(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコネクションに対して、各コネクションの所要帯域の値と、割当可能な帯域の設定値と、各コネクションに割り当てる非保証帯域の比率とを含む所定値に応じてそれぞれ帯域を割り当てる帯域割当装置において、
前記所定値を保持する設定保持手段と、
各コネクションに割り当てた帯域の履歴を所定の時間又は所定の情報量の範囲で保持する履歴保持手段と、
前記設定保持手段の保持する所定値及び前記履歴保持手段の履歴に基づいて、履歴が全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域以下である場合は、各コネクションに割り当てる帯域が各コネクションの所要帯域になるように、全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域を超える場合は、コネクションに割当可能な帯域または所要帯域を超えない範囲で非保証帯域として、各コネクションに割り当てる帯域の比が各コネクションに設定した前記非保証帯域の比率に近づくように各コネクションに割り当てる帯域を決定する設定割当手段と、
前記設定割当手段で帯域を割り当てた後にいずれのコネクションにも割り当てられなかった非所要帯域が発生している場合に、その非所要帯域を各コネクションに割り当てる非所要帯域割当手段と
を設けるとともに、前記履歴保持手段は前記設定割当手段の割り当てた帯域の履歴を保持することを特徴とする帯域割当装置。
【請求項２】
複数のコネクションに対して、各コネクションの所要帯域の値と、割当可能な帯域の設定値と、各コネクションに割り当てる非保証帯域の比率とを含む所定値に応じてそれぞれ帯域を割り当てる帯域割当装置において、
前記所定値を保持する設定保持手段と、
前記コネクション毎に観測した使用帯域の履歴を所定の時間又は所定の情報量の範囲で保持する履歴保持手段と、
前記設定保持手段の保持する所定値及び前記履歴保持手段の履歴に基づいて、使用帯域の履歴が全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域以下である場合は、各コネクションに割り当てる帯域が各コネクションの所要帯域になるように、全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域を超える場合は、コネクションに割当可能な帯域または所要帯域を超えない範囲で非保証帯域として、各コネクションに割り当てる帯域の比が各コネクションに設定した前記非保証帯域の比率に近づくように各コネクションに割り当てる帯域を決定する設定割当手段と、
前記設定割当手段で帯域を割り当てた後にいずれのコネクションにも割り当てられなかった非所要帯域が発生している場合に、その非所要帯域を各コネクションに割り当てる非所要帯域割当手段と、
前記設定割当手段及び非所要帯域割当手段が割り当てた帯域に関するコネクション毎の使用帯域を観測する観測手段と
を設けるとともに、前記履歴保持手段は前記観測手段が観測した使用帯域の情報をコネクション毎に保持することを特徴とする帯域割当装置。
【請求項３】
複数のコネクションに対して、各コネクションの所要帯域の値と、割当可能な帯域の設定値と、各コネクションに割り当てる非保証帯域の比率とを含む所定値に応じてそれぞれ帯域を割り当てる帯域割当装置において、
前記所定値を保持する設定保持手段と、
各コネクションに割り当てた帯域と前記コネクション毎に観測した使用帯域のいずれか大きい値の履歴を所定の時間又は所定の情報量の範囲で保持する履歴保持手段と、
前記設定保持手段の保持する所定値及び前記履歴保持手段の履歴に基づいて、履歴が全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域以下である場合は、各コネクションに割り当てる帯域が各コネクションの所要帯域になるように、全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域を超える場合は、コネクションに割当可能な帯域または所要帯域を超えない範囲で非保証帯域として、各コネクションに割り当てる帯域の比が各コネクションに設定した前記非保証帯域の比率に近づくように各コネクションに割り当てる帯域を決定する設定割当手段と、
前記設定割当手段で帯域を割り当てた後にいずれのコネクションにも割り当てられなかった非所要帯域が発生している場合に、その非所要帯域を全コネクションに対して均等に分配し、その帯域と前記設定割当手段の割り当てた帯域の合計の帯域を割当帯域として出力する非所要帯域割当手段と、
前記設定割当手段及び非所要帯域割当手段が割り当てた帯域に関するコネクション毎の使用帯域を観測する観測手段と
を設けるとともに、前記履歴保持手段は、前記設定割当手段の割り当てた帯域及び前記観測手段の観測した使用帯域のいずれか大きい方の値を履歴としてコネクション毎に保持することを特徴とする帯域割当装置。
【請求項４】
複数のコネクションに対して、保持された各コネクションの所要帯域の値と、割当可能な帯域の設定値と、各コネクションに割り当てる非保証帯域の比率とを含む所定値に応じてそれぞれ帯域を割り当てる帯域割当方法において、
各コネクションに割り当てた帯域の履歴を所定の時間又は所定の情報量の範囲で保持する履歴保持手順と、
前記所定値及び履歴に基づいて、履歴が全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域以下である場合は、各コネクションに割り当てる帯域が各コネクションの所要帯域になるように、全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域を超える場合は、コネクションに割当可能な帯域または所要帯域を超えない範囲で非保証帯域として、各コネクションに割り当てる帯域の比が各コネクションに設定した前記非保証帯域の比率に近づくように各コネクションに割り当てる帯域を決定する設定割当手順と、
前記設定割当手順で帯域を割り当てた後にいずれのコネクションにも割り当てられなかった非所要帯域が発生している場合に、その非所要帯域を各コネクションに割り当てる非所要帯域割当手順と
を設けるとともに、前記履歴保持手順では前記設定割当手順で割り当てた帯域の履歴を保持することを特徴とする帯域割当方法。
【請求項５】
複数のコネクションに対して、保持された各コネクションの所要帯域の値と、割当可能な帯域の設定値と、各コネクションに割り当てる非保証帯域の比率とを含む所定値に応じてそれぞれ帯域を割り当てる帯域割当方法において、
前記コネクション毎に観測した使用帯域の履歴を所定の時間又は所定の情報量の範囲で保持する履歴保持手順と、
前記所定値及び履歴に基づいて、使用帯域の履歴が全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域以下である場合は、各コネクションに割り当てる帯域が各コネクションの所要帯域になるように、全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域を超える場合は、コネクションに割当可能な帯域または所要帯域を超えない範囲で非保証帯域として、各コネクションに割り当てる帯域の比が各コネクションに設定した前記非保証帯域の比率に近づくように各コネクションに割り当てる帯域を決定する設定割当手順と、
前記設定割当手順で帯域を割り当てた後にいずれのコネクションにも割り当てられなかった非所要帯域が発生している場合に、その非所要帯域を各コネクションに割り当てる非所要帯域割当手順と、
前記設定割当手順及び非所要帯域割当手順で割り当てた帯域に関するコネクション毎の使用帯域を観測する観測手順と
を設けるとともに、前記履歴保持手順では前記観測手順で観測された使用帯域の情報をコネクション毎に保持することを特徴とする帯域割当方法。
【請求項６】
複数のコネクションに対して、保持された各コネクションの所要帯域の値と、割当可能な帯域の設定値と、各コネクションに割り当てる非保証帯域の比率とを含む所定値に応じてそれぞれ帯域を割り当てる帯域割当方法において、
各コネクションに割り当てた帯域と前記コネクション毎に観測した使用帯域のいずれか大きい値の履歴を所定の時間又は所定の情報量の範囲で保持する履歴保持手順と、
前記所定値及び履歴に基づいて、履歴が全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域以下である場合は、各コネクションに割り当てる帯域が各コネクションの所要帯域になるように、全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域を超える場合は、コネクションに割当可能な帯域または所要帯域を超えない範囲で非保証帯域として、各コネクションに割り当てる帯域の比が各コネクションに設定した前記非保証帯域の比率に近づくように各コネクションに割り当てる帯域を決定する設定割当手順と、
前記設定割当手順で帯域を割り当てた後にいずれのコネクションにも割り当てられなかった非所要帯域が発生している場合に、その非所要帯域を全コネクションに対して均等に分配し、その帯域と前記設定割当手順の割り当てた帯域の合計の帯域を割当帯域として出力する非所要帯域割当手順と、
前記設定割当手順及び非所要帯域割当手順が割り当てた帯域に関するコネクション毎の使用帯域を観測する観測手順と
を設けるとともに、前記履歴保持手順では前記設定割当手順で割り当てた帯域及び前記観測手順で観測された使用帯域のいずれか大きい方の値を履歴としてコネクション毎に保持することを特徴とする帯域割当方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＢ−ＰＯＮ（Broadband Passive Optical Network）のようなシステムにおいて各コネクションに対して帯域を割り当てるための帯域割当装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３．１及びＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３．４で規定されるＢ−ＰＯＮのようなシステムにおいては、入力されるデータに対して、利用可能な限られた帯域の中からコネクション毎の所要帯域に応じて個別に帯域を割り当てる必要がある。
【０００３】
このような帯域割当のアルゴリズムとしては、例えば、「吉原他，“Ｂ−ＰＯＮにおける動的帯域割当アルゴリズムの提案”，信学技報，ＩＮ２００１−１１１，Ｎｏｖ．２００１」が知られている。
従来の動的帯域割当アルゴリズムにおいては、過去数周期前の帯域要求又は帯域使用状況に基づいて所要帯域を推定し、保証帯域の所定の設定値に応じた保証帯域と、非保証帯域の所定の帯域比の設定値に応じた非保証帯域とを、最大帯域の所定の設定値及び所要帯域を超過しないように割り当てる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の動的帯域割当アルゴリズムを適用した場合には、予測した所要帯域が真の所要帯域よりも少なくなる可能性がある。予測した所要帯域が真の所要帯域よりも少なくなると、割当可能な帯域が余っている場合であっても、実際に必要とされる帯域よりも少ない帯域が各コネクションに割り当てられることになる。
【０００５】
従って、少ない帯域割当による未割当の状態が継続し、例えば、「M. Yoshino, S. Yoshihara, H. Ueda, “DBA Function for BroadBand Passive Optical Network Systems”, OHAN / FSAN 2001, Yokohama, Apr. 2001」に示されるように割当遅延の問題が発生する。
また、所要帯域の予測値の不足によって割当遅延が発生するのを防止するために大きめの予測値を出力する場合には、過剰な帯域割当が実施される可能性があり、実際には使用されない無効な帯域が各コネクションに割り当てられることになるため、限られた帯域を有効利用する観点から問題がある。
【０００６】
また、特定のコネクションに対して過剰な帯域割当を実施すると、過剰に割り当てられた帯域は他のコネクションと共用する帯域から差し引かれるので、他のコネクションに割当可能な帯域が減少し、帯域割当の不公平が生じる可能性もある。
本発明は、割当可能な帯域の有効利用を可能にするとともに帯域割当の不公平が生じるのを防止することが可能な帯域割当装置及び帯域割当方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、複数のコネクションに対して、各コネクションの所要帯域の値と、割当可能な帯域の設定値と、各コネクションに割り当てる非保証帯域の比率とを含む所定値に応じてそれぞれ帯域を割り当てる帯域割当装置において、前記所定値を保持する設定保持手段と、各コネクションに割り当てた帯域の履歴を所定の時間又は所定の情報量の範囲で保持する履歴保持手段と、前記設定保持手段の保持する所定値及び前記履歴保持手段の履歴に基づいて、履歴が全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域以下である場合は、各コネクションに割り当てる帯域が各コネクションの所要帯域になるように、全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域を超える場合は、コネクションに割当可能な帯域または所要帯域を超えない範囲で非保証帯域として、各コネクションに割り当てる帯域の比が各コネクションに設定した前記非保証帯域の比率に近づくように各コネクションに割り当てる帯域を決定する設定割当手段と、前記設定割当手段で帯域を割り当てた後にいずれのコネクションにも割り当てられなかった非所要帯域が発生している場合に、その非所要帯域を各コネクションに割り当てる非所要帯域割当手段とを設けるとともに、前記履歴保持手段は前記設定割当手段の割り当てた帯域の履歴を保持することを特徴とする。
【０００８】
請求項１においては、履歴が所定値に応じた値になるように、まず設定割当手段が各コネクションに帯域を割り当てる。また前記設定割当手段の割当後に非所要帯域が発生している場合には、非所要帯域割当手段が、各コネクションに非所要帯域を割り当てる。また、前記履歴保持手段は前記設定割当手段の割り当てた帯域に関する履歴を保持する。
【０００９】
従って、最終的に発生する実際のデータ伝送に用いられない帯域を減らし、割当可能な帯域を有効に利用できる。また、非所要帯域割当手段は設定割当手段の割当後に発生した非所要帯域を割り当てるので、少なくとも各コネクションの所要帯域を満足することができる。
請求項２は、複数のコネクションに対して、各コネクションの所要帯域の値と、割当可能な帯域の設定値と、各コネクションに割り当てる非保証帯域の比率とを含む所定値に応じてそれぞれ帯域を割り当てる帯域割当装置において、前記所定値を保持する設定保持手段と、前記コネクション毎に観測した使用帯域の履歴を所定の時間又は所定の情報量の範囲で保持する履歴保持手段と、前記設定保持手段の保持する所定値及び前記履歴保持手段の履歴に基づいて、使用帯域の履歴が全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域以下である場合は、各コネクションに割り当てる帯域が各コネクションの所要帯域になるように、全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域を超える場合は、コネクションに割当可能な帯域または所要帯域を超えない範囲で非保証帯域として、各コネクションに割り当てる帯域の比が各コネクションに設定した前記非保証帯域の比率に近づくように各コネクションに割り当てる帯域を決定する設定割当手段と、前記設定割当手段で帯域を割り当てた後にいずれのコネクションにも割り当てられなかった非所要帯域が発生している場合に、その非所要帯域を各コネクションに割り当てる非所要帯域割当手段と、前記設定割当手段及び非所要帯域割当手段が割り当てた帯域に関するコネクション毎の使用帯域を観測する観測手段とを設けるとともに、前記履歴保持手段は前記観測手段が観測した使用帯域の情報をコネクション毎に保持することを特徴とする。
【００１０】
請求項２においては、使用帯域の履歴が所定値に応じた値になるように、まず設定割当手段が各コネクションに帯域を割り当てる。また前記設定割当手段の割当後に非所要帯域が発生している場合には、非所要帯域割当手段が、各コネクションに非所要帯域を割り当てる。また、前記履歴保持手段は前記観測手段が観測した使用帯域の情報を履歴として保持する。
【００１１】
従って、最終的に発生する実際のデータ伝送に用いられない帯域を減らし、割当可能な帯域を有効に利用できる。また、非所要帯域割当手段は設定割当手段の割当後に発生した非所要帯域を割り当てるので、少なくとも各コネクションの所要帯域を満足することができる。
請求項３は、複数のコネクションに対して、各コネクションの所要帯域の値と、割当可能な帯域の設定値と、各コネクションに割り当てる非保証帯域の比率とを含む所定値に応じてそれぞれ帯域を割り当てる帯域割当装置において、前記所定値を保持する設定保持手段と、各コネクションに割り当てた帯域と前記コネクション毎に観測した使用帯域のいずれか大きい値の履歴を所定の時間又は所定の情報量の範囲で保持する履歴保持手段と、前記設定保持手段の保持する所定値及び前記履歴保持手段の履歴に基づいて、履歴が全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域以下である場合は、各コネクションに割り当てる帯域が各コネクションの所要帯域になるように、全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域を超える場合は、コネクションに割当可能な帯域または所要帯域を超えない範囲で非保証帯域として、コネクションに割当可能な帯域または所要帯域を超えない範囲で非保証帯域として、各コネクションに割り当てる帯域の比が各コネクションに設定した前記非保証帯域の比率に近づくように各コネクションに割り当てる帯域を決定する設定割当手段と、前記設定割当手段で帯域を割り当てた後にいずれのコネクションにも割り当てられなかった非所要帯域が発生している場合に、その非所要帯域を全コネクションに対して均等に分配し、その帯域と前記設定割当手段の割り当てた帯域の合計の帯域を割当帯域として出力する非所要帯域割当手段と、前記設定割当手段及び非所要帯域割当手段が割り当てた帯域に関するコネクション毎の使用帯域を観測する観測手段とを設けるとともに、前記履歴保持手段は、前記設定割当手段の割り当てた帯域及び前記観測手段の観測した使用帯域のいずれか大きい方の値を履歴としてコネクション毎に保持することを特徴とする。
【００１２】
請求項３においては、割当帯域と使用帯域のいずれか大きい値の履歴が所定値に応じた値になるように、まず設定割当手段が各コネクションに帯域を割り当てる。また前記設定割当手段の割当後に非所要帯域が発生している場合には、非所要帯域割当手段が、各コネクションに非所要帯域を割り当てる。また、前記履歴保持手段は前記設定割当手段の割り当てた帯域及び前記観測手段の観測した使用帯域のいずれか大きい方の値を履歴として保持する。
【００１３】
従って、最終的に発生する実際のデータ伝送に用いられない帯域を減らし、割当可能な帯域を有効に利用できる。また、非所要帯域割当手段は設定割当手段の割当後に発生した非所要帯域を割り当てるので、少なくとも各コネクションの所要帯域を満足することができる。
請求項４は、複数のコネクションに対して、保持された各コネクションの所要帯域の値と、割当可能な帯域の設定値と、各コネクションに割り当てる非保証帯域の比率とを含む所定値に応じてそれぞれ帯域を割り当てる帯域割当方法において、各コネクションに割り当てた帯域の履歴を所定の時間又は所定の情報量の範囲で保持する履歴保持手順と、前記所定値及び履歴に基づいて、履歴が全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域以下である場合は、各コネクションに割り当てる帯域が各コネクションの所要帯域になるように、全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域を超える場合は、コネクションに割当可能な帯域または所要帯域を超えない範囲で非保証帯域として、各コネクションに割り当てる帯域の比が各コネクションに設定した前記非保証帯域の比率に近づくように各コネクションに割り当てる帯域を決定する設定割当手順と、前記設定割当手順で帯域を割り当てた後にいずれのコネクションにも割り当てられなかった非所要帯域が発生している場合に、その非所要帯域を各コネクションに割り当てる非所要帯域割当手順とを設けるとともに、前記履歴保持手順では前記設定割当手順で割り当てた帯域の履歴を保持することを特徴とする。
【００１４】
請求項４においては、請求項１と同様に帯域を割り当てることができる。
請求項５は、複数のコネクションに対して、保持された各コネクションの所要帯域の値と、割当可能な帯域の設定値と、各コネクションに割り当てる非保証帯域の比率とを含む所定値に応じてそれぞれ帯域を割り当てる帯域割当方法において、前記コネクション毎に観測した使用帯域の履歴を所定の時間又は所定の情報量の範囲で保持する履歴保持手順と、前記所定値及び履歴に基づいて、使用帯域の履歴が全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域以下である場合は、各コネクションに割り当てる帯域が各コネクションの所要帯域になるように、全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域を超える場合は、コネクションに割当可能な帯域または所要帯域を超えない範囲で非保証帯域として、各コネクションに割り当てる帯域の比が各コネクションに設定した前記非保証帯域の比率に近づくように各コネクションに割り当てる帯域を決定する設定割当手順と、前記設定割当手順で帯域を割り当てた後にいずれのコネクションにも割り当てられなかった非所要帯域が発生している場合に、その非所要帯域を各コネクションに割り当てる非所要帯域割当手順と、前記設定割当手順及び非所要帯域割当手順で割り当てた帯域に関するコネクション毎の使用帯域を観測する観測手順とを設けるとともに、前記履歴保持手順では前記観測手順で観測された使用帯域の情報をコネクション毎に保持することを特徴とする。
【００１５】
請求項５においては、請求項２と同様に帯域を割り当てることができる。
請求項６は、複数のコネクションに対して、保持された各コネクションの所要帯域の値と、割当可能な帯域の設定値と、各コネクションに割り当てる非保証帯域の比率とを含む所定値に応じてそれぞれ帯域を割り当てる帯域割当方法において、各コネクションに割り当てた帯域と前記コネクション毎に観測した使用帯域のいずれか大きい値の履歴を所定の時間又は所定の情報量の範囲で保持する履歴保持手順と、前記所定値及び履歴に基づいて、割当帯域と使用帯域のいずれか大きい値の履歴が全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域以下である場合は、各コネクションに割り当てる帯域が各コネクションの所要帯域になるように、全コネクションの所要帯域の総和が前記割当可能な帯域を超える場合は、コネクションに割当可能な帯域または所要帯域を超えない範囲で非保証帯域として、各コネクションに割り当てる帯域の比が各コネクションに設定した前記非保証帯域の比率に近づくように各コネクションに割り当てる帯域を決定する設定割当手順と、前記設定割当手順で帯域を割り当てた後にいずれのコネクションにも割り当てられなかった非所要帯域が発生している場合に、その非所要帯域を全コネクションに対して均等に分配し、その帯域と前記設定割当手順の割り当てた帯域の合計の帯域を割当帯域として出力する非所要帯域割当手順と、前記設定割当手順及び非所要帯域割当手順が割り当てた帯域に関するコネクション毎の使用帯域を観測する観測手順とを設けるとともに、前記履歴保持手順では前記設定割当手順で割り当てた帯域及び前記観測手順で観測された使用帯域のいずれか大きい方の値を履歴としてコネクション毎に保持することを特徴とする。
【００１６】
請求項６においては、請求項３と同様に帯域を割り当てることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の帯域割当装置及び帯域割当方法の１つの実施の形態について図１を参照して説明する。この形態は請求項１及び請求項４に対応する。
【００１８】
図１はこの形態の帯域割当装置の構成を示すブロック図である。
この形態では、請求項１の設定保持手段，履歴保持手段，設定割当手段及び非所要帯域割当手段は、それぞれ情報保持部１３，履歴保持部１５，設定帯域割当部１４及び非所要帯域割当部１６に対応する。
この形態の帯域割当装置の帯域割当対象となるコネクションについては、ＯＳＩ（開放型システム間相互接続）で用いる論理的通信路であるところのコネクション又はパス、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）でのＶＰ（Virtual Path），ＶＣ（Virtual Connection），Ｂ−ＰＯＮでのＴ−ＣＯＮＴ（Transmission Container）などが想定される。
【００１９】
本発明の帯域割当装置は、所定値（例えば定数）に応じて、複数のコネクションに対して帯域を割り当てる。
この形態の帯域割当装置は、図１に示すように使用帯域観測部１１，帯域予測部１２，情報保持部１３，設定帯域割当部１４，履歴保持部１５及び非所要帯域割当部１６を備えている。
【００２０】
情報保持部１３は、予め定めた値を保持している。履歴保持部１５は、実際の割当状態を表す情報を逐次取り込んで履歴として蓄積する。履歴保持部１５が保持する履歴の量は、時間又は情報量によって所定の範囲内に制限される。
帯域予測部１２は、使用帯域観測部１１が観測した使用帯域及びユーザ等から入力される申告値（帯域割当要求）のいずれか一方又は両方に基づいて各コネクションの所要帯域を予測する。なお、帯域予測部１２が使用帯域観測部１１からの使用帯域を用いない場合は、使用帯域観測部１１は無くても良い。
【００２１】
設定帯域割当部１４は、情報保持部１３の出力する設定値，履歴保持部１５の保持している履歴及び帯域予測部１２が出力する所要帯域に基づいて、各コネクションに帯域を割り当てる。
非所要帯域割当部１６は、全コネクションの所要帯域を超過するために設定帯域割当部１４によって割り当てられなかった非所要帯域を各コネクションに割り当てる。
【００２２】
この形態では、履歴保持部１５は設定帯域割当部１４が各コネクションに割り当てた帯域の情報を取り込んでその履歴を保持する。
また、設定帯域割当部１４は、コネクション毎の所要帯域を上限として、履歴保持部１５の履歴が情報保持部１３の設定値に応じた値に近づくように各コネクションに帯域を割り当てる。
【００２３】
従って、設定帯域割当部１４の割当可能な帯域が十分に大きい場合には、設定帯域割当部１４が帯域を割り当てた後で、いずれのコネクションにも割り当てられなかった非所要帯域が発生する。
この非所要帯域を有効に利用するために、非所要帯域割当部１６は、設定帯域割当部１４が帯域を割り当てた後で非所要帯域が発生している場合には、その非所要帯域を全コネクションに対して均等に分配する。
【００２４】
なお、コネクション毎に割当帯域の上限がある場合には、非所要帯域割当部１６が非所要帯域を割り当てる際にも、各コネクションに割り当てる帯域をコネクション毎の上限値以下に制限するのが望ましい。
従って、各コネクションには設定帯域割当部１４によって割り当てられた帯域と非所要帯域割当部１６によって割り当てられた帯域との合計の帯域が割り当てられる。
【００２５】
この形態の帯域割当装置においては、設定帯域割当部１４及び履歴保持部１５の制御により、過剰な割当による割当帯域の減少等の不公平が生じるのを防止でき、予め定めた値に応じた公平な帯域割当が可能になる。また、全コネクションの所要帯域以上の非所要帯域があり、帯域予測部１２の予測した所要帯域以上に実際に割り当てるべき情報がある場合には、割当可能なコネクションに対して非所要帯域割当部１６が均等に非所要帯域を割り当てるので、割当遅延の増大を防止するとともに帯域の有効利用が可能になる。
【００２６】
（第２の実施の形態）
本発明の帯域割当装置及び帯域割当方法のもう１つの実施の形態について図２を参照して説明する。この形態は請求項２及び請求項５に対応する。
図２はこの形態の帯域割当装置の構成を示すブロック図である。
この形態では、請求項２の設定保持手段，履歴保持手段，設定割当手段，非所要帯域割当手段及び観測手段は、それぞれ情報保持部１３，履歴保持部１５，設定帯域割当部１４，非所要帯域割当部１６及び使用帯域観測部１１に対応する。
【００２７】
第１の実施の形態と同様に、この形態の帯域割当装置は、所定値（例えば定数）に応じて、複数のコネクションに対して帯域を割り当てる。
この形態の帯域割当装置は、図２に示すように使用帯域観測部１１，帯域予測部１２，情報保持部１３，設定帯域割当部１４，履歴保持部１５及び非所要帯域割当部１６を備えている。
【００２８】
情報保持部１３は、予め定めた値を保持している。履歴保持部１５は、使用帯域の状態を表す情報を逐次取り込んで履歴として蓄積する。履歴保持部１５が保持する履歴の量は、時間又は情報量によって所定の範囲内に制限される。
帯域予測部１２は、使用帯域観測部１１が観測した使用帯域及びユーザ等から入力される申告値（帯域割当要求）のいずれか一方又は両方に基づいて各コネクションの所要帯域を予測する。
【００２９】
設定帯域割当部１４は、情報保持部１３の出力する設定値，履歴保持部１５の保持している履歴及び帯域予測部１２が出力する所要帯域に基づいて、各コネクションに帯域を割り当てる。具体的には、設定帯域割当部１４はコネクション毎の所要帯域を上限として、履歴保持部１５の保持する履歴が情報保持部１３の出力する設定値に応じた値になるように、各コネクションに帯域を割り当てる。
【００３０】
非所要帯域割当部１６は、設定帯域割当部１４によって割り当てられなかった非所要帯域がある場合に、その非所要帯域を各コネクションに均等に割り当てる。
使用帯域観測部１１は、設定帯域割当部１４及び非所要帯域割当部１６が割り当てた帯域の中で各コネクションが実際に使用している使用帯域の大きさを観測する。
【００３１】
この形態では、履歴保持部１５は使用帯域観測部１１が観測した使用帯域の情報を入力し、履歴として保持する。
この形態では、第１の実施の形態と同様に、設定帯域割当部１４及び履歴保持部１５の働きにより過剰な帯域割当を防止できるので、一部のコネクションに対する過剰な割当により他のコネクションに対する割当が減少するのを避けることができ、予め定めた値に応じた公平な帯域割当が可能になる。
【００３２】
また、全コネクションの所要帯域以上の非所要帯域がある場合には、割当て可能なコネクションに対して非所要帯域を均等に割り当てるので、割当遅延が増大することなく帯域を有効に利用できる。
更に、この形態では、履歴保持部１５の保持する履歴には、設定帯域割当部１４が割り当てた帯域と非所要帯域割当部１６が割り当てた帯域との両方を含んでいるので、設定帯域割当部１４は各コネクションに対してより公平に帯域を割り当てることができる。この効果は、帯域予測部１２の予測する所要帯域が実際に必要とされる帯域よりも小さくなる場合に顕著になる。
【００３３】
（第３の実施の形態）
本発明の帯域割当装置及び帯域割当方法のもう１つの実施の形態について図３を参照して説明する。この形態は請求項３及び請求項６に対応する。
図３はこの形態の帯域割当装置の構成を示すブロック図である。
この形態では、請求項３の設定保持手段，履歴保持手段，設定割当手段，非所要帯域割当手段及び観測手段は、それぞれ情報保持部１３，履歴保持部１５，設定帯域割当部１４，非所要帯域割当部１６及び使用帯域観測部１１に対応する。
【００３４】
第１の実施の形態と同様に、この形態の帯域割当装置は、所定値（例えば定数）に応じて、複数のコネクションに対して帯域を割り当てる。
この形態の帯域割当装置は、図３に示すように使用帯域観測部１１，帯域予測部１２，情報保持部１３，設定帯域割当部１４，履歴保持部１５及び非所要帯域割当部１６を備えている。
【００３５】
情報保持部１３は、予め定めた値を保持している。履歴保持部１５は、設定帯域割当部１４による割当帯域と使用帯域のいずれか大きい値の使用帯域の状態を表す情報を逐次取り込んで履歴として蓄積する。履歴保持部１５が保持する履歴の量は、時間又は情報量によって所定の範囲内に制限される。
帯域予測部１２は、使用帯域観測部１１が観測した使用帯域及びユーザ等から入力される申告値（帯域割当要求）のいずれか一方又は両方に基づいて各コネクションの所要帯域を予測する。
【００３６】
設定帯域割当部１４は、情報保持部１３の出力する設定値，履歴保持部１５の保持している履歴及び帯域予測部１２が出力する所要帯域に基づいて、各コネクションに帯域を割り当てる。具体的には、設定帯域割当部１４はコネクション毎の所要帯域を上限として、履歴保持部１５の保持する履歴が情報保持部１３の出力する設定値に応じた値になるように、各コネクションに帯域を割り当てる。
【００３７】
非所要帯域割当部１６は、設定帯域割当部１４によって割り当てられなかった非所要帯域がある場合に、その非所要帯域をを各コネクションに均等に割り当てる。
使用帯域観測部１１は、設定帯域割当部１４及び非所要帯域割当部１６が割り当てた帯域の中で各コネクションが実際に使用している使用帯域の大きさを観測する。
【００３８】
この形態では、履歴保持部１５は、設定帯域割当部１４の割り当てた帯域と、使用帯域観測部１１が観測した使用帯域とをそれぞれ取り込んで両者の大きさを比較し、大きい方の値を履歴としてコネクション毎に保持する。
第２の実施の形態の帯域割当装置においては、特定のコネクションが偽りの申告値を入力し、そのコネクションの所要帯域が例えば実際に使用する帯域を大きく超過するような場合には、偽りの申告値を入力した特定のコネクションに対して大きな帯域を割り当て続けることになる可能性がある。
【００３９】
これは以下の処理に基づく。まず、帯域予測部１２が偽って大きく申告された申告値に応じて過大な所要帯域を予測する。次に、過大に予測された所要帯域と履歴保持部１５の保持する履歴に応じて設定帯域割当部１４は帯域割当を行う。ここで、過大な申告をするコネクションの使用帯域が当該コネクションの所定値（この場合は特に保証帯域に関する設定値）に比べて少ないと、履歴保持部１５の保持する使用帯域の履歴は少なく、設定帯域割当部１４は使用帯域が所定値に対応するように、より多くの帯域を過大な申告をするコネクションに割り当てる。しかし、過大な申告をするコネクションの使用帯域は依然少ないため、設定帯域割当部１４がいくら帯域を割り当てても所定値に近づくことは無いため、この状況は継続する。
【００４０】
この場合、偽りの申告値を入力した特定のコネクションに実際には使用されない余分な帯域を割り当てるので、帯域の利用効率が劣化する。
この形態では、設定帯域割当部１４の割り当てた帯域及び使用帯域観測部１１が観測した使用帯域の大きい方の値を履歴として履歴保持部１５が保持するので、使用帯域が申告に比べて少ない場合は、設定帯域割当部１４による割当帯域の履歴が設定値に基づくため、実際には使用されない帯域を継続的に割り当てるのを防止することができる。
【００４１】
この形態は特に申告値を上限として設定帯域割当部１４が帯域を割り当てる場合に効果がある。設定帯域割当部１４が申告値以上の帯域を割り当てる場合には、不必要な割当抑制を防止する観点から、設定帯域割当部１４による申告値までの割当帯域を割当帯域の履歴として履歴保持部１５が保持することが望ましい。
（第４の実施の形態）
本発明の帯域割当装置及び帯域割当方法の１つの実施の形態について説明する。この形態は、第１の実施の形態の変形例である。
【００４２】
この形態の設定帯域割当部１４は、コネクションの帯域割当周期毎の所要帯域と固定帯域の設定と保証帯域の設定と最大帯域の設定と非保証帯域を割り当てる帯域比率を用いて各コネクションに帯域を割り当てる。
【００４３】
具体的な動作について以下に説明する。以下の説明で用いる各パラメータの記号の定義は次の通りである。
rq#ij：コネクション＃ｉの帯域割当周期＃ｊでの所要帯域(予測値）
que#ij：コネクション＃ｉの帯域割当周期＃ｊでの要求帯域
FXB#ij：コネクション＃ｉの帯域割当周期＃ｊで所要帯域の有無に依らず固定的に割り当てる固定帯域の設定値
GUB#ij：コネクション＃ｉの帯域割当周期＃ｊで固定帯域を含み固定帯域以上は所要帯域を上限として割当を保証する保証帯域
MAB#ij：コネクション＃ｉの帯域割当周期＃ｊで割り当てる最大帯域の設定値
ASB#ij：コネクション＃ｉの帯域割当周期＃ｊで保証帯域を超過して割り当てる非保証帯域の割当比率
sdb#ij：コネクション＃ｉの帯域割当周期＃ｊでの設定帯域割当部１４による割当帯城
udb#ij：コネクション＃ｉの帯域割当周期＃ｊでの非所要帯域割当部１６による割当帯域
min(A,B)：AとBの小さい方の値
max(A,B)：AとBの大きい方の値
Σ(Ak[k=B〜C])：Aに関する添宇kのBからCまでの総和
Jmean：履歴情報を使用する数(≧0)
Imax：対象とするコネクション総数
DAB#j：帯域割当周期ｊで割り当てる総帯域
Unf#ij：コネクション＃ｉの帯域割当周期＃ｊにて割当が未了であることを示す割当未了フラグ(未了＝１，完了＝０)
recv.data#ij：コネクション＃ｉの帯域割当周期＃ｊにて使用した帯域klie：偽りの要求申告を補正するために溯る帯域割当周期の数
設定帯城割当部１４は、以下の方法を用いて履歴情報に基づいて帯域を割り当てる。
【００４４】
この形態では、設定帯域割当部１４は履歴保持部１５の履歴を用いて、帯域予測部１２からの所要帯域の予測値rq#ijを次式で変換して、非保証帯域に反映する。
次式を用いて反映する。
rq#ij=rq#ij-max(0, Σ(sdb#ik-GUB#ik)[k=(j-1-Jmean)〜(j-1)])    (1)
Jmean≧0
第(1)式のように、現在の所要帯域の予測値から、過去所定の期間(Jmean×帯域割当周期)における保証帯域を超過した割当帯域(非保証の割当帯域)を差し引いた値を所要帯域の予測値とする。そして、所定の期間(Jmean×帯域割当周期)の非保証の割当帯域を考慮した予測値を用いて設定帯域割当部１４による割当帯域sdb#ijをmax(0, FXB#ij)からmin(MAB#ij,rq#ij)の範囲で割り当てる。このようにして、設定値に応じた帯域割当を行なうことができる。なお、帯域割当周期(j+1)の所要帯域を予測する場合、第(1)式は次のように変形される。
【００４５】
rq#ij=rq#ij-max(0, Σ(sdb#ik-GUB#ik)[k=(j-Jmean)〜j])
（第５の実施の形態）
本発明の帯域割当装置及び帯域割当方法の１つの実施の形態について説明する。この形態は、第１の実施の形態の変形例である。
この形態の設定帯域割当部１４は、コネクションの帯域割当周期毎の所要帯域と固定帯域の設定と保証帯域の設定と最大帯域の設定と非保証帯域を割り当てる帯域比率を用いて各コネクションに帯域を割り当てる。
【００４６】
この形態では、設定帯域割当部１４は履歴保持部１５の履歴を用いて、情報保持部１３からの設定値の１つである保証帯域ＧＵＢ＃ｉｊを変換して用い、過去所定の期間における平均として保証帯域割当を確保する。
第４の実施の形態では、非保証帯域割当分の所要帯域を変換することで設定値に応じた割当を実現しているので、使用可能な帯域がある場合でも予測帯域までの割当を実施しない可能性がある。この可能性は、待に所要帯域の予測値が要求帯域と一致する場合に大きくなる。そこで、この形態では所要帯域の代わりに、保証帯域を変換することで、所定の期間の平均として保証帯域の割当を確保して割当帯域を所定値に応じさせる。この形態では、第４の実施の形態と異なり、非保証帯域割当として、全コネクションの所要帯域が、全コネクションに対して割当可能な総帯域DAB#jに比べて十分小さい場合に所要帯域の予測値までの割当が可能になる。
【００４７】
この形態では、保証帯域の設定値は次式を用いて変換する。
GUB#ij=max(FXB#ij,GUB#ij-max(Gmin,Σ((sdb#ik−GUB#ik)[k=j-1-Jmean〜j-1]))) (2) ここで、
Jmin≧0
０≦Gmin≦-(DAB#j−Σ(GUB#ij[i=1〜Imax])×(1/Imax) (3)
である。
【００４８】
Gminのとり得る範囲を第(3)式に示す。第(3)式にてGminを0にすることは、過去の帯域割当周期における設定帯域割当部１４での割当帯域が保証帯域に満たない場合も当該帯域割当周期での、保証帯域分の割当を増加しないことを意味する。
第(3)式にて最大値は、当該帯域割当周期で総帯域から保証帯域分として他のコネクションに確保されている帯域を除いた帯域をコネクション数で除した値であり、本設定により他のコネクションの保証帯域の割当を阻害しない範囲で、過去の帯域割当周期における設定帯域割当部１４での割当帯域が保証帯域に満たない場合に保証帯域分の割当を補償する。
【００４９】
第(3)式では、コネクションの総数であるImaxの逆数を乗じているが、当該帯域割当周期において所要帯域が０であるコネクションの数をImaxから減算すると補償可能な帯域が増大する効果がある。
また、当該帯域割当周期における所要帯域が０以外のコネクションの設定値の比を考慮して補償可能な帯域を設定するのであれば、（1／Imax）の代わりに（GUB#ij×unf#ij／Σ(GUB#ij×unf#ij)[i=1〜Imax]）を乗じればよい。過去の帯域割当周期における所要帯域が０以外のコネクションの設定値の比を考慮して補償可能な帯域を設定するのであれば（1／Imax）の代わりにΣ(GUB#ik/Σ((GUB#ik[i=1〜Imax])[k=(j-1-Jmean)〜(j-1)]))を乗じればよい。
【００５０】
（第６の実施の形態）
本発明の帯域割当装置及び帯域割当方法の１つの実施の形態について説明する。この形態は、第１の実施の形態の変形例である。
この形態では、帯域割当周期#(j-1)までの使用帯域recv.data#i(j-1)と未割当のためにバッファに残存しているキュー長の形での要求帯域que#i(j-1)と帯域割当周期#jまでの割当状況で、帯域割当周期#(j+1)の所要帯域を予測する。
【００５１】
なお、帯城割当周期#(j+1)の所要帯域の予測値rq#ijについては次式に従うことを想定している。
rq#i(j+1)=recv.data#i(j-1)+que#i(j-1)
この形態では、第５の実施の形態で用いた第(2)式及び第(3)式は次のように変形される。
【００５２】
GUB#i(j+1)=max(FXB#i(j+1),GUB#i(j+1)-max(Gmin,Σ((sdb#ij-GUB#ik)[k=j-1-Jmean〜j-1])))
Jmean≧0，0≦Gmin≦-(DAB#j-Σ(GUB#i(j+1)[i=1〜Imax])×(1/Imax)
これらの変形した第(2)式及び第(3)式によるGUB#i(j+1)を用いて帯域を割り当てる場合の動作について、図4を参照して説明する。
【００５３】
ステップＳ１では、帯域予測部１２により全コネクション#iの帯域割当周期#jでの所要帯域を第(4)式を用いて予測する。
ステップＳ２では、割当未了フラグの値の代入を行なう。ステップＳ１での所要帯域に従って、所要帯域が０のコネクションの割当未了フラグは完了(=0)とし、所要帯域が０でないコネクションの割当未了フラグは未了(=1)とする。
【００５４】
ステップＳ３では、設定帯域割当部１４による割当未了コネクションに対する保証帯域分の割当を行う。
ステップＳ４では、総帯域DAB#i(j+1)にDAB#i(j+1)からステップＳ３で割り当てた帯域を減じた値を代入し、割当可能帯域の値とする。
ステップＳ５では、各コネクションに設定帯域割当部１４による非保証帯域割当を行なう。
【００５５】
ステップＳ６では、DAB#i(j+1)にDAB#i(j+1)からステップＳ５で割り当てた帯域を減じた値を代入し、割当可能帯域の値を更新する。
ステップＳ７，Ｓ９は、ループ処理の始点と終点であり、ステップＳ８の処理を全コネクションに対して行なう。
ステップＳ８は各コネクションの設定帯域割当部１４による割当の完了の判別を行なう。設定帯域割当部１４による割当帯域sdb#i(j+1)が所要帯域rq#i(j+1)と最大帯域の設定値MAB#i(j+1)の小さい値に達した時点て割当完了と判別する。割当完了と判別したコネクションは、割当未了フラグを完了(=O)に変更し、割当帯域sdb#i(j+1)が所要帯域rq#i(j+1)と最大帯域の設定値MAB#i(j+1)の小さい値を超過した分を割当可能帯域の値DAB#i(j+1)に戻す。割当完了と判断されないコネクションはそのままとする。
【００５６】
ステップＳ９にて全コネクションに対するステップＳ８の処理が完了したと判別されない場合は、ステップＳ８に戻り、完了したと判別された場合はステップＳ１０に進む。
ステップＳ１０では、設定帯域割当部１４での割当完了の判別を行なう。全コネクションの割当が完了したか又は割当可能帯域の値DAB#i(j+1)が０になった場合はステップＳ１１に進み、そうでない場合はステップＳ５に進む。
【００５７】
ステップＳ１１では、非所要帯域割当部１６により非所要帯域udb#i(j+1)が割り当てられる。ステップＳ１１では次式に基づき割当を行なう。
udb#i(j+1)=min(MAB#i(j+1)-sdb#(j+1), DAB#(j+1)/(Σunf#i(j+1)[i=1〜Imax]))      (5)
従って、コネクション#iへの割当帯域は、（sdb#i(j+1)+udb#i(j+1)）となる。
【００５８】
ここで、sdb#i(j+1)+udb#i(j+1)≧MAB#i(j+1)のコネクションがある場合、
DAB#(j+1)=DAB#(j+1)+sdb#i(j+1)+udb#i(j+1)-MAB#i(j+1)
udb#i(j+1)=MAB#i(j+1)-sdb#i(j+1)、unf#i(j+1)=0とする。
ステップＳ１１の後にステップＳ１２に進み、非所要帯域割当部１６での割当完了判別を行なう。判別は、全コネクションに関してsdb#i(j+1)+udb#i(j+1)=MAB#i(j+1)となるか又は（DAB#(j+1)=0）となることである。
【００５９】
完了すると終了し、完了しないとステップＳ１１に戻る。なお、ステップＳ１２を除いた場合、ステップＳ１１にて割り当てなかった帯域が残る。
（第７の実施の形態）
本発明の帯域割当装置及び帯域割当方法の１つの実施の形態について説明する。この形態は、第２の実施の形態の変形例である。
【００６０】
この形態では、第４の実施の形態で用いた第(1)式のsdb#ijをrecv.data#ijに置き換えて設定帯域割当部１４が用いる。
（第８の実施の形態）
本発明の帯域割当装置及び帯域割当方法の１つの実施の形態について説明する。この形態は、第２の実施の形態の変形例である。
【００６１】
この形態では、第５の実施の形態で用いた第(2)式のsdb#ijをrecv.data#ijに置き換えて設定帯域割当部１４が用いる。
（第９の実施の形態）
本発明の帯域割当装置及び帯域割当方法の１つの実施の形態について説明する。この形態は、第３の実施の形態の変形例である。
【００６２】
この形態では、第４の実施の形態で用いた第(1)式のsdb#ijをmax(recv.data#ij, sdb#ij)に置き換えて設定帯域割当部１４が用いる。
（第１０の実施の形態）
本発明の帯域割当装置及び帯域割当方法の１つの実施の形態について説明する。この形態は、第３の実施の形態の変形例である。
【００６３】
この形態では、第４の実施の形態で用いた第(2)式のsdb#ijをmax(recv.data#ij, sdb#ij)に置き換えて設定帯域割当部１４が用いる。
（第１１の実施の形態）
本発明の帯域割当装置及び帯域割当方法の１つの実施の形態について説明する。この形態は、第３の実施の形態の変形例である。
【００６４】
この形態では、第４の実施の形態で用いた第(1)式の代わりに次式を用いて設定帯域割当部１４にて所要帯域を変換して設定帯域割当部１４が用いる。
rq#ij=rq#ij× Σ(recv.data#ik/rq#ik[k=j-klie〜j-1])
ここで、非所要帯域割当部１６による割当の使用の効果により所要帯域を大きく変換することを除外するためには、所要帯域を変換するための比例係数の（Σ(recv.data#ik/rq#ik[k=j-klie〜j-1])）を１と比較して小さい値を選択すればよい。この場合次式となる。
【００６５】
rq#ij=rq#ij× min(１，Σ(recv.data#ik/rq#ik[k=j-klie〜j-1]))
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば割当可能な帯域の有効利用を可能にするとともに帯域割当の不公平が生じるのを防止することができる。また、割当遅延の増大を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の帯域割当装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第２の実施の形態の帯域割当装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第３の実施の形態の帯域割当装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第６の実施の形態の帯域割当装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１  使用帯域観測部
１２  帯域予測部
１３  情報保持部
１４  設定帯域割当部
１５  履歴保持部
１６  非所要帯域割当部
【図１】
0003737977.tif 000002
【図２】
0003737977.tif 000003
【図３】
0003737977.tif 000004
【図４】
0003737977.tif 000005