JP2006516371A - 通信ネットワークにおける分割及び分散型経路最適化 - Google Patents

Abstract

本発明は、複数のコアネットワーク（１１０）が複数の接続ネットワーク（１２０）に接続されたネットワークにおいて、通信セッションの経路設定のための経路最適化に対応する。コアネットワーク及び接続ネットワーク双方は、複数の目標接続ポイントへの複数の予想経路を決定し目標行列を形成し、また目標行列の各予想経路の該当ルート選択因子を決定し、更に最適ルート選択因子を有する予想経路を目標行列から選択することによって、経路最適化を行う。次に、通信セッションの経路設定のために、選択予想経路を組み合わせるか又は完全な経路として１つの予想経路を選択するかのいずれかによって完全な経路を決定する。各予想経路のルート選択因子は、サービスの品質、通信セッションの帯域幅、ルートの複雑度、相互接続コスト、経路設定コスト等の様々な経路設定変量、資源使用量、資源利用可能性、及びトラフィックの偏りに対する運用者の選択に基づき決定する。

Description

本発明は、一般的に、通信ネットワーク及びシステムに関し、特に、移動体又は無線通信ネットワークにおける通信セッションの経路設定即ち経路選択を最適化するためのシステム及び方法に関する。

無線又は移動体通信システムにおいて、例えば、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、ＣＤＭＡ２０００、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）等の多元接続システム、ＧＳＭ（移動体用地球規模システム）等の時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、他のセル方式又はＰＣＳ通信システム、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、移動体ＩＰ（インターネットプロトコル）システム、及び他の無線ネットワークにおいて、相互接続設備は、運用者又はその他のサービスプロバイダの固定費において大きな部分を占める。このような相互接続設備は、移動体（加入者）が地理的な有効範囲の領域内を動き回る時、コアネットワーク設備と接続ネットワークとの間で、通信セッションの確立及びハンドオフ又は転送の双方に用いられる。コアネットワークとは、その用語を本明細書で用いる場合、交換、経路設定、又は他の高度な機能を有する全てのネットワーク設備を意味し含むと広義に解釈すべきものである。コアネットワークは、通常、例えば、有線回線交換機、移動交換局（ＭＳＣ）、ソフト交換機（回路によらない交換機）、コールエージェント（パケット経由音声コール制御エンティティ）、ＩＰネットワークのアプリケーションサーバ、パケットルータ、移動体ＩＰ用ホームエージェント及び外部エージェント、ビジタ・ロケーション・レジスタ（ＶＬＲ）、サービス制御ポイント（ＳＣＰ）等のインテリジェント・ノード、サービス回線ノード（ＳＣＮ）（即ちサービスノード）、インテリジェント周辺装置（ＩＰ）、（例えば、ＣＤＭＡ２０００における）パケットデータ提供ノード（ＰＤＳＮ）、ＧＳＭ交換局又はノード、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）ノード（広域ＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）及びサービス提供ＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ））、並びに同様の装置等、１つ以上の設備又は装置を含み得るものである。また本明細書に用いる接続ネットワーク（ＡＮ）とは、１つ以上の移動体又は移動局へ直接情報リンクを行って、音声、データ、マルチメディア、又は他の情報等、移動体との通信セッションの送信及び受信等を行う装置を意味し含むと広義に解釈すべきものである。例えば、接続ネットワークには、１つ以上の設備又は装置、例えば、基地局制御装置（ＢＳＣ）、基地局送受信機（ＢＴＳ）（又は同等の送受信機及び制御装置）等を含み、同時に、任意のシステムで無線通信に用いる他の接続機器、例えば、（無線ＬＡＮシステムにおける）基地局サポートＷＬＡＮ無線インターフェイス、無線ＬＡＮ接続ポイント、及び移動体との間でデータを送受信する他の装置等を含み得る。送受信情報は、任意の適用可能なプロトコルの下で、アナログ、デジタル、拡散スペクトル等、任意の種類のものであってよい。移動体（又は移動局）は、セル方式のＣＤＭＡ又は３Ｇ通信装置、移動体コンピュータ、携帯情報端末等、任意の種類のものでよい。

通常、このようなセッション確立又はハンドオフを円滑にする場合、（バックホール転送設備と称することが多い）コアネットワーク相互接続機器を用いて、コアネットワーク設備間を接続し、また、（サイドホール転送設備と称することが多い）接続ネットワーク（ＡＮ）相互接続機器を用いて、接続ネットワーク間を接続する。

移動体が地理的領域を横切る際、又は（パケットセッション等の）セッションの再経路設定中、（通信セッションの遠隔他端又は遠隔部に対する）通信ネットワークへの接続ポイントは、通常、一定のままであり、音声及びデータトラフィックを様々なコアネットワーク（及び接続ネットワーク）設備間で転送して通信セッションを継続する必要がある。
例えば、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）との間のセッションの場合、所定のセッションの間、ＰＳＴＮへのこのような固定接続を行う移動交換局は、通常、アンカー（又は発信側）ＭＳＣ（即ち、ＧＧＳＮ）と称し、一方、ローミング移動体にサービスを提供するＭＳＣは、通常、サービス提供ＭＳＣ（即ち、ＳＧＳＮ）と称する。移動体が単一の交換機又はノードの有効範囲内における地理的領域を横切る際、通常、ハンドオフは、接続ネットワークの有効範囲間、例えば、基地局送受信機間で生じ、ＣＤＭＡシステムのソフトハンドオフが含まれる。

上述したように、これらの転送設備は、通常、かなりの固定費がかかり、固定費は、設備の性質、料金、転送設備が公共品か、リース品か、又は運用者の所有品かどうか等、に依存して変わる。また、運用者が、最も効率的に且つ最低コストでこれらの設備を利用しつつも、希望又は要求レベルのサービスを提供することが重要である。結果として、経路最適化は、コアネットワーク、相互接続機器、及び接続ネットワークを介した効率的な又は最も効率的な経路を決定して、１つ以上のハンドオフ又は他の再経路設定によって通信セッションを確立し維持するように利用される。

従来技術では、このような経路最適化は、ＭＳＣ、有線交換機、又はネットワークルータ等のコアネットワークによってのみ実行される。回線交換ネットワークにおいて、経路最適化（中継線又はルート選択）に利用される因子は、通常、時刻の考慮、休日、料金コスト最小化を含む。パケット及びインターネットプロトコル（ＩＰ）経路設定において、ルータは、通常、ＯＳＰＦ（開放型最短経路優先）等、最少コスト経路設定アルゴリズムを利用する。

ＧＳＭシステムにおいて、経路最適化は、階層的に実行され、基地局機器は、その管理範囲内にある送受信機に対して経路選択を行い、他の全ての経路選択は、より高い交換機又はノードレベルで行われる。

これらの経路最適化法は、潜在的に変化する状況下での真に最適な経路設定選択肢、及び任意の所定の通信セッションに対する所定の潜在的に変化する必要条件をいずれも提供しない。結果として、これらの変化する状況を明らかにし、また、経路決定に対して分散型制御を行い得るネットワーク経路（又は経路設定）最適化を行う方法及びシステムが必要である。

本発明は、複数のコアネットワークが複数の接続ネットワークに接続されたネットワークにおける通信セッションの経路設定のための経路最適化に対応する。コアネットワーク及び接続ネットワーク（ＡＮ）双方は、独立にまたそれら自体の観点から、経路最適化を行う。このことは、目標送受信機等、複数の目標又は最終ポイントまでの複数の予想経路を決定して目標行列を形成し、また、目標行列の各予想経路の該当ルート選択因子を決定し、更に、目標行列から最適ルート選択因子を有する予想経路を選択することによって行われる。

１つの実施形態において、コアネットワーク及び接続ネットワークは、各々、それらのルート選択因子計算の際、その制御下又はその情報ベース内のいずれかにある完全な経路の該当部分のみ、即ち、組み合わせた時、完全なエンドツーエンド経路を形成する１つ以上の経路セグメントのみを含む。本発明の経路最適化は、次に、最適な個々のルート選択因子を有する各目標行列からの別々の経路セグメントの組合せに基づき、全体的な又は完全な最適経路を決定し得る。

他の実施形態において、考慮対象の予想経路は、各々、完全な（エンドツーエンド）経路である。コアネットワーク及び接続ネットワーク双方が、同じ予想経路を最適なものとして選択している場合、この最適経路は、通信セッションの経路設定のために選択される。同じ予想経路が、最適なものとして最初に選択されなかった場合、コアネットワーク及び接続ネットワーク双方の目標行列のルート選択因子によって決定され最良の又は最適な組合せ選択肢を有する経路を選択する段階、又は、調停、交渉、もしくは他の競合解決手順に基づき経路を選択する段階を含む他の手順を用いて選択経路を決定し通信セッションの経路設定を行い得る。

各予想経路に対するルート選択因子は、サービスの品質、通信セッションの帯域幅、ルートの複雑度、相互接続コスト、経路設定コスト、資源使用量、資源利用可能性、及びトラフィックの偏りに対する運用者選択肢等、様々な経路設定変量に基づき決定される。変量は、現在のネットワーク条件に基づき割り当てられた数値である。こうして、全体的な比較ルート選択因子が、例えば、加重和として形成される。

本発明は、コアネットワークレベル及び接続ネットワーク（ＡＮ）レベル双方において、分散及び分割型ネットワーク経路最適化を行い、現在の及び潜在的に変化する状況と通信セッション必要条件双方の下で、ネットワーク資源の最も効率的な使用方法を提供する。

本発明は、接続ネットワーク及びコアネットワークが、共同してそれぞれの資源間で最もコスト効率が良く品質が最高の経路を選択することを可能にし、また更に、接続ネットワークが、局所的最適化決定を自律的に行うこと、またコアネットワーク周辺を独立に最適化することを可能にする。

本発明の数多くの他の利点及び特徴は、以下の本発明の詳細な説明及びその実施形態、請求項、並びに添付図面から容易に明らかになるであろう。
本発明の前述の及び他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面と共に考察して以下の開示を参照すると、より容易に理解されるであろう。

本発明は、多くの異なる形態の実施形態が可能であるが、その具体的な実施形態を図に示し、また本明細書に詳述する。本開示は、本発明の原理の例示と見なすべきであり、また、図示した具体的な実施形態に本発明を限定しないことを理解されたい。

上述したように、ネットワーク経路（又は経路設定）最適化を行う方法及びシステムが必要である。本発明は、コアネットワークレベル及び接続ネットワーク（ＡＮ）レベル双方で分散及び分割型ネットワーク経路最適化を行い、現在の及び潜在的に変化する状況下、及び、任意の所定の通信セッションにおける所定の現在の又は変化する必要条件下双方で、ネットワーク資源の最も効率的な使用方法を提供する。サービス品質、必要帯域幅、資源使用量及び利用可能性、運用者（又はシステム）選択肢、及びルートの複雑度等の因子又は変量を用いて、（必要ならば）競合解決と共に、コアネットワーク及び無線接続ネットワーク双方が、ネットワーク経路決定を行う。本発明は、接続ネットワーク及びコアネットワークが、共同してそれらそれぞれの資源間で最もコスト効率が良く品質が最高の経路を選択することを可能にし、また更に、接続ネットワークが、局所的最適化決定を自律的に行うこと、及びコアネットワーク周辺を独立に最適化することを可能にする。

図１は、本発明に基づく分割及び分散型経路最適化用のシステム実施形態における様々な例示の経路を示すブロック図である。図１に示すように、コアネットワーク１（１１０
Ａ）、コアネットワーク２（１１０Ｂ）、及びコアネットワークＮ（１１０Ｎ）（本明細書では、個々に及び一括してコアネットワーク１１０と称する）は、中継、信号送信、又は他の通信回線等のコアネットワーク相互接続機器（Ｉ/Ｃ）１３０を介して互いに接続
され、通信セッションの経路設定、メッセージ送信、及び他のパケット転送又は信号送信を行う。前述したように、“コアネットワーク”は、上述した例示の設備及び装置等、回線交換、経路設定、又は他の高度な機能を提供し得る全てのネットワーク機器を意味し含むと広義に解釈すべきである。各コアネットワーク１１０は、このような回線交換及び／又は経路設定機能を含み、例えば、１つ以上のＭＳＣ、ＧＧＳＮ又はＳＧＳＮ、交換機、ソフト交換機、コールエージェント、ホームエージェント、ＰＤＳＮ、ルータ、又は上述した他のコアネットワーク設備等を含み、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）及び／又は（ＩＰ、ＡＴＭ、及び他のデータネットワークを含み得る）パケットデータネットワーク１５０等、より広域のネットワークとの通信セッションの経路設定を行う。（また、状況に応じて、より広域のネットワーク１５０内の様々な交換機及びルータ並びにネットワーク１５０でさえ、コアネットワーク１１０と見なし得る。）また各コアネットワーク１１０は、コア経路最適化（ＣＰＯ）機能１８０と称する詳細に後述する機能又は処理を含み、これによって、詳細に後述するように、コアネットワーク１１０の観点から経路最適化機能又は処理を実行する。

接続ネットワーク（ＡＮ）１（１２０Ａ）、接続ネットワーク（ＡＮ）２（１２０Ｂ）、接続ネットワーク（ＡＮ）３（１２０Ｃ）、及び接続ネットワーク（ＡＮ）Ｎ（１２０Ｎ）（本明細書で個々に及び一括して接続ネットワーク（ＡＮ）１２０と称する）は、中継、信号送信、又は他の通信回線等、接続ネットワーク（ＡＮ）相互接続機器（Ｉ/Ｃ）
１４０を介して互いに接続される。前述したように、“接続ネットワーク”（１２０）は、１つ以上の移動体もしくは移動局へ直接の情報リンクを提供して、移動体との通信セッションの送信及び受信等を行い得る接続機器、又は、有線装置等非移動体に直接の情報リンクを提供して、音声、データ、マルチメディア、もしくは他の情報の通信等を行い得る接続機器全てを意味し含むと広義に解釈すべきである。例えば、接続ネットワークは、一般的に、基地局送受信機（ＢＴＳ）及び／又は基地局制御装置（ＢＳＣ）、又は無線ＬＡＮ接続ポイント等、様々な形態の無線通信用の等価な送受信機及び制御装置を含み、例えば、加入者のＣＤＭＡ携帯電話とのＣＤＭＡ通信、又はＧＳＭ対応ハンドヘルド装置とのＧＳＭ通信等、電磁波スペクトルの指定帯域で移動体（例えば、移動体１７５）との無線（直接）通信を行い得る。非移動体用途において、接続ネットワークは、ＰＳＴＮ、ＤＳＬ、又はケーブル回線カード等、ある種類の１つ以上の回線カード用の制御装置又はプロセッサ、又は、通信媒体上で信号を送受信するためのいずれか他の装置用の制御装置又はプロセッサを含み得る。また各接続ネットワーク１２０は、回線交換及び／又は経路設定機能を含み、例えば、移動体通信セッションのハンドオフを確立したり容易にしたりする。また各コアネットワーク１１０は、１つ以上の接続ネットワーク１２０にも接続され、通信セッションの経路設定（確立又はハンドオフ）、メッセージ送信及び受信（ハンドオフ、経路設定選択、及び経路設定決定のためのメッセージ送信等）、及び他の信号送信を行う。また各接続ネットワーク１２０は、接続ネットワーク経路最適化（ＡＰＯ）機能１９０と称する機能又は処理を含み、これによって、後述するように、接続ネットワーク１２０の観点から経路最適化機能又は処理が実行される。例示するように、コアネットワーク１１０中の１つ以上及び接続ネットワーク１２０中の１つ以上が、本発明のシステム１００を含む。

ホームエージェント及び外部エージェントと称するルータを用いる移動ＩＰネットワークの例として、所定のＩＰホスト（移動体）のトラフィックは、移動体用の該当ホームエージェントにルート設定される。ホームエージェントは、所定のＩＰホスト（移動体）へのＩＰトラフィック用のアンカーポイントの役割を果たす。移動中のＩＰホストは、ＩＰホストへの（からの）データパケットが、ホームエージェントから（へ）外部エージェン
トを介して転送されるように、外部エージェントに登録し得る。これらの状況下で、ホームエージェント及び外部エージェントは、コアネットワーク１１０を構成し、それらの間の経路選択は、本発明のＣＰＯ処理を含む。外部エージェントと（移動体との間でのデータパケット転送用）無線送受信機との間に関係する経路設定は、接続ネットワーク１２０として、本発明のＡＰＯ処理を利用する。

またコアネットワーク１１０設備及び接続ネットワーク１２０設備は、種類や世代が異なってよく、また互いに混在してよいことに留意されたい。例えば、コアネットワーク設備は、従来の回路構造であってよいが、その接続される接続ネットワーク中の１つは、次世代パケット経由音声マルチメディア構造である。逆に、コアネットワーク装置は、移動ＩＰルータであってよいが、その接続される接続ネットワーク中の１つは、従来のセル方式又はＧＳＭ送受信機基地局である。

更に図１において、４つの様々な通信経路を示すが、これらは、本発明に基づく、最初に確立した通信セッション（経路１（１５５））用、及びこの通信セッションの後続の連続ハンドオフ（経路２（１６０）、経路３（１６５）、及び経路４（１７０））用の経路設定選択肢の例である。図示したように、通信経路（１５５）が確立されており、（ＰＳＴＮ／パケットデータネットワーク１５０を介した）遠隔相手と接続ネットワーク１（１２０Ａ）の地理的有効範囲領域にある移動体１７５との間に通信セッションを提供するが、移動体１７５は、接続ネットワークＮ（１２０Ｎ）側に移動中であるものとして示す。移動体１７５は、携帯電話（ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、３Ｇ、セル方式等）、情報携帯端末、ノートパソコン、又は他の移動無線装置等、任意の型又は種類の無線通信装置であってよい。また図１に示すように、コアネットワーク１（１１０Ａ）は、ＰＳＴＮ／パケットデータネットワーク１５０を介した通信セッションの最初の確立から、アンカーＭＳＣ等の“アンカー”として役割を果たし、また、図示した様々なハンドオフを通して通信セッションを維持する役割を果たす。

本発明の例示の実施形態に基づき、図示した通信経路１に対するコアネットワーク１（１１０Ａ）及び接続ネットワーク１（１２０Ａ）等、通信セッションを処理する又は現在処理しているコアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０は、双方共、経路最適化機能を実行する。この経路最適化処理は、コアネットワーク１（１１０Ａ）及び接続ネットワーク１（１２０Ａ）によって実行され通信経路１の最初の経路設定及び確立を行い、その後再度、経路１の通信セッションの後続のハンドオフに対する経路設定を決定し得る。他の実施例において、経路１の通信セッションにおける最初の経路設定は、他の方法を用いて行い得るが、この場合、本発明の経路最適化処理は、通信セッションの後続のハンドオフに対してのみ実行される。移動体が地理的領域を横切る時の信号強度の問題に加えて、ハンドオフは、帯域幅を拡大要求又はサービス品質変更要求等、通信セッションの特性が変わる場合も生じ得る。最も一般的であると思われる最初の経路設定及びハンドオフに加えて、これらの機能は、（資源が運用から除去される場合）ルートの故障又は保守からの回復等、他の理由でも呼び出されたり起動されたりすることがある。

他の例示の実施形態において、更に詳細に後述するように、経路最適化機能を有する各ネットワーク要素は、（その制御下の設備、領域、及び機器等に対する）その領域の範囲内で、経路セグメント又は経路部分（入口及び出口ポイントを通る経路）に対して、この機能を実行し、また、他のネットワーク要素にその結果を一斉送信し得る。最終的な全体経路の決定処理に関係するこれらのネットワーク要素は、システム１００を介した最適で完全な（又は全体的）経路を決定する際にこの一斉送信された情報を利用し得る。結果として、本明細書に用いるように、経路最適化機能の場合、“経路”は、経路セグメント（即ち、大規模な全体経路の一部）のいずれか又は双方を意味し、あるいは、（エンドツーエンド通信セッション用の）大規模な全体的又は完全な経路を意味し得る。

コアネットワーク１１０は、コア経路最適化（ＣＰＯ）機能１８０を実行する。即ち、他のコアネットワーク１１０、コアネットワーク相互接続機器１３０、及び１つ以上の接続ネットワーク１２０等、その資源又はその制御下の資源（即ち、そのセグメント）に基づき、コアネットワーク１１０としてその観点から経路最適化機能を実行する。接続ネットワーク１２０は、接続ネットワーク経路最適化（ＡＰＯ）機能１９０を実行する。即ち、接続ネットワーク相互接続１４０及び１つ以上の他の接続ネットワーク１２０等、その資源又はその制御下の資源（即ち、そのセグメント）に基づき、接続ネットワーク１２０としてその観点から経路最適化機能を実行する。コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０によって各々それぞれの資源に基づき経路最適化をこのように実行すると、本発明の分割型経路最適化が行われる。コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０は、複数の潜在的な経路の評価に基づき、通信セッションの最初の確立又はハンドオフに対して、最適経路又は全体的最適経路のセグメント（又は一部）を各々独立に選択し、本発明の分散型経路決定を行う。

移動体１７５との通信セッションのセッション確立又はハンドオフの場合、この複数の予想経路は、本明細書中で目標行列（又は、等価的に経路行列）と称し、本明細書中で“目標接続ポイント”又は単に“目標”と称する潜在的目標は、移動体（無線送受信装置（例えば、ＢＴＳ）及びＷＬＡＮ接続ポイント）への直接リンク又は他のシステム１００の接続を行う１つ以上の通信装置であり、また、（入口及び出口ポイントの組合せを介した）潜在的目標への潜在的経路は、その複数の潜在的経路を含む。言い換えると、（該当ネットワーク要素の目標（又は経路）行列を形成する）複数の潜在的経路は、コアネットワーク１１０Ａ及び接続ネットワーク１２０Ａのそれぞれの領域内等、関係するネットワーク要素の領域内で、各順列の入口及び出口ポイントを接続する各経路を含み得る。順列の入口及び出口ポイントの本第２の方法は、特に、後述する分割型の方法に適している。

また、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０が、異なる最適経路、即ち、組み合わせて完全な（又は全体的）最適経路を形成できない経路セグメントを選択する場合、他の手順を利用して、最適経路を決定するが、この場合、コアネットワーク及び接続ネットワーク双方の目標行列のルート選択因子によって決定されるように、最良又は最適な組合せの選択肢を有する経路を選択すること、あるいは、調停、交渉、又は他の競合解決手順に基づき経路を選択することが含まれることに留意されたい。これらの手順を用いて、（全体的）最適経路は、通信セッションの実現又は通信セッションのハンドオフのために、実際の経路設定選択肢として選択される。

システム１００は、本発明の目的に対して、コアネットワーク１１０と称する第１ネットワーク部、及び接続ネットワーク１２０と称する第２ネットワーク部だけを有すると見なすことができるが、この場合、各々、一般的に、通信セッションの経路設定及び回線交換対それらの経路設定及び無線送受信等、別々のネットワーク機能を有し、また、各々、それらの対応する観点から経路最適化機能を実行する。コアネットワーク１１０（第１ネットワーク部）及び接続ネットワーク１２０（第２ネットワーク部）への他のネットワーク分割は、異なる機器又はネットワーク・エンティティを含み又は網羅して、行ってよく、また、本明細書に用いる分割と等価である。例えば、ＣＰＯ機能を交換機に常駐させるよりも、等価的に、このようなＣＰＯ機能は、ＳＣＮ、ＳＣＰもしくはＩＮ等のインテリジェント・ネットワーク・エンティティに常駐させたり、又は、ＡＰＯ機能をＢＴＳ、ＢＳＣもしくは他の接続ポイント以外の機器に常駐させたりできる。本発明の目的のために、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０を参照する際、それぞれもっと全般的に第１ネットワーク部及び第２ネットワーク部を参照し、どのようにネットワーク全体又はシステム１００がこれらの部分に分割し得るかに関係しないが、これらは、本発明の分散及び分割型経路最適化のためのＣＰＯ及びＡＰＯ機能を相応に実行することを理解
されたい。

この最適経路決定を行う際、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０は、各々、本明細書中で経路設定変量又は経路設定因子と称する変量又は因子を用いて、経路（又は相互接続）効率を最大にしようとする。この場合、一例としてまた限定することなく、次のような経路設定変量が含まれる。即ち、（１）セッション必要条件として、（ａ）（ネットワーク機器を介した異なる区間（即ち、ホップ）からの導入遅延又は動作速度及び回路／パケット相互作用等の潜在的な技術相互変換を考慮した）エンドツーエンド経路のサービス品質（ＱｏＳ）（即ち、再交渉ＱｏＳ）、並びに（ｂ）（ＱｏＳの一部でもあり得る）（テレビ会議又は音声会議等）通信セッションに必要な帯域幅、（２）経路全体で合計される様々なホップに伴う相互接続コスト、他の運用者又はサービスプロバイダの潜在的コスト、及び他のコスト因子（異なる種類のセッション用の様々な帯域幅量を提供する際のコスト等）を含むコスト、（３）資源使用量及び利用可能性、（４）あるネットワークへのトラフィックの偏り又は技術（堅牢度）に対する運用者（又はシステム）選択、（５）ホップ（区間）の数、関係するネットワーク要素の数、及び横断対象の領域（又はサービスプロバイダ境界）の数を考慮したルート複雑度、等が含まれる。当業者は、本発明の範囲内にある他の又は追加の変量を利用し得ることを認識されたい。例えば、ある種類の通信セッションのセキュリティ特徴は、暗号化された又は物理的に保護されたルート、並びに関連するコスト及び帯域幅考慮事項に関する追加の変量であってよい。またコンテンツ配信用途の場合、様々な経路を通って移動するデータのボリューム又は量が、特に、ＩＰ、ウェブ、及びイントラネット用途の場合、追加の変量となり得るように、システム１００の様々な部分におけるキャッシュ化情報の存在及び量は、経路設定を評価する際にも重要なことがある。またユーザ選択は、特に、サービス、セキュリティ、コスト等の種類に関する変量となり得る。更に、幾つかの別々の因子は、上述した経路設定変量を含み得る。例えば、ルート複雑度は、距離、経路に必要な区間（ホップ）の数、関係する潜在的遅延、及びハンドオフの潜在的不安定性等の因子を含み得る。これらの変量の多くは、経路最適化への入力考慮事項として、条件が変動するにつれて、更新、付加及び／又は交換すべき動的情報及び変動するネットワーク条件を含む。

目標行列内の各潜在的経路の場合、上述した経路設定変量又は入力値等の１つ以上の組み合わせを用いて、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０は、全体的な比較結果（又は因子）を各々決定し、これは、次に、目標行列のこのような各潜在的経路上における経路設定の結果的効率を直接比較するために用い得る。本明細書で全体的比較結果をルート選択因子（ＲＰＦ）と称すると、このようなＲＰＦは、例えば、利用される各変量の加重和を形成することによって生成し得る。また、単純和、単純積、加重積を用いる等、これらの因子又は変量を組み合わせたり並べ変えたりして全体的選択因子を形成する他の方法は、変量の積分又は微分演算を用いて、利用可能であり、あるいは、特定のネットワーク資源の利用不可能性もしくは限定された利用可能性、又は通信セッション用として不充分な帯域幅利用可能性等、１つの因子もしくは変量が、他の全てのものより勝ることがあると、目標行列内の各潜在的経路に対する全体的比較選択が生じる。

他の変形例において、様々なネットワーク・エンティティ又はノード（複数のコアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０）が経路セグメントを選択する際、各エンティティは、その選択した経路セグメント（１つ以上）のルート選択因子を決定し、また、この情報を他のネットワーク・エンティティと動的に交換し得る。例えば、所定のノードは、ＲＰＦを決定し、他のノードにそれを転送し得るが、このノードは、それ自体の決定とこのＲＰＦを組み合わせて、その組み合わせたＲＰＦの後続ノードへの転送等を行う。

更に他の変形例において、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０は、各々、好適には、最良の又は最適なＲＰＦを有する目標行列内の経路又は経路セグメントを
選択することによって、独立に最適経路を選択する。従って、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０が、それらの目標行列から同じ経路を選択する場合、又は、結合されて単一の完全な最適経路を形成し得る経路セグメントを選択する場合、通信セッションは、それに応じてルート設定し得る。

コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０が、目標行列から異なる経路を選択する場合、又は、容易に結合され単一の完全な（又は全体的）最適経路を形成し得ない経路セグメントを選択する場合、交渉又は調停手順等、他の手順を利用して、２つの経路の内の１つを選択したり、通信セッションの確立もしくは通信セッションのハンドオフに対する実際の経路設定選択肢として、完全な全体的最適経路を生成する他の経路セグメントを決定したりしてよい。

上述したように、本発明の例示実施形態の１つにおいて、各ネットワーク要素（コアネットワーク又は接続ネットワーク）は、その制御内にあるシステム１００の一部又はセグメントを利用して目標行列を形成し得るが、この場合、潜在的経路は、通信セッションに対して、その領域内で、全て（又は多数）の入口及び出口ポイントを接続する経路によって形成される組合せの全て（又は多数）である。例えば、図１に示すように、コアネットワーク２は、（コアネットワークＩ／Ｃ１３０を介した）コアネットワーク１及びＮ並びに接続ネットワーク３に対する入口及び出口ポイントを有し、また、接続ネットワーク３は、コアネットワーク２並びに（接続ネットワークＩ／Ｃ１４０を介した）接続ネットワーク１、２及びＮに対する入口及び出口ポイントを有する。そして、該当ネットワーク要素は、その目標行列内の各経路セグメントに対して、そのＲＰＦ計算を行い、また、（例えば、最適性又は良さの程度によって）存立可能な経路の順位付けやランク付けを行い得る。選択した実施形態に応じて、様々なノードは、動的に情報を交換し得るが、例えば、この情報を他のネットワーク要素に通信したり、また、特に、経路設定決定が、経路最適化機能を有する幾つかの別々のネットワーク要素に関係したりする場合、使用量の変動等、条件が変化するにつれて更新を行う。経路セグメントが選択され最適なＲＰＦを有する場合、次に、この全情報を利用して、選択された経路セグメントを共に結合又は“継ぎ合わせる”が、これらは、組み合わせると、全体的な最良の又は最適な組合せＲＰＦを有し、経路設定用に最適で完全な経路を提供する。更に詳細に後述するように、このような最終決定の制御は、どんな他の要素が関連し得るかに依存して、様々なネットワーク要素に常駐し、セッションの経路設定及び再経路設定の際、制御を転送してもしなくてもよい。

この分割型手法の場合、経路最適化（ＰＯ）機能を有する任意のネットワークノードは、最適経路を決定する計算に関係し得る。例えば、始点ノードＰＯは、全ての入口及び出口オプションに対する全ＲＰＦを計算し、存立不可能な全ての順列を排除し、“ホップ”計数値を１に設定し、そして、始点ノードの観点から存立可能な入口及び出口オプションを有する（ＰＯ機能を備えた）各隣接ノードにこのルート及びＲＰＦ情報（目標又は経路行列）を転送する。上述したように、所定のノードは、ＲＰＦを決定し、それを他のノードに転送し、このノードは、このＲＰＦをそれ自体の決定と組合せ、その組み合わせたＲＰＦを次のノードに転送し、以下同様に繰り返す。これらの各隣接ノードは、その入口及び出口オプション全てに対するＲＰＦを計算し、存立不可能な全順列を排除し、“ホップ”計数値をインクレメントする。更に、始点ノードの観点から存立可能な入口及び出口選択肢を有し、また、この処理にまだ寄与していない各隣接ノードに個々の又は組み合わせたＲＰＦ情報を（ＰＯ機能を備えた）転送する。この処理は、終点ノードに到るまで又はホップ計数値が最大閾値に達するまで、繰り返される。終点ノードは、この情報の全て、即ち、個々の又は組み合わせたＲＰＦ情報のいずれかを有するこれらの分割型目標行列の全てを収集し、それを始点ノードに送信する。次に、始点ノードは、様々な目標行列を検索して、これらの分散型ではあるが直接的ＲＰＦ計算に基づき、最適な全体ルートを選択し得る。

全体的な又は完全な最適経路を選択するために、調停、交渉、又は他の競合解決処理は、様々な方法で実現し得るが、例えば、異なる種類の経路設定選択のために様々な“拒否権”又は決定選択肢をコアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０に提供することによって実現し得る。例えば、調停は、選択された経路の内の１つにコアネットワーク相互接続１３０を利用する場合、コアネットワーク１１０が経路設定選択肢を選択及び／又は制御するように対応することによって、また、選択した経路の内の１つに接続ネットワーク相互接続１３０（又は追加の接続ネットワークＩ／Ｃ１３０）のみを利用する場合、接続ネットワーク１２０が経路設定選択を制御するように対応することによって実現し得る。後者の制御によって、接続ネットワーク１２０は、コアネットワーク１１０周辺の経路設定を最適化し、また自律的に局所的な経路設定決定を行い、更にトラフィックのサイドホール処理を接続ネットワーク１２０間で直接行うことが可能である。更に、上述した更に分割した手法を用いて、接続ネットワーク１２０の目標行列が、追加の接続ネットワーク経路セグメントのみに関係する場合、ＡＰＯ機能は、接続ネットワークがコアネットワーク周辺のこのような経路設定に対するこの独立な制御を有するように実現し得る。

また交渉又は調停は、コアネットワーク１１０と接続ネットワーク１２０との間の交渉戦略を用いて実現し得るが、このことは、それらの最初の各選択が競合する場合、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０双方に対するより良いオプションとして、結果的に第３の（以前考慮されていない）経路を選択する可能性がある。他の交渉は、特定のシステムのボトルネック又はサービス問題を回避するために関係し得る。例えば、特に遠回りの経路設定が関係し得る場合、幾つかのネットワーク要素に対する経路最適化機能を伴い得る。調停のもう１つの可能な実施例として、２つの経路選択肢の内の１つは、該当ＲＰＦの任意の有意差に基づき選択し得るが、例えば、該当ＲＰＦがコアネットワークの経路選択よりも極めて良い場合、接続ネットワークの経路選択肢を選択したり、該当ＲＰＦが接続ネットワークの経路選択よりも極めて良い場合、コアネットワークの経路選択肢を選択する。調停手順は、非分散的には実現されず、コアネットワーク１１０又は接続ネットワーク１２０のいずれかであって両者には常駐せず、即ち、交渉として、２つ以上のネットワーク要素中に分散し得る。そして、調停又は交渉処理から選択された経路を用いて、通信セッションは、それに応じてルート設定し得る。

図１において、図示するように、各コアネットワーク１（１１０Ａ）及び接続ネットワーク１（１２０Ａ）は、それぞれ、通信経路１（１５５）の通信セッションの初期確立及び／又は通信経路２（１６０）として図示した通信セッションの後続のハンドオフに対して、選択された実施形態に応じて、ＣＰＯ及びＡＰＯ機能を実行する。通信経路２（１６０）は、コアネットワーク１（１１０Ａ）に固定された通信セッションを示すが、移動体１７５が接続ネットワークＮ（１２０Ｎ）の方向に移動し続ける際、接続ネットワーク２（１２０Ｂ）は、移動体に無線又は他の接続サービスを提供する。このハンドオフ用のコアネットワーク１（１１０Ａ）及び接続ネットワーク１（１２０Ａ）によって選択された経路は、接続ネットワーク１（１２０Ａ）及び接続ネットワーク２（１２０Ｂ）によって共有される接続ネットワーク相互接続機器１４０を通る。選択された実施形態に応じて、ＡＰＯ機能は、接続ネットワーク１（１２０Ａ）から接続ネットワーク２（１２０Ｂ）に転送又は移転してもしなくてもよい。他の選択可能な経路構成として、接続ネットワーク１（１２０Ａ）を介したリンクを維持するよりもむしろ、コアネットワーク１（１１０Ａ）及び接続ネットワーク１（１２０Ａ）の経路最適化機能を実行する際それらによって形成されるＲＰＦに依存して、また、異なる結果の任意の調停に依存して、経路最適化機能は、経路が強制的に直接コアネットワーク１（１１０Ａ）から接続ネットワーク２（１２０Ｂ）までになったとしてもよい。

上述したように、選択された実施形態に応じて、ＣＰＯ及びＡＰＯ機能は、それぞれ、
その時のサービス提供コアネットワーク１１０又は接続ネットワーク１２０に移転又は転送してもしなくてもよい。幾つかの方法が、本発明の分散型経路最適化機能の調整に利用可能である。１つの手法は、アンカーコアネットワーク（例えば、図１のコアネットワーク１（１１０Ａ））及び始点接続ネットワーク（例えば、図１の接続ネットワーク１（１２０Ａ））が、それらそれぞれのＣＰＯ及びＡＰＯ機能を介して、他のコアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０の“従属”ＣＰＯ及びＡＰＯ機能との交渉に基づき、又は、それらによって提供される情報に単に基づき、“主”意思決定側として動作させることである。他の状況において、ＣＰＯ及びＡＰＯ機能のいずれか又は双方は、通信経路によって移転して、完全に又は部分的に現サービス提供コアネットワーク１１０及び／又は接続ネットワーク１２０の制御下又は支援下にあってよい。上述したように、ＣＰＯ及びＡＰＯ機能は、システム１００全体においてセグメント単位で実行され、最終的な経路選択は、例えば、始点ネットワーク要素（コアネットワーク１１０又は接続ネットワーク１２０）で実行され、また、最終的な経路選択は、通信経路で移転してもしなくてもよい。他の実施形態において、ＡＰＯ機能は、通信セッションが（例えば、接続ネットワーク相互接続１４０を介して）ソフトハンドオフを用いてネットワーク全体に移転される場合等、幾つかの場合の移動度に対して選択経路を決定してよく、一方、ＣＰＯ機能は、コアネットワーク１１０及びコア相互接続１３０が影響を受ける場合、選択経路を決定してよい。更に他の実施形態において、ＡＰＯ機能だけが、ＣＰＯがその変動を生じることなく、経路最適化機能の移転を決定してよい。

通信経路３（１６５）は、接続ネットワーク２（１２０Ｂ）及び接続ネットワーク３（１２０Ｃ）が共有する接続ネットワーク相互接続機器１４０を介して、接続ネットワーク３（１２０Ｃ）に移転されたハンドオフを示し、接続ネットワーク１（１２０Ａ）及び接続ネットワーク２（１２０Ｂ）双方を介したリンクがその経路中で維持されている。複雑でない経路が、コアネットワーク２（１１０Ｂ）を介して明らかに利用可能であるが、例として、仮定し得ることは、コアネットワーク２（１１０Ｂ）が異なるサービスプロバイダによって運用されること、並びに、コアネットワーク１（１１０Ａ）によってそのＣＰＯ機能を実行する際に用いられる変量が、サービスを直接提供し他のサービスプロバイダを介して呼のルート設定をしようとしないことによるコスト最小化を含むことである。又は、他の例として、充分な帯域幅が、特定の通信セッションの必要条件に対してコアネットワーク２（１１０Ｂ）を介して利用不可能であり、接続ネットワークＩ／Ｃ１４０を介した経路設定が必要な場合もある。また、無数の選択可能な経路、例えば、コアネットワーク１（１１０Ａ）からコアネットワーク相互接続１３０を介してコアネットワーク２（１１０Ｂ）への経路が、明らかに利用可能であり、特定の経路の選択は、経路設定変量及びそれらを組み合わせてコアネットワーク１（１１０Ａ）と接続ネットワーク１２０とにおけるＣＰＯ及びＡＰＯ処理の目標行列のＲＰＦを如何に形成するかに基づき、また選択した調停手順に基づき、並びに、通信セッションに対して、それがこのポイントに移転された際発生し得る状況及びイベントに依存する。選択した実施形態に応じて、ＡＰＯ機能、即ち（経路最適化が分割される場合）ＡＰＯ機能の最終的な経路選択部分は、接続ネットワーク２（１２０Ｂ）から接続ネットワーク３（１２０Ｃ）へ、又は（接続ネットワーク２（１２０Ｂ）に以前転送されていない場合）接続ネットワーク１（１２０Ａ）から接続ネットワーク３（１２０Ｃ）に転送又は移転してもしなくてもよいことも留意されたい。結果として、通信経路３が示すことは、本発明を用いて選択される最適経路が、リンクが最少の最も直接的な経路であったりなかったりし、また、コストが最小の経路であったりなかったりすることである。

通信経路４（１７０）は、他のハンドオフ（又は移転）を示すが、このハンドオフは、接続ネットワーク相互接続１４０を利用するよりもむしろ、コアネットワークＮ（１１０Ｎ）及びコアＩ／Ｃ１３０を介して、接続ネットワークＮ（１２０Ｎ）からアンカーコアネットワーク１（１１０Ａ）を通って通信セッションをバック“ホール”する。また、選
択した実施形態に応じて、ＡＰＯ機能、即ち（経路最適化が分割される場合）ＡＰＯ機能の最終的な経路選択部分は、接続ネットワークＮ（１２０Ｎ）に転送又は移転してもしなくてもよく、ＣＰＯ機能は、コアネットワークＮ（１１０Ｎ）に転送してもしなくてもよい。

図２は、本発明に基づく、分割及び分散型経路最適化用の装置実施形態を示すブロック図である。このような装置２００は、任意のコアネットワーク１１０内に含まれ、例えば、ＭＳＣ、ルータ、ＧＧＳＮ、又はＳＧＳＮであり、及び／又は接続ネットワーク（接続ネットワーク）１２０内に含まれ、例えば、ＢＴＳ、ＢＳＣ、又はＷＬＡＮ接続ポイント等である。（多数の他の変形例及び同等の実施形態は、容易に明らかであり、また本発明の範囲内にある。）
図２において、装置２００は、プロセッサ２１０、ネットワークインターフェイス２１５、及びメモリ２２０を含む。ネットワークインターフェイス２１５は、通信セッションの送受信（交換対象のパケット又は回路）に、通信セッションの経路設定に、またハンドオフ要求、経路設定選択肢、及び経路設定決定等、後述する様々なメッセージの送受信に、利用される。一般的に、ネットワークインターフェイス２１５は、ＩＰもしくはＴＣＰ／ＩＰ等のあらゆる適用可能なプロトコル、又は、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、信号送信システム７（ＳＳ７）、ＩＳ６３４Ａ１、ＩＳ６３４Ａ７、Ｉｕ、もしくはＩｕｒの信号送信プロトコル等のあらゆる適用可能な変調もしくは信号送信形態に基づき、無線、有線、同軸ケーブル、光ファイバー等、当分野において公知の又は公知となり得るような任意の種類の任意の通信媒体との間の通信及び／又は信号送信インターフェイスを提供する。装置２００は、ＢＴＳ内に含まれる場合、一般的に、無線インターフェイス２２５も含み、電磁スペクトルの任意の指定帯域上で、ＣＤＭＡもしくはＧＳＭ電話又は他のハンドヘルド装置等の移動体との通信セッションの無線送受信、及び信号送信を行う。

メモリ２２０は、任意の種類のメモリ装置、メモリ集積回路（ＩＣ）、または、（プロセッサＩＣ内の常駐メモリ等）集積回路のメモリ部分であってよく、例えば、ＲＡＭ、ＦＬＡＳＨ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＭＲＡＭ、ＦｅＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭもしくはＥ^２ＰＲＯＭ、あるいは、いずれか他の種類のメモリ又はデータ記憶装置もしくは回路等であってよく、選択した実施形態に応じて、磁気ハードディスクもしくは光記憶装置、又はいずれか他の種類のデータ記憶装置等であってよい。更に詳細に後述するように、メモリ２２０は、目標行列、経路設定選択因子、経路設定変量、調停結果、現在の経路設定、他の経路設定情報、及びプログラム命令に関係する情報を記憶するために用いられる。

更に図２において、装置２００は、更に、用語プロセッサを本明細書で用いるように、プロセッサ２１０を含み、このため、本実施例は、単一の集積回路（ＩＣ）を含んだり、複数の集積回路、又は共に接続、配列、もしくはグループ化された他の構成要素、例えば、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、カスタムＩＣ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、現場でプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、適応型コンピューティングＩＣ、付随メモリ（ＲＡＭ及びＲＯＭ等）、並びに他のＩＣ及び構成要素等、を含んだりしてよい。結果として、本明細書に用いるように、用語プロセッサは、単一のＩＣ、又は、カスタムＩＣ、ＡＳＩＣ、プロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、ＦＰＧＡ、適応型コンピューティングＩＣ、又は、マイクロプロセッサメモリもしくは付加的ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＭＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭもしくはＥ^２ＰＲＯＭ等の付随メモリを備えた後述の機能を実行する他の何らかのグループ化した集積回路を、等価的に意味し含むと理解されたい。プロセッサ２１０は、その付随メモリを備え、上述し更に後述するように、本発明の方法を実行するように（プログラミング、ＦＰＧＡ相互接続、又は配線接続によって）構成し得る。例えば、本方法は、一組のプログラム命令（又は、同等の構成もしくは他のプログラム）として、その付随メモリ（及び／又はメモリ２２０）及び他の同等の構成要素を備えたプロセッサにプログラム化して記憶さ
れ、プロセッサが動作状態（即ち、電源が入り且つ機能している）時、後で実行される。等価的に、装置２００をＦＰＧＡ、カスタムＩＣ及び／又はＡＳＩＣとして全体的に又は部分的に実装する場合、それらのＦＰＧＡ、カスタムＩＣ及び／又はＡＳＩＣも、本発明の方法を実現するように設計、構成、及び／又は配線接続し得る。例えば、装置２００は、本発明の方法を実現するようにそれぞれプログラム化、設計、又は構成される“プロセッサ”と一括して称するマイクロプロセッサ、ＤＳＰ、及び／又はＡＳＩＣの装置として実現し得る。

図３は、本発明に基づく、分割及び分散型経路最適化用の例示の方法実施形態を示すフロー図である。上述したように、本発明は、様々な方法で実現し得る。例えば、限定するものではないが、異なる種類の経路設定変量を用い、経路設定変量に異なる重み付けを行い、ＡＰＯ及びＣＰＯ機能を転送し又は転送せず、組み合わせて全体的な最適経路になる経路セグメントを用いた経路最適化を行い、様々な状況下でコアネットワーク１１０又は接続ネットワーク１２０に拒否権を提供する等により実現し得る。結果として、図３のフロー図は、本発明の多くの潜在的方法における実施例の１つの単なる一例と見なすべきである。

図３の例の場合、５つの経路設定変量が、各潜在的経路（又はルート）に利用される。即ち、資源利用可能性、帯域幅、サービス品質、ルート複雑度、及びコストであり、また、これらの変量の中で、資源利用可能性は、他のもの全てより重要である。結果として、目標行列の所定の潜在的経路が現在利用不可能ならば、ＲＰＦを含む他の全因子が、更に評価することなく、ゼロの値に設定され、このため、該所定経路は最適なものとして自律的に選択されない。

図３において、本方法は、ある種類の経路設定が、呼確立、ハンドオフ、又はパケットデータセッション等のために必要な時、開始ステップ３００で始まる。次に、本方法の部分が、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０双方によって独立に実行され、ステップ３０５で始まりステップ４００を介して進み、後述するように、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０は、それらそれぞれの目標行列の全ＲＰＦを決定し、それらそれぞれの最適な経路を選択する。また、上述したように、これらのステップは、経路セグメント（入口及び出口ポイント）の最適化及び選択について、多くのコアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０によって実行し得る。経路分割手法において、ステップ４００の一部として、１つのネットワーク・エンティティもまた、選択した最適なセグメントを組み合わせて、可能であれば、完全な最適経路を形成する。ステップ４００の後、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０双方が同じ完全な経路を選択したため、又は、完全な最適経路が（複数のネットワーク要素によって選択された）最適経路セグメントの接続又はリンクとして形成されたため、あるいは、調停もしくは交渉決定がなされたため、のいずれかの理由により、経路設定用の最適経路が選択される。上述したように、これらのステップ（４０５、４１０、及び４１５）は、一般的に、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０双方によっては実行されないが、コアネットワーク１１０内のみ、又は接続ネットワーク１２０内のみ、又は始点ネットワーク要素内等、システム１００における単一ポイントで実行される。

本方法の開始後、通信セッション用の潜在的目標（即ち、目標接続ポイント）、例えば、目標送受信機基地局又は接続ネットワーク１２０の目標無線ＬＡＮ接続ポイント等が、ステップ３０５で決定され、また、目標への潜在的経路が、ステップ３１０で決定され、目標行列を形成する。これらの経路は、エンドツーエンド通信セッション用の全ての経路であったり、あるいは、組み合わせた時、エンドツーエンド通信セッションを形成する経路セグメントであったりする。次に、目標行列の所定の潜在的経路が、ステップ３１５で選択され、後続ステップでそのＲＰＦを決定する。上述したように、次に、資源利用可能
性が、選択した潜在的経路に対してステップ３２０で決定される。選択した予想経路に必要な資源が、ステップ３２０で利用不可能な時又は場合、本方法は、ステップ３２５に進み、そして、ＲＰＦを含む他の全変量を空集合（即ち、ゼロ）に設定することによって、考慮対象からその選択した予想経路を効果的に排除する。ステップ３２５の後、本方法は、ステップ３９５に進み、本方法の追加の繰り返しが、目標行列の他の潜在的経路に必要かどうか決定する。

選択した潜在的経路に必要な資源が、ステップ３２０において利用可能である時又は場合、本方法は、ステップ３３０に進み、そして、選択した潜在的経路の資源が、経路がテレビ会議（対音声会議）又は高速データ転送をサポートするかどうか等、通信セッション必要条件に充分な帯域幅を提供するかどうか決定する。充分な帯域幅が、ステップ３３０で利用不可能な時又は場合、本方法は、ステップ３３５、３４０、及び３４５に進む。

ステップ３３５において、本方法は、その潜在的経路を予想ルートとして選択して保持し、そして、ステップ３４０でルートの関連コストを計算する。次に、本方法は、ルート複雑度、そのコスト、利用不可能な帯域幅、及び該当サービス品質（ユーザ（移動体）が、例えば、テレビ会議の映像部の除去や音声部のみの送信等、帯域幅の減少を許容する場合、この経路が実際に利用可能であるため、再交渉ＱｏＳと称する）に基づき、ステップ３４５で、該当ＲＰＦを決定する。ステップ３４５の後、本方法は、ステップ３９５にも進み、可能な追加の繰り返しを行う。

充分な帯域幅がステップ３３０で利用可能な時又は場合、本方法は、ステップ３５０に進み、そして、選択した潜在的経路の資源が、ネットワーク機器を介した異なる区間（又はホップ）からの導入遅延又は動作速度及び潜在的な技術相互変換を考慮する等、通信セッション必要条件に対してエンドツーエンド経路に充分なサービス品質を提供するかどうか判断する。充分なサービス品質がステップ３５０で利用不可能である時及び場合、本方法は、ステップ３５５、３６０、３６５、３７０、及び３７５に進む。

ステップ３５５において、本方法は、通信セッションに対するサービス効果を決定し、そして、ステップ３６０において、ＱｏＳ経路設定変量をその決定したサービス効果に設定する。次に、ステップ３６５において、本方法は、予想ルートとして、潜在的経路を選択して保持し、そして、ステップ３７０において、そのルートの関連コストを計算する。次に、本方法は、ステップ３７５において、ルート複雑度、そのコスト、利用可能な帯域幅、及び（決定したサービス効果に設定された）該当サービス品質に基づき、該当ＲＰＦを決定する。ステップ３７５の後、本方法は、ステップ３９５にも進み、可能な追加の繰り返しを行う。

充分なサービス品質が、ステップ３５０で利用可能である時又は場合、本方法は、ステップ３８０、３８５、及び３９０に進む。ステップ３８０において、本方法は、予想ルートとして、潜在的経路を選択して保持し、そして、ステップ３８５において、そのルートの関連コストを計算する。次に、本方法は、ルート複雑度、そのコスト、利用可能な帯域幅、及び（充分な）サービス品質に基づき、ステップ３９０で、該当ＲＰＦを決定する。ステップ３９０の後、本方法は、ステップ３９０５にも進み、可能な追加の繰り返しを行う。

ステップ３２５、３４５、３７５、又は３９０の後、本方法は、ステップ３９５に進み、そして、該当ルート選択因子の決定を要求する目標行列内に追加の潜在的経路があるかどうか判断する。追加の経路がある場合、本方法は、ステップ３１５に戻り、そして、考慮対象の次の潜在的経路を選択し、そして、その選択した次の経路に対して、上述した方法を繰り返す。ステップ３９５でのＲＰＦ決定に対して追加の経路がない場合、本方法は
、ステップ４００に進み、そして、最適経路又は最適経路セグメントとして、最良の（又は最高の）ＲＰＦを有する目標行列の潜在的経路を選択する。分割型手法では、ネットワーク・エンティティの内の１つは、ステップ４００の追加の要素も実行し、そして、複数の選択した最適経路セグメントを共にリンクし、可能ならば、完全な又は全体的な最適経路を形成する。また、上述したように、この最適経路の選択は、第１ネットワーク部及び第２ネットワーク部としてのコアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０双方によって独立に実行され、また、経路最適化に関係する他のあらゆるネットワーク要素によって独立に実行され、それらの観点は、それらそれぞれの目標行列のＲＰＦ決定に用いられる経路設定変量の様々な設定値によって、また経路分割に対して、選択した入口及び出口ポイントによっても明らかにされている。コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０双方によるこれらのステップの独立した実行の結果として、それぞれ第１予想最適経路及び第２予想最適経路が決定され、この場合、これらの経路は、完全なエンドツーエンド経路か、又はコアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０のそれぞれの領域内の経路セグメントかのいずれかであってよい。この後者の分割型手法では、可能ならば、全体的な完全な最適経路は、第１と第２予想最適経路（又は、より最適な経路セグメント）の組合せとして形成される。本方法のこの段階において、一般的に、本方法は、もはやコアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０双方によって実行されず、システム１００のコアネットワーク１１０、接続ネットワーク１２０、又は始点ネットワーク・エンティティ等によって、システム１００内の１つのポイントで実行し得る。

より一般的には、最適経路の選択、又は経路セグメントを組み合わせることによる最適経路の形成は、利用される本選択方法が、経路最適化機能全体で一貫している場合、また、各エンティティに提供される情報が、ほぼ同じである（例えば、各々、システム１００の各関連部分に対する経路セグメントの評価及び選択に対して同じ目標行列情報やＲＰＦ等を受信する）場合、単一のポイントでよりもむしろ、経路最適化機能を有する関連ネットワーク・エンティティ（コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０）のいずれかによって独立に実行し得る。

（コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０双方による）ステップ４００の実行の後、本方法は、ステップ４０５に進み、そして、（１）コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０が、最適なものとして同じ予想経路を双方共選択したかどうか、即ち、第１予想最適経路が、第２予想最適経路と同じ経路であるかどうか、又は（２）本分割型手法が実装されている場合、１つの全体的な最適経路が、選択した最適経路セグメントから形成されているかどうか、のいずれかを判断する。例えば、図１に関して上述したように、経路３（１６５）の場合、任意の数の異なる方法があり、この方法では、通信セッションは、コアネットワーク１１０Ａと接続ネットワーク３（１２０Ｃ）との間で、例えば、（経路３として示した）接続ネットワークＩ／Ｃ１４０を介して又はコアネットワーク２（１１０Ｂ）を介してルート設定が可能であり、また、該当ＣＰＯ１８０及びＡＰＯ１９０機能は、最適なものとして同じ経路、例えば、経路３等を選択し、あるいは、最適なものとして異なる経路、例えば、経路３及びコアネットワーク２（１１０Ｂ）を通る経路設定を介した経路等、を選択し得る。コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０双方が、第１ネットワーク部及び第２ネットワーク部として、最適なものとして同じ予想経路を選択しなかった場合、又は、１つの全体的な完全な最適経路が、ステップ４０５において、選択した最適経路セグメントから形成されなかった場合、本方法は、ステップ４１０に進み、そして、交渉又は調停手順を実行し、最適経路を決定して実際の経路設定を行う。上述したように、調停は、経路の内の１つ（図４に示すように、第１予想最適経路又は第２予想最適経路のいずれか）の選択に基づき、又は、他の経路セグメントを選択して組合せ全体的な完全な最適経路にすることによって行い得る。他の非分割型実施形態において、例えば、調停は、以前選択した２つの経路の内の１つだけがルート設定されたとすれば、第３の予想最適経路を選択する交渉に基づく場合があり、また、コア
ネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０双方による第２の共同選択肢は、前述したように、実際の経路設定に対してより良い場合がある。分割型実施形態では、所定の領域に対しては最適ではないが、他の選択した経路セグメントと組み合わせた時、全体的な完全な最適経路を提供する他の経路セグメントを考慮してもよい。ステップ４１０の最適経路を選択する調停の後、又は、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０双方が、第１ネットワーク部及び第２ネットワーク部として、最適なものとして同じ予想経路を選択したか、又は、ステップ４０５において、選択した最適経路セグメントから１つの全体的な最適経路を形成した場合、本方法は、ステップ４１５に進み、そして、この選択した完全な最適経路の実際の経路設定に対応する。ステップ４１５の後、本方法は、終了し、ステップ４２０に戻る。

図４は、本発明に基づく、分割及び分散型経路最適化用の方法実施形態の例示調停部を示すフロー図である。上述したように、任意の数の異なる調停手順が存在し得るが、図４の処理、即ち、最良の（又は最高の）ＲＰＦを有する経路の選択は、調停、交渉、又は本発明の決定方法の多くの潜在的実施例における１つの比較的単純明快な単なる例であると見なすべきである。他の種類の調停には、例えば、接続ネットワーク１２０に局所的決定を行わせて、コアネットワーク１１０周辺を最適化すること、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０が各々経路設定決定に対する制御を有するように対応すること（経路設定がそれらの制御内において追加の相互接続のみを伴う場合）、また、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０との間で交渉して、以前選択した第１予想最適経路又は第２予想最適経路よりもむしろ、経路設定のために第３の他の経路を選択すること、が含まれる。

同様に、最適なＲＰＦを有する各経路セグメントを選択して、経路セグメントを組み合わせて完全な経路を形成しようとする場合、単一の経路を形成するセグメントの無数の順列及び組合せが可能である。結果として、このシナリオの場合、決定、調停、又は交渉処理を繰り返し行い、各経路セグメントの目標行列を検討し、そして、全体的な完全な経路を形成し得るまで、比較的最適な又は良いＲＰＦを有する適切な経路セグメントを繰り返し又は連続的に選択し得る。

図４において、本調停方法は、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０が、最適なものとして同じ経路を選択していない場合、又は、完全な最適経路が、最適経路セグメントから形成されていない場合、ステップ５００で始まる。例えば、本調停方法は、ステップ４１０（又はその同等部）によって呼び出し得る。またこの時、本発明の本方法を実現する典型的なプログラムでは、“設定ルート”等の変量は、調停手順によって最適なルートが選択され実際に経路設定されるまで、消去されるか又は空に設定される。第１予想最適経路及び第２予想最適経路等、目標行列の最も好適な経路又は経路セグメントから始まり、本方法は、次に、それらの該当ＲＰＦを比較する。本実施形態では、より大きいＲＰＦは、より良いＲＰＦに対応する。ステップ５０５において、本方法は、ＡＰＯによって選択された最適経路のＲＰＦが、ＣＰＯによって選択された最適経路のＲＰＦよりも大きい(良い)かどうか決定し、そうである場合、ステップ５１０に進み、そして、ＡＰＯ経路選択肢を最適経路として選択して経路設定する。ＡＰＯによって選択された最適経路のＲＰＦが、ＣＰＯによって選択された最適経路のＲＰＦよりも大きくない（良くない）場合、本方法は、ステップ５１５に進み、そして、ＡＰＯによって選択された最適経路のＲＰＦが、ＣＰＯによって選択された最適経路のＲＰＦよりも小さい（悪い）かどうか決定する。ステップ５１５において、ＡＰＯによって選択された最適経路のＲＰＦが、ＣＰＯによって選択された最適経路のＲＰＦよりも小さい（悪い）場合、本方法は、ステップ５２０に進み、最適経路としてＣＰＯ経路選択肢を選択して経路設定する。ステップ５１５において、ＡＰＯによって選択された最適経路のＲＰＦが、ＣＰＯによって選択された最適経路のＲＰＦよりも小さくない（悪くない）場合、即ち、ＲＰＦが同じである場
合、本方法は、ステップ５２５に進み、そして、ＣＰＯ経路選択肢等の既定経路選択肢、又はいずれか他の所望のシステム偏りを選択する。ステップ５１０、５２０、又は５２５の後、調停手順は終了し、“設定ルート”変量を経路選択肢に設定し後続の経路設定を行い（例えば、ステップ４１５に戻る）、ステップ５３０に戻る。

別個に示していないが、他の重要な調停方法には、以前選択した第１予想最適経路又は第２予想最適経路よりもむしろ、第３の他の経路を選択して経路設定するためのコアネットワーク１１０と接続ネットワーク１２０との間の交渉を含む。例えば、第１予想最適経路が、コアネットワーク１１０の場合、ＲＰＦ＝ａであり、接続ネットワーク１２０の場合、ＲＰＦ＝ｃであり（ａ≫ｃ）、また、第２予想最適経路が、接続ネットワーク１２０の場合、ＲＰＦ＝ａ’であり、コアネットワーク１１０の場合、ＲＰＦ＝ｃ’である（ａ’≫ｃ’）と仮定する。（一連の比較ステップを用いて実現し得る）交渉戦略を用いて、また、それらそれぞれの目標行列から他の経路を選択して、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０は、コアネットワーク１１０の場合、ＲＰＦ＝ｂ、接続ネットワーク１２０の場合、ＲＰＦ＝ｂ’（ａ＞ｂ＞ｃ及びａ’＞ｂ’＞ｃ’）である経路設定用の他の第３予想経路を選択でき、こうして、第３予想経路の選択は、第１予想最適経路又は第２予想最適経路のいずれかの選択と比較して、コアネットワーク１１０及び接続ネットワーク１２０双方に対してより最適である（例えば、（ｂ＋ｂ’）＞（ａ＋ｃ）及び（ｂ＋ｂ’）＞（ａ’＋ｃ’））。また本方法は、経路セグメントの選択レベルで適用して、完全な最適経路を形成し得る。上述したように、経路設定用の予想経路の選択における潜在的競合を解決する他の数多くの本法も、本発明の範囲内にある。

要約すると、本発明は、コアネットワークレベル及び接続ネットワーク（接続ネットワーク）レベル双方で、分散及び分割型ネットワーク経路最適化を行い、現状況及び潜在的に変化する状況及び通信セッション必要条件双方の下で、ネットワーク資源の最も効率的な使用方法を提供する。サービス品質、必要な帯域幅、資源使用量及び利用可能性、運用者選択肢、及びルート複雑度等、因子又は変量を用いて、ネットワーク経路決定は、必要な場合、競合解決と共に、コアネットワーク及び接続ネットワークによって行われる。本発明によって、接続ネットワーク及びコアネットワークは、それらそれぞれの資源間で、コスト効率が最大で最高品質の経路を共同して選択可能であり、更に、接続ネットワークは、自律的に局所的最適化を行い、またコアネットワーク周辺を独立に最適化可能である。

上記内容から、本発明の新規概念の精神及び範囲から逸脱することなく、数多くの変形及び修正を行い得ることが分かる。本明細書に示した具体的な方法及び装置については、限定を意図したり推断したりすべきでないことを理解されたい。勿論、添付の請求項は、請求項の範囲内にあるこのような修正の全てを網羅するものである。

本発明に基づく分割及び分散型経路最適化用のシステム実施形態における様々な経路を示すブロック図。 本発明に基づく分割及び分散型経路最適化用の装置実施形態を示すブロック図。 本発明に基づく分割及び分散型経路最適化用の例示の方法実施形態を示すフロー図。 本発明に基づく分割及び分散型経路最適化用の例示の方法実施形態を示すフロー図。 本発明に基づく分割及び分散型経路最適化用の方法実施形態の例示調停部を示すフロー図。

Claims (20)

1. 複数の接続ネットワークに接続された複数のコアネットワークを含むネットワークにおいて通信セッションの経路設定のための経路最適化の方法であって、
   （ａ）複数の目標接続ポイントへの複数の予想経路を決定して、前記複数のコアネットワークの１つのコアネットワーク用の第１目標行列を形成し、また、前記複数の接続ネットワークの１つの接続ネットワーク用の第２目標行列を形成する段階と、
   （ｂ）第１目標行列の各予想経路用の該当ルート選択因子を決定し、また、第２目標行列の各予想経路用の該当ルート選択因子を決定する段階と、
   （ｃ）前記コアネットワーク用の第１目標行列から、最適ルート選択因子を有する前記複数の予想経路の内の第１予想経路を選択し、また、前記接続ネットワーク用の第２目標行列から、最適ルート選択因子を有する前記複数の予想経路の内の第２予想経路を選択する段階と、
   （ｄ）第１予想経路及び第２予想経路に基づき、完全な経路を決定して、前記通信セッションの経路設定を行う段階と、
   からなる方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、段階（ｂ）は、更に、
   （ｂ１）第１目標行列の各予想経路に対して、前記コアネットワークが、複数の経路設定変量に基づき、該当ルート選択因子を決定する段階と、
   （ｂ２）第２目標行列の各予想経路に対して、前記接続ネットワークが、前記複数の経路設定変量に基づき、ルート選択因子を決定する段階と、
   からなる方法。
3. 請求項２に記載の方法であって、
   前記複数の経路設定変量は、変量のグループから選択される少なくとも２つの変量を含み、前記変量のグループには、サービスの品質、前記通信セッションの帯域幅、ルートの複雑度、相互接続コスト、経路設定コスト、資源使用量、資源利用可能性、セキュリティ、データ量、ユーザの選択、及びトラフィックの偏りに対する運用者選択が含まれる方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、前記複数の予想経路の各予想経路は、完全な経路であり、段階（ｄ）は、更に、
   第１予想経路及び第２予想経路が同じ経路でない場合、前記通信セッションの経路設定用の前記完全な経路を、
   （ｄ１）第２予想経路の前記ルート選択因子が、第１予想経路の前記ルート選択因子より最適である場合、前記通信セッションの経路設定用の前記完全な経路として第２予想経路を選択することによって、
   （ｄ２）第２予想経路の前記ルート選択因子が、第１予想経路の前記ルート選択因子より最適でない場合、前記通信セッションの経路設定用の前記完全な経路として第１予想経路を選択することによって、
   （ｄ３）第２予想経路の前記ルート選択因子が、第１予想経路の前記ルート選択因子と同等に最適である場合、既定の選択を行い、前記通信セッションの経路設定用の前記完全な経路を決定することによって、
   決定する段階が含まれる方法。
5. 請求項１に記載の方法であって、段階（ｄ）は、更に、
   前記通信セッションの経路設定用の前記完全な経路として、第３予想経路を交渉する段階を含む方法。
6. 請求項１に記載の方法であって、段階（ｄ）は、更に、
   第２予想経路が追加のコアネットワーク相互接続を伴わない場合、前記通信セッションの経路設定用の前記完全な経路として、第２予想経路を選択する段階が含まれる方法。
7. 請求項１に記載の方法であって、
   前記経路最適化は、前記複数の目標接続ポイントの第１接続ポイントから第２接続ポイントへの前記通信セッションのハンドオフの経路設定用である方法。
8. 請求項７に記載の方法であって、
   段階（ａ）、段階（ｂ）及び段階（ｃ）における接続ネットワーク部分の後続の実行に対する制御は、第１接続ポイントを制御する第１接続ネットワークから第２接続ポイントを制御する第２接続ネットワークへ転送され、第１接続ネットワーク及び第２接続ネットワークは、前記複数の接続ネットワークからのものである方法。
9. 請求項７に記載の方法であって、
   段階（ａ）、段階（ｂ）及び段階（ｃ）におけるコアネットワーク部分の後続の実行に対する制御は、前記複数のコアネットワークの第１コアネットワークから、前記複数のコアネットワークの第２コアネットワークへ転送される方法。
10. 請求項１に記載の方法であって、経路設定のための前記経路最適化は、前記コアネットワークから前記複数の目標接続ポイントの第１接続ポイントへの前記通信セッションの確立用である方法。
11. 複数の接続ネットワークに接続された複数のコアネットワークを含む無線ネットワークにおいて通信セッションの経路設定のための経路最適化用装置であって、
    ネットワークインターフェイスと、
    複数の予想経路及び複数の該当ルート選択因子を有する目標行列を記憶するためのメモリと、
    前記ネットワークインターフェイス及び前記メモリに接続されたプロセッサであって、稼動状態時、複数の目標接続ポイントへの前記複数の予想経路を決定して前記目標行列を形成するための命令と、前記目標行列の各予想経路用の前記該当ルート選択因子を決定するための命令と、前記目標行列から最適ルート選択因子を有する第１予想経路を選択するための命令と、を有する前記プロセッサと、
    が含まれる装置。
12. 請求項１１に記載の装置であって、
    前記プロセッサは、更に、前記ネットワークインターフェイスを介して、該当ルート選択因子を有する第２予想経路を示すメッセージの受信時、第１予想経路及び第２予想経路に基づき、完全な経路を決定し、前記通信セッションの経路設定を行うように動作する装置。
13. 請求項１２に記載の装置であって、
    前記プロセッサは、更に、第１予想経路及び第２予想経路の組合せとして、前記完全な経路を形成するように動作する装置。
14. 請求項１１に記載の装置であって、
    前記プロセッサは、更に、第１目標行列の各予想経路に対して、複数の経路設定変量に基づき、該当ルート選択因子を決定するように動作する装置。
15. 請求項１４に記載の装置であって、
    前記複数の経路設定変量は、次の変量、即ち、サービスの品質、前記通信セッションの帯域幅、ルートの複雑度、相互接続コスト、経路設定コスト、資源使用量、資源利用可能性、セキュリティ、データ量、ユーザの選択、及びトラフィックの偏りに対する運用者選択、の内少なくとも２つの変量を含む装置。
16. 請求項１５に記載の装置であって、
    前記プロセッサは、更に、前記サービスの品質変量を、帯域幅、導入遅延及び技術相互変換の関数として決定するように動作する装置。
17. 請求項１５に記載の装置であって、
    前記プロセッサは、更に、前記相互接続コスト変量を、前記潜在的経路の経路区間とシステム運用者の潜在的コストとの合計の関数として決定するように動作する装置。
18. 請求項１５に記載の装置であって、
    前記プロセッサは、更に、前記ルートの複雑度変量を、前記潜在的経路の距離、前記通信セッションのハンドオフの潜在的不安定性、前記潜在的経路の経路区間数、前記潜在的経路に付随するネットワーク要素数、及び前記潜在的経路全体に渡る領域数の関数として決定するように動作する装置。
19. 請求項１４に記載の装置であって、
    前記プロセッサは、更に、現ネットワーク条件に対応する数値を前記複数の経路設定変量に割り当てるように動作する装置。
20. 請求項１９に記載の装置であって、
    前記プロセッサは、更に、前記ルート選択因子を、前記複数の経路設定変量の該当数値の加重和として決定するように動作する装置。
    

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