JPH04135336A - データパケット交換ネットワークにおける局のアクセス速度制御システム及び方法 - Google Patents
データパケット交換ネットワークにおける局のアクセス速度制御システム及び方法Info
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- JPH04135336A JPH04135336A JP2418000A JP41800090A JPH04135336A JP H04135336 A JPH04135336 A JP H04135336A JP 2418000 A JP2418000 A JP 2418000A JP 41800090 A JP41800090 A JP 41800090A JP H04135336 A JPH04135336 A JP H04135336A
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［０００１］
本発明は、経路指定計画に従って成る局から他の局へと
データパケットを転送することのできる無線通信チャネ
ルによって相互接続される多数の送／受信局を具えてい
るデータパケット交換ネットワークにおける局のアクセ
ス速度を制御するシステム及び方法に関するものである
。 ［０００２］
データパケットを転送することのできる無線通信チャネ
ルによって相互接続される多数の送／受信局を具えてい
るデータパケット交換ネットワークにおける局のアクセ
ス速度を制御するシステム及び方法に関するものである
。 ［０００２］
チャネルアクセス制御プロトコルの目的は、いくつかの
制御変数を最適に調整することによって無線チャネルの
処理能力を最大にすることにある。純粋且つスロット化
したアロハ（ＡＬＯＨＡ）ネットワークでは、制御変数
が、各局がデータパケットを伝送する速度を決定し、又
Ｃ３ＭＡネットワークでは、制御変数が、各局がチャネ
ルを読み取る速度を決定する。なお、局のアクセス速度
は、局が（ＡＬＯＨＡネットワークで）データパケット
を伝送したり、又は（Ｃ３ＭＡネットワークで）チャネ
ルを読み取る速度にはあまり当てはまらない。単一のホ
ップ・トポロジには概念的に１つの単一チャネルがあり
、チャネルの処理能力と制御変数との間には相対的に良
く知られている関係がある。これらの関係は制御変数を
調整するのに明白な目標となる。マルチホップ・トポロ
ジには概念上局数と同数の独立チャネルがあり、全体的
な処理能力には正確な関係は存在しない。 ［０００３］
制御変数を最適に調整することによって無線チャネルの
処理能力を最大にすることにある。純粋且つスロット化
したアロハ（ＡＬＯＨＡ）ネットワークでは、制御変数
が、各局がデータパケットを伝送する速度を決定し、又
Ｃ３ＭＡネットワークでは、制御変数が、各局がチャネ
ルを読み取る速度を決定する。なお、局のアクセス速度
は、局が（ＡＬＯＨＡネットワークで）データパケット
を伝送したり、又は（Ｃ３ＭＡネットワークで）チャネ
ルを読み取る速度にはあまり当てはまらない。単一のホ
ップ・トポロジには概念的に１つの単一チャネルがあり
、チャネルの処理能力と制御変数との間には相対的に良
く知られている関係がある。これらの関係は制御変数を
調整するのに明白な目標となる。マルチホップ・トポロ
ジには概念上局数と同数の独立チャネルがあり、全体的
な処理能力には正確な関係は存在しない。 ［０００３］
本発明の目的は、パケット交換ネットワークにおける最
／ＪＸ出力比を有している局の出力比カミこの最小出力
比を有している局が直接及ぶ範囲の局の負荷を最適に調
整することにより、又前記局の負荷をその負荷に係わる
局に最適に振りわけることによって高められるようにパ
ケット交換ネットワークにおける局のアクセス速度を制
御する方法を提供することにある。 ［０００４］
／ＪＸ出力比を有している局の出力比カミこの最小出力
比を有している局が直接及ぶ範囲の局の負荷を最適に調
整することにより、又前記局の負荷をその負荷に係わる
局に最適に振りわけることによって高められるようにパ
ケット交換ネットワークにおける局のアクセス速度を制
御する方法を提供することにある。 ［０００４］
本発明は、経路指定計画に従って成る局から他の局へと
データパケットを転送することのできる無線通信チャネ
ルによって相互接続される多数の送／受信局を具えてい
るデータパケット交換ネットワークにおける局のアクセ
ス速度を制御するシステムであって、各局がニ ーデータパケットを受信し、且つ伝送する手段とニー単
位時間当りに首尾良く伝送されたパケット数である当該
局の出力フローを示す第１パラメータを計算する第１計
算手段と；−当該局が中継し得る隣接局の出力フローに
基づく分量でこれら隣接局の出力フローが減少すると増
える当該局の入力フロー増加傾向を示す第２パラメータ
を計算する第２計算手段と； 一当該局の負荷を示す第３パラメータを計算する第３計
算手段と一前記第１．第２及び第３パラメータを当該局
の及ぶ受信範囲の全隣接局に伝送する伝送手段と； 一当該局のアクセス速度を変更するアクセス速度変更手
段と；−比較手段； とを具え、ネットワークの作動中に各局では前記第１パ
ラメータを前記第１計算手段により計算して、この第１
パラメータを前記伝送手段により各局が及ぶ受信範囲に
おける全ての隣接局に規則的な時間間隔で伝送し、その
後各局では前記第２及び第３パラメータを前記第２及び
第３計算手段により計算し、各局の伝送手段がその隣接
局に前記第２及び第３パラメータを伝送し、これら隣接
局における前記比較手段は、前記第２及び第３パラメー
タの受信後に、それらの隣接局のどの局が最も大きな入
力フローの増加傾向を有しているかを決定し、且つ第３
パラメータに基づいて前記アクセス速度変更手段が前記
隣接局のアクセス速度を更新して、最も大きな入力フロ
ーの増加傾向を有している局の負荷を公称チャネル負荷
に近付は得るように前記システムを機能させることを特
徴とするデータパケット交換ネットワークにおける局の
アクセス速度制御システムにある。 ［０００５］ 本発明の好適例では、前記第１パラメータは、正しく送
られたパケットのフローと、送らなければならないパケ
ットのフローとの比である出力比とする。この出力比は
第１計算手段により次のような比として計算するのが好
適である。即ち、予定した期間中首尾良く送られて承認
されたパケット数と、このパケット数と前記期間の終了
時にまだ待ち状態にあるパケット数との和との比として
計算するのが好適である。 ［０００６］ 以下図面を参照して本発明を説明する。 ［０００７］ マルチホップネットワーク用のチャネルアクセス制御プ
ロトコルについて論じる前に、先ず単一ホップネットワ
ークにおける斯種のプロトコルの機能について再考する
。 ［０００８］ 単一ホップネットワークにおけるチャネル負荷Ｇは種々
の局のアクセス速度ｇ（Ｋ）の和によって決定される。 チャネルの処理能力を最大とするためにチャネル負荷Ｇ
を制御する必要がある。チャネル負荷が大き過ぎると衝
突回数が多くなり過ぎ、又チャネル負荷が小さ過ぎると
アイドル期間が長くなり過ぎる。従ってチャネル負荷と
して最適なチャネル負荷ＧｎＯｍがある。この最適チャ
ネル負荷は、局のアクセス速度ｇ （Ｋ）を調整したり
、又はこれらのアクセス速度ｇ （Ｋ）を直接制御する
幾つかの変数を調整したりすることによって維持する必
要がある。このことがアクセス制御プロトコルの目的で
ある。 ［０００９］ 斯様なプロトコルの第１カテゴリは次のように実行し得
る。各局にはチャネルを聴取することによって、そのチ
ャネルの状態についての情報を収集し、それに応じて局
固有のアクセス速度ｇ（Ｋ）を調整する。例えば最適チ
ャネル負荷には最適な割合の衝突パケットが対応する。 現行の衝突パケットの割合を測定すると共にそれを最適
な割合と比較することによって、各局はその局固有のア
クセス速度を変更して、その速度を最適値に調整するこ
とができる。Ｃ３ＭＡネットワークでは、同じ戦略をア
イドル期間に対する最適平均長さに基づいて実行させる
ことができる。このタイプの戦略とは、各局がチャネル
の状態を聴取することに過ぎない。 ［００１０］ プロトコルの他のカテゴリは局間の情報交換に基づくも
のであり、従ってこのようなプロトコルはこれらの情報
交換のための予約チャネル容量を必要とする。 例えば、各局はその状態（伝送休止状態又は待ち状態）
を伝送して、パケットを伝送する局の数ｍを知ることが
できる。この場合、各局はその局固有のアクセス速度を
ＧｎＯｍ／ｍに調整することができる。それぞれの局は
、それらが情報を伝送するのにどれだけのチャネル容量
を必要とするかを（入札することにより）知らせること
もでき、次いでこれらのニーズに従って総チャネル容量
を共有することができる。第１カテゴリに比べ、このよ
うな情報交換はチャネル負荷の調整を改善するだけでな
く、要求に応じてチャネル容量を共有させることもでき
る。しかし、このような利点は多少不十分であり、その
実行に用いられるチャネル容量を正当化することにはな
らない。それでも斯様な情報交換が極めて有効となり得
る場合（マルチホップ・ホトポロジ）がある。 ［００１１］ マルチホップ・ホトポロジでは、全ての局ではないにし
ても、お互いの受信範囲内にあたかも幾つかの異なるチ
ャネルがあるような場合がある。多数の局■Ｇ、Ｋ及び
Ｌを示している図１の状態を考えるに、この図で図面上
接続されている２つの局はお互いの受信範囲内にある。 この状態では局ＩとＬがパケットを同時に伝送すること
ができる。これら２つのパケットは、これらパケットの
伝送中周Ｊ及びＫがパケットを伝送していなければ局Ｊ
及びＫによって正確に受信される。これによりチャネル
が幾つかあることがわかる。単一ホップ・トポロジにお
けるチャネルアクセス制御の目的はチャネルの処理能力
を最大とすることであった。マルチホップ・トポロジで
は、その目的はかなりあいまいなものとなる。例えば、
局Ｊがパケットを伝送すると、このパケットは局Ｉによ
って正確に受信されるが、このパケットは局にでは（局
りによって送られたパケットと）衝突することになる。 「このパケット伝送が有害となるか、否かとして考慮す
る必要があるか？」と云うことは、答えなければならな
い一種の質問事項である。アクセス速度を制御する基準
とする種々の目標機能につき下記に説明する。 ［００１２］ ソース宛先トラヒックマトリックスＭが与えられたもの
とすれば、この全トラヒックマトリックスを経路指定す
るのに要する時間を最小とするため、或いは同等に、単
位時間当りに経路指定し得るトラヒックマトリックスの
割合を例えばａ％のように一最大とするために個々のア
クセス速度を指定させるようにすることができる。従っ
て、この目標は単位時間当りに正確に伝送し得るトラヒ
ック量ａ×Ｍを最大とすることにある。この最大化にと
っては全てのアクセス速度を大域的に最適とする必要が
ある。この最適化は、［フィリップス リサーチ ラボ
ラトリ、ブラッセルス、レポートＲ５１４，１９８７Ｊ
にＰ、Ｊ、Ｃｏｕｒｔｏｉｓ、 Ｇ、５ｃｈｅｙｓ及び
Ｐ、 Ｓｅｍａｌにより発表された”Ａ ｄｉｓｔｒｉ
ｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｆｏｒ ａ Ｎｏ
ｎ−Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ Ｃ３ＭＡＣｈａｎｎｅｌ
”に記載されているように、計算上極めて扱いにくく、
しかも実際上殆ど実現できない。さらに、分数形システ
ムではアクセス速度を局部的にしか最適化できない。こ
れがため、準最適目標を規定する必要がある。 ［００１３］ ２種類の処理能力を区別する必要があり、これらの処理
能力とは局Ｋが単位時間当りに正確に受信するパケット
数Ｆ （−、Ｋ）で、以後間にの入力フローと称するも
のであり、他の１つは局Ｋが単位時間当りに首尾良く伝
送するパケット数Ｆ（Ｋ→）で、以後間にの出力フロー
と称するものである。局には斯るフローに対する承認（
肯定応答）を遅かれ早かれ受は取るものとする。 ［００１４］ 第１の目標機能は最小入力フローの最大化にある。即ち
、目標１ ： （ｍｉｎ Ｆ （−”Ｋ） ’ｒ を
最大にすル（１）［００１５］ この目標を適えるために、各局は（その局の近隣局及び
その局も含めて）どの局が最小の入力フローを出してい
るかを決め、しかもその局の入力フローを高めるために
、その局固有のアクセス速度を変更する必要がある。こ
の目標をかなえさせるためには、上記（１）における最
／ＪＸの入力フローを計算し得るようにするために、各
局はその現行の入力フローＦ（−Ｋ）を他の局に伝達す
る必要がある。 最小値が例えば局■であったら、この局の近隣の局は局
■の入力フローを増やすためにそれらの局のアクセス速
度を変更すべきである。これがため、成る局は隣接局に
入力フローを増やすことができる旨を知らせることもで
きる。例えば、各局にはその局自体でわかるように現行
のチャネル負荷Ｇ （Ｋ）を測定でき、しｃｕｒ かもその最大入カフローＦ（→Ｋ）を達成するチャネル
負荷ＧｎＯｍ（Ｋ）を決定し得るようにする必要がある
。これら２つの値を知らせれば、局■の隣接局は入力フ
ローＦ（−Ｉ）を増やすためにそれら隣接局のアクセス
速度を更新することができる。従って、各局が知らせる
べき情報は、次の３つか、Ｃ’Ｆ（−Ｋ） 、 Ｇ
（Ｋ）、 Ｇ （Ｋ） ） （２）ｎ
ｏｍ ｃｕｒ 又はもっと密な形態で、 ＣＦ（−（Ｋ））、 Ｇ （Ｋ） ＝ Ｇ （Ｋ
）／ Ｇ （Ｋ）） （３）ｒ
ｃｕｒ ｎｏｍから成るものであ
る。この処置の目的は局Ｋが正確に受信するパケット数
を増やすことに過ぎない。これらのパケットの行き先を
局Ｋに定めたり、局Ｋにこれらのパケットを中継させな
ければならないことは何等保証されない。 ［００１６］ 前記目標１に関する主たる批判は、入力フローが最小の
局が必ずしもその入力フローを増やす必要があるとは限
らず、この局の入力フローは少なくても十分なことがあ
ると云う点にある。これとは逆に、入力フローが最大の
局は、そのまま入力フローを成る程度増やしておくこと
を必要とすることもある。このような批判を満足させる
ためには局の個々の要求を考慮する必要がある。局Ｋが
受信しなければならない（単位時間当り）のパケット数
Ｔ（−Ｋ）とする場合、次のような目標機能゛を規定す
ることができる。即ち、目標２ ： （ｍｉｎ Ｆ
（→Ｋ） ／Ｔ （−Ｋ）を最大にする （４）［
００１７］ このような目標では、成る局がその局固有のアクセス速
度ｇ （Ｋ）を更新して、局が受信する入力フローと、
その局が受信すべきである入力フローとの比が最小であ
る隣接局の入力フローを増やすようにする。受信すべき
入力フローＴ（→Ｋ）は生憎局にの隣接局に分配される
ため、この入力フローは隣接局のどこにも利用できなく
なる。さらに、大抵の場合、経路指定はパケットを中継
する必要のある局までは特別に規定しない。このような
問題を克服するために次のような目標機能が試される。 ［００１８］ 目標３ ： （ｍｉｎ Ｆ （Ｋ →） ／Ｔ （Ｋ
−”） ）を最大にする （５）［００１９］ 正しく受信されるフローと、受信しなければならないフ
ローとの比を考える代りに、この場合には正しく送られ
て、承認される出力フローＦ （Ｋ→）と、送らなけれ
ばならない出力フローＴ （Ｋ→）との比を考慮する。 この比は局にの出力待ち行列の長さを測定することによ
って決定することができる。成る期間中に局Ｋがｎ （
Ｋ）個のパケットを首尾良く伝送しくこれらが承認され
）、且つこの期間の終りにまだｇ （Ｋ）個のパケット
が待ち状態にるものとすれば、この期間に対しては次式
が成立する。 ［００２０１ ［００２１］ 出力比と称する量０（Ｋ）はどの局でも決めることがで
き、それを近隣の局に知らせて、例えば局■まで届く局
所的量ｔＪＸ値を各局によって別々に容易に計算するこ
とができる。この場合の目標は最小出力比を高めること
にある。式（５）から明らかなように、経路指定は最適
化変数とは見なされないから、出力比０（Ｔ）を高める
には出力フローＦ（Ｉ→）を増やすだけでよい。しかし
、局■で待たされたパケットを中継し得る局が前もって
わからないから、局の出力フローＦ（Ｉ→）を増やすの
は困難である。大まかなやり方では、局■に増大アクセ
ス速度ｇ（Ｉ）を割当てるために、局■の近隣の局のア
クセス速度を低下させるようにする。この簡単な方法で
も極めてまれなケースで有効なこともあるが、これを制
約なしで適用する場合には極めて弊害がある。 ［００２２］ このことは明らかにアクセス制御をマルチホップ・トポ
ロジに対処させなければならない問題に二重の特性があ
ることを啓発している。一方では、局、例えばＫはその
隣接局に局にの入力フローＦ（→Ｋ）をどれだけ増やす
かについて知らせることができるが、局にはこの入力フ
ローの増加が必要であるか、どうか判断するすることが
できない（Ｔ（−Ｋ）はわからない）。他方では、局■
はその隣接局に局■が十分な伝送をできない（その局の
出力比が小さ過ぎる）旨を知らせるようにすることがで
きるが、たとえそれが首尾よくいったとしても、隣接局
はフローの増加に如何に反応したらよいかわからず、そ
の隣接局は局■の出力フローを高めるのにどのように反
応すべきなのかわからない。 ［００２３］ 図２の例がこの状況を示している。この図は局所的に最
小の出力比０（■）を呈する局■のアクセス速度を高め
る大まかなやり方では、ネットワークの他の部分のパー
ホーマンスを損なうことになることも示している。 ［００２４］ 局Ｔがセット（集合）Ｍから主として到来するトラヒッ
クによってオーバーロードされるものとする。この結果
、局■はそのすぐ隣りの局Ａ、時に集合りを経て容易に
伝送する局Ｅ及びＦの出力比よりも遥かに小さい出力比
を有する。局■のアクセス速度ｇ（Ｉ）を高めて、この
局■の出力フローを高める試みは、最／Ｊ入出力比を有
する局を包含する集合Ｍのみを損なうことになる。この
ことからして、アクセス速度を高めるには最深の注意を
払わなければならない。この例は明らかにアクセス制御
が直面しなければならない２元的な問題を啓発している
。局■及び集合Ｍにおける多分幾つかの局は、それらの
出力フローが小さ過ぎる旨はわかるが、それを改善する
方法がわからず、又局にはその入力フローを大きくし得
ることはわかるが、入力フローの増加が必要かどうかは
わからない。このような状況は情報交換によってしか解
決することができない。最小出力比を最大とすることを
目的とし、且つ２つの連続情報交換を必要とする本発明
による分散形プロトコルにつき以下説明する。 ［００２５］ 図２に示した例を再び参照するに、本発明によるプロト
コルは次のようなステップを含むものとすることができ
る。即ち、［００２６］ １、局■はその局の出力比を（放送）知らせる；２、
（ａ）局Ｔは比較により局工の出力比が最小である旨及
びそれが局■のパケットの潜在的受信局である旨を（そ
のルーテングチ−プルでのチエツクにより）悟る； （ｂ）この場合に、局Ｔはその入力フローを増やす必要
がある旨全隣接局に知らせ、且つどれだけ増やすことが
できるかを（Ｇｏｕｒ（Ｔ）及びＧｎｏｍ（Ｔ）を知ら
せることによって）告げる。 のアクセス速度を変更する。 ［００２７］ プロトコルは２つの連続情報交換を必要とする。先ず出
力比を交換する。これにより各局にはその入力フローの
増加傾向（ＩＦＩＴ）を計算することができる［００２
８］ Ｉ Ｆ Ｉ Ｔ （Ｋ）＝ （ｍｉｎ ０（Ｌ）） ４
（７）ＬＩＫＥＲ（Ｌ） ここにＲ（Ｌ）は局りによって放射されたパケットを中
継し得る局の集合を示す。従って最小値は局にの隣接局
（距離を聴取して）であり、しかも局Ｋが中継し得る局
りに引継がれる。この変数ＩＦＩＴ（Ｋ）は局にの入力
フローＦ（−Ｋ）をどれだけ改善すべきかの目安となり
、入力フロー増加傾向の他の目安については後に説明す
る。ネットワーク全体における入力フローの増加傾向Ｉ
ＦＩＴ （Ｋ）は大域最小出力比を有する局の中継局で
ある局Ｋに対して最大となる。ＩＦＩＴの決定は上記プ
ロトコルにおけるステップ（２ａ）に対応する。 ［００２９］ 第２情報交換はＩＦＩＴに関連する。この交換により各
局にはその隣接局Ｎ（Ｋ）における最大ＩＦＩＴを呈す
る局を求めることができる。 ｅｆ ＩＦＩＴ（ＴＫ）＝ｍａｘ ＩＦＩＴ（Ｊ） （８
）ＪＥＮ （Ｋ）ＵＫ ここに、Ｔ はこの局を示す。Ｎ（Ｋ）におけるＴＫは
入力フローを増やす局である。この場合、局にはそのア
クセス速度をそれ相当に変更しなければならない。従っ
て、このプロトコルの目的は工を中継し得る局ＴＫの入
力フローを増やすことによって最も小さい出力比０（Ｉ
）を増やすことにある。従ってアクセス速度ｇ （Ｋ）
を図３Ａに示した下記の規則により更新させる。 ［００３０］ 図３Ａにおけるｇ 、及びｇ は許容される最小及び
最大アクセス速度をそｍｌｎ ｍａＸ れらのプロトコルパラメータに対する理想的な形態を図
３Ｂに示しである。局Ｔィの負荷が高過ぎると、その隣
接局は全てそれらのアクセス速度を下げる。局Ｔ、の負
荷が軽過ぎると、局には、それが最小出力比を有してい
る場合で、しかも局ＴＫが局Ｋを中継し得る場合にだけ
アクセス速度を高めることができる。局ＴＫのトラヒッ
ク負荷が既に最適に調整されている場合には、出力比が
最も小さい局に対するアクセス速度を少し高めて、他の
局のアクセス速度を僅かだけ下げる更新だけが有効とな
る。 ［００３１］ アクセス速度の更新は局ＴＫが特定のものでない場合に
はかなり複雑なものとなる。この場合には、局ＴＫの入
力フローを大域的に増加させるために、アクセス速度を
更新させる必要がある。宛先に最も近い局ＴＫに何等か
の優先権を与えて、ネットワークに残さなければならな
いトラヒックに高い優先度を与えることができる。 ［００３２］ 出力比をより一層一般的に定義するには次のような限定
条件を考慮する。 従って、伝送済み、及び全く伝送しない（ｎ（Ｋ） ＝
０ ＝ｑ（Ｋ））局の出力比は最大となる。 ［００３３］ さらに、入力フロー増加傾向ＩＦＩＴは上述した所では
最も小さい出力比の逆関数として定義した。実際上、こ
のようにすると、どの局も最小出力フローを伝送しなけ
ればならないことになる。このことはプロの逆関数、即
ち ［００３４］
データパケットを転送することのできる無線通信チャネ
ルによって相互接続される多数の送／受信局を具えてい
るデータパケット交換ネットワークにおける局のアクセ
ス速度を制御するシステムであって、各局がニ ーデータパケットを受信し、且つ伝送する手段とニー単
位時間当りに首尾良く伝送されたパケット数である当該
局の出力フローを示す第１パラメータを計算する第１計
算手段と；−当該局が中継し得る隣接局の出力フローに
基づく分量でこれら隣接局の出力フローが減少すると増
える当該局の入力フロー増加傾向を示す第２パラメータ
を計算する第２計算手段と； 一当該局の負荷を示す第３パラメータを計算する第３計
算手段と一前記第１．第２及び第３パラメータを当該局
の及ぶ受信範囲の全隣接局に伝送する伝送手段と； 一当該局のアクセス速度を変更するアクセス速度変更手
段と；−比較手段； とを具え、ネットワークの作動中に各局では前記第１パ
ラメータを前記第１計算手段により計算して、この第１
パラメータを前記伝送手段により各局が及ぶ受信範囲に
おける全ての隣接局に規則的な時間間隔で伝送し、その
後各局では前記第２及び第３パラメータを前記第２及び
第３計算手段により計算し、各局の伝送手段がその隣接
局に前記第２及び第３パラメータを伝送し、これら隣接
局における前記比較手段は、前記第２及び第３パラメー
タの受信後に、それらの隣接局のどの局が最も大きな入
力フローの増加傾向を有しているかを決定し、且つ第３
パラメータに基づいて前記アクセス速度変更手段が前記
隣接局のアクセス速度を更新して、最も大きな入力フロ
ーの増加傾向を有している局の負荷を公称チャネル負荷
に近付は得るように前記システムを機能させることを特
徴とするデータパケット交換ネットワークにおける局の
アクセス速度制御システムにある。 ［０００５］ 本発明の好適例では、前記第１パラメータは、正しく送
られたパケットのフローと、送らなければならないパケ
ットのフローとの比である出力比とする。この出力比は
第１計算手段により次のような比として計算するのが好
適である。即ち、予定した期間中首尾良く送られて承認
されたパケット数と、このパケット数と前記期間の終了
時にまだ待ち状態にあるパケット数との和との比として
計算するのが好適である。 ［０００６］ 以下図面を参照して本発明を説明する。 ［０００７］ マルチホップネットワーク用のチャネルアクセス制御プ
ロトコルについて論じる前に、先ず単一ホップネットワ
ークにおける斯種のプロトコルの機能について再考する
。 ［０００８］ 単一ホップネットワークにおけるチャネル負荷Ｇは種々
の局のアクセス速度ｇ（Ｋ）の和によって決定される。 チャネルの処理能力を最大とするためにチャネル負荷Ｇ
を制御する必要がある。チャネル負荷が大き過ぎると衝
突回数が多くなり過ぎ、又チャネル負荷が小さ過ぎると
アイドル期間が長くなり過ぎる。従ってチャネル負荷と
して最適なチャネル負荷ＧｎＯｍがある。この最適チャ
ネル負荷は、局のアクセス速度ｇ （Ｋ）を調整したり
、又はこれらのアクセス速度ｇ （Ｋ）を直接制御する
幾つかの変数を調整したりすることによって維持する必
要がある。このことがアクセス制御プロトコルの目的で
ある。 ［０００９］ 斯様なプロトコルの第１カテゴリは次のように実行し得
る。各局にはチャネルを聴取することによって、そのチ
ャネルの状態についての情報を収集し、それに応じて局
固有のアクセス速度ｇ（Ｋ）を調整する。例えば最適チ
ャネル負荷には最適な割合の衝突パケットが対応する。 現行の衝突パケットの割合を測定すると共にそれを最適
な割合と比較することによって、各局はその局固有のア
クセス速度を変更して、その速度を最適値に調整するこ
とができる。Ｃ３ＭＡネットワークでは、同じ戦略をア
イドル期間に対する最適平均長さに基づいて実行させる
ことができる。このタイプの戦略とは、各局がチャネル
の状態を聴取することに過ぎない。 ［００１０］ プロトコルの他のカテゴリは局間の情報交換に基づくも
のであり、従ってこのようなプロトコルはこれらの情報
交換のための予約チャネル容量を必要とする。 例えば、各局はその状態（伝送休止状態又は待ち状態）
を伝送して、パケットを伝送する局の数ｍを知ることが
できる。この場合、各局はその局固有のアクセス速度を
ＧｎＯｍ／ｍに調整することができる。それぞれの局は
、それらが情報を伝送するのにどれだけのチャネル容量
を必要とするかを（入札することにより）知らせること
もでき、次いでこれらのニーズに従って総チャネル容量
を共有することができる。第１カテゴリに比べ、このよ
うな情報交換はチャネル負荷の調整を改善するだけでな
く、要求に応じてチャネル容量を共有させることもでき
る。しかし、このような利点は多少不十分であり、その
実行に用いられるチャネル容量を正当化することにはな
らない。それでも斯様な情報交換が極めて有効となり得
る場合（マルチホップ・ホトポロジ）がある。 ［００１１］ マルチホップ・ホトポロジでは、全ての局ではないにし
ても、お互いの受信範囲内にあたかも幾つかの異なるチ
ャネルがあるような場合がある。多数の局■Ｇ、Ｋ及び
Ｌを示している図１の状態を考えるに、この図で図面上
接続されている２つの局はお互いの受信範囲内にある。 この状態では局ＩとＬがパケットを同時に伝送すること
ができる。これら２つのパケットは、これらパケットの
伝送中周Ｊ及びＫがパケットを伝送していなければ局Ｊ
及びＫによって正確に受信される。これによりチャネル
が幾つかあることがわかる。単一ホップ・トポロジにお
けるチャネルアクセス制御の目的はチャネルの処理能力
を最大とすることであった。マルチホップ・トポロジで
は、その目的はかなりあいまいなものとなる。例えば、
局Ｊがパケットを伝送すると、このパケットは局Ｉによ
って正確に受信されるが、このパケットは局にでは（局
りによって送られたパケットと）衝突することになる。 「このパケット伝送が有害となるか、否かとして考慮す
る必要があるか？」と云うことは、答えなければならな
い一種の質問事項である。アクセス速度を制御する基準
とする種々の目標機能につき下記に説明する。 ［００１２］ ソース宛先トラヒックマトリックスＭが与えられたもの
とすれば、この全トラヒックマトリックスを経路指定す
るのに要する時間を最小とするため、或いは同等に、単
位時間当りに経路指定し得るトラヒックマトリックスの
割合を例えばａ％のように一最大とするために個々のア
クセス速度を指定させるようにすることができる。従っ
て、この目標は単位時間当りに正確に伝送し得るトラヒ
ック量ａ×Ｍを最大とすることにある。この最大化にと
っては全てのアクセス速度を大域的に最適とする必要が
ある。この最適化は、［フィリップス リサーチ ラボ
ラトリ、ブラッセルス、レポートＲ５１４，１９８７Ｊ
にＰ、Ｊ、Ｃｏｕｒｔｏｉｓ、 Ｇ、５ｃｈｅｙｓ及び
Ｐ、 Ｓｅｍａｌにより発表された”Ａ ｄｉｓｔｒｉ
ｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｆｏｒ ａ Ｎｏ
ｎ−Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ Ｃ３ＭＡＣｈａｎｎｅｌ
”に記載されているように、計算上極めて扱いにくく、
しかも実際上殆ど実現できない。さらに、分数形システ
ムではアクセス速度を局部的にしか最適化できない。こ
れがため、準最適目標を規定する必要がある。 ［００１３］ ２種類の処理能力を区別する必要があり、これらの処理
能力とは局Ｋが単位時間当りに正確に受信するパケット
数Ｆ （−、Ｋ）で、以後間にの入力フローと称するも
のであり、他の１つは局Ｋが単位時間当りに首尾良く伝
送するパケット数Ｆ（Ｋ→）で、以後間にの出力フロー
と称するものである。局には斯るフローに対する承認（
肯定応答）を遅かれ早かれ受は取るものとする。 ［００１４］ 第１の目標機能は最小入力フローの最大化にある。即ち
、目標１ ： （ｍｉｎ Ｆ （−”Ｋ） ’ｒ を
最大にすル（１）［００１５］ この目標を適えるために、各局は（その局の近隣局及び
その局も含めて）どの局が最小の入力フローを出してい
るかを決め、しかもその局の入力フローを高めるために
、その局固有のアクセス速度を変更する必要がある。こ
の目標をかなえさせるためには、上記（１）における最
／ＪＸの入力フローを計算し得るようにするために、各
局はその現行の入力フローＦ（−Ｋ）を他の局に伝達す
る必要がある。 最小値が例えば局■であったら、この局の近隣の局は局
■の入力フローを増やすためにそれらの局のアクセス速
度を変更すべきである。これがため、成る局は隣接局に
入力フローを増やすことができる旨を知らせることもで
きる。例えば、各局にはその局自体でわかるように現行
のチャネル負荷Ｇ （Ｋ）を測定でき、しｃｕｒ かもその最大入カフローＦ（→Ｋ）を達成するチャネル
負荷ＧｎＯｍ（Ｋ）を決定し得るようにする必要がある
。これら２つの値を知らせれば、局■の隣接局は入力フ
ローＦ（−Ｉ）を増やすためにそれら隣接局のアクセス
速度を更新することができる。従って、各局が知らせる
べき情報は、次の３つか、Ｃ’Ｆ（−Ｋ） 、 Ｇ
（Ｋ）、 Ｇ （Ｋ） ） （２）ｎ
ｏｍ ｃｕｒ 又はもっと密な形態で、 ＣＦ（−（Ｋ））、 Ｇ （Ｋ） ＝ Ｇ （Ｋ
）／ Ｇ （Ｋ）） （３）ｒ
ｃｕｒ ｎｏｍから成るものであ
る。この処置の目的は局Ｋが正確に受信するパケット数
を増やすことに過ぎない。これらのパケットの行き先を
局Ｋに定めたり、局Ｋにこれらのパケットを中継させな
ければならないことは何等保証されない。 ［００１６］ 前記目標１に関する主たる批判は、入力フローが最小の
局が必ずしもその入力フローを増やす必要があるとは限
らず、この局の入力フローは少なくても十分なことがあ
ると云う点にある。これとは逆に、入力フローが最大の
局は、そのまま入力フローを成る程度増やしておくこと
を必要とすることもある。このような批判を満足させる
ためには局の個々の要求を考慮する必要がある。局Ｋが
受信しなければならない（単位時間当り）のパケット数
Ｔ（−Ｋ）とする場合、次のような目標機能゛を規定す
ることができる。即ち、目標２ ： （ｍｉｎ Ｆ
（→Ｋ） ／Ｔ （−Ｋ）を最大にする （４）［
００１７］ このような目標では、成る局がその局固有のアクセス速
度ｇ （Ｋ）を更新して、局が受信する入力フローと、
その局が受信すべきである入力フローとの比が最小であ
る隣接局の入力フローを増やすようにする。受信すべき
入力フローＴ（→Ｋ）は生憎局にの隣接局に分配される
ため、この入力フローは隣接局のどこにも利用できなく
なる。さらに、大抵の場合、経路指定はパケットを中継
する必要のある局までは特別に規定しない。このような
問題を克服するために次のような目標機能が試される。 ［００１８］ 目標３ ： （ｍｉｎ Ｆ （Ｋ →） ／Ｔ （Ｋ
−”） ）を最大にする （５）［００１９］ 正しく受信されるフローと、受信しなければならないフ
ローとの比を考える代りに、この場合には正しく送られ
て、承認される出力フローＦ （Ｋ→）と、送らなけれ
ばならない出力フローＴ （Ｋ→）との比を考慮する。 この比は局にの出力待ち行列の長さを測定することによ
って決定することができる。成る期間中に局Ｋがｎ （
Ｋ）個のパケットを首尾良く伝送しくこれらが承認され
）、且つこの期間の終りにまだｇ （Ｋ）個のパケット
が待ち状態にるものとすれば、この期間に対しては次式
が成立する。 ［００２０１ ［００２１］ 出力比と称する量０（Ｋ）はどの局でも決めることがで
き、それを近隣の局に知らせて、例えば局■まで届く局
所的量ｔＪＸ値を各局によって別々に容易に計算するこ
とができる。この場合の目標は最小出力比を高めること
にある。式（５）から明らかなように、経路指定は最適
化変数とは見なされないから、出力比０（Ｔ）を高める
には出力フローＦ（Ｉ→）を増やすだけでよい。しかし
、局■で待たされたパケットを中継し得る局が前もって
わからないから、局の出力フローＦ（Ｉ→）を増やすの
は困難である。大まかなやり方では、局■に増大アクセ
ス速度ｇ（Ｉ）を割当てるために、局■の近隣の局のア
クセス速度を低下させるようにする。この簡単な方法で
も極めてまれなケースで有効なこともあるが、これを制
約なしで適用する場合には極めて弊害がある。 ［００２２］ このことは明らかにアクセス制御をマルチホップ・トポ
ロジに対処させなければならない問題に二重の特性があ
ることを啓発している。一方では、局、例えばＫはその
隣接局に局にの入力フローＦ（→Ｋ）をどれだけ増やす
かについて知らせることができるが、局にはこの入力フ
ローの増加が必要であるか、どうか判断するすることが
できない（Ｔ（−Ｋ）はわからない）。他方では、局■
はその隣接局に局■が十分な伝送をできない（その局の
出力比が小さ過ぎる）旨を知らせるようにすることがで
きるが、たとえそれが首尾よくいったとしても、隣接局
はフローの増加に如何に反応したらよいかわからず、そ
の隣接局は局■の出力フローを高めるのにどのように反
応すべきなのかわからない。 ［００２３］ 図２の例がこの状況を示している。この図は局所的に最
小の出力比０（■）を呈する局■のアクセス速度を高め
る大まかなやり方では、ネットワークの他の部分のパー
ホーマンスを損なうことになることも示している。 ［００２４］ 局Ｔがセット（集合）Ｍから主として到来するトラヒッ
クによってオーバーロードされるものとする。この結果
、局■はそのすぐ隣りの局Ａ、時に集合りを経て容易に
伝送する局Ｅ及びＦの出力比よりも遥かに小さい出力比
を有する。局■のアクセス速度ｇ（Ｉ）を高めて、この
局■の出力フローを高める試みは、最／Ｊ入出力比を有
する局を包含する集合Ｍのみを損なうことになる。この
ことからして、アクセス速度を高めるには最深の注意を
払わなければならない。この例は明らかにアクセス制御
が直面しなければならない２元的な問題を啓発している
。局■及び集合Ｍにおける多分幾つかの局は、それらの
出力フローが小さ過ぎる旨はわかるが、それを改善する
方法がわからず、又局にはその入力フローを大きくし得
ることはわかるが、入力フローの増加が必要かどうかは
わからない。このような状況は情報交換によってしか解
決することができない。最小出力比を最大とすることを
目的とし、且つ２つの連続情報交換を必要とする本発明
による分散形プロトコルにつき以下説明する。 ［００２５］ 図２に示した例を再び参照するに、本発明によるプロト
コルは次のようなステップを含むものとすることができ
る。即ち、［００２６］ １、局■はその局の出力比を（放送）知らせる；２、
（ａ）局Ｔは比較により局工の出力比が最小である旨及
びそれが局■のパケットの潜在的受信局である旨を（そ
のルーテングチ−プルでのチエツクにより）悟る； （ｂ）この場合に、局Ｔはその入力フローを増やす必要
がある旨全隣接局に知らせ、且つどれだけ増やすことが
できるかを（Ｇｏｕｒ（Ｔ）及びＧｎｏｍ（Ｔ）を知ら
せることによって）告げる。 のアクセス速度を変更する。 ［００２７］ プロトコルは２つの連続情報交換を必要とする。先ず出
力比を交換する。これにより各局にはその入力フローの
増加傾向（ＩＦＩＴ）を計算することができる［００２
８］ Ｉ Ｆ Ｉ Ｔ （Ｋ）＝ （ｍｉｎ ０（Ｌ）） ４
（７）ＬＩＫＥＲ（Ｌ） ここにＲ（Ｌ）は局りによって放射されたパケットを中
継し得る局の集合を示す。従って最小値は局にの隣接局
（距離を聴取して）であり、しかも局Ｋが中継し得る局
りに引継がれる。この変数ＩＦＩＴ（Ｋ）は局にの入力
フローＦ（−Ｋ）をどれだけ改善すべきかの目安となり
、入力フロー増加傾向の他の目安については後に説明す
る。ネットワーク全体における入力フローの増加傾向Ｉ
ＦＩＴ （Ｋ）は大域最小出力比を有する局の中継局で
ある局Ｋに対して最大となる。ＩＦＩＴの決定は上記プ
ロトコルにおけるステップ（２ａ）に対応する。 ［００２９］ 第２情報交換はＩＦＩＴに関連する。この交換により各
局にはその隣接局Ｎ（Ｋ）における最大ＩＦＩＴを呈す
る局を求めることができる。 ｅｆ ＩＦＩＴ（ＴＫ）＝ｍａｘ ＩＦＩＴ（Ｊ） （８
）ＪＥＮ （Ｋ）ＵＫ ここに、Ｔ はこの局を示す。Ｎ（Ｋ）におけるＴＫは
入力フローを増やす局である。この場合、局にはそのア
クセス速度をそれ相当に変更しなければならない。従っ
て、このプロトコルの目的は工を中継し得る局ＴＫの入
力フローを増やすことによって最も小さい出力比０（Ｉ
）を増やすことにある。従ってアクセス速度ｇ （Ｋ）
を図３Ａに示した下記の規則により更新させる。 ［００３０］ 図３Ａにおけるｇ 、及びｇ は許容される最小及び
最大アクセス速度をそｍｌｎ ｍａＸ れらのプロトコルパラメータに対する理想的な形態を図
３Ｂに示しである。局Ｔィの負荷が高過ぎると、その隣
接局は全てそれらのアクセス速度を下げる。局Ｔ、の負
荷が軽過ぎると、局には、それが最小出力比を有してい
る場合で、しかも局ＴＫが局Ｋを中継し得る場合にだけ
アクセス速度を高めることができる。局ＴＫのトラヒッ
ク負荷が既に最適に調整されている場合には、出力比が
最も小さい局に対するアクセス速度を少し高めて、他の
局のアクセス速度を僅かだけ下げる更新だけが有効とな
る。 ［００３１］ アクセス速度の更新は局ＴＫが特定のものでない場合に
はかなり複雑なものとなる。この場合には、局ＴＫの入
力フローを大域的に増加させるために、アクセス速度を
更新させる必要がある。宛先に最も近い局ＴＫに何等か
の優先権を与えて、ネットワークに残さなければならな
いトラヒックに高い優先度を与えることができる。 ［００３２］ 出力比をより一層一般的に定義するには次のような限定
条件を考慮する。 従って、伝送済み、及び全く伝送しない（ｎ（Ｋ） ＝
０ ＝ｑ（Ｋ））局の出力比は最大となる。 ［００３３］ さらに、入力フロー増加傾向ＩＦＩＴは上述した所では
最も小さい出力比の逆関数として定義した。実際上、こ
のようにすると、どの局も最小出力フローを伝送しなけ
ればならないことになる。このことはプロの逆関数、即
ち ［００３４］
【数５】
ｎ （Ｌ） ＋ ｑ （Ｌ）
か、或いは大域化した出力比の逆関数、即ち、
【数６】
Σ ｎ（Ｌ）＋ｑ（Ｌ）
とすることができる。これらの目安では、各局のパーホ
ーマンスをその隣接局のパーホーマンスと混合させる。 これにより、成る局が伝送パケットを僅かしか有してお
らず、出力フローがゼロの場合でも公平にすることがで
きる。 ［００３６］ ＩＦＩＴが最大の局が局にそのものである場合には、ア
クセス速度ｇ （Ｋ）を特定の方法で更新させるべきで
ある。この更新にはこの場合、局にの固有のアクセス速
度ｇ （Ｋ）が、この局Ｋによって正しく受信されるパ
ケット数に支障をきたす旨を考慮する必要がある。例え
ば、局Ｋがパケットを伝送している時に、その局がパケ
ットを受信できなければ、アクセス速度ｇ （Ｋ）を減
らして、局にの入力フローを増やす必要がある。 ［００３７］ ここで述べたプロトコルはいずれも情報交換を必要とす
る。これがため、プロトコルを実行させるためには各局
の出力及び入力フローを参照とすべきである。 この要件の結論はプロトコルの公平な特性が極めて重要
と思われることにある。 ［００３８］
ーマンスをその隣接局のパーホーマンスと混合させる。 これにより、成る局が伝送パケットを僅かしか有してお
らず、出力フローがゼロの場合でも公平にすることがで
きる。 ［００３６］ ＩＦＩＴが最大の局が局にそのものである場合には、ア
クセス速度ｇ （Ｋ）を特定の方法で更新させるべきで
ある。この更新にはこの場合、局にの固有のアクセス速
度ｇ （Ｋ）が、この局Ｋによって正しく受信されるパ
ケット数に支障をきたす旨を考慮する必要がある。例え
ば、局Ｋがパケットを伝送している時に、その局がパケ
ットを受信できなければ、アクセス速度ｇ （Ｋ）を減
らして、局にの入力フローを増やす必要がある。 ［００３７］ ここで述べたプロトコルはいずれも情報交換を必要とす
る。これがため、プロトコルを実行させるためには各局
の出力及び入力フローを参照とすべきである。 この要件の結論はプロトコルの公平な特性が極めて重要
と思われることにある。 ［００３８］
上述した方法を実行するネットワークにて機能さすべく
設計した局における種々の回路のバードウエヤ構成を図
４にブロックにて示しである。 図４は受信段１１、伝送段１２、トラヒックコントロー
ラ１３及び追加のコントローラ１４を具えている局１０
を示す。作動中受信段１１は種々のチャネルからのデー
タパケットを受信する機能をし、これらのデータパケッ
トはトラヒックコントローラ１３に転送される。このト
ラヒックコントローラ１３は各受信したデータパケット
の宛先をモニタし、且つ局１０が受信データパケットを
中継しなければならない場合には、その受信データパケ
ットを伝送段１２へと転送するか、或いは局１０が上記
受信データパケットの宛先であった場合には、その受信
データパケットを出力端子１５に転送するか、又はさも
なければ受信データパケットを廃棄する。受信段１１、
伝送段１２及びトラヒックコントローラ１３の機能につ
いては当業者にとって周知であると思われるので、これ
らの回路の機能についての説明は省略する。 ［００３９］ 上述したように局１０は追加のコントローラ１４を装備
しており、これは第１計算器１６、第２計算器１７、第
３計算器１８、比較段１９及びアクセス速度変更手段２
０の如き多数のサブ回路を具えている。 ［００４０］ 作動中第１計算器１６は、データパケットが伝送段１２
によって首尾良く伝送される度毎にトラヒツトコントロ
ーラ１３から情報を受信する。計算器１６はトラヒック
コントローラ１３から受信した情報に基いて上述した第
１パラメータを計算し、このパラメータは伝送段１２に
よって単位時間当りに首尾良く伝送されるパケット数を
示し、これは換言するに局１０の出力フローを示す第１
パラメータである。この計算した第１パラメータを計算
器１６から伝送段１２に供給して、隣接局へと伝送する
。 ［００４１１ 局１０の受信段１１は隣接局からの第１パラメータも受
信し、これらの第１パラメータは受信段１１から第２計
算器１７へと転送され、ここでは上記第１パラメータを
用いて局１０の入力フローの増加傾向を示す前述した第
２パラメータを計算する。 ［００４２］ 第３計算器１８はトラヒックコントローラ１３から情報
を受信し、それに基いて局１０の負荷を示す第３パラメ
ータを計算する。 ［００４３］ 第２計算器１７によって計算した第２パラメータ及び第
３計算器１８によって計算した第３パラメータの双方を
伝送段１２に転送してから、これらを局１０の及ぶ範囲
の全ての隣接局に伝送する。 ［００４４］ 受信段１１にて受信される隣接局からの第２及び第３パ
ラメータは比較段１９に転送され、ここで全ての隣接局
から受信されたパラメータを互いに比較し、且つ局１０
の直ぐ隣りのどの局が最も大きな入力フローの増加傾向
を有しているのかを決定する。この判定を反映する信号
を比較段１９からアクセス速度変更手段２０に転送する
。このアクセス速度変更手段２０は斯様な信号の受信に
応答して適当な制御信号をトラヒックコントローラ１３
に与え、局１０のアクセス速度を上述したような方法で
更新させる。 ［００４５］ 図４の追加のコントローラ１４は多数の別個のサブ回路
１６．１７．１８．１９及び２０を具えているが、より
精巧な例として追加のコントローラ１４は適当にプログ
ラム化したプロセッサ又はコンピュータで構成し、これ
にて種々の計算及び比較操作を行ない、且つ適切な信号
を伝送段１２に与えたり、トラヒックコントローラ１３
に制御信号を与えたりすることもできることは明らかで
ある。
設計した局における種々の回路のバードウエヤ構成を図
４にブロックにて示しである。 図４は受信段１１、伝送段１２、トラヒックコントロー
ラ１３及び追加のコントローラ１４を具えている局１０
を示す。作動中受信段１１は種々のチャネルからのデー
タパケットを受信する機能をし、これらのデータパケッ
トはトラヒックコントローラ１３に転送される。このト
ラヒックコントローラ１３は各受信したデータパケット
の宛先をモニタし、且つ局１０が受信データパケットを
中継しなければならない場合には、その受信データパケ
ットを伝送段１２へと転送するか、或いは局１０が上記
受信データパケットの宛先であった場合には、その受信
データパケットを出力端子１５に転送するか、又はさも
なければ受信データパケットを廃棄する。受信段１１、
伝送段１２及びトラヒックコントローラ１３の機能につ
いては当業者にとって周知であると思われるので、これ
らの回路の機能についての説明は省略する。 ［００３９］ 上述したように局１０は追加のコントローラ１４を装備
しており、これは第１計算器１６、第２計算器１７、第
３計算器１８、比較段１９及びアクセス速度変更手段２
０の如き多数のサブ回路を具えている。 ［００４０］ 作動中第１計算器１６は、データパケットが伝送段１２
によって首尾良く伝送される度毎にトラヒツトコントロ
ーラ１３から情報を受信する。計算器１６はトラヒック
コントローラ１３から受信した情報に基いて上述した第
１パラメータを計算し、このパラメータは伝送段１２に
よって単位時間当りに首尾良く伝送されるパケット数を
示し、これは換言するに局１０の出力フローを示す第１
パラメータである。この計算した第１パラメータを計算
器１６から伝送段１２に供給して、隣接局へと伝送する
。 ［００４１１ 局１０の受信段１１は隣接局からの第１パラメータも受
信し、これらの第１パラメータは受信段１１から第２計
算器１７へと転送され、ここでは上記第１パラメータを
用いて局１０の入力フローの増加傾向を示す前述した第
２パラメータを計算する。 ［００４２］ 第３計算器１８はトラヒックコントローラ１３から情報
を受信し、それに基いて局１０の負荷を示す第３パラメ
ータを計算する。 ［００４３］ 第２計算器１７によって計算した第２パラメータ及び第
３計算器１８によって計算した第３パラメータの双方を
伝送段１２に転送してから、これらを局１０の及ぶ範囲
の全ての隣接局に伝送する。 ［００４４］ 受信段１１にて受信される隣接局からの第２及び第３パ
ラメータは比較段１９に転送され、ここで全ての隣接局
から受信されたパラメータを互いに比較し、且つ局１０
の直ぐ隣りのどの局が最も大きな入力フローの増加傾向
を有しているのかを決定する。この判定を反映する信号
を比較段１９からアクセス速度変更手段２０に転送する
。このアクセス速度変更手段２０は斯様な信号の受信に
応答して適当な制御信号をトラヒックコントローラ１３
に与え、局１０のアクセス速度を上述したような方法で
更新させる。 ［００４５］ 図４の追加のコントローラ１４は多数の別個のサブ回路
１６．１７．１８．１９及び２０を具えているが、より
精巧な例として追加のコントローラ１４は適当にプログ
ラム化したプロセッサ又はコンピュータで構成し、これ
にて種々の計算及び比較操作を行ない、且つ適切な信号
を伝送段１２に与えたり、トラヒックコントローラ１３
に制御信号を与えたりすることもできることは明らかで
ある。
【図１】
単純化したマルチポツプパケット無線ネットワークを示
す線図である。
す線図である。
【図２】
マルチポツプ無線ネットワークを極めて図式的に示した
線図である。
線図である。
【図３】
（Ａ）は、本発明による方法に用いる汎用のアクセス速
度更新規則の大要を示す説明図である。 （Ｂ）は、プロトコルパラメータがとり得る形態を示す
説明図である。
度更新規則の大要を示す説明図である。 （Ｂ）は、プロトコルパラメータがとり得る形態を示す
説明図である。
【図４】
ネットワーク局の１つを構成するバードウエヤのブロッ
ク図である。
ク図である。
１０局
１１ 受信段
１２ 伝送段
１３トラヒツクコントローラ
１６ 第１計算器
１７ 第２計算器
１８ 第３計算器
１９ 比較段
２０ アクセス速度変更手段
図面
【図１】
Ｉ−Ｊ−に−Ｌ
【図２】
【図３】
Claims (11)
- 【請求項１】経路指定計画に従って或る局から他の局へ
とデータパケットを転送することのできる無線通信チャ
ネルによって相互接続される多数の送／受信局を具えて
いるデータパケット交換ネットワークにおける局のアク
セス速度を制御するシステムであって、各局が： −データパケットを受信し、且つ伝送する手段と；−単
位時間当りに首尾良く伝送されたパケット数である当該
局の出力フローを示す第１パラメータを計算する第１計
算手段と；−当該局が中継し得る隣接局の出力フローに
基づく分量でこれら隣接局の出力フローが減少すると増
える当該局の入力フロー増加傾向を示す第２パラメータ
を計算する第２計算手段と； −当該局の負荷を示す第３パラメータを計算する第３計
算手段と；−前記第１、第２及び第３パラメータを当該
局の及ぶ受信範囲の全隣接局に伝送する伝送手段と； −当該局のアクセス速度を変更するアクセス速度変更手
段と；−比較手段、 とを具え、ネットワークの作動中に各局では前記第１パ
ラメータを前記第１計算手段により計算して、この第１
パラメータを前記伝送手段により各局が及ぶ受信範囲に
おける全ての隣接局に規則的な時間間隔で伝送し、その
後各局では前記第２及び第３パラメータを前記第２及び
第３計算手段により計算し、各局の伝送手段がその隣接
局に前記第２及び第３パラメータを伝送し、これら隣接
局における前記比較手段は、前記第２及び第３パラメー
タの受信後に、それらの隣接局のどの局が最も大きな入
力フローの増加傾向を有しているかを決定し、且つ第３
パラメータに基づいて前記アクセス速度変更手段が前記
隣接局のアクセス速度を更新して、最も大きな入力フロ
ーの増加傾向を有している局の負荷を公称チャネル負荷
に近付け得るように前記システムを機能させることを特
徴とするデータパケット交換ネットワークにおける局の
アクセス速度制御システム。 - 【請求項２】前記第１パラメータは、正しく送られたパ
ケットのフローと、送らなければならないパケットのフ
ローとの比である出力比とすることを特徴とする請求項
１のシステム。 - 【請求項３】作動中に前記第１計算手段が前記出力比を
、データパケット伝送手段により首尾良く送られ、且つ
所定の期間中に承認されたパケット数と、このパケット
数と前記期間の終了時にデータパケット伝送手段でまだ
待機しているパケット数との和との比として計算するこ
とを特徴とする請求項２のシステム。 - 【請求項４】作動中に前記第２計算手段が次のアルゴリ
ズム、即ちＩＦＩＴ（Ｋ）＝〔ｍｉｎＯ（Ｌ）〕＾−＾
４、Ｌ｜Ｋ∈Ｒ（Ｌ） に従って入力フロー増加傾向を計算し、ここにＩＦＩＴ
（Ｋ）は局Ｋの入力フロー増加傾向、Ｒ（Ｌ）は局Ｌが
送ったパケットを中継し得る局の集合、Ｏ（Ｌ）は局Ｌ
の出力比としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれ
か一項のシステム。 - 【請求項５】各局のアクセス速度ｇ（Ｋ）を下記の規則
に従ってアクセス速度変更手段により更新させ、 【数１】 Ｇ＿ｒ（Ｔ＿Ｋ）＞１＋εのとき、ｇ（Ｋ）←ｍａｘ｛
ｇ（Ｋ）−δ＿１、ｇｍｉｎ｝、１−ε≦Ｇ＿ｒ（Ｔ＿
Ｋ）≦１＋ε｝のとき、ｇ（Ｋ）←ｍａｘ｛ｇ（Ｋ）−
δ＿２、ｇｍｉｎ｝、ＩＦＩＴ（Ｋ）≠［Ｏ（Ｋ）］＾
−＾１｝ １−ε≦Ｇ＿ｒ（Ｔ＿Ｋ）≦１＋Ｅ｝のとき、ｇ（Ｋ）
←ｍｉｎ｛ｇＫ）＋δ＿３、ｇｍａｘ｝、ＩＦＩＴ（Ｋ
）＝［Ｏ（Ｋ）］＾−＾１｝ Ｇ＿ｒ（Ｔ＿Ｋ）＜１−ε｝のとき、ｇ（Ｋ）←ｍｉｎ
｛ｇ（Ｋ）＋δ＿４、ｇｍａｘ｝、Ｔ＿ＫεＲ（Ｋ）｝ ＩＦＩＴ（Ｔ＿Ｋ）＝［Ｏ（Ｋ）］＾−＾１｝ここに、
Ｇ＿ｍ＿ｉ＿ｎ及びＧ＿ｍ＿ａ＿ｘは許容される最小及
び最大アクセス速度をそれぞれ示し、∈、δ＿１、δ＿
２、δ＿３及びδ＿４はプロトコルパラメータとしたこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項のシステム
。 - 【請求項６】前記第１、第２及び第３計算手段を１つの
プログラム化したコンピュータに併合させたことを特徴
とする請求項１〜６のいずれか一項のシステム。 - 【請求項７】経路指定計画に従って成る局から他の局へ
とデータパケットを転送することのできる無線通信チャ
ネルによって相互接続される数の送／受信局を具えてい
るデータパケット交換ネットワークにおける局のアクセ
ス速度を制御する方法において、前記ネットワークの作
動中に各局が単位時間当りに首尾良く伝送されたパケッ
ト数である当該局の出力フローを示す第１パラメータを
計算し、且つこのパラメータを前記局の及ぶ受信範囲に
おける全隣接局に所定の時間間隔で伝送し、その後各局
は、それが中継し得る隣接局の出力フローに基づく分量
で、これら隣接局の出力フローが減少すると増える当該
局の入力フロー増加傾向を示す第２パラメータと、当該
局の負荷を示す第３パラメータを計算し、その後各局は
その隣接局に前記第２及び第３パラメータを伝送し、こ
れらの隣接局では前記第２及び第３パラメータの受信後
にこれらの隣接局のどの局が最も大きな入力フロー増加
傾向を有しているかを決定し、且つ第３パラメータに基
づいてそれらの隣接局のアクセス速度を更新して、最も
大きな入力フローの増加傾向を有している局の負荷を公
称チャネル負荷に近付けるようにすることを特徴とする
データパケット交換ネットワークにおける局のアクセス
速度制御方法。 - 【請求項８】前記第１パラメータは、正しく送られたパ
ケットのフローと、送らなければならないパケットのフ
ローとの比である出力比とすることを特徴とする請求項
７の方法。 - 【請求項９】前記出力比を、首尾良く送られ
、且つ所定の期間中に承認されたパケット数と、このパ
ケット数と前記期間の終了時にまだ待機しているパケッ
ト数との和との比として計算することを特徴とする請求
項８の方法。 - 【請求項１０】前記入力フロー増加傾向が、ＩＦＩＴ（
Ｋ）＝〔ｍｉｎＯ（Ｌ）〕＾−＾４、Ｌ｜Ｋ∈Ｒ（Ｌ） として規定され、ここにＩＦＩＴ（Ｋ）は局Ｋの入力フ
ロー増加傾向、Ｒ（Ｌ）は局Ｌによって送られたパケッ
トを中継し得る局の集合、Ｏ（Ｌ）は局Ｌの出力比とす
ることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項の方法
。 - 【請求項１１】各局のアクセス速度ｇ（Ｋ）を下記の規
則に従って更新させ、【数２】 Ｇ＿ｒ（Ｔ＿Ｋ）＞１＋εのとき、ｇ（Ｋ）←ｍａｘ｛
ｇ（Ｋ）−δ＿１、ｇｍｉｎ｝、１−ε≦Ｇ＿ｒ（Ｔ＿
Ｋ）≦１＋ε｝のとき、ｇ（Ｋ）←ｍａｘ｛ｇ（Ｋ）−
δ＿２、ｇｍｉｎ｝、ＩＦＩＴ（Ｋ）≠［Ｏ（Ｋ）］＾
−＾１｝ １−ε≦Ｇ＿ｒ（Ｔ＿Ｋ）≦１＋ε｝のとき、ｇ（Ｋ）
←ｍｉｎ｛ｇ（Ｋ）＋δ＿３、ｇｍａｘ｝、ＩＦＩＴ（
Ｋ）＝［Ｏ（Ｋ）］＾−＾１｝ Ｇ＿ｒ（Ｔ＿Ｋ）＜１−ε｝のとき、ｇ（Ｋ）←ｍｉｎ
｛ｇ（Ｋ）＋δ＿４、ｇｍａｘ｝、Ｔ＿ＫεＲ（Ｋ）｝ ＩＦＩＴ（Ｔ＿Ｋ）＝［Ｏ（Ｋ）］＾−＾１ここにＧ＿
ｍ＿ｉ＿ｎ及びＧ＿ｍ＿ａ＿ｘは許容される最小及び最
大アクセス速度をそれぞれ示し∈、δ＿１、δ＿２、δ
＿３及びδ＿４はプロトコルパラメータとすることを特
徴とする請求項７〜１０のいずれか一項の方法。
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| JP3045547B2 JP3045547B2 (ja) | 2000-05-29 |
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-
1990
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- 1990-12-11 CA CA002031971A patent/CA2031971C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-14 JP JP41800090A patent/JP3045547B2/ja not_active Expired - Lifetime
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