CN101379799A - 用于多媒体通信会话的智能媒体网关选择 - Google Patents
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Abstract
一种操作分组网的方法包括:选择多个候选网关中的一个用以在分组网和TDM网络之间连接多媒体通信会话的步骤。该分组网具有多媒体通信会话的源节点,并且该TDM网络具有多媒体通信会话的目的地。该候选网关相互连接分组网和TDM网络。该选择步骤包括比较在源节点和多个候选网关中的不同候选网关之间的承载通信业务的端到端拥塞。
Description
背景技术
技术领域
本发明通常涉及分组网,更具体地涉及支持与时分多路复用(TDM)网络的多媒体通信会话的分组网。
相关技术的论述
多媒体服务(诸如基于因特网协议的语音(VoIP(voice over InternetProtocol)))的实施可以通过允许与数据服务的汇聚(convergence)来将资本和操作节约两者提供给服务提供者(SP)。虽然实现基础VoIP服务可能是简单的,但实现具有常规电话的质量、可靠性、安全性和可定标性的VoIP服务可能是挑战。确实,电信运营级(carrier-grade)的VoIP可以在分组网的不同层具有需求。所希望的需求包括在服务层的用户鉴权、在数据层的突发通信业务中的语音质量、和在控制层对网络运转中断的动态响应。此外,在有多个供应商和异构(heterogeneous)接入技术的情况下,这些特性是所希望的。
在分组网和公用交换电话网(PSTN(Public Switched Telephone Network))之间的接口或许将是在电信运营级VoIP开发期间重要的技术问题。理想地,这种接口提供混合VoIP和电路交换网络(例如PSTN)的有效的、可靠的和可定标的互操作。在这样的混合网中,IP多媒体子系统(IMS)结构应当能够提供许可控制、路径和服务质量(QoS)保证。IMS结构正在由第三代合作伙伴项目(3GPP)和第三代合作伙伴项目2(3GPP2)开发和标准化。
在IMS结构中,一个或多个核心分组网经由标准化接口连接到接入网。由于所述标准化接口,核心网络可能能够在由异构接入技术(诸如以太网、电缆、DSL、第三代(3G)蜂窝和WiFi)之间提供无缝通信。在IMS结构中,核心分组网支持会话初始化协议(SIP(session initiation protocol))。
IMS结构可以包括分配媒体网关用以支持在TDM网络(例如PSTN)和核心分组网之间的多媒体通信会话的功能组件。这些功能组件例如可以是边界网关控制功能(BGCF(border gateway control function))。BGCF通过媒体网关(MGW)对多媒体通信会话的分配来确定在核心分组网和目的地TDM网络之间的多媒体通信会话(例如VoIP呼叫)的路由。BGCF可以使用路由表以确定用于将多媒体通信会话连接到目的地TDM网络的适宜的MGW。
发明内容
某些网络结构使用边界网关控制功能(BGCF)用以静态地确定经由媒体网关(MGW)的多媒体通信会话(例如基于IP语音(VoIP)的呼叫)的路由。由于其依赖于静态路由表,这些BGCF通常不针对动态和突发的通信业务条件被优化。相比之下,智能BGCF可以在MGW处补偿在链路状态和通信业务负载方面的变化。智能BGCF的某些实施例基于用于在会话的源节点和服务会话的目的地TDM网络的MGW之间的承载通信业务的端到端拥塞动态地将MGW分配给所请求的多媒体通信会话。这样的动态路由方法可以提高可连接到目的地TDM网络的多媒体通信会话的数目。
一个实施例的特征在于一种用于操作分组网一部分的方法。该方法包括选择多个候选网关的一个用以在分组网和TDM网络之间连接多媒体通信会话的步骤。该分组网具有多媒体通信会话的源节点,该TDM网络具有多媒体通信会话的目的地。候选网关互连分组网和TDM网络。该选择步骤包括比较用于在源节点和多个候选网关的不同候选网关之间的承载通信业务的端到端拥塞。
另一个实施例的特征在于一种用于操作分组网一部分的方法,该分组网支持IP媒体子系统(IMS)。该方法包括选择多个候选媒体网关的一个用以在分组网和时分多路复用网络之间连接多媒体通信会话。该分组网具有用于多媒体通信会话(例如,VoIP呼叫)的源节点,并且支持IP多媒体子系统。该时分多路复用网络具有多媒体通信会话的目的地。各个候选媒体网关相互连接该分组网和时分多路复用网络。该选择步骤包括比较在源节点和第一候选网关之间的载体分组业务的端到端拥塞和在源节点和第二候选网关之间的载体分组业务的端到端拥塞。
不同的实施例包括用以机器可执行形式的指令程序编码的数据存储媒体。所述指令提供一种方法,用于操作分组网来执行在此处描述的方法和/或过程的之一的步骤。例如,所述指令可以被编码用以执行用于操作分组网部分的上述方法的选择步骤。
另一实施例的特征在于一种具有数据存储媒体的服务器或者路由器,数据存储媒体用于存储机器可执行指令程序用以执行方法的步骤。该步骤包括选择多个候选媒体网关的一个用以在分组网和时分多路复用网络之间连接所请求的VoIP呼叫。该分组网具有用于VoIP呼叫的源节点。该时分多路复用网络具有VoIP呼叫的目的地。候选媒体网关相互连接分组网和时分多路复用网络。用于选择的步骤包括比较用于源节点和第一和第二候选网关之间的承载通信业务的端到端拥塞。该服务器或者路由器位于分组网中,并且支持SIP。
附图说明
说明性实施例通过附图和说明性实施例的详细说明更加全面地予以描述。但是,本发明可以以各种各样的形式来实施,并且不局限于在附图和说明性实施例的详细说明中所描述的实施例。
图1是示意性地举例说明经由因特网(IP)或者多协议标记交换(MPLS(multiprotocol label switching))核心分组网的IMS结构的方框图;
图2举例说明路由表的一部分,其可用于响应于建立如图1的网络内的某些多媒体通信会话(MCS)的请求而进行许可和路由决策;
图3A是举例说明用于响应于分组网和TDM网络之间建立MCS的请求而进行许可和路由决策的方法的流程图;
图3B是举例说明图3A的方法的特定实施例的流程图,其中分组网支持IMS结构,例如,如在图1的核心分组网中;
图4是举例说明动态MCS路由过程的流程图,其趋向于使源节点和候选MGW集之间的承载通信业务的端到端拥塞均衡;
图5是举例说明动态MCS路由过程的流程图,其趋向于使源节点和候选MGW的子集之间的承载通信业务的端到端拥塞均衡,使得保持适宜的服务质量(QoS);
图6是举例说明动态MCS路由过程的流程图,甚至当路由表的更新变得较不频繁时,其可以保持使源节点和候选MGW集之间的承载通信业务的端到端拥塞均衡的趋势;
图7是举例说明动态MCS路由过程的流程图,其趋向于经由长的时间周期使源节点和候选MGW集之间的承载通信业务的端到端拥塞均衡;
图8是举例说明以下过程的流程图,该过程用于更新图7的过程中所使用的路由概率,使得承载通信业务的端到端拥塞典型地经由长的时间而趋向于变得均衡;
图9是举例说明MCS路由过程的流程图,其动态地在应用图6的路由过程和应用图7的路由过程之间选择;和
图10是举例说明用于图1和3B的智能BGCF的典型配置的方框图。
具体实施方式
图1示意性地举例说明典型的因特网协议(IP)和/或具有IMS结构的多协议标记交换(MPLS)核心分组网12。IMS结构包括各种功能组件,这些功能组件在核心分组网12和TDM网络14(例如PSTN)之间建立多媒体通信会话(MCS)时可以被涉及。IMS结构的各种功能组件通过传送会话初始化协议消息(SIP)相互作用,正如图1中用线示意性地表示的那样。IMS结构的功能组件例如可以是在核心数据网12的服务器和/或路由器上所存储和运行的机器可执行的指令程序和/或数据结构。
核心分组网12还包括用于媒体网关(MGW)的多个IP地址或者MPLS标记。MGW提供用于核心分组网12的源节点和TDM网络14之间的承载通信业务(即,由粗线示出)的连接。尤其,每个MGW在例如核心分组网12中的承载通信业务(bearer traffic)的IP和/或MPLS协议和在TDM网络14中的承载通信业务的实时传输协议(RTP)通信业务(例如PSTN的ISDN/ISUP协议通信业务)之间提供相互转换。该承载通信业务支持例如多媒体通信。典型的多媒体通信包括VoIP呼叫、音频通信、传真传送、图像通信、低分辨率视频通信等等。
在此处,可以在核心分组网12和TDM网络14之间传送承载通信业务的媒体网关(MGW)的每个IP端口地址或者MPLS端口标记将被称为媒体网关(MGW)。每个端口具有相应的承载通信业务负载,和用于处理往/来于核心分组网12的不同的源节点的承载通信业务的相关的端到端拥塞。MGW的这些单独的端口具有其自己的负载和拥塞参数。
在此处,在分组网的两个地址之间的端到端QoS可以从各种可测量的参数中予以评估。所述参数表示两个地址之间的分组承载通信业务的端到端拥塞。这样的可测量的参数的例子包括用于两个地址之间的传输的端到端分组延迟、用于两个地址之间的传输的往返分组延迟、用于两个地址之间的传输的分组丢失率、用于两个地址之间的传输的分组延迟抖动和以上可测量的任意参数的平均值。任何一个这些参数的增加指示两个地址之间的承载通信业务的端到端拥塞增加。在此处,基于端到端拥塞的操作可以基于任何这些参数的值。
在IMS结构中,若干SIP使能的功能组件可以涉及经由核心分组网12的MCS的许可和路由。这些组件可以包括询问呼叫会话控制功能(I-CSCF(interrogatingcall session control function))、一个或多个服务呼叫会话控制功能(S-CSCF)、家庭用户服务器(HSS)、边界网关控制功能(BGCF)和一个或多个媒体网关控制功能(MGCF)。
每个I-CSCF形成逻辑接口,其负责将外部实体与IMS结构连系。典型的外部实体包括用户代理、接入网络和其它核心分组网。I-CSCF例如负责响应于建立MCS的请求而进行许可和路由决策。I-CSCF可以发送与这样的请求有关的(多)SIP消息给S-CSCF。I-CSCF和/或S-CSCF确定用于进行许可和路由决策的适宜的IMS功能性和发送(多)SIP消息给所述功能性。
I-CSCF和/或S-CSCF可以经由IMS结构查阅一个或多个网络数据库用以在进行SIP路由决策或者采取行动时获得帮助。该数据库可以包括例如家庭用户服务器(HSS),其典型地存储用户信息,例如,用于各种外部实体的S-CSCF标识符。
I-CSCF和/或S-CSCF还可以查阅一个或多个应用服务器(AS)用以在进行SIP路由决策或者采取行动时获得帮助。AS可以提供特殊的服务,例如用于改变VoIP呼叫路由的服务。
如果所请求的MCS在TDM网络14中具有目的地,则有关的I-CSCF或者S-CSCF把许可和路由决策的会话级责任转交(hand off)给BGCF。尤其是,BGCF决定是否容许MCS,并且可以选择候选MGW以在用于MCS的承载通信业务的核心分组网12和TDM网络14之间提供连接。在此处,候选MGW指的是使具有所请求的MCS的源的分组网和具有所请求的MCS的目的地的TDM网络互连的MGW。实际上,BGCF通过在核心分组网12中选择用于这种MCS的承载通信业务的一个端点、即MGW来确定容许MCS的路由。
在选择MGW之后,BGCF将所请求的MCS的控制交给对所选的MGW负责的媒体网关控制功能(MGCF)。该MGCF在IMS结构的SIP协议和TDM网络14的协议之间提供信令交互工作,以及还控制所选择的MGW。一旦MGW的目的地IP地址被选择,则经由IMS网络的路径就不受BGCF控制。实际上,基础的核心分组网拓扑对于BGCF可能是不可见的。因为一个组织集拥有IP传输层,并且不同的组织集拥有IMS结构,所以这种不可见性可以产生。
虽然与TDM网络14中的目的地建立MCS的请求将触发适宜的BGCF来做出与选择和分配MGW相关的决策,但是其源是在TDM网络14中的MCS将典型地不调用BGCF来为MCS执行MGW的选择。
某些IMS结构将MGW静态地分配给核心分组网的源节点。一种类型的静态分配涉及将相同的预选的MGW分配给在给定的TDM网络中具有给定的源和目的地的所有MCS。在此情况下,只要预选的MGW不可用,则BGCF发送SIP消息以阻止所请求的MCS。替换类型的静态分配涉及从预选的列表中选择MGW。BGCF将顺序地搜索该列表以便找到用于所请求的MCS的MGW。该BGCF分配在该列表上的第一可用的MGW给所请求的MCS,并且如果在该列表上没有MGW可用,则决定阻止所请求的MCS。
在繁重的通信业务条件下,将MGW分配给源节点的这种静态分配可以因为多个原因而导致对MCS的效率低的处理。首先,只要所分配的一个或多个MGW经历大的负荷,静态分配导致对于MCS的请求被阻止。也就是说,在这样的条件之下,即使是当分组网具有能够提供用于所请求的MCS连接的其它MGW时,来自特定源节点的所有所请求的MCS也将被阻止。其次,MGW的这种静态分配具有过度使用某些MGW以及对其它MGW使用不足的倾向,例如,当使用预选的列表来选择MGW的时候。
由于在静态MCS路由方法中的一个或多个无效率,提出了动态MCS路由方法。下面,各种实施例提供用于容许和路由MCS的动态方法,其中在分组网中的源节点和TDM网络中的目的地之间请求该MCS。
在图1的IMS结构中,BGCF基于用于在源节点和单独的候选MGW之间的承载通信业务的端到端拥塞,来选择用于连接所请求的MCS的MGW。由于这个缘故,BGCF可以称为智能BGCF。正如从以上的描述中应当清楚的是,存在大量可测量的参数,所述参数表示在源节点和单独的候选MGW之间的承载通信业务的端到端拥塞。这些测量包括例如以下任何一个的最近测量的值∶端到端分组延迟、端到端往返分组延迟、端到端分组丢失率、端到端分组延迟抖动、和任何一些所述参数的所测量的值的平均值。所述实施例覆盖了基于任意这种可测量参数的方法和装置,所述参数代表用于承载通信业务的端到端拥塞。作为一个例子,通过在核心分组网12中主动地探测路径可以动态地进行端到端路径拥塞的测量,或者可以借助于核心分组网12的管理系统通过累积数据被动地进行端到端路径拥塞的测量。在前一种情况下,IP ping(查验)特征可以例如用于获得端到端路径延迟和/或在源节点和候选MGW之间的承载通信业务的端到端拥塞的另一量度。在后者的情形下,简单网络管理协议(SNMP)测量可以从核心分组网12的各个元件中采集,从而获得承载通信业务的端到端拥塞的低频测量。
图2举例说明典型的路由表16,其可用于保持代表图1的核心数据网络12中的端到端路径拥塞的测量,或者这种测量的平均值。该路由表16具有由一对所标记的单独条目18,所述一对包括源节点(即路由器或者服务器)和MGW(即MGW-1至MGW-N)。每个条目18还存储所选择的测量,所述测量代表端到端拥塞或者在这对源节点和MGW之间所测量的端到端拥塞的平均值。该路由表16可以被存储在与BGCF相同的服务器或者路由器上,例如,如图10所示,或者可以存储在核心数据网络12中的其它地方。该路由表16的单独条目18可以有规则地、不规则地或者响应于指定的事件、例如对建立新MCS的请求的接收或处理而被更新。
图3A举例说明了处理用以在分组网的源节点和TDM网络的目标地址之间建立MCS的请求的方法20A。在各种实施例中,所请求的多媒体通信可以是VoIP呼叫、图像通信、传真传送、低分辨率视频通信和/或其它类型的多媒体通信。
该方法20A包括在分组网的源节点处接收建立新MCS的请求(步骤21A)。例如,该请求例如或者是从直接连接到源节点的用户代理接收的,或者是从另一个分组网接收的,该另一分组网将请求的当前发起者连接到接收源节点。
该方法20A包括为所请求的MCS选择和分配一个媒体网关以用作在分组和TDM网络之间的连接(步骤23A)。所分配的媒体网关将在两个网络之间转换和传送MCS的承载通信业务数据。该媒体网关是从使源分组网和目的地TDM网络互连的一组候选媒体网关中选择出来的。选择步骤包括例如通过比较代表存储在图2的路由表16中的端到端拥塞的测量,来比较在源节点和不同的单独候选网关之间的承载通信业务的端到端拥塞。该选择步骤可以包括使用比较用以识别其端到端拥塞最低的适当的候选网关子集,然后从适当的子集中选择分配给所请求的MCS的媒体网关。所选择的媒体网关的分配允许所述网关处理MCS的承载通信业务。
在一些实施例中,选择媒体网关的步骤还包括考虑从各种候选媒体网关可用的QoS。例如,选择步骤可以包括识别与源节点的承载通信业务的其端到端拥塞低得足以确保所请求的MCS类型的预先需要的QoS水平的媒体网关,然后选择所述所识别的媒体网关中的一个,用以提供所请求的MCS的网络间连接。
该方法20A选择性地包括在执行该媒体网关的选择用以提供所请求的MCS的网络互连性之前,确定是否允许或者阻止该所请求的MCS(步骤22A)。允许或者阻止的决定基于候选媒体网关的可用性,并且选择性地基于服务质量(QoS)考虑。在一些实施例中,用于新MCS的媒体网关的电路的可用性足以导致所请求的MCS被允许。在这个实施例中,如果没有发现具有用于所请求的MCS的可用电路的媒体网关,则该方法20A包括阻止所请求的MCS(步骤24A)。在其它的实施例中,可用的QoS也在是否允许或者阻止所请求的MCS的决定中起作用。在这些实施例中,允许所请求的MCS的决定需要找到至少一个媒体网关能够提供适用于所请求的MCS类型的QoS。QoS值可以通过代表端到端拥塞的以上描述的参数中的任何一个来测量,例如,在源节点和媒体网关之间的单向或者往返端到端分组延迟、在源节点和媒体网关之间的分组丢失率、在源节点和媒体网关之间的累加分组延迟抖动,及其平均值。如果用以表示端到端拥塞而选择的可测量的参数具有低于为所请求的MCS预选的阈值的值,则有关的媒体网关提供充分的QoS。在这个实施例中,如果发现没有媒体网关兼备用于所请求的MCS的可用电路和提供充分QoS的能力,则该方法20A包括阻止所请求的MCS(步骤24A)。
图3B举例说明图3A的方法20A的特定实施例20B,其中分组网具有IMS结构并支持IP和/或MPLS协议。TDM网络可以支持ISDN/ISUP协议,并且例如可以是PSTN。尤其是,所请求的MCS的源节点在图1的核心分组网12中,并且所请求的MCS的目的地地址在图1的TDM网络14中。
该方法20B包括在I-CSCF处接收请求用以建立新的MCS,其中该MCS在分组网12中将具有源节点,即路由器或者服务器(步骤22B)。该方法20B可以包括将与所接收的请求相关的(多)SIP消息从I-CSCF转发给由所述I-CSCF指定的S-CSCF(步骤23B)。该方法20B包括对确定MCS在TDM网络中具有目的地作出响应,将所请求的MCS的(多)SIP消息从S-CSCF或者I-CSCF发送给适宜的智能BGCF(步骤24B)。适宜的智能BGCF对所请求的MCS的目的地TDM网络进行端点路由决策,即选择MGW。在替换的实施例中,该智能BGCF可以由智能MGCF集替换,其中该集中的每个智能MGCF控制并且可以仅仅选择用于目的地TDM网络的候选MGW的恰当子集。在此处,候选MGW是将具有MCS的源节点的分组网连接到具有MCS的目的地的TDM网络的MGW。在BGCF处,该方法20B可以选择性地包括决定是否允许或者阻止所请求的MCS(步骤25B)。在一些实施例中,只有在候选MGW中没有一个可以用来支持所请求的MCS的时候,该BGCF才将决定阻止该所请求的MCS。在其它的实施例中,当没有候选MGW是可用的,或者没有可用的候选MGW能够提供所请求的MCS类型所需要的QoS的时候,BGCF才将决定阻止所请求的MCS。例如,当承载通信业务的端到端拥塞在源节点和每个候选MGW之间太高时,出现不充分的QoS。
响应于允许所请求的MCS,该方法20B包括使BGCF从候选MGW集中选择一个MGW(步骤26B)。所选择的MGW被分配用以支持新的MCS,从而有效地充当用于所请求的MCS的第二IP和/或MPLS端点。所分配的MGW将为所请求的MCS的承载通信业务提供分组网12和TDM网络14之间的互连性。步骤25B、26B的许可和选择决定是基于用于在源节点和候选MGW单个之一之间的承载通信业务的端到端拥塞的动态更新测量。步骤25B和26B可以包括询问路由表(例如图2的路由表16)用以获得代表这些端到端拥塞的测量。响应于分配MGW,该方法20B包括将(多)SIP消息发送给I-CSCF用以识别分配给源节点的MGW(步骤27B)。所述(多)消息可以例如来自于BGCF,或者来自于控制所分配的MGW的MGCP,并且识别例如包括所分配的MGW的IP地址或者MPLS标记。响应于决定阻止所请求的MCS,该方法20B包括将SIP消息从BGCF发送给I-CSCF,用以请求阻止MCS(步骤28B)。如果所请求的MCS被允许,则该源节点将随后将用于MCS的承载通信业务传送给所分配的MGW(29B)。
在不同的实施例中,该方法20B涉及选择MGW,其按照不同的动态过程而被分配给所请求的MCS。这些动态过程的例子在图4-8中举例说明。在这些动态过程中,用于在两个地址之间的承载通信业务的端到端拥塞可以涉及端到端分组延迟、往返分组延迟、分组丢失率、或者在两个地址之间的传输的分组延迟抖动、或者可以涉及这些可测量的参数的任何一些的平均值。
参考图4,第一过程30以趋向于缩小候选MGW的端到端拥塞之间的极端差异的方式来选择MGW。尤其是,该过程30包括搜索路由表(例如图2的路由表16)用以识别候选MGW,其中对于所述候选MGW,与所请求的MCS的源节点的承载通信业务应具有最小的端到端拥塞(步骤32)。该过程30还包括分配所识别的候选MGW用以提供所请求的MCS的承载通信业务的网络间连接(步骤34)。
倘若路由表的条目不是太陈旧的话,将所请求的MCS分配给所识别的MGW,将趋向于缩小在候选MGW之中的端到端拥塞的范围。如果该路由表的条目是陈旧的,则该过程30甚至可以提高在候选MGW之中的端到端拥塞的范围。实际上,该过程30将从给定的源节点中为每个新的MCS请求选择相同的MGW,直到路由表被更新为止。因此,在基于该过程30的实施例中,该路由表将可能被经常地被更新,使得所选择的MGW不会被所有新的请求过载,用以建立来自源节点的MCS。
参考图5,选择所请求的MCS的MGW的第二过程40基于QoS约束。
该过程40包括搜索路由表,所述路由表提供代表端到端拥塞的一个或多个所测量的参数,用以识别能够提供所请求的MCS类型所需要的QoS的预选数目的候选MGW(步骤42)。在步骤42中,预选的数目可以是两个,使得两个MGW被识别,该预选的数目也可以是比2更大的整数。步骤42通过移除其端到端拥塞对于需要的QoS来说太大的那些MGW来减小候选MGW集。尤其是,步骤42不识别与高于用于所请求的MCS类型的预选阈值的端到端拥塞有关的候选MGW。
该过程40还包括经由随机选择过程从所识别的候选MGW集中选择一个MGW(步骤44)。所选择的MGW被分配用以为所请求的MCS的承载通信业务提供在分组网12和TDM网络14之间的连接。用于从固定数目的对象集合中伪随机地选择一个对象的多种算法中的任何一个可用于进行随机选择。假若该路由表的有关条目不是陈旧的,所选择的MGW将典型地提供对于所请求的MCS来说足够的QoS。
参考图6,为所请求的MCS选择MGW的第三过程50趋向于使在源节点和候选MGW集中的MGW之间的端到端拥塞均衡。该过程50包括随机地选择预选数目的候选MGW(步骤52)。该预选的数目可以是2或者可以是更大的整数。该选择步骤52可以使用多个公知的算法中的任何一个,用于伪随机地从固定数目的对象的集合中选择预选数目的对象。该过程50包括识别所选择的MGW中的一个,其具有在其本身和源节点之间的承载通信业务的最低的端到端拥塞(步骤54)。该选择步骤54涉及例如在路由表中查找代表所选择的MGW的端到端拥塞的所测量的参数,并且识别具有最小的端到端拥塞条目的所选择的MGW之一。该过程50还包括分配所选的MGW中的所识别的一个MGW用以在分组网12和目的地TDM网络14之间连接所请求的MCS(步骤56)。即使该路由表的条目相对来说不太频繁地被更新,该过程50可以仍然趋向于使在源节点和候选MGW集中的MGW之间的端到端拥塞均衡。
参考图7,当减少在源节点和不同的候选MGW之间的端到端拥塞中的振荡的同时,用于选择MGW以分配给所请求的MCS的第四过程60趋向于使在源节点和候选MGW集中的MGW之间的承载通信业务端到端拥塞均衡。该过程60包括通过统计选择过程来选择候选MGW中的一个,其中第k个候选MGW具有被选择的所分配的概率q(k)(步骤62)。所分配的选择概率的集{q(k)}满足 ,这里“N”是候选MGW的数目。该过程60还包括分配候选MGW中的所选择的一个,用以为MCS的承载通信业务在分组网12和TDM网络14之间提供连接(步骤64)。随着时间,当该过程60用于路由决策时,预计用于所请求的MCS的承载通信业务会逐渐地趋向于使在源节点和不同的候选MGW之间的端到端拥塞均衡。
参考图8,在该路由表的每次更新时,该过程60包括执行过程70,所述过程70更新选择概率的分配,即与源节点-候选MGW对有关的q(j)。
在该过程70中,从非激活的对中区别出激活的对。如果其所分配的选择概率q(k)是非零,则源节点-候选MGW对、即k是激活的。另外,源节点-候选MGW对是非激活的。在该过程70中,所有对最初都是激活的。
在更新期间,过程70包括使非激活的对成为激活的,如果该对具有用于承载通信业务的平均端到端拥塞D(k),也就是说小于KE[D]的话。在这里,k是在范围(0,1]中的预选数,并且E[D]是在激活路径上的端到端拥塞的平均值。例如可以对以下的对求平均,对于所述对而言,端到端拥塞支持MCS的QoS需求。在使非激活的对变为激活的步骤之后,该过程70包括更新E[D]以考虑新激活的对。
该过程70然后基于在该对的源节点和MGW之间的承载通信业务的端到端拥塞来将每个激活的对分类为过载的或者欠载的(步骤72)。该步骤72将激活的对在一组欠载对和一组过载对之间进行划分。所述欠载对(under loaded pair)例如是这样的一些激活源节点-候选MGW对“r”,即在其上承载通信业务具有低于E(D)的端到端拥塞、即D(r)。所述过载对(over loaded pair)例如是这样的一些源节点-候选MGW配对“s”,即在其上承载通信业务具有大于或等于E(D)的端到端拥塞、即D(s)。
该更新过程70包括降低每个候选MGW的所分配的选择概率,其对应于一个过载对,即每个q(s)(步骤74)。这样的“q(s)”是通过置换q(s)←q(s)-ω(s)予以减小的。在这里,ω(s)是q(s)的原始值的最小值和[δ·(D(s)-E(D))/E(D)]用于正的常数δ的适当预选值。如果以上的置换使得产生的概率q(s)小于预选的正的小数ε,则该过程70还包括使相应的对s非激活,并且包括进行调整ω(s)←ω(s)+q(s)和q(s)←0。在已经考虑了所有过载对“s”之后,Ω被设置为∑sω(s)。
该更新过程70还包括提高每个候选MGW的所分配的选择概率,其对应于欠载对,即每个q(r)(步骤76)。这样的q(r)是通过置换q(r)←q(r)+η(r)提高的。在这里,η(r)是正数,其可以由Ω·(E(D)-D(r))/[∑p=1...N(E(D)-D(p))]定义,其中总和高于所有激活的源节点-候选MGW对p。
为了补偿舍入误差(round off error),该过程70还可以包括调整选择概率用以在每次更新之后强制∑kq(k)=1。在这里,该总和高于所有激活的源节点-候选MGW对k。
参考图9,用于选择和分配MGW给所请求的MCS的第五过程80组合多于一个的以上过程30、40、50和60用于选择和分配MGW。该过程80包括使用概率算法来从这些过程的固定集中选择用于选择和分配MGW的一个过程(步骤82)。例如,该固定集可以包括图6的过程50和图7的过程60。在概率算法中,选择每个过程、例如过程30、40、50或者60的概率,取决于自路由表的上次更新以来所消逝的时间。例如,如果固定集是由以上描述的过程50和60形成的,则步骤82可能以概率exp(-t/β)选择过程50,和以概率[1-exp(-t/β)]选择过程60。在这里,“t”是自路由表的上次更新以来已经逝去的时间,并且“β”是预选的适宜的正的常数。该过程80包括然后按照所选的用于选择和分配MGW的一个过程来执行MGW的选择和分配(步骤84)。当仅仅少量的候选MGW是可用的时候,该过程80可以例如相对于该过程50的渴望而降低MGW选择和分配方案的渴望(greediness)。
图10示意性地举例说明用于图1的智能BGCF 90的典型结构。
该典型的智能的BGGF包括具有相关SIP核心的BGCF应用90。例如,该BGCF应用90负责处理来自S-CSCF的SIP INVITE请求,例如建立新VoIP呼叫的请求。该BGCF应用在SIP核心上被层化。该SIP核心接收SIP消息,处理SIP事务,并且提供代理服务。响应于SIP INVITE请求的每个到达,由SIP核心的代理层通知BGCF应用90。该BGCF依靠位于路由数据库94中的路由表来选择MGW用于分配给所请求的MCS,例如,如在图3A-3B的方法20A-20B中描述的。该BGCF在路由表中进行路径查找以产生目标集来返回SIP核心。每个目标集是用于相应的MGW的MGCF的SIP URL的列表。该BGCF通常不知道所选择的MGW或者MGCF的实际的IP地址。SIP核心顺序地将SIP INVITE消息转发给在目标集中的每个MGCF,直至MGCF之一接受SIP INVITE为止。
该典型的智能BGCF还包括路由数据库92,其具有路由表,例如图2的路由表16。该路由数据库92可以允许将新路由条目从外部添加进路由表中。
该智能BGCF还包括测量服务器94。该测量服务器94可以是用于以上描述的智能路由过程的平台。该测量服务器94使用对IP和/或MPLS分组网的承载通信业务的测量来更新在路由表中的条目。承载通信业务水平的测量可以从探测收集器中获得,或从IP和/或MPLS核心数据结构的本地聚合器中获得。该测量服务器94可以在应用框架的顶部被层化,所述应用框架提供定时器、插座和事件循环管理,以及嵌入式web服务器。该web服务器可以上载或者下载数据,并且基于鉴权方案监视或者配置测量服务器94。该测量服务器94典型地具有用于与IP和/或MPLS测量基础设施通信的测量应用接口(API)。该测量API例如可以检索路径QoS矩阵,其提供在IP/MPLS结构的入口(ingress)和出口(egress)节点之间当前测量的QoS。通用测量API可以允许测量服务器与不同类型的IP和/或MPLS测量系统相互作用。
从以上的公开、附图和权利要求中,对于本领域技术人员而言其它的实施例将是显而易见的。
Claims (10)
1.一种方法,包括∶
选择多个候选网关中的一个候选网关用以在分组网和时分多路复用网络之间连接多媒体通信会话,所述分组网具有用于多媒体通信会话的源或者入口节点,所述时分多路复用网络具有多媒体通信会话的目的地,所述候选网关互连分组网和时分多路复用网络;和
其中选择步骤包括比较在源节点和多个候选网关中的不同候选网关之间的承载通信业务的端到端拥塞。
2.根据权利要求1的方法,其中所述时分多路复用网络是公用交换电话网,所述分组网是MPLS网络。
3.根据权利要求1的方法,其中所述分组网支持IP多媒体子系统。
4.根据权利要求1的方法,其中所述多媒体通信会话是基于IP的语音呼叫。
5.根据权利要求1的方法,其中选择步骤包括响应于确定出在源节点和一个或多个候选网关之间的端到端拥塞低于由多媒体通信会话所需要的服务质量的预选阈值来允许多媒体通信会话。
6.根据权利要求1的方法,其中该选择进一步包括∶
搜索路由表的条目,每个条目提供在源节点和对应于每个条目的候选网关之间的端到端拥塞。
7.一种用于存储机器可执行指令程序来执行方法步骤的服务器或者路由器,所述步骤包括∶
选择多个候选媒体网关中的一个候选媒体网关用以在分组网和时分多路复用网络之间连接所请求的VoIP呼叫,所述分组网具有用于VoIP呼叫的源节点,所述时分多路复用网络具有VoIP呼叫的目的地,所述候选媒体网关互连分组网和时分多路复用网络;和
其中选择步骤包括比较在源节点和多个候选网关中的第一和第二候选网关之间的承载通信业务的端到端拥塞;和
其中服务器或者路由器位于分组网中,并且支持SIP。
8.根据权利要求7的服务器或者路由器,其中用于执行选择步骤的指令包括:用于响应于确定出在源节点和一个或多个候选网关之间的端到端拥塞低于由VoIP呼叫所需要的服务质量的预选阈值来允许所请求的VoIP的指令。
9.根据权利要求7的服务器或者路由器,其中用于选择的步骤进一步包括∶
搜索路由表的条目,每个条目提供在源节点和对应于每个条目的候选网关之间的端到端拥塞;和
其中响应于候选网关中的一个候选网关在对应于所搜索的条目的候选网关之中具有最低的端到端拥塞,该选择步骤选择候选网关中的所述一个候选网关。
10.根据权利要求7的服务器或者路由器,其中用于选择的步骤进一步包括∶
随机地选择候选网关的适当子集;和
然后从适当的子集中选择候选网关中的该一个候选网关,其中对于候选网关中的该一个候选网关而言,与源节点的承载通信业务的端到端拥塞是最低的。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130213 Termination date: 20170208 |