(57)【要約】ワイヤレス通信網のパケット制御関数（ＰＣＦ）は拡張可能なアーキテクチャを含んでおり、必要に応じ、あるいは望みのように、独立的にアドレッシングできるパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）インタフェースを追加することができる。各々のインタフェースは、ＰＣＦによってサポートされる１または複数の基地局コントローラ（ＢＳＣ）とＰＤＳＮとの間でデータ接続をサポートする独立したＩＰインタフェースとして機能する。この実施によって、１つのＰＣＦはＰＤＳＮにとってはＰＣＦに組み込まれたＩＰインタフェースの数に依存する１または複数の“擬似ＰＣＦ”として見える。各ＩＰインタフェースは与えられたデータ・スループット容量をサポートするので、ＰＣＦの総合的なデータ・スループット容量はそこに組み込まれたＩＰインタフェースの数の関数として拡張できる。ＰＣＦによって実施される負荷共有および故障処理技術は、更に、ＰＤＳＮとの間で複数のＩＰインタフェースを有することによって得られる特徴を利用している。
2005503724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信網中で、１または複数の基地局コントローラ（ＢＳＣ）とパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）との間でデータをルーティングするパケット制御関数（ＰＣＦ）であって、前記パケット制御関数が、
ＰＤＳＮと通信するための、２以上の別々にアドレッシングされるインターネット・プロトコル（ＩＰ）インタフェース、
１または複数のＢＳＣと通信するためのＢＳＣインタフェース、および
必要に応じて、前記２以上のＩＰインタフェースのうちの少なくとも１つを通してデータを方向付けるためのスイッチングおよび制御資産、
を含んでいるＰＣＦ。
【請求項２】
請求項１に記載のＰＣＦであって、前記スイッチングおよび制御資産が、前記２以上のＩＰインタフェース間でデータを分配するためのコントローラを含んでいるＰＣＦ。
【請求項３】
請求項１に記載のＰＣＦであって、１または複数のＢＳＣとＰＤＳＮとの間でルーティングされるデータに対して１または複数のデータ接続が付随しており、更に、スイッチングおよび制御資産が、更に、データ接続を前記２以上のＩＰインタフェースに選択的に割り当てるためのコントローラを含んでいるＰＣＦ。
【請求項４】
請求項３に記載のＰＣＦであって、前記コントローラが、データ接続を前記２以上のＩＰインタフェースに割り当てる場合に、負荷共有を実施するＰＣＦ。
【請求項５】
請求項３に記載のＰＣＦであって、前記コントローラが、前記２以上のＩＰインタフェースの１つが故障した場合に関連して、データ接続の故障時再割り当てを実施するＰＣＦ。
【請求項６】
通信網中で、基地局コントローラ（ＢＳＣ）とパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）との間でデータのルーティングを行なうために使用されるパケット制御関数（ＰＣＦ）であって、前記ＰＣＦが、
ＰＤＳＮと通信するための拡張可能なＰＤＳＮインタフェースであって、前記拡張可能なＰＤＳＮインタフェースが１または複数の別々にアドレッシングできるインターネット・プロトコル（ＩＰ）インタフェースを含んでおり、前記ＰＣＦが、ＰＤＳＮへの必要とされる数の前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースによって構成されている拡張可能なＰＤＳＮインタフェース、
ＢＳＣと通信するためのＢＳＣインタフェース、および
前記ＰＣＦのデータ・ルーティング動作を制御するためのスイッチングおよび制御資産、
を含んでいるＰＣＦ。
【請求項７】
請求項６に記載のＰＣＦであって、前記拡張可能なＰＤＳＮインタフェースが、別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースをサポートするカード式システムを有するモジュール式ＰＤＳＮインタフェースを含んでおり、更に、前記ＰＣＦが、前記モジュール式ＰＤＳＮインタフェースのカード構成に基づいて、ＰＤＳＮへの必要とされる数の前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースによって構成されているＰＣＦ。
【請求項８】
請求項７に記載のＰＣＦであって、前記ＰＣＦのデータ・スループットが、前記モジュール式ＰＤＳＮインタフェースのカード構成を選ぶことによって、必要とされるように選ばれるＰＣＦ。
【請求項９】
請求項７に記載のＰＣＦであって、前記モジュール式ＰＤＳＮインタフェースによって提供される、各々の前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの少なくとも一部がＩＰインタフェース・カードを含んでいるＰＣＦ。
【請求項１０】
請求項９に記載のＰＣＦであって、各々の前記ＩＰインタフェース・カードが、その他の前記ＩＰインタフェース・カードとは独立して、ＰＤＳＮとの通信をサポートするプロトコル・スタックの少なくとも一部を実施するＰＣＦ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＰＣＦであって、各々の前記ＩＰインタフェース・カードが、ＰＤＳＮとの通信をサポートするプロトコル・スタックを独立的に実施するＰＣＦ。
【請求項１２】
請求項９に記載のＰＣＦであって、前記ＩＰインタフェース・カードが、前記ＰＤＳＮとの通信をサポートするプロトコル・スタックの選ばれた層を共有するＰＣＦ。
【請求項１３】
請求項６に記載のＰＣＦであって、前記スイッチングおよび制御資産が、前記ＰＣＦによってルーティングされるデータに対して前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェース間で負荷バランス取りを実施するＰＣＦ。
【請求項１４】
請求項６に記載のＰＣＦであって、前記ＰＣＦによってルーティングされるデータに対して１または複数のデータ接続が付随しており、更に、前記スイッチングおよび制御資産が、故障したＩＰインタフェースから少なくとも１つの動作しているＩＰインタフェースへデータ接続を転送することによって、その転送がＰＤＳＮにとってはＰＣＦ間の標準的な接続ハンドオフに見えるようにするＰＣＦ。
【請求項１５】
請求項６に記載のＰＣＦであって、前記ＰＤＳＮに対するＢＳＣのデータ・スループットが、前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの必要な数を変更することによって必要とされるように拡張されるＰＣＦ。
【請求項１６】
請求項６に記載のＰＣＦと統合したＢＳＣ。
【請求項１７】
通信網中で、基地局コントローラ（ＢＳＣ）とパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）との間でデータをルーティングするパケット制御関数（ＰＣＦ）にデータ・スループット拡張性を提供する方法であって、前記方法が、
前記ＰＤＳＮへの１または複数の別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースを含む拡張可能なＰＤＳＮインタフェースで前記ＰＣＦを実施する工程であって、前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの各々が与えられたデータ・スループット容量を有しているＰＣＦの実施工程、および
前記ＰＣＦにインストールされた前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの数を調節して、前記ＰＣＦの総合的なデータ・スループット容量を設定する工程、
を含んでいる方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、前記ＰＤＳＮへの各々の前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースが“擬似ＰＣＦ”として機能することによって、前記ＰＣＦが前記ＰＤＳＮにとっては、前記ＰＣＦにインストールされた前記擬似ＰＣＦの数に等しい複数の単一ＩＰインタフェースＰＣＦとして見える方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の方法であって、更に、ルーティングのために前記１または複数の別々にアドレッシングできるＩＰインタフェース間で、前記ＰＣＦによってルーティングされるデータを分配する方法。
【請求項２０】
請求項１７に記載の方法であって、更に、動作的に故障した前記ＩＰインタフェースの１つを介してルーティングされるデータを、動作的に利用可能な少なくとも１つのその他の前記ＩＰインタフェースに分配することによって、前記データが少なくとも１つのその他の前記動作的に利用可能なＩＰインタフェースを介してルーティングされるようにする工程を含む方法。
【請求項２１】
請求項１７に記載の方法であって、更に、ＢＳＣとＰＣＦとを物理的に統合する工程を含み、前記ＢＳＣの前記ＰＤＳＮに対する総合的なデータ・スループット容量が前記ＰＣＦに組み込まれた前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの数の関数である方法。
【請求項２２】
請求項１７に記載の方法であって、前記ＰＤＳＮへの１または複数の別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースを含む拡張可能なＰＤＳＮインタフェースで前記ＰＣＦを実施する工程が、各々が前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの少なくとも１つを提供する１または複数のインタフェース・モジュールを含むように適合したモジュール式ＰＤＳＮインタフェースで前記ＰＣＦを構成する工程を含んでいる方法。
【請求項２３】
請求項１７に記載の方法であって、更に、アイドル状態のアクセス端末に付随する、前に休止状態にあったデータ接続の再活性化を管理するために負荷共有関数を実施する工程を含み、前記負荷共有関数が、前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの特定の１つへの再活性化されたデータ接続の割り当てに影響を及ぼすようになった方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法であって、アイドル状態のアクセス端末に付随する、前に休止状態であったデータ接続の再活性化を管理するための負荷共有関数を実施する工程が、前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの第１のものに前に割り当てられていた再活性化されたデータ接続を、前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの第２のものに割り当てることによって、少なくとも前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの前記第１のものと第２のものとの間でデータ接続負荷のバランスを取る工程を含んでいる方法。
【請求項２５】
ワイヤレス通信網中で、１または複数の基地局コントローラ（ＢＳＣ）とパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）との間でのパケット・データのルーティングで使用するためのパケット制御関数（ＰＣＦ）であって、前記ＰＣＦが、
前記ＰＤＳＮと通信するための、１または複数の別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースを含む拡張可能なＰＤＳＮインタフェース、
前記ＢＳＣと通信するためのＢＳＣインタフェース、
別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースを通して前記パケット・データを選択的にルーティングするためのスイッチング資源、および
前記スイッチング資源を管理するためのコントローラ、
を含んでいるＰＣＦ。
【請求項２６】
請求項２５に記載のＰＣＦであって、前記拡張可能なＰＤＳＮインタフェースがメイン・ボードと１または複数のインタフェース・カードとを含んでおり、前記１または複数のインタフェース・カードの各々が前記ＰＤＳＮへの別々にアドレッシング可能なＩＰインタフェースの少なくとも１つを含んでいるＰＣＦ。
【請求項２７】
請求項２５に記載のＰＣＦであって、前記スイッチング資源がＡ１０／Ａ１１スイッチング資源を含んでいるＰＣＦ。
【請求項２８】
請求項２５に記載のＰＣＦであって、前記コントローラが、前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェース間で負荷共有を実施するように動作するＰＣＦ。
【請求項２９】
請求項２５に記載のＰＣＦであって、前記コントローラが、前記パケット・データに関連するデータ接続を前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの第１のものから、もし前記第１のものが故障したら、前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの第２のものにハンドオフするように動作するＰＣＦ。
【請求項３０】
請求項２５に記載のＰＣＦであって、前記コントローラが、前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの第１のものに前に割り当てられていたデータ接続を、前記別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの第２のものに再割り当てするように動作し、前記データ接続が前に休止状態にあったアクセス端末に付随するものであるＰＣＦ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ワイヤレス通信パケット・データ・ネットワークに関するものであって、更に詳細には、ネットワーク・パケット・コア関数における選ばれたトラヒック・インタフェースに対する拡張機能の提供に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス通信網アーキテクチャの発展には、加入者によって要求されるワイヤレス通信サービスの種類の変化が必然的に伴う。１つの普及傾向にある推進力、すなわちその多様なコンテンツを備えたインターネットによって、パケット・データがワイヤレス・アクセス・ネットワークの中心に持ち込まれた。実際、発展を続けるアクセス・ネットワーク・アーキテクチャは、集合としてアクセス端末にインターネットへの接続を提供する各種のネットワーク実体間で本質的にすべてをＩＰ（インターネット・プロトコル）ルーティングで行なう方向に動き始めている。ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８５６基準に従って実施される高データ・レート（ＨＤＲ）のネットワークは、アクセス端末とインターネット、あるいはその他のパケット・データ・ネットワーク（ＰＤＮ）との間で高速の接続をサポートするデータのみのワイヤレス・アクセス・ネットワークの一例である。
【０００３】
‘８５６ネットワークやその他の高データ・レートのネットワークに採用されるかもしれない一般化されたネットワーク・アーキテクチャでは、アクセス端末はＲＦシグナリングを介して無線基地局（ＲＢＳ）と通信し、後者は次に１または複数の基地局コントローラ（ＢＳＣ）によって制御される。各ＢＳＣは、パケット制御関数（ＰＣＦ）とも呼ばれるパケット・コア関数と通信を行なうが、後者はインターネットやその他のＰＤＮにつながれた大容量のルータのようなゲートウエイ装置と各種のＢＳＣとの間でやり取りされるトラヒックを管理する特殊なルータとしてサービス提供する。パケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）と呼ばれるゲートウエイ装置およびＰＣＦは、ネットワークを通って流れるＩＰトラヒックをそれらが認証、ルーティング、および同期化できるようにするための多様な機能およびプロセスを組み込んでいる。
【０００４】
ＰＣＦとＰＤＳＮとの間の通信は、例えば、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−２０００基準ではＩＰベースで行なわれ、同じことがＨＤＲネットワークにも当てはまる。このように、ＢＳＣとＰＤＮとの間のトラヒックはＰＣＦのＩＰスタックを通してルーティングされ、またＰＣＦとＰＤＳＮとの間のＡ１０／Ａ１１インタフェースを通して送られる。ＰＤＳＮの観点から、各ＰＣＦは従来と同じように、関連するＰＤＳＮに対して１つのＩＰアドレスを提供し、ＰＣＦとの間でやり取りされるすべてのトラヒックはその１つのＩＰアドレスを介してルーティングされる。従って、従来のやり方では、ＰＣＦはすべてのトラヒックを単一のＩＰスタックを通してルーティングする。移動局あるいはＢＳＣの観点からは、各々のＰＣＦはそれのパケット・ゾーンＩＤによって同定されよう。更に詳細には、ＢＳＣはパケット・ゾーンＩＤをエア・インタフェースを介してアクセス端末に送信し、後者は次にそのパケット・ゾーンＩＤを使用してサービス提供するそのＰＣＦのカバー・エリアを同定することができる。アクセス端末が以前に受信したパケット・ゾーンＩＤと異なる新しいパケット・ゾーンＩＤを受信するときは、そのアクセス端末はそれが新しいＰＣＦによってサービス提供される新しいカバー・エリアに移動したことを認識する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
データ・レートが増大するにつれて、またＢＳＣ当たりにより多くの加入者をサポートする必要から、ＰＣＦによって運ばれるトラヒックの量および速度は相当のものとなる。ＰＣＦのＩＰトラヒックのスループットを増大することは大きな挑戦課題となる。というのは、単一のＩＰスタックの動作性能の拡張には必然的にそれに正味の処理能力の向上が必要とされるからである。すなわち、単一のＩＰスタックでは、ＰＣＦのトラヒック処理容量を増大するためには全体的なプロトコル・スタックのメガビット／秒（Ｍｂｐｓ）単位でのスループットを増大させる必要がある。これは処理速度を改善するために費用が掛かるし、またフォールト・トレランス問題に対処しないという別の欠点にも直面する。ＰＤＳＮへの単一のＩＰインタフェースでは、そのインタフェースの故障は重大なサービス欠如という影響を与えよう。
【０００６】
理想的には、ＰＣＦはそれの動作性能を拡張するための実際的な機構あるいは方法を提供するＰＤＳＮへのインタフェースを採用する。拡張性へのそのような試みには常に、装置コストと望ましい性能とのバランスを取ろうというシステム・オペレータの要望が伴うはずであり、更に、それは構成が簡単にできるものであるべきである。更に、理想的な実施は、従来のＰＣＦ−ＰＤＳＮインタフェースにつきものの故障問題その１点に対処するものとなろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、標準的なＰＣＦ−ＰＤＳＮインタフェースの枠組みで、本質的に任意個数のいわゆる“擬似”あるいは“仮想”パケット制御関数（ＰＣＦ）を組み込むための方法および装置を含む。本発明に従うように適合したＰＣＦは１または複数の擬似ＰＣＦを含む。各擬似ＰＣＦは、別々にアドレッシングできる関連ＰＤＳＮへのＩＰインタフェースを提供するが、合成ＰＣＦはＢＳＣ側での統一されたインタフェースを提供する。合成ＰＣＦは、複数のＩＰインタフェースのうちの任意のものを使用して、１または複数のＢＳＣと１つのＰＤＳＮとの間でトラヒックをルーティングするように適合している。ＰＤＳＮの観点から、各々の合成ＰＣＦは個々にＩＰインタフェースを有する独立した、あるいは擬似的な複数個のＰＣＦであるように見える。ＢＳＣあるいはアクセス端末の観点からは、各々の合成ＰＣＦは、各合成ＰＣＦが１つのパケット・ゾーンＩＤしか持たないため、１つのインタフェースを備えた単一の実体と見える。
【０００８】
本発明によれば、ＰＣＦのトラヒック・スループットは、ＰＣＦ内に組み込まれるＩＰインタフェース（例えば、ＩＰスタック）の数を単に増やすことで改善することができる。拡張性は、例えば、本発明のＰＣＦに対して、単に標準化されたＩＰインタフェース・カードやその他のハードウエア、あるいはソフトウエア拡張を付加することによって実現する。従って、システム・オペレータは、そのＰＣＦのハードウエアおよびソフトウエアによってサポートされる擬似ＰＣＦインタフェースの数を決める簡単な構成上の選択を通して、与えられたＰＣＦの容量を拡張することができる。この拡張方法は、最終的なＰＣＦスループットを、容易にコスト高騰を招きしかも目標特性には到達できないことのある、生の処理速度に直結させる方法を回避する。
【０００９】
各擬似ＰＣＦは分離したプロトコル・スタックを含み、それは非同期転送モード（ＡＴＭ）およびオプティカル・キャリア（ＯＣ−３）のようなリンク／物理層のほかにＩＰ層を含んでいる。あるいは、ＰＣＦ内の擬似ＰＣＦは選ばれたハードウエアおよびソフトウエア資源を共有することもできる。擬似ＰＣＦ間でどの資源をどのくらい多く共有すべきかは、多様な優先度を反映して決められるが、それらの中でも、拡大の経済的得失、動作能力、アーキテクチャの複雑さ、およびフォールト・トレランスのバランスを取ることが求められる。
【実施例】
【００１０】
図１は例示的通信網１０の図であり、本発明に従うように適応したパケット制御関数（ＰＣＦ）１２を含んでいる。ＰＣＦ１２に加えて、ネットワーク１０は更に、ＩＰネットワーク１６を介してＰＣＦ１２につながれた１または複数のパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）１４を含む。ＰＤＳＮ１４は１または複数のパケット・データ・ネットワーク（ＰＤＮ）１８につながれ、後者は、例えばインターネットでよい。ネットワーク１０は、それに加えて、１または複数の基地局コントローラ（ＢＳＣ）２０と、複数の基地局トランシーバ・システム（ＢＴＳ）２２とを含む。
【００１１】
動作時には、ネットワーク１０は１または複数のアクセス端末（ＡＴ）２４とＰＤＮ１８との間でデータ接続を提供する。与えられたＴＡ２４に対するデータ接続に関連するパケット・データは、その接続をサポートするＢＳＣ２０との間でＰＣＦ１２によってルーティングされる。このように、ＰＤＮ１８からのパケット・データは適当なＰＤＳＮ１４によってＰＣＦ１２にルーティングされ、またそこからＰＣＦ１２がそれを適当なＢＳＣ２０に配信し、次に後者がそのデータを、ＡＴ２４とのワイヤレス通信をサポートする適当な１個のＢＴＳ２２あるいは複数のＢＴＳ２２に供給する。逆に、ＡＴ２４からのデータはＲＦシグナリングを介してＢＴＳ２２の１または複数のものに移動し、後者はサポートしているＢＳＣ２０にそれを送る。ＢＳＣ２０はそのデータを適切にフォーマットし、サポートするＰＣＦ１２にそれを一緒に送り、後者は次にそれをＩＰネットワーク１６を介してＰＤＳＮ１４の１つにルーティングし、そこでそれはＰＤＮ１８に一緒に渡される。
【００１２】
図２はネットワーク１０の一部を簡略化して示しており、ＰＣＦ１２の詳細を示している。従来は、ＰＣＦはＰＤＳＮ１４に対して単一のＩＰインタフェースを用いて同定され、それには１つのＩＰアドレスを持つＰＤＳＮが関係していた。従って、ＰＣＦ１２とＰＤＳＮ１４との間でルーティングされるすべてのデータは、従来は、この１つのＩＰインタフェースを通って流れるようになっていた。これとは対照的に、本発明のＰＣＦ１２は複数の“擬似ＰＣＦ”３２を含み、それらはＰＤＳＮ１４に対して別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースとして機能する。ＰＣＦ１２は、更に、ＢＳＣ２０に相対的な、統一あるいは統合された擬似ＰＣＦ３２用インタフェースおよび１または複数のＰＤＳＮ１４と通信するためのＡ１０／Ａ１１インタフェース３４を提供するスイッチングおよび制御資源を含む。Ａ１０／Ａ１１インタフェースの完全な詳細に関して、相互運用基準、ＩＯＳ  ｖ．４．０に関する国際標準機関資料を参照することができる。
【００１３】
動作時には、ＰＣＦ１２はＰＤＳＮ１４に対して、ＰＣＦ１２に組み込まれた擬似ＰＣＦ３２の数で決まる複数の従来型ＰＣＦとして見える。各擬似ＰＣＦ３２はＰＤＳＮ１４に対して分離したＩＰインタフェースを提供し、その様子は図示された３個の擬似ＰＣＦ３２に対応してＩＰA，ＩＰB，およびＩＰCとして示されている。もちろん、図示された構成は例示的なものであり、ＰＣＦ１２がそれよりも多いあるいは少ない数の擬似ＰＣＦ３２を含むことは可能である。いずれの場合でも、スイッチングおよび制御資源３０はＢＳＣインタフェースを提供し、それはＢＳＣ２０をＰＣＦ１２の擬似ＰＣＦ実施に付随する詳細から分離している。
【００１４】
ＢＳＣ２０を擬似ＰＣＦ実施の詳細から分離することによって、ＰＣＦ１２によってサポートされる各ＢＳＣ２０はＰＣＦ１２との間に単一の標準に準拠したインタフェースを持つように見える。ＢＳＣ２０はどの擬似ＰＣＦ３２がそれぞれのトラヒック（データ接続）を処理しているかを知っている必要はない。実際、動作的な観点から、ＰＣＦ１２によってサポートされるＢＳＣ２０は、従来のＰＣＦがそうである以上のことを何も認識する必要はない。
【００１５】
ＰＣＦ１２を、擬似ＰＣＦ３２を合成したものとして実施することの１つの特徴は、ＰＣＦ１２の総合的なデータ・スループット容量を、ＰＣＦ１２に組み込まれた擬似ＰＣＦ３２の個数の関数として拡大あるいは制御できることである。後に詳しく説明するように、ＰＣＦ１２の物理的な実施がこのように行なわれるので、システム・オペレータはデータ・スループット要求に基づいて、単に擬似ＰＣＦを追加したり、減らしたりするだけでよい。この方法は、単一のＩＰインタフェースの性能を単に改善しようと試みるよりも優れた方法である。というのは、個々の擬似ＰＣＦ３２に課される要求性能は妥当な制限内に保たれながら、ＰＣＦ１２の総合的なデータ・スループット容量を向上させることができるためである。
【００１６】
各擬似ＰＣＦ３２はＰＤＳＮ１４との通信をサポートするために必要とされるプロトコル・スタックの少なくとも一部を実施し、この場合、擬似ＰＣＦ３２に実施される各プロトコル・スタックは、ＰＤＳＮ１４との間で別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースとして機能する。この構成によって、ＰＣＦ１２のスイッチング／制御資産３０はデータをＢＳＣ２０からＰＤＳＮ１４にルーティングすることができるし、また逆にＡ１０／Ａ１１インタフェース３４および擬似ＰＣＦ３２の分離したＩＰインタフェースの任意の１つを介してルーティングできる。ＰＣＦ１２の観点から、擬似ＰＣＦ３２およびＡ１０／Ａ１１インタフェース３４は少なくともいくつかの実施の形態では、集合的にＰＤＳＮインタフェースを含むように考えられる。
【００１７】
図３は擬似ＰＣＦ３２の各々に実施することができる例示的なプロトコル・スタックを示す。注意すべきことは、ＰＣＦプロトコル・スタック５０および対応するＰＤＳＮプロトコル・スタック５２の詳細はネットワーク１０に組み込まれた詳細に依存してかなり異なるであろうし、またスタック５０および５２の底に向かう下層レベルのプロトコル（ＩＰ層よりも下層）に関しては特にそうであるということである。実際、それらの下層レベルのプロトコルはほとんど完全に実施に依存する。ここで、ＰＣＦ１２は、その上をＩＰオーバーＡＴＭトラヒックが輸送されるＯＣ３接続を介してＰＤＳＮ１４と通信する。これらの特別な実施の詳細はプロトコル・スタック５０および５２の最下層の構成を説明するが、具体的には、ＯＣ３、ＡＴＭ、およびＡＴＭ適応層５（ＡＡＬ５）プロトコル層を組み込んでいる。
【００１８】
一般に、擬似ＰＣＦ３２は少なくともＩＰ層までは独立したプロトコル・スタックを個々に組み込むため、各擬似ＰＣＦ３２は、ＰＤＳＮ１４との間で別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースとして働く。ＩＰ層より上では、擬似ＰＣＦ３２はプロトコル・スタック５０の部分を共有しよう。例えば、Ａ１０およびＡ１１インタフェースによって使用されるジェネリックあるいはジェネラル・ルーティング・エンキャプシュレーション（ＧＲＥ）およびユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）層は、ＰＣＦ１２にインストールされた擬似ＰＣＦ３２によって、全体としてあるいは部分的に組み込まれよう。
【００１９】
図４はＰＣＦ１２の図であり、それの実施のための例示的ハードウエア構成をより詳細に示す。ここでも、ＰＣＦ１２はスイッチングおよび制御資源３０を含み、それらは別々にアドレッシングできるＩＰインタフェース（擬似ＰＣＦ３２）を通るデータのルーティングを制御する。図４によって示された実施の形態では、擬似ＰＣＦ３２はカードごとに実施されることが望ましい。こうすれば、ＰＣＦ１２に対して１つの擬似ＰＣＦ３２を追加するためには、メイン・ボード４２に１枚のインタフェース・カード４０を追加するだけでよい。いくつかの例では、メイン・ボード４２はラックやサブラック・システムを含んでよい。この構成によれば、ボード４２およびカード４０は、インストールされたインタフェース・カード４０の枚数によって決まる総合的なデータ・スループット容量を有する拡張可能なＰＤＳＮインタフェースの１つの実施の形態を含む。Ａ１０／Ａ１１インタフェース３４は複数の場所に実施できるが、それらにはカード４０、ボード４２、あるいはそれらの組合せが含まれる。この拡張可能な構成はモジュール式ＰＤＳＮインタフェースを実施する１つの方法を表している。この拡張可能性の考え方はボード／カード方式を採用しない別の構成にも適用できる。
【００２０】
ＰＣＦ１２の擬似ＰＣＦ実施からは複数の特徴が得られる。例えば、スイッチングおよび制御資源３０に含まれるコントローラは、擬似ＰＣＦ３２を活用するための任意の数の技術またはプロシジャを実施することができる。複数のＰＣＦ３２がインストールされたＰＣＦ構成において、コントローラは負荷共有を実施することができ、その場合、それはＰＣＦ１２によってサポートされるデータ接続を、利用可能な擬似ＰＣＦ３２間で動的に分配あるいは割り当てる。この種の負荷共有機能は、ＰＣＦ１２が擬似ＰＣＦ３２の集合によって表される総合的ＩＰインタフェース資源を効率的に利用することを可能にする。
【００２１】
少なくともいくつかの実施の形態では、このコントローラはトラヒック負荷全体を、利用可能なＰＣＦ３２の間で均等に分配する。更に詳細には、このコントローラは利用可能な擬似ＰＣＦに対してデータ接続を動的あるいは選択的に割り当てるため、負荷全体が利用可能な擬似ＰＣＦ３２間で均等に分配されることになる。そうすることで、コントローラは各擬似ＰＣＦ３２を通ってルーティングされるであろう将来のトラヒック量を予測するように構成できる。そのような予測は、例えば、各擬似ＰＣＦ３２に付随するデータ接続数を認識するようにコントローラを構成し、また各々のデータ接続を通って以前にルーティングされた過去のトラヒックを考慮することによって実現される。
【００２２】
フォールト・トレランスは、複数の擬似ＰＣＦ３２を備えたＰＣＦ１２を実施することの別の利点である。前に説明したように、各擬似ＰＣＦ３２はＰＤＳＮ１４にとっては従来型のＰＣＦ（すなわち、単一のＩＰインタフェースしか持たないＰＣＦ）のように見える。もし与えられた擬似ＰＣＦ３２が故障すれば、その故障した擬似ＰＣＦ３２によってサポートされていたデータ接続は、動作的に利用可能な擬似ＰＣＦ３２にハンドオフされる。少なくともいくつかの実施の形態では、故障した擬似ＰＣＦ３２によってサポートされていたデータ接続はＰＣＦ１２にインストールされている動作的に利用可能な擬似ＰＣＦ３２のうちの別の１つに動的にハンドオフされ、そのようなハンドオフ操作はＰＤＳＮ１４にとっては２つの従来型のＰＣＦ間でのデータ接続の標準的なハンドオフに一致するように見えるであろう。
【００２３】
負荷管理関数はまた休止動作をサポートする。例えば、スイッチングおよび制御資源３０の１または複数のコントローラは、休止ＡＴ２４の再活性化を処理するときに、擬似ＰＣＦ３２間で負荷共有するための関数を実施しよう。与えられたＡＴ２４はネットワーク１０を通ってデータ接続を確立し、次にそのあとでアイドル状態になる。ネットワーク１０は、そのようなアイドル期間に、限られたＲＦスペクトルを効率的に活用することを確実にするために、ＡＴ２４に関連するエアを介したトラヒック・チャネル資源を解放する。
【００２４】
ＡＴ２４に対する接続が初期に確立された場合は、その接続は利用可能な擬似ＰＣＦ３２の与えられた１つに割り当てられた。その接続を再活性化するときは、コントローラはその接続を同じ擬似ＰＣＦ３２に割り当てるか、あるいは負荷のバランスやその他のことを考慮して、再活性化したその接続を別の擬似ＰＣＦ３２に割り当てよう。このような擬似ＰＣＦ３２間の再割り当て手続きはＰＤＳＮ１４にとって、従来型のＰＣＦ間での標準的な接続ハンドオフに見える。いずれにしろ、資源のこのような管理は接続のいずれかの末端（すなわち、ＡＴ２４およびＰＤＳＮ１４）で走っているＩＰアプリケーションに対しては透明である。
【００２５】
ネットワーク１０のいくつかの実施例では、ＢＳＣ２０の特徴をＰＣＦ１２のものと統合することが望ましいかもしれない。図５は統合されたＢＳＣ−ＰＣＦ６０を示すが、これは、図１に示すＢＳＣ２０に類似した容量を有するＢＳＣ関数６２をＰＣＦ１２と統合するために従来型のＢＳＣアーキテクチャを利用することが望ましい。注意すべき点は、この統合されたアーキテクチャのＰＣＦ１２とＢＳＣ関数６２との間のインタフェースは今も、孤立したＢＳＣをＰＣＦとつなぐために使用されるＡ８／Ａ９の標準的なインタフェースに従って実施されるであろうということである。前のように、ＰＣＦ１２は、ＰＤＳＮ１４と通信するために、ここでは擬似ＰＣＦ３２−１ないし３２−Ｎとして示した擬似ＰＣＦの形で複数の別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースを提供する。
【００２６】
当業者は理解されるであろうが、上で説明した擬似ＰＣＦという概念は多様に変形することができる。例えば、ＰＤＳＮインタフェースのモジュール性は、独立型および依存型（共有された）のハードウエアおよびソフトウエアの多彩な組合せに基づくことができる。このように、上述の例示的な詳細は本発明を制限するものと解釈すべきではなく、むしろ本発明は以下の特許請求の範囲およびそれの妥当な等価物によってのみ制約を受ける。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に従うように適応したＰＣＦを含む例示的ワイヤレス通信網の図。
【図２】図１のＰＣＦの例示的実施の形態のより詳細な図。
【図３】例示的ＰＣＦおよびＰＤＳＮプロトコル・スタックの図。
【図４】図２のＰＣＦを実施するためのモジュール式ハードウエア方式の図。
【図５】統合されたＢＳＣ−ＰＣＦの図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年10月4日(2003.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット制御関数（ＰＣＦ）であって、ＰＣＦのパケット・ゾーンの移動局に付随し、それを通して通信網中で少なくとも１つの基地局コントローラ（ＢＳＣ）とパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）との間でデータがルーティングされるデータ接続をサポートするためのＰＣＦであって、ＰＣＦが、
ＰＤＳＮと通信するための、別々にアドレッシングできるインターネット・プロトコル（ＩＰ）インタフェースを含むＰＤＳＮインタフェース、
少なくとも１つのＢＳＣと通信するためのＢＳＣインタフェース、
各データ接続を、別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの１つに選択的に割り当てるためのコントローラ、および
割り当てに基づいて、別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの少なくとも１つを通してデータをルーティングするためのスイッチング資源、
を含んでいるＰＣＦ。
【請求項２】
請求項１に記載のＰＣＦであって、コントローラが、別々にアドレッシングできるＩＰインタフェース間でデータ接続の負荷共有を実行するＰＣＦ。
【請求項３】
請求項２に記載のＰＣＦであって、コントローラが、別々にアドレッシング可能なＩＰインタフェースの１つが故障した場合に関連して、データ接続に対して故障時再活性化を実施するＰＣＦ。
【請求項４】
請求項１に記載のＰＣＦであって、ＰＤＳＮインタフェースが拡張可能であって、ＰＣＦが望みの数の別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースを有するように構成できるＰＣＦ。
【請求項５】
請求項４に記載のＰＣＦであって、拡張可能なＰＤＳＮインタフェースが、別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースをサポートするカード式システムを有するモジュール式ＰＤＳＮインタフェースを含んでおり、更に、ＰＣＦ構成がモジュール式ＰＤＳＮインタフェースのカード構成に基づいているＰＣＦ。
【請求項６】
請求項５に記載のＰＣＦであって、モジュール式ＰＤＳＮインタフェースによって提供される、別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの各々の少なくとも一部がＩＰインタフェース・カードを含んでいるＰＣＦ。
【請求項７】
請求項６に記載のＰＣＦであって、各ＩＰインタフェース・カードが、その他のＩＰインタフェース・カードとは独立して、ＰＤＳＮとの通信をサポートするプロトコル・スタックの少なくとも一部を実施するＰＣＦ。
【請求項８】
請求項７に記載のＰＣＦであって、各ＩＰインタフェース・カードが、ＰＤＳＮとの通信をサポートするプロトコル・スタックを実施するように独立的に適合しているＰＣＦ。
【請求項９】
請求項９に記載のＰＣＦであって、ＩＰインタフェース・カードが、ＰＤＳＮとの通信をサポートするプロトコル・スタックの選ばれた層を共有するように適合しているＰＣＦ。
【請求項１０】
請求項１に記載のＰＣＦであって、コントローラが、故障した別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースのデータ接続を、少なくとも１つの動作している別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースに転送することによって、転送がＰＤＳＮにとってはＰＣＦ間の標準的な接続ハンドオフに見えるようにするＰＣＦ。
【請求項１１】
請求項４に記載のＰＣＦであって、拡張可能なＰＤＳＮインタフェースがメイン・ボードと少なくとも１つのインタフェース・カードとを含んでおり、各インタフェース・カードが少なくとも１つの別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースを含んでいるＰＣＦ。
【請求項１２】
請求項１に記載のＰＣＦであって、スイッチング資源がＡ１０／Ａ１１スイッチング資源を含んでいるＰＣＦ。
【請求項１３】
請求項１に記載のＰＣＦであって、コントローラが、別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの第１のものに前に割り当てられていたデータ接続を、別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースの第２のものに再割り当てするように動作し、データ接続が前に休止状態にあったアクセス端末に付随するものであるＰＣＦ。
【請求項１４】
請求項６に記載のＰＣＦであって、各々の別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースが“擬似ＰＣＦ”として機能するため、ＰＣＦがＰＤＳＮにとって擬似ＰＣＦの数に等しい複数の単一ＩＰインタフェースＰＣＦとして見えるＰＣＦ。
【請求項１５】
請求項４に記載のＰＣＦであって、コントローラがデータ接続を別々にアドレッシングできるＩＰインタフェースに割り当てるように適合しており、それによって別々にアドレッシングできるＩＰインタフェース間で本質的にパケット・データ負荷のバランスを維持するＰＣＦ。
【国際調査報告】
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