JPH09107370A - Simulation method and simulator - Google Patents

Simulation method and simulator

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Publication number
JPH09107370A
JPH09107370A JP20620896A JP20620896A JPH09107370A JP H09107370 A JPH09107370 A JP H09107370A JP 20620896 A JP20620896 A JP 20620896A JP 20620896 A JP20620896 A JP 20620896A JP H09107370 A JPH09107370 A JP H09107370A
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JP
Japan
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state
transition
frequency
simulation
packet
Prior art date
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Pending
Application number
JP20620896A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukio Kamaya
幸男 釜谷
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH09107370A publication Critical patent/JPH09107370A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the simulator that evaluates frequency of incidence of a low incidence probability in a system whose state is transited in a probable way at a high speed by providing each of simulation model setting means, initial state setting means, calculation of transition probability and calculation of incidence probability means. SOLUTION: An input section 49 receives various information. An environment setting section 50 sets various parameters based on characteristic information of the system received via the input section 49, models the network system being an evaluation object to set a proper traffic model. Furthermore, when information required to set an initial state and an intermediate state of the system is entered, a simulation environment corresponding to each state is set. An evaluation section 51 is a simulation engine and sends the information obtained as a result to a processing section 53. An output section 54 outputs a statistic variable obtained by the processing section 53 by using a CRT or a printer or the like.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、システムの性能を
評価するシミュレーション方法およびシミュレータであ
って、例えば、パケット通信網やATM通信網等の通信
システムの性能指標の1つであるパケットあるいはセル
を廃棄する状態の生起する頻度といった生起確率の低い
事象の生起頻度の評価を行うシミュレーション方法およ
びシミュレータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a simulation method and a simulator for evaluating the performance of a system, for example, a packet or cell which is one of the performance indicators of a communication system such as a packet communication network or an ATM communication network. The present invention relates to a simulation method and a simulator for evaluating the occurrence frequency of an event having a low occurrence probability such as the occurrence frequency of a discarded state.

【0002】[0002]

【従来の技術】パケット通信網やATM(Asynchronous
Tranfer Mode :非同期転送モード)通信網などの性能
指標のひとつに、パケットあるいはセルの廃棄率があ
る。仕様としては、10-10 以下などと記される。ま
た、遅延分散(CDV、Cell DelayVariation)につい
て、CDV<250μsec(10-10 quantil
e)という仕様の表記もある。このように、セル特性評
価としては、単に、全体の平均特性のみではなく、パケ
ットやセルの廃棄といった非常に発生頻度がまれな事象
(rare event以下、稀少事象と呼ぶ)の平均特性も対象
とする。システム設計の際には、これらの仕様を満たす
べく設計する必要があるから、品質評価を行う必要があ
る。品質評価として、例えば、解析手法は網解析一般に
は適用が困難である。よって、現実的には、近似解析手
法や、モンテカルロ・シミュレーション手法による。
2. Description of the Related Art Packet communication networks and ATM (Asynchronous
Tranfer Mode (Asynchronous Transfer Mode) One of the performance indicators of communication networks is the packet or cell loss rate. The specifications are written as 10-10 or less. Regarding delay dispersion (CDV, Cell DelayVariation), CDV <250 μsec (10 −10 quantil)
There is also a specification notation e). In this way, not only the average characteristics of the entire cell but also the average characteristics of very rare occurrence events (rare events, hereinafter called rare events) such as packet and cell discards are targeted for cell characteristic evaluation. To do. When designing a system, it is necessary to perform quality evaluation because it is necessary to design to meet these specifications. For quality evaluation, for example, the analysis method is difficult to apply to general network analysis. Therefore, in reality, the approximation analysis method and the Monte Carlo simulation method are used.

【0003】解析手法としては、いろいろな近似方法が
提案されているが、近似精度、適用範囲などに制約があ
り、使用に際しては、十分な検討が必要である。また、
解析対象によっては、膨大な状態と状態遷移を計算機上
に確保する必要がある。この場合は、計算機のメモリな
ど実際上の制約がかかる。また、解析手法がシミュレー
ションに比べて高速に答を得られるということも一般的
にはいえない状況もある。
As an analysis method, various approximation methods have been proposed, but there are restrictions on approximation accuracy, applicable range, etc., and sufficient examination is required before use. Also,
Depending on the analysis target, it is necessary to secure enormous states and state transitions on a computer. In this case, there are practical restrictions such as the memory of the computer. In addition, it cannot be said in general that the analysis method can obtain an answer faster than the simulation.

【0004】モンテカルロ・シミュレーション手法は直
接的で、正確な結果をえやすい。しかし、10-10 とい
う評価をするには、シミュレーションでは、1011〜1
012の事象を発生させる必要がある。事象内容にもよる
が、これは、現状の計算機あるいは、数年後の計算機で
も実用的時間内に結果が得ることが困難である。現実的
には、10-5程度の評価が精いっぱいであろう。
The Monte Carlo simulation method is straightforward and easy to obtain accurate results. However, in order to make an evaluation of 10-10, in the simulation, 1011-1
012 events need to occur. Depending on the content of the event, it is difficult to obtain a result within a practical time even with a current computer or a computer several years later. In reality, the evaluation of 10-5 will be full.

【0005】また、ソフトウエアでのシュミレーション
ではなく、実際に実験評価装置をつくってシミュレーシ
ョンする方法も考えられるが、試作機を作成するのは容
易ではないし、評価内容の一般性、拡張性に欠ける。
Although a method of actually making an experimental evaluation device and performing simulation can be considered instead of a simulation by software, it is not easy to create a prototype, and the generality and expandability of evaluation contents are lacking. .

【0006】これらの点をふまえ、セル廃棄のような稀
少事象の評価は一般的には困難といえる。
Based on these points, it is generally difficult to evaluate a rare event such as cell discard.

【0007】しかし、実際のシステム仕様として、上記
のような厳しい稀少事象の評価、設計が求められている
以上、製品設計技術としての“稀少事象評価技術”が現
実に必要となることは明かである。その方法には以下の
項目が考慮されるべきであろう。
[0007] However, as the actual system specifications require the severe evaluation and design of rare events as described above, it is clear that "rare event evaluation technology" as a product design technology is actually required. is there. The following items should be considered in the method.

【0008】(1)高速性…10-15 などという事象評
価が可能となるくらいに高速性が必要。(2)汎用性…
多様なシステムに対応できる統一的なツールを提供でき
ること。(3)容易性…使用に際して極力、オーバーヘ
ッドが少ないことが望ましい。少なくとも、設計者レベ
ルの人には容易に活用出来ねばならない。
(1) High speed ... High speed is required so that an event such as 10-15 can be evaluated. (2) Versatility ...
To be able to provide a unified tool that can support diverse systems. (3) Ease of use: It is desirable that the overhead is as small as possible during use. At the very least, it should be easy to use for designer level people.

【0009】最近、稀少事象のシミュレーションを高速
に実行しようとする試みがなされている。そこでは、基
本的に、IS(Importance Sampling )と呼ばれる考え
方を採用している。これは、稀少事象の発生頻度を高め
るように、システムパラメータ(トラヒックパラメータ
を含む)を歪ませる(バイアスする)手法である。この
方法は、最適化問題、遷移確率行列の計算などいくつか
の困難な課題をもっており、解決手法がいろいろ検討さ
れている。
Recently, attempts have been made to execute a simulation of rare events at high speed. There, basically, an idea called IS (Importance Sampling) is adopted. This is a method of distorting (biasing) system parameters (including traffic parameters) so as to increase the frequency of occurrence of rare events. This method has some difficult problems such as optimization problem and calculation of transition probability matrix, and various solving methods have been studied.

【0010】次に、従来のシミュレーション方法につい
て図面を参照して説明する。
Next, a conventional simulation method will be described with reference to the drawings.

【0011】ここで示す待ち行列のモデルは、事象(ト
ランザクション)の到着時間の分布、サービス時間の分
布をそれぞれ一般分布、窓口の数を1、待ち行列の許容
長をKとしている(G/G/1/K)。
In the queue model shown here, the distribution of event (transaction) arrival times and the distribution of service times are general distributions, the number of windows is 1, and the allowable queue length is K (G / G). / 1 / K).

【0012】図22(a)で、単一の長さKの待ち行列
の定常状態を考える。到着率λ、サービス率μ(λ<
μ)の場合、一般的に、図22(b)に示すように、待
ち行列長(Q)の分布は、その長さが長いほど発生頻度
が下がり、稀少事象となる。ここで、セル廃棄率をシミ
ュレーションしたいと考えれば、図22(b)でいえ
ば、Q>Kとなる事象(event)を数えなければな
らない。
Consider the steady state of a single queue of length K in FIG. Arrival rate λ, service rate μ (λ <
In the case of μ), generally, as shown in FIG. 22B, the distribution of the queue length (Q) becomes less frequent as the length thereof becomes longer, and becomes a rare event. Here, if it is desired to simulate the cell discard rate, in FIG. 22B, it is necessary to count the events (events) where Q> K.

【0013】従来のモンテカルロ・シミュレーションで
はこの図22(b)のイメージをそのまま忠実にシミュ
レーションしていた。
In the conventional Monte Carlo simulation, the image shown in FIG. 22B was faithfully simulated.

【0014】これに対し、ISでは次のように考える。
すなわち、図23(b)に示すように、待ち行列Qの分
布を強引に歪ませてQ>Kとなるような頻度をずっと高
くする。歪ませる方法としては、たとえば、図23
(a)に示したように、到着率とサービス率の割合を変
化させることなどが考えられる。
On the other hand, the IS considers the following.
That is, as shown in FIG. 23B, the distribution of the queue Q is forcibly distorted so that the frequency of Q> K becomes much higher. As a method of distorting, for example, FIG.
As shown in (a), it is possible to change the ratio of the arrival rate and the service rate.

【0015】その結果、シミュレーション中での待ち行
列長(Q)の時系列な変動軌跡は、図24に示すように
なる。つまり、本来の軌跡(実線)に対して、歪待ち行
列の軌跡(一点鎖線)は、Q>Kとなる頻度がずっと多
くなっている。ここで得られた結果から、もし、なんら
かの方法で歪前の頻度情報に変換しなおせれば、歪分布
を用いて高速に結果をえることができる。実際、適当に
歪に応じた確率密度関係の重みづけを計算すれば、本来
の目的の統計量が計算できる。
As a result, the time-series fluctuation locus of the queue length (Q) during the simulation is as shown in FIG. That is, with respect to the trajectory of the distortion queue (dashed line), the frequency of Q> K is much higher than that of the original trajectory (solid line). If the result obtained here can be converted back into the frequency information before distortion by some method, the result can be obtained at high speed using the distortion distribution. Actually, if the weighting of the probability density relationship according to the distortion is appropriately calculated, the originally intended statistic can be calculated.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】このように、IS法で
の歪の程度は、最も計算時間が少なくて正確な(通常の
モンテカルロ法なみ)結果が得られるように設定される
べきである。計算時間としてはアルゴリズム的にステッ
プ数が少ないほどよいのであるが、各ステップの実行時
間も短くなることが必要であり、全体としては、(単位
ステップ処理時間)×(ステップ数)の総和を最小にす
るのが最も効率が良いといえる。さらに、こういう意味
で最短時間シミュレーションを実現するための系の歪
は、シミュレーションが終わってからはじめて評価され
たのでは遅い。つまり、シミュレーション開始前に新し
い歪が短時間で分かることがのぞましいが、それが出来
ない場合でも最低限、シミュレーションを実行しつつ、
最適な歪に収束するようなアルゴリズムが求められる。
As described above, the degree of distortion in the IS method should be set so that an accurate result (like a normal Monte Carlo method) can be obtained with the shortest calculation time. It is better for the calculation time to have a smaller number of steps algorithmically, but it is also necessary to shorten the execution time of each step, and as a whole, the sum of (unit step processing time) × (number of steps) is the minimum. It can be said that it is the most efficient to do. Further, in this sense, the strain of the system for realizing the shortest time simulation is slow if evaluated for the first time after the simulation is completed. In other words, it is desirable that a new distortion can be found in a short time before the simulation starts, but even if that is not possible, at least while performing the simulation,
An algorithm that converges to the optimum distortion is required.

【0017】その一例として、文献「 Importance Samp
ling for Stochastic Simulations」(Glyn他著 Manag
ement Science Vol.35 No.11 pp.1367-1392 Nov.1986
)によれば、求めようとする統計量の分散を最小にす
るように歪を調整する事(Variance Reduction)が記載
されている。
As an example, the document "Importance Samp
ling for Stochastic Simulations "by Glyn et al. Manag
ement Science Vol.35 No.11 pp.1367-1392 Nov.1986
) Describes that the distortion is adjusted so as to minimize the variance of the statistic to be obtained (Variance Reduction).

【0018】また、他の例として、文献「Statistical
Optimization of Dynamic Impor- tance Sampling Para
meters for Efficient Simulation of Communication N
et-works 」(Devetsikiotis 他著 IEEE/ACM Trans.N
etworking Vol.1 No.3 pp.293-305 Jun.1993)によれ
ば、統計量の真の分散を知ることは出来ないから、真の
分散の不偏分散推定量を用いる方法が提案されている。
As another example, the document “Statistical
Optimization of Dynamic Impor- tance Sampling Para
meters for Efficient Simulation of Communication N
et-works ”(Devetsikiotis et al. IEEE / ACM Trans.N
etworking Vol.1 No.3 pp.293-305 Jun.1993), it is not possible to know the true variance of statistics, so a method using an unbiased variance estimator of the true variance is proposed. .

【0019】これらの方法は、基本的には分散(あるい
は、その推定量)を最小化しようとする最適化問題の解
法の問題に帰着する。実際には、局所最適解を避けるた
めに、何らかの発見的手法を設けたり、局所解を評価し
たりする必要がある(以下の文献参照「Simulation of
Digital Communication Systems Using a Stochastica-
lly Optimized Importance Sampling Technique 」Al-Q
aq他著 Proceeding ofGLOBECOM pp.1718-1722 1993 、
「Stochastically Gradient Technique for the Effi
cient Simulation of High-Speed Networks Using Impo
rtance Sampling」Al-Qaq他著 Proceeding of GLOBE
COM pp.751-756 1993).しかし、最適解を求める手法
は安定性、収束性などの問題があり本来シミュレーショ
ンの高速化をめざしているのに、最適解を求めるのに時
間がかかるという逆説的な結果にもなりかねない。
These methods basically result in a solution of an optimization problem that seeks to minimize the variance (or its estimated amount). In practice, it is necessary to provide some heuristics or to evaluate the local solution in order to avoid the local optimal solution (see "Simulation of
Digital Communication Systems Using a Stochastica-
lly Optimized Importance Sampling Technique '' Al-Q
aq et al. Proceeding of GLOBECOM pp.1718-1722 1993,
`` Stochastically Gradient Technique for the Effi
cient Simulation of High-Speed Networks Using Impo
rtance Sampling '' Al-Qaq et al. Proceeding of GLOBE
COM pp.751-756 1993). However, the method for obtaining the optimum solution has problems such as stability and convergence, and although it is originally intended to speed up the simulation, it may take a paradoxical result that it takes time to obtain the optimum solution.

【0020】また、少しづつ歪を変更しながら、分散
(の推定量)の「表」を作成して、最適解の「探り」を
いれ、そこで、歪を決定して本格的なISシミュレーシ
ョンを始めるというアイディアも提案された(文献「Ef
ficient Estimation of CellBlocking Probability for
ATM System 」Wang他著 IEEE/ACM Trans.Networking
Vol.1 No.2 pp.230-235 Apr.1993 参照)。
Also, while gradually changing the distortion, create a "table" of variances (estimates of them) and put in a "search" for the optimum solution, where the distortion is determined and a full-scale IS simulation is performed. The idea of starting was also proposed (reference "Ef
ficient Estimation of CellBlocking Probability for
ATM System "Wang et al. IEEE / ACM Trans.Networking
See Vol.1 No.2 pp.230-235 Apr.1993).

【0021】しかし、この案も小規模のシミュレーショ
ンを行って得られた最適解が本格的なシミュレーション
での最適解であるという保証はない。
However, even in this case, there is no guarantee that the optimum solution obtained by carrying out a small-scale simulation is the optimum solution in a full-scale simulation.

【0022】一方、軌跡の集合の持つ力学的な構造に着
目して、実際に系のハミルトニアン(Hamilton
ian)を求めて、これを最小化する過程から最尤軌跡
を求めようとする考え方も提案されている(文献「A Qu
ick Simulation Method forExcessive Backlogs in Net
works of Queues」Parekh他著 IEEE Trans. Autom.Con
torol Vol.34 No.1 pp54-66 Jan.1989 参照)。ここで
は、陽にHamiltonianの形を求める必要があ
るとする。これは、極く単純なネットワーク、待ち行列
では可能であろうが、一般には非常に困難である。
On the other hand, paying attention to the dynamic structure of the set of trajectories, the Hamiltonian of the system is actually
ian), and the idea of trying to find the maximum likelihood locus from the process of minimizing it has also been proposed (Reference “A Qu
ick Simulation Method forExcessive Backlogs in Net
works of Queues "Parekh et al. IEEE Trans. Autom.Con
torol Vol.34 No.1 pp54-66 Jan.1989). Here, it is assumed that it is necessary to explicitly find the shape of Hamiltonian. This may be possible with a very simple network, queuing, but is generally very difficult.

【0023】また、従来のIS法の一般にいえることで
あるが、歪補正のための確率密度関数の重みつけを知ら
ねばならない。これには、あるモデル化に従ったりして
計算時間を少なくする工夫が必要になる。これも一般的
には困難な問題である。
As is generally true of the conventional IS method, the weighting of the probability density function for distortion correction must be known. For this, it is necessary to devise to reduce the calculation time by following a certain modeling. This is also a difficult problem in general.

【0024】このように、理論的にはIS手法の形式は
あるのだが、現実の問題に適用しようとすると、本質的
な課題が多い。
As described above, although there is theoretically a form of the IS method, there are many essential problems when it is applied to actual problems.

【0025】そこで、本発明は、確率的に状態が遷移す
るシステムにおける生起確率の低い状態の生起頻度を高
速に評価できるシミュレーション方法、および、それを
用いたシミュレータを提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a simulation method capable of quickly evaluating the occurrence frequency of a state having a low occurrence probability in a system in which the states transition probabilistically, and a simulator using the simulation method.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明のシミュレーショ
ン方法(請求項1)は、確率的に状態が遷移するシステ
ムにおける所望の状態の生起頻度を評価するシミュレー
ション方法であって、与えられた前記システムの特徴情
報をもとに前記システムのシミュレーションモデルを設
定する第1のステップと、この第1のステップで設定さ
れたシミュレーションモデルの状態を与えられた条件に
基づき前記システムの初期状態に設定する第2のステッ
プと、この第2のステップで設定された初期状態から前
記所望の状態への状態遷移系列が経由する中間状態を与
えられた条件に基づき少なくとも1つ設定し、前記初期
状態から前記中間状態へ遷移する頻度、前記中間状態か
ら次の中間状態へ遷移する頻度、前記中間状態から前記
所望の状態へ遷移する頻度を段階的に求めて、これら各
状態間を遷移する頻度から各状態間遷移確率を算出する
第3のステップと、この第3のステップで算出された各
状態間遷移確率を乗算して前記所望の状態の生起確率を
算出する第4のステップと、を具備することにより、生
起確率の低い状態の生起頻度を高速に評価できる。
A simulation method according to the present invention (claim 1) is a simulation method for evaluating the occurrence frequency of a desired state in a system in which states transition probabilistically. A first step of setting a simulation model of the system based on the characteristic information of the system; and a step of setting the state of the simulation model set in the first step to an initial state of the system based on given conditions. Step 2 and at least one intermediate state through which the state transition sequence from the initial state set in this second step to the desired state passes, are set based on the given conditions. Frequency of transition to a state, frequency of transition from the intermediate state to the next intermediate state, transition from the intermediate state to the desired state Frequency is obtained stepwise, and the third step of calculating the inter-state transition probability from the frequency of transition between these states and the inter-state transition probability calculated in this third step are multiplied. By providing the fourth step of calculating the occurrence probability of the desired state, the occurrence frequency of the state having a low occurrence probability can be evaluated at high speed.

【0027】また、本発明のシミュレーション方法(請
求項2)は、入力されたパケットを一時蓄積する少なく
とも1つのバッファメモリを介してパケットの転送を行
うパケット転送システムにおいて、前記バッファメモリ
内のパケットが廃棄される状態の生起する生起頻度を評
価するシミュレーション方法であって、与えられた前記
システムの特徴情報をもとに前記システムのシミュレー
ションモデルを設定する第1のステップと、この第1の
ステップで設定されたシミュレーションモデルの状態を
与えられた前記バッファメモリ内に蓄積されるパケット
量に基づき前記システムの初期状態に設定する第2のス
テップと、この第2のステップで設定された初期状態か
ら前記パケットが廃棄される状態へ遷移する過程に存在
する中間状態を与えられた前記バッファメモリ内に蓄積
されるパケット量に基づき少なくとも1つ設定し、前記
初期状態から前記中間状態へ遷移する頻度、前記中間状
態から次の中間状態へ遷移する頻度、前記中間状態から
前記パケットが廃棄される状態へ遷移する頻度を段階的
に求めて、これら各状態間を遷移する頻度から各状態間
遷移確率を算出する第3のステップと、この第3のステ
ップで算出された各状態間遷移確率を乗算して、前記パ
ケットが廃棄される状態の生起確率を算出する第4のス
テップと、を具備することにより、パケット廃棄率とい
った本来生起確率の低い状態の生起頻度を高速に評価で
きる。
The simulation method (claim 2) of the present invention is a packet transfer system for transferring a packet via at least one buffer memory for temporarily storing an input packet, wherein the packet in the buffer memory is A simulation method for evaluating a frequency of occurrence of a state of being discarded, comprising a first step of setting a simulation model of the system based on given characteristic information of the system, and a first step. A second step of setting the state of the set simulation model to the initial state of the system based on the amount of packets accumulated in the given buffer memory, and from the initial state set in the second step to the above Gives an intermediate state that exists in the process of transitioning to the state where the packet is discarded At least one is set based on the amount of packets accumulated in the buffer memory, the frequency of transition from the initial state to the intermediate state, the frequency of transition from the intermediate state to the next intermediate state, the intermediate state to the The third step of calculating the frequency of transition to the state in which the packet is discarded in stages, and calculating the transition probability between states from the frequency of transition between these states, and the respective steps calculated in this third step And a fourth step of calculating the occurrence probability of the state in which the packet is discarded by multiplying the transition probability between states, thereby increasing the occurrence frequency of a state with a low original occurrence probability such as a packet discard rate. Can be evaluated.

【0028】また、本発明のシミュレーション方法(請
求項3)は、入力されたパケットを一時蓄積する複数の
バッファメモリを介してパケットの転送を行うパケット
転送システムにおいて、前記複数のバッファメモリのい
ずれかに前記パケットが到着した際の遅延時間が予め定
められた値以上となる状態の生起する生起頻度を評価す
るシミュレーション方法であって、与えられた前記シス
テムの特徴情報をもとに前記システムのシミュレーショ
ンモデルを設定する第1のステップと、この第1のステ
ップで設定されたシミュレーションモデルの状態を与え
られた前記パケットが前記バッファメモリに到着した際
の遅延時間に基づき前記システムの初期状態に設定する
第2のステップと、この第2のステップで設定された初
期状態から前記複数のバッファメモリのいずれかに前記
パケットが到着した際の遅延時間が予め定められた値以
上となる状態へ遷移する過程に存在する中間状態を与え
られた前記パケットが前記バッファメモリに到着した際
の遅延時間に基づき少なくとも1つ設定し、前記初期状
態から前記中間状態へ遷移する頻度、前記中間状態から
次の中間状態へ遷移する頻度、前記中間状態から前記複
数のバッファメモリのいずれかに前記パケットが到着し
た際の遅延時間が予め定められた値以上となる状態へ遷
移する頻度を段階的に求めて、これら各状態間を遷移す
る頻度から各状態間遷移確率を統計的に算出する第3の
ステップと、この第3のステップで算出された各状態間
遷移確率を乗算して前記複数のバッファメモリのいずれ
かに前記パケットが到着した際の遅延時間が予め定めら
れた値以上となる状態の生起確率を算出する第4のステ
ップと、を具備することにより、CDV(セル遅延時間
揺らぎ)といった本来生起確率の低い状態の生起頻度を
高速に評価できる。
Further, the simulation method of the present invention (claim 3) is a packet transfer system for transferring a packet via a plurality of buffer memories for temporarily storing an input packet, wherein any one of the plurality of buffer memories is provided. Is a simulation method for evaluating the occurrence frequency of occurrence of a state in which the delay time when the packet arrives is equal to or more than a predetermined value, the simulation of the system based on the given characteristic information of the system. A first step of setting a model, and the state of the simulation model set in the first step is set to an initial state of the system based on a delay time when the packet arrives at the buffer memory. From the second step and the initial state set in this second step, When the packet arrives at the buffer memory, an intermediate state existing in the process of transiting to a state where the delay time when the packet arrives at one of the buffer memories becomes equal to or more than a predetermined value. At least one is set based on the delay time, the frequency of transition from the initial state to the intermediate state, the frequency of transition from the intermediate state to the next intermediate state, the packet from the intermediate state to any of the plurality of buffer memories The frequency of transition to a state in which the delay time when arrives is equal to or greater than a predetermined value is obtained in stages, and the transition probability between states is statistically calculated from the frequency of transition between these states. And the probability of transition between states calculated in the third step, and the delay when the packet arrives at any one of the plurality of buffer memories. A fourth step of calculating the occurrence probability of a state in which time is equal to or greater than a predetermined value, and the occurrence frequency of a state with a low original occurrence probability such as CDV (cell delay time fluctuation) is rapidly evaluated. it can.

【0029】本発明のシミュレーション方法(請求項
1)は、確率的に状態が遷移するシステムにおける所望
の状態の生起頻度を評価するシミュレーション方法であ
って、前記システムの特徴情報をもとに、前記システム
のシミュレーションモデルを設定し、そのシミュレーシ
ョンモデルの状態を前記システムの初期状態に設定し
て、その初期状態から前記所望の状態への状態遷移系列
が経由する中間状態を少なくとも1つ設定し、前記初期
状態から前記中間状態へ遷移する頻度、前記中間状態か
ら次の中間状態へ遷移する頻度、前記中間状態から前記
所望の状態へ遷移する頻度を段階的に求めて、これら各
状態間を遷移する頻度から算出される各状態間遷移確率
の積をもとに、前記所望の状態の生起確率を算出するこ
とにより、生起確率の低い状態の生起頻度を高速に評価
できる。
A simulation method (claim 1) of the present invention is a simulation method for evaluating the occurrence frequency of a desired state in a system in which the states transition probabilistically, and the method is based on the characteristic information of the system. A simulation model of the system is set, the state of the simulation model is set to the initial state of the system, and at least one intermediate state through which a state transition sequence from the initial state to the desired state passes is set, and The frequency of transition from the initial state to the intermediate state, the frequency of transition from the intermediate state to the next intermediate state, the frequency of transition from the intermediate state to the desired state are obtained stepwise, and transitions are made between these states. Based on the product of the transition probabilities between states calculated from the frequency, by calculating the occurrence probability of the desired state, The occurrence frequency of the stomach state can be evaluated at a high speed.

【0030】また、本発明のシミュレーション方法(請
求項2)は、入力されたパケットを一時蓄積する少なく
とも1つのバッファメモリを介してパケットの転送を行
うパケット転送システムにおいて、前記バッファメモリ
内のパケットが廃棄される状態の生起する生起頻度を評
価するシミュレーション方法であって、前記通信システ
ムの特徴情報をもとに、前記通信システムのシミュレー
ションモデルを設定し、そのシミュレーションモデルの
状態を前記バッファメモリ内に蓄積されるパケット量に
基づき前記通信システムの初期状態に設定して、前記バ
ッファメモリ内に蓄積されるパケット量に基づき判断さ
れる前記初期状態から前記パケットが廃棄される状態へ
遷移する過程に存在する中間状態を少なくとも1つ設定
し、前記初期状態から前記中間状態へ遷移する頻度、前
記中間状態から次の中間状態へ遷移する頻度、前記中間
状態から前記パケットが廃棄される状態へ遷移する頻度
を段階的に求めて、これら各状態間を遷移する頻度から
算出される各状態間遷移確率の積をもとに、前記パケッ
トが廃棄される状態の生起確率を算出することにより、
パケット廃棄率といった本来生起確率の低い状態の生起
頻度を高速に評価できる。
Further, the simulation method (claim 2) of the present invention is a packet transfer system for transferring a packet via at least one buffer memory for temporarily storing an input packet, wherein the packet in the buffer memory is A simulation method for evaluating a frequency of occurrence of a discarded state, wherein a simulation model of the communication system is set based on characteristic information of the communication system, and the state of the simulation model is stored in the buffer memory. Present in the process of setting the initial state of the communication system based on the amount of accumulated packets and transitioning from the initial state determined based on the amount of packets accumulated in the buffer memory to the state where the packets are discarded. Set at least one intermediate state to From the intermediate state to the next intermediate state, the frequency from the intermediate state to the state where the packet is discarded, and the transition between these states. By calculating the occurrence probability of the state in which the packet is discarded, based on the product of the transition probabilities between states calculated from the frequency of
It is possible to quickly evaluate the occurrence frequency of a state with a low probability of occurrence, such as the packet discard rate.

【0031】また、本発明のシミュレーション方法(請
求項3)は、入力されたパケットを一時蓄積する複数の
バッファメモリを介してパケットの転送を行うパケット
転送システムにおいて、前記複数のバッファメモリのい
ずれかに前記パケットが到着した際の遅延時間が予め定
められた値以上となる状態の生起する生起頻度を評価す
るシミュレーション方法であって、前記パケット転送シ
ステムの特徴情報をもとに、前記システムのシミュレー
ションモデルを設定し、そのシミュレーションモデルの
状態を前記パケットが前記バッファメモリに到着した際
の遅延時間に基づき前記システムの初期状態に設定し
て、前記パケットが前記バッファメモリに到着した際の
遅延時間に基づき判断される前記初期状態から前記複数
のバッファメモリのいずれかに前記パケットが到着した
際の遅延時間が予め定められた値以上となる状態へ遷移
する過程に存在する中間状態を少なくとも1つ設定し、
前記初期状態から前記中間状態へ遷移する頻度、前記中
間状態から次の中間状態へ遷移する頻度、前記中間状態
から前記複数のバッファメモリのいずれかに前記パケッ
トが到着した際の遅延時間が予め定められた値以上とな
る状態へ遷移する頻度を段階的に求めて、これら各状態
間を遷移する頻度から算出される各状態間遷移確率の積
をもとに前記複数のバッファメモリのいずれかに前記パ
ケットが到着した際の遅延時間が予め定められた値以上
となる状態の生起確率を算出することより、CDV(セ
ル遅延時間揺らぎ)といった本来生起確率の低い状態の
生起頻度を高速に評価できる。
Further, the simulation method (claim 3) of the present invention is a packet transfer system for transferring a packet via a plurality of buffer memories for temporarily storing an input packet, wherein any one of the plurality of buffer memories is provided. Is a simulation method for evaluating the occurrence frequency of occurrence of a state in which the delay time when the packet arrives is equal to or more than a predetermined value, the simulation of the system based on the characteristic information of the packet transfer system. A model is set, the state of the simulation model is set to the initial state of the system based on the delay time when the packet arrives at the buffer memory, and the delay time when the packet arrives at the buffer memory is set. Of the plurality of buffer memories from the initial state determined based on Set up at least one intermediate state delay time when the packet arrives on whether the deviation is present in the process of transition to a state where a predetermined value or more,
Frequency of transition from the initial state to the intermediate state, frequency of transition from the intermediate state to the next intermediate state, delay time when the packet arrives from the intermediate state to one of the plurality of buffer memories is predetermined. Determine the frequency of transition to a state that is greater than or equal to the specified value in stages, and then use one of the buffer memories based on the product of the transition probabilities between states calculated from the frequency of transition between these states. By calculating the occurrence probability of a state in which the delay time when the packet arrives is a predetermined value or more, the occurrence frequency of a state with a low original occurrence probability such as CDV (cell delay time fluctuation) can be evaluated at high speed. .

【0032】また、本発明のシミュレータ(請求項5)
は、確率的に状態が遷移するシステムにおける所望の状
態の生起頻度を評価するシミュレータであって、与えら
れた前記システムの特徴情報をもとに、そのシステムの
シミュレーションモデルを設定するモデル設定手段と、
このモデル設定手段で設定されたシミュレーションモデ
ルの状態を与えられた条件に基づき前記システムの初期
状態に設定する設定手段と、この設定手段で設定された
初期状態から前記所望の状態への状態遷移系列が経由す
る中間状態を与えられた条件に基づき少なくとも1つ設
定し、前記初期状態から前記中間状態へ遷移する頻度、
前記中間状態から次の中間状態へ遷移する頻度、前記中
間状態から前記所望の状態へ遷移する頻度を段階的に求
めて、これら各状態間を遷移する頻度から各状態間遷移
確率を算出する第1の算出手段と、この第1の算出手段
で算出された各状態間遷移確率を乗算して前記所望の状
態の生起確率を算出する第2の算出手段と、を具備する
ことにより、、生起確率の低い状態の生起頻度を高速に
評価できる。
The simulator of the present invention (claim 5)
Is a simulator that evaluates the occurrence frequency of a desired state in a system in which the states transition probabilistically, and model setting means for setting a simulation model of the system based on the given feature information of the system. ,
Setting means for setting the state of the simulation model set by the model setting means to the initial state of the system based on given conditions, and a state transition sequence from the initial state set by the setting means to the desired state At least one intermediate state is set based on a given condition, the frequency of transition from the initial state to the intermediate state,
The frequency of transition from the intermediate state to the next intermediate state, the frequency of transition from the intermediate state to the desired state are obtained stepwise, and the transition probability between states is calculated from the frequency of transition between these states. By including the first calculation means and the second calculation means for calculating the occurrence probability of the desired state by multiplying the transition probabilities between states calculated by the first calculation means, The occurrence frequency of a state with a low probability can be evaluated quickly.

【0033】また、本発明のシミュレータ(請求項6)
は、入力されたパケットを一時蓄積する少なくとも1つ
のバッファメモリを介してパケットの転送を行うパケッ
ト転送システムにおいて、前記バッファメモリ内のパケ
ットが廃棄される状態の生起する生起頻度を評価するシ
ミュレータであって、与えられた前記通信システムの特
徴情報をもとに、前記通信システムのシミュレーション
モデルを設定するモデル設定手段と、このモデル設定手
段で設定されたシミュレーションモデルの状態を与えら
れた前記バッファメモリ内に蓄積されるパケット量に基
づき前記通信システムの初期状態に設定する設定手段
と、この設定手段で設定された初期状態から前記パケッ
トが廃棄される状態へ遷移する過程に存在する中間状態
を与えられた前記バッファメモリ内に蓄積されるパケッ
ト量に基づき少なくとも1つ設定し、前記初期状態から
前記中間状態へ遷移する頻度、前記中間状態から次の中
間状態へ遷移する頻度、前記中間状態から前記パケット
が廃棄される状態へ遷移する頻度を段階的に求めて、こ
れら各状態間を遷移する頻度から各状態間遷移確率を算
出する第1の算出手段と、この第1の算出手段で算出さ
れた各状態間遷移確率を乗算して前記パケットが廃棄さ
れる状態の生起確率を算出する第2の算出手段と、を具
備することにより、パケット廃棄率といった本来生起確
率の低い状態の生起頻度を高速に評価できる。
The simulator of the present invention (claim 6)
Is a simulator for evaluating a frequency of occurrence of a state in which a packet in the buffer memory is discarded in a packet transfer system that transfers the packet via at least one buffer memory that temporarily stores the input packet. Model setting means for setting a simulation model of the communication system based on the given characteristic information of the communication system, and the buffer memory provided with the state of the simulation model set by the model setting means. The setting means for setting the initial state of the communication system based on the amount of packets accumulated in the communication system, and the intermediate state existing in the process of transition from the initial state set by the setting means to the state where the packet is discarded. Less based on the amount of packets stored in the buffer memory 1 is also set, and the frequency of transition from the initial state to the intermediate state, the frequency of transition from the intermediate state to the next intermediate state, and the frequency of transition from the intermediate state to the state where the packet is discarded are stepwise. Then, the packet is discarded by multiplying the first calculation means for calculating the inter-state transition probability from the frequency of transition between the respective states and the inter-state transition probability calculated by the first calculation means. By providing the second calculation means for calculating the occurrence probability of the state, the occurrence frequency of the state having a low original occurrence probability such as the packet discard rate can be evaluated at high speed.

【0034】また、本発明のシミュレータ(請求項7)
は、入力されたパケットを一時蓄積する複数のバッファ
メモリを介してパケットの転送を行うパケット転送シス
テムにおいて、前記複数のバッファメモリのいずれかに
前記パケットが到着した際の遅延時間が予め定められた
値以上となる状態の生起する生起頻度を評価するシミュ
レータであって、与えられた前記パケット転送システム
の特徴情報をもとに、前記システムのシミュレーション
モデルを設定するモデル設定手段と、このモデル設定手
段で設定されたシミュレーションモデルの状態を与えら
れた前記パケットが前記バッファメモリに到着した際の
遅延時間に基づき前記システムの初期状態に設定する設
定手段と、この設定手段で設定された初期状態から前記
複数のバッファメモリのいずれかに前記パケットが到着
した際の遅延時間が予め定められた値以上となる状態へ
遷移する過程に存在する中間状態を前記パケットが前記
バッファメモリに到着した際の遅延時間に基づき少なく
とも1つ設定し、前記初期状態から前記中間状態へ遷移
する頻度、前記中間状態から次の中間状態へ遷移する頻
度、前記中間状態から前記複数のバッファメモリのいず
れかに前記パケットが到着した際の遅延時間が予め定め
られた値以上となる状態へ遷移する頻度を段階的に求め
て、これら各状態間を遷移する頻度から各状態間遷移確
率を統計的に算出する第1の算出手段と、この第1の算
出手段で算出された各状態間遷移確率を乗算して前記複
数のバッファメモリのいずれかに前記パケットが到着し
た際の遅延時間が予め定められた値以上となる状態の生
起確率を算出する第2の算出手段と、を具備することに
より、CDV(セル遅延時間揺らぎ)といった本来生起
確率の低い状態の生起頻度を高速に評価できる。
A simulator of the present invention (claim 7)
In a packet transfer system that transfers a packet through a plurality of buffer memories that temporarily store an input packet, a delay time when the packet arrives at any one of the plurality of buffer memories is predetermined. A simulator for evaluating the occurrence frequency of occurrence of a value equal to or more than a value, the model setting means for setting a simulation model of the system based on the given characteristic information of the packet transfer system, and the model setting means. Setting means for setting the state of the simulation model set in 1. to the initial state of the system based on the delay time when the packet arrives at the buffer memory, and from the initial state set by the setting means, Delay time when the packet arrives at any of the multiple buffer memories At least one intermediate state existing in the process of transitioning to a state that is equal to or greater than a predetermined value is set based on the delay time when the packet arrives at the buffer memory, and transitions from the initial state to the intermediate state. Frequency, frequency of transition from the intermediate state to the next intermediate state, transition from the intermediate state to a state in which a delay time when the packet arrives at any of the plurality of buffer memories is a predetermined value or more First calculation means for statistically calculating the inter-state transition probability from the frequency of transition between these states by stepwise obtaining the frequency, and each inter-state transition probability calculated by the first calculation means Second calculating means for calculating a probability of occurrence of a state in which the delay time when the packet arrives at any of the plurality of buffer memories is equal to or more than a predetermined value by multiplying by The By providing, the occurrence frequency of the low state of the original probability such CDV (Cell Delay time fluctuation) can be evaluated at high speed.

【0035】また、本発明のシミュレータは、確率的に
状態が遷移するシステムにおける所望の状態の生起頻度
を評価するシミュレータであって、前記システムの特徴
情報をもとに、そのシステムのシミュレーションモデル
を設定するモデル設定手段と、このモデル設定手段で設
定されたシミュレーションモデルの状態を前記システム
の初期状態に設定する第1の設定手段と、前記モデル設
定手段で設定されたシミュレーションモデルの状態が、
前記第1の設定手段で設定された初期状態から前記所望
の状態へ遷移する過程に存在する中間状態へ遷移する頻
度を求め、その頻度をもとに状態間遷移確率を統計的に
算出する第1の統計処理手段と、前記モデル設定手段で
設定されたシミュレーションモデルの状態を前記中間状
態に設定する第2の設定手段と、前記モデル設定手段で
設定されたシミュレーションモデルの状態が、前記第2
の設定手段で設定された中間状態から前記所望の状態へ
遷移する頻度を求め、その頻度をもとに状態間遷移確率
を統計的に算出する第2の統計処理手段と、前記第1、
第2の統計処理手段で算出された状態間遷移確率を乗算
して、前記所望の状態の生起確率を算出する生起確率算
出手段とを具備することにより、生起確率の低い状態の
生起頻度を高速に評価できる。
Further, the simulator of the present invention is a simulator for evaluating the occurrence frequency of a desired state in a system in which states are probabilistically transitioned, and a simulation model of the system is calculated based on the characteristic information of the system. The model setting means for setting, the first setting means for setting the state of the simulation model set by the model setting means to the initial state of the system, and the state of the simulation model set by the model setting means,
A frequency for transition to an intermediate state existing in the process of transitioning from the initial state set by the first setting means to the desired state is calculated, and a transition probability between states is statistically calculated based on the frequency. The first statistical processing means, the second setting means for setting the state of the simulation model set by the model setting means to the intermediate state, and the state of the simulation model set by the model setting means are the second state.
Second statistical processing means for calculating the frequency of transition from the intermediate state set by the setting means to the desired state, and statistically calculating the transition probability between states based on the frequency;
By providing the occurrence probability calculation means for multiplying the transition probabilities between states calculated by the second statistical processing means to calculate the occurrence probability of the desired state, the occurrence frequency of a state with a low occurrence probability is increased. Can be evaluated.

【0036】また、本発明のシミュレータは、入力され
たパケットを一時蓄積するバッファメモリ内のパケット
量で、その状態遷移が判断できる通信システムにおい
て、そのバッファメモリ内のパケットが廃棄される状態
が生起する生起頻度を評価するシミュレータであって、
前記システムの特徴情報をもとに、シミュレーションモ
デルを設定するモデル設定手段と、このモデル設定手段
で設定されたシミュレーションモデルの状態を、前記バ
ッファメモリ内に蓄積されるパケット量を基準にして前
記システムの初期状態に設定する第1の設定手段と、前
記モデル設定手段で設定されたシミュレーションモデル
の状態が、前記第1の設定手段で設定された初期状態か
ら前記パケットが廃棄される状態へ遷移する過程に存在
し、前記バッファメモリ内に蓄積されるパケット量を基
準に判断される中間状態へ遷移する頻度を求め、その頻
度をもとに状態間遷移確率を統計的に算出する第1の統
計処理手段と、前記モデル設定手段で設定されたシミュ
レーションモデルの状態を所望の前記中間状態に設定す
る第2の設定手段と、前記モデル設定手段で設定された
シミュレーションモデルの状態が、前記第2の設定手段
で設定された中間状態から前記呼が廃棄される状態へ遷
移する過程に存在し、前記バッファメモリ内に蓄積され
るパケット量を基準に判断される中間状態へ遷移する頻
度を求め、その頻度をもとに状態間遷移確率を統計的に
算出する第2の統計処理手段と、前記モデル設定手段で
設定されたシミュレーションモデルの状態が、前記第2
の設定手段で設定された中間状態から、前記バッファメ
モリ内に蓄積されるパケット量を基準に判断される前記
パケットが廃棄される状態へ遷移する頻度を求め、その
頻度をもとに状態間遷移確率を統計的に算出する第3の
統計処理手段と、前記第1、第2、第3の統計処手段で
算出された状態間遷移確率を乗算して、前記パケットが
廃棄される状態の生起確率を算出する生起確率算出手段
とを具備することにより、例えば、パケットが廃棄され
る状態といった生起確率の低い状態の生起頻度を高速に
評価できる。
Further, in the simulator of the present invention, in the communication system in which the state transition can be judged by the packet amount in the buffer memory for temporarily accumulating the input packet, the state in which the packet in the buffer memory is discarded occurs. A simulator for evaluating the occurrence frequency of
The model setting means for setting a simulation model based on the characteristic information of the system, and the state of the simulation model set by the model setting means based on the amount of packets accumulated in the buffer memory. Of the simulation model set by the model setting means and a state of the simulation model set by the model setting means transits from the initial state set by the first setting means to a state in which the packet is discarded. A first statistic that exists in the process and determines the frequency of transition to an intermediate state determined based on the amount of packets accumulated in the buffer memory, and statistically calculates the transition probability between states based on the frequency. Processing means and second setting means for setting the state of the simulation model set by the model setting means to the desired intermediate state The state of the simulation model set by the model setting means exists in the process of transition from the intermediate state set by the second setting means to the state where the call is discarded, and is stored in the buffer memory. Set by the second statistical processing means for calculating the frequency of transition to the intermediate state determined based on the packet amount, and statistically calculating the transition probability between states based on the frequency, and the model setting means. The state of the simulation model is the second
The transition frequency from the intermediate state set by the setting means to the state in which the packet is discarded, which is determined based on the packet amount accumulated in the buffer memory, is obtained, and the transition between states is performed based on the frequency. Occurrence of a state in which the packet is discarded by multiplying the third statistical processing means for statistically calculating the probability and the inter-state transition probability calculated by the first, second, and third statistical processing means. By including the occurrence probability calculating means for calculating the probability, it is possible to quickly evaluate the occurrence frequency of a state with a low occurrence probability such as a state in which a packet is discarded.

【0037】また、本発明のシミュレータは、入力され
たパケットを一時蓄積するバッファメモリ内のパケット
量で、その状態遷移が判断できる通信システムにおい
て、そのバッファメモリ内のパケットが廃棄される状態
が生起する生起頻度を評価するシミュレータであって、
前記システムの特徴情報をもとに、シミュレーションモ
デルを設定するモデル設定手段と、このモデル設定手段
で設定されたシミュレーションモデルの状態を、前記バ
ッファメモリ内に蓄積されるパケット量を基準にして前
記システムの初期状態に設定する第1の設定手段と、前
記モデル設定手段で設定されたシミュレーションモデル
の状態が、前記第1の設定手段で設定された初期状態か
ら前記パケットが廃棄される状態へ遷移する過程に存在
し、前記バッファメモリ内に蓄積されるパケット量を基
準に判断される中間状態へ遷移する頻度を求め、その頻
度をもとに状態間遷移確率を統計的に算出する第1の統
計処理手段と、前記モデル設定手段で設定されたシミュ
レーションモデルの状態を前記中間状態に設定する第2
の設定手段と、前記モデル設定手段で設定されたシミュ
レーションモデルの状態が、前記第2の設定手段で設定
された中間状態から、前記バッファメモリ内に蓄積され
るパケット量を基準に判断される前記パケットが廃棄さ
れる状態へ遷移する頻度を求め、その頻度をもとに状態
間遷移確率を統計的に算出する第2の統計処理手段と、
前記第1、第2の統計処手段で算出された状態間遷移確
率を乗算して、前記パケットが廃棄される状態の生起確
率を算出する生起確率算出手段とを具備することによ
り、例えば、パケットが廃棄される状態といった生起確
率の低い状態の生起頻度を高速に評価できる。
Further, in the simulator of the present invention, in the communication system in which the state transition can be judged by the packet amount in the buffer memory for temporarily storing the input packet, the state in which the packet in the buffer memory is discarded occurs. A simulator for evaluating the occurrence frequency of
The model setting means for setting a simulation model based on the characteristic information of the system, and the state of the simulation model set by the model setting means based on the amount of packets accumulated in the buffer memory. Of the simulation model set by the model setting means and a state of the simulation model set by the model setting means transits from the initial state set by the first setting means to a state in which the packet is discarded. A first statistic that exists in the process and determines the frequency of transition to an intermediate state determined based on the amount of packets accumulated in the buffer memory, and statistically calculates the transition probability between states based on the frequency. A processing means and a second for setting the state of the simulation model set by the model setting means to the intermediate state
And the state of the simulation model set by the model setting means is judged from the intermediate state set by the second setting means on the basis of the packet amount accumulated in the buffer memory. Second statistical processing means for obtaining a frequency of transition to a state in which a packet is discarded and statistically calculating an inter-state transition probability based on the frequency.
By providing an occurrence probability calculation unit that multiplies the transition probabilities between states calculated by the first and second statistical processing units and calculates the occurrence probability of the state in which the packet is discarded, for example, a packet It is possible to quickly evaluate the occurrence frequency of a state with a low occurrence probability, such as a state in which the is discarded.

【0038】[0038]

【本発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説
明する前に、本発明の原理について説明する。本発明に
よるシミュレーション方法は、従来のIS法のような本
来の待ち行列長の分布とは完全に異なる分布を持ち込ん
だ評価方法とは異なり、その待ち行列長の分布自体をも
とにした稀少事象のシミュレーションを行うものであ
る。すなわち、待ち行列長の時間軸上の変動軌跡は、目
的の稀少事象の生起する状態に達する前にもっと発生頻
度の高い中間状態を通過することに着目して、その中間
状態の生起する頻度(確率P{En})と、その中間状
態を達成したという前提で目的の事象の生起する頻度
(条件付き確率P{Em|En})をモンテカルロ・シ
ュミレーションにて求め、目的の稀少事象の生起する頻
度(確率P{Em})を、それらの積(P{En}・P
{Em|En})として求めるというものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Before describing the embodiments of the present invention, the principle of the present invention will be described. The simulation method according to the present invention is different from the evaluation method such as the conventional IS method that brings in a distribution completely different from the original distribution of the queue length, and is a rare event based on the distribution of the queue length itself. The simulation is performed. In other words, paying attention to the fact that the fluctuation locus of the queue length on the time axis passes through an intermediate state with a higher occurrence frequency before reaching the state in which the rare event of interest occurs, the frequency of occurrence of that intermediate state ( Probability P {En}) and the frequency of occurrence of the target event (conditional probability P {Em | En}) on the premise that the intermediate state has been achieved by Monte Carlo simulation, and the target rare event occurs. The frequency (probability P {Em}) is calculated by multiplying them by the product (P {En} · P
It is obtained as {Em | En}).

【0039】次に、簡単な待ち行列のモデルを例にと
り、本発明の原理について説明する。図2(a)に示す
待ち行列のモデルは、事象(トランザクション)の到着
時間の分布、サービス時間の分布をそれぞれ一般分布、
窓口の数を1、待ち行列の許容長をKとしている(G/
G/1/K)。到着率λ、サービス率μ(λ<μ)の場
合、一般的に、図2(b)に示すように、待ち行列長
(Q)の分布は、その長さが長いほど発生頻度が下が
り、稀少事象となる。ここで、セル廃棄率をシミュレー
ションしたいと考えれば、図2(b)でいえば、Q>K
となる事象(event)を数えなければならない。
Next, the principle of the present invention will be described by taking a simple queue model as an example. The queuing model shown in FIG. 2 (a) has a distribution of arrival times of events (transactions) and a distribution of service times of general distributions,
The number of windows is 1, and the allowable queue length is K (G /
G / 1 / K). When the arrival rate is λ and the service rate is μ (λ <μ), generally, as shown in FIG. 2B, the distribution of the queue length (Q) becomes less frequent as the length becomes longer. It is a rare event. Here, if it is desired to simulate the cell discard rate, in the case of FIG. 2B, Q> K
We must count the number of events.

【0040】図2(c)は、待ち行列長(Q)の時系列
な変動軌跡を示したものである。図2(c)からも明ら
かなように、Q>Kとなる前に、必ず、Q=K′(0<
K´<K)となる状態を通過している。さらに、待ち行
列長Qが待ち行列の許容長Kより長くなる事象({Q>
Kとなる事象})と、待ち行列長Qが待ち行列長K´よ
り長くなる事象({Q>K´となる事象})との関係
は、
FIG. 2C shows a time-series fluctuation locus of the queue length (Q). As is clear from FIG. 2C, before Q> K, Q = K '(0 <
It has passed the state of K '<K). Furthermore, the event that the queue length Q becomes longer than the allowable queue length K ({Q>
The relationship between the event that becomes K}) and the event that the queue length Q becomes longer than the queue length K ′ (the event that {Q> K ′}) is

【数1】 (Equation 1)

【0041】と表せることも明らかであろう。It will also be clear that this can be expressed as

【0042】従って、まず、Q>K′となる状態の頻度
をシミュレーションにて求める。これは短時間で終わ
る。次に、Q=K′の状態からはじめてQ>Kとなる状
態の頻度、すなわち、Q>K′という条件の下でのQ>
Kとなる確率をシミュレーションにて求める。
Therefore, first, the frequency of the state where Q> K 'is obtained by simulation. This ends in a short time. Next, the frequency of the state of Q> K starting from the state of Q = K ', that is, Q> K under the condition of Q>K'.
The probability of K is obtained by simulation.

【0043】Q>K′という条件の軌跡のみ対象とすれ
ばよいから、Q>Kなる事象の発生確率は高くなる。結
局、目的のQ>Kとなる状態の生起確率は、Q>K′の
事象の確率とQ>K′という条件でのQ>Kの条件付き
確率との積であらわされる。さて、ここでは、セルの廃
棄事象REとし、その生起確率P{RE}を求めること
を考える。この場合について、図1に示した本発明のシ
ミュレーション方法の概略手順を参照して説明する。
Since only the locus under the condition of Q> K 'is targeted, the probability of occurrence of the event of Q> K becomes high. After all, the occurrence probability of the target state of Q> K is expressed by the product of the probability of the event of Q> K ′ and the conditional probability of Q> K under the condition of Q> K ′. By the way, here, it is considered that the cell discard event RE is set and the occurrence probability P {RE} thereof is obtained. This case will be described with reference to the schematic procedure of the simulation method of the present invention shown in FIG.

【0044】たとえば、パケット待ち行列ネットワーク
のパケット廃棄特性を求めようとする場合、まず、中間
状態Sを設定する(ステップS1)。例えば、待ち行列
のバッファの容量以内の数の組み合わせとして中間状態
をセットする。
For example, when the packet discard characteristic of the packet queuing network is to be obtained, first, the intermediate state S is set (step S1). For example, the intermediate state is set as a combination of numbers within the capacity of the queue buffer.

【0045】次に、中間状態の生起確率P{S}をモン
テカルロ・シミュレーションで評価する(ステップS
2)。これは、P{RE}を直接シミュレーションする
よりも短い時間のシミュレーションで求められる。
Next, the occurrence probability P {S} of the intermediate state is evaluated by Monte Carlo simulation (step S
2). This is required in a shorter simulation time than directly simulating P {RE}.

【0046】中間状態Sを初期状態として、あらたに目
的とする状態の確率P{RE|S}をシミュレーション
で求める(ステップS3)。ここでは、中間状態{S}
の条件の下での目的状態{RE}の生起確率を求めよう
とするものである。よって、{S}の初期状態から始ま
る系の軌跡が再び{S}を通過して、もとに戻ってしま
う時にはそこまでの結果を統計処理に生かして、あらた
に、中間状態{S}を初期状態としてシミュレーション
をしなおす。これにより、シミュレーションの効率を向
上することができる。
With the intermediate state S as the initial state, the probability P {RE | S} of the desired state is newly obtained by simulation (step S3). Here, the intermediate state {S}
It is intended to obtain the occurrence probability of the target state {RE} under the condition of. Therefore, when the trajectory of the system starting from the initial state of {S} passes through {S} again and returns to the original state, the results up to that point are used for statistical processing, and the intermediate state {S} is newly set. Perform the simulation again as the initial state. This can improve the efficiency of simulation.

【0047】以上の結果求められた確率P{RE|S}
とP{S}の積から、ステップS1で設定された環境の
ネットワークにおけるパケット廃棄率P{RE}が得ら
れる(ステップS4)。
Probability P {RE | S} obtained as a result of the above
And the packet loss rate P {RE} in the network of the environment set in step S1 is obtained from the product of P {S} (step S4).

【0048】このように、本発明では、基本的には、条
件付き確率の計算で稀少事象の発生確率を求めようとす
るものである。ここには、従来のIS法で採用してきた
本来の分布に歪を導入するという手続きは含まれていな
いから、複雑な結果の変換(確率重み計算)手続きなど
を不要にできる。
As described above, according to the present invention, basically, the probability of occurrence of a rare event is obtained by calculating the conditional probability. Since the procedure of introducing distortion into the original distribution adopted in the conventional IS method is not included here, a complicated result conversion (probability weight calculation) procedure or the like can be omitted.

【0049】さらに、数学的モデルに基づき、本発明の
シミュレーション方法について説明する。すなわち、図
3に示すようなマルコフ過程に従う軌跡x(t)につい
て、事象Em ={x|x>xm }の確率を求めたいとす
る。ここで、軌跡x(t)は図2の説明における待ち行
列の長さに対応する。
Further, the simulation method of the present invention will be described based on a mathematical model. That is, it is assumed that the probability of the event Em = {x | x> xm} is to be obtained for the trajectory x (t) that follows the Markov process as shown in FIG. Here, the trajectory x (t) corresponds to the length of the queue in the description of FIG.

【0050】xm >xn のとき、事象En ={x|x>
xn }も定義する。すなわち、EmとEn の関係は、
When xm> xn, the event En = {x | x>
xn} is also defined. That is, the relationship between Em and En is

【数2】 (Equation 2)

【0051】である。Is as follows.

【0052】A(n、i)は、A (n, i) is

【数3】 (Equation 3)

【0053】となる一つの区間(高々可算個)を示し、
A(m、i)は、
Shows one section (at most countable number)
A (m, i) is

【数4】 (Equation 4)

【0054】となる一つの区間(高々可算個)を示す。
各区間{A(m、i)}iは、互いに素である。つま
り、
One section (at most countable number) is given as follows.
Each section {A (m, i)} i is relatively prime. That is,

【数5】 (Equation 5)

【0055】である。Is as follows.

【0056】{A(m、i)}i、{A(n、j)}j
の添え字については
{A (m, i)} i, {A (n, j)} j
For the subscript of

【数6】 (Equation 6)

【0057】というように包含関係にあるものは共通に
する。したがって、A(m、i)=φであるかもしれな
い。
Those that have an inclusive relationship like this are common. Therefore, A (m, i) = φ may be satisfied.

【0058】また、各区間の“長さ(滞在時間)”とし
て測度μを導入する。すると、事象Em の起きる確率P
{Em }は、
In addition, the measure μ is introduced as the “length (residence time)” of each section. Then, the probability P of occurrence of event Em
{Em} is

【数7】 (Equation 7)

【0059】と表せる。It can be expressed as

【0060】これら式(1)〜(3)はすべて右辺が収
束するものとする。そして式(3)をさらに変形する。
In these equations (1) to (3), the right side is assumed to converge. Then, the formula (3) is further modified.

【0061】[0061]

【数8】 (Equation 8)

【0062】式(6)は、目的とする事象の生起確率P
{Em }を求めるには系の初期状態から目的の状態Em
へ到達する途中に必ず通過する状態En の生起確率と、
En状態を条件とする事象Em の条件付き生起確率を求
めて、それらの積の形で、P{Em }をもとめられるこ
とを示している。さらに、式(5)によれば、中間状態
En の取り方はEm と初期状態{0}の間にあれば任意
であるから本質的にはP{Em }中間状態の取り方によ
らないことがわかる。
Equation (6) is the occurrence probability P of the target event.
To obtain {Em}, from the initial state of the system to the target state Em
Occurrence probability of the state En that must pass through on the way to
It is shown that the conditional occurrence probability of the event Em that is conditional on the En state can be obtained, and P {Em} can be obtained in the form of their product. Further, according to the equation (5), the method of taking the intermediate state En is arbitrary as long as it is between Em and the initial state {0}. I understand.

【0063】一般には、P{Em |En }は初期値によ
る。初期値をどう設定するかについては、単位時間辺り
にX={x(t)|x(t)=xn }上を通過する軌跡
x(t)の確率密度を知る必要がある。たとえば、P
{En }を求めるシミュレーション中に、各A(n、
i)について最初の時点での位置(X上の点)を記憶し
ておく。この最初のEn の位置を、P{Em |En }の
シミュレーションの初期値とする。また、定義からP
{E|En }のシミュレーションでは軌跡がEn から出
てしまったら、そこで一つの試行を打ち切るか、あるい
は、出ている期間を無視すればよい。
Generally, P {Em | En} depends on the initial value. Regarding how to set the initial value, it is necessary to know the probability density of the locus x (t) passing on X = {x (t) | x (t) = xn} per unit time. For example, P
During the simulation for obtaining {En}, each A (n,
For i), the position (point on X) at the first time is stored. The position of this first En is taken as the initial value of the simulation of P {Em | En}. Also, by definition P
In the simulation of {E | En}, if the locus has come out of En, one trial may be aborted there, or the period during which it has come out may be ignored.

【0064】また、生起される中間状態は、軌跡が中間
状態を横切る状態として考えることができるが、実際の
系では、軌跡は全くランダムに状態空間の中を一様に埋
めてゆくのではなく、ある事象を生起するまでの軌跡と
しては、かなり限定された範囲の軌跡の集合がその事象
生起に寄与する。これ以降、その寄与の大きな軌跡を事
象の最尤軌跡と呼ぶことにする。
The generated intermediate state can be considered as a state in which the locus crosses the intermediate state. However, in an actual system, the locus does not fill the state space uniformly at all. As a trajectory until an event occurs, a set of trajectories in a fairly limited range contributes to the event occurrence. Hereinafter, the locus with a large contribution will be called the maximum likelihood locus of the event.

【0065】最尤軌跡は実際“1本”の軌跡とは限らな
い。軌跡の集合の場合も有り得る。たとえば、図4
(a)に示すように、λ<μのM/M/1/K(ランダ
ム到着、指数分布サービス、窓口数1、待ち行列の許容
長K)待ち行列が2つ並列接続されたネットワークを考
える。ここで、各待ち行列の長さがnとなる確率分布p
(n)は、ρ(平均トラヒック密度)=λ/μとして、
p(n)=ρn (1−ρ)で記述される。各待ち行列で
の呼の廃棄率(例えば、ATMネットワークにおける廃
棄率CLR)は長さがKになる確率に等しいのでCLR
=p(K)=ρK(1−ρ)である。この網での廃棄事
象は2つの待ち行列の内少なくともどちらか一方で廃棄
されることであるから、ここでの最尤軌跡としては、一
方の待ち行列では廃棄、他方の待ち行列では平均長とい
う軌跡が尤もらしいだろう。すると、図4(b)のよう
な状態空間において、軌跡L1が最尤軌跡となる。しか
し、系は2つの待ち行列について対称であるから、軌跡
L2に示すようなL1の対称軌跡も同様に最尤軌跡であ
る。したがって、この系では、最尤軌跡は2本考えられ
る。このように一般には系の対称性にともなう複数の最
尤軌跡からなる最尤軌跡集合が考えられるのである。こ
の集合の要素は各々対称(等価)であるから、実際のシ
ミュレーションでは、各要素がどちらの集合であったか
ということに対しては意識しなくてよい。図4の例で
は、状態En ={(n1、n2)| n1>K、or、
n2>K}として認識しておけば、最尤軌跡としてL
1、L2が等確率で抽出される。
The maximum likelihood locus is not always a "one" locus. It may be a set of trajectories. For example, FIG.
As shown in (a), consider a network in which two queues are connected in parallel (M / M / 1 / K with λ <μ (random arrival, exponential distribution service, one window, allowable queue length K)). . Here, the probability distribution p in which the length of each queue is n
(N) is defined as ρ (average traffic density) = λ / μ,
It is described by p (n) = ρn (1-ρ). The call drop rate in each queue (eg, drop rate CLR in an ATM network) is equal to the probability that the length is K, so CLR is
= P (K) = [rho] K (1- [rho]). Since the discard event in this network is to be discarded in at least one of the two queues, the maximum likelihood locus here is that one queue is discard and the other queue is the average length. The trajectory seems plausible. Then, in the state space as shown in FIG. 4B, the locus L1 becomes the maximum likelihood locus. However, since the system is symmetric with respect to the two queues, the symmetric locus of L1 as shown by the locus L2 is also the maximum likelihood locus. Therefore, in this system, two maximum likelihood trajectories are considered. In this way, generally, a maximum likelihood trajectory set consisting of a plurality of maximum likelihood trajectories associated with the symmetry of the system can be considered. Since the elements of this set are symmetrical (equivalent), it is not necessary to be aware of which set each element was in the actual simulation. In the example of FIG. 4, the state En = {(n1, n2) | n1> K, or,
If n2> K} is recognized, the maximum likelihood locus is L
1, L2 are extracted with equal probability.

【0066】ここまでは、中間状態をたとえば、En =
{x|x>xn }のように記述してきた。しかし、実際
の、たとえば、待ち行列ネットワークなどのシミュレー
ションでは離散系であることゆえの留意点がある。そこ
で、図5を参照して、簡単な単一の待ち行列の場合の中
間状態について説明する。
Up to this point, the intermediate state is, for example, En =
It has been described as {x | x> xn}. However, there is a caveat in the actual simulation, such as a queuing network, because it is a discrete system. Therefore, with reference to FIG. 5, an intermediate state in the case of a simple single queue will be described.

【0067】図5(a)に示すように、待ち行列には、
ときには、一時に同じ出方路行きの複数のセルが入力し
てくる。このとき、待ち行列内のセル数は一時に、複数
のステップをジャンプする。たとえば、一時にセルが8
個同時に入力した場合、図5(b)に示すように、状態
iから次のセルサイクルで状態i+1だけでなく、i+
2、i+3、…i+8などに遷移する可能性がある。
As shown in FIG. 5A, the queue has
Occasionally, multiple cells for the same outgoing route are input at one time. At this time, the number of cells in the queue jumps a plurality of steps at a time. For example, 8 cells at a time
In the case of the simultaneous input, as shown in FIG. 5B, not only state i + 1 but also i + in the next cell cycle from state i
There is a possibility of transition to 2, i + 3, ... i + 8.

【0068】もし、ここで、中間状態En として{i+
1}のみを設定したとすると、図5(b)のようなジャ
ンプの遷移の検出はできなくなる。よって、可能な状態
遷移を予め予測し、それらが、実質的にカバーできるよ
うに中間状態を設定する必要がある。たとえば、図5
(a)のように、8ポートからの入力があるなら、En
={i+1、i+2、…、i+8}というように設定す
る。実際には、ここまでは不要かもしれない。なぜな
ら、セル数差の少ない状態への遷移の方が生起確率が高
いからである。このように、適当に複数の状態の集合で
中間状態を定義すると、任意の状態遷移について遷移先
がEn として検出される。これは、単一待ち行列の場合
以外でも同様で、一般の待ち行列網での中間状態の検出
用設定はセル数範囲を要素とする組を含むことになる。
If the intermediate state En is {i +
If only 1} is set, the jump transition as shown in FIG. 5B cannot be detected. Therefore, it is necessary to predict possible state transitions in advance and set intermediate states so that they can substantially be covered. For example, FIG.
If there is an input from 8 ports as in (a), En
= {I + 1, i + 2, ..., i + 8}. Actually, it may not be necessary up to this point. This is because the transition probability to the state where the difference in the number of cells is small is higher. In this way, when the intermediate state is appropriately defined by a set of a plurality of states, the transition destination is detected as En for any state transition. This is the same except for the case of a single queue, and the setting for detecting an intermediate state in a general queuing network includes a set having a cell number range as an element.

【0069】以上の点を踏まえ、図1に示したフローチ
ャートの各ステップにおける留意点についてまとめる。
Based on the above points, points to be noted in each step of the flowchart shown in FIG. 1 will be summarized.

【0070】まず、ステップS1の中間状態の設定で
は、その中間状態としての系を記述する変数の組を設定
するということである。たとえば、次のような変数が考
えられる。
First, in setting the intermediate state in step S1, a set of variables that describe the system as the intermediate state is set. For example, the following variables can be considered.

【0071】・時刻 ・待ち行列内のセル数(待ち行列の長さ) ・各待ちセルの出方路情報、優先クラスなど個々のセル
の特性情報 ・セル源の状態(たとえば、バーストトラヒックを生成
する単純な源(ソース)として、アクティブ(AC
T)、インアクティブ(INACT)といった2つの状
態のいずれか) ここで、ソースのトラヒックモデルについて説明する。
バーストソースはIBP(Interupted Be
rnoulli Process)とする。ソースモデ
ルの状態遷移図を図6に示す。
Time-Number of cells in queue (length of queue) -Each cell's outgoing route information, characteristic information of individual cell such as priority class-State of cell source (for example, burst traffic is generated) Active source (AC)
T) or one of two states such as inactive (INACT)) Here, a source traffic model will be described.
The burst source is IBP (Interrupted Be)
rnoulli Process). The state transition diagram of the source model is shown in FIG.

【0072】バーストトラヒックを生成する単純な源
(ソース)として、2状態(アクティブ(ACT)、イ
ンアクティブ(INACT))の状態遷移からバースト
トラヒックを生成するような単純なモデルでは、その時
刻にどちらの状態にあるかが系の状態を決める一つの情
報になる。
As a simple source for generating burst traffic, in a simple model that generates burst traffic from state transitions of two states (active (ACT) and inactive (INACT)) Whether it is in the state of is one piece of information that determines the state of the system.

【0073】図6に示したソースモデルでの平衡状態を
考える。
Consider the equilibrium state in the source model shown in FIG.

【0074】ここで、αはACTの状態のときにセル
(呼)を生起する確率(生起率)、pはACTの状態の
ときに、次の時点で再びACTである確率、qはINA
CTの状態のときに、次の時点で再びINACTである
確率である。
Here, α is the probability (occurrence rate) of generating a cell (call) in the ACT state, p is the probability of being ACT again at the next time in the ACT state, and q is INA.
It is the probability of being INACT again at the next time when in the state of CT.

【0075】ACT、INACTの定常状態確率分布P
A 、PI は次式で表せる。
Steady state probability distribution P of ACT and INACT
A and PI can be expressed by the following equations.

【0076】[0076]

【数9】 (Equation 9)

【0077】バースト長の分布PA (L)は次式で表せ
る。
The burst length distribution PA (L) can be expressed by the following equation.

【0078】[0078]

【数10】 (Equation 10)

【0079】平均バースト長EA {L}は次式で表せ
る。
The average burst length EA {L} can be expressed by the following equation.

【0080】[0080]

【数11】 [Equation 11]

【0081】アイドル期間分布PI (L)は次式で表せ
る。
The idle period distribution PI (L) can be expressed by the following equation.

【0082】[0082]

【数12】 (Equation 12)

【0083】平均アイドル長EI {L}は次式で表せ
る。
The average idle length EI {L} can be expressed by the following equation.

【0084】[0084]

【数13】 (Equation 13)

【0085】平均負荷ρは次式で表せる。The average load ρ can be expressed by the following equation.

【0086】[0086]

【数14】 [Equation 14]

【0087】ここで、α=1として、平均バースト長
L、負荷ρとすれば、p、qは次式で与えられる。
Here, if α = 1 and the average burst length L and the load ρ, p and q are given by the following equations.

【0088】[0088]

【数15】 (Equation 15)

【0089】このように、バーストトラヒックの場合、
中間状態を記述するとすれば、例えば、p、q、ρで表
されることになる。
Thus, in the case of burst traffic,
If an intermediate state is described, it will be represented by p, q, and ρ, for example.

【0090】結局、中間状態とは、そこから試行を再開
できるに十分な情報ということになる。
In the end, the intermediate state is enough information to restart the attempt.

【0091】図1のステップS2の中間状態の生起確率
の評価では、比較的短い時間のシミュレーション軌跡一
本を用いて中間状態生起の評価をすればよい。
In the evaluation of the occurrence probability of the intermediate state in step S2 of FIG. 1, it is sufficient to evaluate the occurrence of the intermediate state by using one simulation locus having a relatively short time.

【0092】ここでいう十分なシミュレーション時間と
は、たとえば、以下のような基準のいずれかを満たすも
のとして定義できる。
The sufficient simulation time here can be defined as satisfying one of the following criteria, for example.

【0093】1.中間状態への突入回数の下限をきめて
おき、それ以上の突入回数が達成される。
1. The lower limit of the number of times of rush into the intermediate state is set in advance, and the number of times of rush beyond that is achieved.

【0094】2.中間状態にある期間として、平均と不
偏分散から信頼区間の推定を行いその区間のある定数倍
以上が達成される。
2. As a period in the intermediate state, the confidence interval is estimated from the mean and the unbiased variance, and a certain multiple or more of that interval is achieved.

【0095】図1のステップS3の中間状態からのシミ
ュレーションでは、En という条件の下でシミュレーシ
ョンを実行し、Em の事象の頻度を評価すればよい。
In the simulation from the intermediate state in step S3 of FIG. 1, the simulation may be executed under the condition of En and the frequency of events of Em may be evaluated.

【0096】En の初期値(状態パラメータ)の決め方
としては、たとえば、次のように行う。上述の中間状態
の生起確率を求める時に用いたシミュレーションで、軌
跡が中間状態に入る毎にその状態を記録しておき、これ
らの状態を中間状態からのシミュレーションの初期値と
する。
The initial value (state parameter) of En is determined as follows, for example. In the simulation used when the occurrence probability of the intermediate state is obtained, the state is recorded each time the trajectory enters the intermediate state, and these states are set as the initial values of the simulation from the intermediate state.

【0097】次に、図1のステップS4のシミュレーシ
ョン結果の評価について述べる。図7に示すように、対
象となるシステム、対象となる時間区間内の全入セルに
番号(i=1、2、…、N)をつけたとする。個々のセ
ルについて、廃棄されたか否かにより、Xi ={0、
1}、{0:通過、1:廃棄)の2値が対応つけられ
る。それによって構成される“セル状態”として、X=
{X1 、X2 、…、XN }を考える。
Next, the evaluation of the simulation result in step S4 of FIG. 1 will be described. As shown in FIG. 7, it is assumed that numbers (i = 1, 2, ..., N) are assigned to the target system and all incoming cells in the target time period. For each cell, Xi = {0,
1} and {0: pass, 1: discard) are associated with each other. As a “cell state” constituted by it, X =
Consider {X1, X2, ..., XN}.

【0098】母集団(Ω)として、入ったセルの状態X
の全集合を考える。詳しくは以下のようになる。セル廃
棄率などのシミュレーションは確率的なモンテカルロ・
シミュレーション(Monte Carlo Simu
lation)である。シミュレーション条件には確率
パラメータがふくまれるから、同じ条件でシミュレーシ
ョンしたとしても、シミュレーション毎に入力セル数
や、その状態Xは変化してくる。そこで、一定の条件の
下での各シミュレーションにより得られるセル状態のす
べての集合が考えられるとして、“仮想的に”母集団Ω
を考える。そして、個々のシミュレーションの結果は、
この母集団からの“サンプル”であると解釈する。そし
て、“廃棄率をシミュレーションによって求める”と
は、母集団のいくつかのサンプルから母集団の特性(こ
の場合は、セル廃棄率という特性)を“推定”しようと
する問題と解釈する。
State X of entered cells as a population (Ω)
Consider the full set of. The details are as follows. Simulations such as cell loss rate are based on stochastic Monte Carlo
Simulation (Monte Carlo Simu
nation). Since the probability parameter is included in the simulation condition, even if the simulation is performed under the same condition, the number of input cells and the state X thereof change for each simulation. Therefore, assuming that all sets of cell states obtained by each simulation under certain conditions are considered, "virtually" the population Ω
think of. And the result of each simulation is
Interpret as a "sample" from this population. Then, “determining the discard rate by simulation” is interpreted as a problem of trying to “estimate” the characteristic of the population (in this case, the characteristic of cell discard rate) from some samples of the population.

【0099】この母集団Ωで、セル廃棄が生じるという
事象をAとする。セル廃棄は希にしか生じない事象であ
るという仮定を今後、しばしば用いる。
In this population Ω, an event in which cell discard occurs occurs is A. From now on, we often use the assumption that cell discard is a rare event.

【0100】母集団とは状態(ベクトル)の集合であ
る。
A population is a set of states (vectors).

【0101】 {X11、X12、…、X1N} {X21、X22、…、X2N} : と行列状に並べてみると、これは、{0、1}が2次元
状に並んでいる。ここで、母集団内の各状態では、X=
1が生起する事象は同じ確率分布であると考える。つま
り、{x=1}の生起確率は、母集団の特性といえる。
When arranged in a matrix form {X11, X12, ..., X1N} {X21, X22, ..., X2N}: {0, 1} are arranged two-dimensionally. Here, in each state in the population, X =
It is considered that the events that 1 occur have the same probability distribution. That is, the occurrence probability of {x = 1} can be said to be a characteristic of the population.

【0102】ここでは、まず、シミュレーション結果の
評価方法として、無相関イベントの評価方法、すなわ
ち、各イベント(状態){Xi }間に相関がないと仮定
した場合の評価方法について説明する。
First, as a simulation result evaluation method, a non-correlated event evaluation method, that is, an evaluation method assuming that there is no correlation between events (states) {Xi} will be described.

【0103】X=1が生じる事象はパラメータP(A)
のベルヌイ(Bernoulli)分布とする。P
(A)は母集団の特性を示すパラメータである。
The event in which X = 1 occurs is the parameter P (A)
Of Bernoulli distribution. P
(A) is a parameter indicating the characteristics of the population.

【0104】さらに、ここでは最も単純にX=1が生じ
る確率はパラメータP(A)のベルヌイ分布とする。P
(A)は母集団の特性を示すパラメータである。サンプ
ル(シミュレーション)から、パラメータP(A)を推
定することを考える。
Further, here, the simplest probability that X = 1 occurs is the Bernoulli distribution of the parameter P (A). P
(A) is a parameter indicating the characteristics of the population. Consider estimating the parameter P (A) from a sample (simulation).

【0105】この場合、母集団の状態数が全部でNある
とすると、不偏有効推定量は
In this case, assuming that the total number of states in the population is N, the unbiased effective estimator is

【数16】 (Equation 16)

【0106】なお、ここからある確率変数の平均、分散
などの統計量について、その真値はσなどのようにし
て、推定量は真値の上部に^を付して区別する。
Note that the statistical value such as the average and variance of a random variable from here is identified by adding a ^ to the upper portion of the true value such that the true value is σ.

【0107】2項分布が正規分布で近似できる状況、す
なわち、N・P(A)、N・(1−P(A))共に5以
上であると考えて良い場合を考える。
Consider a situation in which the binomial distribution can be approximated by a normal distribution, that is, it can be considered that both N · P (A) and N · (1-P (A)) are 5 or more.

【0108】このとき、点推定量At this time, the point estimator

【数17】 [Equation 17]

【0109】は近似的に、平均P(A)、分散P(A)
(1−P(A))/Nの正規分布すると考えられる。こ
のことから、セル廃棄確率P(A)の95%信頼区間は
以下のようになる。
Is approximately the mean P (A) and the variance P (A)
It is considered to have a normal distribution of (1-P (A)) / N. From this, the 95% confidence interval of the cell discard probability P (A) is as follows.

【0110】[0110]

【数18】 (Equation 18)

【0111】以上は、各イベント{Xi }は、互いに相
関がないと仮定した場合である。しかし、セル廃棄等の
イベントを考えると、実際には廃棄が生じるとしたら、
全くランダムというわけではなく、バースト的に生じる
であろう。この場合は、イベント間に相関があるとみな
すべきである。よって、上記の無相関評価では、分散、
あるいは信頼区間が狭く評価されていることになる。
The above is the case where it is assumed that the events {Xi} are not correlated with each other. However, considering events such as cell discard, if discarding actually occurs,
It is not random at all, but will occur in bursts. In this case, the events should be considered correlated. Therefore, in the above decorrelation evaluation, variance,
Or the confidence interval is evaluated narrowly.

【0112】そこで、次に、イベント間の相関を考慮し
て信頼性を評価する方法について述べる。
Therefore, a method of evaluating reliability in consideration of correlation between events will be described next.

【0113】まず、前提として、「イベント間に相関は
あるものの相関のあるイベント区間はそんなに広くはな
い」と仮定する。これは、非常に離れたイベント間では
相関がないということで、現実の確率過程では、この仮
定は現実的である。
First, as a premise, it is assumed that "there is a correlation between the events but the correlated event section is not so wide". This means that there is no correlation between very distant events, so in real stochastic processes this assumption is realistic.

【0114】まず、中間状態の生起確率P{En }の評
価について述べる。
First, the evaluation of the occurrence probability P {En} of the intermediate state will be described.

【0115】基本的には、1回のシミュレーションで結
果を求めるとすると、結果の一連のイベントについて、
一様に平均をとるのではなく、バッチ法と呼ばれる階層
的な統計処理を行う。つまり、イベントの系列{Xi |
i=1〜N}を全体として、kb 個の長さnの束(バッ
チ:BATCH)に分割する。ここで、N=kb ×nが
成り立つ。各束の中での生起確率を次式で点推定する。
Basically, when the result is obtained by one simulation, for a series of events of the result,
A hierarchical statistical process called the batch method is performed instead of taking the average uniformly. That is, the sequence of events {Xi │
The entire i = 1 to N} is divided into kb bundles of length n (batch: BATCH). Here, N = kb * n holds. The probability of occurrence in each bundle is estimated by the following equation.

【0116】[0116]

【数19】 [Equation 19]

【0117】nがイベント相関長よりも長いとすれば、
{X´j }は、互いに無相関と考えてよい。よって、全
体としてのイベント生起確率は、
If n is longer than the event correlation length,
The {X'j} may be considered uncorrelated with each other. Therefore, the overall event occurrence probability is

【数20】 (Equation 20)

【0118】と推定される。これは、イベント生起確率
の不偏推定量である。
It is estimated that This is an unbiased estimator of the event occurrence probability.

【0119】ここで、分散は、Here, the variance is

【数21】 (Equation 21)

【0120】となる。よって、1−α信頼区間は、Is obtained. Therefore, the 1-α confidence interval is

【数22】 (Equation 22)

【0121】となる。ここで、t(n、1−α/2)と
は、自由度nのt−分布の1−α/2上限値てある。
Is obtained. Here, t (n, 1-α / 2) is the 1-α / 2 upper limit of the t-distribution with n degrees of freedom.

【0122】さらに、中間状態En を初期状態としての
条件付きの状態Em の生起確率P{Em |En }を求め
る際の統計処理について説明する。
Further, the statistical processing for obtaining the occurrence probability P {Em | En} of the conditional state Em with the intermediate state En as the initial state will be described.

【0123】条件付き確率P{Em |En }を求めると
は、図3で説明したように、区間列{A(n、i)}i
についての事象Em の生起確率を求めることであるが、
区間列{A(n、i)} iの各区間の間では事象は独立
である。そこで、各区間はregeneration cycleと考え
て、regenerative法を用いる。つまり、各区間での事象
生起数Yi 、区間の長さTi を用いて、
Obtaining the conditional probability P {Em | En} means, as described with reference to FIG. 3, an interval sequence {A (n, i)} i.
Is to obtain the occurrence probability of the event Em for
Events are independent between each section of the section sequence {A (n, i)} i. Therefore, each section is considered a regeneration cycle and the regenerative method is used. That is, using the number of event occurrences Yi in each section and the section length Ti,

【数23】 (Equation 23)

【0124】とおいて、In addition,

【数24】 (Equation 24)

【0125】により、生起確率を推定する。分散の推定
量は次式で与えられる。
Then, the occurrence probability is estimated. The estimated amount of variance is given by

【0126】[0126]

【数25】 (Equation 25)

【0127】ここで、信頼区間としては、regeneration
cycle数が十分あるという仮定のもとで、
Here, the confidence interval is regeneration.
Assuming there are enough cycles,

【数26】 (Equation 26)

【0128】と与えられる。ここで、z1-α/2 とは、
正規分布N(0、1)の1−α/2上限値である。
Given as Here, z1-α / 2 is
It is the 1-α / 2 upper limit value of the normal distribution N (0,1).

【0129】以上、イベント間の相関を考慮して信頼性
を評価する方法について述べたが、このように、図1の
ステップS2、ステップS3におけるシミュレーション
の結果求められた各状態間の遷移頻度をもとに、統計的
に状態間遷移確率(中間状態の生起確率P{S}、条件
付き確率P{RE|S})が算出できることになる。
The method of evaluating reliability in consideration of the correlation between events has been described above. Thus, the transition frequency between the states obtained as a result of the simulation in steps S2 and S3 of FIG. Based on the above, it is possible to statistically calculate the transition probabilities between states (intermediate state occurrence probability P {S}, conditional probability P {RE | S}).

【0130】次に、確率変数の積の信頼区間について考
察する。
Next, the confidence interval of the product of random variables will be considered.

【0131】2つの確率変数(r.v.)の関数z=f
(x、y)もr.v.である。zの分散σz 2 の評価
は、x、yの分散σx 2 ,σy 2 が比較的小さい場合に
は、誤差伝搬の規則から以下のように求められる。
Function of two random variables (rv) z = f
(X, y) is also r. v. It is. The evaluation of the variance σz 2 of z is calculated as follows from the error propagation rule when the variances σx 2 and σy 2 of x and y are relatively small.

【0132】[0132]

【数27】 [Equation 27]

【0133】z=x・yの場合にはWhen z = x · y,

【数28】 [Equation 28]

【0134】また、zの95%信頼区間としては、As the 95% confidence interval of z,

【数29】 (Equation 29)

【0135】と評価できる。It can be evaluated as

【0136】このことより、セル廃棄を評価対象事象と
して、図1のフローチャートに従ってシミュレーション
を行った結果得られたセル廃棄率P{RE}は、中間状
態の生起確率P{S}と、図1のステップS3で各中間
状態Sを初期状態としたときの、あらたに目的とする状
態となる確率P{RE|S}の積として求められるか
ら、P{S}をx、P{RE|S}をyとして(9)
式、(10)式に当てはめれば、セル廃棄率P{RE}
の信頼区間が容易に得られることがわかる。
From the above, the cell discard rate P {RE} obtained as a result of performing the simulation according to the flowchart of FIG. 1 with the cell discard as the evaluation target event is obtained by comparing the occurrence probability P {S} of the intermediate state with that of FIG. Is obtained as the product of the probabilities P {RE | S} of the target state when each intermediate state S is set as the initial state in step S3 of the above, P {S} is x, P {RE | S } As y (9)
If applied to the equation (10), the cell loss rate P {RE}
It can be seen that the confidence interval of is easily obtained.

【0137】次に、本発明の実施形態について、図面を
参照して説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0138】(第1の実施形態)図8は、第1の実施形
態に係るシミュレータの構成を示したブロック図であ
る。図8において、本実施形態に係るシミュレータは、
入力部49、環境設定部50、評価部51、状態記憶部
52、統計処理部53、評価結果出力部54から構成さ
れる。
(First Embodiment) FIG. 8 is a block diagram showing the structure of the simulator according to the first embodiment. In FIG. 8, the simulator according to the present embodiment is
The input unit 49, the environment setting unit 50, the evaluation unit 51, the state storage unit 52, the statistical processing unit 53, and the evaluation result output unit 54 are included.

【0139】入力部49は、シミュレーション対象のシ
ステムをモデル化するために必要なシステムの特徴情
報、システムの初期状態の特徴情報、目的の状態の特徴
情報、中間状態の特徴情報等を入力するためのもので、
例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等の各種入
力装置で構成されるものである。システムの特徴情報と
しては、例えば、ネットワークのトポロジー、待ち行列
のバッファの容量、出力ポート数、パケットあるいはセ
ルの到着率λ、サービス率μ、バーストあるいはランダ
ムといったトラヒックの種類等がある。
The input section 49 is for inputting the system characteristic information necessary for modeling the system to be simulated, the system initial state characteristic information, the target state characteristic information, the intermediate state characteristic information and the like. Of
For example, it is composed of various input devices such as a keyboard, a mouse, and a touch panel. The system characteristic information includes, for example, network topology, queue buffer capacity, number of output ports, packet or cell arrival rate λ, service rate μ, and type of traffic such as burst or random.

【0140】環境設定部50は、入力部49を介して入
力されたシステムの特徴情報をもとに、シミュレータ内
部の各種パラメータを設定し、評価対象のネットワーク
システムをモデル化し、適当なトラヒックモデルを設定
するとともに、入力部49を介して、システムの初期状
態、中間状態を設定するために必要な情報等が入力され
ると、シミュレータ内の各パラメータ値を設定されたト
ラヒックモデルの各状態に対応させるシミュレーション
環境の設定を行うものである。。
The environment setting unit 50 sets various parameters inside the simulator based on the system feature information input through the input unit 49, models the network system to be evaluated, and creates an appropriate traffic model. When the information necessary for setting the initial state and the intermediate state of the system is input through the input unit 49 while setting, the parameter values in the simulator correspond to the respective states of the set traffic model. The simulation environment is set. .

【0141】評価部51は、シミュレーションエンジン
であり、環境設定部50にて設定されたトラヒックモデ
ルについて、状態記憶部52に記憶されている情報をも
とに、所望の状態を設定しながらモンテカルロシミュレ
ーションを実行するようになっている。すなわち、初期
状態から中間状態の生起確率を評価するためのシミュレ
ーションを行うとともに、必要に応じて中間状態を記述
する情報を抽出して、状態記憶部52に記憶し、また、
状態記憶部52に記憶された情報をもとに設定された中
間状態を初期状態としたときの目的の状態の生起確率を
評価するためのシミュレーションを行う。これらシミュ
レーション結果得られた状態変化の情報は統計処理部5
3に送られる。
The evaluation unit 51 is a simulation engine, and performs a Monte Carlo simulation while setting a desired state for the traffic model set by the environment setting unit 50 based on the information stored in the state storage unit 52. Is designed to run. That is, a simulation for evaluating the occurrence probability of the intermediate state from the initial state is performed, information that describes the intermediate state is extracted as necessary, and stored in the state storage unit 52.
A simulation is performed to evaluate the occurrence probability of the target state when the intermediate state set based on the information stored in the state storage unit 52 is set as the initial state. Information on the state change obtained as a result of these simulations is stored in the statistical processing unit
Sent to 3.

【0142】統計処理部53では、評価部51でシミュ
レーションを行った結果得られた状態変化の情報を蓄積
し、その蓄積された情報をもとに、各種統計量を算出す
るものである。すなわち、中間状態の生起確率、中間状
態を初期状態とする目的の状態の生起確率、各生起確率
の信頼区間等を算出し、その結果を具備されたメモリに
記憶するとともに、必要に応じて評価結果出力部54に
送られるようになっている。
The statistical processing section 53 accumulates the information on the state change obtained as a result of the simulation by the evaluation section 51, and calculates various statistical quantities based on the accumulated information. That is, the probability of occurrence of an intermediate state, the probability of occurrence of a target state with the intermediate state as the initial state, the confidence interval of each probability of occurrence, etc. are calculated, and the results are stored in a memory provided and evaluated as necessary. The result is output to the output unit 54.

【0143】評価結果出力部54では、統計処理部53
で求めた統計量をCRTディスプレイ装置に表示した
り、プリンタに印刷したりするようになっている。
In the evaluation result output unit 54, the statistical processing unit 53
The statistic obtained in step 1 is displayed on a CRT display device or printed on a printer.

【0144】状態記憶部52は、例えばRAM、ハード
デスクなどデータの書込み読出し可能な任意の記憶素子
でよい。状態記憶部52に記憶される情報のデータ構造
は、適当なファイルであってもよい。また、必要に応じ
て配列、リンクなどを定義して記憶するようにしてもよ
い。
The state storage section 52 may be any storage element capable of writing and reading data, such as a RAM or a hard disk. The data structure of the information stored in the state storage unit 52 may be an appropriate file. Further, an arrangement, a link, etc. may be defined and stored as necessary.

【0145】また、記憶容量の削減を目的として、デー
タ圧縮をして記憶してもよい。その場合はたとえば、状
態記憶部52の前後段に圧縮、非圧縮処理を行う手段を
設ける。
Data may be compressed and stored for the purpose of reducing the storage capacity. In that case, for example, means for performing compression / non-compression processing is provided in the front and rear stages of the state storage unit 52.

【0146】さらに、状態記憶部52が、環境設定部5
0に条件付き確率P{MSi+1 |MSi }を求めるため
の初期状態{MSi }を提供し、評価部51でシミュレ
ーションを行って中間状態{MSi+1 }に突入した時の
状態の情報を記憶するといった動作を行う場合(例え
ば、シミュレータが中間状態の自動設定を行う場合)、
状態記憶部52は一種の2ポート記憶構成が必要な場合
もある。
Furthermore, the state storage unit 52 is replaced by the environment setting unit 5.
The initial state {MSi} for obtaining the conditional probability P {MSi + 1 | MSi} is provided to 0, and the state information at the time of entering the intermediate state {MSi + 1} by performing simulation by the evaluation unit 51 is provided. When performing an operation such as memorizing (for example, when the simulator automatically sets the intermediate state),
The state storage unit 52 may require a kind of two-port storage configuration.

【0147】図9は、2ポートの場合の状態記憶部52
の構成の具体例を示したものである。
FIG. 9 shows the state storage unit 52 in the case of 2 ports.
2 shows a specific example of the configuration of FIG.

【0148】図9(a)は、書き込み用記憶手段MSx
と、読みだし用記憶手段MSy が用意され、中間状態の
情報の読出しの度に、MSx からMSy にデータを転送
するようになっている。
FIG. 9A shows the storage means MSx for writing.
Then, read-out storage means MSy is prepared, and data is transferred from MSx to MSy each time the information in the intermediate state is read.

【0149】図9(b)は、2つの記憶領域MSαとM
Sβが並列に設けられており、一方に書き込む時は他方
が読みだしに用いられるようなスイッチ構成を示す。
FIG. 9B shows two storage areas MSα and M.
A switch configuration is shown in which Sβ is provided in parallel, and when writing to one, the other is used for reading.

【0150】図9(a)、図9(b)は、中間状態の情
報そのものを2つの別の記憶領域に別けてもつことはな
く、情報の実態は共通のメモリにおかれる。そのメモリ
アドレスを示すポインタを図9のように2系統に別けて
保持してもよい。
In FIGS. 9A and 9B, the information itself in the intermediate state is not separately stored in two separate storage areas, and the actual state of the information is stored in a common memory. A pointer indicating the memory address may be held separately for two systems as shown in FIG.

【0151】図10は、図8に示した構成のシミュレー
タによる評価処理動作の一具体例を示したフローチャー
トである。
FIG. 10 is a flow chart showing a specific example of the evaluation processing operation by the simulator having the configuration shown in FIG.

【0152】まず、入力部49を介して、評価対象のシ
ステムをモデル化するために必要な情報が入力される
と、環境設定部50ではシステムのモデル化を行う(ス
テップS10)。すなわち、すなわち、シミュレータ内
の各パラメータを評価対象システムに対応するシミュレ
ーションモデルに設定する。
First, when the information necessary for modeling the system to be evaluated is input via the input unit 49, the environment setting unit 50 models the system (step S10). That is, that is, each parameter in the simulator is set to the simulation model corresponding to the evaluation target system.

【0153】次に、状態{MSi }i とその数kを設定
する。すなわち、入力部49を介して、システムの初期
状態、中間状態を設定するために必要な情報等が入力さ
れると、シミュレータ内の各パラメータ値をステップS
10で設定されたトラヒックモデルの各状態に対応させ
る。そして、各状態を設定するに必要なパラメータ値等
の情報を状態記憶部52に記憶する(ステップS1
2)。その際、記憶容量の削減を目的として、データ圧
縮を行ってから記憶するようにしてもよい。
Next, the state {MSi} i and its number k are set. That is, when the information necessary for setting the initial state and the intermediate state of the system is input via the input unit 49, the parameter values in the simulator are set in step S.
It corresponds to each state of the traffic model set in 10. Then, information such as parameter values necessary for setting each state is stored in the state storage unit 52 (step S1).
2). At this time, the data may be compressed and then stored for the purpose of reducing the storage capacity.

【0154】次に、状態の識別子を初期化(i=0)し
(ステップS13)、ステップS14に進む。
Next, the state identifier is initialized (i = 0) (step S13), and the process proceeds to step S14.

【0155】ステップS14では、評価部51におい
て、まず、状態記憶部52に記憶された初期状態の情報
を読出し、情報が圧縮されているときは、非圧縮処理を
行ってから、その情報をもとに、シミュレータ内のパラ
メータを初期状態{MS0 }に設定する。そして、初期
状態{MS0 }から次の中間状態{MS1 }の条件付き
確率を求めるためのシミュレーションを行い、統計処理
部53で条件付き確率P{MS1 |MS0 }と、その信
頼区間を求める。さらに、必要に応じて{MS1}に突
入した時の状態を状態記憶部52に記録する。なお、デ
ータ圧縮を行ってから記憶するようにしてもよい。次
に、iをインクリメントして(ステップS15)、中間
状態の生起確率評価を繰り返す。
In step S14, the evaluation section 51 first reads the initial state information stored in the state storage section 52. If the information is compressed, it is also subjected to non-compression processing and then the information is also stored. Then, the parameters in the simulator are set to the initial state {MS0}. Then, a simulation is performed to obtain the conditional probability of the next intermediate state {MS1} from the initial state {MS0}, and the statistical processing unit 53 obtains the conditional probability P {MS1 | MS0} and its confidence interval. Further, if necessary, the state at the time of entering {MS1} is recorded in the state storage unit 52. The data may be stored after being compressed. Next, i is incremented (step S15), and the occurrence probability evaluation of the intermediate state is repeated.

【0156】このように状態記憶部52に記憶された状
態{MSi }の情報を読出し、情報が圧縮されていると
きは、非圧縮処理を行ってから、その情報をもとに{M
Si}の状態にシミュレータ内部のパラメータを設定
し、状態{MSi+1 }の条件付き確率を求める。すなわ
ち、評価部51でシミュレーションを実行し、統計処理
部53でP{MSi+1 |MSi }と、その信頼区間を求
め、その際に、必要に応じて{MSi+1 }に突入した時
の状態を状態記憶部52に記録する動作を行う。
As described above, the information of the state {MSi} stored in the state storage unit 52 is read out, and when the information is compressed, the non-compression process is performed, and then {M
The parameters inside the simulator are set to the state of Si}, and the conditional probability of the state {MSi + 1} is obtained. That is, the evaluation unit 51 executes a simulation, and the statistical processing unit 53 obtains P {MSi + 1 | MSi} and its confidence interval, and at that time, when entering into {MSi + 1}, if necessary. The operation of recording the state in the state storage unit 52 is performed.

【0157】ステップS14〜ステップS15の処理を
必要回数繰り返して、ステップS16でi=k−1とな
ったとき、ステップS17に進み、統計処理部53にお
いて、最終的に求めるべき確率P{MSk }を条件付き
確率の積(チェイン)で求める。さらに、その確率の信
頼区間を求め、評価結果出力部54に出力する。
When the process of steps S14 to S15 is repeated a required number of times and i = k-1 is obtained in step S16, the process proceeds to step S17, and the probability P {MSk} to be finally obtained in the statistical processing unit 53. Is a product of conditional probabilities (chain). Further, the confidence interval of the probability is calculated and output to the evaluation result output unit 54.

【0158】(第2の実施形態)前述の第1の実施形態
では具体的な説明がなかった、中間状態を定義する基準
パラメータの設定方法について説明する。ここでの設定
については、たとえば、図10のステップS11でユー
ザが中間状態の特徴情報を入力して、ステップS14の
処理が実行される前に、あらかじめ状態記憶部52に記
憶されているようにしてもよいし、ステップS11での
中間状態の特徴情報を入力を省き、ステップS14でシ
ステムがシミュレーションをしながら自動的に設定する
ようにしてもよい。その際、状態記憶部52は、図9に
示したような2ポートの構成であることが望ましい。
(Second Embodiment) A method of setting a reference parameter for defining an intermediate state, which has not been specifically described in the first embodiment, will be described. Regarding the setting here, for example, the user inputs the intermediate state feature information in step S11 of FIG. 10 and is stored in the state storage unit 52 in advance before the process of step S14 is executed. Alternatively, the intermediate state characteristic information in step S11 may be omitted and the system may automatically set the simulation information in step S14. At this time, the state storage unit 52 preferably has a 2-port configuration as shown in FIG.

【0159】いずれにしても、待ち行列モデルの場合
は、待ち行列のセルバッファ容量以内の待ち行列のセル
長を中間状態の基本的な設定基準、すなわち中間状態の
しきい値として設定するのが最も容易であろう。
In any case, in the case of the queuing model, the cell length of the queue within the cell buffer capacity of the queue is set as the basic setting criterion of the intermediate state, that is, the threshold value of the intermediate state. Would be the easiest.

【0160】さらに、各待ち行列の入力ポートから、同
時に到着する可能性のあるセルの最大数以内のセル数幅
をもったセル長区間として一つの待ち行列の中間状態を
定義し、複数の待ち行列から構成される待ち行列網の系
全体の中間状態としては、このセル長区間の組として中
間状態を設定することもできる。区間として設定するこ
とにより、状態軌跡の中間状態でのモニタがもれなくで
きる。
Further, the intermediate state of one queue is defined as a cell length section having a cell number width within the maximum number of cells that may arrive at the same time from the input ports of each queue, and a plurality of wait states are defined. As the intermediate state of the entire system of the queuing network composed of queues, the intermediate state can be set as a set of this cell length section. By setting the interval, it is possible to monitor all the states in the intermediate state of the state trajectory.

【0161】さて、さらに、このセル長しきい値あるい
は、セル長区間についての設定の基準については以下の
ような方法がある。
Further, there are the following methods for setting the cell length threshold value or the cell length section.

【0162】1.各待ち行列のセル容量によらず、一定
値あるいは区間を中間状態として設定する。容易に中間
状態を設定可能である。ただし、実際の待ち行列のセル
容量がこの中間状態のしきい値設定よりも小さい時に
は、実際のセル容量を設定する。また、区間幅として
は、各待ち行列で上述の同時最大到着セル数を採用して
もよい。
1. A constant value or interval is set as an intermediate state regardless of the cell capacity of each queue. The intermediate state can be easily set. However, when the actual cell capacity of the queue is smaller than the threshold setting for this intermediate state, the actual cell capacity is set. As the section width, the above-mentioned maximum simultaneous arrival cell number may be adopted in each queue.

【0163】2.各待ち行列のセル要領の一定割合のと
ころにしきい値を設定する。これも比較的容易に設定す
る。
2. A threshold is set at a certain percentage of the cell points of each queue. This is also relatively easy to set.

【0164】3.各待ち行列の平均入出力トラヒックの
割合でしきい値を設定することも考えられる。各平均ト
ラヒックを求めることは、申告パラメータをもちいた
り、あるいは一定時間測定して比較的容易である。
[0164] 3. It is also possible to set the threshold value by the ratio of the average input / output traffic of each queue. Obtaining each average traffic is relatively easy by using the declared parameters or by measuring for a certain period of time.

【0165】(第3の実施形態)系の初期状態から目的
とする状態までのモンテカルロ・シミュレーションにお
いて中間状態は一つとは限らない。たとえば、図11の
ような、2次元の状態空間、たとえば、2個の待ち行列
Q1、Q2でできている系では、各々の容量がK1 ,K
2 の場合、原点を初期状態として、[0、K1 ]×
[0、K2 ]の領域内に2つの中間状態MS1 、MS2
を設定する。各々、初期状態(原点)MS0 から中間状
態MS1 への状態遷移確率P{MS1 |MS0 }、中間
状態MS1 から中間状態MS2 の状態遷移確率P{MS
2 |MS1 }、そして中間状態MS2 から目的状態MS
3 への状態遷移確率P{MS3 |MS2 }をそれぞれ求
めて、それらの条件付き確率の積で目的の状態の確率P
{MS3 }を求めることができる。すなわち、 P{MS3 }=P{MS3 |MS2 }・P{MS2 |M
S1 }・P{MS1 |MS0 } である。
(Third Embodiment) In the Monte Carlo simulation from the initial state of the system to the target state, the number of intermediate states is not limited to one. For example, in a two-dimensional state space as shown in FIG. 11, for example, in a system made up of two queues Q1 and Q2, the respective capacities are K1 and K2.
In case of 2, the origin is the initial state and [0, K1] ×
Two intermediate states MS1, MS2 in the domain of [0, K2]
Set. The state transition probability P {MS1 | MS0} from the initial state (origin) MS0 to the intermediate state MS1 and the state transition probability P {MS from the intermediate state MS1 to the intermediate state MS2, respectively.
2 | MS1}, and intermediate state MS2 to target state MS
The state transition probability P {MS3 | MS2} to 3 is obtained, and the probability P of the target state is obtained by multiplying the conditional probabilities
{MS3} can be obtained. That is, P {MS3} = P {MS3 | MS2} .P {MS2 | M
S1} .P {MS1 | MS0}.

【0166】具体的には、図10に示したフローチャー
トにおいて、識別子i=1、2に対応する状態が中間状
態MS1 、MS2 である。
Specifically, in the flowchart shown in FIG. 10, the states corresponding to the identifiers i = 1 and 2 are the intermediate states MS1 and MS2.

【0167】中間状態を複数設定した場合も、各状態間
の条件付き確率の積として目的の状態の確率を求めるこ
とができるのは、本実施形態に適用される系が基本的に
はマルコフ過程に従うものであり、かつ、その軌跡が最
尤軌跡をとっているとしてよいからである。マルコフ性
について詳しく説明する。
Even when a plurality of intermediate states are set, the probability of the target state can be obtained as the product of the conditional probabilities between the states. The system applied to this embodiment is basically a Markov process. This is because the locus may follow the maximum likelihood locus. The Markov property will be described in detail.

【0168】マルコフ過程に従う系は、一般的に Xn+1 =f(Xn ;ξn )、ただし、ξn は確率変数 (11) とかける。A system according to the Markov process is generally Xn + 1 = f (Xn; ξn), where ξn is multiplied by a random variable (11).

【0169】しかし、以下のような場合(複数の中間状
態Xn 、Xn-1 、…、Xn-m が存在する場合)も、マル
コフ過程に帰着できる。
However, also in the following cases (when there are a plurality of intermediate states Xn, Xn-1, ..., Xn-m), it is possible to reduce to the Markov process.

【0170】 Xn+1 =f(Xn 、Xn-1 、…、Xn-m ;ξn )、ただし、ξn は確率変数 (12) すなわち、 Yn {Xn 、Xn-1 、…、Xn-m } を改めて状態として定義すれば、式(12)は次式のよ
うになる。
Xn + 1 = f (Xn, Xn-1, ..., Xn-m; ξn), where ξn is a random variable (12), that is, Yn = {Xn, Xn-1, ..., Xn-m}. (12) is redefined as a state, the following equation is obtained.

【0171】 Yn+1 =f(Yn ;ξn )、ただし、ξn は確率変数 (13) これは、すなわち式(11)で表されるマルコフ過程で
ある。
Yn + 1 = f (Yn; ξn), where ξn is a random variable (13) This is the Markov process represented by equation (11).

【0172】従って、目的の状態の確率を各状態間の条
件付き確率の積として求め、さらに、各状態間の条件付
き確率をx、y、…として、例えば、前述の(20)
式、(21)式に当てはめれば、目的の状態の確率の信
頼区間が容易に得られることがわかる。
Therefore, the probability of the target state is obtained as a product of conditional probabilities between states, and the conditional probabilities between states are defined as x, y, ... For example, in the above (20).
It can be seen that the confidence interval of the probability of the target state can be easily obtained by applying the equations (21).

【0173】(第4の実施形態)前述の第1〜第3の実
施形態では、初期状態から中間状態、中間状態から中間
状態、中間状態から目的の最終状態といった各状態間は
モンテカルロ・シミュレーションを適用していたが、I
S法を適用してもよい。
(Fourth Embodiment) In the above-described first to third embodiments, Monte Carlo simulation is performed between the states such as the initial state to the intermediate state, the intermediate state to the intermediate state, and the intermediate state to the target final state. I applied it, but I
The S method may be applied.

【0174】具体的には、図10のステップS14にお
いて、IS法によりシミュレーションを行う。
Specifically, in step S14 of FIG. 10, simulation is performed by the IS method.

【0175】(第5の実施形態)ここでは、第1〜第3
の実施形態で説明したシミュレーション方法を用いて、
実際のシステムを評価する場合について説明する。な
お、信頼区間評価はそれぞれイベント間相関のないモデ
ルで行った。
(Fifth Embodiment) Here, first to third
Using the simulation method described in the embodiment of
The case of evaluating an actual system will be described. The confidence intervals were evaluated using a model with no correlation between events.

【0176】まず、単段共通バッファスイッチの品質評
価を行った場合について説明する。
First, the case where the quality of the single-stage common buffer switch is evaluated will be described.

【0177】具体的には、ATM共通バッファスイッチ
の廃棄特性をシミュレーションする。 図12は共通バ
ッファスイッチのシミュレーションのモデルを示したも
のである。図12において、共通バッファスイッチは、
8本の入力回線からの到着セルを多重して共通のバッフ
ァに書込み、バッファ内では、セルの転送順は8本の出
力回線毎に管理され、バッファ内のセルは宛先に応じた
出力回線へと送られようになっている。
Specifically, the discard characteristic of the ATM common buffer switch is simulated. FIG. 12 shows a simulation model of the common buffer switch. In FIG. 12, the common buffer switch is
The cells arriving from 8 input lines are multiplexed and written in a common buffer. Within the buffer, the transfer order of cells is managed for each 8 output lines, and the cells in the buffer are output to the output line according to the destination. Is being sent.

【0178】まず、ランダムトラヒックの例を示す。ソ
ースのモデルとして、負荷(Offered loa
d)ρ=0.8のランダムトラヒックを用いた。
First, an example of random traffic will be shown. As a source model, the load (Offered loa)
d) Random traffic with ρ = 0.8 was used.

【0179】図13は、共通バッファの容量を変化させ
て、各容量毎にシミュレーションをしたものである。こ
こでのシミュレーションは、AS4000のシリーズの
ワークステーションで1時間以内にえられた結果であ
る。同時に、従来の直接シミュレーション法(○で示す
点)、報告された実測値(□で示す点)、従来知られて
いるM/D/1モデルに基づいた解析限界式の結果(チ
ェルノフの限界)も記載する。
FIG. 13 shows a simulation for each capacity while changing the capacity of the common buffer. The simulations here are the results obtained within 1 hour on a workstation of the AS4000 series. At the same time, the conventional direct simulation method (points marked with ◯), the measured values reported (points marked with □), the results of the analytical limit formula based on the conventionally known M / D / 1 model (limits of Chernoff) Also describe.

【0180】図13から、いずれの場合もバッファの容
量が大きくなるとセル廃棄確率が小さくなり、しかも、
本発明のシミュレーション方法による評価結果の値は
(●で示す点)は実測値にほぼ等しいことがわかる。す
なわち、本発明のシミュレーション方法によれば、実測
値と比べて、低い廃棄確率の評価を正確にかつ短時間で
実行できることが分かる。
From FIG. 13, in any case, if the buffer capacity increases, the cell discard probability decreases, and
It can be seen that the value (point indicated by ●) of the evaluation result by the simulation method of the present invention is almost equal to the actually measured value. That is, according to the simulation method of the present invention, it can be understood that the evaluation of the low discard probability can be executed accurately and in a short time as compared with the actually measured value.

【0181】さらに、バーストトラヒックの場合に、各
共通バッファの容量毎にシミュレーションを行った結果
を図13と同様に図14に示す。バースト性が入ると有
効な解析手法は無いであろう。結果はやはり実測値と近
い値を示している。実行時間はランダムトラヒックの場
合とほぼ同様であった。
Further, similar to FIG. 13, FIG. 14 shows the result of simulation performed for each capacity of each common buffer in the case of burst traffic. If there is a burst, there will be no effective analysis method. The results also show values close to the measured values. The execution time was almost the same as the case of random traffic.

【0182】この場合の中間状態の生起確率の計算過程
を含めたセル廃棄確率を図15にまとめて示す。
FIG. 15 collectively shows the cell discard probability including the process of calculating the occurrence probability of the intermediate state in this case.

【0183】なお、ここでの中間状態は、図5を参照し
て説明したように、8本の入力回線を介して同時に複数
個のセルが入力する可能性があることを踏まえ、1つの
中間状態が4つのステップを含むとする。すなわち、共
通バッファの容量が600セルバッファ量の場合、1つ
の中間状態の閾値としてのセル量が{297、298、
299、300}といった4つのステップからなる。
It should be noted that the intermediate state here is one intermediate state in consideration of the possibility that a plurality of cells may be simultaneously input through the eight input lines as described with reference to FIG. Suppose a state contains four steps. That is, when the capacity of the common buffer is 600 cell buffers, the cell amount as one intermediate state threshold is {297, 298,
299, 300}.

【0184】図15において、共通バッファの容量が6
00セルバッファ量の場合、図を横方向に見てゆき、ま
ず中間状態の生起確率が(9.47±0.22)×10
-2であることがわかる。さらに図を横方向に見てゆき、
この中間状態を初期状態としたときのセルの廃棄事象が
発生する確率、すなわち、条件付き確率の値が(2.1
±0.1)×10-3であることがわかる。これら2つの
値を乗算してセル廃棄確率P{セル廃棄}が(2.0±
0.1)×10-4となる。
In FIG. 15, the capacity of the common buffer is 6
In the case of an amount of 00 cell buffers, looking at the diagram in the horizontal direction, first, the occurrence probability of the intermediate state is (9.47 ± 0.22) × 10.
It turns out that it is -2. Looking further at the figure horizontally,
The probability of a cell discard event occurring when this intermediate state is set as the initial state, that is, the value of the conditional probability is (2.1
It can be seen that it is ± 0.1) × 10 −3. By multiplying these two values, the cell discard probability P {cell discard} is (2.0 ±
0.1) × 10 −4.

【0185】ここでの中間状態の設定はたとえば、共通
バッファの容量が600セルバッファ量でのシミュレー
ションで用いた中間状態が、そのまま、700セル状態
あるいはそれ以上のシミュレーションでも使えるところ
も魅力的であろう。また、どのくらいの確率で事象が生
起するか不明の場合でもとりあえず、区切りの中間状態
で設定しておいて、シミュレーションの途中からの再開
も可能となり、計算効率の向上も見込める。
The setting of the intermediate state here is, for example, attractive in that the intermediate state used in the simulation when the capacity of the common buffer is 600 cell buffers can be used as it is in the simulation of 700 cell states or more. Let's do it. In addition, even if it is unknown at what probability the event will occur, it is possible to restart it from the middle of the simulation by setting it in the intermediate state of the breaks for the time being and improving the calculation efficiency.

【0186】次に、多段スイッチ(Deltaネットワ
ーク)の品質評価を行った場合について説明する。
Next, the case where the quality evaluation of the multistage switch (Delta network) is performed will be described.

【0187】具体的には、2段のクロスデルタネットワ
ークの廃棄特性をシミュレーションする。ネットワーク
のモデルを図16に示す。各段のそれぞれには入力、出
力バッファをもち、各々のキューのサイズは8セルとす
る。フロー制御は各キューから一段前のキューに直接か
かる。したがって、セル廃棄は入力バッファの入り口で
のみ生じる。
Specifically, the discard characteristic of the two-stage cross delta network is simulated. A network model is shown in FIG. Each stage has an input buffer and an output buffer, and the size of each queue is 8 cells. Flow control is applied directly from each queue to the previous queue. Therefore, cell discard only occurs at the entry of the input buffer.

【0188】ソースは負荷0.4のランダムな一様のト
ラヒックが各入力リンク毎に1つづつ接続される。
The sources are connected with random uniform traffic with a load of 0.4, one for each input link.

【0189】こういう条件では、解析は極めて難しい。
シミュレーションの結果として、従来方法との比較で示
す。なお、ここでは、95%信頼区間とする。
Under these conditions, analysis is extremely difficult.
As a result of the simulation, a comparison with the conventional method is shown. The 95% confidence interval is used here.

【0190】従来方法では、モデルをそのままシミュレ
ーションする。その結果、
In the conventional method, the model is simulated as it is. as a result,

【数30】 [Equation 30]

【0191】が得られた。Was obtained.

【0192】本発明のシミュレーション方法によるシミ
ュレーションでは、{{4}、{5}、{6}}という
3ステップからなる中間状態を用いる。
In the simulation by the simulation method of the present invention, an intermediate state consisting of three steps {{4}, {5}, {6}} is used.

【0193】ここで、{{4}}という記法は少なくと
も一つのキューのセル数が4で、あとは4以下という状
態を示している。結果としては、中間状態(En )への
突入はすべて、surface{{4}}であった。中
間状態の生起確率p{En }は、
Here, the notation {{4}} indicates that the number of cells in at least one queue is 4 and the rest is 4 or less. As a result, all inrushes into the intermediate state (En) were surface {{4}}. The occurrence probability p {En} of the intermediate state is

【数31】 (Equation 31)

【0194】であった。It was

【0195】この中間状態({{4}})からの再スタ
ートで、セル廃棄の事象をシミュレーションして以下の
結果を得た。
Upon restarting from this intermediate state ({{4}}), the event of cell discard was simulated and the following results were obtained.

【0196】[0196]

【数32】 (Equation 32)

【0197】結局、全体の廃棄確率はAfter all, the total discard probability is

【数33】 [Equation 33]

【0198】となり、95%信頼区間内では双方のシミ
ュレーション結果は一致する。
Therefore, both simulation results agree with each other within the 95% confidence interval.

【0199】次に、出力バッファスイッチのセル廃棄特
性をシミュレーションする。
Next, the cell discard characteristic of the output buffer switch is simulated.

【0200】図17は、出力バッファのシミュレーショ
ンモデルを示したものである。すなわち、1つのバッフ
ァに8本の入力セル流があり、これらIBPのトラヒッ
クソース8本を全トラヒック量ρ=0.72としつつ、
平均バースト長をパラメータとしながら多重する状況で
のシミュレーション結果を図18に示す。
FIG. 17 shows a simulation model of the output buffer. That is, there are eight input cell streams in one buffer, and the total traffic amount ρ = 0.72 for these eight IBP traffic sources,
FIG. 18 shows the simulation result in a situation where the average burst length is used as a parameter for multiplexing.

【0201】このシミュレーションでは、平均バースト
長(BL)が5の場合の最後の点、バッファ長64にお
いてのみ、本発明によるシミュレーション結果と、従来
の方法によるシミュレーション結果を比較している。こ
こでは、中間状態として、{40、41、42}の集合
を採用している。結果は64%信頼区間の範囲で一致し
ていた。
In this simulation, the simulation result according to the present invention and the simulation result according to the conventional method are compared only at the last point when the average burst length (BL) is 5, the buffer length 64. Here, a set of {40, 41, 42} is adopted as the intermediate state. The results were in agreement within the 64% confidence interval.

【0202】(第1〜第5の実施形態の作用効果)以上
説明したように、上記第1〜第5の実施形態によれば、
確率的に状態が遷移するシステムにおいて、初期状態か
ら目的の稀少事象の生起する最終状態に至る間に1また
は複数の中間状態を設定し、これら各状態間を遷移する
確率、すなわち、条件付き確率を統計的に求めるための
シミュレーションを行い、目的の稀少事象が生起する最
終状態の生起確率は、このシミュレーションにより統計
的に求められた条件付き確率の積にて得ることができ、
従来のIS法と異なり、より高速でしかも正確に稀少事
象の生起確率の評価が可能となる。
(Effects of First to Fifth Embodiments) As described above, according to the first to fifth embodiments,
In a system in which the states transition stochastically, one or more intermediate states are set between the initial state and the final state in which a rare event of interest occurs, and the probability of transition between these states, that is, the conditional probability Perform a simulation to statistically obtain, the occurrence probability of the final state that the rare event of interest occurs can be obtained by the product of the conditional probability statistically obtained by this simulation,
Unlike the conventional IS method, it is possible to evaluate the occurrence probability of rare events more quickly and accurately.

【0203】(第6の実施形態)ここでは、本発明のシ
ミュレーション方法における実際のシミュレーションの
実行方法、具体的には、図8の評価部51における遂次
シミュレーション実行方法について説明する。
(Sixth Embodiment) Here, an actual simulation execution method in the simulation method of the present invention, specifically, a sequential simulation execution method in the evaluation section 51 of FIG. 8 will be described.

【0204】遂次シミュレーションとは、例えば、ある
1つのシステムクロックに同期したシステムでは、その
クロックに応じてシステムの状態が推移することから、
クロックに応じて、遂次、システム状態をシミュレーシ
ョンする方法である。
The sequential simulation means that, for example, in a system synchronized with a certain system clock, the state of the system changes according to the clock,
This is a method of simulating the system state successively according to the clock.

【0205】図19に示した遂次シミュレーションの処
理動作の概念図を参照しながら説明する。
Description will be made with reference to the conceptual diagram of the processing operation of the sequential simulation shown in FIG.

【0206】ある時刻tのシステムの状態を求めるに
は、一般的には、時刻tとその1つ前の時刻t−1にお
ける状態とを知ることが必要である。その意味で、図1
9では、シミュレーション(t、状態(t−1))と表
している。この遂次シミュレーションの結果、状態変化
の情報を統計処理部53に送って統計情報を蓄積し、最
終的には、その統計情報をもとに、必要な統計量を推定
する。
In order to obtain the state of the system at a certain time t, it is generally necessary to know the state at the time t and the state at the time t-1 immediately before the time t. In that sense,
In FIG. 9, it is represented as a simulation (t, state (t-1)). As a result of this sequential simulation, the information of the state change is sent to the statistical processing unit 53 to accumulate the statistical information, and finally the necessary statistical amount is estimated based on the statistical information.

【0207】ある初期状態から時系列に時刻tについて
のルーチンを回すことによって、システム状態の時系列
な推移を完全に把握することができる。この方法を中間
状態の生起確率のシミュレーション、並びに、中間状態
の条件付きでの目的の生起確率のシミュレーション(図
10のフローチャートのステップS14)に用いる。こ
の場合、システムの状態推移の最小時間単位をシミュレ
ーションの時間ステップにとればよい。
By rotating the routine for time t from a certain initial state in time series, it is possible to completely grasp the time series transition of the system state. This method is used for the simulation of the occurrence probability of the intermediate state and the simulation of the target occurrence probability with the condition of the intermediate state (step S14 in the flowchart of FIG. 10). In this case, the minimum time unit of system state transition may be set to the simulation time step.

【0208】(第7の実施形態)ここでは、本発明のシ
ミュレーション方法における実際のシミュレーションの
他の実行方法、具体的には、図8の評価部51における
イベントドリブン・シミュレーション実行方法について
説明する。
(Seventh Embodiment) Here, another execution method of the actual simulation in the simulation method of the present invention, specifically, an event-driven simulation execution method in the evaluation section 51 of FIG. 8 will be described.

【0209】この実行方法は、イベントが発生する度に
シミュレーションを行うというもので、シミュレーショ
ンはクロックに同期して実行される訳ではない。
This execution method is to execute a simulation each time an event occurs, and the simulation is not executed in synchronization with the clock.

【0210】図20に示したイベントドリブン・シミュ
レーションの処理動作の概念図を参照しながら説明す
る。
Description will be made with reference to the conceptual diagram of the processing operation of the event driven simulation shown in FIG.

【0211】シミュレーションは、ある時刻tに起こる
内容cの事象e(t、c)を知って、その発生事象によ
って変化する可能性のある状態のみシミュレーションす
る。その意味で、図20では、シミュレーション(t、
e(t、c))と表している。シミュレーションによっ
て、状態の変化がある場合は、その変動、つまり、あら
たな事象eの生起時刻te とその内容ce を知ることが
できる。
The simulation knows the event e (t, c) of the content c that occurs at a certain time t, and simulates only the state that may change due to the occurrence event. In that sense, the simulation (t,
e (t, c)). If the state changes, the variation, that is, the occurrence time t e of the new event e and its content c e can be known by simulation.

【0212】事象e(te 、ce )は、待ち行列Qに入
るが、エントリの位置はte を待ち行列のQ内のすでに
エントリされているイベント{ei (ti 、ci }} i
の生起時刻{ti }i と比較して、生起時刻の順に並ぶ
ように決定される。
Event e (te, ce) enters queue Q, but the position of the entry is te, and the event {ei (ti, ci}) i already entered in queue Q is
The occurrence times {ti} i of the above are compared with each other, and they are determined to be arranged in the order of the occurrence time.

【0213】同じ生起時刻のイベントが複数になった
ら、それらのイベントは併せて1つのイベントとみなさ
れ、内容cが合併内容に書き換えられる。
When there are a plurality of events having the same occurrence time, those events are regarded as one event together, and the content c is rewritten as the merged content.

【0214】シミュレーション(t、e(t、c))が
終了して、新たな事象e(te 、ce )がエントリされ
たら、シミュレーションで得られた新たな統計情報を統
計処理部53に通知し、統計処理部53は統計情報を蓄
積する。すると新たに待ち行列Qから、先頭の事象e1
(t1 、c1 )をピックアップして、その時刻t1 のシ
ミュレーション(t1 、(t1 、c1 ))を実行する。
あとはこのフローの繰り返しである。シミュレーション
の最後に、統計処理部53は蓄積した統計処理情報から
統計量を推定する。
When the simulation (t, e (t, c)) is completed and a new event e (te, ce) is entered, the statistical processing section 53 is notified of the new statistical information obtained by the simulation. The statistical processing unit 53 accumulates statistical information. Then, from the new queue Q, the first event e1
(T1, c1) is picked up and the simulation (t1, (t1, c1)) at the time t1 is executed.
The rest is the repetition of this flow. At the end of the simulation, the statistical processing unit 53 estimates the statistical amount from the accumulated statistical processing information.

【0215】事象の例としては、例えば、セル特性の評
価をしている場合を考えると、セル源がある確率分布に
従ってセルを発生しているモデルがあって、そのモデル
から、次にセルが発生する時刻tを知るというものがあ
る。この場合、e(t、セル源からセル発生)と表現で
きる。
As an example of an event, for example, considering the case where cell characteristics are evaluated, there is a model in which a cell source generates cells according to a certain probability distribution, and from that model, the next cell is There is a method of knowing the time t at which it occurs. In this case, it can be expressed as e (t, cell generation from cell source).

【0216】このイベントドリブン・シミュレーション
方法は、第6の実施形態で説明した遂次シミュレーショ
ン方法と比べると、状態変化の可能性のない時刻、ある
いは、状態の変化する可能性のない状態についてのシミ
ュレーションを行わなくてもよいので、シミュレーショ
ンの時間短縮が図れるという利点がある。
Compared with the sequential simulation method described in the sixth embodiment, this event-driven simulation method simulates a time when there is no possibility of state change or a state where there is no possibility of change of state. Since it does not have to be performed, there is an advantage that the simulation time can be shortened.

【0217】(第8の実施形態)ここでは、本発明のシ
ミュレーション方法を、ATMネットワークにおけるコ
ネクション受付制御(CAC)に用いる場合について説
明する。
(Eighth Embodiment) Here, a case will be described in which the simulation method of the present invention is used for connection admission control (CAC) in an ATM network.

【0218】CACは、発呼要求時に、新たな呼の性
質、宛先や使用帯域、要求品質などをネットワーク(具
体的にはATM交換機)に通知し、ネットワークではそ
の要求を満足できるかどうかを判断して、設定可能なら
呼の設定手続きを行って、送信、受信端末にその旨を通
知する。
At the time of a call request, the CAC notifies the network (specifically, the ATM switch) of a new call property, destination, used band, required quality, etc., and the network judges whether the request can be satisfied. Then, if the setting is possible, a call setting procedure is performed, and the transmitting / receiving terminal is notified of that fact.

【0219】本実施形態は、呼の性質と要求品質の評価
に本発明のシミュレーション方法を用いるというもので
ある。
In this embodiment, the simulation method of the present invention is used to evaluate the call quality and the required quality.

【0220】従来から、CACの性能指標としては、単
位時間に処理可能なCAC回数というものがあり、1つ
のCAC手続き時間が短いことが必要であった。一方
で、限られたネットワークのリソース、例えば、帯域を
有効に活用することもCACの性能指標として重要であ
る。しかし、これは、一般には、CAC処理内容を複雑
にするので、時間短縮とは相反する指標である。
Conventionally, as a performance index of CAC, there is the number of times of CAC that can be processed in a unit time, and it is necessary to shorten one CAC procedure time. On the other hand, effective utilization of limited network resources, for example, bandwidth is also important as a performance index of CAC. However, since this generally complicates the contents of CAC processing, it is an index contrary to the time reduction.

【0221】また、従来は、CACの高速性を実現する
ため、安全側であることが証明された評価式を計算する
か、あるいは、呼の組み合わせに対する品質を表す表が
あらかじめ用意され、表検索によりCACを行ってい
た。
Further, conventionally, in order to realize high speed of CAC, an evaluation formula proved to be on the safe side is calculated, or a table showing the quality for a combination of calls is prepared in advance and the table is searched. Was performing CAC.

【0222】しかし、評価式を用いる方法では、実際の
呼の特性を細かくモデル化して、効率的な解析式を用意
するのは非常に困難である。また、呼の組み合わせ表を
用いる方法も組み合わせの数が膨大となり、実質上は、
有限の要素の表を用いて、安全側の評価値を検索できる
ような方法が必要になる。これも一般的に、効率のよい
方法は困難である。
However, with the method using the evaluation formula, it is very difficult to model the actual call characteristics in detail and prepare an efficient analysis formula. In addition, the method using the call combination table also requires a huge number of combinations, and
It is necessary to have a method that can retrieve the evaluation value on the safe side using a finite element table. Again, this is generally difficult to do efficiently.

【0223】そこで、実際の接続要求のある呼の性質
と、既に収容している呼の性質を用いて、シミュレーシ
ョンにより受け付けた場合の呼の品質が高速に予測でき
るならば効率のよいCACが実現できるであろう。しか
し、従来はシミュレーション時間の問題があって、現実
的な方法はなかった。
Therefore, an efficient CAC is realized if the quality of the call accepted by the simulation can be predicted at high speed by using the nature of the call with the actual connection request and the nature of the call already accommodated. You can do it. However, in the past, there was a problem of simulation time, and there was no practical method.

【0224】本発明のシミュレーション方法をCACに
適用すれば、従来方法よりも大幅に短い時間で稀少事象
のシミュレーションができるので、短時間でしかも正確
に設定要求のあった呼の品質予測も可能となるであろ
う。
When the simulation method of the present invention is applied to CAC, a rare event can be simulated in a much shorter time than in the conventional method, so that it is possible to accurately predict the quality of a call for which a setting request is made in a short time. Will be.

【0225】例えば、ネットワークのトラヒックの状態
の情報を用いて前述の中間状態の発生確率を実測し、そ
の中間状態を条件にさらに希な事象についての評価シミ
ュレーションをし、高速に稀少事象の評価を行うことが
できる。
For example, the probability of occurrence of the above-mentioned intermediate state is measured using the information of the traffic state of the network, and the evaluation simulation of the rarer event is performed under the condition of the intermediate state, and the rare event is evaluated at high speed. It can be carried out.

【0226】図21は、本発明のシミュレーション方法
を適用する本実施形態に係るCACあるいはネットワー
クパラメータ設定装置(以下、呼受付制御装置と呼ぶ)
の機能ブロック図である。
FIG. 21 shows a CAC or network parameter setting device (hereinafter referred to as a call admission control device) according to the present embodiment to which the simulation method of the present invention is applied.
3 is a functional block diagram of FIG.

【0227】図21において、呼受付制御装置は、ネッ
トワークからの呼設定要求情報に応じ、呼の特性を示す
パラメータを保持、管理するパラメータ管理部81、呼
源、サービスのモデル化を行うモデル管理部82、モデ
ル管理部82からの確率モデル情報をもとに本発明のシ
ミュレーション方法による稀少事象のシミュレーション
を実行し、稀少事象の生起確率を推定する稀少事象評価
部83、評価結果に基づき呼受付の手続きを行うCAC
手続き部84から構成される。
In FIG. 21, the call admission control device holds a parameter management unit 81 which holds and manages parameters indicating call characteristics in accordance with call setting request information from the network, model management for modeling call sources and services. A rare event evaluation unit 83 that performs a simulation of a rare event by the simulation method of the present invention based on the stochastic model information from the unit 82 and the model management unit 82, and estimates the occurrence probability of the rare event, and receives a call based on the evaluation result. CAC for the procedure
It is composed of a procedure unit 84.

【0228】パラメータ管理部81は、呼の性質をパラ
メータの形で保持する。そのパラメータは、モデル管理
部82で用意されているモデルに呼をマッピングした値
として決定される。実際のパラメータ自体は、呼接続要
求の端末からの呼設定要求情報にて通知されることもあ
るし、また、何等かのマッピング処理をパラメータ管理
部81が行ってもよい。
The parameter management unit 81 holds the characteristics of the call in the form of parameters. The parameter is determined as a value obtained by mapping the call to the model prepared by the model management unit 82. The actual parameters themselves may be notified by call setup request information from the call connection request terminal, or the parameter management unit 81 may perform some mapping processing.

【0229】モデル管理部82で準備、管理するモデル
は例えば、標準化機関たるITU−T(国際電気通信連
合・電気通信標準化部門)、ATMフォーラム等で推奨
するモデルを採用してもよい。
As a model prepared and managed by the model management unit 82, for example, a model recommended by ITU-T (International Telecommunication Union / Telecommunications Standardization Division), which is a standardization organization, or ATM Forum may be adopted.

【0230】稀少事象評価部83は、シミュレーション
エンジンであり、本発明のシミュレーション方法、すな
わち、中間状態の設定、管理、中間状態の生起確率のシ
ミュレーション評価、中間状態を条件とした目的とする
稀少事象の生起確率を評価し、条件付き確率計算から稀
少事象の評価を行う。この評価結果をCAC手続部84
に通知する。
The rare event evaluation unit 83 is a simulation engine, and the simulation method of the present invention, that is, the setting and management of the intermediate state, the simulation evaluation of the occurrence probability of the intermediate state, and the rare event for the purpose of making the intermediate state a condition. The occurrence probability of is evaluated, and the rare event is evaluated from the conditional probability calculation. This evaluation result is referred to as the CAC procedure section 84.
Notify.

【0231】CAC手続部84では、その通知された結
果をもとに呼を受け付けるか否かを決定し、端末にその
旨を通知し、ネットワークに呼接続のために必要なパラ
メータを設定する。
The CAC procedure unit 84 determines whether or not to accept the call based on the notified result, notifies the terminal to that effect, and sets parameters necessary for call connection in the network.

【0232】このような構成の呼受付制御装置におい
て、まず、パラメータ管理部81では、ネットワークか
らの呼設定要求情報に応じ、モデル管理部82で管理さ
れているトラヒックモデルに基づき、呼の設定を要求し
たネットワークのモデル化を行い、そのトラヒックモデ
ルに基づき、稀少事象評価部83で、中間状態の設定、
管理、中間状態の生起確率のシミュレーション評価、中
間状態を条件とした目的とする稀少事象の生起確率を評
価し、条件付き確率計算から稀少事象の評価を行い、C
AC手続部84では、その評価結果をもとに呼を受け付
けるか否かを決定し、ネットワークに呼接続のために必
要な所定の手続を行うことにより、短時間でしかも正確
に設定要求のあった呼の品質予測が可能となり、従っ
て、効率のよい、ネットワーク資源の利用が可能とな
る。評価を全て本発明のシミュレーション方法に従って
もよい。
In the call admission control device having such a configuration, first, the parameter management unit 81 sets up a call based on the traffic model managed by the model management unit 82 according to the call setting request information from the network. The requested network is modeled, and based on the traffic model, the rare event evaluation unit 83 sets the intermediate state,
Management, simulation evaluation of occurrence probability of intermediate state, evaluation of occurrence probability of target rare event on condition of intermediate state, evaluation of rare event from conditional probability calculation, C
The AC procedure unit 84 determines whether or not to accept the call based on the evaluation result, and performs a predetermined procedure necessary for call connection to the network, so that a setting request can be made accurately in a short time. It is possible to predict the quality of the received call, and thus to efficiently use the network resource. All evaluations may follow the simulation method of the present invention.

【0233】(第9の実施形態)次に、第9の実施形態
として、ATM等のセル遅延分散(Cell Dela
y Variation、CDV)についての稀少事象
を評価する方法について説明する。CDVでは、セルが
系内で費やす時間(遅延時間)のばらつきがある設定値
以内になる確率を制御する仕様として定義される。例え
ば、 CDV<250μsec(10-10 quant
ile)などと記される。
(Ninth Embodiment) Next, as a ninth embodiment, cell delay dispersion (Cell Delay) of ATM or the like will be described.
A method for evaluating a rare event for y Variation (CDV) will be described. In CDV, it is defined as a specification for controlling the probability that the time (delay time) that a cell spends in the system is within a certain set value. For example, CDV <250 μsec (10-10 quant
ile) and the like.

【0234】この仕様を評価するために、セル遅延時間
(τ)に着目する。τがCDVの設定値を越える確率を
シミュレーションにより求めれば、2つの遅延時間の差
がCDV設定値を越える確率はそれより小さくなるか
ら、これはCDVの仕様を安全側に見積もったもとにな
る。
In order to evaluate this specification, attention is paid to the cell delay time (τ). If the probability that τ exceeds the set value of CDV is obtained by simulation, the probability that the difference between the two delay times exceeds the set value of CDV is smaller than that, and this is the basis for estimating the specifications of CDV on the safe side.

【0235】具体的には遅延時間を評価するには、系内
にパケットが入ってきた時刻をタイムスタンプとしてセ
ル毎に記憶しておき、系外にでた時刻との差をセル毎に
検出する。
Specifically, in order to evaluate the delay time, the time when a packet enters the system is stored as a time stamp for each cell, and the difference from the time outside the system is detected for each cell. To do.

【0236】そこで、本発明を用いて比較的長い滞在時
間をもつセルが存在する確率を評価するには、あるセル
滞在時間の状態を初期値とするシミュレーション手段
と、各系内セルの系内滞在時間を求める手段と、「0」
とCDVに関して与えられた設定上限値、例えば、上記
の場合は250μsec、との間に適当に設定された値
以上になる状態を中間状態として設定する手段と、系内
の少なくとも1つのセルの系内滞在時間が中間状態にな
っている確率を求め、中間状態へ入った時の系の状態を
記憶する記憶手段とを具備する。
Therefore, in order to evaluate the probability that a cell having a relatively long residence time is present using the present invention, a simulation means having a state of a certain cell residence time as an initial value, and a system of cells in each system A means to obtain the stay time and "0"
And a set upper limit value for CDV, for example, 250 μsec in the above case, a means for setting a state that becomes an appropriate value or more as an intermediate state, and a system of at least one cell in the system. A storage means is provided for obtaining the probability that the internal residence time is in the intermediate state and storing the state of the system at the time of entering the intermediate state.

【0237】まず、初期状態として全てのセルの系内滞
在時間が「0」の状態からシミュレーションを始める。
そして、少なくとも1つのセルの系内滞在時間が中間状
態となる確率(P1)とその状態を記憶しておく。続い
て、その中間状態を条件とする条件の下で、目的とする
CDVの設定値にセルの滞在時間が到達する事象の生起
確率(P2)をシミュレーションにより求める。そし
て、P1×P2で目的のCDV設定値超過の事象の確率
を求められる。信頼区間の評価は前述と同様である。ま
た、中間状態を複数設定してもよい。さらに、同期クロ
ック方式でシミュレーションするならば、クロックの増
加量は1づつであるから中間状態としては1つのクロッ
ク時刻で定義すればよい。
First, the simulation is started from the state where the in-system stay time of all cells is "0" as the initial state.
Then, the probability (P1) that at least one cell stay time in the system is in the intermediate state and the state thereof are stored. Then, under the condition that the intermediate state is the condition, the occurrence probability (P2) of the event that the cell stay time reaches the target set value of CDV is obtained by simulation. Then, the probability of the event of exceeding the target CDV set value can be obtained by P1 × P2. The evaluation of the confidence interval is the same as described above. Also, a plurality of intermediate states may be set. Further, when the simulation is performed by the synchronous clock method, the increment amount of the clock is one, so that the intermediate state may be defined by one clock time.

【0238】(第1〜第9の実施形態の作用効果)以
上、上記第1〜第9の実施形態によれば、確率的に状態
が遷移する通信システムにおける、例えば、セルの廃棄
が起こるといった生起確率の低い状態(稀少事象)の生
起頻度の評価を行う際に、評価対象のシステムの適当な
トラヒックモデルをもとに、その初期状態から目的の稀
少事象の生起する最終状態の至る間に1または複数の中
間状態を設定し、これら各状態間を遷移する確率、すな
わち、条件付き確率(状態間遷移確率)を統計的に求め
るためのシミュレーションを行い、目的の稀少事象の生
起頻度をこれら状態間遷移確率を乗算して求めることに
より、高速に稀少事象の頻度の評価が可能となる。
(Effects of First to Ninth Embodiments) As described above, according to the first to ninth embodiments, for example, cell discard occurs in the communication system in which the states are probabilistically changed. When evaluating the occurrence frequency of a state with a low occurrence probability (rare event), from the initial state to the final state where the target rare event occurs, based on the appropriate traffic model of the system under evaluation. One or more intermediate states are set, a simulation for statistically obtaining the probability of transition between these states, that is, the conditional probability (transition probability between states), and the occurrence frequency of the target rare event are calculated. By multiplying by the transition probabilities between states, the frequency of rare events can be evaluated at high speed.

【0239】また、従来のIS法と異なり、状態遷移系
列を歪ませる必要がないのでシミュレーションの収束が
確保しやすい。
Further, unlike the conventional IS method, since it is not necessary to distort the state transition series, it is easy to secure the convergence of the simulation.

【0240】また、中間状態を設定しつつ、シミュレー
ションを段階的にすすめられるので、図15を参照して
説明したように、途中の結果を再利用できるとともに、
広い範囲の待ち行列ネットワークの性能評価に適用でき
る。
Further, since the simulation can be carried out step by step while setting the intermediate state, the intermediate results can be reused as described with reference to FIG.
It can be applied to the performance evaluation of a wide range of queuing networks.

【0241】(第10の実施形態)パケット廃棄特性を
はじめ、平均トラヒックや、平均遅延時間など統計量を
膨大な確率的事象生起のモンテカルロシミュレーション
で求めることができると考える前提としては、次の条件
がある。
(Tenth Embodiment) Assuming that the statistics such as the average traffic and the average delay time as well as the packet discard characteristics can be obtained by the Monte Carlo simulation of enormous stochastic event occurrence, the following conditions are set. There is.

【0242】条件1.系が安定した定常状態をもつ。Condition 1. The system has a stable steady state.

【0243】条件2.系がエルゴート的であること。つ
まり、時間平均がサンプル平均に収束する。
Condition 2. The system is ergodic. That is, the time average converges to the sample average.

【0244】条件1は、系が初期値によらず、さらに
は、時刻によらず一定の、統計的パラメータだけで記述
できる統計的特性をもつと考える。たとえば、複数の入
出力ポートを持つ網の入力トラヒック平均量など、平均
パラメータの関数として、パケット廃棄特性などは決定
されるのであるが、時刻0にどの入力ポートからパケッ
トが入ってきたかなどという、時間依存のミクロな状態
には依存しないという意味である。また、条件2は十分
長い時間のシミュレーションが可能であれば、求めたい
系の統計量(これは、サンプル平均である。)が時間平
均として求まるということを意味している。
Condition 1 is considered to have a statistical characteristic that the system does not depend on the initial value and is constant regardless of time, and can be described only by the statistical parameters. For example, the packet discard characteristic is determined as a function of the average parameter such as the average amount of input traffic of a network having a plurality of input / output ports, but from which input port the packet came in at time 0. This means that it does not depend on the time-dependent micro state. Further, the condition 2 means that if a simulation for a sufficiently long time is possible, the statistic of the system to be obtained (this is a sample average) can be obtained as a time average.

【0245】これらの条件の下で、セル廃棄特性をシミ
ュレーションでもとめようとすると、
Under these conditions, when trying to determine the cell discard characteristics by simulation,

【数34】 (Equation 34)

【0246】を求めるが、これはT→∞で求めるセル廃
棄率CLRにほとんど確実に収束する。しかし、実際の
シミュレーションは有限時間であるから式(22)の極
限を正確にもとめられない。
[0246] This is almost certainly converged to the cell loss rate CLR obtained by T → ∞. However, since the actual simulation has a finite time, the limit of the equation (22) cannot be accurately determined.

【0247】具体的に図において説明すると、図25
(a)には、一般的な確率過程の状態の軌跡あるいは過
渡状態(トランジェント状態)が系の初期状態から示さ
れている。系の状態として、ここでは、系内のパケット
数を考えよう。シミュレーションを系内パケット数
「0」からはじめれば、系は時刻t=0から平衡状態に
向かって状態推移がすすむ。そしてあるいは時刻Tsに
達すると系は平衡状態にはいる。ここまでは、時間依存
の系、さらに言えば、初期状態(この図ではQ=0から
シミュレーションを始めたが、)に依存する系である。
本来求めたい平衡状態の特性を知るには、時刻Tsから
統計を取り始める必要がある。つまり、時刻t=0から
t=Tsまでは、系はトランジェント状態にあるから、
シミュレーションの「ワームアップ」として統計をとら
ないようにできる。
A concrete description will be given with reference to FIG.
In (a), a locus of a state of a general stochastic process or a transient state (transient state) is shown from the initial state of the system. As the state of the system, let us consider the number of packets in the system. If the simulation is started with the number of packets in the system being “0”, the system proceeds to the equilibrium state from time t = 0. Then, or when the time Ts is reached, the system is in an equilibrium state. Up to this point, it is a time-dependent system, more specifically, a system that depends on the initial state (in this figure, the simulation was started from Q = 0).
In order to know the characteristic of the equilibrium state that is originally desired, it is necessary to start collecting statistics from time Ts. That is, from time t = 0 to t = Ts, the system is in the transient state,
You can turn off statistics as a "warm-up" in your simulation.

【0248】ワーミングアップ期間(すなわち、トラン
ジェント期間)は統計をとらないとは、前述の図3の説
明の式(1)〜(6)において、目的とする稀少事象の
生起確率P{Em }を求める際に全時間区間Tからトラ
ンジェント期間Tsを除いたものを新たにTとおいた場
合に相当する。
The fact that the warming-up period (that is, the transient period) does not take statistics means that the occurrence probability P {E m } of the target rare event occurs in the equations (1) to (6) described in FIG. This is equivalent to a case where a new T is obtained by excluding the transient period Ts from the total time section T when obtaining.

【0249】本発明のシミュレーション方法では系の状
態を記録保持し、その保持状態からシミュレーションを
再開することができる。そこで、シミュレータの機能と
して図25(b)のようにシミュレーション期間の最終
状態Qeqも記録しておく。そして、次のシミュレーシ
ョンは、このQeqから再開する。
In the simulation method of the present invention, the system state can be recorded and held, and the simulation can be restarted from the held state. Therefore, as the function of the simulator, the final state Qeq during the simulation period is also recorded as shown in FIG. Then, the next simulation restarts from this Qeq.

【0250】これにより、図26のように段階的に平衡
状態での統計量のシミュレーションが可能となる。
As a result, it becomes possible to simulate the statistics in the equilibrium state stepwise as shown in FIG.

【0251】図26に示したフローチャートは、本実施
形態のシミュレーション方法の概略手順を示したもの
で、このフローチャートを参照して説明する。
The flowchart shown in FIG. 26 shows the general procedure of the simulation method of this embodiment, and will be described with reference to this flowchart.

【0252】まず、シミュレーションの第1段階として
期間Tsのワーミングアップを実行する(ステップS2
0)。最終状態Qeqを記録する(ステップS21)。
このワーミングアップ期間は統計をとらない。
First, as the first stage of the simulation, the warm-up for the period Ts is executed (step S2).
0). The final state Qeq is recorded (step S21).
No statistics are collected during this warm-up period.

【0253】ひきつづき、第2段階としてワーミングア
ップシミュレーションで得た状態Qeqを初期状態とし
て本シミュレーションをはじめる(ステップS22)。
このシミュレーションでシミュレーション時間Tの統計
量をとるモンテカルロシミュレーションが実行される。
このステップS22における第2段階の本シミュレーシ
ョンでは前述の条件付き確率を用いたシミュレーション
(図1参照)を用いると高速に統計量が求まる。
Subsequently, as a second step, the simulation is started with the state Qeq obtained by the warming-up simulation as the initial state (step S22).
In this simulation, a Monte Carlo simulation that takes statistics of the simulation time T is executed.
In the second-stage main simulation in step S22, the statistic can be obtained at high speed by using the above-described simulation using the conditional probability (see FIG. 1).

【0254】第1段階のワーミングアップシミュレーシ
ョンは、平衡状態の系の特性(例えば、パケット待ち行
列ネットワークのパケット廃棄率を求めようとする場
合、待ち行列長さ)を求めるためのもので、実際に稀少
事象の生起確率を求める際の統計量には含まれないか
ら、ここまでのべた条件付き確率を用いたシミュレーシ
ョンを実行する必要はなく、従来のモンテカルロシミュ
レーションでよい。ただし、系が平衡状態に入るに足る
十分長いワーミングアップが必要である。
The first-stage warm-up simulation is for obtaining the characteristics of the system in the equilibrium state (for example, the queue length when trying to obtain the packet discard rate of the packet queuing network). Since it is not included in the statistic when calculating the occurrence probability of rare events, it is not necessary to execute the simulation using the above-mentioned conditional probabilities, and the conventional Monte Carlo simulation may be used. However, a warm-up that is long enough for the system to enter equilibrium is required.

【0255】なお、図26ではワーミングアップと本シ
ミュレーションを実際2つの別のシミュレーションとし
てフローをかいているが、実際はワーミングアップに引
き続いて本シミュレーションを自動的にはじめてもよい
ことはいうまでもないであろう。
In FIG. 26, the warming-up and the main simulation are actually flowed as two separate simulations, but it goes without saying that the actual simulation may be automatically started following the warming-up. Ah

【0256】また、ワーミングアップの目的は平衡状態
Qeqを求めることであるから、モンテカルロシミュレ
ーションによらない方法もありうる。たとえば、系の平
衡状態は系の平均状態として解析的にもとまることもあ
る。その場合はその平均状態を平衡状態Qeqとして本
シミュレーションをはじめることもできる。
Further, since the purpose of warming up is to obtain the equilibrium state Qeq, there may be a method that does not rely on Monte Carlo simulation. For example, the equilibrium state of a system may be obtained analytically as the average state of the system. In that case, this simulation can be started by setting the average state to the equilibrium state Qeq.

【0257】系のトランジェント期間の統計量を無視し
て稀少事象の生起確率を求める方法を図8に示したよう
な構成のシミュレータに適用する場合の評価処理動作の
一例を図27に示すフローチャートを参照して説明す
る。なお、図27において、図10と同一部分には同一
符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。すなわ
ち、ステップS11で、入力部49を介して、システム
の初期状態、中間状態を設定するために必要な情報等を
入力するとともに、さらに、ワーミングアップシミュレ
ーションの期間Tsを設定するための時間を入力する。
そして、ステップS13の次にワーミングアップシミュ
レーションを行うステップ20を挿入すればよい。
FIG. 27 is a flowchart showing an example of the evaluation processing operation when the method of ignoring the statistic of the transient period of the system and determining the occurrence probability of a rare event is applied to the simulator having the configuration shown in FIG. It will be described with reference to FIG. 27, the same parts as those in FIG. 10 are designated by the same reference numerals, and only different parts will be described. That is, in step S11, the information necessary for setting the initial state and the intermediate state of the system are input through the input unit 49, and further the time for setting the period Ts of the warming-up simulation is input. To do.
Then, after step S13, step 20 for performing a warm-up simulation may be inserted.

【0258】ステップS11で入力するワーミングアッ
プの期間Tsは、任意でよい。
The warming-up period Ts input in step S11 may be arbitrary.

【0259】ステップS20では、評価部51におい
て、まず、状態記憶部52に記憶された初期状態の情報
を読出し、情報が圧縮されているときは、非圧縮処理を
行ってから、その情報をもとに、シミュレータ内のパラ
メータを初期状態{MS0 }に設定する。そして、ステ
ップS11で設定された期間Tsが経過した時点で、そ
のときの状態(平衡状態){Qeq}の情報を状態記憶
部52に記憶する。以降のステップにおいて、平衡状態
{Qeq}を{MS0 }とする。
In step S20, the evaluation section 51 first reads the information of the initial state stored in the state storage section 52, and when the information is compressed, it is subjected to non-compression processing and then the information is also stored. Then, the parameters in the simulator are set to the initial state {MS0}. Then, when the period Ts set in step S11 has elapsed, information on the state (equilibrium state) {Qeq} at that time is stored in the state storage unit 52. In the following steps, the equilibrium state {Qeq} is set to {MS0}.

【0260】ステップS14では、評価部51におい
て、まず、状態記憶部52に記憶された平衡状態{MS
0 }の情報を読出し、情報が圧縮されているときは、非
圧縮処理を行ってから、その情報をもとに、シミュレー
タ内のパラメータを平衡状態{MS0 }に設定する。以
後の処理動作は図10と同様である。
In step S14, in the evaluation unit 51, first, the equilibrium state {MS
0} information is read, and when the information is compressed, it is decompressed and then the parameters in the simulator are set to the equilibrium state {MS0} based on the information. Subsequent processing operations are the same as in FIG.

【0261】以上説明したよに、上記第10の実施形態
によれば、本シミュレーションの前段階としてワーミン
グアップシミュレーションを行うことにより、シミュレ
ーション対象のネットワーク状態が安定する平衡状態に
至るまでのトランジェント状態までの期間を統計量から
除くことができるので、より高い精度で稀少事象の生起
確率を求めることができる。
As described above, according to the tenth embodiment, the warming-up simulation is performed as a pre-stage of this simulation, so that the transient state until the network state of the simulation object reaches a stable equilibrium state. Since the period can be excluded from the statistics, the occurrence probability of the rare event can be obtained with higher accuracy.

【0262】(第11の実施形態)複数の待ち行列から
構成される網の場合、中間状態をどのように設定するの
が効率がよいかを例をもって示そう。
(Eleventh Embodiment) In the case of a network composed of a plurality of queues, it will be shown by way of an example how it is efficient to set an intermediate state.

【0263】図28に示したような複数の待ち行列ある
いはバッファから構成されるスイッチ網を考える。図2
8には、4つのスイッチ100、200、300、40
0があり、その中には、バッファ111、221、33
1、332、441があるとする。ここで、スイッチ3
00と400からはおのおのスイッチ100、200に
フロー制御信号が帰還しているとしよう。たとえば、ス
イッチ300のバッファ331、スイッチ400のバッ
ファ441からスイッチ100のバッファ111にフロ
ー制御信号がかかっている。
Consider a switch network composed of a plurality of queues or buffers as shown in FIG. FIG.
8 has four switches 100, 200, 300, 40
There are 0, in which buffers 111, 221, 33
It is assumed that there are 1, 332, and 441. Here, switch 3
Suppose that the flow control signal is fed back to the switches 100 and 200 from 00 and 400, respectively. For example, a flow control signal is applied from the buffer 331 of the switch 300 and the buffer 441 of the switch 400 to the buffer 111 of the switch 100.

【0264】フロー制御信号は、その送信バッファ内の
パケット数があるしきい値を越えた時点でアクティブと
なり、前段のスイッチに対してそれ以上のパケット送出
を止めるよう指示する機構となっているとしよう。スイ
ッチ300の第2バッファ332からのフロー制御信号
も同様である。
The flow control signal becomes active when the number of packets in the transmission buffer exceeds a certain threshold value, and has a mechanism for instructing the switch in the preceding stage to stop sending any more packets. Try. The same applies to the flow control signal from the second buffer 332 of the switch 300.

【0265】このフロー制御信号により、スイッチ30
0、400でパケット廃棄がおこることはなくなった。
つまり、パケット廃棄が生じるとすれば、スイッチ10
0、200のバッファである。この性質によれば、パケ
ット廃棄という希事象の評価のためにモニタすべきバッ
ファは111、221である。
This flow control signal causes the switch 30
Packet discard no longer occurs at 0 and 400.
That is, if packet discard occurs, the switch 10
There are 0 and 200 buffers. According to this property, the buffers to be monitored for the evaluation of the rare event of packet discard are 111 and 221.

【0266】そこで、中間状態の設定としてはこのバッ
ファ111、221のみに着目して、おのおのパケット
数Q11、Q21があるレベル、K11、K21以上に
なる状態を中間状態として定義する。すると、中間状態
を記述する空間は図29に示すようにQ11、Q21を
軸とする2次元の空間となる。系内には5つのバッファ
があるから5次元の空間で記述することになるが、以上
に述べた理由で実質パケット廃棄の事象をモニタするに
は2次元の空間でよいことになる。
Therefore, as the setting of the intermediate state, paying attention only to the buffers 111 and 221, the states in which the number of packets Q11 and Q21 are above a certain level, K11 and K21, respectively, are defined as the intermediate state. Then, the space that describes the intermediate state is a two-dimensional space having axes Q11 and Q21 as shown in FIG. Since there are five buffers in the system, it is described in a five-dimensional space, but for the reasons described above, it is sufficient to use a two-dimensional space to monitor the event of actual packet discard.

【0267】すなわち、検討の対象としている事象の生
起を直接発生する機能について中間状態を定義すればよ
いのである。ただし、中間状態の保持については一般的
には系全体の状態をもれなく把握しておく必要がある。
That is, the intermediate state may be defined for the function that directly causes the occurrence of the event under consideration. However, in order to maintain the intermediate state, it is generally necessary to know the state of the entire system.

【0268】このように、上記第11の実施形態によれ
ば、ネットワークを構成する全機能部のうち、稀少事象
が生じる機能部のみをピックアップして、それらについ
て中間状態を定義することにより、シミュレーションが
効率よく行える。
As described above, according to the eleventh embodiment, of all the functional units forming the network, only the functional units in which a rare event occurs are picked up, and the intermediate state is defined for them. Can be done efficiently.

【0269】(第12の実施形態)次に、第12の実施
形態として、第9の実施形態とは若干異なったCDVの
評価方法について説明する。
(Twelfth Embodiment) Next, as a twelfth embodiment, a CDV evaluation method slightly different from that of the ninth embodiment will be described.

【0270】CDVの評価方法については、第9の実施
形態でも説明したが、ここでは、CDVの評価として、
セル(固定長パケット)、あるいはバケット(可変長お
よび固定長パケット)の経路上の固定的な遅延と確率的
に変動する遅延とを分離してCDVをその確率的に変動
する遅延(遅延時間の内確率変数分)として評価する方
法について述べる。
The CDV evaluation method has been described in the ninth embodiment, but here, as the CDV evaluation,
A fixed delay on a path of a cell (fixed length packet) or a bucket (variable length and fixed length packet) and a stochastically varying delay are separated, and CDV is stochastically varying delay (delay time of delay time). Internal random variable).

【0271】以下、詳細に例を使って説明する。まず、
待ち行列綱におけるセル遅延時間揺らぎCDVについて
改めて説明する。図30には単一待ち行列のモデルを示
しているが、ここで、待ち行列モデル全体を処理部50
1と、その処理を待つ待ち行列部502に分けで考える
ことができる。ここでは、処理時間は一定としよう。し
たがって、処理時間fが一定で、待ち時間Dは確率変数
になる。処理部501で掛かる処理時間と待ち行列で処
理を待つ待ち時間の和がこの待ち行列でのセル転送遅延
時間(CTD:Cell Transfer Dela
y)である。すなわち、 CTD=f+D である。
Details will be described below by using an example. First,
Cell delay time fluctuation CDV in the queue will be described again. Although a single queue model is shown in FIG. 30, the entire queue model is processed by the processing unit 50.
1 and the queue unit 502 waiting for the processing can be considered separately. Here, the processing time is assumed to be constant. Therefore, the processing time f is constant, and the waiting time D becomes a random variable. The sum of the processing time taken by the processing unit 501 and the waiting time for waiting processing in the queue is the cell transfer delay time (CTD: Cell Transfer Delay) in this queue.
y). That is, CTD = f + D.

【0272】図31に示すような複数の待ち行列が接続
されて構成される待ち行列網においては端末Aから端末
Bに至る間に、セルは待ち行列Q1、Q2、Q3を経由
する。この場合の全体のセル転送遅延時間CTDは、 CTD=CTD1+CTD2+CTD3 =f1+f2+f3+D1+D2+D3 と表されるが、ここで、D1+D2+D3が確率変数で
あり、揺らぎの特性をもつ。よって、セル遅延時間揺ら
ぎ(CDV)はD1+D2+D3に相当する。また、f
1+f2+f3は固定遅延時間分Fに相当する。
In the queuing network constructed by connecting a plurality of queues as shown in FIG. 31, the cells pass through the queues Q1, Q2 and Q3 from the terminal A to the terminal B. The entire cell transfer delay time CTD in this case is expressed as CTD = CTD1 + CTD2 + CTD3 = f1 + f2 + f3 + D1 + D2 + D3, where D1 + D2 + D3 is a random variable and has a fluctuation characteristic. Therefore, the cell delay time fluctuation (CDV) corresponds to D1 + D2 + D3. Also, f
1 + f2 + f3 corresponds to the fixed delay time F.

【0273】CTDの確率分布密度の一例を図32に示
す。
FIG. 32 shows an example of the probability distribution density of CTD.

【0274】ここで、CDV≧CDVF(α−quan
tile)という仕様をシミュレーションで確認するこ
とを考えてみる。すなわち、考えているシステムにおい
で、セルのCDVがCDVF以上になる確率がα以下と
なることを確認しようとする。待ち行列Qnにおけるセ
ルのセル遅延揺らぎCDVnは次式のようになる。
Here, CDV ≧ CDVF (α-quant
Consider confirming the specification "tile) by simulation. That is, in the system under consideration, it is attempted to confirm that the probability that the CDV of the cell will be CDVF or more is α or less. The cell delay fluctuation CDVn of the cell in the queue Qn is given by the following equation.

【0275】[0275]

【数35】 (Equation 35)

【0276】ここで、i=1、…、nは対象のセルのシ
ステム内の経路上にある待ち行列を入力側から順に番号
をつけたものである。これは各セル、あるいは各コネク
ションに依存する。CTDnは各セルにシステムへの入
力の時に付加するタイムスタンプの値をみることで確認
できる。また、各fiはシステムを構成する行列の処理
時間としてシミュレーション前に知ることができる。よ
って、上式からCDVnを計算できる。計算したCDV
の値をみてそれがあらかじめ定めたしきい値CDVT
(0≦CDVT<CDVF)をこえるセルが少なくとも
1つ存在する状態を中間状態と定める。
Here, i = 1, ..., N are numbers in order from the input side of the queues on the route in the system of the target cell. This depends on each cell or each connection. CTDn can be confirmed by looking at the value of the time stamp added to each cell at the time of input to the system. Further, each fi can be known as the processing time of the matrix forming the system before the simulation. Therefore, CDVn can be calculated from the above equation. Calculated CDV
The threshold value CDVT determined by looking at the value of
A state in which at least one cell exceeding (0 ≦ CDVT <CDVF) exists is defined as an intermediate state.

【0277】 MS={任意のcell|CDV>CDVT} ここでは、システム内のすべての待ち行列に関してそれ
らの中に存在しているセルについてCDVを求め、その
結果、CDVT(0≦CDVT<CDVF)をこえるセ
ルか少なくとも1つ存在する事象としてMSを定義して
いる。
MS = {arbitrary cell | CDV> CDVT} Here, for all queues in the system, CDV is calculated for cells existing in them, and as a result, CDVT (0 ≦ CDVT <CDVF) The MS is defined as an event that exceeds at least one cell or exists.

【0278】全タイムスロットの中で状態がMSとなっ
ているタイムスロットの割合としてMSの生起確立Pr
{MS}をもとめることができる。
Occurrence establishment Pr of MS as a ratio of time slots whose state is MS among all time slots
You can request {MS}.

【0279】次に、その中間状態MSを初期状態として
目的のCDV≧CDVFとなるセルの割合Pr{CDV
≧CDVF|MS}を求める。求める確率は、 Pr{CDV≧CDVF}=Pr{CDV≧CDF|M
S}・Pr{MS} として条件付き確率の積としてもとめることができる。
これがα以下となることを確認すればよい。
Next, with the intermediate state MS as the initial state, the ratio Pr {CDV of cells satisfying the target CDV ≧ CDVF.
Find ≧ CDVF | MS}. The required probability is Pr {CDV ≧ CDVF} = Pr {CDV ≧ CDF | M
S} · Pr {MS} can be obtained as a product of conditional probabilities.
It suffices to confirm that this becomes α or less.

【0280】次に、以上の手続きを具体的に説明する。
例えば、図8に示した構成のシミュレータにて上記CD
V評価方法を適用する場合の処理動作は、図27と同様
である。ただし、この場合、各々の処理内容についてセ
ル廃棄評価の場合、図27の説明と異なる部分について
具体的に以下に述べる。
Next, the above procedure will be specifically described.
For example, with the simulator having the configuration shown in FIG.
The processing operation when the V evaluation method is applied is the same as in FIG. However, in this case, in the case of cell discard evaluation for each processing content, a part different from the description of FIG. 27 will be specifically described below.

【0281】まず、ステップS10の評価対象システム
のモデル化において待ち行列綱内の各待ち行列のセルあ
るいはパケット処理時間としての固定遅延分fを求め
る。また、ソースのトラヒックモデル化などシミュレー
タ内の各パラメータを評価システムに対応するシミュレ
ーションモデルに設定する。
First, in the modeling of the system to be evaluated in step S10, the fixed delay amount f as the cell or packet processing time of each queue in the queue is calculated. In addition, each parameter in the simulator, such as source traffic modeling, is set to the simulation model corresponding to the evaluation system.

【0282】次に、ステップS11の中間状態を設定す
るところでは、中間状態MSt (0<t<k)として、
その時点のシステム内の少なくとも1つのセルあるいは
パケットのCDVがある正の値CDVt 以上となる事象
として定義する。ここで、 0<CDVt <CDVt+1 、 CDVk =CDVF である。
Next, in setting the intermediate state in step S11, the intermediate state MSt (0 <t <k) is set as follows.
It is defined as an event in which the CDV of at least one cell or packet in the system at that time is a positive value CDVt or more. Here, 0 <CDVt <CDVt + 1 and CDVk = CDVF.

【0283】ステップS12、S13は図27と同じで
ある。
Steps S12 and S13 are the same as in FIG.

【0284】ステップS20で、シミュレーションを初
期状態からスタートして、第10の実施形態で説明した
ように適宜ウォーミングアップを行い、次に、ステップ
S14に進み、各セルサイクル時間毎にシステム内のセ
ルあるいはパケットのCDVを求める。そして、まず、
MS1の事象の発生確立Pr{MS1 }をもとめ、その
状態へ突入したときのシステムの状態記録しておく。そ
して、MS1 を条件として次の状態MS2 の生起確率P
r{MS2 |MS1 }とその状態への突入状態の記録を
行う。同様にPr{MSk |MSk-1 }で求めるが、最
後のPr{MSk |MSk-1 }はCDVFを超えるCD
Vの割合を計算する(ステップS14〜ステップS1
6)。
In step S20, the simulation is started from the initial state, and warming up is appropriately performed as described in the tenth embodiment. Then, in step S14, the cells in the system or Find the CDV of the packet. And first,
The occurrence state Pr {MS1} of the occurrence of the event of MS1 is sought, and the state of the system when the state is entered is recorded. Then, the occurrence probability P of the next state MS2 under the condition of MS1
Record r {MS2 | MS1} and the state of entry into that state. Similarly, it is determined by Pr {MSk | MSk-1}, but the last Pr {MSk | MSk-1} is a CD that exceeds CDVF.
Calculate the ratio of V (step S14 to step S1)
6).

【0285】そして、ステップS17では、各条件付き
確率の積として目的のCDV≧CDVFとなる確率をも
とめることができる。
Then, in step S17, the probability that the target CDV ≧ CDVF can be obtained as the product of the conditional probabilities.

【0286】以上説明したように、上記第12の実施形
態によれば、パケット廃棄についての希事象生起確率評
価のみならず、例えば、ATMセル転送装置等で、任意
のセルが本来到着すべき時刻からの位相のずれとして2
60μsecを越える確率が10-10 以下となる事象を
評価する場合にも本発明のシミュレーション方法および
シミュレータが適用できる。
As described above, according to the twelfth embodiment, not only the rare event occurrence probability evaluation for packet discard but also the time at which an arbitrary cell should originally arrive, for example, in an ATM cell transfer device, etc. 2 as a phase shift from
The simulation method and simulator of the present invention can also be applied to the case of evaluating an event in which the probability of exceeding 60 μsec is 10 −10 or less.

【0287】なお、以上の実施形態に記載した手法は、
図33に示すように、コンピュータに実行させることの
できるプログラムとして磁気ディスク(フロッピーディ
スク、ハードディスクなど)、光ディスク(CD−RO
M、DVDなど)、半導体メモリなどの記録媒体に格納
して頒布することもできる。
Note that the method described in the above embodiment is
As shown in FIG. 33, as a program that can be executed by a computer, a magnetic disk (floppy disk, hard disk, etc.), optical disk (CD-RO)
It can also be stored in a recording medium such as an M or a DVD) or a semiconductor memory and distributed.

【0288】[0288]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
確率的に状態が遷移するシステムにおける生起確率の低
い状態の生起頻度を高速に評価できるシミュレーション
方法、および、それを用いたシミュレータを提供でき
る。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a simulation method capable of quickly evaluating the occurrence frequency of a state having a low occurrence probability in a system in which a state transitions stochastically, and a simulator using the simulation method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のシミュレーション方法の概略手順を示
したフローチャート。
FIG. 1 is a flowchart showing a schematic procedure of a simulation method of the present invention.

【図2】本発明の原理を説明するための図。FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図3】本発明のシミュレーション方法を数学的モデル
に基づき説明するための図。
FIG. 3 is a diagram for explaining the simulation method of the present invention based on a mathematical model.

【図4】中間状態の生起する最尤軌跡を説明するための
図。
FIG. 4 is a diagram for explaining a maximum likelihood trajectory that occurs in an intermediate state.

【図5】中間状態の設定方法について説明するための
図。
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of setting an intermediate state.

【図6】バーストトラヒックソースモデルについて説明
するための図。
FIG. 6 is a diagram for explaining a burst traffic source model.

【図7】状態の母集団について説明するための図。FIG. 7 is a diagram for explaining a state population.

【図8】本発明の第1の実施形態に係るシミュレータの
構成を示したブロック図。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a simulator according to the first embodiment of the present invention.

【図9】図8の状態記憶部の構成の具体例を示した図。9 is a diagram showing a specific example of the configuration of the state storage unit in FIG.

【図10】図8のシミュレータによる評価処理動作を説
明するためのフローチャート。
10 is a flow chart for explaining an evaluation processing operation by the simulator of FIG.

【図11】本発明の第3の実施形態に係る複数の中間状
態を設定した場合のシミュレーション方法について説明
するための図。
FIG. 11 is a diagram for explaining a simulation method when a plurality of intermediate states according to the third embodiment of the present invention are set.

【図12】本発明の第5の実施形態に係る共通バッファ
スイッチのシミュレーションのモデルを示した図。
FIG. 12 is a diagram showing a simulation model of a common buffer switch according to a fifth embodiment of the present invention.

【図13】図12に示したシミュレーションモデルに基
づくランダムトラヒックの場合のシミュレーション結果
の具体例を示した図。
13 is a diagram showing a specific example of simulation results in the case of random traffic based on the simulation model shown in FIG.

【図14】図12に示したシミュレーションモデルに基
づくバーストトラヒックの場合のシミュレーション結果
の具体例を示した図。
14 is a diagram showing a specific example of simulation results in the case of burst traffic based on the simulation model shown in FIG.

【図15】図12に示したシミュレーションモデルに基
づくバーストトラヒックの場合の中間状態の生起確率の
計算過程を含めたセル廃棄確率の具体的な計算結果を示
した図。
15 is a diagram showing a specific calculation result of the cell discard probability including the process of calculating the occurrence probability of the intermediate state in the case of burst traffic based on the simulation model shown in FIG.

【図16】本発明の第5の実施形態に係る2段のクロス
デルタネットワークの廃棄特性をシミュレーションする
ためのネットワークモデルを示した図。
FIG. 16 is a diagram showing a network model for simulating a discard characteristic of a two-stage cross delta network according to a fifth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第5の実施形態に係る出力バッファ
のシミュレーションモデルを示した図。
FIG. 17 is a diagram showing a simulation model of an output buffer according to the fifth embodiment of the present invention.

【図18】図17に示したシミュレーションモデルに基
づくシミュレーション結果の具体例を示した図。
18 is a diagram showing a specific example of a simulation result based on the simulation model shown in FIG.

【図19】本発明の第6の実施形態に係る遂次シミュレ
ーション実行方法について説明するための図。
FIG. 19 is a diagram for explaining a sequential simulation execution method according to the sixth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第7の実施形態に係るイベントドリ
ブン・シミュレーション実行方法について説明するため
の図。
FIG. 20 is a diagram for explaining an event-driven simulation execution method according to a seventh embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第8の実施形態に係る呼受付制御装
置の構成を示したブロック図。
FIG. 21 is a block diagram showing the configuration of a call admission control device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図22】G/G/1/K待ち行列モデルの場合の従来
のシミュレーション方法(モンテカルロ・シミュレーシ
ョン方法)について説明するための図。
FIG. 22 is a diagram for explaining a conventional simulation method (Monte Carlo simulation method) in the case of a G / G / 1 / K queuing model.

【図23】G/G/1/K待ち行列モデルの場合の従来
の高速シミュレーション方法(IS法)について説明す
るための図。
FIG. 23 is a diagram for explaining a conventional high-speed simulation method (IS method) in the case of a G / G / 1 / K queuing model.

【図24】図23に示した従来のシミュレーション方法
により得られた待ち行列長の時系列な変動軌跡の具体例
を示した図。
24 is a diagram showing a specific example of a time-series fluctuation locus of the queue length obtained by the conventional simulation method shown in FIG.

【図25】第10の実施形態に係るシミュレーション方
法の原理を説明するための図で、一般的な確率過程の状
態の軌跡上の過渡状態(トランジェント状態)について
説明するためのものである。(a)図は、系の初期状態
からトランジェント状態を経て平衡状態までの様示の一
例を示したもので、(b)図は、初期状態からワーミン
グアップシミュレーション期間の最終状態まで状態(ト
ランジェント状態)の様子の一例を示したものである。
FIG. 25 is a diagram for explaining the principle of the simulation method according to the tenth embodiment, for explaining a transient state (transient state) on the locus of the state of a general stochastic process. Figure (a) shows an example of the state from the initial state of the system to the equilibrium state after passing through the transient state. Figure (b) shows the state from the initial state to the final state of the warm-up simulation period (transient state). ) Shows an example of the situation.

【図26】ワーミングアップシミュレーション、本シミ
ュレーションと段階的なシミュレーションを行う場合の
シミュレーション方法の概略的な手続きを説明するため
のフローチャート。
FIG. 26 is a flowchart for explaining a schematic procedure of a simulation method in the case of performing a warming-up simulation, a main simulation, and a stepwise simulation.

【図27】第10の実施形態に係るシミュレーション方
法を適用するシミュレータの処理動作を説明するための
フローチャート。
FIG. 27 is a flowchart for explaining processing operation of a simulator to which the simulation method according to the tenth embodiment is applied.

【図28】第11の実施形態に係るシミュレーション方
法の原理を説明するための図で、複数の待ち行列から構
成される網の場合、中間状態をどのように設定するのが
効率がよいかを示したものである。
FIG. 28 is a diagram for explaining the principle of the simulation method according to the eleventh embodiment, and shows how it is efficient to set the intermediate state in the case of a network composed of a plurality of queues. It is shown.

【図29】図28に示した網構成において稀少事象が生
じる構成部のみをピックアップして中間状態を定義する
方法を説明するための図。
FIG. 29 is a diagram for explaining a method of defining an intermediate state by picking up only a component in which a rare event occurs in the network configuration shown in FIG. 28.

【図30】本発明の第12の実施形態に係るセル遅延時
間揺らぎCDVを評価するシミュレーション方法を説明
するための図で、評価対象となるシステムの最も簡単な
モデル(単一待ち行列モデル)の一例を示したものであ
る。
FIG. 30 is a diagram for explaining the simulation method for evaluating the cell delay time fluctuation CDV according to the twelfth embodiment of the present invention, showing the simplest model (single queuing model) of the system to be evaluated. This is an example.

【図31】複数の待ち行列が接続されて構成される待ち
行列網のセル転送遅延時間(CTD)およびセル遅延時
間揺らぎ(CDV)を説明するための図。
FIG. 31 is a diagram for explaining cell transfer delay time (CTD) and cell delay time fluctuation (CDV) in a queuing network configured by connecting a plurality of queues.

【図32】CTDの確率分布密度の一例を示した図。FIG. 32 is a diagram showing an example of the probability distribution density of CTD.

【図33】本発明を適用するシステム構成例の概略図。FIG. 33 is a schematic diagram of a system configuration example to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

49…入力部、50…環境設定部、51…評価部、52
…状態記憶部、53…統計処理部、54…評価結果出力
部。
49 ... Input unit, 50 ... Environment setting unit, 51 ... Evaluation unit, 52
... State storage unit, 53 ... Statistical processing unit, 54 ... Evaluation result output unit.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 確率的に状態が遷移するシステムにおけ
る所望の状態の生起頻度を評価するシミュレーション方
法であって、 与えられた前記システムの特徴情報をもとに前記システ
ムのシミュレーションモデルを設定する第1のステップ
と、 この第1のステップで設定されたシミュレーションモデ
ルの状態を与えられた条件に基づき前記システムの初期
状態に設定する第2のステップと、 この第2のステップで設定された初期状態から前記所望
の状態への状態遷移系列が経由する中間状態を与えられ
た条件に基づき少なくとも1つ設定し、前記初期状態か
ら前記中間状態へ遷移する頻度、前記中間状態から次の
中間状態へ遷移する頻度、前記中間状態から前記所望の
状態へ遷移する頻度を段階的に求めて、これら各状態間
を遷移する頻度から各状態間遷移確率を算出する第3の
ステップと、 この第3のステップで算出された各状態間遷移確率を乗
算して前記所望の状態の生起確率を算出する第4のステ
ップと、 を具備したことをシミュレーション方法。
1. A simulation method for evaluating the occurrence frequency of a desired state in a system in which a state transitions stochastically, wherein a simulation model of the system is set based on given characteristic information of the system. Step 1, a second step of setting the state of the simulation model set in the first step to the initial state of the system based on given conditions, and an initial state set in the second step To at least one intermediate state through which the state transition sequence from the desired state to the desired state is set, the frequency of transition from the initial state to the intermediate state, transition from the intermediate state to the next intermediate state Frequency, the frequency of transition from the intermediate state to the desired state is obtained stepwise, and from the frequency of transition between these states A third step of calculating a transition probability between states, and a fourth step of multiplying the transition probability between states calculated in the third step to calculate a probability of occurrence of the desired state. What you did is a simulation method.
【請求項2】 入力されたパケットを一時蓄積する少な
くとも1つのバッファメモリを介してパケットの転送を
行うパケット転送システムにおいて、前記バッファメモ
リ内のパケットが廃棄される状態の生起する生起頻度を
評価するシミュレーション方法であって、 与えられた前記システムの特徴情報をもとに前記システ
ムのシミュレーションモデルを設定する第1のステップ
と、 この第1のステップで設定されたシミュレーションモデ
ルの状態を与えられた前記バッファメモリ内に蓄積され
るパケット量に基づき前記システムの初期状態に設定す
る第2のステップと、 この第2のステップで設定された初期状態から前記パケ
ットが廃棄される状態へ遷移する過程に存在する中間状
態を与えられた前記バッファメモリ内に蓄積されるパケ
ット量に基づき少なくとも1つ設定し、前記初期状態か
ら前記中間状態へ遷移する頻度、前記中間状態から次の
中間状態へ遷移する頻度、前記中間状態から前記パケッ
トが廃棄される状態へ遷移する頻度を段階的に求めて、
これら各状態間を遷移する頻度から各状態間遷移確率を
算出する第3のステップと、 この第3のステップで算出された各状態間遷移確率を乗
算して、前記パケットが廃棄される状態の生起確率を算
出する第4のステップと、 を具備したことを特徴とするシミュレーション方法。
2. In a packet transfer system for transferring a packet via at least one buffer memory for temporarily storing an input packet, the occurrence frequency of the state where the packet in the buffer memory is discarded is evaluated. A simulation method comprising: a first step of setting a simulation model of the system based on the given characteristic information of the system; and a step of giving the state of the simulation model set in the first step. There is a second step of setting an initial state of the system based on the amount of packets accumulated in the buffer memory, and a process of transitioning from the initial state set in the second step to a state of discarding the packet. Packets stored in the buffer memory given an intermediate state At least one is set based on the amount, and the frequency of transition from the initial state to the intermediate state, the frequency of transition from the intermediate state to the next intermediate state, and the frequency of transition from the intermediate state to the state where the packet is discarded are set. Seeking in stages,
The third step of calculating the inter-state transition probability from the frequency of transition between these states and the inter-state transition probability calculated in this third step are multiplied to determine the state of the packet being discarded. A fourth step of calculating a probability of occurrence, and a simulation method comprising:
【請求項3】 入力されたパケットを一時蓄積する複数
のバッファメモリを介してパケットの転送を行うパケッ
ト転送システムにおいて、前記複数のバッファメモリの
いずれかに前記パケットが到着した際の遅延時間が予め
定められた値以上となる状態の生起する生起頻度を評価
するシミュレーション方法であって、 与えられた前記システムの特徴情報をもとに前記システ
ムのシミュレーションモデルを設定する第1のステップ
と、 この第1のステップで設定されたシミュレーションモデ
ルの状態を与えられた前記パケットが前記バッファメモ
リに到着した際の遅延時間に基づき前記システムの初期
状態に設定する第2のステップと、 この第2のステップで設定された初期状態から前記複数
のバッファメモリのいずれかに前記パケットが到着した
際の遅延時間が予め定められた値以上となる状態へ遷移
する過程に存在する中間状態を与えられた前記パケット
が前記バッファメモリに到着した際の遅延時間に基づき
少なくとも1つ設定し、前記初期状態から前記中間状態
へ遷移する頻度、前記中間状態から次の中間状態へ遷移
する頻度、前記中間状態から前記複数のバッファメモリ
のいずれかに前記パケットが到着した際の遅延時間が予
め定められた値以上となる状態へ遷移する頻度を段階的
に求めて、これら各状態間を遷移する頻度から各状態間
遷移確率を統計的に算出する第3のステップと、 この第3のステップで算出された各状態間遷移確率を乗
算して前記複数のバッファメモリのいずれかに前記パケ
ットが到着した際の遅延時間が予め定められた値以上と
なる状態の生起確率を算出する第4のステップと、 を具備したことを特徴とするシミュレーション方法。
3. A packet transfer system for transferring a packet via a plurality of buffer memories for temporarily storing an input packet, wherein a delay time when the packet arrives at any one of the plurality of buffer memories is previously set. A simulation method for evaluating the occurrence frequency of occurrence of a state of being equal to or more than a predetermined value, which comprises a first step of setting a simulation model of the system based on given characteristic information of the system, A second step of setting the state of the simulation model set in step 1 to the initial state of the system based on the delay time when the packet arrives at the buffer memory, and in the second step The packet arrives at one of the buffer memories from the set initial state At least one is set based on the delay time when the packet given the intermediate state existing in the process of transiting to the state where the delay time at the time of reaching the predetermined value or more, The frequency of transition from the initial state to the intermediate state, the frequency of transition from the intermediate state to the next intermediate state, and the delay time when the packet arrives from the intermediate state to any of the plurality of buffer memories are predetermined. The step of calculating the frequency of transition to a state that is greater than or equal to the specified value, and statistically calculating the transition probability between states from the frequency of transition between these states, and the calculation in this third step Occurrence probability of a state in which the delay time when the packet arrives at any of the plurality of buffer memories is equal to or greater than a predetermined value A fourth step of calculating, and a simulation method comprising:
【請求項4】 前記状態間遷移確率の区間推定に基づ
き、前記所望の状態の生起確率の区間推定を行うことに
より、その生起確率の誤差評価を行うことを特徴とする
請求項1〜3のいずれか1つに記載のシミュレーション
方法。
4. The error estimation of the occurrence probability is performed by estimating the interval of the occurrence probability of the desired state based on the interval estimation of the transition probability between states. The simulation method according to any one.
【請求項5】 確率的に状態が遷移するシステムにおけ
る所望の状態の生起頻度を評価するシミュレータであっ
て、 与えられた前記システムの特徴情報をもとに、そのシス
テムのシミュレーションモデルを設定するモデル設定手
段と、 このモデル設定手段で設定されたシミュレーションモデ
ルの状態を与えられた条件に基づき前記システムの初期
状態に設定する設定手段と、 この設定手段で設定された初期状態から前記所望の状態
への状態遷移系列が経由する中間状態を与えられた条件
に基づき少なくとも1つ設定し、前記初期状態から前記
中間状態へ遷移する頻度、前記中間状態から次の中間状
態へ遷移する頻度、前記中間状態から前記所望の状態へ
遷移する頻度を段階的に求めて、これら各状態間を遷移
する頻度から各状態間遷移確率を算出する第1の算出手
段と、 この第1の算出手段で算出された各状態間遷移確率を乗
算して前記所望の状態の生起確率を算出する第2の算出
手段と、 を具備したことを特徴とするシミュレータ。
5. A simulator for evaluating the occurrence frequency of a desired state in a system in which the states transition probabilistically, wherein a model for setting a simulation model of the system based on the given characteristic information of the system. Setting means, setting means for setting the state of the simulation model set by the model setting means to the initial state of the system based on given conditions, and from the initial state set by the setting means to the desired state At least one intermediate state is set based on a given condition, the frequency of transition from the initial state to the intermediate state, the frequency of transition from the intermediate state to the next intermediate state, the intermediate state To obtain the frequency of transition to the desired state in stages, and the transition probability between states is calculated from the frequency of transition between these states. A first calculating means for calculating; and a second calculating means for multiplying the transition probability between states calculated by the first calculating means to calculate the occurrence probability of the desired state. Characteristic simulator.
【請求項6】 入力されたパケットを一時蓄積する少な
くとも1つのバッファメモリを介してパケットの転送を
行うパケット転送システムにおいて、前記バッファメモ
リ内のパケットが廃棄される状態の生起する生起頻度を
評価するシミュレータであって、 与えられた前記通信システムの特徴情報をもとに、前記
通信システムのシミュレーションモデルを設定するモデ
ル設定手段と、 このモデル設定手段で設定されたシミュレーションモデ
ルの状態を与えられた前記バッファメモリ内に蓄積され
るパケット量に基づき前記通信システムの初期状態に設
定する設定手段と、 この設定手段で設定された初期状態から前記パケットが
廃棄される状態へ遷移する過程に存在する中間状態を与
えられた前記バッファメモリ内に蓄積されるパケット量
に基づき少なくとも1つ設定し、前記初期状態から前記
中間状態へ遷移する頻度、前記中間状態から次の中間状
態へ遷移する頻度、前記中間状態から前記パケットが廃
棄される状態へ遷移する頻度を段階的に求めて、これら
各状態間を遷移する頻度から各状態間遷移確率を算出す
る第1の算出手段と、 この第1の算出手段で算出された各状態間遷移確率を乗
算して前記パケットが廃棄される状態の生起確率を算出
する第2の算出手段と、 を具備したことを特徴とするシミュレータ。
6. A packet transfer system for transferring a packet via at least one buffer memory for temporarily storing an input packet, wherein the occurrence frequency of a state where the packet in the buffer memory is discarded is evaluated. A simulator, comprising: model setting means for setting a simulation model of the communication system based on the given characteristic information of the communication system; and a state of the simulation model set by the model setting means. Setting means for setting the initial state of the communication system based on the amount of packets accumulated in the buffer memory, and an intermediate state existing in the process of transiting from the initial state set by the setting means to the state of discarding the packet Based on the amount of packets accumulated in the given buffer memory At least one of them is set, and the frequency of transition from the initial state to the intermediate state, the frequency of transition from the intermediate state to the next intermediate state, and the frequency of transition from the intermediate state to the state where the packet is discarded are stepwise. And a first calculation means for calculating the inter-state transition probability from the frequency of transition between these states, and the inter-state transition probability calculated by the first calculation means are multiplied to obtain the packet A second calculation means for calculating a probability of occurrence of a state of being discarded, and a simulator comprising:
【請求項7】 入力されたパケットを一時蓄積する複数
のバッファメモリを介してパケットの転送を行うパケッ
ト転送システムにおいて、前記複数のバッファメモリの
いずれかに前記パケットが到着した際の遅延時間が予め
定められた値以上となる状態の生起する生起頻度を評価
するシミュレータであって、 与えられた前記パケット転送システムの特徴情報をもと
に、前記システムのシミュレーションモデルを設定する
モデル設定手段と、 このモデル設定手段で設定されたシミュレーションモデ
ルの状態を与えられた前記パケットが前記バッファメモ
リに到着した際の遅延時間に基づき前記システムの初期
状態に設定する設定手段と、 この設定手段で設定された初期状態から前記複数のバッ
ファメモリのいずれかに前記パケットが到着した際の遅
延時間が予め定められた値以上となる状態へ遷移する過
程に存在する中間状態を前記パケットが前記バッファメ
モリに到着した際の遅延時間に基づき少なくとも1つ設
定し、前記初期状態から前記中間状態へ遷移する頻度、
前記中間状態から次の中間状態へ遷移する頻度、前記中
間状態から前記複数のバッファメモリのいずれかに前記
パケットが到着した際の遅延時間が予め定められた値以
上となる状態へ遷移する頻度を段階的に求めて、これら
各状態間を遷移する頻度から各状態間遷移確率を統計的
に算出する第1の算出手段と、 この第1の算出手段で算出された各状態間遷移確率を乗
算して前記複数のバッファメモリのいずれかに前記パケ
ットが到着した際の遅延時間が予め定められた値以上と
なる状態の生起確率を算出する第2の算出手段と、 を具備したことを特徴とするシミュレータ。
7. A packet transfer system for transferring a packet via a plurality of buffer memories for temporarily storing an input packet, wherein a delay time when the packet arrives at any one of the plurality of buffer memories is previously set. A simulator for evaluating the occurrence frequency of occurrence of a state of being equal to or more than a predetermined value, and model setting means for setting a simulation model of the system based on the given characteristic information of the packet transfer system, Setting means for setting the state of the simulation model set by the model setting means to the initial state of the system based on the delay time when the packet arrives at the buffer memory; and the initial setting set by the setting means. When the packet arrives at any of the buffer memories from the state At least one intermediate state existing in the process of transiting to a state in which the delay time of the packet becomes a predetermined value or more is set based on the delay time when the packet arrives at the buffer memory, Frequency of transition to state,
The frequency of transition from the intermediate state to the next intermediate state, the frequency of transition from the intermediate state to a state in which the delay time when the packet arrives at any one of the plurality of buffer memories is a predetermined value or more. First calculation means for statistically calculating the inter-state transition probabilities from the frequency of transitions between the respective states obtained stepwise, and the inter-state transition probabilities calculated by the first calculation means are multiplied. And second calculating means for calculating a probability of occurrence of a state in which the delay time when the packet arrives at any one of the plurality of buffer memories is equal to or more than a predetermined value. Simulator to do.
【請求項8】 前記第1の算出手段で算出された状態間
遷移確率の区間推定に基づき、前記第2の算出手段で算
出された生起確率の区間推定を行うことにより、その生
起確率の誤差評価を行う誤差評価手段をさらに具備した
ことを特徴とする請求項5〜7のいずれか1つに記載の
シミュレータ。
8. The error of the occurrence probability by performing the interval estimation of the occurrence probability calculated by the second calculating means based on the interval estimation of the inter-state transition probability calculated by the first calculating means. The simulator according to any one of claims 5 to 7, further comprising error evaluation means for performing evaluation.
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