(57)【要約】  パラメータ決定装置は、通信システムに含まれるノード間の接続を表すトポロジ情報と互いに通信を行うノード対を示すノード対情報を受け付ける入出力Ｉ／Ｆと、トポロジ情報およびノード対情報に基づいて、１または２以上のノード対から成るグループとグループに割り当てる送信レートを同時に決定するパラメータ決定部と、グループと送信レートを通信システムに含まれるノードに通知するパラメータ設定部と、を備えている。これにより、ネットワークの利用効率を高める。
2016152712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムに含まれるノード間の接続を表すトポロジ情報と互いに通信を行うノード対を示すノード対情報を受け付ける入出力Ｉ／Ｆと、
前記トポロジ情報および前記ノード対情報に基づいて、１または２以上の前記ノード対から成るグループと該グループに割り当てる送信レートを同時に決定するパラメータ決定部と、
前記グループと前記送信レートを前記通信システムに含まれるノードに通知するパラメータ設定部と、を備える、
ことを特徴とするパラメータ決定装置。
【請求項２】
前記グループおよび前記送信レートを決定する際の制約条件を保持する制約条件メモリを備え、
前記パラメータ決定部は、前記制約条件を満たすように、前記グループおよび前記送信レートを決定する、
請求項１に記載のパラメータ決定装置。
【請求項３】
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和を大きくすることである、
請求項２に記載のパラメータ決定装置。
【請求項４】
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和が、前記通信システムに含まれるリンク上において当該リンクのリンク容量を超えないことである、
請求項２または３に記載のパラメータ決定装置。
【請求項５】
前記制約条件は、各グループに割り当てられた送信レートの最小値が所定の値以上となることである、
請求項２ないし４のいずれか１項に記載のパラメータ決定装置。
【請求項６】
前記制約条件は、前記グループの総数を少なくすることである、
請求項２ないし５のいずれか１項に記載のパラメータ決定装置。
【請求項７】
前記制約条件は、各ノードが属するグループの総数が所定の数以下となることである、
請求項２ないし６のいずれか１項に記載のパラメータ決定装置。
【請求項８】
前記制約条件は、前記ノード対情報に含まれる各ノード対がいずれかのグループに重複することなく属することである、
請求項２ないし７のいずれか１項に記載のパラメータ決定装置。
【請求項９】
パラメータ決定装置が、通信システムに含まれるノード間の接続を表すトポロジ情報と互いに通信を行うノード対を示すノード対情報を受け付けるステップと、
前記トポロジ情報および前記ノード対情報に基づいて、１または２以上の前記ノード対から成るグループと該グループに割り当てる送信レートを同時に決定するステップと、
前記グループと前記送信レートを前記通信システムに含まれるノードに通知するステップと、を含む、
ことを特徴とするパラメータ決定方法。
【請求項１０】
通信システムに含まれるノード間の接続を表すトポロジ情報と互いに通信を行うノード対を示すノード対情報を受け付ける処理と、
前記トポロジ情報および前記ノード対情報に基づいて、１または２以上の前記ノード対から成るグループと該グループに割り当てる送信レートを同時に決定する処理と、
前記グループと前記送信レートを前記通信システムに含まれるノードに通知する処理と、をコンピュータに実行させる、
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願についての記載］
本発明は、日本国特許出願：特願２０１５−０５７９８９号（２０１５年３月２０日出願）に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明はパラメータ決定装置、パラメータ決定方法、および、プログラムに関し、特に通信を行うノードに設けられた送信制御部のパラメータを決定するパラメータ決定装置、パラメータ決定方法、および、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ファクトリーオートメーション（ＦＡ：Factory Automation）システムや放送映像システムなどのリアルタイムな制御を必要とする産業用組み込みシステムが広く導入されている。これらの産業用組み込みシステムは、地理的に分散した組み込みＣＰＵ（Central Processing Unit）間でリアルタイム制御を行う必要があるため、専用の通信プロトコルや専用のフィールドバスを用いてリアルタイム通信を実現している。【０００３】
しかし、通信ネットワークで広く用いられるイーサネット（登録商標）の広帯域化や低コスト化に伴い、産業用組み込みシステムにおける通信ネットワークをイーサネット（登録商標）で実現する方式が一般化されつつある。【０００４】
産業用組み込みシステムにおけるネットワークの要件として、リアルタイム制御を実現するための「通信遅延の保証」が挙げられる。イーサネット（登録商標）において通信遅延を保証するために、特許文献１、２にはEnd-to-Endで帯域予約する方式が記載されている。【０００５】
特許文献１、２に記載された方式では、各ノード対の送信レートをネットワーク帯域の利用率が最大化されるように決定し、決定した送信レートを宛先ノードに対応するレート制御部に設定することで、帯域予約を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−２４５６２６号公報
【特許文献２】特開２００６−０７４６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１、２の全開示内容は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとする。以下の分析は、本発明者によってなされたものである。【０００８】
上記特許文献１、２に記載された技術において、各ノード対は帯域予約を行った後、つねにネットワークにパケットを送信するわけではない。したがって、上記特許文献１、２に記載された技術によると、帯域予約を行ったノード対が送信していない場合、その予約帯域に無駄が生じる。このような状況を考慮した場合、複数のノード対が１つの送信レート制御部を使用することができたときに、ネットワークの利用効率を高められる可能性がある。すなわち、複数のノードが通信を行う通信システムにおいては、各ノード対の送信レートをグループ化した方がネットワーク利用効率を高められるケースが存在する。【０００９】
しかしながら、上記特許文献１、２に記載された技術では、このようなケースは考慮されていない。【００１０】
また、特許文献１、２に記載された技術では、送信レート制御部の個数が送信ノード対の個数以上であることを前提として送信レートを決定する。しかしながら、ソフトウェアやハードウェア等の実装に制限がある場合、送信レート制御部の個数を送信ノード対の個数以上実装することが困難なケースが考えられる。このようなケースでは、ノード対の送信レートをグループ化して決定する必要がある。【００１１】
しかしながら、上記特許文献１、２に記載された技術では、送信レート制御部の個数に制限がある場合を考慮していないという問題がある。【００１２】
そこで、ネットワークの利用効率を高めることが課題となる。本発明の目的は、かかる課題解決に寄与するパラメータ決定装置、パラメータ決定方法、および、プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様に係るパラメータ決定装置は、通信システムに含まれるノード間の接続を表すトポロジ情報と互いに通信を行うノード対を示すノード対情報を受け付ける入出力Ｉ／Ｆ（Interface）と、前記トポロジ情報および前記ノード対情報に基づいて、１または２以上の前記ノード対から成るグループと該グループに割り当てる送信レートを同時に決定するパラメータ決定部と、前記グループと前記送信レートを前記通信システムに含まれるノードに通知するパラメータ設定部と、を備えている。【００１４】
本発明の第２の態様に係るパラメータ決定方法は、パラメータ決定装置が、通信システムに含まれるノード間の接続を表すトポロジ情報と互いに通信を行うノード対を示すノード対情報を受け付けるステップと、前記トポロジ情報および前記ノード対情報に基づいて、１または２以上の前記ノード対から成るグループと該グループに割り当てる送信レートを同時に決定するステップと、前記グループと前記送信レートを前記通信システムに含まれるノードに通知するステップと、を含む。【００１５】
本発明の第３の態様に係るプログラムは、通信システムに含まれるノード間の接続を表すトポロジ情報と互いに通信を行うノード対を示すノード対情報を受け付ける処理と、前記トポロジ情報および前記ノード対情報に基づいて、１または２以上の前記ノード対から成るグループと該グループに割り当てる送信レートを同時に決定する処理と、前記グループと前記送信レートを前記通信システムに含まれるノードに通知する処理と、をコンピュータに実行させる。なお、プログラムは、非一時的なコンピュータ可読記録媒体（non-transitory computer-readable storage medium）に記録されたプログラム製品として提供することもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るパラメータ決定装置、パラメータ決定方法、および、プログラムによると、ネットワークの利用効率を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に係るパラメータ決定装置の構成を例示するブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係るパラメータ決定装置を備えた通信システムの構成を例示するブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係るパラメータ決定装置のパラメータ決定部の構成を例示するブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係るパラメータ決定装置が対象とするノードの構成を例示するブロック図である。
【図５】パラメータを決定する際に用いられる変数の内容を示す表である。
【図６】第１の実施形態に係るパラメータ決定装置の入出力Ｉ／Ｆの動作を例示するフローチャートである。
【図７】第１の実施形態に係るパラメータ決定装置の入出力Ｉ／Ｆおよびパラメータ決定部の動作を例示するフローチャートである。
【図８】第１の実施形態に係るパラメータ決定装置のパラメータ決定部の動作を例示するフローチャートである。
【図９】第１の実施形態に係るパラメータ決定装置の送信レート／グループ算出部の動作を例示するフローチャートである。
【図１０】ノード間の接続構成（ネットワークトポロジ情報）を例示する図である。
【図１１】ノード対情報を例示する図である。
【図１２】「tree」配列の内容を例示する図である。
【図１３】「leaf」配列の内容を例示する図である。
【図１４】「Dest」配列の内容を例示する図である。
【図１５】送信レートおよび送信ノード対グループの計算結果を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
はじめに、一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記する図面参照符号は、専ら理解を助けるための例示であり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。
【００１９】
図１は、一実施形態に係るパラメータ決定装置１の構成を例示するブロック図である。図１０は、ノード１〜６を備えた通信システムの接続構成を例示する図である。図１１は、互いに通信を行うノード対を例示する図である。
【００２０】
図１を参照すると、パラメータ決定装置１は、通信システムに含まれるノード間の接続（例えば、図１０）を表すトポロジ情報と互いに通信を行うノード対（例えば、図１１）を示すノード対情報を受け付ける入出力Ｉ／Ｆ（Interface）１０と、トポロジ情報およびノード対情報に基づいて、１または２以上のノード対から成るグループと該グループに割り当てる送信レート（例えば、図１５）を同時に決定するパラメータ決定部１１と、決定したグループと送信レートを通信システムに含まれるノードに通知するパラメータ設定部１２と、を備えている。
【００２１】
一実施形態によると、ネットワークの利用効率を高めることができる。その理由は、ノードが通信していない時間を加味し、ノード対を可能な限り多くグループ化するように送信レートを決定することができるからである。
【００２２】
＜実施形態１＞
次に、第１の実施形態に係るパラメータ決定装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
［構成］
図２は、本実施形態のパラメータ決定装置１を備えた通信システムの構成を例示するブロック図である。図２を参照すると、通信システムは、データを送受信するノード３−１〜３−Ｎと、ノード３−１〜３−Ｎに設けられた送信制御部のパラメータを決定するパラメータ決定装置１と、ノード３−１〜３−Ｎとパラメータ決定装置１を接続するネットワーク２とを備えている。
【００２４】
また、パラメータ決定装置１は、ネットワークトポロジ、送受信ノード対を入力して結果を出力する入出力Ｉ／Ｆ（Interface）１０と、入力されたネットワークトポロジ・送受信ノード対から送信制御部パラメータを決定するパラメータ決定部１１と、決定したパラメータをノードに設定するパラメータ設定部１２とを備えている。
【００２５】
図３は、パラメータ決定装置１のパラメータ決定部１１の構成を例示するブロック図である。図３を参照すると、パラメータ決定部１１は、送信レート／グループ算出部１１２、制約条件メモリ１１１、トポロジ情報メモリ１１３、ノード情報メモリ１１４、および、ノード間ツリー（tree）情報メモリ１１５を備えている。
【００２６】
送信レート／グループ算出部１１２は、送信レートおよび通信ノード対のグループを算出する。制約条件メモリ１１１と、送信レートおよび通信ノード対のグループを算出するための制約条件である「送信レート／グループ決定制約条件」を保持する。トポロジ情報メモリ１１３は、ネットワークトポロジの帯域情報やノード間の接続情報を保持する。ノード情報メモリ１１４は、各ノードがどのノードと通信するか、および、ノード内の送信制御部の情報を保持する。ノード間ツリー情報メモリ１１５は、ネットワークから取り出したノードで構成される部分木の全通り（全パターン）を保持する。
【００２７】
図４は、ノード３の構成を例示するブロック図である。図４を参照すると、ノード３は、送信制御部３１とネットワークＩ／Ｆ３２を備えている。
【００２８】
送信制御部３１は、パケット送信を行う際に送信レートを制御する。ネットワークＩ／Ｆ３２は、ネットワーク２に送信するためのインタフェース（Ｉ／Ｆ：Interface）である。
【００２９】
また、送信制御部３１は、パラメータレジスタ３１１と、送信バッファ３１２−１〜３１２−Ｍと、レート制御部３１３−１〜３１３−Ｍを備えている。
【００３０】
パラメータレジスタ３１１は、パラメータ決定装置１のパラメータ決定部１１によって決定されたグループと送信レートを保持する。送信バッファ３１２−１〜３１２−Ｍは、パラメータレジスタ３１１のグループ情報に基づいて、送信するパケットをバッファリングする。レート制御部＃３１３−１〜３１３−Ｍは、パラメータレジスタ３１１の送信レートに基づいて送信バッファ＃３１２−１〜３１２−Ｍにおける対応するパケットを送信する。
【００３１】
次に、「送信レート／グループ決定制約条件」を、図５の変数を用いて説明する。図５の（given）の表記がある変数については、パラメータ決定部１１によって、トポロジ情報メモリ１１３、ノード情報メモリ１１４、および、ノード間ツリー情報メモリ１１５に格納された変数である。一方、図５において（given）の表記のないものは、パラメータ決定部１１により制約条件に応じて求める変数である。
【００３２】
図５において、rateigは、ノードｉに対するグループｇに対して与える送信レートである。validigは、ノードｉに対するグループｇを使用するか否かを示すフラグである。ここでは、ノードｉに対するグループｇを使用する場合には、フラグvalidigの値を１とし、それ以外の場合にフラグvalidigの値を０とする。Giは、ノードｉに対するグループの総数を表す。rateminは送信レートの最小値を示す。
【００３３】
treeigは、ノードｉに対するグループｇに参加する宛先ノードとノードｉで構成されるツリー配列である。treeigeは、配列treeigのｅ番目の要素である。leafigは、ノードｉに対するグループｇに参加する宛先ノード配列である。leafigｎは、配列leafigのｎ番目の要素である。Destiは、ノードｉの宛先ノード配列である。Ｒは、最小送信レートである。Ngは、ノード３の送信制御部３１に設けられたレート制御部３１３の最大個数である。BWeは、ネットワーク２のリンクｅに与えられたリンク容量である。Eは、総リンク数である。Nは、総ノード数である。また、δ1、δ2は、送信レートに対して無視できる程度の微小な値である。
【００３４】
［１］目的関数
式（１）は「送信レート／グループ決定制約条件」における目的関数であり、送信レート／グループ算出部１１２は、式（１）の目的関数を最大化する。式（１）の第１項はノードｉのグループｇのうち、使用するグループｇに与える送信レートをすべてのノード・グループについて合計したものを表す。一方、式（１）の第２項は、全ノードのグループの総数を表す。式（１）の第１項は静的な通信を考慮してネットワーク利用効率を最大化するように作用し、一方、式（１）の第２項は各ノードのグループ数ができる限り少なくなるように作用する。
【００３５】
2016152712.tif 000003
【００３６】
［２］制約条件１
式（２）は「送信レート／グループ決定制約条件」に含まれる目的関数を制約する制約条件である。式（２）の左辺は、ネットワークのリンクｅを通過する全ノード全グループの送信レートの合計を表す。一方、式（２）の右辺は、ネットワークのリンクｅに与えられたリンク帯域を表す。式（２）によると、リンクｅを通過するフローの送信レートの合計がリンク帯域（リンク容量）以下になる。
【００３７】
2016152712.tif 000004
【００３８】
［３］制約条件２
式（３）は「送信レート／グループ決定制約条件」に含まれる目的関数を制約する制約条件である。式（３）の左辺は、ノードｉの使用する全グループに含まれる宛先の配列を示す。一方、式（３）の右辺はノードｉが送信する宛先の配列を示す。式（３）によると、ノードｉの送信すべき宛先が必ず１つずつ含まれるようにグループが決定される。
【００３９】
2016152712.tif 000005
【００４０】
［４］制約条件３
式（４）は「送信レート／グループ決定制約条件」に含まれる目的関数を制約する制約条件である。式（４）の両辺は、ノードｉの使用するグループ数の総数を示す。式（４）によると、各ノードが使用するグループ数の総数が算出される。
【００４１】
2016152712.tif 000006
【００４２】
送信レート／グループ算出部１１２は、「送信レート／グループ決定制約条件」に含まれる制約条件を満たしつつ、目的関数を最大化するような、変数の組み合わせを算出する。この問題は、計画問題として解くことが可能である。送信レート／グループ算出部１１２は、一例として、算出方法としてシンプレックス法などのアルゴリズムを使用することができる。ただし、本発明において使用可能なアルゴリズムは、これに限定されない。
【００４３】
［動作］
次に、本実施形態の動作について、図６ないし図９のフローチャートと、図１０ないし図１５に示す例を参照して詳細に説明する。
【００４４】
まず、パラメータ決定装置１の入出力Ｉ／Ｆ１０の動作について説明する。ここでは、ネットワーク管理者がネットワークトポロジ情報とノード情報を送信し、ノードの送信レート設定およびグループ設定を出力したい場合について説明する。
【００４５】
図６を参照すると、ネットワーク管理者が入出力Ｉ／Ｆ１０に対して、ネットワークトポロジ情報とノード情報を入力する（ステップＡ１）。このときのノード情報は、互いに通信を行うノード対を示すノード対情報を含む。
【００４６】
次に、情報を受け取った入出力Ｉ／Ｆ１０は、パラメータ決定部１１へ入力された情報を送信する（ステップＡ２）。
【００４７】
次に、入出力Ｉ／Ｆ１０は、入力した情報に対する結果をパラメータ決定部１１から受信する（ステップＡ３）。パラメータ決定部１１から受信する結果には、ネットワーク２に接続された全ノード３の全レート制御部３１３にどのような送信レートが割り当てられたかの情報が含まれる。一方、割り当てに失敗した場合は、パラメータ決定部１１から受信する結果には、失敗した旨の情報が含まれる。
【００４８】
次に、入出力Ｉ／Ｆ１０は、ネットワーク管理者へ結果を表示する（ステップＡ４）。入出力Ｉ／Ｆ１０による表示方法として、ＧＵＩ（Graphical User Interface）などのいくつかの表示方法が考えられる。ただし、本実施形態では、表示方法については特に限定しない。
【００４９】
次に、ネットワーク管理者が「送信レート／グループ決定制約条件」に対するパラメータを入力した場合について説明する。
【００５０】
図７を参照すると、入出力Ｉ／Ｆ１０は、ネットワーク管理者から、「送信レート／グループ決定制約条件」のパラメータを受信する（ステップＡ５）。このパラメータとは、例えば、図５の「R」や「Ng」や「δ1、δ2」などである。
【００５１】
次に、入出力Ｉ／Ｆ１０は、入力されたパラメータをパラメータ決定部１１へ送信する（ステップＡ６）。
【００５２】
次に、パラメータ決定部１１は、パラメータをパラメータ決定部１１の各情報メモリに格納する（ステップＡ７）。
【００５３】
次に、パラメータ決定装置１のパラメータ決定部１１の動作について説明する。
【００５４】
図８を参照すると、パラメータ決定部１１は、入出力Ｉ／Ｆ１０からネットワークトポロジ情報とノード情報を受け取ると（ステップＢ１）、トポロジ情報メモリ１１３とノード情報メモリ１１４へ受信したデータを入力する（ステップＢ２）。このとき、パラメータ決定部１１は、トポロジ情報メモリ１１３およびノード情報メモリ１１４内の情報を用いて、本実施形態で使用する図５のgiven変数を算出し、トポロジ情報メモリ１１３、ノード情報メモリ１１４、および、ノード間ツリー情報メモリ１１５に格納する。
【００５５】
次に、送信レート／グループ算出部１１２は、送信レートおよびグループの計算を行う（ステップＢ３）。計算の詳細については、後述のステップＣ１以降で説明する。
【００５６】
計算結果が「計算可」であった場合（図８のＹｅｓ）、パラメータ決定部１１は、送信レート／グループ算出部１１２の計算結果を、パラメータ設定部１２へ送信し、さらに、入出力Ｉ／Ｆ１０に対しても結果を送信する（ステップＢ４）。
【００５７】
一方、計算結果が「計算不可」であった場合（図８のＮｏ）、パラメータ決定部１１は、入出力Ｉ／Ｆ１０に対して結果を送信する（ステップＢ５）。
【００５８】
次に、図８のステップＢ３の動作の詳細について説明する。
【００５９】
図９を参照すると、送信レート／グループ算出部１１２は、パラメータ決定部１１から計算命令を受け付けると、トポロジ情報メモリ１１３、ノード情報メモリ１１４、および、ノード間ツリー情報メモリ１１５を用いて「送信レート／グループ決定制約条件」に記載された制約条件を満たし、目的関数を最大化する送信レート／通信ノード対のグループを算出する（ステップＣ１）。送信レート／グループ算出部１１２は、この算出方法として、前述したシンプレックス法などのアルゴリズムを用いることができる。
【００６０】
次に、送信レート／グループ算出部１１２は、計算結果を判定し（ステップＣ２）、計算可能な場合（ステップＣ２のＹｅｓ）、計算結果として「計算可」と「送信レート」と「通信ノード対グループ」を送信する（ステップＣ３）。一方、計算不可な場合（ステップＣ２のＮｏ）、送信レート／グループ算出部１１２は、計算結果として「計算不可」を送信する（ステップＣ４）。
【００６１】
ここで、図１０ないし図１５に示す具体例に基づいて、本実施形態のパラメータ決定装置１の動作について説明する。
【００６２】
ここでは、図１０に示すノード間の接続構成を表すトポロジ情報と、図１１に示す互いに通信するノード対を表すノード対情報がネットワーク管理者から入力されたものとする。このとき、図５の「tree」、「leaf」、「Dest」の各配列は、図１２ないし図１４のように与えられる。また、ネットワークトポロジから「ＢＷｅ」と「Ｅ」と「Ｎ」が決定され、ネットワーク管理者からのパラメータ入力により「Ｒ」と「δ１、δ２」が決定される。送信レート／グループ算出部１１２は、これらの情報を用いて、「送信レート／グループ決定制約条件」の目的関数を最大化する送信レートと送信ノード対グループを算出する。この例の場合、例えば図１５のような結果が得られる。
【００６３】
最適解は複数存在する場合もあるが、どの最適解を結果として出力するかはアルゴリズムに依存する。なお、最適解が複数存在する場合であっても、目的関数の最大値は一意に決定する。
【００６４】
次に、パラメータ決定装置１のパラメータ設定部１２の動作について説明する。
【００６５】
パラメータ決定装置１のパラメータ設定部１２は、パラメータ決定部１１から受信した結果を、ノード３内のパラメータレジスタ３１１へ送信する。
【００６６】
［効果］
本実施形態に係るパラメータ決定装置１によると、ネットワークの利用効率を高めることができる。その理由は、ノード３が通信していない時間を考慮し、送信ノード対を可能な限り多くグループ化するように送信レートを決定するためである。これは、「送信レート／グループ決定制約条件」が、できる限り多くグループ化し、かつ送信レートを最大化するような変数を計算できるように与えられていることによる。
【００６７】
＜実施形態２＞
［構成］
次に、第２の実施形態に係るパラメータ決定装置について詳細に説明する。
【００６８】
本実施形態のパラメータ決定装置の構成は、第１の実施形態のパラメータ決定装置の構成（図２〜図４）と同様である。
【００６９】
本実施形態では、第１の実施形態の「送信レート／グループ決定制約条件」［１］〜［４］に加えて、下記の制約条件が追加される
【００７０】
［５］制約条件４
式（５）は「送信レート／グループ決定制約条件」に含まれる目的関数を制約する制約条件である。式（５）の左辺は、ノード３−ｉの持つグループの総数を示す。一方、式（５）の右辺は、ノード３のレート制御部３１３の最大個数を示す。式（５）によると、レート制御部３１３の個数が少ない場合を考慮することが可能となる。
【００７１】
2016152712.tif 000007
【００７２】
その他の条件については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００７３】
［動作］
第１の実施形態の動作（図６ないし図９）と同様であるため、説明を省略する。
【００７４】
［効果］
本実施形態のパラメータ決定装置によると、ノード３のレート制御部３１３の個数に制限がある場合にも送信レートを決定することができる。その理由は、レート制御部３１３の個数の制限を考慮して、できる限りネットワーク利用効率が高くなるように送信ノード対のグループを決定することができるからである。
【００７５】
＜実施形態３＞
［構成］
次に、第３の実施形態に係るパラメータ決定装置について詳細に説明する。
【００７６】
本実施形態のパラメータ決定装置の構成は、第１の実施形態のパラメータ決定装置の構成（図２〜図４）と同様である。
【００７７】
本実施形態では、第１の実施形態における「送信レート／グループ決定制約条件」［１］〜［４］を下記のように追加・変更したものを採用する。
【００７８】
［１］目的関数
式（６）は「送信レート／グループ決定制約条件」に含まれる目的関数である。送信レート／グループ算出部１１２は、式（６）の目的関数を最大化する。式（６）の目的関数では、第１の実施形態における式（１）の目的関数に対して第３項が追加されている。式（６）の第３項は、すべてのグループに割り当てられた送信レートのうち最小のものを指す。目的関数に第３項を加えることで、送信レートの最小値ができるだけ大きいものを解とすることが可能となる。
【００７９】
2016152712.tif 000008
【００８０】
［６］制約条件５
式（７）は「送信レート／グループ決定制約条件」に含まれる目的関数を制約する制約条件である。式（７）の左辺は、ノードｉのグループｇに与えられる送信レートであり、式（７）の右辺は式（７）の左辺よりも小さい値を取り得る。式（７）によると、送信レートの最小値を求めることが可能となる。
【００８１】
2016152712.tif 000009
【００８２】
その他の条件については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００８３】
［動作］
第１の実施形態の動作（図６ないし図９）と同様であるため、説明を省略する。
【００８４】
［効果］
本実施形態のパラメータ決定装置１によると、ネットワーク利用効率を落とさないようにしつつ、ノードの送信レート間の公平性を高めることが可能となる。その理由は、ネットワーク利用効率を落とさない範囲で、最小レートを目的関数に加味することで、最小レートと最大レートの差ができる限り小さくなるようにすることができるからである。
【００８５】
なお、本発明において、下記の形態が可能である。
［形態１］
上記第１の態様に係るパラメータ決定装置のとおりである。
［形態２］
前記グループおよび前記送信レートを決定する際の制約条件を保持する制約条件メモリを備え、
前記パラメータ決定部は、前記制約条件を満たすように、前記グループおよび前記送信レートを決定する、
形態１に記載のパラメータ決定装置。
［形態３］
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和を大きくすることである、
形態２に記載のパラメータ決定装置。
［形態４］
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和が、前記通信システムに含まれるリンク上において当該リンクのリンク容量を超えないことである、
形態２または３に記載のパラメータ決定装置。
［形態５］
前記制約条件は、各グループに割り当てられた送信レートの最小値が所定の値以上となることである、
形態２ないし４のいずれか一に記載のパラメータ決定装置。
［形態６］
前記制約条件は、前記グループの総数を少なくすることである、
形態２ないし５のいずれか一に記載のパラメータ決定装置。
［形態７］
前記制約条件は、各ノードが属するグループの総数が所定の数以下となることである、
形態２ないし６のいずれか一に記載のパラメータ決定装置。
［形態８］
前記制約条件は、前記ノード対情報に含まれる各ノード対がいずれかのグループに重複することなく属することである、
形態２ないし７のいずれか一に記載のパラメータ決定装置。
［形態９］
上記第２の態様に係るパラメータ決定方法のとおりである。
［形態１０］
前記パラメータ決定装置が、前記グループおよび前記送信レートを決定する際の制約条件を制約条件メモリに保持するステップを含み、
前記パラメータ決定装置は、前記制約条件を満たすように、前記グループおよび前記送信レートを決定する、
形態９に記載のパラメータ決定方法。
［形態１１］
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和を大きくすることである、
形態１０に記載のパラメータ決定方法。
［形態１２］
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和が、前記通信システムに含まれるリンク上において当該リンクのリンク容量を超えないことである、
形態１０または１１に記載のパラメータ決定方法。
［形態１３］
前記制約条件は、各グループに割り当てられた送信レートの最小値が所定の値以上となることである、
形態１０ないし１２のいずれか一に記載のパラメータ決定方法。
［形態１４］
前記制約条件は、前記グループの総数を少なくすることである、
形態１０ないし１３のいずれか一に記載のパラメータ決定方法。
［形態１５］
前記制約条件は、各ノードが属するグループの総数が所定の数以下となることである、
形態１０ないし１４のいずれか一に記載のパラメータ決定方法。
［形態１６］
前記制約条件は、前記ノード対情報に含まれる各ノード対がいずれかのグループに重複することなく属することである、
形態１０ないし１５のいずれか一に記載のパラメータ決定方法。
［形態１７］
上記第３の態様に係るプログラムのとおりである。
［形態１８］
前記グループおよび前記送信レートを決定する際の制約条件を記憶部に保持する処理と、
前記制約条件を満たすように、前記グループおよび前記送信レートを決定する処理と、を前記コンピュータに実行させる、
形態１７に記載のプログラム。
［形態１９］
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和を大きくすることである、
形態１８に記載のプログラム。
［形態２０］
前記制約条件は、すべてのグループに割り当てられた送信レートの和が、前記通信システムに含まれるリンク上において当該リンクのリンク容量を超えないことである、
形態１８または１９に記載のプログラム。
［形態２１］
前記制約条件は、各グループに割り当てられた送信レートの最小値が所定の値以上となることである、
形態１８ないし２０のいずれか一に記載のプログラム。
［形態２２］
前記制約条件は、前記グループの総数を少なくすることである、
形態１８ないし２１のいずれか一に記載のプログラム。
［形態２３］
前記制約条件は、各ノードが属するグループの総数が所定の数以下となることである、
形態１８ないし２２のいずれか一に記載のプログラム。
［形態２４］
前記制約条件は、前記ノード対情報に含まれる各ノード対がいずれかのグループに重複することなく属することである、
形態１８ないし２３のいずれか一に記載のプログラム。
【００８６】
なお、上記特許文献の全開示内容は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００８７】
１    パラメータ決定装置
２    ネットワーク
３−１〜３−Ｎ    ノード
１０    入出力Ｉ／Ｆ
１１    パラメータ決定部
１２    パラメータ設定部
３１    送信制御部
３２    ネットワークＩ／Ｆ
１１１    制約条件メモリ
１１２    送信レート／グループ算出部
１１３    トポロジ情報メモリ
１１４    ノード情報メモリ
１１５    ノード間ツリー情報メモリ
３１１    パラメータレジスタ
３１２−１〜３１２−Ｍ    送信バッファ
３１３−１〜３１３−Ｍ    レート制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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