JP2014157570A - 信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】信号処理の遅延を抑制すること。
【解決手段】本発明の信号処理装置１００は、信号の出力方向に沿って複数段階に区分した各段階における信号処理をそれぞれ行い、当該信号処理を行う優先度が予め設定された各タスク部１０３と、各タスク部のうち、処理すべき信号が存在するものを優先度が高い順に実行するよう制御する実行制御手段１０４と、を備える。上記タスク部は、同一内容の所定の信号処理を行う２つの優先度相違タスク部を有し、優先度が高く設定された一方の優先度相違タスク部は、予め設定された優先装置から送信された信号を処理し、一方の優先度相違タスク部よりも優先度が低く設定された他方の優先度相違タスク部は、優先装置とは異なる他の装置から送信された信号を処理するよう設定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、信号処理装置にかかり、特に、外部から受信して入力された信号を処理して外部に出力する信号処理装置に関する。

通信システムのノードは、外部から入力された信号を受信し、受信されることにより入力された信号を処理して、外部に出力する、という信号処理装置を構成している。例えば、図１に示すノード１０は、外部の他ノード７０，８０が接続されており、これら他ノード７０，８０から送信された信号を受信して処理し、さらに出力する。

具体的に、図１の例では、他ノード７０，８０から送信された信号は、通信チャネルを表すＣ１１，Ｃ１２を経由して、ハードウェア割込みのハンドラである受信タスク１１，１２で受信される。そして、受信された信号は、入力タスク２１，２２から制御タスク３１に送信され、適切な信号処理を受ける。その後、信号は、出力タスク２３，２４に送られ、Ｃ７０，Ｃ８０を経由して、他ノード７０，８０に送信される。なお、信号のカプセル化の処理は、信号を制御タスク３１から入力タスク２１，２２に送ることで実現される。

また、ネットワークの運用・管理・保守を行うＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance）端末９０からノード１０へ送られたコマンドは、Ｃ１３を経由して受信タスク１３でハードウェアレベルの受信割込みを受け、入力タスク４１でソフトウェアレベルの受信処理が行われる。入力タスク４１で受信されたコマンドは、制御タスク３１で処理され、コマンド出力が出力タスク４２へ送られる。コマンドの出力は、出力タスク４２からＣ９０を経由して外部へ出力される。

ここで、上述した受信タスク１１，１２，１３によるハードウェア割込みは、その処理の優先度である実行プライオリティが最も高く設定されている。また、入力タスク２１，２２と出力タスク２３，２４は、同一の実行プライオリティが設定される。なお、当該タスク２１，２２，２３，２４は、ＯＳ（Operating System）のカーネル内の処理として実装される場合もある。さらに、これらタスク２１，２２，２３，２４は、信号処理の遅延を避けるため、制御タスク３１と比べ高い実行プライオリティが設定される。また、コマンド処理の入力タスク４１と出力タスク４２は、ユーザアプリケーションとして実装されるため、制御タスク３１と比べ低い実行プライオリティが設定される。

特開２０１１−４９８１５号公報

ところが、上述した通信システムのノード１０では、他ノード７０との通信に用いるプロトコルＡのタスクと、他ノード８０との通信に用いるプロトコルＢのタスクと、制御タスク、というように機能ごとに分類し、これらの機能毎に実行プライオリティを設定している。このため、入力処理と送信処理のプライオリティが同じになり、送信処理を優先的に行うことができなかった。さらに、送信つまり出力タスクの実行プライオリティが、受信タスクの実行プライオリティよりも低いため、かかる点でも、送信処理を優先することができない。この結果、輻輳が発生しうる量の信号を受信しても、システムに流入する信号を制限できない。すると、受信タスクが優先されるため、大量のパケットを受信した場合、その他の処理に実行権が回らない、という問題が生じる。あるいは、信号の受信を制限する為に複雑な仕組みが必要であったり、輻輳が発生してから制限を起動するまでにタイムラグが発生することを避けられなかった。

また、コマンド処理のタスクがアプリケーションタスクとして低い優先度が与えられているため、システム輻輳時には、コマンドによる制御が著しく遅くなる、または、行えない状態となってしまう、という問題が生じる。

ここで、上述した問題を解決する手段として、特許文献１が提案されている。ところが、特許文献１に記載の方法では、入力タスクで処理し始めた信号が最優先で処理されるため、処理中に到着した受信信号に優先度の高い信号があったとしても、他の優先度の低い信号と区別した扱いが出来ないという問題があった。

また、マルチコアプロセッサ上に複数の仮想マシンを実行させた場合、それらの仮想マシンは、他のプロセッサ上のノードより緊密に連携して動作させる場合が多いと考えられる。このため、同一マルチコアプロセッサ上の仮想マシンが輻輳状態に陥った場合には、より深刻な影響を受けると考えられる。ところが、関連する技術では、ノードの入力信号を処理する時に、装置間の連携などを意識することはない。従って、同一マルチコアプロセッサ上のノード間の信号処理を優先的に行うことができず、信号処理に遅延が生じるという問題がある。そして、かかる問題は、仮想マシン間のみならず、ハードウェア装置間でも生じうる。

以上のように、通信システムのノードにおいて、信号に応じて所望の優先処理が実行されず、信号処理に遅延が生じる、という問題があった。

このため、本発明の目的は、信号処理装置において、信号に応じて所望の優先処理が実行されないことにより、信号処理に遅延が生じる、という課題を解決することができる、信号処理装置を提供することにある。

本発明の一形態である信号処理装置は、
信号が入力される入力段階から、その信号が一連の内部処理を経て外部に出力される出力段階までを、信号の出力方向に沿って複数段階に区分し、当該区分した各段階における信号処理をそれぞれ行い、当該信号処理を行う優先度が予め設定された各タスク部と、
前記各タスク部のうち、処理すべき信号が存在するものを、当該各タスク部に予め設定された前記優先度が高い順に実行するよう制御する実行制御手段と、を備え、
前記タスク部は、同一内容の所定の信号処理を行い、前記優先度が異なる２つの優先度相違タスク部を有し、当該優先度相違タスク部のうち、他方よりも前記優先度が高く設定された一方の前記優先度相違タスク部は、予め設定された優先装置から送信された信号を処理し、前記一方の優先度相違タスク部よりも前記優先度が低く設定された他方の前記優先度相違タスク部は、前記優先装置とは異なる他の装置から送信された信号を処理するよう設定されている、
という構成をとる。

また、本発明の他の形態であるプログラムは、
信号処理装置に、
信号が入力される入力段階から、その信号が一連の内部処理を経て外部に出力される出力段階までを、信号の出力方向に沿って複数段階に区分し、当該区分した各段階における信号処理をそれぞれ行い、当該信号処理を行う優先度が予め設定された各タスク部と、
前記各タスク部のうち、処理すべき信号が存在するものを、当該各タスク部に予め設定された前記優先度が高い順に実行するよう制御する実行制御手段と、
を実現させ、
前記タスク部は、同一内容の所定の信号処理を行い、前記優先度が異なる２つの優先度相違タスク部を有し、当該優先度相違タスク部のうち、他方よりも前記優先度が高く設定された一方の前記優先度相違タスク部は、予め設定された優先装置から送信された信号を処理し、前記一方の優先度相違タスク部よりも前記優先度が低く設定された他方の前記優先度相違タスク部は、前記優先装置とは異なる他の装置から送信された信号を処理するよう設定されている、
という構成をとる。

また、本発明の他の形態である信号処理方法は、
信号が入力される入力段階から、その信号が一連の内部処理を経て外部に出力される出力段階までを、信号の出力方向に沿って複数段階に区分し、当該区分した各段階における信号処理をそれぞれ行い、当該信号処理を行う優先度が予め設定された各タスク部を備えた信号処理装置が、
前記各タスク部のうち、処理すべき信号が存在するものを、当該各タスク部に予め設定された前記優先度が高い順に実行するよう制御する信号処理方法であり、
前記タスク部は、同一内容の所定の信号処理を行い、前記優先度が異なる２つの優先度相違タスク部を有し、当該優先度相違タスク部のうち、他方よりも前記優先度が高く設定された一方の前記優先度相違タスク部は、予め設定された優先装置から送信された信号を処理し、前記一方の優先度相違タスク部よりも前記優先度が低く設定された他方の前記優先度相違タスク部は、前記優先装置とは異なる他の装置から送信された信号を処理するよう設定されている、
という構成をとる。

本発明は、以上のように構成されることにより、信号に応じて所望の優先処理を実行することで、信号処理の遅延を抑制することができる。

本発明に関連する信号処理システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１における信号処理システムの構成を示すブロック図である。 図２に開示した信号処理システムの具体的な構成及び動作を示す図である。 本発明の実施例１における信号処理システムの構成及び動作を示す図である。 図４に開示した強連携ノード情報の一例を示す図である。 本発明の実施例２における信号処理システムの構成及び動作を示す図である。 本発明の実施例３における信号処理システムの構成及び動作を示す図である。 本発明の実施例４における信号処理システムの構成及び動作を示す図である。

＜実施形態１＞
本発明の第１の実施形態を、図２乃至図５を参照して説明する。図２は、信号処理システムの構成の概略を示すブロック図であり、図３乃至図５は、具体的な構成及び動作を示す図である。

まず、図２を参照して、信号処理システムの構成の概略を説明する。図２に示すように、信号処理システムは、信号処理装置であるノード１００及び連携ノード２００を備えている。連携ノード２００は、ノード１００と強く連携して信号処理を行うノードとして、予め設定された同一のグループ１０００に属していることとする。また、信号処理システムは、上記グループ１０００内に属しておらず、ノード１００とは連携度合いが弱い他ノード７００，８００と、ＯＡＭ制御端末９００と、を備えている。そして、これら各ノードや端末は、相互にネットワークを介して接続されている。

上記ノード１００は、外部から入力された信号を受信し、当該受信されることにより入力された信号を処理して、外部に出力する機能を有する信号処理装置である。例えば、ノード１００は、外部の他ノード７００，８００から送信された信号を受信して処理し、出力する。このとき、ノード１００は、連携ノード２００と連携した信号処理も行う。また、ノード１００は、ＯＡＭ制御端末９００からのコマンドに応じた処理も行う。

そして、上記ノード１００は、演算装置１０１及び記憶装置１０２を備えた情報処理装置にて構成されている。具体的に、ノード１００は、演算装置１０１にプログラムが組み込まれることで構築された、タスク群１０３と制御部１０４とを備える。また、ノード１００は、記憶装置１０２に装置情報記憶部１０５と優先度記憶部１０６とを備えている。

上記タスク群１０３は、信号処理を実行する複数のタスクであり、当該タスクの具体例を図３に示す。これら各タスクは、それぞれ後述するように所定の信号処理を実行するものであり、実行される優先度が予め設定されている。各タスクの優先度は、優先度記憶部１０６に予め記憶されており、その一例は後述する実施例にて図５を参照して説明する。そして、各タスクの実行を制御部１０４（実行制御手段）が制御するが、当該制御部１０４は、処理すべき信号が存在するタスクを、優先度が高い順に実行する。つまり、各タスクは、優先度が高い順に実行権が与えられる。

以下、図３を参照して、ノード１００の構成及び動作を説明する。まず、ノード１００は、通信チャネルＣ１００，Ｃ２００を介して、連携ノード２００と信号を送受信する。また、通信チャネルＣ１１１，Ｃ７００，Ｃ１１２，Ｃ８００を介して、他ノード７００，８００と信号を送受信する。さらに、ノード１００は、通信チャネルＣ１１３を介してＯＡＭ制御端末９００からコマンドを受け、通信チャネルＣ９００を介してコマンドの出力を返す。

図３に示す強連携ノード情報１１４は、図２に示す装置情報記憶部１０５（装置情報記憶手段）に記憶された装置情報であり、ノード１００と強く連携したノード（優先装置）を識別する情報が登録されている。例えば、この例では、強連携ノード情報１１４には、連携ノード２００を識別する識別情報が登録されている。

受信タスク１１１（受信タスク部）は、通信チャネルＣ１００，Ｃ１１１を経由して連携ノード２００や他ノード７００から受信した信号に対する、ハードウェア処理を含めた受信処理を行う。このとき、受信タスク１１１は、受信した信号の内容を参照して、当該信号の送信元の判定を行う。具体的に、受信タスク１１１は、受信した信号に含まれるＭＡＣアドレスなどの送信元を特定する情報が、強連携ノード情報１１４に記憶されているか否かを調べる。

そして、受信タスク１１１は、受信した信号の送信元の情報が強連携ノード情報１１４に含まれている場合には、当該受信した信号を、後述する強関連入力調停タスク１７１に接続されている符号１７８の受信キュー（一方の受信キュー）に格納する。一方、受信タスク１１１は、受信した信号の送信元の情報が強連携ノード情報１１４に含まれていない場合には、当該受信した信号を、後述する一般入力調停タスク１８１に接続されている符号１８８の受信キュー（他方の受信キュー）に格納する。なお、受信タスク１１１は、受信した信号を受信キュー１７８または１８８に積み込む際に、当該信号に設定された優先度に従ったキューに積み込む。

そして、受信タスク１１１の優先度は、後述するいずれのタスク（各タスク部）よりも一番高く設定されている。これに加え、受信タスク１１１は、単位時間あたりの受信処理の数の閾値を持っている。このため、受信タスク１１１は、設定された閾値の範囲では、信号であるパケットを最優先で受信処理し、閾値を超えるパケットは無条件に破棄する。

上記強関連入力調停タスク１７１と一般入力調停タスク１８１は、共に受信調停タスクであり、同一内容の信号処理を行うもの（優先度相違タスク部）である。一般入力調停タスク１８１（他方の優先度相違タスク部、他方の入力タスク部）は、受信キュー１８８から信号を取り出す際に、優先度の高いキューを優先して処理する。そして、一般入力調停タスク１８１は、取り出した信号をソフトウェアレベルの受信処理を行う入力タスク１６１に渡す。強関連入力調停タスク１７１（一方の優先度相違タスク部、一方の入力タスク部）は、受信キュー１７８から信号を取り出して、入力タスク１６１に渡す処理を行う。かかる処理の動作は、上記一般入力調停タスク１８１とほぼ同じである。

但し、後述するように、強関連入力調停タスク１７１の優先度は、一般入力調停タスク１８１よりも高く設定されている。つまり、強連携ノード情報１１４に記憶されている送信元から送信された信号は、強関連入力調停タスク１７１によって一般入力調停タスク１８１よりも優先して、入力タスク１６１に入力される。なお、一般入力調停タスク１８１の優先度は最も低く設定されており、強関連入力調停タスク１７１は一般入力調停タスク１８１の優先度よりも高く設定されている。

上記入力タスク１６１は、強関連入力調停タスク１７１あるいは一般入力調停タスク１８１から渡された信号のソフトウェアレベルでの受信処理を行い、かかる信号を制御タスク１３１に渡す。なお、入力タスク１６１の優先度は、強関連入力調停タスク１７１よりも高く設定されている。

上記制御タスク１３１は、信号の内容に応じた処理を行い、その後、信号の送信が必要であれば、信号を出力１２１タスクに渡す。なお、制御タスク１３１の優先度は、入力タスク１６１よりも高く設定されている。

上記出力タスク１２１は、信号の送信処理を行い、実際に他のノードなどに対する信号の送信を行う。出力タスク１２１は、送信先に応じて通信チャネルＣ２００やＣ７００を使い分け、連携ノード２００や他ノード７００に信号を送信する。なお、出力タスク１２１の優先度は、制御タスク１３１よりも高く設定されている。

ここで、IPトンネルのように信号がカプセル化された構造を持つ場合、カプセルの外側のプロトコル処理後に、内側の信号を取り出すことがある。また、逆に受信した信号の処理後にカプセル化処理として、外側にプロトコルのヘッダを付加した上で送信を行うことがある。再入力タスク１４１は、このようなカプセル化処理を行うために使用される。上記制御タスク１３１は、信号にカプセル化処理が必要だと判断した場合、その信号を再入力タスク１４１に送信し、当該再入力タスク１４１はカプセル化処理を行った後、信号が受信されたかのように、再度、制御タスク１３１へ信号の送信を行う。

また、ノード１００は、複数の通信プロトコルを扱う場合、上述した受信タスク１１１、出力タスク１２１、再入力タスク１４１、入力タスク１６１、受信キュー１７８，１８８のセットを、他の扱う通信プロトコルの種類分、さらに装備している。図３の例では、受信タスク１１２、出力タスク１２２、再入力タスク１４２、入力タスク１６２、受信キュー１７９，１１８９が、二つ目の通信プロトコルに対応すべく設けられている例を示している。複数のタスク群のセットを持つ場合、一般入力調停プロトコル１８１は、各セットの受信キュー１８８，１８９の両方を検査し、最も優先度の高い信号を、信号プロトコルの対応する入力タスクに送信する。強関連入力調停プロトコル１７１も同様である。

また、ノード１００は、ＯＡＭ制御端末９００からOAMコマンドの入力を通信チャネルＣ１１３を介して受け、受信タスク（コマンド）１１３でハードウェア処理を含めた受信処理を行う。その後、入力タスク１５１でソフトウェア的にコマンドを受け付けた後、制御タスク１３１でコマンドの反映や要求されたデータの検索等を行う。コマンドの出力がある場合は、出力タスク（コマンド）１２３で出力処理を行い、通信チャネルＣ９００を介してＯＡＭ制御端末９００に結果を返す。

ここで、上述したノード１００における各タスクが実行される優先度は、図３の矢印に示すように、上方に位置するものほど高く設定され、下方に位置するものほど低く設定されている。具体的に、まず、受信タスク１１１等に、最も高い優先度である実行プライオリティを持たせている。そして、出力タスク１２１等、制御タスク１３１、再入力タスク１４１等、入力タスク（コマンド）１５１、入力タスク（プロトコル）１６１等、強関連入力調停タスク１７１、一般入力調停タスク１８１、の順に、実行プライオリティを下げて設定しており、一般入力調停タスク１８１に最も低い実行プライオリティを持たせている。

このように、本発明では、ハードウェア的な受信処理（受信タスク）を除き、受信した信号が入力される入力段階から出力段階までを複数段階に区分した各段階における信号処理をそれぞれ行う各タスクが、出力段階に近い段階のものほど実行プライオリティが高くなるように設定している。このため、ノード１００に受信された信号は、ハードウェア的な受付け処理後は、先に受信されたものほど優先的に処理される。従って、ノード１００内に信号が滞留することを防ぐことが出来る。

また、ノード１００は、強く連携した連携ノード２００からの入力信号を、それ以外のノード７００等からの入力信号よりも優先的に処理する。このため、強く連携したノード群内に取り込んだ信号を優先的に処理し、当該ノード群内に信号が滞留しないようにすることで、当該ノード群全体として輻輳状態を避けることが出来る。

なお、ノード１００は、受信タスク１１１等に単位時間あたりの受信量の閾値を設定することで、過剰な受信パケットがノード１００内へ流入することを事前に防ぐことが出来る。また、受信タスクで優先度別のキュー積み込みを行うことで、優先度が高い信号を、優先的に処理することが出来る。さらに、コマンドの入力処理を信号の受信処理より高い優先度とすることで、システムが輻輳状態であっても、コマンド処理を実行することが出来る。

＜実施例１＞
ここで、上述した実施形態１における信号処理システムの具体的な実施例を、図４乃至図５を参照して説明する。図４は、信号処理システムにおける各タスクの様子を示すブロック図であり、図５は、各タスクに設定された優先度を示す図である。

本実施例では、一つのノード１００が、ＳＩＰと３ＧＰＰプロトコルのゲートウェイ装置であり、このノードと強く連携している連携ノード２００が、ＩＰｓｅｃゲートウェイ装置である。この例では、ノード１００にはＩＰｓｅｃの機能が無く、ＩＰｓｅｃ通信が必要な場合、ノード１００は連携ノード２００の機能を使うこととなる。つまり、ノード１００と連携ノード２００は強い連携があり、同一のグループ１０００に属していることとなっている。

ノード１００は、ＩＰｓｅｃを使わないＳＩＰベースの処理を行う場合は、ＩＰルータ等の外部ノード７００と通信チャネルＣ１１１，Ｃ７００を介し通信を行う。ノード１００は、ＩＰｓｅｃを使うSIPベースの通信の場合は、通信チャネルＣ１００，Ｃ２００を介して、連携ノード２００にＩＰｓｅｃ処理をさせた上で、その先の対向のIPsec GW等の外部ノード６００と通信チャネルＣ２０１，Ｃ６００を介して通信を行う。従って、通信チャネルＣ１１１，Ｃ７００，Ｃ１００，Ｃ２００上は平文の信号であるのに対し、通信チャネルＣ２０１、Ｃ６００上は、ＩＰｓｅｃで暗号化された信号がやりとりされる。

一方、ノード１００は、３GPPプロトコルベースの処理を行う場合は、RNC等の外部ノード８００と通信チャネルＣ１１２，Ｃ８００と通信を行う。更に、ノード１００は、OAMの制御ノードであるＯＡＭ制御端末９００と通信チャネルＣ１１３，Ｃ９００を介して通信を行う。ＯＡＭ制御端末９００は、保守コマンドを使い、ノード１００の状態監視と操作を行う。

図４を参照して、ノード１００の内部構成を説明する。ノード１００は、強い関連があるノードの情報を保持する強連携ノード情報１１４を持つ。また、受信した信号を一時的に蓄えるキューである受信キュー１７８，１７９，１８８，１８９を持つ。これらのキューは、内部的には信号の優先度に対応した複数のキューから構成される。

ノード１００はさらに、信号の処理タスクを有する。各タスクには、実行プライオリティである優先度が設定されている。そして、タスクは、入力から出力までの一連の処理ステップに対応した分類と、処理対象のプロトコルによる分類が可能である。

処理ステップに対応した分類は、受信タスク１１１等、出力タスク１２１等、制御タスク１３１、再入力タスク１４１等、入力タスク１５１等、強関連入力調停タスク１７１、一般入力調停タスク１８１がある。このうち、受信タスク１１１等の実行プライオリティが最も高く、上述した順に、実行プライオリティは低くなる。但し、入力タスク１５１等の中でも、コマンド処理の入力タスク１５１は、他のプロトコル処理の入力タスク１６１，１６２より高いプライオリティを設定する。

なお、上述したプロトコルによる分類は、この例では、共通制御、ＳＩＰ、ＲＡＮＡＰ、コマンド処理がある。

ノード１００が持つタスクの分類と実行プライオリティの一例を図５に示す。例えば、受信タスク１１１は、ＳＩＰプロトコルの受信タスクであり、実行プライオリティは「１」である。また、入力タスク１５１は、コマンド処理の入力タスクであり、実行プライオリティは「５」である。実行プライオリティは、数値が小さいほど、そのタスクが実行される優先度は高いものとして設定される。

制御タスク１３１は、ＩＰプロトコル上のＳＩＰ機能とＲＡＮＡＰプロトコル上の3GPPの呼処理機能の変換機能を実現する。制御タスク１３１は、当事者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成は省略する。

次に、上述したノード１００の動作を説明する。事前に、強連携ノード情報１１４には、強い関連を持つノードの情報を予め設定しておく。この例では、強連携ノード情報１１４には、連携ノード２００のＭＡＣアドレスを設定しておく。強連携ノード情報１１４の設定の手段は、本発明では問わないが、例えば、手動で登録する方法がある。

各タスクのスケジューリングは、ノード１００のＯＳつまり上述した制御部１０４によって行われる。ＯＳは、実行プライオリティの高いタスクほど優先的に実行権を与える。ＯＳのスケジューリングの方法については、一般的に知られている技術であり、ここでは説明を省略する。

続いて、プロトコル信号の処理の動作について説明する。受信タスク１１１は、通信チャネルＣ１１１やＣ１００からの信号到着によって起動される。受信タスク１１１では、閾値をもって、単位時間あたりの許容処理数と比較し、閾値を超えている場合、その信号は破棄する。閾値を越えていない場合、信号の送信元ノードと、信号の優先度を調べる。

信号の送信元ノードを調べることは、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）であれば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ中の送信元ＭＡＣアドレスを調べることで行うことができる。受信タスク１１１は、通信チャネル１００に到着した信号は、連携ノード２００からの信号であると判断でき、当該信号の送信元を表す情報が強連携ノード情報１１４に登録されている情報に含まれるため、強い関連のあるノードからの信号であると判断できる。通信チャネルＣ１１１に到着した信号は、送信元ＭＡＣアドレスがノード７００のものであり、強連携ノード情報１１４に登録されている情報に含まれない為、強い関連のあるノードからのものではないと判断できる。また、信号の優先度を調べることは、例えばEthernetであれば、CoSフィールドを調べることで行うことができる。

受信タスク１１１は、受信した信号の送信元が強い関連のあるノードであった場合には、信号の優先度に基づき、受信キュー１７８の適切なキューに信号を積み込む。また、受信タスク１１１は、信号の送信元が強い関連のあるノードではなかった場合いは、信号の優先度に基づき、受信キュー１８８内の適切なキューに信号を積み込む。

上記受信タスク１１１と同様に、受信タスク１１２は、通信チャネルＣ１１２からの信号到着によって起動される。受信チャネル１１２も、強連携ノード情報１１４を参照しつつ、信号の送信元ノードが強い関連のあるノードであるか否かと、信号のプライオリティに応じて、受信キュー１７９または１８９の適切なキューに信号を積み込む。

続いて、強関連入力調停タスク１７１は、実行権が与えられた時に、受信キュー１７８と１７９を検査し、優先度の高いキューに積み込まれた信号を優先して入力タスクに送る。強関連入力調停タスク１７１は、最も優先度の高い信号が受信キュー１７８に積み込まれていれば、その信号を入力タスク１６１に送り、受信キュー１７９に積み込まれていれば、その信号を入力タスク１６２に送る。なお、受信キュー１７８と１７９の優先度間の相対関係は本発明では特に問わないが、例えば、固定的に割り振るなどの方法がある。

一般入力調停タスク１８１は、強関連入力調停タスク１７１より実行プライオリティが低く、また、検査する受信キューが１８８と１８９であることを除き、強関連入力調停タスク１７１と同様に動作する。

入力タスク１６１，１６２では、受信信号のプロトコルに関する信号の入力処理を行う。プロトコル処理の内容は既知の技術であり、本発明の内容とは直接関係しないので、ここでは説明しない。入力処理後、入力タスク１６１，１６２は、信号を制御タスク１３１に送る。

制御タスク１３１では、信号の内容に関する処理を行う。その結果、信号の送信が必要であれば、送信すべき信号の生成を行い、生成した信号を適切な送信タスクへ送信する。また、プロトコル変換が必要であると判断された場合、適切な信号の変換を行う。例えば、制御タスク１３１が、入力タスク１６１からＳＩＰ信号を受信しており、これをＲＡＮＡＰ信号に変換する必要があると判断した場合、ＲＡＮＡＰ信号を生成し、出力タスク１２２へ送信する。ＳＩＰ信号を送信する必要があると判断した場合、ＳＩＰ信号を生成し、出力タスク１２１へ送信する。なお、制御タスク１３１のプロトコル処理自体は、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な動作の説明は省略する。

ここで、ＳＩＰ信号は、ＩＰプロトコル上に構成されている。ＩＰプロトコルには、トンネリング機能がある。たとえば、自ノード宛のＩＰパケットの中にＩＰパケットがカプセル化されている場合には、外側のヘッダを外したり、トンネル設定された宛先に対しては、カプセル化した上で送信したりする必要がある。これらの機能は、一度処理したパケットを再度受信し直したように見せかけることにより、処理の簡素化が行えることが一般に知られている。再入力タスク１４１は、この再受信を行わせるためのタスクである。制御タスク１３１で再受信が必要と判断された信号は、再入力タスク１４１に渡され、改めて制御タスク１３１へ受信した信号であるかのように処理される。

出力タスク１２１や１２２では、プロトコルに応じた出力処理を行う。出力タスク１２１では、ＳＩＰとして必要な処理を行い、適切な通信チャネルＣ２００やＣ７００を介して連携ノード２００やＩＰルータ７００などの外部のノードへ送信する。また、出力タスク１２２では、ＲＡＮＡＰとして必要な送信処理を行い、通信チャネル８００から他のノード８００に送信される。

次に、ＯＡＭ処理の動作について説明する。ＯＡＭ制御端末９００は、ユーザからのコマンド入力を、シリアル回線等の通信チャネルＣ１１３を介して、ノード１００に送る。ノード１００の内部では、受信タスク１１３がハードウェア的な受信処理を行い、ソフトウェア的なコマンド入力として、入力タスク１５１に送付する。入力タスク１５１は、コマンドを制御タスクで処理されるように、制御タスク１３１に送付する。制御タスク１３１は、コマンドの処理を行い、必要に応じ出力結果を出力タスク１２３へ送付する。出力タスク１２３は、通信チャネルＣ９００を介して、コマンド結果をＯＡＭ制御端末９００に送り返す。

以上説明したように、本発明では、以下に記載するような効果を奏する。まず、タスクの実行プライオリティを傾斜的に設定しているので、信号のノード内での滞留を防止でき、輻輳を回避できることである。これは、図５に示すように、出力段階に近い処理ほど高くなるよう一貫した実行プライオリティを付与することで実現されている。このため、新たな受信信号が、既に受信した信号の処理を阻害することがない。なお、再入力タスク１４１で再入力となった信号は、一度ノード内で処理を始めた信号であるので、新たな受信信号よりは高い優先度を持って処理される。

そして、特に本発明では、強い関連のあるノード間での信号のやりとりが優先的に行われるので、強い関連のあるノード間において、全体としてより輻輳が起こりにくくすることができる。これは、強連携ノード情報１１４を基に、受信タスク１１１と１１２で受信信号の送信元による分類を実施し、強関連入力調停タスク１７１及び受信キュー１７８，１１７９と、一般入力調停タスク１８１及び受信キュー１８８，１８９と、を分離し、強関連入力調停タスク１７１により高い実行プライオリティを付与することで実現している。

また、実行プライオリティの設定のみで実現しているので、過負荷制御を実現するための余分な処理が不要である。これは、ＯＳのスケジューリング機能を活用することで実現されている。このため、輻輳の発生から制限までにタイムラグがない。

また、受信タスクの単位時間あたりの処理数の閾値を設定しているので、過負荷時には新たな信号の受信を抑止でき、輻輳を回避できる。

また、コマンド受付処理を信号受付処理より高優先で実施するので、過負荷時にもOAM操作が不能になることがない。これは、入力タスク（コマンド処理）１５１に、入力タスク１６１，１１６２より高い実行プライオリティを付与することで実現している。これにより、一度処理を始めた信号は速やかに処理されるが、コマンドは新たな受信信号よりは高い優先度で処理される。

さらに、受信キューに信号の優先度の処理を組み込んでいるので、上述した効果を実現しつつ、QoS等の優先度処理にも対応できることである。これは、受信タスク１１１，１１２で信号の優先度による分類を行い、受信キュー１７８，１７９，１８８，１８９への積み込み時に、優先度によるキューの使い分けを行い、入力調停タスクで優先度の高いキューを優先的に扱うことで実現している。

＜実施例２＞
次に、上述した実施形態１における信号処理システムの具体的な実施例２を、図６を参照して説明する。図６は、信号処理システムにおける各タスクの様子を示すブロック図である。

上述した実施例１では、通信プロトコルとしてＳＩＰとＲＡＮＡＰを使用したが、受信タスク１１１、出力タスク１２１、再入力タスク１４１、入力１６１、受信キュー１７８，１８８を、他の通信プロトコルに適応可能なものとしてもよい。また、受信タスク１１２、出力タスク１２２、入力タスク１６２、受信キュー１７９、１８９についても同様に、他の信号プロトコルに適応可能なものに変更可能である。この場合には、制御タスク１３１の機能は、変更した信号プロトコルに応じて変更する。また、図４で開示した受信タスク１１２、出力タスク１２２、入力タスク１６２、受信キュー１７９、１８９が存在せず、受信キュー１１１、出力タスク１２１、再入力タスク１４１、入力１６１、受信キュー１７８、１８８のみが存在することも可能である。

図６は、ノード１００がＩＰルータを実現する例を示している。図６では、図４と比較して、受信タスク１１２、出力タスク１２２、入力タスク１６２、受信キュー１７９、１８９が無く、受信キュー１１１、出力タスク１２１、再入力タスク１４１、入力タスク１６１、受信キュー１７８、１８８を、IP処理に適用した例となっている。この場合、制御タスク１３１はＩＰルーティング処理を行う。また、図６では、ノード１００に強く連携するノードを図示していないが、もちろん連携ノードが接続されていてもよい。

＜実施例３＞
次に、上述した実施形態１における信号処理システムの具体的な実施例３を、図７を参照して説明する。図７は、信号処理システムにおける各タスクの様子を示すブロック図である。

図７は、ノード１００がＬ２スイッチである例を示している。この場合、制御タスク１３１がＬ２スイッチとして動作し、再入力１４１はＶＬＡＮタグのスタッキングの処理に対応させることが出来る。

＜実施例４＞
次に、上述した実施形態１における信号処理システムの具体的な実施例４を、図８を参照して説明する。図８は、信号処理システムにおける各タスクの様子を示すブロック図である。

図８は、他のプロトコルに適応した例である。ＨＴＴＰクライアントやそれに繋がるＩＰルータ８００が、ＨＴＴＰプロトコルによりノード１００に接続し、ノード１００では要求内容に応じてＬＤＡＰプロトコルを用い、連携ノード２００のデータベースへアクセスする例を示している。この例では、連携ノード２００は強い関連を持つノード１００としか通信しない。この為、連携ノード２００の一般入力調停タスク２８１は、実際には動作しないことになる。ノード１００は、連携ノード２００からの入力を優先的に処理するので、ノード１１００と連携ノード２００を一括りで見たとき、クライアントからの要求を内部に溜め込むことを避けることができ、輻輳の回避に繋がる。

＜付記＞
上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうる。以下、本発明における信号処理装置、プログラム、信号処理方法の構成の概略を説明する。但し、本発明は、以下の構成に限定されない。

（付記１）
信号が入力される入力段階から、その信号が一連の内部処理を経て外部に出力される出力段階までを、信号の出力方向に沿って複数段階に区分し、当該区分した各段階における信号処理をそれぞれ行い、当該信号処理を行う優先度が予め設定された各タスク部と、
前記各タスク部のうち、処理すべき信号が存在するものを、当該各タスク部に予め設定された前記優先度が高い順に実行するよう制御する実行制御手段と、を備え、
前記タスク部は、同一内容の所定の信号処理を行い、前記優先度が異なる２つの優先度相違タスク部を有し、当該優先度相違タスク部のうち、他方よりも前記優先度が高く設定された一方の前記優先度相違タスク部は、予め設定された優先装置から送信された信号を処理し、前記一方の優先度相違タスク部よりも前記優先度が低く設定された他方の前記優先度相違タスク部は、前記優先装置とは異なる他の装置から送信された信号を処理するよう設定されている、
信号処理装置。

（付記２）
付記１に記載の信号処理装置であって、
前記優先装置を識別する装置情報を記憶する装置情報記憶手段と、
所定の装置から送信された信号を受信処理する受信タスク部と、
受信した信号が入力される入力段階から出力段階までを複数段階に区分した各段階における信号処理をそれぞれ行う前記各タスク部と、を備え、
前記受信タスク部は、前記各タスク部と比較して前記優先度が一番高く設定されていると共に、前記装置情報記憶手段に記憶された前記装置情報に基づいて、受信した信号の送信元が前記優先装置であるか否かを判断し、
前記一方の優先度相違タスク部は、前記受信タスク部にて前記優先装置が送信元であると判断された信号を処理するよう設定され、前記他方の優先度相違タスク部は、前記受信タスク部にて前記優先装置が送信元ではないと判断された信号を処理するよう設定されている、
信号処理装置。

（付記３）
付記２に記載の信号処理装置であって、
前記各タスク部は、出力段階に近い段階における信号処理を行うものほど前記優先度が高くなるよう設定されると共に、前記受信タスク部は、前記優先度が前記各タスク部と比較して一番高く設定されており、
前記一方の優先度相違タスク部は、前記受信タスク部にて前記優先装置が送信元であると判断された信号の入力処理を行う一方の入力タスク部であり、前記他方の優先度相違タスク部は、前記受信タスク部にて前記優先装置が送信元ではないと判断された信号の入力処理を行う他方の入力タスク部である、
信号処理装置。

（付記４）
付記３に記載の信号処理装置であって、
前記一方の入力タスク部が入力処理を行うときに取り出す信号が格納される一方の受信キューと、前記他方の入力タスク部が入力処理を行うときに取り出す信号が格納される他方の受信キューと、を備え、
前記受信タスク部は、当該受信タスク部にて受信した送信元が前記優先装置である信号を前記一方の受信キューに格納し、当該受信タスク部にて受信した送信元が前記優先装置ではない信号を前記他方の受信キューに格納する、
信号処理装置。

（付記５）
付記１乃至４のいずれかに記載の信号処理装置であって、
前記装置情報記憶手段は、前記信号処理装置と連携して信号を処理する装置を前記優先装置として識別する前記装置情報を記憶する、
信号処理装置。

（付記６）
信号処理装置に、
信号が入力される入力段階から、その信号が一連の内部処理を経て外部に出力される出力段階までを、信号の出力方向に沿って複数段階に区分し、当該区分した各段階における信号処理をそれぞれ行い、当該信号処理を行う優先度が予め設定された各タスク部と、
前記各タスク部のうち、処理すべき信号が存在するものを、当該各タスク部に予め設定された前記優先度が高い順に実行するよう制御する実行制御手段と、
を実現させ、
前記タスク部は、同一内容の所定の信号処理を行い、前記優先度が異なる２つの優先度相違タスク部を有し、当該優先度相違タスク部のうち、他方よりも前記優先度が高く設定された一方の前記優先度相違タスク部は、予め設定された優先装置から送信された信号を処理し、前記一方の優先度相違タスク部よりも前記優先度が低く設定された他方の前記優先度相違タスク部は、前記優先装置とは異なる他の装置から送信された信号を処理するよう設定されている、
プログラム。

（付記７）
付記６に記載のプログラムであって、
前記信号処理装置に、
所定の装置から送信された信号を受信処理する受信タスク部と、
受信した信号が入力される入力段階から出力段階までを複数段階に区分した各段階における信号処理をそれぞれ行う前記各タスク部と、
を実現させ、
前記受信タスク部は、前記各タスク部と比較して前記優先度が一番高く設定されていると共に、記憶された前記優先装置を識別する装置情報に基づいて、受信した信号の送信元が前記優先装置であるか否かを判断し、
前記一方の優先度相違タスク部は、前記受信タスク部にて前記優先装置が送信元であると判断された信号を処理するよう設定され、前記他方の優先度相違タスク部は、前記受信タスク部にて前記優先装置が送信元ではないと判断された信号を処理するよう設定されている、
プログラム。

（付記８）
信号が入力される入力段階から、その信号が一連の内部処理を経て外部に出力される出力段階までを、信号の出力方向に沿って複数段階に区分し、当該区分した各段階における信号処理をそれぞれ行い、当該信号処理を行う優先度が予め設定された各タスク部を備えた信号処理装置が、
前記各タスク部のうち、処理すべき信号が存在するものを、当該各タスク部に予め設定された前記優先度が高い順に実行するよう制御する信号処理方法であり、
前記タスク部は、同一内容の所定の信号処理を行い、前記優先度が異なる２つの優先度相違タスク部を有し、当該優先度相違タスク部のうち、他方よりも前記優先度が高く設定された一方の前記優先度相違タスク部は、予め設定された優先装置から送信された信号を処理し、前記一方の優先度相違タスク部よりも前記優先度が低く設定された他方の前記優先度相違タスク部は、前記優先装置とは異なる他の装置から送信された信号を処理するよう設定されている、
信号処理方法。

（付記９）
付記８に記載の信号処理方法であって、
前記信号処理装置は、
前記優先装置を識別する装置情報を記憶する装置情報記憶手段と、
所定の装置から送信された信号を受信処理する受信タスク部と、
受信した信号が入力される入力段階から出力段階までを複数段階に区分した各段階における信号処理をそれぞれ行う前記各タスク部と、を備えており、
前記受信タスク部は、前記各タスク部と比較して前記優先度が一番高く設定されていると共に、前記装置情報記憶手段に記憶された前記装置情報に基づいて、受信した信号の送信元が前記優先装置であるか否かを判断し、
前記一方の優先度相違タスク部は、前記受信タスク部にて前記優先装置が送信元であると判断された信号を処理するよう設定され、前記他方の優先度相違タスク部は、前記受信タスク部にて前記優先装置が送信元ではないと判断された信号を処理するよう設定されている、
信号処理方法。

なお、上述したプログラムは、記憶装置に記憶されていたり、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されている。例えば、記録媒体は、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、及び、半導体メモリ等の可搬性を有する媒体である。

以上、上記実施形態等を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

１００ ノード
１０１ 演算装置
１０２ 記憶装置
１０３ タスク群
１０４ 制御部
１０５ 装置情報記憶部
１０６ 優先度記憶部
１１１，１１２，１１３ 受信タスク
１１４ 強連携ノード情報
１２１，１２２，１２３ 出力タスク
１３１ 制御タスク
１４１，１４２ 再入力タスク
１５１ 入力タスク
１６１，１６２ 入力タスク
１７１ 強関連入力調停タスク
１７８，１７９，１８８，１８９ 受信キュー
１８１ 一般入力調停タスク
２００ 連携ノード
７００，８００ 他ノード
９００ ＯＡＭ制御端末

Claims (9)

1. 信号が入力される入力段階から、その信号が一連の内部処理を経て外部に出力される出力段階までを、信号の出力方向に沿って複数段階に区分し、当該区分した各段階における信号処理をそれぞれ行い、当該信号処理を行う優先度が予め設定された各タスク部と、
   前記各タスク部のうち、処理すべき信号が存在するものを、当該各タスク部に予め設定された前記優先度が高い順に実行するよう制御する実行制御手段と、を備え、
   前記タスク部は、同一内容の所定の信号処理を行い、前記優先度が異なる２つの優先度相違タスク部を有し、当該優先度相違タスク部のうち、他方よりも前記優先度が高く設定された一方の前記優先度相違タスク部は、予め設定された優先装置から送信された信号を処理し、前記一方の優先度相違タスク部よりも前記優先度が低く設定された他方の前記優先度相違タスク部は、前記優先装置とは異なる他の装置から送信された信号を処理するよう設定されている、
   信号処理装置。
2. 請求項１に記載の信号処理装置であって、
   前記優先装置を識別する装置情報を記憶する装置情報記憶手段と、
   所定の装置から送信された信号を受信処理する受信タスク部と、
   受信した信号が入力される入力段階から出力段階までを複数段階に区分した各段階における信号処理をそれぞれ行う前記各タスク部と、を備え、
   前記受信タスク部は、前記各タスク部と比較して前記優先度が一番高く設定されていると共に、前記装置情報記憶手段に記憶された前記装置情報に基づいて、受信した信号の送信元が前記優先装置であるか否かを判断し、
   前記一方の優先度相違タスク部は、前記受信タスク部にて前記優先装置が送信元であると判断された信号を処理するよう設定され、前記他方の優先度相違タスク部は、前記受信タスク部にて前記優先装置が送信元ではないと判断された信号を処理するよう設定されている、
   信号処理装置。
3. 請求項２に記載の信号処理装置であって、
   前記各タスク部は、出力段階に近い段階における信号処理を行うものほど前記優先度が高くなるよう設定されると共に、前記受信タスク部は、前記優先度が前記各タスク部と比較して一番高く設定されており、
   前記一方の優先度相違タスク部は、前記受信タスク部にて前記優先装置が送信元であると判断された信号の入力処理を行う一方の入力タスク部であり、前記他方の優先度相違タスク部は、前記受信タスク部にて前記優先装置が送信元ではないと判断された信号の入力処理を行う他方の入力タスク部である、
   信号処理装置。
4. 請求項３に記載の信号処理装置であって、
   前記一方の入力タスク部が入力処理を行うときに取り出す信号が格納される一方の受信キューと、前記他方の入力タスク部が入力処理を行うときに取り出す信号が格納される他方の受信キューと、を備え、
   前記受信タスク部は、当該受信タスク部にて受信した送信元が前記優先装置である信号を前記一方の受信キューに格納し、当該受信タスク部にて受信した送信元が前記優先装置ではない信号を前記他方の受信キューに格納する、
   信号処理装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の信号処理装置であって、
   前記装置情報記憶手段は、前記信号処理装置と連携して信号を処理する装置を前記優先装置として識別する前記装置情報を記憶する、
   信号処理装置。
6. 信号処理装置に、
   信号が入力される入力段階から、その信号が一連の内部処理を経て外部に出力される出力段階までを、信号の出力方向に沿って複数段階に区分し、当該区分した各段階における信号処理をそれぞれ行い、当該信号処理を行う優先度が予め設定された各タスク部と、
   前記各タスク部のうち、処理すべき信号が存在するものを、当該各タスク部に予め設定された前記優先度が高い順に実行するよう制御する実行制御手段と、
   を実現させ、
   前記タスク部は、同一内容の所定の信号処理を行い、前記優先度が異なる２つの優先度相違タスク部を有し、当該優先度相違タスク部のうち、他方よりも前記優先度が高く設定された一方の前記優先度相違タスク部は、予め設定された優先装置から送信された信号を処理し、前記一方の優先度相違タスク部よりも前記優先度が低く設定された他方の前記優先度相違タスク部は、前記優先装置とは異なる他の装置から送信された信号を処理するよう設定されている、
   プログラム。
7. 請求項６に記載のプログラムであって、
   前記信号処理装置に、
   所定の装置から送信された信号を受信処理する受信タスク部と、
   受信した信号が入力される入力段階から出力段階までを複数段階に区分した各段階における信号処理をそれぞれ行う前記各タスク部と、
   を実現させ、
   前記受信タスク部は、前記各タスク部と比較して前記優先度が一番高く設定されていると共に、記憶された前記優先装置を識別する装置情報に基づいて、受信した信号の送信元が前記優先装置であるか否かを判断し、
   前記一方の優先度相違タスク部は、前記受信タスク部にて前記優先装置が送信元であると判断された信号を処理するよう設定され、前記他方の優先度相違タスク部は、前記受信タスク部にて前記優先装置が送信元ではないと判断された信号を処理するよう設定されている、
   プログラム。
8. 信号が入力される入力段階から、その信号が一連の内部処理を経て外部に出力される出力段階までを、信号の出力方向に沿って複数段階に区分し、当該区分した各段階における信号処理をそれぞれ行い、当該信号処理を行う優先度が予め設定された各タスク部を備えた信号処理装置が、
   前記各タスク部のうち、処理すべき信号が存在するものを、当該各タスク部に予め設定された前記優先度が高い順に実行するよう制御する信号処理方法であり、
   前記タスク部は、同一内容の所定の信号処理を行い、前記優先度が異なる２つの優先度相違タスク部を有し、当該優先度相違タスク部のうち、他方よりも前記優先度が高く設定された一方の前記優先度相違タスク部は、予め設定された優先装置から送信された信号を処理し、前記一方の優先度相違タスク部よりも前記優先度が低く設定された他方の前記優先度相違タスク部は、前記優先装置とは異なる他の装置から送信された信号を処理するよう設定されている、
   信号処理方法。
9. 請求項８に記載の信号処理方法であって、
   前記信号処理装置は、
   前記優先装置を識別する装置情報を記憶する装置情報記憶手段と、
   所定の装置から送信された信号を受信処理する受信タスク部と、
   受信した信号が入力される入力段階から出力段階までを複数段階に区分した各段階における信号処理をそれぞれ行う前記各タスク部と、を備えており、
   前記受信タスク部は、前記各タスク部と比較して前記優先度が一番高く設定されていると共に、前記装置情報記憶手段に記憶された前記装置情報に基づいて、受信した信号の送信元が前記優先装置であるか否かを判断し、
   前記一方の優先度相違タスク部は、前記受信タスク部にて前記優先装置が送信元であると判断された信号を処理するよう設定され、前記他方の優先度相違タスク部は、前記受信タスク部にて前記優先装置が送信元ではないと判断された信号を処理するよう設定されている、
   信号処理方法。
   

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