JPH06338902A - 呼受付制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＡＴＭ網において呼の接続判定を行なうとき、
様々な呼の要求する通信品質を満足させると共に判定処
理量を小さくし、接続遅延時間を減少させる。 【構成】端末より発呼要求が発生したときに呼種の判定
を行なう呼種判定手段、この呼種判定手段により判定さ
れた呼種に応じて呼受付判定アルゴリズムを実行する呼
受付判定手段、この呼受付判定手段により呼受付可能と
判定された場合に呼設定処理を実行する手段を具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非同期転送モードによ
る交換網において呼種に応じて呼の受付を判定する呼受
付制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）
網を用いて端末間で通信を行なう時には、端末間にＶＣ
（Virtual Channel ）と呼ばれるコネクションを設定
し、設定されたＶＣにそってセルと呼ばれる固定長のデ
ータユニットを転送する。同一の伝送路には複数のＶＣ
が多重化される。多重化された各ＶＣのセルは非同期に
送られてくるため、同一の伝送路に出力されるセルが複
数の端末から同時に入力された場合などには輻輳が生
じ、セルの廃棄や遅延時間の増大などの通信品質の劣化
が発生する。そのため、ＡＴＭ網では、過度の輻輳が生
じないようにするために、ユーザーから発呼要求が発生
するときに、ＶＣのセル流のトラヒック特性を表すトラ
ヒック記述子を申告させ、ＶＣを設定できるかどうかの
呼受付判定を行なう。

【０００３】従来は、ＶＣが設定できるか否かの判定を
行うアルゴリズムとして、すべてのＶＣに対して同一の
ものを適用していた。しかし、ＡＴＭ網で扱われるトラ
ヒック特性は様々であり、すべてのＶＣに適用できるア
ルゴリズムは処理量が大きくなって接続遅延が増加する
という問題点がある。一方、少ない処理量で実行できる
アルゴリズムも存在するが、一定の条件を満足するトラ
ヒックに対してしか適用できないという欠点がある。

【０００４】更に従来、１種類のアルゴリズムによりＶ
Ｃ（呼）の接続判定を行なう場合、呼の種類やその時点
で接続中の呼の数を考慮せずに行なっていたため、その
通信状況を加味した高精度な判定が出来ないという欠点
も有った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上述べた様に従来方
式では、呼の接続判定を行なう場合に１種類のアルゴリ
ズムのみを用いていたため、全ての呼に対して少ない処
理量で判定できず、更に通信状況を加味した綿密な判定
も行なえないという欠点が有った。

【０００６】本発明の目的は、呼の接続判定を行なう場
合に全ての呼に応じて効率良く対応できると共に、通信
状況を加味して高精度な判定が行なえる呼受付制御装置
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、端末間で通信
を行なうためのＡＴＭ網において、端末より発呼要求が
発生したときに呼種の判定を行なう呼種判定手段と、こ
の呼種判定手段により判定された呼種に応じて呼受付判
定アルゴリズムを実行する呼受付判定手段と、この呼受
付判定手段により呼受付可能と判定された場合に呼設定
処理を実行する手段とを具備したことを特徴とするもの
である。

【０００８】更に本発明では、端末間で通信を行なうた
めのＡＴＭ網において、接続中の呼に関する情報を記憶
する呼接続情報記憶手段と、端末より発呼要求が発生し
たときに呼種の判定を行なう呼種判定手段と、呼の接続
可否判定を前記接続中の呼に関する情報を参照して呼種
毎に行なう複数の呼接続判定手段と、前記呼種判定手段
により判定された呼種に従って、接続可否判定を行なう
べき前記呼接続判定手段を選択する選択手段とを具備し
たことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】呼のセル流のピーク速度が伝送路の速度に比べ
て十分小さい場合には、呼受付制御においてはセルの到
着過程をポアソン過程であるとして扱うことができる。
この場合には呼の受付判定アルゴリズムは、ポアソン過
程に従う入力が要求される通信品質を満足する最大の負
荷率を予め求めておき、この値と現在の負荷率とを比較
するという簡単な計算によって実現できる。しかし、ピ
ーク速度が大きく、バースト的である場合にポアソン過
程として扱うと実際の通信品質はポアソン過程での通信
品質より劣化するため、より正確ではあるが処理量の多
くなるアルゴリズムを用いなければならない。

【００１０】従って本発明では、トラヒックの特性によ
って複数の呼種を設け、呼受付判定アルゴリズムとし
て、ある呼種に属する呼の発呼要求にたいしては、一定
の条件を満たす場合にしか適用できないが処理量の小さ
いアルゴリズム、他の呼種に対しては、処理量は大きく
なるが正しく要求通信品質を判定できるアルゴリズムを
適用するというように、複数のアルゴリズムを実行する
ことができる。

【００１１】つまり、呼種によって適正なアルゴリズム
選択することによって、すべての呼に同一のアルゴリズ
ムを適用する場合に比べて全体として少ない処理量で呼
受付判定を実行することができるようになり、接続遅延
時間を減少することが可能となる。

【００１２】更に本発明では、ＡＴＭ交換ノードに呼接
続要求があった場合、発呼した端末からＡＴＭ交換ノー
ドの間でセルが受ける遅延のゆらぎに関する情報である
ＣＤＶ情報と、接続要求対象の呼からのセル到着の仕方
を示す申告パラメータから、呼種判定装置により呼接続
要求のあった呼の呼種を決定する。ＣＤＶは、呼接続情
報管理装置内のＣＤＶ情報管理テーブルを調べることに
より得られる。

【００１３】呼接続判定装置選択装置は、現在接続され
ている呼種ごとの呼数と発呼があった呼の呼種から呼接
続判定を行う呼接続判定装置を選択する。現在接続され
ている呼種ごとの呼の数は、呼接続情報管理装置内の呼
接続数管理テーブルから得られる。選択された呼接続判
定装置は、現在接続されている呼種ごとの呼数と発呼が
あった呼の呼種から呼の接続可否判定を行う。

【００１４】

【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第１の実施例における呼受付制御装
置の一構成例である。呼受付制御装置１０は、呼設定処
理部１１とメモリ１２からなる。呼受付制御装置１が端
末よりＶＣの設定を要求する発呼要求を受信すると、呼
設定処理部１１は図２に示す処理を行う。はじめに発呼
要求メッセージに含まれるトラヒック記述子から発呼要
求呼がｎ個の呼種のいずれに属するかを決定する。呼種
を決定すると次に呼種１の場合には呼受付判定アルゴリ
ズム１を実行する。呼種２の場合には呼受付判定アルゴ
リズム２を実行する。以下同じ様にしてｎ個の呼受付判
定アルゴリズムの一つを選択し、実行する。呼種ごとに
定められた呼受付判定アルゴリズムを実行した結果、発
呼要求を受け付けて呼を設定することができると判定す
ると呼設定処理を行う。設定できないと判定した場合に
は呼設定拒絶処理を行い、発呼要求は呼損となる。メモ
リ１２は、図３に示すように呼種ごとに既に設定されて
いる呼に関する設定情報を記憶しており、呼受付判定ア
ルゴリズムを実行する際に用いられる。呼種の決定に用
いられるトラヒック記述子は、ピーク速度や平均速度な
どのＶＣのトラヒック特性をあらわすパラメータであ
る。また、セル廃棄率、遅延時間に関して複数の通信品
質クラスが存在する場合には、呼種の決定の際にトラヒ
ック記述子に加えて要求通信品質を考慮して行うことも
可能である。

【００１５】各呼種には、伝送路において使用できる通
信帯域が決められており、呼受付判定アルゴリズムは定
められた通信帯域によって、要求される通信品質で通信
を行うことができるかどうかの判定を行う。各呼種に割
り当てられる通信帯域は発呼要求の発生する頻度などに
基づいて予め決められている。また、呼種毎の現在の使
用率や呼損となる割合などによって、一定の時間周期や
呼損率が一定値を越えたときなどに変更することも可能
であるが、以下では簡単のために割り当てられている通
信帯域は一定であるものとして説明を行う。

【００１６】次に、呼受付判定アルゴリズムの説明を行
う。第１のアルゴリズムは、既に設定されている呼と発
呼要求呼の負荷の合計が定められた一定値以下となる場
合に設定可とするものである。この一定値はよく知られ
ているＭ／Ｄ／１／（Ｋ＋１）、ただしＫはバッファ容
量、のシステムにおいて求められるセル廃棄率を満足す
る負荷率によって与えることができる。この場合には、
メモリ１２には既に設定されている呼の平均速度の合計
Ｂと割り当てられている通信帯域Ｂ０、許される最大負
荷率λが記憶されている。受付判定アルゴリズムは具体
的には、まず、Ｂを読みだし、発呼要求呼の平均速度Ｂ
ｎｅｗとの和Ｂ´を計算する。次にこれをＢ０とλの積
と比較し、Ｂ´の方が大きくなければ呼を受け付けるこ
とができると判定する。

【００１７】また、第２の呼受付判定アルゴリズムで
は、佐藤：「確定的および統計的容量を有するバーチャ
ルパスの多重化特性」（1990年電子情報通信学会秋季全
国大会講演論文集B-505 ）の述べられているように一定
時間Ｔにおける到着セル数ｎに関する確率関数Ｆ(n) を
用いてセル廃棄率を推定し、呼の受付判定を行う。メモ
リ１２には既に設定されている呼についての確率関数Ｆ
(n) を記憶する。新たな呼の受付判定を行う場合にはま
ずメモリ１２からＦ(n) を読みだし、発呼要求呼の確率
関数ｆ(n) との間で畳み込み演算を行い、これからセル
廃棄率を計算する。計算されたセル廃棄率が要求される
セル廃棄率以下である場合には呼を受け付けることがで
きると判定する。

【００１８】上記２種類以外の呼受付判定アルゴリズム
を用いることも可能であるが、以下ではｎ＝２の場合に
限定し呼種１の呼受付判定アルゴリズム１として前記第
１のアルゴリズムを、呼種２の呼受付判定アルゴリズム
２のアルゴリズムを用いる場合について呼種の決定方法
を説明する。呼種１のアルゴリズムは、Ｍ／Ｄ／１／
（Ｋ＋１）モデルによって最大負荷率を計算しているた
め、最大速度が平均速度に比べて大きい場合には要求さ
れる通信品質を満足することができない。ただし、伝送
路の大きさが固定されている場合は、平均速度が小さい
ほど最大速度が平均速度に比べて大きくなっても要求品
質を満足することが可能である。一方、呼種２のアルゴ
リズムはその判定結果により常に要求通信品質を保証す
ることが可能であるが、呼種１のアルゴリズムに比べて
処理量が大きくなる。そのため、発呼要求を受信してか
ら処理が終了するまでの接続遅延時間が増加するという
欠点を有する。そこで、図４に示すように平均速度と最
大速度を用いて第１のアルゴリズムを用いても要求通信
品質を提供することができる呼を呼種１、それ以外の呼
を呼種２と定めると、呼種１の呼受付判定アルゴリズム
を適用できる発呼要求に対しては処理時間が短く、それ
以外の発呼要求は呼種２として処理するため要求される
通信品質を満足することが可能である。

【００１９】つまり図４において、呼種１では最大速度
と平均速度との差分はそれほど大きくないため、要求条
件が緩いと云える。従ってこの場合は処理時間の短い簡
単な第１のアルゴリズムを適用できる。一方、呼種２で
は最大速度と平均速度との差分が大きいため、要求条件
が厳しいと云える。従ってこの場合は処理時間の長い複
雑な第２のアルゴリズムを適用する。要するに、どちら
か一方の呼受付判定アルゴリズムのみを適用する場合に
比べて、図４の様に呼種を判定してその呼種に応じたア
ルゴリズムを適用することにより、遅延時間を減少する
と共に通信品質を向上することができる。

【００２０】呼設定制御装置１０の他の構成例を図５に
示す。選択部１３は呼種の判定を行う。呼種１の場合に
は処理部１を、呼種２の場合には処理部２を、以下同じ
様にして呼種ｎの場合には処理部ｎを選択する。各処理
部では、呼種ごとに定められた呼受付判定アルゴリズム
を実行する。各処理部に接続されているメモリはそれぞ
れの処理部が判定を行う呼種の設定情報を記憶してお
り、呼受付判定アルゴリズムの実行時に設定情報が読み
出される。この様に呼受付判定アルゴリズム毎にそれを
実行する演算部を並列に備えることによって、呼処理負
荷が大きい場合にも接続遅延を小さく保つことが可能で
ある。

【００２１】尚、通信資源（伝送路）を排他的に分割
し、分割された夫々の通信資源での呼受付判定は１つの
アルゴリズムで実行するようにすれば、他のアルゴリズ
ムがどのように実行されるかを考慮せずに呼受付判定を
行なえる。つまり複数の呼受付判定アルゴリズムを用い
る場合にそのための処理のオーバーヘッドなしに実行で
きる。

【００２２】次に本発明の第２の実施例による呼受付制
御装置の一構成例を図６に示す。図６において、呼接続
情報管理装置２１が図示しない呼接続要求を受信する
と、後述するＣＤＶ情報を参照して呼種を判定する。次
に呼接続情報管理装置２１は判定した呼種情報と現時点
の呼種毎の接続数情報を呼接続判定装置選択装置２２へ
送る。呼接続判定装置選択装置２２では、呼種情報と接
続数情報に従って、呼接続判定を行なわせるべき１つの
呼接続判定装置２３を選択する。そして選択した呼接続
判定装置２３へ呼種情報・接続数情報を送る。選択され
た呼接続判定装置２３では、これらの情報を用いて接続
要求された呼が接続可能か否かを判定し、その判定結果
を出力する。

【００２３】ここで図７は呼接続情報管理装置２１の内
部構成図である。呼接続情報管理装置２１は、各入力ラ
インに対するＣＤＶ情報を記憶しているＣＤＶ情報管理
テーブル２４と、呼の申告パラメータと呼が受けるＣＤ
Ｖからその呼の呼種を判定する呼種判定装置２５と、呼
の現在の接続数を各呼種ごとに記憶している呼接続数管
理テーブル２６から構成される。

【００２４】呼種判定装置２５は、例えばピークレート
を申告パラメータ、ＣＤＶの最大値をＣＤＶ情報とした
とき、図８のようにω₁ ，ω₂ …のような領域に分割さ
れた申告パラメータとＣＤＶ情報で張られる空間を持
ち、申告パラメータとＣＤＶ情報の組み合わせが入る領
域に対応する呼種を発呼させた呼の呼種とする。ここ
で、各々の領域ω_i と呼種ｉとの対応はあらかじめ作成
されている。また、呼接続要求のあった呼の受けるＣＤ
Ｖは、その呼の入力ライン番号からＣＤＶ情報管理テー
ブル２４を参照することにより得られる。

【００２５】ここで、呼接続判定装置２３の具体的処理
を以下に示す。例えば交換ノードでのセル廃棄等の通信
品質の劣化は、ノードからの出力回線の直前にある出力
バッファでのみ発生すると仮定する。このとき、ある交
換ノードにおいてその交換ノードに接続要求のあった呼
を接続できるか否かを判定する問題は、呼接続要求のあ
った呼が通過する出力バッファにその呼を接続できるか
否かを判定する問題に帰着される。そのため、呼接続判
定装置は呼接続要求のあった呼が通過する出力バッファ
の接続されている呼種と呼接続数により呼接続可否判定
を行う。

【００２６】呼接続判定装置の一例として、Ｍ／Ｄ／１
／Ｋ＋１モデルによる判定装置を示す。呼種ｉからのセ
ル発生過程を平均レートλ_i のポアソン過程と考える
と、出力バッファへの総トラヒックは平均レートλのポ
アソン過程となる。ここで、ｎ_i は出力バッファに接続
されている呼種ｉの数として、ｎ_i は呼接続要求のあっ
た呼を含むとする。また、λは次式で計算される。

【００２７】

【数１】 呼接続可否判定は、出力バッファでのセル廃棄率がある
規定値以下となる最大のλmax をあらかじめ計算してお
くことにより、

【００２８】

【数２】 ならば呼接続可とする。λmax は、出力バッファのサイ
ズをＫとしたとき、それをＭ／Ｄ／１／Ｋ＋１モデルで
モデル化することにより、例えば「ITC-13 Queueing, P
erformance and Control in ATM 」の予稿集pp.19 〜24
の「Queueing Analysis of Cell Loss Probability Con
trol in ATM Networks」記載の計算方法によりあらかじ
め計算しておく。この方法による呼接続可否判定は１回
の比較演算により行われるため、非常に少ない演算量で
実現できる。その反面、全ての呼種をポアソン過程と仮
定して判定を行っているため、ポアソン過程とは異なる
セル出力を行う呼の接続数が多くなってくるに従って判
定誤りの発生する確率が高くなるという欠点がある。

【００２９】他の呼接続判定装置２３の例として、テー
ブルを用いる判定装置を説明する。この例では、例えば
呼種数Ｉが２の場合、出力バッファに接続されている呼
種ｉの数ｎ_i の組み合わせ（ｎ₁ ，ｎ₂ ，…，ｎ_I ）に
対して、呼接続可否の判定をテーブルに記憶しておき、
判定はテーブルを引くことにより行う。ここで、ｎ_iは
呼接続要求のあった呼を含むとする。（ｎ₁ ，ｎ₂ ，…
ｎ_I ）の組み合わせに対する呼接続可否の判定はシミュ
レーション等によりあらかじめ作成しておく。この方法
による呼接続判定装置は、ｎ_i の最大値やＩが大きい場
合にはテーブルが非常に大きくなるため、テーブルを保
持するためのメモリ量やテーブルの検索時間が増大す
る。しかし、あらかじめ作成しておくテーブルが正確な
らば、呼の性質や呼接続数にかかわらず正確な判定を行
うことができる。

【００３０】呼接続判定装置選択装置２２では、例えば
セル発生過程がポアソン過程であるような呼種の接続数
が多い場合にはＭ／Ｄ／１／Ｋ＋１モデルによる呼接続
判定装置を選択することにより演算量を減らし、セル発
生過程が非ポアソン過程であるような呼種の接続数が多
い場合にはテーブルを用いる呼接続判定装置を選択する
ことにより高精度な判定を行うことができる。また、テ
ーブルによる呼接続判定装置を使用しない領域はテーブ
ルとして持つ必要がないため、テーブル量を削減するこ
とができる。

【００３１】呼接続判定装置選択装置２２は、例えば次
のようにして呼接続判定装置を選択する。ｉを呼種に対
応する番号（自然数）、呼種数をＩ、呼種ｉの接続数を
ｎ_i、発呼要求のあった呼を含めた呼接続数をＩ次元空
間上の１点ｎ＝（ｎ₁ ，…，ｎ_I ）と定義し、ｎ₁ から
ｎ_I で張られる空間上の領域Ｄ_j をあらかじめ決めてお
く。ここで、領域数をＪとする。もしｎεＤ_j ならば、
呼接続判定装置ｊにより接続可否判定を行う。Ｉ＝２の
場合の、選択領域の一例を図９に示す。

【００３２】呼接続判定装置選択装置の他の構成例とし
て、例えば発呼要求のあった呼が呼種ｉならば、呼接続
判定装置ｉにより接続可否判定を行う。さらに別の呼接
続判定装置選択装置の構成例として、発呼要求のあった
呼が呼種ｉであり、もしｉεＤ_j ならば、呼接続判定装
置ｊにより接続可否判定を行う。ここで、ｄ_j をｄ_j ＜
ｄ_j+1 なる自然数とすると、Ｄ_j は（ｄ_j ，ｄ_j+1 ）で
表される。つまりスケール上に一列に並んだＤ_j （１≦
ｊ≦Ｉ）に対し、呼種ｉがどのＤ_j に属しているかによ
って、該当する呼接続判定装置ｊを選択する。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば呼の接続判定を行なう場
合に呼の種類を判定し、その種類に応じた最適な判定ア
ルゴリズムを適用するため、全ての呼に対して効率良く
対処できる。又、接続判定の際にはその時点での呼種毎
の接続数を参照するため、通信状況を加味した高精度な
判定が行なえるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例による呼設定制御装置
の構成図。

【図２】 本発明の第１の実施例による呼設定処理部の
フリーチャート。

【図３】 本発明の第１の実施例によるメモリの記憶内
容を示す図。

【図４】 本発明の第１の実施例による呼種１と呼種２
の設定関係を示す図。

【図５】 本発明の第１の実施例による呼設定制御装置
の他の構成図。

【図６】 本発明の第２の実施例による呼設定制御装置
の構成図。

【図７】 本発明の第２の実施例による呼接続情報管理
装置の構成図。

【図８】 本発明の第２の実施例による呼種判定領域を
示す図。

【図９】 本発明の第２の実施例による呼接続判定装置
の選択領域を示す図。

【符号の説明】

１０…呼設定制御装置 １１…呼設定処理部 １２…メモリ １３…選択部 ２１…呼接続情報管理装置 ２２…呼接続判定装置選択装置 ２３…呼接続判定装置 ２４…ＣＤＶ情報管理テーブル ２５…呼種判定装置 ２６…呼接続数管理テーブル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端末間で通信を行なうためのＡＴＭ網にお
   いて、端末より発呼要求が発生したときに呼種の判定を
   行なう呼種判定手段と、この呼種判定手段により判定さ
   れた呼種に応じて呼受付判定アルゴリズムを実行する呼
   受付判定手段と、この呼受付判定手段により呼受付可能
   と判定された場合に呼設定処理を実行する手段とを具備
   したことを特徴とする呼受付制御装置。
2. 【請求項２】端末間で通信を行なうためのＡＴＭ網にお
   いて、接続中の呼に関する情報を記憶する呼接続情報記
   憶手段と、端末より発呼要求が発生したときに呼種の判
   定を行なう呼種判定手段と、呼の接続可否判定を前記接
   続中の呼に関する情報を参照して呼種毎に行なう複数の
   呼接続判定手段と、前記呼種判定手段により判定された
   呼種に従って、接続可否判定を行なうべき前記呼接続判
   定手段を選択する選択手段とを具備したことを特徴とす
   る呼受付制御装置。