专利名称：通信量控制设备与通信量控制方法
技术领域：
本发明涉及由数据传送方式例如由非同步传输方式(ATM)网络传送信元的通信量控制设备与通信量控制方法。更具体地说，本发明涉及通过于适当的场所对网络中通信量进行可靠地控制，从而防止网络的共用资源浪费的通信量控制设备与控制方法。此外，本发明还涉及对于以数据中固有周期突发发送的数据，通过对考虑到此固有周期的通信量监控周期进行选择和控制，从而进行适当控制的通信量控制设备与通信量控制方法。
BISDN(宽带综合业务数字网)中通信量控制的主要目的是，相对于信元的延迟变动等，为了实现预定的网络的性能目标而保护网络和用户等(参考ITU-T建议I.371，“B-ISDN中的通信量控制与拥塞控制”)。这种通信量控制所具有的功能基本上是，为了避免拥塞，指示网络进行一连串处理，以便最优地利用网络资源而实现网络的效率。为了实现这种功能，作为ATM网的通信量的管理控制功能，定义为连接允许控制(CAC)功能和利用参数控制(UPC)功能。
连接允许控制指在建立呼叫阶段时网络进行的一连串的处理。在ATM传送方式中，为了保证通信连接的质量，在通信开始时，由用户与网络交换通信连接的通信量条件。这时在用户与网络之间就通信量协议说明中所载的信息(例如通信量参数等申报的参数)进行交涉，需使双方同意。基于这种申报参数，在网络一方根据当前的网络资源的使用状况，判定允许还是拒绝用户的通信。这样的处理称为连接允许控制(CAC)。
利用参数控制(UPC)是在用户与网络间的界面(UNI)上进行的控制，即从信元的通信量等观点考虑，指示网络为监控或控制ATM连接上的通信量而进行一系列处理。网络在允许用户开始通信时，即将用户的通信转换到通信状态。在通信状态，网络进行根据用户申报参数的用户信元的通信量监控(抛光polishing)。作为这种抛光的具体实现方法，具有利用参数控制(UPC)的功能。UPC功能对于违反申报参数的信元输入时，即进行(1)平滑化、(2)信元废弃、(3)违规等显示。另一方面，在用户终端侧，为了满足申报的通信量条件(通信量参数)，进行使超过申报的突发的通信量平均化送出的通信量整形(TS)控制。
在申报参数之中具有峰值单位传输率(PCR)、最大信元速率(SCR)、最大脉冲振幅(MBS)等，已由ATM专题讨论会和ITU-T标准规格化，这是周知的。(参考ITU-T建议I.371“B-ISDN中业务量控制与拥塞控制”)。此外，当控制对象的数据不限于信元时，则取代“信元”采用“通信量”，而称作峰值通信量速率(PTR)、最大通信量速率(STR)等。
上述网络所备有的UPC功能，当在已有的固定网络中配置有用户交换机的用户线路输入端口时，在用户违反申报而输送出大于申报的通信量的情形，就会进行违反通信量的废弃。
图11示明了在已有固定网络中设置了UPC设备和TS设备的状态。如图11所示，从用户(ATM)交换机930到ATM终端900等的用户终端有为用户专设的专用光纤等910。若将UPC设备920设于输入与其他用户共用该资源的用户ATM交换机930之前的输入端口之中，来进行通信量控制(UPC控制)，即使相对于申报参数有超过的通信量时，对其他用户也不会产生问题。另一方面，在用户终端侧，为了满足申报的通信量条件则设置TS设备905，用于进行通信量控制(ST控制)使超过申报的突发的通信量进行平均化并送出。
但在移动通信中，与图11所示的已有的固定网络不同，在用户终端到用户交换机之间是与其他用户共用无线电资源和基地台传输线路等资源的。因此，在如上述固定网络那样由用户交换机来进行废弃违反通信量等的通信量控制时，就会使得与废弃的通信量有关的无线电资源和基地台传输线路等共用资源浪费，而产生低效率的问题。这一问题即使在能把多路传输线路〔例如备有LAN(局域网)与PBX(专用小交换机)的网络〕用于用户存取线路时，也同样会发生。另一方面，在由网中非共用资源(例如用户终端)来进行通信量控制时，不问动机如何，总会担心通过用户的改造会削弱对通信量的控制。因而最好是在数据传送时于利用共用资源之前进行通信量控制，不必通过用户的手而由网内的资源进行通信量控制。
图12例示已有的通信量控制方式。在图12的控制方式中，当信元监控周期〔8个(信元时间)〕内累积的数据传送量超过基于信元速率〔3/8(信元/信元时间)〕的允许传送量〔3个(信元)〕时，将超过的信元作为不适合的信元处理。在图12的例子中，第7信元时间的信元作为不适合信元。成为不适合信元的信元即例如予以废弃。作为信元速率，可以考虑PCR、SCR等。
但在已有的通信量控制中，由于对于按数据中固有的周期突发的数据，没有对考虑了其固有周期的通信量监控周期进行选择、控制，因而存在有不能作出恰当控制的问题。例如在移动无线电网中，可以考虑由无线电基地台将移动电话所发送的无线电帧ATM信元化，而对生成的ATM信元(数据)进行通信量控制。在由无线电帧生成ATM信元时，对于由1个无线电帧生成多个ATM信元的情形，在各个无线电帧周期会突发地发生ATM信元。此时，相对于无线电帧周期生成具有突发性的通信量，一般地说，通过通信量控制设备所判定的PCR(PTR)乃是信元间隔的倒数，因此在没有恰当地选择通信量监控制的情形下(例如通信量监控周期与无线电帧周期相比充分地小时)，与由移动电话侧输入时的PCR相比，在无线电基地台就会有过大的PCR，而有许多的数据由于不满足通信量条件被废弃。于是，通信量的控制，最好考虑成为控制对像的数据的固有的周期(例如无线电帧周期)对通信量监控周期进行适当地选择、控制。
本发明即是为了解决上述问题而提出的。目的在于通过在网中于恰当的地点可靠地进行通信量控制，来防止网内共用资源被浪费地使用。
本发明的另一个目的是，对于按数据中固有周期突发生成的数据，通过对考虑了此固有周期的通信量监控周期进行选择、控制来进行恰当的控制。
为了实现上述目的，权利要求1所述发明是这样的通信量控制设备，它在配备有多个用户共用的第一与第二共用资源以及用户交换机的网络内，于此第一共用资源中进行数据的通信量控制，其特征在于，此控制设备包括接收数据的接收装置；在由此接收装置所接收的数据之中，对通过上述第二共用资源传送给所述用户交换机的数据进行通信量控制的控制装置；将通过此通信量控制装置进行了通信量控制的数据予以传送的传送装置。
权利要求2所述的发明的特征在于，在权利要求1所述的通信量控制设备中，上述网络备有无线电基地台和用于在此无线电基地台和前述用户交换机之间传送数据的无线电基地台-用户交换机间的传输线路，而所述第一共用资源即前述无线电基地台。而所述第二共用资源中则包含有上述无线电基地台-用户交换机间的传输线路。
权利要求3所述的发明的特征在于，在权利要求1或2所述的通信量控制设备中，前述数据是依该数据中固有的周期突发地产生，而此通信量控制设备对于由上述接收设备所接收的数据进行通信量控制，使考虑了前述固有周期的通信量监控周期内累积的数据传送量不超过基于通信量速率的量。
权利要求4所述的发明是这样的通信量控制设备，它对于按数据中固有周期突发的数据进行通信量控制，其特征在于，此控制设备包括接收数据的接收装置；对于此接收装置所接收的数据进行通信量控制，使考虑了上述固有周期的通信量监控周期内累积的数据传送量不超过基于通信量速率所允许的传送量的通信量控制装置；将通过此通信量控制装置进行了通信量控制的数据予以传送的传送装置。
权利要求5所述的发明的特征在于，在权利要求4所述的通信量控制设备中，上述通信量控制装置对于所述接收装置接收的数据进行峰值通信量控制，使考虑了前述固有周期的峰值通信量监控周期内累积的数据传送量不超过基于峰值通信量速率所允许的传送量；同时进行平均通信量控制，使考虑了前述固有周期的平均通信量监控周期内的累积的数据传送量不超过基于平均通信量速率所允许的传送量。
权利要求6所述的发明的特征在于，在权利要求5所述的通信量控制设备中，前述的平均通信量控制是相对于各个前述的峰值通信量监控周期，通过滑移所述平均通信量监控周期进行。
权利要求7所述的发明的特征在于，在权利要求5或6所述的通信量控制设备中，前述峰值通信量的控制周期即前述的固有周期，而前述平均通信量控制周期是上述固有周期的n(n为自然数)倍。
权利要求8所述的发明的特征在于，在权利要求4～7的任一项所述的通信量控制设备中，所述数据是从无线电帧生成的ATM信元，前述固有周期是无线电帧周期。
权利要求9所述的发明是这样的通信量控制方法，它在配备有多个用户共用的第一与第二共用资源以及用户交换机的网络内，于此第一共用资源中进行数据的通信量控制，其特征在于，此控制方法包括接收数据的接收步骤；在于此接收的数据之中。对通过上述第二共用资源传送给所述用户交换机的数据进行通信量控制的步骤；传送进行了上述通信量控制的数据的步骤。
权利要求10所述的发明是这样的通信量控制方法，它是对于按数据中的固有周期突发的数据进行通信量控制，其特征在于，此控制方法包括接收数据的步骤；相对于此接收的数据进行通信量控制，使考虑了上述固有周期的通信量监控周期内累积的数据传送量不超过基于通信量速率所允许的传送量的步骤；传送进行了上述通信量控制的数据的步骤。
图1例示本发明第一实施形式的通信量控制设备的结构。
图2例示将本发明第一实施形式的通信量控制设备设于配备有LAN与PBX的网络中的情形。
图3例示将本发明第一实施形式的通信量控制设备设于配备有移动式设备和无线基地台的移动无线电网络中的情形。
图4例示将本发明第一实施形式的通信量控制设备设于配备有其他网和网关交换机的网络中的情形。
图5例示本发明第二实施形式的通信量控制设备的结构。
图6示明设有本发明的第三实施形式的通信量控制设备的移动无线电网络。
图7例示本发明第二实施形式中的通信量控制设备的控制处理的流程图。
图8示明适用于能传送图7的通信量控制处理的信元的例子。
图9是示明本发明第二实施形式中通信量控制设备的控制处理的另一例子的流程图。
图10明示适用于能传送图9的通信量控制处理的信元的例子。
图11示明将UPC设备与TS设备设于已有固定网络中的状态。
图12例示明已有的通信量控制形式。
下面参看附图详述本发明的最佳实施形式。
(第一实施形式)图1例示本发明第一实施形式的通信量控制设备的结构。本实施形式的通信量控制设备10包括接收部12、通信量控制部14与传送部16。对于由接收部12所接收的数据，通过通信量控制部14进行控制。本实施形式在通信量控制时对于违反通信量条件(申报参数)的数据虽然是进行废弃，但也可设置缓存器来以调节数据的传送满足通信量条件。传送部16传送进行过通信量控制的数据。本实施形式的通信量控制部14是由硬件实现的。但它也可由软件实现。
图2例示将本实施形式的通信控制设备设置于配备有LAN和PBX的网络中的情形。从ATM终端100、105、110发送的数据经LAN140和PBX160传送给用户交换机170。LAN140和PBX160通过LAN-PBX间的传输线路连接，能进行数据的传送。PBX160和用户交换机170则由PBX-用户交换机间传输线路连接，能进行数据传送。
图2中，于LAN-PBX间的传输线路中设有通信量控制设备10。这样可以防止共用资源PBX160和PBX-用户交换机之间传输线路被浪费地使用。同样，在共用资源LAN-PBX间传输线路中，从通信量控制设备10到PBX160的部分也能防止被浪费地使用。再有，由于在共用资源LAN-PBX间传输线路进行了通信量控制，就能减少用户对通信量控制进行缓和等的可能性。
也可以考虑将通信量控制设备10设于共用资源LAN140、PBX160或PBX-用户交换机间的传输线路中。
图3例示将本实施形式的通信量控制设备设于配备有移动设备和无线电基地台的移动无线电网中的情形。从ATM终端200、210发送的数据经移动电话240、245与无线电基地台250传送给用户交换机270。移动电话240、245与无线电基地台250通过无线电通信传送数据。此外，无线电基地台250与用户交换机270由无线电基地台-用户交换机间传输线路连接，从而进行数据传送。
图3中，于无线电基地台250内设有通信量控制设备10。这样能防止共用资源无线电基地台-用户交换机间传输线路被浪费地使用。另外，在共用资源无线电基地台250中，对于因通信量控制而废弃的数据也能避免作浪费的处理。还由于在共用资源的无线电基地台250中进行了通信量控制，用户对通信量控制进行缓和等的可能性也小。
另外也可以考虑将通信量控制设备10设置于共用资源无线电基地台-用户交换间传输线路中。
图4例示将本实施例形式的通信量控制设备设于配备有其他网络和网关交换机的网络中的情形。在非ATM区间440中的其他网络(从网络总体上看即为部分网络)例如是由因特网服务提供者(ISP)等提供连接的网络。这时，对于ISP中的通信量控制未得到支持的情形，根据与用户终端的通信状况，有时会产生超过申报参数的突发的通信量。为此，通过于其他网络430和网关交换机410之间设置的通信量控制设备10，预先在申报值以内对通信量整形，可以有效地利用网络内的资源。
由其他网络430传送的数据通过网关交换机410传送给用户交换机470。其他网络430与网关交换机410通过其他网络-网关交换机传输线路连接，能进行数据传送。另外，网关交换机410和用户交换机470由网关交换机-用户交换机间传输线路连接，可以进行数据的传送。
图4中，在其他网-网关交换机间传输线路中设有通信量控制设备10。这样能防止共用资源网关交换机410与网关交换机-用户交换机间传输线路被浪费地使用。此外，对于共用资源其他网-网关交换机间传输线路，在从通信量控制设备10到网关交换机410期间也能防止被浪费地使用。再有，由于对共用资源其他网-网关交换机间进行了通信量控制，因此用户对通信量控制进行缓和等的可能性也小。
也可以考虑将通信量控制设备10设于共用资源网关交换机410或其他网-网关交换机间传输线路中。
根据本实施形式，通过在网路中于适当的地点可靠地控制通信量，能够防止网络内共用资源的浪费。
(第二实施形式)图5例示本发明第二实施形式的通信量控制设备的结构。本实施形式的通信量控制设备60，与第一实施形式的通信量控制设备10相同，配备有接收部62、通信量控制部64与传送部66。在本实施形式中的通信量控制部64虽然是由硬件实现的，但它也可由软件实现。通信量控制部64如以下所述进行峰值通信量控制和平均通信量控制。
图6示明设有本实施形式的通信量控制设备的移动无线电网络。本实施形式的通信量控制设备60与图3相同，设于移动无线电网络的无线基地台中，对由无线电帧生成的ATM信元(数据)进行通信量控制。通过将通信量控制设备60设于无线电基地台650中，可靠地进行通信量控制而能防止网络内共用资源的浪费使用，这和第一实施形式中所述的相同。
由ATM终端600、610发送的数据经移动电话640、645传送到无线电基地台650。在无线电基地台650，由无线电帧生成ATM信元，由通信量控制设备60进行生成的ATM信元的通信量控制。进行过通信量控制的ATM信元即传送给用户交换机670。
图7例示本实施形式中通信量控制设备的控制处理。图7中，TPCR表示峰值信元(通信量)监控周期，在本实施形式中作为无线电帧周期。由此可以避免因ATM信元突发产生的许多ATM信元被废弃。TSCR表示平均信元(通信量)监控周期，在本实施形式中是作为无线电帧周期(＝TPCR的n倍(n为自然数)。XPCR是基于PCR的允许传送量，即峰值信元监控周期内能传送的信元数。XSCR是基于SCR的允许传送量，即平均信元监控周期内能传送的信元数。CPCR和CSCR是信元数的计数值。
在通信量的控制处理中，首先于步骤S101置计数值CPCR和CSCR为零，使监控周期TPCR和TSCR复位。随后进入步骤S102的空闲状态。当有信元输入，于步骤S103判断，当前的峰值信元监控周期中累积信元传送量(信元数计数值)CPCR，相对于新的输入部分增加1后是否不超过允许传送量XPCR。超过时，于步骤S104将新的输入信元作为不合适信元。不超过时，于步骤S105判断，当前的平均信元监控周期的累积信元传送量CSCR相对于新的输入部分增加1后是否不超过允许传送量XSCR。超过时，于步骤S104将新的输入信元作为不合适信元。不超过时，于步骤S106将新的输入信元作为合适信元，而于步骤S107在CPCR和CSCR上加1。
判断了新的输入信元的合适/不合适后，再回到步骤S102的闲空状态，判断峰值信元监控周期TPCR到时否，在到时时进到步骤S108。这种到时否的判断就是在没有信元输入时也进行。在步骤S108，判断平均监控周期TSCR到时否，在到时时回到步骤S101。未到时时进到步骤S109。将CPCR置零，使TPCR复位，返回步骤S102。
图8示明适用于能传送图7中通信量控制处理的信元的例子。图8中，取TPCR＝4〔信元时间〕、TSCR＝16〔信元时间〕(n＝4)、XPCR＝2〔信元〕、XSCR＝5〔信元〕。当对于所传送的信元进行控制处理时，CPCR和CSCR即如图所示变化，由于第7信元时间的信元有XPCR＜CPCR+1，第14信元时间的信元有XSCR＜CSCR+1，信元为不适合的。
图9例示本实施形式的通信量控制设备另一种控制处理的流程图。在这种控制处理中，通过相对于各峰值监控周期使平均通信量监控周期滑移，进行平均通信量控制。TPCR-TSCR等于图7所示的情形相同。
作为通信量控制处理，首先于步骤S201置计数值CPCR与NSCR为零，使监控周期TPCR与TSCR复位。随后于步骤S202进入空闲状态。当有信元输入时，于步骤S203判断。当前的峰值信元监控周期中累积信元传送量CPCR，相对于新的输入部分增加1后是否不超过允许传送量XPCR。超过时，于步骤S204将新的输入信元作为不合适信元。不超过时，于步骤S205判断，当前的平均信元监控周期的累积信元传送量NSCR，相对于新的输入部分增加1是否不超过允许传送量XSCR。超过时，于步骤S204将新的输入信元作为不合适信元。不超过时，于步骤S206将新的输入信元作为合适信元，而于步骤S107在CPCR和CSCR上加1。
判断了新的输入信元的合适/不合适后，再回到步骤S202的闲空状态，判断峰值信元监控周期TPCR是否到时，在到时时进到步骤S208。这种到时否的判断就是在没有信元输入时也进行。在步骤S208，置CPCR为零，使TPCR复位，再调整NSCR。进行NSCR的调整时，是使平均信息量监控周期滑移，通过滑移将周期内未含有的信元数从NSCR中减去。然后返回步骤S202。
图10例示适用于能传送图9的通信量控制处理的信元。图10中，取TPCR＝4〔信元时间〕、TSCR＝16〔信元时间〕(n＝4)、XPCR＝2〔信元〕、XSCR＝5〔信元〕。当对于所传送的信元进行控制处理时，CPCR和NSCR即如图所示变化，由于第7信元时间的信元有XPCR＜CPCR+1，第14信元时间的信元有XSCR＜NSCR+1，信元为不适合的。
在实施形式的通信量控制虽然是根据PCR与SCR两者进行控制，但也可只根据其中之一进行控制。此外，作为信元(通信量)率，也可以采用PCR与SCR以外的速率。
根据本实施形式，对于依数据的固有周期突发产生的数据，通过对考虑了此固有周期的通信量监控周期进行选择、控制，就能进行恰当的控制。
以上主要是用ATM传送来说明本发明，但本发明也适用于其他形式的传送方式。
权利要求
1.一种通信量控制设备，它在配备有多个用户共用的第一与第二共用资源以及用户交换机的网络内，于此第一共用资源中进行数据的通信量控制，其特征在于，此控制设备包括接收数据的接收装置；在由此接收装置所接收的数据之中，对通过上述第二共用资源传送给所述用户交换机的数据进行通信量控制的控制装置；将通过此通信量控制装置进行了通信量控制的数据予以传送的传送装置。
2.权利要求1所述的通信量控制设备，其特征在于，上述网络备有无线电基地台和用于在此无线电基地台和前述用户交换机之间传送数据的无线电基地台-用户交换机间的传输线路，所述第一共用资源即前述无线电基地台。而所述第二共用资源中则包含有上述无线电基地台-用户交换机间的传输线路。
3.权利要求1或2所述的通信量控制设备，其特征在于，前述数据是依该数据中固有的周期突发地产生，而此通信量控制设备对于由上述接收设备所接收的数据进行通信量控制，使考虑了前述固有周期的通信量监控周期内累积的数据传送量不超过基于通信量速率的量。
4.一种通信量控制设备，它对于按数据中的固有周期突发的数据进行通信量控制，其特征在于，此控制设备包括接收数据的接收装置；对于此接收装置所接收的数据进行通信量控制，使考虑了上述固有周期的通信量监控周期内累积的数据传送量不超过基于通信量速率所允许的传送量的通信量控制装置；将通过此通信量控制装置进行了通信量控制的数据予以传送的传送装置。
5.权利要求4所述的通信量控制设备，其特征在于，上述通信量控制装置对于所述接收装置接收的数据进行峰值通信量控制，使考虑了前述固有周期的峰值通信量监控周期内累积的数据传送量不超过基于峰值通信量速率所允许的传送量；同时进行平均通信量控制，使考虑了前述固有周期的平均通信量监控周期内的累积的数据传送量不超过基于平均通信量速率所允许的传送量。
6.权利要求5所述的通信量控制设备，其特征在于，前述的平均通信量控制是相对于各个前述的峰值通信量监控周期，通过滑移所述平均通信量监控周期进行。
7.权利要求5或6所述的通信量控制设备，其特征在于，前述峰值通信量的控制周期即前述的固有周期，而前述平均通信量控制周期是上述固有周期的n(n为自然数)倍。
8.权利要求4～7的任一项所述的通信量控制设备，其特征在于，所述数据是从无线电帧生成的ATM信元，前述固有周期是无线电帧周期。
9.一种通信量控制方法，它在配备有多个用户共用的第一与第二共用资源以及用户交换机的网络内，于此第一共用资源中进行数据的通信量控制，其特征在于，此控制方法包括接收数据的接收步骤；在于此接收的数据之中，对通过上述第二共用资源传送给所述用户交换机的数据进行通信量控制的步骤；传送进行了上述通信量控制的数据的步骤。
10.一种通信量控制方法，它是对于按数据中的固有周期突发的数据进行通信量控制，其特征在于，此控制方法包括接收数据的步骤；相对于此接收的数据进行通信量控制，使考虑了上述固有周期的通信量监控周期内累积的数据传送量不超过基于通信量速率所允许的传送量的步骤；传送进行了上述通信量控制的数据的步骤。
全文摘要
本发明提供通信量控制装置和通信量方法。本发明在包括有为许多用户共用的第一和第二资源以及用户交换机的网络的第一共用资源中对通过第二共用资源(例如无线电基地台与该交换机间的传输线路)传送给用户交换机的数据进行通信量控制。这样就保证了网络共用资源的通信量控制和有效的使用。另外通过对于按数据的固有周期突发送出的数据进行恰当的控制,使考虑到此固有周期的通信量监控周期中累积的数据传输量不超过所允许的传送量。
文档编号H04L12/54GK1256833SQ99800229
公开日2000年6月14日 申请日期1999年3月5日 优先权日1998年3月6日
发明者川上博, 田村基, 石野文明, 秋山大介, 中野雅友 申请人:Ntt移动通信网株式会社