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JP6430360B2 - Simulation device, simulation method, and simulation program - Google Patents
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JP6430360B2 JP2015246786A JP2015246786A JP6430360B2 JP 6430360 B2 JP6430360 B2 JP 6430360B2 JP 2015246786 A JP2015246786 A JP 2015246786A JP 2015246786 A JP2015246786 A JP 2015246786A JP 6430360 B2 JP6430360 B2 JP 6430360B2
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Description

本発明は、トラヒックシミュレーションにおいて、統計的に有効な数のサンプルが得られた時点で損失率を計算する装置、方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to an apparatus, a method, and a program for calculating a loss rate when a statistically effective number of samples are obtained in a traffic simulation.

例えば、インターネットにおいて、動画配信が盛んに行われており、また、社内IP(Internet Protocol)ネットワーク等のプライベートネットワークをはじめとして、研修や訓示や講演等の映像や音声を同時に各社員の受信装置(PC等)に多地点配信(マルチキャスト)することが普及しつつある。   For example, video distribution is actively performed on the Internet. In addition to private networks such as an in-house IP (Internet Protocol) network, video and audio for training, instruction, lectures, etc. Multi-point distribution (multicast) to PCs and the like is becoming widespread.

多地点配信を行うマルチキャストサーバからネットワークを介して送られる映像や音声等のマルチキャストパケットはUDP(User Datagram Protocol)であり、TCPによる再送処理がされないため、映像アプリケーションによるFEC(Forward Error Correction)等の保護が働くとしても、パケット損失の影響が映像や音声の品質に表れてしまうことがある。このため、様々なトラヒック形態やトラヒック量に応じてネットワーク内で発生するパケット損失を、事前に予測しておくことは重要である。   Multicast packets, such as video and audio, sent from a multicast server that performs multi-point distribution via a network are UDP (User Datagram Protocol) and are not retransmitted by TCP. Therefore, FEC (Forward Error Correction) by video applications, etc. Even if the protection works, the effect of packet loss may appear in the quality of video and audio. For this reason, it is important to predict in advance packet loss that occurs in the network in accordance with various traffic forms and traffic volumes.

また、これまで様々な近似計算式が提案されているが、トラヒック形態やトラヒック量によってどの程度の誤差があるか不明な場合が大半であるため、実際にはシミュレーションも行ってデータグラムの損失数を求め、それを用いて近似計算式の正しさを検証する必要がある。このように、トラヒックシミュレーションは現在でも重要な手段である。   Various approximate calculation formulas have been proposed so far, but in most cases it is unknown how much error there is depending on the traffic type and traffic volume. It is necessary to verify the correctness of the approximate calculation formula. Thus, traffic simulation is still an important means even today.

尚、ここでいうデータグラムとは、IPパケットを始めとする各種通信プロトコルのパケットやイーサネットフレーム、ATM(Asynchronous Transfer Mode)セルやX.25パケット等の何らかの情報を転送するための一塊のビット列を指している。   The datagram referred to here includes packets of various communication protocols including IP packets, Ethernet frames, ATM (Asynchronous Transfer Mode) cells, X. It refers to a batch of bit strings for transferring some information such as 25 packets.

シミュレーションを行ってパケット損失を求める場合、バッファ長が長くなるにつれて、すなわち、損失率が極めて小さくなるにつれて、1個の損失を得られるまでのシミュレーション時間が長くなる。このため、シミュレーション時間を短くするために、できるだけ少ない損失数でデータグラムの損失率を得たいが、データグラムの損失数が何個で統計的に有効か、具体的な方法はこれまで見当たらず、非特許文献1や非特許文献2に書かれているように、経験的にシミュレーションを行っていた。   When the packet loss is obtained by performing simulation, the simulation time until one loss is obtained increases as the buffer length increases, that is, as the loss rate becomes extremely small. For this reason, in order to shorten the simulation time, we want to obtain the datagram loss rate with as few losses as possible. However, we have not found a specific method for how many datagrams are lost statistically. As described in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, simulations were conducted empirically.

そこで、シミュレーション時間を短くするために、統計的手法を用いて、できるだけ少ない損失数でデータグラムの損失率を得る方法を考案した(例えば、特許文献1参照。)。   Therefore, in order to shorten the simulation time, a method of obtaining a datagram loss rate with the smallest possible number of losses using a statistical method has been devised (see, for example, Patent Document 1).

特開2013−192005号公報JP2013-192005A

村田正幸、大崎博之、原井洋明、宮原秀夫、“通信トラヒック理論とその応用〔VI〕−シミュレーション技法とその適用例−、”信学誌、vol.78、no.3、pp.264−270、Mar.1995.Murata Masayuki, Osaki Hiroyuki, Harai Hiroaki, Miyahara Hideo, “Communication Traffic Theory and Its Applications [VI] -Simulation Techniques and Their Applications,” IEICE Journal, vol. 78, no. 3, pp. 264-270, Mar. 1995. 小川耕司、中川健治、“インポータンスサンプリングシミュレーション法における最適シミュレーション分布、”信学総大、通信(2)、B−646、p.78、Mar.1996.Koji Ogawa, Kenji Nakagawa, “Optimum Simulation Distribution in Importance Sampling Simulation Method”, Shingaku Sodai, Telecommunications (2), B-646, p. 78, Mar. 1996. R.S.バーリントン・D.C.メイ著、林知己夫・脇本和昌監訳、「確率・統計解析ハンドブック」、森北出版、1975.R. S. Burlington C. Mei, translated by Tomio Hayashi and Kazumasa Wakimoto, “Probability and Statistical Analysis Handbook”, Morikita Publishing, 1975.

特許文献1の方法では、図1のデータグラムの損失数Lの時にシミュレーションの終了条件を満たしたとすると、開始からそれまでにシミュレーションで発生させたデータグラムの入力数Nを用いて、
(数1)
R=L/N (1)
としてデータグラムの損失率Rを求めている。
In the method of Patent Document 1, if the simulation end condition is satisfied when the number of datagram loss L j in FIG. 1 is satisfied, the number of datagram inputs N i generated in the simulation from the start until then is used.
(Equation 1)
R = L j / N i (1)
As a result, the loss rate R of the datagram is obtained.

しかし、本来は任意の入力数Nに対して、それまでに発生した損失数Lを用いて損失率Rを計算する方がより正確な損失率を得られると考えられる。   However, it is considered that a more accurate loss rate can be obtained by calculating the loss rate R by using the loss number L generated so far for an arbitrary number N of inputs.

ここで、次の(L+1)個目の損失が入力数(N+k+1)のときに発生したとする。損失率を計算する入力数を、損失数Lとは無関係に、無作為に決めるとすると、
入力数Nのときに損失率を計算する確率P
入力数N+1のときに損失率を計算する確率Pi+1
・・・
入力数N+kのときに損失率を計算する確率Pi+k
は全て等しいと考えられる。
Here, it is assumed that the next (L j +1) th loss occurs when the number of inputs is (N i + k + 1). If the number of inputs for calculating the loss rate is determined randomly, regardless of the loss number L j ,
Probability calculating the loss rate when the number of inputs N i P i,
Probability P i + 1 for calculating the loss rate when the number of inputs is N i +1,
...
Probability calculating the loss rate when the number of inputs N i + k P i + k ,
Are all considered equal.

上記の場合の損失数は全てL個であり、これらの平均入力数は(N+k/2)である。よって、より正確な損失率Rは
(数2)
R=L/(N+k/2) (2)
となる。
The number of losses in the above case is all L j , and the average number of these inputs is (N i + k / 2). Therefore, the more accurate loss rate R is (Equation 2)
R = L j / (N i + k / 2) (2)
It becomes.

一般的な長時間のシミュレーションの場合、N≫k/2となるため、
(数3)
/(N+k/2)≒L/N (3)
となり、式(1)と式(2)のどちらの式で損失率Rを計算しても値は殆ど同じであり、実質的に問題ない。
In the case of a general long-time simulation, since N i >> k / 2,
(Equation 3)
L j / (N i + k / 2) ≈L j / N i (3)
Therefore, even if the loss rate R is calculated by either the formula (1) or the formula (2), the value is almost the same, and there is substantially no problem.

しかしながら、シミュレーション時間を短くするために、できるだけ少ない損失数で損失率Rを求める場合には、Nは小さい値であるため、より正確な損失率Rを得るためには、k/2を無視することはできない。例えば、特許文献1では、早ければL=20でシミュレーションを終了する。 However, in order to shorten the simulation time, when obtaining the loss rate R with the smallest possible number of losses, Ni is a small value, so in order to obtain a more accurate loss rate R, k / 2 is ignored. I can't do it. For example, in Patent Document 1, the simulation is terminated with L j = 20 at the earliest.

このため、k/2を求める必要があるが、k/2を求めるためには、シミュレーション時間を短くしたいにもかかわらず、さらに損失数が(L+1)個になるまでシミュレーションを行う必要がある。 Therefore, it is necessary to obtain k / 2. In order to obtain k / 2, it is necessary to perform simulation until the number of losses becomes (L j +1) even though it is desired to shorten the simulation time. is there.

そこで、損失数がL個になった時点で、先に述べたk/2を考慮して損失率を計算する方法が必要である。 Therefore, when the number of losses reaches L j , a method for calculating the loss rate in consideration of k / 2 described above is necessary.

本発明に係るシミュレーション装置は、
トラヒックシミュレーションにおいて、
データグラムの損失数が設定されたL個になったときに、
データグラムの損失数が(L−1)個のときのデータグラムの入力数N、及び、損失数が前記L個のときのデータグラムの入力数Nと前記Nとの差分値k、すなわち、式(4)から得られた値、及び、前記Lを式(5)に適用するか、または、前記N、及び、前記N、及び、前記Lを式(5’)に適用することで、データグラムの損失率Rを算出する。
The simulation apparatus according to the present invention is
In traffic simulation,
When the number of lost datagrams reaches the set L j
The number of datagram inputs N m when the number of lost datagrams is (L j −1), and the difference between the number of datagram inputs N i when the number of lost data is L j and the N m Apply the value k d , that is, the value obtained from Equation (4) and the L j to Equation (5), or the N m , the N i , and the L j By applying to (5 ′), the loss rate R of the datagram is calculated.

本発明に係るシミュレーション装置は、
トラヒックシミュレーションにおいて、
データグラムの損失数が設定されたL個になったときに、
損失数がL個のときのデータグラムの入力数N、及び、シミュレーションの開始から損失数がL個になるまでの“1損失当たりの平均入力数”であるk、すなわち、式(6)から得られた値、及び、前記Lを式(7)に適用するか、または、前記N、及び、前記Lを式(7’)に適用することで、データグラムの損失率Rを算出する。
The simulation apparatus according to the present invention is
In traffic simulation,
When the number of lost datagrams reaches the set L j
The number N i of datagrams when the number of losses is L j , and k a that is the “average number of inputs per loss” from the start of simulation until the number of losses reaches L j , that is, the equation By applying the value obtained from (6) and the L j to the equation (7), or applying the N i and the L j to the equation (7 ′), The loss rate R is calculated.

本発明に係るシミュレーション方法は、
コンピュータが実行するトラヒックシミュレーション方法であって、
データグラムの損失数が設定されたL個になったときに、
データグラムの損失数が(L−1)個のときのデータグラムの入力数N、及び、損失数がL個のときのデータグラムの入力数Nと前記Nとの差分値k、すなわち、式(4)から得られた値、及び、前記Lを式(5)に適用するか、または、前記N、及び、前記N、及び、前記Lを式(5’)に適用することで、データグラムの損失率Rを算出するステップ、
を備える。
The simulation method according to the present invention includes:
A traffic simulation method executed by a computer,
When the number of lost datagrams reaches the set L j
The number of datagram inputs N m when the number of lost datagrams is (L j −1), and the difference between the number of datagram inputs N i when the number of lost data is L j and the above N m k d , that is, the value obtained from the equation (4) and the L j are applied to the equation (5), or the N m , the N i , and the L j are expressed by the equation (5). 5 ′) applying the datagram loss rate R by applying
Is provided.

本発明に係るシミュレーション方法は、
コンピュータが実行するトラヒックシミュレーション方法であって、
データグラムの損失数が設定されたL個になったときに、
損失数がL個のときのデータグラムの入力数N、及び、シミュレーションの開始から損失数がL個になるまでの“1損失当たりの平均入力数”であるk、すなわち、式(6)から得られた値、及び、前記Lを式(7)に適用するか、または、前記N、及び、前記Lを式(7’)に適用することで、データグラムの損失率Rを算出するステップと、
を備える。
The simulation method according to the present invention includes:
A traffic simulation method executed by a computer,
When the number of lost datagrams reaches the set L j
The number N i of datagrams when the number of losses is L j , and k a that is the “average number of inputs per loss” from the start of simulation until the number of losses reaches L j , that is, the equation By applying the value obtained from (6) and the L j to the equation (7), or applying the N i and the L j to the equation (7 ′), Calculating a loss rate R;
Is provided.

本発明に係るプログラムは、本発明に係るシミュレーション方法に備わる各ステップをコンピュータに実行させるためのシミュレーションプログラムである。   The program according to the present invention is a simulation program for causing a computer to execute each step provided in the simulation method according to the present invention.

上述のように、特許文献1の方法では、k/2を考慮せずに損失率Rを計算していたが、本発明により、k/2を考慮した損失率Rを求めることができるため、より正確な損失率を得ることができる。   As described above, in the method of Patent Document 1, the loss rate R is calculated without considering k / 2. However, according to the present invention, the loss rate R considering k / 2 can be obtained. A more accurate loss rate can be obtained.

本発明におけるシミュレーションのデータグラムの入力と損失発生の一例。An example of simulation datagram input and loss generation in the present invention. 本発明の第3の実施の形態におけるシミュレーション装置のブロック図である。It is a block diagram of the simulation apparatus in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態におけるシミュレーションのフローチャートである。It is a flowchart of the simulation in the 3rd Embodiment of this invention. シミュレーションのトラヒックを発生させる2状態のMMPP(Markov Modulated Poisson Process)の遷移図である。FIG. 6 is a transition diagram of a two-state MMPP (Markov Modulated Poison Process) that generates simulation traffic.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to embodiment shown below. These embodiments are merely examples, and the present invention can be implemented in various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

[第1の実施の形態]
k/2を考慮して損失率Rを求める方法の本発明の第1の実施の形態として、シミュレーション中に、データグラムの損失数が(L−1)個になったときのデータグラムの入力数N個を記録しておき、データグラムの損失数がL個になったときのデータグラムの入力数N個を用いて、
(数4)
=N−N (4)
として、
(数5)
R=(L−1)/(N+k/2) (5)
または、直接、
R=2(L−1)/(N+N) (5’)
を計算する、ことを行う。
[First Embodiment]
As a first embodiment of the present invention of the method for obtaining the loss rate R in consideration of k / 2, the number of datagram losses during simulation is (L j −1). record the number of inputs N m-number, number of lost datagrams using the input speed N i number of datagrams when it becomes L j-number,
(Equation 4)
k d = N i −N m (4)
As
(Equation 5)
R = (L j −1) / (N m + k d / 2) (5)
Or directly
R = 2 (L j −1) / (N m + N i ) (5 ′)
Calculate, do things.

一例として、特許文献1の発明に本発明の内容を適用して、より正確な損失率を得ることができる。上記方法は、コンピュータ上にソフトウェアで実現することができる。   As an example, the content of the present invention can be applied to the invention of Patent Document 1 to obtain a more accurate loss rate. The above method can be realized by software on a computer.

また、上述の動作を行う電子回路をハードウェア上に実装し、シミュレーションを行うことができる。ハードウェアとしては、論理素子を結合させた電子回路であり、ロジックIC(Integrated Circuit)等を基板上に実装して実現してもよいし、FPGA(Field−Programmable Gate Array)やPAL(Programmable Array Logic)等で実現してもよいし、LSI(Large Scale Integration)中に実現してもよい。   Further, an electronic circuit that performs the above-described operation can be mounted on hardware to perform a simulation. The hardware is an electronic circuit in which logic elements are combined, and may be realized by mounting a logic IC (Integrated Circuit) or the like on a substrate, or an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or PAL (Programmable Array). (Logic) or the like, or may be realized during LSI (Large Scale Integration).

尚、出力数=入力数N−損失数(L−1)であることから、入力数Nに比べて損失数(L−1)が極めて小さい場合(例えば、損失率=10−6の場合、損失数(L−1):入力数N=1:1,000,000)には、出力数≒入力数になるため、本実施の形態において、入力数Nの代わりに損失数が(L−1)個になったときの出力数を用い、入力数Nの代わりに損失数がL個になったときの出力数を用いて計算する方法もある。 Since the number of outputs = the number of inputs N m −the number of losses (L j −1), the number of losses (L j −1) is very small compared to the number of inputs N m (for example, loss rate = 10 − In the case of 6 , the number of losses (L j −1): the number of inputs N m = 1: 1,000,000), the number of outputs is nearly equal to the number of inputs. Therefore, in this embodiment, instead of the number of inputs N m using the output number when the number of lost becomes (L j -1) number, the number of lost instead of the input speed N i is also a method for calculating using the number of output when it is L j number.

[第2の実施の形態]
k/2を考慮して損失率Rを求める方法の本発明の第2の実施の形態として、kに、シミュレーションを開始してからそれまでの“1損失当たりの平均入力数”であるkを用いる、即ち、データグラムの損失数がL個になったときのデータグラムの入力数N個を用いて、
(数6)
=N/L (6)
として、
(数7)
R=L/(N+k/2) (7)
または、直接、
R=2L /(N×(2L+1)) (7’)
を計算する、ことを行う。
[Second Embodiment]
As a second embodiment of the present invention for calculating the loss rate R in consideration of k / 2, k is the “average number of inputs per loss” from the start of the simulation to k a the use, i.e., with the input speed N i number of datagrams when number of lost datagrams becomes L j-number,
(Equation 6)
k a = N i / L j (6)
As
(Equation 7)
R = L j / (N i + k a / 2) (7)
Or directly
R = 2L j 2 / (N i × (2L j +1)) (7 ′)
Calculate, do things.

一例として、特許文献1の発明に本発明の内容を適用して、より正確な損失率を得ることができる。上記方法は、コンピュータ上にソフトウェアで実現することができる。   As an example, the content of the present invention can be applied to the invention of Patent Document 1 to obtain a more accurate loss rate. The above method can be realized by software on a computer.

また、上述の動作を行う電子回路をハードウェア上に実装し、シミュレーションを行うことができる。ハードウェアとしては、論理素子を結合させた電子回路であり、ロジックIC等を基板上に実装して実現してもよいし、FPGAやPAL等で実現してもよいし、LSI中に実現してもよい。   Further, an electronic circuit that performs the above-described operation can be mounted on hardware to perform a simulation. The hardware is an electronic circuit in which logic elements are combined, and may be realized by mounting a logic IC or the like on a substrate, may be realized by FPGA or PAL, or may be realized in an LSI. May be.

尚、出力数=入力数N−損失数Lであることから、入力数Nに比べて損失数Lが極めて小さい場合(例えば、損失率=10−6の場合、損失数L:入力数N=1:1,000,000)には、出力数≒入力数になるため、本実施の形態において、入力数Nの代わりに損失数がL個になったときの出力数を用いて計算する方法もある。 Since the number of outputs = the number of inputs N i −the number of losses L j , when the number of losses L j is extremely smaller than the number of inputs N i (for example, when the loss rate = 10 −6 , the number of losses L j : Number of inputs N i = 1: 1,000,000), the number of outputs is nearly equal to the number of inputs. In this embodiment, the number of losses is L j instead of the number of inputs N i . There is also a method of calculating using the number of outputs.

[第3の実施の形態]
本実施形態では、特許文献1の発明への第1の実施の形態の適用例について説明する。
[Third Embodiment]
In this embodiment, an application example of the first embodiment to the invention of Patent Document 1 will be described.

図2に、本実施形態に係るシミュレーション装置の一例を示す。本実施形態に係るシミュレーション装置は、記憶部11と、データグラム生成部12と、バッファ部13と、損失検出部14と、時間間隔測定部15と、時間間隔判定部16と、χ検定部17と、損失率算出部18と、発生回数判定部19と、を備える。χ検定部17は、実度数計数部21と、実度数判定部22と、統計量算出部23と、統計量判定部24と、を備える。 FIG. 2 shows an example of a simulation apparatus according to this embodiment. The simulation apparatus according to the present embodiment includes a storage unit 11, a datagram generation unit 12, a buffer unit 13, a loss detection unit 14, a time interval measurement unit 15, a time interval determination unit 16, and a χ 2 test unit. 17, a loss rate calculation unit 18, and an occurrence count determination unit 19. The χ 2 test unit 17 includes an actual number counting unit 21, an actual number determining unit 22, a statistic calculating unit 23, and a statistic determining unit 24.

本実施形態に係るシミュレーション方法について、一例として、ケンドールの記法(または記号)によるMMPP/D/1/Kのシミュレーションで実施する場合の動作について、図3に示すフローチャートを参照しながら説明する。本実施形態に係るシミュレーション方法は、損失検出手順と、時間間隔測定手順と、統計量判定手順と、シミュレーション終了手順を順に有する。損失検出手順では、ステップS101〜ステップS103を実行する。時間間隔測定手順では、ステップS104〜S105を実行する。統計量判定手順では、ステップS106〜S110を実行する。シミュレーション終了手順では、ステップS111〜S112を実行する。   As an example, the simulation method according to the present embodiment will be described with reference to a flowchart shown in FIG. 3, with reference to a flowchart of FIG. 3. The simulation method according to the present embodiment includes a loss detection procedure, a time interval measurement procedure, a statistic determination procedure, and a simulation end procedure in this order. In the loss detection procedure, steps S101 to S103 are executed. In the time interval measurement procedure, steps S104 to S105 are executed. In the statistic determination procedure, steps S106 to S110 are executed. In the simulation end procedure, steps S111 to S112 are executed.

本発明を使用する場合には、以下に述べる動作をシミュレーション中に行う。
ステップS100では、シミュレーションに先立ち、記憶部11が、設定された初期値を記憶する(詳しくは後述)。
ステップS101では、データグラム生成部12が、データグラムを生成してトラヒックを発生させる。本実施形態の場合、データグラムは固定長であり、以下、これを単位長とする。データグラムの生成方法は、任意であるが、例えば、コンピュータで擬似乱数を用いて生成する。本実施形態では、データグラム生成部12は、記憶部11に設定されたMMPPパラメータを取得し、当該パラメータに従って、データグラムを生成する。
When using the present invention, the following operations are performed during simulation.
In step S100, prior to the simulation, the storage unit 11 stores the set initial value (details will be described later).
In step S101, the datagram generation unit 12 generates a datagram and generates traffic. In the case of the present embodiment, the datagram has a fixed length, which is hereinafter referred to as a unit length. The method for generating the datagram is arbitrary, but for example, it is generated using a pseudo random number by a computer. In the present embodiment, the datagram generation unit 12 acquires the MMPP parameter set in the storage unit 11, and generates a datagram according to the parameter.

ステップS102では、データグラム生成部12が、生成したデータグラムをバッファ部13に出力する。これにより、バッファ部13にデータグラムが書き込まれ、状況が損失検出部14に通知される。バッファ部13に書き込まれたデータグラムは、本実施形態の場合、1単位時間に1単位長(=1データーグラム)が読み出される。尚、バッファ部13は、生成したデータグラムをバッファに実際に書き込んでもよいが、少なくとも、空き又は使用中のバッファ量を管理でき、バッファに空きがないために損失が発生したことを把握できればよい。   In step S <b> 102, the datagram generation unit 12 outputs the generated datagram to the buffer unit 13. As a result, the datagram is written in the buffer unit 13 and the situation is notified to the loss detection unit 14. In the case of the present embodiment, the datagram written in the buffer unit 13 is read one unit length (= 1 datagram) per unit time. The buffer unit 13 may actually write the generated datagram into the buffer, but it is only necessary to be able to manage at least the amount of free or in-use buffer and to know that a loss has occurred because there is no free space in the buffer. .

ステップS103では、損失検出部14が、バッファ部13からの通知により、損失が発生したか否かを判定し、損失を検出する。   In step S <b> 103, the loss detection unit 14 determines whether or not a loss has occurred based on the notification from the buffer unit 13, and detects the loss.

損失が発生した場合、損失検出部14は、データグラムの損失数L及びデータグラムの入力数Nを記憶部11に記憶する。データグラムの入力数Nは、バッファ部13に書き込まれたデータグラムの数である。また損失が発生した場合、損失検出部14は、損失が発生した時刻を時間間隔測定部15へ出力し、ステップS104へ移行する。一方、損失が発生しない場合、損失検出部14は、次のデータグラムを生成する旨をデータグラム生成部12へ通知し、ステップS101へ移行する。
ステップS104では、時間間隔測定部15が、損失検出部14から取得した時刻を用いて、損失が発生した時間間隔tを測定する。
When a loss occurs, the loss detection unit 14 stores the datagram loss number L j and the datagram input number N i in the storage unit 11. The number of datagram inputs N i is the number of datagrams written in the buffer unit 13. If a loss occurs, the loss detection unit 14 outputs the time at which the loss occurred to the time interval measurement unit 15 and proceeds to step S104. On the other hand, if no loss occurs, the loss detection unit 14 notifies the datagram generation unit 12 that the next datagram is to be generated, and proceeds to step S101.
In step S <b> 104, the time interval measurement unit 15 measures the time interval t at which the loss has occurred using the time acquired from the loss detection unit 14.

ステップS105では、時間間隔判定部16が、時間間隔測定部15の測定した時間間隔tが閾値TH以上であるか否かを判定する。これにより、損失の発生時間間隔により、ランダムな損失(ランダムに発生する損失)と引き続く損失(ランダムに発生する損失に引き続く損失)に分類する。時間間隔tが閾値TH以上である場合、すなわちランダムな損失である場合、時間間隔判定部16は、時間間隔tを実度数計数部21へ通知してステップS106へ移行し、以下χ検定を行う。一方、ステップS105において時間間隔tが閾値TH未満である場合、すなわちランダムな損失でない場合、時間間隔判定部16は、次のデータグラムを生成する旨をデータグラム生成部12へ通知し、ステップS101のデータグラム生成に戻る。 In step S105, the time interval determination unit 16 determines whether or not the time interval t measured by the time interval measurement unit 15 is greater than or equal to the threshold value TH. Thus, the loss is classified into a random loss (a loss that occurs randomly) and a subsequent loss (a loss that follows a loss that occurs randomly) according to the loss occurrence time interval. If the time interval t is equal to or greater than the threshold TH, that is, when a random loss, the time interval determination unit 16, and proceeds to notify the time interval t to the real power counting section 21 to the step S106, the following chi 2 test Do. On the other hand, when the time interval t is less than the threshold value TH in step S105, that is, when the loss is not random, the time interval determination unit 16 notifies the datagram generation unit 12 that the next datagram is to be generated, and step S101. Return to datagram generation.

ステップS106では、実度数計数部21が、通知されたランダムな損失の発生時間間隔を記憶し、ランダムな損失の発生回数mを1つインクリメントする。ここで、本実施形態における「m」は損失数Lに相当する。
ステップS107では、実度数計数部21が、それまでに記憶したランダムな損失の発生時間間隔を用いて、平均発生時間間隔を計算する。
次に、実度数計数部21が、計算した平均発生時間間隔を用いて、χ検定のためのL個の区間の境目となる(L−1)個の境界値を計算する。
次に、実度数計数部21が、記憶しているランダムな損失の発生時間間隔を使って各区間i(i=1,2,・・・,L)の実度数fを計数する。
In step S106, the actual number counting unit 21 stores the notified random loss occurrence time interval and increments the random loss occurrence count m by one. Here, “m” in the present embodiment corresponds to the loss number L j .
In step S107, the real number counting unit 21 calculates an average occurrence time interval using the random loss occurrence time intervals stored so far.
Next, the real number counting unit 21 calculates (L−1) boundary values that are the boundaries of the L intervals for the χ 2 test, using the calculated average occurrence time interval.
Then, the real power counting section 21, stored to have random losses each section with a time interval of generation of i (i = 1,2, ···, L) counts the actual frequency f i of.

ステップS108では、実度数判定部22が、各区間iの実度数fがすべてfmin以上であるか否かを判定する。
すべての区間において実度数fがfmin以上である場合、実度数判定部22は、各区間iの実度数fを統計量算出部23へ出力してステップS109へ移行する。
一方、実度数fが5未満の区間がある場合、実度数判定部22は、次のデータグラムを生成する旨をデータグラム生成部12へ通知し、ステップS101のデータグラム生成に戻る。
In step S108, the actual number determination unit 22 determines whether all the actual numbers f i in each section i are equal to or greater than f min .
If the actual number f i is equal to or greater than f min in all the sections, the actual number determination unit 22 outputs the actual number f i of each section i to the statistic calculation unit 23 and proceeds to step S109.
On the other hand, if the actual frequency f i is is less than five sections, the real power determination unit 22 notifies to generate the next datagram to datagram generator 12 returns to the datagram generated in step S101.

ステップS109では、統計量算出部23が、各区間iの実度数fからχ検定用の統計量χを計算する。 In step S109, the statistic calculator 23 calculates statistics chi 2 for chi 2 test from the actual frequency f i of each interval i.

ステップS110では、統計量判定部24が、統計量χが臨界値χ よりも大きいか否かを判定する。統計量χ≦臨界値χ の場合、統計量判定部24は、その旨を損失率算出部18へ通知してステップS111へ移行する。一方、統計量χ>臨界値χ の場合、統計量判定部24は、ランダムな損失の発生回数mを発生回数判定部19へ出力してステップS113へ移行する。 In step S110, the statistic determination unit 24 determines whether or not the statistic χ 2 is larger than the critical value χ 0 2 . When the statistic χ 2 ≦ the critical value χ 0 2 , the statistic determination unit 24 notifies the loss rate calculation unit 18 to that effect and proceeds to step S111. On the other hand, when the statistic χ 2 > the critical value χ 0 2 , the statistic determination unit 24 outputs the random loss occurrence count m to the occurrence count determination unit 19 and proceeds to step S113.

ステップS111では、損失率算出部18が、損失検出部14の検出した全損失数と、生成された全データグラムの数から、損失率Rを計算する。このとき、損失率算出部18は、式(4)を用いて「k」を求め、式(5)を用いて損失率Rを計算するか、或いは、式(5’)を用いて損失率Rを計算するか、或いは、式(6)を用いて「k」を求め、式(7)を用いて損失率Rを計算するか、或いは、式(7’)を用いて損失率Rを計算する。
ステップS112では、損失率算出部18が、計算結果である損失率を出力する。
In step S111, the loss rate calculation unit 18 calculates the loss rate R from the total number of losses detected by the loss detection unit 14 and the number of all datagrams generated. At this time, the loss rate calculation unit 18 obtains “k d ” using the equation (4) and calculates the loss rate R using the equation (5), or the loss rate using the equation (5 ′). The rate R is calculated, or “k a ” is calculated using the equation (6) and the loss rate R is calculated using the equation (7), or the loss rate is calculated using the equation (7 ′). Calculate R.
In step S112, the loss rate calculation unit 18 outputs a loss rate as a calculation result.

ステップS113では、発生回数判定部19は、これまで発生したランダムな損失の発生回数mが最大発生回数Mよりも多いか否かを判定する。
m≦Mの場合、発生回数判定部19は、次のデータグラムを生成する旨をデータグラム生成部12へ通知し、ステップS101へ移行してデータグラム生成に戻る。
m>Mの場合、発生回数判定部19は、ステップS114を実行し、その旨を出力する。
In step S113, the occurrence count determination unit 19 determines whether the random loss occurrence count m that has occurred so far is greater than the maximum occurrence count M or not.
In the case of m ≦ M, the occurrence count determination unit 19 notifies the datagram generation unit 12 that the next datagram is to be generated, proceeds to step S101, and returns to datagram generation.
When m> M, the occurrence count determination unit 19 executes Step S114 and outputs a message to that effect.

MMPP/D/1/Kのシミュレーションの例の場合の、ステップS100で設定する初期値、即ち、図3のフローチャートの初期設定部分の各項目について、初期値をどのような値に設定するのか等を、以下に説明する。   In the case of the MMPP / D / 1 / K simulation example, the initial value set in step S100, that is, what value the initial value is set for each item in the initial setting portion of the flowchart of FIG. Is described below.

(a)MMPPパラメータ値
MMPPは、トラヒック発生形態の一つであるMarkov Modulated Poisson Processのことであり、図4に示すような、ランダムに切り替わる複数の異なる密度でトラヒックが発生するモデルである。MMPPは複数の異なる密度のトラヒック発生状態を持つことができるが、図4の最も簡単な2状態を例に説明する。
・λとλは、状態0と状態1のそれぞれの状態で発生するデータグラムの平均到着率であり、通常、0以上1以下の値である。
・γ01とγ10は、それぞれ、MMPPの状態0から状態1への遷移確率と、状態1から状態0への遷移確率であり、0以上1以下の値である。同様に、1−γ01と1−γ10は、それぞれ、状態0と状態1が続く確率である。
(A) MMPP Parameter Value MMPP is a Markov Modulated Poisson Process that is one of traffic generation forms, and is a model in which traffic is generated at a plurality of different densities that are switched randomly as shown in FIG. Although the MMPP can have a plurality of different density traffic generation states, the simplest two states in FIG. 4 will be described as an example.
Λ 0 and λ 1 are the average arrival rates of datagrams generated in each of the states 0 and 1, and are usually 0 or more and 1 or less.
Γ 01 and γ 10 are the transition probability from MMPP state 0 to state 1 and the transition probability from state 1 to state 0, respectively, and are values from 0 to 1. Similarly, 1-γ 01 and 1-γ 10 are probabilities that state 0 and state 1 will continue, respectively.

(b)バッファサイズ(K−1)
発生したMMPPトラヒックが流入するバッファ部13の大きさである。
(B) Buffer size (K-1)
The size of the buffer unit 13 into which the generated MMPP traffic flows.

(c)しきい値TH
損失が発生する度に、その直前の損失との発生時間間隔tを計算する。しきい値THは、事前に設定した発生時間間隔tの基準値であり、これと比較することにより、ランダムな損失と引き続く損失に分類する。
(C) Threshold value TH
Every time a loss occurs, the generation time interval t with the previous loss is calculated. The threshold value TH is a reference value of the occurrence time interval t set in advance, and is classified into a random loss and a subsequent loss by comparing with this.

(d)臨界値χ
臨界値χ を設定するためには、まず、有意水準αを設定する必要がある。有意水準αは、それまでに得られた標本が指数分布に従っている場合に、標本から得られた統計量χが臨界値χ を超える確率(第1種過誤)がαである、という意味である。本実施形態では、標本にランダムな損失の発生時間間隔を用いる。
αの値は、通常5%または1%が用いられる。本実施形態では、後述する様に、自由度d=1としており、臨界値χ は統計量χの分布の統計数値表より、
α=5%の時,χ =3.841
α=1%の時,χ =6.635
である。
(D) Critical value χ 0 2
In order to set the critical value χ 0 2 , first, it is necessary to set the significance level α. The significance level α is that the probability that the statistic χ 2 obtained from the sample exceeds the critical value χ 0 2 (first type error) is α when the sample obtained so far follows an exponential distribution. Meaning. In this embodiment, a random loss occurrence time interval is used for the sample.
The value of α is usually 5% or 1%. In this embodiment, as will be described later, the degree of freedom d = 1, and the critical value χ 0 2 is obtained from the statistical value table of the distribution of the statistic χ 2 .
When α = 5%, χ 0 2 = 3.841
When α = 1%, χ 0 2 = 6.635
It is.

(e)ランダムな損失数の最大値M
統計量χは損失数が増加すると増減しつつ次第に大きくなる傾向があるため、ランダムな損失数mが数百個程度までに終了しない場合には、統計量χ≦臨界値χ にならない可能性も考えられる。この場合に対応するために、シミュレーションを終了させるランダムな損失数mの最大値Mを設定しておく(ランダムな損失数mが最大値Mを超えたら終了(ステップS113〜S114))。
なお、Lとfminについては後述する。
(E) Maximum value M of random loss
Since the statistic χ 2 tends to gradually increase as the number of losses increases, the statistic χ 2 ≦ critical value χ 0 2 when the random loss number m does not end up to about several hundred. There is a possibility that it will not be. In order to cope with this case, the maximum value M of the random loss number m for ending the simulation is set (the process ends when the random loss number m exceeds the maximum value M (steps S113 to S114)).
L and f min will be described later.

シミュレーション中に行う動作(ステップS105)で述べているランダムな損失と引き続く損失について説明する。
空きが大きい状態のバッファ部13にMMPPトラヒックが入力することによって稀に損失が発生する場合には、損失はランダムに発生すると考えられる(ランダムな損失)。しかし、一度損失が発生した状態のバッファ部13にMMPPトラヒックが入力することによって損失が発生する場合には、バッファ部13内の空きがほとんど無いため、ゼロまたは極めて近い間隔で損失が発生することが多くなる(引き続く損失)。よって、前述のトラヒックモデルで発生する損失には、ランダムな損失と引き続く損失の2種類の損失が混在すると考えられる。
The random loss and the subsequent loss described in the operation (step S105) performed during the simulation will be described.
If a loss occurs rarely due to the input of MMPP traffic to the buffer unit 13 in a state where the space is large, it is considered that the loss occurs randomly (random loss). However, when a loss occurs due to the input of MMPP traffic to the buffer unit 13 once the loss has occurred, there is almost no vacancy in the buffer unit 13, and thus the loss occurs at zero or very close intervals. Increase (subsequent loss). Therefore, it is considered that the loss generated in the above-described traffic model includes two types of loss, a random loss and a subsequent loss.

ランダムな損失の発生時間間隔は指数分布に従うと考えられ、MMPP/D/1/KのDの出力時間すなわちバッファ部13からのデータグラムの読み出し時間を1[単位時間]とすると、通常、発生時間間隔は数十万[単位時間]になり、発生時間間隔の存在確率は薄く広く分布する。一方、引き続く損失の発生時間間隔はゼロまたはゼロに近い値、例えば100[単位時間]以下になることから、厳密ではないが、しきい値THにより分離できる。   The occurrence time interval of random loss is considered to follow an exponential distribution, and usually occurs when the output time of D of MMPP / D / 1 / K, that is, the read time of the datagram from the buffer unit 13 is 1 [unit time]. The time interval is several hundred thousand [unit time], and the existence probability of the occurrence time interval is thin and widely distributed. On the other hand, since the subsequent loss occurrence time interval is zero or a value close to zero, for example, 100 [unit time] or less, it can be separated by the threshold value TH, although not strictly.

シミュレーション中に行う動作(ステップS106〜S110)のχ検定について概要を説明する。
シミュレーションで発生するランダムな損失の発生時間間隔(以下、ランダム損失発生時間間隔と記す)が指数分布に従っているかどうかの一致度合い(適合度)を数値的に評価し判定する方法として、χ検定がある。χ検定は、標本の分布が母集団(理論)分布にどの程度一致しているかの検定によく用いられる方法である。ランダムに発生する事象の生起間隔は指数分布になることが知られており、このような場合は母集団の分布として指数分布を想定する。これ以外に、対象となる事象により、二項分布や正規分布など様々な分布が想定される。
An outline of the χ 2 test of the operations (steps S106 to S110) performed during the simulation will be described.
As a method of numerically evaluating and judging whether or not the coincidence degree (fitness) of whether or not the occurrence time interval of random loss occurring in the simulation (hereinafter referred to as random loss occurrence time interval) follows the exponential distribution is χ 2 test is is there. The χ 2 test is a method often used to test how well the sample distribution matches the population (theoretical) distribution. It is known that the occurrence interval of randomly occurring events has an exponential distribution. In such a case, an exponential distribution is assumed as a population distribution. In addition to this, various distributions such as binomial distribution and normal distribution are assumed depending on the target event.

χ検定では、まず、標本と母集団の分布の違いを統計量χとして求める。ここでは、標本はランダム損失発生時間間隔w(j=1,2,…,n)であり、その集合をWとする。また、母集団分布は指数分布である。統計量χは、一般に標本の分布が母集団分布に近づくほど値が小さくなる傾向がある。 In the χ 2 test, first, the difference in distribution between the sample and the population is obtained as a statistic χ 2 . Here, the sample is a random loss occurrence time interval w j (j = 1, 2,..., N), and the set is W n . The population distribution is an exponential distribution. The statistic χ 2 generally tends to decrease as the sample distribution approaches the population distribution.

次に、統計量χと予め求められている臨界値χ を比較し、統計量χが臨界値χ 以下であれば、標本は有意水準α%で母集団分布であるとされる。具体的には、シミュレーションで順次ランダム損失発生時間間隔wを得る度にその集合Wに対してχ検定を行い、指数分布であると判定された場合には、その時点の損失数とバッファ部13への入力数から損失率を計算し、シミュレーションを終了する。尚、臨界値χ は、自由度dと有意水準α%を用いて、複雑な計算により求めることができるが、よく使われる値は非特許文献3などに統計数値表として示されている。 Next, the statistic χ 2 is compared with the critical value χ 0 2 obtained in advance, and if the statistic χ 2 is less than or equal to the critical value χ 0 2 , the sample has a population distribution with a significance level α%. Is done. Specifically, every time the random loss occurrence time interval w j is obtained by simulation, a χ 2 test is performed on the set W n , and when it is determined that the distribution is exponential, The loss rate is calculated from the number of inputs to the buffer unit 13, and the simulation is terminated. The critical value χ 0 2 can be obtained by complex calculation using the degree of freedom d and the significance level α%, but frequently used values are shown as a statistical numerical table in Non-Patent Document 3, etc. .

シミュレーション中に行う動作(ステップS107)のχ検定の具体的な実装方法(4つの区間や境目となる3つの境界値など)について説明する。 A specific method of implementing the χ 2 test of the operation (step S107) performed during the simulation (four sections, three boundary values serving as boundaries), and the like will be described.

・母集団分布のパラメータ
本実施形態では、母集団分布を指数分布とするが、そのパラメータ(平均と分散)は不明である。
そこで、標本からランダムな損失の平均発生時間間隔1/τを算出し、これを用いて母集団分布を推定する。指数分布では、平均値が1/τの時、分散は1/τである。そこで、新たな“ランダムな損失”の発生による新たな発生時間間隔のデータを得られる度に平均値を計算し、平均値から分散を計算し、母集団分布のパラメータとする。
-Population distribution parameters In this embodiment, the population distribution is an exponential distribution, but the parameters (mean and variance) are unknown.
Therefore, the average occurrence time interval 1 / τ of random loss is calculated from the sample, and the population distribution is estimated using this. In the exponential distribution, when the average value is 1 / τ, the variance is 1 / τ 2 . Therefore, an average value is calculated every time data of a new generation time interval due to the occurrence of a new “random loss” is obtained, and a variance is calculated from the average value to be a parameter of the population distribution.

・χ検定の区間(カテゴリー)数L
χ検定では、シミュレーションで得られたランダムな損失の各発生時間間隔wをその値により複数の区間の中のいずれかに分類し、実度数を計数する。このため、区間の数と各区間の範囲を決定する必要がある。
区間の数は、実際の検定では数個から数十個が使われているようであるが、計算時間の短縮及び計算負荷の軽減のためにできるだけ少ないことが要求される。
χ検定では、自由度をd、区間数をL、標本から最尤推定したパラメータ数をsとするとき、
(数8)
d=L−1−s≧1 (8)
である。上述したように、母集団分布のパラメータは標本から推定した平均及び分散であるためs=2である。ゆえに、式(8)から
(数9)
L≧4 (9)
となる。よって、区間数L=4とする。
・ Number of intervals (category) for χ 2 test
In the χ 2 test, each occurrence time interval w j of random loss obtained by simulation is classified into one of a plurality of intervals according to the value, and the actual number is counted. For this reason, it is necessary to determine the number of sections and the range of each section.
The number of intervals seems to be several to several tens in actual tests, but it is required to be as small as possible in order to shorten the calculation time and the calculation load.
In the χ 2 test, when d is the degree of freedom, L is the number of sections, and s is the number of parameters estimated from the maximum likelihood from the sample,
(Equation 8)
d = L-1-s ≧ 1 (8)
It is. As described above, since the parameters of the population distribution are the mean and variance estimated from the sample, s = 2. Therefore, from Equation (8) (Equation 9)
L ≧ 4 (9)
It becomes. Therefore, the section number L = 4.

・区間の最小実度数fmin
χ検定では、各区間の標本数も自由に設定できる。ただし、χ検定が成立する標本数は一般には5以上とされているため、本実施形態では、各区間の最小実度数fminを5とする。これにより、本実施形態に必要な最低損失数は20である。
・ Minimum actual number of intervals f min
In the χ 2 test, the number of samples in each section can be set freely. However, since the number of samples for which the χ 2 test is established is generally 5 or more, in this embodiment, the minimum actual number f min of each section is set to 5. As a result, the minimum number of losses required for this embodiment is 20.

・各区間の範囲
標本数が少ない場合、標本の値には偏りが生じていることが多い。しかし、標本数が多くなると指数分布に一致することが示されているため、指数分布を想定して各区間の範囲を決定することにする。
χ検定を行うための区間数が4で、各区間の最小実度数fminが5と等しいことから、区間の範囲は、指数分布における4区間の各累積確率分布が等しくなる、すなわち、0.25になる範囲とすることが妥当と考えられる。
・ Range of each section When the number of samples is small, the sample values are often biased. However, since it is shown that when the number of samples increases, it matches the exponential distribution, so the range of each section is determined assuming the exponential distribution.
Since the number of sections for performing the χ 2 test is 4, and the minimum actual number f min of each section is equal to 5, the range of the section is equal to each cumulative probability distribution of the four sections in the exponential distribution, that is, 0 A range of .25 is considered reasonable.

4区間を指数分布(w≧0)の左側から区間i(i=1,…,4)と呼ぶことにし、区間iと区間i+1との境界の値を境界値y(但し、i=1,2,3)と呼ぶことにする。各境界値yは、式(8)から、
(数10)
0.25×i=1−exp(−τy) (10)
これを解いて、
(数11)
=−log(1−0.25×i)/τ (11)
となる。
The four sections are called the section i (i = 1,..., 4) from the left side of the exponential distribution (w ≧ 0), and the boundary value between the section i and the section i + 1 is a boundary value y i (where i = 1). , 2, 3). Each boundary value y i is obtained from equation (8):
(Equation 10)
0.25 × i = 1−exp (−τy i ) (10)
Solve this,
(Equation 11)
y i = −log e (1−0.25 × i) / τ (11)
It becomes.

・χ検定の統計量χ
χ検定を行うために、それまでに得られた標本の各ランダム損失発生時間間隔wを、式(11)で得られた3つの境界値を用いて4つの区間に分類する。もし、いずれかの区間の実度数f(=損失数)が最小実度数fminである5未満のときは、再度、次のランダム損失発生までシミュレーションを進める(ステップS108)。
· Χ 2 test statistic χ 2
In order to perform the χ 2 test, the random loss occurrence time intervals w j of the samples obtained so far are classified into four sections using the three boundary values obtained by the equation (11). If the actual number f i (= number of loss) in any section is less than 5, which is the minimum actual number f min , the simulation proceeds again until the next random loss occurs (step S108).

そして、全区間の実度数fが最小実度数fminである5以上になった場合には、以下の式(12)の統計量χを計算する(ステップS109)。

Figure 0006430360
ただし、Fは理論度数(実数)で、本実施形態では、
Figure 0006430360
で表される。 When the actual number f i of all the sections is 5 or more, which is the minimum actual number f min , the statistic χ 2 of the following equation (12) is calculated (step S109).
Figure 0006430360
However, F i is a theoretical frequency (real number), and in this embodiment,
Figure 0006430360
It is represented by

このようにして求められた統計量χを用いて、χ検定の臨界値χ と比較する(ステップS110)。 The statistical value χ 2 obtained in this way is used for comparison with the critical value χ 0 2 of the χ 2 test (step S110).

もし、統計量χ>臨界値χ の場合は、それまでに得られた標本値が有意水準αで統計的に指数分布に従っていないと判定されたことになるので、再度、次のランダム損失発生までシミュレーションを進める。 If the statistic χ 2 > the critical value χ 0 2 , it is determined that the sample value obtained so far does not statistically follow the exponential distribution at the significance level α. Continue the simulation until loss occurs.

もし、統計量χ≦臨界値χ となった場合には、ランダム損失については指数分布に従っていると判定されたことになり、損失率の計算(ステップS111)に進む。ステップS111では、それまでの全損失数を全入力数で割って損失率を計算し、シミュレーションを終了する。 If the statistic χ 2 ≦ the critical value χ 0 2 , it is determined that the random loss follows the exponential distribution, and the process proceeds to the loss rate calculation (step S111). In step S111, the loss rate is calculated by dividing the total number of losses so far by the total number of inputs, and the simulation is terminated.

なお、前述の動作を行う電子回路をハードウェア上に実装し、シミュレーションを行うことも可能である。ハードウェアとしては、論理素子を結合させた電子回路であり、ロジックIC等を基板上に実装して実現してもよいし、FPGAやPAL等で実現してもよいし、カスタムLSI中に実現してもよい。また、本発明の装置は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。   It is also possible to perform simulation by mounting an electronic circuit that performs the above-described operation on hardware. As hardware, it is an electronic circuit that combines logic elements, which can be realized by mounting a logic IC etc. on a substrate, FPGA, PAL, etc., or in a custom LSI May be. The apparatus of the present invention can also be realized by a computer and a program, and can be recorded on a recording medium or provided through a network.

以上、MMPP/D/1/Kのシミュレーションを行う場合について、本発明に係るシミュレーション方法、シミュレーション装置及びシミュレーションプログラムについて説明したが、本発明はMMPP/D/1/Kのシミュレーションに限定されない。例えば、データグラムはMMPP/D/1/K以外のM/M/1/K、M/G/1/K等のトラヒックシミュレーションにおいて用いられる任意の送受信データを用いることも可能である。尚、Kが有限の値の場合は有限バッファであり、Kを無限の値とする場合は無限バッファを意味する(無限バッファの場合は、Kが省略されて記される場合もある)。本発明は、IPパケット、イーサネット(登録商標)フレーム、ATMセル、X.25パケットなどの任意のデータグラムを使用した任意の通信システムのシミュレーションに適用され得る。   The simulation method, the simulation apparatus, and the simulation program according to the present invention have been described above for the case of performing the MMPP / D / 1 / K simulation, but the present invention is not limited to the MMPP / D / 1 / K simulation. For example, the datagram can use any transmission / reception data used in traffic simulation other than MMPP / D / 1 / K, such as M / M / 1 / K and M / G / 1 / K. When K is a finite value, it is a finite buffer, and when K is an infinite value, it means an infinite buffer (in the case of an infinite buffer, K may be omitted). The present invention includes IP packets, Ethernet (registered trademark) frames, ATM cells, X. It can be applied to the simulation of any communication system using any datagram such as 25 packets.

インターネットにおけるコンサート等のライブインターネット配信や、社内IPネットワーク等のプライベートネットワークにおける研修や訓示や講演等の映像や音声を各社員の受信装置(PC等)に多地点配信(UDPを用いたマルチキャスト)する状況において、ネットワーク設計として、配信前に様々なトラヒック形態やトラヒック量における損失率を予測する必要がある。   Multipoint distribution (multicast using UDP) of video and audio for live internet distribution such as concerts on the Internet, training, instruction, lectures, etc. on private networks such as in-house IP network to each employee's receiving device (PC etc.) In the situation, as a network design, it is necessary to predict loss rates in various traffic forms and traffic volumes before distribution.

そのような場合に、シミュレーションは現在でも有効な方法の一つであり、本発明の実施例で述べた統計的手法を用いてシミュレーションを終了する方法では、統計的に有効と判断された時点で損失率を計算することができるため、短時間にシミュレーションを終了させることができる。また、得られた損失率について、統計的妥当性を持たせることができる。   In such a case, the simulation is still one of the effective methods, and in the method of ending the simulation using the statistical method described in the embodiment of the present invention, when the simulation is judged to be statistically effective. Since the loss rate can be calculated, the simulation can be completed in a short time. In addition, the obtained loss rate can be given statistical validity.

本発明は、上記の短時間でシミュレーションを終了させるような場合に、より正確な損失率を得られる計算方法を提供する。   The present invention provides a calculation method capable of obtaining a more accurate loss rate when the simulation is completed in a short time.

11:記憶部
12:データグラム生成部
13:バッファ部
14:損失検出部
15:時間間隔測定部
16:時間間隔判定部
17:χ検定部
18:損失率算出部
19:発生回数判定部
21:実度数計数部
22:実度数判定部
23:統計量算出部
24:統計量判定部
11: storage unit 12: datagram generation unit 13: buffer unit 14: loss detection unit 15: time interval measurement unit 16: time interval determination unit 17: χ 2 test unit 18: loss rate calculation unit 19: number of occurrences determination unit 21 : Actual number counting unit 22: actual number determining unit 23: statistic calculating unit 24: statistic determining unit

Claims (5)

トラヒックシミュレーションにおいて、
データグラムの損失数が設定されたL個になったときに、
データグラムの損失数が(L−1)個のときのデータグラムの入力数N、及び、損失数が前記L個のときのデータグラムの入力数Nと前記Nとの差分値k、及び、前記Lを式(C11)に適用するか、または、前記N、及び、前記N、及び、前記Lを式(C12)に適用することで、データグラムの損失率Rを算出する、
シミュレーション装置。
(数C11)
R=(L−1)/(N+k/2) (C11)
(数C12)
R=2(L−1)/(N+N) (C12)
In traffic simulation,
When the number of lost datagrams reaches the set L j
The number of datagram inputs N m when the number of lost datagrams is (L j −1), and the difference between the number of datagram inputs N i when the number of lost data is L j and the N m By applying the value k d and the L j to the equation (C11), or applying the N m , the N i , and the L j to the equation (C12), Calculating the loss rate R;
Simulation device.
(Number C11)
R = (L j −1) / (N m + k d / 2) (C11)
(Number C12)
R = 2 (L j −1) / (N m + N i ) (C12)
トラヒックシミュレーションにおいて、
データグラムの損失数が設定されたL個になったときに、
損失数がL個のときのデータグラムの入力数N、及び、シミュレーションの開始から損失数がL個になるまでの“1損失当たりの平均入力数”であるk、及び、前記Lを式(C21)に適用するか、または、前記N、及び、前記Lを式(C22)に適用することで、データグラムの損失率Rを算出する、
シミュレーション装置。
(数C21)
R=L/(N+k/2) (C21)
(数C22)
R=2L /(N×(2L+1)) (C22)
In traffic simulation,
When the number of lost datagrams reaches the set L j
Input speed N i datagram when the number of losses of L j-number, and the number of losses from the beginning of the simulation is L of j until number "average input per 1 Loss" k a, and the The loss rate R of the datagram is calculated by applying L j to the equation (C21) or applying the N i and the L j to the equation (C22).
Simulation device.
(Number C21)
R = L j / (N i + k a / 2) (C21)
(Number C22)
R = 2L j 2 / (N i × (2L j +1)) (C22)
コンピュータが実行するトラヒックシミュレーション方法であって、
データグラムの損失数が設定されたL個になったときに、
データグラムの損失数が(L−1)個のときのデータグラムの入力数N、及び、損失数がL個のときのデータグラムの入力数Nと前記Nとの差分値k、及び、前記Lを式(C31)に適用するか、または、前記N、及び、前記N、及び、前記Lを式(C32)に適用することで、データグラムの損失率Rを算出する、
シミュレーション方法。
(数C31)
R=(L−1)/(N+k/2) (C31)
(数C32)
R=2(L−1)/(N+N) (C32)
A traffic simulation method executed by a computer,
When the number of lost datagrams reaches the set L j
The number of datagram inputs N m when the number of lost datagrams is (L j −1), and the difference between the number of datagram inputs N i when the number of lost data is L j and the above N m Applying k d and L j to equation (C31), or applying N m , N i , and L j to equation (C32), loss of datagram Calculating the rate R;
Simulation method.
(Number C31)
R = (L j −1) / (N m + k d / 2) (C31)
(Number C32)
R = 2 (L j −1) / (N m + N i ) (C32)
コンピュータが実行するトラヒックシミュレーション方法であって、
データグラムの損失数が設定されたL個になったときに、
損失数がL個のときのデータグラムの入力数N、及び、シミュレーションの開始から損失数がL個になるまでの“1損失当たりの平均入力数”であるk、及び、前記Lを式(C41)に適用するか、または、前記N、及び、前記Lを式(C42)に適用することで、データグラムの損失率Rを算出する、
シミュレーション方法。
(数C41)
R=L/(N+k/2) (C41)
(数C42)
R=2L /(N×(2L+1)) (C42)
A traffic simulation method executed by a computer,
When the number of lost datagrams reaches the set L j
Input speed N i datagram when the number of losses of L j-number, and the number of losses from the beginning of the simulation is L of j until number "average input per 1 Loss" k a, and the The loss rate R of the datagram is calculated by applying L j to the equation (C41) or applying the N i and the L j to the equation (C42).
Simulation method.
(Number C41)
R = L j / (N i + k a / 2) (C41)
(Number C42)
R = 2L j 2 / (N i × (2L j +1)) (C42)
請求項3又は4に記載の各動作をコンピュータに実行させるためのシミュレーションプログラム。   The simulation program for making a computer perform each operation | movement of Claim 3 or 4.
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