JP2960004B2 - 通信制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワークにお
ける輻輳の制御を行なう方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ネットワークは、ネットワークに対して
接続された通信デバイス（すなわち、コンピュータ端
末、マルチメディアワークステーション、ＦＡＸ、プリ
ンタ、サーバ、電話、テレビジョン電話等々の、情報を
入出力するデバイス）間の情報（例えばデータ、音声、
文書、ビデオ等々）を交換あるいは転送する主要な手段
である。広範な領域に亘る通信デバイス間のデジタルフ
ォーマットでの情報の高信頼性高速伝達のためにネット
ワークを利用することにより、ネットワークサービス及
びネットワークアーキテクチャ／インフラストラクチャ
に対する主要な変化がもたらされつつある。様々な特性
（例えば相異なったビットレート）を有する数多くの新
しいサービスが現在では可能である。この種のネットワ
ークの一例として広帯域ＩＳＤＮ（Ｂ−ＩＳＤＮ）が挙
げられる。Ｂ−ＩＳＤＮは、インタラクティブ／分散オ
ーディオ、ビデオ及びデータ通信等の種々のアプリケー
ションをサポートするように設計されている。Ｂ−ＩＳ
ＤＮにおける主たる転送モードは、非同期転送モード
（ＡＴＭ）と呼称される。ＡＴＭは、高速／低遅延のパ
ケット様交換及び多重化技法である。例えば、S.E.Minz
er, "Broadband ISDN andAsynchronous Transfer Mod
e", IEEE Comm. Mag., pp.17-24, Sept.1989、を参照。

【０００３】ネットワークは、通常、回線によって互い
に、及び通信デバイスに対して接続された交換ノードを
有している。各々の回線は、その帯域すなわち回線容量
によって特徴付けられる。通信デバイスからネットワー
クへの情報入力はあらゆる形態を取り得るが、多くの場
合には、固定長パケットすなわちセルにフォーマットさ
れる。２つの通信デバイス間で情報が交換される場合に
は、経路（その２つの通信デバイスを接続するノード及
び回線の組から構成されている）が設定される。この経
路は所謂”仮想回路”（ＶＣ）であり、その意味すると
ころは、通信デバイスが単にその情報の伝達先（デステ
ィネーション）を規定し、ネットワークがその情報を、
あたかも専用回路がその２つの通信デバイスを接続して
いるかのように伝達する、ということである。当初は複
数個の相異なった経路が選択されうるが、ひとたび設定
されてしまうと、その経路は情報交換が完了するまでは
設定された状態を保つ。２つの通信デバイス間を移動中
のセルは、ノードからの出力回線上に利用可能な帯域が
充分準備されるまでは、仮想回路の経路に沿ったノード
におけるバッファに一時的にストアされる。

【０００４】ネットワークオペレーションにおける考慮
すべき重要な項目は、トラフィック制御、すなわちネッ
トワークに入力されてネットワークを横断する情報の量
を制御するプロセス、である。トラフィック制御はおお
きく３つのタイプに分類され、それぞれ相異なった目的
を有している。例えば、William Stallings, "Data and
Computer Communications", 4th Ed., McMillan Pub.
Co., New York, 1991、を参照。第一のタイプのトラフ
ィック制御であるフロー制御は、２点間のデータ伝送の
レートの制御を取り扱う。第二のタイプのトラフィック
制御はデッドロック回避と呼称され、あるノードからの
経路に沿ったそれ以降のノードにおいてバッファが利用
可能ではないためにそのノードがパケットを転送するこ
とが不可能となってしまうような条件を最小にするため
に種々の技法が用いられている。輻輳制御はトラフィッ
ク制御の第三のタイプである。輻輳制御の目的は、ネッ
トワーク内の情報の量（例えばセルの数）を、ネットワ
ーク性能（例えばスループット遅延、セル消失等々）が
受容され得なくなるレベルより少なく保つことである。
より詳細に述べれば、輻輳制御の目的は、セル消失ある
いは遅延を回避する目的で、ネットワーク内のノードに
おけるバッファの充填割合を制限することである。よっ
て、輻輳制御は、ネットワーク容量の一部が、通信デバ
イスからの情報入力を担うためではなく輻輳制御情報の
みを担うように割り当てられている、というようなある
種のオーバーヘッドを必要とする。

【０００５】輻輳制御は、要求されたＶＣが、その要求
されたＶＣによって宣言されたパラメータあるいは特性
（例えば、平均レート、ピークレート及びバーストサイ
ズ）、ネットワーク状態（すなわち、ネットワークのト
ポロジー及びノードにおけるバッファサイズ及び回線の
容量などの現時点で利用可能なネットワークリソース）
及びネットワーク内のデバイスのユーザによってなされ
たサービス品質に係るあらゆる要求（例えば、保証帯域
あるいは最大セル消失確率）に基づいてネットワーク内
で設定されるような、”オープンループ”タイプの制御
である。その後、ＶＣは、例えばアクセスレギュレータ
によってリアルタイムでモニタされ、宣言されたパラメ
ータを保証するように制限される。例えば、A.E.Eckber
g et al., "An Approach to Controlling Congestion i
n ATM Networks", InternationalJournal on Digital a
nd Analog Communication Systems, Vol.3, pp.199-20
9,1990、を参照。しかしながら、オープンループ制御
は、システムが、宣言されたパラメータをネットワーク
状態の変化（例えば、あるノードを介してルーティング
されていた他のＶＣがターミネートされたことによるそ
のノードの回線の利用可能な帯域の増大を利用する目的
で）に反応するすることを許可していない（すなわちネ
ットワーク状態の変化に関して動的ではない）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】輻輳制御は、ノード近
傍の輻輳レベルを表わすために用いられるフィードバッ
ク信号をノードが生成あるいは制御するデータネットワ
ークにおいて用いられている”フィードバック”タイプ
であることも可能である。輻輳レベルは、ノードに到達
するセルがそのノード内で遅延させられるあるいは消失
される程度を表している。よって、輻輳のレベルは、ノ
ードを通過するセルの数、ノードバッファの内容レベ
ル、ノードにおけるスループット遅延、ノードにおける
セル消失確率あるいは消失量等によって反映される。フ
ィードバック信号は通信デバイスにおいて受信され、そ
の後その通信デバイスは、フィードバック信号によって
示された輻輳レベルに応答してネットワークへの新たな
情報の流入を制御する。この種の技法の一例が、本発明
の発明者による米国特許出願第０８／１１８５３１号
（D.Mitra and J.B.Seery, "Method for Adaptive Cont
rol of Windows and Ratesin Networks"、１９９３年９
月８日）に記載されている。また、R.Jain and K.Ramak
rishman, "Congestion Avoidance in Computer Network
s with Connectionless Network Layer: Concepts, Goa
ls, and Methodology", Proc. Computer Networking Sy
mposium, April 1988、も参照。しかしながら、従来技
術に係るデータネットワークは、新たなＶＣのネットワ
ークへの流入を制御する機能を実行しない。さらに、フ
ィードバック輻輳制御法は、フィードバックの通信デバ
イスへの到達が遅れるような場合には、安定性の問題に
遭遇する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、オープ
ンループ及びフィードバック輻輳制御技法が、オープン
ループ制御に係る動的ではない性質及びフィードバック
制御における遅延及び安定性に係る問題点を克服するよ
うに統合される。本発明に係る方法は、少なくとも第一
のパラメータによって特徴付けられる予め定められた関
数に従って、通信デバイスからネットワークへの情報の
流入を制御し、前記第一パラメータを、ネットワーク中
のノードから受信した信号に応答して調節する。ここ
で、この信号は、そのノードにおける輻輳のレベルを表
している。本発明の望ましい実施例においては、アクセ
スレギュレータが、前記予め定められた関数に従って、
情報のネットワークへの流入を制御する。本発明の一側
面においては、アクセスレギュレータに係る前記所定の
関数は、トークンレートパラメータによって特徴付けら
れる。このトークンレートパラメータは、前記信号に応
答してセットされる。本発明の別の側面においては、フ
ィードバック信号があるノードにおける輻輳レベルとそ
の目標レベルとの間の差異を表わしており、レートパラ
メータがフィードバック信号と他の選択されたパラメー
タとの関数として調節される。よって、本発明に係る方
法は、本方法がネットワーク内の変化しつつある状況に
反応し、適切に選択されたパラメータがネットワーク内
での輻輳制御に関する本方法の安定性を保証する、とい
う点において、従来技術に係る問題点を解決している。

【０００８】

【発明の実施の形態】

導入 本発明に係る輻輳制御方法に関する記述は３つの部分に
分けられる。第一セクションは、ネットワーク内のノー
ドにおける本発明に係る輻輳制御方法の概要を記述して
いる。この概要においては、まず、ノードに対して単一
の通信デバイス（すなわち情報源）が接続されているよ
うなネットワークノードにおける本発明に係る方法の機
能の様子が記述される。情報源からのネットワークへの
情報は、パラメータの組によって特徴付けられる所定の
関数に従って制限される。例示目的であるが、この情報
制御はアクセスレギュレータによって実行される。その
後、概要においては、前記予め決定された関数を特徴付
けるアクセスレギュレータパラメータがノードからのフ
ィードバック信号の関数として調節される様子が規定さ
れる。詳細に述べれば、概要においては、アクセスレギ
ュレータを特徴付けるレートパラメータが、前記フィー
ドバック信号がノードにおけるバッファ内容レベルとそ
の目標値との間の差異を表わしている場合に、どのよう
に調節されるかが記述される。本発明に係る方法の特徴
として、レートパラメータもダンピング定数及び利得パ
ラメータに従って調節され、利得定数及びダンピングパ
ラメータの選択が議論される。概要においては、最後
に、本発明に係る方法が、単一ノードに複数個の情報源
が接続されているような状況においてどのように適用さ
れるかが記述される。第二セクションは、本発明に係る
方法のより厳密な表現を提供する。最終セクションはま
とめ及び結論を提供する。

【０００９】本発明に係る統合化された輻輳制御方法の
概要 図１は、本発明に係る統合化された輻輳制御方法が実施
されるネットワークを示した図である。ネットワーク１
１０は、アクセス交換ノード１３０−ｉ及び回線１４０
−ｋを有している。ネットワーク１１０は、さらに、少
なくとも一つのパラメータによって特徴付けられる予め
決定された関数に従って、通信デバイス１０５−ｊから
ネットワーク１１０への情報の流入を制御する手段１２
０−ｊを有している。本発明の望ましい実施例において
は、手段１２０−ｊはアクセスレギュレータである。例
示目的で、アクセスレギュレータ１２０−ｊはリーキー
バケットレギュレータ（ＬＢＲ）であるとみなされ、以
下、本明細書においてもそのように呼称される。しかし
ながら、当業者には公知の他のタイプのアクセスレギュ
レータ、例えばバッファードリーキーバケットレギュレ
ータあるいはカスケードＬＢＲ等も用いられ得る。例え
ば、A.I.Elwalid and D.Mitra, "Analysis and Design
of Rate-Based Congestion Control of High Speed Net
works, I: Stochastic Fluid Models, Access Regulati
on", Queueing Systems, Theory andApplication, Vol.
9, pp.29-64, 1991、を参照。図１においては、通信デ
バイス１０５−ｊが、ネットワーク中の他のデバイスに
よって利用される情報を生成し、他のデバイスからの情
報を受信する。ここで、情報とは、データ、テキスト、
音声、ビデオ等を表している。通信デバイス１０５−ｊ
は、情報を、ネットワーク１１０での伝送に適する形態
にするために、その種のデバイス（例えばＡ／Ｄコンバ
ータなど）を有している。

【００１０】リーキーバケットレギュレータ１２０−ｊ
の動作が、図２に概念的に示されている。リーキーバケ
ットレギュレータ１２０−ｊは、スイッチ２２２−ｊ及
びバッファ２２４−ｊを有している。ＬＢＲ１２０−ｊ
は、通信デバイス１０５−ｊからの情報を受容する。通
信デバイス１０５−ｊからの情報は、具体的にはパケッ
トあるいはセルという形態にフォーマットされている。
スイッチ２２２−ｊは閉じられており、それゆえデータ
は、バッファ２２４−ｊ内のトークンが利用可能である
場合にのみ、ＬＢＲ１２０−ｊから出力される。バッフ
ァ２２４−ｊはＢ_Tjというサイズを有している。トーク
ンは、バッファに対してレートｒ_jで供給されて利用さ
れ、その結果、ＬＢＲから所定量の情報（例えばセル）
が出力される度ごとにトークンは利用不可能となる。情
報は、ＬＢＲ１２０−ｊから、最大レートＰ_jで出力さ
れる。よって、ＬＢＲ１２０−ｊは、３つのパラメータ
の組の関数に従って、情報の流入を制御する。この３つ
のパラメータは、ＬＢＲ１２０−ｊから出力される情報
の長時間での平均レートに関連しているトークンレート
ｒ_j、情報のバーストサイズに関連しているトークンバ
ッファサイズＢ_Tj、及び情報がＬＢＲ１２０−ｊを離れ
るレートに関連しているピークレートＰ_jである。

【００１１】図２に示されているＬＢＲ１２０−ｊにお
いては、通信デバイス１０５−ｊがＬＢＲ１２０−ｊに
対してバッファがアンダーフローする程のレートでセル
を入力すると、セルは失われる。しかしながら、ＬＢＲ
は、トークンが利用可能ではない場合には、セルが優先
度の低いものと”マーク”されるようなタイプのもので
ある。マークされたセルは、ＶＣ上でネットワークを介
してルーティングされるが、そのＶＣに沿ったノードに
おいて輻輳に遭遇すると最初に脱落させられる。よっ
て、用いられるレギュレータのタイプに関わらず、通信
デバイス１０５−ｊは、ＶＣを設定する際に、最大許容
セル消失を保証するのに充分なアクセスレギュレータパ
ラメータに関してネットワークと協定しなければならな
い。

【００１２】通信デバイス１０５−１が通信デバイス１
０５−２に対して情報を送出するためには、それらの間
で仮想回路（ＶＣ）が設定されることが必要である。Ｖ
Ｃは、通信デバイス１０５−１と１０５−２とに係るＬ
ＢＲの間のノードの組及び回線の組を有する経路であ
る。図１に示された実施例においては、通信デバイス１
０５−１と１０５−２との間のＶＣは、ノード１３０−
１、１３０−２、１３０−３及び回線１４０−１、１４
０−３、１４０−５及び１４０−７を有している。各々
のノード１３０−ｉは、このＶＣに関して、サイズＢ_Ni
の少なくとも一つのバッファを有しており、各々の回線
はＶＣに関して帯域容量Ｃ_kを有している。

【００１３】図３は、図１に示されたタイプのネットワ
ークにおける、本発明に係る方法の実施の様子を示した
図である。回線３２０−１及び３２０−２を含むＶＣ
は、通信デバイス３０１−１からノード３１０を介して
ルーティングされる（すなわち、通信デバイス３０１−
１は情報源として機能している）。回線３２０−１は、
情報源３０１−１とノード３１０との間の伝播遅延τ₁
によって特徴付けられる。ノード３１０は、出力回線３
２０−２に接続されたバッファ（すなわちキュー）３１
５を有している。情報源３０１−１は、関連するアクセ
スレギュレータ３０２−１によってモニタされて制限さ
れる。ここで、アクセスレギュレータ３０２−１は図２
に示されたリーキーバケットレギュレータ様であり、ス
イッチ３２２−１及びトークンバッファ３２４−１を有
している。情報源３０１−１は、（ファイルトランスフ
ァーアプリケーションにおいて用いられるような）情報
のバースト転送が可能である。

【００１４】ノード３１０は、アクセスレギュレータ３
０２−１に対して（例えばＶＣ中の双方向チャネルを介
して）、ノードバッファの輻輳状況に関する情報を含む
フィードバック信号を返送する。このフィードバック信
号は、伝播遅延τ₂後にアクセスレギュレータ３０２−
１に到達する。バッファステータスに係るフィードバッ
ク情報は、前方及び後方輻輳通知を用いて明示的に獲得
することも可能であり、また、当業者には公知の時間応
答測定から暗示的に獲得することも可能である。例え
ば、K.W.Fendick et al., "Analysis of Rate-Based Fe
edback Conrol Strategy for Long Haul Data Transpor
t", Performance Evaluation, Vol.16, pp.67-94、を参
照。アクセスレギュレータ３０２−１は、情報源３０１
−１からの情報の流れを特徴付ける、関連するパラメー
タの組（例えば情報源の平均レート、ピークレート及び
可変性／バースト性）を有している。各々の情報源のパ
ラメータは情報源とネットワークとの間で交渉され、情
報源によってネットワークに対して要求されたＶＣの設
定の基礎となる。

【００１５】リーキーバケットレギュレータ３０２−１
の一つのパラメータは、ＬＢＲ３０２−１から出力され
る情報の平均レート（スループット）を制御するトーク
ンレートｒ₁である。本発明の望ましい実施例において
は、本発明に係る方法はトークンレートｒ₁を以下の関
係に従って制御する：

【数１】 ここで、離散的な時間を考慮している場合には、微小量
であるΔに対して、

【数２】 である。ここで、Δは適応時間であり、

【数３】 と書き表される。ｘ￣はバッファ３１５の内容レベルの
ターゲット値、ｘはバッファ３１５の内容レベル、ａは
利得パラメータ及びγはダンピング定数である。上記表
式は、アクセスレギュレータから出力される情報のレー
トがアクセスレギュレータのパラメータ（例えばトーク
ンレート）を制御することによってノードにおける輻輳
レベルに適応させられ得ることを表している。ここで、
ノードの輻輳レベルはバッファノードの内容のターゲッ
ト値に対して相対的に測定される。よって、ｘ￣、ａ、
及びγを適切に選択することにより、輻輳レベルが低い
（高い）場合にはγ（ｔ）が増大（減少）させられる。
簡潔に述べれば、アクセスレギュレータのパラメータ
は、バッファノード３１５において受容可能なキュー遅
延を維持するように調節される。レートｒ₁は、ｒ₁の最
小値がＶＣが設定された時点で最初に協定された値であ
るような範囲に限定され得る。ｒ₁の最大値は、以下に
示されている様に、必要とされるダイナミックレンジ及
び過渡応答特性に基づいて選択され得る。

【００１６】図４は、本発明に係る方法における段階を
示した図である。次のセクションにおいて本発明に係る
方法がより厳密な表現として説明されるが、ここでは説
明を簡潔にするために、新たな利得パラメータＡ、すな
わちＡ＝τ²ａ、及び新たなダンピング定数Γ、すなわ
ちΓ＝τγ、を導入する。ここで、τ＝τ₁＋τ₂であ
る。ＶＣが設定済みであると仮定すると、Ａ及びΓの値
が段階４２０において選択される。ひとたび選択される
と、本発明の望ましい実施例においてはこれらの値はＶ
Ｃが設定されている間は一定に保たれる。Ａ及びΓの値
は、図５に示されたいくつかの条件に従って選択され
る。第一に、Ａ／Γの比は、与えられたＡに関してΓ≧
Γ_critとなるように選択される。ここで、Γ_critは、図
５のライン５１０及び図６のライン６１０によって示さ
れている、本発明に係る方法の安定及び不安定動作の間
の境界を規定している。以下に説明されているように、
安定動作とは、漸近的な、発振していない一定の状態を
保つような振る舞いを意味しており、Γ_crit以上の値を
有するΓの場合にその様な安定した振る舞いが実現され
る。Ａ／Γの比は、さらに、望まれる過渡応答に従って
選択される。詳細に述べれば、与えられたＡの値に関し
て、Γの最適値、Γ_opt、は、図５のライン５２０によ
って与えられる。Γ_optは、定常状態への漸近的な接近
が最速かつ無発振であるという意味において”最良の”
過渡応答を実現するΓの値である。

【００１７】次のセクションにおいて説明されているよ
うに、選択された実際のΓの値は必ずしもΓ_optである
必要はない。特に、Ａ／Γの比は、ダイナミックレンジ
（レートｒ（ｔ）が、バッファ内容の減少によって検出
された、ノードにおける利用可能な回線容量に対して追
随する範囲）と過渡応答との間のトレードオフ関係を考
慮して調節される。例えば、図５においては、Γの値が
減少してΓ_crit≦Γ＜Γ_optとなる（Γの値がライン５
２０より下側かつライン５１０以上の領域にある）と、
ダイナミックレンジは増大するが過渡応答はより遅くな
る。Γ＞Γ_optとなるように選択すると、ダイナミック
レンジの減少と過渡応答速度の低下の双方がもたらされ
る。

【００１８】段階４３０においては、設定されたＶＣが
経由するようにルーティングされているノードのバッフ
ァレベルに関してターゲット値ｘ￣が選択される。ｘ￣
の大きな値には、大きな遅延時間が対応している。ｘ￣
の値は、ノードを介した遅延時間の望ましい値に従って
選択される。この遅延時間は、バッファ３１５の内容ｙ
とターゲット値との間の差異；ノードに接続されている
出力回線の容量Ｃ；及び、設定時に協定されたトークン
レートに関連しているＶＣに対して保証された容量の割
合Ｆ；によって決定される。簡潔に述べれば、遅延＝Ｃ
（ｙ−ｘ￣）である。以下に示されているように、ＶＣ
に対して保証された回線容量の割合Ｆは、利得パラメー
タの関数である。あるいは、ターゲット値が、定常状態
での性能及びダイナミックレンジを向上させる目的で、
インテリジェントノードによって動的に調節される場合
もある。

【００１９】図４の段階４４０においては、ノードにお
ける輻輳レベルを表わすフィードバック信号がノードか
らアクセスレギュレータ宛に送出され、前掲の表式を用
いて、アクセスレギュレータのパラメータ、例えばｒ
（ｔ）、が、アクセスレギュレータ内で調節される（段
階４５０）。このプロセスは、ＶＣが設定されている限
りは継続される。

【００２０】本発明に係る方法は、Ｋ個のアクセスレギ
ュレータが１つのノードに対して接続されている場合
（すなわち、そのノードを介してＫ個のＶＣがルーティ
ングされている場合）に対しても拡張可能である。ここ
で、ａ_iをｉ番目の接続に関する利得パラメータとし、
｛ａ₁，ａ₂，．．．，ａ_K｝を利得パラメータの組とす
る。ａ_i（ｉ＝１からＫまで）の総和をａとし、ダンピ
ングパラメータγが全ての接続に関して共通であると仮
定すると、Ａ及びΓ及びｘ￣は前述されているように選
択可能である。よって、以下の表式が成り立つ。

【数４】 ｉ番目のＶＣに対して保証されている回線容量の割合は
ａ_i／ａである。但し、回線容量に未使用の部分がある
場合には、ｉ番目のＶＣに対して割り当てられる帯域の
割合はａ_i／ａを超過しうる。この方法のより厳密な表
現は次のセクションにおいて与えられる。

【００２１】統合輻輳制御方法 このセクションにおいては、本発明に係る方法の厳密な
表現が提供される。詳細に述べれば、本発明に係る方法
の漸近的安定性に関する利得パラメータ及びダンピング
定数に係る基準が提供され、定常状態の振る舞いと過渡
応答との間のトレードオフの詳細が記述される。本発明
に係る方法は、単一のノードに対して複数個のアクセス
レギュレータが接続されている場合に対しても拡張可能
である。

【００２２】モデル 最初に、図３に示されているような、単一のアクセスレ
ギュレータによって制御されている情報源とノードの間
の単一接続を考える。この単一接続に関する結果は、後
に取り扱われているように、複数接続の場合に対しても
一般化される。情報源のレートｓ（ｔ）はトークンレー
トｒ（ｔ）によって制御され、その最大バースト長はト
ークンバッファサイズＢ_Tによって制御される。制御さ
れたレートφ（ｔ）はトークンバッファの内容（コンテ
ント）ｙ（ｔ）に依存する。ノードのバッファコンテン
トはｘ（ｔ）であり、利用可能な伝送容量はμである。
バッファにはターゲット値ｘ￣が関連付けられており、
その値を超過するとそのノードが輻輳していると見なさ
れる。情報源レートはｓ（ｔ）であり、トークンバッフ
ァコンテントはｙ（ｔ）であり、レギュレータ出力はφ
（ｔ）である。情報源からノードへの伝播遅延はτ₁で
あり、ノードから情報源への伝播遅延はτ₂である。目
的は、情報源によって受信されたバッファコンテントス
テータスに係るフィードバック情報に基づいてｘ（ｔ）
を受容可能なレベルに保ちつつ、ｒ（ｔ）を有効かつ動
的にμに適合させることである。利用可能なチャネルレ
ートすなわち容量、μ、は、通常、他の接続からのクロ
ス接続の関数であり、それゆえ未知である。後に示され
るように、複数個の接続が単一ノードを共有している場
合には、μは接続が設定されたり終了されたりする毎に
変化する。

【００２３】次いで、情報源レートがバッファコンテン
トとターゲット値ｘ￣との差異に比例して変化するよう
な場合の本発明に係る方法を考察する。データトラフィ
ックは液体の流れとしてモデル化される。液体流モデル
のＡＴＭにおける輻輳制御への適用可能性は、既に確率
論的な設定及び決定論的な設定において例示されてい
る。ＡＴＭセルが一定であること及びそのサイズが小さ
いことにより、その伝送時間が総転送時間に比べて小さ
く、流体近似が正当化される。例えば、A.I.Elwalid an
d D.Mitra, "Fluid Models for the Analysis and Desi
gn of Statistical Multiplexing with Loss Prioritie
s on Multiple Classes of Bursty Traffic", Proc. IE
EE INFOCOM '92, pp.415-425, 1992、及び、K.W.Fendic
k el al.による前掲の参考文献を参照。

【００２４】以下の連立遅延微分方程式が系の発展を記
述する。

【数５】 ここで、

【数６】

【数７】 かつ

【数８】 である。正の量であるａ、γ及びｘ￣は、それぞれ利得
パラメータ、ダンピング定数及びバッファターゲット値
である。

【００２５】アクセスレギュレータのスループットがト
ークンバッファサイズＢ_T及びトークンレートの双方の
増大関数であることは示されている。しかしながら、Ｂ
_Tを増大することには、制限されたレートが情報源のピ
ークレートと等しい期間を増大させることによって制限
されたレートのバースト性を増大させるという副次的な
効果がある。この期間は、トラフィックが急増してネッ
トワークノードが溢れる可能性がある。よって、レギュ
レータのスループットは、トラフィックレートのスムー
ズな増大を実現するために、一義的にはｒ（ｔ）を介し
て増大させられることが望ましい。アクセスレギュレー
タは、トークンバッファが空で情報源レートがそのピー
クである場合にデータを一時的にストアしておくデータ
バッファを有している。レギュレータスループットはト
ークンバッファサイズ及びデータバッファサイズにその
総和のみを介して依存しているということが示されてい
る。よって、トークンバッファは、より大きなデータバ
ッファを有するという条件の下に小さくすることが可能
である。Elwalid and Mitraによる前掲の参考文献を参
照。

【００２６】よって、Ｂ_Tは小さくかつ固定されたもの
であると考え、ｒ（ｔ）の適合を考える。トークンバッ
ファは、情報源がオフ状態からオン状態に変化した場合
のみに用いられる。この場合には、レギュレータの出力
は、トークンバッファが空になるまでは情報源のピーク
レートに等しく、かつｒ（ｔ）と等しくなる。トークン
バッファは、各々の伝送期間の開始時にピークレートに
少量のバースト分を追加するという効果を有している。
伝送期間は、通常、大規模なデータ伝送を必要とするア
プリケーションにおいては長く、初期のピークレート持
続時間は無視できるものである。よってこのバースト期
間は無視される（その効果は、各々の伝送期間の初期レ
ートを情報源のピークレートに設定することによって近
似される）。あるいは、適合機構の問題を他の考察から
分離するために、情報源は常にオン状態である（無限デ
ータ源）と仮定され得る。

【００２７】上記考察に従ってφ（ｔ）＝ｒ（ｔ）とす
ると、前記表式は以下のように書き表される：

【数９】

【数１０】

【００２８】安定性解析 ｘ〜＝ｘ（ｔ）−ｘ￣及びφ〜＝φ（ｔ）−μとし、式
（５）及び（６）を組み合わせると

【数１１】 が得られる。ここで、τ＝τ₁＋τ₂は往復分の伝播遅延
である。よって、時間の単位をτとし、新たな時間スケ
ールｔ’＝ｔ／τを利用する。この規格化に従うと、式
（７）は

【数１２】 のように表わされる。ここで、Γ＝τγ及びＡ＝τ²ａ
である。式（８）に係る特性方程式は

【数１３】 である。超越方程式（９）は無限個の解を有しており、
複素平面内でのその位置は小さい擾乱に対する系の動的
な応答における平衡点の振る舞いを決定する。加えて、
式（９）のあらゆる解は、漸近級数

【数１４】 によって表現され得る。 定義：システムは、 １．リアプノフ（Ｌｙａｐｕｎｏｖ）の意味で安定であ
る。 ２．（φ∞，ｘ∞）の近傍から開始される初期解は、ｔ
→∞となると（φ∞，ｘ∞）に収束する。ここで、（φ
∞，ｘ∞）は平衡点である。 の場合に漸近的に安定であると言われる。

【００２９】漸近的に安定であるためには、式（９）の
全ての解が負の実数部を有していなければならない。漸
近的安定を保証するシステムパラメータに関する条件を
見い出す目的で、Pontryagenによる指数多項式の零点に
関するある種の基礎的な結果が用いられる。例えば、S.
J.Bhatt and C.S.Hsu, "Stability Criteria for Secon
d-Order Dynamical Systems with Time-Lag", Trans. A
SME, Vol.E-33, pp.113-118,1966、を参照。

【００３０】ここで、一般的な指数多項式

【数１５】 を考える。ｓ及びｅ^sに係るＰ（ｓ，ｅ^s）の適切な次数
をそれぞれＮ及びＭとする。項ｂ_NMｓ^N｛ｅ^s｝^Mは、Ｐ
（ｓ，ｅ^s）の主要項と呼称される。指数多項式の全て
の解が複素平面の左半面に存在するために必要な条件
は、主要項を有することである。ｓ＝ｉωである場合に
は、式（１１）は

【数１６】 と書き表わされる。 定理１．主要項を有する指数多項式が安定解を有するた
めの必要十分条件は、 （ｉ）Ｇ（ω）［あるいはＦ（ω）］が、充分に大きい
ｋに関して−２ｋπ＋ε≦ω≦２ｋπ＋εの間に正確に
４ｋＭ＋Ｎ個の実数零点を有する。ここで、εは適切な
定数である。 （ｉｉ）Ｇ（ω）［あるいはＦ（ω）］の各々の零点、
ω_i、に関して、

【数１７】 あるいは

【数１８】 である。よって、式（９）から、

【数１９】

【数２０】 安定性を実現するためには、Ｇ（ω）が適切な数の実数
零点を有することを保証するΓ及びＡの値が見い出され
なければならない。式（９）の主要項が（ｓ²ｅ^s）であ
るため、Ｇ（ω）は、−２ｋπ＋ε≦ω≦２ｋπ＋εの
範囲に正確に６個の零点を有していなければならない。
ω＝０が式（１６）の解であることは明らかである。残
りの解を見い出すために、ω＝Γｃｏｔωの解が調べら
れる。ｋ＝１かつε＝π／２である場合には、（−３π
／２，５π／２）の範囲に５個の解が存在する。よっ
て、必要とされているように、Ｇ（ω）は総計６個の零
点を有することになる。条件（ｉｉ）より、以下の不等
式が（１６）の全ての解に対して適用されなければなら
ない：

【数２１】 ω＝０に関しては、（２１）はΓＡ＞０であることを意
味しており、これはＡ及びΓが正であるという仮定に一
致している。条件（１７）を他の解に適用するために、
この条件は

【数２２】 と書き表わされる。これはすなわち

【数２３】 を意味している。（１６）に関してωが零であるため
に、（１９）は

【数２４】 となる。式（２０）において、［０，π］の範囲に属す
るωが与えられたＡに関してΓに係る最も厳しい束縛条
件を与える。式（２０）は、［０，π］の範囲に属する
ωに対してのみ、Ｇ（ω）の全ての零点｛ω_i｝に関し
て満足される。よって、 定理２．遅延微分方程式（７）は、

【数２５】 が成り立つ場合にのみ漸近的安定である。ここで、ω₁
は、（０，π）の間における

【数２６】 の唯一の解である。図６は、クリティカルダンピングΓ
_critをＡの関数としてプロットした図である。ここで、
Γ_critは、与えられたＡに対して安定性条件を満足する
Γの値の下限である。

【００３１】主要解及び安定化レート このセクションでは、安定な系が定常状態に近づくレー
トが決定される。この関連で、式（９）の最大の実数部
を有する主要解ｓ^*を考える。式（１０）から

【数２７】 すなわち、左辺と右辺の比は漸近的に１に近づく。さら
に、式（１０）から、

【数２８】 ここで、ｃは初期条件を考慮して適切に選択された定数
である。

【００３２】ｓ^*＝λ±ｉβとすると、−１／λが動的
方法における時定数、すなわち、定常値の近傍の小さな
擾乱がファクタｅ^-1だけ減少するのに必要とする時間、
として利用され得る。遅延微分方程式によって表わされ
るシステムの主要解及び１次遅延微分方程式の別の状況
における主要解を見い出したこれまでのワークは、D.Mi
tra and A.Weiss, "Analysis of Delay Differential E
quations Arising inCommunication Network Synchroni
zation", Proc.IEEE Int. Symp. Circuits Syst. pp.83
9-843, April 1980、D.Mitra, "Network Synchronizati
on: Analysisof Hybrid Master-Slave and Mutual Sync
hronization", IEEE Trans. Comm., Vol.COM-28, No.8,
pp.1245-1259, 1980、及びF.Brauer, "Decay Rates fo
r Solutions of a Class of Differential-Difference
Equations", SIAM J. math. Anal., Vol.10, No.4, pp7
83-788, 1979である。

【００３３】まずλ、すなわちｓ^*の実数部、を決定
し、次いで虚数部βを決定する。ｓ＝ｓ’−σという変
換により、特性方程式（９）は

【数２９】 という形に変換される。σが、変換された特性方程式
（２５）が全ての解を左半平面に有するための正の実数
の上限であるように選択されると、λ＝−σとなる。式
（２５）の解が左半平面にあるという条件は、定理１を
用いて導出され得る。これらの条件は、個別の不等式の
組として与えられる：

【数３０】

【数３１】

【数３２】

【数３３】 但し、ω₁は

【数３４】 の、（０，π）における唯一の解である。ここでは、σ
を式（２６）−（２９）を満たす正の実数の上限である
ように選択する。式（２９）のみから、σ＝Γ／２とな
る。次いで、式（２７）を

【数３５】 のように書き直す。よって、式（３１）は、σ＜σ₁あ
るいはσ＞σ₂であるならば満足させられる。ここで

【数３６】 であり、σ₁＜Γ／２＜σ₂である。よって、式（２７）
は、σを（０，σ₁）の範囲に制限する。条件（２８）
を

【数３７】 のように書き表す。式（３３）の左辺はσ₁において最
大値を取り、（０，σ₁）の範囲では、σに関して単調
増大である。よって、式（３３）がσ＝σ₁に関して満
たされない場合には、式（３３）の解は条件（２６）−
（２８）を満たすσの上限値である。この場合には、不
等式は等式に置き換えられている。そうではない場合に
は、式（３３）（あるいは（２８））は無関係である
（すなわち、σに関して何ら制限を与えない）。

【００３４】次に、条件（２９）を考える。σの関数と
してのω₁の振る舞いを調べるために、式（３０）の左
辺をｆ（ω，σ）、すなわち

【数３８】 と書き表す。この際、

【数３９】 が成り立つ。式（３５）の右辺は式（３０）の左辺の符
号を負にしたものである。また、

【数４０】

【数４１】

【数４２】 である。

【数４３】 であるため、

【数４４】 であるならば（すなわちσ＜σ₁、ここでσ₁は式（３
２）によって規定されている）、式（３０）は、（０，
π／２）においてω₁と示される解を有することにな
る。式（３４）を微分することにより、ｄω₁／ｄσ＜
０が得られる。すなわち、ω₁はσの単調減少関数であ
る。

【００３５】次に、式（２９）を見易くするために次の
ように書き直す：

【数４５】 ここで、σを（０，σ₁）の範囲で増加させると、式
（３９）の左辺が増大し、右辺が減少する。よって、式
（３９）は関連したものである（すなわち、σに関する
制限を与える）。式（３０）の（０，π）における解ω
が存在するようなσの最大値はσ₁であり、ω₁＝０⁺を
与える。よって、式（３９）は

【数４６】 である場合には無関係である。

【数４７】 である場合には、式（３９）を満足するσの上限は
（０，σ₁）の範囲内に存在し、式（３９）を不等式で
はなく等式だと見なして解くことによって得られる。さ
らに、

【数４８】 であることに注目する。よって、式（３９）が関連する
場合には、条件（２８）は無関係であり、その逆の場合
もある。この２つのうちの関連する方が必要とされてい
るσを与える。ここで、−σは、主要解ｓ^*の実数部で
ある。

【００３６】次に、β、すなわちｓ^*の虚数部を求め
る。特性方程式（９）においてｓ＝−σ＋ｉβを置換
し、実数部及び虚数部を等値すると、

【数４９】

【数５０】 となる。式（３２）から（０，σ₁）に属するσが得ら
れる場合には、式（４１）と式（２８）とを組み合わせ
ることによってβ＝０が得られる。σが式（３９）から
式（３９）と式（４２）との組み合わせによって得られ
る場合には、（０，π／２）の範囲においてβ＝ω₁が
得られる。

【００３７】定理３．σ₁が式（３２）によって与えら
れる場合、安定な系において条件

【数５１】 が満足されている場合には、σ、すなわち主要解の実数
部の符号を反転したものであるσは、

【数５２】 の（０，σ₁）の範囲における唯一の解であり、β、す
なわち主要解の虚数部は零である。

【００３８】条件が満足されない場合には、σは（０，
σ₁）の範囲における

【数５３】 の唯一の解である。ここで、ω₁は（０，π／２）にお
ける

【数５４】 の唯一の解であり、β＝ω₁である。

【００３９】主要解のダンピング係数依存性 このセクションでは、たの制御パラメータ全てが一定値
に保たれた場合の、主要解のダンピング係数、Γ、への
依存性が議論される。その後、最良過渡応答を与えるΓ
の値が決定される。定理３から、σが式（４３）を満た
す場合、すなわちβ＝０の場合には、式（４３）を微分
することによってｄσ／ｄΓ＜０が得られる。σが式
（４４）を満たす場合には、ｄσ／ｄΓ＞０かつｄβ／
ｄΓ＜０である。それゆえ、 定理４．

【数５５】

【数５６】 ここで、Γ_optは

【数５７】 の解であり、σ₁は式（３２）において規定される。σ
の取り得る最大値、σ^*、は、Γ＝Γ_optの場合に

【数５８】 によって与えられる。

【００４０】定理４は、定常状態への漸近的な接近が最
速でありかつ発振を起こさないという意味で最適な、本
発明に係る方法における過渡的振る舞いを与えるダンピ
ングファクタΓ_optを規定する。

【００４１】図７は、Γの関数としての主要解を示した
図である。

【００４２】定常状態応答及び適合のダイナミックレン
ジ このセクションでは、本発明に係る方法の定常状態での
振る舞いが議論される。定常状態の性能を記述する２つ
の基本的な測度はスループット及び遅延である。定常状
態のスループットはφ∞と書き表され、定常状態での遅
延は、バッファコンテントの定常状態での値であるｘ∞
から導出される。本発明に係る方法の重要な特徴はその
ダイナミックレンジであり、これは、入力レートがノー
ドにおける利用可能なチャネル容量に追随する範囲を意
味している。ここで、バッファフロアを有する場合の本
発明に係る方法を考え、バッファフロアを有さない方法
が利得及びダンピングパラメータの適切な選択に関して
漸近的に安定であると仮定する。漸近的安定性に関して
は、（ｄｘ（ｔ）／ｄｔ）→０かつ（ｄφ（ｔ）／ｄ
ｔ）→０である。よって、

【数５９】

【数６０】

【数６１】 まず、ｘ∞＝０に関する解を考える。式（４７）及び
（４８）から、

【数６２】

【数６３】 よって、式（４６）を用いることにより、Ａｘ￣／Γ≦
μが得られる。従って、式（４６）−（４８）に対する
解の組の一つは、

【数６４】 である。次いで、ｘ∞＞０に係る解を考える。同様に、
解の別の組が

【数６５】 のように得られる。ここから、以下の結果が導かれる。

【００４３】命題１．唯一の定常解は、

【数６６】

【数６７】 である。

【００４４】図８は、定常解の制御パラメータへの依存
性を示した図である。スループットを最大にしてかつバ
ッファコンテントを最小にするという意味での最適性能
は、μがＡｘ￣／Γに等しい場合に実現されることにま
ず注目されたい。よって、Ａｘ￣／Γが本発明に係る方
法のダイナミックレンジにおける上限、すなわちφ∞が
取り得る最大値、と見なされ得る。Ａｘ￣／Γ＜μの場
合、すなわち不充分なダイナミックレンジの場合には、
φ∞はＡｘ￣／Γ及びｘ∞＝０に制限される。他方、Ａ
ｘ￣／Γ＞μ、すなわち過剰なダイナミックレンジの場
合には、φ∞＝μかつｘ∞＞０である。最適性能はＡｘ
￣／Γ＝μの場合に得られ、φ∞＝μ及びｘ∞＝０とな
る。現実の場合のようにノードを共有する複数個の接続
が存在する場合には、与えられた接続μに関して利用可
能な残存容量は、接続が設定されたり終了されたりする
につれて時間と共に変化する。φ∞＝μであるような充
分に大きいダイナミックレンジが要求される場合には、
Ａｘ￣／Γはμが取り得るだけ大きくなければならな
い。Ａｘ￣／Γの増大は、一義的にはｘ￣を増大させる
ことによって実現される。なぜなら、比Ａ／Γは安定性
条件から制限されるからである。命題１から、このこと
は大きなｘ∞を意味している。それゆえ、ダイナミック
レンジと定常状態の振る舞いとの間にトレードオフが存
在する。

【００４５】複数接続 次に、本発明に係る方法の解析を、図９に示されている
ような、複数個の通信デバイスが単一のノードを共有す
るような場合に拡張する。回線９１５中の利用可能な容
量のアクセスレギュレータ９０５−ｋに対して接続され
ている通信デバイス９０１−ｋの間での分割は、利得パ
ラメータの組｛ａ₁，ａ₂，．．．，ａ_K｝を通じて実現
される。ここで、ａ_iはｉ番目の通信デバイスの利得パ
ラメータ、Ｋは通信デバイスの個数である。ダンピング
パラメータγは、全ての通信デバイスで共通である。ノ
ード９１０におけるノードバッファは全ての通信デバイ
スによって共有されており、サービス方式はＦＩＦＯで
あると仮定されている。以下の方程式は、本発明に係る
方法の時間発展を記述する：

【数６８】

【数６９】

【００４６】本発明に係る方法の安定性条件は、ａをａ
_iのｉに関する総和であるとした場合の単一の通信デバ
イスの場合と同一である。全体系に係る特性方程式の主
要解から得られる、全ての通信デバイスに関する共通適
合レートが存在する。

【００４７】各々の通信デバイスの定常状態値は、その
利得パラメータに依存する。詳細に述べれば、

【数７０】 ここで、Ａ_i＝ａ_iτ²、Γ＝τγ及びＡはＡ_iのｉに関す
る総和である。

【００４８】結論 以上、本明細書に、ネットワークにおける統合化された
輻輳制御方法が記述した。上記説明においては、本発明
がアクセスレギュレータのパラメータの制御という観点
から記述しているが、本発明が他の特定の状況に対して
適用されうることは当業者には明らかである。例えば、
ダンピング定数及び利得パラメータが周期的に更新され
て、アクセスレギュレータのパラメータがその更新の関
数として調節されるようにすることが可能である。

【００４９】本明細書においては、本発明に係る方法
は、特定のハードウエアあるいはソフトウエアを参照せ
ずに記述されている。しかしながら、本発明に係る方法
は、当業者が、特定のアプリケーションに対して利用可
能あるいは適したハードウエアあるいはソフトウエアに
容易に適合させることが可能であるように記述されてい
る。

【００５０】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので，この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。

【００５１】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、従
来技術に係る問題点を克服した、ネットワークにおける
統合化された輻輳制御方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る方法が実施されるネットワークを
示す図。

【図２】リーキーバケットアクセスレギュレータのコン
ポーネントを示す図。

【図３】本発明に係る方法のネットワークにおける実施
例を示す図。

【図４】本発明に係る方法を示す流れ図。

【図５】ダンピング定数の利得パラメータに対する比が
存在する領域を示す図。

【図６】利得パラメータの関数としての正規化されたク
リティカルダンピングパラメータをプロットした図。

【図７】ダンピング定数と主要根との関係をプロットし
た図。

【図８】遅延、スループット及びダイナミックレンジの
間のパラメータの組に基づいた関係をプロットした図。

【図９】複数個の通信デバイスが単一のノードに接続さ
れた場合における本発明に係る方法の動作を示す図。

【符号の説明】

１０５ 通信デバイス １１０ ネットワーク １２０ アクセスレギュレータ １３０ ノード １４０ 回線 ２２２ スイッチ ２２４ バッファ ３０２ アクセスレギュレータ ３１０ ノード ３１５ バッファ ３２０ 回線 ３２２ スイッチ ３２４ バッファ ９０１ 情報源 ９０５ アクセスレギュレータ ９１０ ノード ９１５ 回線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−104917（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−311126（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−89744（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−272939（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−161038（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−226143（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−153155（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−7502（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−90255（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−30641（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04L 12/56 H04L 12/28

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つのレートパラメータによ
   って動作が制御されるアクセスレギュレータにおいて、
   ノードから、該ノードにおける輻輳レベルを示す信号を
   受信するステップと、 前記信号に応答して前記レートパラメータを設定するス
   テップとからなる通信制御方法において、 前記ノードは、バッファコンテントレベルによって特徴
   づけられるバッファを有し、前記信号は、ターゲット値
   に対する該バッファコンテントレベルの値を示し、 γをダンピング定数とし、ａを利得パラメータとし、ｘ
   を前記バッファコンテントレベルとし、ｘ￣を前記ター
   ゲット値とし、τを前記ノードと前記アクセスレギュレ
   ータの間の伝播遅延とし、ｒを前記レートパラメータと
   して、時刻（ｔ＋Δ）における前記レートパラメータ
   は、 ｒ（ｔ＋Δ）＝ｒ（ｔ）［１−γΔ］−ａ［ｘ（ｔ−τ）−ｘ￣］Δ という関係に従って設定されることを特徴とする通信制
   御方法。
2. 【請求項２】 少なくとも１つのレートパラメータによ
   って動作が制御されるアクセスレギュレータにおいて、
   ノードから、該ノードにおける輻輳レベルを示す信号を
   受信するステップと、 前記信号に応答して前記レートパラメータを設定するス
   テップとからなる通信制御方法において、 前記ノードは、バッファコンテントレベルによって特徴
   づけられるバッファを有し、前記信号は、ターゲット値
   に対する該バッファコンテントレベルの値を示し、 γをダンピング定数とし、ａを利得パラメータとし、ｘ
   を前記バッファコンテントレベルとし、ｘ￣を前記ター
   ゲット値とし、τを前記ノードと前記アクセスレギュレ
   ータの間の伝播遅延とし、ｒを前記レートパラメータと
   して、前記レートパラメータは、 ｄｒ（ｔ）／ｄｔ＝−ａ［ｘ（ｔ−τ）−ｘ￣］−γｒ（ｔ） という関係に従って設定されることを特徴とする通信制
   御方法。
3. 【請求項３】 前記アクセスレギュレータは、通信デバ
   イスからネットワークへの情報の流入を制御し、該ネッ
   トワークは前記ノードを含むことを特徴とする請求項１
   または２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記通信デバイスからの仮想回線が、前
   記ノードを介した経路でルーティングされることを特徴
   とする請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記アクセスレギュレータはリーキーバ
   ケットレギュレータであることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記ダンピング定数および前記利得パラ
   メータは、前記関係の所定のレベルの安定性および過渡
   的振る舞いを実現するように選択されることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の方法。
7. 【請求項７】 アクセスレギュレータのレートパラメー
   タを設定する通信制御方法において、 前記アクセスレギュレータは、通信デバイスからネット
   ワークへの情報の流入を制御し、該ネットワークは、バ
   ッファコンテントレベルによって特徴づけられるバッフ
   ァを有するノードを含み、前記方法は、 前記アクセスレギュレータにおいて、前記ノードから、
   ターゲット値に対する前記バッファコンテントレベルの
   値を示す信号を受信するステップと、 前記信号に応答して前記レートパラメータを設定するス
   テップとからなり、 γをダンピング定数とし、ａを利得パラメータとし、ｘ
   を前記バッファコンテントレベルとし、ｘ￣を前記ター
   ゲット値とし、τを前記ノードと前記アクセスレギュレ
   ータの間の伝播遅延とし、ｒを前記レートパラメータと
   して、時刻（ｔ＋Δ）における前記レートパラメータ
   は、 ｒ（ｔ＋Δ）＝ｒ（ｔ）［１−γΔ］−ａ［ｘ（ｔ−τ）−ｘ￣］Δ という関係に従って設定されることを特徴とする通信制
   御方法。
8. 【請求項８】 アクセスレギュレータのレートパラメー
   タを設定する通信制御方法において、 前記アクセスレギュレータは、通信デバイスからネット
   ワークへの情報の流入を制御し、該ネットワークは、バ
   ッファコンテントレベルによって特徴づけられるバッフ
   ァを有するノードを含み、前記方法は、 前記アクセスレギュレータにおいて、前記ノードから、
   ターゲット値に対する前記バッファコンテントレベルの
   値を示す信号を受信するステップと、 前記信号に応答して前記レートパラメータを設定するス
   テップとからなり、 γをダンピング定数とし、ａを利得パラメータとし、ｘ
   を前記バッファコンテントレベルとし、ｘ￣を前記ター
   ゲット値とし、τを前記ノードと前記アクセスレギュレ
   ータの間の伝播遅延とし、ｒを前記レートパラメータと
   して、前記レートパラメータは、 ｄｒ（ｔ）／ｄｔ＝−ａ［ｘ（ｔ−τ）−ｘ￣］−γｒ（ｔ） という関係に従って設定されることを特徴とする通信制
   御方法。
9. 【請求項９】 バッファコンテントレベルによって特徴
   づけられるバッファを有するノードと、Ｋ個の情報源の
   セットとを有するネットワークにおいて用いられる通信
   制御方法において、 前記Ｋ個の情報源のセットに属するｋ番目の情報源は、
   対応するｋ番目のアクセスレギュレータに接続され、各
   アクセスレギュレータは前記ノードに接続され、ｋ番目
   のアクセスレギュレータは、ｋ番目の情報源からの情報
   がｋ番目のアクセスレギュレータによって前記ネットワ
   ークに流入させられるレートｒ_k（ｔ）によって特徴づ
   けられ、前記方法は、 各アクセスレギュレータにおいて、前記ノードから、タ
   ーゲット値に対する前記バッファコンテントレベルの値
   を示す信号を受信するステップと、 前記信号に応答してｋ番目のアクセスレギュレータのレ
   ートパラメータｒ_k（ｔ）を設定するステップとからな
   り、 γをダンピング定数とし、ａ_kを利得パラメータのセッ
   トとし、ｘを前記バッファコンテントレベルとし、ｘ￣
   を前記ターゲット値とし、τを前記ノードと前記アクセ
   スレギュレータの間の伝播遅延とし、ｒ_kを前記レート
   パラメータとして、前記レートパラメータｒ_kは、 ｄｒ₁（ｔ）／ｄｔ＝−ａ₁［ｘ（ｔ−τ）−ｘ￣］−γｒ₁（ｔ） ｄｒ₂（ｔ）／ｄｔ＝−ａ₂［ｘ（ｔ−τ）−ｘ￣］−γｒ₂（ｔ） ．．． ｄｒ_k（ｔ）／ｄｔ＝−ａ_k［ｘ（ｔ−τ）−ｘ￣］−γｒ_k（ｔ） ．．． ｄｒ_K（ｔ）／ｄｔ＝−ａ_K［ｘ（ｔ−τ）−ｘ￣］−γｒ_K（ｔ） という関係に従って設定されることを特徴とする通信制
   御方法。
10. 【請求項１０】 ａを、ａ_kのｋが１からＫまでの総和
    に等しい利得パラメータとして、前記ダンピング定数お
    よび該利得パラメータａは、前記関係の安定性および過
    渡的振る舞いの関数として選択されることを特徴とする
    請求項９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 少なくとも１つのレートパラメータに
    よって特徴づけられる所定の関数に従って通信デバイス
    からネットワークへの情報の流入を制御するステップ
    と、 前記ネットワーク内の、バッファコンテントレベルによ
    って特徴づけられるバッファを有するノードから受信さ
    れる、ターゲット値に対する前記バッファコンテントレ
    ベルの値を示す信号に応答して、前記レートパラメータ
    を調節するステップとからなる通信制御方法において、 γをダンピング定数とし、ａを利得パラメータとし、ｘ
    を前記バッファコンテントレベルとし、ｘ￣を前記ター
    ゲット値とし、τを前記ノードと前記アクセスレギュレ
    ータの間の伝播遅延とし、ｒを前記レートパラメータと
    して、時刻（ｔ＋Δ）における前記レートパラメータ
    は、 ｒ（ｔ＋Δ）＝ｒ（ｔ）［１−γΔ］−ａ［ｘ（ｔ−τ）−ｘ￣］Δ という関係に従って設定されることを特徴とする通信制
    御方法。
12. 【請求項１２】 少なくとも１つのレートパラメータに
    よって特徴づけられる所定の関数に従って通信デバイス
    からネットワークへの情報の流入を制御するステップ
    と、 前記ネットワーク内の、バッファコンテントレベルによ
    って特徴づけられるバッファを有するノードから受信さ
    れる、ターゲット値に対する前記バッファコンテントレ
    ベルの値を示す信号に応答して、前記レートパラメータ
    を調節するステップとからなる通信制御方法において、 γをダンピング定数とし、ａを利得パラメータとし、ｘ
    を前記バッファコンテントレベルとし、ｘ￣を前記ター
    ゲット値とし、τを前記ノードと前記アクセスレギュレ
    ータの間の伝播遅延とし、ｒを前記レートパラメータと
    して、前記レートパラメータは、 ｄｒ（ｔ）／ｄｔ＝−ａ［ｘ（ｔ−τ）−ｘ￣］−γｒ（ｔ） という関係に従って設定されることを特徴とする通信制
    御方法。
13. 【請求項１３】 前記信号はアクセスレギュレータにお
    いて受信されることを特徴とする請求項１１または１２
    に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記アクセスレギュレータはリーキー
    バケットレギュレータであることを特徴とする請求項１
    ３に記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記ダンピング定数および前記利得パ
    ラメータは、前記関係の安定性および過渡的振る舞いの
    関数として選択されることを特徴とする請求項１１また
    は１２に記載の方法。