(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非同期転送モード（ＡＴＭ）交換機の対応するポートに各々関連付けられた複数のプロセッサを含むノード内での方法であって、
前記複数のプロセッサの１つのプロセッサが、前記１つのプロセッサのＩＤ及びＡＴＭ交換機のポート位置を含む初期メッセージを自動的に送信するステップと、
前記複数のプロセッサの他の１つのプロセッサが、前記初期メッセージを受信して認知応答を送信するステップと、
前記１つのプロセッサと前記他の１つのプロセッサとの間に、前記ＡＴＭ交換機を通る内部制御パスを確立するステップとを含み、
前記他の１つのプロセッサが主プロセッサであり、前記複数のプロセッサの他の複数のプロセッサがボードプロセッサであって、
前記初期メッセージを自動的に送信するステップでは、最初のスタートアップ時に、各ボードプロセッサが各プロセッサのＩＤ及びＡＴＭ交換機のポート位置を含む初期メッセージを自動的に同報通信し、
前記認知応答を送信するステップでは、前記主プロセッサのみが、前記各ボードプロセッサの初期メッセージの同報通信に対して認知応答で応答することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記１つのプロセッサが、前記認知応答を受信した時に、前記他の１つのプロセッサに確認メッセージを送信するステップを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記主プロセッサが前記各ボードプロセッサのＩＤ及び位置を格納するステップをさらに含み、
前記内部制御パスを確立するステップでは、前記各ボードプロセッサのＩＤ及び位置を使用して前記複数のプロセッサが選択的に通信するＡＴＭ交換機コアを通る複数の内部制御パスを確立することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記確立された複数の内部制御パスを使用して、前記主プロセッサから前記各ボードプロセッサにソフトウェアをロードするステップを更に含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記初期メッセージが前記１つのプロセッサに対応する仮想パス識別子（ＶＰＩ）及び仮想接続識別子（ＶＣＩ）により識別され、前記ＶＣＩがＡＴＭ交換機のポート位置に関連付けられ、かつ前記ＶＰＩがＡＴＭ交換機に関連付けられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記認知応答が、前記他の１つのプロセッサが関連付けられるＡＴＭ交換機のポート位置を識別する識別子を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
新規プロセッサを前記ＡＴＭ交換機の空いているポートに関連付けるステップと、
前記新規プロセッサのＩＤ及びＡＴＭ交換機のポート位置とを含む前記新規プロセッサからの初期メッセージを、前記他の１つのプロセッサに自動的に送信するステップと、
前記他の１つのプロセッサが、前記新規プロセッサからの前記初期メッセージを受信して認知応答を送信するステップと、
前記新規プロセッサを備えた前記ＡＴＭ交換機を通る内部制御パスを確立するステップとを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記新規プロセッサが前記複数のプロセッサの動作を中断しないことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第１の非同期転送モード（ＡＴＭ）交換機コアと、
前記ＡＴＭ交換機コアに接続され、各機能モジュールボードがＡＴＭ交換機のポート位置に関連付けられるプロセッサを有する複数の機能モジュールボードの第１のセットとを含み、
複数のプロセッサの１つのプロセッサが、前記１つのプロセッサのＩＤ及びＡＴＭ交換機のポート位置を含む初期メッセージを自動的に送信し、
前記複数のプロセッサの他の１つのプロセッサが、前記初期メッセージを受信して認知応答を送信し、
前記１つのプロセッサと前記他の１つのプロセッサとが、お互いの間に前記ＡＴＭ交換機コアを通る内部制御パスを確立するシステムであって、
前記他の１つのプロセッサが主プロセッサであって、残りの各ボードプロセッサが初期化メッセージを他のプロセッサに同報通信し、前記主プロセッサだけが同報通信された各初期化メッセージに認知応答することを特徴とするシステム。
【請求項１０】
前記主プロセッサが各ボードプロセッサのＩＤ及び位置を格納し、
各ボードプロセッサの前記位置とＩＤを使用して前記主プロセッサと残りのプロセッサが選択的に通信する内部制御パスであって、ＡＴＭ交換機コアを通る内部制御パスが確立されることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記主プロセッサが、前記確立された内部制御パスを使用して前記各ボードプロセッサにソフトウェアをロードすることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記初期化メッセージが前記１つのプロセッサに対応する仮想パス識別子（ＶＰＩ）及び仮想接続識別子（ＶＣＩ）により識別され、前記ＶＣＩがＡＴＭ交換機ポート位置に関連付けられ、かつ前記ＶＰＩがＡＴＭ交換機に関連付けられることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記認知応答が前記他の１つのプロセッサが接続されたＡＴＭ交換機のポート位置を識別する識別子を含むことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
ボードプロセッサの第２のセットが接続される第２のＡＴＭ交換機コアを更に含み、
前記第１及び第２のＡＴＭ交換機コアの両方がそれぞれの交換端末ボード（ＥＴＢ）を介して接続され、
前記主プロセッサが各ボードプロセッサの前記位置及びＩＤを格納し、各ボードプロセッサの前記ＩＤ及び位置を使用して前記主プロセッサとボードプロセッサの前記第１及び第２のセットとが選択的に通信する内部制御パスであって、前記第１及び第２のＡＴＭ交換機コアを通る内部制御パスを確立することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
第１及び第２の非同期転送モード（ＡＴＭ）交換機のそれぞれが対応する複数のポートに関連付けられた複数のプロセッサを含む、複数のノードを有する通信ネットワークにおける方法であって、
前記第１及び第２のＡＴＭ交換機の間に、前記第１及び第２のＡＴＭ交換機にそれぞれが接続された第１及び第２の交換端末ボード（ＥＴＢ）を通るリンクを確立するステップと、
前記第１のＡＴＭ交換機に関連付けられた前記複数のプロセッサの１つを主プロセッサとして指定するステップと、
前記主プロセッサが前記第１及び第２のＡＴＭ交換機にそれぞれ関連付けられた前記第１及び第２のプロセッサを構成するステップと、
前記第２のＡＴＭ交換機に関連付けられた前記第２のプロセッサの各々が、前記確立されたリンクを介して各プロセッサのＩＤ及びＡＴＭ交換機のポート位置を含む初期メッセージを前記主プロセッサに自動的に送信するステップと、
前記主プロセッサが、各初期メッセージを受信し、前記確立されたリンクを介して前記第２のプロセッサの各々に認知応答を送信するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記第２のプロセッサの各々において、前記認知応答を受信した時に、前記確立されたリンクを介して確認メッセージを前記主プロセッサに送信するステップを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２のプロセッサの各々からの前記初期メッセージを前記確立されたリンクを介して前記第１の交換端末ボード（ＥＴＢ）に中継するために、前記第２の交換端末ボード（ＥＴＢ）上のプロセッサを一時的な擬似の主プロセッサとして指定するステップを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記主プロセッサが、前記第１の交換端末ボード（ＥＴＢ）に対して認知応答で応答するステップと、
前記第１の交換端末ボード（ＥＴＢ）が、前記認知応答を前記確立されたリンクを介して送信するステップと、
前記第２の交換端末ボード（ＥＴＢ）が、前記認知応答を前記第２のプロセッサに送信するステップとを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記主プロセッサが、前記第１及び第２のプロセッサの各々の前記位置及びＩＤを格納するステップと、
前記第１及び第２のプロセッサが選択的に通信する内部制御パスであって、前記第１及び第２のＡＴＭ交換機にそれぞれ関連付けられた前記第１及び第２のプロセッサの間の前記ＡＴＭ交換機を通る内部制御パスを確立するステップとを更に含み、
前記内部制御パスのいくつかが前記第１及び第２の交換端末ボード（ＥＴＢ）を通って経路が指定されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１及び第２の交換端末ボード（ＥＴＢ）を使用して、前記第２のプロセッサに前記主プロセッサからソフトウェアをロードするステップを更に含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２のＡＴＭ交換機の空いているポートに新規の第２のプロセッサを関連付けるステップと、
前記新規の第２のプロセッサから、前記新規の第２のプロセッサのＩＤ及びＡＴＭ交換機のポート位置を含む初期メッセージを、前記第１及び第２の交換端末ボード（ＥＴＢ）を使用して前記確立されたリンクを介して前記主プロセッサに自動的に送信するステップと、
前記主プロセッサが、前記新規の第２のプロセッサの初期メッセージを受信し、前記第１及び第２の交換端末ボード（ＥＴＢ）を使用して認知応答を送信するステップとを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記新規の第２のプロセッサと前記空いているポートとの関連付けが、構成済みの第１及び第２のプロセッサの動作を中断しないことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明はマルチプロセッサ構成に関連し、更に詳細には、非同期転送モード（ＡＴＭ）交換機内のマルチプロセッサ構成に関連するものである。
【０００２】
【発明の概要及び背景】
本発明のアーキテクチャでは、複数の機能モジュール・ボード（ＦＭＢ:Function Module Board）が非同期転送モード（ＡＴＭ）交換機コアに接続される。各機能モジュール・ボードは、１つ又は複数のデータプロセッサ、分散オペレーティング・システムと１つ又は複数のアプリケーションプログラムを含むソフトウェア、及び特にＡＴＭ交換機ポートを含むハードウェア回路を含む。ＡＴＭ交換機コアは複数の行列ユニット（ＲＣＵ:Row-Column-Unit）を含み、各ＡＴＭ交換機ポートがＲＣＵの１つに論理的に接続される。ＦＭＢがＡＴＭ交換機コアスロットに接続されると、その論理接続が確立される。各機能モジュールにおいて実行されるタスクを調整するために、分散オペレーティング・システムが各機能モジュール内の１つ又は複数のボードプロセッサＢＰにより実行される。信号及びトラフィック情報が、ＡＴＭ交換機コアを通して様々な機能モジュール間でパス指定される。このような非同期通信を実施するために、各機能モジュールはＡＴＭ交換機コアに接続された他の機能モジュールのＩＤと位置を知る必要がある。特に、選択的なプロセッサ間通信を実施するために、ＡＴＭ交換機コアを通った内部接続すなわちパスが確立される必要がある。
【０００３】
このような位置とＩＤ情報、及びプロセッサ間の内部制御パス（ＩＣＰ）は人間のオペレータにより手動で確立することができるが（たとえば各機能モジュール・ボード上に含まれるＤＩＰ交換機を使用して）、これらの構成タスクが自動的に実行できれば、労力とコストがきわめて低減されることになる。したがって、本発明では、ボードプロセッサは初期スタートアップ時も、新規又は交換の機能モジュール・ボードがＡＴＭ交換機コアに接続されたときも、いずれの場合も自己構成を実行できるようにする。
【０００４】
すなわち、本発明の目的は、ＡＴＭ交換機に関連付けられた複数のプロセッサの自動構成を提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、ＡＴＭ交換機に関連付けられたプロセッサ間に内部制御パスを自動的に確立することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、新しいプロセッサがＡＴＭ交換機に関連付けられる場合に、それらを自動的に構成することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、２つ以上のＡＴＭ交換機に関連付けられたプロセッサの配列を自動的に構成することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、接続されたＡＴＭ交換機の異なるものに関連付けられたプロセッサ間に内部制御パスを自動的に確立することにある。
【０００９】
自動構成ノードが複数の機能モジュール・ボードを含み、各機能モジュール・ボードは、１つ又は複数のボードプロセッサ及び対応するＡＴＭ交換機ポートを含み、非同期転送モード（ＡＴＭ）交換機の使用可能なスロットに接続される。ノードがサービスに入ると、各ボードプロセッサは初期メッセージをすべてのＡＴＭ交換機ポート位置に自動的に同報通信する。初期メッセージは、各ボードプロセッサのＩＤとＡＴＭ交換機ポート位置を含む。
【００１０】
ボードプロセッサの１つは主プロセッサとして機能する。主プロセッサは、ボードプロセッサから同報通信された初期メッセージを受信すると、そのボードプロセッサのＩＤとＡＴＭ交換機ポート位置とをデータベースに格納し、初期メッセージを同報通信したボードプロセッサに明確に宛てられた認知応答を送信する。この認知応答(acknowledgment)信号により、ボードプロセッサは主プロセッサのＩＤとＡＴＭ交換機ポート位置を認識する。
【００１１】
次に、各ボードプロセッサについて格納されたＩＤと位置情報を使用して、プロセッサ間でＡＴＭ交換機を通る内部制御パス（ＩＣＰ）が確立される。好ましい実施形態では、ＩＣＰは主プロセッサがＩＣＰの半分を確立し、ボードプロセッサがＩＣＰの他の半分を確立することにより、主プロセッサとボードプロセッサとで相互に確立される。内部制御パスは、様々なボードプロセッサが制御メッセージや他の情報を選択的に通信するために使用される。後者の例としては、主プロセッサは、確立された内部制御パスを使用して、１つ又は複数のボードプロセッサにソフトウェアをダウンロードできる。
【００１２】
このように、本発明の第１の例示的実施形態では、ノードの構成において、主プロセッサによるボードプロセッサのポーリング又は人間のオペレータの介在を必要とせずに、マルチプロセッサ、ＡＴＭ交換機ベースのノードを自動的に構成可能である。各ボードプロセッサについて格納された基本構成情報には、ボードプロセッサのＩＤとＡＴＭ交換機ポート位置とが含まれる。他の構成情報も格納できる。
【００１３】
本発明の第２の例示的実施形態では、たとえば容量及び／又は機能をノードに追加するために、新しい機能モジュール・ボードがＡＴＭ交換機コアの空いているスロットに接続される。新しい機能モジュール・ボードが追加されると、ボードプロセッサはそのＩＤとＡＴＭ交換機ポート位置とを含む初期メッセージを自動的に同報通信する。主ボードプロセッサは、この初期同報通信メッセージを受信し、メッセージに含まれるＩＤとＡＴＭ交換機ポート位置を格納し、認知応答を送信する。主ボードプロセッサ及び新しいボードプロセッサは、新しいボードプロセッサと主プロセッサ間に、ＡＴＭ交換機コアを通る内部制御パスを最初に確立する。新しく追加されるボードプロセッサの追加、及び自動構成は、すでに構成済みのボードプロセッサの動作を中断させない。
【００１４】
本発明の第３の例示的実施形態では、２つ以上のＡＴＭ交換機コアに接続された機能モジュール内にボードプロセッサを構成する。たとえば、それぞれ第１及び第２のＡＴＭ交換機コアに接続された第１及び第２の交換端末ボード（ＥＴＢ）を介して、第１及び第２のＡＴＭ交換機間に物理リンクが確立される。すなわち、ＥＴＢがよりツイスト線、同軸ケーブル、光ファイバなどの物理回線に接続する。各交換端末ボードの動作は、対応するボードプロセッサにより制御される。第１及び第２のＡＴＭ交換機に接続されるボードプロセッサの配列の中の１つが、主プロセッサに指定される。たとえば、主プロセッサは第１のＡＴＭ交換機のポートに接続される。
【００１５】
主プロセッサは、第１及び第２の両方のＡＴＭ交換機内のボードプロセッサを構成する。第２のボードプロセッサの各々が第２のＡＴＭ交換機のすべてのポートに初期メッセージを同報通信すると、擬似主プロセッサとして機能する第２のＥＴＢは、物理リンクを介して情報を第１のＥＴＢにリレーする。第１のＥＴＢはその情報を「変換(translate)」し、主プロセッサに提供する。
【００１６】
主プロセッサは変換された情報を格納し、第１と第２のＥＴＢ及び物理リンクを介して、第２のＡＴＭ交換機に接続された同報通信するプロセッサからの初期メッセージを認知応答する。このように実行することで、主及びボードプロセッサは第１及び第２のＡＴＭ交換機を通る内部制御パスを相互に確立する。いくつかの内部制御パスは、第１及び第２のＥＴＢを通って、物理リンク上でパス指定される。したがって、物理リンク及び第１と第２のＥＴＢを使用することによって、第１及び第２のＡＴＭ交換機コアに接続されたボードプロセッサが自動的に構成され、すべてのプロセッサが同じＡＴＭ交換機コアに接続されているかのように効果的に操作される。
【００１７】
本発明の上記及び他の目的と長所は、図面及び本発明の詳細な説明と共に、下記に詳しく説明される。
【００１８】
本発明は、添付図面で例を示して説明するものであり、これらに制限するものではなく、添付図面では類似の要素は類似の参照番号で示される。
【００１９】
【図面の簡単な説明】
以下の説明では、本発明を完全に理解するために、特定のアーキテクチャ、アプリケーション、インタフェース、技法などの特定の詳細を制限ではなく例示を目的として記述する。ただし、本発明がこれらの特定の詳細から外れる他の実施形態で実施可能であることは、当業者には明らかであろう。この他、本発明を不必要に詳細に説明することにより不明瞭にならないように、よく知られている方法、プロトコル、デバイス及び回路の詳細な説明は省略する。
【００２０】
本発明は、ＡＴＭベースのプラットフォーム上に構築された複数の局又はノードを有する移動無線通信ネットワークに、特に有利に適用される。このような移動無線通信ネットワークについては、１９９７年１２月１９日に提出され、１９９８年３月１６日に正式な米国特許出願として提出された関連する米国仮特許出願（代理人ドケット２３８０−１２）、名称「Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ  Ｐｌａｔｆｏｒｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」、米国特許出願番号第６０／０６８，０９７に詳細が記述され、参照により本発明に組み込まれる。
【００２１】
たとえば、図１に示す公衆陸上移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）１０では、３つの局、すなわちノード１２と２０が示され、ＡＴＭベースのプラットフォーム上に構築される。移動交換制御装置（ＭＳＣ）１２が公衆陸上移動ネットワーク１０を、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、統合サービスディジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）などの他の固定ネットワークに接続する。２つの基地局２０が、ＭＳＣ１２を無線空中インタフェース２８を介して個々の移動局３０に接続する。
【００２２】
移動交換制御装置１２は、ＡＴＭ交換機コア１４を含む。ＡＴＭ交換機コア１４のスロットに接続される複数の機能モジュール・ボード（ＦＭＢ）は、主プロセッサボード（ＭＰＢ）１６及びいくつかのボードプロセッサ（ＢＰ）１８を含む。各ボードプロセッサは、プログラムとデータ、及びデータの処理とプログラムの実行のためのデータ処理回路を含む。ボードプロセッサは相互に通信し、非同期転送手続きをＡＴＭインタフェース１５上で使用して、ＡＴＭ交換機コア１４を通る接続をセットアップする。一般に、移動交換制御装置１２は、移動局３０との間のすべての接続のセットアップと制御を実行し、また補足的サービスを提供する。移動局３０の移動性に関しては、ＭＳＣ１２は移動加入者データ及び移動加入者位置を適切なデータベース（図示せず）を使用して更新する。ＭＳＣ１２は、「ハンドオーバ」又は「ハンドオフ」と呼ばれることがある移動加入者の音声パスの連続性も処理する。
【００２３】
移動交換制御装置１２は、複数の基地局２０（例示のために２つだけを示す）に、トラフィック及び信号インタフェース１９を介して接続される。各基地局２０は、ＡＴＭ交換機コア２２を含む。複数の機能モジュール・ボード（ＦＭＢ）２６がＡＴＭインタフェース２５を介してＡＴＭ交換機コア２２に接続される。また、機能モジュール主プロセッサボード２４も、各ＡＴＭ交換機コアのスロットの１つに接続される。
【００２４】
図２を参照すると、各機能モジュール・ボード（ＦＭＢ）はデータプロセッサ又はデータプロセッサのグループ、メモリ、及び専用ハードウェア回路を含む。各ＦＭＢはＡＴＭ交換機コアのスロットに接続される。ＡＴＭ交換機コアはそれぞれスロットに関連付けられた行列ユニット（ＲＣＵ）からなり、ＡＴＭ交換機の「ポート」は対応するＲＣＵ／スロットと論理的に関連付けられる。したがって、ボードプロセッサがＡＴＭ交換機ポートに接続される、又は関連付けられると記述される場合は、その接続／関連は論理的な接続／関連であると理解される。物理的にＡＴＭ交換機コアスロットに接続するのはＦＭＢである。
【００２５】
各機能モジュール・ボードの一部にＡＴＭ交換機コアを加えたものが、ＡＴＭ交換機自体を構成する（点線で示す）。ＡＴＭ交換機に含まれる各機能モジュール・ボードの部分は、ＡＴＭ交換機ポートとして示すことができるが、ＡＴＭセルの入及び出力のバッファリング、データのカプセル化、ＡＴＭヘッダ及びルーティングタグの追加、ＶＰＩ／ＶＣＩセル分析と変換などのＡＴＭ交換機ポート機能を実行するため、専用のデータ処理及び格納ハードウェアリソースを含むことが好ましい。このようなバッファリング、分析、及び変換は、ＡＴＭ交換機コアを通るパスの確立に必要である。
【００２６】
各機能モジュール・ボードに関連付けられたＡＴＭ交換機ポート間は、伝送パスすなわちリンクで接続される。各リンクは、そのリンクで使用される特定のプロトコルに従ってセルのパッケージングを実行するリンク回路を含む。各リンクは、複数の接続用のセルを伝送することができる。ＡＴＭ交換機コアの内部のパスは選択的に制御され、ＡＴＭ交換機の入口側からＡＴＭ交換機の出口側にメッセージが移動できるようにコアの特定のポートが接続される。各ＡＴＭ交換機ポート用の各機能モジュール・ボードに見られるキューすなわちバッファは、ＡＴＭ交換機コアを介した交換の前にセルを格納する。行列ユニットを備えた交換機コアは、本質的にはＡＴＭ交換機のポート間のクロス接続のように機能する。
【００２７】
質の異なるサービスを実施するために、セルが複数の優先順位クラスの中の１つを有する場合がある状況では、各プロセッサボードは優先順位クラスの数に相当する数のキューすなわちバッファを設けることができる。セルは、入力キューセレクタにより適切なバッファに入れられ、出力キューセレクタにより適切な時点でバッファから読み取られる。もちろん、本発明で使用されるＡＴＭ交換機コア及びプロトコルの特定の詳細は、特定のＡＴＭアーキテクチャ又はＡＴＭプロトコルに制限されるものではない。
【００２８】
図１に戻ると、基地局２０は移動無線局３０に対する無線インタフェースを処理し、移動無線ネットワーク１０内での１つ又は複数のセルのサービスに必要な送受信機及びアンテナなどの無線装置を含む。このような機能には、無線送信、フェージング効果を補償するための均一化及び多様性機能を含む移動局からの無線信号受信、基地局と移動局間のアップリンク及びダウンリンク接続での信号の強度と品質を測定するための品質測定、タイミング及びアライメント測定、基地局無線トランスミッタ電力制御及び移動局電力制御、無線パス上の多重化、システム情報とページングメッセージのチャネルコーディング、インターリービング、ブロードキャスティング、及び移動局からの無線チャネル要求の受信が含まれる。これらの機能が機能モジュール・ボード２６の様々なものにより配信され、実行されることが好ましい。
【００２９】
公衆陸上移動無線１０がＡＴＭプラットフォーム上に構築され、固定長セルに基づく接続型ＡＴＭ伝送プロトコルを使用する。ＡＴＭプロトコルは、個々のネットワークユーザからの情報を含むセルが周期的に繰り返される必要がないという観点において、非同期である。各ＡＴＭセルは５３バイトを含み、その中の５バイトはＡＴＭセルヘッダからのもので、また４８バイトは伝送のために提供された実際の情報を運び、「ペイロード(payload)」と呼ばれることがある。各ＡＴＭセルは所与の「仮想チャネル」、すなわち物理リンクがサポートする接続に関連付けられる。各接続は、ヘッダの２つのサブフィールド、すなわち仮想チャネル識別子（ＶＣＩ）と仮想パス識別子（ＶＰＩ）とにより識別される。これらのフィールドは一緒になって、特定の接続についての移動無線ネットワーク１０を介したセルの多重化、多重化解除、及び交換に使用される。ＶＣＩとＶＰＩはアドレスではない。むしろ、これらは接続が確立されたときに各ＡＴＭセグメント又はリンク内で明示的に指定され、接続が持続する間維持される。
【００３０】
ＡＴＭ交換機は入力ポート上で入力セルを受信したときに、入力されたセルのＶＰＩ、ＶＣＩ、及び入力ポート物理識別子に基づき、このセルをパス指定する出力ポートを決定しなければならない。ＡＴＭ交換機がセルヘッダに代入する新しいＶＰＩとＶＣＩ値を決定するので、セルは次のＡＴＭネットワーキングセグメントに正しくパス指定される。ＡＴＭ交換機は、一般にセルヘッダのＶＰＩとＶＣＩ情報に加えて入力ＡＴＭ交換機ポートを識別する「物理層」情報に基づき、ＶＰ／ＶＣ接続テーブル内でこの接続情報を検索する。
【００３１】
ボードプロセッサ上で実行される特定のアプリケーションは、ＡＴＭ適応層（ＡＡＬ）により、ＡＴＭプロトコル層に固有の特性から分離される。本発明は特定のＡＴＭ適応層のカテゴリ又はタイプに限定されるものではないが、好ましい実装の１つは、単一のＡＴＭ交換機コアに接続されたボードプロトコルモジュール間のＡＴＭ接続にＡＡＬ−５を使用する。ＡＡＬ−５は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）で一般的に見られるデータトラフィックの伝送に特に適応されているので、ローカルなプロセッサ間通信によく適用できる。ＭＳＣ１２や基地局２０などの移動ネットワークノード内のＡＴＭプラットフォームを実装するために、任意の満足のいくＡＴＭ交換機コア及びプロトコルトポロジーを使用できる。
【００３２】
本発明は図１に示す移動通信ネットワーク１０に有利に適用されるが、図３に示す一般的な第１の実施形態で詳細を説明するように、一般的な適用がなされるものである。図３は、ＡＴＭ交換機コア５０の個々のスロットに接続された単一の主プロセッサボード（ＭＰＢ）５２と複数の機能モジュール・ボード（ＦＭＢ）５４を含む。主プロセッサボード５２及びＦＭＢ５４は、ＡＡＬ−５などの適切なＡＡＬインタフェースを介してＡＴＭ交換機コア５０と接続する。
【００３３】
主プロセッサとボードプロセッサ間の通信は、ＡＴＭ交換機コア５０を通る内部制御パス（ＩＣＰ）に基づく。内部制御パス５８の例が、ＡＴＭ交換機コア５０を通る点線で示される。内部制御パスは、一般的なプロセッサからプロセッサの制御信号接続である。例示的実施形態では、ＩＣＰは「スター型」トポロジーと呼ばれる最初の最小トポロジーを確立するために設けられる。ここでは、各ボードプロセッサが主プロセッサへの独自のＩＣＰを持つように、単一のＩＣＰが主プロセッサをボードプロセッサの１つに接続する。もちろんＩＣＰはすべてのプロセッサ間で自動的に確立できる。適切なアプリケーションソフトウェアがいったんプロセッサにロードされると、アプリケーションの要求により、任意のボードプロセッサ間に追加のＩＣＰを確立できる。
【００３４】
好ましい例示的実施形態では、各ＩＣＰは主プロセッサと各ボードプロセッサにより相互に確立される。主プロセッサがＩＣＰの主プロセッサ側の半分を確立し、ボードプロセッサがＩＣＰの他の半分を確立する。
【００３５】
内部制御パスを確立するためには、主プロセッサはボードプロセッサのＩＤ、及びボードプロセッサが接続されているＡＴＭ交換機ポート位置を知らなければならない。このようなＡＴＭ交換機コアを通る内部制御パスにより、別個のバス構造又はボードプロセッサに接続された他の信号線を必要とせずに、プロセッサ間通信が可能になる。更に、本発明は、有利なことに、ＡＴＭ交換機コアを通るこれらの内部制御パスを、自動的かつ人間のオペレータの介在又は主プロセッサによるボードプロセッサのポーリングを必要とせずに確立できる。
【００３６】
次に、通信用の各種のボードプロセッサを構成するための内部制御パス（ＩＣＰ）を確立する手続きを、図４のフローチャートで示すＩＣＰルーチン（ブロック６０）を参照して説明する。システムスタートアップ、たとえば電源投入又はリセット後などにおいて、各ボードプロセッサ５４は初期化メッセージを同報通信する（ブロック６２）。初期化手続きは、各ＦＭＢのＰＲＯＭ内に格納され、同じＡＴＭ交換機コアに接続されたすべてのＡＴＭ交換機ポートへの初期化メッセージの同報通信を含む。初期化メッセージは主プロセッサからの認知応答を受信するまで、定期的に送信される。
【００３７】
各初期化メッセージは、ボードプロセッサのＩＤとＡＴＭ交換機ポート位置とを含む、同報通信しているボードプロセッサのための構成情報を含む。他の構成情報には、ＦＭＢタイプ、ＦＭＢタイプの特別なバージョン、ＡＴＭ交換機ポートの速度、ＦＭＢ上のアドレス指定可能なデバイスの数、ＦＭＢ上のデバイスのタイプ、ＰＲＯＭ化され、ロードされたソフトウェアのＩＤ及びバージョン、パス指定可能なＡＴＭアドレスなどが含まれる。たとえば、初期化メッセージは、同報通信しているボードプロセッサを明示的に識別する、コード化されたＡＴＭ交換機ポート位置に対応する仮想パス識別子（ＶＰＩ）と仮想接続識別子（ＶＣＩ）とを含むことができる。
【００３８】
主プロセッサ（ＭＰ）は、同報通信メッセージに基づき、各ボードプロセッサの識別子とＡＴＭ交換機ポート位置とを、データベース又は他のメモリテーブル内に格納する（ブロック６４）。代替的には、主プロセッサは、どのボードプロセッサが初期化メッセージを送信したかを、ＡＴＭセルペイロード内のＡＴＭ交換機ポートＩＤの明示的な識別により決定できる。主プロセッサだけが、各ボードプロセッサの初期化メッセージを認知応答する（ブロック６６）。初期化メッセージは、他のボードプロセッサでは無視される。認知応答メッセージは、ＩＣＰの主プロセッサ側の半分を確立し、また主プロセッサとそのＡＴＭ交換機ポート位置とを識別する情報を含む。したがって、認知応答メッセージがボードプロセッサにより受信されると、ＩＣＰのボードプロセッサ側の半分が確立される（ブロック６８）。ボードプロセッサは、新しく確立されたＩＣＰを介して、主プロセッサのＩＤとＡＴＭ交換機ポート位置とを確認するメッセージを、直接主プロセッサに送り返す（ブロック７０）。ＡＴＭ交換機コアに接続される様々なプロセッサ間での信号及び他のタイプの制御情報の伝送は、これらの内部制御パスを介して実施される。たとえば、主プロセッサは、確立された内部制御パスを介してボードプロセッサにソフトウェアをダウンロードできる（ブロック７２）。
【００３９】
本発明の方法によると、ＡＴＭ交換機コアに接続されたプロセッサは、主プロセッサがボードプロセッサにポーリングすることなく、ＡＴＭ交換機を介した選択的なプロセッサ間通信のために自動的に構成される。また、このような構成又はプロセッサ間通信を実施するために、外部バス構造を介した外部信号も必要ではない。
【００４０】
本発明の第２の例示的実施形態は、機能モジュール・ボード（ＦＭＢ）がすでにＡＴＭ機能モジュール交換機コアに接続されているすべての構成済みプロセッサを再構成する手間を必要とせずに、ＡＴＭ交換機コアでＦＭＢのモジュール交換又は追加を実施することに関連する。図５のフローチャートに示す交換／追加ルーチン（ブロック８０）を参照する。新規又は交換機能モジュールがＡＴＭ交換機コアに取り付けられると（ブロック８２）、新規又は交換機能モジュール上のプロセッサは初期化メッセージを自動的に同報通信する（ブロック８４）。上記の説明のように、初期化メッセージはプロセッサのＩＤ及びＡＴＭ交換機ポート位置を含む。この後、図４で説明したシステムスタートアップ後の内部制御パス手続き、すなわちブロック６４〜７２が実装され、新規又は交換機能モジュールとの適切な内部制御パスが構成、確立され、またＡＴＭ交換機が再構成される（ブロック８６）。
【００４１】
有利なことには、新規の機能モジュール・プロセッサボードの交換又は追加は、すでに構成済みのボードプロセッサの動作を中断しない。通常、保守又は他のサービスのために装置をオフラインにすることは、情報通信システムでは容認できない。更に、オペレータが２００の同時コールを処理可能なノードを最初にインストールした場合、たとえば４００の同時コールを処理するようにノードをアップグレードするために、実行中のコールを妨害することなく追加ボードを「作動中に」追加することが有利である。本発明のこの第２の例示的実施形態では、増加と拡張が予測され、修理、サービス、アップグレード、又は拡張のためにノード全体をオフラインにする必要なしに、容易に対応できる。
【００４２】
次に、本発明の第３の例示的実施形態を、図６の機能ブロック図を参照に説明する。２つ以上のＡＴＭ交換機が一緒に接続される場合がある。図６には、たとえば３つのＡＴＭ交換機９０、１００及び１１０がそれぞれＡＴＭ−Ａ、ＡＴＭ−Ｂ、及びＡＴＭ−Ｃのラベルで示される。ＦＭＢはＡＴＭ交換機コアスロットに物理的に接続されていることが理解されるであろうが、以下の説明では、簡素化のためにボードプロセッサ（ＢＰ）がＡＴＭ交換機ポートに関連付けられると記述する。したがって、複数のボードプロセッサが３つのＡＴＭ交換機の各々の交換ポートに関連付けられる。詳細には、ＡＴＭ交換機Ａは、交換機ポートに関連付けられた主プロセッサ９２を含む。他のボードプロセッサ９４に加えて、ＡＴＭ交換機Ａは交換端末ボード（ＥＴＢ）プロセッサ９６と９８も含む。ＡＴＭ交換機Ｂは、ボードプロセッサ１０２及び交換端末ボードプロセッサ１０４を含む。ＡＴＭ交換機Ｃは、ボードプロセッサ１１２及び交換端末ボードプロセッサ１１４を含む。
【００４３】
ＡＴＭ交換機ＢもＣも、主プロセッサボードを装備していない。図６に示す全てのプロセッサが、ＡＴＭ交換機Ａに関連付けられる主プロセッサにより監視及び維持される、拡張型だが統一されたプロセッサネットワークとして表示され構成される。
【００４４】
プロセッサネットワークの最初の構成及びＡＴＭ交換機ＢとＣのボードプロセッサ間の内部制御パスの確立は、交換端末ボードプロセッサを使用して実施される。直接ＡＴＭ通信リンク１０６がＡＴＭ−Ａの交換端末ボード９６とＡＴＭ交換機Ｂの交換端末ボード１０４との間に確立される。同様に、ＡＴＭ通信リンク１１６がＡＴＭ交換機Ａの交換端末ボード９８とＡＴＭ交換機Ｃの交換端末ボード１１４との間に確立される。ＡＴＭ交換機の第３のレベルが、たとえばＥＴＢ１１４を介してＡＴＭ通信リンク１１６上からＡＴＭ交換機Ｄ（図示せず）に確立される。更に、同様の方法で階層レベルが追加できる。内部制御パスは、図３〜５で説明した手続きに従い、主プロセッサと他の「Ａ」ＡＴＭ交換機ボードプロセッサ間に、ＡＴＭ交換機Ａを通って確立される（点線で示す）。
【００４５】
図６に示す拡張型ボードプロセッサ・ネットワーク内にＡＴＭ交換機Ｂ及びＡＴＭ交換機Ｃのボードプロセッサを構成するための、他のＡＴＭ交換機「Ｂ」及び「Ｃ」におけるＢＰのためのＩＣＰの確立手続きについて、次に説明する。追加の階層ＡＴＭ交換機の構成には、同様の手続きが実施される。システムスタートアップ時に、ＡＴＭ交換機Ｂ及びＣに関連付けられたボードプロセッサは、それぞれのＡＴＭ交換機上のすべてのポートに初期化メッセージを同報通信する。これらの初期化メッセージは、プロセッサＩＤとＡＴＭ交換機ポート位置とを含む。ＡＴＭ交換機ＢとＣには主プロセッサがないので、これらの初期化メッセージはまだ認知応答されない。ＡＴＭ交換機Ａに関連付けられた主プロセッサは、すでにＡＴＭ交換機Ａに関連付けられたプロセッサボードを構成しているので、主プロセッサは交換端末ボード９６及び９８を認識し、ＶＰＩ変換ソフトウェアをロードする。
【００４６】
「近端(near-end)」ＥＴＢ９６と９８（主プロセッサから見て）とが認識され、ＶＰＩ変換ソフトウェアを含む関連ソフトウェアがロードされると、主プロセッサ９２は、事前定義されたメッセージを、近端ＥＴＢ９６と９８を介して、対応する直接ＡＴＭ通信リンク１０６と１１６を通り「遠端(far-end)」ＥＴＢ１０４と１１４（これも、主プロセッサから見て）に送信する。事前定義されたメッセージは、一時的にＡＴＭ交換機１００及び１１０のＥＴＢ１０４と１１４とを擬似主プロセッサとして指定する。詳細には、遠端ＥＴＢが事前定義されたメッセージを直接ＡＴＭ通信リンクを通して受信すると、そのＥＴＢはそれ自体を対応するＡＴＭ交換機の擬似主プロセッサとして認識するように構成される（たとえばＰＲＯＭ内で）。このように認識すると、各擬似主ＥＴＢはそれぞれのＡＴＭ交換機に接続されたボードプロセッサからのすべての初期化メッセージを、そのＡＴＭ通信リンクを通して主プロセッサのＡＴＭ交換機に向けてリレーする。
【００４７】
これらの初期化メッセージが近端ＥＴＢ９６と９８により受信されると、各初期化メッセージのＶＰＩが変換され、すなわち第１のＡＴＭ交換機９０内の対応する近端ＥＴＢに一意に関連付けられた新しいＶＰＩにリマップされる。ＶＰＩ変換により、主プロセッサはこれらの初期化メッセージが特定の遠端ＥＴＢに接続されたＡＴＭ交換機から発信されていると認識できる。この結果、第２レベル（又は他の追加レベル）ＡＴＭ交換機からの各初期化メッセージは、主プロセッサに到達したときに固有のＶＰＩ／ＶＣＩの組み合わせをもつことになる。ＶＰＩは特定のＡＴＭ交換機ＩＤを示す。
【００４８】
主プロセッサは特定の初期化メッセージが発信された場所をＶＰＩから知るので、内部制御パス（ＩＣＰ）の第１の半分が確立される。認知応答メッセージが主プロセッサから新しく確立されたＩＣＰを使用して適切な近端ＥＴＢに送信される。この近端ＥＴＢは認知応答メッセージを対応するＡＴＭ通信リンクを通して遠端ＥＴＢにリレーする。遠端ＥＴＢは認知応答メッセージを正しいボードプロセッサに送信する。このように、ＩＣＰの第２の半分が確立される。ボードプロセッサは、主プロセッサのＩＤとＡＴＭ交換機ポート位置に関する情報を受信したことの確認メッセージを主プロセッサに送信する。確認メッセージは確立されたＩＣＰを使用して主プロセッサに送信されるので、遠端ＥＴＢはもう擬似主プロセッサとしては機能しない。初期化手続き中に、第２及び他のレベルのＡＴＭ交換機内のボードプロセッサは、確立されたＩＣＰに擬似主プロセッサが含まれていたことを認識しない。
【００４９】
この後、主プロセッサは異なるレベルのＡＴＭにある様々なボードプロセッサに、確立された内部制御パスを介してソフトウェアをダウンロードできる。ＡＴＭ交換機のいずれかに新規又は交換ＦＭＢが接続される場合、新規又は交換ボードプロセッサは初期化メッセージを同報通信し、上記で説明したボードプロセッサ構成及びＩＣＰセットアップ手続きが実行される。
【００５０】
このように、本発明により、単一のＡＴＭ交換機ベースノード、及びＡＴＭ交換機ベースノードの多重レベルネットワークの柔軟性と拡張性がきわめて増大する。プロセッサ間通信を確立するための初期化及び構成手続きが自動的に発生し、プロセッサベースで自己起動される。この結果、これらの手続きは、数個のボードプロセッサが接続されているだけの単一のＡＴＭ交換機のみを使用するきわめて小さなシステムから、それぞれが多数のボードプロセッサを有する複数のＡＴＭ交換機を、交換端末モジュールを介して接続する広範なネットワークまで適用可能である。
【００５１】
本発明を、現時点で最も有用で好ましい実施形態と見なされるものに関連して説明したが、本発明が開示された実施形態に限定されないことが理解されるであろう。本発明は、添付の特許請求の範囲の精神と範囲に含まれる様々な変更及び同等の配列を包含するように意図されたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が有利に適用できる移動無線通信ネットワークを示す図である。
【図２】  ＡＴＭ交換機コア及び各接続された機能モジュール・ボードの一部からなるＡＴＭ交換機を示す機能ブロック図である。
【図３】  本発明の第１の例示的実施形態の機能ブロック部である。
【図４】  第１の例示的実施形態による自己構成方法例の概略を示すフローチャートである。
【図５】  本発明の第２の例示的実施形態による方法例の概略を示すフローチャートである。
【図６】  本発明の第３の例示的実施形態を示す機能ブロック図である。
【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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【図６】
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