(57)【要約】チャネルが完全であるという仮定の下で帯域幅管理装置が目標パケット損失確率を設定する。次いで、目標パケット損失確率を超えるパケット損失確率に関連する統計値を分離することによって、衝突に起因するパケット損失の実効確率（負荷固有パケット損失確率と呼ぶ）のリアルタイム推定が決定される。負荷固有パケット損失確率及び全パケット損失確率の両者が推定された後、チャネル障害に起因するパケット損失の確率（障害固有パケット損失確率と呼ぶ）が計算される。次いで、チャネル障害に起因する損失パケットの再送信によるオーバヘッドを考慮することによって、障害固有パケット損失確率に関するチャネル品質が推定される。
2006526364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおけるチャネルの品質尺度を決定する方法であって、
パケット衝突によるパケット損失確率を決定する工程と、
チャネル状態によるパケット損失確率を決定する工程と、
パケット衝突によるパケット損失確率及びチャネル状態によるパケット損失確率の両者に基づいてチャネルの品質尺度を推定する工程とから成る方法。
【請求項２】
パケット損失確率を決定する工程は発信局によって送信されたパケットのパケット損失確率を発信局が決定する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
パケット損失確率を決定する工程は発信局によって遠隔局に送信されたパケットのパケット損失確率を遠隔局から受信される肯定応答に基づいて発信局が決定する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
通信システムにおけるチャネルの推定された品質尺度に基づいて通信システムのサービス品質を調整するサービス品質調整工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
パケット損失確率を決定する工程は媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層でのパケット損失確率を決定する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
通信システムにおける装置であって、
パケット衝突によるパケット損失確率を決定するための手段と、
チャネル状態によるパケット損失確率を決定するための手段と、
パケット衝突によるパケット損失確率及びチャネル状態によるパケット損失確率の両者に基づいてチャネルの品質尺度を推定するための手段とを備える装置。
【請求項７】
パケット損失確率を決定するための手段は発信局によって送信されたパケットのパケット損失確率を発信局が決定するための手段を含む請求項６に記載の装置。
【請求項８】
パケット損失確率を決定するための手段は発信局によって遠隔局に送信されたパケットのパケット損失確率を遠隔局から受信される肯定応答に基づいて発信局が決定するための手段を含む請求項６に記載の装置。
【請求項９】
通信システムにおけるチャネルの推定された品質尺度に基づいて通信システムのサービス品質を調整するためのサービス品質調整手段を備える請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
パケット損失確率を決定するための手段は媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層でのパケット損失確率を決定するための手段を含む請求項６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に時間により変化する障害を受ける衝突チャネルを有する通信システムに関し、詳細には、そのような通信システムにおけるチャネルの品質尺度を決定する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
時間により変化する障害を受けるチャネルを介してパケット又はフレームとして知られるデータ単位の形で情報を伝送するシステムにおいて、サービス品質（ＱｏＳ）サポートを提供する必要性が増大している。そのようなシステムの例としては、無線のローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）及び電力線（ｐｏｗｅｒ  ｌｉｎｅ）ＬＡＮが挙げられる。多くのＱｏＳ要件はチャネル品質に直接関係することから、品質低下に起因するいずれの負の影響も軽減可能とするためにはそのようなチャネルの状態を推定することが必要である。ＱｏＳを提供する通信システムに存在する１つの特定の問題は、競合ベースのプロトコルを採用する（すなわち、パケットの衝突の発生を許可し、衝突解決アルゴリズムを提供して衝突を解決する）媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層でのチャネル品質尺度を推定することである。そのようなシステムでは、ＭＡＣ層でのチャネル品質は、２つの独立の要素、すなわちパケット衝突及びチャネル障害によるパケット損失の確率によって、大きな影響を受ける。チャネル品質の推定における主な問題は、チャネル障害に起因するパケット損失を衝突に起因するパケット損失と区別することである。より詳細には、チャネル障害（例えば、低信号対雑音Ｓ／Ｎ比）及びパケット衝突の両者が不良ＱｏＳの原因となるため、ＱｏＳを制御するには両者を適宜制御する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、ＱｏＳに影響するチャネル障害及びパケット衝突の両者を識別する、通信システム内のチャネルの品質尺度を決定する方法及び装置が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記必要性に対処するため、チャネルの品質尺度を監視する方法及び装置を本明細書において提供する。本発明の好適な実施形態によれば、チャネルが完全であるという仮定の下で帯域幅管理装置が目標パケット損失確率を設定する。次いで、目標パケット損失確率を超えるパケット損失確率に関連する統計値を分離することによって、衝突に起因するパケット損失の実効確率（負荷固有パケット損失確率と呼ぶ）のリアルタイム推定が決定される。負荷固有パケット損失確率及び全パケット損失確率の両者が推定された後、チャネル障害に起因するパケット損失の確率（障害固有パケット損失確率と呼ぶ）が計算される。次いで、チャネル障害に起因する損失パケットの再送信によるオーバヘッドを考慮することによって、障害固有パケット損失確率に関するチャネル品質が推定される。
【０００５】
本発明は、通信システムにおけるチャネルの品質尺度を決定する方法を包含する。この方法は、パケット衝突によるパケット損失確率を決定する工程と、チャネル状態によるパケット損失確率を決定する工程と、パケット衝突によるパケット損失確率及びチャネル状態によるパケット損失確率の両者に基づいてチャネルの品質尺度を推定する工程とから成る。
【０００６】
本発明は、チャネル状態によるパケット損失確率を決定する方法をさらに包含する。この方法は、最近の連続的に送信されたパケットの数（ｗ）をサンプリングする工程と、ｗ個のサンプリングされたパケットのうち、最後のパケット（第ｎパケット）がサンプリングされた時点での損失パケットの数（ｄ（ｎ））を決定する工程とからなる。ｄ（ｎ）及びｗに基づいて全パケット損失確率（ｐ（ｎ））が計算され、ｄ（ｎ）及びｗに基づいてパケット衝突によるパケット損失確率（Ｔ（ｎ））が決定される。最後に、全パケット損失確率及びパケット衝突によるパケット損失確率に基づいて、チャネル状態によるパケット損失確率（α（ｎ））が決定される。
【０００７】
さらに本発明は、パケット衝突によるパケット損失確率を決定するための手段と、チャネル状態によるパケット損失確率を決定するための手段と、パケット衝突によるパケット損失確率及びチャネル状態によるパケット損失確率の両者に基づいてチャネルの品質尺度を推定するための手段とを備える装置を包含する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
同様の符号が同様の構成要素を示す図面をここで参照すると、図１は、本発明の好適な実施形態による通信システム１００のブロック図である。通信システム１００は、地理的に分散した局１０１〜１０４の集団をサポートする媒体共有ネットワークである。示したように、各局１０１〜１０４は発信局１０６のＬＡＮポートに結合されている。発信局１０６と局１０１〜１０４の間の通信は、仮想チャネルを経由してローカル・エリア・ネットワーク１０５を介して行われる。チャネルの品質は、チャネルの物理的な状態のみならず、発信局１０６及び宛先局１０１〜１０４の位置にも依存する。各チャネルは発信局１０６及び宛先局１０１〜１０４のうちの１つに関連付けられている。一般性を失わずに簡略化するために、図１には単一の発信局１０６を示す。発信局と宛先局との間の各チャネルを、ノード間チャネルと呼ぶ。位置に依存し、且つ時間により変化するチャネル障害によって、パケット損失確率がチャネル毎に変化する場合があり、したがって、ネットワークの実効リンクレートがチャネル毎に変化する場合がある。
【０００９】
多重チャネル・モデルでの発信局及び宛先局の対に関連するノード間チャネルの公称リンクレートをＣとする。ここで公称リンクレートとは、物理（ＰＨＹ）層においてチャネルに障害が優勢でない条件で、チャネルがアイドルである場合にリンク層において発信局が達成可能な最大スループットである。競合ベースのシステムでの通常動作下では、発信局のチャネルが多重チャネル・システムの他のすべてのチャネルと共通物理媒体を共有するため、発信局はこの公称リンクレートのうちの一部しか達成しない場合がある。送信が衝突に関与し、後で再送信され得る衝突回避型搬送波検知多重アクセス（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）（ＣＳＭＡ／ＣＡ）システムでは、衝突回避及び衝突解決による競合アクセス・オーバヘッドが存在する。このため、宛先局１０１〜１０４のいずれにおいても、ＭＡＣリンク品質はチャネル品質因子及び衝突率の両者に依存する。したがって、ＱｏＳの制御を試みるいずれの通信システムでも、好適には、所望のＱｏＳの達成のためにチャネル品質因子及び衝突率のどちらも調整可能であるように、チャネル品質因子及び衝突率の両者が知られている必要がある。
【００１０】
この問題に対処するために、チャネル品質尺度を決定する方法及び装置を以下に提供する。詳細には、以下の説明では、競合ベースのＭＡＣを採用する通信システムの媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層でのチャネル品質監視に特に焦点を合わせる。チャネル障害によるパケット損失の確率が推定され、ＭＡＣ層パケット損失統計からのチャネル品質因子が得られる。チャネル品質の推定の説明に先立ち、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式のＬＡＮについて簡潔な背景知識を提供する。
【００１１】
ＣＳＭＡ／ＣＡ  ＭＡＣプロトコル：
競合ベースのＭＡＣプロトコルは当該技術分野において周知である。例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡプロトコルは、普及しているイーサネット（登録商標）及びイーサネット（登録商標）類似のＬＡＮ技術であり、アール・エム・メトカーフ（Ｒ．Ｍ．Ｍｅｔｃａｌｆ）及びディ・アール・ボッグズ（Ｄ．Ｒ．Ｂｏｇｇｓ）の「イーサネット（登録商標）：ローカル・コンピュータ・ネットワークにおける分散型パケット交換（Ethernet: Distributed packet switching for local computer networks）」、コミュニケーションズ・オブ・ジ・エイシーエム（Commun. ACM.）、１９７６年７月、第１９巻、第７号、ｐ．３９５〜４０４に詳述されている。この基本プロトコルにより、多くの変形形態の基礎が提供される。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式のＭＡＣプロトコルの例としては、ＤＣＦ（自律分散制御（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ））モードで動作するＩＥＥＥ８０２．１１ｂ無線ＬＡＮと、ホームプラグ電力線ＬＡＮとが挙げられる。
【００１２】
ＣＳＭＡ／ＣＡ  ＬＡＮでは、地理的に分散した局によって、無線チャネル又は電力線チャネルであり得る共通通信チャネルが共有される。各局は、ＣＳＭＡ／ＣＤから派生した同じＣＳＭＡ／ＣＡプロトコルに従う。ＣＳＭＡ／ＣＤの局は、衝突が存在するか否かを検出することによりパケット送信の成功を判定するが、ＣＳＭＡ／ＣＡの局が衝突を検出することは物理的な媒体の制約のため不可能である。結果として、ＣＳＭＡ／ＣＡベースのＭＡＣプロトコルは、即時の肯定応答によって送信パケットの状態を監視する。
【００１３】
ＣＳＭＡ／ＣＡ  ＭＡＣプロトコルでは、送信するＭＡＣ層パケットを有する局は最初に、搬送波感知により媒体がアイドルであるかビジーであるかを判定する必要がある。媒体が一定時間に渡ってアイドルであると判定される場合、この局はＭＡＣ層パケットを送信する。媒体がビジーであると判定される場合、この局は最初に、媒体が同じ量の一定時間に渡ってアイドルになるまで待機し、次いでランダムなバックオフの手順を実行し、その後でＭＡＣ層パケットを送信する。衝突の場合、プロトコルは衝突解決のために台形型バイナリ・エクスポネンシャル・バックオフ（ＴＢＥＢ：Ｔｒｕｎｃａｔｅｄ  Ｂｉｎａｒｙ  Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  Ｂａｃｋ−ｏｆｆ）スキームを利用する。このスキームでは、衝突に関与する局は、パケットが経験した衝突の数の指数関数であるサイズのウィンドウ内に均一に分散された、ランダムな個数のスロットで待機する。所定の最大数の再送信の後、ＭＡＣ層パケットが破棄される。
【００１４】
ＣＳＭＡ／ＣＡでは、局の能力によって衝突を検出することが不可能であるため、送信されるＭＡＣ層パケット毎に、局によるＭＡＣ層パケットの受信以降の所定の遅延時間の後に、受信側の局からの肯定応答が必要である。送信側の局がタイムアウト期間内に肯定応答を受信しない場合、ＭＡＣ層パケットは失われたと見なされ、送信側の局はランダムなバックオフ期間の後にＭＡＣ層パケットを再送信する。
【００１５】
多くの媒体共有ネットワークのように、ＣＳＭＡ／ＣＡシステムのスループットは入力負荷（ｏｆｆｅｒｅｄ  ｌｏａｄ）の関数である。当該技術分野において周知のように、入力負荷が低い場合、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂのＬＡＮ（ＣＳＭＡ／ＣＡベース）のスループットは、入力負荷に従って増大する。入力負荷が高くなると、入力負荷が増大するに従ってスループットは徐々に低減する。入力負荷の増大に伴うスループットの増大のレートの減少は、主として衝突の増大による。衝突が存在する場合、衝突に関与するパケットは失われたと見なされ、所定の衝突解決アルゴリズムに従って再送信される必要がある。再送信の確率など、種々のシステム・パラメータを適宜構成することによって、システムのスループットを最大化することが可能である。
【００１６】
チャネル品質の推定：
通信システム１００内のすべてのノード間チャネルが完全であると仮定した場合、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式のシステムのスループットは入力負荷の関数である。さらに、同じ仮定の下では、特定のノード間チャネルのパケット損失確率も入力負荷の関数である。このパケット損失確率を、所与の入力負荷に対する負荷固有パケット損失確率と呼ぶ。システムにより入力負荷が異なるため、負荷固有パケット損失確率も異なる。本発明の好適な実施形態では、目標パケット損失確率と呼ばれる所定値を負荷固有パケット損失確率が超えないようにＬＡＮへの進入を制御するため、帯域幅管理装置が発信局１０６へ導入される。
【００１７】
実際には、いずれのネットワークにおいてもチャネルは完全ではない。本明細書では、衝突及びチャネル障害以外の要因によるパケット損失は無視してよいと仮定するが、そのようなパケット損失が検出された場合、パケットが失われた実際の理由を確認することは必要である。損失は、衝突、チャネル障害、又はその両者によるものであり得る。したがって、ＭＡＣ層における全パケット損失統計からチャネル障害に起因するパケット損失の部分を決定することは難しい作業である。
【００１８】
チャネル障害によるオーバヘッドを評価するために、最初に、パケット損失確率はチャネル障害のみによると仮定した極端な例の説明を取り上げる。失われた各パケットは再送信されるが、ここでは、再送信はパケットの送信が成功するのに必要な回数だけ繰り返されるものと仮定する。
【００１９】
パケット損失確率をαとすると、０＜α＜１である。すべての再送信と最後に成功した送信とを含む、所与のパケットに対する全送信数をｖとする。与えられたｖにおいて、チャネルの実効リンクレートは、正の整数ｖに対して公称リンクレートの１／ｖ倍に減少する。
【００２０】
αの定義により、送信パケットは確率αで失われ、確率（１−α）で送信に成功する。送信の成功までパケットが再送信される間、αは一定のままであると仮定すると、パケット送信プロセスは地理的に分散したランダムな変数を特徴とするランダムなプロセスであることが認められる。詳細には、このランダムな変数ｖが値ｍをとる確率は以下の通りである。
【００２１】
【数１】
2006526364.tif 000003
【００２２】
明らかに以下であることが証明されるが、
【００２３】
【数２】
2006526364.tif 000004
【００２４】
ここで、送信の成功毎に平均でＥ（ｖ）−１回の再送信が存在する。
平均では、実効リンクレートはＥ（１／ｖ）倍に減少する。換言すれば、公称リンクレートは、以下のように定義されるチャネル品質因子σ（α）倍に減少する。
【００２５】
【数３】
2006526364.tif 000005
【００２６】
チャネル品質因子σ（α）は、完全な条件の下にあるチャネルの品質に対する現在のチャネルの品質の相対的な尺度を与える。
１／ｖはｖの上に凸な関数（ｃｏｎｃａｖｅ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）であるため、以下を証明可能である。
【００２７】
【数４】
2006526364.tif 000006
【００２８】
実際には、パケットが所定の最大回数までしか再送信されず、その後でパケットが破棄される場合がある。ｖの所定の上限をｕとすると、以下となる。
【００２９】
【数５】
2006526364.tif 000007
【００３０】
以下を証明可能である。
【００３１】
【数６】
2006526364.tif 000008
【００３２】
よって以下となる。
【００３３】
【数７】
2006526364.tif 000009
【００３４】
実際には、パケット損失はチャネル障害にのみ起因するものではない。２つの独立のランダムな事象、すなわち衝突及びチャネル障害がパケット損失の原因となる。したがって、任意のチャネル品質尺度の推定では、両方の型のパケット損失を考慮に入れる必要がある。例えば、正確な品質尺度を提供することには、単にチャネル状態に起因するパケット損失の割合を提供することと共に、衝突に起因するパケット損失の割合を提供することが含まれてもよい。
【００３５】
所与の入力負荷に対して、Ｔは、パケットが衝突により失われる確率、すなわち負荷固有パケット損失確率として示される。上述のように、αはチャネル障害によりパケットが失われる確率であり、障害固有パケット損失確率と呼ばれる。ＭＡＣ層においては、衝突の効果とチャネル障害の効果との組合せが観察される。これら２つの事象は独立であるため、全パケット損失確率ｐは、Ｔ及びαに対して以下のように関連する。
【００３６】
【数８】
2006526364.tif 000010
【００３７】
高次の項であるＴαを無視することによって、ｐを以下のように近似することが可能である。
【００３８】
【数９】
2006526364.tif 000011
【００３９】
したがって、パケットが衝突により失われる確率（Ｔ）及び全パケット損失確率ｐを推定可能である場合、αの推定値を得ることが可能であり、したがって、チャネル品質因子σ’（α）の推定値を得ることが可能である。
【００４０】
図２は、本発明の好適な実施形態による発信局１０６のブロック図である。本発明の好適な実施形態では、発信局１０６は、論理回路２０３、ＱｏＳ制御回路２０１、及びＬＡＮポート２０５を備える。本発明の好適な実施形態では、論理回路２０３は、好適にはマイクロプロセッサ制御装置であり、エンハンスト８０２．１１ｂ無線ＬＡＮのネットワーク・インタフェース・カード（ＮＩＣ）ドライバなどであるが、それらに限定されない。ＱｏＳ制御回路２０１は、任意の特定の宛先局に向けられたフローのサービス品質を制御するための手段として作用する。このような手段としては、送信出力を増減させるための出力制御回路、チャネル帯域幅を増減させるための帯域幅割当回路、及びパケットの選択的破棄を制御するためのキュー管理回路が挙げられるが、それらに限定されない。
【００４１】
動作中、論理回路２０３は各ノード間チャネルを独立に監視する。論理回路は、全パケット損失確率ｐを推定するための手段として作用する。上述のように、パケットが衝突により失われる確率（Ｔ）及び全パケット損失確率ｐを推定可能である場合、チャネル状態によるパケット損失の推定値（α）を得ることが可能である。したがって、論理回路２０３には、チャネル状態によるパケット損失及び衝突によるパケット損失の両者が知られることになる。Ｔ及びαの両者が既知となると、ＱｏＳ制御回路２０１は、チャネル品質及び衝突率の両者を制御する変数を調整することにより、ユーザに対するＱｏＳを適宜制御可能である。例えば、ＱｏＳ制御装置２０１は、チャネル品質が不良のノード間チャネルに対して送信するパケットの数を少なくスケジューリングすることが可能である。
【００４２】
全パケット損失確率の推定：
論理回路２０３は、送信毎に成功又は失敗に関してパケット送信統計を追跡する。これは、指定された受信器によるパケットの受信成功を確認する肯定応答メッセージの解析を介して行われる。タイムアウト期間後に論理回路２０３が肯定応答メッセージを受信していない場合、そのパケットは失われたと見なされ、所定の再送信手順に従って再送信される。
【００４３】
論理回路２０３は、失われたパケットを解析してパケット損失の全確率ｐを決定するための手段として作用する。より詳細には、論理回路２０３は、最近の連続的に送信されたパケットの数（ｗ）をサンプリングし、失われたパケットの数（ｄ）を決定する。次いで、回路２０３は、ｗに対するｄの比として瞬間的な全パケット損失確率（ｐ）の推定値を計算するための手段として作用する。全パケット損失確率が静的な場合、サンプルの大きさが無限に近づくに従って実際の全パケット損失確率に収束するという意味で、この推定値によって全パケット損失確率の偏りのない推定が提供されることになる。
【００４４】
実際には、全パケット損失確率は時間によって変化し得る。しかしながら、そのように仮定される場合でも、全パケット損失確率の推定値の収束、より詳細には、現在の実効の全パケット損失確率の推定値の収束を、単純な追跡方法によって可能とするには充分に遅い。
【００４５】
本発明の好適な実施形態では、局が送信するパケットのストリームの各々は、シーケンス番号ｎで識別され、ここでｎ≧１である。また、ｐ（ｎ）は、最近のｗ個のパケットのうちの最後のパケット（第ｎパケット）がサンプリングされた時点での、全パケット損失確率の推定値であると定義され、ｄ（ｎ）はこの時点の直前のｗ個のパケットにおいて、最近のウィンドウで失われたパケットの数であると定義され、ここでｗ＞０である。
【００４６】
図３には、パケットが失われ、同じパケットを再送信する毎に、ｎ及びｄ（ｎ）の両方が１だけ増加する例を示す。同時に、それに従って、負荷固有パケット損失確率Ｔ、障害固有パケット損失確率α、及びチャネル品質因子の推定値がすべて更新される。図３に示すように、タイムアウト期間後、送信器は最初の送信パケットが失われたと見なす。ＣＳＭＡ／ＣＡプロトコルに従い、送信器は、受信器がパケットの受信に成功し、且つ肯定応答パケットを送信器に送信するまで、ランダムなバックオフ期間の後に同じパケットを再送信し続ける。肯定応答パケットの受信後に、送信器は再送信が成功したと見なす。
【００４７】
本発明の好適な実施形態では、周知の指数平滑化法を用いて論理回路２０３が全パケット損失確率を推定する。したがって、
【００４８】
【数１０】
2006526364.tif 000012
【００４９】
である。ここで、ｐ（０）＝０であり、ｄ（１）は最初の観察から得られ、ｂは０＜ｂ＜１であるような平滑化パラメータである。
衝突によるパケット損失確率の推定：
上述のように、負荷固有パケット損失確率（すなわち、衝突に起因するパケット損失の確率）は入力負荷の関数であり、入力負荷は時間毎に変化し得る。また、目標の損失確率は帯域幅管理装置（例えば、ＱｏＳ制御回路２０１）によって設定されると仮定される。例えば、目標パケット損失確率は、各進入要求に対して要求を受入れるか否かを判定する進入制御ポリシーとして組み込まれ得る。このような目標パケット損失確率をＴ０で示す。本発明の好適な実施形態では、発信局が送信するパケットの（パケット衝突による）パケット損失確率を、受信局から受信される肯定応答データに基づいて論理回路２０３が推定する。
【００５０】
ｎ＝１，２，・・・において、第ｎパケットがサンプリングされた時点でのＴの推定値をＴ（ｎ）で表す場合、本発明の好適な実施形態では、以下の方法をＴの推定に利用する。
【００５１】
【数１１】
2006526364.tif 000013
【００５２】
ここで、Ｔ（０）＝Ｔ０＞０であり、ｄ（１）は最初の観察から得られ、λは０＜λ＜１であるような平滑化パラメータである。換言すれば、負荷固有パケット損失確率の推定値は、瞬間的な全パケット損失確率の推定値が目標パケット損失確率より小さい場合にのみ更新される。本発明の好適な実施形態では、論理回路２０３がＴ（ｎ）を推定するための手段として作用する。
【００５３】
チャネル品質因子の推定：
論理回路２０３が推定値ｐ（ｎ）及びＴ（ｎ）を得ると、以下のようにして第ｎのサンプルでの障害固有パケット損失確率α（ｎ）を推定することが可能である。
【００５４】
【数１２】
2006526364.tif 000014
【００５５】
ここで、ｐ（ｎ）及びＴ（ｎ）は、それぞれ（１０）及び（１１）から得られる。（１２）において最大値の演算を導入することによって、ｐ（ｎ）及びＴ（ｎ）の推定値がそれぞれの定常値に収束する前であっても推定値α（ｎ）≧０であることが保証される。Ｔ（ｎ）≪１である場合、以下の近似を用いることが可能である。
【００５６】
【数１３】
2006526364.tif 000015
【００５７】
（４）及び（１３）を用いて、論理回路２０３は、第ｎパケットがサンプリングされた時点でのチャネル品質因子の推定値、σ（ｎ）を以下のようにして得る。
【００５８】
【数１４】
2006526364.tif 000016
【００５９】
なお、上記の推定値は実際のチャネル品質因子の下限である。チャネル品質因子のより正確な推定値は、
【００６０】
【数１５】
2006526364.tif 000017
【００６１】
である。
図４には、チャネル品質因子と、αの異なる推定値との間の関係を示す。このようにしてチャネル品質因子が既知となると、αを容易に得ることが可能である。上の曲線は、σ’（ｎ）とα（ｎ）との関係を示す。中間の曲線はσ（ｎ）とα（ｎ）との関係を示す。下の曲線はσ（ｎ）とｐ（ｎ）との関係を示す。σ（ｎ）が実際にσ’（ｎ）の下限であることを理解可能である。下限σ（ｎ）を利用する主な理由は、減算しか含まないので、特に整数モードを用いるプラットフォームにおいて実施が簡単なためである。また、推定された全パケット損失確率ｐ（ｎ）がσ（ｎ）の推定に用いられる場合、障害固有パケット損失確率はＴ（ｎ）倍だけ過大に評価されることも理解可能である。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式のシステムでは、Ｔ（ｎ）は有意であり得る。
【００６２】
図５は、時間で変化する障害により品質が揺動する特徴を有するチャネルにおいて品質因子を推定するアルゴリズムを示すフローチャートである。本発明の好適な実施形態では、論理回路２０３は以下のアルゴリズムを実行するための手段として作用する。
【００６３】
【表１】
2006526364.tif 000018
【００６４】
上述のように、複雑さ及び実施負担の増大を犠牲にして、上記のアルゴリズムにおいてσ（ｎ）の代わりにσ’（ｎ）の推定を選択することも可能である。
図６は、本発明の好適な実施形態による発信局１０６の動作を示すフローチャートである。本発明の好適な実施形態では、論理フローは論理回路２０３内で実行される。論理フローは工程６０１にて開始し、論理回路２０３は、各送信の成功又は失敗に関してパケット送信統計を追跡するための手段として作用する。工程６０３にて、回路２０３はパケット損失の全確率（ｐ）をパケット追跡に基づいて決定する。次に、工程６０５にて、論理回路２０３は衝突によるパケット損失確率（Ｔ）の推定を行う。上述のように、これは詳細には上記の数式（１１）を利用することによって達成される。工程６０７にて、チャネル状態によるパケット損失（α）が決定される。より詳細には、ｐ及びＴの両方が既知であり、ｐ＝Ｔ＋αであるから、αを容易に決定することが可能である。最後に、工程６０９にて、特定のユーザに対するＱｏＳが適宜調整される。上述のように、衝突によるパケット損失及びチャネル状態によるパケット損失の両者が既知であるため、両方の型のパケット損失を含む適切な品質尺度が得られるとともに、ＱｏＳをよりよく制御することが可能である。これは、パケット送信スケジューリングの変更、データフロー進入制御の変更、又はチャネル送信パラメータ（例えば、出力）の変更を含むがそれらに限定されない、幾つかの方法で達成可能である。
【００６５】
本発明について特に特定の一実施形態を参照して図示し説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく形態及び詳細における各種変更を行い得ることが当業者には理解されるであろう。例えば、上記の説明では、チャネル状態によるパケット損失確率及びパケット衝突によるパケット損失確率を決定する方法及び装置を提供した。この情報から、この情報を含む品質尺度が提供される。本発明の好適な実施形態では、この品質尺度は単に衝突及びチャネル状態の両者に起因するパケット損失の割合であるが、本発明の範囲から逸脱することなく上記の決定を利用する任意の品質尺度を実施することが可能であることを、当業者は理解するであろう。そのような変更は添付の特許請求の範囲内にあることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の好適な実施形態による通信システムのブロック図。
【図２】本発明の好適な実施形態による発信局のブロック図。
【図３】パケット損失及び所定のタイムアウト期間後の後続再送信を示す図。
【図４】チャネル品質因子とパケット損失確率αの異なる推定値との間の関係を示す図。
【図５】時間で変化する障害により品質が揺動する特徴を有するチャネルのチャネル品質因子を推定するために必要な工程を示すフローチャート。
【図６】本発明の好適な実施形態による発信局の動作を示すフローチャート。
【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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【国際調査報告】
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