(57)【要約】【課題】本発明は無線ネットワークのモデル化装置、方法及びシステムを提供する。【解決手段】無線ネットワークのモデル化装置は、新データ流が現在のノードのキューバッファに進入する、又は、現在のノードに進入する既存データ流のレートに変化が生じた時に、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の理想状態を推定するための推定ユニット；及び前記推定ユニットの推定結果に基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定するための確定ユニットを含む。【選択図】図６
2017060161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワークのモデル化装置であって、
新データ流が現在のノードのキューバッファに進入する、又は、現在のノードに進入する既存データ流のレートに変化が生じた時に、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の理想状態を推定するための推定ユニット；及び
前記推定ユニットの推定結果に基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定するための確定ユニットを含む、装置。
【請求項２】
請求項1に記載の装置であって、
前記推定ユニットは、
現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量を推定するための第一推定モジュール；及び
前記第一推定モジュールの推定結果に基づいて、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートを推定するための第二推定モジュールを含む、装置。
【請求項３】
請求項2に記載の装置であって、
前記第一推定モジュールは、
【数１】
2017060161.tif 000015
に基づいて、現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量Ci(t)を推定し、
そのうち、tpreは、前回の入力レートの変化時刻であり、Ci(tpre)は、前回の入力レートの変化時刻にデータ流が現在のノードに進入した時における現在のノードのキューバッファ占用量であり、αi(tpre)は、前回の入力レートの変化時刻にデータ流が現在のノードに進入した時における集中入力レートであり、μは、無線リンクのバンド幅である、装置。
【請求項４】
請求項2に記載の装置であって、
前記第二推定モジュールは、
現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の集中入力レートが無線リンクのバンド幅よりも小さいか、且つ、現在のノードのキューバッファ占用量が空であるかを判断するための第一判断モジュール；及び
前記第一判断モジュールの判断結果がはいの場合、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートが該データ流の集中入力レートであり、また、前記第一判断モジュール判断がいいえの場合、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートが無線リンクのバンド幅であると確定するための第一処理モジュールを含む、装置。
【請求項５】
請求項1に記載の装置であって、
前記確定ユニットは、
現在の時刻に現在のノードが得るバンド幅割り当て値を計算するための第一計算モジュール；
現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量を計算するための第二計算モジュール；及び
現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定するための確定モジュールを含む、装置。
【請求項６】
請求項5に記載の装置であって、
前記第一計算モジュールは、
【数２】
2017060161.tif 000016
に基づいて、現在の時刻に現在のノードが得るバンド幅割り当て値μ’i(t)を計算し、
そのうち、μは、無線リンクのバンド幅であり、β’i(t)は、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートであり、NSは、現在の時刻に現在のノードとバンド幅を共有する隣接ノードの数であり、β’m(t)は、現在の時刻に現在のノードとバンド幅を共有する隣接ノードのデータ流理想集中出力レートである、装置。
【請求項７】
請求項5に記載の装置であって、
前記第二計算モジュールは、
【数３】
2017060161.tif 000017
に基づいて、現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量Ci(t)を計算し、
そのうち、tpreは、前回の入力レートの変化時刻であり、Ci(tpre)は、前回の入力レートの変化時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量であり、ai(tpre)は、前回の入力レートの変化時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における集中入力レートであり、μ’i(t)は、前回の入力レートの変化時刻における現在のノードのバンド幅割り当て値である、装置。
【請求項８】
請求項5に記載の装置であって、
前記確定モジュールは、
現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の集中入力レートが現在のノードのバンド幅割り当て値より小さいかを判断するための第二判断モジュール；及び
前記第二判断モジュールの判断結果がはいの場合、現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量が空であるかに基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定し、また、前記第二判断モジュールの判断結果がいいえの場合、現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量が最大に達したかに基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定するための第二処理モジュールを含む、装置。
【請求項９】
請求項8に記載の装置であって、
前記第二処理モジュールは、
現在の時刻におけるデータ流集中入力レートが現在のノードのバンド幅割り当て値よりも小さく、且つ、データ流が現在のノードに進入する時に現在のノードのキューバッファ占用量が空である時に、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の集中出力レートが該データ流の集中入力レートであり、現在の時刻に現在のノードに進入する各データ流のシングル流出力レートが各データ流のシングル流入力レートに等しく、データロスレートが0であると確定し、
現在の時刻におけるデータ流集中入力レートが現在のノードのバンド幅割り当て値よりも小さく、且つ、データ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量が空でない時に、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の集中出力レートが現在の時刻に現在のノードが得たバンド幅割り当て値であり、現在の時刻に現在のノードに進入する各データ流のシングル流出力レートがβij(t)＝αij(t)／αi(t)×βi(t)に等しく、データロスレートが0であると確定し；
現在の時刻におけるデータ流集中入力レートが現在のノードのバンド幅割り当て値以上であり、且つ、データ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量が最大に達した時に、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の集中出力レートが現在の時刻に現在のノードが得たバンド幅割り当て値であり、現在の時刻に現在のノードに進入する各データ流のシングル流出力レートがβij(t)＝αij(t)／αi(t)×βi(t)に等しく 、データ流集中ロスレートがγi(t)＝αi(t)-βi(t)であり、各データ流のシングル流ロスレートがγij(t)＝αij(t)／αi(t)×γi(t)であると確定し；
現在の時刻におけるデータ流集中入力レートが現在のノードのバンド幅割り当て値以上であり、且つ、データ流が現在のノードに進入する時に現在のノードのキューバッファ占用量が最大に達していない時に、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の集中出力レートが現在の時刻に現在のノードが得たバンド幅割り当て値であり、現在の時刻に現在のノードに進入する各データ流のシングル流出力レートがβij(t)＝αij(t)／αi(t)×βi(t)に等しく、データロスレートが0であると確定する、装置。
【請求項１０】
請求項1に記載の装置であって、
前記現在のノードのデータ流集中情報リスト及びシングルデータ流情報リストをメンテナンスするためのメンテナンスユニットをさらに含み、
データ流集中情報リストは、隣接ノード数、データ流到達時間、同時にデータを送信すする隣接ノードの数、集中入力レート、前回入力レート変化時刻のデータ流集中入力レート、理想集中出力レート、前回入力レート変化時刻のバッファ占用量、前回入力レート変化時刻のノード出力用リンクバンド幅割り当て値、出力用リンクバンド幅割り当て値、現在のバッファ占用量、集中出力レート、及び集中ロスレートを含み、
シングルデータ流情報リストは、隣接ノード標識、サブノードＩＤ標識、前回入力レート変化時刻のシングル流入力レート、シングル流入力レート、シングル流出力レート、シングル流ロスレート、及びバンド幅を共有する隣接ノードの標識を含む、装置。
【請求項１１】
無線ネットワークのモデル化方法であって、
新データ流が現在のノードのキューバッファに進入する、又は、現在のノードに進入する既存データ流のレートに変化が生じた時に、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の理想状態を推定し；及び
推定結果に基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定することを含む、方法。
【請求項１２】
コンピュータシステムであって、
前記コンピュータシステムは、無線ネットワークのモデル化装置を含み、前記装置は、
新データ流が現在のノードのキューバッファに進入する、又は、現在のノードに進入する既存データ流のレートに変化が生じた時に、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の理想状態を推定し；及び
推定結果に基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定するように構成される、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術分野に関し、特に、無線ネットワークのモデル化装置、方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
今までは、パケットレベル（Packet-level）に基づく離散イベント（Discrete-event）シミュレーションモデルは、ネットワークパフォーマンスのシミュレーションを実現する有効な手段の１つと見なされ、幅広く使用されている。パケットレベルシミュレーションモデルでは、各データパケットの操作によって１つの離散イベントをトリガーすることができる。各データパケットによってイベントをトリガーするプロセスは、すべて、シミュレーション過程において観測され、体現され得る。よって、パケットレベルシミュレーションの利点は、ネットワークパフォーマンスの観測において、主に、シミュレーションの粒度が小さく、正確性が高いというように体現され、動的な流量の変化をより良く反映することができる。
【０００３】
しかし、観測されるネットワーク中のノード数量の増加、及び、データパケットの操作プロセスの更なる複雑化に伴い、シミュレーション過程では、イベントの処理量が増大し、シミュレーションの時間が長くなり、シミュレーションの効率が低下するなどの欠点がより明らかになる。パケットレベル（Packet-level）シミュレーションに存在するこれらの欠点に鑑み、フローレベル（Fluid-level）シミュレーションは、より高速な方法の１つとして、各種のネットワークシミュレーションに幅広く応用されている。
【０００４】
フローレベル（Fluid-level)シミュレーションは、ネットワークモデルの細部が大幅に簡略化され、シングルデータパケットの操作についてもう追跡しない。図1に示すように、それは、主に、各データ流（Fluid）を単位としてシミュレーションを行い、データ流（Fluid）の毎回のレート変化について追跡し、毎回のデータ流（Fluid）のレート変化は、１つのイベント（Event）と見なされ、処理される。そのうち、onは、データ送信状態を示し、offは、データ送信停止状態を示し、データ源がon状態にある時に、パケットレベルシミュレーションについて言えば、データ源がデータパケットを生成して送信し、フローレベルシミュレーションについて言えば、データ源が一定のレートでデータ流を生成して送信し；データ源がoff状態にある時に、パケットレベルシミュレーション及びフローレベルシミュレーションの両方について言えば、データ源がデータを生成せず、データの送信がない。フローレベルシミュレーションでは、ネットワーク中の流量がすべて異なるデータ源（Source）からの一連のデータ流（Fluid）からなると見なされる。よって、フローレベル（Fluid-level）シミュレーションモデルは、パケットレベル（Packet-level）シミュレーションモデルに比べ、処理される必要のあるイベント量が大幅に低減され、シミュレーションの時間もそれ相応に大幅に減少される。よって、幾つかのシミュレーションについて言えば、ネットワークシステムの操作細部に対して特別な関心を持たず、且つ、精度への要求も高くないとすると、フローレベル（Fluid-level）シミュレーションモデルの利点はより明らかになる。
【０００５】
従来では、フローレベルシミュレーションモデルは、主に、有線ネットワークのシミュレーションに応用されている。研究者らは、いろいろなフローレベルシミュレーション方法を提案し、有線ネットワークのパフォーマンスに対して大量の研究を行っている。これにより、ユーザは、ネットワークの各種のパフォーマンス、例えば、ネットワークのボトルネック、ネットワークの負荷能力などをより迅速に把握することができる。今のところ、無線ネットワーク技術が絶えずに発展し、関連する応用も急速に普及しているため、無線ネットワークパフォーマンスへの研究が益々盛んになってきている。しかし、大多数の無線ネットワークパフォーマンスへのシミュレーション及びシミュレータは、依然として、パケットレベル（Packet-level）に基づく離散イベント（Discrete-event）シミュレーションモデルにより実現される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無線ネットワークに対してのシミュレーション速度を向上させ、ネットワークシミュレーションの消耗時間を減少させるために、本発明の実施例は、無線ネットワークのモデル化装置、方法及びシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施例の第一側面によれば、無線ネットワークのモデル化装置が提供され、そのうち、前記装置は、
新データ流が現在のノードのキューバッファに進入する、又は、現在のノードに進入する既存データ流のレートに変化が生じた時に、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の理想状態を推定する推定ユニット；及び
前記推定ユニットの推定結果に基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定する確定ユニットを含む。
【０００８】
本発明の実施例の第二側面によれば、無線ネットワークのモデル化方法が提供され、そのうち、前記方法は、
新データ流が現在のノードのキューバッファに進入する、又は、現在のノードに進入する既存データ流のレートに変化が生じた時に、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の理想状態を推定し；及び
推定結果に基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定することを含む。
【０００９】
本発明の実施例の第三側面によれば、コンピュータシステムが提供され、そのうち、前記コンピュータシステムは、無線ネットワークのモデル化装置を含み、前記装置は、
新データ流が現在のノードのキューバッファに進入する、又は、現在のノードに進入する既存データ流のレートに変化が生じた時に、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の理想状態を推定し；及び
推定結果に基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定するように構成される。
【００１０】
本発明の有益な効果は、本発明の実施例により、無線ネットワークに対してのシミュレーション速度を向上させ、ネットワークシミュレーションの消耗時間を減少させることができるということである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】パケットレベルシミュレーションとフローレベルシミュレーションとの区別を示す図である。
【図２】フローレベルシミュレーションの抽象ノードを示す図である。
【図３】抽象ネットワークを示す図である。
【図４】データ流が抽象ノードを通過する時におけるレート変化を示す図である。
【図５】ノードがバンド幅を共有する例を示す図である。
【図６】本発明の実施例における無線ネットワークのモデル化装置の構成図である。
【図７】図6に示す装置中の推定ユニットの一実施方式の構成図である。
【図８】図6に示す装置中の確定ユニットの一実施方式の構成図である。
【図９】本発明の実施例における無線ネットワークのモデル化方法のフローチャートである。
【図１０】図9に示すデータ流理想状態推定ステップのフローチャートである。
【図１１】図10に示すデータ流理想集中出力レート推定ステップのフローチャートである。
【図１２】図9に示すデータ流状態確定ステップのフローチャートである。
【図１３】図12に示すデータ流状態確定ステップのフローチャートである。
【図１４】本発明の実施例におけるコンピュータシステムのハードウェア構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
【００１３】
本発明の実施例では、無線ネットワーク中の各ノードは、１つのネットワークインターフェースと抽象され、各ネットワークインターフェースは、固定容量（サイズ）を有する１つのキューバッファと表され、該ネットワークインターフェースに進入する各データ流（Fluid）の状態、例えば、データ流がノードに進入する入力レート、ノードを離れる出力レート及びロスレートを含む状態を維持するために用いられる。図2は、抽象ノードを示す図である。図2に示すように、該ノードは、容量（サイズ）がCmaxである１つのキューバッファと表され、データ流入力レートはαと表され、出力レートはβと表され、データロスレートはγと表され、無線リンクのバンド幅は、固定バンド幅を有するものとシミュレーションされ、μと表される。Cは、ある時刻のキューバッファの占用量を示す。
【００１４】
本発明の実施例では、複数の異なるデータ流レートを以て各ノードに進入する各データ流の状態を示す。そのうち、αi(t)、βi(t)、γi(t)は、それぞれ、t時刻にノードiに進入するすべてのデータ流に対応する集中入力レート（Aggregate  input  rate）、集中出力レート（Aggregate  output  rate）、集中ロスレート（Aggregate  loss  rate）を示す。そのうち、集中入力レートαi(t)は、他のデータ源からのデータ流及び現在のノードi自身が生成したデータ流を含む。図3は、１つの抽象後の無線ネットワークの例を示す。そのうち、αA(t)、αB(t)、αC(t)は、それぞれ、t時刻にノードA、B、Cに進入するデータ流に対応する集中入力レートであり、βA(t)、βB(t)、βC(t)は、それぞれ、t時刻にノードA、B、Cに進入するデータ流に対応する集中出力レートであり、γA(t)、γB(t)、γC(t)は、それぞれ、t時刻にノードA、B、Cに進入するデータ流に対応する集中ロスレートである。
【００１５】
また、本発明の実施例では、αij(t)、βij(t)、γij(t)を以て、それぞれ、t時刻にノードiに進入するデータ流jに対応するシングル流入力レート（Fluid  input  rate）、シングル流出力レート（Fluid  output  rate）、シングル流ロスレート（Fluid  loss  rate）を示す。
【００１６】
データ流伝送過程では、異なるデータ源（Source）からのデータ流（Fluid）が、異なる時刻に動的にキューバッファに進入するため、ノードに進入するデータ流の各種レートに変化が生じることがある。図4に示すように、３つのデータ源（Source）からの３つのデータ流（Fluid）が、それぞれ、異なる時刻にノードに進入して通過するため、ノードに進入する異なるデータ流（Fluid）は、ある時刻に、その同一時刻にノードに進入する他のデータ流とアグリゲートして集中入力データ流を成すことがある。ノードのキューバッファのサービスレートが限られており、また、無線ネットワークに対してのシミュレーションにおいて無線リンクのバンド幅が固定値とシミュレーションされているから、データ流を同時に出力する隣接ノードの間は、リンクバンド幅を共有することができる。よって、データ流の間にはそれ相応に干渉が生じ、各データ流の状態は他のデータ流からの影響を受けることができ、例えば、伝送レートの変化、データロス及び伝送延遅の発生などの現象を引き起こすことがあるため、データ流がノードを離れるレートは、一定の比率に従って割り当てられ得る。
【００１７】
よって、本発明の実施例に記載のフローレベルモデルでは、各データ流の出力レート状態及びロスレート状態を考慮する時に、各データ流のレートがデータ流集中入力レート中で占める比率を考慮し、さらに同じ時刻にデータ流を出力する隣接ノードがリンクバンド幅を共有する状況も考慮することで、各ノードに対して合理的な可用バンド幅の割り当てを行うことができる。
【００１８】
本発明の実施例では、各ノードは２つのデータ流情報リスト（データ流情報表ともいう）をメンテナンスし、そのうち、表1はデータ流集中情報リストである。該リストは主に、ノードのある時刻における隣接ノード情報、データ流集中入力情報、データ流集中出力情報、キューバッファ占用量などの集中情報を動的にメンテナンスするために用いられる。表1に示すように、該リストが主にメンテナンスする項目は、隣接ノード数Nn；データ流進入時刻t；データを同時に送信する隣接ノードの数Ns（該項目は、無線ネットワークに、t時刻にノードに進入する集中入力データ流がノードを離れる時に、無線バンド幅を共有する隣接ノードが幾つ存在するかを指示する）；集中入力レートαi(t)；前回の入力レート変化時刻におけるデータ流集中入力レートαi(tpre)；理想集中出力レートβ’i(t)（即ち、t時刻にノードに進入する集中入力データ流がノードから出力される時にバンド幅を共有する隣接ノードが無いときの、即ち、干渉無しの環境での該データ流の出力レート）；前回の入力レート変化時刻におけるバッファ占用量Ci(tpre)；前回の入力レート変化時刻におけるノード出力用リンクバンド幅割り当てμ’i(tpre)；出力用リンクバンド幅割り当てμ’i(t)；現在のバッファ占用量Ci(t)；集中出力レートβi(t)；集中ロスレートγi(t)を含む。表1は、データ流集中情報リストを示す。
【表１】
2017060161.tif 000003
【００１９】
また、各ノードがメンテナンスするデータ流情報リストはさらにデータ流シングル情報リストも含む。該リストは主に、各時刻に異なる隣接ノードからの各シングルデータ流の関連状態情報を動的にメンテナンスするために用いられる。表2に示すように、該リストが主にメンテナンスする項目は、隣接ノード標識In（そのうち、n∈[1，Nn]）；現在の時刻におけるサブノードＩＤの標識（Sn(t)）；前回の入力レート変化時刻におけるシングル流入力レート（αij(tpre)）；シングル流入力レート（αij(t)）；シングル流出力レート（βij(t)）；シングル流ロスレート（γij(t)）；バンド幅を共有する隣接ノードの標識(そのうち、n∈[1，Nn])を含む。表2に示すシングルデータ流情報リストは、表1に示すデータ流集中情報リストに対応し、それと組み合わせて同一時刻にノードに進入するデータ流の情報をメンテナンスする。表2は、シングルデータ流情報リストを示す。
【表２】
2017060161.tif 000004
【００２０】
そのうち、隣接ノード標識（In）項目は、t時刻に現在のノードiの伝送カバレッジ内に位置するノードの情報を保存するために用いられる。サブノードＩＤ標識（Sn(t)）項目は、無線ネットワーク中でt時刻における現在のノードiのサブノードの情報、即ち、t時刻に現在のノードiへデータを送信する隣接ノードの情報を示すために用いられる。シングル流入力レート（αij(t)）項目は、t時刻に、ある隣接ノードからのデータ流jが現在のノードiに進入するレートの情報を格納するために用いられる。シングル流出力レート（βij(t)）項目は、t時刻に、ある隣接ノードからのデータ流jがノードiを離れる時の出力レートの情報を記憶するために用いられる。シングル流ロスレート（γij(t)）項目は、t時刻に現在のノードiに進入するデータ流jの、キューオーバーロード発生時におけるデータロスレートの情報を保存するために用いられる。バンド幅を共有する隣接ノードの標識（Mn）項目は、t時刻に現在のノードiに進入するデータ流が現在のノードiを離れる時刻にどの隣接ノードがデータを送信しようとするかを示すために用いられる。
【００２１】
本発明の実施例では、現在のノードのサブノードと見なされる隣接ノードは、サブノードＩＤ標識項目に1と記され、そうでないものは、0と記される。t時刻に現在のノードに進入する、対応する隣接ノード（サブノード）からのデータ流がある時に、該データ流入力レートを、対応するシングル流入力レート項目に保存し、また、後続の計算プロセスにより得られた該データ流の出力レート及びロスレートを、ノードに対応するシングル流出力レート項目及びシングル流ロスレート項目に格納する。t時刻に現在のノードに進入する、対応する隣接ノード（サブノード）からのデータ流がない場合、それぞれ、シングルデータ流入力レート項目、シングル流出力レート項目及びシングル流ロスレート項目に0と記す。情報リストに、同一時刻にデータ流の出力がある幾つかの隣接ノードが存在する場合、バンド幅を共有する隣接ノードの標識（即ち、バンド幅共有隣接ノード標識）項目に1と記し、そうでない場合、0と記す。
【００２２】
図5の例に示すように、現在のノードDの隣接ノードはノードB、ノードC、ノードE及びノードFである。ノードE及びノードFは、ノードDのサブノードであり、また、ノードDにデータを送信し、データ流がノードDに進入する入力レートは、それぞれ、αDE(t)及びαDF(t)である。ノードDがデータを出力すると同時に、隣接ノードC、E、Fもデータ出力があり、即ち、同一時刻にノードC、ノードE、ノードF及び現在のノードDは無線バンド幅を共有する。表3は、ノードDのt時刻におけるシングルデータ流情報リスト中の操作例を示す。表3は、シングルデータ流情報リスト例を示す。
【表３】
2017060161.tif 000005
【００２３】
以下、添付した図面及び具体的な実施方式を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
本発明の実施例は、無線ネットワークのモデル化装置を提供し、該装置は、フローレベルモデルに基づく、無線ネットワーク中のあるノードに対するものである。図6は該装置の構成図である。図6に示すように、該装置600は推定ユニット601及び確定ユニット602を含む。
【００２５】
推定ユニット601：新データ流が現在のノードのキューバッファに進入する、又は、現在のノードに進入する既存データ流のレートに変化が生じた時に、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の理想状態を推定し；
確定ユニット602：推定ユニット601の推定結果に基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定する。
【００２６】
本実施例の１実施方式では、新データ流が現在のノードのノードキューバッファに進入する時に、例えば、新しいノードが現在のノードのサブノードになり、且つ、一定のレートで現在のノードにデータ流を入力する時に、該推定ユニット601は、新入力データ流の集中入力レートに従って、データ流理想状態の推定操作を行うことで、バンド幅の割り当てを行い、そして、計算されたノードの割り当て後のバンド幅に従って、データ流最終状態の確定プロセスを完成することができ、即ち、新データ流の集中出力レート情報、データ流の集中ロスレート情報、シングルデータ流のシングル流出力レート情報、シングル流ロスレート情報などを計算することができる。
【００２７】
本実施例の他の実施方式では、現在のノードに進入する既存データ流のレートに変化が生じた時に、即ち、ある既存データ流が現在のノードのノードキューバッファに進入する入力レートが、ある時刻に、前回の入力レート変化時刻における該データ流の入力レートと比べ、変化が生じた時に、例えば、あるサブノードからの既存データ流の入力レートに変化が生じ、又は、あるサブノードが、routingの変化などの原因で、データ流を現在のノードにもう入力しない時に、該推定ユニット601は、新データ流の集中入力レートに従って、データ流理想状態の推定操作を行うことで、バンド幅の再割り当てを行い、そして、計算されたノードの割り当て後のバンド幅に基づいて、新しいレート変化を有するデータ流の状態確定プロセスを完成することができ、即ち、新データ流の集中出力レート情報、集中ロスレート情報、シングル流出力レート情報、シングル流ロスレート情報などを計算することができる。
【００２８】
本実施例では、ある時刻に現在のノードのノードバッファに進入するデータ流のレートに変化がない場合、何もせず、データ流状態情報は、前回のデータ流がノードに進入した時の状態を維持し、即ち、入力レート、出力レート、ロスレートなどは不変である。
【００２９】
本実施例では、該推定ユニット601は主に、ある時刻に干渉出力がない場合、現在のノードがリンクバンド幅を独り占めする時に必要な出力レート値を計算するために用いられる。現在の時刻に入力ノードiのデータ流がノードiを離れる時の出力環境が干渉無しの理想無線出力環境であり、即ち、現在のノードがデータを出力する時に、同一時刻にデータを出力する隣接ノードが存在しない又はリンクバンド幅を共有するノードが存在しないとすると、該估計ユニット601は、該環境中のデータ流が現在の入力レートでノードに進入し、そして、現在のノードを離れる時に有すべき集中出力レート値を計算することができる。
【００３０】
一実施方式では、図7に示すように、該推定ユニット601は第一推定モジュール701及び第二推定モジュール702を含み、該第一推定モジュール701は、現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量を推定するために用いられる。該第二推定モジュール702は、第一推定モジュール701の推定結果に基づいて、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートを推定するために用いられる。
【００３１】
第一推定モジュール701の一実施方式では、該第一推定モジュール701は、次の公式（1）に基づいて、現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量Ci(t)を推定することができ、即ち、現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時に、キューバッファに残っているデータ流が幾つあるかを計算することができる。なお、次の公式（1）は、バッファ使用量の計算公式でもある。
【数１】
2017060161.tif 000006
【００３２】
そのうち、現在の時刻はtと記され、現在のノードはiであり、tpreは、前回のデータ流の入力レートの変化時刻であり、Ci(tpre)は、前回のデータ流の入力レート変化時刻にデータ流が現在のノードに進入した時における現在のノードのキューバッファ占用量であり、ai(tpre)は、前回のデータ流の入力レート変化時刻にデータ流が現在のノードに進入した時におけるデータ流の集中入力レートであり、μは、無線リンクのバンド幅である。
【００３３】
第一推定モジュール701の上述の処理により、現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量を得ることができる。なお、上述の計算公式は例示に過ぎず、該第一推定モジュール701を限定するものではなく、当業者は、他の方式又は公式を用いて上述のキューバッファ占用量を得ることもできるが、ここではその詳しい説明を省略する。
【００３４】
第二推定モジュール702の一実施方式では、該第二推定モジュール702は、第一推定モジュール701が推定した、現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量、及び、現在の時刻におけるデータ流の集中入力レートという２つの判断パラメータに基づいて、データ流理想集中出力レートを推定することができる。
【００３５】
図7に示すように、該実施方式では、該第二推定モジュール702は、第一判断モジュール7021及び第一処理モジュール7022を含み、該第一判断モジュール7021は、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の集中入力レートが、無線リンクのバンド幅よりも小さいか、且つ、現在のノードのキューバッファ占用量が空であるかを判断するために用いられ、該第一処理モジュール7022は、第一判断モジュール7021の判断結果がはいの場合、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートが、該データ流の集中入力レートであると確定し；第一判断モジュール7021の判断結果がいいえの場合、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートが無線リンクのバンド幅であると確定するために用いられる。
【００３６】
本実施方式では、第一判断モジュール7021が、t時刻にノードiに進入するデータ流の集中入力レートαi(t)が無線リンクのバンド幅μよりも小さいかを判断し、且つ、第一推定モジュール701が計算したt時刻におけるノードiのキューバッファの占用量に基づいてキューバッファ状態が空であるかを判断し、そして、この２つの判断条件に基づいてt時刻にノードiに進入するデータ流の理想集中出力レート値の推定計算を行う。第一判断モジュール7021が、データ流集中入力レートが無線リンクの固定バンド幅よりも小さく、即ち、αi(t)＜μであり、且つ、ノードiのキューバッファのt時刻における占用量が空であり、即ち、Ci(t)＝０と判断した場合に、第一処理モジュール7022は、t時刻にノードiに進入するデータ流の理想集中出力レートβ’i(t)が該データ流の集中入力レートαi(t)に等しく、即ち、β’i(t)＝αi(t)であると確定し；そうでない場合、第一処理モジュール7022は、t時刻にノードiに進入するデータ流の理想集中出力レートβ’i(t)が無線リンクのバンド幅μに等しいと確定する。これにより、t時刻にノードiのキューバッファに進入するデータ流の理想集中出力レートを得ることができる。
【００３７】
本実施例では、該確定ユニット602は主に、推定ユニット601が仮定の環境中で計算したデータ流理想集中出力レートに基づいて、同じ時刻にデータを送信する隣接ノードのために合理な無線バンド幅のリソースを計算して割り当てるために用いられる。そして、割り当て後のバンド幅の条件下で、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の実際の状態、即ち、データ流の集中出力レート情報、データ流の集中ロスレート情報、シングルデータ流のシングル流出力レート情報、シングルデータ流のシングル流ロスレート情報などを得ることができる。
【００３８】
一実施方式中では、図8に示すように、該確定ユニット602は第一計算モジュール801、第二計算モジュール802、及び確定モジュール803を含み、そのうち、第一計算モジュール801は、現在の時刻に現在のノードが得るバンド幅の割り当て値を計算するために用いられ、第二計算モジュール802は、現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量を計算するために用いられ、確定モジュール803は、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定するために用いられる。
【００３９】
第一計算モジュール801の一実施方式では、該第一計算モジュール801は、現在のノードが計算した上述の理想集中出力レートに基づいて、同一時刻にデータを送信しようとする各隣接ノードのために合理な無線バンド幅のリソース、即ち、各ノードのデータ流出力上限を計算して割り当てることができる。該実施方式では、該第一計算モジュール801は次の公式（2）に基づいて、現在の時刻に現在のノードが得るバンド幅割り当て値μ’i(t)を計算することができる。
【数２】
2017060161.tif 000007
【００４０】
そのうち、μは、無線リンクのバンド幅であり、β’i(t)は、現在の時刻にノードを離れるデータ流の理想集中出力レートであり、NSは、現在の時刻にノードとバンド幅を共有する隣接ノードの数であり、β’m(t)は、現在の時刻にノードとバンド幅を共有する隣接ノードのデータ流理想集中出力レートである。そのうち、現在のノードが各時刻に得るバンド幅割り当て値は、ある時刻に現在のノードに進入するデータ流の理想集中出力レートが、バンド幅を共有するすべての隣接ノードの理想集中出力レートの中で占める比率に従って、無線固定バンド幅に対して割り当てを行うことにより得られ得る。
【００４１】
第一計算モジュール801の上述の処理により、現在の時刻に現在のノードが得るバンド幅割り当て値を取得することができる。なお、上述の計算公式は例示に過ぎず、第一計算モジュール801を限定するものではなく、当業者は、他の方式や公式を用いて上述のバンド幅割り当て値を得ることもできるが、ここではその詳しい説明を省略する。
【００４２】
第二計算モジュール802の一実施方式では、該第二計算モジュール802は、第一計算モジュール801が計算したバンド幅割り当て値に基づいて、再び現在の時刻にデータ流が現在のノードのキューバッファに進入する時におけるバッファ占用量をより合理的に計算することができる。該実施方式では、該第二計算モジュール802は、次の公式（3）を用いて現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量を算出することができる。
【数３】
2017060161.tif 000008
【００４３】
そのうち、tpreは、前回のデータ流の入力レートの変化時刻であり、Ci(tpre)は、前回の現在のノードに入力するデータ流の入力レートの変化時刻における現在のノードのキューバッファ占用量であり、αi(tpre)は、前回のデータ流の入力レートの変化時刻にデータ流が現在のノードに進入した時における集中入力レートであり、μ’i(tpre)は、前回のデータ流の入力レートの変化時刻における現在のノードのバンド幅割り当て値である。
【００４４】
確定モジュール803の一実施方式では、該確定モジュール803は、第二計算モジュール802が再び計算した現在の時刻における現在のノードのキューバッファ占用量、及び、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の集中入力レートと言う２つの判断パラメータに基づいて、現在のノードに進入するデータ流の状態情報に対して最終確定を行うことができる。ここでは、データ流の状態は、データ流の集中出力レート情報、データ流の集中ロスレート情報、シングルデータ流のシングル流出力レート情報、シングルデータ流のシングル流ロスレート情報などを含む。
【００４５】
図8に示すように、該実施方式では、該確定モジュール803は、第二判断モジュール8031及び第二処理モジュール8032を含んでも良く、該第二判断モジュール8031は、現在の時刻（時刻t）に現在のノード（ノードi）に進入するデータ流の集中入力レート（αi(t)）が現在のノードのバンド幅割り当て値（μ’i(t)）よりも小さいかを判断するために用いられ、第二処理モジュール8032は、第二判断モジュール901の判断結果がはいの場合、現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量（Ci(t)）が空であるかに基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定し、また、第二判断モジュール8031の判断結果がいいえの場合、現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量（Ci(t)）が最大に達したかに基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定するために用いられる。
【００４６】
第二処理モジュール8032の一実施方式では、現在の時刻におけるデータ流集中入力レートが現在のノードのバンド幅割り当て値よりも小さく、即ち、αi(t)＜μ’i(t)であり、且つ、データ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファの占用量が空であり、即ち、Ci(t)＝0である場合、第二処理モジュール8032は、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の集中出力レートβi(t)が該データ流の集中入力レートαi(t)であり、即ち、βi(t)＝αi(t)であり、また、現在の時刻に現在のノードに進入する各データ流のシングル流出力レートβij(t)が各データ流のシングル流入力レートαij(t)に等しく、即ち、βij(t)＝αij(t)であると確定する。この場合、データ流のロスが存在せず、即ち、データロスレートが0であり、即ち、データ流の集中ロスレートγi(t)及びシングルロスレートγij(t)がともに0であり、即ち、γi(t)＝0、γij(t)＝0である。
【００４７】
第二処理モジュール8032の他の実施方式では、現在の時刻におけるデータ流集中入力レートが現在のノードのバンド幅割り当て値より小さく、即ち、αi(t)＜μ’i(t)であり、且つ、データ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量が空でなく、即ち、0＜Ci(t)≦Cmaxである場合、第二処理モジュール8032は、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の集中出力レートβi(t)が、現在の時刻にノードが得たバンド幅割り当て値μ’i(t)であり、即ち、βi(t)＝μ’i(t)であり、また、現在の時刻に現在のノードに進入する各データ流のシングル流出力レートが、該シングルデータ流の、その所在する集中入力データ流の中で占める比率に従って集中出力データ流に対して割り当てを行ことにより得られるものであり、即ち、βij(t)＝αij(t)／αi(t)×βi(t)であると確定する。この場合、データ流のロスが存在せず、即ち、データロスレートが0であり、即ち、データ流の集中ロスレートγi(t)及びシングルロスレートγij(t)がともに0であり、即ち、γi(t)＝0、γij(t)＝0である。
【００４８】
第二処理モジュール8032の他の実施方式では、現在の時刻におけるデータ流集中入力レートが現在のノードのバンド幅割り当て値以上であり、即ち、αi(t)≧μ’i(t)であり、且つ、データ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量がキューバッファの最大容量に達しており、即ち、Ci(t)＝Cmaxである場合、第二処理モジュール8032は、現在の時刻にノードを離れるデータ流の集中出力レートβi(t)が、現在の時刻に現在のノードが得たバンド幅割り当て値μ’i(t)であり、即ち、βi(t)＝μ’i(t)であり、また、現在の時刻に現在のノードに進入する各データ流のシングル流出力レートが、該シングルデータ流の、その所在する集中入力データ流の中で占める比率に従って集中出力データ流に対して割り当てを行うことにより得られるものであり、即ち、βij(t)＝αij(t)／αi(t)×βi(t)であると確定する。この場合、データロスが発生し得るため、データ流集中ロスレートがγi(t)＝αi(t)-βi(t)であり、各データ流のシングル流ロスレートが、該シングルデータ流の、その所在する集中入力データ流の中で占める比率に従って集中ロスレートに対して割り当てを行うことにより得られ、即ち、γij(t)＝αij(t)／αi(t)×γi(t)である。
【００４９】
第二処理モジュール8032のもう１つの実施方式では、現在の時刻におけるデータ流集中入力レートが現在のノードのバンド幅割り当て値以上であり、即ち、αi(t)≧μ’i(t)であり、且つ、データ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量が最大に達しておらず、即ち、0＜Ci(t)＜Cmaxである場合、第二処理モジュール8032は、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の集中出力レートβi(t)が、現在の時刻における現在のノードが得たバンド幅割り当て値μ’i(t)であり、即ち、βi(t)＝μ’i(t)であり、また、現在の時刻に現在のノードに進入する各データ流のシングル流出力レートが、該シングルデータ流の、その所在する集中入力データ流の中で占める比率に従って集中出力データ流に対して割り当てを行うことにより得られ、即ち、βij(t)＝αij(t)／αi(t)×βi(t)であると確定する。この場合、データ流のロスが存在せず、即ち、データロスレートが0であり、即ち、データ流の集中ロスレートγi(t)及びシングルロスレートγij(t)がともに0であり、即ち、γi(t)＝0、γij(t)＝0である。
【００５０】
本実施例の第二処理モジュール8032により、異なるケースに対して異なる処理を行うことで、各ケースにおいて現在のノードに進入するデータ流の状態を確定し、これにより、無線ネットワーク全体のモデルを構築することができる。
【００５１】
本実施例では、図6に示すように、該装置600はさらにメンテナンスユニット603を含んでも良く、それは、現在のノードのデータ流集中情報リスト及びシングルデータ流情報リストをメンテナンスするために用いられ、上述のように、該データ流集中情報リストは、隣接ノード数、データ流到達時間、同時にデータを送信する隣接ノードの数、集中入力レート、前回入力レート変化時刻のデータ流集中入力レート、理想集中出力レート、前回入力レート変化時刻のバッファ占用量、前回入力レート変化時刻のノード出力用リンクバンド幅割り当て値、出力用リンクバンド幅割り当て値、現在のバッファ占用量、集中出力レート、集中ロスレートなどを含んでも良く、該シングルデータ流情報リストは、隣接ノード標識、サブノードＩＤ標識、前回入力レート変化時刻のシングル流入力レート、シングル流入力レート、シングル流出力レート、シングル流ロスレート、バンド幅共有隣接ノード標識などを含んでも良い。ここではその詳しい説明を省略する。
【００５２】
本実施例では、図6に示すように、該装置600はさらに記憶ユニット604を含んでも良く、それは、現在のノードのデータ流集中情報リスト及びシングルデータ流情報リストを記憶するために用いられ、例えば、該記憶ユニット604は、推定ユニット601が推定した、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートを、現在のノードのデータ流集中情報リストの対応項目に入力して保存してもらうことができる。
【００５３】
本発明の実施例における装置が構築した無線ネットワークモデルにより、各データ流の出力レート状態及びロスレート状態を考慮する時に、各データ流のレートがデータ流集中入力レートの中で占める比率を考慮することで、同じ時刻にデータ流を出力する隣接ノードがリンクのバンド幅を共有する状況に基づいて、各ノードについて合理的な可用バンド幅の割り当てを行うことができる。これにより、無線ネットワークに対してのシミュレーション速度を向上させ、ネットワークシミュレーションの消耗時間を減少させることができる。
【実施例２】
【００５４】
本発明の実施例はさらに無線ネットワークのモデル化方法を提供し、該方法が問題を解決する原理は実施例1の装置と同様であるため、その具体的な実施は実施例1の方法の実施を参照することができ、内容が同じ記載は省略される。
【００５５】
図9は本実施例の方法のフローチャートである。図9に示すように、該方法は次のステップを含み、即ち、
ステップ901：新データ流が現在のノードのキューバッファに進入するか（条件1）又は現在のノードに進入する既存データ流のレートに変化があったか（条件2）を判断し、判断結果がはいの場合、ステップ902を行い、そうでない場合、前回の到達データ流の状態を維持し；
ステップ902：現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の理想状態を推定し；
ステップ903：推定結果に基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定する。
【００５６】
本実施例では、新データ流が現在のノードのキューバッファに進入する、又は、現在のノードに進入する既存データ流のレートに変化があった時に、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の理想状態を推定し、そして、推定結果に基づいて現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定し、これにより、無線ネットワークに対してのシミュレーション速度を向上させることできるのみならず、ネットワークシミュレーションの消耗時間を減少させることもできる。
【００５７】
図10はステップ902の一実施方式のフローチャートである。図10に示すように、該プロセスは次のステップを含み、即ち、
ステップ1001：現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量を推定し；
ステップ1002：推定結果に基づいて、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートを推定する。
【００５８】
ステップ1001では、以下の公式で現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量Ci(t)を推定することができる。
【数４】
2017060161.tif 000009
【００５９】
そのうち、tpreは、前回の入力レートの変化時刻であり、Ci(tpre)は、前回の入力レートの変化時刻にデータ流が現在のノードに進入した時における現在のノードのキューバッファ占用量であり、αi(tpre)は、前回の入力レートの変化時刻にデータ流が現在のノードに進入した時における集中入力レートであり、μは、無線リンクのバンド幅である。
【００６０】
ステップ1002では、ステップ1001で推定された上述のバッファ占用量に基づいて、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートを推定することができる。
【００６１】
図11はステップ1002の一実施方式のフローチャートである。図11に示すように、該プロセスは次のステップを含み、即ち、
ステップ1101：現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の集中入力レートが無線リンクのバンド幅よりも小さいか（条件3）、且つ、現在のノードのキューバッファ占用量が空であるか（条件4）を判断し、判断結果がはいの場合、ステップ1102を行い、そうでない場合、ステップ1103を行い；
ステップ1102：現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートが、該データ流の集中入力レートであり、即ち、β’i(t)＝αi(t)であると確定し；
ステップ1103：現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートが、無線リンクのバンド幅であり、即ち、β’i(t)＝μであると確定し；
ステップ1104：理想集中出力レートを保存する。
【００６２】
図12は、ステップ903の一実施方式のフローチャートである。図12に示すように、該プロセスは次のステップを含み、即ち、
ステップ1201：現在の時刻に現在のノードが得るバンド幅割り当て値を計算し；
ステップ1202：現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量を計算し；
ステップ1203：現在の時刻が現在のノードに進入するデータ流の状態を確定する。
【００６３】
ステップ1201では、以下の公式で現在の時刻に現在のノードが得るバンド幅割り当て値μ’i(t)を計算することができる。
【数５】
2017060161.tif 000010
【００６４】
そのうち、μは、無線リンクのバンド幅であり、β’i(t)は、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートであり、NSは、現在の時刻に現在のノードとバンド幅を共有する隣接ノードの数であり、β’m(t)は、現在の時刻に現在のノードとバンド幅を共有する隣接ノードのデータ流理想集中出力レートである。
【００６５】
ステップ1202では、以下の公式で現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量Ci(t)を計算することができる。
【数６】
2017060161.tif 000011
【００６６】
そのうち、tpreは、前回の入力レートの変化時刻であり、Ci(tpre)は、前回の入力レートの変化時刻にデータ流が現在のノードに進入した時における現在のノードのキューバッファ占用量であり、αi(tpre)は、前回の入力レートの変化時刻にデータ流が現在のノードに進入した時における集中入力レートであり、μ’i(tpre)は、前回の入力レートの変化時刻における現在のノードのバンド幅割り当て値である。
【００６７】
ステップ1203では、データ流の集中入力レート及び現在のノードのキューバッファ占用量に基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定することができる。
【００６８】
図13は、ステップ1203の一実施方式のフローチャートである。図13に示すように、該プロセスは次のステップを含む。
【００６９】
ステップ1301：現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の集中入力レートが現在のノードのバンド幅割り当て値よりも小さいかを判断し、判断結果がはいの場合、ステップ1302を行い、そうでない場合、ステップ1305を行い；
ステップ1302：バッファ占用量が空であるかを判断し、判断結果がはいの場合、ステップ1303を行い、そうでない場合、ステップ1304を行い；
ステップ1303：現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の集中出力レートが該データ流の集中入力レート（βi(t)＝αi(t)）であり、現在の時刻に現在のノードに進入する各データ流のシングル流出力レートが各データ流のシングル流入力レート（βij(t)＝αij(t)）に等しく、データロスレートが0（γi(t)＝0、γiｊ(t)＝0）であると確定し；
ステップ1304：現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の集中出力レートが現在の時刻に現在のノードが得たバンド幅割り当て値（βi(t)＝μ’i(t)）であり、現在の時刻に現在のノードに進入する各データ流のシングル流出力レートがβij(t)＝αij(t)／αi(t)×βi(t)に等しく、データロスレートが0（γi(t)＝0、γiｊ(t)＝0）であると確定し；
ステップ1305：バッファ占用量がバッファ最大容量に達したかを判断し、判断結果がはいの場合、ステップ1306を行い、そうでない場合、ステップ1307を行い；
ステップ1306：現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の集中出力レートが現在の時刻に現在のノードが得たバンド幅割り当て値（βi(t)＝μ’i(t)）であり、現在の時刻に現在のノードに進入する各データ流のシングル流出力レートがβij(t)＝αij(t)／αi(t)×βi(t)に等しく、データ流集中ロスレートがγi(t)＝αi(t)-βi(t)であり、各データ流のシングル流ロスレートがγij(t)＝αij(t)／αi(t)×γi(t)であると確定し；
ステップ1307：現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の集中出力レートが現在の時刻に現在のノードが得たバンド幅割り当て値（βi(t)＝μ’i(t)）であり、現在の時刻に現在のノードに進入する各データ流のシングル流出力レートがβij(t)＝αij(t)／αi(t)×βi(t)に等しく、データロスレートが0（γi(t)＝0、γiｊ(t)＝0）であると確定する。
【００７０】
本実施例では、さらに各ノードのデータ流集中情報リスト及びシングルデータ流情報リストをメンテナンスすることもでき、上述のように、毎回のデータ流の変化時に、上述のリストに従って、それ相応の情報を格納することができる。例えば、図11に示すように、理想集中出力レートを算出した後に、該理想集中出力レートを、他の幾つかの情報と一緒に上述のリストに記憶することができる。具体的には上述のようであるので、ここでは詳しい説明を省略する。
【００７１】
本発明の実施例における方法で構築された無線ネットワークのモデルにより、無線ネットワークに対してのシミュレーション速度を向上させ、ネットワークシミュレーションの消耗時間を減少させることができる。
【実施例３】
【００７２】
本発明の実施例はさらにコンピュータシステムを提供し、該コンピュータシステムは実施例1に記載の無線ネットワークのモデル化装置を含んでも良い。
【００７３】
図14は本実施例におけるコンピュータシステムの構成図である。図14に示すように、該コンピュータシステム1400は、中央処理装置（CPU）1401及び記憶器1402を含んでも良く、記憶器1402は中央処理装置1401に接続される。そのうち、該記憶器1402は各種のデータを記憶することができ、情報処理用のプログラムを記憶することもでき、また、中央処理装置1401の制御により該プログラムを実行することもできる。
【００７４】
一実施方式では、実施例1に記載の無線ネットワークのモデル化装置の機能は中央処理装置1401に統合することができる。
【００７５】
他の実施方式では、実施例1に記載の無線ネットワークのモデル化装置は、中央処理装置1401と別々に配置されても良く、例えば、無線ネットワークのモデル化装置は、中央処理装置1401に接続されるチップとして構成されても良く、中央処理装置1401の制御により、無線ネットワークのモデル化装置の機能を実現することができる。
【００７６】
また、図14に示すように、該コンピュータシステム1400はさらに、入力装置1403及び出力装置1404などを含んでも良く、そのうち、上述の部品の機能は従来技術と同様であるため、ここではその詳しい説明を省略する。なお、コンピュータシステム1400は必ずしも図14に示すすべての部品を含む必要がない。また、コンピュータシステム1400はさらに図14に示していない部品を含んでも良く、これについては従来技術を参照することができる。
【００７７】
本実施例のコンピュータシステムが構築した無線ネットワークのモデルにより、無線ネットワークに対してのシミュレーションの速度を向上させ、ネットワークシミュレーションの消耗時間を減少させることができる。
【００７８】
本発明の実施例はさらにコンピュータ可読プログラムを提供し、そのうち、無線ネットワークのモデル化装置又はコンピュータシステムで前記プログラムを実行する時に、前記プログラムは、コンピュータに、前記無線ネットワークのモデル化装置又はコンピュータシステム中で実施例1に記載の方法を実行させる。
【００７９】
本発明の実施例はさらにコンピュータ可読プログラムを記憶した記憶媒体を提供し、そのうち、前記コンピュータ可読プログラムは、コンピュータに、無線ネットワークのモデル化装置又はコンピュータシステム中で実施例1に記載の方法を実行させる。
【００８０】
また、本発明の実施例による装置及び方法は、ソフトウェアにより実現されても良く、ハードウェアにより実現されてもよく、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現されても良い。また、本発明はこのようなコンピュータ可読プログラムにも関し、即ち、前記プログラムは、ロジック部品により実行される時に、前記ロジック部品に、上述の装置又は構成要素を実現させることができ、又は、前記ロジック部品に、上述の方法又はそのステップを実現させることができる。さらに、本発明は上述のプログラムを記憶するための記憶媒体、例えば、ハードディスク、磁気ディスク、光ディスク、DVD、フラッシュメモリなどにも関する。
【００８１】
また、上述の実施例を含む実施態様に関し、次のようにさらに付記を開示する。
【００８２】
（付記1）
無線ネットワークのモデル化装置であって、
新データ流が現在のノードのキューバッファに進入する、又は、現在のノードに進入する既存データ流のレートに変化が生じた時に、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の理想状態を推定するための推定ユニット；及び
前記推定ユニットの推定結果に基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定するための確定ユニットを含む、装置。
【００８３】
（付記2）
付記1に記載の装置であって、
前記推定ユニットは、
現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量を推定するための第一推定モジュール；及び
前記第一推定モジュールの推定結果に基づいて、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートを推定するための第二推定モジュールを含む、装置。
【００８４】
（付記3）
付記2に記載の装置であって、
前記第一推定モジュールは、
【数７】
2017060161.tif 000012
【００８５】
に基づいて、現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量Ci(t)を推定し、
そのうち、tpreは、前回の入力レートの変化時刻であり、Ci(tpre)は、前回の入力レートの変化時刻にデータ流が現在のノードに進入した時における現在のノードのキューバッファ占用量であり、αi(tpre)は、前回の入力レートの変化時刻にデータ流が現在のノードに進入した時における集中入力レートであり、μは、無線リンクのバンド幅である、装置。
【００８６】
（付記4）
付記2に記載の装置であって、
前記第二推定モジュールは、
現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の集中入力レートが無線リンクのバンド幅よりも小さいか、且つ、現在のノードのキューバッファ占用量が空であるかを判断するための第一判断モジュール；及び
前記第一判断モジュールの判断結果がはいの場合、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートが該データ流の集中入力レートであり、また、前記第一判断モジュール判断がいいえの場合、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートが無線リンクのバンド幅であると確定するための第一処理モジュールを含む、装置。
【００８７】
（付記5）
付記1に記載の装置であって、
前記確定ユニットは、
現在の時刻に現在のノードが得るバンド幅割り当て値を計算するための第一計算モジュール；
現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量を計算するための第二計算モジュール；及び
現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定するための確定モジュールを含む、装置。
【００８８】
（付記6）
付記5に記載の装置であって、
前記第一計算モジュールは、
【数８】
2017060161.tif 000013
【００８９】
に基づいて、現在の時刻に現在のノードが得るバンド幅割り当て値μ’i(t)を計算し、
そのうち、μは、無線リンクのバンド幅であり、β’i(t)は、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の理想集中出力レートであり、NSは、現在の時刻に現在のノードとバンド幅を共有する隣接ノードの数であり、β’m(t)は、現在の時刻に現在のノードとバンド幅を共有する隣接ノードのデータ流理想集中出力レートである、装置。
【００９０】
（付記7）
付記5に記載の装置であって、
前記第二計算モジュールは、
【数９】
2017060161.tif 000014
【００９１】
に基づいて、現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量Ci(t)を計算し、
そのうち、tpreは、前回の入力レートの変化時刻であり、Ci(tpre)は、前回の入力レートの変化時刻にデータ流が現在のノードに進入した時における現在のノードのキューバッファ占用量であり、ai(tpre)は、前回の入力レートの変化時刻にデータ流が現在のノードに進入した時における集中入力レートであり、μ’i(t)は、前回の入力レートの変化時刻における現在のノードのバンド幅割り当て値である、装置。
【００９２】
（付記8）
付記5に記載の装置であって、
前記確定モジュールは、
現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の集中入力レートが現在のノードのバンド幅割り当て値より小さいかを判断するための第二判断モジュール；及び
前記第二判断モジュールの判断結果がはいの場合、現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量が空であるかに基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定し、また、前記第二判断モジュールの判断結果がいいえの場合、現在の時刻にデータ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量が最大に達したかに基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定するための第二処理モジュールを含む、装置。
【００９３】
（付記9）
付記8に記載の装置であって、
前記第二処理モジュールは、
現在の時刻におけるデータ流集中入力レートが現在のノードのバンド幅割り当て値よりも小さく、且つ、データ流が現在のノードに進入する時に現在のノードのキューバッファ占用量が空である時に、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の集中出力レートが該データ流の集中入力レートであり、現在の時刻に現在のノードに進入する各データ流のシングル流出力レートが各データ流のシングル流入力レートに等しく、データロスレートが0であると確定し、
現在の時刻におけるデータ流集中入力レートが現在のノードのバンド幅割り当て値よりも小さく、且つ、データ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量が空でない時に、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の集中出力レートが現在の時刻に現在のノードが得たバンド幅割り当て値であり、現在の時刻に現在のノードに進入する各データ流のシングル流出力レートがβij(t)＝αij(t)／αi(t)×βi(t)に等しく、データロスレートが0であると確定し；
現在の時刻におけるデータ流集中入力レートが現在のノードのバンド幅割り当て値以上であり、且つ、データ流が現在のノードに進入する時における現在のノードのキューバッファ占用量が最大に達した時に、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の集中出力レートが現在の時刻に現在のノードが得たバンド幅割り当て値であり、現在の時刻に現在のノードに進入する各データ流のシングル流出力レートがβij(t)＝αij(t)／αi(t)×βi(t)に等しく 、データ流集中ロスレートがγi(t)＝αi(t)-βi(t)であり、各データ流のシングル流ロスレートがγij(t)＝αij(t)／αi(t)×γi(t)であると確定し；
現在の時刻におけるデータ流集中入力レートが現在のノードのバンド幅割り当て値以上であり、且つ、データ流が現在のノードに進入する時に現在のノードのキューバッファ占用量が最大に達していない時に、現在の時刻に現在のノードを離れるデータ流の集中出力レートが現在の時刻に現在のノードが得たバンド幅割り当て値であり、現在の時刻に現在のノードに進入する各データ流のシングル流出力レートがβij(t)＝αij(t)／αi(t)×βi(t)に等しく、データロスレートが0であると確定する、装置。
【００９４】
（付記10）
付記1に記載の装置であって、
前記現在のノードのデータ流集中情報リスト及びシングルデータ流情報リストをメンテナンスするためのメンテナンスユニットをさらに含み、
データ流集中情報リストは、隣接ノード数、データ流到達時間、同時にデータを送信すする隣接ノードの数、集中入力レート、前回入力レート変化時刻のデータ流集中入力レート、理想集中出力レート、前回入力レート変化時刻のバッファ占用量、前回入力レート変化時刻のノード出力用リンクバンド幅割り当て値、出力用リンクバンド幅割り当て値、現在のバッファ占用量、集中出力レート、及び集中ロスレートを含み、
シングルデータ流情報リストは、隣接ノード標識、サブノードＩＤ標識、前回入力レート変化時刻のシングル流入力レート、シングル流入力レート、シングル流出力レート、シングル流ロスレート、及びバンド幅を共有する隣接ノードの標識を含む、装置。
【００９５】
（付記11）
無線ネットワークのモデル化方法であって、
新データ流が現在のノードのキューバッファに進入する、又は、現在のノードに進入する既存データ流のレートに変化が生じた時に、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の理想状態を推定し；及び
推定結果に基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定することを含む、方法。
【００９６】
（付記12）
コンピュータシステムであって、
前記コンピュータシステムは、無線ネットワークのモデル化装置を含み、前記装置は、
新データ流が現在のノードのキューバッファに進入する、又は、現在のノードに進入する既存データ流のレートに変化が生じた時に、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の理想状態を推定し；及び
推定結果に基づいて、現在の時刻に現在のノードに進入するデータ流の状態を確定するように構成される、システム。
【００９７】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の技術の範囲に属する。
【図１】
2017060161.tif 000018
【図２】
2017060161.tif 000019
【図３】
2017060161.tif 000020
【図４】
2017060161.tif 000021
【図５】
2017060161.tif 000022
【図６】
2017060161.tif 000023
【図７】
2017060161.tif 000024
【図８】
2017060161.tif 000025
【図９】
2017060161.tif 000026
【図１０】
2017060161.tif 000027
【図１１】
2017060161.tif 000028
【図１２】
2017060161.tif 000029
【図１３】
2017060161.tif 000030
【図１４】
2017060161.tif 000031