる瞬間の予想決定手段と、そこか
ら、最小ビットレートを再び割り当てるビットレート割
り当てメッセージをユーザ局に送信できる瞬間を推定す
る手段とを含み、この瞬間は、使用率がゼロになる瞬間
に近い瞬間にユーザ局にメッセージが到達するように選
択される。

【００３１】このような特徴を持つ管理装置は、上記の
特徴を持つ非リアルタイムのトラヒックに対してリソー
スの割り当てを最適化できる予想割り当て機構を使用す
る。

【００３２】本発明、ならびに他の特徴は、以下の説明
および添付図面から、いっそう理解され、明らかになる
であろう。この説明は、ＡＴＭセルと、ＡＴＭ規格で規
定されるタイプのサービスとに関するものであるが、本
発明による装置は、あらゆるタイプのパケットに対して
使用可能である。

【００３３】

【発明の実施の形態】図４は、輻輳を予防制御するため
の主要手段だけを示した、本発明による装置の実施例の
ブロック図である。管理装置は、 −各ユーザ局ＵＥＳに固有で、ユーザ局に配置される部
分と、 −全ての局に共通（すなわちユーザ局に所定の衛星を接
続する全てのリンクに対して共通）な、あるいは、局の
サブセット（アクセスプロバイダまたはネットワークプ
ロバイダ）に共通な中央エンティティＣＥとを含む。

【００３４】第一の変形実施形態によれば、中央エンテ
ィティＣＥは、衛星に搭載されている。第二の変形実施
形態によれば、中央エンティティＣＥは、地上、たとえ
ばユーザ局の一つに配置されており、あるいは複数の制
御局に配分することができる。その場合、動作原理は不
変である。地上に配置される変形実施形態は、衛星を軽
量化するという長所があるが、地上と衛星との間で信号
メッセージを追加しなければならないという欠点があ
る。

【００３５】二つの変形実施形態では、呼び制御機能と
呼び許可機能ＣＡＣが、地上の共通センタにある。これ
らの機能はまた、同一の衛星に対して複数個ある場合、
様々なアクセスプロバイダで分散してもよい。

【００３６】各ユーザ局ＵＥＳは、本発明により修正さ
れたＤＡＭＡエージェントＤＡＭＡＡを含み、ＤＡＭＡ
Ａは、ブロック許可コントローラと称される装置の第一
のサブセットである装置ＢＡＣＳを含む。中央エンティ
ティＣＥは、ＤＡＭＡコントローラＤＡＭＡＣと、ブロ
ック許可コントローラの第二のサブセットＢＡＣＤとを
含む。コントローラＤＡＭＡＡとクライアントＤＡＭＡ
ＡＣとは、原則として、アップリンクのリソースを管理
する機能を持つ。ブロック許可コントローラの２個のサ
ブセットＢＡＣＳおよびＢＡＣＤは、さらに、ダウンリ
ンクのリソースを管理する役目を果たし、オンボード交
換機の出口の輻輳をできるだけ回避する。

【００３７】サブセットＢＡＣＳは、所定のユーザ局Ｕ
ＥＳに入るトラヒックに応じて、このユーザ局ＵＥＳに
対して各ダウンリンクに対する累積需要を示す、データ
ビット割り当て要求ＲＢＣＲを送信する。そのため、各
割り当て要求ＲＢＣＲは、個々に考慮された接続にも、
全体として考慮されたダウンリンクにも対応せず、この
ユーザ局ＵＥＳと、オンボード交換機の同一出力とを通
る接続群に対応する。

【００３８】サブセットＢＡＣＤは、各ユーザ局ＵＥＳ
から送信されるビットレート割り当て要求ＲＢＣＲを受
信する。これらの要求は、サブセットＢＡＣＤにより直
接使用され、各接続群に対して、また、オンボード交換
機の各出力に対して、これらの各出力で個々に許可され
る最大ビットレートを考慮して、許可されるビットレー
トを決定する。前述の第三の既知の装置と同様に、サブ
セットＢＡＣＤは、コントローラＤＡＭＡＣに直接接続
される。しかし、この直接接続は、各接続群に対して、
またオンボード交換機の各出力に対して、許可されるビ
ットレートＡＢＣＲを示すために使用される。コントロ
ーラＤＡＭＡＣは、そこから、各アップリンクに対し
て、各接続群に割り当て可能なビットレートを推定す
る。コントローラＤＡＭＡＣは、各ユーザ局ＵＥＳに時
間および周波数割り当てメッセージＢＦＴＰを周期的に
送り、各接続群に対して、ユーザ局を衛星に接続するア
ップリンクに割り当てられるビットレートを示す。

【００３９】サブセットＢＡＣＤとコントローラＤＡＭ
ＡＣとの直接接続により、輻輳制御は、中央エンティテ
ィＣＥと局との間の伝送遅延を関知しなくて良くなる。
すなわち、コントローラＤＡＭＡＣによって割り当てら
れるビットレートを遅延なく、すなわち最適反応性で、
修正することができる。一方で、ビットレート割り当て
要求ＲＢＣＲは、サブセットＢＡＣＤにより処理され
て、アップリンクのリソース管理とダウンリンクのリソ
ース管理とを適合させ、従って、双方の適正な管理効率
を得ることを許可するようにビットレートを修正する。

【００４０】ユーザ局ＵＥＳでは、ＤＡＭＡＡエージェ
ントが、中央エンティティＣＥから、ユーザ局ＵＥＳに
より使用されるアップリンクのためのビットレート割り
当てメッセージＢＦＴＰを受信する。アップリンクへの
時間および周波数リソースの割り当ては、サブセットＢ
ＡＣＥにより許可されるビットレートに応じて、コント
ローラＤＡＭＡＣにより計算される。許可されたこれら
のビットレートは、輻輳を回避するべく決定され、その
結果、アップリンクへの有効なリソース割り当てによっ
て、輻輳が予防される。こうしたダイナミックで予防的
な輻輳制御が、各接続の設定時に実施される静的輻輳制
御を完全なものにする。最終的には、所定のパケット損
失率に対して、より少容量のバッファメモリを使用する
ことができる。

【００４１】次に、様々なタイプのトラヒックの管理を
区別する。

【００４２】−−優先性の高いトラヒックと、リアルタ
イムトラヒックとは、輻輳制御を受けない。何故なら、
伝送遅延を延長することは問題にならないからである。
呼び許可レベルにおける予防制御ＣＡＣで十分である。

【００４３】−−非リアルタイムのトラヒックは、伝送
遅延の延長をサポート可能であり、予測可能であるとき
に（いわゆる維持できるビットレート値により）かなり
はっきりと特徴付けられるので、呼び許可制御ＣＡＣの
レベルで輻輳の予測制御機構を使用することができる。
これについては、後述する。また、輻輳制御機構ＢＡＣ
を使用することもできる。

【００４４】−−非リアルタイムで予測不能なトラヒッ
ク（ＡＢＲ、ＵＢＲ、ＧＦＲ）は、伝送遅延の延長をサ
ポートでき、従って、輻輳制御を受けるが、はっきりと
特徴付けられていないので、輻輳の予測制御機構を享受
しない。

【００４５】各ダウンリンクに対して、リソースは、ブ
ロック許可コントローラＢＡＣＳ−ＢＡＣＤにより、次
の三つの部分に分けて割り当てられる。

【００４６】−リソースの一部は、はっきりと特徴付け
られるトラヒックに連続的に予約され、コントローラＢ
ＡＣＤが実行する輻輳管理の影響を受けない。この部分
は、接続の設定毎もしくは解除毎に決定されるものであ
り、接続許可装置ＣＡＣにより計算される同等の帯域の
和に等しい。この同等帯域は、次のようなビットレート
の保証に必要である。

【００４７】−−リアルタイム接続のピークビットレー
ト（ＰＣＲ） −−輻輳管理機構ＢＡＣが適用されない場合の、非リア
ルタイム接続の持続的なビットレート（ＳＣＲ）−−場
合によっては、他のタイプのトラヒック（ＡＢＲ、ＧＦ
Ｒ、ＵＢＲ、．．．）に対して保証される最小ビットレ
ート（ＭＣＲ） −リソースの一部は、コントローラＢＡＣＤによりダイ
ナミックに許可される全てのビットレートの和である。

【００４８】−残りの部分は、ゼロではない場合、コン
トローラＢＡＣＤによりアップリンク間で等しく分けら
れる。

【００４９】図５は、本発明による装置の実施例をより
詳細に示すブロック図である。中央エンティティＯＢＭ
Ｃ（Ｏｎ Ｂｏａｒｄ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｃｏｎ
ｔｒｏｌｌｅｒ：オンボードマルチメディアコントロー
ラ）は、衛星に搭載されていると仮定されている。図４
に比べて、図５は、特に、エージェントＤＡＭＡＡのブ
ロック図のなかで、非リアルタイムトラヒック専用の信
号装置ＮＲＴＳと、ユーザ局ＵＥＳを衛星に接続するア
ップリンクへのアクセスコントローラＡＣとを示してい
る。一方、この図は、呼び許可コントローラＣＡＣを示
しており、このコントローラは、地上でセンタＮＣＣに
配置される（前述のように、他の実施例において、中央
エンティティは、地上に配置しても、このセンタＮＣＣ
に組み込んでもよい）。

【００５０】コントローラＣＡＣは、各ユーザ局ＵＥＳ
のアクセスコントローラＡＣと、サブセットＢＡＣＤ
（この例では衛星に搭載されている）とに、メッセージ
ＮＣ／ＣＲにより、接続の設定および解除を通報。信号
装置ＮＲＴＳは、ビットレート割り当て要求Ｒ１を送信
することによって、また、先行するビットレート割り当
て要求によって要求されたビットレートがもはや正当化
されないときに（すなわち、データパケットのバースト
終了時）ビットレート開放メッセージＲ２を送信するこ
とによって、非リアルタイムのトラヒックを管理する。

【００５１】図６は、図４、５に示したユーザ局ＵＥＳ
の例でエージェントＤＡＭＡＡをより詳しく示すブロッ
ク図である。エージェントＤＡＭＡＡは、 −衛星に向かって送信待機中であり、いわゆる優先性の
高いトラヒックのセルを格納するための、入った順に出
るタイプのメモリＨＰと、 −衛星に向かって送信待機中であり、いわゆるリアルタ
イムトラヒックのセルを格納するための、入った順に出
るタイプのメモリＲＴと、 −衛星に向かって送信待機中であり、いわゆる非リアル
タイムトラヒックのセルを格納するための、入った順に
出るタイプのメモリｎＲＴと、 −衛星に向かって送信待機中であり、いわゆる使用可能
なビットレートに応じたトラヒック（使用できるリソー
スに応じて伝送ネットワークにより各瞬間にビットレー
トを修正可能なソースにより供給されるトラヒック）の
セルを格納するための、入った順に出るタイプのメモリ
ＡＢＲと、 −衛星に向かって送信待機中であり、いわゆる非特定の
ビットレートを有するトラヒック（使用できる残りのリ
ソースに応じて適切に伝送されるトラヒック）のセルを
格納するための、入った順に出るタイプのメモリＵＢＲ
と、 −上り方向のセルを受信し、それぞれが属するトラヒッ
クタイプに応じてメモリＨＰ、ＲＴ、ｎＲＴ、ＡＢＲ、
ＵＢＲに配分する交換機Ｓ１と、 −優先性の高い方から一定の順序で（ＨＰ、ＲＴ、ｎＲ
Ｔ、ＡＢＲ、ＵＢＲ）、またＤＡＭＡＣコントローラに
より送信されたメッセージＢＦＴＰに含まれるビットレ
ート割り当てに応じて、メモリＨＰ、ＲＴ、ｎＲＴ、Ａ
ＢＲ、ＵＢＲで上り方向のセルを読み取り、次いで、ア
ップリンクＵＬでそれらを時間および周波数多重化する
アクセスコントローラＡＣと、 −下り方向のセルを受信し、アクセスコントローラＡＣ
に供給されるメッセージＢＦＴＰと、地上の伝送ネット
ワークに送信される有効負荷ＤＤとを抽出する交換機Ｓ
２と、 −メモリＮＲＴの使用率レベルを監視し、使用率レベル
に応じてビットレートを要求する信号メッセージＲ１を
送信し、このメッセージがアクセスコントローラＡＣを
介して送られる、非リアルタイムトラヒック専用の信号
装置ＮＲＴＳと、 −メモリＵＢＲ、ＡＢＲの使用率レベルを監視し、これ
らの使用率レベルに応じてビットレートを要求する信号
メッセージＲ３を送信し、このメッセージがアクセスコ
ントローラＡＣを介して送られる、非リアルタイムで予
測不能なトラヒック（使用可能なビットレートに応じた
トラヒックと、不特定ビットレートを有するトラヒッ
ク）専用の信号装置ＢＳとを含む。

【００５２】本発明による装置の好適な実施形態によれ
ば、アップリンクへのリソースの割り当ては、非リアル
タイムで可変のビットレートを有するトラヒックに対し
て、このトラヒックがはっきりと特徴付けられているこ
とを利用して、予測的に行われる。

【００５３】図７は、非リアルタイムで可変のビットレ
ートを有するトラヒックに対して、アップリンクに予測
的にリソースを割り当てる手段の動作を示すタイムチャ
ートである。上部は、エージェントＤＡＭＡＡのメモリ
ＮＲＴの使用率レベルと、このメモリで読み取られるデ
ータの伝送ビットレートとを示し、下部は、サブセット
ＤＡＭＡＡとＤＡＭＡＣとの間のメッセージ交換のシー
ケンスを経時的に示している。明確にするために、メッ
セージＢＦＴＰは、全部を示しているわけではない。事
実、これらのメッセージは、コントローラＤＡＭＡＣに
より周期的に送信される。

【００５４】ユーザ局ＵＥＳは、瞬間ｔ０から、伝送セ
ルのバーストを受信する。この瞬間ｔ０では、割り当て
られるビットレートは値ＭＢＲであり、考慮されたアッ
プリンクに対して最小値であり、このバーストのビット
レート未満である。

【００５５】瞬間ｔ１では、メモリＮＲＴの使用率レベ
ルが所定の閾値Ｌ０を越える。これは、メモリが、再生
するセルよりも多いセルを受信するからである。信号装
置ＮＲＴＳは、その場合、正確なビットレート情報を含
まないが追加ビットレートの必要性を知らせる要求Ｒ１
を送信する。この要求は、データセルのヘッダ、または
ＤＡＭＡプロトコルの信号セルに含めることができる。
伝送遅延Ｔｐは無視できないので、バーストが続く場
合、閾値Ｌ０は、メモリＮＲＴの使用可能な容量が往復
遅延２Ｔｐの間に飽和しないように決定される。

【００５６】瞬間ｔ２では、要求Ｒ１が、この例では衛
星に搭載されるコントローラＤＡＭＡＣに到達する。

【００５７】瞬間ｔ３では、コントローラＤＡＭＡＣ
が、ビットレートＮＢＲより高い、新しいビットレート
ＮＢＲを割り当てるメッセージＢＦＴＰ（ＮＢＲ）を送
信し、許可されたビットレートの増加が、ピーク値と維
持できる値との差に等しくなり、非リアルタイムの接続
に対する支持値は、考慮されたユーザ局ＵＥＳに対して
最も高いピーク値となる。コントローラＤＡＭＡＣは、
ユーザ局のエージェントＤＡＭＡＡからビットレート減
少を求める要求Ｒ２を受信するまで、同じビットレート
ＮＢＲを割り当てる同一メッセージＢＦＴＰ（ＮＢＲ）
を周期的に送信する。

【００５８】この瞬間ｔ３に、コントローラＤＡＭＡＣ
は、新しいビットレートＮＢＲを割り当てる回数をカウ
ントするカウンタＬＣを始動し、換言すれば、瞬間ｔ３
からの経過時間を決定する。瞬間ｔ６、コントローラＤ
ＡＭＡＣが、ビットレートの減少を求める要求Ｒ２を受
信する、までカウントする。伝播時間Ｔｐがゼロである
場合、経過時間の測定により、コントローラＤＡＭＡＣ
は、新しいビットレートＮＢＲで伝送されたセルの数を
直接知ることができる。しかし、伝播遅延があるため、
新しいビットレートＮＢＲによる伝送は、瞬間ｔ３では
なく、瞬間ｔ５に開始する。、すなわち、コントローラ
ＤＡＭＡＣがビットレートＮＢＲよりも小さいビットレ
ートＭＢＲを新たに割り当てるときには終了しない。遅
延Ｔｐを知ることにより、ユーザ局ＵＥＳが新しいビッ
トレートＮＢＲを割り当てる第一のメッセージＢＦＴＰ
（ＮＢＲ）を受信する瞬間ｔ５から、このビットレート
で送信されたセルの数を推定することができるであろ
う。

【００５９】瞬間ｔ４では、コントローラＤＡＭＡＣ
が、新しいビットレートＮＢＲを再度割り当てる第二の
メッセージＢＦＴＰ（ＮＢＲ）を送信し、カウンタＦＣ
を始動する。ｔ４の決定については、瞬間ｔ７に関して
後述する。

【００６０】瞬間ｔ５の後、伝送ビットレートは増加
し、使用率は安定するか、あるいはゆっくりと減少す
る。

【００６１】瞬間ｔ６では、バーストが終了する。ユー
ザ局のエージェントＤＡＭＡＡは、バーストの終了を確
認する。その場合、割り当てビットレートの減少を求め
て、使用率レベルＬ２を示す要求Ｒ２を送信する。

【００６２】瞬間ｔ７では、コントローラＤＡＭＡＣが
要求Ｒ２を受信する。コントローラは、カウンタＦＣ、
ＬＣを停止するが、メモリＮＲＴを完全に、あるいはほ
ぼ完全に空にするために、一定の期間中、新しいビット
レートを割り当てる割り当てメッセージＢＦＴＰ（ＮＢ
Ｒ）を送信し続ける。この期間を決定するために、コン
トローラＤＡＭＡＣは、以下を計算する。

【００６３】−−バーストが終了する瞬間ｔ６＝ｔ７−
Ｔｐ −−瞬間ｔ７に送信されたメッセージＢＦＴＰ（ＮＢ
Ｒ）がユーザ局に到達する瞬間ｔ８＝ｔ７＋Ｔｐ −−瞬間ｔ７に送信されたメッセージＢＦＴＰ（ＮＢ
Ｒ）が瞬間ｔ８にユーザ局に到達する時に達する使用率
レベルＬ１ このレベルは、使用率レベルＬ２を知り、ｔ７と、ｔ７
マイナス最大２Ｔｐの予想期間との間に割り当てられた
ものを知ることによって、計算可能である。従って、考
慮された例では、ｔ７における予想期間は、ｔ４＝ｔ７
−２Ｔｐである。カウンタＦＣにより、こうした予想期
間を知ることができ、この期間は、もし、タイプＲ２の
２個のメッセージが２Ｔｐ少ない期間にコントローラＤ
ＡＭＡＣに到着する場合、２Ｔｐ少なくなる。カウンタ
は、コントローラＤＡＭＡＣがバーストへのサービスが
終了するたびにリセットされるので、所定のユーザ局に
対して、経時的に非連続でない複数のバーストを識別す
ることができる。

【００６４】この例では、計算されたレベルＬ１がＬ０
未満であるが、これは無視できない。使用率レベルＬ１
を知ることにより、コントローラＤＡＭＡＣは、メモリ
を完全に空にするために、瞬間ｔ１１までビットレート
ＮＢＲを保持すべきであると推測する。コントローラ
は、瞬間ｔ１１を計算し、そこから瞬間ｔ９＝ｔ１１−
Ｔｐを推測する。そこから、メッセージＢＦＴＰの定期
的な送信を遵守しながら、ビットレートＮＢＲ未満の新
しいビットレートＭＢＲを割り当てる第一のメッセージ
ＢＦＴＰ（ＭＢＲ）を送信することができる。コントロ
ーラは、瞬間ｔ９になるまで、ビットレートＮＢＲを割
り当てるメッセージＢＦＴＰ（ＮＢＲ）を周期的に送信
し続ける。瞬間ｔ９に達すると、メッセージＢＦＴＰを
送信すべき次の瞬間ｔ１０を待ち、第一のメッセージＢ
ＦＴＰ（ＭＢＲ）を送信する。このメッセージは、使用
率がゼロとなる瞬間ｔ１１の後の瞬間ｔ１２にユーザ局
に到着する。瞬間ｔ１２は瞬間ｔ１１に近い。

【図面の簡単な説明】

【図１】既知の第一の装置のブロック図である。

【図２】既知の第二の装置のブロック図である。

【図３】既知の第三の装置のブロック図である。

【図４】輻輳を予防制御するための主要手段だけを示
す、本発明による装置の実施形態例のブロック図であ
る。

【図５】幾つかのトラヒックのための予測割り当て機構
を備えた、ＤＡＭＡタイプのアクセスプロトコルのため
の主要手段をさらに示す、本発明による装置のこの実施
例の詳細なブロック図である。

【図６】図４、５に示したユーザ局の例でＤＡＭＡエー
ジェントの実施例を示すブロック図である。

【図７】非リアルタイムの可変ビットレートトラヒック
（ＶＢＲｎＲＴ）に対して、アップリンクにリソースを
予測割り当てをスるために、ＤＡＭＡエージェントに配
置される手段の動作を示すグラフである。

【符号の説明】

ＡＣ アクセスコントローラ ＢＡＣＤ 輻輳制御装置のサブセット ＢＡＣＳ ブロック許可コントローラ ＢＦＴＰ（ＮＢＲ） ビットレート割り当てメッセージ ＢＳ 信号装置 ＣＡＣ 呼び許可コントローラ ＣＥ、ＯＭＢＣ 中央エンティティ ＤＡＭＡＡ エージェント ＤＡＭＡＣ オンデマンドリソース割り当て装置のサブ
セット ＦＣ、ＬＣ カウンタ Ｈｐ、ＲＴ、ｎＲＴ、ＡＢＲ、ＵＢＲ トラッフィクタ
イプ対応メモリ ＭＢＲ 最小ビットレート ＮＲＴ バッファメモリ ＮＲＴＳ 信号装置 ＲＢＣＲ ビットレート割り当て要求 Ｓ１、Ｓ２ 交換機 ＵＥＳ ユーザ局

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ステフアン・コンブ フランス国、31400・トウールーズ、リ ユ・ルイ・ビテ、12、バテイマン・デ・イ −アパルトマン・11 (72)発明者 ピエール・パルマンテイエ フランス国、91400・サクレ、リユ・モン テスキユー、９ (72)発明者 ロラン・ルレ フランス国、31500・トウールーズ、リ ユ・ジヨンキエール・13 (72)発明者 タリフ・ザン・アラブデーン フランス国、31320・カスタネ、リユ・ア ングル・７ Ｆターム(参考） 5K030 HA08 JL02 LC09 LC11 5K051 AA01 AA05 BB02 CC02 CC05 DD15 EE02 FF03 FF12 HH27 JJ11

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衛星による遠隔通信システムのためのリ
   ソース管理装置であって、このシステムが、複数のユー
   ザ局（ＵＥＳ）と、少なくとも一つの衛星とを含み、前
   記管理装置が、アップリンクにリソースを割り当てる輻
   輳制御装置と、アップリンクにリソースを割り当てるオ
   ンデマンドリソース割り当て装置と、 各衛星に対して、中央エンティティ（ＣＥ；ＯＭＢＣ）
   を含み、この中央エンティティが、 輻輳制御装置のサブセット（ＢＡＣＤ）を含み、このサ
   ブセットが、 考慮された衛星のユーザ局（ＵＥＳ）から送られる要求
   （ＲＢＣＲ）を受信し、各要求が、ユーザ局と、考慮さ
   れた衛星からの同一ダウンリンクとによりサポートされ
   る接続群に必要なビットレートを表すとともに、 このような接続群に対して許可されるビットレートを決
   定するための手段を含んでおり、 また、オンデマンドリソース割り当て装置のサブセット
   （ＤＡＭＡＣ）を含み、このサブセットが、輻輳制御装
   置のサブセット（ＢＡＣＤ）により許可されたビットレ
   ートに応じて、各ユーザ局（ＵＥＳ）で、このユーザ局
   によりサポートされる接続セット全体に対し、アップリ
   ンクにリソースを割り当てる手段を含むことを特徴とす
   るリソース管理装置。
2. 【請求項２】 各ユーザ局（ＵＥＳ）に対して、中央エ
   ンティティ（ＣＥ；ＯＢＭＣ）に配置されるオンデマン
   ドリソース割り当て装置のサブセット（ＤＡＭＡＣ）
   が、 ユーザ局（ＵＥＳ）が、最小ビットレート（ＭＢＲ）を
   割り当てられている一方で、非リアルタイムで可変のビ
   ットレートを有するトラヒック用バッファメモリ（ＮＲ
   Ｔ）の使用率の閾値（ＬＯ）を越えたことを検出した場
   合、追加ビットレートの割り当て要求（Ｒ１）を送信
   し、この要求を受信する手段と、 より大きいビットレートを許可するビットレート割り当
   てメッセージ（ＢＦＴＰ（ＮＢＲ））をユーザ局に送信
   する手段と、 使用率が減少し始めたことを示し、また、この使用率の
   レベル（Ｌ２）を示す要求（Ｒ２）をユーザ局から受信
   する手段と、 この使用率がゼロになる瞬間（ｔ１１）の予想決定手段
   と、 そこから、最小ビットレートを再び割り当てるビットレ
   ート割り当てメッセージ（ＢＦＴＰ（ＭＢＲ））をユー
   ザ局に送信できる瞬間（ｔ９）を推定する手段とを含
   み、この瞬間（ｔ９）は、使用率がゼロになる瞬間（ｔ
   １１）に近い瞬間（ｔ１２）にユーザ局にメッセージが
   到達するように選択されることを特徴とする請求項１に
   記載のリソース管理装置。
3. 【請求項３】 各ユーザ局（ＵＥＳ）に対して、中央エ
   ンティティ（ＯＭＢＣ）に配置されるオンデマンドリソ
   ース割り当て装置のサブセット（ＢＡＣＤ）が、同一ダ
   ウンリンクでサポートされる異なる接続に割り当てられ
   るビットレートの和が、常に、このリンクにより許可さ
   れる最大ビットレート未満となるようにすることによっ
   てダウンリンクで輻輳を回避するように、オンデマンド
   によりダウンリンクにリソースを割り当てる手段を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。