JP3364410B2 - 通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばマルチメデ
ィアに対応した無線端末がＡＴＭネットワークを介して
通信を行う場合において、ＡＴＭアダプテーションレイ
ヤにおける呼の受付処理および優先制御を行う通信装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】これまで無線端末は、携帯電話やＰＨＳ
（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔ
ｅｍ）のように主として音声を扱うものばかりであっ
た。また最近ＰＨＳのようにデータ伝送もできる方式が
考えられているが、音声の場合と全く同じ伝送速度であ
るため、ネットワーク側からみると同様とトラヒックと
みなして処理することが一般的であった。従って全ての
端末に同一帯域を割り当てて回線交換的な処理を行えば
よかった。

【０００３】ところが最近ワイドバンドＣＤＭＡ（Ｃｏ
ｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅ
ｓｓ）という方式が注目を集めだした。ワイドバンドＣ
ＤＭＡは音声やデータといったマルチメディアの通信を
行うばかりでなく、メディアに応じて異なる伝送速度を
サポートすることが考えられている。例えば音声は符号
化方式にもよるが数ｋｂｐｓから数１０ｋｂｐｓ程度ま
でのバリエーションがあり、一方データは最大２Ｍｂｐ
ｓまでサポートする必要がある。これを時分割で回線を
処理するのはかなり難しく、また特にデータレートは必
ずしもいつもピークレートに一定ということはないた
め、無駄も多くなってしまう。

【０００４】このような可変レートのマルチメディアの
情報をサポートする方法として、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈ
ｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）通信とい
うものがある。ＡＴＭ技術はマルチメディアを扱うのに
最もふさわしいインフラストラクチャである。ＡＴＭ技
術では、ＡＴＭセルと呼ばれる固定長のパケットを使っ
て回線の多重化を行う。ＡＴＭセルは１つで４８バイト
の情報を収容できるが、これは音声のような小さなもの
を扱うためには効率が悪くて適切ではない。そこで、複
数のユーザの情報を１つのＡＴＭセルの中に多重するこ
とが考え出された。これがＡＡＬ（ＡＴＭ Ａｄａｐｔ
ａｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）タイプ２である。 ＡＡＬタ
イプ２では、ユーザが１つのＡＴＭセルを共有すること
から、通常のレイヤ３におけるシグナリングメッセージ
を直接使うことはせず、ＡＮＰ（ＡＡＬ２ Ｎｅｇｏｔ
ｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使ってシンプルな
呼の収容を可能とするように考えているが、ＡＮＰの詳
細はまだ決まっていない。

【０００５】また、ＡＮＰを用いて収容された呼はトラ
ヒック特性が違うため、それに応じた情報送出の優先制
御が必要となるが、それについても現在はまだ決まった
ものがない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ＡＮ
Ｐを用いた呼の受付および、ＡＡＬタイプ２における優
先制御については、これまで決まった規格がなかった。

【０００７】本発明は、この点を鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、ハンドオーバ等を含め
て呼処理の多い無線端末に対して、ＡＡＬタイプ２への
シグナリングを簡易かつ帯域の効率を良くするように行
うことと、各呼について、無線端末およびネットワーク
の特性を加味した効率的な送出の制御を行うことであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、請求項１記載の通信装置は、無線端末からの伝送デ
ータを蓄積する、異なる滞留許容時間に対応させた複数
のバッファと、前記伝送データの滞留許容時間に対応す
る前記バッファに当該伝送データを蓄積する手段と、対
応する滞留許容時間の小さな前記バッファから順に、蓄
積された伝送データをネットワーク側に送出する手段
と、無線端末から伝送データが到着する周期よりも大き
な滞留許容時間に対応させたバッファにおける当該対応
する滞留許容時間を、当該周期ごとに当該周期分ずつサ
イクリックに変更する手段とを具備する。例えば、ＡＡ
Ｌタイプ２を用いて少なくとも一方は無線端末が通信を
行うシステムであって、無線端末からのデータ伝送の単
位である無線フレームの到着周期をｐ、無線端末からの
伝送データの無線基地局における滞留許容時間をｍ種類
のアプリケーション毎にｑ[x] （Ｘ＝1,2,3,…,m）とし
たとき、各ｑ[x] について、ｑ[x] およびｑ[x] からｐ
を１回以上引いた全ての正の値のうち重複のあるものを
除いて小さい方から順にｔ[y] （ｙ＝1,2,3,…,n）と
し、各ｔ[y] についてｎ個のバッファを作成し、無線端
末からの伝送データはその滞留許容値と同じｔ[y] の値
を持つバッファにいれ、ｔ[y] の値の小さなバッファか
ら順にデータをネットワーク側に送出するものである。
また、前記バッファのｔ[y] の値が、次の無線端末から
のデータが到着する周期ｐ毎に更新され、ｐより大きい
ｔ[y] の値を持つバッファは、ｔ[y] −ｐの値に置き換
えられ、ｐ以下のｔ[y] の値を持つバッファは、ｔ[y]
およびｔ[y] にｐの倍数を加えたもののうち、アプリケ
ーションの滞留許容値と同じ値を持ち、かつその中で最
大のｑ[x] の値に置き換えられ、これら置き換えられた
バッファの値について改めて小さい方から順にｔ[y]
（ｙ＝1,2,3,…,n）となるような、バッファのタイマ管
理を行うものである。

【０００９】請求項２記載の通信装置は、請求項１記載
の通信装置であって、バッファの空き容量を、該バッフ
ァに対応する滞留許容時間の間に送出できるデータ量か
ら、現在該バッファに蓄積されているデータの量及び該
バッファよりも対応する滞留許容時間の小さなバッファ
に現在蓄積されているデータの量を引いた値とする。 例
えば、前記ｔ[1] の値を持つバッファが、期間ｔ[1] の
間に送出できるデータ量から現在該バッファに蓄えられ
ているデータの量を引いた値を空きバッファ容量として
有し、前記ｔ[y] （ｙ＝2,3,…,n）の値を持つバッファ
は、期間ｔ[y] の間に送出できるデータ量から、前記ｔ
[z]（ｚ＝1,…,y）の値を持つバッファにそれぞれ既に
蓄えられているデータ量の合計を引いた値を空きバッフ
ァ容量管理を有するものである。

【００１０】請求項３記載の通信装置は、ネットワーク
からの伝送データを蓄積する、所定時間単位の整数倍の
滞留許容時間に対応させた複数のバッファと、前記伝送
データの滞留許容時間に対応する前記バッファに当該伝
送データを蓄積する手段と、対応する滞留許容時間の小
さな前記バッファから順に、蓄積された伝送データを無
線端末側に送出する手段と、無線端末から伝送データが
到着する周期よりも大きな滞留許容時間に対応させたバ
ッファにおける当該対応する滞留許容時間を、当該周期
ごとに当該周期分ずつサイクリックに変更する手段とを
具備する。 例えば、ＡＡＬタイプ２を用いて少なくとも
一方は無線端末が通信を行うシステムであって、無線端
末へのデータ伝送の単位である無線フレームの送出周期
をｐ、ＡＴＭアダプテーションレイヤタイプ２を終端す
る交換機において、無線端末向けのデータに関する滞留
許容時間をｍ種類のアプリケーション毎にｑ[x] （Ｘ＝
1,2,3,…,m）としたとき、これらのｑ[x] から一つの単
位時間ｔ[1] を決め、ｑ[x] の最大値ｑmax までｔ[y]
＝ｙｔ[1] なるｔ[y] （ｙ＝1,2,3,…, ｑmax ／ｔ[1]
）を決め、各ｔ[y] についてｑmax ／ｔ[1] 個のバッ
ファを作成し、新しくバッファに入力される無線端末向
けの伝送データはその滞留許容時間をベースにバッファ
に入れられ、ｔ[y] の値の小さい方のバッファから順に
取り出して出力されるようにする。 また、前記バッファ
のｔ[y] の値は、周期ｔ[1] 毎に更新され、値ｔ[1] の
バッファの値はｑmax となり、それ以外のｔ[y] の値は
ｔ[y-1] に置き換えられるという、バッファのタイマ管
理を有する。

【００１１】

【００１２】請求項４記載の通信装置は、請求項３記載
の通信装置において、滞留許容時間ｑを持つ無線端末向
けの伝送データが、ｑと同値の値ｔ[y]（ただしy=1,2,
3,…ｎ）に対応させたバッファに新しく入力され、
（イ）該伝送データと同じコネクションに属するデータ
の入っているバッファがある場合であって、該バッファ
の中で最大の値ｔ[y]に対応させたバッファにおいて、
ｋｐ≦（ｑ−ｔ[y] ）＜（ｋ＋１）ｐなる正整数ｋが存
在するとき、正整数ｋ’を０からｋ−１まで順に変えな
がら（ｔ[y] ＋（ｋ’−１）ｐ，ｔ[y] ＋ｋ’ｐ］の区
間の値に対応させたバッファにおける該コネクションの
伝送データ量の合計値を計算し、該コネクションが周期
ｐにおいて無線区間で送出できる伝送レートから、その
合計値を引いたものをａとし、ｔ[y] ＋ｋ’ｐの値に対
応させたバッファにおける空き容量をｂとし、ａおよび
ｂを越えない範囲で、新しく到着した伝送データをｔ
[y] ＋ｋ’ｐの値に対応させたバッファに入力してい
き、（ロ）一方該伝送データと同じコネクションに属す
るデータの入っているバッファがない場合であって、
（ｋ＋１）ｐ≦ｑ＜（ｋ＋２）ｐなる正整数ｋが存在す
るとき、正整数ｋ’を１からｋまで順に変えながら該コ
ネクションが周期ｐにおいて無線区間で送出できる伝送
レートをａとし、ｋ’ｐの値に対応させたバッファにお
ける空き容量をｂとし、ａおよびｂを越えない範囲で、
新しく到着した伝送データをｋ’ｐの値に対応させたバ
ッファに入力していく。例えば、新しくバッファに入力
される無線端末向けの伝送データが、滞留許容時間ｑを
持ち、該伝送データと同じコネクションに属するデータ
の入っているバッファがあるならば、該バッファの中で
最大のｔ[y] の値を持つバッファにおいて、ｋｐ≦（ｑ
−ｔ[y] ）＜（ｋ＋１）ｐなる正整数ｋが存在すると
き、ｋ’を０からｋ−１まで順に変えながら（ｔ[y] ＋
（ｋ’−１）ｐ，ｔ[y] ＋ｋ’ｐ］の区間の値を持つバ
ッファにおける該コネクションの伝送データ量の合計値
を計算し、該コネクションが周期ｐにおいて無線区間で
送出できる伝送レートから、その合計値を引いたものを
ａとし、ｔ[y] ＋ｋ’ｐの値を持つバッファにおける空
き容量をｂとし、ａおよびｂを越えない範囲で、新しく
到着した伝送データをｔ[y] ＋ｋ’ｐの値を持つバッフ
ァに入力し、この手順でｋ’がｋの場合について終了し
た結果として、該伝送データを全て収容できなかった場
合には、残りを全てｑの値を持つバッファに入力し、ま
た途中で全ての新規到着の伝送データがバッファに入力
されれば、その時点で処理を終了し、一方該伝送データ
と同じコネクションに属するデータの入っているバッフ
ァがないならば、（ｋ＋１）ｐ≦ｑ＜（ｋ＋２）ｐなる
正整数ｋが存在するとき、ｋ’を１からｋまで順に変え
ながら該コネクションが周期ｐにおいて無線区間で送出
できる伝送レートをａとし、ｋ’ｐの値を持つバッファ
における空き容量をｂとし、ａおよびｂを越えない範囲
で、新しく到着した伝送データをｋ’ｐの値を持つバッ
ファに入力し、この手順でｋ’がｋの場合について終了
した結果として、該伝送データを全て収容できなかった
場合には、残りを全てｑの値を持つバッファに入力し、
また途中で全ての新規到着の伝送データがバッファに入
力されれば、その時点で処理を終了する、といったバッ
ファへの伝送データの書き込み処理を行う。

【００１３】

【００１４】請求項５記載の通信装置は、請求項３記載
の通信装置であって、バッファの空き容量を、該バッフ
ァに対応する滞留許容時間の間に送出できるデータ量か
ら、現在該バッファに蓄積されているデータの量及び該
バッファよりも対応する滞留許容時間の小さなバッファ
に現在蓄積されているデータの量を引いた値とする。例
えば、前記ｔ[1] の値を持つバッファは、期間ｔ[1] の
間に送出できるデータ量から現在該バッファに蓄えられ
ているデータの量を引いた値を空きバッファ容量として
有し、前記ｔ[y] （ｙ＝2,3,…, ｑmax ／ｔ[1])の値を
持つバッファは、期間ｔ[y] の間に送出できるデータ量
から、前記ｔ[z] （ｚ＝1,…,y）の値を持つバッファに
それぞれ既に蓄えられているデータ量の合計を引いた値
を空きバッファ容量とする、というバッファ容量管理を
行う。

【００１５】請求項６記載の通信装置は、新たな呼に対
する無線端末からの伝送データの滞留許容時間が無線端
末との間の無線フレームのやり取りの周期より大きい場
合であって、既存のコネクション及び新しい呼の回線出
力レートの合計が出力可能な回線のレート以下のときに
は呼を受け付け、以上のときには呼を拒否し、前記新た
な呼に対する無線端末からの伝送データの滞留許容時間
が無線端末との間の無線フレームのやり取りの周期より
小さい場合には、既存のコネクションのうち滞留許容時
間が前記無線端末からの伝送データの滞留許容時間以下
の全てのコネクションと新しい呼との合計の回線出力レ
ートを求め、該レートで滞留許容時間内に出力すべきデ
ータ量が該時間内に実際に回線に出力可能なデータ量以
下であれば呼を受け付け、以上のときには呼を拒否する
呼受付制御を行う。例えば、ＡＴＭアダプテーションレ
イヤのタイプ２を用いて少なくとも一方は無線端末が通
信を行うシステムであって、無線端末と無線基地局との
間のデータ伝送の単位である無線フレームの送出および
到着の周期をｐ、ｍ種類のアプリケーションの各々につ
いて無線端末からの伝送データの無線基地局における滞
留許容時間をｑ[x]（Ｘ＝1,2,3,…,m）とし、新たな呼
が到着し、無線端末からの伝送データの無線基地局にお
ける滞留許容時間をｑとしたとき、ｑがｐ以上の時は、
ｍ種類の全てのアプリケーションおよび新しい呼の回線
出力レートの合計が出力可能な回線のレート以下の場合
に呼を受け付け、回線レートより大きい場合には呼の受
付を拒否し、一方ｑがｐより小さい場合は、ｍ種類のア
プリケーションのうち滞留許容時間がｑ以下の全てのも
のと新しい呼との合計の回線出力レートを求め、そのレ
ートでのｑの期間に出力したいデータ量が、同期間に実
際にＡＴＭ回線に出力できるデータ量以下であれば呼を
受け付け、そうでなければ拒否するという、呼受付制御
を行う。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態の詳細を
図面に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係
る通信システムの構成を示す図である。同図に示すよう
に、無線端末１は移動しながら、その近傍の無線基地局
２と通信を行い、一方複数の無線基地局２は交換機３と
ＡＴＭ回線４で接続されている。交換機３の先にはＡＴ
Ｍネットワーク、Ｎ−ＩＳＤＮ、ＰＳＴＮといった種々
の公衆または私設のネットワークが接続されている。

【００１７】一般に無線区間７は無線フレームという固
定長のフレームの中に伝送データを入れて送るが、図２
に示すように、これらの無線フレーム５は無線基地局２
には周期的に到着し、かつ複数の無線フレーム５はほぼ
同時に到着する。例えばＣＤＭＡ技術では、同じ周波数
を使ってコードの違いでデータの違いを認識するもので
あるので、コード間の同期の必要性から、異なる無線端
末１からの無線フレームがほぼ同期している。このた
め、到着するデータの特性としては、一定周期毎にバー
スト的に最大量の決まった無線フレームが無線端末１か
ら無線基地局２へ到着する。

【００１８】また、図３に示すように、同様に無線基地
局２から各無線端末１へ向けて送出される無線フレーム
６も到着する無線フレーム５と同様の周期で送ることに
なる。従って送出データも一定周期毎にバースト的に出
ることになる。無線フレーム５、６の送受信の周期は、
例えばワイドバンドＣＤＭＡでは１０ｍｓ程度となり、
この場合、６４ｋｂｐｓのトラヒックでも１フレームに
収容されるデータ量は６４０ビットとなる。

【００１９】一般にアプリケーション、例えばデータ、
音声、映像等によって、許容される遅延の最大値は決ま
っており、それを図１に示した各構成に割り振ることが
できる。具体的には、無線端末１においてデータ送信ま
での遅延、無線区間７での遅延、無線基地局２での受信
の遅延、無線基地局２から交換機３へ向けて送信するた
めの遅延、交換機３で受信するための遅延、交換機３か
ら無線基地局２へ送信するための遅延、無線基地局２で
交換機３から受信する処理遅延、無線基地局２から無線
端末１に向けて送信するための遅延、無線区間７での遅
延、無線端末１の受信遅延、といった具合である。

【００２０】ここでは、第１の実施形態として、無線基
地局２が交換機３に向けて送信する際の遅延の制御につ
いて記し、第２の実施形態として、交換機３が無線基地
局２に向けて送信する際の遅延の制御について記し、第
３の実施形態として、これらの遅延制御を可能にする前
提としての呼受付制御について記す。

【００２１】（第１の実施形態）図４は無線基地局２の
構成を示す図である。同図に示すように、無線基地局２
は、アンテナを介して無線区間７より受信した信号を再
生する受信部８、再生された信号（無線フレーム）を所
定の形式のパケットに組み立てるパケット化部９、組み
立てられたパケットを一旦蓄積し、ＡＴＭセルに乗せる
バッファ部１０、バッファ部１０から出力されたＡＴＭ
セルをＡＴＭ回線４に送出するＡＴＭインタフェース部
１１を有する。

【００２２】図５はパケット化部９の動作を示す図であ
る。

【００２３】同図に示すように、無線端末１から送信さ
れた複数の無線フレーム５は、最初に情報パケット１２
に直される。１つの無線端末１が複数の無線フレーム５
を出している場合は、それらの無線フレーム５を合わせ
て１つの情報パケット１２が完成する。すなわち、情報
パケットは可変長をとり得る。

【００２４】この情報パケット１２はＡＡＬタイプ２の
パケット１３にパケット化される。パケット化について
は、ＡＡＬタイプ２のまずＳＳＣＳ（Ｓｅｒｖｉｃｅ
Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｓｕｂｌ
ａｙｅｒ）で必要に応じてシーケンス番号（ＳＮ）とＣ
ＲＣをつける。そして、ＣＰＳ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐａｒ
ｔ Ｓｕｂｌａｙｅｒ）においてそれを４５オクテット
ずつに区切って、３オクテットのヘッダＨを付加する。
端数に対しても３オクテットのヘッダＨを同様に作成す
る。

【００２５】ここで、バッファ部１０は容量の異なる複
数のバッファ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…を有する。そし
て、ＣＰＳのパケット１３はそれぞれの遅延特性に応じ
てバッファ１０ａ，１０ｂ，…に格納させる。バッファ
１０ａ，１０ｂ，…は図５では論理的に別として書いて
あるが、もちろん物理的には共有メモリでも構わない。
各バッファ１０ａ，１０ｂ，…の中ではＦＩＦＯの規則
で入出力が行われる。そして、バッファ１０ａ，１０
ｂ，…からの送出優先度に従って、バッファ１０ａ，１
０ｂ，…からデータが読み出され、ＡＴＭセルにマッピ
ングされ、ＡＴＭインタフェース部１１に送出される。

【００２６】各伝送データの滞留許容時間の定義をどこ
でとるか、という問題がある。終了はバッファ１０ａ，
１０ｂ，…からその伝送データが読み出されてＡＴＭセ
ルにマッピングされた時ということができる。一方滞留
時間の開始時刻は、例えば、ある周期で各無線フレーム
を受信して、フレームから情報パケットを構成した時を
開始とする方法、ＡＡＬのパケットを構成しはじめた時
を開始とする方法、またＡＡＬのパケットの１つ目をバ
ッファ１０ａ，１０ｂ，…に入れ始めた時を開始とする
方法等がある。ここの例では、ＡＡＬタイプ２のＣＰＳ
パケット化が終了し、１つめのパケットをバッファ１０
ａ，１０ｂ，…に入力し始めるときを開始時刻である、
ということにするが、他の場合でもほとんど変更なく実
現することができる。

【００２７】以下では、バッファ１０ａ，１０ｂ，…へ
の入力およびバッファ１０ａ，１０ｂ，…からの出力の
動作について記す。

【００２８】長期的にアプリケーションをいくつか想定
したとすると、それぞれのアプリケーションについて、
上述の滞留許容時間を定義しておく必要がある。例え
ば、アプリケーションＡはｑ[1] 、アプリケーションＢ
はｑ[2] 、というように決める。いまアプリケーション
がｍ種類あるとすると、ｑ[x] は値の同じものも含めて
ｍ種類あることになる。

【００２９】出力のポリシーとしては、滞留許容時間の
短いものから先に出すことが必要であるので、ｑ[x] 毎
に別々のキューに入れて、ｑ[x] の値の小さいものから
出力することになる。このため、バッファ１０ａ，１０
ｂ，…にマークを付けて、到着したデータは該当するマ
ークのあるバッファ１０ａ，１０ｂ，…に入力し、バッ
ファ１０ａ，１０ｂ，…のマークの比較によってバッフ
ァ間での送出順序制御を行うという方法を用いる。

【００３０】マークの付け方であるが、滞留許容時間の
値と一致させるのが最もわかりやすいので、それを用い
ることにする。すなわち、到着した伝送データは、自分
の滞留許容時間ｑ[x] の書いてあるバッファ１０ａ，１
０ｂ，…に入力されることになる。

【００３１】ところが、ｑ[x] の値はしばしば無線フレ
ームの到着周期ｐよりもずっと大きな値となる。例えば
図６に示すように、ある時刻に到着した伝送データＡの
滞留許容時間が２０ｍｓであったとして、１０ｍｓ後に
到着した伝送データＢおよびＣの滞留許容時間がそれぞ
れ５ｍｓ、１５ｍｓだったとすると、伝送データＢは後
から到着したにもかかわらず、先にＡＴＭ回線に出力さ
せなければならないし、伝送データＣは滞留許容時間が
伝送データＡよりも短いにもかかわらず、伝送データＡ
よりも遅れて出力される。

【００３２】このような到着順序に対する送出順序のフ
レキシビリティを可能にするために、各バッファ１０
ａ，１０ｂ，…に記されている滞留許容時間の値を随時
変更することが必要となる。すなわち、ある時刻におい
て滞留許容時間がｑ[x] の伝送データは時間が経過する
毎に許容時間が次第に減っていくことになることを利用
して、各バッファ１０ａ，１０ｂ，…に記される滞留許
容時間の値を一定値ずつ減らしていくことにする。

【００３３】本実施形態の場合には、一定周期ｐ毎にし
か新しい伝送データが到着しないので、滞留許容時間の
更新はｐ毎に行えば良いことになる。

【００３４】具体例を図７に示す。ここでは簡単のため
にアプリケーションＡ、Ｂの２種類のみを想定し、アプ
リケーションＡは５ｍｓ、Ｂは５０ｍｓの滞留許容時間
を持つものとする。また無線フレーム到着の周期ｐは１
０ｍｓであるものとする。

【００３５】ある時刻にアプリケーションＡの伝送デー
タＡ１とアプリケーションＢの伝送データＢ１が到着し
たとする。Ａ１の滞留許容時間は５ｍｓなので、５ｍｓ
という表示のあるバッファ７０１に入力される。一方Ｂ
１の滞留許容時間は５０ｍｓなので、５０ｍｓという表
示のあるバッファ７０２に入力される。

【００３６】周期ｐ、すなわち１０ｍｓが経過したと
き、アプリケーションＡの伝送データＡ２とアプリケー
ションＢの伝送データＢ２が到着したとする。Ａ１の滞
留許容時間は周期ｐより短いので、Ａ１は既にＡＴＭ回
線に出力されている。その結果バッファ７０１は空きと
なっており、しかも５ｍｓの表示がついているので、Ａ
２はバッファ７０１に入力される。一方、バッファ７０
２はまだＢ１が残っている可能性があり、しかも次に入
ってくるＢ２よりは明らかに滞留許容時間が短いので、
その区別のために、５０ｍｓとある滞留許容時間の表示
から周期ｐの分、すなわち１０ｍｓを引いた４０ｍｓと
いうように表示を変更する。そして、新たに５０ｍｓの
滞留許容時間の表示のあるバッファ７０３を用意し、Ｂ
２はそこに入力される。

【００３７】さらに次の周期で、アプリケーションＡの
伝送データＡ３とアプリケーションＢの伝送データＢ３
が到着したものとする。バッファ７０１はＡ２が既に出
力されていて空であるので、順序制御の問題は発生しな
い。そこで、Ａ３はバッファ７０１に入力される。ま
た、バッファ７０２は４０ｍｓから３０ｍｓに、バッフ
ァ７０３は５０ｍｓから４０ｍｓにそれぞれ値を書き換
える。そして、新たに５０ｍｓの値を持つバッファ７０
４を用意してＢ３をそこに入れる。

【００３８】このように展開していくと、５ｍｓの値を
持つバッファ７０１の他に、１０ｍｓ，２０ｍｓ，３０
ｍｓ，４０ｍｓ，５０ｍｓのそれぞれの値を持つバッフ
ァが必要となることがわかる。１０ｍｓのバッファは、
次の周期では確実に中身が空になるので、改めて５０ｍ
ｓと書き直せば、再利用が可能である。

【００３９】従って、この例では、図８に示すように、
５ｍｓの値を持つバッファ７０１、最大値が５０ｍｓで
５０ｍｓ→４０ｍｓ→３０ｍｓ→２０ｍｓ→１０ｍｓ→
５０ｍｓとその値がサクリックに変化し、かつ同一のタ
イミングではその値が相互に異なる５種類のバッファ７
０２〜７０６からなる６種類のバッファが必要となるこ
とがわかる。

【００４０】上記を一般化すると、無線端末１からのデ
ータ伝送の単位である無線フレーム５の到着周期をｐ、
無線端末１からの伝送データの無線基地局２における滞
留許容時間をｍ種類のアプリケーション毎にｑ[x] （Ｘ
＝1,2,3,…,m）としたとき、各ｑ[x] について、ｑ[x]
およびｑ[x] からｐを１回以上引いた全ての正の値のう
ち重複のあるものを除いて小さい方から順にｔ[y] （ｙ
＝1,2,3,…,n）とし、その各ｔ[y] を滞留許容時間の値
として持つｎ個のバッファを作成する。

【００４１】無線端末１からの伝送データはその滞留許
容値と同じｔ[y] の値を持つバッファ１０にいれ、ｔ
[y] の値の小さなバッファ１０から順にデータをネット
ワーク側に送出する。

【００４２】前記バッファ１０のｔ[y] の値は、次の無
線端末１からのデータが到着する周期ｐ毎に更新され
る。

【００４３】ｐより大きいｔ[y] の値を持つバッファ１
０は、ｔ[y] −ｐの値に置き換えられ、ｐ以下のｔ[y]
の値を持つバッファ１０は、ｔ[y] およびｔ[y] にｐを
１回以上加えたもののうち、アプリケーションの滞留許
容値と同じ値をもち、かつその中で最大のｔ[y] の値に
置き換えられる。

【００４４】データ送出は、置き換えられた値を持つバ
ッファ１０を値の小さいものからｔ[1] 、ｔ[2] 、…、
とつけていったときに、ｔ[1] の値を持つバッファ１０
の中身から順にＡＴＭ回線４に出力される、ということ
で実現される。

【００４５】次に、出力回線容量から必要となるバッフ
ァ容量について説明する。

【００４６】ＡＴＭ回線４は１５５Ｍｂｐｓ等が一般的
であるが、ＡＡＬタイプ２を使う場合は比較的狭い帯
域、例えば６Ｍｂｐｓや１．５Ｍｂｐｓの回線を使うこ
とが多い。ここでは、１．５Ｍｂｐｓを使用することと
する。

【００４７】１．５Ｍｂｐｓの回線は正確には１．５３
６Ｍｂｐｓであり、１つの１２５μｓのフレームには１
９３ビットが含まれる。そのうち１ビットはＦビットと
なるので、ＡＴＭセルの収容できるのは１９２ビット
（２４オクテット）となる。

【００４８】一例で図９に示すように滞留許容時間が５
ｍｓ、１０ｍｓの２つのバッファのみがあったとする
と、５ｍｓでは２４オクテットの４０倍で９６０オクテ
ットが使用可能である。その中にＡＴＭセルが入るのだ
が、ＡＴＭセルは５３オクテットのうち５オクテットが
ヘッダであり、しかもペイロードのうち１オクテットは
ＡＡＬタイプ２のＣＰＳパケットを収容するために用い
られるので、結局ユーザは５３オクテットについて４７
オクテット分ずつ使用可能となる。とすると、９６０オ
クテットでは５３オクテットが１８と余りが６オクテッ
トとなるから、５ｍｓの間に使用可能なオクテット数は
８４６オクテット以上８５２オクテット以下となる。こ
こでは一定値として、８４６オクテットをユーザの使用
できる帯域であるとして、５ｍｓの値を持つバッファに
は８４６オクテットを与える。すなわち、図９（ａ）に
示すように５ｍｓの値を持つバッファ９０１は常に８４
６オクテットまで使用可能となり、現在５００オクテッ
トがそのバッファに入っているとすると、８４６−５０
０で３４６オクテットが空き領域となる。

【００４９】一方１０ｍｓの方は、５ｍｓの状態によっ
て空き領域が変わる。１０ｍｓでは１９２０オクテット
が使用可能であり、先ほどと同様のＡＴＭセルによるオ
ーバヘッドを考慮すると、最大の場合、図９（ｂ）に示
すように１０ｍｓの値を持つバッファ９０２の容量は１
６９８オクテットとなる。ただし空き容量としては、該
バッファ９０２において７００オクテットを使用してい
るとすると、１６９８オクテットから７００オクテット
と、５ｍｓの値のバッファ９０１で使用している５００
オクテットの両方をひいて、４９８オクテットが空き領
域となる。このように、空き領域と判断される大きさ
は、そのバッファの有する滞留許容時間よりも小さい滞
留許容時間を有するバッファの有無によって影響され
る。

【００５０】これを一般化すると、バッファにつけられ
た滞留許容時間の値を小さい方からｔ[1] 、ｔ[2] 、
…、ｔ[n] としたとき、ｔ[1] の値を持つバッファは、
期間ｔ[1] の間に送出できるデータ量から、現在該バッ
ファに蓄えられているデータ量を引いた値を空き容量と
して有し、ｔ[y] （ｙ＝２〜ｎ）の値を持つバッファ
は、期間ｔ[y] の間に送出できるデータ量から、ｔ[z]
（ｚ＝1,2,3,…,y）の値を持つバッファに蓄えられてい
るデータ量の合計を引いた値を空きバッファ容量として
有することとなる。

【００５１】（第２の実施形態）図１０は交換機３の構
成を示す図である。同図に示すように、交換機３は、交
換用のスイッチ１４、スイッチ１４で振り分けられた送
信データを所定の形式のパケットに組み立てるパケット
化部１５、組み立てられたパケットを一旦蓄積し、ＡＴ
Ｍセルに乗せるバッファ部１６、バッファ部１６から出
力されたＡＴＭセルをＡＴＭ回線４に送出するＡＴＭイ
ンタフェース部１７を有する。

【００５２】図１１はパケット化部１５の動作を示す図
である。

【００５３】ここで、ネットワークからの伝送データ
は、第１の実施形態と異なり到着が規則的ではない。従
って、図１１に示すように、スイッチ部１４から出力さ
れてきた情報パケットは、パケット化部１５においてＦ
ＩＦＯ状のバッファ１８に入れられ、そこから順に抜き
出される。

【００５４】抜き出された情報パケット１９は、第１の
実施形態と同様の手順によってＡＡＬタイプ２のＣＰＳ
パケット２０の形にされる。

【００５５】ここで、バッファ部１６は容量の異なる複
数のバッファ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…を有する。そし
て、ＣＰＳパケット２０はそれぞれの遅延特性に応じて
バッファ１６ａ，１６ｂ，…に格納させる。このとき、
第１の実施形態と異なる点は、同じ情報パケットから生
成されたＡＡＬタイプ２のパケット２０が異なるバッフ
ァ１６ａ，１６ｂ，…に入れられることがあることであ
る。以下では、ここの原理およびバッファ１６ａ，１６
ｂ，…の持つ値について説明を行う。

【００５６】第２の実施形態では、情報パケット１９の
到着は全てのタイミングが考えられる。従って、各情報
パケット１９が到着する度に、バッファ１６ａ，１６
ｂ，…に付与されている滞留許容時間の値を、原則とし
て変更しながらバッファリングを行わなければならな
い。第１の実施形態のように周期ｐ毎に更新する、とい
うことは不可能である。しかしながら厳密に行うことは
実装上難しいので、なんらかのまるめ誤差を許容した形
で行う。

【００５７】アプリケーションにより示される交換機か
ら無線基地局に向かうインタフェースにおける滞留許容
時間をｍ種類のアプリケーション毎にｑ[x] （Ｘ＝1,2,
3,…,m）としたとき、この値からある単位ｔ[1] を決め
る。ｔ[1] の決め方の例としては、ｍ個のｑ[x] の最大
公約数をとる方法が最良であるが、例えば周期ｐが１０
ｍｓであるとすると、その約数でもある方が計算上望ま
しい。すなわち、一般には１ｍｓ，２ｍｓといったとこ
ろに落ちつく。ここでは、ｔ[1] を１ｍｓとした場合を
考える。

【００５８】各バッファは時刻ｔ[1] 毎に値を変更する
必要がある。このため、ｑ[x] の中で最大のものをｑma
x とすると、ｑmax までのｔ[1] の倍数の値を持つバッ
ファが全て必要になる。従ってバッファの数はｑmax ／
ｔ[1] 個となる。

【００５９】各バッファは時刻ｔ[1] 毎に、ｔ[y] から
ｔ[y-1] に変更する。ここでｔ[y]はｙ＊ｔ[1] に相当
する。ただし、ｔ[1] の値を持つバッファは中身が空に
なるので、ｑmax に変更する。すなわち図１２に示すよ
うに、最大値がｑmax でそん値がｔ[1] ごとにｔ[1] ず
つサクリックに変化し、かつ同一のタイミングではその
値が相互に異なるｑmax ／ｔ[1] 個のバッファが必要と
なることがわかる。

【００６０】次に、出力回線容量から必要となるバッフ
ァ容量について説明する。ＡＴＭ回線は１５５Ｍｂｐｓ
等が一般的であるが、ＡＡＬタイプ２を使う場合は比較
的狭い帯域、例えば６Ｍｂｐｓや１．５Ｍｂｐｓの回線
を使うことが多い。ここでは、１．５Ｍｂｐｓを使用す
ることとする。

【００６１】１．５Ｍｂｐｓの回線は正確には１．５３
６Ｍｂｐｓであり、１つの１２５μｓのフレームには１
９３ビットが含まれる。そのうち１ビットはＦビットと
なるので、ＡＴＭセルの収容できるのは１９２ビット
（２４オクテット）となる。

【００６２】いま滞留許容時間が１ｍｓ、２ｍｓの２つ
のバッファのみがあったとすると、１ｍｓでは２４オク
テットの８倍で１９２オクテットが使用可能である。そ
の中にＡＴＭセルが入るのだが、ＡＴＭセルは５３オク
テットのうち５オクテットがヘッダであり、しかもペイ
ロードのうち１オクテットはＡＡＬタイプ２のＣＰＳパ
ケットを収容するために用いられるので、結局ユーザは
５３オクテットについて４７オクテット分ずつ使用可能
となる。とすると、１９２オクテットでは５３オクテッ
トが３と余りが３３オクテットとなるから、１ｍｓの間
に使用可能なオクテット数は１６８オクテット以上１７
４オクテット以下となる。ここでは一定値として、１６
８オクテットをユーザの使用できる帯域であるとして、
１ｍｓの値を持つバッファには１６８オクテットを与え
る。すなわち、図１３（ａ）に示すように、１ｍｓの値
を持つバッファ１３０１は常に１７４オクテットまで使
用可能となり、現在１００オクテットがそのバッファに
入っているとすると、１７４−１００で７４オクテット
が空き領域となる。

【００６３】一方２ｍｓの方は、１ｍｓの状態によって
空き領域が変わる。２ｍｓでは３８４オクテットが使用
可能であり、、先ほどと同様のＡＴＭセルによるオーバ
ヘッドを考慮すると、最大の場合、２ｍｓの値を持つバ
ッファの容量は３３６オクテットとなる。ただし図１３
（ｂ）に示すように、このバッファ１３０２の空き容量
としては、該バッファ１３０２において２００オクテッ
トを使用しているとすると、３３６オクテットから２０
０オクテットと、１ｍｓの値のバッファで使用している
１００オクテットの両方をひいて、３６オクテットが空
き領域となる。このように、空き領域と判断される大き
さは、そのバッファの有する滞留許容時間よりも小さい
滞留許容時間を有するバッファの有無によって影響され
る。

【００６４】これを一般化すると、バッファにつけられ
た滞留許容時間の値を小さい方からｔ[1] 、ｔ[2] 、
…、ｔ[n] としたとき、ｔ[1] の値を持つバッファは、
期間ｔ[1] の間に送出できるデータ量から、現在該バッ
ファに蓄えられているデータ量を引いた値を空き容量と
して有し、ｔ[y] （ｙ＝２〜ｎ）の値を持つバッファ
は、期間ｔ[y] の間に送出できるデータ量から、ｔ[z]
（ｚ＝1,2,3,…,y）の値を持つバッファに蓄えられてい
るデータ量の合計を引いた値を空きバッファ容量として
有することとなる。

【００６５】さて、これまで述べてきているように、図
１１において入力される情報パケットは公衆網等のネッ
トワークを通過してきているために遅延に揺らぎが生じ
ている。また、有線端末からであると、無線端末１の無
線フレームの構造にかまわず大きな情報パケットを出し
てくることがある。

【００６６】これらの揺らぎや情報パケットの大きさに
関して、もし特に何の対策も施さなかったならば、受信
側の無線基地局２において、過大なバッファの滞留が発
生してしまう。無線基地局２では、そこから無線端末１
に対しては、一定周期ｐ毎に最大値の決まっている無線
区間７を通して通信をするという特性を有しているため
に、有線区間でのバーストトラヒックを吸収できないの
である。また、そのような滞留を引き起こすことは、逆
に、その分通すことのできない伝送データがあることを
意味し、そのアンバランスな状態は結局システム全体と
してのスループットの低下を招いてしまうことになりか
ねない。

【００６７】そこで、交換機３の出力側において、無線
基地局２へ送出する伝送データのバースト性を緩和する
ようなバッファへのキューイング方法を考える必要があ
る。ただし、この部分における滞留許容時間は守らなけ
ればならないという前提がある。

【００６８】原則的な考え方は図１４に示す通りであ
る。

【００６９】すなわち、あるコネクションの伝送データ
が到着したとき（ステップ１４０１）、その滞留許容時
間ｑが周期ｐより大きいかどうかを調べる（ステップ１
４０２）。ｑがｐ以下の場合はそのままｑを値に持つバ
ッファに入れる（ステップ１４０３）。ｑがｐより大き
い場合には、該コネクションが最後にキューイングされ
ているバッファを検索する（ステップ１４０４）。

【００７０】そのようなバッファがあって、そのバッフ
ァの滞留許容時間ｑ’の値と当該伝送データの滞留許容
時間ｑの値の差がｐ未満であるときは（ステップ１４０
５）、今回到着した全ての伝送データは無条件にｑの値
を持つバッファに入れられる（ステップ１４０３）。

【００７１】またｑ’の値とｑとの差がｐ以上であるな
らば、まず（ｑ’−ｐ，ｑ’］の区間の値を持つバッフ
ァにおいて、キューイングされている該コネクションの
伝送データ量の合計ｓを求める（ステップ１４０６）。
そして該コネクションが周期ｐの間に無線区間を通る伝
送データの量から該合計量を引いた値ａと、該バッファ
における空き領域との最小値比較をし、小さい方をｂと
する（ステップ１４０７）。次にｂを越えない範囲で、
到着した伝送データをＣＰＳパケット毎に順に該バッフ
ァへ入力させる（ステップ１４０８）。ただし、（数字
１、数字２］は、数字１より大きく数字２以下であるこ
とを意味する。

【００７２】次にｑ’の値とｑとの差がｋ＊ｐ（ｋ＞
１）以上ならば（ステップ１４０９）、ｋの値の小さい
方から順にｑ’＋（ｋ−１）ｐの値を持つバッファにお
ける空き領域を越えない範囲で、到着した伝送データを
ＣＰＳパケット毎に順に該バッファへ入力させる（ステ
ップ１４１０）。

【００７３】そして、もし到着した伝送データがそれら
のバッファへの入力の過程で全て入力を終了すれば（ス
テップ１４１１）、その時点でこの作業を終了し、また
逆に、これらのバッファへ入力を試みた結果として到着
した伝送データに残りがあれば、それらは全てｑの値を
持つバッファに入力される（ステップ１４０３）。

【００７４】一方該コネクションがキューイングされて
いるバッファがないときに（ステップ１４０４）、ｑが
ｐ以下であるときは（ステップ１４１２）、今回到着し
た全ての伝送データは無条件にｑの値を持つバッファに
入れられる（ステップ１４０３）。

【００７５】またｑの値がｋ＊ｐ（ｋ＞１）以上である
ならば（ステップ１４１３）、ｋの値の小さい方から順
に（ｋ−１）ｐの値を持つバッファにおける空き領域を
越えない範囲で、到着した伝送データをＣＰＳパケット
毎に順に該バッファへ入力させる（ステップ１４１
４）。

【００７６】そして、もし到着した伝送データがそれら
のバッファへの入力の過程で全て入力を終了すれば（ス
テップ１４１１）、その時点でこの作業を終了し、また
逆に、これらのバッファへ入力を試みた結果として到着
した伝送データに残りがあれば、それらは全てｑの値を
持つバッファに入力される（ステップ１４０３）。

【００７７】このようなバッファへの入力方法はある区
間でみたときに周期ｐに対して無線区間での伝送容量を
越えないように一種のシェイピングをしていることにな
る。なおかつ、その範囲内でできるだけ公平なキューイ
ングを行うようにし、遅れて到着した伝送データに対し
て先に出力されるバッファに入力することができるよう
になっている。

【００７８】このようにすることによって、無線区間で
出力できないことによる、無線基地局でのバッファの増
大を抑えることが可能となる。また、遅れて到着した場
合に折角の無線区間を空きのまま伝送することをなるべ
く減らすことで、伝送効率を増すことができる。さら
に、無線区間を有効に使えるようにすることで、各コネ
クションについて異常な滞留がなくなり、遅延を抑えた
上でかつパケットの廃棄を抑えることが可能となる。

【００７９】（第３の実施形態）第３の実施形態とし
て、第１の実施形態および第２の実施形態における遅延
制御をうまく行うための呼受付制御について述べる。

【００８０】呼受付制御は、ＡＴＭネットワークの場
合、本来はＱ．２９３１といったようなシグナリングプ
ロトコルを用いるのが一般的である。しかしながら、Ａ
ＡＬタイプ２においては、ＶＣレベルでなく、１つのＶ
Ｃに複数のユーザが多重する場合についてまで考慮に入
れなくてはならないため、既存のシグナリング方式を踏
まえた上で、ＡＮＰと呼ばれる方式を用いる。しかしな
がら、ＡＮＰはＡＡＬレベルでのシグナリングに相当す
るため、手続きの簡単なものが望ましい。ここでは、手
順の比較的シンプルな方法について述べる。

【００８１】第１の実施形態および第２の実施形態にお
いては、バッファからデータがあふれる場合について、
特に述べなかった。バッファあふれが発生してしまう場
合には、その伝送データは廃棄されるが、それをできる
だけ避けるように呼受け付けの手法を工夫することが重
要である。

【００８２】そこでまず第１の実施形態の場合を検証す
る。例として、無線フレームの到着周期ｐを１０ｍｓ、
滞留許容時間をアプリケーションＡでは３０ｍｓ、アプ
リケーションＢでは２０ｍｓ、アプリケーションＣでは
１０ｍｓであるとする。アプリケーションＡ，Ｂ，Ｃの
伝送データがある時刻に到着したとき、それぞれ、３０
ｍｓ、２０ｍｓ、１０ｍｓの滞留遅延時間の値を有する
異なるバッファに入力されるので、一見これらの間は無
関係のように見える。

【００８３】ところが次の周期でまたアプリケーション
Ａ，Ｂ，Ｃの伝送データが到着したとする。アプリケー
ションＢの伝送データは２０ｍｓの滞留許容時間のバッ
ファに書き込まれるが、このバッファには前回到着した
アプリケーションＡの伝送データが入っている。という
のは、前回の時に滞留許容時間が３０ｍｓであったバッ
ファは、１周期がたったことで、その周期分の値、すな
わち１０ｍｓを減じた２０ｍｓの値を持っていることに
なるからでる。

【００８４】同様にさらに次の周期では、今度は１０ｍ
ｓの値を持つバッファに、今回到着したアプリケーショ
ンＣの伝送データと、前回到着したアプリケーションＢ
の伝送データと、前々回に到着したアプリケーションＡ
の伝送データが入ることになる。このように送出される
直前のバッファの状態を勘案しないとバッファあふれが
発生するかどうかはわからない。

【００８５】また、別の議論として、各バッファの空き
容量は、そのバッファよりも小さい滞留許容時間を持つ
バッファにどれだけの伝送データがバッファリングされ
ているか、によって可変となる。具体的には、前述した
ように、ｔ[1] の値を持つバッファの空き容量は、ｔ
[1] 期間の間に送出できるデータ量から現在バッファリ
ングされているデータ量を引いたものになる。ｔ[y] の
値（ｙ＝2,3,…,n）を持つバッファの空き容量は、ｔ
[y] 期間に送出できるデータ量から現在ｔ[z] （ｚ＝1,
2,3,…,y-1）の値を持つバッファに入っているデータ量
の合計を引いたものである。したがって、同じバッファ
に入るものばかりでなく、そのバッファよりも小さい滞
留許容時間を持つバッファの空き容量も考慮しなければ
ならない。

【００８６】これらのことを踏まえて、ある新しい呼が
到着したときに、その呼の受付判定の方法を考える。

【００８７】いま、既存のコネクションとして、 ・コネクションＡ、Ｂ、Ｃ １回のフレームにおける伝送データ量が８０オクテット 滞留許容時間は５ｍｓ ・コネクションＤ、Ｅ １回のフレームにおける伝送データ量が１８０オクテッ
ト 滞留許容時間は５ｍｓ ・コネクションＦ １回のフレームにおける伝送データ量が１８０オクテッ
ト 滞留許容時間は２５ｍｓ ・コネクションＧ １回のフレームにおける伝送データ量が４８０オクテッ
ト 滞留許容時間は５０ｍｓ があるものとする。

【００８８】上述したように呼受付制御では、周期ｐよ
り短いバッファによって判定を行わなければならない。
２０ｍｓの値を持つバッファは１０ｍｓの値に書き換え
られた時に最もバッファ容量が多くなり、その時にバッ
ファあふれがなければ良いということになるからであ
る。上記の例について周期ｐを１０ｍｓとすると、第１
の実施形態に示した通り、５ｍｓおよび１０ｍｓの値を
持つ２つのバッファが存在する。そこで、呼受付制御用
にこの２つの値を持つバッファを仮定し、新しい呼を受
け付けた時に、これらのバッファがあふれない場合に呼
を受け付け、あふれる場合には受け付けを拒否するとい
う方法を用いる。

【００８９】既に記述したように、１．５Ｍｂｐｓの回
線を想定すると、５ｍｓの値をもつバッファでは最大の
大きさが８４６オクテットとなる。また、１０ｍｓの値
をもつバッファでは、最大で１６９８オクテットとな
る。

【００９０】いま、これらのバッファに対して、上記の
コネクションの伝送データが入るものとする。ＡからＥ
までは５ｍｓの値を持つバッファの中でカウントされ
る。一方、Ｆ，Ｇは周期ｐすなわち１０ｍｓよりも大き
い値なので、これらは全て１０ｍｓの値を持つバッファ
の中でカウントされる。第１の実施形態にあるように、
アプリケーションＦは実際には２５ｍｓの値をもつバッ
ファに入力され、２周期後に５ｍｓに値を書き換えられ
ることによって滞留許容時間が５ｍｓのバッファに入る
のであるが、呼受付制御におけるカウントとしては別と
なる。この様子を図１５に示す。

【００９１】ＡＡＬタイプ２は４５オクテット毎に３オ
クテットのヘッダを付加する。アプリケーションＡ、
Ｂ、Ｃは伝送データが８０オクテットであるが、６オク
テット分のヘッダが追加されてバッファ内では８６オク
テットになる。またアプリケーションＤ，Ｅは１２オク
テットのオーバヘッドがついてそれぞれ１９２オクテッ
トとなる。この結果、５ｍｓの値を持つバッファは８４
６オクテットから各アプリケーションのＡＡＬ２パケッ
トのオクテット数を引いて、２０４オクテットの空き領
域となる。

【００９２】また、アプリケーションＦはＤ，Ｅと同じ
く１２オクテット分のＣＰＳヘッダがついて１９２オク
テット、またアプリケーションＧは１１個のＣＰＳパケ
ットが出来るので、３３オクテットのオーバヘッドがつ
き５１３オクテットとなる。この結果１０ｍｓの値を持
つバッファにおいては、１６９８オクテットからアプリ
ケーションＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ全てのＣＰＳパ
ケットのオクテット数を引いて３５１オクテットの空き
領域となる。

【００９３】このことから、以下のような呼の受付判定
が行われる。

【００９４】（１）滞留許容時間が５ｍｓの呼であると
き この場合、１つの無線フレームの伝送データが５ｍｓの
値のバッファの空き領域である２０４オクテット以下な
ら呼を受け付け、それより大きければ拒否することにな
る。

【００９５】（２）滞留許容時間が１０ｍｓ以上の呼で
あるとき １つの無線フレームの伝送データが１０ｍｓの値のバッ
ファの空き領域である３５１オクテット以下であれば呼
を受け付け、それより大きければ拒否する。

【００９６】ここで、例えば２５ｍｓの滞留許容時間で
あって、１つの無線フレームの伝送データが３００オク
テットの呼が発呼したとする。前述したように、この呼
は実際には５ｍｓの値を持つバッファに入るので、その
観点からすると、５ｍｓのバッファには２０４オクテッ
トしか余裕がないので、受け付けは拒否されることにな
る。しかしながら、この呼は２５ｍｓの滞留許容時間が
あるので、例えばこれをネットワーク側で２０ｍｓに変
更するのは全く構わない。とすると２０ｍｓでは１０ｍ
ｓの値を持つバッファに入るので、この場合は３５１オ
クテットの余裕があるので、受け付けられることにな
る。

【００９７】このことから、第１の実施形態におけるバ
ッファリングの問題にかかわりなく、１０ｍｓを越える
滞留許容時間を有するものは１０ｍｓのバッファに入る
ものとして呼受付判定を行うと、より多くの呼を受け付
けることができることがわかる。 このように受け付け
られた場合に第１の実施形態に従うと、各周期では５ｍ
ｓの値を持つバッファと１０ｍｓの値を持つバッファか
らのデータを全て出力した後にまだ余裕があるため、１
５ｍｓの値を持つバッファから最大３５１オクテット分
のデータを読み出すことができることになる。こうして
周期ｐを越える値を持つバッファを先に読み出すことに
よって、１５ｍｓの値を持つバッファが次の周期で５ｍ
ｓの値を持つバッファに変更されたときには、残り５ｍ
ｓの間に出力できる量のデータになっていることにな
る。

【００９８】この結果を一般化すると、以下のようにな
る。

【００９９】無線端末と無線基地局との間のデータ伝送
の単位である無線フレームの送出および到着の周期を
ｐ、ｍ種類のアプリケーションの各々について無線端末
からの伝送データの無線基地局における滞留許容時間を
ｑ[x] （Ｘ＝1,2,3,…,m）とし、新たな呼が到着し、無
線端末からの伝送データの無線基地局における滞留許容
時間をｑとする。

【０１００】いまｑがｐ以上の時は、ｍ種類の全てのア
プリケーションおよび新しい呼の回線出力レートの合計
が出力可能な回線のレート以下の場合に呼を受け付け、
回線レートより大きい場合には呼の受付を拒否する。

【０１０１】一方ｑがｐより小さい場合は、ｍ種類のア
プリケーションのうち滞留許容時間がｑ以下の全てのも
のと新しい呼との合計の回線出力レートを求め、そのレ
ートでのｑの期間に出力したいデータ量が、同期間に実
際にＡＴＭ回線に出力できるデータ量以下であれば呼を
受け付け、そうでなければ拒否するという、呼受付制御
を行うことになる。

【０１０２】このような呼受付制御によって、バッファ
あふれの心配なく無線基地局ではバッファリングが可能
となる。この方法は比較的簡単なので、ＡＮＰの方法と
して十分利用できるものである。

【０１０３】また、第２の実施形態のように交換機から
無線基地局に向かう場合についても、前述の方法で呼受
付制御が行われている限り、遅延のばらつきがなければ
バッファあふれは発生しない。また遅延の大きかったト
ラヒックは、第２の実施形態にあるような方法で各周期
で平滑化して伝送できるように工夫されているので、バ
ッファあふれの確率を十分小さく抑えることが可能であ
る。

【０１０４】ただし、放送形トラヒックや非対称のトラ
ヒックのように、交換機から無線基地局へ向かうトラヒ
ックの方が逆方向のトラヒックより大きいような場合
は、これが成立しない。このような非対称なコネクショ
ンを含む場合には、大きい方の伝送帯域を前述の呼受付
制御のパラメータとして用いることによって解決され
る。

【０１０５】

【発明の効果】以上述べてきたように、請求項１〜２記
載の本発明においては、無線フレームの形で一定周期毎
にバースト的に到着するトラヒックに対して、適切な値
の滞留許容時間を有するバッファを用意し、各伝送デー
タをその滞留許容時間のパラメータによってバッファリ
ングし、一定周期毎に、バッファの滞留許容時間を適切
に置き換え、その上で滞留許容時間の短いバッファから
順に交換機へ向けて出力することにより、アプリケーシ
ョン別に遅延時間を考慮したＡＴＭタイプ２の優先制御
を行うことができる。

【０１０６】また、請求項３〜５記載の本発明において
は、交換機における滞留許容時間を保持した範囲で１つ
の無線端末行きのトラヒックの変動を、最終ホップであ
る無線回線の特性を加味して抑えることにより、コネク
ション毎に比較的公平な送出制御が実現でき、結果とし
て、無線基地局から無線端末へ向かう部分における滞留
時間を抑えることが可能となり、また無線基地局におけ
るバッファ量も減らすことができる。

【０１０７】さらに、請求項６記載の本発明において
は、特に上記発明における特性を利用してバッファあふ
れの発生しないような呼受付制御を行うことにより、受
け付けたコネクションの無線基地局における滞留許容時
間を指定されたパラメータに抑えることができ、また、
これは第２の平滑化されたトラヒックにも有効となり、
交換機における滞留許容時間の増大を抑えることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る通信システムの構成
を示す図である。

【図２】無線端末から無線基地局への無線フレームの様
子を示す図である。

【図３】無線基地局から無線端末への無線フレームの様
子を示す図である。

【図４】図１に示した無線基地局の構成を示す図であ
る。

【図５】図４に示したパケット化部の動作を示す図であ
る。

【図６】図４に示したバッファ部での伝送データの滞留
の滞留の様子を示した図である。

【図７】図４に示したバッファ部での滞留許容時間の更
新を示した図である。

【図８】図４に示したバッファ部での滞留許容時間の更
新を示した図である。

【図９】出力回線容量から必要となるバッファ容量を説
明するための図である。

【図１０】図１に示した交換機の構成を示す図である。

【図１１】図１０に示したパケット化部の動作を示す図
である。

【図１２】図１０に示したバッファ部での滞留許容時間
の更新を示した図である。

【図１３】出力回線容量から必要となるバッファ容量を
説明するための図である。

【図１４】交換機の出力側において無線基地局へ送出す
る伝送データのバースト性を緩和するようなバッファへ
のキューイング方法を示すフローチャートである。

【図１５】呼受付判定のためのバッファ容量計算を説明
するための図である。

【符号の説明】

１ 無線端末 ２ 無線基地局 ３ 交換機 ４ ＡＴＭ回線 ７ 無線区間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｑ 7/26 7/30

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線端末からの伝送データを蓄積する、
   異なる滞留許容時間に対応させた複数のバッファと、 前記伝送データの滞留許容時間に対応する前記バッファ
   に当該伝送データを蓄積する手段と、 対応する滞留許容時間の小さな前記バッファから順に、
   蓄積された伝送データをネットワーク側に送出する手段
   と、 無線端末から伝送データが到着する周期よりも大きな滞
   留許容時間に対応させたバッファにおける当該対応する
   滞留許容時間を、当該周期ごとに当該周期分ずつサイク
   リックに変更する手段とを具備することを特徴とする通
   信装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の通信装置であって、 バッファの空き容量を、該バッファに対応する滞留許容
   時間の間に送出できるデータ量から、現在該バッファに
   蓄積されているデータの量及び該バッファよりも対応す
   る滞留許容時間の小さなバッファに現在蓄積されている
   データの量を引いた値とすることを特徴とする通信装
   置。
3. 【請求項３】 ネットワークからの伝送データを蓄積す
   る、所定時間単位の整数倍の滞留許容時間に対応させた
   複数のバッファと、 前記伝送データの滞留許容時間に対応する前記バッファ
   に当該伝送データを蓄積する手段と、 対応する滞留許容時間の小さな前記バッファから順に、
   蓄積された伝送データを無線端末側に送出する手段と、 無線端末から伝送データが到着する周期よりも大きな滞
   留許容時間に対応させたバッファにおける当該対応する
   滞留許容時間を、当該周期ごとに当該周期分ずつサイク
   リックに変更する手段とを具備することを特徴とする通
   信装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の通信装置において、滞留許容時間ｑを持つ無線端末向けの伝送データが、ｑ
   と同値の値ｔ[y]（ただしy=1,2,3,…ｎ）に対応させた
   バッファに新しく入力され、 （イ）該伝送データと同じコネクションに属するデータ
   の入っているバッファがある場合であって、該バッファ
   の中で最大の値ｔ[y]に対応させたバッファにおいて、
   ｋｐ≦（ｑ−ｔ[y] ）＜（ｋ＋１）ｐなる正整数ｋが存
   在するとき、正整数ｋ’を０からｋ−１まで順に変えな
   がら（ｔ[y] ＋（ｋ’−１）ｐ，ｔ[y] ＋ｋ’ｐ］の区
   間の値に対応させたバッファにおける該コネクションの
   伝送データ量の合計値を計算し、該コネクションが周期
   ｐにおいて無線区間で送出できる伝送レートから、その
   合計値を引いたものをａとし、ｔ[y] ＋ｋ’ｐの値に対
   応させたバッファにおける空き容量をｂとし、ａおよび
   ｂを越えない範囲で、新しく到着した伝送データをｔ
   [y] ＋ｋ’ｐの値に対応させたバッファに入力してい
   き、（ロ）一方該伝送データと同じコネクションに属す
   るデータの入っているバッファがない場合であって、
   （ｋ＋１）ｐ≦ｑ＜（ｋ＋２）ｐなる正整数ｋが存在す
   るとき、正整数ｋ’を１からｋまで順に変えながら該コ
   ネクションが周期ｐにおいて無線区間で送出できる伝送
   レートをａとし、ｋ’ｐの値に対応させたバッファにお
   ける空き容量をｂとし、ａおよびｂを越えない範囲で、
   新しく到着した伝送データをｋ’ｐの値に対応させたバ
   ッファに入力していく、ことを特徴とする通信装置。
5. 【請求項５】 請求項３記載の通信装置であって、 バッファの空き容量を、該バッファに対応する滞留許容
   時間の間に送出できるデータ量から、現在該バッファに
   蓄積されているデータの量及び該バッファよりも対応す
   る滞留許容時間の小さなバッファに現在蓄積されている
   データの量を引いた値とすることを特徴とする通信装
   置。
6. 【請求項６】 新たな呼に対する無線端末からの伝送デ
   ータの滞留許容時間が無線端末との間の無線フレームの
   やり取りの周期より大きい場合であって、既存のコネク
   ション及び新しい呼の回線出力レートの合計が出力可能
   な回線のレート以下のときには呼を受け付け、以上のと
   きには呼を拒否し、前記新たな呼に対する無線端末から
   の伝送データの滞留許容時間が無線端末との間の無線フ
   レームのやり取りの周期より小さい場合には、既存のコ
   ネクションのうち滞留許容時間が前記無線端末からの伝
   送データの滞留許容時間以下の全てのコネクションと新
   しい呼との合計の回線出力レートを求め、該レートで滞
   留許容時間内に出力すべきデータ量が該時間内に実際に
   回線に出力可能なデータ量以下であれば呼を受け付け、
   以上のときには呼を拒否する呼受付制御を行うことを特
   徴とする通信装置。