JPS6331333A - 可変速度通信方式 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパケット交換あるいは回線交換網において、端
末の通信速度をその時の通信網のトラヒック状況に応じ
て可変に設定できるようにすることにより、新たに発生
した呼が呼損となる割合を低下させるようにした通信方
式に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の回線交換では固定の速度の回線がある設備数だけ
用意され、１つの呼は１つの回線を占有し、全回線数分
の呼が通信中の時は新たに発生した呼は明らかに呼損と
なる。パケット交換においては、トラヒックの増減によ
り１つの呼あたりの単位時間の通信量を制御することが
できるが、画像、音声等の即時性情報を伝送する場合は
、遅延の増大等の理由によりこのような網内での情報量
制御は適切ではない。したがってこの場合、呼設定にあ
たシ、その固定の速度での通信がその時の通信網の容量
により、十分確保できない時は呼損となっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように、従来の技術では、呼設定にあたシ、その
固定速度での通信がその時の通信網の容量により十分確
保できない時は呼損となるという問題点があった。

本発明は、上記の問題点を解決し、トラヒックの混雑状
況により速度を可変に設定できるようにし、トラヒック
の混雑時においても緊急に必要となる通信呼を確保する
などのように、呼損率の低下とスループットの向上を図
ることを目的とする。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面について説明する。

説明の簡便化のため、本発明を実施する通信網として第
３図のように２つの交換機とそれらを結ぶ１本の中継線
よりなる通信網を考える。第３図において１，１５は端
末装置、２は通信網、３は交換機、４は加入者線、５は
中継線である。このとき中継線の回線容量（速度）をＶ
とし、端末１と端末１５との間で通信を行うものとする
。

第１図は本発明の実施例の１つにおける可変速度通信を
実現するための端末系を中心とした構成側口であシ、６
はディスプレイ、マイク、スピーカ等のマンマシンイン
タフェース族ＧＬ　　７はコーデック等の情報源符号化
装置、８は可変速度制御装置であり制御線工１を通して
情報源符号化装置７を制御し、適切な速度に設定する。

パケット端末の場合は可変速度制御装置８はパケット組
立分解機能も持つものとする。　　　　　　９は端末の
発１０は各回線の通信中の通信速度を記憶し通信網全体
の回な容ＺＶがら空き回線容ｔＶｅを求める装置である
。

ある端末装置１が、速度Ｖで通信しようとする場合、装
置１０で求めた空き回線容量ｖｅをもとに可変速度制御
装置８で適切な速度Ｖ′が決定され、それに従い、情報
源符号化装置７が制御され、速度Ｖ′を満たす情報量が
回線へ送出される。通信躍全体の回線容量はシステムと
して固有の値（第３図の例ではＶ）であるため、現在通
信中の回線速度が分かれば空き回線容量ｖｅを計算して
求めることができる。

可変速度制御装置８において、このＶｅの値と速度Ｖを
もとに新たな設定速度Ｖ′を求めるアルゴリズムとして
以下がある。

〔アルゴリズムＩＪ ■　適当な回線容量の値ＩＪ　（ｊ＝１．２．・・・・
・・）。

および適当な数値ｋを決定する。

■　状態により決まるＩｊを採り、Ｖｅ≧Ｉ、の時は所
望の速度Ｖに設定し、■。＜工」　　のときはｖ／ｌｃ
に設定する。

このアルゴリズムの具体的な適用法としては、Ｉ」とし
てＩＩの一つのみを採シ、その時の状態に関わりなく常
にＶｅ≧ＩｔまたはＶｅ＜Ｉｔによって速度Ｖを決定す
る方法がある。また別の方法としてＩｔ、Ｉｔの２つを
採り（Ｉｔ＜Ｉり、状態として、一つ前の通信呼の速度
をＶに設定したか、ｖ／ｋに設定したかの基本的に２種
類の状態を考え、前者の状態のとき工１を、後者の状態
のときは工２を用いる方法が考えられる。すなわちｖｅ
が十分大きい時は速度を所望の速度Ｖに設定し、呼数が
増えＶｅが工１より小さくなればその時発呼した呼の速
度をｖ／ｋに設定する。逆にその状態から通信呼数が減
夛■ｅが大きくなって行く場合は、ｖｏがＩ２　　より
（１２＞　Ｉｔ　）太きなるまでは速度をｖ／ｋに設定
し、ｖｅが工２より大きくなった時に所望の速度Ｖに設
定する方法である。

アルゴリズム１において、どの呼量ｖ　＝　１の同一の
速度を所望し、Ｖ　＝３　、　ｋ＝２　、　Ｉｔ　＝１
　、　Ｉｚ＝２とした場合の状態遷移図を第４図に示す
。第４図の１６は各状態を表し、その状態（ｎｌ、ｎ２
）とは、速度ｖ（＝１）で通信している呼数がｎｌ、ｖ
／ｋで通信している呼数がｎ２である状態を表わす。こ
の図の状態１７は空き容量Ｖ、が０の状態で、この状態
で発生した呼は呼損となる。

また、Ｖ、の値と速度Ｖをもとに新たな設定速度Ｖ′を
求める別のアルゴリズムとして次がある。

〔アルゴリズム２〕 ■　適当な数値ｋを決定する。

■　呼設定等に所望の速度Ｖと、ｖｅ／ｋの小さい方を
その呼の速度として設定する。

（ｖ’　＝　ｍｉｎ　（ｖ　＊　Ｖｅ／ｋ）このアルゴ
リズムを適用する場合は、ｖｆ３がある値以下になれば
ｖ’　＝　Ｖｅに設定し、それ以後の呼を呼損とするの
が実際的であろう。

これらのアルゴリズムはいずれも呼単位で設定する方法
で、−度設定された速度は通信中は変更しないため、通
信途中でトラヒックの増大による品質劣化はなく、制御
も比較的簡易となる利点がある。しかし空き容量Ｖｅに
対しその何分の１しか容量を割り当てないため、固定速
度通信に比べ同一の呼量が加わった場合のスループット
が低下するという欠点がある。

そこでこの欠点を補うため、通信中でも速度を可変にし
、回線の使用効率が常に高くなるように工夫した本発明
の異る実施例の構成例を第２図に示す。

第２図における数字は第１図のものと同じものを示し、
なお、球は現在通信中の端末装置の通信速度を記憶し、
別の端末が発呼した時にｖ　＋　Ｖ　＋ｖｅをもとに通
信している各端末の速度を新しく決定する装置である。

１３は端末の発呼を検出し希望している速度を装置１２
に伝達するとともに、装置比で決定した速度を端末に伝
達する装置である。

１４は決定した速度に設定するために、制御線１１ｔ−
通して情報源符号化装置７を制御する装置である。

おる端末が発呼した場合、その希望する速度が装置１４
　、１３を通して装置ルに伝達される。装置比ではある
アルゴリズムに従い現在通信中の呼の速度を新たに決定
し、端末対応に設置される装置１３に伝達され、それぞ
れ各端末を制御してその速度で通信が行われる。装置ソ
で速度を決定するアルゴリズム例として以下がある。

〔アルゴリズム３〕 ■　ｎ個の呼がそれぞれ７１．　Ｖ！、・・・・・・、
ｖＩ、の速度で通信中の状態で、ｎ＋１番目の呼が速度
Ｖで通信しようとする場合に、ｖｅ＞ｖであればその速
度Ｖで通信を行う。

■　■の状態でＶ＠　（ｖであれば、そのｎ＋１番目の
呼の設定速度をｖつ＋１として、ｖ＝ｖ１＋Ｖ、＋・・
・・・・＋マ１、となるように各通信速度を設定、ある
いは変更する。（各通信呼が同一の速度でちれば、すべ
ての呼の速度をＶ／（ｎ＋１）に設定する。） このアルゴリズムではある一定以上の呼が加わると、空
き容量ｖｅが常にＯとなるように設定するため、スルー
プットが向上する。

このアルゴリズム３では、通信呼数の増大に伴い６呼の
速度を低速化する場合、それぞれ最小速度を設定しそれ
以下にならないように制御する機能を設けることＫよυ
、無闇な品質劣化を防ぐことができる。

上記の品質劣化を防ぐことができる実施例を同じく第２
図に従って説明する。第２図の装置ルには通信中の端末
の速度ｖ１とともにその最低速度ｕＩを記憶しておくエ
リアを設け、今、ある端末が通信しようとしている時に
まずその所望の速度Ｖと最低速度Ｕを装置１３を通して
装置νに伝達する。

装置νでは通信中の端末と今通信しようとしている最低
速度の和Ｕ＝ｕｌ＋ｕ、＋・・・・・・＋ｕ、＋＋ｕを
求め、全体の通信容量Ｖと比較する。Ｕ＞りの時は装置
１３を通じて端末にこの通信ができないことを伝えｎ＋
１番目の呼の通信を拒否する。Ｕ≦■の時はアルゴリズ
ム３に従って、各端末の速度を決定する。

ただしアルゴリズム３の■においてｖｌ≧Ｕ、　Ｖｅ≧
ｕ、・・・・・・＋ｖｎ＋１≧Ｕア＋１　を満たさなけ
ればならない。

以上のアルゴリズムはいずれもパケット交換網上で、理
論的に実現可能である。ｉた回線交換においても、６呼
の設定される速度をある基本速度の整数倍のみに限定す
れば、実現可能である。

〔発明の効果〕

以上のアルゴリズム例を用いることにより、今、通信し
ようとしている呼の速度が空き回線容量以上であっても
、低速化して呼損となることを防ぐことができる。特に
画像伝送を伴うテレビ会議通信では、通信量が膨大で１
回の通信に必要となる回線容量が大きい。従ってこれま
での固定速度通信では、少しでもトラヒックが増えると
呼損となる確率が増大し、そのため予約によりあらかじ
め回線を確保するなどの手法が採られていた。しかし本
発明は、トラヒック混雑時でもたとえ品質が多少劣化し
てもぜひ通信したいという場合に、その通信を可能とす
る方法で、このような緊急性のある即時設定呼に有効で
ある。

別の結果として、速度に従った異なる品質のサービスを
提供し、利用者が料金に応じて適切な通信品質を選択で
きるなどの、サービス性の向上を図ることができる。特
に特許請求の範囲第５項記載の発明を用いると、サービ
スクラス別に最低速度を設け、各クラスの品質内でトラ
ヒックに応じた速度可変制御をすることができる。

また本発明の方式を採ることによυ、固定速度の場合に
比べ、同一の呼損率のもとての加えることのできる呼量
が増大し、スルーブツトも向上することが計算により求
まっている。計算例としてＶ＝１２．ｖ＝１（どの呼も
すべて所望の速度はＶ＝１であると仮定する）とし、■
アルゴリズム３を適用し、最低速度を１／２とした場合
、■アルゴリズム１を適用し、工ｌ＝２．工３＝５．に
＝２とした場合、■アルゴリズム１を適用し、工ｌ＝３
．工ｚ＝８゜ｋ＝２とじ九場合、■常にｖ　＝　１の固
定速度で通信する場合の４例について、加わる呼量に対
する呼損率とスループットを求め九ものを第５図（１）
。

（２）に示す。図から本発明による呼損率とスループッ
トの改善が容易に判明する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における可変速度通信を笑現
するための端末系を中心とした構成例図、第２図は本発
明の異る実施例の同じく構成例図、第３図は本発明を適
用する通信網の説明図、第４図は本発明における状態遷
移図、 第５図は本発明と従来の固定速度通信の呼損率とスルー
プットとを比較したグラフを示す図である。 １．１５・・・端末装置 ２・・・通信網 ３・・・交換機 ４・・・加入者線 ５・・・中継回線 ６・・・マンマシンインタフェース装置７・・・情報源
符号化装置 ８・・・可変速度制御装置 ９・・・発呼検出および空き回線容量伝達装置１０・・
・回線状態検出および通信網の空き回線容量算出装置 １１・・・制御線 Ｕ・・・現在通信中の端末装置の通信速度を記憶しｖ　
ｅ　Ｖ　ａ　Ｖ・をともに通信している各端末の速度を
新しく決定する装置 １３・・・端末の発呼を検出し希望している速度を上記
装ｆｌｕに伝達するとともに装置１２で決定した速度を
端末に伝達する装置 １４・・・決定した速度に設定するための制御装置特許
出願人　日本電信電話株式会社 代理人弁理士　玉　蟲　　久　五　部 （外２名） ３：交換機　　　４．ＪΩλ者線 ５；中ｔシ線 本発明ξ連用する通信網ｉ７１説明図 第３図 本発明に８１する状態遷移図 〔アルコリス′ム１におし−て　Ｖ＝３．ｖ−１，に−
２，ｈ−１，Ｉｚ−／ｋ　（−しｔ）の温合〕〜才　　
　Ａ　　　Ｍ ｈ口わる呼量（ｅｒＬ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）交換ノードとそれらを結ぶ中継線とからなる通信
   網と、該通信網と加入者線により接続された端末装置と
   からなる通信システムにおいて、該通信網全体で単位時
   間に通信できる情報量（以下、速度と呼ぶ）の最大値を
   Ｖとし、現在ｎ個の端末装置がそれぞれｖ＿１、ｖ＿２
   、・・・・・・、ｖ＿ｎの速度で通信中である場合に、
   別の端末装置が新たに通信を開始しようとするとき、上
   記通信網の現在状態で通信できる最大速度Ｖ＿ｅ〔＝Ｖ
   −（ｖ＿１＋ｖ＿２＋・・・・・・＋ｖ＿ｎ）〕を求め
   る手段を上記通信網に付加し、 新たに通信を開始しようとしている端末装置の速度ｖ＿
   ｎ＿＋＿１を上記通信網の現在状態で通信できる最大速
   度Ｖ＿ｅの値をもとに可変に設定する手段を端末装置に
   付加したことを特徴とする可変速度通信方式。
2. （２）上記の新たに通信を開始しようとしている端末装
   置の速度ｖ＿ｎ＿＋＿１を上記通信網の現在状態で通信
   できる最大速度Ｖ＿ｅの値をもとに可変に設定する手段
   は、上記と同様のｎ個の端末装置が通信中の状態におい
   て、新たに別の端末装置が速度ｖで通信を開始しようと
   している場合に、Ｖ＞Ｉ＿ｊ（ｊ＝１、２、・・・・・
   ・）を満たす１つのあるいは複数個の適当な回線容量の
   値Ｉ＿ｊと適当な数値ｋに対し、状情に応じて決まるあ
   るＩ＿ｊを採り、該状態においてＶ＿ｅ≧Ｉ＿ｊならｖ
   ＿ｎ＿＋＿１＝ｖとし、Ｖ＿ｅ＜Ｉ＿ｊならｖ＿ｎ＿＋
   ＿１＝ｖ／ｋとして、このようにして速度ｖ＿ｎ＿＋＿
   １を設定するものであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の可変速度通信方式。
3. （３）上記の新たに通信を開始しようとしている端末の
   速度ｖ＿ｎ＿＋＿１を上記通信網の現在状態で通信でき
   る最大速度Ｖ＿ｅの値をもとに可変に設定する手段は、
   上記と同様のｎ個の端末装置が通信中の状態において、
   新たに別の端末装置が速度ｖで通信を開始しようとして
   いる場合に、該端末装置の速度ｖ＿ｎ＿＋＿１を、適当
   な数値ｋに対し、ｖとＶ＿ｅ／ｋの小さい方に設定する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の可変速度
   通信方式。
4. （４）交換ノードとそれらを結ぶ中継線とからなる通信
   網と、該通信網と加入者線により接続された端末装置と
   からなる通信システムにおいて、該通信網全体で単位時
   間に通信できる情報量（以下、速度と呼ぶ）の最大値を
   Ｖとし、現在ｎ個の端末装置がそれぞれｖ＿１、ｖ＿２
   、・・・・・・、ｖ＿ｎの速度で通信中である場合に、
   別の端末装置が新たに通信を開始しようとするとき、上
   記通信網の現在状態で通信できる最大速度Ｖ＿ｅ〔＝Ｖ
   −（ｖ＿１＋ｖ＿２＋・・・・・・＋ｖ＿ｎ）〕を求め
   、この最大速度Ｖ＿ｅの値と上記の別の端末装置が新た
   に通信を開始しようとするときの速度りの値をもとにし
   て各端末装置の速度ｖ＿１、ｖ＿２、・・・・・・ｖ＿
   ｎ、ｖのそれぞれを通信可能な値に決定する手段を通信
   網に付加し、 端末装置の通信速度を上記の決定された通信速度に変更
   設定あるいは新規設定する手段を端末装置に付加したこ
   とを特徴とする 可変速度通信方式。
5. （５）通信網全体で単位時間に通信できる情報量（以下
   、速度と呼ぶ）の最大値をＶとし、現在ｎ個の端末装置
   がそれぞれｖ＿１、ｖ＿２、・・・・・・、ｖ＿ｎの速
   度で通信中である場合に、別の端末装置が新たに通信を
   開始しようとするとき、上記通信網の現在状態で通信で
   きる最大速度Ｖ＿ｅ〔＝Ｖ−（ｖ＿１＋ｖ＿２＋・・・
   ・・・＋ｖ＿ｎ）〕を求め、この最大速度Ｖ＿ｅの値と
   上記の別の端末装置が新たに通信を開始しようとすると
   きの速度りの値をもとにして各端末装置の速度ｖ＿１、
   ｖ＿２、・・・・・ｖ＿ｎ、ｖのそれぞれを通信可能な
   値に決定する上記の手段は、各通信呼の最低速度ｕ＿１
   、ｕ＿２・・・・・・を個々に任意に設定するとともに
   その値を格納し、上記と同様のｎ個の端末装置が通信中
   の状態において、新たに別の端末装置が速度ｖで通信を
   開始しようとしている場合に、該速度ｖとＶ＿ｅの値を
   もとに新しい各端末装置の速度ｖ＿１、ｖ＿２、・・・
   ・・・、ｖ＿ｎ、ｖ＿ｎ＿＋＿１を決定する時、それぞ
   れ最低速度ｕ＿１、ｕ＿２、・・・・・・ｕ＿ｎ＿＋＿
   １より小さくならないように設定するとともに、Ｖ−（
   ｕ＿１＋ｕ＿２＋・・・・・・＋ｕ＿ｎ）がｕ＿ｎ＿＋
   ＿１より小さい場合はそのｎ＋１番目の呼の通信を拒否
   するものであることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   記載の可変速度通信方式。