JP5901784B2 - Ｍｍｅおよびｍｍｅプールの負荷分散システムおよび方法 - Google Patents

Description

本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、２０１１年１０月１９日に出願した係属中の米国仮出願第６１／５４９，１６６号「ＭＭＥおよびＭＭＥプールの負荷分散システムおよび方法」の利点を主張するものである。

本発明は、一般に通信ネットワークに関し、より詳細には、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）の負荷分散に関するが、これに限定されない。

モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）ネットワークの主要な制御ノードである。ＭＭＥは、アイドルモードＵＥ（ユーザ装置）の追跡、および再送信を含むモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）プロシージャの呼び出しを行う役割を果たす。ＭＭＥは、ベアラアクティブ化／ディアクティブ化に関与し、初期アタッチ時およびコアネットワーク（ＣＮ）ノード再配置を伴うＬＴＥ内ハンドオーバ時にＵＥのＳＧＷを選択する。ＭＭＥは、（ＨＳＳとの対話による）ユーザの認証、ＵＥに対する仮識別子の作成および割り当て、ＵＥ認証の確認によるサービスプロバイダの公衆陸上移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）へのキャンプオン、ＵＥローミング規制の強化等の役割を果たす。

また、ＭＭＥは、ネットワークにおける終端点であり、非アクセス層（ＮＡＳ）信号伝達のための暗号化／完全性保護およびセキュリティキー管理の補助を行う。ＭＭＥは、信号伝達の合法的な遮断もサポートする。ＭＭＥはまた、ＳＧＳＮからＭＭＥで終端するＳ３インターフェイスを用いた、ＬＴＥと２Ｇ／３Ｇアクセスネットワークとの間の移動性のための制御プレーン機能を提供する。さらに、ＭＭＥは、ＵＥローミングのために、ホームＨＳＳに対してＳ６ａインターフェイスを終端させる。

あるＭＭＥから別のＭＭＥへｅＮｏｄｅＢを移行させる処理は、手動で行われている。例えば、あるＭＭＥが１２，０００個のｅＮｏｄｅＢを扱っており、その半分を別のＭＭＥに移行させたい場合、それぞれのｅＮｏｄｅＢを手動で初期状態に戻して、別のＭＭＥとのセッションを確立しなければならない。この作業には時間がかかり、エラーが発生しやすい。この処理の高速化を容易にするツールが存在するとしても、まだかなりの手動による設定が必要である。

従来技術の種々の問題に対して、ＭＭＥおよびＭＭＥプールのポリシー駆動型負荷分散のためのシステム、方法、および装置が、ＭＭＥおよび／またはＭＭＥ処理要素またはモジュール間でｅＮｏｄｅＢサービス責任を移行することによって対処する。

各種の実施形態では、特定のＭＭＥが過負荷状態にあるという指示に応答する。各種の実施形態は、移行元ＭＭＥでのｅＮｏｄｅＢ負荷の指標をモニタリングし、その負荷の指標がポリシー定義のしきい値を越えたことに応答して、１つまたは複数のｅＮｏｄｅＢに対する責任を対象ＭＭＥに移行させるよう設計されている。その移行は、対象ＭＭＥに対して、対象ＭＭＥが移行されるｅＮｏｄｅＢへのリンクを形成するようになされたメッセージを送信し、移行されるｅＮｏｄｅＢと移行元ＭＭＥとの間の既存リンクを予備リンクに変更し、移行されるｅＮｏｄｅＢに関する状態情報を対象ＭＭＥに送信し、移行元ＭＭＥにおいて移行されるｅＮｏｄｅＢに関する新規サービスの受け入れを阻止することで実現できる。

本発明の教示は、以下に示す添付の図面と共に、下記の詳細な説明を斟酌することで容易に理解できるであろう。

一実施形態に係る管理システムを含む無線通信システムの例を示す図である。 図１の管理システムとしての使用に適した管理システムの例を示す図である。 一実施形態に係る方法のフロー図である。 複数のＭＭＥプールを図示する図である。 本書に記載の機能を実行する際の使用に適したコンピュータの上位ブロック図である。

理解しやすくするために、図面全体で共通する同一の構成要素は、可能な限り同一の参照符号を用いて示している。

本発明の実施形態は、主にロングタームエボリューション（ＬＴＥ）ネットワーク内のネットワーク管理システム（ＮＭＳ）およびモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）に関して説明する。当業者および本書に教示の知識を持つ者であれば、各種の実施形態が、その他のタイプの無線ネットワークに対応付けられたデータオブジェクトの管理にも適用可能であることが理解されるであろう。

図１は、一実施形態に係る管理システムを含む無線通信システムの例を示す。詳細には、図１は、複数のユーザ装置（ＵＥ）またはユーザ機器（ＵＤ）１０２と、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）ネットワーク１１０と、ＩＰネットワーク１３０と、管理システム（ＭＳ）１４０とを備える無線通信システム１００の例を示す。

ＬＴＥネットワーク１１０は、ＵＥ１０２とＩＰネットワーク１３０との間の通信をサポートする。ＭＳ１４０は、図４のＭＳ４００に関する記載、さらに本書の説明にあるような、ＬＴＥネットワーク１１０のための各種管理機能をサポートするよう構成されている。

ＵＥ１０２は、ＬＴＥネットワーク１１０などの無線ネットワークにアクセス可能な無線ユーザデバイスである。ＵＥ１０２は、ベアラセッションのサポートにおいて制御信号の伝達をサポートすることができる。ＵＥ１０２は、電話、ＰＤＡ、コンピュータ、またはその他の無線ユーザデバイスであってもよい。

ＬＴＥネットワークの構成および作用は、当業者には理解されているであろう。例示のＬＴＥネットワーク１１０は、複数のｅＮｏｄｅＢ１１１_１１−１１１_ＮＸ（ｅＮｏｄｅＢ１１１と総称）と、複数のサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）１１２_１１−１１２_Ｎ１（ＳＧＷ１１２と総称）と、少なくとも１つのパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ（ＰＧＷ）１１３と、複数のモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）１１４_１および１１４_Ｎ１（ＭＭＥ１１４と総称）と、少なくとも１つのポリシーおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）１１５とを含む。

ｅＮｏｄｅＢ１１１、ＳＧＷ１１２、ＰＧＷ１１３、ＭＭＥ１１４、ＰＣＲＦ１１５、および分かりやすくするために説明を省略した各種のＬＴＥネットワーク構成要素は、協働することで、ＩＰを用いたエンドツーエンドサービスの配信をサポートする発展型パケットコア（ＥＰＣ）ネットワークを提供する。

ｅＮｏｄｅＢ１１１は、各ＵＥ１０２のグループに対して無線アクセスインターフェイス機能を提供する。図１に示すように、各ｅＮｏｄｅＢ１１１は、それぞれ複数のＵＥ１０２をサポートする。ｅＮｏｄｅＢ１１１とＵＥ１０２との間の通信は、各ＵＥ１０２に対応付けられたＬＴＥ−Ｕｕインターフェイスを用いてサポートされる。

ＳＧＷ１１２は、各種の複数のｅＮｏｄｅＢ１１１のための通信をサポートする。図１に示すように、第１のＳＧＷ１１２（ＳＧＷ１１２_１１として図示）は、第１の複数のｅＮｏｄｅＢ１１１（ｅＮｏｄｅＢ１１１_１１−１１１_１ｘとして図示）の通信をサポートするように図示され、一方第ＮのＳＧＷ１１２（ＳＧＷ １１２_Ｎ１として図示）は、第Ｎの複数のｅＮｏｄｅＢ１１１（ｅＮｏｄｅＢ１１１_Ｎ１−１１１_Ｎｘとして図示）の通信をサポートするよう図示されている。ＳＧＷ１１２とそれらのｅＮｏｄｅＢ１１１との間の通信は、Ｓ１−ｕインターフェイスを用いてサポートされる。Ｓ１−ｕインターフェイスは、ハンドオーバ時に、ベアラ当たりのユーザプレーントンネリングおよびｅＮｏｄｅＢ間のパス切り替えをサポートする。当然のことながら、ＳＧＷ１１２がサポートするｅＮｏｄｅＢの数は、図示より多くても少なくてもよい。

ＰＧＷ１１３は、ＳＧＷ１１２の通信をサポートする。ＰＧＷ１１３とＳＧＷ１１２との間の通信は、それぞれＳ５／Ｓ８インターフェイスを用いてサポートされる。Ｓ５インターフェイスは、ＰＧＷ１１３とＳＧＷ１１２との間の通信に対するユーザプレーントンネリングおよびトンネル管理、ＵＥの移動によるＳＧＷの再配置等の機能を提供する。Ｓ８インターフェイスは、Ｓ５インターフェイスの公衆陸上移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）の変形であって、ビジターＰＬＭＮ（ＶＰＬＭＮ）のＳＧＷとホームＰＬＭＮ（ＨＰＬＭＮ）のＰＧＷとの間のユーザおよび制御プレーン接続性を提供するＰＬＭＮ間インターフェイスを与える。。ＰＧＷ１１３は、例示のように、ＳＧｉインターフェイスを介してＬＴＥネットワーク１１０とＩＰネットワーク１３０との間の通信を容易にする。

ＭＭＥ１１４は、ｅＮｏｄｅＢ１１１をサポートしており、ＵＥ１０２をサポートする際のモビリティ管理機能を提供する。特に、各ＭＭＥは、各ｅＮｏｄｅＢグループをサポートするように図示されている。例えば、ＭＭＥ１１４_１１はｅＮｏｄｅＢ１１１_１１−１１１_１Ｘをサポートし、ＭＭＥ１１４_２１（図示しない）はｅＮｏｄｅＢ１１１_２１−１１１_２Ｘをサポートし、そしてＭＭＥ１１４_Ｎ１はｅＮｏｄｅＢ１１１_Ｎ１−１１１_ＮＸをサポートする。ＭＭＥ１１４とｅＮｏｄｅＢ１１１との間の通信は、ＭＭＥ１１４とｅＮｏｄｅＢ１１１との間の通信のための制御プレーンプロトコルを提供する、それぞれのＳ１−ＭＭＥインターフェイスを用いてサポートされている。

特定のＭＭＥ１１４によってサポートされるｅＮｏｄｅＢ１１１は変更されることもある。各種の実施形態では、ＭＭＥによってサポートされるｅＮｏｄｅＢグループは時間と共に変化し、特定のｅＮｏｄｅＢグループ内のｅＮｏｄｅＢも時間と共に変化等する。一般的に、各ＭＭＥ１１４は、数個のｅＮｏｄｅＢ１１１、数人の加入者、数個のサービス等をサポートすることができる。

一般的に、各ＭＭＥ１１４は、図１に図示され、本書でより詳細に検討するように、有限個のｅＮｏｄｅＢと対応付けられている。さらに、本書に示す各種ＭＭＥ１１４は、１つまたは複数のＭＭＥグループとして構成することができる。時には、特定のＭＭＥまたはＭＭＥプールが過剰に使用される（例えば、展示会や大統領の訪問等のトラフィックが急増するイベントが発生する）と、ＭＭＥの使用バランスが崩れることがある。この場合、数個のｅＮｏｄｅＢを、過剰に使用されたＭＭＥから（同一のプールまたは異なるプール内の）１つまたは複数のあまり使用されていないＭＭＥに移行させて、ＭＭＥに対する負荷分散機能を実施する必要がある。

各種の実施形態では、本書に示すＭＭＥ１１４は、１つまたは複数のＭＭＥプールとして構成してもよく、その場合、各ＭＭＥプールは、以下に詳述するサポートされたｅＮｏｄｅＢに対する各種の負荷分散機能を実施するように動作する。詳細には、複数のＭＭＥを１つのＭＭＥプール内に設けてもよい。複数のＭＭＥプールを設けてもよい。各ＭＭＥは、有限個のｅＮｏｄｅＢを扱うことができ、典型的には特定の地理的地域内でｅＮｏｄｅＢを扱う。よって、各種の実施形態では、複数のＭＭＥプールが設けられ、各ＭＭＥプールは例として８個のｅＭＭＥを含む。第１のＭＭＥプールはＭＭＥ_１１−ＭＭＥ_１８を含み、第２のＭＭＥプールはＭＭＥ_２１−ＭＭＥ_２８を含み、そして第ＮのプールはＭＭＥ_Ｎ１−ＭＭＥ_Ｎ８を含む。

ＭＭＥプール内の各種ＭＭＥは相互を認識しており、このプール内のどのＭＭＥが新規セッションの大部分を受け入れるか（すなわち、どのＭＭＥがセッションを受け入れる最大容量を有するか）をグループとして決定することができる。新規のセッションは、ラウンドロビンまたはその他の分散割り当て技術を介して、相対使用レベルの決定等に基づいて、ＭＭＥプール間で割り当てることができる。ネットワーク管理制御は、以下に詳細に検討するように、ＭＭＥプール内およびＭＭＥプール間のｅＮｏｄｅＢ移行の観点から、追加オプションを提供する。

ＰＣＲＦ１１５は、動的管理機能を提供し、それによって、サービスプロバイダは、ＬＴＥネットワーク１１０を介して提供されるサービスに関するルール、およびＬＴＥネットワーク１１０を介して提供されるサービスの課金に関するルールを管理することができる。

図１に示すように、ＬＴＥネットワーク１１０の構成要素は、構成要素間のインターフェイスを介して通信する。ＬＴＥネットワーク１１０に関して説明するインターフェイスは、セッションとも称され得る。

ＬＴＥネットワーク１１０は、発展型パケットシステム／ソリューション（ＥＰＳ）を含む。一実施形態では、ＥＰＳはＥＰＳノード（例えば、ｅＮｏｄｅＢ１１１、ＳＧＷ１１２、ＰＧＷ１１３、ＭＭＥ１１４およびＰＣＲＦ１１５）およびＥＰＳ関連の相互接続性（例えば、Ｓ＊インターフェイス、Ｇ＊インターフェイス等）を含む。ＥＰＳ関連のインターフェイスは、ここではＥＰＳ関連パスと称する。

ＩＰネットワーク１３０は、１つまたは複数のパケットデータネットワークを含み、それらを介してＵＥ１０２がコンテンツ、サービス等にアクセスできる。

ＭＳ１４０は、ＬＴＥネットワーク１１０を管理するための管理機能を提供する。ＭＳ１４０は、任意の適した方式でＬＴＥネットワーク１１０と通信できる。一実施形態では、例えば、ＭＳ１４０は、ＩＰネットワーク１３０を横断しない通信パス１４１を介してＬＴＥネットワーク１１０と通信できる。一実施形態では、例えば、ＭＳ１４０は、ＩＰネットワーク１３０によってサポートされている通信パス１４２を介してＬＴＥネットワーク１１０と通信できる。通信パス１４１および１４２は、任意の適した通信機能を用いて実現できる。ここで、図１のＭＳ１４０としての使用に適した管理システムの例を、図２を参照して記載、説明する。

図２は、図１の管理システムとしての使用に適した管理システムの例を示す図である。図２に示すように、ＭＳ１４０は１つまたは複数のプロセッサ２１０と、メモリ２２０と、ネットワークインターフェイス２３０Ｎと、ユーザインターフェイス２３０Ｉとを含む。プロセッサ２１０は、メモリ２２０、ネットワークインターフェイス２３０Ｎ、ユーザインターフェイス２３０Ｉのそれぞれと接続されている。

プロセッサ２１０は、メモリ２２０、ネットワークインターフェイス２３０Ｎ、ユーザインターフェイス２３０Ｉおよびサポート回路２４０と協働して、ＬＴＥネットワーク１１０のための各種の管理機能を提供するように適用されている。

メモリ２２０は、一般的に、ＬＴＥネットワーク１１０のための各種の管理機能を提供する上で使用されるように適用されているプログラム、データ、ツール等を記憶する。メモリは、ネットワークトポロジを見出すことおよび保守すること、各種モバイルサービスのサポート等のネットワーク管理機能を実施するように構成される、各種の管理システム（ＭＳ）プログラミングモジュール２２２とＭＳデータベース２２３とを含む。さらに、メモリ２２０は、しきい値監視エンジン（ＴＭＥ）２２８と負荷分散エンジン（ＬＢＥ）２２９とを含む。

一実施形態では、ＭＳプログラミングモジュール２２２、ＴＭＥ２２８、およびＬＢＥ２２９は、本書に記載および説明された各種の管理機能を実施するためのプロセッサ（例えば、プロセッサ２１０）によって実行されるソフトウェア命令を用いて実現される。

ネットワークインターフェイス２３０Ｎは、ＬＴＥネットワーク１１０内の各種ネットワーク構成要素、ノード、およびその他のエンティティとの通信を容易にして、ＭＳ１４０によって実施される管理機能をサポートするように構成される。

ユーザインターフェイス２３０Ｉは、１つまたは複数のユーザワークステーション（ユーザワークステーション２５０として図示）との通信を容易にして、１人または複数のユーザがＬＴＥネットワーク１１０のための管理機能を実施できるように構成される。

上述したように、メモリ２２０は、本書に記載および説明された各種機能を提供するように協働するＭＳプログラミングモジュール２２２と、ＭＳデータベース２２３と、ＴＭＥ２２８と、ＬＢＥ２２９とを含む。主にメモリ２２０の特定のエンジンおよび／またはデータベースを用いて実施される特定の機能について記載および説明したが、当然のことながら、本書に記載および説明された管理機能はいずれも、メモリ２２０の任意の１つまたは複数のエンジンおよび／またはデータベースによって、および／またはそれらを用いて実施できる。

ＭＳプログラミングモジュール２２２は、ＭＳ１４０を、上述のＵＥ１０２、ｅＮｏｄｅＢ１１１、サービングゲートウェイ（ＳＧＷ）１１２、パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ（ＰＧＷ）１１３、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）１１４、ポリシーおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）１１５を含むネットワーク構成要素、その他（図示しない）の各種ネットワーク構成要素、およびそれらの間の各種通信リンクを管理するよう動作させる。ＭＳデータベース２２３を用いて、トポロジデータ、ネットワーク構成要素データ、サービス関連データ、およびその他の管理システム１４０の動作に関するデータを格納する。ＭＳプログラム２２２は、各種のサービスアウェアマネジャ（ＳＡＭ）またはネットワークマネジャ機能を実現できる。

ＴＭＥ２２８およびＬＢＥ２２９は、本書で説明するような各種のＭＭＥ負荷分散実施形態を実現する。ＴＭＥ２２８およびＬＢＥ２２９は、ＭＳプログラミングモジュール２２２と協働して、ＬＴＥネットワーク１１０内のＭＭＥ１１４に関する状態、負荷、および／またはその他の動作データを受信する。ＴＭＥ２２８は、負荷が１つまたは複数のＭＭＥ負荷しきい値レベルを、負荷分散手続きの実行が妥当である程に超過しているかどうかを判定するよう動作する。負荷分散が妥当である場合、ＬＢＥ２２９は、負荷分散手続きを実行して、ＭＭＥ１１４に１つまたは複数のＭＭＥ１１４またはＭＭＥ１１４内の処理モジュールに対して所望のｅＮｏｄｅＢサービス負荷を達成させるように適用されたポリシーを、ＭＭＥ１１４に伝達する。

各種の実施形態では、しきい値監視エンジン（ＴＭＥ）を用いて、１つまたは複数の監視パラメータが特定のしきい値レベルに達したかどうかを判定する等の各種のしきい値監視および管理処理を実行する。同様に、負荷分散エンジン（ＬＢＥ）を用いて、近隣のＭＭＥ、ネットワーク管理システム、および／またはその他のネットワーク構成要素と対話して、ＭＭＥ間でサービスを受けるｅＮｏｄｅＢを変更または移行させたり（ＭＭＥ間負荷分散）、ＭＭＥ内のプロセッサ／ルーティングエンティティ間でサービスを受けるｅＮｏｄｅＢを変更または移行させたり（ＭＭＥ内負荷分散）する等の各種の負荷分散処理を実行する。

ネットワーク管理の実施において、しきい値監視エンジン（ＴＭＥ）２２８は、ＭＭＥプール内の全てのＭＭＥ（例えば、特定の地理的地域においてサービスを行う複数のＭＭＥ、または展示会等の一時的なサービス増加に適応するようにされた複数のＭＭＥ）に対して、現在の負荷レベルを確認するよう動作する。これは、各ＭＭＥプールに対応付けられたＳＡＭ固有のオブジェクトである。しきい値監視エンジン（ＴＭＥ）２２８は、特定のプールに関連するＭＭＥの全ての情報を計算し、集約する。このような複数のプールオブジェクトは、ＳＡＭによって処理されて、プール可用性レベルの情報が把握される。一実施形態では、１つのＴＭＥが全てのＭＭＥプールを監視する。

運営にあたっては、ネットワークまたはシステムオペレータのポリシーまたはプリファレンスによって、ネットワーク内のＭＭＥが過負荷状態であると考えられる使用レベルが定義される。ネットワークポリシーは、特定の過剰使用レベルを、６０％、７５％、９０％等に規定しており、異なる緊急度または重要性に応じた使用しきい値レベルを示している。

これらのポリシーは、しきい値レベルに達したか否かを判定する上で監視される特定のパラメータを定義していてもよい。ネットワークポリシーは、ＭＭＥ使用レベルを直接的に示す１つまたは複数のパラメータを定義していてもよい。また、ネットワークポリシーは、ＭＭＥ使用レベルを判定するのに用いられる複数の要素間の関係を定義していてもよい。いずれの場合においても、使用レベルの指標が処理されて、使用レベルのしきい値に達したのは１つまたは複数のＭＭＥか、もしくはＭＭＥ内の処理構成要素／モジュールか否かを判定する。

異なるＭＭＥおよび／またはＭＭＥプールを、異なるポリシーに対応付けてもよい。例えば、より堅固または信頼性の高いＭＭＥを、他のＭＭＥより高い使用レベルで動作させるようにしてもよい。同様に、サービスの中断を許容できる（または冗長化やサービスレベルの改善に対する費用を負担したがらない）顧客に対応付けられたＭＭＥを、ｅＮｏｄｅＢ負荷の移行前には高い使用レベル（例えば９０％）で動作させるようにしてもよい。一方、冗長化および／または高品質のサービスレベルを要求する顧客に対応付けられたＭＭＥを、ｅＮｏｄｅＢ負荷の移行前には低い使用レベル（例えば５０％）で動作させるようにしてもよい。

ＭＭＥまたはＭＭＥプールに対応付けられた状態、アラーム、またはその他の動作データが監視され、ポリシーデータ、および／または必要に応じて更新されるポリシーデータによって定義されるしきい値と照合される。この照合によって（定義済みの）過剰使用の状態が判明したとき、ＴＭＥはポリシー情報を用いて、どのＭＭＥからどのｅＮｏｄｅＢを、どの対象ＭＭＥに、どの順番で移行させるかどうか等を判定する。この目的で、各ＭＭＥを「次の」ＭＭＥまたは「対象」ＭＭＥと対応付けてもよい。各ＭＭＥを、一連の可能な次のＭＭＥまたは対象ＭＭＥと対応付けてもよい（例えば、あるポリシー駆動型基準に基づいて「次善の」ＭＭＥを選択する）。

各種の実施形態では、ポリシー定義のしきい値レベルを、複数のＭＭＥ状態指標を処理することで導き出し、それによって近いうちに発生する過剰使用状態を予測する。

各種の実施形態では、移行元ＭＭＥおよび対象ＭＭＥは、単一のＭＭＥ内で異なる処理構成要素またはモジュールを含む。各種の実施形態では、移行元ＭＭＥおよび対象ＭＭＥは、１つのＭＭＥプール内で異なるＭＭＥを含む。各種の実施形態では、移行元ＭＭＥおよび対象ＭＭＥは、異なるＭＭＥプール内でＭＭＥを含む。各種の実施形態では、移行元ＭＭＥおよび対象ＭＭＥは、ＭＭＥ内処理構成要素またはモジュール、ＭＭＥ間および／またはＭＭＥ内プール移行の組み合わせを備えていてもよい。

図３は、一実施形態に係る方法のフロー図である。詳細には、図３は、負荷分散処理が必要なしきい値レベルに達したＭＭＥを示すしきい値監視エンジン（ＴＭＥ）からの信号に応答して、負荷分散エンジン（ＬＢＥ）２２９を呼び出す方法３００を示す。ＬＢＥ２２９はこれに応えてｅＮｏｄｅＢサポート責任を移行させる。

ステップ３１０では、ｅＮｏｄｅＢを１つまたは複数の移行元ＭＭＥまたはＭＭＥ処理モジュールから移行させるべきであると判定する。ステップ欄３１５を参照して、この判定は、ＭＭＥ状態／アラームデータ、ネットワーク状態／アラームデータ、ネットワークオペレータポリシー、サービス内容合意書（ＳＬＡ）および／またはその他の情報に関して行われる。

各種の実施形態では、各ＭＭＥに対して１つまたは複数の対象ＭＭＥが定義され、ＭＭＥ間で「キープアライブ」情報および／またはその他の情報がやり取りされる。このように、過負荷状態になったＭＭＥは、速やかにｅＮｏｄｅＢを優先順位の付いた対象ＭＭＥリスト内の次位の１つに移行させることができる。

ステップ３２０では、１つまたは複数の移行元ＭＭＥから移行されるｅＮｏｄｅＢと１つまたは複数の対象ＭＭＥとの間に新規リンクが形成され、一方でこれらｅＮｏｄｅＢから移行元ＭＭＥへの既存リンクも当面の間存続させて、これら古いリンクを「予備」リンクとする。

新規リンクは、１つまたは複数の個々の対象ＭＭＥまたは対象ＭＭＥプールへのリンクを含んでいてもよい。対象がプールレベルである場合、プール管理エンティティが、プール内のＭＭＥメンバー間の新規リンクの配分を扱う。新規リンクは形成されているが、まだ有効になっていないため、ｅＮｏｄｅＢとＭＭＥとの間の通話をサポートしていない。

古いリンクは、「予備」またはその他の状態にされているので、古いリンクが扱う１つまたは複数の移行元ＭＭＥは、新規の接続または呼び出しを受け入れることはない。それでもｅＮｏｄｅＢはこれらのリンクを使用しようとするが失敗し、それによってバックアップＭＭＥ等が使用されることになる。

また、ステップ３２０では、各種のチェックポイントおよび検証が実施される。詳細には、新規リンクの形成時に、新規リンクに関する使用またはその他のデータが収集され、可能性のある対象ＭＭＥ同士が比較されて、「次善の」ＭＭＥまたはＭＭＥプールが検出される。場合によっては、対象ＭＭＥがすでに過剰使用状態であるか、または移行されるｅＮｏｄｅＢが全て対象ＭＭＥに接続された場合には過剰使用状態になり得ることもある。この中間処理ステップは、ＬＢＥによって導き出された移行ソリューションが依然として有効または有用であることを保証するために行われる。

一実施形態では、このチェックポイント／検証は完全自動化されている。一定の基準が満たされているか満たされていない場合に移行を行う代替移行プラン（デフォルトまたはポリシー駆動）が存在する。

一実施形態では、このチェックポイント／検証は手動で行われるか、または一部自動化されている。一定の基準が満たされているか満たされていない場合、ネットワークオペレータにエラー表示またはアラームが発行され、ネットワークオペレータがより詳細に移行を検討する必要があると通知する。そこで、代替移行プランがオペレータによって選択される。

ステップ３３０では、本方法によって、移行元ＭＭＥから全てのｅＮｏｄｅＢ状態情報およびその他の情報を引き出す処理が開始され、対象ＭＭＥに全ての移行すべきｅＮｏｄｅＢを通知する。これには２つのステップが含まれる。すなわち、（１）新規の呼び出しの受け入れを停止する、（２）１つまたは複数の移行元ＭＭＥから１つまたは複数の対象ＭＭＥまたはＭＭＥプールに、ユーザ状況（例えば、動的ユーザデータおよびその他のユーザデータ、ユーザが使用する一般的なＳＧＷ、一般的なユーザデータ／通話パス、ユーザのためのＰＣＲＦルール、認証データ、データプランパラメータ、ローミング情報、訪問先情報、ホーム情報、ユーザ通話ルーティングプリファレンス等）および関連するデータを移行させる。

ステップ３４０では、古いもしくは移行元ＭＭＥはそれぞれ、移行中のｅＮｏｄｅＢに関する呼び出しの受け入れを停止するよう指示され、一方で新しいもしくは対象ＭＭＥは、移行中のｅＮｏｄｅＢに関する呼び出しの受け入れを開始するよう指示される。例えば、ステップ３１０で確立された新規リンクがアクティブ化する。

ステップ３５０では、データベースロック／ロック解除機能が用いられて、ｅＮｏｄｅＢを表すオブジェクトが移行元ＭＭＥから移行先ＭＭＥに確実に競合を回避するように移行され、それによって、通話、ビデオストリーム、および／またはその他のモバイルサービスが、新しいＭＭＥに移行されたｅＮｏｄｅＢで配信されるようになる。

移行前、移行中および／または移行後に、ＬＢＥは、管理システムに追加情報を提供しており、その情報は、（ａ）統計データと、（ｂ）アラームと、（ｃ）イベントと、（ｄ）監視データとを含む。このように、ｅＮｏｄｅＢユーザに対するサービスの影響または中断を回避または最小限にしながら、ユーザサービスがＭＭＥカード、ＭＭＥ、またはＭＭＥプール間をそれぞれのｅＮｏｄｅＢと共に移行する。

本書で説明する各種の実施形態は、ポリシー駆動ＭＭＥ負荷分散手法を考慮するものであり、ここでは、ネットワーク管理システム（ＮＭＳ）またはその他の管理エンティティが、ＭＭＥプールを定義し、リソースの使用を示す監視パラメータや過剰使用または過剰使用に近いレベルを示す性能／しきい値レベルを選択する等して、ＭＭＥ負荷分散ポリシーを実施する。

ここで考慮するポリシーベースの機構は、個々のＭＭＥおよび／またはＭＭＥグループの動作をネットワーク管理目的と一致するように適応させる。異なるＭＭＥが、異なるポリシーパラメータを受信してもよい。異なるポリシーパラメータが、加入者タイプ、データタイプ、サービス内容合意書（ＳＬＡ）、サービスプロバイダ情報等に基づいて、異なるｅＮｏｄｅＢに適用されてもよい。よって、各ＭＭＥのポリシー定義しきい値が、それぞれサポートされたｅＮｏｄｅＢのユーザに関連する加入者タイプ、サービスタイプ、およびサービス内容合意書（ＳＬＡ）のうちの１つまたは複数に応じて適用されてもよい。

各種の実施形態では、ネットワーク管理レベルポリシーが実施されて、ＭＭＥにロードされる。自動負荷分散エンジンが作動して、他のＭＭＥによって管理されるべき各種ＵＥをサポートするｅＮｏｄｅＢをオフロード／移行させることができる。例えば、ＭＭＥプール内の特定のＭＭＥや、あるＭＭＥの制御カード内の特定のＭＭＥに関連するアラーム等を、ネットワーク管理システムによって実行される「ＭＭＥプール負荷分散ポリシー」等の管理ポリシーによって定義される再分配フラッグに対応付けてもよい。例えば、ネットワーク管理システムは、１つまたは複数のＭＭＥを、それらのＭＭＥ間または他のＭＭＥとの間の負荷バランスｅＮｏｄｅＢサービス要件に合わせて自律的に動作させるようにしてもよい。

各種の実施形態では、ネットワーク管理レベルポリシーが実施されて、使用レベルがしきい値レベルを越えた等のトリガー条件に応答して、自動的にｅＮｏｄｅＢを他のＭＭＥまたはＭＭＥプールに移行させる。このポリシーは、各移行元ＭＭＥに対して、各種のしきい値レベル（例えば、移行をトリガーする使用レベル率）、対象ＭＭＥまたはＭＭＥプール等を特定する。

各種の実施形態では、ネットワーク管理レベルポリシーが実施されて、プール間移行を可能にするが、その場合、同一のＭＭＥプール内のＭＭＥは相互を認識するが、異なるプール内のＭＭＥを認識することはない。特に、「ＭＭＥプール負荷分散ポリシー」と称され、ネットワーク管理システム（例えば、サービスアウェアマネジャ）を介して実行されるポリシーは、関連するＭＭＥに十分な情報を提供して、ｅＮｏｄｅＢのプール間移行を可能にする。このポリシーを用いて、デフォルトポリシーをしきい値レベル（％）、移行元または移行先ＭＭＥ等を含み得るように構成してもよい。

ネットワーク内のＭＭＥの各種管理制御を、ポリシーを介して実行してもよい。例えば、特定のＭＭＥカード、ＭＭＥ、またはＭＭＥグループの過剰使用を定義する特定のパラメータを、ポリシーを介して必要に応じて構成してもよい。さらに、過剰使用に対して実行すべき特定の処理を構成してもよい。また、対象の移行先ＭＭＥおよび／またはプールを構成してもよく、個々のパラメータまたはノード固有のパラメータを変更等してもよい。

上記の実施形態は、主に、しきい値監視エンジン（ＴＭＥ）および負荷分散エンジン（ＬＢＥ）が管理システムレベルとして例示されるように実装された実施形態向けになされたものである。その他の各種の実施形態では、ＴＭＥおよびＬＢＥ機能の一方または両方（あるいはそれらの一部）がＭＭＥ１１４の１つまたは複数で実施される。

そこで、各種の実施形態では、ＴＭＥ／ＬＢＥ機能の全部または一部が１つまたは複数のＭＭＥ１１４で実施され、各種のＭＭＥ１１４間またはＭＭＥ１１４内の処理モジュール間の負荷バランスｅＮｏｄｅＢサービス要件に合わせて局所的自律機構または半自律機構を提供する。

各種の実施形態では、ネットワークマネジャからＭＭＥに与えられたポリシーベース命令が、ｅＮｏｄｅＢ負荷がしきい値レベルを上回った場合にＭＭＥが行うべき適切な処理を定義するように作用する。ポリシーベース命令は、１つまたは複数の監視パラメータと対応付けられた１つまたは複数のしきい値レベルを定義してもよい。一般的に、監視されるパラメータはＭＭＥのｅＮｏｄｅＢ負荷に関するものであり、しきい値レベルは所望の負荷結果に応じて適用される。所望の負荷結果は、ネットワーク管理システムによって定義されてもよく、何らかの基準に基づいてＭＭＥプール内のＭＭＥによって定義されてもよく、ＭＭＥにプログラムされたデフォルト条件等によって定義されてもよい。

よって、各種の実施形態では、ネットワークマネジャ（ＮＭ）は、ネットワーク内の複数のＭＭＥのそれぞれにおけるｅＮｏｄｅＢ負荷の指標を監視するように構成される。各種の実施形態では、ＮＭは、負荷の指標がポリシー定義しきい値を越えたかどうかを判定するように構成される。各種の実施形態では、ＭＮはポリシー機構を介してＭＭＥの動作を適応させる。

各種の実施形態では、ＭＭＥは、ｅＮｏｄｅＢ負荷の指標を監視して、その負荷の指標がポリシー定義しきい値を越えたかどうかを判定するように構成される。各種の実施形態では、ＭＭＥは、１つまたは複数の近隣のＭＭＥと通信して、それらへのｅＮｏｄｅＢの移行についてネゴシエートする。各種の実施形態では、ＭＭＥとその近隣のＭＭＥはＭＭＥプールを形成し、その場合、プール内のＭＭＥの少なくともいくつかが、プール内のＭＭＥメンバーに関するｅＮｏｄｅＢ負荷を管理するように動作する。

図４は、複数のＭＭＥプールを図示する図である。詳細には、図４は、第１のＭＭＥプール４０１と第２のＭＭＥプール４０２とを示す。第１および第２のＭＭＥプール４０１および４０２は実質的に同様に動作するため、第１のＭＭＥプール４０１のみを詳細に説明する。

第１のＭＭＥプールは、複数のＭＭＥ４１０_１、４１０_２−４１０_Ｎ（第１のＭＭＥプール４１０と総称する）と、第２のＭＭＥプール４０２とを含む。各ＭＭＥ４１０は、ｅＮｏｄｅＢの動作をサポートするための４枚の内部カードＣ１−Ｃ４を含むように図示されている。当然のことながら、特定のＭＭＥ内に含まれるカードの数はそれより多くても少なくてもよい。また、各ＭＭＥ４１０は、しきい値管理エンジン（ＴＭＥ）４２８および負荷分散エンジン（ＬＢＰ）４２９をサポートすることのできる処理、入出力、およびメモリ機能（図示しない）を備えるコントローラカード４２０を含むように図示されている。コントローラカードは、本書で記述している、図２を参照して上述したＭＳ１４０の該当部分および／または図５を参照して後述するコンピューティングデバイスの該当部分と同様に実装することができる。ＴＭＥ４２８およびＬＢＰ４２９は、図２を参照して上述したＴＭＥ２２８およびＬＢＥ２２９と実質的に同様に動作する。

図５は、本書に記載の機能を実行する際の使用に適したコンピュータの上位ブロック図である。

図５に示すように、コンピュータ５００は、プロセッサ構成要素５０３（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）および／またはその他の適切なプロセッサ）と、メモリ５０４（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）等）と、協働モジュール／プロセス５０５と、各種の入出力デバイス５０６（例えば、ユーザ入力デバイス（キーボード、キーパッド、マウス等）、ユーザ出力デバイス（ディスプレイ、スピーカー等）、入力ポート、出力ポート、受信機、送信機、記憶装置（例えば、テープドライブ、フロッピー（登録商標）ドライブ、ハードディスクドライブ、コンパクトディスクドライブ等））とを含む。

当然のことながら、本書に図示され、記載された機能は、例えば、汎用コンピュータ、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、および／またはその他のハードウェア同等品を用いて、ソフトウェアとして、および／またはソフトウェアとハードウェアの組み合わせとして実装できる。一実施形態では、協働プロセス５０５をメモリ５０４にロードし、プロセッサ５０３で実行して、本書で検討した機能を実施することができる。よって、（関連データ構造を含む）協働プロセス５０５は、コンピュータ可読記憶媒体、例えば、ＲＡＭメモリ、磁気または光学ドライブまたはディスク等に格納することができる。

当然のことながら、図５に示すコンピュータ５００は、本書で説明した機能要素または本書で説明した機能要素の一部を実装するのに適した全体構造および機能を提供する。

本書でソフトウェアの方法として検討したステップの一部を、ハードウェア内で実装してもよく、例えば、プロセッサと協働して各種の方法ステップを実行するような回路を実装してもよい。本書で説明した機能／構成要素の一部を、コンピュータプログラム製品として実装してもよく、その場合、コンピュータによって処理されると、コンピュータが、本書で説明した方法および／または手法を呼び出すか、または別のやり方で提供するように動作する。本発明の方法を呼び出すための命令は、固定媒体または取り外し可能媒体などの有形の持続性コンピュータ可読媒体に記憶されてもよく、ブロードキャストまたはその他の信号記録媒体によって有形または無形のデータストリームを介して送信されてもよく、および／または命令に基づいて動作するコンピューティングデバイス内のメモリに記憶されてもよい。

以上の説明は、本発明の各種の実施形態向けになされたものであるが、本発明の基本的な範囲を逸脱することなく、本発明のその他およびさらなる実施形態を案出することもできる。よって、本発明の妥当な範囲は、請求項に基づいて規定される。

Claims (10)

1. モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）負荷を管理する方法であって、
   移行元ＭＭＥで、および、前記移行元ＭＭＥ中の複数の処理構成要素のそれぞれにおいて個別に、ｅＮｏｄｅＢ負荷の指標を監視するステップと、
   前記負荷の指標が、前記移行元ＭＭＥおよび前記移行元ＭＭＥ中の複数の処理構成要素に対するポリシー定義しきい値レベルのうちの１つ以上を超えたことに応じて、対象ＭＭＥおよび移行元ＭＭＥの対象処理構成要素のうちの１つ以上に１つ以上のｅＮｏｄｅＢの責任を移行させるステップとを含む、方法。
2. 前記移行させるステップが、
   対象ＭＭＥに対して、対象ＭＭＥに移行すべきｅＮｏｄｅＢへのリンクを形成させるようになされたメッセージを送信するステップと、
   移行すべきｅＮｏｄｅＢと移行元ＭＭＥとの間の既存リンクを予備リンクに変更するステップと、
   対象ＭＭＥに対して、移行すべきｅＮｏｄｅＢに関する状態情報を送信するステップと、
   移行元ＭＭＥで移行すべきｅＮｏｄｅＢに関する新規サービスの受け入れを防止するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
3. 対象ＭＭＥに対して、移行すべきｅＮｏｄｅＢに関するユーザ状況情報を送信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. ユーザ状況情報が、それぞれのユーザについて、使用される一般的なサービスゲートウェイ（ＳＧＷ）の１つまたは複数に関する情報と、一般的なユーザデータ／通話パスと、ＰＣＲＦルールと、認証データと、データプランパラメータと、ローミング情報と、訪問先情報と、ホーム情報と、ユーザ通話ルーティングプリファレンスとを含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記移行元および対象ＭＭＥが、単一のＭＭＥ内の異なる処理構成要素、ＭＭＥプール内の異なるＭＭＥ、および異なるＭＭＥプール内のＭＭＥのいずれかを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記ｅＮｏｄｅＢ負荷の指標および前記しきい値レベルが、ネットワーク管理システムから受信したポリシー情報によって定義される、請求項１に記載の方法。
7. 各ＭＭＥのポリシー定義しきい値レベルが、それぞれのサポートされたｅＮｏｄｅＢのユーザに対応付けられた、加入者タイプ、サービスタイプ、およびサービス内容合意書（ＳＬＡ）のうちの１つ以上に基づいている、請求項１に記載の方法。
8. 各ＭＭＥに対して、１つ以上の対象ＭＭＥを定義するステップと、
   各ＭＭＥに、１つ以上の対象ＭＭＥのそれぞれと「キープアライブ」情報を通信させるステップと、
   対象ＭＭＥの優先順位に基づいてｅＮｏｄｅＢの移行を適応させるステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）負荷を管理する装置であって、
   移行元ＭＭＥで、および、前記移行元ＭＭＥ中の複数の処理構成要素のそれぞれにおいて個別に、ｅＮｏｄｅＢ負荷の指標を監視し、
   前記負荷の指標が、前記移行元ＭＭＥおよび前記移行元ＭＭＥ中の複数の処理構成要素に対するポリシー定義しきい値レベルのうちの１つ以上を超えたことに応じて、対象ＭＭＥおよび移行元ＭＭＥの対象処理構成要素のうちの１つ以上に１つ以上のｅＮｏｄｅＢの責任を移行させるために構成されたプロセッサを含む、装置。
10. 命令を記憶するコンピュータ可読記憶媒体であって、命令がコンピュータによって実行されると、コンピュータに、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）負荷を管理する方法を実施させ、方法は、
    移行元ＭＭＥで、および、前記移行元ＭＭＥ中の複数の処理構成要素のそれぞれにおいて個別に、ｅＮｏｄｅＢ負荷の指標を監視するステップと、
    前記負荷の指標が、前記移行元ＭＭＥおよび前記移行元ＭＭＥ中の複数の処理構成要素に対するポリシー定義しきい値レベルのうちの１つ以上を超えたことに応じて、対象ＭＭＥおよび移行元ＭＭＥの対象処理構成要素のうちの１つ以上に１つ以上のｅＮｏｄｅＢの責任を移行させるステップとを含む、コンピュータ可読記憶媒体。

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