(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システム内でユーザ・ノードをネットワーク・ノードにホーミングするプロセッサ実施方法であって、
該ネットワーク・ノードによって提供された機能の機能階層を決定するステップと、
該機能階層の初期レベルの機能から開始して、その機能を提供する特定のネットワーク・ノードに所与のユーザ・ノードを割り当てるために少なくとも１つの所定の基準を適用するステップと、
該機能階層の１つ又は複数の追加のレベルを通って進み、該１つ又は複数の追加のレベル内で識別された少なくとも１つの他の機能を提供する少なくとも１つの追加のネットワーク・ノードに該所与のユーザ・ノードを割り当てるステップと、
該ユーザ・ノードのそれぞれがその必要な機能のすべてを提供する該ネットワーク・ノードのうちの１つ又は複数にホーミングされるまで、１つ又は複数の追加のユーザ・ノードについて該適用ステップ及び該進むステップを繰り返すステップとを備えるプロセッサ実施方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
該機能階層が、該機能の少なくとも１つのサブセット間のメッセージ・フローに基づいて該機能を１つ又は複数の親子関係に配置することによって決定される、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、
該機能階層が、該ネットワーク・ノードの対応する機能プレーンにそれぞれが関連する複数の親子関係を備える、方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、
該機能プレーンが、制御プレーン、メディア・プレーン、アプリケーション・プレーンおよびサポート・システム・プレーンのうちの１つ又は複数を含む、方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、
該制御プレーンの該親子関係が、その子としてＳ−ＣＳＣＦ機能を有する親としてＰ−ＣＳＣＦ機能を、その子としてＩ−ＣＳＣＦ機能を有する親としてＳ−ＣＳＣＦ機能を備える、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、
該所与のユーザ・ノードを該ネットワーク・ノードのうちの１つに割り当てるために使用される所定の基準が、スループット重み付き距離を備える、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、
該ユーザ・ノードをユーザ・ノードのセットにセグメント化するステップをさらに含み、さらに該ユーザ・ノードのネットワーク・ノードへの割当てが、セット単位に実施される、方法。
【請求項８】
実行されるときに請求項１に記載の方法のステップを実施する、その中に符号化されたマシン実行可能命令を有するマシン読取り可能記憶媒体。
【請求項９】
通信システム内でユーザ・ノードをネットワーク・ノードにホーミングする際に使用する装置であって、
プロセッサと、該プロセッサに結合されたメモリとを備える処理デバイスを備え、
該メモリが、該ネットワーク・ノードによって提供される機能の機能階層を特徴付ける情報を格納するように構成され、
該処理デバイスが、該機能階層の初期レベルの機能から開始して、その機能を提供する特定のネットワーク・ノードに所与のユーザ・ノードを割り当てるために少なくとも１つの所定の基準を適用し、該機能階層の１つ又は複数の追加のレベルを通って進み、該１つ又は複数の追加のレベル内で識別された少なくとも１つの他の機能を提供する少なくとも１つの追加のネットワーク・ノードに該所与のユーザ・ノードを割り当て、該ユーザ・ノードのそれぞれがその必要な機能のすべてを提供する該ネットワーク・ノードのうちの１つ又は複数にホーミングされるまで、１つ又は複数の追加のユーザ・ノードについて該適用動作および該進む動作を繰り返すように該プロセッサの制御の下で動作可能である、装置。
【請求項１０】
通信システムであって、
複数のユーザ・ノードと、
該ネットワーク・ノードが必要とする機能を提供するように構成された複数のネットワーク・ノードとを備える通信システムにおいて、
該ユーザ・ノードが、該ネットワーク・ノードによって提供される機能の機能階層を決定し、該機能階層の初期レベルの機能から開始して、その機能を提供する特定のネットワーク・ノードに所与のユーザ・ノードを割り当てるために少なくとも１つの所定の基準を適用し、該機能階層の１つ又は複数の追加のレベルを通って進み、該１つ又は複数の追加のレベル内で識別された少なくとも１つの他の機能を提供する少なくとも１つの追加のネットワーク・ノードに該所与のユーザ・ノードを割り当て、該ユーザ・ノードのそれぞれがその必要な機能のすべてを提供する該ネットワーク・ノードのうちの１つ又は複数にホーミングされるまで、１つ又は複数の追加のユーザ・ノードについて該適用ステップおよび該進むステップを繰り返すことによって該ネットワーク・ノードにホーミングされる、通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、通信システムに関し、より詳細には、次世代ネットワークおよび他のタイプの通信システムで使用されるユーザ・ノードのホーミング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
知られているタイプの次世代ネットワークの一例は、第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ：３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）によって定義された、ＩＰ（インターネット・プロトコル）マルチメディア・サブシステム（ＩＭＳ：ＩＰ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）、すなわち移動および固定サービスのための次世代コア・ネットワーク・アーキテクチャである。たとえば、本明細書に参照として組み込まれる、２２．２２８、２２．２５０、２２．３４０、２２．８００、２３．２１８および２３．２２８を含めて、３ＧＰＰ仕様（ＴＳ：Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）文献を参照されたい。ＩＭＳネットワークは、ネットワーク内のユーザ間のマルチメディア・セッションを確立し、変更し、終了するためのシグナリング・プロトコルとしてセッション開始プロトコル（ＳＩＰ：Ｓｅｓｓｉｏｎ  Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使用する。ＳＩＰは、たとえば、本明細書に参照として組み込まれる、Ｊ．Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ他、「ＳＩＰ：Ｓｅｓｓｉｏｎ  Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ（ＩＥＴＦ）ＲＦＣ３２６１、２００２年６月に記載されている。
【０００３】
ＳＩＰメッセージを処理し転送するネットワーク要素は、ＳＩＰ用語ではプロキシ・サーバ、ＩＭＳ用語では呼セッション制御機能（ＣＳＣＦ：Ｃａｌｌ  Ｓｅｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）と呼ばれる。３ＧＰＰは、以下の３つのタイプのＣＳＣＦ要素を定義する：ユーザへのインターフェースであるプロキシＣＳＣＦ（Ｐ−ＣＳＣＦ）、それぞれ異なる管理ドメインの他のサーバにインターフェースを提供する問合せＣＳＣＦ（Ｉ−ＣＳＣＦ）、登録を処理し、ポリシーを実施し、アプリケーション・サーバへのインターフェースを提供するサービングＣＳＣＦ（Ｓ−ＣＳＣＦ）。
【０００４】
どんなネットワークを設計する際にも、通信事業者の需要を満たすトポロジを作成することが重要である。トポロジ作成の１つの重要なステップは、ユーザに必要な機能を提供するためにユーザ・ノードを特定のネットワーク・ノードに割り当てることを伴う。ユーザ・ノードは、たとえば、複数のユーザからのトラフィックが集められる相互接続点であってよい。ネットワーク・ノードは、たとえば、ユーザが必要とする特定のネットワーク機能を提供するネットワーク内のエンティティであってよい。一般に、ユーザ・ノードをネットワーク・ノードに割り当てるプロセスは本明細書では、「ホーミング」と呼ばれる。
【０００５】
従来のネットワーク設計技術において生じる問題は、ＩＭＳなどの次世代アーキテクチャの特定の特徴によって、ユーザ・ノードをネットワーク・ノードにホーミングするプロセスが複雑になり得るということである。たとえば、ＩＭＳアーキテクチャは一般に、トランスポート、メディア、セッションおよびアプリケーション機能をそれぞれ異なる層に分離し、それによって、ユーザ・ノードのネットワーク・ノードへの適切なホーミングを決定することが、こうした機能性の分離を示さないネットワークにおいてよりも遥かに難しくなる。しかし、ＩＭＳおよび他の次世代ネットワーク内でホーミング・プロセスを実施するのに使用できる適切な自動手順はない。そうではなく、このホーミング・プロセスはしばしば手動で実施され、したがって、非常に時間がかかり、誤りが生じる傾向にある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】３ＧＰＰ仕様（ＴＳ）２２．２２８、２２．２５０、２２．３４０、２２．８００、２３．２１８および２３．２２８
【非特許文献２】Ｊ．Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ他、「ＳＩＰ：Ｓｅｓｓｉｏｎ  Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ（ＩＥＴＦ）ＲＦＣ３２６１、２００２年６月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、ＩＭＳネットワークおよび他のタイプの通信システム内でユーザ・ノードをネットワーク・ノードにホーミングすることへの改良型の手法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様では、ＩＭＳネットワークおよび他のタイプの通信システム内で、ネットワーク・ノードによって提供される機能の機能階層を決定することによって、ユーザ・ノードがネットワーク・ノードにホーミングされる。機能階層の初期レベルの機能から始めて、スループット重み付き距離など所定の基準が、その機能を提供する特定のネットワーク・ノードに所与のユーザ・ノードを割り当てるために適用される。次いで、ホーミング・プロセスは、機能階層の１つまたは複数の追加のレベルを通って進み、機能階層の（１つまたは複数の）追加のレベルに定義された少なくとも１つの他の機能を提供する少なくとも１つの追加のネットワーク・ノードに所与のユーザ・ノードを割り当てる。これらの動作は、ユーザ・ノードのそれぞれが、その必要な機能のすべてを提供するネットワーク・ノードのうちの１つまたは複数にホーミングされるまで、１つまたは複数の追加のユーザ・ノードについて繰り返される。
【０００９】
機能階層は、ネットワーク・ノードによって提供される機能をメッセージ・フローまたは他の基準に基づいて１つまたは複数の親子関係に配置することによって決定することができる。たとえば、機能階層は、ネットワーク・ノードの対応する機能プレーンにそれぞれが関連する複数の親子関係を備えてよい。より具体的な例として、ＩＭＳネットワークの場合の機能階層は、機能を制御プレーン、メディア・プレーン、アプリケーション・プレーンおよびサポート・システム・プレーンなど、複数のプレーンにグループ化し、次いで各プレーンについて別々に親子関係を決定することによって決定することができる。この手法に基づいて、制御プレーンの親子関係は、その子としてＳ−ＣＳＣＦ機能を有する親としてＰ−ＣＳＣＦ機能を備えてよい。制御プレーンの親子関係はさらに、その子としてＩ−ＣＳＣＦ機能を有する親としてＳ−ＣＳＣＦ機能を含んでよい。親子関係は、上述されたホーミング・プロセス内で使用される機能階層を形成するために、他のプレーンについても同じように決定することができる。
【００１０】
本発明の別の態様では、ユーザ・ノードは、ユーザ・ノードのセットにセグメント化することができ、ユーザ・ノードのネットワーク・ノードへの割当てがセット単位に実施される。この技術を使用して、たとえば、所与の機能を提供するために、少なくとも指定された最小数のネットワーク・ノードが選択されることを保証することができる。ユーザ・ノード・セットは、それぞれの必要な機能に関連する総トラフィックに基づいてランク付けすることができ、最も高い総トラフィックを有する特定のユーザ・ノード・セットに、ユーザ・ノード・セットのうちの第１のセットが割り当てられる。
【００１１】
例示的な実施形態は有利には、ＩＭＳネットワークなどの複雑なアーキテクチャにおいても、特に効率的なやり方でユーザ・ノードをネットワーク・ノードにホーミングすることを特に効率的に可能にし、それによって、システム性能を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態で対処する、ユーザ・ノードをネットワーク・ノードにホーミングすることに関する問題を示している。
【図２】本発明の実施形態で対処する、ユーザ・ノードをネットワーク・ノードにホーミングすることに関する問題を示している。
【図３】本発明の一実施形態においてユーザ・ノード・ホーミング・プロセスが適用されるＩＭＳネットワークの一例を示す図である。
【図４Ａ】それぞれ制御、メディア、アプリケーションおよびサポート・プレーンにグループ化された、ＩＭＳ機能のために確立された親子関係を含む機能階層の一部を示す図である。
【図４Ｂ】それぞれ制御、メディア、アプリケーションおよびサポート・プレーンにグループ化された、ＩＭＳ機能のために確立された親子関係を含む機能階層の一部を示す図である。
【図４Ｃ】それぞれ制御、メディア、アプリケーションおよびサポート・プレーンにグループ化された、ＩＭＳ機能のために確立された親子関係を含む機能階層の一部を示す図である。
【図４Ｄ】それぞれ制御、メディア、アプリケーションおよびサポート・プレーンにグループ化された、ＩＭＳ機能のために確立された親子関係を含む機能階層の一部を示す図である。
【図５】図４Ａ〜図４Ｄの機能階層に基づいてユーザ・ノードをネットワーク・ノードにホーミングするための例示的なプロセスを示す図である。
【図６】図５のプロセスによってもたらされる可能なホーミング配置の制御プレーン部分を示す図である。
【図７】ユーザ・ノードのセグメント化に対処するためのホーミング・プロセスの修正を示す図である。
【図８】ユーザ・ノードのセグメント化に対処するためのホーミング・プロセスの修正を示す図である。
【図９】例示的な実施形態のユーザ・ノード・ホーミング・プロセスを示すフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートのステップを実施する処理デバイスのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明について、通信システムの例示的な実施形態、およびユーザ・ノードをネットワーク・ノードにホーミングするための関連技術に関連して述べられる。しかし、本発明は、述べられた特定の通信システムおよび技術で使用することに限定されるのではなく、より一般には、ユーザ・ノード・ホーミング・プロセスの効率を向上させることが望ましいどんなタイプの通信システム・アプリケーションにも適用できることを理解されたい。
【００１４】
次に図１を参照すると、ユーザ・ノードのネットワーク・ノードへのホーミングを示す単純な例が示されている。通信システム１００の一部は、ユーザ・ノード１とも示されたユーザ・ノード１０２と、ネットワーク・ノード１およびネットワーク・ノード２とも示された２つのネットワーク・ノード１０４とを含む。ユーザ・ノード１０２は、複数のユーザ・デバイスからのトラフィックが集められる相互接続点であり、たとえば、ゲートウェイ汎用サポート・ノード（ＧＧＳＮ：Ｇａｔｅｗａｙ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｎｏｄｅ）、エッジ・ルータまたはパケット・データ・サービス・ノード（ＰＤＳＮ：Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｓｅｒｖｉｎｇ  Ｎｏｄｅ）であってよい。ネットワーク・ノード１０４は、ユーザが必要とするネットワーク機能を提供するネットワーク内のエンティティである。この単純な例では、オペレータがホーム・ユーザ・ノード１であり得る２つの選択肢がある。より具体的には、機能Ａを必要とするユーザ・ノード１は、ネットワーク・ノード１とネットワーク・ノード２の両方が必要な機能を提供するので、ネットワーク・ノード１またはネットワーク・ノード２にホーミングされてよい。
【００１５】
この文脈および本明細書の他所の用語「ホーミング」は、ユーザ・ノードが必要とする１つまたは複数の機能をネットワーク・ノードが提供することを可能にするように特定のユーザ・ノードをネットワーク・ノードに割り当てることを指すことを理解されたい。
【００１６】
上記に言及されたように、追加の複雑さは、トランスポート、メディア、セッションおよびアプリケーション機能がそれぞれ異なる層に分離されるＩＭＳなどの次世代アーキテクチャにおいて生じる。図２は、左側の典型的な無線ネットワークと右側のより複雑な次世代ネットワークのホーミングの違いを示している。この例では、所与のユーザ・ノード２０２は、ネットワーク内へのトラフィックの集約点として定義され、物理的位置に関連付けられ、より具体的には、基地局制御装置（ＢＳＣ：Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を備える。所与のネットワーク・ノード２０４もまた、物理的位置に関連付けられ、それは、このノードに割り当てられたユーザに特定のサービスを提供するのに必要なネットワーク機能を実装する。より具体的には、左側のネットワーク内の所与のネットワーク・ノード２０４は、移動交換局（ＭＳＣ：Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｃｅｎｔｅｒ）を備える。この例のネットワーク・ノード２０４はそれぞれ、ユーザ・ノード２０２が必要とするすべての機能を有し、したがって、割当ては簡単に行われる。一般に、オペレータは単に、所与のユーザ・ノードを、その最も近いネットワーク・ノードにホーミングする。
【００１７】
しかし、図２の右側の次世代ネットワークでは、ユーザ・ノード２１２が必要とする諸機能は、多くのネットワーク・ノード２１４に分散される。これらのネットワーク・ノード２１４のうちの所与の１つは例示的に、メディア・ゲートウェイ（ＭＧＷ：Ｍｅｄｉａ  Ｇａｔｅｗａｙ）、メディア・ゲートウェイ制御機能（ＭＧＣＦ：Ｍｅｄｉａ  Ｇａｔｅｗａｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）または電話アプリケーション・サーバ（ＴＡＳ：Ｔｅｌｅｐｈｏｎｙ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｖｅｒ）を備え得る。ホーミング・プロセスは現在、遥かに複雑であり、特に何百ものノードを含み得る大規模なネットワークでは、従来手法の使用は多くの時間を費やし、誤りが生じやすい。下記に述べられる本発明の実施形態は、従来のやり方の問題を回避し、またＩＭＳなどの次世代アーキテクチャを使用して構成された大規模なネットワークで使用するのに特に適した改良型のユーザ・ノード・ホーミング技術を提供する。
【００１８】
いくつかの予備動作は一般に、ホーミング・プロセスの実施の前に行われる。第１に、ユーザは、対応するユーザ・ノードにホーミングされる。それぞれのユーザ・ノードは、属性として、緯度および経度座標によって指定されたその物理的位置を有する。所与のユーザ・ノードの他の可能な属性は、たとえば、ユーザ数、機能単位のスループット、機能単位の登録ユーザなどを含んでよい。第２に、ネットワーク機能は、ネットワーク・ノードにマッピングされる。このプロセスは、機能マッピングと呼ばれる。所与のネットワーク・ノードは一般に、属性として、緯度経度の座標で指定されたその物理的位置、およびそれが提供するネットワーク機能を有する。これらの特定の予備動作は、本発明の要件と見なすべきでなく、他の実施形態は、たとえば代替の動作を使用し、１つまたは複数のこうした動作をホーミング・プロセス自体と組み合わせるなどのやり方で実施することができる。
【００１９】
この実施形態のホーミング・プロセスは、下記の通りである。
１．必要なネットワーク機能を１つまたは複数の親子関係を備える階層に配置する。一般に、階層の最下位レベルは親機能と見なされ、最上位レベルは子機能と見なされる。２つより多いレベルを有する階層では、所与の子機能はそれ自体、他の子機能に対して親機能であり得ることに留意されたい。
２．階層の最下位レベルの機能から始めて、その機能を提供する特定のネットワーク・ノードに所与のユーザ・ノードを割り当てるために、１つまたは複数の所定の基準（たとえば距離、スループット、スループット重み付き距離など）を適用する。
３．階層の次のレベルに進んで、対応する機能を提供する特定のネットワーク・ノードに所与のユーザ・ノードを割り当てるために、１つまたは複数の所定の基準、好ましくはステップ２で使用されたのと同じ基準を再び適用する。
４．所与のユーザ・ノードがその必要な機能のすべてを提供する１つまたは複数のネットワーク・ノードに割り当てられるまで、そのレベルまたは階層内の他のレベルの残りのいずれの機能についても、ステップ３を繰り返す。
５．すべてのユーザ・ノードがその必要な機能を提供するネットワーク・ノードに割り当てられるまで、他のユーザ・ノードについてステップ２、３および４を繰り返す。
【００２０】
特定の実施形態では、本明細書では「プレーン」とも呼ばれるグループに諸機能をセグメント化することが有用であることがあり、階層が、プレーンのそれぞれについて決定された１つまたは複数の別個の親子関係を含む。こうした実装形態では、ユーザ・ノードが必要とする機能を含むプレーンのそれぞれについて、所与のユーザ・ノードごとにステップ２、３および４が繰り返される。
【００２１】
次に、上記に概説されたホーミング・プロセスの特定の実装について、図３に示された例示的なＩＭＳネットワーク３００を参照して述べられる。ＩＭＳネットワーク３００は例示的に（ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｖｅｌｙ）、ユーザ・ノードが必要とする様々な機能を提供する１つまたは複数のネットワーク・ノード３０４にホーミングされる４つのユーザ・ノード３０２を備える。ネットワーク・ノード３０４のそれぞれの名前に関連する数は、対応するネットワーク位置を示すものと見なすことができ、明示的には示されていない類似のネットワーク・ノードの追加のセットが、他の位置に関連付けられ得る。
【００２２】
例示的なホーミング・プロセスのステップ１によれば、必要な諸機能は、１つまたは複数の親子関係を備える機能階層に配置される。この特定の例では、ホーミング・プロセスは、様々なＩＭＳ機能を以下の４つのプレーンにセグメント化することによってかなり容易になる：
制御プレーン：Ｐ−ＣＳＣＦ、Ｓ−ＣＳＣＦ、Ｉ−ＣＳＣＦ、ブレークアウト・ゲートウェイ制御機能（ＢＧＣＦ：Ｂｒｅａｋｏｕｔ  Ｇａｔｅｗａｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、ＭＧＣＦ、マルチメディア・リソース機能コントローラ（ＭＲＦＣ：Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）
メディア・プレーン：ＭＧＷ、マルチメディア・リソース機能プロセッサ（ＭＲＦＰ：Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）
アプリケーション・プレーン：アプリケーション・サーバ（ＡＳ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｖｅｒ）
サポート・システム・プレーン：ホーム加入者サーバ（ＨＳＳ：Ｈｏｍｅ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｓｅｒｖｅｒ）、ドメイン名サービス（ＤＮＳ：Ｄｏｍａｉｎ  Ｎａｍｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）
【００２３】
ＩＭＳネットワーク・ノード機能をプレーンに分けるこの特定のグループ化は、例示するためだけに提示されており、代替実施形態では、他のグループ化が使用され得ることを理解されたい。
【００２４】
また、図３のＩＭＳネットワーク３００は、呼制御機能（ＣＣＦ：Ｃａｌｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）など、上記グループ化に含まれない１つまたは複数の機能を含むことに留意されたい。
【００２５】
この実施形態の所与のプレーンについて機能階層の親子関係を決定するために使用される基準は、そのプレーンの様々な機能の間のメッセージ・フローである。他の実施形態では、１つまたは複数の代替基準が、メッセージ・フロー基準の代わりに、またはそれとの組合せで使用されてよい。
【００２６】
次に、上記に示された４つのプレーンのそれぞれについて機能階層の親子関係が決定される特定のやり方について述べられる。これらの４つのプレーンの機能階層の親子関係は、図４Ａから４Ｄにそれぞれ示されている。
【００２７】
制御プレーン
制御プレーンは、Ｐ−ＣＳＣＦ、Ｓ−ＣＳＣＦ、Ｉ−ＣＳＣＦ、ＭＲＦＣ、ＢＧＣＦおよびＭＧＣＦ機能を含む。すべての制御トラフィックは、Ｐ−ＣＳＣＦ機能を通り、したがって、この機能は、機能階層の制御プレーン部分の最下位レベル親機能になる。
【００２８】
また、Ｐ−ＣＳＣＦは常に、メッセージをＳ−ＣＳＣＦに転送し、したがって、Ｓ−ＣＳＣＦは、Ｐ−ＣＳＣＦの子になる。
【００２９】
Ｉ−ＣＳＣＦは、Ｐ−ＣＳＣＦまたはＳ−ＣＳＣＦによる問合せを受けるが、Ｓ−ＣＳＣＦがＰ−ＣＳＣＦより頻繁にＩ−ＣＳＣＦに問い合わせるので、Ｉ−ＣＳＣＦは、Ｓ−ＣＳＣＦの子になる。
【００３０】
同様に、ＭＲＦＣとＢＧＣＦの両方がＳ−ＣＳＣＦと広く通信するので、ＭＲＦＣおよびＢＧＣＦは、Ｓ−ＣＳＣＦの子になる。次に、ＢＧＣＦは、類似の理由により、ＭＧＣＦの親になる。制御プレーンの結果として生じる親子関係が、図４Ａに示されている。
【００３１】
メディア・プレーン
メディア・プレーンは、ＭＲＦＰ機能とＭＧＷ機能とを含む。ユーザ・ノードがこれらの機能の両方と直接通信するので、それらはそれぞれ、図４Ｂに示されるように、子を伴わない別個の親機能になる。
【００３２】
アプリケーション・プレーン
アプリケーション・プレーンは、ＡＳ機能を含む。ＡＳは、ＡＳに達するためにはすべてのユーザ通信がＳ−ＣＳＣＦを通って流れなければならないので、親Ｓ−ＣＳＣＦの子になる。結果として生じる親子関係が、図４Ｃに示されている。
【００３３】
サポート・システム
サポート・システム・プレーンは、ＨＳＳ機能とＤＮＳ機能とを含む。ＨＳＳは、これらの機能間の通信が広く行われるので、親Ｓ−ＣＳＣＦの子になる。ＤＮＳは、類似の理由により、Ｓ−ＣＳＣＦの子になる。図４Ｄは、結果として生じる親子関係を示している。
【００３４】
図５は、図４Ａから４Ｄに示された機能階層に基づく、特定のユーザ・ノード、すなわち図３のネットワーク３００のユーザ・ノード１のホーミング・プロセスのステップ２、３および４を示している。この実施形態においてネットワーク・ノードを選択するために使用される基準は、スループット重み付き距離である。スループット重み付き距離は、ユーザ・ノードから当該ネットワーク・ノードまでの距離に、必要な機能へのトラフィックを掛けた値に等しい。これは、性能が距離およびトラフィック負荷へのコストに通常依存するので、適切な基準である。また、機能が遠くなるにつれて、オペレータは、それらを制御できる可能性が低くなる。この場合もやはり、他の実施形態では、代替の基準が使用されてよい。Ｐ−ＣＳＣＦなどの所与の機能を提供するネットワーク・ノードは、表記を単純にするために、Ｐ−ＣＳＣＦノードと下記では呼ばれ得る。しかし、所与のネットワーク・ノードは、複数の機能を提供できることを理解されたい。また、上記に示されたように、所与のネットワーク・ノードは、属性として、その物理的位置を有する。したがって、共通の物理的位置に関連する複数の機能を、同じネットワーク・ノードによって提供することができる。この特定の例ではネットワーク・ノードについて少なくとも６つの異なる位置があると仮定しているが、より大きい数または小さい数の位置が使用されてよい。
【００３５】
ステップ２は、制御プレーンの機能階層の最下位レベルであるＰ−ＣＳＣＦで開始する。ユーザ・ノード１と、Ｐ−ＣＳＣＦ機能を提供する可能なネットワーク・ノード（すなわちＰ−ＣＳＣＦノード）のそれぞれとの間のスループット重み付き距離が計算され、最小のスループット重み付き距離をもたらすネットワーク・ノードが選択される。この場合、Ｐ−ＣＳＣＦノードのうちの所与の１つのノードまでのスループット重み付き距離は、ユーザ・ノード１からそのＰ−ＣＳＣＦノードまでの距離に、Ｐ−ＣＳＣＦに対してユーザ・ノードによって生成された総トラフィックを掛けた値になる。
【００３６】
図５の割当て（１）を参照すると、ユーザ・ノード１にＰ−ＣＳＣＦ機能を提供するために、位置１のネットワーク・ノードが選択されている。
【００３７】
次いで、このプロセスは、ステップ３に移り、制御プレーンの機能階層の次のレベルであるＳ−ＣＳＣＦを提供するネットワーク・ノードを選択する。ユーザ・ノード１と、Ｓ−ＣＳＣＦ機能を提供する可能なネットワーク・ノード（すなわちＳ−ＣＳＣＦノード）のそれぞれとの間のスループット重み付き距離が計算され、最小のスループット重み付き距離をもたらすネットワーク・ノードが選択される。この場合、Ｓ−ＣＳＣＦノードのうちの所与の１つのノードまでのスループット重み付き距離は、ユーザ・ノード１からそのＳ−ＣＳＣＦノードまでの距離に、Ｓ−ＣＳＣＦに対してユーザ・ノードによって生成された総トラフィックを掛けた値になる。
【００３８】
図５の割当て（２）を参照すると、ユーザ・ノード１にＳ−ＣＳＣＦ機能を提供するために、位置２のＳ−ＣＳＣＦノードが選択されている。
【００３９】
このプロセスはステップ４に続き、このステップ４は、ユーザ・ノード１がその必要な機能のすべてを提供する１つまたは複数のネットワーク・ノードに割り当てられるまで、階層の残りのいずれの機能についてもステップ３を繰り返すことを伴う。やはり図５の図を参照すると、その結果、ユーザ・ノード１は、（３）に示されたように位置３のＩ−ＣＳＣＦノードに、（４）に示されたように位置４のＭＲＦＣノードに、（５）に示されたように位置４のＢＧＣＦノードに、（６）に示されたように位置５のＭＧＣＦノードに、（７）に示されたように位置２のＡＳノードに、（８）に示されたように位置６のＨＳＳノードに、また（９）に示されたように位置６のＤＳＮノードに割り当てられる。
【００４０】
次いで、このプロセスは、すべてのユーザ・ノードが必要な機能にホーミングされるまで、他のユーザ・ノードについて繰り返される。図３のネットワークのすべての４つのユーザ・ノードについて可能な１つの割当てが、図６に示されている。分かりやすくするために、制御プレーンのＰ−ＣＳＣＦ、Ｓ−ＣＳＣＦおよびＩ−ＣＳＣＦ機能だけが示されている。
【００４１】
図６の例では、所与の機能を提供するために使用できるネットワーク・ノード位置の数は、所定のものではない。したがって、この例では、単一のＰ−ＣＳＣＦノード、すなわち位置１のＰ−ＣＳＣＦノードだけが選択されている。しかし、所与のユーザ・ノード・セットにその機能を提供するためにオペレータが２つの異なるＰ−ＣＳＣＦノードを使用することを望み得ることがあり得る。これは、図７および８に関連して次に述べられるように、本明細書ではユーザ・ノード・セグメント化と呼ばれる技術を使用して達成することができる。
【００４２】
一般に、ユーザ・ノードは、上述されたホーミング・プロセスのそれに類似のステップを適用する前に、セットへとセグメント化される。たとえば、４つのユーザ・ノードを備えるネットワーク３００内で、ユーザ・ノードは、２つの異なるＰ−ＣＳＣＦノードが選択されることを保証するために、２つのグループに分割されなければならない。図７は、ユーザ・ノードを２つのグループに分ける可能なセグメント化を示しているが、当業者には理解されるように、他の多数のセグメント化技術を適用してもよい。ユーザ・ノード・セグメント化によってもたらされるグループは、本明細書では、セットまたはセグメントとも呼ばれる。ユーザ・ノード・セグメント化のプロセスは、本明細書では、ユーザ・ノード・セット構築とも呼ばれる。
【００４３】
ユーザ・ノードがセグメント化されると、実質的に同じホーミング・プロセスが適用されるが、ユーザ・ノードベースで実施されるのではなく、それは、下述されるように追加の修正を伴って、ユーザ・ノード・セグメント・ベースで実施される。
【００４４】
図７に示されたように、ユーザ・ノード１およびユーザ・ノード２が、あるセグメント内にあり、ユーザ・ノード３およびユーザ・ノード４が別のセグメント内にあると仮定する。各セグメント内のノードはすべて、修正されたホーミング・プロセス内の１つのノードと見なされる。さらに、セグメントは、所望の数のＰ−ＣＳＣＦノードを保証するために、別々にランク付けされ、次いで処理される。例として、各セグメントについて総トラフィック負荷が計算されてよく、このプロセスは、最も高いトラフィック負荷を有するセグメント、すなわち「最も重い」セグメントから開始してよい。この例ではセグメント２がセグメント１より重いと仮定すると、ホーミング・プロセスは、セグメント２から開始し、最小の総スループット重み付き距離をもたらすＰ−ＣＳＣＦノードを選択する。そのＰ−ＣＳＣＦノードが選択されると、それは、可能なＰ−ＣＳＣＦノードのリストから削除される。これによって、セグメント１には、セグメント２と同じＰ−ＣＳＣＦノードが割り当てられないことが保証される。このプロセスは、すべてのセグメントがすべてホーミングされるまで続く。Ｐ−ＣＳＣＦ、Ｓ−ＣＳＣＦおよびＩ−ＣＳＣＦ機能の１つの可能な結果が、図８に示されている。
【００４５】
見て分かるように、２つのＰ−ＣＳＣＦ位置が選択されているが、１つのＳ−ＣＳＣＦしか選択されていない。ユーザが多くのＳ−ＣＳＣＦを望む場合、それぞれの子について同じ手順が繰り返される。
【００４６】
図９のフローチャートは、ユーザ・ノード・セグメント化を伴う例示的なホーミング・プロセスを示している。この図では、ユーザ・ノード・セグメントは、セットと呼ばれる。ステップ９００への入力は、Ｎ個のユーザ・ノード・セットＥＮｎと、この例ではＩＭＳノードとも呼ばれるｍ個の候補ネットワーク・ノードと、セット構築段階で計算された機能｛Ｆ｝のトラフィックとを含む。ステップ９００は、各セットの総｛Ｆ｝トラフィックを計算し、最高から最低の総｛Ｆ｝トラフィック順にセットをランク付けする。ステップ９０２は、ＥＮｉと示された、最高にランク付けされた残りのセットを識別し、次いで、このプロセスは、ステップ９０４に移る。ステップ９０４は、入力として、ユーザ・ノードおよびＩＭＳノードの位置を受け取り、セットが割り当てられていない残りの各ＩＭＳノードについて、セットＥＮｉ内のユーザ・ノードのそのＩＭＳノードへのスループット重み付き距離の和を計算する。次いで、ステップ９０６は、機能階層からの親機能を、最小スループット重み付き距離を有するＩＭＳノードを割り当て、セットＥＮｉおよびＩＭＳノードをさらなる考慮対象から削除する。ステップ９０８は、処理すべき残りのユーザ・ノード・セットがあるかどうか判定する。示されたように、ある場合は、このプロセスは、次のセットを処理するためにステップ９０２に戻り、そうでない場合は、終了する。必要な機能を提供するネットワーク・ノードに残りのユーザ・ノードがホーミングされるまで、図９のプロセスのステップに類似のステップが、関連する機能階層内の他の機能のそれぞれに適用され得る。
【００４７】
本明細書に述べられた所与のユーザ・ノード・ホーミング・プロセスは、プロセッサとメモリとを備えるコンピュータまたは他の処理デバイス内で実施されてよい。たとえば、本明細書に述べられたタイプのホーミング・プロセスは、処理デバイスのメモリ内に格納され、その処理デバイスのプロセッサによって実行されるネットワーク設計ツールまたは他のタイプのソフトウェア・プログラムの形で実施されてよい。
【００４８】
図１０は、図９のホーミング・プロセスのステップを実施するのに適したこうした処理デバイス１０００の１つの可能な実装形態を示している。処理デバイス１０００は、メモリ１００４に結合されたプロセッサ１００２を備える。プロセッサ１００２は、たとえば、マイクロプロセッサ、中央処理装置、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路または他のタイプの処理要素、ならびに複数のこうした要素の組合せを備えてよい。メモリ１００４は、たとえばランダム・アクセス・メモリ、読取り専用メモリ、光学または磁気記憶装置、あるいは他のタイプの記憶要素を任意の組合せで備えてよい。メモリは、本明細書ではマシン読取り可能記憶媒体とより一般的に呼ばれるものの一例と見なしてよい。メモリは、ホーミング・プロセスを実施するための命令または他のプログラム・コードに加えて、たとえば、上述されたタイプの１つまたは複数の機能階層など、ホーミング・プロセスで使用される情報を格納するために使用できる。
【００４９】
プロセッサ１００２には、ユーザ・インターフェース１００６およびネットワーク・インターフェース１００８も結合される。ユーザ・インターフェース１００６は、たとえば、キーボードおよびマウスなど、データ入力要素との組合せで動作する表示モニタによって提供されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースを備えてよい。ネットワーク・インターフェース１００８は、たとえば、図９の実施形態のステップ９００および９０４に適用されるものなどの入力を取得するために、ネットワークまたは他のシステム要素にデバイス１０００をインターフェースさせることがでる。処理デバイス１０００はさらに、図に明示的には示されていないが、こうしたデバイスの従来の実装形態に一般に含まれている他の要素を含んでよい。
【００５０】
図１０に示されたタイプの処理デバイスは、所与の通信システム内で、たとえばシステムの１つまたは複数のオペレータ端末として実装することも、システムを設計し、または別のやり方で構成する際に使用される別個のスタンド・アロン・デバイスとして実装することもできる。
【００５１】
上述された例示的な実施形態は有利には、ＩＭＳネットワークなどの複雑なアーキテクチャにおいても、特に効率的なやり方でユーザ・ノードをネットワーク・ノードにホーミングすることを可能にし、それによって、システム性能を向上させる。ＩＭＳネットワークでは特に有用であるが、本明細書に述べられた技術は、複数の異なる通信機能およびプロトコルのいずれかを使用して、様々な他のタイプの通信システムに適用することができる。
【００５２】
上述の実施形態は、例示するためのものにすぎないことを強調しておく。たとえば、特定のユーザ・ノード・ホーミング技術、ならびにネットワーク・ノード機能を階層に配置し、特定のユーザ・ノードへの割当てのために特定のネットワーク・ノードを選択するための関連する基準は、所与の実装形態の必要性に対処するように変更することができる。また、特定のネットワークおよび処理デバイス構成、ならびにユーザ・ノードおよびネットワーク・ノード機能性は、代替の実施形態において変更されてよい。これらの実施形態、ならびに添付の特許請求の範囲の範囲内の複数の他の代替実施形態が、当業者には容易に明らかになろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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