JP4887522B2 - 放送網のパケット待ち行列損失の非定常解析 - Google Patents

Description

本発明は、受信機への送信のためにデータのプロセスの流れがパケットにまとめられる装置の動作の最適化に関係し、特に詳しくは、受信機でのパケット損失を最小限にするようなネットワーク中の装置の動作の適応に関する。例えば、本発明は、無線ネットワーク上のマルチメディア・データを伝送するパケットの流れを送信するシステムにおいて、好都合に使用される。

無線ネットワーク上のリアルタイム・マルチメディア通信の送出しを第三世代携帯電話、ＷＩＦＩ、並びにＷＩＭＡＸの無線ネットワークへ応用することは重要であると予想される。これらの応用では、画像と音を表わすデジタルデータのようなマルチメディア・データはパケットで構成される。マルチメディア情報源は、最終使用者の受信機に無線通信チャンネル上のパケットを送信する無線アクセス・ポイントのような制御演算装置に、これらのパケットの流れを送る。制御演算装置がパケットを直ちに送信できない場合、パケットを送信できるまで、制御演算装置は一時的に待ち行列（queue）かバッファーにパケットを記憶する。例えば、無線通信チャネルが別の制御演算装置によって使用されている場合、制御演算装置はパケットを送信できない。

最終使用者によって受信されるマルチメディア・データの知覚品質は、パケット損失を含む多くの要因に応じて悪影響を受ける。パケット損失は、紛失パケットと破損パケットを含んでいる。紛失パケットは最終使用者の受信機によって受信されない。破損パケットは、最終使用者の受信機によって受信されるが、パケットが伝えるデータが破損している。これらのパケット損失は次のものによって引き起こされる：
（１）雑音のある通信路、
（２）多数の送信装置によって送られたパケットの同時伝送あるいは「衝突」、
（３）パケットが送信される前に、一時的にパケットを記憶するために制御演算装置の中で使用されるバッファーにオーバーフローが生じること。
制御演算装置はバッファーに一時的にパケットを記憶しなければならないが、バッファーが既に満杯の場合、バッファーにあふれが生じる場合がある。

パケット損失の知覚された影響を弱めるために、多くの技術が提案された。既知の1つのテクニックである順方向誤り修正（ＦＥＣ）では、パケット損失を引き起こした原因があまり頻繁でなく、あまり長く続かないという条件のもとで、受信機によって紛失パケットや破損パケットによって伝えられるデータを回復することを可能にする。ＦＥＣによって扱うことができるエラーの原因となる条件の長さおよび周波数は、2つのパラメーターｎとｋによって制御される。ここで、（ｎ−ｋ）個の「ＦＥＣパケット」が、マルチメディア・パケットとＦＥＣパケットの合計数がn個になる1組のパケットを形成するように、ｋ個のマルチメディア・パケットと結合する。受信機がnパケットのうち少なくとも破損なしでｋ個を受信できれば、紛失パケットや破損パケットによるどんな損失も修正できる。しかし、n個のパケットからk個以下のパケットが破損なしで受信される場合、1個以上のパケットに対するデータ脱落をＦＥＣによっては回復できない。

あいにく、ＦＥＣにはコストが必要である。ＦＥＣパケットの追加数（ｎ−ｋ）は、衝突による遅延の危険を増加させて、パケットの各組を送信するのに必要とされる時間かチャネルバンド幅のいずれかを増加させる。ＦＥＣパラメーター（ｎ、ｋ）の値は競合する必要条件間のトレードオフを最適化するために選ばれる。より高い比φ＝ｎ／ｋは、誤り訂正の水準を増加できるだけでなくて、φの要因だけ必要とされるチャネルバンド幅を増加させると共に遅延が増加する。

ＦＥＣパラメーター（ｎ、ｋ）は、パケット損失の指定された蓋然性に対する保護、遅延およびバンド幅に関して必要条件を満たすように選ぶことができる。あいにく、必要条件をすべて同時に満たすことはできず、また、様々な必要条件の妥協が必要かもしれない。更に、利用可能なチャネルバンド幅は比φに実用的な制限を課する。非常に高い比は、別のデータソースからのパケットの枯渇をもたらすか、あるいは通信チャネルの利用可能なバンド幅を超過するか、どちらかのバンド幅要件を課すことになる。ＦＥＣパラメーターの最適選択は、別のデータソースによって提供されるパケットに対して必要とされるバンド幅に加えて、チャネルの利用可能なバンド幅も考慮に入れるべきである。

しかしながら、実際上、通信システムでの条件は急速に変わる場合がある。希望された保護水準を支えると共にバンド幅の増加が最小限ですむような、ＦＥＣパラメーターの最適の選択は、ＦＥＣパラメータ値（ｎ、ｋ）が変化する条件に適応して設定されることを必要とする。ここで「ＦＥＣ最適化テクニック」として参照される技術は、これらのパラメーターを設定するために使用され、例えば以下の特許文献１、非特許文献１、非特許文献２で議論される。

WO２００７／００５１６０号公報、発明の名称「無線ネットワーク上でマルチメディア流れの順方向誤り修正を最適化する方法およびシステム」、国際公開日2007年１月11日、特許協力条約下に申請された国際出願日(2006年5月26日)

著者「Bauer and Jiang」、題目「Optimal Choice of FEC Parameters to Protect Against Queuing Losses in Wireless Networks」、研究集会の名称「IEEE Int. Conf. on Networks (ICON)」、研究集会の開催日時２００５年１１月、研究集会の開催場所マレーシア国クアラルンプール市 著者「Bauer and Jiang」、題目「Optimal Parameter Settings for Forward Error Correction Schemes for Multimedia Streaming over Wireless Networks」、研究集会の名称「IEEE Multimedia Sig. Proc. Workshop (MMSP)、研究集会の開催日時「２００５年１０月３０日−１１月２日」、研究集会の開催場所は中国上海市、掲載ページpp.349-352.

これらの先行技術文献で示される一具体例では、受信機は、制御演算装置の送信をモニターし、制御演算装置中のバッファーあふれによる１組のパケットに関するパケット損失の蓋然性を推定し、データソースに推定された呼損率（loss probability）の目安(indication)を送る。データソースは、呼損率の目安に応じてそれが使用するＦＥＣパラメーターを適応できる。

1組のパケット用の呼損率が推定された後、条件が著しく変われば、データソースに返される呼損率の表示は正確に現在の条件を反映せず、また、データソースは最適にはそのＦＥＣパラメーターを適応させていない。条件の変化に対してより素早く応答しながら、呼損率を正確に推定できる処理が必要とされる。

本発明は、制御演算装置中のバッファーあふれによるパケット通信方式中のパケット損失の蓋然性を推定する改善された方法を提供することを目的とする。推定された確率はパケット損失の影響を最小限にするためにパケット通信方式中の誤り訂正パラメーターを適応させるように使用する。

本発明の1つの態様によれば、通信システムでのパケットの提供は次のように制御される。
（ｉ）制御演算装置がデータソースからパケットを受信する場合に、1組のパケット中のパケットに対する到着時刻を決定すること、
（ｉｉ）データのパケットが制御演算装置中のバッファーから放出される場合の解除時間（release time）を決定すること、
（ｉｉｉ）到着時刻と解除時間からバッファーが到着時刻に満杯となる確率の基準を導くこと、
（ｉｖ）またデータソースに、データソースがパケット中の誤り訂正パケットの生成を適応させるように、確率の基準を表わす情報を制御信号に提供すること。
本発明のこの態様の全部又は一部は、制御演算装置、又は少なくともいくらかがバッファーに記憶されたデータのパケットを含んでいる制御演算装置によって送信された出力信号を受信する受信機中で実施される。

本発明およびその好ましい実施例の様々な特徴は、以下の説明と添付の図面の参照により一層よく了解される。以下の説明と図面の内容は、具体例として専ら述べられるもので、本発明の観点を制限するようには理解すべきでない。

図１は通信システムの概要図である。 図２はパケットフレームのストリームの概要図である。 図３はパケットフレームのストリームの概要図である。 図４は一連のパケット解除時間およびパケット到着時刻の範囲の概要図である。 図５は一連のパケット解除時間およびパケット到着時刻の範囲の概要図である。 図６は本発明の様々の態様を実現するために使用される装置の概略ブロック線図である。

Ａ．はじめに
１．典型的な通信システム
図1は、本発明の様々の側面が組み入れられる通信システムの一実施例の概要図である。データソース2、4、6は、1個以上の制御演算装置１０、１２に数組のパケットの配置されたデジタルデータを伝えるソース信号を供給する。制御演算装置１０、１２は、次には1個以上の受信機２０、２２、２４の受信用にこのデジタルデータを放送する。通信システムは、図示されるものに加えて別のデータソース、制御演算装置、受信機および伝送メディアを含んでいてもよい。

例えば、少なくともいくつかのパケットで伝えられたデータはマルチメディア・データである。以下で論じられる一実施例において、データソース2によって提供されるソース信号は、あるアプリケーションに関係している「一次パケット」に配置されたデータを伝える。データソース4のような別のデータソースは、「競合パケット」（competing packet）と呼ばれるパケット中に配置されたデータを伝えるソース信号を提供するが、この競合パケットは一次パケットに供給するために必要とされる資源の受け入れについて競争をする。しかしながら、別のデータソースからのソース信号は、同じ種類のデータを伝える必要はない。また、データソース２について説明されたのと同じ方法で競合パケットを配列する必要はない。データソース2によって供給されるパケットには、紛失データや破損データを回復する順方向誤り修正(ＦＥＣ)過程の中で使用されるパケット中の冗長データのようなエラー訂正データを有する。

データソース2、4、6からのソース信号は、制御演算装置１０、１２へ通信パス経由で渡される。これらの通信パスは種々様々の通信技術によって実現される。例えば、ＩＥＥＥ８０２．３規格等の任意のものに準拠する金属配線や光ファイバーのような媒体や、伝送制御プロトコル／インターネット・プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）のような通信プロトコルが使用される。

制御演算装置１０、１２は、例えばルーターや無線アクセス・ポイントである。この制御演算装置１０、１２は、例えば、バッファー中で少なくともパケットのいくつかを表わすデータを記憶し、続いて、受信機２０、２２、２４のような1個以上の受信機による受信用の通信網３０にそれらのパケット用のデータを送信する。パケットが制御演算装置に到着する時、もしバッファーが満杯であれば、制御演算装置によって送信される信号から1個以上のパケット用のデータが失われるか、あるいは抜かされる。受信機２０、２２、２４は、通信網３０からパケットを受信し、望まれるあらゆるエラー検出や誤り訂正処理を行ない、あるアプリケーションの必要に応じた処理のために受信データを送る。通信網３０は、ＴＣＰ／ＩＰのような通信プロトコルを使用して媒体を経由して通信する関連機器と共に、金属配線、光ファイバーあるいは電磁気通信用の空間のような通信媒体を含む種々様々の方法で実現される。ネットワークはイーサネット（登録商標）やＷｉＦｉのような規格に準拠してもよい。イーサネット（登録商標）はＩＥＥＥ８０２．３規格に記述され、ＷｉＦｉはＩＥＥＥ８０２．１１規格に記述される。いかなる特別の媒体、プロトコルあるいは通信規格も、本発明を実施するのには重大ではない。

一例において、データソース2は、制御演算装置１０に向けて、受信機２０のために予定されるコード化されたオーディオ情報とエラー訂正データを伝える組にまとめられたパケットのストリームを提供する。制御演算装置１０は、この例において無線ネットワーク中のアクセス・ポイント（ＡＰ）であるが、そのバッファー中にパケットの表わすデータを記憶し、次に、電磁気通信網３０へそのデータを送信する。上述されるように、パケットが到着する時、もし制御演算装置１０中のバッファーが満杯であれば、1個以上のパケット用のデータが失われるか、あるいは伝送から抜かされる。受信機２０は送信データを受信し、望まれるあらゆる誤り訂正またはエラー回復処理を適用し、データを音声復号器や音声再生装置のような機器へ渡す。

本発明は、満杯のバッファーによる呼損率が最小限にされるか、ある許容範囲に下げられるように、誤り訂正過程を最適化することに向けられる。発明の態様は受信機か制御演算装置の中で実現される。本発明の態様が受信機２０で実現される場合、受信機２０はそれが受信することができるすべての送信について通信媒体３０をモニターする。それは下に議論される具体例に記述される。受信機２０は、例えば、制御演算装置１０のような特別の制御演算装置によって送信される信号を解析する。制御演算装置１０は受信機２０のような特別の受信機のために、それ自体が予定される。本発明の態様が制御演算装置１０に実現される場合、制御演算装置内の動作は実質的に同じ技術で解析される。これらの技術は以下に詳細に議論される。

図1に示される概要の具体例では、通信システムの実用的な実現においては望ましいが、本発明について説明するためには必要でない多くの構成要素を省略している。例えば、図面では、別の制御演算装置が現在通信網３０を使用しているか、それとも、意図した受信機による受信を妨害するような干渉が存在するか等の、通信網３０に障害物がないか確証するために必要な構成要素を示していない。また、図示されない構成要素には、受信機からパケット損失あるいはパケットを再送信する必要性について情報も得るために必要なものもある。

この明細書の残りの全体にわたって、より多くの説明が、データソース2、4と制御演算装置１０の間の通信パスがＩＥＥＥ８０２．３規格のうちの1つに準拠し、通信網３０がＩＥＥＥ８０２．１１規格のうちの1つに準拠して具体化される実施態様についてなされる。これらの技術によって伝えられるデータの流れはメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルに従って配列される。それは、ＭＡＣヘッダに添付されたアプリケーションデータのパケットを有するＭＡＣフレームにデータを配置する。ＭＡＣヘッダは、アプリケーションデータのソースのネットワーク・アドレス(「ソースアドレス」)、アプリケーションデータの指定受信者あるいは受信者のネットワーク・アドレス(「宛先アドレス」)および添付されたアプリケーションデータパケットのためのシーケンス数のような様々な制御データを含む。これらの実現の詳細は例として提供されるものであり、本発明は、任意の希望の実質的にあらゆる通信技術に対して使用される。

ＩＥＥＥ８０２．３規格やＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する技術に関しては、データのパケットを伝達するＭＡＣフレームが送受信されると言うことは技術的に正確である；しかしながら、時にはこのようなタイプの活動をパケット送信とパケット受信として述べることで、以下の説明が多少単純化される。

２．典型的な誤り訂正機能
通信システム６０での装置は、従来の順方向誤り修正(ＦＥＣ)処理や、制御演算装置やデータソースのどちらかが受信機が受信を承認しないパケットを再伝送するようなサービス品質処理等の、様々な誤り訂正またはエラー回復技術を具体化している。本発明は、バッファーあふれ損失を低減する為の1個以上のパラメーターに応じて適応できるあらゆる誤り訂正機能に実質的に使用される。順方向誤り修正(ＦＥＣ)として知られている適切な一機能が上述されている。この機能は2つのＦＥＣパラメーター（ｎ、ｋ）に応じて適応させられる。ここで、「ＦＥＣパケット」の数（ｎ−ｋ）は、1組のパケットを形成するマルチメディア・パケットの数kと、マルチメディア・パケットおよびＦＥＣパケットの合計数nを組み合わせたものである。受信機がn個のパケットから少なくとも破損のないk個のパケットを受信できれば、紛失パケットや破損パケットによるどんな損失も修正できる。ＦＥＣパラメーター(n、k)に関する最適値は、上述したＦＥＣ最適化技法を使用するパケット紛失率の推定値から導かれる。

これらのＦＥＣ最適化技法は、パケット損失率の推定値を得る。以下の説明は、この呼損率に影響を与える状態の迅速な変化にもっとよく応答するパケット損失率の推定値を導き出す改善された手法について記述する。

３．技術の概要
本発明によって教示される技術は、制御演算装置中のバッファーの占有水準を分析し、バッファーあふれによるパケット損失の蓋然性を推定するためにこの解析の結果を使用する。これらの技術は、複数の受信機に対して信号を放送する性能を与える実際的にあらゆるパケットベースの通信網に使用される。下記に述べられる本発明の技術の例示的な具体化は、下記の段落中で説明される若干の仮定に基づく。

1つの仮定は、データソース2から制御演算装置１０までパケットを伝達するソース信号が伝播する時間が無視できることである。この仮定が特段の実施では有効でない場合、解析の適切な調節が伝播時間を考慮してなされる。伝播時間を推定するために使用されてもよい若干の方法が、以下の国際特許出願に記述される。即ち、国際特許出願番号が『PCT/US2007/008941』、発明者は『Wenyu Jiang』、発明の名称は『無線制御演算装置の待ち行列の長さの推定および無線ネットワーク中の信号の受信品質の推定』（Estimating Wireless Processing Device Queue Length and Estimating Signal Reception Quality in a Wireless Network）、国際出願日が2007年4月9日の出願である。

下記に述べられた実施では、通信網３０が上述されるようなＭＡＣヘッダに添付されたデータパケットを有するＭＡＣフレームを伝達し、ＭＡＣフレームが指定受信者に成功裡に送られることを保証しようと試みる通信プロトコルを使用する、とみなす。ＩＥＥＥ８０２．１１規格の一つに準拠し、そして指定受信者が受信の成功を承認するか、又は規定数の再送が試みられるまでＭＡＣフレームを再送信する、プロトコルについてさらに詳しく述べる。

このプロトコルによれば、その意図した受信機が過誤なくパケットを受信しなければ、制御演算装置１０はパケットを再送信する。受信機２０は、どのパケットが制御演算装置１０によって送信されたか、またどのパケットが固有であるか決定できるように、受信するすべてのＭＡＣフレームの記録を保持しなければならない。これは、各ＭＡＣフレームの中で誤りを検知するために巡回冗長符号（ＣＲＣ）を使用すること、そして可能な限り多くのデータ誤りを修正する為の順方向誤り修正のような修正処理を使用すること、ＭＡＣフレームが制御演算装置１０によって送信されたか判断する為にＭＡＣヘッダ中のデータを検討すること、並びにＭＡＣフレームがパケットの再送か否かを表わすフレーム中で別のデータの記録を保持すること、により遂行することができる。

ＭＡＣフレームが制御演算装置１０により送信されるか否かは、方向フラグとソースアドレスとして知られているＭＡＣヘッダ中のデータを検討することで決定される。ＭＡＣフレームがパケットの再送を表わすかどうかは、パケット列フィールドとして知られているＭＡＣヘッダ中の別のデータを検討することで決定される。もし望まれれば、再試行フラグ（Retry_flag）として知られている伝送再試行インジケータも使用される。

ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠するような多くのプロトコルが、同じ装置によって送信される個々の固有のパケットを識別する手段を用いている。ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、各固有のパケットに対して単調に増加する連続番号を伝達する12ビットのフィールドを指定する。連続番号は、固有のパケットを伝える各後続ＭＡＣフレームに対して1だけ増される。同じ装置によって送信された2つの隣接したＭＡＣフレームに同じ連続番号がある場合、後のフレームはパケットの再送を表わすと認められる。2つの隣接したＭＡＣフレームが１だけ異なる連続番号であり、modulo ２^１２、ここで、先行のフレームにはより低い番号がある場合には、modulo ２^１２、2つのフレームはパケットのストリームの固有の連続したパケットを伝達すると認められる。フレームのストリーム中で連続番号１、２、３、４を有する4個の固有のパケットＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が、図2に概略的に図示される。

通信網３０が無線通信経路である場合、低いＳＮ比か強い妨害信号により受信機２０が制御演算装置１０によって送信されるパケットのいくつかを認識できないようにする。受信機２０が指定受信者ならば、受信機２０がパケットの受信の成功を承認しないので、この損失は制御演算装置１０によって認識される。成功した受信が承認されるまで、制御演算装置１０はパケットを再送信する。しかし、受信機２０が指定受信者でなければ、損失は検知されない。この状態は、図3に概略的に図示される。ここで破線を備えた箱は、受信機２０によって認められないパケットP3を有するフレームを表わす。この理由により、本発明の態様が受信機の中で実施される場合、制御演算装置１０のパケットの送信全てを認識できる受信機を使用できない場合に、解析が行なわれる受信機向けのパケットの解析に基づいたパケット損失率を推定することが望ましい。

上述された再送が伝送の信頼度を著しく増加させる場合があるので、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する通信網中のパケット損失は、制御演算装置中のバッファーあふれによって一般に引き起こされる。損失は、エアー・インターフェース上の伝送の間に生じるビットエラーによって直接引き起こされることは滅多にない；しかしながら、ビットエラーの増加は、バッファーあふれ損失を引き起こす劣化したチャネル条件によってしばしば引き起こされる。

上述された再送過程が通信網の中で使用される場合、特定のパケットの最後の伝送は通常その指定受信者へのそのパケットの成功した受渡を意味する。パケットが成功裡に送られたことを制御演算装置が確認する場合、制御演算装置はそのバッファー中にそのパケットのためにデータを記憶する必要はない。パケットを記憶するために使用されたバッファー中の空間は、別のパケット用のデータを記憶するような別の用途に解放できる。この理由で、特定のパケットの最後の伝送は、制御演算装置がバッファー中の先に使用された空間を別の用途に解放する場合の、「解除時間」に対応すると見なされる。

制御演算装置１０はそのバッファーにデータを記憶し、先入れ先出し(FIFO)待ち行列方式を使用して、そのバッファー中の空間を解除する、と見なされている。下記に述べられる解析的な表現は、バッファ容量や制御演算装置１０にバッファーによって保存することができるデータ量が、記憶データによって同時に表わされるパケットの数の点から指定されると見なしている。バッファーがある瞬間に１０個のパケットで表わすデータを蓄積できる場合、バッファ容量又はバッファー占有の最大レベルは１０であると言う。バイトのようなバッファ容量を指定する別の方法は、解析的な表現を適切に修正することで使用される。

バッファー待ち行列方式のためのモデルは３個の事象を表わす。
（１）「蓄積の事象」(store event)は、データソースからのパケットが制御演算装置１０に到着し、バッファー中の空間がそのパケットのためにデータを記憶するために割り付けられる場合に生じる。この事象は1個だけ待ち行列の長さを増加させる。
（２）「解除事象」（release event）は、制御演算装置がその指定受信者にパケットを成功裡に送る場合や、再送の最大値を試行した場合に、そのパケット・データのためにデータを記憶するバッファ空間が別の用途に解放される場合に生じる。この事象は時々以下で、バッファーからパケットを解放するものとして述べられる；この事象は1個だけ待ち行列の長さを減少させる。
（３）「廃棄事象」（discard event）は、データソースからのパケットが制御演算装置１０に到着し、バッファーにはそのパケットのためにデータを記憶するのに使える記憶領域がない場合に生じる。バッファーは満杯で、また待ち行列の長さがバッファー占有の最大レベルと等しくなっている。この事象は待ち行列の長さを変更しない。

このモデルによれば、バッファーあふれによるパケット損失の蓋然性は廃棄事象の蓋然性と等しい。それはバッファー占有の解析から導き出せる。

制御演算装置に到着する全パケットに対する到着の平均速度が、十分に長い期間の間制御演算装置が指定受信者へパケットを成功裡に伝えることができる平均速度より高いならば、バッファーあふれが生じる。この条件の下では、待ち行列の長さLは、バッファー占有か最大の待ち行列の長さの最大レベルＴまで増加する。それはＬ＝Ｔとして表示される。バッファーあふれに結びつく過程の非定常解析は、1組の待ち行列の長さT、Ｔ−１、Ｔ−２、…、Ｔ−ｎｃに対する定常状態を調べることにより行なうことができる。ここで、ｎｃは非定常解析で考慮する初期状態の数である。通常、限られた数の初期状態を専ら考慮することで十分である。一具体例では、例えばｎｃ=１０である。

非定常解析は2個のステップで行なわれる。第１のステップは、待ち行列の長さの確率分布を決定する。第2のステップは、待ち行列の長さ確率分布に基づいた、到着するパケットに対する呼損率を解析する。パケットの呼損率は、そのパケットが制御演算装置に到着する時にバッファーが満杯である確率と等しい。

上述されたバッファー待ち行列モデルから推論されるように、バッファー占有あるいは待ち行列の長さの水準は、パケットがバッファーからいつ解放されるか、また、一次パケットと競合パケットがいつ制御演算装置に到着するかに依存する。呼損率の完全に正確な測定は、一次パケットと競合パケットの到着時刻と全パケットの解除時間についての知識を必要とする。この情報はすべて制御演算装置中で行なわれた処理への直接観測によって利用可能となる。非定常解析が受信機の中で行なわれる場合、解析を行なう過程は一般に制御演算装置による送信の直接観測から正確な解除時間を推論することができるが、一次パケットと競合パケットの正確な到着時刻を決定することができない；しかしながら、以下に説明されるように、受信機は制御演算装置による送信についての観察からこれらの時間の推定値を導き出し、上述されたＦＥＣ最適化技法を使用して計算された確率による推定値を使用できる。

Ｂ．呼損率を推定する非定常解析
１．到着時
ここで記述した例示的な具体化では、1組のパケット中のパケットn個はすべて、一組の均等な間隔で配置されたタイムスロット中に、1個のタイムスロット当たり1個のパケットで、データソース2によって生成され、そして、符号τで表示される所定時間間隔内に制御演算装置１０に送られる。パケットの各組中の最初のk個のパケットは、マルチメディア・データのストリームでデータのセグメントを運ぶ「マルチメディア・パケット」である。パケットの組中の残りの（ｎ−ｋ）パケットは、紛失したり破損したマルチメディア・データを回復するために使用される冗長データを運ぶ「ＦＥＣパケット」である。n個のパケットの組に対してタイムスロットで測られる時間間隔は、1つの例示的なシステムで、ｎ・τ＝ｎ・２１．３３ミリ秒である。ＦＥＣが使用されない場合、ＦＥＣパケットは組の中になく、ｎ＝ｋである。

ＦＥＣパラメーター(n、k)が適用されない場合、データソース２は次式で算出される送信時刻ｔｓで特別のマルチメディア・ストリームのi番目のパケットを送る：

ここでt _INITIALは、マルチメディア・ストリーム中の最初のパケットの送信時刻である。

しかしながら、ＦＥＣパラメーターが適用される場合、パケットの各組中のパケットの数が変わり、タイムスロット間の間隔がもはや一定ではないので、i番目のパケットの送信時刻を決定するための式はより複雑である。変わらないただ一つのものは、パケットの各組中の最初のパケットの送信時刻である。ストリームのi番目のマルチメディア・パケットがパケットのある組中の最初のパケットに限定される場合、そのパケットの送信時刻は、式1から計算できる。各組中のパケットnの数が変わる場合に隣接したパケット間の間隔が変化して、当該組の後のパケットの送信時刻もそれに伴って変化することを考慮に入れなければならない。送信時刻のより一般的な式が方程式2に示される。

ここで、i∈{パケットの組中の第1のパケット}、jは各組内のパケットの数で、1≦j≦nである。

必要に応じて、時刻t _INITIALはパケットの任意の組中で最初のパケットの送信時刻と等しく設定される。受信機２０は、そのパケットのアプリケーション層ヘッダで運ばれる情報からこの送信時刻を入手できる。受信機２０は、さらにアプリケーション層ヘッダで運ばれた情報から、どのパケットがマルチメディア・パケットで、どのパケットがＦＥＣパケットか定めることで、パケットの各組のＦＥＣパラメーターを導き出せる。

データソース２で使用される過程は、予測したり制御できない処理の遅延や他の状況のために、各パケットを全く所定の正確な時刻に送れなくてもよい；したがって、送信時刻が変動することを承認し、方程式1および2中の表現が、正確な送信時刻ではなく名目上の送信時刻を決定する、と認定するのがよい。実際の送信時刻は、範囲（ｔｓ−ｂ、ｔｓ＋ｂ）で一様に分配された確率変数としてモデル化できる。ここで議論された例では、bが1ミリ秒に等しくセットされる。

制御演算装置１０の送信の監視により、受信機２０はパケット解除時間を導き出し、次に、範囲（ｔｓ−ｂ、ｔｓ＋ｂ）内の異なる到着時刻でのバッファー占有の水準を計算できる。パケット損失率の推定値は、到着時刻の範囲にわたって計算されたレベルを積分することで得られるバッファー占有レベルから計算できる。

２．到着時刻でのバッファー満杯の蓋然性
パケットの解除時間は、パケットがいつ送信されたかを示すパケットのＭＡＣヘッダで運ばれた情報から得られる。パケット向け解除時間は、上述したように、パケットが指定受信者に成功裡に送信された時刻から得られる。

図4を参照すると、時刻ｔ_０、ｔ_１、ｔ_２、…はそれぞれパケットＰ０、Ｐ１、Ｐ２、…の送信成功の時刻を表している。伝送とバッファーからの解放までの間の時間が無視できると見なされるので、これらの時刻はバッファーからの解除時間を表わすと見なされる。この仮定が正確でない場合、下記手法は時間の適正量を考慮に入れて調節できる。時刻ｔｓは、パケットに対する名目上の送信時刻に相当し、それはその到着時刻であると見なされる。時刻ｔ_１は、範囲（ｔｓ−ｂ、ｔｓ＋ｂ）内の最初の解除時間を表わす。また、時刻ｔ_ＭＡＸは、その範囲の後に生じる最初の解除時間を表わす。

上述された、モデル化の仮定によれば、パケットは、ｔｓ−ｂとｔｓ＋ｂの間の何れかの時刻に制御演算装置１０に到着し得る場合がある。ここで、ｔ_Aを実際の到着時刻とする。制御演算装置１０中のバッファーが時刻ｔ_Aで満杯になっている見込みは、パケットが到着する場合に、バッファー占有Lの水準がTと等しいすべての場合の可能性を得ることで計算できる。例えば、ｔ_Aが解除時間ｔ_１とｔ_２の間に生じる場合、下記条件のどちらかが真であるときに、バッファーは満杯である：

（１） Ｌ＝Ｔが解除時間ｔ_１の直前で成立する。これは解除時間ｔ_１の直後にＬ＝Ｔ−１で、少なくとも1個の競争パケットが、解除時間ｔ_１と実際の到着時刻刻ｔ_Aの間に到着することを意味する；あるいは
（２） Ｌ＝ｑ＜Ｔが解除時間ｔ_１の直前で成立する。これは解除時間ｔ_１の直後にＬ＝ｑ−１で、少なくともＴ−（ｑ−１）個の競争パケットが、解除時間ｔ_１と実際の到着時刻ｔ_Aの間に到着することを意味する。

同様に、到着時刻ｔ_Aが解除時間ｔ_２とｔ_３の間にある場合、下記条件のどちらかが真の場合、バッファーは満杯である：
（１） L＝Tが解除時間ｔ_２の直前で成立する。これは解除時間ｔ_２の直後にＬ＝Ｔ−１で、少なくとも1個の競争パケットが、解除時間ｔ_２および実際の到着時刻ｔ_Aの間に到着することを意味する；あるいは
（２） Ｌ＝ｑ＜Ｔが解除時間ｔ_２の直前で成立する。これは解除時間ｔ_２の直後にＬ＝ｑ−１で、少なくともＴ−（ｑ−１）個の競争パケットが、解除時間ｔ_２および実際の到着時刻ｔ_Aの間に到着することを意味する。

３．バッファー占有をモデル化する帰納的関数
上述した蓋然性は、ある解除時間ｔｍ、（m＝１、２、…）の直後に、バッファー占有がある水準Ｂと等しい確率を表わす帰納的関数ｐ（ｍ、Ｂ）から導くことができる。ｍ＝０の時、帰納的関数ｐ（ｍ、Ｂ）は、３個の値を与えられたBと等しいバッファー占有水準の定常状態確率の計算により初期化される。最初の値は、競争パケットがパケットの制御演算装置１０に到着する割合ｐ_Ｃである。これは、全データソースからの全競合パケットの累積的な到着率である。第２の値は、制御演算装置１０がそのバッファーから成功裡にパケットを回復し、指定受信者にそれを成功裡に送信するか、再送信の制限に達するかどちらかの割合ｐ_Dである。いずれの場合も、パケットはバッファーから解放される。第３の値はTとして表示されたバッファーの最大能力である。バッファー状態がＴ−ｎｃ≦Ｂ≦Ｔの場合だけを考慮に入れる必要があると、考えられる。確率ｐ_Ｃおよびｐ_Dは上述されたＦＥＣ最適化技法を使用して計算される。

ＦＥＣ最適化技法が、パケットがたった今バッファーから解放されたか否か、これとは関係なしに、定常状態確率を計算することを説明するため、計算された確率に対する調整が必要とされる。この状況とは対照的に、パケットがまさにバッファーから解放された時刻ｔ_０でのみ、帰納的関数ｐ（０，Ｂ）の初期化が行われる。この差は確率ｐ（０，Ｔ）で表わされており、それは時刻ｔ_０直後のバッファー占有の水準がTと等しい確率を表わす。

ＦＥＣ最適化技法によれば、定常的な確率ｐ（０，Ｔ）は0でなく、また常にｐ_Ｃ＞ｐ_Dである。しかしここで使用されるモデルによると、時刻ｔ_０が解除時間であると知られているから、バッファーが満杯になりえないので、確率ｐ（０，Ｔ）は常に0である。解除時間ｔ_０の直前では、バッファー占有の水準がTより大きくなりえないことが判っている；したがって、バッファー占有の水準は解除時間ｔ_０直後にＴ−１を越えることはない。その理由は、解除時間ｔ_０の直前のポイントと、解除時間ｔ_０の直後のポイントとの間である無限小間隔中に、1個のパケットがまさにバッファーから解放されたが、まだパケットが未到着でバッファーに格納されていない為である。この差に起因する不正確は満杯のバッファー用の定常的な確率を廃棄し、それらの合計が1に等しいように、残るｎｃ個のバッファー状態の確率を正規化することで償える。

m＞０に対しては、ｐ（ｍ、Ｂ）が再帰的に定義される。帰納式は上述した2つの条件に対して異なる、すなわち条件（１）ではＢ＝Ｔ−１であり、条件（２）ではＢ＜Ｔ−１である。条件(2)に対しては、帰納式は次のように表現される：

ここで、Ｐ［ｊ、ｄｔ］はポアソン関数ｅｘｐ（λ・ｄｔ）・［（λ・ｄｔ)^ｊ／ｊ！］である。これはポアソン・パラメータλ＝ｐｃを備えたポアソン過程の時間長の期間ｄｔに競争パケットが正確にｊ個到着する可能性である。ここで議論された手法では、すべての競合する通信量の分布がポアソン分布により合理的な精度で表わされると見なす。

方程式３の正確さはその個々の構成要素の意義の検討に見ることができる。解除時間ｔ_ｍ−１直後に、バッファー占有の水準はＴ−ｌ−ｊであるとし、これは確率ｐ（ｍ−１、Ｔ−ｌ−ｊ）を有する。また、正確にｊ個の競合パケットが時刻ｔ_ｍ−１と時刻ｔ_ｍの間に制御演算装置に到着するとし、これは確率Ｐ［ｊ、ｔ_ｍ−ｔ_ｍ−１］を有する。すると、バッファー占有の水準は解除時間ｔ_ｍの直前にＴ−ｌになる。時刻ｔ_ｍの直後、1個のパケットはバッファーから解放され、また、バッファー占有の水準はＴ−ｌ−１になる。これは、時刻ｔ_ｍの直後に、jバッファー占有の1個の特別の値がＴ−ｌ−１であることの原因となる。ｐ（ｍ，Ｔ−ｌ−１）の値はjのすべての法の値（legal value）に対する個々の確率を加えることで得られる。即ち、ｎｃ個のバッファー状態だけが考慮に入れられるため、Ｂ＝Ｔ−ｌ−ｊ≧Ｔ−ｎｃ−（ｍ−１）になるように、方程式３では、jはｍ＋ｌ＋ｎ−１を超えないように制限される。ここで、Ｂ≧Ｔ−ｎｃである。そして、時刻ｔ_ｍ−１の直後、又は時刻ｔ_０からｍ−１個のパケットが解放されるので、バッファー占有の水準は最大限ｍ−１まで減少する。したがってＢ≧Ｔ−ｎｃ―（ｍ−１）である。その結果、Ｂ＜Ｔ−ｎｃ−（ｍ−１）であるような、ｐ（ｍ、Ｂ）に対する項を含める必要はなく、それ故ｊ＞ｍ＋ｌ＋ｎｃ−１に対する必要はない。

方程式３では、変数mは1からＭＡＸ−１までの範囲に制限される。mがバッファー占有の水準が時刻ｔ_ｍの直後にＴ−ｌ−１である確率を表わすので、mの値はＭＡＸ未満であるように抑制される。次のパケットが解除時間ｔ_ＭＡＸの前に到着しないので、p(ＭＡＸ,T-l-1)を計算する必要はない。

解除時間ｔｍの直後のバッファー占有の水準は、解除時間ｔ_ｍ−１の直後に存在した水準の1個低い値より低くなりえないので、変数ｌ（エル）は1からｍ＋ｎｃ−１までの範囲に制限される。時刻ｔ_０の直後のバッファー占有の水準は、Ｔ−ｎｃとＴ−１の間にあるので、時刻ｔ_ｍの直後の最低水準はＴ−ｎｃ−ｍである。ここで、時刻ｔ_ｍはm個のパケットを解放した後にある。任意の時刻ｔ_ｍの後のバッファー占有の最大水準はＴ−１である。その結果、バッファー占有の水準は、解除時間ｔ_ｍの直後において、Ｔ−ｍ−ｎｃとＴ−１の間にある。これは範囲変数lの範囲が、０からｍ＋ｎｃ−ｌまでの間に相当する。方程式4に下に示されるように、ｌ＝０の特別な場合は別に扱われる。

ｌ＝０という特別な場合のために、ｐ（ｍ、Ｂ）は次式で計算される。

方程式4の正確さは、方程式３に対して上述されたと同様のやり方で、その個々の構成要素の意味を検討することで検証できる。バッファー占有の水準が、解除時間ｔ_ｍ−１の直後で、Ｔ−ｊであるとし、少なくともｊ個の競合パケットが、時刻ｔ_ｍ−１と時刻ｔ_ｍの間に到着したならば、バッファーは時刻ｔ_ｍの直前に満杯になる。また、バッファー占有の水準は、時刻ｔｍの直後に正確にＴ−１になる。

4. パケット損失率の評価
上述された情報を使用して、受信機２０で行なわれる過程は、バッファーあふれで引き起こされるような、データソース２で生成されたパケットの一定の組に対する制御演算装置１０のパケット損失の平均確率Ｐ_ＬＯＳＳを計算してもよい。この過程は次の認識に基づく。即ち、ｔ_Aをパケットの実際の送信時刻であるとして、各mについてｔ_ｍ−１＜ｔ_A＜ｔ_ｍである場合、解除時間ｔ_ｍ−１直後のバッファー占有の水準がＴ−ｌ−１と等しい場合、ｌ（エル）個の以下の競合パケットが時刻ｔ_ｍ−１から時刻ｔ_Aまで間隔中に到着しているなら、パケットはバッファーあふれにより失われていない。パケット損失が実際の送信時刻ｔ_Aで生じない確率は、これらの2つの条件の確率の積（product）と等しい。バッファー占有の水準が解除時間ｔ_ｍ−１の直後にＴ−ｌ−１と等しい確率は、式ｐ（ｍ−１、Ｔ−ｌ−１)で表される。また、上述したように、ｌ（エル）個を超えないパケットが時刻ｔ_ｍ−１と時刻ｔ_Aまでの間隔中に到着する確率は式Ｐ［≦ｌ、ｔ_A−ｔ_ｍ−１]から得られる。

受信機２０内で遂行されるプロセスは、一般に実際の送信時刻ｔ_Aを決定することができないので、送信可能な時刻の指定範囲内でのパケット無損失の可能性は、この送信可能な時刻の指定範囲に関してこの積を積分し、上述される送信時刻での一様確率分布でこの積分を重み付けすることにより得られる。それは次のように表現される：

この積分は確率関数ｐ（ｍ−１、Ｔ−ｌ−１）が定数で、次のように積分を外に移動できることを用いて、単純化できる：

無損失の可能性は、０からｍ＋ｎｃ−ｌまでのバッファー占有の水準をすべての考慮し、および１からＭＡＸまでのｍ個のパケット解除事象すべてを考慮した、この結果の合計により得られる。パケット損失Ｐ_ＬＯＳＳの所要の確率は、無損失の確率から1を引くことで得られる。それは次のように表現される：

積分内の項は上述されるようなポアソン分布の総和である。積分は、積分の総和として以下のように書き直される：

積分それ自身は、総和で計算されてもよい。これは、ポアソン分布の不定積分が次式のような総和と等しいことを最初に認識することで理解できる：

定積分はニュートン・ライプニッツ公式を使用して、計算される。それは次式で表される：

ニュートン・ライプニッツ公式を使用して、定積分は下記式から計算されてもよい:

この結果で、呼損率は、一連の総和から以下のように計算できる：

５．初期設定用拡張
通信チャンネル条件が急激に劣化する時、上述された手法はより高い呼損率を推測する。劣化は確率ｐ_Ｄの減少で反映される。確率ｐ_Ｄに対する値の減少は、パケットのストリームの隣接したパケットに対する解除事象間の時間の増加と等価である。この間隔は「パケット相互時間」（inter-packet time）と呼ばれる。この手法は、変化が時刻ｔｓ−ｂから時刻ｔｓ＋ｂまでの間隔内に生じるような、パケット相互時間での急変動に対して非常に反応的である。この手法は、時刻ｔｓ−ｂの直前に生じるパケット相互時間での変化にあまり反応しない。この欠陥は、次の段落に記述されるような初期の解除時間を考慮に入れるために解析処理を拡張することで克服できる。

図５に示される図は、図４に示される図と同様であるが、それが解除時間ｔ_０に先立って2個のパケットＰ−２、Ｐ−１に対する解除時間を示す点で異なる。これらの2つのパケットに対する解除時間は、時刻ｔ_−２および時刻ｔ_−１としてそれぞれ表示される。示された例において、パケットＰ−２、Ｐ−１間のパケット相互時間は、後のパケット向けパケット相互時間よりはるかに大きい。より大きなパケット相互時間は、バッファーあふれの可能性を増加させる。この影響は時刻ｔ_−２等の、より早期の解除時間に対する帰納的関数の初期化により考慮に入れることができ、それはｐ（−２，Ｂ）として表現できる。この初期化は時刻ｔ_０での初期化のために上述されたものと同じ方法で行なえる。初期化処理は時刻ｔ_０に代えて時刻ｔ_−２を用いて進み、関数ｐ（−２，Ｂ）を初期化するためにｐ_Ｃ、ｐ_ＤおよびTに対して同じ値を使用する。ここで、Ｔ−ｎｃ≦B≦Ｔである。ｐ_Ｃ、ｐ_Ｄの値が両方ともパケット相互時間より非常にゆっくり変化するという平均値に基づいて、同じ値をｐ_Ｃ、ｐ_Ｄに使用できる。

それぞれ時刻ｔ_−２、ｔ_−１、ｔ_０に時刻ｔ_０、ｔ_１、ｔ_２を代入して、ｐ（−２，Ｂ）に対する関数を初期化した後に、ｐ（−１，Ｂ）に対する値はｐ（−２，Ｂ）から再帰的に計算することができ、ｐ（０，Ｂ）に対する値はｐ（−１，Ｂ）から再帰的に計算できる。ｍ＞０に対する他の値ｐ（ｍ、Ｂ）と呼損率Ｐ_ＬＯＳＳは上述されたものと同じ手法で計算される。この拡張は、解析間隔の直前に生じるパケット相互時間の変化に対する反応性を改善する。初期化に含まれる先の解除事象の数は、固定するか適応させられる。実証研究によると、固定値が２と５の間にあるとき、一般に好結果を与えることを示唆している。時刻ｔ_０の前後のパケット相互時間の重大な変化や、時刻ｔ_０に先立ってパケット相互時間とｐ_Ｄで表わされる平均時間との間で有意差があるような、条件付けが観測された場合の対応として、もし必要ならば、先の解除事象の数が適合される場合がある。

６． ＦＥＣパラメーターの適応
方程式７によって、あるいは方程式１０中の対応する式の計算を行なうことで、例えば、受信機２０は、パケットのストリームの各パケットの見込み呼損率Ｐ_ＬＯＳＳを計算できる。1組のnパケット中で失われるパケットの数Nの推定値は、パケットの組中の個々のパケット用の呼損率を以下のように合計して決定できる：

ここで、Ｐ_ＬＯＳＳ(i)は1組のnパケット中のパケットiに対する呼損率である。

方程式１１から得られた番号Nは、失われたパケットで伝えられたデータを回復するために現在の条件の下で各組に必要なＦＥＣパケットの数の平均を示す。もしＦＥＣパラメーターが不変ならば、データソース２で生成されているパケットの現在の組は、（ｎ−ｋ）に等しい数のＦＥＣパケットを含む。Nが（ｎ−ｋ）から著しく異なるなら、ＦＥＣパラメーターが最良にセットされていない。現在の組が生成されるより前に、この事実をデータソース２に通知できる場合、ＦＥＣパラメーターは条件の変化を考慮して適応できる。例えば、データソース２は、どんなＦＥＣパケットも再生成や再送信する必要がないように、nの値を適応させて、kの値を維持してもよい。これは、マクオーレー（McAuley）、「コード修正によるバースト消去を使用する信頼できる広帯域通信」（Reliable Broadband Communication Using a Burst Erasure Correcting Code）、Proc. ACM SIGCOMM'90、フィラデルフィア、1990年9月、pp.297-306、の中で議論された「コード結合」（code combining）手法のように必要とされるあらゆる方法で行なえる。

N＜（ｎ−ｋ）ならば、組に過剰のＦＥＣパケットがある。データソース２は、ＦＥＣパケットの生成を切り詰めて、制御演算装置１０に送られるパケットの数を減らせる。

N＞（ｎ−ｋ）ならば、すべての失われたパケットで伝えられるデータの回復を可能にするには、組のＦＥＣパケットの数が不充分である。必要とされる追加のＦＥＣパケット数は、1組のパケット中のパケットが失われる平均確率Ｐ_ＡＶＥから決定できる。即ち：

組中のパケットが失われない平均確率は１−Ｐ_ＡＶＥである。平均Ｎ−（ｎ−ｋ）個の追加のＦＥＣパケットが必要量として与えられた場合、データソース２は、付加したＦＥＣパケットが何とかなる（survive）のに十分な数となるように、次式と等しい数のＦＥＣパケットを生成する必要がある。

付加したＦＥＣパケットの導入は、呼損率について影響が無視できると見なされる。そして、組中のパケット数をより大きくできる原因となる為に、隣接したパケット間の時間間隔を調節できるように、データソース２は十分早くにこの情報を備えると見なされる。

もし必要ならば、最高限度が、付加するＦＥＣパケットの数やＦＥＣパケットの総数に課されてもよい。1つの実施例では、パケットnの総数はマルチメディア・パケットの数の4倍以下に制限される。それは、マルチメディア・パケットの数kの３倍未満にＦＥＣパケットの総数（ｎ−ｋ）を制限することと等価である。

上述された非定常解析過程が受信機２０で行なわれ、組中の最後のパケットが制御演算装置１０に到着するとともに解析が終わることを指摘することは有用である。この時点は、組中の最後のパケットが受信機２０で実際に受け取られるか、受け取られるべきだった時に著しく先立っていてもよい。これは、非定常解析の結果がデータソース２により早く用意されることを可能にし、それによって、通信システム６０が通信状態の迅速な変化により早く対処できる。

C. 実施例（Implementation）
本発明の種々の態様を組込むデバイスは、計算機により実行されるソフトウェアや、より多くの専門の部品を含んでいるデバイスを含む様々な方法で実施される。ここで、この専門の部品は、汎用コンピューターで供給されたものと同様の部品に結合したデジタルシグナルプロセッサー(DSP)回路類のようなものである。図6は、本発明の態様を実施するために使用されるデバイス７０の概要のブロック線図である。プロセッサ７２は計算手段を備える。ＲＡＭ７３は、プロセッサ７２で処理に使用されるシステム・ランダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）である。ＲＯＭ７４は、デバイス７０を操作するためや本発明の種々の態様の実施のために必要とされるプログラムを格納するための読み取り専用メモリ(ROM)のような持続性の記憶のある形式を表わす。Ｉ／Ｏ制御７５は、通信チャネル７６、７７経由で信号を送受信するためのインタフェース回路を表わす。実施例で示すように、主なシステムコンポーネントはすべてバス７１に接続される。バス７１は1を超える物理的論理的なバスを表わしてもよい。しかしながら、バス・アーキテクチャは本発明を実施するには要求されない。

汎用計算機システムで実施される実施例では、追加の部品が、キーボード、マウス、ディスプレイのようなデバイスに接続するためや、磁気テープ、磁気ディスク、光学媒体のような記憶媒体を有する記憶装置７８の制御のために含まれる。記憶媒体はオペレーティング・システム、ユーティリィティおよびアプリケーションに対する指示のプログラムを記録するために使用されてもよく、本発明の種々の態様を実施するプログラムを含んでもよい。

本発明の種々の態様を実施するのに必要な機能は、離散的なロジック部品、集積回路、1つ以上のASICおよび／またはプログラム制御のプロセッサを含む種々様々の方法で実行される部品で行なえる。これらの部品が実施される方式は本発明にとって重要ではない。

本発明のソフトウェア実施は、超音波から紫外線周波数までスペクトルの全体にわたる、ベースバンドあるいは変調された通信パスのような様々な機械可読の媒体や、磁気テープ、磁気カード、磁気ディスク、光学カード、光学ディスク、および紙を含む媒体上の検知できる模様を含む任意の記録技術を実質的に使用して、データを伝える記憶媒体によって伝えられる。

Claims (8)

1. 第１の数のアプリケーションデータ・パケットと第２の数の誤り訂正パケットを有する1組のパケット中に配置されたデータを伝達するソース信号を供給するデータソースであって、ここに制御情報に応じて前記第１の数あるいは前記第２の数を適応し、ここで前記第１の数は0以上の整数であり、前記第２の数が0以上の整数であって；
   前記ソース信号を受信し、前記組のパケットのうち少なくともあるパケットのデータをバッファー中に記憶し、前記バッファーに保存された少なくともあるデータのパケットを含む出力信号を送信するパケット制御演算装置であって、ここにデータが、パケット・データを記憶するために前記バッファー中の空間を割り付けて解除することを含むバッファー待ち行列方式（buffer queuing scheme）を使用して、前記バッファーに保存され、そして、前記バッファーにパケット・データを記憶するのに使える記憶領域がない場合、前記パケット制御演算装置に到着するパケットに関してデータを廃棄し；
   前記出力信号中の前記パケットの少なくともいくつかを受信する受信機とを備える通信網中のパケットの供給制御システムに用いられる制御方法であって：
   前記パケット制御演算装置が前記データソースからパケットを受信する場合に、前記組中のパケットに対するパケット到着時刻を得る工程と；
   そのパケット・データが前記出力信号中で送信された後に、当該パケット・データを記憶する前記バッファー中の空間が解除される場合に、解除時間を得る工程と；
   前記到着時刻と前記解除時間から、前記バッファーが前記到着時刻にパケット・データを記憶する記憶領域を有しない確率の基準を導く工程と；
   前記確率の基準から前記制御情報を生成する工程と；
   を有する通信網中のパケットの供給制御方法。
2. 前記受信機中で行なわれる請求項１に記載の通信網中のパケットの供給制御方法であって：
   前記到着時刻は、前記ソース信号を生成する前記データソースによって使用される処理のモデルから得られた、推定された到着時刻であり；
   前記解除時間は前記出力信号の監視により得られ；
   前記確率の基準は、複数の呼損率の平均から導き出され、ここで各呼損率は、前記解除時間と前記推定された到着時刻のまわりに分布した複数の到着時刻の各到着時刻に応じて決定される；
   通信網中のパケットの供給制御方法。
3. 請求項２に記載の通信網中のパケットの供給制御方法であって、
   データの各パケットが受信されたという前記受信機からの通知を前記パケット制御演算装置が受信するまで、前記パケット制御演算装置は、1回以上の送信時刻で前記データの各パケットを送信し；
   前記各パケットの最後の送信時刻から前記データの各パケットの解除時間を得る；
   通信網中のパケットの供給制御方法。
4. 請求項３に記載の通信網中のパケットの供給制御方法であって、
   二度以上送信されるパケットを識別するために前記出力信号中で伝達された制御情報を調べ；
   前記データの各パケットの最後の送信時刻を決定するために前記制御情報を使用する；
   通信網中のパケットの供給制御方法。
5. 請求項２又は３に記載の通信網中のパケットの供給制御方法であって、前記各呼損率が：
   前記バッファーに対する待ち行列の長さの確率分布を決定し；
   前記バッファーについて各到着時刻でパケット・データを記憶する記憶領域がない確率を推定するために前記待ち行列の長さの確率分布を使用する；
   工程を含んで決定される通信網中のパケットの供給制御方法。
6. 請求項５に記載の通信網中のパケットの供給制御方法であって、
   指定された解除時間の直後に、前記バッファーが指定レベルと等しい占有レベルにある確率を計算するために帰納的関数を使用することにより、前記バッファーに各到着時刻でパケット・データを記憶する記憶領域がない前記確率を推定する；
   通信網中のパケットの供給制御方法。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の通信網中のパケットの供給制御方法を遂行する回路を備える装置。
8. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の通信網中のパケットの供給制御方法を遂行するデバイスによって実行可能な、指示のプログラムを記録する媒体。

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