通信網絡中的分段式和分布式路徑優化的製作方法

2023-10-04 20:51:09 2

專利名稱：通信網絡中的分段式和分布式路徑優化的製作方法
技術領域：
本發明一般來講涉及通信網絡和系統，更具體來講涉及用於為移動或者無線通信網絡中的通信優化路由或者路徑選擇的系統和方法。
背景技術：
在無線或者移動通信系統中，互連設備是導致運營商或者其他服務供應商的固定成本的重要部分，所述無線或者移動通信系統包括多徑接入系統，諸如碼分多址(「CDMA」)、CDMA 2000、寬帶CDMA(「WCDMA」)、諸如GSM(全球數字行動電話系統)之類的時分多址(「TDMA」)系統，其他蜂窩式的或者PCS通信系統，無線區域網(「WLAN」)，移動IP(網際協議)系統，及其他無線網絡。此類互連設備既用於建立通信會話，也用於隨著移動單元(用戶)在地理覆蓋範圍區域內、核心網絡設備和接入網絡之間移動，而對通信會話進行切換或者移交。此處所用的術語「核心網絡」被廣義地解釋為意指和包括具有交換、路由或者其他智能功能的任何和所有網絡設備。例如，核心網絡通常可以包括一個或多個這樣的設施或設備，比如有線線路交換機，移動交換中心(「MSC」)，軟交換機(無電路交換局)，呼叫代理(IP電話呼叫控制實體)，IP網絡的應用伺服器，分組路由器，移動IP的本地代理和異地代理，訪問者位置寄存器(「VLR」)，諸如業務控制點(「SCP」)的智能節點，業務電路節點(「SCN」) (或者業務節點，智能外圍設備(「IP」)，分組數據業務節點(「PDSN」) (例如，在CDMA2000中)，GSM交換中心或節點，其被歸納為分組無線業務(「GPRS」)節點(通用GPRS支持節點(「GGSN」)和服務GPRS支持節點(「SGSN」))，和類似設備。此處使用的接入網絡(「AN」)也被廣義地解釋為意指和包括為一個或多個移動單元或者移動臺提供直接信息鏈路的設備，例如為了與移動單元進行話音、數據、多媒體、或者任何其他信息的通信會話的發送和接收。例如，接入網絡可以包括一個或多個這樣的設施或設備，比如基站控制器(「BSC」)，基站收發信臺(「BTS」)(或等效的收發信機和控制器)，以及用於在任何系統中無線通信的其他接入設備，諸如基站支持WLAN空中接口(在無線區域網系統中)，無線區域網接入點，以及向移動單元發送、以及從移動單元接收數據的任何其他設備。所發送或者接收的信息可以是任何類型或者種類的，可以基於任何可適用的協議，包括模擬、數字、擴展頻譜等等。移動單元(或者移動臺)可以是任何類型或者種類的，諸如蜂窩式的、CDMA或者3G通信設備、可攜式計算機、個人數字助理等等。
通常，為了幫助此類對話建立或者切換，使用核心網絡互連(常常被稱為回傳(back haul)傳輸設備)來提供核心網絡設備之間的連接，而使用接入網絡(AN)互連(常常被稱為邊傳(side haul)傳輸設備)來提供接入網絡之間的連接。
在移動單元在一地理區域中移動時，或者在會話的重新路由(包括分組會話)期間， (為了通信會話的另一端、遠端或者部分)對於通信網絡的接入點通常保持恆定，這要求在各核心網絡(以及接入網絡)設施之間傳送話音和數據業務，以便繼續該通信會話。例如，對於前往或者來自公共交換電話網(「PSTN」)的會話，為特定會話提供這種對於PSTN的固定接入的移動交換中心通常被稱為錨定(anchor) (或者始發)MSC(或者GGSN)，而向該漫遊的移動單元提供服務的MSC則通常被稱為服務MSC(或者SGSN)。當移動單元在單個交換機或節點的覆蓋範圍內的地理區域內移動時，通常在接入網絡的覆蓋區域、比如基站收發信機之間發生切換，這包括CDMA系統的軟切換。
如上所指出的，這些傳輸設備通常導致可觀的固定成本，其依據設施的性質、費率、它們是公用的、出租的或是運營商自己的等等而有所不同，並且對於運營商很重要的是最高效地並以很低的成本來使用這些設施，而同時仍然提供期望的或者所需級別的服務。因此，使用路徑優化來確定一條貫穿核心網絡、互連和接入網絡的高效的或者最高效的路徑，以便通過一個或多個切換或者其他重新路由來建立和保持通信會話。
在現有技術中，這種路徑優化是由核心網絡單獨地執行的，比如通過MSC、有線線路交換機或者網絡路由器。在電路交換網絡中，路徑優化(骨幹(trunk)或者路由)中使用的係數通常包括每日時間考慮、假日和資費成本極小化。在分組和網際協議(IP)路由中，路由器通常使用最小成本路由算法，比如OSPF(開放式最短路徑優先)。
在GSM系統中，路徑優化是以分級方式執行的，其中基站設備為收發信機執行在其控制之內的路徑選擇，而在更高的交換機或節點級別處執行其他路徑選擇。
這些路徑優化方法均沒有根據可能改變的環境、以及根據對於任何給定通信會話的可能改變的要求，來提供真正最佳的路由。因此，需要一種提供網絡路徑(或者路由)優化的方法和系統，其解決這些改變的環境並且通過路徑決策來提供分布式控制。

發明內容
本發明提供了用於在具有與接入網絡耦合的多個核心網絡的網絡中路由通信會話的路徑優化。核心網絡和接入網絡(AN)均是通過確定到多個目標或者端點、比如目標收發信機的多個可能路徑以形成目標矩陣；為目標矩陣的每一可能路徑確定對應的路由偏愛性係數；並且根據目標矩陣選擇一條具有最佳路由偏愛性係數的可能路徑，獨立地並且從它們自己的角度來執行路徑優化。
在一個實施例中，核心網絡和接入網絡在它們的路由偏愛性係數計算結果中，均僅僅包括完整路徑中的或者受其控制、或者在其知識基礎之內的對應部分，即，組合起來時構成完整的端到端路徑的一個或多個路徑分段。於是，本發明的路徑優化可以通過根據每一個具有最佳的、單獨的路由偏愛性係數的目標矩陣組合獨立的路徑分段，來確定整體或者完整的最佳路徑。
在另一實施例中，所考慮的可能路徑是每一個完整的(端對端的)路徑。當核心網絡和接入網絡都已經將同一可能路徑選擇為最佳的，則這一最佳路徑被選擇用於路由該通信會話。當最初沒有將同一可能路徑選為最佳的時候，可以使用其他程序來確定用於路由通信會話的選擇路徑，包括按照核心網絡和接入網絡兩者的目標矩陣的路由偏愛性係數的確定，而選擇具有最好和最佳的組合偏愛性的路徑，或者基於仲裁、協商或者其他衝突解決程序來選擇路徑。
每一可能路徑的路由偏愛性係數均是基於各種路由變量來確定的，比如服務質量、用於通信會話的帶寬、路由複雜性、互連成本、路由成本、資源負荷、資源可用性、以及運營商對於通信量偏好的偏愛性。這些變量是基於當前網絡狀態分配的數值。然後例如作為加權和，來形成整體的、相對的路由偏愛性係數。
本發明在核心網絡級和接入網絡(AN)級兩者處均提供了分布式和分段式的網絡路徑優化，以便同時根據當前的以及可能改變的環境和通信會話要求來提供最高效的網絡資源使用。本發明允許接入網絡和核心網絡合作來選擇它們的相應資源之間的最成本效率的和最高質量的路徑，並且還允許接入網絡自律地作出局部優化決策，並且在核心網絡周圍獨立地進行優化。
根據以下對於發明的詳細說明及其實施例、根據權利要求書、並且根據附圖，本發明的大量其他優點和特徵將變得易於理解。


當結合附圖來參考以下公開內容，本發明的上述及其他目的、特徵和優點將更加容易理解，其中圖1是圖示出在根據本發明的分段式和分布式路徑優化的系統實施例中的各路徑的方框圖。
圖2是圖示出根據本發明的分段式和分布式路徑優化的設備實施例的方框圖。
圖3是圖示出根據本發明的分段式和分布式路徑優化的示例性方法實施例的流程圖。
圖4是圖示出根據本發明的分段式和分布式路徑優化的方法實施例的示例性仲裁部分的流程圖。
具體實施例方式
儘管本發明容許有許多不同形式的實施例，但將在附圖中示出並在此處說明詳細的具體實施例，並且應理解的是，應將本公開內容視為本發明的原理的一個範例，而不是意圖將本發明限制為所舉例說明的該具體實施例。
如上所述的，需要一種提供網絡路徑(或者路由)優化的方法和系統。本發明在核心網絡級和接入網絡(AN)級兩者處均提供了分布式和分段式的網絡路徑優化，以便同時根據當前的和可能改變的環境、以及任何特定通信會話的當前或者改變的要求來提供最高效的網絡資源使用。核心網絡和無線接入網絡均通過使用諸如服務質量、必要帶寬、資源負荷和可用性、運營商(或者系統)偏愛性以及路由複雜性來作出網絡路徑決策，如果需要的話還進行衝突解決。本發明允許接入網絡和核心網絡合作來選擇它們的相應資源之間的最成本效率的和最高質量的路徑，並且還允許接入網絡自律地作出局部優化決策，並且在核心網絡周圍獨立地進行優化。
圖1是圖示出在根據本發明的分段式和分布式路徑優化的系統實施例中的各示例性路徑的方框圖。正如圖1中所示出的，核心網絡1(110A)、核心網絡2(110B)和核心網絡N(110N)(此處單獨地以及合起來被稱作核心網絡110)彼此通過諸如骨幹、信令或者其他通信線路的核心網絡互連(I/C)130互連起來，以便為消息發送、其他分組傳送或者信號傳送來對通信會話進行路由。如先前所述， 「核心網絡」被廣義地解釋為意指和包括可以提供交換、路由或者其他智能功能的任何或所有網絡設備，比如上述的示例性的設施和設備。每一核心網絡110均包括這種交換和/或路由功能性，諸如包括一個或多個MSC、GGSN或者SGSN、交換機、軟交換機、呼叫代理、本地代理、PDSN、路由器、或者上述討論到的其他核心網絡設施，用於在諸如公共交換電話網(「PSTN」)和/或分組數據網絡150(其可以包括IP、ATM及其他數據網絡)之類的更寬廣的網絡之間為通信會話進行路由。
(依據該環境，更寬廣的網絡150中的各交換機和路由器、甚至是網絡150都可以被視為核心網絡110。)如隨後將被詳細論述的，每一核心網絡110還包括被稱為核心路徑優化(「CPO」)功能180的功能或者過程，其從核心網絡110的角度來執行路徑優化功能或者過程，如下所述。
接入網絡(AN)1(120A)、接入網絡(AN)2(120B)、接入網絡(AN)3(120C)和接入網絡(AN)N(120N)(此處單獨地和合起來被稱作接入網絡(AN)120)彼此通過諸如骨幹、信令或者其他通信線路之類的接入網絡(AN)互連(I/C)140耦合起來。如先前所述，「接入網」(120)被廣義地解釋為可以為了發送和接收與移動單元進行的通信會話而提供通往一個或多個移動單元或者移動臺的直接信息鏈路、或者包括為了傳遞話音、數據、多媒體或者任何其他信息而向諸如有線線路設備的非行動裝置提供直接信息鏈路的任何和所有接入設備。例如，接入網絡一般來講可以包括用於各種形式的無線通信的基站收發信臺(「BTS」)和/或基站控制器(「BSC」)或等效的收發信機和控制器，比如無線區域網接入點，從而經由指定電磁波譜頻帶來提供與移動單元(例如移動單元175)的無線的(或者直接的)通信，例如與用戶的CDMA行動電話的CDMA通信，或者與具有GSM能力的手持設備的GSM通信。在非移動應用中，接入網絡可以包括用於一個或多個某種類型線路卡的控制器或者處理器，或者用於在通信介質上提供和接收信號的任何其他設備的控制器或者處理器，所述線路卡比如是PSTN、DSL或者電纜線路卡。每一接入網絡120還包括交換和/或路由功能性，例如為了建立或者幫助移動通信會話的切換。每一核心網絡110還與一個或多個接入網絡120耦合，用於對通信會話進行路由(建立或者切換)、發送和接收消息(比如用於切換、路由偏愛性和路由判定的消息傳送)以及傳送其他信號。每一接入網絡120還包括被稱為接入網絡路徑優化(「APO」)功能190的功能或者過程，其從接入網絡120的角度執行路徑優化功能或者過程，如下所述。正如所述，一個或多個核心網絡110和一個或多個接入網絡120構成本發明的系統100。
例如在移動IP網絡中，其中使用了被稱為本地代理和異地代理的路由器，對於特定IP主機(移動單元)的通信量被路由到該移動單元的對應本地代理。本地代理用作到特定IP主機(移動單元)的IP通信量的錨點。移動IP主機可以向異地代理登記，從而使得數據分組經由該異地代理從該IP主機轉移到本地代理(或者從該本地代理轉移到該IP主機)。在這種情況下，本地代理和異地代理構成核心網絡110，並且它們之間的路徑選擇包含本發明的CPO過程。異地代理和無線收發信機之間涉及的(用於將數據分組轉移到移動單元，以及從移動單元轉移來數據分組)的路由將以接入網絡120的形式來使用本發明的APO過程。
還應注意的是，核心網絡110設施和接入網絡120設施可以是不同類型和不同代的，並且可以是混合的。例如，核心網絡設施可以是基於繼承的電話結構，而它連接的接入網絡之一是下一代的IP電話多媒體結構。相反地，核心網絡設備可以是移動IP路由器，而它連接的接入網絡之一是繼承蜂窩式或者GSM基站收發信臺。
繼續參看圖1，圖示出根據本發明的四個不同通信路徑，作為初始建立的通信會話的(路徑1(155))的、以及用於這一通信會話的隨後的順序切換的(路徑2(160)，路徑3(165)，和路徑4(170))示例性路由選項。正如所示，已經建立了通信路徑1(155)，其(經由PSTN/分組數據網絡150)提供了遠程方和在接入網絡1(120A)的地理覆蓋區域中的移動單元175之間的通信會話，其中移動單元175被示為朝向接入網絡N(120N)移動。移動單元175可以是任何類型或者種類的無線通信設備，比如行動電話(CDMA，GSM，3G，蜂窩式，等等)，個人數字助理，筆記本計算機或者任何其他移動無線設備。圖1中還示出，核心網絡1(110A)充當從通過PSTN/分組數據網絡150初始建立通信會話開始的、並且在各種舉例說明的切換期間始終保持通信的「錨定」，比如錨定MSC。
根據本發明的一個示例性實施例，將要或者當前正在處理通信會話的核心網絡110和接入網絡120，比如圖示出的通信路徑1的核心網絡1(110A)和接入網絡1(120A)，都將執行路徑優化功能。可以由核心網絡1(110A)和接入網絡1(120A)兩者通過最初路由和建立通信路徑1、並且隨後為路徑1的通信會話的隨後切換再次確定路由來執行這一路徑優化過程。在其他實現方式中，可以使用其他方法來執行通信會話的路徑1的初始路由，而僅僅為該通信會話的隨後的切換執行本發明的路徑優化過程。除了考慮移動單元穿越地理區域期間的信號強度之外，還可能在通信會話的特性發生改變的情況時發生切換，比如請求增加帶寬或者改變服務質量。除了可能最常見的初始路由和切換之外，還可以為了其他理由來調用或者觸發這些功能，比如從路由的故障中恢復或者維護(當從操作中移除資源的時候)在其他示例性實施例中，如在下文中所詳細討論的，每一具有路徑優化功能性的網絡元件均可以為它的域(例如受其控制的的設施、區域和設備)內的路徑分段或者路徑部分(通過進入和外出點)執行這一功能，並且可以將它的結果廣播給其他網絡元件。在最終的、整體的路徑決策過程中涉及的網絡元件可以使用這一廣播信息來確定穿過該系統100的最佳的、完整的(或者整體的)路徑。因此，正如此處為路徑優化功能使用的，「路徑」可以表示路徑分段(即，較大的、整體的路徑中的一部分)、或者較大的、整體的或者完整的路徑(對於端到端通信會話)之一或者兩者。
核心網絡110將基於它的資源或者受其控制的資源(即，它的分段)，比如其他核心網絡110、核心網絡互連130和一個或多個接入網絡120，來執行核心路徑優化(「CPO」)功能180，也就是將從它作為核心網絡110的角度來執行路徑優化功能。核心網絡110將基於它的資源或者受其控制的資源(即，它的分段)，比如接入網絡互連140和一個或多個其他接入網絡120，來執行接入網絡路徑優化(「APO」)功能190，即，將從它作為接入網絡120的角度來執行路徑優化功能。由核心網絡110和接入網絡120均基於它們的相應的資源來執行的這一路徑優化產生了本發明的分段式路徑優化。為了本發明的分布式路徑確定，核心網絡110和接入網絡120均獨立地基於對於多個可能路徑的評估，為通信會話的初始建立或者切換選擇一條最佳路徑，或者一條整體最佳路徑的分段(或者部分)。
此處，用於與移動單元175進行的通信會話的會話建立或者切換的該多個可能的路徑被稱為目標矩陣(或者等效地被稱為路徑矩陣)，其中此處被稱為「目標接入點」或者簡稱為「目標」的可能目標是提供與移動單元的直接鏈路或者對於移動單元的其他系統100的接入(比如無線收發信機(例如，BTS)和WLAN接入點))的一個或多個通信設備，而到可能目標的可能路徑(經由進入和外出點的組合)包括多個可能路徑。也可以說，多個可能路徑(形成對應網絡元件的目標(或者路徑)矩陣)可以包括將所涉及網絡元件的域內的、比如核心網絡110A和接入網絡120A的相應域內的進入和外出點的每一排列連接起來的每一路徑。進入和外出點的排列的這種第二方法尤其適合於以下討論的分段式方法。
還應注意的是，在核心網絡110和接入網絡120選擇了不同的最佳路徑、或者選擇了無法被合併來構成完整(或者整體)最佳路徑的路徑分段的情況中，將使用其他程序來確定最佳路徑，包括按照由核心網絡和接入網絡兩者的目標矩陣的路由偏愛性係數所確定的，選擇具有最好的或者最佳的組合偏愛性，或者基於仲裁、協商或者其他衝突解決程序選擇路徑。通過使用這些程序，一條(整體)最佳路徑被選為用於實現通信會話或者切換通信會話的實際路由選項。
為了本發明的目的，系統100可以被視為僅僅具有被稱為核心網絡110的第一網絡部分和被稱為接入網絡120的第二網絡部分，它們一般來講均具有獨立的網絡功能，比如通信會話的路由和交換以及通信會話的路由及無線發送和接收，並且它們均從它們對應的角度來執行路徑優化功能。也可以作出劃分為核心網絡110(第一網絡部分)和接入網絡120(第二網絡部分)的其他網絡劃分，包括或者涵蓋不同的設備或者網絡實體，並且與此處使用的劃分等效。例如，並不是令CPO功能駐留在中交換機中，而等效地是，這種CPO功能性可以駐留在智能網絡實體中，比如在SCN、SCP或者IN中，或者是令APO功能性駐留在除BTS、BSC或者其他接入點以外的設備中。為了本發明的目的，在提到核心網絡110和接入網絡120時，應當被理解的是更一般來講，是分別指代第一網絡部分和第二網絡部分，而不管可能怎樣把整體的網絡或者系統100劃分成這些部分，但是它們相應地為本發明的分布式和分段式路徑優化執行CPO和APO功能。
本領域中普通技術人員將意識到，也可以使用其他或者附加的變量，這也在本發明的範圍之內。例如，對於某些通信會話類型的安全特徵可以作為附加變量，還有對於加密或者物理保密的路由、以及連帶成本和帶寬的考慮。對於內容遞送應用而言，在系統100的各部分中高速緩存的信息的存在和量在評估路由時也可能是很重要的，以致將要經由各路徑移動的數據量可能作為附加變量，尤其是對於IP、Web和內聯網應用。用戶偏愛性也可以是變量，尤其是關於業務類型、安全性、成本等等。此外，若干獨立係數可以構成上述的路由變量。例如，路由複雜性可能涉及諸如距離、路徑需要的支路(或者「跳(hop)」)數目、涉及的可能延遲和切換的潛在不穩定性之類的因素。在將考慮輸入到路徑優化中時，這些變量中有許多涉及動態信息和改變的網絡狀態，其應當在狀態可能改變時被更新、增加和/或交換。對於目標矩陣內的每一可能的路徑，核心網絡110和接入網絡120都將通過使用如上所述的路由變量或者輸入的一個或多個組合，來確定一個整體的比較結果(或者係數)，其隨後可被用於比較在目標矩陣的每一個這種可能路徑之上的路由的結果效率。此處將該整體比較結果稱為路由偏愛性係數(「RPF」)，例如可以通過構成使用的每一變量的加權和來創建這樣一種RPF。也可以使用用於組合或者交換這些係數或者變量以形成整體偏愛性係數的其他方法，比如使用簡單的求和、簡單積、加權積、對這些變量使用積分或者微分運算，或者假定一個係數或者變量可能比所有其他的係數或者變量更重要，比如特定網絡資源不可用或可用性降低，或者對於通信會話的帶寬有效性不充足，等等，從而為該目標矩陣內的每一可能路徑產生整體的、相對的偏愛性。
在另一變型中，當各網絡實體或節點(多個核心網絡110和接入網絡120)選擇路徑分段時，每一個實體均可以為其選擇的路徑分段確定路由偏愛性係數，並且動態地與其他網絡實體交換這一信息。例如，特定節點可以確定RPF並將其轉送到另一節點，另一節點將該RPF與它自己的確定相組合，並將組合的RPF轉送到下一節點，諸如此類。
在又一個變型中，核心網絡110和接入網絡120均獨立地選擇最佳路徑，優選的是通過選擇在目標矩陣內的具有最好的或者最佳的RPF的路徑或者路徑分段。在核心網絡110和接入網絡120從它們的目標矩陣中選擇相同的路徑、或者選擇可以被連接稱為單一的完整的最佳路徑的路徑分段的情況中，可以據此來路由通信會話。
在核心網絡110和接入網絡120從目標矩陣中選擇不同的路徑、或者選擇可能不容易被連接成為單一的完整的(或者整體)最佳路徑的路徑分段的情況中，可以使用其他程序、比如協商或者仲裁過程來選擇兩個路徑中的一個，或者確定將產生完整的、整體的最佳路徑的其他路徑分段，來作為建立通信會話或者切換通信會話的路由選項。
如上所述，在本發明的一個示例性實施例中，每一網絡元件(核心網絡或者接入網絡)均可以構成系統100在其控制範圍之內的目標矩陣使用部分或者分段，可能路徑是由路徑所構成的所有(或者許多)組合，所述路徑為了通信會話而連接它的域中的所有(或者許多)進入和外出點。例如，正如圖1中所示出的，核心網絡2具有到核心網絡1和N(經由核心網絡I/C 130)以及到接入網絡3的進入和外出點，並且接入網絡3具有到核心網絡2以及到接入網絡1、2和N(經由接入網絡I/C 140)的接入點。然後，對應的網絡元件可以為它的目標矩陣中的每一路徑分段執行它的RPF計算，並且還可以提供可行路徑的排序或定等級(例如通過最佳度或者良好度)。依據選擇的實施例，各節點可以動態地交換信息，比如將這一信息傳送到其他網絡元件，並且隨著諸如負荷條件方面的變化等條件變化提供更新，尤其是當路由判定可能涉及具有路徑優化功能性的若干獨立網絡元件的時候。當選擇具有最佳RPF的路徑分段的時候，隨後將使用所有這一信息來將選擇的路徑分段連接或者「縫合」在一起，所選擇路徑分段組合起來具有一個整體最好的或者最佳的組合RPF並且提供最佳的完整的路由路徑。如下文中所詳細討論的，對於這種最後判定的控制可以依據可能涉及什麼其他元件來駐留在各網絡元件中，並且控制可能或者可能不在路由以及重新路由會話的時候轉移。
通過使用這種分段化方法，具有路徑優化(「PO」)功能的任何網絡節點均可以參與計算來確定最佳路徑。例如，源節點PO為所有進入和外出選項計算所有RPF，除去所有不可行的排列，將「跳」計數設置為1，並將這一路由和RPF信息(目標或者路徑矩陣)轉送到具有從源節點角度來看的可行進入和外出選項的每一相鄰節點(具有PO功能)。如上所述，特定節點可以確定RPF並將其轉送到另一節點，另一節點將該RPF與它自己的確定相組合，並將組合的RPF轉送到下一節點，諸如此類。這些相鄰節點中的每一個為其所有的進入和外出選項計算RPF，除去所有不可行的排列，增加「跳」計數，並進一步將單獨的或者組合的RPF信息轉送到具有從源節點角度來看的可行進入和外出選項、但還未對這一過程作出貢獻的每一相鄰節點(具有PO功能)。這一過程被重複直到達到終端節點或者跳計數達到最大閾值為止。終端節點收集所有這種信息，也就是所有這些分段化的目標矩陣以及單獨或者組合的RPF信息，並將其發送到源節點。然後，源節點可以基於這些分布式的但是直接的RPF計算結果，檢索各目標矩陣來選擇最佳的整體路由。
用於選擇整體或者完整最佳路徑的仲裁、協商或者其他衝突解決過程可以以多種方式來實現，比如通過在核心網絡110和接入網絡120中為不同類型的路由選項提供各種「否決權」或者決策偏愛性。例如，可以通過規定核心網絡110當在選定路徑之一中使用核心網絡互連130的時候選擇和/或控制路由選項、以及規定接入網絡120僅僅當在選定路徑之一中使用接入網絡互連1 30(或者附加接入網絡I/C 130)時控制路由選項，來實現仲裁。後一控制允許接入網絡1 20優化核心網絡110周圍的路由，自律地作出本地路由判定，以及在接入網絡120之間直接提供通信量的邊傳。此外，通過在接入網絡120的目標矩陣僅僅涉及附加的接入網絡路徑分段的時候使用更多的上述分段式方法，也可以實現APO功能性，以便接入網絡具有對於核心網絡的這種路由的這種單獨控制。
協商或者仲裁還可以使用核心網絡110和接入網絡120之間的協商策略來實現，假定核心網絡110和接入網絡120的每一首選均存在衝突，則這可能導致選擇第三條路徑(先前不考慮的)來作為核心網絡110和接入網絡120兩者的最好選擇。可以包含其他協商來防止特定系統瓶頸或者業務問題發生，例如為若干網絡元件、特別是在可能涉及迂迴路由的情況中包含路徑優化功能。作為仲裁的另一可能實現方式，可以基於對應RPF中的任何顯著差別來選擇兩個路徑選項之一，比如在對應的RPF顯著地好於核心網絡的路徑選項時選擇接入網絡的路徑選項，或者在對應的RPF顯著地好於接入網絡的路徑選項時選擇核心網絡的路徑選項。可以非分布地實現仲裁過程，駐留在核心網絡110或者接入網絡120中，或者不駐留在任一網絡中，或者作為協商而在兩個或更多網絡元件之間分布。通過使用從仲裁或者協商過程中得到的選擇路徑，可以隨後據此來路由該通信會話。
參考圖1，正如所示，核心網絡1(110A)和接入網絡1(120A)均將依據該選擇的實施例，為初始建立通信路徑1(155)的通信會話和/或為隨後的圖示為通信路徑2(160)的通信會話進行切換而分別執行CPO和APO功能。通信路徑2(160)圖示出在核心網絡1(110A)中被錨定的通信會話，但是當移動單元繼續沿接入網絡N(120N)的方向移動時，接入網絡2(120B)向移動單元175提供無線或者其他接入服務。由核心網絡1(110A)和接入網絡1(120A)為這一切換選擇的路徑經過由接入網絡1(120A)和接入網絡2(120B)所共享的接入網絡互連140。依據選擇的實施例，APO功能可以或者可以不必從接入網絡1(120A)轉移或者遷移到接入網絡2(120B)。作為一種可供選擇的路徑配置，依據由核心網絡1(110A)和接入網絡1(120A)在執行它們的路徑優化功能時形成的RPF、並且依據不同結果的任何仲裁，並不是維持經過接入網絡1(120A)的鏈路，而是該路徑優化功能可能已經強迫該路徑直接從核心網絡1(110A)到接入網絡2(120B)。
如上所述，依據選擇的實施例，CPO和APO功能可以或者可以不必分別遷移或者轉移到隨後服務的核心網絡110或者接入網絡120。有多種方法用於對本發明的分布式路徑優化功能進行編排。一種方法可以是讓錨定核心網絡(例如，圖1中的核心網絡1(110A))和始發接入網絡(例如圖1中的接入網絡1(120A))經由它們各自的CPO和APO功能作為「主」決策者，基於與其他核心網絡110和接入網絡120的「從」CPO和APO功能的協商、或者簡單地基於由其他核心網絡110和接入網絡120的「從」CPO和APO功能提供的信息來工作。在其他環境中，CPO和APO功能兩者或者之一可以隨著通信路徑遷移，以便完全地或者部分地受到當前服務核心網絡110和/或接入網絡120的控制或者支持。如上所述，可以在整個系統100的分段中執行CPO和APO功能，其中例如在始發網絡元件(核心網絡110或者接入網絡120)中執行最終的路徑選擇，並且該最終的路徑選擇隨著通信路徑一起遷移或者不隨之遷移。在其他實施例中，APO功能可以為一些移動性情況確定選擇的路徑，比如當跨越使用軟切換的網絡(例如，經過接入網絡互連140)來遷移通信會話時，而CPO功能可以在核心網絡110和核心互連130受到影響的時候確定選擇的路徑。在又一附加實施例中，APO功能自身可以確定路徑優化功能的遷移，而無需結合CPO來實行該改變。
通信路徑3(165)圖示出已經經過由接入網絡2(120B)和接入網絡3(120C)共享的接入網絡互連140而遷徙到接入網絡3(120C)的切換，其中在該路徑中維持了穿過接入網絡1(120A)和接入網絡2(120B)的鏈路。儘管為了示例的目的，經由核心網絡2(110B)可清楚地得到不太複雜的路徑，但是假定核心網絡2(110B)是由不同的服務供應商經營的，並且由核心網絡1(110A)在執行它的CPO功能時使用的變量通過嘗試直接提供服務而不是經由其他服務供應商路由呼叫，納入了成本極小化。或者，作為另一範例，可以是對於特定的通信會話要求，可以經由核心網絡2(110B)獲得不充足的帶寬，從而需要經由接入網絡I/C 140進行路由。再次，可清楚地得到無數可供選擇的路徑，比如從核心網絡1(110A)經由經由核心網絡互連130穿過核心網絡2(110b)，以及基於路由變量和它們怎樣被合併成核心網絡1(110A)和接入網絡120中的CPO和APO過程的目標矩陣的RPF、選擇的仲裁過程、並且依據可能在其遷徙到這一點時已經對於該通信會話發生的環境和事件，而選擇一條特定路徑。依據選擇的實施例，還應注意的是，APO功能或者APO功能的最終路徑選擇部分(當路徑優化是分段式的時候)可以或者可以不必被從接入網絡2(120B)轉移或者遷移到接入網絡3(120C)，或者從接入網絡1(120A)轉移或者遷移到接入網絡3(120C) (如果先前沒有被轉移到接入網絡2(120B)。因此，通信路徑3圖示出使用本發明選擇的最佳路徑可以或者可以不必是具有最少鏈路的直接路徑，並且可以或者可以不必是具有最低成本的路徑。
通信路徑4(170)圖示出另一切換(或者遷移)，其將通信會話從接入網絡N(120N)經由核心網絡N(110N)和核心I/C 130，穿過錨定核心網絡1(110A)「傳」回，而不是使用接入網絡互連140。再次，依據選擇的實施例，APO功能或者APO功能的最終路徑選擇部分(當路徑優化是分段式的時候)，可以或者可以不必被轉移或者遷徙到接入網絡N(120N)，並且CPO功能可以或者可以不必被轉移或者遷徙到核心網絡N(110N)。
圖2是圖示出在根據本發明的分段式和分布式路徑優化的設備實施例的方框圖。這樣一種設備200可以被包括在任何核心網絡110內，比如MSC、路由器、GGSN或者SGSN，和/或被包括在接入網絡(接入網絡)120內，比如BTS、BSC或者WLAN接入點。(大量其他變型和等效實施例將是非常容易明白的，並且也在本發明的範圍內)。
參考圖2，設備200包括處理器210，網絡接口215，和存儲器220。網絡接口215被用來發送和接收通信會話(分組或電路交換)，對通信會話進行路由，發送和接收以下討論的各種消息，比如切換請求、路由選項和路由判定。一般來講，網絡接口215提供了前往以及來自任何通信介質的通信和/或信令接口，所述通信介質可以是任何種類的，在現有技術中已知的或者將要知道的，比如無線、有線線路、同軸電纜、光學纖維等等，依照任何可適用的協議的，比如IP或者TCP/IP，或者任何可適用的調製或者信令形式，比如CDMA、GSM、信令系統7(SS7)、IS 634 A1、IS 634 A7、Iu或者Iur的信令協議。當設備200被包括在BTS內的時候，一般來講它還包括無線接口225，用於經由任何指定的電磁波譜頻帶來無線發送和接收與移動單元的通信會話和信息傳送，比如CDMA或者GSM電話或者其他手持設備。
存儲器220可以是任何類型的存儲設備、存儲器集成電路(「IC」)、或者集成電路的存儲器部分(比如處理器IC中的常駐存儲器)，諸如RAM、FLASH、DRAM、SRAM、MRAM、FeRAM、ROM、EPROM或者E2PROM，或者任何其他類型的存儲器或者數據存儲設備或電路，依據所選擇的實施例，比如是磁性硬碟或者光存儲設備，或者任何其他類型的數據存儲設備。存儲器220被用於存儲與目標矩陣、路由偏愛性係數、路由變量、仲裁結果、當前路由、其他路由信息和程序指令有關的信息，以下將更加詳細地討論。
繼續參看圖2，設備200還包括處理器210，此處使用了術語處理器，以致這一實現方式可以包括單個集成電路(「IC」)或者可以包括多個集成電路或者其他連接的、布置的或者集合在一起的組件，諸如微處理器、數位訊號處理器(「DSP」)、定製IC、專用集成電路(「ASIC」)、現場可編程門陣列(「FPGA」)、自適應計算IC、關聯存儲器(諸如RAM和ROM)、及其他IC和組件。因此，如此處使用的，術語處理器應該被理解為等效地意指和包括單個IC、或者定製IC的配置、ASIC、處理器、微處理器、控制器、FPGA、自適應計算IC或者將執行以下論述功能的集成電路與關聯存儲器組合起來的其它組合，關聯存儲器比如是微處理機存儲器或者附加的RAM、DRAM、SRAM、MRAM、ROM、EPROM或者E2PROM。處理器210與它的關聯存儲器一起可以被配置為(通過編程，FPGA互連，或者硬布線)，以便執行本發明的方法，如上所述並且如下文中進一步的討論。例如，該方法可以作為一組程序指令(或等效配置，或其他程序)，被編程和存儲在處理器及它的關聯存儲器(和/或存儲器220)及其他等效組件中，該組程序指令隨後在處理器運行的時候(即，通電並運轉的時候)執行。等效地，當設備200完全或者部分是作為FPGA、定製IC和/或ASIC實現的時候，FPGA、定製IC或者ASIC也可以被設計、配置和/或硬布線，來實現本發明的方法。例如，設備200可以作為微處理器、DSP和/或ASIC的方案來實現，它們合起來被稱為「處理器」，並且被分別編程、設計或者配置來實現本發明的方法。
圖3是圖示出在根據本發明的分段式和分布式路徑優化的示例性方法實施例的流程圖。如上所述，本發明可以以各種方式來實現，例如、但不限於使用不同類型的路由變量，為路由變量提供不同的加權，轉移或不轉移APO和CPO功能性，使用被合併成一條整體最佳路徑的路徑分段來規定路徑優化，在各種環境下的核心網絡110或者接入網絡120中規定否決權，等等。因此，圖3中的流程圖應該僅僅被視為本發明的多種可能的方法實現方式之一的一個範例。
對於圖3的範例而言，為每一可能的路徑(或者路由)使用了五個路由變量資源可用性，帶寬，服務質量，路由複雜性和成本，並且在這些變量中，資源可用性比所有其他更重要。因此，如果該目標矩陣中的特定的可能路徑當前無法使用，則所有其他包括RPF的係數被設置為空值或者零值，而不進行進一步的評估，以便該特定路徑被自動地不選擇為最佳。
參考圖3，當需要某種路由的時候，例如為了呼叫建立、切換或者分組數據會話，該方法在開始步驟300開始。然後由核心網絡110和接入網絡120兩者獨立地執行該方法的各部分，由核心網絡110和接入網絡120兩者從步驟305開始、並繼續經過步驟400，以確定它們各自目標矩陣的所有RPF，並且選擇它們各自的最佳路徑。如上所述，這些步驟也可以由多個核心網絡110和接入網絡120來執行，為路徑分段(進入和外出點)進行優化和選擇。在路徑分段式方法中，如步驟400的部分，如果可能的話，一個網絡實體還將選擇的最佳分段組合起來，以形成完整的最佳路徑。在步驟400之後，或者因為核心網絡110和接入網絡120兩者都已經選擇了同一完整路徑，或者因為一條完整最佳路徑已經被作為(由多個網絡元件選擇的)最佳路徑分段的連接或者鏈路來選擇，或者因為已經作出仲裁或者協商，用於路由的最佳路徑被選擇。如上所述，一般來講，這些步驟(405、410和415)往往不是由核心網絡110和接入網絡120兩者都執行的，而往往是在系統100中的單一點處執行的，例如僅僅在核心網絡110內，或者僅僅在接入網絡120內，或者在一個始發網絡元件內，等等。
在該方法啟動之後，在步驟305確定用於該通信會話的可能的目標(即，目標接入點)，例如接入網絡120的目標基站收發信臺或者目標無線區域網接入點，並且在步驟310，確定通向這些目標的可能路徑，以構成目標矩陣。這些路徑可以是用於端到端通信會話的整個路徑，或者可以是組合起來的時候將形成一個端到端通信會話的路徑分段。然後在步驟315選擇目標矩陣的特定的可能路徑，用於在後面的步驟中確定它的RPF。如上所述，然後在步驟320，確定用於所選擇的可能路徑的資源可用性。當、或者如果無法在步驟320中得到所選擇的資源可用性所需要的資源，則該方法繼續到步驟325，並且通過將包括RPF的所有其他變量設置為空集(或者零)，來將選擇的資源可用性從考慮中實際去除。步驟325之後，該方法繼續到步驟395，以便是否需要為目標矩陣的其他資源可用性額外地重複該方法。
當、或者如果可以在步驟320中得到所選擇的資源可用性所需要的資源，則該方法繼續到步驟330，並且確定選擇的資源可用性的資源是否為通信會話要求提供了足夠的帶寬，例如該路徑是否將支持電視會議(相對於電話會議)或者高速數據傳送。當或者如果在步驟330中無法獲得足夠的帶寬，則該方法繼續到步驟335，340和345。
在步驟335中，該方法選擇和保持該資源可用性作為可能路由，並且在步驟340計算該路由的連帶成本。然後在步驟345，該方法基於路由複雜性、它的成本、不可用的帶寬確定對應的RPF、以及對應的服務質量(被稱為重新商議的服務質量，因為這一路徑僅僅在用戶(移動單元)允許減少的帶寬的情況下才可實際獲得，例如除去電視會議的視頻部分並且僅僅發送音頻部分)。在步驟345之後，該方法還繼續到步驟395，以進行可能的額外的重複操作。
當、或者如果在步驟330中可以獲得足夠的帶寬，則該方法繼續到步驟350，並且確定選擇的資源可用性的資源是否為用於該通信會話要求的端到端路徑提供了足夠的服務質量，例如考慮到從不同的支路(或者跳)、穿過網絡設備引入的延遲或者運行速度，以及可能的技術互換。當或者如果在步驟350中無法獲得足夠的服務質量，則該方法繼續到步驟355，360、365、370和375。
在步驟355中，該方法確定對於通信會話的業務效果，並且在步驟360中，將QoS路由變量設置為該確定的業務效果。接下來，在步驟365中，該方法選擇和保持該資源可用性作為可能路由，並且在步驟370中，計算該路由的連帶成本。然後在步驟375，該方法基於路由複雜性、它的成本、可用帶寬和對應的服務質量(被設置為該確定的業務效果)，來確定對應的RPF。在步驟375之後，該方法還繼續到步驟395，以進行可能的額外的重複操作。
當或者如果在步驟350中可以得到足夠的服務質量，該方法繼續到步驟380、385和390。在步驟380中，該方法選擇和保持該資源可用性作為可能路由，並且在步驟385中，計算該路由的連帶成本。然後在步驟390，該方法基於路由複雜性、它的成本、可用帶寬和該(足夠的)服務質量，來確定對應的RPF。在步驟390之後，該方法還繼續到步驟3905，以進行可能的額外的重複操作。
在步驟325、345、375或者390之後，該方法繼續到步驟395，並且確定在目標矩陣內是否還有額外的資源可用性，這要求確定對應的路由偏愛性係數。當有額外的路徑的時候，該方法返回到步驟315，並且選擇所考慮的下一資源可用性，並且為下一選擇的路徑重複上述討論到的方法。當在步驟395中沒有額外的路徑以供進行RPF確定的時候，該方法繼續到步驟400，並且選擇具有最好的(或者最高的)RPF的目標矩陣的資源可用性作為最佳路徑或者最佳路徑分段。在該分段式方法中，如果可能的話，網絡實體之一還將執行步驟400的額外元素，並且將多個選擇的最佳路徑分段連結在一起，以構成完整的或者整體的最佳路徑。此外，如上所述，這一最佳路徑選擇是由核心網絡110和接入網絡120兩者作為第一網絡部分和第二網絡部分獨立地執行的，並且由路徑優化中涉及的任何其他網絡元件獨立地執行的，其中已經通過在它們各自的目標矩陣的RPF確定中使用的路由變量的各種設置、以及還通過為路徑分段選擇的進入和外出點，闡明了它們的角度。由於由核心網絡110和接入網絡120兩者獨立地執行這些步驟，已經分別確定了第一可能最佳路徑和第二可能最佳路徑，其中這些路徑或者可以是完整的端到端路徑，或者可以是在核心網絡110和接入網絡120的各自域中的路徑分段。在後一分段式的方法中，如果可能的話，形成一條整體的完整的最佳路徑來作為第一和第二可能最佳路徑(或更多最佳路徑分段)的組合。在該方法的這一階段，一般來講，不再由核心網絡110和接入網絡120兩者來執行該方法，而可以是在系統100中的單一點處執行該方法，例如由核心網絡110、由接入網絡120或者由系統100的始發網絡實體。
一般地說，可以由具有路徑優化功能的任何相關的網絡實體(核心網絡110和接入網絡120)來獨立地執行最佳路徑的選擇或者通過組合路徑分段形成最佳路徑，而不是在單一點處執行，條件是使用的選擇方法在整個路徑優化功能上是連貫的，並且提供給每一實體的信息一般來講是相同的(例如，每一個均為對系統100的每一相關部分評估和選擇路徑分段而接收相同的目標矩陣信息、RPF等等)。
在(由核心網絡110和接入網絡120兩者)執行步驟400之後，方法繼續到步驟405，並且確定或者(1)該核心網絡110和接入網絡120是否都將同一可能路徑選擇為最佳的，即是否第一可能最佳路徑是與第二可能最佳路徑相同的路徑，或者(2)當實現分段式方法的時候，是否已經通過選擇的最佳路徑分段形成了一條整體最佳路徑。例如，如上相對於圖1的論述，對於路徑3(165)而言，存在在核心網絡110A和接入網絡3(120C)之間路由通信會話的任何數目的不同方式，例如穿過接入網絡I/C 140(如路徑3所示)或者穿過核心網絡2(110B)，並且對應的CPO 180和APO 190功能可能將同一路徑選擇為最佳的，例如路徑3，或者可能將不同的路徑選擇為最佳的，例如路徑3和一條路由穿過核心網絡2(110B)的路徑。當在步驟405中、作為第一網絡部分和第二網絡部分的核心網絡110和接入網絡120兩者都沒有將同一資源可用性選擇為最佳的時候，或者當沒有根據選擇的最佳路徑分段形成一條整體的完整的最佳路徑的時候，該方法繼續到步驟410，並且執行一個協商或者仲裁過程來確定供實際路由的最佳路徑。如上所述，仲裁可以是基於選擇路徑之一(或者第一可能最佳路徑，或者第二可能最佳路徑，如圖4中所示出的)，或者通過選擇其他路徑分段來組合成為一條整體的完整的最佳路徑。在另一非分段式實施例中，仲裁可以是基於協商來選擇第三可能最佳路徑，假定僅僅路由兩個先前選擇的路徑中的一個，而由核心網絡110和接入網絡120兩者選擇的第二聯合選擇對於實際路由來說可能是更好的，如前所述。在一個分段式實施例中可以考慮其他路徑分段，其對於特定域可能不是最佳的，但是當與其他選擇的路徑分段相結合的時候，提供了一條整體的完整的最佳路徑。在步驟410選擇最佳路徑的仲裁之後，或者當在步驟405中作為第一網絡部分和第二網絡部分的核心網絡110和接入網絡120已經選擇同一資源可用性作為最佳的或者已經根據選擇的最佳路徑分段形成一條整體的最佳路徑的時候，該方法繼續到步驟415，並且規定這一選擇的完整的最佳路徑的實際路由。在步驟415之後，該方法可以結束，返回步驟420。
圖4是圖示出根據本發明的分段式和分布式路徑優化的方法實施例的示例性仲裁部分的流程圖。如上所述，可能有任何數目的不同的仲裁過程；圖4中的選擇具有最好的(或者最高的)RPF的路徑的過程應該僅僅被視為本發明的仲裁、協商、或者判定方法的多種可能實現方式之一的一個相對直觀的範例。其他類型的仲裁例如包括允許接入網絡120做出本地決定，在核心網絡110周圍優化；規定核心網絡110和接入網絡120每一個都在喚起僅僅涉及受它們控制的另外的互連的時候控制路由判定；以及核心網絡110和接入網絡120之間的協商是選擇第三條可供選擇的路徑來進行路由，而不是先前選擇的第一可能最佳路徑或者第二可能。
類似地，當通過組合路徑分段形成一條完整的路徑並且每一路徑分段是由於具有最佳的RPF而被選擇的時候，可以存在無數的分段的排列與組合來形成單一路徑。因此，對於這一方案而言，決策，仲裁或者協商過程可能是循環的，考查每一路徑分段的目標矩陣並且循環地或者依次地選擇具有相對最佳的或者最好的RPF的適當路徑分段，直到可以形成一條整體的完整的路徑為止。
參考圖4，當在步驟500，當核心網絡110和接入網絡120都沒有把同一資源可用性選擇為最佳的，或者沒有根據最佳路徑分段形成完整的最佳路徑的時候，該裁決方法開始。例如，該裁決方法可能是通過步驟410(或者它的等效物)調用的。此外在這時候，在實現本發明的方法的一個典型程序中，可以將諸如「設置路由」之類的變量清零或者設置為空值，直到仲裁過程為實際的路由選擇了一個最佳路由為止。從目標矩陣的最優選的路徑或者路徑分段開始，諸如第一可能最佳路徑和第二可能最佳路徑，然後該方法比較它們的對應的RPF。在這一實施例中，更高的RPF對應於更好的RPF。在步驟505中，該方法確定由APO選擇的最佳路徑的RPF是否高(好)於由CPO選擇的最佳路徑的RPF，並且如果是的話，則繼續到步驟510並且將APO路徑選項選擇為路由的最佳路徑。當由APO選擇的最佳路徑的RPF沒有高(好)於由CPO選擇的最佳路徑的RPF的時候，該方法繼續到步驟515，並且確定由APO選擇的最佳路徑的RPF是否低(劣)於由CPO選擇的最佳路徑的RPF。當在步驟515中由APO選擇的最佳路徑的RPF低(劣)於由CPO選擇的最佳路徑的RPF的時候，該方法繼續到步驟520，並且將CPO路徑選項選擇為路由的最佳路徑。當在步驟515中由APO選擇的最佳路徑的RPF不低於(劣)於由CPO選擇的最佳路徑的RPF的時候，即，該RPF是相同的，則該方法繼續到步驟525，並且選擇預設的路徑選擇，諸如CPO路徑選擇或者任何其他期望的系統偏好。在步驟510、520或者525之後，該仲裁過程可以結束，將一個「設置路由」變量設置給用於隨後路由的路徑選項(例如，返回到步驟415)，返回步驟530。
儘管沒有被單獨地說明，仲裁的另一重要的方法包括在核心網絡110和接入網絡120之間的協商，選擇第三可供選擇的路徑用於路由、而不是先前選擇的第一可能最佳路徑或者第二可能最佳路徑。例如，假定第一可能最佳路徑具有用於核心網絡110的RPF＝a，但是具有用於接入網絡120的RPF＝c，其中a＞＞c，並且第二可能最佳路徑具有用於接入網絡120的RPF＝a』，但是具有用於核心網絡110的RPF＝c』，其中a』＞＞c』。這一方法還可以被應用於選擇路徑分段的級別，以構成完整的最佳路徑。通過使用一個協商策略(其可能通過使用一系列比較步驟來實現)、並且從它們各自的目標矩陣中選擇可供選擇的路徑，該核心網絡110和接入網絡120可以選擇第三個替代的可能路徑用於路由，該替代的可能路徑具有用於核心網絡110的RPF＝b並且具有用於接入網絡120的RPF＝b′，其中a＞b＞c並且a′＞b′＞c′，以致與選擇第一可能最佳路徑或者第二可能最佳路徑相比，選擇第三可能路徑對於核心網絡110和接入網絡120都是更好的(例如，(b+b』)＞(a+c)並且(b+b』)＞(a』+c』)。如上所述，解決在選擇用於路由的可能路徑時出現的可能衝突的大量其他方法也在本發明的範圍內。
總起來說，本發明在核心網絡級和接入網絡(接入網絡)級處均提供了分布式和分段式的網絡路徑優化，以便同時根據當前的以及可能改變的環境和通信會話要求來提供最高效的網絡資源使用。核心網絡和無線接入網絡均通過使用諸如服務質量、必要帶寬、資源負荷和可用性、運營商偏愛性以及路由複雜性來作出網絡路徑決策，如果需要的話還進行衝突解決。本發明允許接入網絡和核心網絡合作來選擇它們的相應資源之間的最成本效率的和最高質量的路徑，並且還允許接入網絡自律地作出局部優化決策，並且在核心網絡周圍獨立地進行優化。
根據上文，可以看出可以在不脫離本發明的新穎概念的精神和範圍的情況下實行大量的變動和改進。應理解的是，並不意圖或者被推斷成相對於此處舉例說明的具體方法和設備來作出限制。毫無疑問，本發明意欲通過所述權利要求書覆蓋屬於權利要求書範圍的所有這樣的改進。
權利要求
1.一種用於在網絡中路由通信會話的路徑優化方法，該網絡包括與多個接入網絡耦合的多個核心網絡，該方法包括以下步驟(a)確定通向多個目標接入點的多個可能路徑，以構成用於多個核心網絡中的一個核心網絡的第一目標矩陣，並且構成用於多個接入網絡中的一個接入網絡的第二目標矩陣；(b)為第一目標矩陣中每一可能路徑確定對應的路由偏愛性係數，並且為第二目標矩陣的每一可能路徑確定對應的路由偏愛性係數；(c)從用於核心網絡的第一目標矩陣中選擇出具有最佳路由偏愛性係數的多個可能路徑中的第一可能路徑，並且從用於接入網絡的第二目標矩陣中選擇出具有最佳路由偏愛性係數的多個可能路徑中的第二可能路徑；並且(d)基於第一可能路徑和第二可能路徑確定一條完整的路徑，以用於對通信會話進行路由。
2.根據權利要求1的方法，其中，步驟(b)進一步包括(b1)核心網絡基於多個路由變量，為第一目標矩陣中的每一可能路徑確定對應的路由偏愛性係數；並且(b2)接入網絡基於多個路由變量，為第二目標矩陣中的每一可能路徑確定對應的路由偏愛性係數。
3.根據權利要求2的方法，其中，所述多個路由變量至少包括從一組變量中選擇出來的兩個變量，該組變量包含服務質量；用於通信會話的帶寬；路由複雜性；互連成本；路由成本；資源負荷；資源可用性；安全性；數據量；用戶偏愛性；以及運營商對於通信量偏好的偏愛性。
4.根據權利要求1的方法，其中，所述多個可能路徑的每一可能路徑是一個完整的路徑，並且其中步驟(d)進一步包括當第一可能路徑和第二可能路徑不是同一路徑的時候，通過以下步驟確定用於路由該通信會話的完整路徑(d1)當用於第二可能路徑的路由偏愛性係數比用於第一可能路徑的路由偏愛性係數更好的時候，選擇第二可能路徑作為用於路由通信會話的完整路徑；(d2)當用於第二可能路徑的路由偏愛性係數不比用於第一可能路徑的路由偏愛性係數更好的時候，選擇第一可能路徑作為用於路由通信會話的完整路徑；以及(d3)當用於第二可能路徑的路由偏愛性係數與用於第一可能路徑的路由偏愛性係數同樣好的時候，執行預設的選擇來確定用於路由通信會話的完整路徑；
5.根據權利要求1的方法，其中，步驟(d)進一步包括協商一個第三可能路徑來作為用於路由通信會話的完整路徑。
6.根據權利要求1的方法，其中，步驟(d)進一步包括當第二可能路徑不涉及另外的核心網絡互連的時候，選擇第二可能路徑作為路由通信會話的完整路徑。
7.根據權利要求1的方法，其中，所述路徑優化是用於將通信會話的切換從第一接入點路由到多個目標接入點中的第二接入點。
8.根據權利要求7的方法，其中，所包括的對接入網絡部分隨後執行步驟(a)、步驟(b)和步驟(c)的控制被從第一接入網絡控制第一接入點轉移到第二接入網絡控制第二接入點、多個接入網絡中的第一接入網絡和第二接入網絡。
9.根據權利要求7的方法，其中，所包括的對核心網絡部分隨後執行步驟(a)、步驟(b)和步驟(c)的控制被從第一核心網絡控制第一接入點轉移到第二核心網絡核心網絡、多個核心網絡中的第一核心網絡和第二核心網絡。
10.所述路徑優化是用於將通信會話的建立從核心網絡路由到多個目標接入點中的第二接入點。
11.一種用於對在無線網絡中路由通信會話進行路徑優化的設備，所述無線網絡包括與多個接入網絡耦合的多個核心網絡，所述設備包括網絡接口；存儲器，所述存儲器用於存儲具有多個可能路徑和多個對應的路由偏愛性係數的目標矩陣；以及與網絡接口和存儲器耦合的處理器，所述處理器在運行的時候具有指令，以用於確定通向多個目標接入點的多個可能路徑以形成目標矩陣；為目標矩陣的每一可能路徑確定對應的路由偏愛性係數；以及從目標矩陣中選擇具有最佳路由偏愛性係數的第一可能路徑。
12.根據權利要求11的設備，其中，所述處理器一旦經由網絡接口接收到指示具有對應的路由偏愛性係數的第二可能路徑的消息，即可操作地用於基於第一可能路徑和第二可能路徑確定用於路由通信會話的完整路徑。
13.根據權利要求12的設備，其中，處理器還可操作地用於以作為第一可能路徑和第二可能路徑的組合的形式來形成完整的路徑。
14.根據權利要求11的設備，其中，所述處理器還可操作地用於基於多個路由變量，為第一目標矩陣的每一可能路徑確定一個對應的路由偏愛性係數。
15.根據權利要求14的設備，其中，所述多個路由變量至少包括以下變量中的兩個服務質量；用於通信會話的帶寬；路由複雜性；互連成本；路由成本；資源負荷；資源可用性；安全性；數據量；用戶偏愛性；以及運營商對於通信量偏好的偏愛性。
16.根據權利要求15的設備，其中，處理器還可操作地用於以帶寬、引入延遲和技術互換的函數的形式來確定服務質量變量。
17.根據權利要求15的設備，其中，處理器還可操作地用於以資源可用性的路徑支路的總和以及系統運營商的可能成本的形式來確定互連成本變量。
18.根據權利要求15的設備，其中，處理器還可操作地用於以資源可用性的距離、通信會話切換的可能不穩定性、資源可用性的路徑支路數量、資源可用性中涉及的網絡元件數量以及資源可用性中跨越的域的數量的函數的形式來確定路由複雜性變量。
19.根據權利要求14的設備，其中，處理器還可操作地用於將對應於當前網絡狀態的數字值分配給所述多個路由變量。
20.根據權利要求19的設備，其中，所述處理器還可操作地用於以所述多個路由變量的對應數字值的加權和的形式來確定路由偏愛性係數。
全文摘要
本發明提供了用於在具有與接入網絡(120)耦合的多個核心網絡(110)的網絡中對通信會話進行路由的路徑優化。核心網絡和接入網絡(AN)均是通過確定通向多個目標接入點的多個可能路徑以形成目標矩陣、為目標矩陣的每一可能路徑確定對應的路由偏愛性係數；並且根據目標矩陣選擇一條具有最佳路由偏愛性係數的可能路徑，來執行路徑優化的。然後或者通過組合選擇的可能路徑或者通過選擇一個可能路徑作為完整的路徑，確定用於路由通信會話的整體或者完整的路徑。每一可能路徑的路由偏愛性係數均是基於各種路由變量來確定的，比如服務質量、用於通信會話的帶寬、路由複雜性、互連成本、路由成本、資源負荷、資源可用性、以及運營商對於通信量偏好的偏愛性。
文檔編號H04L12/56GK1736060SQ200480002171
公開日2006年2月15日 申請日期2004年1月13日 優先權日2003年1月13日
發明者保羅·D·斯坦伯格, 理察·J·馬爾科姆, 約瑟夫·M·彭齊維亞特爾, 理察·E·懷特, 丹尼爾·F·泰爾, 布萊恩·J·穆爾, 斯蒂夫·L·斯皮爾, 約翰·M·索爾 申請人:摩託羅拉公司(在德拉瓦州註冊的公司)