JP3039849B2 - セル損失率演算方法 - Google Patents

セル損失率演算方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非同期転送モード
通信網(ATM:Asynchronous Transfer Mode通信網)
に利用する。本発明は、バーチャルパスおよびバーチャ
ルチャネルの設定技術に関する。
【0002】
【従来の技術】ATM通信網の概念を図3を参照して説
明する。図3はATM通信網の概念図である。ATM通
信網では、セルと呼ばれる固定長パケットを用いてユー
ザ端末21 〜2n がATM交換機1を介して通信を行っ
ている。ユーザ端末21 〜2nおよびATM交換機1の
間には物理伝送路が設けられ、その物理伝送路を用いて
バーチャルパス(以下、VPという)が設定される。そ
のVP上にはさらに複数のバーチャルチャネル(以下、
VCという)が設定される。ユーザ端末21 〜2n は、
所望の通信相手相互間にコネクションを設定しセルの送
受信を行う。ここでコネクションとは、複数のVPにわ
たって設定されている一つの経路のことをいう。コネク
ションを構成する各VPの中には、それぞれそのコネク
ションが用いるVCが設定されている。
【0003】ユーザ端末21 〜2n は、コネクションの
設定時にピーク速度と平均速度と要求通信品質とをAT
M交換機1に対して接続要求として申告する。この接続
要求を受けたATM交換機1では、この接続要求を要求
どおりに認めた場合に、ATM通信網がそのとき既に設
定されている全てのコネクションの通信品質を満足でき
ると判定したときのみ、当該コネクションの設定を許可
する。このような制御をCAC(Call Admission Contro
l)と呼ぶ。図4はATM交換機1の要部ブロック構成図
であるが、ATM交換機1はCACを行う接続受付判定
装置4およびセルの交換接続を行うクロスコネクト装置
3およびVPおよびVCの設定を制御するコネクション
制御部5により構成されている。
【0004】接続受付判定装置4によりコネクションの
設定が許可された呼について、コネクション制御部5は
クロスコネクト装置3を介してコネクションの設定を行
い、ユーザ端末21 〜2n 相互間を接続する。
【0005】ATM通信網においては、通信品質として
セル損失やセル転送遅延が挙げられるが、このうちセル
転送遅延はバッファサイズと伝送路容量で決定されるの
で、CACが対象とするのは主にセル損失に関するもの
となる。したがって、従来はCACにおいては、要求通
信品質としてはセル損失率が考えられており、本明細書
もセル損失率のみを対象としている。
【0006】ATM通信網が対象とするマルチメディア
通信では、コネクション毎のピーク速度と平均速度は広
い範囲に渡って分布している。そこで、異なるピーク速
度および平均速度を分けて呼種と呼び、呼種毎に要求通
信品質を満足させるようにCACを行っている。
【0007】ここで、本明細書で使う記号の定義を行
う。ri 、ai はそれぞれ呼種iのピーク速度、平均速
度を表し、aall 、Cはそれぞれ全VCの平均速度の
和、VP帯域を表すこととする。また、CLRAVE は全
呼種についての平均のセル損失率である。
【0008】fi (x)を呼種iのセル速度確率密度関
数とし、Fi(x)を呼種iを除いた他の呼種のセル速
度確率密度関数とすると、呼種iのセル損失CLRi
厳密には、
【0009】
【数1】 として求められる(参考文献、T.Murase,H.Suzuki,S.Sa
to,and T.Takeuchi.“Acall admission control scheme
for ATM networks using a simple quality estimat
e".IEEE J.Select.Areas Commun.,Vol.9(No.9):pp.1461
-1470,Dec.1991.)。CACでは式1で求められる呼種別
のセル損失率のうち最大のものがある規準値を満足する
場合に、コネクションの接続を許可する。
【0010】例えば、セル損失率の規定値を10-6とし
てCACを行う場合に、呼種1としてr1 =10Mb/
s、a1 =0.05Mb/s、呼種2としてr2 =1.
5Mb/s、a2 =0.15Mb/sとした場合の数値
例を図5に示す。図5は多元環境での呼種別セル損失率
と接続VC数を示す図である。横軸に呼種1の接続数を
とり、左側の縦軸に呼種2の接続数、右側の縦軸にセル
損失率(CLR)をとる。図5より、 呼種1の方が呼種2よりもセル損失率が高く、一桁以
上差が開く場合もある。 平均のセル損失率が規定値より一桁以上低くても、呼
種1のセル損失率がぎりぎり規定値を満足していること
がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このように多呼種の場
合には呼種別のセル損失を意識してCACを行う必要が
あるが、厳密に式1にしたがってセル損失を計算する
と、呼種別に畳み込み演算する必要があり、マルチメデ
ィア環境で呼種数が増えれば、莫大な計算量が必要とな
る。
【0012】CACはコネクション設定時に受付可否判
断を行うので、リアルタイムで交換サービスを行うため
には高い応答性が要求される。
【0013】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、呼種数が増えたときでも簡単な計算で呼種別の
セル損失率を計算することにより、CACの応答性を向
上することができるセル損失率演算方法を提供すること
を目的とする。本発明は、円滑な呼受付制御を行うこと
ができるセル損失率演算方法を提供することを目的とす
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】設定されている全てのコ
ネクションのピーク速度と平均速度から平均セル損失率
を求め、全てのコネクションの平均速度の和をリンク容
量で割ったものを第一の安全係数とし、各コネクション
毎のピーク速度を平均速度で割ったものを第二の安全係
数とし、第一の安全係数と第二の安全係数に平均セル損
失を乗じたものを各コネクション毎のセル損失率とし、
各コネクション毎のセル損失の最大のものがある規準値
を満足する場合のみにコネクションの接続要求を受付け
る。
【0015】呼種iのセル損失率CLRi は厳密には式
1となる。式1において、x/の項は全コネクション
からのセル速度がVP帯域を越えたときに溢れる分のう
ち呼種iの占める割合を示す。ここで分母は最小のとき
Cであり、分子は最大のときは着目しているコネクショ
ンを最大に出しているときであるからri となることに
着目すると、x/≦r1 /Cとなる。したがって、
【0016】
【数2】 となり、セル損失率の安全側の評価式は式2のようにな
る。
【0017】本発明の主要な特徴は、呼種iのセル損失
率の安全側近似式として式2を導出したところにある。
式1の厳密解は呼種毎に畳み込み演算が必要となり、呼
種数が多くなるとCACで呼種別のセル損失率を求める
際に莫大な計算が必要となる。本発明の式2の方式によ
れば、平均のセル損失率CLRAVE を求めるのに1度だ
け畳み込み演算をする必要があるが、呼種毎のセル損失
率については平均のセル損失率に安全係数を乗ずるだけ
で済むため、従来の方式と比べて大幅に計算が削減でき
る。特に、マルチメディア環境で呼種数が大きくなれば
なるほど、本発明方式で得られる効果は顕著となる。
【0018】すなわち、本発明の第一の観点はセル損失
率演算方法であり、その特徴とするところは、複数の接
続要求についてピーク速度および平均速度にしたがって
その複数の接続要求をi個のグループに分類し、その複
数の接続要求の全てについて平均セル損失率をCLR
AVE 、平均速度の和をaall 、VP帯域をCとし、グル
ープiのピーク速度をri 、平均速度をai とすると
き、i番目のグループのセル損失率CLRi を CLRi ≦(aall /C)・(ri /ai )・CLR
AVE として演算するところにある。
【0019】本発明の第二の観点は、ユーザ端末からの
接続要求についてセル損失率にしたがって接続受付の可
否を判定する手段を備えた接続受付判定装置である。本
発明の特徴とするところは、この判定する手段は、前述
の方法によりi番目のグループのセル損失率CLRi
演算する手段と、このセル損失率CLRi を満たすグル
ープの接続受付を許可する手段とを備えたところにあ
る。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1を参照
して説明する。図1は本発明実施例の動作を示すフロー
チャートである。
【0021】本発明は、複数の接続要求についてピーク
速度および平均速度にしたがってその複数の接続要求を
i個のグループに分類し、図1に示すように、その複数
の接続要求の全てについて平均セル損失率をCL
AVE 、平均速度の和をaall 、VP帯域をCとし、グ
ループiのピーク速度をri 、平均速度をai とすると
き、i番目のグループのセル損失率CLRi を CLRi ≦(aall /C)・(ri /ai )・CLR
AVE として演算するセル損失率演算方法である。
【0022】本発明は、ユーザ端末からの接続要求につ
いてセル損失率にしたがって接続受付の可否を判定する
手段としての図4に示した接続受付判定装置4を備えた
接続受付判定装置である。
【0023】ここで、本発明の特徴とするところは、接
続受付判定装置4は、上記の方法によりi番目のグルー
プのセル損失率CLRi を演算する手段と、このセル損
失率CLRi を満たすグループの接続受付を許可する手
段とを接続受付判定装置4に備えたところにある。
【0024】
【実施例】本発明実施例を図1および図2を参照して説
明する。図2は呼種管理テーブルを示す図である。第一
のステップとして接続要求のあったコネクションを呼種
管理テーブルに仮登録する(S1)。呼種管理テーブル
は図2にあるように呼種別にコネクション数およびピー
ク速度および平均速度の値を記録するフィールドを持
つ、接続要求のあったコネクションのピーク速度と平均
速度を見て、既に呼種管理テーブルに該当の値を持つ呼
種のエントリがあれば、該当のコネクション数を“+
1”とする。エントリがなければ、ピーク速度と平均速
度のフィールドに値を登録し、コネクション数フィール
ドを1とし、新たにテーブルに呼種エントリを追加す
る。
【0025】次に、第二ステップとして平均のセル損失
率を計算する。呼種管理テーブルを使って、呼種iのセ
ル速度確率密度関数fi (x)を計算する。
【0026】
【数3】 ここで、Ni は呼種iのVC数を、pi は呼種iのピー
ク速度に対する平均セル速度の比を表す。全ての呼種i
についてfi (x)を畳み込み、全ての呼種のセル速度
確率密度関数F(x)を求める。
【0027】
【数4】 ここで、nは呼種数であり、*は畳み込み演算子を表
す。F(x)を用いて平均のセル損失率CLRAVE は、
【0028】
【数5】 で表される(S2)。
【0029】次に、第三ステップとして呼種別のセル損
失の計算を行う。式2にあるように、呼種iのセル損失
率CLRi は、 CLRi ≦(aall /C)・(ri /ai )・CLRAVE …(式2) で求められる。ここでaall /Cは全ての呼種について
共通となる第一の安全係数であり、ri /ai は呼種i
特有の第二の安全係数である(S3)。
【0030】次に、第四のステップとして呼種iのセル
損失率CLRi がセル損失率規準値よりも小さいかどう
か判定し、大きい場合は接続要求を拒絶と判定し、判定
フローを終了する(S4)。
【0031】小さい場合は、次のステップに進む。ここ
で、セル損失率の基準値は呼種別に変えることにより、
複数の要求品質を持つ場合にも対応可能である。
【0032】次に、第五のステップとして全ての呼種に
ついてセル損失率と基準値との比較を行ったかどうか判
定し、全ての呼種について基準値を満足していることが
判定されたことが判明したら次のステップに進む。全て
の呼種について判定が終了していなければ次の呼種につ
いて第三のステップ以降の処理を繰り返す(S5)。最
後に、第六のステップとして、第五のステップにおいて
全ての呼種についてセル損失率の基準値を満足している
ことが判明したら、第一のステップで呼種管理テーブル
に仮登録したコネクション接続要求を正式に登録し、判
定フローを終了する(S6)。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
呼種数が増えたときでも簡単な計算で呼種別のセル損失
率を計算することにより、CACの応答性を向上するこ
とができる。これにより、円滑な呼受付制御を行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の動作を示すフローチャート。
【図2】呼種管理テーブルを示す図。
【図3】ATM通信網の概念図。
【図4】ATM交換機の要部ブロック構成図。
【図5】多元環境での呼種別セル損失率と接続VC数を
示す図。
【符号の説明】
1 ATM交換機 21 〜2n ユーザ端末 3 クロスコネクト装置 4 接続受付判定装置 5 コネクション制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−46251(JP,A) 特開 平7−131462(JP,A) 信学技報SSE94−241 信学技報SSE93−160 1994信学秋大B583,B584 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/28

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の接続要求についてピーク速度およ
    び平均速度にしたがってその複数の接続要求をi個のグ
    ループに分類し、その複数の接続要求の全てについて平
    均セル損失率をCLRAVE 、平均速度の和をaall 、V
    P帯域をCとし、グループiのピーク速度をri 、平均
    速度をai とするとき、i番目のグループのセル損失率
    CLRi を CLRi ≦(aall /C)・(ri /ai )・CLR
    AVE として演算することを特徴とするセル損失率演算方法。
  2. 【請求項2】 ユーザ端末からの接続要求についてセル
    損失率にしたがって接続受付の可否を判定する手段を備
    えた接続受付判定装置において、 この判定する手段は、請求項1記載の方法によりi番目
    のグループのセル損失率CLRi を演算する手段と、こ
    のセル損失率CLRi を満たすグループの接続受付を許
    可する手段とを備えたことを特徴とする接続受付判定装
    置。
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DE69637027T DE69637027T2 (de) 1995-08-02 1996-07-29 Steuereinrichtung für dynamische übertragungsraten
EP96925120A EP0812083B1 (en) 1995-08-02 1996-07-29 Dynamic rate controller
PCT/JP1996/002131 WO1997005724A1 (fr) 1995-08-02 1996-07-29 Unite de commande de vitesse dynamique
US08/825,936 US6046983A (en) 1995-08-02 1997-04-01 Dynamic rate control system

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1994信学秋大B583,B584
信学技報SSE93−160
信学技報SSE94−241

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