(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信パケット流と受信パケット流とを扱うパケットハンドラで用いる非決定論的過負荷制御の方法であって、
ａ）前記パケットハンドラの目標最大負荷と受信パケット流から、前記受信パケット流によって占拠される前記パケットハンドラに関する占拠率確率分布を展開するステップと、
ｂ）前記送信パケット流のバーストを検出するステップと、
ｃ）前記受信パケット流の処理速度を測定し、前記測定された処理速度を前記占拠率確率分布の分布曲線上の対応する位置に写像するステップと、
ｄ）前記送信パケット流内にバーストが検出されたか否かおよび前記占拠率確率分布の分布曲線上の前記対応する位置とに従って、過負荷確率値を操作するステップと、
ｅ）前記過負荷確率値が閾値より高い場合には、パケットを前記送信パケット流から脱落させるステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ステップｅ）がさらに、前記過負荷確率値が前記閾値以下である場合には、前記送信パケット流内の全てのパケットを送信するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらに、前記受信パケット流の処理速度に従ってステップｂ）からｅ）を反復するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップｂ）がさらに、前記検出されたバーストが所定の持続期間より長い場合には、ステップｃ）からｅ）を実行するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
送信パケット流と受信パケット流とを扱うパケットハンドラで用いる非決定論的過負荷制御装置であって、
前記送信パケット流のバーストを検出するように構成されたパケット送信カウンタと、
前記受信パケット流の処理速度を測定するように構成された基本レベルループ反復カウンタと、
前記パケット送信カウンタと前記基本レベルループ反復カウンタとからの入力に基づいて過負荷確率値を調整するファジー論理制御器と、
前記パケット送信カウンタが前記送信パケット流のバーストを測定し、前記過負荷確率値が閾値を上回る場合には、パケットを前記送信パケット流から脱落させる手段とを備えることを特徴とする過負荷制御装置。
【請求項６】
さらに、各定義された時間における前記基本レベルループの反復回数からなる基本レベルループ速度値を格納する手段を含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記送信パケット流内にパケットが存在するとき割り込みが生成され、そして前記パケット送信カウンタは、前記パケット送信カウンタが限度に達したとき前記割り込みの生成を停止する手段を含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記基本レベルループ反復カウンタは、前記基本レベルループ反復カウンタから基本レベルループの反復カウントを定期的に受信する基本レベルループ速度レジスタ手段を含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
さらに、入力として前記基本レベルループ速度レジスタと前記パケット送信カウンタの値を受信する過負荷確率値手段を含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
さらに、基本レベルループの各反復毎にランするように構成されたファジー論理コントローラを含み、前記ファジー論理コントローラは、入力として前記基本レベルループ速度レジスタと前記パケット送信カウンタの値を受信し、これに従って過負荷確率値を操作するものであり、前記ファジー論理コントローラは、前記パケットを脱落させる手段に接続され、過負荷の可能性がある場合には前記パケットを脱落させる手段にパケットの脱落を指令し、そして過負荷の可能性がない場合には前記パケットを脱落させる手段にパケットの配信を指令することを特徴とする請求項６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にはパケット交換の分野に関し、より詳細にはバッファ占拠率のリアルタイム測定が可能でない場合のパケット交換機過負荷制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信伝送技術は、アナログ音声およびデータ回路から、音声およびデータをパケット化するための64 kbpsパルス符号変調（PCM）符号化音声およびデータ回路へと進化してきた。事実、今日の殆どの通信トラヒックはパケットの形式にて伝送される。パケット伝送においては、音声流あるいはデータは（当分野において"コンテント（content）"と呼ばれる）所定の量のデータに分割され、プロトコルデータにてカプセル化され、パケット網を通じて伝送される。こうしてパケット網内を伝送される際に、このパケット化されたデータは一つあるいは複数のパケットゲートウェイあるいはパケット交換機を通過する。その後、このコンテントは、宛先において再組立（リアセンブル）され、末端ユーザに配信される。
【０００３】
パケットトラヒックが増加すると、パケットゲートウェイおよび交換機内の過負荷の確率は劇的に増加する。典型的なパケット交換機においては、パケットは一つのバッファ（"受信"バッファ）から複数の"送信"バッファの一つに移動される。バッファのサイズは、負荷、パケットトラヒックの統計（例えば、パケットサイズ）および期待される出力チャネルの容量の関数として設計される。
【０００４】
ただし、データパケットの伝送は、本質的に"バースト性（bursty）"であることが知られている。つまり、パケットは、都合良く、順番通りに到着することはなく、パケットは、束になって到着し、到着期間は、しばしば本質的にフラクタルである。このため、送信バッファ、受信バッファ、あるいは両方がオーバーフローする可能性がある。このようなオーバーフローは、パケットの配信を遅延させ、データの場合はパケットが失われる結果となり、通常、パケットの再送が必要となる。パケット化された音声の場合は、このようなオーバーフローは音声品質の劣化の原因となる。バッファのオーバーフローは、通常、"過負荷（overload）"と呼ばれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
パケット交換機が過負荷状態にあるか否かを監視するための一つの一般的な方法においては、送信バッファ内に待たされているパケットの数がカウントされる。ただし、多くのケースにおいては、待たされているパケットの数をカウントすることは、バッファの実現上の理由から（つまり、バッファはカスタムハードウエアの内側に実現されるために）可能でない。通常、知ることができる唯一のファクタは、バッファが空であるか、空でないかのみである。もう一つの過負荷を改善するための一般的な方法においては、一つのパケット流に他のパケットより高い優先が、一つのパケット流により高い優先を与え（割当て）、他のパケット流により低い優先を与えることで与えられる。例えば、パケット化された音声には、通常、遅延に敏感な音声パケットがタイムリーに配信されることを確保するために、パケット化されたデータよりも高い優先が割当てられる。ただし、優先システムでは、より高い優先のパケット流が特にバースト性である場合、一つあるいは複数のより低い優先のパケット流にオーバーフローをもたらすことがある。上述のように、このようなオーバーフローは検出することはできない。従って、当分野における一つの問題は、過負荷が発生しても、パケット交換機がこれを検出する手段を持たない所にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この問題の解決および当分野における技術上の進歩がパケットゲートウェイに対するファジー論理ベースの過負荷検出および修正を実装するシステムおよび方法によって達成される。本発明の方法によると、目標最大パケット速度におけるパケット交換機の負荷に関して分布曲線が展開される。本発明のもう一面によると、第一のパケット流が過多にバースト性であるか否かの決定がなされる。さらに、全てのパケット流の処理速度が測定される。過負荷確率値が、第一のパケット流のバースト性と処理速度が写像される分布曲線上の位置に従って操作される。過負荷確率値が閾値より高い場合は、過負荷状態が存在する可能性が高く、パケットが送信流から脱落される。この非決定論的過負荷制御は受信パケット流の処理の際に少なくとも一度ランする。さらに、送信カウンタによって、ファジー論理ベースの過負荷制御がバーストが長期に渡るときランすることが保障される。
【０００７】
本発明のより完全な理解が以下の説明を図面を参照しながら読むことで得られるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明によるファジー論理に基づく過負荷制御は、二つ（あるいはそれ以上）のパケット流をもつパケットゲートウェイあるいはパケット交換機内で動作し、ここで、一方のストリーム（第一のパケット流）は他のパケット流よりも高い優先をもつ。このファジー論理ベースの過負荷制御は、定期的にランするとに加えて、第一のパケット流上にパケットバーストが検出されたときもランする。このファジー論理ベースの過負荷制御は、第二のパケット流によるプロセッサ占拠率の短期推定量を予め計算された確率曲線上のファジー領域内に写像すること、および現在第一のパケット流上にバーストが発生しているか否か決定することで、過負荷確率値を操作する。この非正規化過負荷確率値は、通常は、下げられるか、変更されず、この過負荷確率値は、現在バーストが発生しており、かつ、確率曲線の写像されたファジー領域が中程度ないし高い過負荷確率を示す場合にのみ上げられる。このファジー論理ベースの過負荷制御は、過負荷確率値を閾値と比較することで、収縮数（クリスプナンバー）を決定する。過負荷確率値が閾値以上である場合は過負荷状態である可能性が非常に高く、このため修正動作が取られる。修正動作には、第一のパケット流からのパケットを脱落が含まれる。過負荷確率値が閾値より低い場合は、過負荷状態である可能性は殆どなく、通常の動作（第一のパケット流内のパケットがそれらの宛先に送られる動作）を確保するための動作が取られる。
【０００９】
図１は、本発明の過負荷制御がその中で実現される一例としての交換システムを示す。図１は、電気通信システム１０のブロック図を示すが、これは、公衆電話網（PSTN）１２および無線網１４を含む。これらは両方とも当分野において周知である。これら両方の網１２、１４には、交換機１６、例えば、（Lucent Technologiesによって製造される）5ESS（登録商標）交換機が接続される。任意の交換機の目的は顧客を宛先に接続することにある。このような接続の例としては、電話機間、無線電話機と公衆電話網（PSTN）１２内の電話機との間、あるいは無線網１４内の２つの無線電話機の間の接続が含まれる。さらに、交換機１６は、無線網１４と公衆電話網（PSTN）１２内のデータ源からのデータをこれらの間で互いに接続する。
【００１０】
この実施例においては、交換機１６は、交換機モジュール１８、２０によって代表される複数の交換機モジュールを備える。全ての交換機モジュールは、ハブとして機能する通信モジュール２２によって相互接続され、交換機モジュール１８、２０および管理モジュール２４は通信モジュール２２から放射状に出る。交換機モジュール１８は、回線ユニットおよびアナログもしくはデジタルトランクユニット、例えば、トランクユニット２６を通じて、アナログおよび／あるいはデジタル加入者を終端する。管理モジュール２４は、交換機１６とヒューマン／マシーンインタフェースの機能要素の調整を行なう。
【００１１】
交換機モジュール１８、２０は、おのおの、交換機モジュールプロセッサ２８、３０を備えるが、これらは、交換機モジュール１８、２０の様々な要素の制御および調整を行なう。さらに、交換機モジュール１８、２０は、おのおの、タイムスロットインタチェンジユニット（TSI）３２、３４を備えるが、これらは、交換機モジュール１８、２０内のユニット間で、64kbps PCMあるいは64kbpsクリアチャネルの相互交換（インタチェンジ）を行なう。交換機モジュール１８、２０は、さらに、通信モジュールインタフェース３６、３８を備えるが、これらは、通信モジュール２２を通じての接続性を提供する。交換機モジュール１８は、もう一つのタイプのインタフェースユニット４０を備え、交換機モジュール２０は、インタフェースユニット４２、４６、４８を備える。
【００１２】
インタフェースユニット４６はパケット交換ユニット（PSU）から構成され、これは、フレームリレーパケットハンドラ（FRPH）５０、５２によって代表される複数のRFPHを備える。通常はもっと多数のFRPHが存在するが、簡潔さのために２つのみが示される。インタフェースユニット４６は、さらに、パケット化されたデータを音声に翻訳するためのボコーダインタフェース５４、およびFRPH５０〜５２から受信されるデータを中継するためのデータインタフェースユニット５６を含むタイムスロットインタチェンジユニット（TSI）３４へのインタフェースを備える。パケット交換ユニット（PSU）４６は、さらに、バス５８を備え、様々な要素がこれに接続される。この一例としての実施例の文脈においては、FRPH５０〜５２は"パケット交換機"と"ゲートウェイ"から構成される。
【００１３】
フレームリレーパケットハンドラ（FRPH）５０、５２は、おのおの、無線網１４内の複数の基地局に接続される。FRPH５０は基地局６０、６２、６４に接続され、FRPH５２は基地局６６に接続される。実際の交換局内ではこれ以上の基地局がサポートされ、これ以上のFRPHが存在するが、上述のように、簡潔さのために、限られた数のみが示される。FRPH５０〜５２は、フレームリレー（パケット交換機あるいはゲートウェイ）機能を遂行する。つまり、これらは、基地局６０〜６６からパケットを受信するとともに、（図示しないが当分野において周知の）管理用制御プロセッサから配信アドレスを受信し、配信アドレスを用いて、これらデータパケットをパケットバス５８上に中継する。音声プロセッサおよびデータインタフェース、例えば、５４、５６は、パケットバス５８上のパケットに聞き耳を立て"（listen）"、配信アドレスを読むことで、どのパケットが自身に向けられているかを決定し、それらパケットを緩衝および翻訳し、これらパケットを交換可能な64kbps PCMに翻訳する。反対方向においては、（例えば、データインタフェース５４、５６内の）音声プロセッサは、無線網に適するデータパケット（つまり、TDMA CDMAパケット）に翻訳された64kbps PCM非符号化音声あるいはデータと配信アドレスを受信し、これらパケットをバス５８上に送り出す。従来の技術においては、フレームリレーパケットハンドラ（FRPH）５０、５２が過負荷となっても、過負荷制御（手段）がこれに気付かないことがある。
【００１４】
図２は、本発明の一例としての実施例を採用するFRPH５０のブロック図を示す。この実施例によると、パケットバス５８がFRPH５０内の複合送信待ち行列２０２および複合受信待ち行列２０４に接続される。送信待ち行列２０２は、複数のトラヒック受信待ち行列２０６、２０８からパケットを受信し、これらトラヒック受信待ち行列２０６、２０８は基地局６０、６２、６４（図１）からパケットを受信する。反対方向においては、複合受信待ち行列２０４がパケットバス５８からパケットを受信し、パケットの宛先を決定し、これらパケットを、宛先基地局６０、６２、６４に基づいて、送信待ち行列２１０、２１２によって代表される複数の送信待ち行列の一つに入れる。
【００１５】
FRPH５０の通常の動作においては、プロセッサ２２０は、各受信待ち行列２０６〜２０８をポーリングし、（パケットが存在する場合は）各待ち行列から一つのパケットを取り出し、このパケットをその基本レベルループ２２１内の複合送信待ち行列２０２に送る。プロセッサ２２０は、この基本レベルループの一回の反復において全ての待ち行列２０６〜２０８を調べた後に、本発明の一例としての実施例によるファジー論理コントローラ２２２をランする。ファジー論理コントローラ２２２は、後に詳細に説明するように、過負荷状態が存在するか否か決定する。ファジー論理コントローラ２２２をランした後に、基本レベルループ（反復）カウンタ２２４が増分される。その後、この基本レベルループはトラヒック受信待ち行列２０６にループバックし、プロセッサ２２０内での処理が類似のやり方にて継続される。
【００１６】
本発明のこの実施例によると、基本レベルループ（反復）カウンタ２２４の値が、250ミリ秒毎に基本レベルループ速度レジスタ２２６内にロードされ、その後、基本レベループ（反復）カウンタ２２４が零にセットされる。この動作はプロセッサ２２０によって割り込みを生成することで行なわれる。
【００１７】
受信バッファ２０４の所にパケットが受信されると、プロセッサ２２０に向けて割り込みが生成される。すると、プロセッサ２２０は、基本レベルループ２２１の処理を中断し、受信バッファ２０４からパケットを取り出す。プロセッサ２２０は、さらに、パケット見出し内の宛先アドレス欄を読み出すことで、そのパケットが送信待ち行列２１０〜２１２の内のどれに配信されるべきか決定する。概念的には、パケットは、送信スイッチ２３０へと移動される。送信スイッチ２３０は、パケットを続けて送信バッファ２１０〜２１２の一つに送るか（２３１）、あるいはパケットを脱落させる（２３２）。送信スイッチ２３０はファジー論理コントローラ２２２の制御下に置かれる。この実施例によると、送信カウンタ２３４がパケットが受信バッファ２０４から取り出される度に減分される。送信カウンタ２３４の値が零になると、受信バッファ２０４からの割り込みが、スイッチ２３６によって示されるように不能にされ、制御は、プロセッサ２２０内の基本レベルループ２２１に復帰する。送信バッファ２０４内に処理すべきパケットがない場合（割り込みが生成されない場合）も制御はプロセッサ２２０内の基本レベルループに復帰する。パケットが受信待ち行列２０４から取り出されている間に割り込みが不能にされる確率は、トラヒックの特性、プロセッサ２２０の速度およびソフトウエアの特性に依存する。低速なプロセッサ２２０ほど、高速なプロセッサと比較して、割り込みが不能にされる確率は高くなり、また、バースト性のトラヒックほど、それほどバースト性でないトラヒックと比較して、割り込みが不能にされる確率は高くなる。こうして、バースト検出は、リアルタイムプロセッサ速度およびソフトウエアリアルタイム効率に合わせて適応化される。
【００１８】
パケット交換機、例えば、FRPH５０内においては、通常は、一方の経路は割り込み駆動され、他方の経路はポーリングされる。FRPH５０の場合、（パケット交換機ユニット４６から送り出された）共有パケットバス５８からのパケットを移動させることが重要となる。受信待ち行列２０４は、満杯にあるいは過負荷にロードすることはできない。さもなければバス５８上のトラヒックが、さらなるパケットを受信待ち行列２０４内に移動させることができない限り、停止してしまうことになる。このため、受信待ち行列２０４は、プロセッサ２２０に向けて割り込みを生成することで、優先権を得る。ただし、受信待ち行列２０６〜２０８の所にパケットのバーストが到着した場合、基本レベルループ２２１は、受信待ち行列２０４〜２０８がオーバフローするのを阻止するのに十分な頻度にてランできなくなる。
【００１９】
図３は、秒当たりのパケット数にて表される申し出負荷と基本レベルループ（反復）カウンタ２２４（図２）の平均カウント値の関係を示すグラフである。この実施例においては、申し出負荷とは、受信待ち行列２０６〜２０８および受信待ち行列２０４内に受信されるパケットを指す。平均カウント値とは、所定のサンプリング期間において測定された基本レベルループ２２１の反復の回数を指す。この実施例においては、サンプリング時間は250ミリ秒とされる。このグラフは、FRPHに対して、この占拠率（Ｕ）は、
Ｕ＝１−kTk/Tp                                    （１）
によって与えられことを示す。ここで、ｋはサンプリング期間の終端における基本レベルループ（反復）カウンタの平均カウント値を表し、Tkはカウンタを更新するために必要とされる時間を表し、Tpはサンプリングの時間期間（250ミリ秒）を表す。この値のグラフは図３に示すように線形関数であり、これはパケット交換機の総占拠率の尺度を与える。
【００２０】
図４は、サンプリング期間（"スナップショット"、すなわち、この実施例においては250ミリ秒の時間期間）の終端における基本レベルループ（反復）カウンタ２２４の値とカウンタ確率分布の関係を示すグラフである。基本レベルループ（反復）カウンタ２２４のカウント値（式１におけるｋ）は、通常それが調べられる度に異なるランダムな変数である。サンプリング期間の終端における基本レベルループ２２１の反復カウント（回数）は、負荷、（プロセッサがソフトウエアベースである場合は）プロセッサ２２０内でのキャッシング）、パケットサイズの分布およびサンプリング期間に依存する。図４の曲線は、ある与えられた負荷に対する基本レベルループ（反復）カウンタの確率分布を示すが、この曲線は負荷とともに変化することが分かる。０〜１の確率分布内で、カウンタ確率値は、４つのセクション、すなわち：過負荷の確率が高いセクション、過負荷の確率が中程度のセクション、過負荷の確率が小さなセクション、および過負荷の可能性はないセクションに分割される。ファジー論理コントローラ２２２は、この分布と関連して、図４に、それぞれ、線４０２、４０４、４０６によって示される３つの閾値、すなわち、上限、下限、および平均を持つ。
【００２１】
図５は、ファジー論理コントローラ２２２のブロック図を示す。ファジー論理コントローラ２２２は、パケット送信カウンタ２３４と基本レベルループ速度レジスタ２２６の値を用いて（図３および図４との関連で説明された）システムの瞬間負荷を決定する。ファジー論理コントローラ２２２によって瞬間負荷が高いこと（送信カウンタ２３４の値が零に達したこと）が決定されると、過負荷確率値２４０を用いて、その瞬間負荷が遷移的な過負荷であるか、持続した過負荷状態であるか決定される。次に、過負荷確率値２４０が、瞬間負荷に従って増分あるいは減分される。過負荷確率値２４０は、概念的には、"フロート（floats）"し、予め決定された"シンク（sink）"する傾向をもつ。こうして、ファジー論理コントローラ２２２が基本レベルループの一部としてランしたときは、過負荷確率値２４０は下げられる（過負荷の可能性は小さい）。ただし、ファジー論理コントローラが、送信カウンタ２３４からの割り込み不能指令の結果としてランした場合、これはバーストが検出されたことを意味する。バーストが検出され、しかも、基本レベルループ速度２２６が低い場合は、過負荷確率値が上げられる。過負荷確率値が閾値に達した場合は、過負荷が宣言され、送信スイッチ２３０がパケットを脱落するようにセットされる。ファジー論理コントローラ２２２は、判定サイクルが一巡する度に送信カウンタ２３４をリセットする。
【００２２】
図６および図７はファジー論理コントローラ２２２の動作を流れ図にて示す。図６の説明から始め、動作は長円６００の所で開始され、判定菱形６０２へと進む。判定菱形６０２において、送信カウンタ２３４が零より大きいか否か決定される。送信カウンタ２３４が零の場合（すなわち、送信パケットのバーストが検出された場合）は、処理は接続子Ａを通じて図７へと進む。
【００２３】
判定菱形６０２において、送信カウンタ２３４が零より大きな場合（すなわち、パケットのバーストが検出されない場合）は、処理は判定菱形６０４に進み、ここで、送信スイッチ２３０の状態が決定される。送信スイッチ２３０が送信２３１を示す場合（以前に過負荷でなかった場合）は、処理は動作ブロック６０６に進み、ここで、送信カウンタ２３４が最大値にリセットされ、その後、処理は円６０８において終了する。
【００２４】
判定菱形６０４において、送信スイッチ２３０が脱落２３２にセットされている場合（以前に過負荷が宣言されている場合）は、処理は、判定菱形６１０に進み、ここで、基本レベルループ速度レジスタ２２６の現在の値が上限（図４の４０２）以上であるか否か決定される。超える場合は、基本レベルループが頻繁にランしているために過負荷は過ぎている。このため、動作ブロック６１２において、送信スイッチ２３０が送信２３１にセットされる。その後、処理は動作ブロック６１４に進み、ここで過負荷確率値２４０が下げられる。次に、処理は動作ブロック６０６を経て円６０８において終了する。
【００２５】
判定菱形６１０において、基本レベルループ速度レジスタ２２６の値が上限には達してない場合は、判定菱形６１６において、基本レベルループ速度レジスタ２２６の値が平均値（図４の４０６）以上であるか否か決定される。平均値以上である場合は、動作ブロック６１８において過負荷確率値２４０が下げられる。処理は、次に、判定菱形６２０に進み、ここで過負荷確率値２４０が閾値より小さいか否か決定される。閾値より小さな場合は、過負荷状態は過ぎており、動作ブロック６２２において送信スイッチ２３０が送信２３１にセットされる。処理は、その後、動作ブロック６０６に進む。閾値より小さくない場合は、処理は、判定菱形６２０から動作ブロック６２４に進み、ここで過負荷確率値２４０が下げられる。次に、判定菱形６２６において、過負荷確率値２４０が閾値より小さいか決定される。閾値より小さな場合は、過負荷状態は過ぎており、処理は、動作ブロック６２２に進み、ここで送信スイッチ２３０が送信２３１にセットされる。判定菱形６２６において、過負荷確率値２４０が閾値より小さくない場合は、過負荷状態がまだ存在し、このため、処理は動作ブロック６０６に進み、ここで、送信カウンタがリセットされ、その後、処理は円６０８において終了する。
【００２６】
図７は接続子Ａからの処理の流れを示す。これら動作は第一のパケット流内にバーストが存在する場合に遂行される。処理は、最初、判定菱形７００に進み、ここで、基本レベルループ速度レジスタの値２２６が上限（図４の４０２）以上であるか否か決定される。上限以上である場合は、動作ブロック７０２において、過負荷確率値２４０が下げられる。その後、処理は、動作ブロック７０４に進み、送信スイッチ２３０が送信にセットされ、処理は、その後、動作ブロック７０６に進み、ここで基本レベルループ反復カウンタ２２４がリセットされ、その後、処理は円７０８において終了する。
【００２７】
判定菱形７００において、基本レベルループ速度レジスタ２２６の値が上限以上でない場合は、処理は判定菱形７１０に進み、ここで基本レベルループ速度レジスタ２２６の値が平均値（図４の４０６）以上であるか決定される。平均値以上である場合は、処理は動作ブロック７１２に進み、ここで過負荷確率値２４０が下げられる。処理は、その後、判定菱形７１４に進み、ここで過負荷確率値２４０が閾値より小さいか決定される。小さい場合は、処理は動作ブロック７０４に進み、送信スイッチ２３０が送信２３１にセットされ、その後、処理は動作ブロック７０６を経て７０８において終了する。過負荷確率値２４０が閾値より小さくない場合は、処理は動作ブロック７０６に進み、ここで、基本レベルループ反復カウンタ２２４がリセットされ、その後、処理は円７０８において終了する。
【００２８】
判定菱形７１０において、基本レベルループ速度レジスタ２６６の値が平均値４０６以上でない場合は、判定菱形７１６において、基本レベルループ速度レジスタ２２６の値が下限（図４の４０４）以上であるか決定される。下限以上である場合は、処理は動作ブロック７１８に進み、ここで過負荷確率値２４０が下げられる。処理は、その後、判定菱形７２０に進み、ここで過負荷確率値２４０が、閾値より小さいかチェックされる。小さい場合は、処理は、動作ブロック７０４に進み、その後、上述と同様に、動作ブロック７０４から７０８へと進む。
【００２９】
判定菱形７２０において、過負荷確率値２４０が過負荷閾値以上である場合は、動作ブロック７２２において送信スイッチ２３０が脱落２３２にセットされる。処理は、その後、動作ブロック７０６を経て、円７０８において終了する。
【００３０】
判定菱形７１６において、基本レベルループ速度レジスタ２２６の値が下限（図４の４０４）以上でない場合は、処理は動作ブロック７２４に進み、ここで過負荷確率値２４０が上げられる。その後、判定菱形７２６において過負荷確率値が過負荷閾値より小さいか決定される。小さい場合は、処理は動作ブロック７０６に進み、ここで基本レベルループ反復カウンタがリセットされ、その後、処理は７０８において終了する。小さくない場合は、動作ブロック７２８において送信スイッチ２３０が脱落２３２にセットされ、その後、処理は動作ブロック７０６を経て円７０８において終了する。
【００３１】
ファジー論理コントローラの動作は以下のように要約することができる。送信流内のトラヒックバーストが、過負荷状態が存在するか否かの決定をトリガするために用いられる。"バースト"は、プロセッサ２２０の観点からのものであり、同一のトラヒックに対しても、より低速なプロセッサは、高速なプロセッサと比較して、より頻繁にバーストを経験する。これは、過去250ミリ秒間の基本レベルループの反復を調べることで行なわれる。目標最大許容負荷における基本レベルループ反復カウンタの確率分布が４つのファジー領域、すなわち（１）過負荷の確率が高い領域、（２）過負荷の確率が中程度の領域、（３）過負荷の確率が小さな領域、および（４）過負荷の可能性はない領域に分割され、トラヒックの変動によってファジー論理制御が誤った決定を下すことが回避される。追加のカウンタ（項目２４０（過負荷確率値））がこの決定を緩和するために用いられる。この緩和は、カウンタに対して、過負荷の存在の可能性が決定された回数を追跡させることで達成される。このカウンタ値（過負荷確率値）は、過負荷の非正規化確率を表し、このカウンタ（過負荷確率値）が所定の最大値（閾値）に達すると、クリスプ値を１にセットすることで、送信スイッチが脱落にセットされる。非正規化が浮動小数点計算を排除するために用いられる。カウンタのクリスプ値は、１（パケットを脱落）か、零（脱落しない）のいずれかにセットされる。過負荷は、過負荷を肯定する決定が所定の回数なされた場合にのみ宣言される。このカウンタ（過負荷確率値）は、さらに、過負荷状態は存在しないことを決定するため、およびトラヒック変動が存在することを決定するためにも用いられる（例えば、高いカウンタ値（過負荷確率値）におけるバーストの検出は、しばしば、トラヒックの変動を示す）。
【００３２】
上に説明の実施例は単に本発明の原理を解説するためのものであり、当業者においては本発明の範囲から逸脱することなく、多くのバリエーションが可能である。従って、これらバリエーションも特許請求の範囲内に入るものと解されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例としての実施例がその中に実現される交換システムのブロック図である。
【図２】本発明の一つの実施例による図１のパケット交換機内でのキューイングのブロック図である。
【図３】図１の一例としてのパケット交換機（フレームリレーパケットハンドラ）内の秒当たりのパケットの数にて表される負荷とパケットの平均数との関係を表すグラフを示す図である。
【図４】本発明の一例としての実施例によるある特定の負荷に対する基本レベルループカウンタの確率分布関数を示す図である。
【図５】図４の一例としてのファジー論理過負荷コントローラのブロック図である。
【図６】図５のファジー論理過負荷コントローラの動作の流れ図である。
【図７】図５の過負荷コントローラの動作の続きを示す流れ図である。
【符号の説明】
１０  電気通信システム
１２  公衆電話網（PSTN）
１４  無線網
１６  交換機
１８、２０  交換機モジュール
２２  通信モジュール
２４  管理モジュール
２６  トランクユニット
２８、３０  交換機モジュールプロセッサ
３２、３４  タイムスロットインタチェンジユニット（TSI）
３６、３８  通信モジュールインタフェース
４０  ４２、４６、４８インタフェースユニット
５０、５２  フレームリレーパケットハンドラ（FRPH）
５４  ボコーダインタフェース
５６  データインタフェースユニット
５８  パケットバス
６０、６２、６４、６６  基地局
２０２  複合送信待ち行列
２０４  複合受信待ち行列
２０６、２０８  トラヒック受信待ち行列
２１０、２１２  送信待ち行列
２２０  プロセッサ
２２１  基本レベルループ
２２２  ファジー論理コントローラ
２２４  基本レベルループ反復カウンタ
２２６  基本レベルループ速度レジスタ
２３０  送信スイッチ
２３４  パケット送信カウンタ
２４０  過負荷確率値
【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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