JPH08237282A - Ａｔｍセルの優先制御装置および輻輳制御方法および輻輳制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＡＴＭ通信システム等のパケット通信システム
における輻輳制御装置の性能向上を目的とする。 【解決手段】バッファ装置２内に蓄積されているＡＴＭ
セル数、ＡＴＭセル廃棄装置１によって廃棄されたＡＴ
Ｍセル数、ＡＴＭセル廃棄装置１に到着したＡＴＭセル
数、ＡＴＭセル廃棄装置１の指示により廃棄されたＡＴ
Ｍセル数、の少なくともいずれか１つを観測してバッフ
ァ状態データを得る。バッファ状態統計装置３は、この
バッファ状態データからその統計量を逐次更新して、バ
ッファ状態統計データとして出力する。ＡＴＭセル廃棄
装置１は、前記バッファ状態統計データと、端末からの
ＡＴＭセルの到着過程や、呼の接続状況に関する情報の
少なくとも１つに基づいて、到着したＡＴＭセルやバッ
ファ装置２内のＡＴＭセルを廃棄するときの判別基準を
変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セルやパケットを
用いて情報の通信や蓄積を行うＡＴＭ通信システムやパ
ケット通信システムにおける輻輳制御方法および輻輳制
御装置に関する。

【０００２】また、ＡＴＭ多重化装置やＡＴＭスイッチ
におけるＡＴＭセルの優先制御方式に関する。

【０００３】

【従来の技術】ＡＴＭ通信システム等のパケット通信シ
ステムにおける輻輳制御として、呼受付制御、優先制
御、フロー制御が上げられる。

【０００４】優先制御は、バッファ装置内セル数とある
しきい値とを比較し、バッファ装置内セル数がしきい値
を越えた場合、低優先セルの入力を規制するしきい値法
と、バッファ装置が一杯の状態で高優先セルが到着した
際に、バッファ装置内の低優先セルを廃棄し、到着した
高優先セルをバッファ装置に入れるプッシュアウト法の
２種類に大別できる。

【０００５】前者は、実現が比較的容易であり、低優先
セルの負荷がどんなに増大した場合でも高優先セルの最
悪のセル廃棄率を保証することができるが、実際に得ら
れるセル廃棄率は低優先セルの負荷の変動に大きく影響
されるという欠点がある。また、後者の高優先セルのセ
ル廃棄率は、低優先セルの負荷の変動の影響を受けにく
いが、低優先セルの負荷が過度に集中した場合に高優先
セルの最悪のセル廃棄率を保証できないという欠点があ
る。

【０００６】呼受付制御は、実際の通信品質が要求され
る通信品質より劣化しないように呼の接続するを制限す
る制御である。新たに呼を接続したと仮定したときの予
想される通信品質は、申告パラメータやセル到着率の観
測値などを用いて推定される。しかし、一般に、セルが
申告パラメータに従って到着するとは限らないうえにト
ラヒックがＣＤＶにより変形する可能性があるため、バ
ッファに到着するセルのトラヒックの予測は困難であ
る。そのため、通信品質を正確に推定することは困難で
あった。

【０００７】フロー制御の従来技術としては、回線の入
力側にあるバッファのキュー長としきい値とを比較する
ことにより回線の輻輳を判定し、そのバッファに接続さ
れているコネクションのセル発生量を規制する方式があ
る。しかし、呼受付制御の従来技術の説明で述べたよう
に、バッファに到着するセルのトラヒックの予測は困難
である。そのため、この方式では、輻輳検出のためのし
きい値を正確に設定することができないという問題点が
あった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、優先制御
においては、しきい値法やプッシュアウト法では、低優
先ＡＴＭセルの負荷が増大した場合、高優先ＡＴＭセル
の通信品質が大幅に劣化してしまう。そのため、高優先
ＡＴＭセルの通信品質を保証するためには、あらかじめ
低優先ＡＴＭセルの負荷の変動を考慮して呼の多重度を
低くしておく必要があり、効率的な網資源の利用ができ
ないという課題があった。

【０００９】また、優先制御、呼受付制御、フロー制御
といった輻輳制御において、従来の技術で述べたよう
に、セルのトラヒックの予測は、セルが申告パラメータ
に従って到着するとは限らない、トラヒックがＣＤＶに
より変形する、等の理由により困難であるため、通信品
質を守るためには、優先制御やフロー制御におけるしき
い値や、呼受付制御において、呼の接続本数を安全側に
見積もる必要があり、効率的に網資源を利用できないと
いう課題があった。

【００１０】そこで、本発明のＡＴＭセルの優先制御装
置は、このような課題に着目してなされたものであり、
その目的とするところは、入力トラヒックの変動に通信
品質が影響されず、かつ従来手法より高い多重度が得ら
れるＡＴＭセルの優先制御装置を提供することにある。

【００１１】さらに、本発明は、入力トラヒックの変動
に通信品質が影響されず、かつ、従来手法より高い多重
度が得られる輻輳制御方法およびそれを用いた輻輳制御
装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のＡＴＭセルの優先制御装置は、ＡＴＭセ
ルを蓄積する少なくとも１つのバッファ手段と、蓄積す
る前のＡＴＭセルや前記バッファ手段内のＡＴＭセルを
所定の判別基準に基づいて廃棄するＡＴＭセル廃棄手段
と、前記バッファ手段内に蓄積されているＡＴＭセル
数、前記ＡＴＭセル廃棄手段によって廃棄されたＡＴＭ
セル数、前記ＡＴＭセル廃棄手段に到着したＡＴＭセル
数、前記ＡＴＭセル廃棄手段の指示により廃棄されたＡ
ＴＭセル数、の少なくともいずれか１つを観測して、観
測によって得られたデータをバッファ状態データとして
出力するバッファ状態観測手段と、このバッファ状態観
測手段からバッファ状態データを受信しつつその統計量
を逐次更新して、バッファ状態統計データとして出力す
るバッファ状態統計手段とを具備し、前記ＡＴＭセル廃
棄手段は、少なくとも前記バッファ状態統計手段から得
られる前記バッファ状態統計データに基づいて、前記判
別基準を変化させる。

【００１３】また、本発明の輻輳制御装置は、複数の端
末から転送されたパケットを蓄積する少なくとも１つの
バッファ手段を具備して前記端末からのパケットを蓄積
交換するパケット通信システムの輻輳制御を行う輻輳制
御装置において、前記バッファ手段に到着したパケット
数、前記バッファ手段に蓄積されたパケット数、前記パ
ケット通信システムの通信品質、前記端末でのパケット
の出力過程を表す申告パラメータ、通信品質に対する要
求品質の少なくともいずれか１つを観測して、観測によ
って得られたデータの統計量をシステム状態統計量とし
て出力するシステム状態観測統計手段と、このシステム
状態観測統計手段から得られるシステム状態統計量を基
に、前記端末から前記バッファ手段へのパケットの到着
特性を推定する推定手段と、この推定手段で推定された
パケットの到着特性と前記システム状態統計量に基づく
所定の判別基準を基に、蓄積する前のパケットまたは前
記バッファ手段内のパケットの廃棄、前記端末のパケッ
ト出力速度の規制、新たに呼接続要求があった場合に接
続を拒否、の少なくともいずれか１つを決定する決定手
段とを具備することにより、入力トラヒックの変動に通
信品質が影響されず、最適にセルの流量を制御すること
ができ、従って、従来手法より高い多重度が得られる。

【００１４】また、前記パケット到着特性に基づき推定
されるシステム状態統計量と前記観測することにより得
られたデータの統計量との差を小さくするように前記パ
ケット到着特性を更新することにより、パケット到着特
性（セル到着パラメータ）と、現実のセル到着過程との
誤差が小さくなるように修正して、パケット到着特性を
高精度に求めることができる。

【００１５】また、前記決定手段は、前記パケットの到
着特性と前記システム状態統計量から推定された前記通
信システムの通信品質と、要求された通信品質との差を
最小にするよう前記判別基準を設定することにより、高
精度な輻輳制御が可能となる。

【００１６】すなわち、高精度に推定されたパケット到
着特性（セル到着パラメータ）を用いて高精度に推定さ
れた通信品質と観測データに基づくシステム状態統計量
から、パケット通信システムを制御する制御信号を計算
することにより、高精度な輻輳制御が可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。まず、本実施例の概略を説明す
る。

【００１８】本実施例では、バッファ状態観測装置によ
り観測された系内数と呼ばれるバッファ内のＡＴＭセル
数、廃棄されたＡＴＭセル数、到着したＡＴＭセル数の
統計情報をバッファ状態統計装置により得て、その系統
データから、ＡＴＭセル廃棄装置が到着したＡＴＭセル
のうち優先度の低いクラスのＡＴＭセルを廃棄する。ま
た、ＡＴＭセル廃棄装置の指令により、バッファ装置内
のＡＴＭセルを廃棄する。

【００１９】すなわち、本実施例では、系内数や廃棄さ
れたＡＴＭセル数や到着したＡＴＭセル数の過去の統計
情報から過去のＡＴＭセル廃棄率を推定する。また、そ
れらの統計情報と申告パラメータから将来のＡＴＭセル
廃棄率を推定する。そして、過去の高優先ＡＴＭセル廃
棄率が高かった場合や、将来高優先ＡＴＭセルの廃棄率
が高くなることが予測される場合には、低優先ＡＴＭセ
ルの入力規制を強化したり、バッファ内の低優先ＡＴＭ
セルを廃棄することにより、高優先ＡＴＭセルのＡＴＭ
セル廃棄率が規定値を満たすように制御する。また、そ
うでない場合には、低優先ＡＴＭセルの入力規制を緩和
することにより、低優先ＡＴＭセルのスループットを確
保する。

【００２０】このように、系内数や廃棄されたＡＴＭセ
ル数や到着したＡＴＭセル数の統計情報や申告パラメー
タの状況に合わせて、低い優先度のクラスのＡＴＭセル
をフレキシブルに廃棄することにより、入力ＡＴＭセル
数の変動に関わらず、低優先ＡＴＭセルのスルループッ
トをできるだけ確保した上で、高い優先クラスのＡＴＭ
セル廃棄率を安定化させることができる。

【００２１】図１は本発明が適用される多重化装置また
はＡＴＭセルの蓄積装置の構成図であり、Ｌ種類の優先
クラスに分類されたＡＴＭセルを多重化する際に、ＡＴ
Ｍセル廃棄率に関して優先制御を行う機能を持つ。この
装置はＡＴＭセルを蓄積する１つまたは複数のバッファ
装置２と、系内数と呼ばれる該バッファ装置２内に蓄積
されているＡＴＭセル数、該バッファ装置２にＡＴＭセ
ルを蓄積しようとした際、該バッファ装置２にＡＴＭセ
ルを蓄積する領域がないために廃棄されたＡＴＭセル
数、後述するＡＴＭセル廃棄装置に到着したＡＴＭセル
数、後述するＡＴＭセル廃棄装置の指示により廃棄され
たＡＴＭセル数の少なくともいずれか一つを観測し、バ
ッファ状態データとして出力するバッファ状態観測装置
４と、該バッファ状態観測装置４からバッファ状態デー
タが送られてくるごとに、バッファ状態データの統計量
を更新し、それをバッファ状態統計データとして出力す
るバッファ状態統計装置３と、該バッファ状態統計装置
３から得られるバッファ状態統計データ、端末からのＡ
ＴＭセルの到着過程や呼の接続状況に関する情報の少な
くともいずれか一つから、到着したＡＴＭセルや該バッ
ファ装置２内のＡＴＭセルを所定の判別基準に基づいて
廃棄するＡＴＭセル廃棄装置１とを具備している。

【００２２】図２はＡＴＭセル廃棄装置１の構成を示す
図であり、該バッファ状態統計装置３から得られるバッ
ファ状態統計データ、端末からのＡＴＭセルの到着過程
や呼の接続状況に関する情報の少なくともいずれか一つ
から、各クラスごとの規制率を算出するＡＴＭセル廃棄
判定装置６と、到着したＡＴＭセルのクラスを判別し、
該ＡＴＭセル廃棄判定装置６で算出したクラスごとの規
制率に従って、到着したＡＴＭセルの該バッファ装置２
への転送を規制するＡＴＭセル入力規制装置５からな
る。

【００２３】このＡＴＭセル入力規制装置５は、ＡＴＭ
セルの優先度のクラスが０，１，…，ｌ，…，Ｌ−１で
あるとしたとき、ＡＴＭセル廃棄判定装置６から得られ
る各クラスの規制率に応じて、到着したＡＴＭセルをバ
ッファ装置２に転送する。例えば、クラスｌのＡＴＭセ
ルが到着したとき、クラスｌの規制率が１００％の場合
には、その場でＡＴＭセルを廃棄しバッファ装置２には
転送しない、クラスｌの規制率が０％の場合にはそのＡ
ＴＭセルをバッファ装置２に転送する。クラスｌの規制
率がｒ％の場合には、例えば、クラスｌのＡＴＭセルが
ｎ個到着するのを待ち、［ｎ×ｒ÷１００］個を廃棄
し、残りをバッファ装置２に転送する。ここで、［ｘ］
は、ｘを四捨五入した値を取る。

【００２４】図３はＡＴＭセル廃棄装置１の他の構成を
示す図であり、該バッファ状態統計装置３から得られる
バッファ状態統計データ、端末からのＡＴＭセルの到着
過程や呼の接続状況に関する情報の少なくともいずれか
一つから、クラスごとの規制率と廃棄するバッファ装置
２内のＡＴＭセルのバッファ内のアドレスを算出するＡ
ＴＭセル規制率・廃棄アドレス演算装置８と、到着した
ＡＴＭセルのクラスを判別し、該ＡＴＭセル規制率・廃
棄アドレス演算装置８で算出したクラスごとの規制率に
従って、到着したＡＴＭセルの該バッファ装置２への転
送を規制するＡＴＭセル入力規制装置５と、該ＡＴＭセ
ル規制率・廃棄アドレス演算装置８で算出したアドレス
のＡＴＭセルを廃棄するバッファ内ＡＴＭセル廃棄装置
７からなる。

【００２５】図４はＡＴＭセル廃棄判定装置６の構成を
示す図であり、端末からのＡＴＭセルの到着過程や呼の
接続状況に関する情報を記憶しておく呼接続状態記憶装
置１１と、該バッファ状態統計装置３から得られるバッ
ファ状態統計データと、該呼接続状態記憶装置１１に記
憶されている端末からのＡＴＭセルの到着過程や呼の接
続状況に関する情報から、各クラスに対するしきい値を
算出するしきい値算出装置１０と、各クラスごとの系内
数またはすべてのクラスの系内数の和のいずれかと、該
しきい値算出装置１０で算出したしきい値を比較するこ
とにより、到着したＡＴＭセルの該バッファ装置２への
入力を規制するか否かを決定するしきい値比較装置９か
らなる。

【００２６】図５はＡＴＭセル廃棄判定装置６の他の構
成を示す図であり、端末からのＡＴＭセルの到着過程や
呼の接続状況に関する情報を記憶しておく呼接続状態記
憶装置１１と、該バッファ状態統計装置３から得られる
バッファ状態統計データと、該呼接続状態記憶装置１１
に記憶されている端末からのＡＴＭセルの到着過程や呼
の接続状況に関する情報から、到着したＡＴＭセルの該
バッファ装置への入力を各クラスごとに規制するための
規制率を算出する規制率算出装置１２とからなる。

【００２７】図４に示すしきい値比較装置９では、しき
い値設定装置から与えられるクラスｌのしきい値ｔl
と、バッファ装置内のＡＴＭセル数を比較することによ
り、

【数１】

【００２８】図４または図５に示す呼接続状態記憶装置
１１の一実施例を図１３に示す。呼接続状態記憶装置１
１は、端末からのＡＴＭセルの到着過程や現在の呼接続
状態を量子化する呼接続状態量子化器３３と、量子化さ
れた呼接続状態に対応する制御テーブルのＩＤ番号を記
憶するテーブルＩＤレジスタ３４から構成される。テー
ブルＩＤレジスタ３４は量子化された呼接続状態をアド
レスとする記憶領域にテーブルＩＤを記憶しており、呼
接続状態に対応するテーブルＩＤ番号を出力する。

【００２９】端末からのＡＴＭセルの到着過程を表す情
報として端末の申告パラメータを、現在の呼接続状態と
して申告パラメータで分類された呼の本数を用いること
ができる。

【００３０】図４に示すしきい値算出装置１０の一実施
例を図１２に示す。しきい値算出装置１０ではｍ3 ＡＴ
Ｍセル到着ごと、または、ｍ3 ＡＴＭセルスロットご
と、または、呼接続状態が変化するごとに、呼接続状態
記憶装置１１から得られるテーブルＩＤと、バッファ状
態統計装置３から得られる、バッファ装置２内のＡＴＭ
セル数、ＡＴＭセル入力規制装置５へのＡＴＭセル到着
数、ＡＴＭセル廃棄数に関する統計情報をエンコーダー
３０で制御データＲＡＭ３２のアドレスに変換する。制
御データＲＡＭ３２には、各アドレスに対してしきい値
の値が書き込まれており、ＡＴＭセルスロットの先頭で
セレクタ３１はこのしきい値を読みとり、しきい値比較
装置９に転送する。

【００３１】図５に示す規制率算出装置１２の構成は、
図４に示すしきい値算出装置１０と同様の構成をとる。
ただし、制御データＲＡＭ３２には、各アドレスに対し
てしきい値でなく規制率が書き込まれている。

【００３２】複数のバッファ装置をもつ場合は、バッフ
ァ状態観測装置４、バッファ状態統計装置３、ＡＴＭセ
ル廃棄装置１を時分割で用いることにより優先制御を行
うことができる。ただし、データＲＡＭ２７や制御デー
タＲＡＭ３２、カウンタなど、データを記憶している装
置はバッファ装置の数だけ必要となる。

【００３３】また、図４に示すしきい値算出装置１０、
または、図５に示す規制率算出装置１２をＣＰＵを用い
て構成し、しきい値や規制率をＣＰＵのプログラムで計
算することも可能である。

【００３４】図６はＡＴＭセル廃棄判定装置６の他の構
成を示す図であり、該バッファ状態統計装置３から得ら
れるバッファ状態統計データから、各クラスに対するし
きい値を算出するしきい値算出装置１０と、各クラスご
との系内数またはすべてのクラスの系内数の和のいずれ
かと、該しきい値算出装置１０で算出したしきい値を比
較することにより、到着したＡＴＭセルの該バッファ装
置２へ入力を規制するか否かを決定するしきい値比較装
置９からなる。

【００３５】図７はバッファ状態観測装置４の構成を示
す図であり、該バッファ装置２の系内数に関する情報を
１ＡＴＭセルスロットごとに観測し、観測した情報をｍ
1QＡＴＭセルスロットごとにまとめて該バッファ状態統
計装置３に転送する系内数観測装置１３と、ＡＴＭセル
廃棄装置１に１ＡＴＭセルスロット内に到着するＡＴＭ
セル数に関する情報を１ＡＴＭセルスロットごとに観測
し、観測した情報をｍ1AＡＴＭセルスロットごとにまと
めて該バッファ状態統計装置３に転送するＡＴＭセル到
着数観測装置１３と、該バッファ装置２と該ＡＴＭセル
廃棄装置１で１ＡＴＭセルスロット内に廃棄されたＡＴ
Ｍセル数に関する情報を１ＡＴＭセルスロットごとに観
測し、その情報をｍ1LＡＴＭセルスロットごとにまとめ
て該バッファ状態統計装置３に転送するＡＴＭセル廃棄
数観測装置１５とを具備する。しかしながら、バッファ
状態観測装置４は上記した各装置１３、１４、１５の少
なくともいずれか１つを含んでいればよい。

【００３６】図８はバッファ状態統計装置３の構成を示
す図であり、該系内数観測装置１４から系内数データが
送られてくるごとに、系内数データの統計量を更新する
系内数統計装置１６と、該ＡＴＭセル到着数観測装置１
３からＡＴＭセル到着数データが送られてくるごとに、
ＡＴＭセル到着数データの統計量を更新するＡＴＭセル
到着数統計装置１７と、該ＡＴＭセル廃棄数観測装置１
５からＡＴＭセル廃棄数データが送られてくるごとに、
ＡＴＭセル廃棄数データの統計量を更新するＡＴＭセル
廃棄数統計装置１８とを具備する。しかしながら、バッ
ファ状態統計装置３は該バッファ状態判別装置の構成に
応じて上記した各装置１６、１７、１８の少なくともい
ずれか１つを含んでいればよい。

【００３７】ここで、ＡＴＭセルが、０，１，…，Ｌ−
１の計Ｌ種類の優先クラスを持つとき、該系内数観測装
置１４は、各クラスごとの系内数を観測する 系内数観測装置＃０ 系内数観測装置＃１ ： 系内数観測装置＃Ｌ−１ のＬ個の観測装置、あるいは、Ｌ種類のクラスをＬ2 種
類に分類し、分類されたクラスの系内数の和を観測する
Ｌ2 個の観測装置 系内数観測装置＃ｆ0 系内数観測装置＃ｆ1 ： 系内数観測装置＃ｆL2-1 のいずれかからなる。

【００３８】また、該ＡＴＭセル到着数観測装置１３
は、各クラスごとのＡＴＭセルの到着数を観測する ＡＴＭセル到着数観測装置＃０ ＡＴＭセル到着数観測装置＃１ ： ＡＴＭセル到着数観測装置＃Ｌ−１のＬ個の観測装置、 または、Ｌ種類のクラスをＬ2 種類に分類し、分類され
たクラスのＡＴＭセルの到着数の和を観測するＬ2 個の
観測装置 ＡＴＭセル到着数観測装置＃ｆ0 ＡＴＭセル到着数観測装置＃ｆ1 ： ＡＴＭセル到着数観測装置＃ｆL2-1のいずれかからな
る。

【００３９】また、該ＡＴＭセル廃棄数観測装置１５
は、各クラスごとのＡＴＭセルの到着数を観測する ＡＴＭセル廃棄数観測装置＃０ ＡＴＭセル廃棄数観測装置＃１ ： ＡＴＭセル廃棄数観測装置＃Ｌ−１ のＬ個の観測装置、または、Ｌ種類のクラスをＬ2 種類
に分類し、分類されたクラスのＡＴＭセルの廃棄数の和
を観測するＬ2 個の観測装置 ＡＴＭセル廃棄数観測装置＃ｆ0 ＡＴＭセル廃棄数観測装置＃ｆ1 ： ＡＴＭセル廃棄数観測装置＃ｆL2-1 のいずれかからなる。

【００４０】また、該系内数統計装置１６は、該系内数
観測装置１４の構成に応じて、該系内数観測装置１４か
ら系内数データが送られてくるごとに、各クラスごとの
系内数データの統計量を更新する、 系内数統計装置＃０ 系内数統計装置＃１ ： 系内数統計装置＃Ｌ−１ のＬ個の統計装置からなるかあるいは、分類されたＬ2
種類のクラスごとの系内数の和の統計量を更新する、 系内数統計装置＃ｆ0 系内数統計装置＃ｆ1 ： 系内数統計装置＃ｆL2-1 のいずれかからなる。

【００４１】また、該ＡＴＭセル到着数統計装置１７
は、該ＡＴＭセル到着数観測装置１３の構成に応じて、
該ＡＴＭセル到着数観測装置１３からＡＴＭセル到着数
データが送られてくるごとに、各クラスごとのＡＴＭセ
ルのＡＴＭセル到着数データの統計量を更新する、 ＡＴＭセル到着数統計装置＃０ ＡＴＭセル到着数統計装置＃１ ： ＡＴＭセル到着数統計装置＃Ｌ−１ のＬ個の統計装置からなるかあるいは、分類されたＬ2
種類のクラスごとのＡＴＭセルの到着数の和の統計量を
更新する、 ＡＴＭセル到着数統計装置＃ｆ0 ＡＴＭセル到着数統計装置＃ｆ1 ： ＡＴＭセル到着数統計装置＃ＬL2-1 のいずれかからなる。

【００４２】また、該ＡＴＭセル廃棄数統計装置１８
は、該ＡＴＭセル廃棄数観測装置１５の構成に応じて、
該ＡＴＭセル廃棄数観測装置１５からＡＴＭセル廃棄数
データが送られてくるごとに、各クラスごとのＡＴＭセ
ルのＡＴＭセル廃棄数データの統計量を更新する、 ＡＴＭセル廃棄数統計装置＃０ ＡＴＭセル廃棄数統計装置＃１ ： ＡＴＭセル廃棄数統計装置＃Ｌ−１ のＬ個の統計装置かあるいは、分類されたＬ2 種類のク
ラスごとのＡＴＭセルの廃棄数の和の統計量を更新す
る、 ＡＴＭセル廃棄数統計装置＃ｆ0 ＡＴＭセル廃棄数統計装置＃ｆ1 ： ＡＴＭセル廃棄数統計装置＃ＬL2-1 のいずれかからなる。

【００４３】また、図９に示すように、系内数観測装置
＃ｌと、ＡＴＭセル到着数観測装置＃ｌと、ＡＴＭセル
廃棄数観測装置＃ｌ（ｌ＝０，…，Ｌ−１、または、ｆ
0 ，…，ｆL2-1）の各々は、 ・１ＡＴＭセルスロットごとに、対応するクラスの系内
数やＡＴＭセル到着数やＡＴＭセル廃棄数等のデータを
観測するデータ観測装置２０と、 ・該データ観測装置により得られたデータの和を求める
データカウンタ２１と、 ・該データカウンタ２１をｍ1Qまたはｍ1Aまたは、ｍ1L
ＡＴＭセルスロットごとにクリアするＡＴＭセルスロッ
トカウンタ１（２２）と、 ・該データカウンタ２１がクリアされる直前の該データ
カウンタ１の値を読みとり、それをバッファ状態データ
として該ＡＴＭセル廃棄判定装置６に転送するデータ転
送装置１９からなる。

【００４４】また、該系内数観測装置＃ｌ、該ＡＴＭセ
ル到着数観測装置＃ｌ、該ＡＴＭセル廃棄数観測装置＃
ｌ（ｌ＝０，…，Ｌ−１、または、ｆ0 ，…，ｆL2-1）
の出力データをｘとしたとき、図１０に示すように、 ・カウンタ＃ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｍ）２４と、 ・ｘが、あらかじめ定められたｘi に対して、ｘi-1 ≦
ｘ＜ｘi （ｉ＝１，２…，Ｍ）のときに、対応する該カ
ウンタ＃ｉ（２４）をカウントアップする指令を出す比
較器＃ｉ（２３）と、 ・該カウンタ＃ｉ（２４）を一定ＡＴＭセルスロット周
期ごとにクリアする指令を出すＡＴＭセルスロットカウ
ンタ２（２５）からなる系内数統計装置＃ｌ、ＡＴＭセ
ル到着数統計装置＃ｌ、ＡＴＭセル廃棄数統計装置＃ｌ
を、バッファ状態観測装置４の構成に応じて有してい
る。

【００４５】また、該系内数観測装置＃ｌ、該ＡＴＭセ
ル到着数観測装置＃ｌ、該ＡＴＭセル廃棄数観測装置＃
ｌ（ｌ＝０，…，Ｌ−１、または、ｆ0 ，…，ｆL2-1）
の出力データをｘとしたとき、図１１に示すように、 ・ｘが、あらかじめ定められたｘi に対して、ｘi-1 ≦
ｘ＜ｘi （ｉ＝１，２…，Ｍ）のときに、ｉを出力する
比較器＃ｉ（２６）と、 ・現在のＡＴＭセルスロット番号を示すＡＴＭセルスロ
ットカウンタ３（２８）と、 ・該ＡＴＭセルスロットカウンタ３（２８）によりカウ
ントされたＡＴＭセルスロットの番号をデータＲＡＭ２
７のアドレスに変換するアドレスエンコーダー２９と、 ・該比較器＃ｉ（２６）の出力を該アドレスエンコーダ
ー２９により指定されたアドレスに書き込むデータＲＡ
Ｍ２７と、 からなる系内数統計装置＃ｌ、ＡＴＭセル到着数統計装
置＃ｌ、ＡＴＭセル廃棄数統計装置＃ｌを、バッファ状
態観測装置４の構成に応じて有している。

【００４６】以下に、図１０に示すバッファ状態統計装
置３を用い、図５に示す規制率算出装置１２をＣＰＵを
用いて構成したときの規制率演算手順を図１９を参照し
て説明する。ここで、観測するデータはすべてのクラス
の系内数の総和のみで、ｍ1Q＝１，Ｌ＝２とする。

【００４７】

【数２】

【００４８】ここで、規制率ｒの算出は次のように行な
う。

【００４９】

【数３】

【００５０】

【数４】

【００５１】

【数５】

【００５２】

【数６】

【００５３】

【数７】

【００５４】

【数８】

【００５５】ＡＴＭセルのクラスは、ＡＴＭ通信におけ
るＡＴＭセルのヘッダに書き込まれているＣＬＰビッ
ト、または、ＶＣＩやＶＰＩによって、クラス分けして
もよい。また、ＣＬＰビットやＶＣＩ，ＶＰＩの組み合
わせでクラスをわけてもよい。

【００５６】図１４は、図４又は図８に示す優先制御装
置の一実施例の全体構成を示す図である。

【００５７】また、図１５は、共通バッファスイッチに
おけるハードウェア構成を示す図である。スイッチに到
着したＡＴＭセルはＭＵＸ３５により多重化され、ＡＴ
Ｍセル廃棄装置１に転送される。バッファ状態統計装置
３は、バッファ状態観測装置４により観測された系内
数、ＡＴＭセル廃棄数、到着ＡＴＭセル数の統計データ
を取る。ＡＴＭセル廃棄装置１は、バッファ状態統計装
置３のデータからＡＴＭセルの規制率を算出し、それに
従って、到着したＡＴＭセルを廃棄する。また、バッフ
ァ状態統計装置３のデータから、廃棄するバッファ装置
２内のＡＴＭセルのアドレスを計算し、対応するバッフ
ァ装置２内のＡＴＭセルを廃棄する。ＡＴＭセル廃棄装
置１を通過したＡＴＭセルは、バッファ装置２に蓄積さ
れる。その際、ＡＴＭセルが記憶されるバッファ装置２
内の物理的な位置は、ＡＴＭセルに付加されているルー
チングタグからアドレス管理装置３７により指定され
る。また、バッファ装置２から出力されるＡＴＭセルの
アドレスもアドレス管理装置３７により管理されてい
る。バッファ状態観測装置４は、アドレス管理装置３７
から、系内数の情報を得る。

【００５８】図１６は、入力バッファで優先制御を行う
場合のハードウェア構成を示す。

【００５９】物理レイヤ機能３８から到着したＡＴＭセ
ルは、まずルーチングタグ付加装置４０に転送され、ル
ーチングタグが付加される。その後、ＡＴＭセル廃棄装
置１に転送される。バッファ状態統計装置３は、バッフ
ァ状態観測装置４により観測された系内数、ＡＴＭセル
廃棄数、到着ＡＴＭセル数の統計データを取る。ＡＴＭ
セル廃棄装置１は、バッファ状態統計装置３のデータか
らＡＴＭセルの規制率を算出し、それに従って到着した
ＡＴＭセルを廃棄する。また、バッファ状態統計装置３
のデータから、廃棄するバッファ内のＡＴＭセルのアド
レスを計算し、対応するバッファ装置２内のＡＴＭセル
を廃棄する。ＡＴＭセル廃棄装置１を通過したＡＴＭセ
ルは、バッファ装置２に蓄積される。

【００６０】系内数は、ＡＴＭスイッチ３９内のバッフ
ァと、ＡＴＭスイッチ３９の入力側に設置されたバッフ
ァ装置の両者の系内数、または、バッファ装置の系内数
のいずれかが用いられる。ＡＴＭスイッチ３９内のバッ
ファからスイッチの入力側に設置されたバッファ装置に
はフロー制御がかけられており、ＡＴＭスイッチ内のバ
ッファがいっぱいになった場合には、スイッチの入力側
に設置されたバッファ装置からのＡＴＭセルの転送は一
時中止される。

【００６１】図１７は、出力バッファで優先制御を行う
場合のハードウェア構成を示す図である。ＡＴＭスイッ
チ３９の内部及び出力リンクの速度は、物理レイヤのリ
ンク速度と同じまたは高速化されており、ＡＴＭセルは
ＡＴＭスイッチ３９の出力側に設置されたバッファ装置
２から滞留する。バッファ装置２からＡＴＭスイッチ３
９にはフロー制御がかけられており、バッファ装置２が
いっぱいになった場合には、ＡＴＭスイッチ３９からの
ＡＴＭセルの転送が一時中止される。

【００６２】ＡＴＭスイッチ３９から出力されたＡＴＭ
セルは、ＡＴＭセル廃棄装置１に転送される。バッファ
状態統計装置３は、バッファ状態観測装置４により観測
された系内数、ＡＴＭセル廃棄数、到着ＡＴＭセル数の
統計データを取る。ＡＴＭセル廃棄装置１は、バッファ
状態統計装置３のデータからＡＴＭセルの規制率を算出
し、それに従って到着したＡＴＭセルを廃棄する。ま
た、バッファ状態統計装置３のデータから、廃棄するバ
ッファ装置２内のＡＴＭセルのアドレスを計算し、対応
するバッファ装置２内のＡＴＭセルを廃棄する。ＡＴＭ
セル廃棄装置１を通過したＡＴＭセルは、バッファ装置
２に蓄積される。バッファ装置２から出力されたＡＴＭ
セルは、ルーチングタグ削除装置４１によりルーチング
タグを削除され、ＡＴＭ物理レイヤ機能３８に転送され
る。

【００６３】以下に、図１０に示すバッファ状態統計装
置３を用い、図５に示す規制率算出装置１２をＣＰＵを
用いて構成したときのシミュレーション結果を示す。こ
こで、観測するデータはすべてのクラスの系内数の総和
のみで、ｍ1Q＝１，Ｌ＝２、高優先ＡＴＭセルと低優先
ＡＴＭセルの到着率の設定値が各々λH とλL であると
き、低優先ＡＴＭセルの到着率がΔL だけ増加した場合
に、高優先ＡＴＭセルのＡＴＭセル廃棄率（ＣＬＲ−
Ｈ）と低優先ＡＴＭセルのＡＴＭセル廃棄率（ＣＬＲ−
Ｌ）の変動を図１８に示す。従来手法は通常の固定しき
い値法である。この図より分かるように、入力トラヒッ
クが設定値通りの場合両者は同じ性能を示すが、低優先
ＡＴＭセルの入力トラヒックが増加した場合、本手法の
高優先ＡＴＭセルのＡＴＭセル廃棄率が従来手法より低
くなっていることがわかる。

【００６４】次に、第２の実施形態について説明する。
すなわち、輻輳制御方法および輻輳制御装置１００につ
いて説明する。

【００６５】まず、第２の実施形態の概略を説明する。

【００６６】ＡＴＭ通信網では、図２０に示すように、
端末１０１がパケット通信システム１０２を通過するセ
ルを出力している場合、その端末１０１からパケット通
信システム１０２を通る呼が設定されているという。ま
た、呼を設定するには、端末はセルの発生の特性を表す
申告パラメータを申告する。また、パケット通信システ
ム１０２内には、セルを一時蓄積するためのバッファ装
置（バッファ装置１１３）があり、本発明により、バッ
ファ装置で発生するセルの遅延時間やセル廃棄率で表さ
れる通信品質を制御することができる。

【００６７】次に、以下の説明において用いられる用語
および変数について説明する。

【００６８】単位時間ごとに端末１がセルを送出するも
のとし、各単位時間をシーケンシャルな番号ｎで識別
し、この単位時間をスロットと呼ぶ。

【００６９】また、端末１０１から到着するセルにはＬ
クラスの優先度があらかじめ付加されているものとし、
セルのクラスｌを（０≦ｌ≦Ｌ−１）で表す。また、ク
ラスｌのセル到着パラメータをスカラまたはベクトルの
λ_l で表す。λ_l がベクトルの場合は、セル到着パラメ
ータが複数種類ある場合である。λ_l は、クラスやλ_l
を計算する方法により、以下のように分類される。

【００７０】λ_lR ^q ：バッファ装置に接続されているす
べての端末が生成するクラスｌのセルを重畳したセル流
の特性を表すパラメータであり、システム状態観測統計
装置１０５で申告パラメータのみから計算される。

【００７１】λ_lE ^s ：バッファ装置に続されているすべ
ての端末が生成するクラスｌのセルを重畳したセル流の
特性を表すセル到着パラメータの推定値であり、到着パ
ラメータ推定装置１０３で推定される。

【００７２】λ_lO ^ut：到着パラメータ推定装置１０３の
出力で、λ_lE ^s とλ_lR ^qn _ewから計算される。

【００７３】λ_lR ^qn _ew：バッファ装置を通る呼の接続要
求を出した端末の申告パラメータ。

【００７４】また、パケット通信システムの状態を表す
システム状態は、パケット通信システム１０２内のバッ
ファ装置１１３のセル数、端末１０１からパケット通信
システム１０２に到着するセル数、端末１０１でのセル
出力過程を表す申告パラメータ、該パケット通信システ
ム内での通信品質、通信品質に対する要求品質の少なく
ともいずれか一つからなる。

【００７５】パケット通信システム１０２内のバッファ
装置は、ＦＩＦＯやプッシュアウトによる優先制御付き
のＦＩＦＯ、または、前記ＦＩＦＯを持つパケット交換
機、パケット多重化装置、パケット蓄積装置、または、
これらが複数接続されたネットワークである。

【００７６】次に図２０を参照して、輻輳制御装置１０
０の構成について説明する。尚、輻輳制御装置１００は
バッファ装置毎にあっても、複数のバッファに対して一
つあってもよい。

【００７７】到着パラメータ推定装置１０３は、セル到
着パラメータλ_lE ^s と、セル到着パラメータλ_lO ^utを算
出するものである。すなわち、到着パラメータ推定装置
１０３では、バッファ装置１１３に接続されている呼か
ら申告されたクラスｌのセルの到着率の和をλ_lR ^q と
し、これとある定数ｅ_l との積から、新しいセル到着パ
ラメータλ_lE ^s を次式（１）から推定する。

【００７８】 λ_lE ^s ＝λ_lR ^q ×ｅ_l … （１） ここで、定数ｅ_l は、例えばバッファ装置１１３へのセ
ル到着が各スロットで平均λ_lE ^s のポアソン到着に従っ
て到着する際に、バッファ装置１１３でのクラスｌのセ
ル廃棄率ＣＬＲ_l がクラスｌに要求されたセル廃棄率に
関する通信品質ＱＯＳに等しくなるように決めることが
できる。

【００７９】また、セル到着パラメータλ_lE ^s の他の算
出方法として、次のようなものがある。すなわち、時刻
（ｎ−１）においてクラスｌのセルがλ_lE ^s （ｎ−１）
に従って到着したときのバッファ装置１１３の平均バッ
ファ内セル数の理論値をｑ_l-（ｎ−１）、システム状態
観測統計装置１０５で計算された統計量のうち、セルス
ロットの先頭で観測されたバッファ内セル数ｋ_l （ｎ）
に関する統計量ｓ_l-（ｎ）を後述の式（７）から計算し
たものをｋ_l-（ｎ）として、 λ_lE ^s （ｎ）＝λ_lE ^s （ｎ−１）×ｋ_l-（ｎ）／ｑ_l-（ｎ−１） λ_lE ^s （０）＝λ_lR ^q … （２） で計算してもよい。ｑ_l-（ｎ−１）は、後述の通信品質
推定装置１０９と同様の手法で計算することができる。
λ_lR ^q は、現在バッファ装置１１３に接続されている呼
から申告されたクラスｌのセルの到着率の和とすること
ができる。

【００８０】さらに、セル到着パラメータλ_lE ^s のさら
に他の算出方法として、次のようなものがある。すなわ
ち、まず、ｎ＝０のときは、 λ_lE ^s (0) ＝λ_lR ^q … （３） で計算する。

【００８１】ｎ≧１の場合は、ある実数Ｃに対して以下
のλ_l ^Es（ｎ）のＪ種類の候補λ_lE ^s （ｎ）_j （１≦ｊ
≦Ｊ）を次式（４）から計算し、 λ_lE ^s （ｎ）_j ＝λ_lE ^s （ｎ−１）＋（ｊ−Ｊ／２）λ_lE ^s （ｎ−１）／（Ｊ ×Ｃ） … （４） 後述の通信品質推定装置１０９と同様の手法でｑ^-j(n)
を計算し、セル到着パラメータλ_lE ^s を

【数９】

【００８２】から算出する。

【００８３】すなわち、式（２）、式（５）により、セ
ル到着パラメータλ_lE ^s と、ｋ_l-（ｎ）に基づく現実の
セル到着過程との差が小さくなるように、セル到着パラ
メータ λ_lE ^s を更新している。このような操作を図２
１に示した到着パラメータ推定装置１０３のセル到着パ
ラメータ計算装置１０６、システム状態推定装置１０７
において行うようになっている。

【００８４】さて、セル到着パラメータλ_lO ^utは、例え
ば、 λ_lO ^ut＝λ_lE ^s （ｎ）＋λ_lR ^qn _ew … （６） と計算される。

【００８５】なお、以上説明したようにして算出された
λ_l は、流量制御装置１０４で対応できるようにこれを
量子化して、出力することもできる。

【００８６】システム状態観測統計装置１０５は、バッ
ファ装置１１３のバッファ内セル数、バッファ装置１１
３や、後述のセル廃棄装置１１２で廃棄されたセル数、
バッファ装置１１３でセルが受ける遅延時間、端末から
到着するセル数、バッファ装置１１３を通過するセルを
現在出力している、または将来希望する端末の申告パラ
メータ、セル廃棄率やセル遅延時間に関する通信品質を
要素ｓ_i （ｉ＝１、２、３、…）とし、そのうちの少な
くともいずれか一つからなるシステム状態Ｓ＝（ｓ₁ ，
ｓ₂ ，ｓ₃ ，…，ｓ_i ， …）を、１スロット以上の間
隔で観測するようになっている。

【００８７】そして、Ｓ＝（ｓ₁ ，ｓ₂ ，ｓ₃ ，…，ｓ
_i ，…）の一部またはすべての要素のｓ_i に対する統計
量ｓ_i-（ｎ）を次式（７）により計算する。

【００８８】

【数１０】

【００８９】ここで、μ₀ 、μ₁ は０以上の定数であ
る。また、ｓ_i-（ｎ）をｓ_i （ｎ−Ｎｗ）〜ｓ_i （ｎ）
間の平均としてもよい。また、このような統計を取らず
に、ｓ_i をそのまま出力してもよい。その場合、ｓ_i と
して例えばパケット通信システム内のＵＰＣ内のバッフ
ァの情報を用いることができる。

【００９０】なお、このような統計量は、所定時間毎に
算出するようになっている。

【００９１】流量制御装置１０４は、例えば、図２４に
示すように、到着パラメータ推定装置１０３から得られ
たセル到着パラメータλ_lO ^utより、セルの通信品質を推
定する通信品質推定装置１０９と、通信品質推定装置１
０９により推定された通信品質と、システム状態観測統
計装置１０５から得られるシステム状態統計量の少なく
ともいずれか一つから、制御信号を計算する制御信号計
算装置１１０とから構成することができる。

【００９２】通信品質推定装置１０９では、バッファ装
置１１３が単体の優先制御なしのＦＩＦＯ、または、固
定しきい値法による優先制御機能がついたＦＩＦＯ、ま
たはプッシュアウト法による優先制御機能がついたＦＩ
ＦＯで構成されており、バッファ装置１１３に入りうる
最大のセル数をＫ、セルの到着過程がポアソン過程、ベ
ルヌーイ過程、ＭＭＰＰ、ＭＭＢＰであると仮定できる
場合には、到着パラメータ推定装置１０３から得られた
セル到着パラメータλ_lO ^utから、待ち行列理論（L.Klei
nrock 著,"Queueing Systems Vol.I Theory",John Wile
y & Sons、または、T.Czachorski,et.al著,"Diffusion
Model of the Push-out Buffer Management Policy",IE
EE INFOCOM '92 予稿集）により、ＣＬＲ_l を求めるこ
とができる。

【００９３】また、バッファ装置１１３が複数のＦＩＦ
Ｏやパケット交換機で構成されている場合、最も近い特
性を持つ単体の優先制御なしのＦＩＦＯ、または、固定
しきい値法による優先制御機能がついたＦＩＦＯ、また
はプッシュアウト法による優先制御機能がついたＦＩＦ
Ｏで、バッファ装置１１３を近似して、上記手法により
ＣＬＲ_l を計算することができる。

【００９４】なお、図２０、図２１の構成では、システ
ム状態統計量をシステム状態観測統計装置１０５で求め
るようになっているが、図２２に示すように、パケット
通信システム１０２において求められたシステム状態統
計量をもとに、輻輳制御装置１００が前述の制御処理を
行うようにしてもよい。

【００９５】次に、図２３に示すフローチャートを参照
して、本実施形態の輻輳制御装置の全体の処理動作につ
いて説明する。

【００９６】まず、システム状態観測統計装置１０５に
おいて、あるいは、パケット通信システム１０２におい
て、パケット通信システム１０２のシステム状態を観測
して、システム統計量を算出し（ステップＳ１〜ステッ
プＳ２）、その結果得られたシステム統計量をもとに、
到着パラメータ推定装置１０３において、システム状態
およびその統計量の推定値ｑ_l-（ｎ−１）を求めながら
セル到着パラメータλ_l を算出する（ステップＳ３〜ス
テップＳ４）。

【００９７】次に、流量制御装置１０４の通信品質推定
装置１０９において、到着パラメータ推定装置１０３で
求められた到着パラメータλ_lO ^utもとにクラスのセル廃
棄率ＣＬＲ_l を求めることにより通信品質の推定を行い
（ステップＳ５）、さらに制御信号計算装置１１０で、
ステップＳ５で推定された通信品質と、システム状態観
測統計装置１０５あるいはパケット通信システム１０２
から得られるシステム状態統計量の少なくともいずれか
１つから制御信号を計算し（ステップＳ６）、それをパ
ケット通信システム１０２に送信して、セル流の制御が
なされる（ステップＳ７）。

【００９８】次に、各セルに優先度が与えられ、それに
従って、セルの優先制御を行うことにより輻輳制御を行
う場合について説明する。

【００９９】図２５は、優先制御を行う輻輳制御装置１
００をパケット通信システム１０２に適用した場合の全
体の構成を概略的に示したものである。

【０１００】パケット通信システム１０２には、少なく
とも一つ以上の端末１０１が接続されており、流量制御
装置１０４から得られる制御信号に従って優先制御を行
う場合、パケット通信システム１０２は、各々の端末を
結ぶネットワークや交換機からなる通信網１１１と、バ
ッファ装置１１３と、端末から到着したセルを流量制御
装置１０４から得られる制御信号に従ってセルを廃棄す
るセル廃棄装置１１２からなる。

【０１０１】ここでは、バッファ装置１１３のバッファ
溢れにより廃棄されるクラスｌのセル廃棄率ＣＬＲ_l を
制御するために、セルがバッファに入る前に流量制御装
置１０４からの制御信号に従いセル廃棄装置１１２で廃
棄する場合について説明する。

【０１０２】また、システム状態観測統計装置１０５で
観測されるシステム状態は、バッファ装置１１３のスロ
ットｎでの先頭のバッファ内セル数ｋ（ｎ）、申告パラ
メータ、セル廃棄率に関する通信品質ＱＯＳである。

【０１０３】システム状態観測統計装置１０５では、バ
ッファ装置１１３バッファ内セル数ｋ（ｎ）の統計量ｋ
^- （ｎ）を統計量ｓ^- （ｎ）として、式（７）より計算
する。

【０１０４】流量制御装置１０４は、セルがセル廃棄装
置１１２に到着した瞬間のバッファ装置１１３バッファ
内セル数ｋ_arr と到着したセルのクラスｌに対応するし
きい値ｔ_l （ｎ）に対して、 ｋ_arr ＜ｔ_l （ｎ） … （８） の時のみ、クラスｌのセルをバッファ装置１１３に転送
し、そうでないときは、セルを廃棄する指令をセル廃棄
装置１１２出力する。

【０１０５】例えば、Ｌ＝２の場合、ｔ_l （ｎ）は、以
下のように決められる。

【０１０６】ｔ₀ （ｎ）は、ｔ₀ （ｎ）＝Ｋで一定とす
る。ここで、Ｋをバッファ装置１１３に蓄積できる最大
セル数とする。

【０１０７】ｔ₁ （ｎ）は、以下のように決められる。
すなわち、到着パラメータ推定装置１０３から得られた
λ_0O ^utを多重化数Ｎ_Mux で割った値λ₀ と、あるλ₁ '
とより、ｔ₁ ＝０、１、…、Ｋに対して、状態遷移確率
行列Ｐ（λ₀ , λ₁ ',ｔ₁ ）から解析により得られるＣ
ＬＲ_l がクラスｌのセルの通信品質ＱＯＳ_l 以下であ
り、かつ、ＣＬＲ_l が最大の値を取るλ₁ ' を与えた時
のバッファ内セル数の平均値を、ｋ（λ₀ , ｔ₁ ）とし
たとき、

【数１１】

【０１０８】とする。ここで、１≦ｔ₁ ≦Ｋ＋１、λ_lR
^qn _ew＝０とする。また、Ｐ（λ₀ , λ₁ ',ｔ₁ ）、及
び、ｋ（λ₀ , ｔ₁ ）は、電子情報通信学会秋季大会予
稿Ｂ−４３１, ”ＡＴＭ網における優先制御部のしきい
値に関する検討”、及び、電子情報通信学会信学技法Ｓ
ＳＥ９３−３９, ”ＡＴＭ網におけるＣＡＣ・ＵＰＣ・
優先制御の統合化”記載の方法で決めることができる。

【０１０９】流量制御装置１０４の第２の優先制御処理
方法として、 π(n) ＝（π₀ ,..., π_i ,..., π_K ） π_i ＝１ if ｉ＝ｋ(n) π_i ＝０ if ｉ≠ｋ(n) π(n+1|t₁ ) ＝Ｐ（λ₀ , λ₁ ',ｔ₁ ）π(n) を式（７）に代入することにより得られるπ^- (n+1|
t₁ ) と、λ_H ＝λ₀ , λ_L＝λ₁ ' として、後述する式
（２６）から計算したＣＬＲ₀ (n+1| ｔ₁ ) を用いて、

【数１２】

【０１１０】で決めることもできる。ここで、ＱＯＳ₀
は、クラス０に対するセル廃棄率に関する要求品質であ
る。

【０１１１】式（１０）では、バッファ装置１３のバッ
ファ内のセル数と閾値ｔ_l （ｎ）と比較することによ
り、セルを廃棄するか否かを通知する制御信号を出力す
る際に、この閾値を到着パラメータ推定装置１０３で推
定された到着パラメータに基づく将来の通信品質の推定
値と要求された通信品質ＱＯＳ₀ との差が小さくなるよ
うに制御している。すなわち、端末１０１が発生するセ
ル流の特性が申告パラメータから変動しても、パケット
通信システムでの通信品質が要求品質と同じ値を保つよ
うに閾値を設定することができる。

【０１１２】次に、呼受付制御を行う輻輳制御装置１０
０をパケット通信システム１０２に適用した場合につい
て、図２６を参照して説明する。

【０１１３】図２６は、呼受付制御を行う輻輳制御装置
１００をパケット通信システム１０２に適用した場合の
全体の構成を概略的に示したものである。

【０１１４】パケット通信システム１０２には、少なく
とも１つ以上の端末１０１が接続されており、パケット
通信システム１０２を通過する呼接続要求があった際要
求を受け付けるか否かの受付判定行う呼受付制御を行う
場合、パケット通信システム１０２は、各々の端末を結
ぶネットワークや交換機からなる通信網１１１と、バッ
ファ装置１１３、流量制御装置１０４から得られる制御
信号に従って、要求を発生した端末に呼接続可否判定を
通知する接続可否判定通知装置１１５から構成される。

【０１１５】図２６に示すように、流量制御装置１０４
は、例えば、通信品質推定装置１０９と制御信号計算装
置１１０で構成することができる。

【０１１６】通信品質推定装置１０９では、例えば、新
たに呼接続を要求した端末と現在接続されている端末か
らの平均セル到着率の和 λ_lR ^q ＋λ_lR ^qn _ew から、待
ち行列理論（ L.Kleinrock 著，”Queueing Systems V
ol.I Theory",John Wiley &Sons、または、T.Czachorsk
i,et.al著，”Diffusion Model of the Push-out Buffe
r Management Policy",IEEE INFOCOM '92 予稿集）に
より、ＣＬＲ_l を求めることができる。

【０１１７】制御信号計算装置１１０では、すべてのク
ラスｌに対する要求品質ＱＯＳ_l に対して、 ＣＬＲ_l ≦ＱＯＳ_l ならば、呼接続許可の信号を、そうでなければ接続不許
可信号を、発呼した端末に通知するように接続可否判定
通知装置１１５に指令する。

【０１１８】次に、優先制御と呼受付制御を同時に行う
輻輳制御装置１００をパケット通信システム１０２に適
用した場合について、図２７を参照して説明する。

【０１１９】図２７は、優先制御と呼受付制御を同時に
行う輻輳制御装置１００をパケット通信システム１０２
に適用した場合の全体の構成を概略的に示したものであ
る。

【０１２０】パケット通信システム１０２には少なくと
も１つ以上の端末１０１が接続されており、パケット通
信システム１０２において、優先制御と、呼受付制御を
同時に行う場合、パケット通信システム１０２は、各々
の端末を結ぶネットワークや交換機からなる通信網１１
１と、バッファ装置１１３と、流量制御装置１０４から
得られる制御信号に従って、要求を発生した端末に接続
可否判定結果を通知する接続可否判定通知装置１１５
と、端末１０１から到着したセルを流量制御装置１０４
から得られる制御信号に従って廃棄するセル廃棄装置１
１２とから構成される。

【０１２１】優先制御は、図２５を参照して説明したよ
うに行う。

【０１２２】また、呼受付制御を行うために、流量制御
装置１０４は、例えば、さらに、以下の機能を持つ通信
品質推定装置１０９と制御信号計算装置１１０で構成さ
れる。

【０１２３】すなわち、例えば、Ｌ＝２の場合、端末１
０１からバッファ装置１１３を通過するセルの発生要求
があった場合、通信品質推定装置１０９において、発呼
要求のあった端末からの申告値から得られるλ_0R ^qn _ewと
λ_1R ^qn _ewを用いて到着パラメータ推定装置１０３で計算
されたλ_lO ^utと、あるｔ_1newから、Ｐ（λ₀ , λ₁ , ｔ
_1new）を構成し、前述の呼受付制御での通信品質推定装
置１０９と同様の手法でＣＬＲ₀ とＣＬＲ₁ を計算す
る。

【０１２４】制御信号計算装置１１０は、通信品質推定
装置１０９で計算したＣＬＲ₀ とＣＬＲ₁ が各々ＱＯＳ
₀ とＱＯＳ₁ 以下となるｔ_1newが存在しない場合、接続
可否判定通知装置１１５に対し、新たに申請した端末か
らのセルがバッファ装置１１３を通過することを許可し
ないことを通知し、そうでない場合許可することを通知
する。

【０１２５】次に、フロー制御を行う輻輳制御装置１０
０をパケット通信システム１０２に適用した場合につい
て、図２８を参照して説明する。

【０１２６】図２８は、フロー制御を行う輻輳制御装置
１００をパケット通信システム１０２に適用した場合の
全体の構成を概略的に示したものである。

【０１２７】パケット通信システム１０２には少なくと
も１つ以上の端末１０１が接続されており、流量制御装
置１０４から得られる制御信号に従ってフロー制御を行
う場合、パケット通信システム１０２は、各々の端末を
結ぶネットワークや交換機からなる通信網１１１と、バ
ッファ装置１０３と、流量制御装置１０４から得られる
制御信号に従ってセルの送信を減らすか、一時停止させ
る要求を端末に通知する規制量通知装置１１４から構成
される。

【０１２８】流量制御装置１０４では、前述の優先制御
で式（８）を用いて低優先セルを廃棄する代わりに、 ｋ_arr ＞ｔ_l （ｎ） の際に、クラスｌの端末からのセル発生量を抑える通知
を端末に出し、ある整数Ｃ_his に対して、 ｋ_arr ≧ｔ_l （ｎ）−Ｃ_his の際に、クラスｌの端末からのセル発生量を抑える通知
を解除する通知を端末に出すことによりフロー制御を行
い、セルの流量を制御することができる。

【０１２９】この場合、λ₀ はフロー制御で保証される
最低のセル到着率、または、フロー制御を行わない端末
からのセル到着率を表す。

【０１３０】次に、フロー制御と呼受付制御を同時に行
う輻輳制御装置１００をパケット通信システム１０２に
適用した場合について、図２９を参照して説明する。

【０１３１】図２９は、フロー制御と呼受付制御を同時
に行う輻輳制御装置１００をパケット通信システム１０
２に適用した場合の全体の構成を概略的に示したもので
ある。

【０１３２】パケット通信システム１０２には少なくと
も１つ以上の端末１０１が接続されており、パケット通
信システム１０２において、フロー制御と呼受付制御を
同時に行う場合、パケット通信システム１０２は、各々
の端末を結ぶネットワークや交換機からなる通信網１１
１と、バッファ装置１１３と、流量制御装置１０４から
得られる制御信号に従って、要求を発生した端末に通知
する接続可否判定通知装置１１５と、流量制御装置１０
４から得られる制御信号に従ってセルの送信を減らす
か、一時停止させる要求を端末に通知する規制量通知装
置１１４とから構成される。

【０１３３】フロー制御は、図２８を参照して説明した
ように行う。

【０１３４】また、呼受付制御を行うために、流量制御
装置１０４は、例えば、さらに、以下の機能を持つ通信
品質推定装置１０９と制御信号計算装置１１０で構成さ
れる。

【０１３５】通信品質推定装置１０９は、図２７を参照
して説明した優先制御と呼受付制御を同時に行う場合と
同じ機能を持つ。

【０１３６】また、制御信号計算装置１１０は、図２７
を参照して説明した優先制御と呼受付制御を同時に行う
場合と同じ機能を持つ。

【０１３７】次に、優先制御とフロー制御と呼受付制御
を同時に行う輻輳制御装置１００をパケット通信システ
ム１０２に適用した場合について、図３０を参照して説
明する。

【０１３８】図３０は、優先制御とフロー制御と呼受付
制御を同時に行う輻輳制御装置１００をパケット通信シ
ステム１０２に適用した場合の全体の構成を概略的に示
したものである。

【０１３９】パケット通信システム１０２には少なくと
も１つ以上の端末１０１が接続されており、パケット通
信システム１０２において、フロー制御と、優先制御
と、呼受付制御を同時に行う場合、パケット通信システ
ム１０２は、各々の端末を結ぶネットワークや交換機か
らなる通信網１１１と、バッファ装置１１３と、流量制
御装置１０４から得られる制御信号に従って、要求を発
生した端末に通知する接続可否判定通知装置１１５と、
流量制御装置１０４から得られる制御信号に従ってセル
の送信を減らすか、一時停止させる要求を端末に通知す
る規制量通知装置１１４と、端末１０１から到着したセ
ルを流量制御装置１０４から得られる制御信号に従って
廃棄するセル廃棄装置１１２から構成される。

【０１４０】この場合、優先制御は、前述同様である。

【０１４１】また、流量制御装置１０４では、例えば、
Ｌ＝２の場合、式（１０）で計算されたしきい値ｔ
₁ (n) が、ｋ_F をＫ以下のある整数としたとき、 ｔ₁ (n) ≧Ｋ−ｋ_F のときにセルの送信を減らすか、一時停止する要求を端
末に通知するよう規制量通知装置１１４に指示を出すこ
とによりフロー制御を行う。

【０１４２】呼受付制御を行うために、流量制御装置１
０４は、例えば、さらに、以下の機能を持つ通信品質推
定装置１０９と制御信号計算装置１１０で構成される。

【０１４３】通信品質推定装置１０９は、図２７を参照
して説明した優先制御と呼受付制御を同時に行う場合と
同様である。

【０１４４】制御信号計算装置１１０は、図２７を参照
して説明した優先制御と呼受付制御を同時に行う場合と
同様である。

【０１４５】以上、説明したように、上記実施形態によ
れば、セル到着パラメータλ_l を高精度に推定し、これ
を用いて推定されたセル廃棄率や遅延時間とシステム状
態観測統計装置１０５からの情報と合わせてセルの流量
を制御することにより、セル到着過程に関する情報が不
足している場合や申告パラメータが不正確な場合でも、
最適にセルの流量を制御することができる。

【０１４６】次に、第３の実施形態について説明する。

【０１４７】すなわち、各セルに優先度が与えられ、そ
れに従ってセルの優先制御を行う場合の、他の実施形態
について説明する。

【０１４８】ここで用いるしきい値法とは、第２の実施
形態におけるしきい値法と異なり、セルスロットの先頭
の系内数ｉとしきい値を比較して、そのセルスロットで
の低優先セルの規制ｒ_i

【数１３】

【０１４９】（０％または１００％のいずれか）を決め
るものである。しきい値は、セルスロットごとに設定さ
れる。また、優先クラスは、高優先と低優先の２クラス
とすると、しきい値ｔとｒ_i の関係は以下のようにな
る。

【０１５０】

【数１４】

【０１５１】このとき、入力リンク数がＮ_MUX 、バッフ
ァ長がＫ、優先クラス２、しきい値がｔ^O の優先制御シ
ステムに、各々の入力リンクからセルがベルヌーイ過程
に従って到着するもとのすると、優先制御システムは、
Ｂ／Ｄ／１／Ｋモデルに基づく状態遷移確率方程式で以
下のように表すことができる。

【０１５２】

【数１５】

【０１５３】ここで、λ_H は、到着パラメータ推定装置
１０３で計算されたλ_0O ^utをＮ_MUXで割った値、また、
高優先セルのセル廃棄率ＣＬＲ_H と高優先セルのセル廃
棄率ＣＬＲ_L が各々、高優先セルの通信品質ＱＯＳ_H と
低優先セルの通信品質ＱＯＳ_L を満たす最大負荷λ_Lall
を与えるしきい値をｔ^O とし、λ_LallをＮ_MUX で割った
値をλ_L とする。ここで、λ_0i ^Rq _new ＝０とする。

【０１５４】なお、λ＝λ_H ＋λ_L 、状態遷移確率は、

【数１６】

【０１５５】また、α_k ( ・)は次式で表される。

【０１５６】

【数１７】

【０１５７】次に、しきい値ｔと規制率の関係が式（１
２）あるとき、しきい値を初期値ｔ^O からｔに変化させ
るための優先制御システムへの制御入力ｕを次式で定義
する。

【０１５８】

【数１８】

【０１５９】このとき、

【数１９】

【０１６０】とすると、優先制御システムはπ(n) とｕ
(n) の双線形型の方程式（１８）で表すことができる。

【０１６１】

【数２０】

【０１６２】ただし、簡単のため、１≦ｔ^O ≦Ｋ−１と
する。また、

【数２１】

【０１６３】とすると、これらを用いて、

【数２２】

【０１６４】

【数２３】

【０１６５】ここで、行・列数は０から数えるものとす
る。また、Ｐ' _iKは、Ｐ' のｉ行Ｋ列の要素を表す。

【０１６６】さらに、以下に定義する変数を用いて

【数２４】

【０１６７】式（１８）を次のように変形する。

【０１６８】

【数２５】

【０１６９】次に、各セルスロットでのセル廃棄率を定
義する。問題の定式化の都合上、状態確率ベクトルは、
セルスロットの先頭で観測され、制御入力が計算された
後に、セルが到着し、状態に応じてセルが廃棄されるも
のとする。ただし、ここで到着したセル数と廃棄された
セル数は、次のセルスロットで状態確率ベクトルと同時
に観測されるものとする。よって、セルスロットｎ＋１
での高優先セルのセル廃棄率ＣＬＲ_H (n+1) は、セルス
ロットｎで到着した高優先セルのセル数Ｎ_AH(n) と廃棄
された高優先セルのセル数Ｎ_LH(n) から、次式で定義さ
れる。

【０１７０】 ＣＬＲ_H (n+1) ＝Ｎ_LH(n) ／Ｎ_AH(n) … （２３） この関係を図３１に示す。

【０１７１】また、セルスロット０〜ｎにおける平均セ
ル廃棄率を、以下の、重み付き平均セル廃棄率ＣＬＲ_H-
(n) で定義する。

【０１７２】

【数２６】

【０１７３】任意のしきい値に対してセルスロットｎで
のセル廃棄率ＣＬＲ(n) と状態確率ベクトルπ(n) 関係
を ＣＬＲ_H (n) ＝π^t (n) Θ₁ … （２５） と近似する。ここで、_i β=(λ_H , λ_L ) を到着したセ
ルの最後からｉ個のうち２個が高優先セルである確率、

【数２７】

【０１７４】Θ₀ 、Θ₁ は、それぞれ以下のようなＫ＋
１次元ベクトルである。

【０１７５】

【数２８】

【０１７６】これより、 ＱＯＳ_H ＝π^t ( ∞) Θ₁ … （２８） となる。

【０１７７】よって、式（２５）、（２８）、（２
４）、（２１）から

【数２９】

【０１７８】が得られる。

【０１７９】式（２６）、（２７）で定義したΘから、
次式により得られるＱ^* と、

【数３０】

【０１８０】Ａ_C , Ｑ^*Cを与えたときの、

【数３１】

【０１８１】の解行列

【数３２】

【０１８２】から、

【数３３】

【０１８３】を定義する。

【０１８４】高優先セルのセル廃棄率安定化のためのし
きい値制御問題の解は、まず、制御入力ｕが与えられ、
その後に、式（１２）、（１６）を逆に解くことによ
り、ｕからしきい値ｔを求めることができる。しかし、
その過程で、セルスロットの先頭の系内数からｕ_i を計
算し、式（１６）からそのセルスロット規制率ｒ_i を計
算している。そのため、本実施形態で用いているセルス
ロットごとに規制率を決定するしきい値法では、セルス
ロットでの低優先セルの規制率を決定するために、しき
い値ｔを用いる必要がない。よって、セルスロットの先
頭で観測される系内数ｋ(n) から次式により得られるπ
(n) と式（２２）を用いて、

【数３４】

【０１８５】式（３３）のＶ(n+1) を最小にする制御入
力 ｕ_k(n)を決めることができる。

【０１８６】本実施形態による、可変しきい値法による
優先制御方式の制御アルゴリズムを、図３２に示す。

【０１８７】次に、第４の実施形態について説明する。

【０１８８】すなわち、セル優先制御方式に関する他の
セル到着パラメータの推定方法について説明する。

【０１８９】各セルスロットの先頭では、

【数３５】

【０１９０】として、式（１６）、（１８）、（１
９）、（２６）〜（３３）を計算し、さらに、次の値を
計算する。

【０１９１】ここで、Ａ_C （λ_L ）は、低優先セルの到
着率としてλ_L を用いたときの式（２２）におけるＡ_C
を表す。

【０１９２】

【数３６】

【０１９３】次に、各ν＝△μ, ０, −△μの各々に対
して、

【数３７】

【０１９４】を計算し、三者のうち最小値を与えるν

【数３８】

【０１９５】を用いて、セルスロットｎでのμ₀ とλ_L
を

【数３９】

【０１９６】と計算する。

【０１９７】ただし、式（３９）において、 μ(n-1) ＋ν＜μ_min ならばμ(n) ＝μ_min 、 μ(n-1) ＋ν＞μ_max ならばμ(n) ＝μ_max とする。

【０１９８】これらのパラメータを用いて、前述の第２
の優先制御処理方法により、セルスロットｎでの制御入
力を計算する。

【０１９９】第４の実施形態に係るセルの優先制御の効
果を示すために、第２の優先制御処理方法によるシミュ
レーション結果を図３３に示す。

【０２００】図３３は、高優先セルと低優先セルの平均
到着率に関する申告パラメータが各々λ_H とλ_L である
とき、低優先セルの到着率がΔＬだけ増加した場合に、
高優先セルのセル廃棄率（ＣＬＲ−Ｈ）と低優先セルの
セル廃棄率（ＣＬＲ−Ｌ）の変動を表している。従来手
法は通常の固定しきい値法である。図３３より明らかな
ように、入力トラヒックが設定値通りの場合両者は同じ
性能を示すが、低優先セルの入力トラヒックが増加した
場合でも、本発明により高優先セルのセル廃棄率は変動
しない。よって、申告パラメータが不正確な場合やトラ
ヒックの変動が予想される場合でも、高優先セルの品質
を維持できる。そのため、安全側にマージンを見込んで
呼を接続する必要がないため、網資源を効率よく利用す
ることができる。

【０２０１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明ではバッフ
ァ内のＡＴＭセル数、ＡＴＭセルの到着数、ＡＴＭセル
の廃棄数、及び、ＡＴＭセルの到着率に関する情報か
ら、状況に合わせて、到着したＡＴＭセルやバッファ内
に蓄積されているＡＴＭセルを廃棄することができるた
め、入力ＡＴＭセル数の変動に関わらず、優先度の高い
クラスのＡＴＭセルの廃棄率を従来手法より安定化させ
ることができるＡＴＭセルの優先制御装置を提供でき
る。

【０２０２】また、本発明によれば、入力トラヒックの
変動に通信品質が影響されず、最適にセルの流量を制御
することができ、従って、従来手法より高い多重度が得
られる輻輳制御方法およびそれを用いた輻輳制御装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される多重化装置またはＡＴＭセ
ルの蓄積装置の構成図である。

【図２】ＡＴＭセル廃棄装置の構成を示す図である。

【図３】ＡＴＭセル廃棄装置の他の構成を示す図であ
る。

【図４】ＡＴＭセル廃棄判定装置の構成を示す図であ
る。

【図５】ＡＴＭセル廃棄判定装置の他の構成を示す図で
ある。

【図６】ＡＴＭセル廃棄判定装置の他の構成を示す図で
ある。

【図７】バッファ状態観測装置の構成を示す図である。

【図８】バッファ状態統計装置の構成を示す図である。

【図９】系内数観測装置＃ｌと、ＡＴＭセル到着数観測
装置＃ｌと、ＡＴＭセル廃棄数観測装置＃ｌの各々の構
成を示す図である。

【図１０】系内数統計装置＃ｌ、ＡＴＭセル到着数統計
装置＃ｌ、ＡＴＭセル廃棄数統計装置＃ｌの各々の構成
を示す図である。

【図１１】系内数統計装置＃ｌ、ＡＴＭセル到着数統計
装置＃ｌ、ＡＴＭセル廃棄数統計装置＃ｌの各々の構成
を示す図である。

【図１２】しきい値算出装置の一実施例を示す図であ
る。

【図１３】本発明の呼接続状態記憶装置の一実施例であ
る。

【図１４】本発明の全体構成図である。

【図１５】共通バッファスイッチで優先制御を行なう場
合のハードウェア構成を示す図である。

【図１６】入力バッファで優先制御を行う場合のハード
ウェア構成を示す図である。

【図１７】出力バッファで優先制御を行う場合のハード
ウェア構成を示す図である。

【図１８】シミュレーションにより得られた本発明と従
来手法の性能を比較して示す図である。

【図１９】規制率演算手順を示すフローチャートであ
る。

【図２０】第２の実施形態に係る輻輳制御装置の構成例
を示した図。

【図２１】輻輳制御装置の他の構成例を示した図。

【図２２】輻輳制御装置のさらに他の構成例を示した
図。

【図２３】輻輳制御装置の輻輳制御処理動作を説明する
ためのフローチャート。

【図２４】輻輳制御装置のさらに他の構成例を示した
図。

【図２５】優先制御を行う輻輳制御装置をパケット通信
システムに適用した場合の全体の構成例を示した図。

【図２６】呼受付制御を行う輻輳制御装置をパケット通
信システムに適用した場合の全体の構成例を示した図。

【図２７】優先制御と呼受付制御を行う輻輳制御装置を
パケット通信システムに適用した場合の全体の構成例を
示した図。

【図２８】フロー制御を行う輻輳制御装置をパケット通
信システムに適用した場合の全体の構成例を示した図。

【図２９】フロ制御と呼受付制御を行う輻輳制御装置を
パケット通信システムに適用した場合の全体の構成例を
示した図。

【図３０】優先制御と呼受付制御とフロー制御を行う輻
輳制御装置をパケット通信システムに適用した場合の全
体の構成例を示した図。

【図３１】第３の実施形態に係るセル優先制御における
状態観測のタイミングを説明するための図。

【図３２】第３の実施形態に係る可変しきい値法による
優先制御方式の制御アルゴリズムを示した図。

【図３３】第３の実施形態に係る可変しきい値法による
優先制御方式の性能評価結果を示した図。

【符号の説明】

１…ＡＴＭセル廃棄装置、２…バッファ、３…バッファ
状態統計装置、４…バッファ状態観測装置、５…ＡＴＭ
セル入力規制装置、６…ＡＴＭセル廃棄判定装置、７…
バッファ内ＡＴＭセル廃棄装置、８…ＡＴＭセル規制率
・廃棄アドレス演算装置、９…しきい値比較装置、１０
…しきい値算出装置、１１…呼接続状態記憶装置、１２
…規制率算出装置、１３…ＡＴＭセル到着数観測装置、
１４…系内数観測装置、１５…ＡＴＭセル廃棄数観測装
置、１６…系内数統計装置、１７…ＡＴＭセル到着数統
計装置、１８…ＡＴＭセル廃棄数統計装置、１９…デー
タ転送装置、２０…データ観測装置、２１…データカウ
ンタ、２２…ＡＴＭセルスロットカウンタ１、２３…比
較器、２４…カウンタ、２５…ＡＴＭセルスロットカウ
ンタ２、２６…比較器、２７…データＲＡＭ、２８…Ａ
ＴＭセルスロットカウンタ、２９…アドレスエンコー
ダ、３０…エンコーダー、３１…セレクタ、３２…制御
データＲＡＭ、３３…呼接続状態量子化器、３４…テー
ブルＩＤレジスタ、３５…ＭＵＸ、３６…ＤＥＭＵＸ、
３７…アドレス管理装置、３８…物理レイヤ機能、３９
…ＡＴＭ−ＳＷ、４０…ルーチングタグ付加装置、４１
…ルーチングダグ削除装置、１００…輻輳制御装置、１
０１…端末、１０２…パケット通信システム、１０３…
到着パラメータ推定装置、１０４…流量制御装置、１０
５…システム状態観測統計装置、１０６…セル到着パラ
メータ計算装置、１０７…システム状態推定装置、１０
９…通信品質推定装置、１１０…制御信号計算装置。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＡＴＭセルを蓄積する少なくとも１つの
   バッファ手段と、蓄積する前のＡＴＭセルや前記バッフ
   ァ手段内のＡＴＭセルを所定の判別基準に基づいて廃棄
   するＡＴＭセル廃棄手段と、 前記バッファ手段内に蓄積されているＡＴＭセル数、前
   記ＡＴＭセル廃棄手段によって廃棄されたＡＴＭセル
   数、前記ＡＴＭセル廃棄手段に到着したＡＴＭセル数、
   前記ＡＴＭセル廃棄手段の指示により廃棄されたＡＴＭ
   セル数、の少なくともいずれか１つを観測して、観測に
   よって得られたデータをバッファ状態データとして出力
   するバッファ状態観測手段と、 このバッファ状態観測手段からバッファ状態データを受
   信しつつその統計量を逐次更新して、バッファ状態統計
   データとして出力するバッファ状態統計手段と、 を具備し、 前記ＡＴＭセル廃棄手段は、少なくとも前記バッファ状
   態統計手段から得られる前記バッファ状態統計データに
   基づいて、前記判別基準を変化させることを特徴とする
   ＡＴＭセルの優先制御装置。
2. 【請求項２】 ＡＴＭセルを蓄積する少なくとも１つの
   バッファ手段と、蓄積する前のＡＴＭセルや前記バッフ
   ァ手段内のＡＴＭセルを所定の判別基準に基づいて廃棄
   するＡＴＭセル廃棄手段と、 前記バッファ手段内に蓄積されているＡＴＭセル数、前
   記ＡＴＭセル廃棄手段によって廃棄されたＡＴＭセル
   数、前記ＡＴＭセル廃棄手段に到着したＡＴＭセル数、
   前記ＡＴＭセル廃棄手段の指示により廃棄されたＡＴＭ
   セル数、の少なくともいずれか１つを観測して、観測に
   よって得られたデータをバッファ状態データとして出力
   するバッファ状態観測手段と、 このバッファ状態観測手段からバッファ状態データを受
   信しつつその統計量を逐次更新して、バッファ状態統計
   データとして出力するバッファ状態統計手段と、 を具備し、 前記ＡＴＭセル廃棄手段は、 少なくとも前記バッファ状態統計手段から得られる前記
   バッファ状態統計データに基づいて、各ＡＴＭセルに割
   り当てられた優先クラスごとに、前記バッファ手段への
   ＡＴＭセルの転送を規制するための規制率を算出するＡ
   ＴＭセル廃棄判定手段と、 ＡＴＭセルの優先クラスを判別し、前記ＡＴＭセル廃棄
   判定手段によって算出された規制率に従って、ＡＴＭセ
   ルの前記バッファ装置への転送を規制するＡＴＭセル入
   力規制手段と、を具備したことを特徴とするＡＴＭセル
   の優先制御装置。
3. 【請求項３】 ＡＴＭセルを蓄積する少なくとも１つの
   バッファ手段と、蓄積する前のＡＴＭセルや前記バッフ
   ァ手段内のＡＴＭセルを所定の判別基準に基づいて廃棄
   するＡＴＭセル廃棄手段と、 前記バッファ手段内に蓄積されているＡＴＭセル数、前
   記ＡＴＭセル廃棄手段によって廃棄されたＡＴＭセル
   数、前記ＡＴＭセル廃棄手段に到着したＡＴＭセル数、
   前記ＡＴＭセル廃棄手段の指示により廃棄されたＡＴＭ
   セル数、の少なくともいずれか１つを観測して、観測に
   よって得られたデータをバッファ状態データとして出力
   するバッファ状態観測手段と、 このバッファ状態観測手段からバッファ状態データを受
   信しつつその統計量を逐次更新して、バッファ状態統計
   データとして出力するバッファ状態統計手段と、 を具備し、 前記ＡＴＭセル廃棄手段は、 少なくとも前記バッファ状態統計手段から得られる前記
   バッファ状態統計データに基づいて、各ＡＴＭセルに割
   り当てられた優先クラスごとに、前記バッファ手段への
   ＡＴＭセルの転送を規制するための規制率と、前記バッ
   ファ手段内の廃棄すべきＡＴＭセルのアドレスを算出す
   るＡＴＭセル規制率・廃棄アドレス算出手段と、 ＡＴＭセルの優先クラスを判別し、前記ＡＴＭセル規制
   率・廃棄アドレス算出手段によって算出された規制率に
   従って、ＡＴＭセルの前記バッファ装置への転送を規制
   するＡＴＭセル入力規制手段と、 前記ＡＴＭセル規制率・廃棄アドレス算出手段によって
   算出された前記アドレスのＡＴＭセルを廃棄するバッフ
   ァ内ＡＴＭセル廃棄手段と、 を具備したことを特徴とするＡＴＭセルの優先制御装
   置。
4. 【請求項４】 ＡＴＭセルを蓄積する少なくとも１つの
   バッファ手段と、蓄積する前のＡＴＭセルや前記バッフ
   ァ手段内のＡＴＭセルを所定の判別基準に基づいて廃棄
   するＡＴＭセル廃棄手段と、 前記バッファ手段内に蓄積されているＡＴＭセル数、前
   記ＡＴＭセル廃棄手段によって廃棄されたＡＴＭセル
   数、前記ＡＴＭセル廃棄手段に到着したＡＴＭセル数、
   前記ＡＴＭセル廃棄手段の指示により廃棄されたＡＴＭ
   セル数、の少なくともいずれか１つを観測して、観測に
   よって得られたデータをバッファ状態データとして出力
   するバッファ状態観測手段と、 このバッファ状態観測手段からバッファ状態データを受
   信しつつその統計量を逐次更新して、バッファ状態統計
   データとして出力するバッファ状態統計手段と、 を具備し、 前記ＡＴＭセル廃棄手段は、 少なくとも前記バッファ状態統計手段から得られる前記
   バッファ状態統計データに基づいて、各ＡＴＭセルに割
   り当てられた優先クラスごとに、前記バッファ手段への
   ＡＴＭセルの転送を規制するための規制率を算出するＡ
   ＴＭセル廃棄判定手段と、 ＡＴＭセルの優先クラスを判別し、前記ＡＴＭセル廃棄
   判定手段によって算出された規制率に従って、到着した
   ＡＴＭセルの前記バッファ装置への転送を規制するＡＴ
   Ｍセル入力規制手段と、 を具備し、 前記ＡＴＭセル廃棄判定手段は、 端末からのＡＴＭセルの到着過程や呼の接続状況に関す
   る情報を記憶する呼接続状態記憶手段と、 前記バッファ状態統計手段から得られる前記バッファ状
   態統計データと、前記呼接続状態記憶手段に記憶されて
   いる前記情報とに基づいて、各優先クラスに対応するし
   きい値を算出するしきい値算出手段と、 前記バッファ手段内に蓄積されているＡＴＭセルのう
   ち、各優先クラス毎のＡＴＭセル数、又はすべての優先
   クラスのＡＴＭセル数の和のいずれかと、前記しきい値
   算出手段で算出したしきい値とを比較することにより、
   到着したＡＴＭセルの前記バッファ手段への入力を規制
   するか否かを決定するしきい値比較手段と、 を具備したことを特徴とするＡＴＭセルの優先制御装
   置。
5. 【請求項５】 複数の端末から転送されたパケットを蓄
   積する少なくとも１つのバッファ手段を具備して前記端
   末からのパケットを蓄積交換するパケット通信システム
   の輻輳制御を行う輻輳制御装置において、 前記バッファ手段に到着したパケット数、前記バッファ
   手段に蓄積されたパケット数、前記パケット通信システ
   ムの通信品質、前記端末でのパケットの出力過程を表す
   申告パラメータ、通信品質に対する要求品質の少なくと
   もいずれか１つを観測して、観測によって得られたデー
   タの統計量をシステム状態統計量として出力するシステ
   ム状態観測統計手段と、 このシステム状態観測統計手段から得られるシステム状
   態統計量を基に、前記端末から前記バッファ手段へのパ
   ケットの到着特性を推定する推定手段と、 この推定手段で推定されたパケットの到着特性と前記シ
   ステム状態統計量に基づく所定の判別基準を基に、蓄積
   する前のパケットまたは前記バッファ手段内のパケット
   の廃棄、前記端末のパケット出力速度の規制、新たに呼
   接続要求があった場合に接続を拒否、の少なくともいず
   れか１つを決定する決定手段と、 を具備したことを特徴とする輻輳制御装置。
6. 【請求項６】 複数の端末から転送されたパケットを蓄
   積する少なくとも１つのバッファ手段を具備して前記端
   末からのパケットを蓄積交換するパケット通信システム
   の輻輳制御を行う輻輳制御装置において、 前記バッファ手段に到着したパケット数、前記バッファ
   手段に蓄積されたパケット数、前記パケット通信システ
   ムの通信品質、前記端末でのパケットの出力過程を表す
   申告パラメータ、通信品質に対する要求品質の少なくと
   もいずれか１つを観測することにより得られたデータの
   統計量を基に、前記端末から前記バッファ手段へのパケ
   ットの到着特性を推定する推定手段と、 この推定手段で推定されたパケットの到着特性と前記シ
   ステム状態統計量に基づく所定の判別基準を基に、蓄積
   する前のパケットまたは前記バッファ手段内のパケット
   の廃棄、前記端末のパケット出力速度の規制、新たに呼
   接続要求があった場合に接続を拒否、の少なくともいず
   れか１つを決定する決定手段と、 を具備したことを特徴とする輻輳制御装置。
7. 【請求項７】 前記推定手段は、前記パケット到着特性
   に基づき推定されるシステム状態統計量と前記観測する
   ことにより得られたデータの統計量との差を小さくする
   ように前記パケット到着特性を更新することを特徴とす
   る請求項５または請求項６記載の輻輳制御装置。
8. 【請求項８】 前記システム状態観測統計手段は、所定
   時間毎に、観測によって得られたデータの統計量を算出
   することを特徴とする請求項５記載の輻輳制御装置。
9. 【請求項９】 前記決定手段は、前記パケットの到着特
   性と前記システム状態統計量から推定された前記通信シ
   ステムの通信品質と、要求された通信品質との差を最小
   にするよう前記判別基準を設定することを特徴とする請
   求項５または請求項６記載の輻輳制御装置。
10. 【請求項１０】 複数の端末から転送されたパケットを
    蓄積する少なくとも１つのバッファ手段を具備して前記
    端末からのパケットを蓄積交換するパケット通信システ
    ムの輻輳制御方法において、 前記バッファ手段に到着したパケット数、前記バッファ
    手段に蓄積されたパケット数、前記パケット通信システ
    ムの通信品質、前記端末でのパケットの出力過程を表す
    申告パラメータ、通信品質に対する要求品質の少なくと
    もいずれか１つを観測することにより得られたデータの
    統計量を基に、前記端末から前記バッファ手段へのパケ
    ットの到着特性を推定し、この推定されたパケットの到
    着特性と前記システム状態統計量に基づく所定の判別基
    準を基に、蓄積する前のパケットまたは前記バッファ手
    段内のパケットの廃棄、前記端末のパケット出力速度の
    規制、新たに呼接続要求があった場合に接続を拒否、の
    少なくともいずれか１つを決定することを特徴とする輻
    輳制御方法。
11. 【請求項１１】 前記パケット到着特性に基づき推定さ
    れるシステム状態統計量と前記観測することにより得ら
    れたデータの統計量との差を小さくするように前記パケ
    ット到着特性を更新することを特徴とする請求項１０記
    載の輻輳制御方法。
12. 【請求項１２】 所定時間毎に、観測によって得られた
    データの統計量を算出することを特徴とする請求項１０
    記載の輻輳制御方法。
13. 【請求項１３】 前記パケットの到着特性と前記観測す
    ることにより得られたデータの統計量から推定された前
    記通信システムの通信品質と、要求された通信品質との
    差を最小にするよう前記判別基準を設定することを特徴
    とする請求項１０記載の輻輳制御方法。