JPH01181256A - 待ち時間監視回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、待ち時間監視回路に関し、特に１つのサーバ
に対して複数の待ち行列が存在するときに、特定の待ち
行列内のセルの待ち時間を監視することができる待ち時
間監視回路に関するものである。

〔従来の技術〕

音声、データ、および画像等のマルチメディアを取り扱
うマルチメディア通信網を実現するための技術として、
非同期時分割技術（Ａ　　Ｓ　ｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　
　Ｔ　ｒａｎｓｆｅｒ　　Ｍｏｄｅ　　：　Ａ　Ｔ　Ｍ
　）が注目されている。ＡＴＭ技術とは、パケット交換
技術を応用したものであって、ルーチング情報等を含む
ヘッダと固定長の通信データからなるセルを通信の単位
として、多重・交換・伝送を行う方法である。

すなわち、通常のパケットは可変長の通信データ群であ
るのに対して、セルはＣＣＩＴＴの用語であって、例え
ば３２バイトあるいは６４バイト等の固定長の通信デー
タ群である。

このＡＴＭ技術は、上述のように先ず音声、データ、お
よび画像等の情報を時分割多重化した後。

伝送および交換を行うのであるが、多重化する多重化部
は、待ち行列とサーバからなる待ち行列システムモデル
を用いて表現することが可能である。

また、ＡＴＭ網においては１通信メディアごとに異なる
通信品質を保証するため、各通信品質ごとに待ち行列を
個別に設けている。すなわち、各待ち行列を蓄積するた
めの複数個のＦ　Ｉ　Ｆ　０（Ｆｉｒｓｔ　　Ｉｎ　　
Ｆｉｒｓｔ　　０ｕｔ）バッファをサーバに接続し、こ
のサーバにより複数の行列の入力を時分割多重化して、
１本のラインに送出する。サーバは。

一種のセレクタであって、各ＦＩＦＯのアドレスを決め
てそれぞれの情報内容を読み込む役目を果す。

なお、待ち行列の理論については、例えば、「パケット
交換技術とその応用」　昭和５５年８月電子通信学会ｐ
ｐ、２３〜３７に記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のように、多重化部においては、複数個の待ち行列
が設けられているが、パケット交換方式で用いられてい
る技術では、これらの待ち行列の各待ち時間を直接監視
する方法がなかった。

すなわち、従来のパケット交換方式において待ち行列を
監視するには、待ち行列理論におけるＬｉｔｔｌｇの公
式を用いて、待ち行列の長さＬを監視し、この値を待ち
時間Ｗに換算していた。すなわち。

Ｗ＝−・Ｌ　・・・・・・・・・・・　（１）λ ここで、Ｗは待ち時間、λは到着率、Ｌは待ち行列の長
さである。

待ち時間を直接監視するよりも、待ち行列の長さを監視
する方が簡単に実現できるので、上式（１）による監視
方法は便利である。

しかし、従来のパケット交換方式では、１つのサーバに
対して１つの待ち行列しか存在しない場合が多いので、
上式（１）の監視方法で十分であったが、ＡＴＭ方式に
おいては、１つのサーバに対して複数の待ち行列が存在
するので、この場合には、上記Ｌ　１ｔｔｌｅの公式は
成立しない。

従って、ＡＴＭ方式の多重化部において、各待ち行列の
待ち時間を直接監視する方法がないため。

この方法が望まれていた。

本発明の目的は、このような従来の課題を解決し、１つ
のサーバに対して複数の待ち行列が存在する待ち行列に
おいて、特定の１つの待ち行列の待ち時間を簡単な回路
で、かつリアルタイムで監視することができる待ち時間
監視回路を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の待ち時間監視回路は
、１つのサーバに対して複数の待ち行列が存在する場合
、これらの中の特定の１つの待ち行列の待ち時間を監視
するために、１〜Ｎをカウントし、再度Ｏに戻り繰り返
し１〜Ｎをカウントするカウンタから、待ち行列に客が
到着するごとにＲＡＭにカウント値を書き込み、その待
ち行列から客が送出されるごとに、そのＲＡＭに書き込
まれたカウント値のうちの最も古い値を読み出してレジ
スタに格納し、レジスタ値を更新するとともに、そのレ
ジスタに格納されたカウント値とカウンタの現在値との
差分をとり、その差分に対しＮを法とするモジュロを算
出し、その値を待ち時間として出力することに特徴があ
る。

〔作　　用〕

本発明においては、対象となる待ち行列に客が到着する
と、カウンタのカウント値をＲＡＭに書き込み、その待
ち行列から客がサーバに送出されると、ＲＡＭの最古の
カウント値をレジスタに出力して、レジスタの値を更新
するとともに、カウンタの現在値とレジスタの現在値の
差分に対し、Ｎを法とするモジュロを算出する。すなわ
ち。

Ｖ／＝（Ｃｃ　　ＣＲ）ｍｏｄＮ　　ｓｓｓ＊ｍａ＊　
　（２）Ｗは待ち時間、Ｃ０はカウンタの現在値、ＣＲ
はレジスタ内のカウント値である。

これによって、待ち時間を直接監視することができるの
で、１つのサーバに対して複数の待ち行列が存在する待
ち行列システムにおいても、特定の１つの待ち行列の待
ち時間を監視することが可能である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す待ち時間監視回路の
構成図である。

第１図では、２つの待ち行列が１つのサーバを共用する
場合を示しているが、３以上の待ち行列が１つのサーバ
を共用する場合も、全く同じようにして構成できる。こ
こで、１は時分割多重化するために、メモリのアドレス
を決めてその情報内容を読み込むセレクト機能を有する
サーバであり、２および３は待ち行列を順次格納するＦ
ＩＦＯ等のバッファであり、４は１〜Ｎをカウントした
後、０に戻って繰り返し１〜Ｎをカラン１−するカウン
タであり、５はメモリ（ＲＡ　Ｍ）であり、６はメモリ
の最古のカウント値を格納するレジスタであり、７は差
分に対しＮのモジュロを算出するための減算器である。

また、ＲＡＭ５の端子Ｗはカウント値の書き込み端子、
端子ＷＣはカウント値を書き込むための同期制御端子、
Ｒは読み出し用端子、ＲＣはカウント値を読み出すため
の同期制御端子。

ＡＲＲはセルが対象の待ち行列に到着する度に制御信号
を送出する制御信号線、ＤＥＰはセルが対象の待ち行列
からサーバに送出される度に制御信号を送出する制御信
号線、ＩＮＩ、ＩＮ２は各通信品質ごとの入力信号線、
Ｑｌ、Ｑ２はＦＩＦＯに格納されている各待ち行列、Ｏ
ＵＴは出力信号線である。

セルは、各通信品質ごとに信号線ＩＮＩ、ＩＮ２からそ
れぞれ待ち行列バッファ２および３に到着し、それぞれ
順次格納されて待ち行列Ｑｌ、Ｑ２となる。そして、特
定の制御アルゴリズムに従って、サーバ１を経由して、
１つずつ信号線ＯＵＴに送出される。すなわち、信号線
ＯＵＴ上には。

サーバ１により選択され、ＦＩＦＯバッファから読み出
されて、待ち行列Ｑ１とＱ２が時分割多重化されシリア
ルに配列された情報が送出される。

第１図では、待ち行列Ｑ１におけるセルの待ち時間を監
視する回路のみが示されているので、ここでは待ち行列
Ｑ１のセルの待ち時間監視について述べる。なお、待ち
行列Ｑ２の待ち時間についても、全く同じようにして監
視できることは勿論である。

カウンタ４は、１からＮ（２以上の正の整数）まで１つ
ずつカウントアツプすると、再びＯに戻って１からＮま
でのカウントアツプを繰り返す。セルが待ち行列バッフ
ァ１に到着する度ごとに、信号線ＡＲＲを介してメモリ
５に書き込み制御信号が送出されて、それに同期してカ
ウンタ４の現在カウント値がメモリ５に順次書き込まれ
る。

また、レジスタ６へは、メモリ５に書き込まれているカ
ウント値のうちの最も古いカウント値が転送されて、格
納される。その転送時刻は、メモリ５のＲ端子からの読
み出し時刻と同じであって。

ＲＣ端子に信号線ＤＥＰを介して送られてきた制御信号
に同期して最古のカウント値が読み出されて、レジスタ
６に転送される。

すなわち、ＦＩＦＯバッファ２内の待ち行列Ｑ１のうち
のセルがサーバ１に送出されると、信号線ＤＥＰを介し
てメモリ５の端子ＲＣに読み出し制御信号が送出される
ことにより、その時刻に同期してメモリ５の読み出しア
ドレスが１つ更新されて、メモリ５内のカウント値が読
み出され、レジスタ６に転送される。

減算器７では、前記カウンタ４の現在のカウント値から
レジスタ６のカウント値を減算し、さらにＮを法とする
モジュロを算出して、その算出結果を待ち行列Ｑ１の待
ち時間として信号線ＳＵＰから出力する。

第２図は、第１図の動作タイミングチャートである。　
　　　゛ ここでは、Ｎ＝１００と仮定して、各条件ごとにＲＡＭ
、レジスタの値ＣＲ，カウンタの値Ｃｃ。

および出力ＳＵＰの各位を示している。

先ず、レジスタ６の値ＣＲｒカウンタ４の値ｃｃの関係
が、ｃｏ≧ＣＲのときには、例えば、ＲＡＭに対して、
カウンタ値が３．７，１１．１３のときに客が入力した
ため、古い順に３．７，１１゜１３が記憶されている。

いま、待ち行列から客が出力したことにより、レジスタ
６には古い順にカウント値３が出力されて格納され、そ
のときカウンタ４のカウント値は１５であるとする。減
算器７は（Ｃｃ−Ｃｎ）＝１５−３＝１２を算出すると
ともに、　モジュロ１００も１２であるから待ち時間と
して出力ＳＵＰに１２を出力する。

このようにして１本実施例においては、待ち時間が簡単
な回路により直接監視できることになる。

次に、レジスタ６の値ＣＲ，カウンタ４の値Ｃ０の関係
が、ＣＣくＣＲのときには１例えば、ＲＡＭに対して、
カウンタ値が９１．９８，２．５のときにそれぞれ客が
入力したため、古い順に９１゜９８．２．５が記憶され
ている。いま、待ち行列から客が出力したことにより、
レジスタ６には古い順にカウント値９１が出力された後
、格納される。そのとき、カウンタ４のカウント値が１
０であると仮定する。減算器７は、（ＣＣＣＲ）　＝　
１０−９１＝−８１を算出するとともに、モジュロ１０
０の１００−８１＝１９を算出し、待ち時間とじて出力
ＳＵＰに１９を出力する。

次に、第１図に示すカウンタ４およびメモリ５等の設計
のガイドラインを述べる。

先ず、以下のパラメータを定義する。

最大観測待ち時間をＭとし、観測待ち時間の精度（単位
は時間）をＰとし、最大待ち行列長をＬとする。

そして、このときのカウンタ４の最大計数値Ｎと、カウ
ンタ４の計数ステップ時間Ｔと、メモリ５の容ｉＲ（ビ
ット）とを、以下に示すように設定する。

Ｎ＝Ｍ／Ｐ　　・・・・・・・・・・・・　（３）Ｔ＝
Ｐ　　　・・・・・・・・・・・・・　（４）Ｒ＝ＬＱ
ｏｇ、Ｎ　　・・・・・・・・・・・　（５）また、メ
モリ５の書き込み・読み出しアドレス制御は、シーケン
シャルに行えばよいので、その制御はシーケンシャルカ
ウンタを用いて非常に簡単に実現することができる。

また、減算器７において、カウンタ４の現在のカウント
値からレジスタ６のカウント値の減算を行った後、さら
にＮを法とするモジュロを算出する理由は１次に示す式
により明らかとなる。

すなわち、レジスタ６内のカウント値をＣｎ　ｖカウン
タ４の現在のカウント値をＣｃとすると。

待ち時間Ｗは、次式で表わされる。

先ず、ｃｏ≧ＣＲのとき、Ｗ＝Ｃｃ−ＣＲ・・・・・・
・・・・・　（６） また、Ｃｃ　＜　Ｃｎのとき、Ｗ＝（Ｃｃ＋Ｎ）　−Ｃ
ｎ・・・・・・・・・・　（７） 従って、これら（６）式と（７）式の両方を成立させる
ためには、両式（２）によって待ち時間を決定すること
ができる。

Ｗ＝（ＣＣ−ＣＲ）ｍｏｄＮ 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、１つのサーバに
対して複数の待ち行列が存在する場合に、ソフ１へウェ
アを用いずに、簡単なハードウェア回路で実現できるの
で、特定の１つの待ち行列の待ち時間を直接監視するこ
とができ、しかも処理遅延時間が短いため、リアルタイ
ムで監視が可能である。従って、この待ち時間の監視結
果を利用することにより、ＡＴＭ網のリソースを有効に
使用するための重要なトラヒック制御を行うことが可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す待ち時間監視回路の構
成図、第２図は第１図における動作タイミングチャート
である。 １：サーバ、２，３：待ち行列バッファ、４：カウンタ
、５：メモリ（ＲＡＭ）、６：レジスタ、７：減算器、
Ｑｌ、Ｑ２：待ち行列、ＳＵＰ：待ち時間監視出力、Ｏ
ＵＴ　：時分割多重情報出力、ＩＮＩ、ＩＮ２：入力通
信線。 第　　　１　　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１つのサーバに対し複数の待ち行列が接続され、
   該待ち行列の客が予め定められた１つの待ち行列に到着
   してから、上記サーバに送出されるまでの待ち時間を監
   視する待ち時間監視回路において、１からＮまでを繰り
   返しカウントするカウンタと、上記待ち行列に客が到着
   する度に上記カウンタのカウント値が書き込まれるメモ
   リと、上記待ち行列から客が送出される度に、上記メモ
   リからカウント値のうちの最も古いカウント値が読み出
   され、読み出されたカウント値が転送されることにより
   、内容が更新されるレジスタと、該レジスタに格納され
   たカウント値と上記カウンタの現在値との差分に対して
   Ｎを法とするモジュロを算出し、算出した結果を待ち時
   間として出力する減算器とを有することを特徴とする待
   ち時間監視回路。