JP2002247063A - パケット多重化方式 - Google Patents

パケット多重化方式

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JP2002247063A
JP2002247063A JP2001046603A JP2001046603A JP2002247063A JP 2002247063 A JP2002247063 A JP 2002247063A JP 2001046603 A JP2001046603 A JP 2001046603A JP 2001046603 A JP2001046603 A JP 2001046603A JP 2002247063 A JP2002247063 A JP 2002247063A
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Japan
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packet
bandwidth
retransmission
transmission path
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JP2001046603A
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Shigeru Shiyoujitsu
繁 照日
Katsutoshi Nihei
勝利 仁平
Masayoshi Nakayama
正芳 中山
Hiroto Suda
博人 須田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パケット多重化方式において、受信局が正常
に受信したパケットの受信レートが設定保証値に達する
ことを可能とする。 【解決手段】 複数の入力ポートとひとつの出力ポート
を有し、各入力ポートに到着するパケットを単一伝送路
の上に多重化して出力ポートに出力するスケジューラ
と、該スケジューラと各受信局の間の受信局毎の伝送路
の状態を伝送路毎に受信局からの通知により知る手段と
を有するパケット多重化方式において、前記スケジュー
ラは、各受信局毎に割り当てる前記単一伝送路の上の帯
域を、各受信局毎の伝送路の状態に従って適応的に増減
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線帯域のように
伝送路が不安定でエラーが頻繁に発生するネットワーク
において利用するのに適するパケット多重化方式に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のパケット多重化方式では、伝送中
にエラーが発生するようなことは考える必要のない有線
系ネットワークを想定し、出力帯域が設定保証帯域に達
することを保証し、出力帯域資源の占有比率がユーザ間
で公平となるように帯域を割り当てている。
【0003】伝送品質が変動する伝送路においてTCP
による再送/フロー制御は適さないため、伝送フレーム
による再送機構を想定する必要がある。そこで、従来の
パケット多重化方式と再送制御方式を組み合わせて、伝
送中のエラー等により発生した欠落パケットの再送制御
を行なうケースでは、再送パケットの占有帯域が問題に
なってくる。
【0004】すなわち設定保証帯域内で再送トラヒック
を収容した場合、新規トラヒックの他に伝送中のエラー
による欠落パケットの再送トラヒックが加わるために、
設定保証帯域分の新規トラヒックを通すことができな
い。
【0005】また、再送要求に応じて要求到着順に再送
を受け付けた場合、特定受信局に不公平に再送用帯域を
割り当ててしまう可能性がある。
【0006】また、極端に伝送路状態が悪化した受信局
に対し、受信局が正常に受信したパケットの受信レート
が設定保証帯域に達することを保証すると、多くの再送
帯域を確保する必要があり、帯域の有効利用が図れな
い。
【0007】一方、伝送中のエラーの発生を考慮したパ
ケット通信方法として特開平9−64912が知られて
いる。この技術は送信端末装置と受信端末装置の間で伝
送されるパケットの品質を要求値に保つもので、送信端
末装置で各パケットに優先度が付され、パケットネット
ワーク内でのパケットの転送は優先度に従って行われ
る。そしてパケットに付される優先度は受信端末装置が
受信したパケットの品質に従って動的に変更される。し
かし、この技術はパケットの再送のためのトラヒックの
増加を考慮しておらず、又、各受信局における設定帯域
つまりパケットの絶対的な品質を保証することはできな
い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような背
景におこなわれたものであって、出力伝送路が不安定で
エラーが頻繁に発生するネットワークにおいて、受信局
が正常に受信したパケットの受信レートが設定保証帯域
に達することを可能とするパケット多重化方式を提供す
ることを目的とする。
【0009】本発明は、帯域を出力帯域資源の占有比率
ではなく、受信局が正常に受信したパケットの受信レー
トに基づいて定義し、複数受信局が再送帯域を必要とす
る場合に設定保証帯域と伝送品質に応じて公平に再送帯
域を割り当てる。
【0010】本発明は、受信局が正常に受信したパケッ
トの受信レートが設定保証帯域に達することを可能とす
ることにより絶対品質(帯域)を保証するとともに、帯
域の有効利用を図る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は出力先の受信局
から情報を送出元に対してフィードバックできる手段を
備え、伝送中のエラー等により発生した欠落伝送パケッ
トの再送要求もしくは伝送路状態を表わす情報を受信局
から送出元に通知することで、送信元はこれらの情報を
考慮に入れて割り当て帯域を選択する手段を含むパケッ
ト多重化方式である。
【0012】ここで、本発明の特徴とするところは、受
信局から欠落パケットの再送要求もしくは伝送路状態を
表わす情報のフィードバックを受けて、そのフィードバ
ック情報と設定保証帯域に基づき欠落パケットの再送に
必要な再送帯域を算出し、設定保証帯域にこの算出され
た再送帯域を加算して割り当てるところにある。このよ
うに、再送パケットに必要な帯域を再送要求もしくは伝
送路状態をあらわす情報から算出し、その帯域を新たに
割り当てる。これにより、出力伝送路が不安定でエラー
が頻繁に発生するネットワークにおいて、受信局が正常
に受信したパケットの受信レートが設定保証帯域を維持
することを可能とする。
【0013】例えば、再送を1回に限定した場合、1M
bpsを保証している回線が、1割の伝送パケットを欠
落するほど不安定になり、0.1Mbpsの再送パケッ
トが発生したとすると、本発明は1.1Mbpsの帯域
を割り当てることにより、再送パケットの発生による輻
輳を防ぎ、絶対品質(帯域)を保つことができる。
【0014】好ましくは、欠落パケット再送用帯域を算
出する際の再送方式として、受信局からの伝送路状態を
表わす情報をもとに、再送要求を受けた伝送パケットを
(1以上の)複数回数繰り返して送出する再送方式を想
定する。本方式の特徴とするところは、伝送路状態が不
安定な受信局宛てには再送パケットを数多く繰り返し伝
送することで、一度の再送要求で伝送パケットの受信成
功率を向上させる。
【0015】好ましくは、伝送路状態がある水準より悪
化した場合、もしくは出力先の受信局からの送信一時中
断要求があった場合には、帯域の割り当てを一時的に中
断して、伝送路状態がある水準より良くなった場合、も
しくは受信局からの送信再開要求があった場合には帯域
の割り当てを再開する。
【0016】なお、当初割り当てた帯域よりも多くの帯
域を割り当てる必要が生じたときは、必要な追加の帯域
分を、保証はしないが努力目標として確保してあるベス
トエフォートサービスのための帯域もしくは余剰帯域か
ら割り当てる。
【0017】
【発明の実施の形態】[第一実施例]本実施例は図1と図
2を参照して説明する。図1は本実施例のデータパケッ
トおよび制御信号の流れを示すブロック図である。図2
は本実施例のスケジューラ(B12)内の機能ブロック
図である。図1において、同一伝送路を共有する情報サ
ーバ(B11)から送出されたデータパケットは、スケ
ジューラ(B12)によって同一伝送路(B13)上の
伝送パケットに変換・多重されて送出される。伝送路上
にはスプリッター等(B14)があり、異なる伝送路を
経由して各受信局(B16)でパケットを受信する。デ
ータパケットを受信した受信局(B16)は、別の伝送
路(B15)を用いてスケジューラ(B12)に対して
伝送路情報を返す。
【0018】図2において、伝送路情報を受信した伝送
路監視部(B24)は、伝送路情報に基づき帯域を算出
し、帯域割当部(B23)に通知する。帯域割当部(B
23)は、伝送路監視部(B24)から通知された帯域
がユーザに割り当てられるように帯域を管理して、パケ
ット抽出部(B22)に通知する。パケット抽出部(B
22)は、該当するデータパケットをバッファ(B2
1)から抽出して、受信局に送信する。
【0019】[第二実施例]本実施例は図1と図3を参照
して説明する。図1は本実施例のデータパケットおよび
制御信号の流れを示すブロック図である。図3は本実施
例のスケジューラ(B12)内の機能ブロック図であ
る。
【0020】図1に関する動作は前述の第一実施例の場
合と同じである。
【0021】図3において、伝送路情報を受信した伝送
路監視部(B35)は、伝送路情報に基づき、あらかじ
め受信局データベース(B33)に登録された受信局毎
の設定保証帯域を用いて伝送中に欠落したパケットの再
送用帯域を算出し、帯域割当部(B34)に通知する。
帯域割当部(B34)は、受信局データベース(B3
3)からの設定保証帯域および伝送路監視部(B35)
からの再送用帯域を合計した帯域がユーザに割り当てら
れるように帯域を管理して、パケット抽出部(B32)
に通知する。パケット抽出部(B32)は、該当するデ
ータパケットをバッファ(B31)から抽出して、受信
局に送信する。
【0022】一方、送信したデータパケットは再送用バ
ッファ(B37)に一時的に保管される。伝送路監視部
(B35)から再送要求を受けた再送制御部(B36)
は再送制御方法に基づき該当するデータパケットを再送
用バッファから抽出して、パケット抽出部(B32)に
受け渡し、受信局に向けて送出される。
【0023】[第三実施例]本実施例は図3を参照して再
送用帯域の算出の実施例を示す。図3において、伝送路
品質としてたとえばBER(Bit Error Rate)情報を受信
すると、伝送路監視部(B35)はBER情報に基づき伝
送路パケットの損失率を算出するとともに、受信局で受
信する信号のエラー率をあらかじめ設定した水準に保つ
ために、BER情報に基づき再送要求パケットの再送繰
り返し回数を決定する。たとえばBER=10−8をエ
ラー水準とすると、BERが10−4以下の場合は再送
パケットを一度だけ送信し、BERが10−4から10
−8/3の間の場合は2回、10−8/3から10−2
の間の場合は3回送信を行なう。伝送路監視部(B35)
はこの再送繰り返し回数、伝送路パケット損失率および
あらかじめ受信局データベース(B33)に登録された受
信局毎の設定保証帯域を用いて、再送に必要な帯域を算
出し、帯域割当部(B34)に通知する。帯域割当部(B
34)は、受信局データベース(B33)からの設定保証
帯域および伝送路監視部(B35)からの再送用帯域を合
計した帯域をユーザに割り当て、パケット抽出部(B3
2)に通知する。パケット抽出部(B32)は、該当する
データパケットをバッファ(B31)から抽出して、受信
局に送信する。
【0024】一方、ユーザからの再送要求および再送繰
り返し回数は再送制御部(B36)に通知される。再送制
御部(B36)は該当するデータパケットを再送用バッフ
ァから抽出して、再送繰り返し回数に応じて複数コピー
をして、パケット抽出部(B32)を経由して受信局に向
けて任意の間隔で繰り返し送出される。
【0025】[第四実施例]図1において、受信局(B1
6)への伝送路品質がある水準より悪化したことがスケ
ジューラ(B12)において確認できた時、もしくは受信
局(B16)からスケジューラ(B12)に対して送信の一
時中断要求があった時には、帯域の割り当てを一時的に
中断して、その帯域を別の受信局(B16)に割り当て
る。伝送路状態がある水準より良くなったことがスケジ
ューラ(B12)において確認できた時、もしくは受信局
(B16)からパケットスケジューラ(B12)に対して送
信の再開要求があった時には帯域の割り当てを再開す
る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受信局から欠落パケットの再送要求もしくは伝送路状態
を表わす情報のフィードバックを受けて、そのフィード
バック情報に基づき再送に必要な帯域を算出し、設定保
証帯域にこの算出帯域を加算して割り当てることによ
り、出力伝送路が不安定でエラーが頻繁に発生するネッ
トワークにおいても、受信局間の公平性を保ちながら、
受信局が正常に受信したパケットの受信レートが設定保
証帯域に達することができる。また、伝送路状態がある
水準より悪化した時は、帯域の割り当てを一時的に中断
して、その帯域を他の受信局に割り当てることで、帯域
の有効利用が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるネットワーク構成図である。
【図2】本発明によるパケットスケジューラ内の機能ブ
ロック図である。
【図3】本発明の別の実施におけるパケットスケジュー
ラ内の機能ブロック図である。
【符号の説明】
B11 情報サーバ B12 スケジューラ B13 伝送路 B14 スプリッタ B15 伝送路 B16 受信局 B21,B31 バッファ B22,B32 バッファ抽出部 B23,B34 帯域割当部 B24,B35 伝送路監視部 B33 受信局DB B36 再送制御部 B37 再送用バッファ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 正芳 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 須田 博人 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 5K028 DD01 DD02 KK32 LL02 RR04 5K033 CB03 CC01 DA15 DB17

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の入力ポートとひとつの出力ポート
    を有し、各入力ポートに到着するパケットを単一伝送路
    の上に多重化して出力ポートに出力するスケジューラ
    と、 該スケジューラと各受信局の間の受信局毎の伝送路の状
    態を伝送路毎に受信局からの通知により知る手段とを有
    するパケット多重化方式において、 前記スケジューラは、各受信局毎に割り当てる前記単一
    伝送路の上の帯域を、各受信局毎の伝送路の状態に従っ
    て適応的に増減することを特徴とするパケット多重化方
    式。
  2. 【請求項2】 各受信局毎の伝送路の品質に応じて再送
    用帯域を算出し、各受信局にあらかじめ定められる設定
    帯域とは別に再送用帯域を割り当てることで、あらかじ
    め設定した各受信局に対する伝送品質を保証することを
    特徴とする請求項1記載のパケット多重化方式。
  3. 【請求項3】 設定帯域よりも多くの帯域を割り当てる
    必要が生じた場合に、必要な追加の帯域分をベストエフ
    ォートサービスのために割り当てている帯域もしくは余
    剰帯域を割り当てることを特徴とする請求項1記載のパ
    ケット多重化方式。
  4. 【請求項4】 前記スケジューラは、出力パケットを一
    時的に蓄え、受信局からの1つの再送要求によって指示
    されたパケットを蓄積していた出力パケットの中から選
    択し、選択した再送パケットを出力先の伝送路状態に応
    じて複数コピーし、任意の間隔で繰り返し送出する再送
    制御方式を備えた請求項1記載のパケット多重化方式。
  5. 【請求項5】 伝送路状態がある水準より悪化した場
    合、もしくは出力先の受信局からの送信一時中断要求が
    あった場合には、前記スケジューラは帯域の割り当てを
    一時的に中断して、伝送路状態がある水準より良くなっ
    た場合、もしくは受信局からの送信再開要求があった場
    合に帯域の割り当てを再開することを特徴とする請求項
    1記載のパケット多重化方式。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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