JP3564508B2 - Ａｔｍコネクション受付制御方法及び装置 - Google Patents
Ａｔｍコネクション受付制御方法及び装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＴＭコネクション受付制御方法及び装置に係り、高速帯域サービス総合網を実現するＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ，非同期転送モード） 網における交換機のコネクション受付制御に係り、特に、コネクション受付可否判断を軽量なトラヒック測定に基づいて高品質かつ高速に行うのに好適なＡＴＭ網における交換機のコネクション受付制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マルチメディアサービスを提供するための情報伝送方式として、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ，非同期伝達モード） の研究／開発が盛んに進められている。ＡＴＭは、多種多様な情報を「セル」と呼ばれるヘッダ付きの短い固定長のブロックに分割し、これを単位として効率のよい統計多重方式で多重化する。セルは、タイムスロット的な概念であるが、時間周期的に現れず、時間的に変動する情報送出の要求に応じて、動的に割り当てられ、このセルの数を変えることにより、通信速度を可変に設定できる。従って、ＡＴＭとは、音声やデータから画像までのあらゆるデジタル情報を一元的に伝達することが可能となる転送モードである。このＡＴＭに基づき、通信を行う通信網をＡＴＭ網という。
【０００３】
図１３は、従来のＡＴＭ網を構成する通信システムのブロック図である。同図を参照して説明する。ＡＴＭ網は、ユーザが通信に用いる端末１１〜１４、端末１１〜１４間の接続制御を行うＡＴＭ交換機１５、１６及びＡＴＭ交換機１５、１６を結ぶリンク１７により構成される。また、ＡＴＭ交換機１５、１６は、図１４に示すＡＴＭ交換機１５に代表して示されるように、スイッチ部１５１、出力バッファ１５２、１５３、及びコネクション受付制御部１５４からなり、入力リンクから到着したセルを、スイッチ部１５１で交換して出力バファ１５２、１５３を経て、出力リンクに送出する。
【０００４】
図１５は、図１３におけるＡＴＭ網内でのコネクション受付制御の動作を示すシーケンスチャートである。同図において、図１３のＡＴＭ網における端末１１から交換機１５へのコネクションの接続制御手順を示す。
ステップ３１） コネクションの接続にあたり、まず、端末１１から交換機１５に対して接続要求を行う。
【０００５】
ステップ３２） この接続要求に基づいて、交換機１５では受付判断を行う。
ステップ３３） 交換機１５から受付可能との判断結果が応答され、接続が許可されたものとする。
ステップ３４） 接続が許可された場合には、そのコネクションに対応する必要量だけのセル３４が網内に流れる。
【０００６】
ステップ３５） 開放通知により接続が終了する。
図１３及び図１５に示したように、ＡＴＭ網においては、コネクションの接続要求時には、接続要求に関する信号が、交換機内のコネクション接続制御部において処理され、コネクションの接続可否が決められる。そして、コネクションの受入れ後、コネクションはセルという形式で網内を流れる。
【０００７】
コネクション受付制御においては、仮に、接続要求コネクションを入れた場合、各出力バッファでのセル廃棄率が予め定められたセル廃棄率規定値以下であるかを判断するために、各コネクションの申告パラメータを用いる。申告パラメータは、当該するコネクションの発生するセル量の情報であり、ＡＴＭ Ｆｏｒｕｍ標準として、ＰＣＲ（Ｐｅａｋ Ｃｅｌｌ ｒａｔｅ）、ＳＣＲ（Ｓｕｃｔａｉｎａｂｌｅ Ｃｅｌｌ Ｒａｔｅ），ＢＴ（ＢｕｒｓｔＴｏｌｅｒａｎｃｅ） 等が定められている。
【０００８】
従来のコネクション受付制御として、接続中のコネクションの申告パラメータと、接続要求コネクションの申告パラメータとから、仮に接続要求を受け入れた場合の出力バッファ部でのセル廃棄率を推定し、推定廃棄率とセル廃棄率規定値とを比較することでコネクション受付可否を判定する方法がある。これに該当する提案方法としては、
文献［１］ Ｈ．Ｓａｉｔｏ， ”Ｃａｌｌ ａｄｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ａｎ ＡＴＭ ｎｅｔｗｏｒｋ ｕｓｉｎｇ ｕｐｐｅｒｂｏｕｎｄ ｏｆ ｃｅｌｌ ｌｏｓｓ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ，” ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｏｍｍｕｎ， ｖｏｌ． ４０， １９９２．
文献 ［２］ Ｒ． Ｇｕｅｒｉｎ， Ｈ． Ａｈｍａｄｉ， ａｎｄ Ｍ． Ｎａｇｈｓｈｉｎｅｈ， ”Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｃａｐａｃｉｔｙａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋｓ，” ＩＥＥＥ Ｊ． Ｓ． Ａ． Ｃ．， ｖｏｌ．９， １９９１．
などがある。
【０００９】
しかし、上記従来のコネクション受付制御を採用すると、ユーザが実際の使用に際し、申告値を超えるセルを送出することは申告違反と見なされるため、過大申告を行った場合、網内が低使用率になる危険性がある。
このため、上記問題を解決すべく、ユーザの使用状況を把握するために数十ミリ秒程度の一定時間内に到着するセル数を常時測定し、その測定結果から一定時間内に到着するセル数の分布を求め、セル数分布と接続要求コネクションの申告パラメータとからコネクション受付可否を判定するコネクション受付制御法として、文献［３］ Ｈ．Ｓａｉｔｏ ａｎｄ Ｋ．Ｓｈｉｏｍｏｔｏ， ”Ｄｙｎａｍｉｃ ｃａｌｌ ａｄｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ＡＴＭ ｎｅｔｗｏｒｋｓ，” ＩＥＥＥ Ｊ． Ｓ． Ａ． Ｃ．， ｖｏｌ．９． １９９１．
が提案されている。
【００１０】
一定時間内の到着セル分布はセル到着過程の相関時間に関する情報を持たないため、この方法では、相関時間長が無限大と仮定して、セル廃棄率を推定し、その推定結果を基に、コネクション受付可否を判定している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図１３及び図１５において説明される方法では、この時、交換機内での出力バッファが一定数以下のセルしか収容できないことから、流入セル流が過大である場合には、セル廃棄が生じる。このセル廃棄は、通信品質を劣化させるために、出力バッファでのセル廃棄率が、通信品質の劣化に対して許容範囲内であるか否かの判断が、コネクション受付制御部において必要になる。
【００１２】
さらに、コネクション受付制御における上記の文献［３］ の方法では、相関時間長無限大の仮定下でのセル廃棄率推定値はセル廃棄率実現値よりもかなり大きめになるケースが多く、その結果、この方法を採用すると、網使用率の低下を引き起こす危険性がある。また、数十ミリ秒周期での到着セル数測定及び、その測定結果から到着セル数分布を構成し、記憶する作業は、ＡＴＭ交換機に大きなＣＰＵとメモリ負荷を強いる。
【００１３】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、処理／メモリ負荷が軽い手段により、セル流量を測定／記憶しつつコネクション受付可否を判定することにより、ユーザの申告値とユーザ使用状況との乖離に伴う網使用率低下を回避し、かつ、コネクション受付可否判定に伴うセル到着仮定の相関時間長を考慮できるロジックを採用して、相関時間長無限大の仮定に伴う網使用率低下をも回避できるＡＴＭコネクション受付制御方法及び装置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】
図１は、本発明の原理を説明するための図である。
本発明は、ＡＴＭ交換機において、コネクション接続要求があった時、該要求の受付の可否を決定するＡＴＭコネクション受付制御方法において、
予め定められた単位時間長毎に、ＡＴＭ交換機の出力リンクに加わるセル数、及び出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数をカウントし（ステップ１）、
カウントされた結果を記憶しておき（ステップ２）、
カウントされた結果と、ＡＴＭ交換機の出力リンク容量及び該出力リンクに付随するバッファ容量及び予め定められたセル廃棄率規定値とから、リンクの使用帯域を推定し（ステップ３）、
リンク使用帯域の推定結果を更新しながら記憶しておき（ステップ４）、
コネクション接続要求があったとき、該要求を発行した端末から申告されるコネクションのトラヒック情報を受信して、該コネクションの実効帯域を算出し（ステップ５）、
直近の使用帯域推定時刻以降に接続されたコネクションの、実効帯域算出結果の和を実効帯域和として記憶し（ステップ６）、
コネクション接続要求の受付可否を、記憶されているリンク使用帯域と、記憶されている実効帯域和と、算出された該コネクションの実効帯域算出結果の和を、ＡＴＭ交換機の出力リンク容量と比較し、該比較結果を元に判定し（ステップ７）、
コネクション受付時及びコネクション解放時及びリンク使用帯域推定時には、記憶されている実効帯域和を更新する（ステップ８）。
【００１５】
また、本発明は、ＡＴＭ交換機の出力リンクに加わるセル数、及び出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数をカウントする際に、ＡＴＭ交換機の出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数を２か所の閾値においてカウントし、
使用帯域を推定する際に、
リンク使用帯域を
【００１６】
【数５】
【００１７】
但し、Ｃｄｅｍ ：使用帯域
ｋ１ ，ｋ２ ：閾値
ｐｋ１ ，ｐｋ２：閾値超過頻度
Ｎ： 出力リンクに加わるセル数
Ｔ： 単位時間長
ＣＬＲｏｂｊｅｃ ：セル廃棄率規定値
により推定する。
【００１８】
また、本発明は、実効帯域を算出する際に、
コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ）を申告してきた場合には、
Ｃｅｆｆ ＝ＰＣＲ・Ｌ （２）
コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ），平均セル速度（ＳＣＲ）、バースト継続長（ＢＴ）を申告してくる場合、
【００１９】
【数６】
【００２０】
（但し、Ｃｅｆｆ は実効帯域，Ｌはセル長である）
に従って、接続要求コネクションの実効帯域を算出し、
実効帯域を更新する際に、
コネクション受付時に、実効帯域記憶手段から読み出した実効帯域和と該接続要求コネクションの実効帯域の和を計算し、その結果を新たな実効帯域和として、更新する。
【００２１】
また、本発明は、実効帯域を記憶する際に、
使用帯域推定時に、直近の使用帯域推定時刻以降に接続されたコネクション（以下、新規接続コネクションと記す）の各番号と、実効帯域を記憶し、
実効帯域を更新する際に、
コネクション解放時に、該解放コネクションの番号と、記憶されている新規接続コネクションの各番号とを照らし合わせ、該解放コネクションが新規接続コネクションのいずれかに該当する場合は、実効帯域和と、該解放コネクションの実効帯域の差を計算し、
新たな実効帯域和として、実効帯域を更新し、記憶されている解放コネクションの番号と、その実効帯域データを削除し、また、使用帯域推定時と同時刻に、記憶されている新規接続コネクション番号と、その実効帯域データを全て削除する。
【００２２】
また、本発明は、実効帯域を更新する際に、
使用帯域推定時と同時刻に、記憶されている実効帯域和のｘ倍（０≦ｘ≦１）値を計算し、その結果を新たな実効帯域和として記憶する。
また、本発明は、使用帯域を推定する際に、
リンク使用帯域を定期的に推定すると共に、ｎ回目（ｎ＝１，２，…，）の推定時点において、記憶されているリンク使用帯域Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）と、今回の使用帯域推定値Ｃｄｅｍ （ｎ）とから、
Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）＝αＣｄｅｍ （ｎ）＋（１−α）Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）
（但し、０≦α≦１） （５）
の統計処理を行って得た値Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）を、新たなリンク使用帯域として記憶する。
【００２３】
図２は、本発明の原理構成図である。
本発明は、ＡＴＭ交換機において、コネクション接続要求があった時、該要求の受付の可否を決定するＡＴＭコネクション受付制御装置であって、
予め定められた単位時間長毎に、ＡＴＭ交換機の出力リンクに加わるセル数、及び出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数をカウントする測定手段４１と、
測定手段４１によりカウントされた結果を記憶する測定結果記憶手段４２と、
測定結果記憶手段４２から読み出したデータとＡＴＭ交換機の出力リンク容量及び該出力リンクに付随するバッファ容量及び予め定められたセル廃棄率規定値とから、リンクの使用帯域を推定する使用帯域推定手段４３と、
使用帯域推定手段４３による推定結果を更新しながら記憶する使用帯域記憶手段４４と、
コネクション接続要求があったとき、該要求を発行した端末から申告されるコネクションのトラヒック情報を受信して、該コネクションの実効帯域を算出する実効帯域算出手段４５と、
使用帯域推定手段４３による直近の使用帯域推定時刻以降に接続されたコネクションの、実効帯域算出手段による実効帯域算出結果の和を実効帯域和として記憶する実効帯域記憶手段４６と、
コネクション接続要求の受付可否を、使用帯域記憶装置から読み出したリンク使用帯域と、実効帯域記憶手段４６から読み出した実効帯域和と、実効帯域算出手段４５による該コネクションの実効帯域算出結果の和を、ＡＴＭ交換機の出力リンク容量と比較し、該比較結果を元に判定するコネクション受付可否判定手段４７と、
コネクション受付時及びコネクション解放時及びリンク使用帯域推定時には、実効帯域和を更新して、実効帯域記憶手段４６に格納する実効帯域更新手段４８とを有する。
【００２４】
上記の測定手段４１は、
ＡＴＭ交換機の出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数を２か所の閾値においてカウントする手段を含み、
使用帯域推定手段４３は、
使用帯域を
【００２５】
【数７】
【００２６】
但し、Ｃｄｅｍ ：使用帯域
ｋ１ ，ｋ２ ：閾値
ｐｋ１ ，ｐｋ２：閾値超過頻度
Ｎ： 出力リンクに加わるセル数
Ｔ： 単位時間長
ＣＬＲｏｂｊｅｃ ：セル廃棄率規定値
により推定する手段を含む。
【００２７】
上記の実効帯域算出手段４５は、
コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ）を申告してきた場合には、
Ｃｅｆｆ ＝ＰＣＲ・Ｌ （２）
コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ），平均セル速度（ＳＣＲ）、バースト継続長（ＢＴ）を申告してくる場合
【００２８】
【数８】
【００２９】
（但し、Ｃｅｆｆ は実効帯域，Ｌはセル長である）
に従って、接続要求コネクションの実効帯域を算出する手段を含み、
実効帯域更新手段４８は、
コネクション受付時に、実効帯域記憶手段４６から読み出した実効帯域和と該接続要求コネクションの実効帯域の和を計算し、その結果を新たな実効帯域和として、実効帯域記憶手段４６に格納する手段を含む。
【００３０】
上記の実効帯域記憶手段４６は、
使用帯域推定手段４３による直近の使用帯域推定時刻以降に接続されたコネクション（以下、新規接続コネクションと記す）の各番号と、実効帯域を記憶し、
実効帯域更新手段４８は、
コネクション解放時に、該解放コネクションの番号と、実効帯域記憶手段４６に格納された新規接続コネクションの各番号とを照らし合わせ、該解放コネクションが新規接続コネクションのいずれかに該当する場合は、実効帯域和と、該解放コネクションの実効帯域の差を計算する実効帯域差計算手段と、
新たな実効帯域和として、実効帯域記憶装置に格納すると共に、該解放コネクションの番号と、その実効帯域データを実効帯域記憶手段４６から削除し、また、使用帯域推定手段４３による使用帯域推定時と同時刻に、実効帯域記憶手段４６に格納されている新規接続コネクション番号と、その実効帯域データを全て削除する削除手段とを含む。
【００３１】
上記の実効帯域更新手段４８は、
使用帯域推定時と同時刻に、実効帯域記憶手段４６から読み出した実効帯域和のｘ倍（０≦ｘ≦１）値を計算し、その結果を新たな実効帯域和として該実効帯域記憶手段４６に格納する手段を含む。
上記の使用帯域推定手段４３は、
リンク使用帯域を定期的に推定すると共に、ｎ回目（ｎ＝１，２，…，）の推定時点において、使用帯域記憶手段４３から読み出したリンク使用帯域Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）と、今回の使用帯域推定値Ｃｄｅｍ （ｎ）とから、
Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）＝αＣｄｅｍ （ｎ）＋（１−α）Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）
（但し、０≦α≦１） （５）
の統計処理を行って得た値Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）を、新たなリンク使用帯域として使用帯域記憶手段４４に格納する手段を含む。
【００３２】
本発明では、セルの流量を直接測定することで、ユーザの申告値とユーザ使用状況との乖離に伴う網使用率の低下を回避できる。
また、出力リンクに加わるセル数に加え、セル到着時の出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数をカウントすることにより、（数十ミリ秒でなく）数秒〜数分程度以上の周期でのセル流測定でのユーザ使用状況の把握を可能にしている。いずれも、測定装置はカウンタであり、高速なセル転送に対しても容易に実現できる。また、測定結果はセル到着数分布でなく、加わるセル数と二箇所の閾値での閾値超過回数の最大３つの量で保持されるので、トラヒック測定に係わるＡＴＭ交換機の処理／メモリ負担は極めて軽微である。
【００３３】
使用帯域推定は、基本的に周期的に行うが、周期内に新たに接続されたコネクションに対しては、その使用帯域推定値（実効帯域）を申告されたトラヒック情報に基づいて算出し、その和を上記リンク使用帯域とは別に保管する。上記実効帯域は申告値ベースの値であり、使用帯域推定時刻間のリンク使用帯域は、直近に推定されたリンク使用帯域とその後に接続されたコネクションの実効帯域の和で安全側に評価できる。また、コネクションの受付可否は直近に推定されたリンク使用帯域及び周期内に新たに接続されたコネクションの実効帯域及び接続要求コネクションの実効帯域の和とリンク容量とを比較することで容易に行うことが可能となる。
【００３４】
また、バッファ内の蓄積されたセル数が閾値以上である回数を２か所の閾値においてカウントし、その結果を使用帯域推定に利用することにより、セル到着過程の相関時間長を考慮した使用帯域推定が可能になる。
また、コネクションのトラヒック情報が、
（ｉ） ピークセル速度により申告される場合は、ピーク速度によって；
（ｉｉ） ピークセル速度、平均セル速度、バースト継続長により申告される場合については、上述の式（３）に示された方法によって；
実効帯域を推定する。いずれの実効帯域もユーザ申告値通りにセルを送出する場合のコネクション使用帯域の上限値を与える。
【００３５】
また、直近の使用帯域推定時刻以降に接続されたコネクションについて、その各番号とその実効帯域を記憶し、コネクション解放時にそれが直近の使用帯域推定時刻以降に接続されたコネクションである場合には、記憶していた実効帯域和と解放コネクションの実効帯域の差を、新たに実効帯域和として記憶する。記憶スペースを減らすため、単に実効帯域和だけ記憶し、コネクション解放時に処理を行わない方法も考えられるが、上記方法を用いれば、網使用率の更なる向上をはかることが可能となる。
【００３６】
また、通常は、使用帯域推定時において、前回の使用帯域推定時以降に接続されたコネクションの実効帯域和を０にリセットするが、０にリセットする代わりにｘ％の値を実効帯域和として残すオプションを加えることで、コネクション設定後、しばらくセル送出を行わず、最初（もしくは、数回の）使用帯域推定時刻経過後にセル送出を開始するユーザにも対処可能になる。
【００３７】
また、使用帯域推定値に対して指数平滑処理を行うことで、セル流量測定に含まれる誤差の使用帯域推定値への影響を抑えることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明のＡＴＭコネクション受付制御装置の構成を示す。
同図に示すＡＴＭコネクション受付制御装置４０は、セル数／閾値超過頻度カウンタ４１、測定結果記憶装置４２、使用帯域推定装置４３、使用帯域記憶装置４４、実効帯域算出装置４５、実効帯域記憶装置４６、コネクション受付可否判定装置４７、実効帯域更新装置４８から構成される。
【００３９】
セル数／閾値超過頻度カウンタ４１は、予め定められた単位時間長に出力リンクに加わるセル数、及びセル到着時に出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数をカウントする。
測定結果記憶装置４２は、セル数／閾値超過頻度カウンタ４１で得られた結果を記憶する。
【００４０】
使用帯域推定装置４３は、測定結果記憶装置４２に格納された測定結果に基づいてリンク使用帯域を推定する。推定する方法は、以下の式に従う。
【００４１】
【数９】
【００４２】
但し、
Ｃｄｅｍ ：使用帯域
ｋ１ ，ｋ２ ：閾値
ｐｋ１ ，ｐｋ２：閾値超過頻度
Ｎ： 出力リンクに加わるセル数
Ｔ： 単位時間長
ＣＬＲｏｂｊｅｃ ：セル廃棄率規定値
さらに、使用帯域推定装置４３は、リンク使用帯域を定期的に推定すると共に、ｎ回目（ｎ＝１，２，…，）の推定時点において、記憶されているリンク使用帯域Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）と、今回の使用帯域推定値Ｃｄｅｍ （ｎ）とから、
Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）＝αＣｄｅｍ （ｎ）＋（１−α）Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）
（但し、０≦α≦１） （５）
の統計処理を行って得た値Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）を、新たなリンク使用帯域として使用帯域記憶装置４４に記憶する。
【００４３】
使用帯域記憶装置４４は、使用帯域推定装置４３で推定された使用帯域推定結果を記憶する。
実効帯域算出装置４５は、コネクション接続要求発生時に、当該コネクションのトラヒック申告値を受信して、当該コネクションの実効帯域を算出する。算出方法は以下の通りである。
【００４４】
コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ）を申告してきた場合には、
Ｃｅｆｆ ＝ＰＣＲ・Ｌ （２）
コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ），平均セル速度（ＳＣＲ）、バースト継続長（ＢＴ）を申告してくる場合
【００４５】
【数１０】
【００４６】
（但し、Ｃｅｆｆ は実効帯域，Ｌはセル長である）
に従って、接続要求コネクションの実効帯域を算出する。
コネクション受付可否判定装置４７は、使用帯域記憶装置４４から読み出した、リンク使用帯域及び実効帯域記憶装置４６から読み出した、実効帯域和及び実効帯域記憶装置４６で算出された接続要求コネクションの実効帯域の和を、ＡＴＭ交換機の出力リンク容量と比較し、その比較結果を元にコネクション受付可否を判定する。
【００４７】
実効帯域更新装置４８は、コネクション受付時及びコネクション解放時及びリンク使用帯域推定時に、実効帯域記憶装置４６内のデータを更新・再格納する。
図４は、本発明の使用帯域推定装置の構成を示す。
同図に示す使用帯域推定装置４３は、セル数／閾値超過回数保持メモリ４３１、リンク使用帯域保持メモリ４３２、設定値記憶メモリ４３３、加重和計算器４３５から構成される。
【００４８】
セル数／閾値超過回数保持メモリ４３１は、測定結果記憶装置４２から読み出したセル数及びセル到着時のバッファ内閾値超過回数を一時的に保持する。
リンク使用帯域保持メモリ４３２は、使用帯域記憶装置４４から読み出したリンク使用帯域を一時的に保持する。
設定値記憶メモリ４３３は、セル廃棄率規定値、セル数測定周期長、ＶＰ容量、バッファ長、バッファ閾値を記録する。
【００４９】
リンク使用帯域推定器４３４は、セル数／閾値超過回数保持メモリ４３１及び設定値記憶メモリ４３３から読み出したデータを元に、リンク使用帯域を推定する。
加重和計算器４３５は、リンク使用帯域保持メモリ４３２に保持さたリンク使用帯域と、リンク使用帯域推定器４３４で推定されたリンク使用帯域との加重和を計算する。
【００５０】
加重和計算器４３５での計算結果は、使用帯域記憶装置４４に書き込まれる。
また、リンク使用帯域推定器４３４でリンク使用帯域の推定が行われると信号が実効帯域更新装置４８に発せられる。
図５は、本発明の実効帯域算出装置の構成を示す。
同図に示す実効帯域算出装置４５は、実効帯域算出器４５１、実効帯域保持メモリ４５２及びセル廃棄率規定値／バッファ長記憶メモリ４５３から構成される。
【００５１】
実効帯域算出器４５１は、接続要求コネクションのトラヒック申告値とセル廃棄率規定値／バッファ長記憶メモリ４５３から読み出したデータに基づいて接続要求コネクションの実効帯域を算出する。
実効帯域保持メモリ４５２は、実効帯域算出器４５１での実効帯域算出結果を保持する。
【００５２】
図６は、本発明の実効帯域記憶装置の構成を示す。
同図に示す実効帯域記憶装置４６は、実効帯域和メモリ４６１、メモリ４６２から構成される。
実効帯域和メモリ４６１は、実効帯域の総和を保持する。
メモリ４６２は、接続中のコネクション（の一部）について、そのコネクション番号と実効帯域を保持する。
【００５３】
図７は、本発明のコネクション受付可否判定装置の構成を示す。
同図に示すコネクション受付可否判定装置４７は、リンク使用帯域保持メモリ４７１、実効帯域和保持メモリ４７２、加算器４７４、比較器４７５、ＶＰ容量記憶メモリ４７３から構成される。
リンク使用帯域保持メモリ４７１は、使用帯域記憶装置４４から読み出したリンク使用帯域を一時的に保持する。
【００５４】
実効帯域和保持メモリ４７２は、実効帯域記憶装置４６から読み出した実効帯域和を一時的に保持する。
ＶＰ容量記憶メモリ４７３は、ＶＰ容量を記憶する。
加算器４７４は、リンク使用帯域保持メモリ４７１及び実効帯域和保持メモリ４７２から読み出したデータと実効帯域算出装置４５に保持されている接続要求コネクションの実効帯域の和を計算する。
【００５５】
比較器４７５は、加算器４７４による計算結果と、ＶＰ容量記憶メモリ４７３から読み出したＶＰ容量を比較してコネクション受付可否を判定する。
ＶＰ容量記憶メモリ４７３の情報に基づいて『コネクション受付可』と判定されると、実効帯域更新装置４８には、実効帯域記憶装置４６内のデータ更新命令が発せられる。
【００５６】
以下に、上記の構成における動作を説明する。
最初に、周期的に行われるリンク使用帯域推定及び更新動作について説明する。
図９は、本発明の周期的に行われるリンク使用帯域推定／更新動作のフローチャートである。
【００５７】
ステップ１０１） セル数／閾値超過頻度カウンタ４１で単位時間内に到着するセル数、及びセル到着時の閾値超過回数をカウントする。
ステップ１０２） セル数／閾値超過頻度カウンタ４１から得られた単位時間内に到着したセル数及びセル到着時の閾値超過回数を使用帯域推定装置４３のセル数／閾値超過回数保持メモリ４３１に格納する。
【００５８】
ステップ１０３） 使用帯域推定装置４３のリンク使用帯域推定器４３４は、セル数／閾値超過回数保持メモリ４３１から測定結果を読み出して、リンク使用帯域を推定する。リンク使用帯域の推定は、以下の式により行われる。
【００５９】
【数１１】
【００６０】
但し、Ｃｄｅｍ ：使用帯域
ｋ１ ，ｋ２ ：閾値
ｐｋ１ ，ｐｋ２：閾値超過頻度
Ｎ： 出力リンクに加わるセル数
Ｔ： 単位時間長
ＣＬＲｏｂｊｅｃ ：セル廃棄率規定値
ステップ１０４） 使用帯域推定装置４３の加重和計算器４３５は、ステップ１０３での推定結果と使用帯域記憶装置４４に格納されているリンク使用帯域の加重和を計算する。
【００６１】
ステップ１０５） 計算された加重和を使用帯域記憶装置４４に格納する。
ステップ１０６） 実効帯域更新装置４８の乗算器４８７は、実効帯域記憶装置４６の実効帯域和メモリ４６１内にある実効帯域和のｘ％値を計算する。
ステップ１０７） 実効帯域和のｘ％の値を実効帯域和メモリ４６１に格納する。
【００６２】
ステップ１０８） 実効帯域更新装置４８８は、実効帯域記憶装置４６のメモリ４６２のリセットを行う。
なお、リンク使用帯域は、定期的に推定するものとし、推定毎に、使用帯域記憶装置４４に更新されたリンク使用帯域を格納する。
このためには、以下のような方法により行うものとする。
【００６３】
定期的にリンク使用帯域を推定し、ｎ回目（ｎ＝１，２，…，）の推定時点において、記憶されているリンク使用帯域Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）と、今回の使用帯域推定値Ｃｄｅｍ （ｎ）とから、
Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）＝αＣｄｅｍ （ｎ）＋（１−α）Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）
（但し、０≦α≦１） （５）
の統計処理を行って得た値Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）を、新たなリンク使用帯域として、使用帯域記憶装置４４に記憶する。
【００６４】
次に、コネクション接続要求が端末から発行された場合の動作を説明する。
図１０は、本発明のコネクション接続要求時のフローチャートである。
ステップ２０１） 端末からコネクション接続要求が発行される。
ステップ２０２） 発行された接続要求コネクションの実効帯域を実効帯域算出装置４５の実効帯域算出器４５１で算出する。
【００６５】
この実効帯域算出器４５１は、以下の方法により実効帯域を算出するものとする。
コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ）を申告してきた場合には、
Ｃｅｆｆ ＝ＰＣＲ・Ｌ （２）
コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ），平均セル速度（ＳＣＲ）、バースト継続長（ＢＴ）を申告してくる場合
【００６６】
【数１２】
【００６７】
（但し、Ｃｅｆｆ は実効帯域，Ｌはセル長である）
ステップ２０３） 使用帯域記憶装置４４から読み出したリンク使用帯域と実効帯域記憶装置４６から読み出した実効帯域和とステップ２０３で算出した接続要求コネクションの実効帯域の和をコネクション受付可否判定装置４７の加算器４７４で計算する。
【００６８】
ステップ２０４） コネクション受付可否判定装置４７の比較器４７５において、ステップ２０３の計算結果とリンク容量を比較し、リンク容量の方が小さい場合には、ステップ２０５に移行し、リンク容量の方が大きい場合には、ステップ２０６に移行する。
ステップ２０５） リンク容量の方が小さい場合には、『受付拒否』とし、接続要求元の端末にその結果を返却する。
【００６９】
ステップ２０６） リンク容量の方が大きい場合には、『受付可』とする。
ステップ２０７） 現実実効帯域和と接続要求コネクションの実効帯域の和を取り、実効帯域記憶装置４６に格納する。
次に、コネクション解放時の動作を説明する。
図１１は、本発明のコネクション解放時のフローチャートである。
【００７０】
ステップ３０１） 実効帯域更新装置４８において、端末からコネクション接続解放信号を取得する。
ステップ３０２） 解放コネクションの番号と同一の実効帯域記憶装置４６のメモリ４６２内で検索する。
ステップ３０３） 同一番号がない場合には、処理を終了する。
【００７１】
ステップ３０４） 同一番号が確認される。
ステップ３０５） 当該番号に該当するコネクションの実効帯域メモリ４６２から読み出す。
ステップ３０６） 実効帯域記憶装置４６の実効帯域和メモリ４６１内から実効帯域和を読み出し、ステップ３０５で読み出した実効帯域データとの差を計算する。
【００７２】
ステップ３０７） 計算結果を実効帯域和メモリ４６１に格納する。
ステップ３０８） 解放コネクションのコネクション番号及び実効帯域データをメモリ４６２から削除する。
【００７３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
以下の実施例では、コネクション受付制御のシミュレーションの評価結果を示す。この例では、毎秒平均２個のコネクション接続要求が生じるものとする。各コネクションは一旦接続されると、平均最大速度１０Ｍｂｐｓ、平均速度０．２Ｍｂｐｓ、バースト継続長が１ｍｓｅｃのＯＮ−ＯＦＦパターンによりセルを送出する。コネクションの平均接続時間は１００ｓｅｃで指数分布に従う。リンク容量は、９０Ｍｂｐｓ、リンクに付随するバッファ長は、１２８セル分である。到着セル数及び閾値超過回数は、５秒周期で収集され、リンク使用帯域が推定される。
【００７４】
図１２は、本発明の一実施例のシミュレーション評価結果を示しており、コネクション接続数の推移である。比較のため前述の文献［１］ の方法によるコネクション受付数の上限、及び理論的なコネクション受付可能数の限界値を示している。文献［１］ の方法では、セル到着過程の相関時間長が無限大であると過程して、コネクション受付判定を行うために、コネクション受付数の上限値が理論的な限界値よりも随分低く、そのため、網使用効率が上がらないことがわかる。
【００７５】
一方、本発明では、接続コネクション数が文献［１］ の方法に比べると大幅に向上していることが確認される。
さらに、接続コネクション数が理論減退値よりも下側で推移しており、リンクの品質は、規定値を満足していることも確認できる。
なお、本発明は、上記の形態及び実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内で種々変更・応用が可能である。
【００７６】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、比較的長周期でのセル数、閾値超過回数を測定しつつ、コネクション受付拒否を判定し、また、コネクション受付可否判定にセル到着過程の相関時間長を考慮できるロジックを採用しているので、ユーザの申告値とユーザ使用状況との乖離に伴う網使用率の低下、及び相関時間長無限大の過程に伴う網使用率の低下をも回避することが可能である。
【００７７】
さらに、セル流測定に関するＡＴＭ交換機の処理／メモリ負担の軽いコネクション受付可否判定機構を可能としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の原理構成図である。
【図３】本発明のＡＴＭコネクション受付制御装置の構成図である。
【図４】本発明の使用帯域推定装置の構成図である。
【図５】本発明の実効帯域算出装置の構成図である。
【図６】本発明の実効帯域記憶装置の構成図である。
【図７】本発明のコネクション受付可否判定装置の構成図である。
【図８】本発明の実効帯域更新装置の構成図である。
【図９】本発明の周期的に行われるリンク使用帯域推定／更新動作のフローチャートである。
【図１０】本発明のコネクション接続要求時のフローチャートである。
【図１１】本発明のコネクション解放時のフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施例のシミュレーション評価結果を示す図である。
【図１３】従来のＡＴＭ網を構成する通信システムを示すブロック図である。
【図１４】従来のＡＴＭ交換機の構成例を示すブロック図である。
【図１５】従来のＡＴＭ網内でのコネクション受付制御の動作のシーケンスチャートである。
【符号の説明】
４０ ＡＴＭコネクション受付制御装置
４１ 測定手段，セル数・閾値超過頻度カウンタ
４２ 測定結果記憶手段，測定結果記憶装置
４３ 使用帯域推定手段，使用帯域推定装置
４４ 使用帯域記憶手段，使用帯域記憶装置
４５ 実効帯域算出手段，実効帯域算出装置
４６ 実効帯域記憶手段，実効帯域記憶装置
４７ コネクション受付可否判定手段，コネクション受付可否判定装置
４８ 実効帯域更新手段，実効帯域更新装置
４３１ セル数・閾値超過回数保持メモリ
４３２ リンク使用帯域保持メモリ
４３３ 設定値記憶メモリ
４３４ リンク使用帯域推定器
４３５ 加重和計算器
４５１ 実効帯域算出器
４５２ 実効帯域保持メモリ
４５３ セル廃棄率規定値／バッファ長記憶メモリ
４６１ 実効帯域和メモリ
４６２ メモリ
４７１ リンク使用帯域保持メモリ
４７２ 実効帯域和保持メモリ
４７３ ＶＰ容量記憶メモリ
４７４ 加算器
４７５ 比較器
４８１ 接続／解放コネクション番号保持メモリ
４８２ メモリ探索器
４８３ 実効帯域和保持メモリ
４８４ 実効帯域保持メモリ
４８５ 減算器
４８６ 加算器
４８７ 乗算器
４８８ 実効帯域更新装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＴＭコネクション受付制御方法及び装置に係り、高速帯域サービス総合網を実現するＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ，非同期転送モード） 網における交換機のコネクション受付制御に係り、特に、コネクション受付可否判断を軽量なトラヒック測定に基づいて高品質かつ高速に行うのに好適なＡＴＭ網における交換機のコネクション受付制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マルチメディアサービスを提供するための情報伝送方式として、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ，非同期伝達モード） の研究／開発が盛んに進められている。ＡＴＭは、多種多様な情報を「セル」と呼ばれるヘッダ付きの短い固定長のブロックに分割し、これを単位として効率のよい統計多重方式で多重化する。セルは、タイムスロット的な概念であるが、時間周期的に現れず、時間的に変動する情報送出の要求に応じて、動的に割り当てられ、このセルの数を変えることにより、通信速度を可変に設定できる。従って、ＡＴＭとは、音声やデータから画像までのあらゆるデジタル情報を一元的に伝達することが可能となる転送モードである。このＡＴＭに基づき、通信を行う通信網をＡＴＭ網という。
【０００３】
図１３は、従来のＡＴＭ網を構成する通信システムのブロック図である。同図を参照して説明する。ＡＴＭ網は、ユーザが通信に用いる端末１１〜１４、端末１１〜１４間の接続制御を行うＡＴＭ交換機１５、１６及びＡＴＭ交換機１５、１６を結ぶリンク１７により構成される。また、ＡＴＭ交換機１５、１６は、図１４に示すＡＴＭ交換機１５に代表して示されるように、スイッチ部１５１、出力バッファ１５２、１５３、及びコネクション受付制御部１５４からなり、入力リンクから到着したセルを、スイッチ部１５１で交換して出力バファ１５２、１５３を経て、出力リンクに送出する。
【０００４】
図１５は、図１３におけるＡＴＭ網内でのコネクション受付制御の動作を示すシーケンスチャートである。同図において、図１３のＡＴＭ網における端末１１から交換機１５へのコネクションの接続制御手順を示す。
ステップ３１） コネクションの接続にあたり、まず、端末１１から交換機１５に対して接続要求を行う。
【０００５】
ステップ３２） この接続要求に基づいて、交換機１５では受付判断を行う。
ステップ３３） 交換機１５から受付可能との判断結果が応答され、接続が許可されたものとする。
ステップ３４） 接続が許可された場合には、そのコネクションに対応する必要量だけのセル３４が網内に流れる。
【０００６】
ステップ３５） 開放通知により接続が終了する。
図１３及び図１５に示したように、ＡＴＭ網においては、コネクションの接続要求時には、接続要求に関する信号が、交換機内のコネクション接続制御部において処理され、コネクションの接続可否が決められる。そして、コネクションの受入れ後、コネクションはセルという形式で網内を流れる。
【０００７】
コネクション受付制御においては、仮に、接続要求コネクションを入れた場合、各出力バッファでのセル廃棄率が予め定められたセル廃棄率規定値以下であるかを判断するために、各コネクションの申告パラメータを用いる。申告パラメータは、当該するコネクションの発生するセル量の情報であり、ＡＴＭ Ｆｏｒｕｍ標準として、ＰＣＲ（Ｐｅａｋ Ｃｅｌｌ ｒａｔｅ）、ＳＣＲ（Ｓｕｃｔａｉｎａｂｌｅ Ｃｅｌｌ Ｒａｔｅ），ＢＴ（ＢｕｒｓｔＴｏｌｅｒａｎｃｅ） 等が定められている。
【０００８】
従来のコネクション受付制御として、接続中のコネクションの申告パラメータと、接続要求コネクションの申告パラメータとから、仮に接続要求を受け入れた場合の出力バッファ部でのセル廃棄率を推定し、推定廃棄率とセル廃棄率規定値とを比較することでコネクション受付可否を判定する方法がある。これに該当する提案方法としては、
文献［１］ Ｈ．Ｓａｉｔｏ， ”Ｃａｌｌ ａｄｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ａｎ ＡＴＭ ｎｅｔｗｏｒｋ ｕｓｉｎｇ ｕｐｐｅｒｂｏｕｎｄ ｏｆ ｃｅｌｌ ｌｏｓｓ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ，” ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｏｍｍｕｎ， ｖｏｌ． ４０， １９９２．
文献 ［２］ Ｒ． Ｇｕｅｒｉｎ， Ｈ． Ａｈｍａｄｉ， ａｎｄ Ｍ． Ｎａｇｈｓｈｉｎｅｈ， ”Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｃａｐａｃｉｔｙａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋｓ，” ＩＥＥＥ Ｊ． Ｓ． Ａ． Ｃ．， ｖｏｌ．９， １９９１．
などがある。
【０００９】
しかし、上記従来のコネクション受付制御を採用すると、ユーザが実際の使用に際し、申告値を超えるセルを送出することは申告違反と見なされるため、過大申告を行った場合、網内が低使用率になる危険性がある。
このため、上記問題を解決すべく、ユーザの使用状況を把握するために数十ミリ秒程度の一定時間内に到着するセル数を常時測定し、その測定結果から一定時間内に到着するセル数の分布を求め、セル数分布と接続要求コネクションの申告パラメータとからコネクション受付可否を判定するコネクション受付制御法として、文献［３］ Ｈ．Ｓａｉｔｏ ａｎｄ Ｋ．Ｓｈｉｏｍｏｔｏ， ”Ｄｙｎａｍｉｃ ｃａｌｌ ａｄｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ＡＴＭ ｎｅｔｗｏｒｋｓ，” ＩＥＥＥ Ｊ． Ｓ． Ａ． Ｃ．， ｖｏｌ．９． １９９１．
が提案されている。
【００１０】
一定時間内の到着セル分布はセル到着過程の相関時間に関する情報を持たないため、この方法では、相関時間長が無限大と仮定して、セル廃棄率を推定し、その推定結果を基に、コネクション受付可否を判定している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図１３及び図１５において説明される方法では、この時、交換機内での出力バッファが一定数以下のセルしか収容できないことから、流入セル流が過大である場合には、セル廃棄が生じる。このセル廃棄は、通信品質を劣化させるために、出力バッファでのセル廃棄率が、通信品質の劣化に対して許容範囲内であるか否かの判断が、コネクション受付制御部において必要になる。
【００１２】
さらに、コネクション受付制御における上記の文献［３］ の方法では、相関時間長無限大の仮定下でのセル廃棄率推定値はセル廃棄率実現値よりもかなり大きめになるケースが多く、その結果、この方法を採用すると、網使用率の低下を引き起こす危険性がある。また、数十ミリ秒周期での到着セル数測定及び、その測定結果から到着セル数分布を構成し、記憶する作業は、ＡＴＭ交換機に大きなＣＰＵとメモリ負荷を強いる。
【００１３】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、処理／メモリ負荷が軽い手段により、セル流量を測定／記憶しつつコネクション受付可否を判定することにより、ユーザの申告値とユーザ使用状況との乖離に伴う網使用率低下を回避し、かつ、コネクション受付可否判定に伴うセル到着仮定の相関時間長を考慮できるロジックを採用して、相関時間長無限大の仮定に伴う網使用率低下をも回避できるＡＴＭコネクション受付制御方法及び装置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】
図１は、本発明の原理を説明するための図である。
本発明は、ＡＴＭ交換機において、コネクション接続要求があった時、該要求の受付の可否を決定するＡＴＭコネクション受付制御方法において、
予め定められた単位時間長毎に、ＡＴＭ交換機の出力リンクに加わるセル数、及び出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数をカウントし（ステップ１）、
カウントされた結果を記憶しておき（ステップ２）、
カウントされた結果と、ＡＴＭ交換機の出力リンク容量及び該出力リンクに付随するバッファ容量及び予め定められたセル廃棄率規定値とから、リンクの使用帯域を推定し（ステップ３）、
リンク使用帯域の推定結果を更新しながら記憶しておき（ステップ４）、
コネクション接続要求があったとき、該要求を発行した端末から申告されるコネクションのトラヒック情報を受信して、該コネクションの実効帯域を算出し（ステップ５）、
直近の使用帯域推定時刻以降に接続されたコネクションの、実効帯域算出結果の和を実効帯域和として記憶し（ステップ６）、
コネクション接続要求の受付可否を、記憶されているリンク使用帯域と、記憶されている実効帯域和と、算出された該コネクションの実効帯域算出結果の和を、ＡＴＭ交換機の出力リンク容量と比較し、該比較結果を元に判定し（ステップ７）、
コネクション受付時及びコネクション解放時及びリンク使用帯域推定時には、記憶されている実効帯域和を更新する（ステップ８）。
【００１５】
また、本発明は、ＡＴＭ交換機の出力リンクに加わるセル数、及び出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数をカウントする際に、ＡＴＭ交換機の出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数を２か所の閾値においてカウントし、
使用帯域を推定する際に、
リンク使用帯域を
【００１６】
【数５】
但し、Ｃｄｅｍ ：使用帯域
ｋ１ ，ｋ２ ：閾値
ｐｋ１ ，ｐｋ２：閾値超過頻度
Ｎ： 出力リンクに加わるセル数
Ｔ： 単位時間長
ＣＬＲｏｂｊｅｃ ：セル廃棄率規定値
により推定する。
【００１８】
また、本発明は、実効帯域を算出する際に、
コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ）を申告してきた場合には、
Ｃｅｆｆ ＝ＰＣＲ・Ｌ （２）
コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ），平均セル速度（ＳＣＲ）、バースト継続長（ＢＴ）を申告してくる場合、
【００１９】
【数６】
（但し、Ｃｅｆｆ は実効帯域，Ｌはセル長である）
に従って、接続要求コネクションの実効帯域を算出し、
実効帯域を更新する際に、
コネクション受付時に、実効帯域記憶手段から読み出した実効帯域和と該接続要求コネクションの実効帯域の和を計算し、その結果を新たな実効帯域和として、更新する。
【００２１】
また、本発明は、実効帯域を記憶する際に、
使用帯域推定時に、直近の使用帯域推定時刻以降に接続されたコネクション（以下、新規接続コネクションと記す）の各番号と、実効帯域を記憶し、
実効帯域を更新する際に、
コネクション解放時に、該解放コネクションの番号と、記憶されている新規接続コネクションの各番号とを照らし合わせ、該解放コネクションが新規接続コネクションのいずれかに該当する場合は、実効帯域和と、該解放コネクションの実効帯域の差を計算し、
新たな実効帯域和として、実効帯域を更新し、記憶されている解放コネクションの番号と、その実効帯域データを削除し、また、使用帯域推定時と同時刻に、記憶されている新規接続コネクション番号と、その実効帯域データを全て削除する。
【００２２】
また、本発明は、実効帯域を更新する際に、
使用帯域推定時と同時刻に、記憶されている実効帯域和のｘ倍（０≦ｘ≦１）値を計算し、その結果を新たな実効帯域和として記憶する。
また、本発明は、使用帯域を推定する際に、
リンク使用帯域を定期的に推定すると共に、ｎ回目（ｎ＝１，２，…，）の推定時点において、記憶されているリンク使用帯域Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）と、今回の使用帯域推定値Ｃｄｅｍ （ｎ）とから、
Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）＝αＣｄｅｍ （ｎ）＋（１−α）Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）
（但し、０≦α≦１） （５）
の統計処理を行って得た値Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）を、新たなリンク使用帯域として記憶する。
【００２３】
図２は、本発明の原理構成図である。
本発明は、ＡＴＭ交換機において、コネクション接続要求があった時、該要求の受付の可否を決定するＡＴＭコネクション受付制御装置であって、
予め定められた単位時間長毎に、ＡＴＭ交換機の出力リンクに加わるセル数、及び出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数をカウントする測定手段４１と、
測定手段４１によりカウントされた結果を記憶する測定結果記憶手段４２と、
測定結果記憶手段４２から読み出したデータとＡＴＭ交換機の出力リンク容量及び該出力リンクに付随するバッファ容量及び予め定められたセル廃棄率規定値とから、リンクの使用帯域を推定する使用帯域推定手段４３と、
使用帯域推定手段４３による推定結果を更新しながら記憶する使用帯域記憶手段４４と、
コネクション接続要求があったとき、該要求を発行した端末から申告されるコネクションのトラヒック情報を受信して、該コネクションの実効帯域を算出する実効帯域算出手段４５と、
使用帯域推定手段４３による直近の使用帯域推定時刻以降に接続されたコネクションの、実効帯域算出手段による実効帯域算出結果の和を実効帯域和として記憶する実効帯域記憶手段４６と、
コネクション接続要求の受付可否を、使用帯域記憶装置から読み出したリンク使用帯域と、実効帯域記憶手段４６から読み出した実効帯域和と、実効帯域算出手段４５による該コネクションの実効帯域算出結果の和を、ＡＴＭ交換機の出力リンク容量と比較し、該比較結果を元に判定するコネクション受付可否判定手段４７と、
コネクション受付時及びコネクション解放時及びリンク使用帯域推定時には、実効帯域和を更新して、実効帯域記憶手段４６に格納する実効帯域更新手段４８とを有する。
【００２４】
上記の測定手段４１は、
ＡＴＭ交換機の出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数を２か所の閾値においてカウントする手段を含み、
使用帯域推定手段４３は、
使用帯域を
【００２５】
【数７】
但し、Ｃｄｅｍ ：使用帯域
ｋ１ ，ｋ２ ：閾値
ｐｋ１ ，ｐｋ２：閾値超過頻度
Ｎ： 出力リンクに加わるセル数
Ｔ： 単位時間長
ＣＬＲｏｂｊｅｃ ：セル廃棄率規定値
により推定する手段を含む。
【００２７】
上記の実効帯域算出手段４５は、
コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ）を申告してきた場合には、
Ｃｅｆｆ ＝ＰＣＲ・Ｌ （２）
コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ），平均セル速度（ＳＣＲ）、バースト継続長（ＢＴ）を申告してくる場合
【００２８】
【数８】
（但し、Ｃｅｆｆ は実効帯域，Ｌはセル長である）
に従って、接続要求コネクションの実効帯域を算出する手段を含み、
実効帯域更新手段４８は、
コネクション受付時に、実効帯域記憶手段４６から読み出した実効帯域和と該接続要求コネクションの実効帯域の和を計算し、その結果を新たな実効帯域和として、実効帯域記憶手段４６に格納する手段を含む。
【００３０】
上記の実効帯域記憶手段４６は、
使用帯域推定手段４３による直近の使用帯域推定時刻以降に接続されたコネクション（以下、新規接続コネクションと記す）の各番号と、実効帯域を記憶し、
実効帯域更新手段４８は、
コネクション解放時に、該解放コネクションの番号と、実効帯域記憶手段４６に格納された新規接続コネクションの各番号とを照らし合わせ、該解放コネクションが新規接続コネクションのいずれかに該当する場合は、実効帯域和と、該解放コネクションの実効帯域の差を計算する実効帯域差計算手段と、
新たな実効帯域和として、実効帯域記憶装置に格納すると共に、該解放コネクションの番号と、その実効帯域データを実効帯域記憶手段４６から削除し、また、使用帯域推定手段４３による使用帯域推定時と同時刻に、実効帯域記憶手段４６に格納されている新規接続コネクション番号と、その実効帯域データを全て削除する削除手段とを含む。
【００３１】
上記の実効帯域更新手段４８は、
使用帯域推定時と同時刻に、実効帯域記憶手段４６から読み出した実効帯域和のｘ倍（０≦ｘ≦１）値を計算し、その結果を新たな実効帯域和として該実効帯域記憶手段４６に格納する手段を含む。
上記の使用帯域推定手段４３は、
リンク使用帯域を定期的に推定すると共に、ｎ回目（ｎ＝１，２，…，）の推定時点において、使用帯域記憶手段４３から読み出したリンク使用帯域Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）と、今回の使用帯域推定値Ｃｄｅｍ （ｎ）とから、
Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）＝αＣｄｅｍ （ｎ）＋（１−α）Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）
（但し、０≦α≦１） （５）
の統計処理を行って得た値Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）を、新たなリンク使用帯域として使用帯域記憶手段４４に格納する手段を含む。
【００３２】
本発明では、セルの流量を直接測定することで、ユーザの申告値とユーザ使用状況との乖離に伴う網使用率の低下を回避できる。
また、出力リンクに加わるセル数に加え、セル到着時の出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数をカウントすることにより、（数十ミリ秒でなく）数秒〜数分程度以上の周期でのセル流測定でのユーザ使用状況の把握を可能にしている。いずれも、測定装置はカウンタであり、高速なセル転送に対しても容易に実現できる。また、測定結果はセル到着数分布でなく、加わるセル数と二箇所の閾値での閾値超過回数の最大３つの量で保持されるので、トラヒック測定に係わるＡＴＭ交換機の処理／メモリ負担は極めて軽微である。
【００３３】
使用帯域推定は、基本的に周期的に行うが、周期内に新たに接続されたコネクションに対しては、その使用帯域推定値（実効帯域）を申告されたトラヒック情報に基づいて算出し、その和を上記リンク使用帯域とは別に保管する。上記実効帯域は申告値ベースの値であり、使用帯域推定時刻間のリンク使用帯域は、直近に推定されたリンク使用帯域とその後に接続されたコネクションの実効帯域の和で安全側に評価できる。また、コネクションの受付可否は直近に推定されたリンク使用帯域及び周期内に新たに接続されたコネクションの実効帯域及び接続要求コネクションの実効帯域の和とリンク容量とを比較することで容易に行うことが可能となる。
【００３４】
また、バッファ内の蓄積されたセル数が閾値以上である回数を２か所の閾値においてカウントし、その結果を使用帯域推定に利用することにより、セル到着過程の相関時間長を考慮した使用帯域推定が可能になる。
また、コネクションのトラヒック情報が、
（ｉ） ピークセル速度により申告される場合は、ピーク速度によって；
（ｉｉ） ピークセル速度、平均セル速度、バースト継続長により申告される場合については、上述の式（３）に示された方法によって；
実効帯域を推定する。いずれの実効帯域もユーザ申告値通りにセルを送出する場合のコネクション使用帯域の上限値を与える。
【００３５】
また、直近の使用帯域推定時刻以降に接続されたコネクションについて、その各番号とその実効帯域を記憶し、コネクション解放時にそれが直近の使用帯域推定時刻以降に接続されたコネクションである場合には、記憶していた実効帯域和と解放コネクションの実効帯域の差を、新たに実効帯域和として記憶する。記憶スペースを減らすため、単に実効帯域和だけ記憶し、コネクション解放時に処理を行わない方法も考えられるが、上記方法を用いれば、網使用率の更なる向上をはかることが可能となる。
【００３６】
また、通常は、使用帯域推定時において、前回の使用帯域推定時以降に接続されたコネクションの実効帯域和を０にリセットするが、０にリセットする代わりにｘ％の値を実効帯域和として残すオプションを加えることで、コネクション設定後、しばらくセル送出を行わず、最初（もしくは、数回の）使用帯域推定時刻経過後にセル送出を開始するユーザにも対処可能になる。
【００３７】
また、使用帯域推定値に対して指数平滑処理を行うことで、セル流量測定に含まれる誤差の使用帯域推定値への影響を抑えることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明のＡＴＭコネクション受付制御装置の構成を示す。
同図に示すＡＴＭコネクション受付制御装置４０は、セル数／閾値超過頻度カウンタ４１、測定結果記憶装置４２、使用帯域推定装置４３、使用帯域記憶装置４４、実効帯域算出装置４５、実効帯域記憶装置４６、コネクション受付可否判定装置４７、実効帯域更新装置４８から構成される。
【００３９】
セル数／閾値超過頻度カウンタ４１は、予め定められた単位時間長に出力リンクに加わるセル数、及びセル到着時に出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数をカウントする。
測定結果記憶装置４２は、セル数／閾値超過頻度カウンタ４１で得られた結果を記憶する。
【００４０】
使用帯域推定装置４３は、測定結果記憶装置４２に格納された測定結果に基づいてリンク使用帯域を推定する。推定する方法は、以下の式に従う。
【００４１】
【数９】
但し、
Ｃｄｅｍ ：使用帯域
ｋ１ ，ｋ２ ：閾値
ｐｋ１ ，ｐｋ２：閾値超過頻度
Ｎ： 出力リンクに加わるセル数
Ｔ： 単位時間長
ＣＬＲｏｂｊｅｃ ：セル廃棄率規定値
さらに、使用帯域推定装置４３は、リンク使用帯域を定期的に推定すると共に、ｎ回目（ｎ＝１，２，…，）の推定時点において、記憶されているリンク使用帯域Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）と、今回の使用帯域推定値Ｃｄｅｍ （ｎ）とから、
Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）＝αＣｄｅｍ （ｎ）＋（１−α）Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）
（但し、０≦α≦１） （５）
の統計処理を行って得た値Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）を、新たなリンク使用帯域として使用帯域記憶装置４４に記憶する。
【００４３】
使用帯域記憶装置４４は、使用帯域推定装置４３で推定された使用帯域推定結果を記憶する。
実効帯域算出装置４５は、コネクション接続要求発生時に、当該コネクションのトラヒック申告値を受信して、当該コネクションの実効帯域を算出する。算出方法は以下の通りである。
【００４４】
コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ）を申告してきた場合には、
Ｃｅｆｆ ＝ＰＣＲ・Ｌ （２）
コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ），平均セル速度（ＳＣＲ）、バースト継続長（ＢＴ）を申告してくる場合
【００４５】
【数１０】
（但し、Ｃｅｆｆ は実効帯域，Ｌはセル長である）
に従って、接続要求コネクションの実効帯域を算出する。
コネクション受付可否判定装置４７は、使用帯域記憶装置４４から読み出した、リンク使用帯域及び実効帯域記憶装置４６から読み出した、実効帯域和及び実効帯域記憶装置４６で算出された接続要求コネクションの実効帯域の和を、ＡＴＭ交換機の出力リンク容量と比較し、その比較結果を元にコネクション受付可否を判定する。
【００４７】
実効帯域更新装置４８は、コネクション受付時及びコネクション解放時及びリンク使用帯域推定時に、実効帯域記憶装置４６内のデータを更新・再格納する。
図４は、本発明の使用帯域推定装置の構成を示す。
同図に示す使用帯域推定装置４３は、セル数／閾値超過回数保持メモリ４３１、リンク使用帯域保持メモリ４３２、設定値記憶メモリ４３３、加重和計算器４３５から構成される。
【００４８】
セル数／閾値超過回数保持メモリ４３１は、測定結果記憶装置４２から読み出したセル数及びセル到着時のバッファ内閾値超過回数を一時的に保持する。
リンク使用帯域保持メモリ４３２は、使用帯域記憶装置４４から読み出したリンク使用帯域を一時的に保持する。
設定値記憶メモリ４３３は、セル廃棄率規定値、セル数測定周期長、ＶＰ容量、バッファ長、バッファ閾値を記録する。
【００４９】
リンク使用帯域推定器４３４は、セル数／閾値超過回数保持メモリ４３１及び設定値記憶メモリ４３３から読み出したデータを元に、リンク使用帯域を推定する。
加重和計算器４３５は、リンク使用帯域保持メモリ４３２に保持さたリンク使用帯域と、リンク使用帯域推定器４３４で推定されたリンク使用帯域との加重和を計算する。
【００５０】
加重和計算器４３５での計算結果は、使用帯域記憶装置４４に書き込まれる。
また、リンク使用帯域推定器４３４でリンク使用帯域の推定が行われると信号が実効帯域更新装置４８に発せられる。
図５は、本発明の実効帯域算出装置の構成を示す。
同図に示す実効帯域算出装置４５は、実効帯域算出器４５１、実効帯域保持メモリ４５２及びセル廃棄率規定値／バッファ長記憶メモリ４５３から構成される。
【００５１】
実効帯域算出器４５１は、接続要求コネクションのトラヒック申告値とセル廃棄率規定値／バッファ長記憶メモリ４５３から読み出したデータに基づいて接続要求コネクションの実効帯域を算出する。
実効帯域保持メモリ４５２は、実効帯域算出器４５１での実効帯域算出結果を保持する。
【００５２】
図６は、本発明の実効帯域記憶装置の構成を示す。
同図に示す実効帯域記憶装置４６は、実効帯域和メモリ４６１、メモリ４６２から構成される。
実効帯域和メモリ４６１は、実効帯域の総和を保持する。
メモリ４６２は、接続中のコネクション（の一部）について、そのコネクション番号と実効帯域を保持する。
【００５３】
図７は、本発明のコネクション受付可否判定装置の構成を示す。
同図に示すコネクション受付可否判定装置４７は、リンク使用帯域保持メモリ４７１、実効帯域和保持メモリ４７２、加算器４７４、比較器４７５、ＶＰ容量記憶メモリ４７３から構成される。
リンク使用帯域保持メモリ４７１は、使用帯域記憶装置４４から読み出したリンク使用帯域を一時的に保持する。
【００５４】
実効帯域和保持メモリ４７２は、実効帯域記憶装置４６から読み出した実効帯域和を一時的に保持する。
ＶＰ容量記憶メモリ４７３は、ＶＰ容量を記憶する。
加算器４７４は、リンク使用帯域保持メモリ４７１及び実効帯域和保持メモリ４７２から読み出したデータと実効帯域算出装置４５に保持されている接続要求コネクションの実効帯域の和を計算する。
【００５５】
比較器４７５は、加算器４７４による計算結果と、ＶＰ容量記憶メモリ４７３から読み出したＶＰ容量を比較してコネクション受付可否を判定する。
ＶＰ容量記憶メモリ４７３の情報に基づいて『コネクション受付可』と判定されると、実効帯域更新装置４８には、実効帯域記憶装置４６内のデータ更新命令が発せられる。
【００５６】
以下に、上記の構成における動作を説明する。
最初に、周期的に行われるリンク使用帯域推定及び更新動作について説明する。
図９は、本発明の周期的に行われるリンク使用帯域推定／更新動作のフローチャートである。
【００５７】
ステップ１０１） セル数／閾値超過頻度カウンタ４１で単位時間内に到着するセル数、及びセル到着時の閾値超過回数をカウントする。
ステップ１０２） セル数／閾値超過頻度カウンタ４１から得られた単位時間内に到着したセル数及びセル到着時の閾値超過回数を使用帯域推定装置４３のセル数／閾値超過回数保持メモリ４３１に格納する。
【００５８】
ステップ１０３） 使用帯域推定装置４３のリンク使用帯域推定器４３４は、セル数／閾値超過回数保持メモリ４３１から測定結果を読み出して、リンク使用帯域を推定する。リンク使用帯域の推定は、以下の式により行われる。
【００５９】
【数１１】
但し、Ｃｄｅｍ ：使用帯域
ｋ１ ，ｋ２ ：閾値
ｐｋ１ ，ｐｋ２：閾値超過頻度
Ｎ： 出力リンクに加わるセル数
Ｔ： 単位時間長
ＣＬＲｏｂｊｅｃ ：セル廃棄率規定値
ステップ１０４） 使用帯域推定装置４３の加重和計算器４３５は、ステップ１０３での推定結果と使用帯域記憶装置４４に格納されているリンク使用帯域の加重和を計算する。
【００６１】
ステップ１０５） 計算された加重和を使用帯域記憶装置４４に格納する。
ステップ１０６） 実効帯域更新装置４８の乗算器４８７は、実効帯域記憶装置４６の実効帯域和メモリ４６１内にある実効帯域和のｘ％値を計算する。
ステップ１０７） 実効帯域和のｘ％の値を実効帯域和メモリ４６１に格納する。
【００６２】
ステップ１０８） 実効帯域更新装置４８８は、実効帯域記憶装置４６のメモリ４６２のリセットを行う。
なお、リンク使用帯域は、定期的に推定するものとし、推定毎に、使用帯域記憶装置４４に更新されたリンク使用帯域を格納する。
このためには、以下のような方法により行うものとする。
【００６３】
定期的にリンク使用帯域を推定し、ｎ回目（ｎ＝１，２，…，）の推定時点において、記憶されているリンク使用帯域Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）と、今回の使用帯域推定値Ｃｄｅｍ （ｎ）とから、
Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）＝αＣｄｅｍ （ｎ）＋（１−α）Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）
（但し、０≦α≦１） （５）
の統計処理を行って得た値Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）を、新たなリンク使用帯域として、使用帯域記憶装置４４に記憶する。
【００６４】
次に、コネクション接続要求が端末から発行された場合の動作を説明する。
図１０は、本発明のコネクション接続要求時のフローチャートである。
ステップ２０１） 端末からコネクション接続要求が発行される。
ステップ２０２） 発行された接続要求コネクションの実効帯域を実効帯域算出装置４５の実効帯域算出器４５１で算出する。
【００６５】
この実効帯域算出器４５１は、以下の方法により実効帯域を算出するものとする。
コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ）を申告してきた場合には、
Ｃｅｆｆ ＝ＰＣＲ・Ｌ （２）
コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ），平均セル速度（ＳＣＲ）、バースト継続長（ＢＴ）を申告してくる場合
【００６６】
【数１２】
（但し、Ｃｅｆｆ は実効帯域，Ｌはセル長である）
ステップ２０３） 使用帯域記憶装置４４から読み出したリンク使用帯域と実効帯域記憶装置４６から読み出した実効帯域和とステップ２０３で算出した接続要求コネクションの実効帯域の和をコネクション受付可否判定装置４７の加算器４７４で計算する。
【００６８】
ステップ２０４） コネクション受付可否判定装置４７の比較器４７５において、ステップ２０３の計算結果とリンク容量を比較し、リンク容量の方が小さい場合には、ステップ２０５に移行し、リンク容量の方が大きい場合には、ステップ２０６に移行する。
ステップ２０５） リンク容量の方が小さい場合には、『受付拒否』とし、接続要求元の端末にその結果を返却する。
【００６９】
ステップ２０６） リンク容量の方が大きい場合には、『受付可』とする。
ステップ２０７） 現実実効帯域和と接続要求コネクションの実効帯域の和を取り、実効帯域記憶装置４６に格納する。
次に、コネクション解放時の動作を説明する。
図１１は、本発明のコネクション解放時のフローチャートである。
【００７０】
ステップ３０１） 実効帯域更新装置４８において、端末からコネクション接続解放信号を取得する。
ステップ３０２） 解放コネクションの番号と同一の実効帯域記憶装置４６のメモリ４６２内で検索する。
ステップ３０３） 同一番号がない場合には、処理を終了する。
【００７１】
ステップ３０４） 同一番号が確認される。
ステップ３０５） 当該番号に該当するコネクションの実効帯域メモリ４６２から読み出す。
ステップ３０６） 実効帯域記憶装置４６の実効帯域和メモリ４６１内から実効帯域和を読み出し、ステップ３０５で読み出した実効帯域データとの差を計算する。
【００７２】
ステップ３０７） 計算結果を実効帯域和メモリ４６１に格納する。
ステップ３０８） 解放コネクションのコネクション番号及び実効帯域データをメモリ４６２から削除する。
【００７３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
以下の実施例では、コネクション受付制御のシミュレーションの評価結果を示す。この例では、毎秒平均２個のコネクション接続要求が生じるものとする。各コネクションは一旦接続されると、平均最大速度１０Ｍｂｐｓ、平均速度０．２Ｍｂｐｓ、バースト継続長が１ｍｓｅｃのＯＮ−ＯＦＦパターンによりセルを送出する。コネクションの平均接続時間は１００ｓｅｃで指数分布に従う。リンク容量は、９０Ｍｂｐｓ、リンクに付随するバッファ長は、１２８セル分である。到着セル数及び閾値超過回数は、５秒周期で収集され、リンク使用帯域が推定される。
【００７４】
図１２は、本発明の一実施例のシミュレーション評価結果を示しており、コネクション接続数の推移である。比較のため前述の文献［１］ の方法によるコネクション受付数の上限、及び理論的なコネクション受付可能数の限界値を示している。文献［１］ の方法では、セル到着過程の相関時間長が無限大であると過程して、コネクション受付判定を行うために、コネクション受付数の上限値が理論的な限界値よりも随分低く、そのため、網使用効率が上がらないことがわかる。
【００７５】
一方、本発明では、接続コネクション数が文献［１］ の方法に比べると大幅に向上していることが確認される。
さらに、接続コネクション数が理論減退値よりも下側で推移しており、リンクの品質は、規定値を満足していることも確認できる。
なお、本発明は、上記の形態及び実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内で種々変更・応用が可能である。
【００７６】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、比較的長周期でのセル数、閾値超過回数を測定しつつ、コネクション受付拒否を判定し、また、コネクション受付可否判定にセル到着過程の相関時間長を考慮できるロジックを採用しているので、ユーザの申告値とユーザ使用状況との乖離に伴う網使用率の低下、及び相関時間長無限大の過程に伴う網使用率の低下をも回避することが可能である。
【００７７】
さらに、セル流測定に関するＡＴＭ交換機の処理／メモリ負担の軽いコネクション受付可否判定機構を可能としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の原理構成図である。
【図３】本発明のＡＴＭコネクション受付制御装置の構成図である。
【図４】本発明の使用帯域推定装置の構成図である。
【図５】本発明の実効帯域算出装置の構成図である。
【図６】本発明の実効帯域記憶装置の構成図である。
【図７】本発明のコネクション受付可否判定装置の構成図である。
【図８】本発明の実効帯域更新装置の構成図である。
【図９】本発明の周期的に行われるリンク使用帯域推定／更新動作のフローチャートである。
【図１０】本発明のコネクション接続要求時のフローチャートである。
【図１１】本発明のコネクション解放時のフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施例のシミュレーション評価結果を示す図である。
【図１３】従来のＡＴＭ網を構成する通信システムを示すブロック図である。
【図１４】従来のＡＴＭ交換機の構成例を示すブロック図である。
【図１５】従来のＡＴＭ網内でのコネクション受付制御の動作のシーケンスチャートである。
【符号の説明】
４０ ＡＴＭコネクション受付制御装置
４１ 測定手段，セル数・閾値超過頻度カウンタ
４２ 測定結果記憶手段，測定結果記憶装置
４３ 使用帯域推定手段，使用帯域推定装置
４４ 使用帯域記憶手段，使用帯域記憶装置
４５ 実効帯域算出手段，実効帯域算出装置
４６ 実効帯域記憶手段，実効帯域記憶装置
４７ コネクション受付可否判定手段，コネクション受付可否判定装置
４８ 実効帯域更新手段，実効帯域更新装置
４３１ セル数・閾値超過回数保持メモリ
４３２ リンク使用帯域保持メモリ
４３３ 設定値記憶メモリ
４３４ リンク使用帯域推定器
４３５ 加重和計算器
４５１ 実効帯域算出器
４５２ 実効帯域保持メモリ
４５３ セル廃棄率規定値／バッファ長記憶メモリ
４６１ 実効帯域和メモリ
４６２ メモリ
４７１ リンク使用帯域保持メモリ
４７２ 実効帯域和保持メモリ
４７３ ＶＰ容量記憶メモリ
４７４ 加算器
４７５ 比較器
４８１ 接続／解放コネクション番号保持メモリ
４８２ メモリ探索器
４８３ 実効帯域和保持メモリ
４８４ 実効帯域保持メモリ
４８５ 減算器
４８６ 加算器
４８７ 乗算器
４８８ 実効帯域更新装置
Claims (12)
- ＡＴＭ交換機において、コネクション接続要求があった時、該要求の受付の可否を決定するＡＴＭコネクション受付制御方法において、
予め定められた単位時間長毎に、前記ＡＴＭ交換機の出力リンクに加わるセル数、及び出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数をカウントし、
カウントされた結果を記憶しておき、
カウントされた結果と、前記ＡＴＭ交換機の出力リンク容量及び該出力リンクに付随するバッファ容量及び予め定められたセル廃棄率規定値とから、リンク使用帯域を推定し、
前記リンク使用帯域の推定結果を更新しながら記憶しておき、
前記コネクション接続要求があったとき、該要求を発行した端末から申告されるコネクションのトラヒック情報を受信して、該コネクションの実効帯域を算出し、
直近の使用帯域推定時刻以降に接続されたコネクションの、実効帯域算出結果の和を実効帯域和として記憶し、
前記コネクション接続要求の受付可否を、記憶されている前記リンク使用帯域と、記憶されている前記実効帯域和と、算出された該コネクションの実効帯域算出結果の和を、前記ＡＴＭ交換機の出力リンク容量と比較し、該比較結果を元に判定し、
コネクション受付時及びコネクション解放時及びリンク使用帯域推定時には、記憶されている前記実効帯域和を更新することを特徴とするＡＴＭコネクション受付制御方法。 - 前記ＡＴＭ交換機の出力リンクに加わるセル数、及び出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数をカウントする際に、
ＡＴＭ交換機の出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数を２か所の閾値においてカウントし、
前記リンク使用帯域を推定する際に、
前記リンク使用帯域を
ｋ１ ，ｋ２ ：閾値
ｐｋ１ ，ｐｋ２：閾値超過頻度
Ｎ： 出力リンクに加わるセル数
Ｔ： 単位時間長
ＣＬＲｏｂｊｅｃ ：セル廃棄率規定値
により推定する請求項１記載のＡＴＭコネクション受付制御方法。 - 前記実効帯域を算出する際に、
前記コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ）を申告してきた場合には、
Ｃｅｆｆ ＝ＰＣＲ・Ｌ （２）
前記コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ），平均セル速度（ＳＣＲ）、バースト継続長（ＢＴ）を申告してくる場合
に従って、接続要求コネクションの実効帯域を算出し、
前記実効帯域を更新する際に、
コネクション受付時に、前記実効帯域記憶手段から読み出した実効帯域和と該接続要求コネクションの実効帯域の和を計算し、その結果を新たな実効帯域和として、更新する請求項１記載のＡＴＭコネクション受付制御方法。 - 前記実効帯域を記憶する際に、
前記使用帯域推定時に、直近の使用帯域推定時刻以降に接続されたコネクション（以下、新規接続コネクションと記す）の各番号と、実効帯域を記憶し、
前記実効帯域を更新する際に、
コネクション解放時に、該解放コネクションの番号と、記憶されている新規接続コネクションの各番号とを照らし合わせ、該解放コネクションが新規接続コネクションのいずれかに該当する場合は、前記実効帯域和と、該解放コネクションの実効帯域の差を計算し、
新たな実効帯域和として、前記実効帯域を更新し、記憶されている前記解放コネクションの番号と、その実効帯域データを削除し、また、前記使用帯域推定時と同時刻に、記憶されている前記新規接続コネクション番号と、その実効帯域データを全て削除する請求項１記載のＡＴＭコネクション受付制御方法。 - 前記実効帯域を更新する際に、
使用帯域推定時と同時刻に、記憶されている実効帯域和のｘ倍（０≦ｘ≦１）値を計算し、その結果を新たな実効帯域和として記憶する請求項１記載のＡＴＭコネクション受付制御方法。 - 前記使用帯域を推定する際に、
前記リンク使用帯域を定期的に推定すると共に、ｎ回目（ｎ＝１，２，…，）の推定時点において、記憶されているリンク使用帯域Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）と、今回の使用帯域推定値Ｃｄｅｍ （ｎ）とから、
Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）＝αＣｄｅｍ （ｎ）＋（１−α）Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）
（但し、０≦α≦１） （５）
の統計処理を行って得た値Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）を、新たなリンク使用帯域として記憶する請求項１記載のＡＴＭコネクション受付制御方法。 - ＡＴＭ交換機において、コネクション接続要求があった時、該要求の受付の可否を決定するＡＴＭコネクション受付制御装置であって、
予め定められた単位時間長毎に、前記ＡＴＭ交換機の出力リンクに加わるセル数、及び出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数をカウントする測定手段と、
前記測定手段によりカウントされた結果を記憶する測定結果記憶手段と、
前記測定結果記憶手段から読み出したデータと前記ＡＴＭ交換機の出力リンク容量及び該出力リンクに付随するバッファ容量及び予め定められたセル廃棄率規定値とから、リンクの使用帯域を推定する使用帯域推定手段と、
前記使用帯域推定手段による推定結果を更新しながら記憶する使用帯域記憶手段と、
前記コネクション接続要求があったとき、該要求を発行した端末から申告されるコネクションのトラヒック情報を受信して、該コネクションの実効帯域を算出する実効帯域算出手段と、
前記使用帯域推定手段による直近の使用帯域推定時刻以降に接続されたコネクションの、前記実効帯域算出手段による実効帯域算出結果の和を実効帯域和として記憶する実効帯域記憶手段と、
前記コネクション接続要求の受付可否を、前記使用帯域記憶装置から読み出した前記リンク使用帯域と、前記実効帯域記憶手段から読み出した前記実効帯域和と、前記実効帯域算出手段による該コネクションの実効帯域算出結果の和を、前記ＡＴＭ交換機の出力リンク容量と比較し、該比較結果を元に判定するコネクション受付可否判定手段と、
コネクション受付時及びコネクション解放時及びリンク使用帯域推定時には、前記実効帯域和を更新して、前記実効帯域記憶手段に格納する実効帯域更新手段とを有することを特徴とするＡＴＭコネクション受付制御装置。 - 前記測定手段は、
ＡＴＭ交換機の出力リンクに付随するバッファ内の蓄積セル数が閾値以上である回数を２か所の閾値においてカウントする手段を含み、
前記使用帯域推定手段は、
前記リンク使用帯域を
ｋ１ ，ｋ２ ：閾値
ｐｋ１ ，ｐｋ２：閾値超過頻度
Ｎ： 出力リンクに加わるセル数
Ｔ： 単位時間長
ＣＬＲｏｂｊｅｃ ：セル廃棄率規定値
により推定する手段を含む請求項７記載のＡＴＭコネクション受付制御装置。 - 前記実効帯域算出手段は、
前記コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ）を申告してきた場合には、
Ｃｅｆｆ ＝ＰＣＲ・Ｌ （２）
前記コネクション接続要求を発行した端末が、該コネクションのピークセル速度（ＰＣＲ），平均セル速度（ＳＣＲ）、バースト継続長（ＢＴ）を申告してくる場合
に従って、接続要求コネクションの実効帯域を算出する手段を含み、
前記実効帯域更新手段は、
コネクション受付時に、前記実効帯域記憶手段から読み出した実効帯域和と該接続要求コネクションの実効帯域の和を計算し、その結果を新たな実効帯域和として、前記実効帯域記憶手段に格納する手段を含む請求項７記載のＡＴＭコネクション受付制御装置。 - 前記実効帯域記憶手段は、
前記使用帯域推定手段による直近の使用帯域推定時刻以降に接続されたコネクション（以下、新規接続コネクションと記す）の各番号と、実効帯域を記憶し、
前記実効帯域更新手段は、
コネクション解放時に、該解放コネクションの番号と、前記実効帯域記憶手段に格納された新規接続コネクションの各番号とを照らし合わせ、該解放コネクションが新規接続コネクションのいずれかに該当する場合は、前記実効帯域和と、該解放コネクションの実効帯域の差を計算する実効帯域差計算手段と、
新たな実効帯域和として、前記実効帯域記憶装置に格納すると共に、該解放コネクションの番号と、その実効帯域データを前記実効帯域記憶手段から削除し、また、前記使用帯域推定手段による使用帯域推定時と同時刻に、前記実効帯域記憶手段に格納されている前記新規接続コネクション番号と、その実効帯域データを全て削除する削除手段とを含む請求項７記載のＡＴＭコネクション受付制御装置。 - 前記実効帯域更新手段は、
使用帯域推定時と同時刻に、前記実効帯域記憶手段から読み出した実効帯域和のｘ倍（０≦ｘ≦１）値を計算し、その結果を新たな実効帯域和として該実効帯域記憶手段に格納する手段を含む請求項７記載のＡＴＭコネクション受付制御装置。 - 前記使用帯域推定手段は、
前記リンク使用帯域を定期的に推定すると共に、ｎ回目（ｎ＝１，２，…，）の推定時点において、前記使用帯域記憶手段から読み出したリンク使用帯域Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）と、今回の使用帯域推定値Ｃｄｅｍ （ｎ）とから、
Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）＝αＣｄｅｍ （ｎ）＋（１−α）Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ−１）
（但し、０≦α≦１） （５）
の統計処理を行って得た値Ｃ＊ ｄｅｍ （ｎ）を、新たなリンク使用帯域として使用帯域記憶手段に格納する手段を含む請求項７記載のＡＴＭコネクション受付制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP6129797A JP3564508B2 (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | Ａｔｍコネクション受付制御方法及び装置 |
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| JP6129797A JP3564508B2 (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | Ａｔｍコネクション受付制御方法及び装置 |
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| JPH10257069A JPH10257069A (ja) | 1998-09-25 |
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- 1997-03-14 JP JP6129797A patent/JP3564508B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH10257069A (ja) | 1998-09-25 |
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