JP3549934B2 - 利用者セルと動作および保守セルの両方を含むセル流の成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、第１および第２のタイプのセルを有し、セル流の隣接したセルが成形遅延内に受信された場合、成形遅延に対してそれらを互いに遅延するステップを含んでいるセル流を成形する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような方法は、既に文献（Ｓｔｕｄｙ Ｉｔｅｍ １９ ｏｎ ｔｈｅ ＩＴＵ−ＴＳ Ｌｉｖｉｎｇ Ｌｉｓｔ
“Ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｏｒ ｓｅｐａｒａｔｅ ｓｈａｐｉｎｇ ｏｆ ｕｓｅｒ ｃｅｌｌｓ ａｎｄ （ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｒ） ＯＡＭ Ｃｅｌｌｓ”）に記載されている。この文献に記載されている第１のオプションは、上記に定められているような集合成形、すなわち隣接したセルがそれらのタイプにかかわらず互いに遅延される成形を行う。この既知の方法において、成形遅延は、第１のタイプのセルすなわち利用者セルおよび第２のタイプすなわちＯＡＭセルに対して呼び設定時に協議されたピークセル速度の和の逆数の関数である。
【０００３】
例えば上記の文献に既に記載されているように、この既知の集合成形方法は、これらのセルを処理する受信ターミナルによって受信されたときにギャップすなわち上記の協議されたピークセル速度に対応した到達時間の間の時間を越えた相互遅延を利用者セルの流れの中で生じさせる欠点がある。これらのギャップは、この受信ターミナルによって経験されたセル遅延変化を増加させ、それはセル遅延変化すなわちＣＤＶの増加がサービス品質すなわちＱｏＳを低下させるため、特に低いビット速度のセル流では許容できない。
【０００４】
したがって、上記の文献から明らかなように、集合成形を使用しない多数の別のオプションが現在検討されている。これらのオプションの最も有望なものは第４のものであり、それでは利用者セルすなわち第１のセルが利用者セルのピークセル速度の逆数に等しい成形遅延にしたがって成形され、ＯＡＭすなわち第２のセルは成形される必要がなく、成形方法をバイパスすることを利用者が示すものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
後者の方法は良好なＱｏＳを提供するが、それはまた多数の欠点を表わしており、そのうちのいくつかが論文（Ｆｒａｎｃｅ Ｔｅｌｅｃｏｍ Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ＴＤ ５．１．ｔｏ ＥＴＳＩ／ＮＡ５，１９９３年 ５月１０乃至１４日）の特に３．１ 節に記載されている。これらの欠点の１つは、特定のセル流のＯＡＭセルが成形をバイパスするか否かを利用者が通報することを可能にするために余分な信号伝送が要求されることである。さらに、セル流の間でこのような区別を行うことは、非同期転送モードすなわちＡＴＭの基本原理、すなわちＡＴＭ層の内側において全てのセル流が等しく処理されなければならないという原理に反するものである。
【０００６】
さらに、ＯＡＭセルが成形をバイパスする各セル流に対して、セルのクランピングは最小化されることができず、特に同じセル流の利用者セルおよびＯＡＭセルから構成されたセルがクランプすることが避けられない。これは、このバイパス処理が選択的にのみ行われる理由でもある。最後に、ＯＡＭセルが成形をバイパスすることを許された場合、セルシーケンスの完全性を保証することができない。
【０００７】
現在好ましい成形方法の上記の欠点を考慮して、本発明は上記に述べられた集合成形方法に戻ることを提案している。したがって、本発明の目的は、上記の最初に述べられたタイプであるが、利用者セル間にギャップが生ぜず、一方セルシーケンスの完全性、並びにＯＡＭセル間およびＯＡＭセルと利用者セルとの間のクランピングを最小にすることのできる成形方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的は、隣接したセルが共に前記第１のタイプである場合、前記第１のセルの予め定められたピークセル速度の逆数の関数であり、そうでなければ前記逆数の分数の関数である前記成形遅延を導出するステップを含んでいることを特徴とするセル流の成形方法によって達成される。
【０００９】
本発明は、上述の分数の適切な選択により上記の方法でセルを成形することが結果的に利用者セルに対して協議されたピークセル速度の逆数、したがって最適ＱｏＳに等しいこれらの利用者セルの間に相互遅延を生じさせ、一方においてＯＡＭセルは依然として利用者セルに関して成形される。このことは利用者セル間にギャップを導入せずにセルシーケンスの完全性を実現するだけでなく、分数を適切に選択することにより集中および個々の分流に対する最小セルクランピングが達成されることを確実に可能にする。
【００１０】
上記の説明において、“…の関数で”とは、成形遅延がその逆数または分数と異なる程度を示す許容誤差値を成形方法が考慮することを可能にするために使用されているものである。このような許容誤差値は、例えばそれが技術的に良く知られている仮想スケジューリングアルゴリズムすなわちＶＳＡを使用したときに成形方法に含まれ、それにおいてこの許容誤差値は許容されたセル遅延変化すなわちＣＤＶと呼び、符号γで示す。しかしながら、このような許容誤差値の使用は成形方法を実行するのに厳密には不要であり、この場合、成形遅延はその上述の逆数または分数に完全に等しい。後の場合、成形は一般に“スペーシング（ｓｐａｃｉｎｇ） ”と呼ぶ。
【００１１】
隣接したセルが成形遅延より小さい遅延で受信されることは、上記から明らかに理解されることに留意すべきである。明らかに、これがそれに該当しないならば、成形方法は実際にこれらのセルを相互に遅延せず、その受信時にセルの第２のものを直ぐに転送する。許容誤差値に関する上記の説明を参照すると、セルを遅延しない上記決定に対する適切な成形遅延は、この許容誤差値を考慮せずに最大成形遅延に常に等しいことに留意べきである。
【００１２】
本発明の特徴は、成形遅延は、前記隣接したセルの第２のものが前記第２のタイプである場合に前記逆数の第１の予め定められた分数の関数として導出され、前記隣接したセルの第１のものが前記第２のタイプであり、一方前記隣接したセルの第２のものが前記第１のタイプである場合に前記逆数の第２の可変的な分数の関数として導出され、前記第２の可変的な分数は、前記後の値が正である場合に前記第１の分数により乗算された前記後のセルの前に受信された連続した第２のセルの個数を前記逆数から減算することによって計算された値に等しいことである。
【００１３】
上記の第１および第２の分数の選択において、連続した利用者セルは、最適なＱｏＳを提供するため必要に応じて上記のそれらのピークセル速度の逆数に対して常に相互に遅延されることが明らかに認められる。しかしながら計算された値が正であり、したがって上記の遅延を達成するために、利用者セル間において受信されたＯＡＭセルの個数は上限を有していなければならない。
このことから、前記第１の予め定められた分数は、整数値で除算された前記逆数に等しく、前記整数値は、連続した第２のセルの個数の理論的上限プラス１に等しい本発明の重要な特徴が生じる。
利用者および本発明の方法が使用されるネットワークの両者がＯＡＭセルを生成する機構に依存するこのような上限の存在において、上記の特徴は通常上述されたように常に計算される第２の分数を生成することが確認される。さらに、この特徴、並びに上記の上限および２つの連続した利用者セル間の相互遅延に対する制限の両方に留意することにより、ＯＡＭセル間および利用者セルとＯＡＭセルとの間のセルクランピングは最小にされる。
【００１４】
本発明のさらに別の特徴は、前記整数値は、前記理論的上限に応じてプログラムされていることである。
そのようにすることによって、本発明の成形方法は上記の上限が予め知られていないネットワークにおいて使用されることが可能であり、それにおいてＯＡＭセルを生成する異なる機構のいずれかが使用されるか、或はこの機構はその時点では特定されていない。
【００１５】
【実施例】
以下の実施例の説明および添付図面を参照することによって、本発明の上記およびその他の目的および特徴が明らかになり、本発明自体が最も良く理解されるであろう。
図１にそのフロー図が示された成形方法は、図２のａのセル流ＣＳ１ に適用され、このセル流ＣＳ１ は典型的に先行するポリース段の出力流であり、Ｕ１ 乃至Ｕ７ のような第１のタイプのセルすなわち利用者セルと、Ｏ１ 乃至Ｏ６ のような第２のタイプすなわち動作および保守すなわちＯＡＭセルを含む。成形方法において、セル流ＣＳ１ のセルＵ１ 乃至Ｕ７ 、およびＯ１ 乃至Ｏ６ の到達時間の間の時間は、図２のｂに示されているような結果的なセル流ＣＳ２ を得るように調節されることが必要である。
【００１６】
この調節は、セル流ＣＳ１ に対する異なるトラフィックパターンが上述のポリース段の動作の結果得られるため、またネットワークに対する最大の負荷により良好な品質のサービスすなわちＱｏＳを実現するようにこのようなトラフィックパターンの特定の範囲だけを許容することが一般に望ましいために必要とされる。したがって、セル流ＣＳ２ は結果的にリソースがネットワークにおいてさらに最適に使用されるより規則的なトラフィックパターンを特徴としていることが認識される。
【００１７】
２つの異なるタイプ、すなわちセル到達時間の間の時間が一定であるように制御されるスペーシング方法として知られている第１のタイプ、および例えば良く知られている仮想スケジューリングアルゴリズムＶＳＡによる例に対する、理論上のセル到達時間の間の時間に関するいくつかの遅延変化が許容される成形方法として知られている第２のタイプの成形方法が存在している。簡略にするために、スペーシング方法だけを詳細に説明する。第２のタイプの成形方法は、理論的な到達時間の間の時間を以下で考慮する一定の到達時間の間の時間と考えることにより、当業者がこのような方法に本発明の原理を容易に適用することができるため例示しない。
【００１８】
さらに、例えば文献（Ｐ．Ｂｏｙｅｒ 氏他によるＩＳＳ １９９２，１９９２年１０月，Ｖｏｌ．２ ，ｐａｐｅｒ Ａ９．３，３１６ 乃至３２０ 頁）に記載されているように、通常複数のこのような成形方法は並列に動作し、その後それらの結果的なセル流ＣＳ２ が出力バッファ
（示されていない）を介して同じリンクで多重化されることに注意すべきである。ここでは後の内容を詳細に説明せず、以下考慮される伝送時間は、セルが上述の出力バッファにおいて待ち行列にされている時間に対応すると考えられる。
【００１９】
図１に示された成形方法は、成形方法の第１のステップ１０で受信された各セルＵ１ 乃至Ｕ７ 、およびＯ１ 乃至Ｏ６ に対して順次連続的に実行され、それによってこのセルの到達時間ｔがそのように受信されたセルに対して成形方法で使用される。簡略にするために、以下においてこの時間ｔは、セル流ＣＳ１ の第１のセルＵ１ が受信された時間においてゼロであると考える。さらにこの方法を良く理解するために、それによって使用される２つのパラメータＴＵおよびＸの説明が必要なことに留意しなければならない。パラメータＴＵは、呼び設定時に協議される２つの利用者セルのピークセル速度から計算されるこれらの利用者セル間の一定の到達時間の間の時間である。次に、（Ｘ−１）は２つの連続した利用者セル間に割込む利用者セルおよびネットワークで発生されたＯＡＭセルの両者の個数の上限に等しい。これらのＯＡＭセルが発生される機構に応じて、すなわちこれらのセルに対して許容されたバースト長に応じて、パラメータＸは １から６４まで変化する。
【００２０】
セル流ＣＳ１ の受信後、すなわちステップ１０の後に受信されたセルがセル流ＣＳ１ の第１のセルであるか否かがステップ１１でチェックされる。これが肯定的なＹで答えられた場合、前の利用者セルの受信からの累算された遅延である変数Δおよび現在処理されているセルに対する理論上の発信時間であるＴＤＴがゼロで初期化される。それがセル流ＣＳ１ の第１のセルではないノーＮの場合、このセルの別のチェックがステップ１３で実行される。
【００２１】
このチェックは、セルのタイプすなわちそれが利用者セルであるかまたはＯＡＭセルであるかを決定するものである。それが利用者セルである場合、すなわち図１のＵＳＥＲの場合、ステップ１４で別のチェックが実行される。このチェックにおいて、ΔがＴＵより小さいか否かが決定され、これが肯定的なＹで答えられた場合、ＴＤＴが前のＴＤＴの値プラスＴＵマイナスΔに等しくされるステップ１５が実行される。別の否定的な場合Ｎにおいて、この方法はステップ１５の後に実行され、Δの値がゼロにリセットされるリセットステップ１６にジャンプする。
【００２２】
ステップ１３において現在のセルがＯＡＭセルであると認められた場合、すなわち図１のＯＡＭの場合、上記で考慮されたステップ１２および１６の後にステップ１７が実行される。このステップ１７において、累算された遅延はこの遅延ΔプラスＴＵ／Ｘの前の値に等しくそれを設定することによって更新される。ステップ１７において、この遅延Δを累算した後、次のステップ１８において現在のセルが現在のＴＤＴの値によって示された時間の前に受信されたか否かがチェックされ、これはｔがＴＤＴより小さいか否かをチェックすることによって行われる。セルがそのように受信されていない否定Ｎの場合、現在のセルが受信された時間ｔにＴＵ／Ｘを加算することによって新しいＴＤＴ値が成形方法によりステップ１９で処理されるべき次のセルに関して計算される。このステップ１９の後、セルはステップ２２を実行することによって伝送される。
【００２３】
そうではなくセルが受信されていたケースＹの場合、この方法はステップ１８でステップ２０にジャンプし、現在のＴＤＴの値によって示された時間に達するまで待機する待機処理が実行される。この待機処理の後、ステップ２１において前のＴＤＴ値にＴＵ／Ｘを加算することによってこの方法により処理されるべき次のセルを適切に伝送するように新しいＴＤＴ値が計算される。
【００２４】
現在のセルは、このステップ２１の後にステップ２２を再度実行することによって伝送され、ステップ２２の伝送動作後、次のセルが既に受信されており、一方において現在のセルに対してこの方法を実行している場合、成形方法がステップ１０で再度直接スタートする。次のセルがその時点で受信されていない場合、上記のフロー図のステップ１０におけるスタートを再度実行する前に、この次のセルの受信を待機する。
上記の説明から明らかであるように、上記のフロー図は結果的に以下さらに詳細に説明する図２のｂのセル流ＣＳ２ に図２のａのセル流ＣＳ１ を再配列する。
【００２５】
第１の利用者セルＵ１ に対して、このセルＵ１ がｔ＝０で受信されるという上記の仮定から、ステップ１８で実行されるチェックは否定的なＮであるため、成形方法はやはり結果的にｔ＝０でそれを伝送する。このセルＵ１ を処理した後、変数ＴＤＴおよびΔの両者はそれぞれステップ１２およびステップ１７と１９によりＴＵ／Ｘに等しい。この例において、図２のｂから認められるように、ＴＵは６つのセル時間スロットに等しく、一方Ｘ＝３とは、上述のセル時間スロットが １５５Ｍビット／秒のリンクに対応し、一方２つの連続した利用者セルＵ５ −Ｕ６ 間の連続したＯＡＭセルＯ２ −Ｏ３ の数が理論上の上限である（Ｘ−１）すなわち最大で２を有する場合、利用者セルＵ１ 乃至Ｕ７ のピークセル速度が例えば６で除算された １５５Ｍビット／秒に等しいことを具体的に意味する。
【００２６】
ｔ＝５で受信される次のセルＵ２ に対して、ステップ１３はそれが利用者セルであることを示し、したがってステップ１４で累算された遅延ΔがＴＵより小さいか否かがチェックされ、この場合ＴＤＴがステップ１５で再度計算されるように保持する。このステップは結果的に図２のｂにおいてＴＤＴＵ２ として示された利用者セルＵ２ に対するＴＤＴ値を生じさせ、この値はＴＵに等しく、また既に認められているように、累算された遅延Δと共にこの計算は結果的にＴＵの連続した利用者セルＵ１ −Ｕ２ 間の相互遅延を生成する。さらにこのセルＵ２ に対して、ステップ１７は、それが適時に受信されること、すなわちｔ＝５がＴＤＴＵ２ ＝ＴＵ＝６より小さいことを示し、その後ステップ２０の待機手順が実行され、正確にＴＤＴＵ２ −ｔ＝１のセル時間スロットの待機時間を生じさせる。この待機ステップの後、セルＵ２ は最終的に伝送され、このセルに対するこの方法はΔおよびＴＤＴに対してそれぞれＴＵ／ＸおよびＴＵ＋ＴＵ／Ｘの値で終了される。
【００２７】
ｔ＝３で受信される次のセルＵ３ は、この場合計算されたＴＤＴ値ＴＤＴＵ３ が２＊ＴＵに等しく、したがってｔ＝１３より小さいため、ステップ１８はセルＵ３ が時間内に受信されないことを示すことを除いて、前に説明されたセルとほとんど同じ方法で処理される。したがって、このセルＵ３ に対してステップ１９が実行され、ＴＤＴの値をｔ＋ＴＵ／Ｘすなわち１３＋２ ＝１５に更新して、セル流ＣＳ２ 内ですなわち時間ｔ＝１３でこのセルを直ぐに伝送する。
【００２８】
ｔ＝７で受信される次のセルＵ４ に対して、セルＵ３ と同じ成形方法の動作が行われ、この時間は結果的に１９に等しいＴＤＴ値ＴＤＴＵ４ を生じさせ、したがってＴＤＴＵ４ −ｔ＝２のセル時間スロットの待機処理だけでなく、ステップ２１で計算された最終的なＴＤＴ値であるＴＤＴＵ４ ＋ＴＵ／Ｘ＝２１およびＴＵ／ＸのΔを生じさせる。
【００２９】
次のセルＯ１はｔ＝１９で受信され、ステップ１３でＯＡＭセルであることが認められる。このようなＯＡＭセルＯ１に対して、前の利用者セルＵ１ 乃至Ｕ４ とは対照的に、累算された遅延Δはリセットされず、このセルＯ１の処理後この遅延が２＊ＴＵ／Ｘに等しいように、さらに値ＴＵ／Ｘにより累算される。また、前のセルＵ４ の処理の最後に計算されるＴＤＴの値は、面倒を伴わずにＯ１に関する理論上の発信時間ＴＤＴＯ１ として考えられる。この場合、ｔ＝１９がＴＤＴＯ１ ＝２１より小さいため、これは結果的に２つのセル時間スロットを待機させて、ステップ２１でＴＤＴＯ１＋ＴＵ／Ｘ＝２３にＴＤＴ値を更新した後にｔ＝２１でＯ１を伝送させる。
【００３０】
その後、成形方法は、ｔ＝２０で受信された次のセルが利用者セルＵ５ であることを確認し、したがってステップ１４のチェックを実行する。Δ＝２＊ＴＵ／Ｘはこの利用者セルＵ５ に対してＴＵより小さいため、ステップ１５が実行されて、Ｕ５ に対するＴＤＴ値ＴＤＴＵ５ を生じさせ、この値は２３＋６ −４ ＝２５に等しい。この後、通常のステップがこの利用者セルＵ５ に対して実行され、その結果このセルＵ５ が時間ｔ＝２５で最終的に伝送されるように５つのセル時間スロットを待機させる。再び、ＴＤＴとΔとが協同することにより、２つの連続した利用者セルＵ４ およびＵ５ の間の全体的な遅延は、それら間で処理されたＯＡＭセルの数にかかわらずＴＵと定められることができる。セルＵ５ の処理後、またステップ１６、１７および２１により、ＴＤＴは２５＋２ に等しくされ、ΔはＴＵ／Ｘに等しくされる。
【００３１】
次のセルＯ２およびＯ３は共にステップ１７においてＯＡＭセルであることが認められているため、ＴＵ／Ｘに対してそれらに先行する各セルＵ５ およびＯ２に関して遅延され、結果的に各ＴＤＴ値ＴＤＴＯ２＝２７およびＴＤＴＯ３＝２９を生じさせる。これらの値は、セルＯ２およびＯ３が共に時間内に受信されるときのそれらの各送信時間でもある。セルＯ３が処理された後、ＴＤＴは３１に等しく、ΔはＴＵに等しいため、やはり利用者セルである次のセルＵ６ はＴＤＴの再計算の必要なしに上記のＴＤＴ値であるＴＤＴＵ６ で送られるが、これはステップ１４においてΔがＴＵに等しいことが判明しているためであることに留意すべきである。Ｕ５ に関するＵ６ の遅延は、上記のＵ２ およびＵ５ に関するものと同様に説明されることが認められる。
【００３２】
最終的に、上記の上限のために許容される連続したＯＡＭセル０４乃至０６が依然として受信される場合の本発明の成形方法の応答を示すためにセル０４乃至０６、Ｕ７ の最後のストリングが示されている。この場合それは０４乃至０６等の３以上の連続したＯＡＭセルが受信されることを意味する。これがそのケースならば、累算された遅延Δは、これらＯＡＭセル０６の最後のものを処理した後のＴＵより大きいため、これらのＯＡＭセルだけでなく、それらに続く利用者セルＵ７ に対しても、先行したセルをステップ２１で処理したときに計算されたＴＤＴ値が使用されることが確認される。これはこのようなセル０４乃至０６，Ｕ７ が全てＴＵ／Ｘの相互遅延を有して伝送されることを特に意味しており、これは上記の理論上の上限のためにこれらのセルに対して達成可能な最小の遅延であり、またそれは最小のギャップ、すなわちＵ６ およびＵ７ 等の利用者セル間におけるＴＵを上まわる相互遅延を導入することが非常に重要である。
【００３３】
以上、特定の装置との関連で本発明の原理を説明してきたが、この説明は単なる例示であり、本発明の技術的範囲を制限するものではないことが明らかに理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による成形方法のフロー図。
【図２】本発明の成形方法が適用されるセル流ＣＳ１ およびそれによって得られるセル流ＣＳ２ の概略図。

Claims (7)

1. 第１および第２のタイプのセルを有し、セル流の隣接したセルが成形遅延内に受取られた場合、前記成形遅延に対してそれらを互いに遅延するステップを含んでいるセル流の成形方法において、
   さらに前記隣接したセルが共に前記第１のタイプである場合、前記第１のセルの予め定められたピークセル速度の逆数の関数であり、そうでなければ前記逆数の分数の関数である前記成形遅延を導出するステップを含んでいることを特徴とするセル流の成形方法。
2. 前記成形遅延は、前記隣接したセルの第２のものが前記第２のタイプである場合に前記逆数の第１の予め定められた分数の関数として導出され、前記隣接したセルの第１のものが前記第２のタイプであり、一方前記隣接したセルの第２のものが前記第１のタイプである場合に前記逆数の第２の可変的な分数の関数として導出され、前記第２の可変的な分数は、前記後の値が正である場合に前記第１の分数により乗算された前記後のセルの前に受信された連続した第２のセルの個数を前記逆数から減算することによって計算された値に等しいことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記第２の可変的な分数は、前記値が０または負の場合に前記第１の分数に等しいことを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 前記第１の予め定められた分数は、整数値で除算された前記逆数に等しいことを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 前記整数値は、連続した第２のセルの個数の理論的上限プラス１に等しいことを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 前記整数値は、前記理論的上限に応じてプログラムされていることを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 前記流れは非同期転送モードセル流であり、前記第１のタイプのセルは利用者セルであり、前記第２のタイプのセルは動作および保守セルであることを特徴とする請求項１記載の方法。

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