JP2003529810A

JP2003529810A - 最後の発生とスライディング・ウィンドウ技術を用いる最小値及び最大値の決定システム及び方法

Info

Publication number: JP2003529810A
Application number: JP2000607078A
Authority: JP
Inventors: ユッシルートゥ; カレヴィキルッキ
Original assignee: ノキアネットワークスオサケユキチュア
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2003-10-07
Also published as: EP1171816A1; DE69917336D1; DE69917336T2; CN1346461A; CN1246768C; EP1171816B1

Abstract

(57)【要約】いくつかのサンプル・パラメータ値から最小値及び／又は最大値を決定するシステムと方法によって、スライディング・ウィンドウすなわちフィルタと共に最後の発生を示す表(ＴＯＬＯ表)が利用されて、スライディング・ウィンドウの範囲内に入るいくつかのサンプル・パラメータ値から最小値及び／又は最大値を決定する際、大幅なスピードアップと効率化が図られる。このＴＯＬＯ表には、一般に、限定された数の離散パラメータ値の中の各離散パラメータ値のエントリを格納するパラメータ列が含まれ、また、パラメータ列の中に設定される各パラメータ値と関連するデータの受信時刻を格納するエントリを出力するタイム・スタンプ列も含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は一般に計算システム及び方法に関し、具体的には、最後の発生を示す
表とスライディング・ウィンドウとを用いて１組のサンプル・パラメータ値から
最小値と最大値とを取得するシステム及び方法に関する。本発明は、セル優先順
位づけ方式を利用してネットワークを介して情報転送を処理するシステムにおい
て特に有用である。

【０００２】

【従来の技術】

１組の離散変数やパラメータ値に対して機械的に計算を行う多くのシステムで
は、その１組のパラメータ値から最小値と最大値とを計算することが必要となる
場合がしばしばある。従来のアプローチには、すべてのパラメータ値のメモリへ
の格納と、パラメータ値のソーティングと、ソートされた値のリストからの最小
値と最大値の取得が含まれる。新しいデータの連続追加をベースとするシステム
では、この従来のアプローチは、メモリ資源及び計算上のオーバーヘッドという
点から見て非常に時間がかかり、潜在的に非常に高いコストを要するものとなる
。

【０００３】例えば、通信業では、反復をベースとし、かつ、比較的高速に最小値及び／又
は最大値の決定を行う或るシステムが求められている。例えば、非同期転送モー
ド(ＡＴＭ)と呼ばれる１つの特別な通信技術では、一般に、いくつかのスイッチ
あるいはノードを利用してソースと宛先終端局との間の情報セルの高速転送が促
進される。特定のノードが受け入れるセルと、そのノードが廃棄するセルとの区
別を行うために様々な方式が開発されてきた。各セルに対して優先度識別子を割
り当て、ノードが受信した他のセルに対してこの優先度識別子が相対的にセルの
重要性を示すようにする格付け方式を用いて、ノードが受信したセルを優先させ
ることが望ましい場合がある。高速、低オーバーヘッドの最小値及び／又は最大
値優先度識別子決定処理を利用するノードで情報収集戦略を実行することがさら
に望ましく思われる。

【０００４】１組の値の中から最小値及び／又は最大値を決定する改善されたアプローチに
対する要望が存在し、この要望は時とともに大きくなっている。さらに、少ない
メモリ要件と処理用オーバーヘッドを必要とするアプローチに対する要望が存在
する。高速ＡＴＭ交換機において利用可能となるようなアプローチに対する追加
的要望が存在する。本発明はこれらの要望およびその他の要望を満たすものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

本発明は、いくつかのサンプル・パラメータ値から最小値及び／又は最大値を
決定するシステムと方法とを目的とするものである。最後の発生(ＴＯＬＯ表)表
がスライディング・ウィンドウ(フィルタ)と共に用いられ、スライディング・ウ
ィンドウの範囲内に入るいくつかのサンプル・パラメータ値から最小値及び／又
は最大値を決定する際、大幅なスピードアップと効率化が図られる。ＴＯＬＯ表
を用いて処理されるサンプル・パラメータの値は一般に離散的性質を持ち、様々
なとり得る値(例えばｐ_i＝ｐ₁，ｐ₂，...，ｐ_Nなど)からなるＮ個の数値に限定
される。

【０００６】ＴＯＬＯ表は、一般に、整数またはアルファベット文字等のような限定された
数の離散パラメータ値の各離散パラメータ値のエントリを格納するパラメータ列
が含まれる。ＴＯＬＯ表にはまた、パラメータ列の中に設定されるパラメータ値
の各々と関連するデータの受信時刻を格納するエントリを出力するタイム・スタ
ンプ列も含まれる。或いは、タイム・スタンプ列の代わりに順序番号列を用いて
、パラメータ値が発生した順序またはパラメータ値を受信した順序に対応する数
値順エントリをその順序番号列に格納する場合もある。パラメータ値を受信する
毎に、タイム・スタンプすなわちパラメータ値と関連する順序番号エントリが現
在の時刻または順序番号に更新される。ある特定のパラメータ値の最も最近のす
なわち最後の発生はＴＯＬＯ表の中に保存される。

【０００７】ＴＯＬＯ表の中に保持された１組のパラメータ値の最小値及び／又は最大値は
、サイズや持続時間の調整を行うことができるスライディング・ウィンドウを用
いて取得することができる。スライディング・ウィンドウは、時間をベースとし
て、あるいは、サンプル・パラメータ値の選択された数によって設定することが
できる。スライディング・ウィンドウの範囲に入るパラメータ値は、適用可能パ
ラメータ値の最小値及び／又は最大値を決定するために走査される。ＴＯＬＯ表
はまた特定のパラメータ値の少なくとも１つの発生が、最小パラメータ値及び／
又は最大パラメータ値に加えて、スライディング・ウィンドウの範囲内に存在す
るかどうかを判定するための正確な基礎を与えるものである。

【０００８】本発明の原理に従う、ＴＯＬＯ表とスライディング・ウィンドウを用いる最小
値／最大値決定方法論は、多種多様なアプリケーションで使用することができ、
特に、ＡＴＭネットワーク・アプリケーションで有用である。ＡＴＭサービス・
モデルの１つの実施例では、ネットワークを通じて伝送される他のセルに対して
相対的にセルの重要性を部分的に決定する優先値が各セル情報に対して割り当て
られる。ネットワーク・ノードは、セルの優先順位と、ノードによって計算され
た閾値優先順位とに基づいて、新しく着信するセルを受け入れたり、廃棄したり
する。必要な場合には、ネットワーク・ノードはノードの中で計算された一般的
閾値優先順位に関する情報をソースに与えることができる。この一般的閾値優先
順位を決定するための１つの可能な実現例には１組の計算された閾値優先順位の
間の最高優先順位の決定が含まれる。この情報を決定するためにＴＯＬＯ表を利
用することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】

以下の詳細な記述を読み、参照図面を参照するとき、本発明のその他の態様と
利点も明らかとなる。

【００１０】様々な実施例ついての以下の説明では、本明細書の一部を形成する添付図面の
参照が行われ、これらの添付図面に、本発明を実施することができる様々な実施
例が例として示されている。

【００１１】様々なタイプと複雑さから成る技術上の問題を解決する際に、所定の１組の離
散パラメータ値(ｐ_i)から最小値及び／又は最大値を決定することがしばしば必
要となる。これらのパラメータ値は、規則的なまたは不規則な時間間隔(ｔ＝ｔ_j )で反復される何らかの測定や計算の結果として一般に生成され、次いで、ｐ＝
ｐ(ｔ＝ｔ_j)のサンプル・パラメータ値(但しｊ＝０，１，２，...，＃)が算出さ
れる。図１には、所定の持続時間中１組のサンプル・パラメータ値から最小値と
最大値を決定するシステムの実施例が例示されている。

【００１２】この実施例によれば、システム２０はパラメータ値(ｐ_i)を生成し、これらの
パラメータ値はシステム２０の出力部２１へ伝えられる。システム２０は、パラ
メータ値または信号レベルを表すアナログ信号またはデジタル信号を生成するこ
とが可能な任意のシステムまたは装置を一般的に表すものであることが理解され
る。例えば、システム２０は、システム２０の出力部２１において温度値信号を
生成する単純な温度測定システム２０であってもよい。さらなる例として、シス
テム２０は通信システムまたはネットワークであってもよく、通信システム２０
の出力部２１で出力されたパラメータ値(ｐ_i)はシステム・パラメータ値のいく
つかのタイプの中の１つを表すことができる。

【００１３】システム２０は、時間中、様々なタイプや信号レベルから成るパラメータ値(
ｐ_i)を一般に生成する。いずれの好適なシステムまたは装置についてもパラメー
タの索引化を行い、様々なフォーマットを持つようにすることができると理解す
べきである。例えば、好適なシステムによって、ｐ₁，ｐ₂，ｐ₃，．．．ｐ_Nまた
はｐ₀，ｐ₁，ｐ₂．．．ｐ_N-1の索引化用フォーマットに従ってパラメータ値出力
データを生成することができる。但し、Ｎは異なるパラメータ値あるいは一意的
パラメータ値の総数を表す。規則的な時間間隔または不規則な時間間隔で、シス
テム２０の出力部２１でパラメータ値(ｐ_i)を出力することができる。システム
２０の出力部２１へ伝えられたパラメータ値(ｐ_i)は、計算ユニット２２の入力
装置２３によって受信される。

【００１４】計算ユニット２２にはバッファ２４も含まれ、このバッファ２４の範囲内でＴ
ＯＬＯ表がサポートされる。１つの実施例では、バッファ２４の中でサポートさ
れるＴＯＬＯ表には引数リスト列２６とタイム・スタンプ列２８とが含まれる。
別の実施例では、バッファ２４は引数リスト列２６と順序番号列３０とによって
設定されるＴＯＬＯ表をサポートする。さらに計算ユニット２２にはスライディ
ング・ウィンドウ・ユニット３２と制御装置３４とが含まれる。制御装置３４は
、以下本明細書で説明する方法論に従って、サンプル・パラメータ値から最小値
及び／又は最大値を決定する。該サンプル・パラメータ値は、バッファ２４とス
ライディング・ウィンドウ・ユニット３２のオペレーションを調整して、スライ
ディング・ウィンドウ・ユニット３２によって設定されるスライディング・ウィ
ンドウの範囲内に入る引数リスト列２６の中で設定される

【００１５】図２ａにはいくつかのパラメータ値(ｐ_i)の記述が例示されているが、これら
の値は、受信されたり、受信時刻に基づいてソートされたりしたものである。例
えば、パラメータ値ｐ₆は、受信時刻すなわちタイム・スタンプをパラメータ値
ｐ₆と関連づけた値であり、このタイム・スタンプはパラメータ値ｐ₆より時間的
に後のものである。同様に、パラメータ値ｐ₆は、パラメータ値ｐ₃、ｐ₇，ｐ₁、
ｐ₃、ｐ₈の値より時間的に後である関連づけられたタイム・スタンプを持ってい
る。図２ａに示される１組のパラメータ値から得られる最小値または最大値は、
サンプル・パラメータ値の最大数を増減するために調整可能なスライディング・
ウィンドウを用いて得ることができる。スライディング・ウィンドウは、変数−
ｔのような時間あるいは選択したサンプル数Ｗに基づいて設定することができる
。

【００１６】図２ａ−２ｂは、スライディング・ウィンドウを用いて最小値と最大値を決定
するという基本コンセプトついての理解を容易にするものである。図２ａには、
通常秒で測定される時間−ｔのような時間という点から、あるいは、５サンプル
等のサンプル数Ｗによってスライディング・ウィンドウ３６を設定することがで
きる。時刻ｔ＝ｔ_j−１において、スライディング・ウィンドウ３６は、パラメ
ータ値ｐ₁、ｐ₇、ｐ₃、ｐ₆、ｐ₅を含む１組のサンプル・パラメータ値を設定す
る。サンプル・パラメータ値の各々と関連づけられた数値による下付き添字の値
に基づいて、スライディング・ウィンドウを設定するこの１組のパラメータ値の
範囲内の最大パラメータ値はＭＡＸ＝ｐ₇によって与えられ、最小値パラメータ
値はＭＩＮ＝ｐ₁によって与えられるということがわかる。後の時点ｔ＝ｔ_jにお
いて、図２ｂに示されているように、図２ａに示されている値とは１タイムスロ
ットだけ異なる１組のサンプル・パラメータ値がスライディング・ウィンドウ３
６によって設定される。図２ａの中に示されるスライディング・ウィンドウ３６
の範囲内に入るサンプル・パラメータ値ｐ₁は、図２ｂに示されているスライデ
ィング・ウィンドウ３６の範囲にはもはや入らない。さらに、新しく受信したサ
ンプル・パラメータ値ｐ９が図２ｂに示されるスライディング・ウィンドウ３６
の範囲内に入る。図２ｂに図示のように位置されているスライディング・ウィン
ドウ３６を用いて時刻ｔ＝ｔ_jに行われた最小値と最大値の決定によって、変数
ＭＡＸ＝ｐ₉とＭＩＮ＝ｐ₃とが算出される。さらに多くのサンプル・パラメータ
値が受信されると、スライディング・ウィンドウ３６は時間軸に沿っていずれの
方向にも移動することができる。

【００１７】本明細書で上記に説明したスライディング・ウィンドウ・コンセプトを記憶装
置で実現するための簡単なアプローチには、最後のＷ個の数のサンプルをメモリ
内に保存し、次いで、サンプルの総数Ｗの中から最小サンプル値と最大サンプル
値を決定する処理が含まれる。例えば、第１にＷ個の数のサンプルをソートし、
次いで、ソートされたサンプル・リストの両端の値としてこれらのサンプルの最
小値と最高値とをとることによりこの決定を行うことができる。新しいサンプル
が着信すると最も古いサンプルが廃棄され、ソーティング・ステップと最小値／
最大値決定ステップが反復される。しかし、ウィンドウのサイズＷが大きい場合
に問題が生じる。この場合、ウィンドウの範囲内に入るさらに多数のサンプルを
保存するためにさらに大量のメモリが必要となり、その結果、メモリ・コストの
上昇と実施上の困難とを伴うことになる。さらに、多数のサンプルの中をソート
し探索するために必要な時間はその持続時間中短いものではない。その結果、受
け入れることのできない処理上の遅延が生じる場合がある。

【００１８】本発明の原理に従って作動するシステムと方法とによって、１組のサンプル・
パラメータ値から最小値及び／又は最大値を決定する場合、多数のサンプル・パ
ラメータ値を格納し、ソートし、別の方法で処理する必要性が除かれる。本発明
のＴＯＬＯ表とスライディング・ウィンドウによるアプローチを利用することに
より、サンプル・パラメータ値(ｐ_i)の指定番号の最小値及び／又は最大値を決
定するスピードと効率とが大幅に改善される。本明細書に開示される方法論は、
サンプル・パラメータ(ｐ_i)の値が離散していて、かつ、様々なとり得る値(例え
ばｐ_i＝ｐ₁，ｐ₂，...，ｐ_Nなど)から成るＮ個の数に限定される場合、特に好適
である。したがって、処理中サンプル・パラメータ値を格納したり、バッファし
たりするために必要なメモリの量は著しく減少する。

【００１９】例えば、システムのメモリは、Ｎ個の数のパラメータ値と関連データをバッフ
ァするための記憶容量を割り振るだけで十分である。スライディング・ウィンド
ウ３６のサイズ(Ｗ)が多数のサンプル・パラメータ値(８つの可能な値をとり得
るＷ＝１０,０００のサンプル等)を含むように設定された場合、従来の実現構成
では、メモリは１０,０００個のサンプル・パラメータ値すべてを格納する必要
があった。際だった対照として、本発明の原理に従って設けられるＴＯＬＯ表は
、８つだけのとり得るパラメータ値と少量の補助データ用記憶容量しか必要とし
ない。したがってＴＯＬＯ表の方法論では、従来の方式で必要な記憶容量の０.
０８％しか必要としない。

【００２０】ＴＯＬＯ表を利用するとき実現される処理効率の上昇の結果、離散サンプル・
パラメータ値のＮ個の数値の各々に関する限定された情報量だけを格納するだけ
でよくなる。１つの実施例では、ＴＯＬＯ表構成は、Ｎ個の数のサンプル・パラ
メータ値がスライディング・ウィンドウの中を出入りするとき、そのパラメータ
値の各々に関する情報発生時刻を格納するだけで十分である。例えば、下記の表
１を参照すると、サンプル・パラメータ値(ｐ_i)のとり得るすべての値を含む列
と、所定のサンプル・パラメータ値(ｐ_i)の最後の発生に対応する時刻値(ｔ_i)の
列とを含むように設定されたＴＯＬＯ表が例示されている。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１に示されるＴＯＬＯ表には、各々のとり得るパラメータ値(ｐ_iすなわち、
ｐ＝ｐ₁，ｐ₂，...，ｐ_N)用の行エントリが含まれる。新しいサンプル・パラメ
ータ値(ｐ_i)が受信される毎に、新しいサンプル・パラメータ値(ｐ_i)に対応する
発生時刻(ｔ_i)は現在の時刻(ｔ_c)に更新される。ここで留意すべきことは、時間
をベースとするスライディング・ウィンドウを用いる場合、このタイム・スタン
プ(ｔ_i)がリアルタイムとなり得ることである。

【００２３】本発明の別の実施例によれば、さらに、下記の表２に例示されているように、
ＴＯＬＯ表はパラメータ(ｐ_i)のすべてのとり得る値を設定するための列と、パ
ラメータ値の受信時刻に関してソート順に対応する関連づけられた列を含むよう
に設定することができる。このソート順は本明細書では順序番号と呼ばれる。

【００２４】

【表２】

【００２５】新しいパラメータ値(ｐ_i)が受信される毎に、該パラメータ値に対応する順序
番号(ｎ_i)は現在の順序番号(ｎ_i)に更新される。サンプル・パラメータ値のソー
ト順を設定するいくつかの異なる方法のうちの２つを表す上述のＴＯＬＯ表のい
ずれかのタイプを用いることにより、特定の離散パラメータ値(ｐ_i)の最後の発
生時刻(ｔ_i)または最後の発生の順序番号(ｎ_i)の決定を行うことができる。さら
に、上述の２つのアプローチのうちのいずれかを用いて、当該の特定のパラメー
タ値に対応するＴＯＬＯ表の範囲内に保持されているタイム・スタンプまたは順
序番号情報を再査することなどにより、特定のパラメータ値が受信されたかどう
かの判定を行うことができる。

【００２６】スライディング・ウィンドウ内の最小値または最大値の決定を所望の場合、Ｔ
ＯＬＯ表の中の走査が開始され、どのパラメータ値(ｐ_i)が、現在設定されてい
るようなウィンドウの範囲内に入るかが決定される。次いで、最小値と最大値と
がこれらのパラメータ値から決定される。したがって、スライディング・ウィン
ドウの内部にパラメータ値(ｐ_i)の少なくとも１つの発生が存在したかどうかに
ついての正確で明確な計算がＴＯＬＯ表によって行われる。この情報によって、
ウィンドウの範囲内で最小パラメータ値及び／又は最大パラメータ値を十分に決
定することができる。

【００２７】潜在的に多数の離散パラメータ値(ｐ_i)の最小値及び／又は最大値を決定する
際に実現される処理効率の実質的向上は、平均値および中央値の計算等の複合的
統計計算の実行を犠牲にして達成される。したがってこの方法論を用いて平均値
および中央値を得ることはできない。しかし、高速の最小値と最大値の決定、並
びに、少ないメモリ要件を必要とするシステムと方法では、複合的統計計算が実
行できないことが、多くのアプリケーションの重大な限界を表すものであるよう
には思われない。なぜなら、このような複合計算は必要とされない場合が多いか
らである。

【００２８】次に図３に目を向けると、本発明の１つの実施例に従ってＴＯＬＯ表を用いて
１組の離散パラメータ値から最小値及び／又は最大値を決定する実現構成がフロ
ーチャートの形で例示されている。サンプル・パラメータ値が、規則的なベース
で、または、不規則なベースで外部ソースから受信されることが仮定されている
。ＴＯＬＯ表が、パラメータ値(ｐ_i)によってとることが可能な各々のとり得る
値用のテーブル・エントリを含むように設定されていることも仮定されている。
ステップ４０で、値ｐ_iを持つ新しいサンプル・パラメータが受信されたとき、
現在の受信時刻(ｔ_c)がＴＯＬＯ表の中に格納され、パラメータ値(ｐ_i)用として
予約されたパラメータ列エントリと関連づけられる。サンプル・パラメータ値(
ｐ_i)が規則的な間隔または不規則な間隔で受信され、システムの作動中この処理
は反復される。処理中のある時点で、ステップ４４における場合のように、所定
のサイズのスライディング・ウィンドウの範囲内に入るＴＯＬＯ表に格納された
パラメータの最小値及び／又は最大値の決定を要求してもよい。最小値／最大値
の決定を要求するとき、カウンタ変数ｉはｉ＝０に設定され、ステップ４６に示
されるように、時間変数ｔ_cはｔ_c＝現在の時刻に設定される。ステップ４８で、
変数ＭＡＸはＭＡＸ＝ｐ₀(すなわち最小パラメータ値)に設定され、変数ＭＩＮ
はＭＩＮ＝ｐ_N-1(すなわち最大パラメータ値)に設定される。ここで留意すべき
ことは、本例示では、ｐ_i(ｉ＝０，１，２，...Ｎ−１)によってパラメータ値の
索引化を行うことが想定されているという点である。

【００２９】ＴＯＬＯ表のこの実施例によれば、スライディング・ウィンドウのサイズは−
ｔとして設定され、これは秒、分、あるいはその他の時間測定単位として設定す
ることができる。ステップ５０から始まり、ＴＯＬＯ表は一般に、ポインタやそ
の他の公知の走査用アプローチを用いて走査され、現在の時刻ｔ_c(すなわちウイ
ンドウ・サイズ＝ＳＷ＝ｔ_c−ｔ)に関してどの他のタイム・エントリｔ_iがスラ
イディング・ウィンドウの範囲内に入るかが決定される。ステップ５０で、ＴＯ
ＬＯ表内の第１のパラメータ値エントリｐ₀と関連づけられたタイム・スタンプ(
ｔ₀)がウィンドウの範囲内に入る場合(すなわち、ｔ₀＞ｔ_c−−ｔ)、パラメータ
値エントリ(ｐ₀)の値が変数ＭＩＮと比較される。ｐ０が変数ＭＩＮ未満となる
ように決定された場合、変数ＭＩＮはステップ５２でＭＩＮ＝ｐ０に設定される
。ｐ₀が変数ＭＡＸより大きいことが判明した場合、変数ＭＡＸはステップ５４
でＭＡＸ＝ｐ₀に設定される。この場合カウンタ変数ｉの値はステップ５６でｉ
＝ｉ＋１＝１に設定される。

【００３０】カウンタ変数ｉが、ＴＯＬＯ表内のパラメータ値エントリの総数(変数Ｎによ
って表されている)未満の場合、ＴＯＬＯ表内の残りのパラメータ値エントリに
対してステップ５０−５６が反復される。ポインタが、ステップ５８で検査され
て、ＴＯＬＯ表内のＮ個の数のパラメータ値エントリのすべての中を進んだ後、
それぞれの最小値と最大値変数(ＭＩＮとＭＡＸ)はステップ６０で返される。図
３に描かれている最小値／最大値決定処理は、ステップ４４での処理手順の実行
を要求する別のリクエストの受信時に反復することができる。新しいサンプル・
パラメータ値(ｐ_i)の着信に関する受信及び格納ステップ４０と４２と共最小値
／最大値決定処理の実行を行うことができることが理解できる。

【００３１】本明細書に記載のＴＯＬＯ表方法論は決して、最小整数値及び／又は最大整数
値を決定するアプリケーションに限定されるものではないことを理解すべきであ
る。この方法論は、パラメータが設定された、ソート可能な１組のとり得る離散
値と関連づけられている限り、任意のタイプのパラメータについて利用すること
ができる。例えば、このような値は実数またはアルファベット文字であってもよ
い。ＴＯＬＯ表方法論は、単一のウィンドウや一定サイズを持つウィンドウを用
いるアプリケーションに限定されるものではないことをさらに理解すべきである
。むしろ、この方法論を用いて、いくつかのウィンドウおよび様々なサイズすな
わち持続時間を持つウィンドウと同時に機能するようすることが可能である。さ
らに、前に解説したように、ＴＯＬＯ表方法論を利用して、いくつかのパラメー
タ値のうちのいずれが特定のスライディング・ウィンドウの設定の範囲内で受信
されたか否かの判定を行うことができる。

【００３２】本発明の様々な態様をさらに例示するため、様々なタイプのＴＯＬＯ表を用い
るいくつかの例について以下本明細書で説明する。本明細書に記載の例示実施例
は例示を目的とするだけのために記載されているものであり、本発明の範囲と精
神に対する限定を表すものではない旨を理解すべきである。

【００３３】例＃１この第１の例では、温度計のような装置によって室温Ｔのようなパラメータの
測定を行う場合を仮定している。この温度計が華氏１度の範囲で温度測定が可能
であること、また、この温度が７０Ｆと７５Ｆ等の最大範囲の温度値の間で変動
し得ることがさらに仮定されている。したがって、生じ得る温度測定値の数値は
１組の離散値(すなわちｔ＝７０Ｆ，７１Ｆ，７２Ｆ，７３Ｆ，７４Ｆ，７５Ｆ)
に限定される。一定ではないある時間間隔で温度測定を行うこと、かつ、時間の
増分が０秒からの初期開始時刻に関して適時順方向に進むことを仮定することも
できる。

【００３４】下記の表３は、測定列の時刻を含む温度データを示す表を表すものであり、順
序番号ｉによる測定時刻(ｔ_i)と、この順序番号ｉと関連づけられた測定温度値(
Ｔ_i)とが示されている。合計１０個の温度測定値が表３に記載されているが、こ
れらの温度測定値は、開始時刻ｔ₁＝０秒とｔ₁０＝１６５秒の間で受信されたも
のと仮定されている。

【００３５】

【表３】

【００３６】例えば、指定スライディング・タイム・ウインドウのサイズすなわち持続時間
を３０秒と設定して、表３のデータを用いてｔ_i＝１２０秒における最低温度と
最高温度の決定を行いたい場合、時刻ｔ_i＝１２０秒における対応するＴＯＬＯ
表が下記の表４として示されている。

【００３７】

【表４】

【００３８】表４として示されるＴＯＬＯ表は、６つの離散値(Ｔ_i)と、対応する温度値(Ｔ_i )が最後に発生した時刻(ｔ_i)とを含むように編成される。温度測定値(Ｔ_i)が測
定または受信される毎に、受信時刻(ｔ_i)がＴＯＬＯ表内の対応する温度値に隣
接してマークされる。例えば、時刻ｔ_i＝４５秒において、温度測定値がＴ_i＝７
２Ｆである場合、Ｔ_i＝７２Ｆの最後の発生時刻はｔｉ＝１５秒からｔ_i＝４５秒
へ更新される。時刻ｔ₁＝１２０秒で最高温度と最低温度を決定したい場合、図
３に描かれている最小値／最大値決定処理を開始することができる。下記の表５
は反復順序番号ｉの関数としてパラメータＭＩＮとＭＡＸの値を示している。表
４として描かれているＴＯＬＯ表は説明を明瞭にするために表５の中へ組み込ま
れている。

【００３９】

【表５】

【００４０】表５と図３を参照すると、現在のタイム変数(ｔ_c)はｔ_c＝１２０秒に設定され
、ウインドウ・サイズ(−ｔ)は−ｔ＝３０秒に設定される。この−ｔの値によっ
て１２０秒と９０秒との間の範囲にわたるタイム・パラメータ値がカバーされる
。また変数ＭＡＸとＭＩＮとはそれぞれ７０Ｆと７５Ｆに設定される。ステップ
５０から始まる処理ループの範囲内で設定されるこの処理ステップは、ＴＯＬＯ
表の各温度値(Ｔ_i)について実行される。第１の温度パラメータ値Ｔ₀＝７０Ｆに
関して、対応する最後の発生時刻ｔ₀はヌル値によって与えられる。最後の発生
タイム・パラメータを示すヌル値(ｔ₀)は、温度値ｔ₀＝７０Ｆがまだ発生してい
ないこと、したがって設定されたスライディング・ウィンドウの範囲内で発生し
ていないことを示す。これに応じて、カウンタ変数ｉがステップ５８で１だけ増
分され、次の温度パラメータ値Ｔ₁＝７１Ｆがステップ５０で検査される。

【００４１】カウンタ変数Ｉがｉ＝１に設定された場合、温度値Ｔ１＝７５Ｆがｔ１＝９４
秒で最後に発生したことがわかる。このｔ₁の値はスライディング・ウィンドウ
の範囲内に入るものである。ステップ５２でパラメータｔ_i＝７１Ｆの値が変数
ＭＩＮ＝７５Ｆ未満であるため、変数ＭＩＮはＭＩＮ＝７１Ｆに設定される。変
数ＭＡＸ＝７０Ｆの現在の値が７１Ｆより小さいため、ＭＡＸの値はＭＡＸ＝７
１Ｆに設定される。カウンタ変数ｉはｉ＝２に設定される。ステップ５８で、ｉ
＝２はＮ＝６以上ではないので、ステップ５０が次の温度値ｔ₂＝７２について
反復される。温度パラメータＴ₂＝７２と関連づけられたタイム・スタンプｔ２
＝４５秒がスライディング・ウィンドウの範囲内にはないので、カウンタ変数ｉ
はｉ＝３に増分される。Ｔ₃＝７３Ｆが、スライディング・ウィンドウの範囲内
に入るｔ₃＝１０１秒で最後に発生したことがわかる。７３Ｆが変数ＭＡＸ＝７
１Ｆより大きいので、変数ＭＡＸはＭＡＸ＝７３Ｆに設定される。

【００４２】７３Ｆは変数ＭＩＮ＝７１Ｆ未満ではないので、変数ＭＩＮの値は変更されな
い。順序番号ｉがｉ＝４へ増分されて、タイム・パラメータｔ₄＝１０５秒がス
ライディング・ウィンドウの範囲内に入るように決定される。７４Ｆが変数ＭＡ
Ｘ＝７３Ｆより大きいので、変数ＭＡＸはＭＡＸ＝７４に設定され、変数ＭＩＮ
は変更されない。次いで、カウンタ変数ｉはｉ＝５へ増分される。タイム・パラ
メータｔ₅＝２５秒はスライディング・ウィンドウの範囲内に入らないので、温
度ｔ₅＝７５は無視され、カウンタ変数ｉがｉ＝６へ増分される。ステップ５８
で検査されるように、ｉ＝６はＮ＝６以上であるため、処理ループから抜けて、
変数ＭＩＮとＭＡＸの値はＭＩＮ＝７１ＦとＭＡＸ＝７４Ｆとして返される。

【００４３】例＃２別の実施例によれば、サンプル・パラメータ値の順序番号は、パラメータ値の
受信時刻の代わりに、スライディング・ウィンドウの設定を行うために用いるこ
とができる。前回の例(例＃１)では、スライディング・ウィンドウは時間(すな
わち−ｔ＝３０秒)という点から設定された。本例では、スライディング・ウィ
ンドウは２サンプルのようなサンプル・パラメータ値の予め選択された数に基づ
いて設定される。上記に表２に関して前回解説したように、パラメータ値の順序
番号は、パラメータ値が時系列で受信されたソート順すなわち位置を表す。した
がって、測定された温度値は、受信時刻のソート順に基づくサンプル・パラメー
タ値の順序番号を表す表５または表６の第１列によって特徴づけられる。

【００４４】図３に関して前述した最大値／最小値決定処理は表６として以下に示すＴＯＬ
Ｏ表と共に一般に用いることができる。しかしある特定の温度(Ｔ_i)がスライデ
ィング・ウィンドウの範囲内に入るかどうかに関する決定は、パラメータ値のタ
イム・スタンプに基づく代わりに、今回はサンプル・パラメータ値の順序番号に
基づくことになる。表６に示されるＴＯＬＯ表を用いて、上記表３で与えられた
測定温度値に基づいて、時刻ｔ＝１２０秒における最低温度値と最高温度値との
決定を行うことを再び望むものと仮定する。

【００４５】

【表６】

【００４６】表３を参照すると、時刻ｔ＝１２０秒において、最後のサンプル温度値がｉ＝
７の順序番号を持っていたことがわかる。スライディング・ウィンドウが２サン
プルのサイズ(すなわちＷ＝２)を持つと仮定すると、順序番号ｉ＝６とｉ＝７を
持つ温度値はスライディング・ウィンドウの範囲内に入ることが理解できる。次
いで、第１に、変数ＭＩＮとＭＡＸをそれぞれ７５と７０に設定することにより
図３の一般的処理を開始することができる。ｉ＝０、ｉ＝１またはｉ＝２の場合
、測定された温度(すなわち、ｔ₀、ｔ₁、ｔ₂)がスライディング・ウィンドウ(す
なわちｎ＝６またはｎ＝７)の範囲内に発生していないことが表６として示され
るＴＯＬＯ表からわかる。次いで、温度ｔ３＝７３Ｆと関連づけられた、ｉ＝３
に設定されたカウンタ変数ｉについては、この温度値の最後の発生はウィンドウ
の範囲内に入り、変数ＭＩＮとＭＡＸの双方は７３Ｆに設定される。

【００４７】変数ｉがｉ＝４へ増分された場合、温度Ｔ₄＝７４Ｆも発生するため変数ＭＡ
Ｘは７４Ｆに設定される。最後に、ｉ＝５の場合、温度値ｔ₅＝７５の最後の発
生はスライディング・ウィンドウ範囲の外側に入る。最小値／最大値決定処理の
完了時に、変数ＭＩＮ＝７３ＦとＭＡＸ＝７４Ｆとは最低温度値と最高温度値と
して返される。ここで留意すべきことは、本例のスライディング・ウィンドウの
サイズがＷ＝３サンプル値に設定された場合、最低温度値と最高温度値とは上述
の例＃１で得られる値と同じとなる。

【００４８】当業者であれば理解できるように、ＴＯＬＯ表とスライディング・ウィンドウ
を使用する上述の最小値／最大値決定方法論は多種多様のアプリケーションで利
用することができ、特に、高速アプリケーションで有用である。例えば、ＡＴＭ
ネットワークのようなネットワーク通信システムでは、離散情報セルは関連づけ
られた優先値を持つことができ、この優先値によって、ネットワークを介して伝
送される他のセルに対する相対的なセルの重要性が部分的に決定される。例えば
、一般にセルと関連づけられるある優先度に基づいて、新しく着信するセルを受
け入れるか、廃棄するかのいずれかを行う手段となる評価処理がネットワーク・
ノードによってしばしば実行される。例えば、この受け入れは、セルの優先順位
とネットワーク・ノードで計算された閾値優先順位との間の比較に基づくもので
あってもよい。ほとんどのセル優先順位づけ方式では、セル優先度の値は離散的
で、かつ、範囲が限定されているため、ネットワーク・ノードは、本発明の原理
に従う最大値／最小値決定処理を実行して、閾値優先順位の所定のサンプル母集
団の範囲内で、最小値閾値優先順位及び／又は最大閾値優先順位を決定すること
ができる。

【００４９】以下本明細書に例示を目的として記載するサービス・コンセプトは簡易統合メ
ディア媒体アクセス(ＳＩＭＡ)サービス・モデルと考えることができる。ＳＩＭ
Ａサービス・モデルは、ＡＴＭの基本プロパティを組み入れたものであるが、こ
のモデルには、名目ビットレート(ＮＢＲ)サービスと称される新しいサービス・
コンセプトのコンテキストの範囲内で設定されるような８つの優先順位が追加さ
れる。一般に、ＮＢＲサービスでは、様々な接続間でのネットワーク容量の単純
でかつ効率的な分割が行われ、このような接続利用に対してユーザー料金の課金
が行われる。

【００５０】ＳＩＭＡサービス・モデルを用いて実現されるネットワークと関連する様々な
利点を例示するために、様々な従来のＡＴＭサービス・モデルについての簡単な
説明を行う。従来のＡＴＭサービス・アーキテクチャでは、サービス・カテゴリ
としばしば称されるいくつかの所定のサービス品質クラスが一般に提供される。
これらのサービス・カテゴリの各々にはいくつかのサービス品質(ＱｏＳ)パラメ
ータが含まれ、これらのパラメータによってそれぞれのサービス・カテゴリの性
質が設定される。言い換えれば、所定の指定されたサービス・カテゴリによって
、ＡＴＭパフォーマンス・パラメータのサブセットにより指定された方法でＡＴ
Ｍ仮想接続(ＶＣＣまたはＶＰＣ)時のパフォーマンスが提供される。以下本明細
書では、ＡＴＭフォーラム仕様基準に定義されるこれらサービス・カテゴリには
、例えば、固定ビットレート(ＯＢＲ)カテゴリ、リアルタイム可変ビットレート
(ＲＴ−ＶＢＲ)カテゴリ、非リアルタイム可変ビットレート(ＮＲＴ−ＶＢＲ)カ
テゴリ、非特定ビットレート(ＵＢＲ)カテゴリ、及び、利用可能なビットレート
(ＡＢＲ)カテゴリが含まれる。

【００５１】固定ビットレート・サービス・クラスは、接続の存在中、固定量の帯域幅を必
要とするリアルタイムのアプリケーションのサポートを意図するものである。特
定のサービス品質についてネゴシエーションが行われ、ＣＢＲサービスが提供さ
れる。その場合、ＱｏＳパラメータにはピーク・セル・レート(ＰＣＲ)の特徴づ
け、セル損失比率(ＣＬＲ)、セル転送遅延(ＣＴＤ)、セル転送遅延ゆらぎ(ＣＤ
Ｖ)が含まれる。従来のＡＴＭトラフィック管理方式では、例えば、サーキット
・エミュレーションや音声／ビデオ・アプリケーションのようなリアルタイムの
アプリケーションをサポートするために、ユーザー契約によるＱｏＳの保守管理
が保証される。これらのリアルタイムのアプリケーションには厳しい制約を有す
る遅延変動が要求される。

【００５２】非リアルタイムＶＢＲサービス・クラスは非リアルタイム・アプリケーション
のサポートを意図するものであり、この結果生じるネットワーク・トラフィック
は頻繁なデータ・バーストを持つものとして特徴づけることができる。同様に、
リアルタイム可変ビットレート・サービス・カテゴリを利用して“バースティな
”ネットワーク・トラフィック状態をサポートすることもできる。ｒｔ−ＶＢＲ
サービス・カテゴリとｎｒｔ−ＶＢＲサービス・カテゴリとは、前者が、音声や
ビデオのアプリケーションのようなリアルタイムのアプリケーションのサポート
を意図するものであるという点で相異なるものである。リアルタイム及び非リア
ルタイムＶＢＲサービス・カテゴリの双方とも、ピーク・セル・レート(ＰＣＲ)
、持続可能なセル・レート(ＳＣＲ)、及び、最大バースト・サイズ(ＭＢＳ)とい
う点から特徴づけられる。

【００５３】トラフィック関連サービス保証を指定しないという点で非特定ビットレート(
ＵＢＲ)サービス・カテゴリは“最善の努力を尽くすサービス”と見なされるこ
とが多い。したがって、ＵＢＲサービス・カテゴリは、ファイル転送やｅ−メー
ル等の従来のコンピュータ通信用アプリケーションを含む非リアルタイム・アプ
リケーションのサポートを意図するものである。

【００５４】利用可能なビットレート(ＡＢＲ)サービス・カテゴリは、フィードバック・メ
カニズムを利用してトラフィック・レートの制御を行うことにより利用可能な帯
域幅の分配をユーザーに対して行う。トラフィックの輻輳状態を制御または回避
しようとする努力の中で、このフィードバック・メカニズムによってセル伝送速
度の変更が可能になり、さらに、利用可能な帯域幅のさらに効果的な利用が可能
になる。資源管理(ＲＭ)セルによってデータ・セルの伝送が優先され、該データ
・セルはソースから宛先へ伝送され、次いで、ソースへ戻される。これはトラフ
ィック情報をソースへ出力するためである。

【００５５】上述の現在のＡＴＭサービス・アーキテクチャは少なくとも概念的レベルでは
、通信業が直面する多くの問題に対して実行可能な解決法を提供するように見え
るものの、現在定義されているようなＡＴＭは、仕様と勧告に明確に述べられて
いる目的を満たすために複雑なトラフィック管理方式の実施を必要とする。ネッ
トワークにおいてトラフィック・フローを効率的に管理するために、従来のＡＴ
Ｍトラフィック管理方式では、サービス・クラス・パラメータ、トラフィック・
パラメータ、サービス品質パラメータ等を含む莫大な数のトラフィック状態を示
すインジケータを査定する必要がある。このようなパラメータの非完全リストお
よびその他のＡＴＭトラフィック管理についての検討事項が、ＡＴＭフォーラム
技術委員会によって発行された「Ｂ−ＩＳＤＮにおけるトラフィック制御並びに
輻輳状態制御」と題するＴＴＵ−Ｔ勧告Ｉ.３７１並びにトラフィック管理仕様
、バージョン４.０(ａｆ−ｔｍ−００５６.０００、１９９６年４月)に記載され
ている。

【００５６】ネットワーク・トラフィックについての１つの重要な考慮事項として、特定の
バーチャル接続で現在利用可能な帯域幅の量が考えられる。ＡＢＲサービス・カ
テゴリを除いて、現行のＡＴＭサービス・クラスではこのネットワーク負荷情報
の利用については提案が行われていない。ＡＢＲサービス・カテゴリは、ユーザ
ーへ返されるネットワーク負荷情報に基づいて利用可能な帯域幅の動的割振りを
提供するものである。

【００５７】しかし、ＡＢＲサービス・クラスは、現在のセル・レート、明示的レート、最
低セル・レート、方向指示、輻輳状態指示並びにその他の情報を含むフィードバ
ック情報の複合的構成を提供するものである。この複合的構成によってサービス
・クラス・アーキテクチャの複雑さが改善される。また、ＡＢＲサービス・クラ
スに対して設定されるこのフィードバック・メカニズムによって、設定された最
小セル・レートとピーク・セル・レートとの間で結びつけられた帯域幅の割振り
が提供される。・したがって、セル・レート保証が存在し続け、それによってト
ラフィック管理方式の複雑さが増加することになる。さらに、ＡＢＲサービス・
クラスを含む従来のＡＴＭサービス・クラスでは、ネットワークの負荷状態が決
定されるが、該ネットワークの負荷状態に従ってセル転送レートを管理する解決
方法は提供されない。

【００５８】これらの従来のＡＴＭサービス・モデルとは対照的に、ＳＩＭＡサービス・モ
デルでは、実現上概念的に複雑でないネットワーク構成及び方法が提供される。
ＳＩＭＡサービス・モデルを実現するネットワークによって、帯域幅過負荷状態
中にネットワーク容量の効率的分割がさらに行われ、その一方で、最低限の複雑
さと無視できる遅延を伴うネットワーク負荷情報の提供がユーザーに対して行わ
れる。ＳＩＭＡサービス・モデルの基本バージョンを含むネットワークでは、ト
ラフィック記述子、サービス品質パラメータ、サービス・クラス、接続許可制御
(ＣＡＣ)あるいは使用状況パラメータ制御(ＵＰＣ)を含む従来のわずらわしいト
ラフィック管理機能の多くを行う必要がなくなる。

【００５９】これら機能のすべては、ユーザー／ネットワーク・インターフェースに設けら
れる測定ユニットと、ネットワーク・ノードに設けられるセル・スケジューリン
グ／バッファリング・ユニットの２つの自律ユニットによって実行される機能に
よって効果的に置き換えられる。ＳＩＭＡサービス・コンセプトは、ユーザーの
立場から見ると、設定済みのトラフィックや各接続に関連づけられる品質パラメ
ータが存在しないため単純で理解し易く、また、接続利用に対する課金はＮＢＲ
値および接続時間だけに基づいて行われる。

【００６０】ＳＩＭＡサービスの典型的実施構成では、アクセス・ノードとコア・ネットワ
ーク・ノードの２つの主要な構成要素が利用される。これらのノードは基本的に
異なる機能的役割分担を行う。例えば、アクセス・ノードは、ユーザー／ネット
ワーク・インターフェースであってもよいが、すべての接続についてトラフィッ
ク測定を行うタスクを実行し、一方、コア・ネットワーク・ノードでは、トラフ
ィック・コントロール機能は個々の接続プロパティについて何も知る必要はない
。

【００６１】ＳＩＭＡサービス・モデルのこのエレガントな単純さによって、インフラ・ス
トラクチャ・ハードウェアとソフトウェアのメーカーには明らかな利点が提供さ
れる。例えば、ＡＴＭ交換機あるいは交差型接続(crossconnect)は、個々のセル・ス
ケジューリング／バッファリング・ユニットと、スイッチング・ファブリックと
、ルート選定機能とを用いて組み立てることが可能である。ＡＴＭバーチャル・
パスやＩＰ交換技術を用いることにより、ルート選定タスクの複雑さを少なくす
ることができる。さらに、セル・スケジューリング／バッファリング・ユニット
の自動機能にネガティブなインパクトを与えることなく、パケット廃棄と優先度
フィードバック機能をこのユニットの中に含めることができる。また、ネットワ
ーク・ノードの単純な実現から、比較的費用のかからない大容量ネットワーク・
インフラ・ストラクチャの利用可能性という結果を得ることができる。

【００６２】ＳＩＭＡサービス・インフラ・ストラクチャのさらに複合化されたユニットは
アクセス・ノードに関係する。このようなアクセス・ノードには、リアルタイム
ですべての接続のトラフィック・ストリームを測定する測定ユニットと、すべて
のセルに対して割り当てられる優先度の決定用計算ユニットが一般に含まれる。
従来のＡＴＭネットワークの中でＵＰＣを実行する際の難度レベルより大きくな
い難度レベルでこれらの追加機能が実現可能であることが望ましい。

【００６３】本発明を好適に用いて、本明細書に開示されているように、セル・ソーシング
・ユニットがそのセル転送レート(ＣＴＲ)と、受け入れ可能なセル損失確率との
調整を行うことができるように、ＮＢＲシステムにおいて優先度フィードバック
情報の提供を行うことができる。接続閾値レベルに関する情報が周期的に更新さ
れ、セル送信ユニットへのフィードバックが行われる。各ＡＴＭノードは、接続
を調べるためにソースが使用する特別の状態セルの中へ挿入できる一般的許容優
先順位を計算する。

【００６４】本発明の１つの実施例では、このフィードバック特性を用いて、バーチャル接
続ノードで受け入れられる最悪ケースの許容可能な優先度を上回ることのない状
態に可能な最高の優先度を保つことにより、ＣＴＲの最適化が行われる。したが
って、本発明は、ある接続の複数のノードによってまだ受け入れられる典型的優
先順位のソース端のシステムに対して、優先順位フィードバック(ＰＬ_fb)に関す
る情報を提供するものである。

【００６５】優先順位フィードバックを提供するために、接続時に各ノードにおいて許容優
先順位(ＰＬ_a)が決定される。優先順位フィードバック・レベル(ＰＬ_fb)によっ
てソースから宛先への最悪ケース(ＰＬ_a)が保存され、この最悪ケースは状態セ
ルのフィールドとして格納される。本発明の実施例を用いて、接続時に現在受け
入れられている最低許容優先順位(すなわち最高許容優先“順位”、ＰＬ_a)の値
を効率的に決定することができる。

【００６６】後続するＡＴＭノードは、特別の状態セル内のＰＬ_fbをノードで受け入れられ
ている現在の優先順位(ＰＬ_a)と比較する(すなわちノードでは廃棄されない)。
状態セルが、ノードにおいて現在の許容優先順位より大きな値を持つＰＬ_fbを含
む場合、状態セルのＰＬ_fbは、ノードのＰＬ_a値に対応する新しいさらに小さな
値と置き換えられる。したがって接続の宛先は、接続の最小値ＰＬ_fbを受信する
。この最小値ＰＬ_fbは、セルを廃棄することなく接続の通過に成功する一般に最
高優先順位ＰＬ(最悪優先度に対応する)と言われるものを示す。次いで、宛先ユ
ニットは、セル・ソースへこのネットワーク負荷情報を返送し、これによって、
ユーザーはＣＴＲの調整を行い、以後に出されるデータ・セルが接続のノードに
おけるセルの廃棄によって失われる可能性を少なくすることが可能となる。

【００６７】図１を参照すると、ＮＢＲサービス接続を介してユーザー／ネットワーク・イ
ンターフェースとネットワークとの間で情報を伝送する一般的方法論が示されて
いる。最初、ユーザーは、プロバイダと名目ビットレートのネゴシエーションや
選択を行う(１４０)。このネゴシエーションは接続に先行して実行してもよいし
、接続確立時に実行してもよい。１つの実施例では、ユーザーは、所望のＮＢＲ
を求めている旨をプロバイダに知らせ、要求された接続帯域幅がユーザーに対し
て割り振られる。この実施例によれば、プロバイダは、ＮＢＲ接続の確立あるい
は解除に先行してコア・ネットワーク・ノードに存在する現在のネットワークの
負荷状態を分析するタスクを行う必要はない。代替実施例では、ＮＢＲ接続の確
立または解除に先行して、プロバイダはネットワークの負荷状態を決定するタス
クを実行する。ただし、ＮＢＲサービスをサポートする適正な構成のネットワー
クではこのタスクが不要な場合もある。

【００６８】特定のアプリケーションに応じて、ユーザーはリアルタイムまたは非リアルタ
イムのネットワーク接続を選択する(１４２)。各セルの優先順位(ＰＬ)を決定す
る処理は、各セルの重要性すなわち他のセルに対する臨界(criticality)を示す
ものであるが、この処理にはＵＮＩでの選択されたリアルタイムまたは非リアル
タイム接続の実際のまたは測定されたビットレート(ＭＢＲ)の測定(１４４)が含
まれる。各セルの優先順位は、ＭＢＲとＮＢＲの比率を用いてＵＮＩで決定され
る(１４６)。

【００６９】ＵＮＩでの各セルの優先順位の計算後セルはネットワーク(ネットワークのノ
ードなど)へ伝送される(１４８)。ネットワーク・ノードは、ＵＮＩから伝送さ
れたセルの着信時にセルのフィルタリング処理を実行する。このフィルタリング
処理によって、ノードはある特定セルを受け入れるか廃棄するの決定を行う。こ
のセル・フィルタリング処理には、バッファまたはメモリ占有度を決定するため
の、ネットワーク・ノードの１以上のバッファ状態の決定または１以上のメモリ
状態の決定(１５０)が含まれる。ノードは、セルの優先順位とノード・バッファ
の状態に基づいてセルの受け入れあるいは廃棄(１５２)を行う。ノードで決定さ
れたフィルタリング基準を満たすセルは、接続用として予想されるサービス品質
と一致する方法で、受け入れられ、バッファされ、当該ネットワークまたは別の
ネットワーク内の別のノードへ最終的に伝送される(１５４)。

【００７０】図７−８はＮＢＲサービス方法論の１つの実施例によるスケジューリング用セ
ルとバッファ用セルの処理手順を例示する。図７を参照するとわかるように、ユ
ーザーはプロバイダに対してＮＢＲを確立する(１６０)。必要というわけではな
いが、デフォルト設定として非リアルタイムの(ｎｒｔ)サービス・クラスにサー
ビス・クラスを初期設定する(１６２)ほうが望ましい場合もある。特定のアプリ
ケーションによっては、ユーザーがリアルタイム(ｒｔ)サービス・クラス１６４
を必要とする場合がある。その場合、このリアルタイム(ｒｔ)サービス・クラス
１６４はユーザーが直接設定することもできるし、あるいは、一般には、ユーザ
ーのアプリケーションや通信用ソフトウェアによって設定することもできる。ユ
ーザーがリアルタイム接続を必要とする場合、ユーザーのＵＮＩから伝送された
各セルは、セルのペイロードがリアルタイム情報を含むことを示すように設定(
１７０)されたセル・ヘッダの中にサービス・クラス・ビットを持つことになる
。ここで留意すべきことは、ＮＢＲコンセプトに従って実現されるネットワーク
の状況の範囲内では、特定のセル転送遅延(ＣＴＤ)パラメータとセル転送遅延ゆ
らぎ(ＣＤＶ)パラメータとを指定する必要なく、リアルタイム・サービス・クラ
ス接続が任意のリアルタイム・アプリケーションを実質的にサポートすることが
予想されるという点である。したがって、セル・ヘッダのＣＴＤとＣＤＶビット
とを適切な値に設定して接続のリアルタイム要件を調整する従来の処理手順を完
全に除くことができる。

【００７１】ユーザーがリアルタイム接続を必要としない場合、デフォルトの非リアルタイ
ムのサービス・クラス状態はそのまま作動する。したがって、各セル・ヘッダの
ｒｔ／ｎｒｔサービス・クラス・ビットは、セルのペイロードが非リアルタイム
情報１６６を含むことを示すように設定される。ここで留意すべきことは、本明
細書で開示されるＮＢＲサービスが、従来のＡＴＭトラフィック管理アプローチ
によって用いられるセル損失優先度(ＣＬＰ)方式を利用しないという点である。
したがって、リアルタイムのペイロードと非リアルタイムのペイロードとの識別
にセル・ヘッダ内のＣＬＰビットを使用することができる。

【００７２】上記実施例では、接続を介して伝送される各セルは、セル・ヘッダのｒｔ／ｎ
ｒｔサービス・クラス・ビットを適切に設定することなどにより、リアルタイム
・セルまたは非リアルタイム・セルのいずれかとして指定される。ある代替実施
例では、ユーザーの要求に応じて、接続はリアルタイム接続または非リアルタイ
ム接続のいずれかとして指定することができ、このような接続を介して伝達され
るセルをリアルタイム状態または非リアルタイム状態に個々に割り当てる必要は
ない。所定の接続用の各ノードは、ノードへのセルの着信時にテーブル・ルック
アップ処理手順を実行して、そのセルがリアルタイム接続と非リアルタイム接続
のいずれに関連づけられるかを決定するようにすることができる。したがって、
この実施例によれば、リアルタイム・セルと非リアルタイム・セルとを識別する
ためにセル・ヘッダ・ビットを予約する必要はない。

【００７３】上述の方法で、ｒｔ／ｎｒｔサービス・クラス・ヘッダ・ビットが設定された
後、ＵＮＩとネットワークとの間で伝送される特定セルの実際のビットレートが
測定される(１７４)。実際には、実際のビットレートが、時間によるかなりの変
動を受ける可能性があるため、ＵＮＩの測定ユニットでは、平均化測定原理が用
いられ、実際のビットレートすなわち瞬間ビットレート(ＭＢＲ_i)が決定される
。

【００７４】一般に、ＵＮＩは、特定の接続(リアルタイムまたは非リアルタイム接続など)
に適した継続時間を持つ測定周期の範囲内で接続の実際のビットレートすなわち
瞬間ビットレートを近似させることにより、セル_iのような実際のビットレート
の測定を行う(１７４)。公知の方法を用いて瞬間ビットレート(ＭＢＲ_i)を測定
することができる。

【００７５】ｉ番目のセルの測定されたビットレート(ＭＢＲ_i)を決定した(１７４)後、測
定されたビットレート(ＭＢＲ_i)と名目ビットレート(ＮＢＲ)とを用いてｉ番目
のセルの優先順位が計算される。１つの実施例によれば、８つの優先順位を用い
るセルの優先度の順位づけ方式を用いて、セル間の識別が可能であることが想定
されている。８つの優先順位のいずれがある特定のセルに割り当てるかを示すた
めに、各セルは３ビットを割り振る。

【００７６】現在のＡＴＭ仕様によれば、ＡＴＭセルは５−オクテット・ヘッダと４８−オ
クテット・ペイロードとから成る固定サイズフレームを持つ伝送ユニットとして
指定されている。セル優先順位の指定を目的として、セル・ヘッダの中に３ビッ
トを割り振る必要があるため、現在設定されているＡＴＭヘッダ・ビットの利用
が必要となる場合があることを理解すべきである。例えば、合計４ビットを構成
する現在の汎用フロー制御(ＧＦＣ)フィールドの利用が可能である。この場合、
セル優先順位を指定するために３ビットを割り振り、ｒｔ/ｎｒｔサービス・ク
ラス・ビットとして１ビットを指定することができる。別の実施例によれば、５
−オクテット・ヘッダＡＴＭ仕様から逸脱することにより、８つの優先順位の中
の１つと、ｒｔ／ｎｒｔサービス・クラスとを示すことを目的として、他のヘッ
ダ・ビットの割り振りを行うことも可能である。

【００７７】したがって、セル優先順位とサービス・クラス指定を表すために他のヘッダ・
ビットを再設定してもよい。或いは、セル優先順位及び／又はサービス・クラス
を指定するために必要とされる１以上のビットを、現在設定されているＡＴＭセ
ル・ヘッダの外側に配置することができる。現行のＡＴＭセル・ヘッダ設定に対
して小さな修正を行う必要はあるが、本発明のＮＢＲサービス方式を採用するこ
とにより提供される実質的利点である、ネットワーク及びトラフィック管理のオ
ーバーヘッドと複雑さのかなりの減少等の実質的利点によってこれはかなり相殺
される。

【００７８】優先順位の数は８未満でも８以上でもよい。例えば、セルの優先順位を示す目
的で４セル・ヘッダ・ビットが割り振られる場合、２⁴(すなわち２^n-bits)すな
わち１６もの優先度を設定することができる。ＮＢＲサービスでの優先順位の数
の増加により、プロバイダは、ネットワーク・トラフィックの管理を行う際、特
定の接続帯域に対して従来よりきめ細かな調整を行うことが可能となる。トラフ
ィック・コントロールのこの従来よりきめ細かなレベルの代償として、さらに大
きな数の優先順位の解決に必要な単数又は複数の追加セル・ヘッダ・ビットがあ
る。

【００７９】優先順位計算ユニットは、ＭＢＲ_iとＮＢＲ値の計算された値を用いてセル_i等
の各セルの優先度を決定する(７６)。１つの実施例によれば、ｉ番目のセルがネ
ットワークへ伝送される場合、測定されたビットレートがＭＢＲ_iであると仮定
して、次式を用いてセルｉの優先順位(ＰＬ_i)を計算することができる：

【００８０】

【数１】

【００８１】来のＡＴＭサービス接続の双方を適合化する実施例に従って、ゼロの優先順位(
ＰＬ＝０)が、保証された帯域幅とサービス品質を備えた通常のＡＴＭサービス
ｘの整数部を表すために、上記の式［１］を修正してＰＬ＝１とＰＬ＝７の間の
範囲にわたるセル優先度を生成するようにすることができる。優先値のソート順
は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の方式から外れ
るものであってもよいと理解すべきである。したがって、例えば、優先値“７”
が最高の優先度に対応し、優先値“０”が最低の優先度に対応するように設定す
ることが可能である。

【００８２】接続ネゴシエーションを行ったＮＢＲ値を上回るネットワーク容量を接続が利
用している場合、セル_iの優先順位が少なくとも４であることが上記式［１］を
適用することにより理解できる。さらに、ＵＮＩにおける瞬間ビットレートが、
ネゴシエーションを行ったＮＢＲ値未満であった場合、ＰＬは多くて４であると
いうことが解る。したがって、本発明のこの実施例による優先順位方式によって
、２つおきの接続により相対容量の調整が可能になる。上記式［１］から、１０
０ｋｂｉｔ／秒のＮＢＲに対しては、５６６ｋｂｉｔ／秒より高いＭＢＲからＰ
Ｌ＝７という結果が得られ、８.８ｋｂｉｔ／秒より低いＭＢＲからはＰＬ＝０
という結果が得られるということがわかる。

【００８３】セル・ヘッダ内に割り振られる３優先順位ビットは、ＵＮＩから転送される各
ＡＴＭセルに対して設定される(１７８)。次いで、ＡＴＭセルは、セル・ヘッダ
の中に与えられているノード・アドレス指定情報によって特定されるターゲット
のネットワーク・ノードへ伝送される(１８０)。

【００８４】ここで留意すべきことは、接続のサービス品質に満足できない場合、ユーザー
は、少なくとも３つの選択肢の中から選択を行うことができるという点である。
第１に、ユーザーは、平均ビットレートを不変状態に保ちながら、しかも、トラ
フィック処理の変動を少なくすることができる。第２に、ユーザーは平均ビット
レートの低下、すなわち名目ビットレートの上昇を選択することができる。しか
し、ＮＢＲの上昇は、一般に、さらに高速の接続を行うために随伴するコストの
増加という結果を生む。最後に、ユーザーはプロバイダの変更を行うことができ
る。

【００８５】図８に、ＵＮＩから受け取った優先順位情報を含むネットワーク・ノードが本
発明の１つの実施例に従ってセルを処理する一般的方法論がフローチャートの形
で例示されている。図９は、ネットワーク・ノードの様々な構成要素の実施例を
例示する図であり、この実施例で図８に例示されている方法論が実行される。セ
ルｉ等のセルがＵＮＩで処理され、このセルの中に本明細書で上述した方法で導
き出された優先順位情報が含まれることが想定されている。

【００８６】セル_iはＵＮＩからネットワーク・ノードへ伝送され、次いで、ノードのフィ
ルタ１８８で受信される。メモリ・マネージャ１８９は、メモリ１９０内での占
有度を決定するためにメモリ１９０の状態をチェックする(１８１)。メモリ・マ
ネージャ１８９はメモリ１９０の占有状態に基づいて許容優先度(ＰＬ_a)を決定する（１８２）。一般に、メモリ・マネージャ１８９は高い許容優先度を確立し
、この高い許容優先度は低い許容優先“順位”へシフトする。例えば、メモリ１
９０の占有度が高い(すなわち利用可能なメモリ位置がほどんどない)とき、ＰＬ_a ＝０または２となる。メモリ１９０が新しいセルを受け取るのに十分な容量を
持っているとメモリ・マネージャ１８９が判断した場合、メモリ・マネージャ１
８９は低い許容優先度を確立し、この低い許容優先度は高い許容優先“順位”(
例えばＰＬ_a＝６または７)へシフトする。当業者には理解できるように、ＰＬ_a
の計算は、本発明の精神から逸脱することなく、上記とは別に、バッファ占有の
代わりに非占有バッファ容量に基づいて行うことも可能である。

【００８７】メモリ・マネージャ１８９によって定められている(１８３)ような、セル_iの
優先順位が許容優先度(ＰＬ_a)より大きい場合、フィルタ１８８はセル_iを廃棄す
る(１８４)。一方、セル_iの優先順位が許容優先度(ＰＬ_a)以下の場合、フィルタ
１８８はセル_iを受け入れる(１８５)。メモリ・マネージャ１８９は、メモリ１
９０へのセル_iの転送(１８６)を調整し、メモリ・マネージャ１８９とつながっ
ている索引テーブル１９１を更新して、新しく受け入れるセル_i用の新しい索引
テーブル・エントリが含まれるようにする。１つの実施例では、索引テーブル１
９１は、メモリ１９０内の、受け入れたセル_iの位置を格納し、さらに、セル_iが
、リアルタイム・セルと、非リアルタイム・セルのいずれであるかを指定するセ
ル・タイプ・インジケータも格納する。したがって、メモリ１９０は、リアルタ
イム・セルと非リアルタイム・セルの双方を格納することができる。

【００８８】メモリ・マネージャ１８９は、索引テーブル１９１と協力して、非リアルタイ
ム・セルよりもリアルタイム・セルに対して優先度を与えることにより、メモリ
１９０からメモリ１９０の出力部へのセル転送オペレーションを処理する。例え
ば、メモリ１９０に格納されたｒｔセルとｎｒｔセルの双方の存在を決定する際
に、メモリ・マネージャ１８９は、すべてのｎｒｔセルの転送に先行してｒｔセ
ルのすべてをメモリ１９０の出力部へ転送する。

【００８９】別の実施例によれば、図１０に例示されているように、メモリ・マネージャ１
８９はリアルタイム・バッファ(ｒｔ−ｂｕｔｔｅｒ)１９３と非リアルタイム・
バッファ(ｎｒｔ−ｂｕｔｔｅｒ)１９４の状態を決定する。メモリ・マネージャ
１８９は、前述した方法と類似する方法で、ｒｔバッファ１９３とｎｒｔバッフ
ァ１９４の状態に基づいてフィルタ１８８に対する許容優先順位(ＰＬ_a)を決定
する。セル_iの優先順位が許容優先順位(ＰＬ_a)より大きい場合、フィルタ１８８
はセル_iを廃棄する。一方、セル１の優先順位が許容優先順位(ＰＬ_a)以下の場合
、セル１は受け入れられる。

【００９０】別の実施例によれば、ネットワーク・ノードは、個々のセルに基づく代わりに
セルのパケットに基づいてフィルタ機能を実行するバッファ・フィルタ方式を適
用することができる。例えば、本明細書に上記記載したフィルタリング処理手順
を各パケットの第１のセルに対して適用することができる。第１のセルがノード
によって廃棄された場合、第１のセルに続くパケットのセルすべても同様に廃棄
される。しかし、パケットの第１のセルが受け入れられた場合、例えばＰＬ＝５
からＰＬ＝３へ優先順位を変更することにより、そのパケットに属するその他の
すべてのセルの優先度を上げることができる。ＰＬ＝４からＰＬ＝３などのよう
に優先順位を１つ下げるだけでも、部分的に伝送されるパケット数がほとんど存
在しなくなることを保証するには十分であると考えられる。

【００９１】セル・タイプ検出器１９２はフィルタ１８８から単複のセルを受け取り、セル_i がｒｔセルとｎｒｔセルのいずれであるかを決定する。上述したように、セル_i のヘッダはＣＬＰビットのようなヘッダ・ビットを含み、このヘッダ・ビットに
よって、セルがｒｔセルとｎｒｔセルのいずれであるかが示される。セル・タイ
プ検出器１９２は、セル_iのサービス・クラス・タイプを決定する際に、ｒｔバ
ッファ１９３あるいはｎｒｔバッファ１９４のいずれかへセルｉを転送する。図
９と図９に関して前述した方法と類似した方法で、メモリ・マネージャ８９は、
ｒｔバッファ９３とｎｒｔバッファ９４とからそれぞれ得られるｒｔセルとｎｒ
ｔセルの出力を調整し、ｒｔセルに対して優先度を与える。

【００９２】本発明の別の実施例によれば、ネットワークの拡大とトラフィック・コントロ
ールの改善のために、ネットワークの各ユーザーが最大のＮＢＲの購入を要求す
ることが望ましい場合もある。最大のＮＢＲ値は実質的に一定のままである。さ
らに、選択された最大のＮＢＲより大きくない適切な瞬間ＮＢＲの選択を各ユー
ザーが要求することが望ましい場合もある。適切な瞬間ＮＢＲの選択には一般に
価格とサービス品質との間の妥協が含まれる。ユーザーによって検出されるサー
ビス品質は、３つのパラメータ、すなわちＮＢＲと、平均ビットレートと、トラ
フィック変動量に大きく左右される。ユーザーはこれらのパラメータのいずれを
も変更できるとはいえ、セルの伝送開始時にネットワークが認知する必要がある
唯一の情報は、ＮＢＲと接続サービス・クラス(リアルタイムまたは非リアルタ
イム)である。

【００９３】本発明の別の実施例によれば、ＳＩＭＡサービス・モデルによってＮＢＲ接続
と従来のＡＴＭサービス接続の双方の調節が行われる。保証された接続を提供す
る従来のＡＴＭサービスは、ある一定のアプリケーションに対しては好適な場合
もあると理解すべきである。しかし、本発明のＮＢＲサービスによって提供され
るサービス品質は、事実上全てのリアルタイム及び非リアルタイムのアプリケー
ションに対するユーザーの期待を満たす、もしくは、その期待を上回ることが予
想される。

【００９４】ＮＢＲと従来のＡＴＭサービスの双方を提供するＳＩＭＡサービスでは、プロ
バイダがＵＰＣ装置を従来の各ＡＴＭ接続専用、あるいは、おそらく各バーチャ
ル・パス専用とすることが要求される。従来のＡＴＭサービス接続を用いて伝送
されるセルのすべては、ＰＬ＝０の最高の優先度およびリアルタイム(ｒｔ)サー
ビス・クラス指定を用いて指定される。このアプローチによれば、保証された帯
域幅とサービス品質とを持つ通常のＡＴＭサービスを利用する接続に対してゼロ
部を表すために、上記の優先度決定式［１］を修正してＰＬ＝１とＰＬ＝７の間
の範囲にわたるセル優先順位を生成するようにすることができる。ここで留意す
べきことは、プロバイダがＣＬＰ＝１のセルとして過度のセルにマークを付ける
ことを望む場合、例えば、ＰＬ＝６のような低い優先度でセルにマークが付られ
るという点である。

【００９５】従来のＡＴＭ技術との非互換性という生じ得る問題点には、セル・ヘッダ内で
の現在のセル損失優先度(ＣＬＰ)ビットが使用される場合、セル優先度の決定の
ための、各ＡＴＭセル用の３ビットあるいは２ビットの必要性が関与する。さら
に、リアルタイム接続と非リアルタイム接続とを識別するために１ビットが必要
となる。すべてのセル内にｒｔ／ｎｒｔサービス・ビットを含むことは可能では
あるが、その必要はない。合計４ビットを構成する現在の汎用フロー制御(ＧＦ
Ｃ)フィールドの利用も可能である。この場合、セル優先順位の指定のために３
ビットを割り振り、ｒｔ／ｎｒｔサービス・クラス・ビットとして１ビットを指
定することができる。

【００９６】図１１は、ＮＢＲ方法論を実現するＡＴＭネットワーク２００の１つの実施例
を例示するブロック図である。この説明目的のために用いられる例示のＡＴＭネ
ットワーク２００は、２つの中間ＡＴＭノード２０２と２０４を持つネットワー
クとして描かれている。しかし、当業者には理解できるように、ローカル・エリ
ア・ネットワーク(ＬＡＮ)からインターネットのような繁殖型地球エリア・ネッ
トワーク(ＧＡＮ)までの範囲にわたるネットワークの中で用いられるマルチポイ
ント型；星形、リング形；ループ形とメッシュ形ネットワーク・トポロジー等の
ような、様々なネットワーク構造で本発明を同様に実現することができる。

【００９７】ネットワーク２００には、宛先終端システム２０８へデジタル情報を伝送する
ソース端のシステム２０６が含まれる。このようなネットワークの中で伝送され
る情報は、その宛先へ向かって進むとき、一般に、ノード２０２と２０４のよう
な様々なネットワーク・ノードの中を通過する。これらのノードは、ルータ、交
換機、マルチプレクサ等のネットワーク・データ通信用エレメントを表す。エン
ド−システムとノードとの接続は、デジタル情報を渡すことができる手段を提供
する回線接続である。接続リンク２１０、２１２、２１４は、ソース端のシステ
ム２０６から宛先２０８へ送られるデータ用の接続を表し、一方、接続リンク２
１６、２１８、２２０は返送時に情報を供給する接続を表す。

【００９８】図１１は、ＮＢＲ方法論を実現するＡＴＭネットワーク２００でのＡＴＭセル
・フローをさらに例示する。データが接続２１０、２１２、２１４に沿ってＡＴ
Ｍセルのフローによって宛先終端システム２０８へ送られるとき、接続２１６、
２１８、２２０を介してソース端のシステム２０６へネットワーク負荷情報が返
される場合もある。ＮＢＲシステムは優先度をベースにして作動し、それによっ
て優先順位情報としてのＮＢＲネットワーク負荷情報の表示という結果が得られ
る。ノードにおける現在の許容優先順位に関する情報が、ソース端のシステム２
０６に与えられ、状態が示され、セル転送レート(ＣＴＲ)の最適化が可能になる
。

【００９９】本発明の１つの実施例では、ネットワーク負荷情報は、ソース端のシステム２
０６から周期的に出される特別のＡＴＭ状態セルの形でソース端のシステム２０
６へ与えられる。状態セルは、これらのセルが接続についての通常のＭＢＲ計算
の中に含まれるという意味で、通常の接続セル・フローの一部であり、図７と関
連して前に説明した方法で状態セル優先順位が計算される。図１１は、ソース端
のシステム２０６から宛先終端システム２０８へ進むとき、６つの異なる間隔で
見た場合の、本発明に従う典型的状態セルの進行を例示する図である。状態セル
２２２ａ−ｆが時刻ｔ＝１からｔ＝６までそれぞれ描かれている。これは、状態
セルが接続の中を通過するときの位置／時刻関係に対応するものである。

【０１００】図１２を参照すると、本発明に従うネットワークの負荷状態セル２５０の１つ
の実施例が示されている。ＡＴＭセルは、ＡＴＭ規格によって、５−オクテット
ヘッダと４８−オクテット・ペイロードとから成る５３オクテットの長さを持つ
固定サイズのセルとして設定されている。セル２５０はＡＴＭ規格のセルに準拠
してモデル化されたものであり、５−オクテットのヘッダ２５２と４８−オクテ
ットのペイロード２５４が含まれている。状態セル２５０のペイロード・セクシ
ョン２５４の範囲内で、一対の優先順位フィードバック(ＰＬ_fb)セルに対してＰ
Ｌ_fb,f２５６(順方向優先順位フィードバック)と、ＰＬ_fb,b２５８(逆方向優先
順位フィードバック)のラベルがつけられる。これらのラベルは状態セル２５０
がソースから宛先へ、また、宛先からソースへそれぞれ進むとき、優先順位情報
を格納するために使用される。ＰＬ_fb,fフィールド２５６は、ソースから宛先へ
現在受け入れらている最低許容優先度(すなわち最高許容優先“順位”、ＰＬ_fb)
の値によって特定される接続時の最悪ケースＰＬ_aを収集する。１つの実施例で
は、ソース端のシステム２０６は、“７”の優先順位値に対応する最低の優先度
にＰＬ_fb,fフィールド２５６を初期設定する。

【０１０１】各ノードは、状態セル２５０を受信すると、接続の送出リンクにおける該ノー
ドの現在の負荷レベルをチェックする。特定のノードにおける負荷状態はＰＬ_fb _,n として示され、これによって、ＡＴＭノードについて最高の優先度と、最低許
容優先順位(ＰＬ_a)とが特定される。ノードにおける現在の負荷状態ＰＬ_fb,nは
、ＰＬ_fb,fフィールド２５６で利用可能な値と比較される。その場合、ＰＬ_fb,f フィールド２５６は接続時にノード内で特定される最低許容優先順位(ＰＬ_a)を
反映する。ＰＬ_fb,n＜ＰＬ_fb,fの場合、ＰＬ_fb,fフィールド２５６内の値は減少
して接続時にこのポイントまで特定される最低許容優先順位が反映され、したが
って、ＰＬ_fb,fフィールド２５６内の値はノードのＰＬ_a値に等しくなるように
減分される。ＰＬ_fb,n＞ＰＬ_fb,fの場合、ノードはＰＬ_fb,fフィールド２５６内
の値を変化させない。

【０１０２】各ネットワーク・ノードは、セル・ヘッダ２５２内の識別情報に基づいて状態
セル２５０の検出を行う。ＡＴＭヘッダ・フィールドの間に３ビットのペイロー
ド・タイプ(ＰＴ)フィールド２６０が存在し、このフィールドは管理情報を運ぶ
セル・ペイロードとユーザー情報を運ぶセル・ペイロードとを識別するために使
用される。図１２のヘッダ２５２のＰＴフィールド２６０は基準データ・セルと
状態セル２５０とを識別するために使用される。ＰＴフィールド２６０内の任意
の所望するビットの組合せを状態セル２５０を特定するために用いることができ
る。或いは、ヘッダ２５２内の別の位置の個々のビットを用いて状態セル２５０
と基準データ・セルとを識別することも可能である。

【０１０３】宛先終端システム２０８は、状態セル２５０を受信した後、ＰＬ_fb,fフィール
ド２５６内で収集された値をチェックすることが可能になるように、ソース端の
システムへ状態セル２５０を返す。本発明の１つの実施例では、ＰＬ_fb,fフィー
ルド２５６内の値は、ＰＬ_fb,b２５８として示される逆方向の優先順位フィード
バック・フィールドの中へ入れられる。これによって、状態セル２５０が宛先終
端システム２０８からソース端のシステム２０６へ進むとき、ＰＬ_fb,fフィール
ド２５６が、ソースから宛先への状態収集と類似する方法で優先順位状態情報の
収集を行うことが可能になる。この結果、宛先終端システムによって、ＰＬ_fb,f フィールド２５６は“７”の優先順位値に対応する最低の優先度に設定され、状
態セル２５０はネットワークの中へ返送されてソース端のシステム２０６へ戻る
。返送中、ＰＬ_fb,fフィールド２５６は、宛先終端システム２０８からソース端
のシステム２０６への接続を今回は行うために、ネットワークの負荷状態情報を
再び収集する。前回収集され、ＰＬ_fb,b２５８フィールドの中に格納された負荷
情報は、記憶内容が保持された状態のまま残り、ソース端のシステム２０６にお
いて分析されることになる。

【０１０４】ソース端のシステム２０６は、所定の時間内に状態セルが受信できない場合、
その結果としてセル転送レートが自動的に減少するように構成される。これは、
状態セルの損失とは、セル転送レートが高すぎるために状態セルが廃棄されたこ
とを示し、このセル転送レートを下げることが望ましいという仮説に基づくもの
である。

【０１０５】本発明の別の実施例では、ペイロード２５４の中に数対のＰＬ_fb,f/ＰＬ_fb,b
フィールドを設けることができる。これによって、様々な時間等の様々なパラメ
ータに関してネットワークの負荷状態に関する情報をユーザーに提供することが
可能となる。例えば、第１、第２、第３の対のＰＬ_fb,f／ＰＬ_fb,bフィールドは
、それぞれ、最後の１００ミリ秒、１０秒、１０分の間のネットワークの負荷状
態を示すことができる。

【０１０６】図１１と下記の表７を参照すると、順方向優先順位フィードバックＰＬ_fb,f２
５６と逆方向優先順位フィードバックＰＬ_fb,b２５８の計算の一例が記載されて
いる。

【０１０７】

【表７】

【０１０８】図１１に例示されているように、状態セル２２２ａ−ｆは時刻ｔ＝１からｔ＝
６までそれぞれ示されている。上記の表７は、時刻ｔ＜１からｔ＝６までについ
てノード２０２と２０４において許容優先順位(ＰＬ_a)と比較した場合のＰＬ_fb, _f ２５６とＰＬ_fb,b２５８とを例示する。時刻ｔ＜１で、ＰＬ_fb,fは最低の優先
度に初期化され、それによって“７”のプリセット優先順位値を持つことになる
。時刻ｔ＝１で、状態セル２２２ａはソース端のシステム２０６からＡＴＭノー
ド２０２へ伝送され、その時刻にＰＬ_fb,fは“７”の値をまだ持っている。ノー
ド２０２は“５”のＰＬ_a値を持っているので、状態セル２２２ｂの範囲内のＰ
Ｌ_fb,f２５６は、接続の現在の最悪ケースのＰＬ_a値を反映するように時刻ｔ＝
２において“５”の値へ減分される。ノード２０４は時刻ｔ＝３において“６”
のＰＬ_a値を持ち、これは、“５”に等しいＰＬ_fb,f２５６の現在の状態より大
きい。したがって、状態セル２２２ｃがＡＴＭノード２０４から出るとき、ＰＬ_fb,f ２５６は時刻ｔ＝３で不変のままである。

【０１０９】時刻ｔ＝３とｔ＝４との間で、ＰＬ_fb,f２５６は、逆方向の優先順位フィード
バック・フィールドＰＬ_fb,b２５８の中へ入れられる。時刻ｔ＝４で、状態セル
２２２ｄには、ソースから宛先への接続の最悪ケースの許容優先順位に対応する
値“５”を格納するＰＬ_fb,bフィールド２５８が含まれる。ノード２０４はまだ
“６”のＰＬ_a値を持っているので、状態セル２２２ｅのＰＬ_fb,f２５６は時刻
ｔ＝５において“５”の値で不変のままである。しかし、時刻ｔ＝２とｔ＝３と
の間のある時点で、ノード２０２におけるＰＬ_a値は“５”から“４”へ変更さ
れ、それに起因してセル２２２ｆ内のＰＬ_fb,f２５６も“４”の値へ低下する。
表１からわかるように、返送中(すなわちｔ＝４からｔ＝６まで)、ＰＬ_fb,b２５
８は記憶内容が保持された状態のままであり、その結果、ソースから宛先へのＰ
Ｌ_fb,fをソース端のシステム２０６へ報告することが可能である。

【０１１０】図１３はＡＴＭノード３００のブロック図であり、ＮＢＲ方法論のために構成
されるＡＴＭネットワーク２００内のノード２０２、２０４または追加ノードの
うちの任意のノードが表されている。各ノードは、他のノードまたは端末局から
の複数の入力部(リンク３０２として一般的に表す)を持つことができる。交換機
３０４は多重化された情報の流れを含むリンク３０２の各々を受信し、当業で一
般に公知のように、入力と出力との間で情報の流れを並べ替える。図１３の例で
は、交換機３０４はリンク３０８でセル３０６ａを受信し、その出力部でセル３
０６ｂを出力する。

【０１１１】ＡＴＭノード３００によって、セル３０６ｂが基準データ・セルと、ＮＢＲ方
法論用として構成された状態セルのいずれであるかが決定される(３１０)。この
決定は、１つの実施例では、ヘッダ２５２内のペイロード・タイプ(ＰＴ)フィー
ルド２６０内のペイロード・タイプ値と所定値とを比較することにより行われる
。セル３０６ｂがＮＢＲ状態セルではない場合、それは、基準ＡＴＭ情報セルで
あり、この基準ＡＴＭ情報セルはセル・スケジューリング及びバッファリング回
路構成３１２へ転送される。この回路構成３１２については図９と１０に関連し
て概説したが、この回路構成によって、セルの優先度と現在のバッファ占有度と
に基づいてセルの受け入れと廃棄とが行われる。セル３０６ｂがＮＢＲ状態セル
である場合、ＰＬ_fb,fフィールド２５６は現在の許された優先順位(ＰＬ_a)に従
ってセル３０６ｃの中に適切に設定される(３１４)。

【０１１２】ＡＴＭノード３００と接続されたリンクの各々に対する様々なＰＬ_a値は、格
納用テーブル３１６の中に格納される。ＰＬ_aがＰＬ_fb,fフィールド２５６に現
在存在する値未満である場合、ＰＬ_fb,fフィールド２５６はテーブル３１６内の
ＰＬ_a値と同等の値に設定される(３１４)。そうでない場合、ＰＬ_fb,fフィール
ド２５６はそのまま不変である。ＰＬ_fb,fフィールド２５６が修正されるか否か
に関わらず、状態セル３０６ｄはセル・スケジューリング及びバッファリング回
路構成３１２へ出力され、任意の基準ＡＴＭセルのようにフィルタされ、バッフ
ァされる。セルは出力リンク３１８でノード３００を出力し、そこで本例の状態
セル３０６ｅはリンク３２０を介して出口ノード３００として示される。１つの
実施例では、セル・スケジューリング及びバッファリング・ブロック３１２は、
他のセル・スケジューリング及びバッファリング・ブロック(図示せず)とは独立
に各セル・スケジューリング及びバッファリング・ブロック３１２がノードで作
動するようにノードの各出力部へ出力される。

【０１１３】図１４には、ＮＢＲ状態セルを使用して、ソース端の移動局へのフィードバッ
クを行って、セル転送レートの最適化を可能にするための一般的方法論が、本発
明の１つの実施例に従ってフローチャートの形で例示されている。状態セルがソ
ース端のシステム２０６から宛先終端システム２０８へ伝送される(４００)。図
１１のノード２０２と２０４のような中間ノードは、ソースのユーザーから送ら
れる状態セルの検出を行う(４０２)。許容優先順位(ＰＬ_a)は、中間ノードの各
々においてＰＬ_fb,fとして格納される(４０４)。現在のノードより前に通過した
ノードのすべてにおいて特定される最高許容優先順位が状態セルのＰＬ_fb,fフィ
ールド２５６で利用することができる。次いで、各ノードにおいてこのＰＬ_fb,f をＰＬ_fb,nと比較する(４０６)ことができる。ＰＬ_fb,n＞ＰＬ_fb,fの場合、ノー
ドはＰＬ_fb,fフィールド２５６内の値を変化させない(４０８)。ＰＬ_fb,n＜ＰＬ_fb,f の場合、ＰＬ_fb,fフィールド２５６内の値は、接続時にこのポイントまで特
定される最低許容優先順位を反映するように設定され(４１０)、したがって、Ｐ
Ｌ_fb,fフィールド２５６内の値はノードのＰＬ_a値に等しくなるように減分され
る。

【０１１４】状態セルは、その宛先へ向かって進むときさらに多くのノード４１２に遭遇す
る場合もある。より多くの中間ノードが状態セルのパスの中に存在する場合、中
間ノードの各々は状態セルを検出する(４０２)必要があり、ＰＬ_fb,fフィールド
２５６が適宜設定される(４０４、４０６、４０８、４１０)。ソースから宛先ま
での間により多くの中間ノードに遭遇しなかった場合、状態セル及び現在の負荷
表示ＰＬ_aがソース端のシステムへ返される(４１４)。本発明の１つの実施例で
は、ＰＬ_fb,fフィールド２５６内の値は、宛先終端システム２０８からのセルの
伝送に先行して、逆方向の優先順位フィードバック・フィールドＰＬ_fb，_b２５
８の中へ入れられる。これによって、ソースから宛先への接続時に収集されたネ
ットワーク負荷情報を損なうことなく、返送接続時にＰＬ_fb,fフィールド２５６
の中で新しいネットワーク負荷情報を収集することが可能になる。

【０１１５】ソース端のシステム２０６が、返送された状態情報を受信したとき、その現在
のトラフィック・パラメータを修正してセルの伝送を最適化することが可能とな
る。この返送状態によってセル・トラフィックが相対的に低い(４１６)ことが示
された場合、ユーザーは新しく出されたＡＴＭデータ・セルの優先度を下げて(
４１８)、接続のノードの各々において受け入れられそうな優先順位を反映する
ようにすることができる。同様に、セル・トラフィックが相対的に高い(４２０)
と思われる場合、ユーザーは新しく出されたデータ・セルの優先度を上げる(４
２２)ことができる。これによって、接続に沿ったいずれのノードにおいても信
頼水準の調整が可能になり、データ・セルが廃棄されなくなる。したがって、こ
の返送された状態を利用して、ソース端のシステム２０６からネットワークへ出
るセルのセル転送レート(ＣＴＲ)の調整をユーザーが行うことが可能になる。

【０１１６】下記の例＃３は、本発明の原理に従うＴＯＬＯ表とスライディング・ウィンド
ウ方法論を用いて、交換機の中で優先順位フィードバック(ＰＬ_fb)を決定する一
例が提供される。本例示では、最小ＰＬ_a値は、最低受け入れ優先順位(ＰＬ_a)(
すなわち最高優先度)と認識される。この最低受け入れ優先度によって、その期
間の間セルの受け入れを保証するために必要な閾値優先順位が示される。さらに
、順序番号に基づくスライディング・ウィンドウを利用するＴＯＬＯ表を用いて
最小優先順位値(ＰＬ_a)が取得される。

【０１１７】例＃３セルが、不規則な間隔でＡＴＭノードに着信すること、および、８つの離散優
先度(すなわち整数０−７)が有効な優先順位値を表すことが仮定されている。ま
た、優先順位(ＰＬ_a)のすべての測定に順序番号(ｉ)が割り当てられていること
、および、ある時点(ｔ_c)において、最も最近のサンプル優先順位値(ＰＬ_a)が下
記の表８に示される値であることが本例では仮定されている。さらに、ＡＴＭノ
ードが、サンプルｉ＝１３４の優先度が計算された後の最後の１０サンプル値の
中の最小値(ＰＬ_a)を決定するためのものであることが仮定されている。

【０１１８】

【表８】

【０１１９】表９として下記に示すＴＯＬＯ表は、ＡＴＭノードによって受信されたＰＬ_a
値に対応する順序番号(ｉ)の更新により維持される。

【０１２０】

【表９】

【０１２１】本例では、スライディング・ウィンドウが５サンプル(すなわちＷ＝５)のサイ
ズを持つように設定されていると仮定する。したがって、優先順位値ＰＬ_a＝１
３４が計算された後、図４に全体として描かれている最小値決定処理が開始され
るという仮説を用いて、スライディング・ウィンドウはサンプル１３０、１３１
、１３２、１３３、１３４を含むように設定される。最小値決定処理は第１に変
数ＭＩＮをＭＩＮ＝７設定することにより開始される。カウンタ変数ｉをｉ＝０
で設定すると、対応する優先順位値がＰＬ_i=0＝０によって与えられることがわ
かる。このイベントは最後にスライディング・ウィンドウの外側で発生したので
、変数ＭＩＮはＭＩＮ＝７のままである。カウンタ変数ｉがｉ＝１へ増分される
とき同じ結果が生じる。カウンタ変数ｉがｉ＝２へ増分されるとき、対応する優
先順位値はＰＬ_i=2＝２によって与えられる。これはスライディング・ウィンド
ウの範囲内(すなわち、順序番号ｉ＝１３２)で生じた。次いで、変数ＭＩＮはＭ
ＩＮ＝２に設定される。

【０１２２】この時点で、優先順位ＰＬ_i＝０とＰＬ_i＝１とがスライディング・ウィンドウ
の外側に入ること、及び、残りの優先順位値が現在のＭＩＮ値より大きくなけれ
ばならないことは予め判っているので、図４に全体として描かれている処理手順
を利用すれば、最小値決定処理を終了することができる。下記の表１０は最小値
決定処理の実行中の変数ＭＩＮの状態の表作成を示すものである。

【０１２３】

【表１０】

【０１２４】ＰＬ_aのすべての８つの値を評価するために図３に全体として描かれている方
法論を利用すれば、同じ最小値(すなわちＭＩＮ＝２)が返されることになる。こ
こで留意すべきことは、図４と５に描かれている実現構成をそれぞれ用いること
により、サンプル・パラメータ値の母集団から最小値または最大値のいずれかを
決定するためのより効率的なアプローチを行うことができるという点である。図
４と５に描かれている方法論を実現する際のＴＯＬＯ表の編成では、ｐ_i＜ｐ_i+1 となるようにパラメータ値をソートすることが仮定されていることに留意するこ
とが重要である。パラメータ値がそのように編成されていることを仮定できない
場合、ＴＯＬＯ表の中のパラメータ値のすべてを走査することが望ましい。

【０１２５】サイズＷのスライディング・ウィンドウの内の受け入れらた最小優先順位(Ｐ
Ｌ_a)値は、各セルの中に担持されているＰＬ_fb,f値と比較される。ＰＬ_fb,f値は
下記の式によって決定することができる：

【０１２６】

【数２】但し、Ｗは、サンプル・パラメータ値の数に関するスライディング・ウィンドウ
のサイズを表す。ここで留意すべきことは、様々なレベルの正確さを設けるため
に、スライディング・ウィンドウのサイズＷを任意の所望の値に設定することが
できるという点である。

【０１２７】限定することを目的とするのではなく、例示を行うことを目的として、以下、
ＮＢＲまたはＳＩＭＡ接続のサービス品質と、様々な優先度における情報量との
間の関係を例示する諸例を示すことにする。以下の例は、本発明の１つの実施例
に従って、ＰＬ＝３の場合と比較したときのＰＬ＝４と関連する、隣り合う優先
度に関するＱｏＳにおける相対的相違を説明するものである。ここで留意すべき
ことは、ユーザーのユーザー／ネットワーク・インターフェースから伝送される
セルに対して高い優先度を要求するユーザーに対しては、より高いコストすなわ
ち料金が一般に査定されるという点である。例えば、実際のビットレートを変更
することなく、すべてのセルについて１つ高いレベルの優先度の取得をユーザー
が望む場合、ユーザー料金が２倍になる場合もある。したがって、結果として得
られる接続のＱｏＳは改善されることになるため、少なくともユーザーの中には
追加料金を払うことに同意するユーザーもいる。

【０１２８】例＃４本例示によれば以下の仮説と考慮が与えられる。ネットワークの現在の負荷状
態または前回の負荷状態とは無関係にトラフィックを生成する多くの同一トラフ
ィック・ソースが存在することが想定されている。以下のトラフィック・パラメ
ータが仮定されている：リンク容量Ｃ＝１(この容量は本例では正規化の手段と
して役に立つ)；ピーク・ビットレートＭＢＲ_MAX＝０.１(リンク容量Ｃの１０％
を表す)；バースト(パケット)スケール時におけるＯＮ信号確率＝０.２；平均バ
ースト継続時間＝１,０００タイム・スロット(すなわち平均パケット・サイズ＝
１００セル)さらに、上位ＯＮ／ＯＦＦ層が存在すること、および、この層のＯ
Ｎ期間とＯＦＦ期間双方の平均値は１００,０００タイム・スロットであること
が想定されている。リアルタイム・バッファ９３には２００セルの記憶場所が含
まれ、非リアルタイム・バッファ９４には５,０００セルの記憶場所が含まれる
。ここで留意すべきことは、上位ＯＮ／ＯＦＦ層が接続のトラフィック処理をモ
デル化しようと試みる点であり、その場合、接続数の決定は確率的ランダム処理
を構成するものであることが当業では理解されている。例えば、顧客の総数が変
数ｘによって表されると仮定すると、平均接続数はｘ／２となる。具体的には、
接続数は２項的に分布されると理解される。したがって、１００,０００タイム
・スロットは平均接続ホールド時間を表し、また、ユーザーが実現し得る平均休
止期間を表す。その結果、接続が接続層とパケット層の双方においてアクティブ
である場合にかぎって、ユーザーはセルを伝送することになる。リアルタイム接
続と非リアルタイム接続について、タイム・スケール・パラメータ(α)を得るこ
とができる： α_rt＝０.０２５ α_nrt＝０.００１

【０１２９】本例では、８つの異なる接続タイプが想定されている：４つの接続はリアルタ
イム接続であり、４つは非リアルタイム接続である。また、４つの異なるＮＢＲ
値が、Ｃ＝１のリンク容量に関して正規化されているが、この値は０.２、０.１
、０.０５、０.０２５と想定されている。優先度は、それぞれ３、４、５、６と
想定されている。しかし、ここで留意すべきことは、必ずしもすべてのセルがこ
れらの正確な優先度を割り当てられるわけではないという点である。特に、非リ
アルタイム接続に関しては、平均化測定原理の影響に起因して多くのセルがより
良好な優先値を取得するという点に留意すべきである。パーセントとして表され
る様々な優先度を有するセルの配分が下記のテーブル２に示されている。

【０１３０】

【表１１】

【０１３１】図１５に、４つの特定負荷レベル(ｒ)に対する優先度の関数として平均セル損
失率(Ｐ_loss)の関係を例示するグラフが示されている。特に、ライン−８００は
各接続タイプ(リアルタイム及び非リアルタイムの接続タイプ)の９つの接続に対
して０.７２の全体的平均負荷レベルを表す。ライン−８０２は各接続タイプの
１０の接続に対する０.８０の平均負荷レベルを描く。さらに、ライン−８０４
は、各接続タイプの１１の接続に対する０.８８の平均負荷レベルを表し、ライ
ン−８０６は各接続タイプの１２の接続に対する０.９６の平均負荷レベルを表
す。ここで留意すべきことは、０.８０の負荷レベルを示すライン−８０２の場
合、リアルタイム・セルと非リアルタイム・セルに対するセル損失率(Ｐ_loss)が
点線と破線とによってそれぞれ示されるという点である。

【０１３２】例えば、優先度４を持つセルに対して１０〜６のセル損失率を出力したいとプ
ロバイダが望むトラフィック・シナリオが与えられた場合、負荷合計を約０.７
５とすることができる。この平均セル損失率はほとんどのビデオ・アプリケーシ
ョンにとって十分であると想定することができる。Ｐ_loss≒１０−４に対応する
同じトラフィック負荷状態が与えられた場合、優先度５は多くの音声アプリケー
ションの要件を満たすことができる。一方、もし適切なパケット廃棄方式が設定
されれば、Ｐ_loss≒３＊１０−３に対応する優先度６がファイル転送のＴＣＰ／
ＩＰタイプにとって好適である。

【０１３３】しかし、隣り合う優先度間のセル損失率の差は、提供されるトラフィック処理
、特に、ＮＢＲまたはＳＩＭＡサービスの固有の制御ループに強く左右される点
を強調しておくすべきであろう。例えば、ユーザーがＱｏＳに対して不満な場合
、ユーザーは、実際のビットレートと名目上の接続ビットレートのいずれかの変
更を行うことができるし、また、変更することが望ましい。いずれの場合にも優
先度の配分が同様に変化する。それにもかかわらず、優先度の配分というこの現
象が一時的なものとして無視できれば、以下の単純化仮説をたてることにより、
優先度配分の基本的振舞いをさらに理解することできる。その単純化仮説とは、
測定周期およびバッファ・サイズと比較してすべてのトラフィック変動が遅いこ
とが想定される場合、８つのＮＢＲ優先度を考慮に入れて、追加要件を用いてセ
ル損失率を近似させる公知の従来のＡＴＭアプローチを利用することができる、
というものである。

【０１３４】優先度ｋを持つセル損失率がＰ^★ _loss,kによって示され、０からｋの優先度を
持つセルの平均損失率がＰ^★ _loss,kによって示される場合、バッファリングの影
響を無視する次式によって、式［３］が得られる。

【０１３５】

【数３】但し、λ^★ _kは０からｋの優先度を持つすべてのセルの瞬間ビットレート・レベ
ルを表し、ρ^★ _kはこれらのセルにより生成された平均負荷を表し、ｃはリンク
容量を表す。確率Ｐｒ{λ^★ _k＝λ_j}は公知の畳み込み手法を用いて簡単に計算す
ることができる。

【０１３６】さらなる例示を行うことを目的として、長いオンとオフ期間を除いて、例＃４
で説明したものと同じソースを想定する第２の例が与えられる。例＃５の中で反
映されたこれらの長い期間に起因して、セル優先度は常にピーク・レートによっ
て決定される。バッファは、一般に、いずれのトラフィック変動もフィルタする
ことが不可能であるため、例＃５の中で許容される負荷は例＃４の元の場合の負
荷よりずっと低くなる。

【０１３７】図１６には、様々な負荷レベル(ｒ)に対する優先度の関数としてのセル損失率
間の関係がグラフの形で例示されている。実線８２０、８２２、８２４によって
描かれている各接続のピーク・セル速度は０.１であり、破線−８２６によって
描かれている各接続のピーク・セル速度は０.２であり、点線−８２８によって
描かれている各接続のピーク・セル速度は０.０５であると図２１では想定され
ている。

【０１３８】図１６は、３つの実線、ライン−８２０、ライン−８２２、ライン−８２４に
よって描かれる、様々な優先度に対して式[８]の適用により得られるセル損失確
率を示している。さらに、２つのわずかに異なるトラフィックのケースが点線−
８２８と破線−８２６とによって表されている。トラフィック変動の変化による
影響が図１６に示すグラフに反映されている。トラフィック変動の実際の変化は
ビットレートとＮＢＲ値の倍増または半減から生じる直接の結果である。

【０１３９】ＮＢＲ／ＳＩＭＡサービス・コンセプトを含むネットワークでは、プロバイダ
が優先度４のＱｏＳを変化させないまま保持する場合、トラフィック変動の増加
は２つの主要な影響を持つことになる。第１に、従来のＡＴＭの場合と同じよう
に、許容される負荷レベルが低下し、第２に、隣り合う優先度間のセル損失率の
差が減少する。図１５と１６に基づいてＱｏＳの大まかな推定を行うと、優先度
４が１０^-6のセル呼損率を与える場合、トラフィックの全体の変動に応じてセル
呼損率は優先度５で約１０^-4〜１０^-3になると想定することができる。優先度３
でのセル損失率は、トラフィック変動が非常に著しいものでなければ１０^-9未満
であると想定することができる。

【０１４０】上記の例はＱｏＳと優先度との間の関係の例を示すものではあるが、様々なＱ
ｏＳと利用課金に対するユーザーの反応を評価するまでは、許容される負荷や隣
り合う優先度間のセル損失の差を正確に決定しようと試みても無駄となる場合が
ある。ＮＢＲ／ＳＩＭＡサービス環境では、様々なＱｏＳレベルに基づく課金ス
ケジュールをある意味で自動的に決定することができる。例えば、優先度４と５
との間のセル損失率の差が非常に小さい場合、接続のいくつかは、より低く査定
された課金に起因して優先度４から優先度５へ移行する傾向があると想定するこ
とが可能である。この変化は、優先度４のセル損失率が低下し、優先度５のセル
損失率が上昇することを明らかに示すものである。ＱｏＳの差が合理的な課金構
造に対する平均的ユーザーの期待に対応するまで、このタイプの移行が続くこと
は当然想定することができる。

【０１４１】アイドル時間とは対照的にビジー時間中自動的行われる課金の差に関しても同
様の問題が提起される。例えば、或るＱｏＳに対して高い負荷期間中より高い料
金を課金し、低い負荷期間中はより低い料金を課金することが合理的であると思
われる。しかし、ビジー期間および休止期間中或るＮＢＲに対して異なる料金を
査定する課金ポリシーの使用を避けることは望ましいことと思われる。これによ
って、課金方式の複雑さが増えることも回避されることになる。当然生じる“需
供”効果によって、ビジー時間とアイドル時間との間の負荷が自動的に均される
傾向が生じてくる場合もある。ビジー期間と休止期間中のＱｏＳの目立つ違いに
対して不満を感じた場合、ユーザーこのような期間中異なる速度に対して支払う
気になることが予想される。

【０１４２】例＃６もう１つの重要な伝達制御の態様として、セル転送レートすなわち測定された
ビットレート(ＭＢＲ)の修正及び調整がある。ビットレートの変更が可能なこれ
らのソースに対して、これらのソースの接続時の現在の負荷状態に関する情報の
提供が可能である。本例は、これらの接続の性能の概観を示すものである。

【０１４３】本例の場合、例＃４と＃５で前に説明したソースによって生成されるバックグ
ラウンド・トラフィック処理が利用される。ｒ＝０.０８０の平均バックグラウ
ンド負荷を与える各タイプの１０の接続が存在することが仮定されている。ネッ
トワーク状態セルを介して受信されたフィードバック情報に従ってソースの伝送
速度を調整する３つのソース(本明細書では以後フィードバック・ソースＦＢＳ
１、ＦＢＳ２、ＦＢＳ３と呼ぶ)が存在する。これらのフィードバック・ソース
のすべては０.０１のＮＢＲを持つと仮定されている。

【０１４４】これらのフィードバック・ソースは、ＰＬ_fb情報を決定する際に使用される時
間を除いて互いに類似している。さらに具体的には、フィードバック・ソース時
間は、ＦＢＳ１の場合１０,０００タイム・スロット、ＦＢＳ２の場合３０,００
０タイム・スロット、ＦＢＳ３の場合１００,０００タイム・スロットである。
これらのフィードバック・ソースを比較するために、３つの固定ビットレート接
続(ソース接続Ｃ４、Ｃ５，Ｃ６)についても説明する。これらの接続は以下のパ
ラメータ(リンク容量＝１)を持つ：

【０１４５】

【表１２】

【０１４６】表１２のセル・ソースは、次の高い優先順位度と境を接する閾値よりわずかに
少ない速度で伝送を行うように設定されている。例えば、上記式［１］を用いれ
ば、１.５に等しいビットレート／ＮＢＲ比によって５(５.０８の整数部分)のセ
ル優先順位が結果として得られ、一方、１.４のビットレート／ＮＢＲ比によっ
て、４(４.９８の整数部分)のセル優先順位が得られる。これらのフィードバッ
ク・ソースは、ネットワーク容量を最適に利用するために本例では同じビットレ
ート値に設定されている。

【０１４７】図１７には、固定ビットレート接続と、フィードバック・ソースを用いた固定
ビットレート接続とを比較したシミュレーション結果を例示するグラフが示され
ている。横軸８５２上にプロットされた受け入れられたビットレート／ＮＢＲの
関数として、セル損失率が縦軸８５０上にプロットされている。低い優先順位値
(すなわちより高い優先度)でセルが伝送されているとき、固定ビットレート・ソ
ース、Ｃ４(８５４)、Ｃ５(８５６)、Ｃ６(８５８)がより良好な損失対情報量特
性を得ることがこのグラフによって例示されている。しかし、バックグラウンド
・トラフィックがゆっくりと変化している場合、状態セルから得られるフィード
バック情報を利用して速度を調整するフィードバック・ソースが有用であること
がこれらの結果によって示されている。フィードバック・ソースＦＢ１(８７０)
、ＦＢ２(８７２)、ＦＢ３(８７４)は変化に適応することが可能であるが、固定
ビットレート・ソースはネットワークの負荷の変化を利用することはできない。
高速に変化するバックグラウンド・トラフィックに対して、フィードバック・ソ
ースは十分高速に変化の調整を行うことができず、その結果、セル損失率の上昇
が生じることになる。

【０１４８】図１７にはまた、ＮＢＲ＝０.０１を持つ一種のＴＣＰソース８７６として一
般に機能する１つのソースの利用も例示されている。このソースは、損失セルに
関する情報を受信したときその伝送速度を半減させ、１０,０００タイム・スロ
ットの時間にわたって損失セルに関する情報を受信しなかった場合、その伝送速
度を１０％上げる。対応するフィードバック・ソースより多くのセルをこの種の
ソースが失うことが比較によって明らかにされる。このタイプのソースは変化に
対して反応が遅いので、このことは予想される事態である。

【０１４９】考慮の対象となる別の態様として、突発的に容量変化が生じた場合の時間中の
接続調整能力、並びに、様々なフィードバック接続間の容量分割の処理方法に関
わる態様がある。図１８を参照すると、各々のソースから得られる情報量／容量
(縦軸９００)を示すグラフの１例が時間の関数として示されている(横軸９０２)
。図１８によって、ネットワーク・ノードへセルを伝送する４つのフィードバッ
ク・ソース(ＦＢ１(９０４)、ＦＢ２(９０６)、ＦＢ３(９０８)、ＦＢ４(９１０
))の一例が示されている。この場合、ＦＢ１(９０４)とＦＢ２(９０６)とはＮＢ
Ｒ＝０.２５を持ち、ＦＢ３(９０８)とＦＢ４(９１０)とはＮＢＲ＝０.０６２５
を持つ。３０,０００タイム・スロットに対応する時点で、均一なソースによっ
て、ＮＢＲ＝０.３３３においてＰＣＲ＝０.３３３のセル・レートで、ステップ
関数９１２として示される伝送が開始される。６０,０００タイム・スロットに
対応する時点でこの均一なソースはそのセルの伝送を終了する。

【０１５０】図１８でわかるように、フィードバック・ソース(ＦＢ)は、負荷ステップ関数
９１２を考慮して接続時にその伝送速度の調整を行うことができる。すべてのフ
ィードバック・ソースは、ステップ・ソース９１２にスイッチが入ったとき、ほ
ぼ同量の情報量の減少を経験する。ステップ・ソースのスイッチが切られた後、
フィードバック・ソースはその元のオリジナルの情報量を回復する。

【０１５１】言うまでもなく、本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書で説明した様
々な実施例に対して改変と追加を行うことが可能である。したがって、本発明の
範囲は、上述の特定の実施例にのみ限定されるものではなく、以下に記載の請求
項およびその均等物によってのみ画定されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＴＯＬＯ表とスライディング・ウィンドウとを用いて、本発明の１つの実施例
に従って、１組のパラメータ値から最小値と最大値を決定するシステムを例示す
る図である。

【図２ａ】ウィンドウの範囲内に入る最小値及び／又は最大値を２つの異なる時点で適時
決定するために、１組のサンプル・パラメータ値に対して適用されるスライディ
ング・タイム・ウインドウを例示する。

【図２ｂ】ウィンドウの範囲内に入る最小値及び／又は最大値を２つの異なる時点で適時
決定するために、１組のサンプル・パラメータ値に対して適用されるスライディ
ング・タイム・ウインドウを例示する。

【図３】本発明の実施例に従って１組のパラメータ値から最小パラメータ値と最大パラ
メータ値とを決定するための一般的処理をフローチャートの形で例示する。

【図４】１組のパラメータ値から最小パラメータ値と最大パラメータ値とをそれぞれ
決定するための代替処理手順を例示するフローチャートである。

【図５】１組のパラメータ値から最小パラメータ値と最大パラメータ値とをそれぞれ
決定するための代替処理手順を例示するフローチャートである。

【図６】本発明の実施例に従って、名目ビットレート・サービスを用いてユーザー／ネ
ットワーク・インターフェースとネットワーク間の情報セルを伝えるための一般
的処理を例示するフローチャートである。

【図７】本発明の別の実施例に従って、名目ビットレート・サービスを用いて、ユーザ
ー／ネットワーク・インターフェースとネットワークとの間で情報セルを伝送す
るための処理手順をさらに詳細に例示する。

【図８】フローチャートの形で、名目ビットレート・サービスの実施例に従ってネット
ワーク・ノードにおいてセルをフィルタするための一般的処理を例示する。

【図９】名目ビットレート・サービスに従ってネットワーク・ノードにおいてセルをフ
ィルタするシステムの実施例のブロック図である。

【図１０】名目ビットレート・サービスの実施例に従ってネットワーク・ノードにおいて
セルをフィルタするシステムの代替実施例のブロック図である。

【図１１】ＮＢＲ方法論を実現するＡＴＭネットワークの１つの実施例を例示するブロッ
ク図である。

【図１２】本発明のＮＢＲサービスに従う、ネットワークの負荷状態セルの１つの実施例
を例示する。

【図１３】ＮＢＲ方法論を実行するようにを構成されるＡＴＭネットワークの範囲内の典
型的ＡＴＭノードのブロック図である。

【図１４】ＮＢＲ状態セルを使用して、ソース端の移動局へフィードバックを行って本発
明に従ってセル転送レートを最適化することができる一般的方法論をフローチャ
ートの形で例示する。

【図１５】４つの特定負荷レベルに対する優先順位の関数としての平均セル損失率(Ｐｌ
ｏｓｓ)の関係を示すグラフである。

【図１６】４つの特定負荷レベルに対する優先順位の関数としての平均セル損失率(Ｐｌ
ｏｓｓ)の関係を示すグラフである。

【図１７】固定ビットレート接続をフィードバック・ソースを使用する固定ビットレート
接続と比較するシミュレーションの結果を示すグラフの１例である。

【図１８】時間の関数としてフィードバック・ソースの各々から得られる情報量／容量の
グラフの１例である。

【符号の説明】

２０システム[パラメータ値(Ｐｉ)] ２１出力部２２計算ユニット２３入力装置２４バッファ２６引数リスト２８タイム・スタンプ３０順序番号３２スライディング・ウィンドウ・ユニット３４制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】システムによって生成される複数の離散パラメータ値の最小
値または最大値を決定する方法において、前記システムによって生成可能なすべてのとり得るパラメータ値を表す１組の
一意的パラメータ値を格納するステップと、規則的な時間間隔または不規則な時間間隔で前記システムからパラメータ値を
受信するステップと、前記１組の一意的パラメータ値の中の、受信パラメータ値と同等である特定の
パラメータ値に基づいて、最後の発生を示す識別子を格納するステップと、最後の発生を示す識別子の範囲と関連づけられたサイズを持つウィンドウを設
定するステップと、前記ウィンドウの範囲内で設定された受信パラメータ値の中の最小値または最
大値を決定するステップと、を有することを特徴とする方法。
【請求項２】請求項１に記載の方法において、前記最後の発生を示す識別
子が、前記特定のパラメータ値が受信時刻を表すタイム・スタンプ識別子を有し
、前記ウィンドウのサイズが時刻の測定値として設定されることを特徴とする方
法。
【請求項３】請求項１に記載の方法において、前記最後の発生を示す識別
子が、前記特定のパラメータ値が受信されたソート順を表す順序番号を示す識別
子を有し、最後の発生という点から前記ウィンドウのサイズが設定されることを
特徴とする方法。
【請求項４】請求項１に記載の方法において、前記最後の発生を示す識別
子を格納するステップが、前記システムからのパラメータ値の受信に後続して行
われることを特徴とする方法。
【請求項５】請求項１に記載の方法において、前記最小値または前記最大
値を決定するステップが、前記システムからの前記パラメータ値の受信と、前記
最後の発生を示す識別子の格納とに関して同時に行われることを特徴とする方法
。
【請求項６】請求項１に記載の方法において、前記ウィンドウを設定する
ステップが、前に設定されたウインドウ・サイズから前記ウィンドウのサイズを
修正するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項７】請求項１に記載の方法において、前記離散パラメータ値が整
数値、実数値、あるいはアルファベット値のいずれかを有することを特徴とする
方法。
【請求項８】システムによって生成される複数の離散パラメータ値の最小
値または最大値を決定する装置において、前記システムによって生成可能なすべてのとり得るパラメータ値を表す１組の
一意的パラメータ値から成るテーブルを格納するように構成されるメモリと、規則的な時間間隔または不規則な時間間隔で前記システムからパラメータ値を
受信する入力装置と、前記入力装置によって受信されたパラメータ値と前記テーブルの関連づけられ
た一意的パラメータ値との間の同等性の決定に基づいて、最後の発生を示す識別
子の格納ステップを調整し、最後の発生を示す識別子の範囲と関連づけられたサ
イズを持つウィンドウの範囲内で設定された識別子であって、関連づけられた最
後の発生を示す識別子を持つ受信パラメータ値の中の最小値または最大値を計算
するプロセッサと、を有することを特徴とする装置。
【請求項９】請求項８に記載の装置において、前記プロセッサが、前記シ
ステムからパラメータ値を受信する前記入力装置に後続する、前記最後の発生を
示す識別子の格納ステップを調整することを特徴とする装置。
【請求項１０】請求項８に記載の装置において、前記プロセッサが、前記
システムからの前記パラメータ値の受信と、前記最後の発生を示す識別子の格納
とに関して、前記最小値または前記最大値を同時に計算することを特徴とする装
置。
【請求項１１】請求項８に記載の装置において、前記プロセッサが、前に
設定されたウインドウ・サイズから修正命令に基づいて前記ウィンドウのサイズ
を修正するステップを調整することを特徴とする装置。
【請求項１２】ソース・ユニットと宛先ユニットとの間で設定されたネッ
トワーク接続を行うために負荷情報を取得する方法において、前記ネットワーク接続に沿って設定された前記ネットワーク・ノードの閾値優
先順位を決定するステップであって、前記ネットワーク接続を介して受信された
セルを受け入れるか廃棄するかの基礎として前記ネットワーク・ノードが前記閾
値優先順位を利用するように成すステップと、前記ネットワーク・ノードによって認識された各閾値優先順位と関連づけられ
た最後の発生エントリを含むテーブルを格納するステップと、前記ネットワーク・ノードに対して決定された関連づけられた閾値優先順位の
最後の発生エントリを更新するステップと、前記テーブルの最後の発生エントリを利用して、セル受信イベントの指定持続
時間または指定番号にわたって、前記ネットワーク・ノードの最悪ケースの閾値
優先順位を計算するステップと、を有し、これにより、前記ネットワーク・ノードの前記最悪ケースの閾値優先順位を示
す情報が前記ソース・ユニットへ伝えられ、前記最悪ケースの閾値優先順位情報
に基づいて前記ソース・ユニットからそれ以後出力されるセル優先順位の調整に
前記ソース・ユニットが影響を与えることを特徴とする方法。
【請求項１３】請求項１２に記載の方法において、前記テーブルを格納し
、更新するステップが前記ネットワーク・ノードにおいて行われることを特徴と
する方法。
【請求項１４】請求項１２に記載の方法において、前記最悪ケースの閾値
優先順位を計算するステップが、セル受信イベントの前記指定持続時間または前
記指定番号にわたって決定された前記閾値優先順位の中の最小閾値優先順位を計
算するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項１５】請求項１２に記載の方法において、前記最悪ケースの閾値
優先順位を計算するステップが、セル受信イベントの前記指定持続時間または前
記指定番号にわたって決定された前記閾値優先順位の中の最大閾値優先順位を計
算するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項１６】請求項１２に記載の方法において、前記最悪ケースの閾値
セル優先順位を計算するステップが、セル受信イベントの前記指定持続時間または前記指定番号に対応するサイズを
持つウィンドウを設定するステップと、前記ウィンドウの範囲内に入る関連づけられた最後の発生エントリを持つ閾値
優先順位から最小閾値優先順位を決定するステップと、を有することを特徴とす
る方法。
【請求項１７】請求項１２に記載の方法において、前記最悪ケースの閾値
セル優先順位を計算するステップが、セル受信イベントの前記指定持続時間または前記指定番号に対応するサイズを
持つウィンドウを設定するステップと、前記ウィンドウの範囲内に入る関連づけられた最後の発生エントリを持つ閾値
優先順位から最大閾値優先順位を決定するステップと、を有することを特徴とす
る方法。
【請求項１８】ソース・ユニットと宛先ユニットとの間で設定されたネッ
トワーク接続を行うために負荷情報を取得する装置において、前記ネットワーク接続に沿って設定されたネットワーク・ノードに設けられる
メモリであって、前記ネットワーク・ノードによって認識された複数の閾値優先
順位の各々と関連づけられた最後の発生エントリを含むテーブルをサポートする
メモリであって、前記ネットワーク接続を介して受信されたセルを受け入れるか
、廃棄するかの基礎として、前記ネットワーク・ノードが前記閾値優先順位を利
用するように構成されるメモリと、前記ネットワーク・ノードにおいて設けられるプロセッサであって、前記メモ
リと相互に作用して、前記ネットワーク・ノードの閾値優先順位を計算し、前記
計算された閾値優先順位と関連づけられた最後の発生エントリを更新するプロセ
ッサと、前記テーブルの最後の発生エントリを利用して、セル受信イベントの指定持続
時間または指定番号にわたって、前記ネットワーク・ノードの最悪ケースの閾値
優先順位を計算する前記プロセッサと、これにより、前記ネットワーク・ノードについての前記最悪ケースの閾値優先
順位を示す情報が状態セルの中に組み入れられ、前記ソース・ユニットが、前記
状態セルの中に組み入れられた前記最悪ケースの閾値優先順位情報に基づいて前
記ソース・ユニットからそれ以後出力されるセル優先順位の調整に影響を与える
ことを特徴とする方法。
【請求項１９】請求項１８に記載の方法において、前記プロセッサが、セ
ル受信イベントの前記指定持続時間または前記指定番号にわたって決定された前
記閾値優先順位から最小閾値優先順位を計算することにより、前記最悪ケースの
閾値優先順位を計算することを特徴とする方法。
【請求項２０】請求項１８に記載の方法において、前記プロセッサが、セ
ル受信イベントの前記指定持続時間または前記指定番号にわたって決定された前
記閾値優先順位から最大閾値優先順位を計算することにより、前記最悪ケースの
閾値優先順位を計算することを特徴とする方法。
【請求項２１】請求項１８に記載の方法において、セル受信イベントの前
記指定持続時間または前記指定番号に対応するサイズを持つウィンドウの範囲内
に入る関連づけられた最後の発生エントリを持つ閾値優先順位から前記プロセッ
サが最小閾値優先順位を決定することにより、前記最悪ケースの閾値セル優先順
位を計算することを特徴とする方法。
【請求項２２】請求項１８に記載の方法において、前記最悪ケースの閾値
セル優先順位を計算するステップが、セル受信イベントの前記指定持続時間また
は前記指定番号に対応するサイズを持つウィンドウの範囲内に入る関連づけられ
た最後の発生エントリを持つ閾値優先順位から前記プロセッサが最小閾値優先順
位を決定するステップを有することを特徴とする方法。