(57)【要約】      （修正有）【課題】コンテンション・アクセス・ネットワーク向けの輻輳制御の方法を提供する。【解決手段】所与の時点でメッセージまたはメッセージ・フラグメントを受信するステップと、現在送信している端末の数を評価するステップと、現在送信している端末の数Ｎに比例し、再伝送の割合が実質的にゼロになることを可能にするネットワークの最大入力負荷Ｇに反比例するように構成された、持続時間ΔＴｆの輻輳ウィンドウを定義するステップと、各端末、および、送信される各メッセージまたは各メッセージ・フラグメントについて、輻輳ウィンドウの開始を、メッセージまたはメッセージ・フラグメントを受信する前記所与の時点と一致させ、前記メッセージまたはメッセージ・フラグメントを送信する実際の時点を、輻輳ウィンドウ内で得られるランダム値として定義するステップとにより輻輳を制御する。【選択図】図１
2014204443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッセージを送信することができる複数の端末を含む通信ネットワークにおける輻輳を制御するための方法であって、
−  所与の時点でメッセージまたはメッセージ・フラグメントを受信するステップと、
−  伝送において現在動作している端末の数を評価するステップと、
−  伝送において現在動作している端末の前記数Ｎに比例し、再伝送の割合が実質的にゼロになることを可能にする前記ネットワークの最大入力負荷Ｇに反比例するように構成された持続時間ΔＴｆの、輻輳ウィンドウと呼ばれる時間間隔を定義するステップと、
−  各端末、および、送信される各メッセージまたは各メッセージ・フラグメントについて、前記輻輳ウィンドウの開始を、メッセージまたはメッセージ・フラグメントを受信する前記所与の時点と一致させ、前記メッセージまたはメッセージ・フラグメントを送信する実際の時点を、前記輻輳ウィンドウ内で得られるランダム値として定義するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記持続時間ΔＴｆが、メッセージまたはメッセージ・フラグメントを伝送する前記持続時間に関連するタイム・ユニットに対して正規化され、
【数１】
2014204443.tif 000009
と等しいものとする、請求項１に記載の輻輳を制御する方法。
【請求項３】
再伝送の割合が実質的にゼロになることを可能にする前記ネットワークの前記最大入力負荷Ｇが、前記ネットワークの入力負荷を変化させることにより、またこの負荷を出力負荷と比較することにより、分析的に、またはシミュレーションによって決定され、得られた前記入力負荷Ｇは、前記出力負荷が前記入力負荷に実質的に等しくなる場合の入力負荷の最大値である、請求項１に記載の輻輳を制御する方法。
【請求項４】
送信される各メッセージまたはメッセージ・フラグメントについて、少なくとも１つの冗長なメッセージまたはメッセージ・フラグメントが生成され、冗長なメッセージまたはメッセージ・フラグメントを送信する実際の時点は、送信される前記メッセージまたはメッセージ・フラグメントを受信する所与の時点とその開始時点が一致する前記輻輳ウィンドウ内で取得されたランダム値として定義され、前記ネットワークの前記入力負荷Ｇが、送信されるメッセージまたはメッセージ・フラグメントに関連するメッセージまたはメッセージ・フラグメントの総数で分割された前記ネットワーク入力負荷Ｇに等しい、前記ネットワークの正規化された入力負荷で置き換えられる、請求項１に記載の輻輳を制御する方法。
【請求項５】
前記輻輳ウィンドウの前記持続時間ΔＴｆおよび前記メッセージを送信する時点が、タイムスロットの整数として定義され、タイムスロットが、メッセージまたはメッセージ・フラグメントを伝送するのに必要とされる持続時間に少なくとも等しい一定の持続時間を有する、請求項１に記載の輻輳を制御する方法。
【請求項６】
送信される前記メッセージもしくはメッセージ・フラグメント、または前記冗長なメッセージもしくはメッセージ・フラグメントを、前記実際の伝送時点に等しい遅延で伝送するステップを含む、請求項１に記載の輻輳を制御する方法。
【請求項７】
伝送において現在動作している端末の前記数Ｎが、少なくとも１つのフラグメントの形式で端末が送信する各メッセージに対して、以下のサブステップ、すなわち、
−  前記メッセージに属する前記フラグメントの中から送信される前記フラグメントの指数または位置を識別するサブステップと、
−  送信される前記フラグメントがメッセージの第１のフラグメントである場合、伝送において現在動作している端末の前記数Ｎを１単位だけ増やすサブステップと、
−  送信される前記フラグメントがメッセージの最後のフラグメントである場合、伝送において動作している端末の前記数Ｎを１単位だけ減らすサブステップと、
−  送信される前記フラグメントがメッセージの単独のフラグメントである場合、伝送において現在動作している端末の前記数Ｎを１単位だけ増やし、次いで、所定の持続時間の後に、伝送において現在動作している端末の前記数Ｎを１単位だけ減らすサブステップと
を実行することによって評価される、請求項１に記載の輻輳を制御する方法。
【請求項８】
メッセージを送信することができる複数の端末を含む通信ネットワークにおける輻輳を制御するための装置であって、伝送において現在動作している端末の数を評価し、伝送において現在動作している端末の前記数Ｎに比例し、再伝送の割合が実質的にゼロになることを可能にする前記ネットワークの最大入力負荷Ｇに反比例するように構成された持続時間ΔＴｆの、輻輳ウィンドウと呼ばれる時間間隔を定義するための第１のモジュールと、所与の周波数で、前記輻輳ウィンドウの前記持続時間ΔＴｆを推測することを可能にする情報の項目を前記ネットワークのすべての端末に伝送するための第２のモジュールとを備える、装置。
【請求項９】
前記第１のモジュールが、少なくとも１つのフラグメントの形式で端末が送信する各メッセージに対して、以下のサブステップ、すなわち、
−  前記メッセージに属する前記フラグメントの中から送信される前記フラグメントの指数または位置を識別するサブステップと、
−  送信される前記フラグメントがメッセージの第１のフラグメントである場合、伝送において現在動作している端末の前記数を１単位だけ増やすサブステップと、
−  送信される前記フラグメントがメッセージの最後のフラグメントである場合、伝送において現在動作している端末の前記数を１単位だけ減らすサブステップと、
−  送信される前記フラグメントがメッセージの単独のフラグメントである場合、伝送において現在動作している端末の前記数を１単位だけ増やし、次いで、所定の持続時間の後に、伝送において現在動作している端末の前記数を１単位だけ減らすサブステップと
を実行するように構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
複数の端末を含む通信ネットワーク内でメッセージを送信することができる送信機端末であって、前記メッセージを送信することができる、輻輳ウィンドウと呼ばれる時間間隔の持続時間ΔＴｆを推測できるようにする情報の項目を受信するための第１のモジュールと、前記メッセージを受信する所与の時点とその開始時点が一致する前記輻輳ウィンドウ内で取得されたランダム値として、前記メッセージまたは前記メッセージのフラグメントを送信する実際の時点を定義するのに適切な第２のモジュールと、定義された前記送信時点に等しい遅延で、前記メッセージまたはメッセージ・フラグメントを伝送するための第３のモジュールとを備える、送信機端末。
【請求項１１】
請求項１０に記載の複数の送信機端末と、請求項８に記載の前記ネットワーク内での輻輳を制御するための少なくとも１つの装置とを含む、通信ネットワーク。
【請求項１２】
前記プログラムがプロセッサによって実行されるとき、請求項１に記載の輻輳を制御する方法を実行するための命令を含むコンピュータ・プログラム。
【請求項１３】
前記プログラムがプロセッサによって実行されるとき、請求項１に記載の輻輳を制御する方法を実行するための命令を含むプログラムが記録されたプロセッサによって読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークのリソースにアクセスして通信しようとする複数の端末によって共用されている、通信ネットワーク内での輻輳を制御する方法に関する。本発明はまた、ネットワークのすべての端末について集中化するように、本発明による輻輳制御の方法を実行するのに適した輻輳制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の目的は、全く同一の通信リソースを共用する多数の端末によって、データのパケットまたはパケットのフラグメントを伝送する結果として生じる輻輳を制御するための手順を考案することである。本発明は、コンテンション・アクセスを使用する、すなわち同じリソース上、たとえば１つの同じタイムスロット上でいくつかの端末によって送信されたパケット間での衝突を誘発する、コンテンション・アクセス手順を実装するネットワークに特に適している。
【０００３】
より正確には、本発明は、同時に通信する相当の数の端末において、パケットの正確な伝送に対する遅延を低減させることを可能にする解決策を提供することを目的としている。
【０００４】
アロハ（ＡＬＯＨＡ）またはスロッテッド・アロハ・タイプのコンテンション・アクセス手順が知られている。これらの手順は、ランダムアクセス・プロトコルに基づいている。各ユーザは、その他のユーザに対して独立して、伝送リソースにアクセスする。伝送される各パケットについて、ユーザは、受信者からの受信の肯定応答を待つ。肯定応答を受信しない場合、ユーザは、ランダムな遅延を伴って同じデータを再伝送し、受取りの肯定応答を受信完了するまで、または試行が最大回数に達するまで、このメカニズムが繰り返される。
【０００５】
このタイプの手順は、通信ネットワークの負荷が比較的軽い場合（すなわち、利用可能なリソースに対して端末が少ないとき）を含め、再伝送が必要になるときにパケットを伝送する際の遅延が著しく長くなるという欠点を示すが、それというのも、別個の送信機によって送信されたパケット間の衝突の初期割合、したがって再伝送の割合を実質的かつ予防的に減少させるためのメカニズムが準備されておらず、これによって顕著な遅延が発生するからである。
【０００６】
たとえば、（特許文献１）に記載された手順など、いわゆるＣＲＤＳＡ（競合解決型ダイバーシティ・スロッテッド・アロハ）コンテンション・アクセス手順が知られている。送信される各パケットにおいて、ソース・パケットと同時に、またパケットの到達に続く論理フレームに対応するウィンドウ内から初めに抽出されるランダムな伝送遅延を伴って、このパケットの１つまたは複数の複製が生成されて伝送される。このメカニズムにより、送信されたこれらの複製によってもたらされる冗長性、および別の送信者からのパケットまたは複製がフレーム内の別の位置で復号化できた場合の衝突パケット干渉除去のおかげで、場合によっては衝突が原因で失われた可能性のあるパケットを受信機が再構成できるようになる。
【０００７】
いわゆるＣＲＤＳＡ手順について（特許文献１）で定義された輻輳制御アルゴリズムは、ネットワークの負荷についての情報の項目を使用する。しかし、このネットワーク負荷を評価する方式が指定されていない。中央構成要素からのネットワークの負荷についての情報の項目が、一定間隔で様々な端末に伝送される。この負荷が閾値を超える場合、各端末は、減少する確率に従って、かつ独立した方式で、追加の論理フレームで送信しなければならないフラグメントに対して伝送遅延を増やすことになる。負荷が閾値を下回る場合、端末はまた、所与の確率に従って、論理フレームによってそのフラグメントを送信する際の遅延を減らすことになる。したがって、各端末は、その輻輳ウィンドウの固有の変化に応じて互いに異なる数の論理フレームを待ち、フラグメントおよびその複製を単一の論理フレーム上でのみ伝送できるようになることを知る。論理フレームの式は、通信するのに利用される規格またはシステムによって定義され、データ・パケットまたはこれらパケットのフラグメントを送信および受信するために、送信機および受信機に対してマーカを固定できるようにする時間単位を構成する、固定持続時間の時間間隔を意味するものと理解される。論理フレームは、所与の数の基本物理フレームまたはスロットから構成することができる。具体的には、たとえばＣＲＤＳＡ手順など、たとえば送信される有効なデータの各フラグメントに対して、１つまたは複数の冗長フラグメントを生成するコンテンション・アクセス手順の場合には、（有効で冗長な）すべてのフラグメントが論理フレーム内で伝送される。
【０００８】
（特許文献１）での輻輳制御に関して推奨されるこの手法は、負荷閾値の概念を使用することによって伝送チャネルの過負荷に対処する手法であり、したがって予防的手法ではない手法である。したがって、閾値に達して、この過負荷に対する反応時間が大きすぎて、メッセージの伝送遅延の増大を引き起こすメッセージまたはメッセージ・フラグメントの再伝送が生じることがある瞬間に、無視できない数の衝突が一時的に生じる可能性がある。この手法はまた、端末間の別個のチャネルに対する輻輳およびアクセスを管理するための、集中的に管理されないポリシーを必要とし、これにより、場合によってはペナルティを科される端末もあれば、優先的に処理される端末もある。この手法により、場合によってはユーザ端末間に不公平が生じることがあり、全く同一の端末または互いに異なる端末からのパケットに対して別個のサービス品質レベルを適用することが困難になる。これらの手順はまた、送信される各パケットについてシステム的に生成される複製が原因でネットワークの負荷を人工的に増やしてしまう欠点を示し、それにより、実際の負荷、別の言い方では有効なデータに関連する負荷を評価することがより困難になる。
【０００９】
本発明が提案する輻輳制御法は、いくつかの送信機が送信したパケット間の初期衝突（または、１つの有効なパケットにおいていくつかのデータ・パケットを送信する手順での未解決の初期衝突）の割合を減少させることを可能にする予防的手順からなる。したがって、必要となる再伝送の回数が実質的にゼロになり、パケットをその宛先まで伝送する際の遅延が実質的に短くなる。
【００１０】
本発明は、ネットワークの輻輳に対して予防的かつ非反応性の手法からなるという点で、既知の輻輳制御手順とは明らかに異なっており、その目的は、再伝送の回数を最小限に抑えることである。本発明による方法は集中的に実行され（送信機についてリモート・センシング機能は必要ない）、したがって、すべてのアクティブな端末は、所与の時点において、同じ輻輳ウィンドウを使用し、それにより、輻輳レベルを精密に制御し、端末間での公平性を確保することが可能になる。送信される有効フラグメントに加えて冗長フラグメントを使用するコンテンション・アクセス手順の場合、通信ネットワーク内のアクティブな端末の数に永続的に適合する可変サイズのスライディング輻輳ウィンドウを優先する輻輳制御の方法の観点から、固定持続時間の論理フレームの概念は不要である。実際には、本発明は、各時点においてアクティブな端末の数を考慮に入れて、輻輳ウィンドウのサイズを決める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】欧州特許第１６８６７４６Ｂ１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の主題は、メッセージを送信することができる複数の端末を含む通信ネットワークにおける輻輳を制御する方法であって、以下のステップ、すなわち、
−  所与の時点でメッセージまたはメッセージ・フラグメントを受信するステップと、
−  現在送信している端末の数を評価するステップと、
−  現在送信している端末の数Ｎに比例し、再伝送の割合が実質的にゼロになることを可能にするネットワークの最大入力負荷Ｇに反比例するように構成された持続時間ΔＴｆの、輻輳ウィンドウと呼ばれる時間間隔を定義するステップと、
−  各端末、および、送信される各メッセージまたは各メッセージ・フラグメントについて、輻輳ウィンドウの開始を、メッセージまたはメッセージ・フラグメントを受信する前記所与の時点と一致させ、前記メッセージまたはメッセージ・フラグメントを送信する実際の時点を、輻輳ウィンドウ内で得られるランダム値として定義するステップと
を含むことを特徴とする方法である。
【００１３】
本発明の具体的な態様によれば、持続時間ΔＴｆは、メッセージまたはメッセージ・フラグメントを送信する持続時間に関連するタイム・ユニットに対して正規化され、
【数１】
2014204443.tif 000003
と等しいものとする。
【００１４】
本発明の具体的な態様によれば、再伝送の割合が実質的にゼロになることを可能にするネットワークの最大入力負荷Ｇは、ネットワークの入力負荷を変化させることにより、またこの負荷を出力負荷と比較することにより、分析的に、またはシミュレーションによって決定され、得られたこの入力負荷Ｇは、出力負荷が入力負荷に実質的に等しくなる場合の入力負荷の最大値である。
【００１５】
本発明の具体的な態様によれば、送信される各メッセージまたはメッセージ・フラグメントについて、少なくとも１つの冗長なメッセージまたはメッセージ・フラグメントが生成され、冗長なメッセージまたはメッセージ・フラグメントを送信する実際の時点は、送信される前記メッセージまたはメッセージ・フラグメントを受信する所与の時点とその開始時点が一致する前記輻輳ウィンドウ内で取得されたランダム値として定義され、ネットワークの入力負荷Ｇは、送信されるメッセージまたはメッセージ・フラグメントに関連するメッセージまたはメッセージ・フラグメントの総数で分割されたネットワーク入力負荷Ｇに等しい、正規化されたネットワーク入力負荷で置き換えられる。
【００１６】
本発明の具体的な態様によれば、輻輳ウィンドウの持続時間ΔＴｆおよび前記メッセージを送信する時点が、タイムスロットの整数として定義され、タイムスロットは、メッセージまたはメッセージ・フラグメントを伝送するのに必要とされる持続時間に少なくとも等しい一定の持続時間を有する。
【００１７】
本発明による方法はさらに、送信される前記メッセージもしくはメッセージ・フラグメント、または前記冗長なメッセージもしくはメッセージ・フラグメントを、前記実際の送信時点に等しい遅延で伝送するステップを含む。
【００１８】
本発明の具体的な態様によれば、現在送信している端末の数Ｎは、少なくとも１つのフラグメントの形式で端末が送信する各メッセージに対して、以下のサブステップ、すなわち、
−  前記メッセージに属するフラグメントの中から送信されるフラグメントの指数または位置を識別するサブステップと、
−  送信されるフラグメントがメッセージの第１のフラグメントである場合、現在送信している端末の数Ｎを１単位だけ増やすサブステップと、
−  送信されるフラグメントがメッセージの最後のフラグメントである場合、現在送信している端末の数Ｎを１単位だけ減らすサブステップと、
−  送信されるフラグメントがメッセージの単独のフラグメントである場合、現在送信している端末の数Ｎを１単位だけ増やし、次いで、所定の持続時間の後に、現在送信している端末の数Ｎを１単位だけ減らすサブステップと
を実行することによって評価される。
【００１９】
本発明の主題は、メッセージを送信することができる複数の端末を含む通信ネットワークにおける輻輳を制御するための装置でもあり、前記装置は、現在送信している端末の数を評価し、現在送信している端末の数Ｎに比例し、再伝送の割合が実質的にゼロになることを可能にするネットワークの最大入力負荷Ｇに反比例するように構成された持続時間ΔＴｆの、輻輳ウィンドウと呼ばれる時間間隔を定義するのに適した第１の手段と、所与の周波数で、輻輳ウィンドウの持続時間ΔＴｆを推測できるようにする情報の項目をネットワークのすべての端末に伝送するのに適した第２の手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明による装置の具体的な態様によれば、前記第１の手段は、少なくとも１つのフラグメントの形式で端末が送信する各メッセージに対して、以下のサブステップ、すなわち、
−  前記メッセージに属するフラグメントの中から送信されるフラグメントの指数または位置を識別するサブステップと、
−  送信されるフラグメントがメッセージの第１のフラグメントである場合、現在送信している端末の数を１単位だけ増やすサブステップと、
−  送信されるフラグメントがメッセージの最後のフラグメントである場合、現在送信している端末の数を１単位だけ減らすサブステップと、
−  送信されるフラグメントがメッセージの単独のフラグメントである場合、現在送信している端末の数を１単位だけ増やし、次いで、所定の持続時間の後に、現在送信している端末の数を１単位だけ減らすサブステップと
を実行するのに適している。
【００２１】
本発明の主題は、複数の前記端末を含む通信ネットワーク内でメッセージを送信することができる送信機端末でもあり、前記メッセージを送信することができる、輻輳ウィンドウと呼ばれる時間間隔の持続時間ΔＴｆを推測できるようにする情報の項目を受信するのに適している第１の手段と、前記メッセージを受信する所与の時点とその開始時点が一致する輻輳ウィンドウ内で取得されたランダム値として、前記メッセージまたは前記メッセージのフラグメントを送信する実際の時点を定義するのに適切な第２の手段と、定義された前記送信時点に等しい遅延で、前記メッセージまたはメッセージ・フラグメントを伝送することができる第３の手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明の主題はさらに、本発明による複数の送信機端末と、本発明による前記ネットワーク内での輻輳を制御するための少なくとも１つの装置とを含む通信ネットワークである。
【００２３】
コンピュータ・プログラムが、プロセッサならびにプロセッサが読取り可能な記録媒体であって本発明による輻輳を制御する方法を実行するための命令を含むプログラムが記録される記録媒体によって実行されるとき、このプログラムが、プロセッサによって実行されるとき、本発明の主題はさらに、本発明による輻輳を制御する方法を実行するための命令を含むコンピュータ・プログラムである。
【００２４】
添付図面に関して以下の説明を読むことで、本発明の他の特徴および利点がより明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による、輻輳を制御する方法の動作を示す基本図である。
【図２】本発明による、輻輳を制御する方法を実施するための各ステップを説明する流れ図である。
【図３】本発明による、輻輳を制御する方法が実施される通信ネットワークの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１には、本発明による、輻輳を制御する方法の動作が基本図で示してある。
【００２７】
図１には、全く同一の通信ネットワークの一部分を形成する３つの別個の送信機端末に関連する、３つの時間軸１１０、１２０、１３０が示してある。送信機は、固定式でも移動式でもよく、たとえば航空機などの運搬手段に載せてもよい。ネットワーク内の通信は、たとえば、航空通信または宇宙通信に適した電気通信標準に準拠してもよい。送信機と受信機の間の通信リンクは、直接リンクとすることもでき、または、たとえば送信機と衛星の間のアップリンク、および衛星と受信機の間のダウンリンクなど、いくつかの通信セグメントから構成することもできる。
【００２８】
通信するために、各送信機は、パケットまたはメッセージの形式でデータを生成することができる。パケットを細分化して、固定サイズが小さくなったいくつかのフラグメントにすることができる。各パケットまたは各パケット・フラグメントは、タイムスロットと呼ばれる固定持続時間の時間間隔で伝送される。ネットワーク内で使用される伝送規格によれば、タイムスロットは可変の持続時間を有することもでき、タイムスロットごとに様々な符号速度を使用する訂正符号によって、送信されるデータが保護されるときには、とりわけこうした状況にある。時間リソースへのアクセスは、スロットのテンポで実行される。
【００２９】
本発明の一代替実施形態では、持続時間が固定または可変のスロットへの時間スライシングに準拠することなく、実行中に各パケットまたは各パケット・フラグメントが伝送される。
【００３０】
続いて、パケット、メッセージ、またはフラグメントという用語は、交換可能に使用して、ある時点に送信機が送信するデータを示す。
【００３１】
図１には、時間的な通信リソースに同時にアクセスしようとする３つの送信機端末についての、本発明による方法の動作方式が示してある。図１の例は、もちろん例示的なものであり、完全に非限定的なものである。実際の場合には、同時にアクティブな端末の数は、３つよりもはるかに多い。
【００３２】
図１の例では、第１の端末は、通信リソースにアクセスして、第１の時点１１１でパケットまたはパケット・フラグメント１１２を送信しようとする。このパケット１１２を即座に、すなわち第１の時点１１１において送信する代わりに、第１の端末は、輻輳ウィンドウと呼ばれる所定の持続時間ΔＴｆの時間間隔においてランダムに値を抽出する。このウィンドウの持続時間は、すべての送信機端末の通信を受信することができる中央構成要素によって計算され、その計算についてはさらに説明することにする。持続時間ΔＴｆの間隔で抽出されるランダム値Ｔ１は、パケット１１２を送信するのに有効な時点に対応する。
【００３３】
第１の端末に関して説明する方法は、第２の時点１２１で第２のパケット１２２を伝送しようとする第２の端末についても同様に適用される。現在の輻輳ウィンドウ内での無作為抽出は、第２のパケット１２２を送信する時点Ｔ２を決定する。第１の端末による第１のパケット１１２の送信と、第２の端末による第２のパケット１２２の送信との間でこの輻輳ウィンドウの持続時間が更新されなかった場合、この輻輳ウィンドウは、第１の端末向けに使用される持続時間と同一の持続時間ΔＴｆである。
【００３４】
持続時間ΔＴｆの輻輳ウィンドウにおける無作為抽出によって決定される、送信時点Ｔ３での第３の端末による第３のパケット１３２の送信に関して、この方法が全く同様に適用される。
【００３５】
輻輳ウィンドウは、スライディング・ウィンドウであり、すなわち、その開始が常にパケットを取り扱う時点１１１、１２１、１３１と一致し、別の言い方では、本発明による方法によってパケットを受信する時点と一致する。
【００３６】
輻輳ウィンドウの持続時間は、タイムスロットの整数として、または時間リソースへのアクセスがスロットに分かれないときにはタイム・ユニットとして直接表すことができる。本発明による方法は、受信の肯定応答が送信機によって正確に受信されないときに再伝送されるパケットを含め、送信されるすべてのパケットに関して全く同様に適用される。
【００３７】
ＣＲＤＳＡタイプのコンテンション・アクセス手順が使用される特定の場合には、伝送される有効フラグメントについて、いくつかの冗長フラグメントを生成してもよい。この場合、有効フラグメントおよび冗長フラグメントの伝送に使用される輻輳ウィンドウは同じであり、有効フラグメントを処理する時点で開始する。
【００３８】
本発明は、第１のパケットを含め、送信されるすべてのパケットが、アクティブな端末の数に直接応じて、また可変サイズのスライディング輻輳ウィンドウに基づいて、ランダムな時間配置で送信されるという点で、通常の輻輳制御手順とは明らかに異なる。輻輳ウィンドウの下限は、端末がパケットを送信しようとする時点に対応し、輻輳ウィンドウの上限は、アクティブな端末の数の関数として変化する。このように段階を経ることにより、様々な送信機によって送信されるパケット間の衝突の初期割合は、これらのパケットの再伝送の割合が無視できるまでになるよう減少し、伝送における遅延およびパケットの正確な受信が改善される。この改善は、散発的なトラフィック・プロファイルを有する通信にとって、また遅延に対する要求事項に制約条件のついたサービスにとって、なおいっそうのインパクトがあり、ある種の航空通信において、特にこれらの通信がその伝送用に衛星技術を使用する場合には、明らかにそうである。
【００３９】
輻輳ウィンドウは、中央構成要素、たとえば、アクティブな端末、すなわち現在送信している端末の数を各時点において評価するのに適した輻輳制御装置によって決定される。この数に応じて、輻輳ウィンドウの持続時間が調整される。具体的には、アクティブな端末の数が多くなると、様々な端末によって送信されるパケット間の衝突を制限し、したがって、特に（たとえば衛星ベースの伝送技術などの）伝搬時間が長い技術において、かなり大きな遅延を伴う可能性がある再伝送の回数を最大限制限するために、輻輳ウィンドウを大きくする必要がある。これに反して、アクティブな端末の数が減少するとき、輻輳ウィンドウを狭めて、パケットをその宛先に伝送する際の遅延を減らすことができる。所与の時点でアクティブな端末の数を様々な手順によって評価することができ、その一例をさらに説明する。
【００４０】
輻輳ウィンドウの持続時間を計算するための、本発明による例示的な一実施形態を、ここでより詳細に説明する。
【００４１】
輻輳ウィンドウの持続時間は、フラグメントの再伝送の割合を制限し、パケットを伝送する際の総合遅延を間接的に制限できるようにする、ネットワークでの負荷のレベルになるように計算される。
【００４２】
したがって、現在伝送している端末の数に応じて、この再伝送の割合を制限することができる負荷レベルに留まるように輻輳ウィンドウが適合される。
【００４３】
持続時間がΔＴｆの輻輳ウィンドウを使用する端末によって生成される平均負荷レベルは、以下のようにして推定することができる。
【００４４】
アクティブな各端末は、輻輳ウィンドウにおいて画一的に無作為抽出を実行し、これは、時間間隔［０，ΔＴｆ］に存在する値に対応しており、したがって、有効または冗長な各フラグメントを通信チャネル上に送出する。抽出されたランダム値は、遅延に変換され、タイム・ユニットまたは複数のタイムスロットとして直接表され、各フラグメントの送信を遅延させるのに使用される。
【００４５】
したがって、各フラグメントは、ΔＴｆ／２に等しい平均遅延で送信され、それにより、タイム・ユニット当たり２／ΔＴｆのフラグメントに等しい平均トラフィックに対応する。持続時間ΔＴｆは、フラグメントを送信する際の持続時間に関連するタイム・ユニットに対して正規化される。以下の計算では、一定のフラグメント・サイズを仮定し、したがって、タイム・ユニットに対応する、所与のチャネルでフラグメントを送信する際の一定の持続時間を仮定する。いわゆるスロッテッド・チャネルの場合、タイム・ユニットは、スロットの持続時間に対応する（後者が一定の持続時間の場合）。
【００４６】
各端末は、パケットの伝送について以下の負荷Ｇｔｅｒｍｉｎａｌを生成する。
【数２】
2014204443.tif 000004
ｎｂ＿ｆｒａｇｍｅｎｔｓは、有効データ・フラグメントの伝送において送信されるフラグメントの数に対応するが、別の言い方で述べれば、この数は、場合によっては生成されることがある任意の冗長フラグメントを含む。
【００４７】
同時に、したがってネットワーク内のアクティブな端末は、以下の負荷を生成する。
【数３】
2014204443.tif 000005
ここで、Ｎはアクティブな端末の数である。
【００４８】
起こり得る再伝送によって生成される負荷は意図的に除外されるが、それというのも、その目的が、パケットの再伝送の割合が無視できる負荷レベルにすることだからである。アクティブな端末の数に応じてΔＴｆの値が永続的に計算されることになり、パケットの再伝送でのこの無視できる割合が維持されるチャネルの負荷レベルに留まることが可能になる。したがって、アクティブな端末の数が増加すると、輻輳ウィンドウが広がることになり（その上限として）、アクティブな端末の数が減少するほど、輻輳ウィンドウが狭くなる。ウィンドウのサイズは、従来技術のある種のコンテンション・アクセス手順で使用される論理フレームまたはスーパー・フレームの概念を考慮に入れず、通信チャネル上で端末がパケットを伝送しなければならない瞬間とその開始時点が一致するスライディング・ウィンドウを考慮に入れる。
【００４９】
したがって、輻輳ウィンドウΔＴｆの上限の値は、そこから以下の通り推測することができる。
【数４】
2014204443.tif 000006
【００５０】
冗長フラグメントが生成されない場合、たとえば、アロハまたはスロッテッド・アロハ・タイプのコンテンション・アクセス手順の場合、式（１）は
【数５】
2014204443.tif 000007
になる。
【００５１】
冗長フラグメントを使用するコンテンション・アクセス手順では、正規化された負荷が、Ｇ＝ｎｂ＿ｆｒａｇｍｅｎｔｓ×Ｇｎｏｒｍａｒｉｚｅｄによって定義され、これは、冗長データを除いた有効データによって生成される負荷に対応する。この場合、式（１）は以下のように記述してもよい。
【数６】
2014204443.tif 000008
【００５２】
すべての場合において、持続時間ΔＴｆは、スロット、またはフラグメントを送信する際の持続時間でもよいタイム・ユニットに対して正規化された持続時間である。
【００５３】
輻輳ウィンドウの持続時間ΔＴｆを決定するのに使用される目標負荷Ｇの値は、以下のように、シミュレーションによって、または分析的に決定される。
【００５４】
送信機と受信機の間の交換をシミュレーションして、予想されるコンテンション・アクセス手順およびこの手順によって使用されるパラメータ（たとえば、冗長フラグメントの数など）を考慮に入れる。ネットワークの入力での負荷、すなわち送信されるフラグメントの数、およびネットワークの出力での負荷、すなわち受信機が正確に受信したフラグメントの数が測定される。送信されるフラグメントの数が増加すると、衝突現象が発生し、これにより受信中のフラグメントの損失が生じる。輻輳ウィンドウの持続時間ΔＴｆを決定するのに使用されるネットワーク負荷の値Ｇは、シミュレーションされた、または分析的に計算された最大入力負荷であり、これにより、入力負荷に実質的に等しい出力負荷を得ることが可能になる。出力負荷が入力負荷から著しく離れると、これは、解決不能な衝突が発生し、したがって再伝送が生じることを表す。
【００５５】
別の言い方で述べれば、輻輳ウィンドウの持続時間ΔＴｆを決定するのに使用されるネットワーク負荷の値Ｇは、衝突の未解決の割合が実質的にゼロになることを可能にする最大負荷に等しい。
【００５６】
冗長フラグメントを使用するコンテンション・アクセス手順の場合、負荷Ｇは、正規化された負荷に置き換えられる。
【００５７】
負荷または正規化された負荷の目標値は、初めに、シミュレーションによってまたは分析的に、一度だけ、また、予想されるコンテンション・アクセス手順および任意の実現可能なそのパラメータ表示（たとえば、使用される冗長フラグメントの数など）に応じて計算される。
【００５８】
その後、輻輳ウィンドウの持続時間ΔＴｆが、式（１）、（２）、または（３）のうちの１つの関数として、目標負荷Ｇおよびネットワークにおいて所与の時点でアクティブな端末の数Ｎに応じて計算される。
【００５９】
所与の時点でアクティブな端末の数を評価するために、実現可能な手順を次に説明する。送信される各パケット・フラグメントは、全く同一のパケットの細分化から生じて送信されるすべてのフラグメントの中から、このフラグメントの指数または位置を識別できるようにする情報の項目を含む。したがって、パケットの第１のフラグメントを識別することが可能である。同様に、全く同一のパケットの細分化から生じる最後フラグメントは、このフラグメントをそのように識別できるようにする情報の項目を含む。したがって、パケットの最後のフラグメントを識別することが可能である。
【００６０】
本発明による輻輳制御装置は、様々な送信機によって送信されたフラグメントを受信し、そこから、このフラグメントがパケットの第１のフラグメントなのか、それとも最後のフラグメントなのかを推測する。あるいは、本発明による輻輳制御装置は、たとえば、ネットワークのアクセス・ポイントによって伝送された情報の項目を直接受信して、フラグメントの指数または位置を識別することができる。本発明による装置は、アクティブな端末の数のカウンタＮを永続的に更新する。このカウンタは０に初期化され、パケットの第１のフラグメントが送信されると１だけ増加し、パケットの最後のフラグメントが送信されると１だけ減少する。伝送されるパケットが細分化されないとき、つまりパケットのサイズが小さくなるときは明らかにそうであるが、アクティブな端末の数のカウンタＮが１だけ増加し、次いで、所定の持続時間の後に１だけ減少する。アクティブな端末の数を評価するための他の技法は、たとえば、リソースの使用および正常な復号化の割合に関連する情報に基づいて予想することができる。
【００６１】
その後、輻輳ウィンドウの持続時間が、カウンタＮの値に応じて計算され、次いで、所与の周波数でネットワークの送信機に伝送される。ネットワークの送信機に向けて情報のこの項目を送出することに関連する遅延および信号伝達を制限するように、ウィンドウの各更新時点で、または所与の数のウィンドウの修正後、あるいはアクティブな端末の数の強いまたは弱い変動に応じて一定間隔で、ネットワークの送信機への輻輳ウィンドウの伝送を実行することができる。したがって、輻輳ウィンドウが規則正しく更新されて、ネットワークの負荷状態に適合するようになる。アクティブな端末の数Ｎを評価する際のエラーのマージンを、輻輳ウィンドウの持続時間の計算に統合して、アクティブな端末のこの数が徐々に増加する方式を考慮に入れることができる。
【００６２】
本発明の一変形形態では、送信される各フラグメントに関連する様々なサービス・クラスに応じて、いくつかの別個の輻輳ウィンドウを定義することができる。いくつかの輻輳ウィンドウを使用する利点は、他に対してある種のサービス・クラスの優先権を提供することである。たとえば、持続時間が短い輻輳ウィンドウを、ある端末またはある至急メッセージに割り当てることができ、また、さらに大きな輻輳ウィンドウを、他の端末または優先度が低いメッセージに割り当てることができる。
【００６３】
図２には、本発明による方法を実施するための各ステップを、図式的に流れ図で示してある。
【００６４】
本発明による方法は、以下のステップを実行することである。第１のステップ２０１で、現在送信している端末の数が評価される。第２のステップ２０２で、現在送信している端末の数に応じて、輻輳ウィンドウの持続時間が計算される。第３のステップ２０３で、パケットまたはパケット・フラグメントを送信しようとする各端末は、輻輳ウィンドウにおいて無作為に値を抽出して、パケットまたはフラグメントを送信する実際の時点を決定する。有効フラグメントに加えて冗長フラグメントが生成されると、有効フラグメント用に使用されるのと同じ輻輳ウィンドウにおいて、冗長フラグメントに関連する無作為抽出が実行される。最後のステップ２０４で、計算された送信時点で、パケットまたはパケット・フラグメントが伝送される。
【００６５】
図３には、本発明による方法が適用される例示的な通信ネットワークが図式的に示してある。
【００６６】
ネットワークは、本発明による複数の送信機端末３０１、３０２、３０３を備える。送信機端末３０１は、輻輳ウィンドウの持続時間を推測できるようにする情報の項目を受信するのに適した第１の手段３１１と、輻輳ウィンドウにおいて無作為抽出を実行して、メッセージを送信する時点を定義するのに適した第２の手段３１２と、定義された送信時点でメッセージまたはメッセージ・フラグメントを伝送することができる第３の手段３１３とを備える。
【００６７】
本発明による送信機端末を構成する第１、第２、および第３の手段は、別個のものでもよく、または単一の構成要素に結合することができる。これらの手段は、ハードウェア回路またはソフトウェア・モジュールで実装することができる。たとえば、これらの手段は、ネットワーク・プロトコル・スタック、伝送媒体用のアクセス層、およびネットワークによって課せられた通信標準に準拠する物理層からなる。
【００６８】
ネットワークはまた、このネットワークの様々な送信機３０１、３０２、３０３と通信することができる輻輳制御装置３１０を備える。装置３１０は、ネットワーク内で現在送信している端末の数を評価し、この数に応じて、たとえば以上説明した手順を適用することによって、輻輳ウィンドウの持続時間を定義するのに適した第１の手段３２１を備える。装置３１０はまた、端末の数が徐々にまたは規則正しく増加するとき、輻輳ウィンドウの持続時間を推測できるようにする情報の項目を、ネットワークのすべての端末に伝送するための第２の手段３２２を備える。
【００６９】
本発明による輻輳制御装置を構成する第１および第２の手段もまた、別個のものでもよく、または単一の構成要素に結合することができる。これらの手段は、ハードウェア・モジュールまたはソフトウェア・モジュールで実装することができる。
【００７０】
輻輳制御の方法によって送信されている間は論理フレームの概念を考慮に入れないので、各受信機は、十分大きい受信ウィンドウを定義し、対応する信号を記憶して、（少なくとも輻輳ウィンドウの持続時間に対応する）全く同一の有効フラグメントに関連する、発生の可能性がある様々な冗長フラグメントを受信して復号化する。
【００７１】
したがって、本発明による方法は、ハードウェア要素および／またはソフトウェア要素に基づいて実施することができる。本発明による方法は、特に、実行するための命令を含むコンピュータ・プログラムの下で実装することができる。コンピュータ・プログラムは、プロセッサが読取り可能な記録媒体上に記録することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１１０  時間軸
１１１  第１の時点
１１２  第１のパケット
１２０  時間軸
１２１  第２の時点
１２２  第２のパケット
１３０  時間軸
１３１  時点
１３２  第３のパケット
２０１  第１のステップ
２０２  第２のステップ
２０３  第３のステップ
２０４  最後のステップ
３０１  送信機端末
３０２  送信機端末
３０３  送信機端末
３１０  輻輳制御装置
３１１  第１の手段
３１２  第２の手段
３１３  第３の手段
３２１  第１の手段
３２２  第２の手段
【図１】
2014204443.tif 000010
【図２】
2014204443.tif 000011
【図３】
2014204443.tif 000012
【外国語明細書】
2014204443000001.pdf