专利名称：用于多媒体通信会话的智能媒体网关选择的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及分组网，更具体地涉及支持与时分多路复用(TDM)网络的多 媒体通信^i舌的分组网。 相关技术的论述
多媒体服务(诸如基于因特网协议的语音(VolP (voice over Internet Protocol)))的实施可以ffi31允许与数据服务的汇聚(convergence)来将资本和 操作节约两者提供给服务提供者(SP)。虽然实现基础VoIP服务可能是简单的， 但实现具有常规电话的质量、可靠性、安全性和可定标性的VoIP服务可能是挑 战。确实，电信运营级(earner-grade)的VoEP可以在分组网的不同层具有需求。 所希望的需求包括在服务层的用户鉴权、在数据层的突发通信业务中的语音质 量、和在控制层对网络运转中断的动态响应。此外，在有多个供应商和异构 (heterogeneous)接入技术的情况下，这些特性是所希望的。
在分组网和公用交换电话网(PSTN (Public Switched Telephone Network)) 之间的接口或许将是在电信运营级VoIP开发期间重要的技术问题。理想地，这 种接口提供混合VoIP和电路交换网络(例如PSTN)的有效的、可靠的和可定标 的互操作。在这样的混合网中，IP多媒体子系统(IMS)结构应当育嬾提供许可控 制、路径和服务质量(QoS)保证。MS结构正在由第三代合作伙伴项目(3GPP)和 第三代合作伙伴项目2(3GPP2)开发和标准化。
iSMS结构中， 一个或多个核心分组网经由标准化接口连接到接入网。由于 所述标准化接口，核心网络可能能够在由异构接入技术(诸如以太网、电缆、 DSL、第三代(3G)蜂窝和WiFi)之间提供无纟魏信。^IMS结构中，核心分组网 支持^i舌初始化协i义(SIP (session initiation protocol))。
MS结构可以包括分配媒体网关用以支持在TDM网络(例如PSTN)和核心 分组网之间的多媒体通信会话的功能组件。这些功能组件例如可以题界网关 控制功能(BGCF (border gateway control fonction) )。 BGCF通过媒体网^(MGW)
对多媒体通信会i舌的分配来确定在核心分组网和目的地TDM网络之间的多媒体 通信#1舌(例如VoIP呼叫)的路由。BGCF可以使用路由表以确定用于将多媒体 iH言^i舌3^接到目的地TDM网络的适宜的MGW。
发明内容
某些网络结构使用边界网关控制功能(BGCF)用以静态地确定经由媒体网关 (MGW)的多媒体通信会话(例如基于IP语音(VoIP)的呼叫)的路由。由于其依 赖于静态路由表，这些BGCF通常不针对动态和突发的通信业务条件被优化。相 比之下，智育^BGCF可以ttlGW处补偿在链路状态和通信业务负载方面的变化。 智育跑GCF的某些实施例基于用于在会话的源节点禾口服务会话的目的地TDM网 络的MGW之间的承载通信业务的端到端拥塞动态地将MGW分配给所请求的多 媒体通信会话。这样的动态路由方法可以提高可连接到目的地TDM网络的多媒 体通信会话的数目。
一个实施例的特征在于一种用于操作分组网一部分的方法。该方法包括选 择多个候选网关的一个用以在分组网和TDM网络之间连接多媒体通信会话的步 骤。该分组网具有多媒体通信会话的源节点，该TDM网络具有多媒体通信^i舌 的目的地。候选网关互连分组网和TDM网络。该选择歩骤包括比较用于在源节 点和多个候选网关的不同l，网关之间的承载通信业务的端到端拥塞。
另一个实施例的特征在于一种用于操作分组网一部分的方法，该分组网支 持IP媒体子系统aMS)。该方法包括选择多个fiM媒体网关的一个用以在分组网 和时分多路复用网络之间连接多媒体通信会话。该分组网具有用于多媒体通信 会话(例如，VoIP呼叫)的源节点，并且支持IP多夂某体子系统。该时分多路复 用网络具有多媒体通信会话的目的地。各个候选媒体网关相互连接该分组网和 时分多路复用网络。该选择步骤包括比较在源节点和第一候选网关之间的载体 分组业务的端至lj端拥塞和在源节点和第二候选网关之间的载体分组业务的端到 端拥塞。
不同的实施例包括用以机器可执行形式的指令程序编码的数据存储媒体。 所述指令提供一种方法，用于操作分组网来执4f在此处描述的方法和/或过禾呈的 之一的步骤。例如，所述指令可以被编码用以执行用于操作分组网部分的上述 方法的选择步骤。
另一实施例的特征在于一种具有数据存储媒体的服务器或者路由器，数据
存储媒体用于存储机器可执行指令程序用以执行方法的步骤。该步骤包括选择 多个候选媒体网关的一个用以在分组网和时分多路复用网络之间连接所请求的
VoIP呼叫。该分组网具有用于VoIP呼叫的源节点。该时分多路复用网络具有 VoIP呼叫的目的地。候选媒体网关相互连接分组网和时分多路复用网络。用于 选择的步骤包括比OT于源节点和第一和第二候选网关之间的承载通信业务的 端到端拥塞。该服务器或者路由劉立于分组网中，并且支持SIP。
说明性实施例通过附图和说明性实施例的详细说明更加全面地予以描述。 但是，本发明可以以各种各样的形式来实施，并且不局限于在附图和说明性实 施例的详细说明中所描述的实施例。
图1是示意性地举例说明经由因特网OP)或者多协议标记交换(MPLS (multiprotocol label switching))核心分组网的MS结构的方框图2對列说明路由表的一部分，其可用于响应于建立如图1的网络内的某 些多媒体通信会话(MCS)的请求而进fiH午可和路由决策；
图3A是举例说明用于响应于分组网和TDM网络之间建立MCS的请求而进 fiH午可和路由决策的方法的流程图3B是举例说明图3A的方法的特定实施例的流程图，其中分组网支持IMS 结构，例如，如在图l的核心分组网中；
图4是举例说明动态MCS路由过程的流程图，其趋向于使源节点和候选 MGW集之间的承载通信业务的端到端拥塞均衡；
图5是举例说明动态MCS路由过程的流程图，其趋向于使源节点和候选 MGW的子集之间的承载通信业务的端到端拥塞均衡，使得保持适宜的服务质量
(QoS);
图6是举例说明动态MCS路由过程的流程图，甚至当路由表的更新变得较 不频繁时，其可以保持使源节点和候自GW集之间的承载通信业务的端到端拥 塞均衡的趋势；
图7是剩列说明动态MCS路由过程的流程图，其趋向于经由长的时间周期 使源节点和候i^MGW集之间的承载通信业务的端到端拥塞均瓶
图8是剩列说明以下过程的流程图，该过程用于更新图7的过程中所j顿 的路由概率，使得承载通信业务的端到端拥塞典型地经由长的时间而趋向于变得均衡；
图9是執敝明MCS路由过程的流程图，其动态地在应用图6的路由过程 和应用图7的路由过程之间选择；禾口
图10是举例说明用于图1和3B的智育跑GCF的典型配置的方框图。
具体实施例方式
图1示意性地举例说明典型的因特网协议(IP)和/或具WIMS结构的多协议标 记交^(MPLS)核心分组网12。 IMS结构包括各种功能组件，这些功能组件在核 心分组网12和TDM网络14 (例如PSTN)之间建立多媒体通信会i舌(MCS)时可 以被涉及。MS结构的各种功能组件通过传送会话初始化协议消息(SIP)相互作 用，正如图1中用线示意性地表示的那样。IMS结构的功能组件例如可以是在核 心翻网12的服务器和/或路由器上所存储和运行的机器可执行的指令程序和/ 或数据结构。
核心分组网12还包括用于媒体网^(MGW)的多个IP地址或者MPLS标记。 MGW提供用于核心分组网12的源节点和TDM网络14之间的承载通信业射即， 由粗线示出)的连接。尤其，^^MGW在例如核心分组网12中的承载通信业务 (bearer traffic)的IP禾口/^MPLS协议和在TDM网络14中的承载通信业务的实时 传车tt办议(RTP)通信业务(例如PSTN的ISDN/ISUP协ia信业务)之间提供相互 转换。该承载通信业务支持例如多媒体通信。典型的多媒体通信包括VolP呼叫、 音步M信、传真传送、图像通信、低分辨率视频通信等等。
在此处，可以在核心分组网12和TDM网络14之间传送承载通信业务的媒 体网关(MGW)的每个IP端口地址或者MPLS端口标记将被称为媒体网关 (MGW)。每个端口具有相应的承载通信业务负载，和用于处理ft/来于核心分组 网12的不同的源节点的承载通信业务的相关的端到端拥塞。MGW的这些单独 的端口具有其自己的负载和拥塞参数。
在此处，在分组网的两个地址之间的端到端QoS可以从各种可测量的参数中 予以评估。所述参数表示两个地址之间的分组承载通信业务的端到端拥塞。这 样的可测量的参数的例子包括用于两个地址之间的传输的端到端分组延迟、用 于两个地址之间的传输的往返分组延迟、用于两个地址之间的传输的分组丢失 率、用于两个地址之间的传输的分组延迟抖动和以上可测量的任意参数的平均 值。任何一个这些参数的增加指示两个地址之间的承载通信业务的端到端拥塞
增加。在此处，基于端到M塞的操作可以基于任何这些参数的值。
祖MS结构中，若干SIP使能的功能组件可以涉及经由核心分组网12的MCS 的许可和路由。这些组件可以包括询问呼叫^i舌控制功能(I-CSCF (interrogating call session control fimction))、 一个或多个服务呼叫^i舌控制功能(S-CSCF)、家 庭用户月艮务，SS)、边界网雜制功能(BGCF)和一个或多个媒体网关控制功能 (MGCF)。
^^I-CSCF形成逻辑接口，其负责将外部实体与MS结构连系。典型的外部 实体包括用户代理、接入网络和其它核心分组网。I-CSCF例如负责响应于建立 MCS的请求而进fiH午可和路由决策。I-CSCF可以发送与这样的请求有关的(多) SEP消息给S-CSCF 。 I-CSCF禾口/或S-CSCF确定用于进行许可和路由决策的适宜的 MS功能性和发送(多)SIP消息给所述功能性。
I-CSCF禾n/或S-CSCF可以经由画S结构查阅一个或多个网络数据库用以在 进行SIP路由决策或者采取行动时获得帮助。该数据库可以包括例如家庭用户服 务，SS)，其典型地存储用户信息，例如，用于各种外部实体的S-CSCF标识 符。
I-CSCF和/或S-CSCF还可以查阅一个或多个应用服务徵AS)用以在进行SIP 路由决策或者采取行动时获得帮助。AS可以提供特殊的服务，例如用于改变 VoIP呼叫路由的服务。
如果所请求的MCS在TDM网络14中具有目的地，则有关的I-CSCF或者 S-CSCF把许可和路由决策的^i恭及责任转交(hand off)给BGCF。尤其是，BGCF 决定是否容许MCS，并且可以选择候^MGW以在用于MCS的承载通信业务的 核心分组网12和TDM网络14之间提供连接。在此处，候i^MGW指的是使具 有所请求的MCS的源的分组网和具有所请求的MCS的目的地的TDM网络互连 的MGW。实际上，BGCFM31在核心分组网12中选择用于这种MCS的承载通 信业务的一个端点、即MGW来确定容i午MCS的路由。
在选择MGW之后，BGCF将所请求的MCS的控制交给对所选的MGW负责 的媒体网关控制功能(MGCF)。该MGCF^IMS结构的SIP协i义和TDM网络14的 助、议之间提供信令交互工作，以及还控制所选择的MGW。 一SMGW的目的地 IP地址被选择，则经由歴S网络的路径就不効GCF控制。实际上，基础的核心 分组网拓扑对于BGCF可能是不可见的。因为一个组织集拥有IP传输层，并且不
同的组织集拥荀MS结构，所以这种不可见性可以产生。
虽然与TDM网络14中的目的地^MCS的请求将触发适宜的BGCF来做出 与选择和分,GW相关的决策，但是M是&DM网络14中的MCS将典型地 不调用BGCF来为MCS执行MGW的选择。
某些IMS结糊每MGW静态地分配给核心分组网的源节点。 一种类型的静态 分配涉及将相同的预选的MGW分配给在给定的TDM网络中具有给定的源和目 的地的所WMCS。在此情况下，只要预选的MGW不可用，贝ijBGCF发送SIP消 息以阻止所请求的MCS。替换类型的静态分配涉及从预选的列表中选择MGW。 BGCF将顺序地搜索该列表以便找到用于所请求的MCS的MGW。 i効GCF分配 在该列表上的第一可用的MGW给所请求的MCS，并且如果在该列表上没有 MGW可用，则决定阻止所请求的MCS。
在繁重的通信业务条件下，将MGW分配给源节点的这种静态分配可以因为 多个原因而导至MMCS的效率低的处理。首先，只要所分配的一个或多个MGW 经历大的负荷，静态分配导Sm于MCS的请求被阻止。也就是说，在这样的条 件之下，即使是当分组网具有能够提供用于所请求的MCS连接的其它MGW时， 来自特定源节点的所有jm青求的MCS也将被阻止。其次，MGW的这种静态分配 具有过度使用某^MGW以及对其它MGW使用不足的倾向，例如，当使用预选 的列表^i^择MGW的时候。
由于在静态MCS路由方法中的一个或多个无效率，提出了动态MCS路由方 法。下面，各禾中实施例提供用于容许和路由MCS的动态方法，其中在分组网中 的源节点和TDM网络中的目的地之间i青求i^MCS。
在图1的MS结构中，BGCF基于用于在源节点和单独的候^MGW之间的 承载通信业务的端到端拥塞，総择用于连接戶;fi青求的MCS的MGW。由于这个 缘故，BGCF可以称为智^BGCF。正如从以上的描述中应当清楚的是，存在大 量可测量的参数，所述参数表示在源节点和制虫的候^MGW之间的承载通信业 务的端至U端拥塞。这些观糧包括例如以下任何一个的最近测量的值端到端分 组延迟、端到端往返分组延迟、端到端分组丢失率、端到端分组延迟抖动、和 任何一些所述参数的所测量的值的平均值。所述实施例覆盖了基于任意这种可 测量参数的方法和装置，所述参数代表用于承载通信业务的端至IJ端拥塞。作为 一个例子，通过在核心分组网12中主动地探测路径可以动态地进行端到端路径
拥塞的测量，或者可以借助于核心分组网12的管理系统ffiil累积数据被动地进
行端到端路径拥塞的测量。在前一种情况下，IP ping (查验)特征可以例如用 于获得端到端路径延迟和/或在源节点和^i^MGW之间的承载通信业务的端到 立 塞的另一量度。在后者的情形下，简单网络管理协议(SNMP)测量可以从核 心分组网12的各个元件中采集，从而获得承载通信业务的端到端拥塞的低频测
图2举例说明典型的路由表16，其可用于保J射戈表图1的核心数据网络12 中的端到端路径拥塞的测量，或者这种测量的平均值。该路由表16具有由一对 所标记的单独条目18，所述一对包括源节点(即路由器或者服务器)禾隨GW (即MGW-1 SMGW-N)。每个条目18还存储所选择的测量，所述测量4樣端 到端拥塞或者在S)(t源节点禾隨GW之间所领糧的端到端拥塞的平均值。该路由 表16可以被存储在与BGCF相同的服务器或者路由器上，例如，如图10所示， 或者可以存储在核心数据网络12中的其它地方。该路由表16的单独条目18可 以有规则地、不规则地或者响应于指定的事件、例如对建立新MCS的请求的接 收或处理而被更新。
图3A举例说明了处理用以在分组网的源节点和TDM网络的目标地址之间 MMCS的请求的方法20A。在各种实施例中，所请求的多媒体通信可以是VoIP 呼叫、图像通信、传真传送、低^f,率视频通信和/或其它类型的多媒体通信。
该方法20A包括在分组网的源节点处接收建立新MCS的请求(步骤21 A)。例
如，该请求例如或者是AAi:接连接到源节点的用户代理接收的，或者是从另一
个分组网接收的，该另一分组刚每请求的当前发起者连接到接收源节点。
该方法20A包括为所i青求的MCS选择和分配一个媒体网关以用作在分组和 TDM网络之间的连，贫步骤23A)。所分配的媒体网关将在两个网络之间转换和 传送MCS的承载通信业务类M。该媒体网关是从使源分组网和目的地TDM网络 互连的一组候选媒体网关中选择出来的。选择步骤包括例如通过比较代表存储 在图2的路由表16中的端到端拥塞的测量，来比较在源节点和不同的单独候选 网关之间的承载通信业务的端到端拥塞。该选择步骤可以包括使用比较用以识 别其端到端拥塞最低的适当的+矣选网关子集，然后从适当的子集中选择分配给 所请求的MCS的媒体网关。所选择的媒体网关的分配允许所述网关处SMCS的 承载通信业务。
在一些实施例中，选择媒体网关的步骤还包括考虑从各种候选媒体网关可 用的QoS。例如，选择步骤可以包括识别与源节点的承载通信业务的其端到^
塞低得足以确保所请求的MCS类型的预先需要的QoS水平的媒体网关，然后选 择所^M识另啲媒体网关中的一个，用以提供附青求的MCS的网络间连接。
该方法20Ai^择性地包括在执行该媒体网关的选择用以提供所i青求的MCS 的网络互连性之前，确定是否允许或者阻止i刻;fi青求的MCS(步骤22A)。允许或 者阻止的决定基于候选媒体网关的可用性，并且选择性地基于服务质量(QoS)考 虑。在一些实施例中，用于新MCS的媒体网关的电路的可用性足以导致所请求 的MCS被允许。在这个实施例中，如果没有发现具有用于所请求的MCS的可用 电路的媒体网关，则该方法20A包括阻止所请求的MCS(步骤24A)。在其它的实 施例中，可用的QoS也在是否允许或者阻止所请求的MCS的决定中起作用。在 这些实施例中，允许所请求的MCS的决定需要找到至少一个媒体网关能够提供 适用于所请求的MCS类型的QoS 。 QoS值可以通过代表端到端拥塞的以上描述的 参数中的任何一个来测量，例如，在源节点和媒体网关之间的单向或者往返端 到端分组延迟、在源节点和媒体网关之间的分组丢失率、在源节点和媒体网关 之间的累加分组延迟抖动，及其平均值。如果用以表示端到端拥塞而选择的可 测量的参数具有低于为所请求的MCS预选的阈值的值，则有关的媒体网关提供 充分的QoS。在这个实施例中，如果发现没有媒体网关兼备用于所请求的MCS 的可用电路和提供充^QoS的能力，则该方法20A包括阻止戶;fi青求的MCSC步骤 24 A)。
图3B举例说明图3A的方法20A的特定实施例20B,其中分组网具WlMS结 构并支持IP禾fV^MPLS协议。TDM网络可以支持ISDN/ISUP协议，并且例如可 以^PSTN。尤其是，所请求的MCS的源节点在图1的核心分组网12中，并且 所请求的MCS的目的地地址在图1的TDM网络14中。
该方法20B包括祖-CSCF处接收请求用以建立新的MCS，其中i亥MCS在分 组网12中将具有源节点，即路由器或者服务戮步骤22B)。该方法20B可以包 括将与所接收的请求相关的(多)SIP消息AAI-CSCF转发给由所逝-CSCF指定的 S-CSCF(步骤23B)。该方法20B包括对确)^MCS在TDM网络中具有目的地作出 响应，将所请求的MCS的(多)SIP消息从S-CSCF或者I-CSCF发送给适宜的智 兽gBGCF(步骤24B)。适宜的智旨出GCF对所请求的MCS的目的地TDM网络进行端点路由决策，即选择MGW。在替换的实施例中，该智肯出GCF可以由智能 MGCF集替换，其中该集中的每个智育^MGCF控制并且可以仅，择用于目的地 TDM网络的候舰GW的恰当子集。在此处，候i^MGW是将具德CS的源节点 的分组网连接到具WMCS的目的地的TDM网络的MGW。 ,GCF处，该方法 20B可以选择性地包括决定是否允许或者阻止戶;fi青求的MCS(步骤25B)。在一些 实施例中，只有在纟MMGW中没有一个可以用来支持jm青求的MCS的时候，该 BGCF才将决定阻止该戶;fi青求的MCS。在其它的实施例中，当没有候舰GW是 可用的，或者没有可用的Mi^MGW能够提供所请求的MCS类型所需要的QoS 的时候，BGCF才将决定阻止所请求的MCS。例如，当承载通信业务的端到端 拥塞在源节点和針候iiMGW之间太高时，出现不充分的QoS。
响应于允许所i青求的MCS，该方法20B包括^BGCF从候i^MGW集中选择 一个MGW(步骤26B)。所选择的MGW被分配用以支持新的MCS，从而有效地 充当用于戶;fi青求的MCS的第二IP和mKMPLS端点。所分配的MGW将为所请求的 MCS的承载通信业务提供分组网12和TDM网络14之间的互连性。步骤25B、 26B的许可和选择决定是基于用于在源节点和候i^MGW单个之一之间的承载 通信业务的端到端拥塞的动态更新测量。步骤25B和26B可以包括询问路由表 (例如图2的路由表16)用以获得代表这些端到端拥塞的测量。响应于分配 MGW，该方法20B包括将(多)SIP消息发送给I-CSCF用以识别分配给源节点 的MGW(步骤27B)。所述(多)消息可以例如来自于BGCF，或者来自于控制 所分配的MGW的MGCP ，并且识别例如包括所分配的MGW的IP地址或者MPLS 标记。响应于决定阻止所请求的MCS，该方法20B包括将SIP消息MBGCF发送 给I-CSCF，用以请求阻lhMCS(步骤28B)。如果所请求的MCS被允沐则该源 节点将随后将用于MCS的承载通信业务传送给所分配的MGW(29B)。
在不同的实施例中，该方法20B涉及选择MGW，其按照不同的动态过程而 被分配给戶形青求的MCS。这些动态过程的例子在图4-8中举例说明。在这些动 态过程中，用于在两个地址之间的承载通信业务的端到端拥塞可以涉及端到端 分组延迟、往返分组延迟、分组丢失率、或者在两个地址之间的传输的分组延 迟抖动、或者可以涉及这些可测量的参数的任何一些的平均值。
参考图4，第一过程30以趋向于縮小候^MGW的端到端拥塞之间的极端差 异的方式 ^择MGW。尤其是，该过程30包括搜索路由表(例如图2的路由
表16)用以识别候JiMGW，其中对于所述fl^MGW，与所请求的MCS的源节 点的承载通信业务应具有最小的端到端拥塞(步骤32)。该过程30还包括分配所 识别的候i^MGW用以提供所请求的MCS的承载通信业务的网络间连接(步骤 34)。
倘若路由表的条目不是太陈旧的话，将所请求的MCS分配给所识别的 MGW，将趋向于縮小在fi^MGW之中的端到端拥塞的范围。如果该路由表的 条目是陈旧的，则该过程30甚至可以提高在候i^MGW之中的端至U端拥塞的范 围。实际上，该过程30将从给定的源节点中为每个新的MCS请求选择相同的 MGW，直到路由表被更新为止。因此，在基于该过程30的实施例中，该路由 表将可能被经常地被更新，使得所选择的MGW不会被所有新的请求过载，用以 建立来自源节点的MCS。
参考图5 ，选择所请求的MCS的MGW的第二过程40基于QoS约束。 该过程40包括搜索路由表，所述路由表提側戈表端到端拥塞的一个或多个 所测量的参数，用以识别能够提供所请求的MCS类型所需要的QoS的预选数目 的候舰GW(步骤42)。在步骤42中，预选的数目可以是两个，使得两个MGW 被识别，该预选的数目也可以是比2更大的整数。步骤42通过移除其端到端拥 塞对于需要的QoS来说太大的那舰GW来减小候iiMGW集。尤其是，步骤42 不识别与高于用于所请求的MCS类型的预选阈值的端到端拥塞有关的候选 MGW。
该过程40还包括经由随机选择过程从所识别的候自GW集中选择一个 MGW(步骤44)。所选择的MGW被分配用以为所请求的MCS的承载通信业务提 供在分组网12和TDM网络14之间的连接。用于从固定数目的对象集合中伪随 机地选择一个对象的多种算法中的任何一个可用于进行随机选择。假若该路由 表的有关条目不是陈旧的，所选择的MGW将典型地提供对于戶;ti青求的MCS来说 足够的QoS。
参考图6，为所i青求的MCS选择MGW的第三过程50趋向于使在源节点和 候J^MGW集中的MGW之间的端到端拥塞均衡。该过程50包括随机itM择预选 数目的候i^MGW(步骤52)。该预选的数目可以是2或者可以是更大的整数。该 选择步骤52可以使用多个公知的算法中的任何一个，用于伪随机他从固定数目 的对象的集合中选择预选数目的对象。该过程50包括识别所选择的MGW中的
一个，其具有在其本身和源节点之间的承载通信业务的衝氐的端到端拥幾步骤
54)。该选择步骤54涉及例如在路由表中查找^^所选择的MGW的端到端拥塞 的所测量的参数，并且识别具有最小的端到端拥塞条目的所选择的MGW之一。 该过程50还包括分配所选的MGW中的所识别的一个MGW用以在分组网12和 目的地TDM网络14之间连接戶;fi青求的MCS(步骤56)。即使该路由表的条目相 对来说不iC频繁地被更新，该过程50可以仍然趋向于使在源节点和flMMGW 集中的MGW之间的端到端拥塞均衡。
参考图7，当减少在源节点和不同的候^MGW之间的端到端拥塞中的振荡 的同时，用于选择MGW以分配给附青求的MCS的第四过程60趋向于使在源节 点和候^MGW集中的MGW之间的承载通信业务端到端拥塞均衡。该过程60 包括M31统计选择过程，择候i^MGW中的一个，其中mk个候itMGW具有被 选择的所分配的概率q(kX步骤62)。所分配的选择概率的集(q(k》满足 Z二 q(k>=l，这里'W是候;i^MGW的数目。该过程60还包括分配候i^VIGW中 的所选择的一个，用以为MCS的承载通信业务在分组网12和TDM网络14之间 提供连街步骤64)。随着时间，当该过程60用于路由决策时，预计用于所请求 的MCS的承载通信业务会逐渐地趋向于使在源节点和不同的候i^MGW之间的 端至U端拥塞均衡。
参考图8，在该路由表的每次更新时，该过程60包括执行过程70，所述过 程70更新选^M率的分配，艮P与源节点-候^MGW对有关的q(j)。
在该过程70中，从非激舌的对中区别出激活的对。如果其所分配的选择概 ^q(k)是非零，则源节点-候舰GW对、艮Pk是激活的。另外，源节点4MMGW 对是非激活的。在该过程70中，所有对最初都是激活的。
在更新期间，过程70包括使非激活的对成为激刮勺，如果该对具有用于承 载通信业务的平均端到端拥塞D(k)，也就是说小于KE[D]的话。在这里，k是在 范围(0， l]中的预选数，并郎[D]是在激活路^i:的端到端拥塞的平均值。例 如可以对以下的对求平均，对于所述对而言，端到端拥塞支持MCS的QoS需求。 在使非激活的对变为激活的步骤之后，该过程70包括更新E[D]以考虑新^IC活的 对。
该过程70然后基于在该对的源节点禾隨GW之间的承载通信业务的端到端 拥塞来将針激活的对分类为过载的或者欠载的(步骤72)。该步骤72将激活的
对在一组欠载对和一组过载对之间进fi^i」分。所述欠载对(under loaded pair) 例如是这样的一些激活源节点4MMGW对"f'，即在其上承载通信业务具有低 于E(D)的端到端拥塞、即D(r)。所,i^t (over loaded pair)例如是这样的一 些源节点-flMMGWMW's"，即在其上承M信业务具有大于或等于E(D)的端 到端拥塞、即D(s)。
该更新过程70包括降低^H疾舰GW的所分配的选^m率，其对应于一
个过载对，即每个q(s)(步骤74)。这样的"q(s)"是通过置J^(s)—q(s)-(D(s)予以减
小的。在这里，co(s)是q(s)的原始值的最小值和[S'(D(s)-E(D))/E(D)诉于正的常数
S的适当预选值。如果以上的置换使得产生的概^q(s)小于予皿的正的小数s，则
该过程70还包括使相应的对s非激活，并且包括进行调整co(s)—(D(s)fq(s)和
q(s)—0。在已经考虑了所有过载对's"之后，。被设置为Z co(s)。 该更新过程70还包括提高^h候自GW的所分配的选择相i率，其对应于欠载 沐即每个q(r)(步骤76)。这样的q(r)魏过置^q(r)tq(r)Hi(r)提高的。在这里， Ti(r)是正数，其可以由Q'(E(D)-D(r))/[Z爿w (E(D)-D(p))使义，其中总和高于
所有激活的源节点-候i^MGW对p。
为了补偿舍入误差(round off error)，该过程70还可以包括调整选择概率
用以在每次更新之后强制2^ q(k^1。在这里，该总和高于所有激活的源节点-
候舰GW对k。
参考图9，用于选择和分KMGW给戶/fi青求的MCS的第五过程80组合多于 一个的以上过程30、 40、 50和60用于选择和分SSMGW。该过程80包括使用 概率算法来从这些过程的固定集中选择用于选择和分SeMGW的--个过程(步骤 82)。例如，该固定集可以包括图6的过程50和图7的过程60。在概率算法中， 选择4TH1程、例如过程30、 40、 50或者60的概率，取决于自路由表的上次 更新以来所消逝的时间。例如，如果固定集是由以上描述的过程50和60形成 的，则步骤82可能以概争xp(-t/p)选择过程50，和以概率[l-exp(-t/p)]选择过程 60。在这里，"t"是自路由表的上次更新以来已经逝去的时间，并且"p"是预选的 适宜的正的常数。该过程80包括然后按照所选的用于选择和分ffiMGW的一个 过程来执行MGW的选择和分配(步骤84)。当仅仅少量的候i^MGW是可用的时 候，该过程80可以例如相对于该过程50的渴望而降fRMGW选择和分配方案的 渴望(greediness)。
图10示意性地举例说明用于图1的智育^BGCF90的典型结构。
该典型的智能的BGGF包括具有相关SIP核心的BGCF应用90。例如，该 BGCF应用90负责处理来自S-CSCF的SIPINVITE请求，例如^l新VoIP呼叫的 请求。細GCF应用在SIP核心上被层化。该SIP核心接收SIP消息，MSIP事务， 并且提供代理服务。响应于SIP MVTIE请求的齡到达，由S时亥心的代理层通 知BGCF应用90。 i亥BGCF依靠位于路由数据库94中的路由表皿择MGW用于 分配给所请求的MCS，例如，如在图3A-3B的方法20A-20B中描述的。i亥BGCF 在路由表中进行路径查找以产生目标魏返回S时亥心。針目纟議是用于相应 的MGW的MGCF的SIP URL的列表。该BGCF通常不知道所选择的MGW或者 MGCF的实际的IP地址。SEP核心顺序地将SIP醒TE消息转发给在目标集中的 ^^MGCF，直MMGCF之一接受SIPINVITE为止。
该典型的智^BGCF还包括路由数据库92，其具有路由表，例如图2的路由 表16。该路由数据库92可以允许将新路由条目从外部添加进路由表中。
该智青跑GCF还包括测動艮务器94。该测量服务器94可以是用于以上描述 的智能路由过程的平台。该测劃艮务器94 f顿对IP和/^MPLS分组网的承载通 信业务的测量来更新在路由表中的条目。承载通信业务水平的测量可以从探测 收集器中获得，或/AlP和MMPLS核心i^结构的本地聚合器中获得。该测量服 务器94可以在应用框架的顶部被层化，所述应用框架提供定时器、插座和事件 循环管理，以及I^A式web服务器。该web服务器可以上载或者下载数据，并且 基于鉴木又方皿视或者配置测劃艮务器94。该测劃艮务器94典型地具有用于与 IP禾口/^MPLS测量基础设施通信的测量应用接口(API)。该测量API例如可以检索 路径QoS矩阵，其提供舰/MPLS结构的入口 (ingress)和出口 (egress)节点之 间当前测量的QoS。通用测量API可以允许测量服务器与不同类型的IP和/或 MPLS测量系统相互作用。
从以上的公开、附图和丰又利要求中，对于本领域技术人员而言其它的实施 例将是显而易见的。
权利要求
1. 一种方法，包括∶选择多个候选网关中的一个候选网关用以在分组网和时分多路复用网络之间连接多媒体通信会话，所述分组网具有用于多媒体通信会话的源或者入口节点，所述时分多路复用网络具有多媒体通信会话的目的地，所述候选网关互连分组网和时分多路复用网络；和其中选择步骤包括比较在源节点和多个候选网关中的不同候选网关之间的承载通信业务的端到端拥塞。
2. 根据权利要求l的方法，其中所述时分多路复用网络是公用交换电话网， 所述分组网^MPLS网络。
3. 根据权利要求1的方法，其中所述分组网支持IP多媒体子系统。
4. 根据权利要求l的方法，其中所述多媒体通信^i舌是基于IP的语音呼叫。
5. 根据丰又利要求1的方法，其中选择步骤包括响应于确定出在源节点和一 个或多个候选网关之间的端到端拥塞低于由多媒体通信会话所需要的服务质量 的预选阈值来允许多媒体通信会话。
6.根据权利要求i的方法，其中该选择进一步包括搜索路由表的条目，每个条目提供在源节点和对应于 ^条目的候选网关 之间的端到端拥塞。
7. —种用于存储机器可执行指令程序来执行方法步骤的服务器或者路由器，所述步骤包括选择多个候选媒体网关中的一个候选媒体网关用以在分组网和时分多路复用网络之间连接im青求的VoIP呼Pq，所述分组网具有用于VoIP呼叫的源节点， 所述时分多路复用网络具WVoIP呼叫的目的地，所述候选媒体网关互连分组网和时分多路复用网络；禾口其中选择步骤包括比较在源节点和多个候选网关中的第一和第二候选网关之间的承载通信业务的端到端拥塞；禾口其中服务器或者路由劉立于分组网中，并且支持SIP。
8. 根据权利要求7的服务器或者路由器，其中用于执行选择步骤的指令包括用于响应于确定出在源节点和一个或多个候选网关之间的端到端拥塞低于由VoIP呼叫所需要的服务质量的预选阈iK允许0fi青求的VoIP的指令。
9. 根据权利要求7柳艮务器或者路由器，其中用于选择的步!魏一步包括搜索路由表的条目，每个条目提供在源节点和对应于旨条目的候选网关之间的端至(J端拥塞；禾口其中响应于候选网关中的一个纟M网关iW应于所搜索的条目的候选网关 之中具有最低的端到端拥塞该选择步5驗择候选网关中的所述一个候选网关。
10. 根据权利要求7柳艮务器或者路由器，其中用于选择的步!魏一步包括随丰/litt择候选网关的适当子集；和然后/A^当的子集中选择Ji魏网关中的该一个候选网关，其中对于候选网关中的该一个候选网关而言，与源节点的承载通信业务的端至'j端拥塞是最低的。
全文摘要
一种操作分组网的方法包括选择多个候选网关中的一个用以在分组网和TDM网络之间连接多媒体通信会话的步骤。该分组网具有多媒体通信会话的源节点，并且该TDM网络具有多媒体通信会话的目的地。该候选网关相互连接分组网和TDM网络。该选择步骤包括比较在源节点和多个候选网关中的不同候选网关之间的承载通信业务的端到端拥塞。
文档编号H04L29/06GK101379799SQ200780004731
公开日2009年3月4日 申请日期2007年2月8日 优先权日2006年2月10日
发明者A·I·瓦利德, D·米特拉, I·维亚亚, I·萨尼 申请人:卢森特技术有限公司