СЕРВЕР КОММУТАЦИОННОГО ЦЕНТРА СЛУЖБЫ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ С РЕАЛИЗАЦИЕЙ ФУНКЦИИ ВЫБОРА МАРШРУТА Российский патент 2011 года по МПК H04W4/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к серверу коммутационного центра службы мобильной связи центральной сети 3GWCDMA-R4 в области коммуникаций, в частности к серверу коммутационного центра службы мобильной связи с реализацией функции выбора маршрута.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Основой 3GWCDMA-R4 сети (3G означает третье поколение технологий связи, WCDMA означает широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов, R4 означает номер версии) является разделение нагрузки и управления, причем относящаяся к управлению часть вызова концентрируется на сервере коммутационного центра службы мобильной связи (сокращенно сервер MSC), тогда как нагрузка возложена на сетевой шлюз (сокращенно MGW). В обычных сетях один сервер MSC управляет одним MGW, множество таких устройств объединяют для формирования сети. Однако такой вид организации структуры сети обладает недостатком, так как каждый MGW должен управляться одним сервером MSC, что удваивает затраты.

С целью сокращения затрат на основе сети 3G была разработана модель сети, называемая мультишлюзовой (сокращенно GW) моделью, в которой два, три или более MGW регистрируются на одном сервере MSC в одно и то же время. Такая модель сети была быстро введена в эксплуатацию, так как она является практичной и экономичной. В качестве широко используемой модели сети мультишлюзовая модель была использована для организации сети с все более крупными элементами, а между этими элементами использовалось локальное соединение между серверами MSC. При использовании такой модели один сервер MSC управляет все большим и большим количеством шлюзов GW, между которыми все больше и больше возрастает голосовой трафик, при этом некоторые шлюзы GW заняты, в то время как некоторые - нет, так как ресурс, распределенный между этими множественными шлюзами, ограничен. Таким образом, необходимо переместить голосовой трафик на другие шлюзы GW и эффективно избегать того, чтобы некоторые шлюзы GW полностью использовали ресурс, тогда как другие бездействовали в момент, когда вдруг возрастает голосовой трафик.

В настоящее время объем голосового трафика, распределяемого между отдельными шлюзами, невелик, так как использование мультишлюзовых сетей находится лишь на начальном этапе, и таким образом распределение ресурса между шлюзами GW выполняется по запросу и основано на принципе наиболее короткого маршрута. Однако этот способ выбора маршрута является единичным, а ресурс между шлюзами GW не может быть использован эффективно. При условии, что имеются два шлюза GW, и существует два пути между ними, один из которых длиннее, а другой короче, более короткий путь будет очень загружен в случае наличия объемного голосового трафика между двумя шлюзами GW. Ресурс наиболее короткого пути будет исчерпан, когда голосовой трафик возрастет до определенного объема, и другие вызовы, которые будут пытаться пройти по этому пути, будут отклонены, тогда как более длинный путь не будет использован, так как на нем не будет голосового трафика, и таким образом на более коротком пути будут скапливаться вызовы.

Если возможно сделать так, чтобы более длинный путь принял на себя нагрузку части голосового трафика до того, как ресурс более короткого пути будет исчерпан, удастся избежать того, что более длинный путь будет простаивать без использования для голосового трафика, тогда как ресурс короткого пути исчерпан. Таким образом, в рамках настоящего изобретения предусматривается другой способ выбора маршрута, в рамках которого выбор пути осуществляется согласно распределению нагрузки. Согласно этому способу голосовой трафик распределяется между двумя различными путями просто путем принятия ресурсного соотношения в качестве веса, а путь, сконфигурированный с большим ресурсом, будет нести большую нагрузку голосового трафика, тогда как путь с меньшим ресурсом будет нести меньше нагрузки. Однако этот способ не позволяет принимать во внимание продолжительность разговора пользователя, в действительности некоторые пользователи закончат разговор через короткое время после того, как пройдет их звонок, тогда как другие пользователи будут оставаться на линии в течение долгого времени, и таким образом будут долго занимать ресурс пути. С другой стороны, возможен вариант, при котором голосовой трафик распределяется не только между этими двумя шлюзами GW, но и между другими шлюзами GW. В результате система будет неисправна и неуправляема, так как эти два шлюза GW не избирают путь в соответствии с изменениями загруженности пути, поэтому ресурс все еще может быть легко исчерпан, хотя вероятность такого исчерпания ресурса снижена.

Основываясь на вышеприведенном описании, технология и стратегия выбора маршрута, использовавшиеся в сетях, известных их уровня техники, являются неоптимальными и не справляются с задачей координации эффективного использования ресурса и его распределения в мультишлюзовой модели.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В рамках настоящего изобретения предусмотрен сервер коммутационного центра службы мобильной связи с реализацией функции выбора маршрута с целью преодоления скапливания и потери вызовов в результате несовершенного распределения ресурса между шлюзами GW в мультишлюзовой модели, благодаря чему вся сеть может работать управляемо, стабильно и четко.

Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предусмотрен сервер MSC для реализации функции выбора маршрута, причем сервер MSC управляет множеством MGW, причем сервер MSC содержит модуль управления вызовом, модуль маршрутизации и модуль памяти.

Модуль управления вызовом используется для приема вызова от шлюза GW (Ni) входящей стороны, передачи информации от шлюза GW (Ni) входящей стороны и шлюза GW (Nj) исходящей стороны модулю маршрутизации, приема информации о пути передачи, возвращаемой модулем маршрутизации, и управления MGW на пути передачи для стабилизации сигнала на основании информации.

Модуль маршрутизации используется для выбора путей между шлюзом GW (Ni) входящей стороны и шлюзом GW (Nj) исходящей стороны согласно конфигурации топологии сети и записи каждого пути в форме набора схем, расчета параметра степени загруженности каждого пути согласно параметрам, установленным администратором сети: количеству конфигураций ресурса и объему занятости ресурса каждой схемы маршрута в наборе схем, хранящихся в модуле памяти; а также выбора наименее занятого пути в качестве пути передачи и передачи информации о пути передачи модулю управления вызовом.

Модуль памяти используется для хранения параметров конфигурации и информационных параметров занятости ресурса маршрута, а также параметров, установленных администратором сети.

Предпочтительно набор схем, записываемый модулем маршрутизации, содержит схемы, число скачков которых меньше или равно установленному достаточному числу скачков.

Предпочтительно модуль маршрутизации используется для:

соответствующих расчетов приведенного коэффициента степени занятости каждой схемы маршрута в наборе схем для каждого пути, где приведенный коэффициент степени занятости схемы маршрута = f (коэффициент степени занятости схемы маршрута), в котором коэффициент степени занятости схемы маршрута = (объем занятости ресурса)/(количество конфигураций ресурса), область определения функции изменения распределения нагрузки f(х)-0<=х<=1, а f (х) - гладкая функция с f(0)=0 и f(1)= бесконечность;

расчета средней приведенной степени занятости пути для каждого пути, которая равна сумме приведенных коэффициентов степени занятости схемы маршрута для каждой схемы маршрута в наборе схем маршрутов пути, поделенной на число скачков этого пути;

выбора пути с минимальной средней приведенной степенью занятости пути из всех путей в качестве пути передачи.

Предпочтительно модуль маршрутизации используется для:

соответствующего расчета приведенных коэффициентов занятости схемы маршрута для каждой схемы маршрута в каждом наборе схем для каждого пути;

выбора наиболее короткого пути в качестве пути передачи текущего вызова, когда коэффициент степени занятости схемы маршрута каждой схемы маршрута наиболее короткого пути меньше, чем определенная стартовая пороговая величина расчетной нагрузки; или же, выбора пути передачи из множества шлюзов согласно параметрам, установленным администратором сети: количеству конфигураций ресурса и объему занятости ресурса, хранящимся в модуле памяти.

Предпочтительно функция изменения распределения нагрузки имеет вид f(х)=1/(1-х)-1.

Предпочтительно модуль маршрутизации содержит подмодуль управления распределением нагрузки, для расчета эффекта от распределения, основанного на функции изменения распределения нагрузки администратором сети, и передачи динамической статистики результатов распределения управления путями передачи между отдельными шлюзами и информации о занятости ресурса администратору сети или модулю памяти.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предусматривается способ реализации функции маршрутизации, причем способ содержит этапы, на которых:

принимают вызов от шлюза GW (Ni) входящей стороны и определение шлюза GW (Nj) исходящей стороны;

выбирают пути между шлюзом GW (Ni) входящей стороны и шлюзом GW (Nj) исходящей стороны согласно конфигурации топологии сети и записывают каждый путь в форму набора схем;

считывают объем конфигурации ресурса и объем занятости ресурса каждой схемы в наборе схем, хранящихся в памяти согласно набору схем;

рассчитывают коэффициент степени занятости каждой схемы маршрута для каждого пути согласно параметрам, установленным администратором сети: объема конфигурации ресурса и объема занятости ресурса;

выбирают наименее занятый путь в качестве пути передачи сигнала.

Настоящее изобретение обеспечивает как минимум один из следующих технических результатов:

1. По сравнению со способом выбора пути, основанным на усредненном или взвешенном распределении нагрузки голосового трафика: в отношении последнего учитывается только рейтинг потребления текущего голосового трафика, а не продолжительность голосового трафика, поэтому информация не является точной. Настоящее изобретение скорее учитывает количество конфигураций ресурса и объем занятости ресурса при оценке маршрута, чем контролирует нагрузку, исходя из объема голосового трафика.

Настоящее изобретение использует преимущество, заключающееся в том, что все MGW контролируются одним сервером MSC, а сервер MSC может легко отслеживать степень занятости всех узлов с помощью модуля памяти, с целью усреднить распределение нагрузки на различных путях.

2. В известной из уровня техники 3GWCDMA-R4 CN мультишлюзовой модели без функции выбора пути, основанной на распределении нагрузки, наиболее короткий путь выбирается как текущий, таким образом, в случае если голосовой трафик между шлюзами интенсивен, то трафик на наиболее коротком пути с наименьшим числом скачков очень интенсивен, и в результате исчерпания ресурса даже происходит потеря вызова, в то время как более длинный путь не несет голосового трафика. Фактически, когда число скачков одного пути падает до приемлемой величины, часть голосового трафика должна быть распределена по этому пути, так чтобы разгрузить более короткий путь с меньшим числом скачков. Вследствие этого настоящее изобретение ограничивает область выбора пути до определенного количества скачков, которое может устанавливаться администратором сети, так чтобы голосовой трафик мог быть распределен по более длинному пути, и пользователи могли ограничивать более длинный путь, чтобы избежать слишком больших потерь.

3. Коэффициенты степени занятости всех схем маршрутов пути суммируются и усредняются. За счет этого расчет среднего значения будет нивелировать тот факт, что ресурс на занятой схеме маршрута перегружен, когда одна схема маршрута этого пути очень занята, пока остальные не используются. Если определенный путь выбран в качестве пути передачи, степень занятости занятой схемы маршрута этого пути будет суммирована и произойдет перегрузка. Если изменение управляется функцией f(x), окончательно измененная средняя степень занятости схемы будет чувствительна к перегрузке, другими словами, приведенная средняя степень занятости схемы будет увеличена до очень большого значения просто непосредственно перед возникновением перегрузки, и, таким образом, вероятность выбора этого пути резко уменьшится, так чтобы ослабить перегрузку. Когда часть вызовов отправлена по схеме маршрута, на которой формируется возникновение перегрузки, вероятность выбора этого пути снижается. Вследствие этого настоящее изобретение позволяет эффективно снижать перегрузку.

4. В зависимости от стартовой пороговой величины управления перегрузки настоящее изобретение использует наиболее короткий маршрут, что позволяет избежать перегрузки. Если коэффициент степени занятости каждой схемы наиболее короткого пути меньше, чем стартовая пороговая величина управления перегрузки, то пользователи будут рассматривать эту ситуацию, как случай, в котором происходит перегрузка, таким образом, наиболее короткий путь будет выбран в качестве пути передачи текущих вызовов. Если коэффициент степени занятости каждой схемы маршрута наиболее короткого пути выше, чем пороговая величина управления перегрузки, будет запущен механизм распределения нагрузки, а остальные пути будут передавать голосовой трафик по наиболее короткому пути. Вследствие этого настоящее изобретение позволяет выбрать наиболее короткий маршрут и при этом избежать перегрузки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг.1 схематично представлено соединение сервера MSC с MGW согласно вариантам выполнения настоящего изобретения.

На Фиг.2 представлена блок-схема структуры сервера MSC и взаимодействие между администратором сети, сервером MSC и MGW согласно вариантам выполнения настоящего изобретения.

На Фиг.3 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ реализации выбора маршрута согласно вариантам выполнения настоящего изобретения.

На Фиг.4 представлена блок-схема, иллюстрирующая другой способ реализации выбора маршрута согласно вариантам выполнения настоящего изобретения.

На Фиг.5 представлен пример распределения/конфигурирования ресурса между шлюзами GW, проиллюстрированными на Фиг.1, согласно вариантам выполнения настоящего изобретения.

На Фиг.6 представлен пример распределения/конфигурирования ресурса между путем 1->6->5 и путем 1->7->5 в системе для реализации функции выбора маршрута в мультишлюзовой модели согласно вариантам выполнения настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты выполнения настоящего изобретения будут детально описаны ниже со ссылкой на соответствующие Фигуры, причем в случае отсутствия противоречий варианты выполнения и их технические особенности могут быть объединены.

Как показано на Фиг.1, узел 8 является сервером MSC, а узлы 1-7 являются MGW, которые управляются узлом 8. Пунктирной линией показаны каналы передачи сигналов между узлом 8 и узлами 1-7, а сплошной линией показаны каналы передачи нагрузки между узлами 1-7. Один сервер MSC управляет по меньшей мере четырьмя MGW, объединенными друг с другом в сеть; существует больше одного пути между MGW, причем эти пути не соседствуют друг с другом.

Как показано на Фиг.2, для управления сервером MSC и MGW, конфигурирования и хранения параметров конфигурации, получения и динамичного отображения параметров конфигурации ресурса, а также параметров степени занятости ресурса шлюзов GW, передаваемых сервером MSC, используется администратор сети.

Согласно вариантам выполнения настоящего изобретения MSC сервер содержит модуль управления вызовом, модуль маршрутизации и модуль памяти, причем модуль управления вызовом используется для приема вызова с MGW (далее - шлюз GW входящей стороны). В зависимости от конфигурации администратора сети модуль управления вызовом определяет на какой MGW (далее, шлюз GW исходящей стороны) будут переданы данные от шлюза GW входящей стороны. Модуль управления вызовом передает информацию модулю маршрутизации и получает передаваемую им информацию о пути сигнала, а также контролирует все MGW этого пути для передачи сигнала в соответствии с информацией о пути сигнала.

Модуль маршрутизации используется для выбора пути между шлюзом GW входящей стороны и шлюзом GW исходящей стороны в соответствии с топологией сети. Модуль маршрутизации записывает каждый путь в форме набора схем и выбирает путь передачи сигнала между множественными шлюзами GW, исходя из параметров конфигурации администратора сети, количества конфигураций ресурса и объема занятости ресурса, хранящихся в модуле памяти; а также передает информацию в модуль управления вызовом.

Модуль памяти используется для хранения параметров конфигурации и параметров занятости ресурса, а также параметров конфигурации администратора сети.

Параметры конфигурации администратора сети включают оптимальное число скачков и функцию модификации распределения нагрузки. Администратор сети может динамично изменять и конфигурировать достаточное число скачков в соответствии с информацией о текущей конфигурации ресурса и информации о занятости ресурса шлюзов GW. Параметры конфигурации администратора сети включают стартовую пороговую величину управления нагрузкой (или далее - стартовая пороговая величина управления нагрузкой) для выбора пути передачи сигнала.

Предпочтительно сервер MSC включает подмодуль управления распределением нагрузки (не показан на Фигурах), который может использоваться как подмодуль модуля маршрутизации, а также конфигурироваться как отдельный модуль или устройство, будучи включенным в состав сервера MSC, или отдельно от него. Исходя из функции изменения распределения нагрузки, подмодуль управления распределением нагрузки может рассчитывать эффект распределения нагрузки для динамичной передачи администратору сети информации о распределении нагрузки или о результатах управления нагрузкой, а также параметров текущего объема занятости ресурса канала передачи сигнала между отдельными шлюзами GW, на основе которых пользователи смогут проанализировать эффект управления распределением нагрузки.

Управление нагрузкой на каналы передачи сигнала различных путей между отдельными шлюзами GW, осуществляемое сервером MSC, не оказывает влияния на объем голосового трафика, приходящего с других серверов MSC, связанных с данным сервером MSC на этом обслуживаемом направлении.

Как показано на Фиг.3, способ реализации функции выбора маршрута согласно вариантам выполнения настоящего изобретения содержит:

Этап 301: начало.

Этап 302: модуль управления вызовом принимает вызов от шлюза входящей стороны и определяет шлюз исходящей стороны согласно информации о конфигурации администратора сети.

Этап 303: модуль управления вызовом передает модулю маршрутизации в качестве параметров информацию о шлюзе GW (Ni) входящей стороны и шлюзе GW (Nj) исходящей стороны.

Этап 304: модуль маршрутизации выбирает все пути, чье число скачков меньше, чем конфигурация оптимального числа скачков ("hop"), между Ni и Nj, согласно топологии сети и конфигурации достаточного числа скачков.

Каждый путь может быть составлен из одной или более схем маршрутов, и каждый путь записывается в форме набора схем. Предусматривается, что имеется путь между Ni и Nj, который проходит только через один узел Nk, тогда набор схем для этого пути - {(Ni, Nk), (Nk, Nj)}.

Этап 305: модуль маршрутизации считывает объем конфигурации ресурса (T(Ni, Nk), T(Nk, Nj)) и объем занятости ресурса (A(Ni, Nk), A(Nk, Nj)) схемы маршрута из модуля памяти согласно набору схем каждого пути, приведенного на этапе 304. Что касается распределения сигнала TDM между шлюзами, то Т(Ni, Nk) показывает доступное число CIC (идентификатор схемы маршрута TDM), сконфигурированных для шлюзов, a A(Nk, Nj) показывает занятое число CIC. Что касается IP сигнала, то Т(Ni, Nk) показывает общую доступность полосы пропускания сигналов для шлюзов, a A(Nk, Nj) показывает занятость полосы пропускания.

Этап 306: коэффициент степени занятости схемы маршрута (Ni, Nk) рассчитывается по формуле А(Ni, Nk)/Т(Ni, Nk). Поскольку занятый ресурс А(Ni, Nk) всегда меньше, чем сконфигурированный ресурс T(Ni, Nk), то A(Ni, Nk)/T(Ni, Nk)≤1. Коэффициент степени занятости схемы маршрута каждой схемы маршрута в наборе схем для каждого пути этапа 304 вычисляется по формуле.

Этап 307: технически приведенная средняя степень занятости схемы маршрута каждого пути вычисляется по формуле:

где ((Ni, Nk), …, (Nk, Nj)) - набор схем, h - число скачков этого набора схем,

где функция f(x) обладает следующими свойствами:

область определения функции f(x): 0<=х<=1; и если f(x) гладкая функция с f(0)=0, и f(1)= бесконечность, тогда f(A(Ni, Nk)/T(Ni, Nk)) может приближаться к 1, другими словами, быть наиболее занятой, или 0 - наименее занятой. f(x)=1/(1-х)-1 отвечает вышеприведенному условию. Подставляем f(x) в формулу 2 и получаем формулу 3:

{A(Ni, Nk)/T(Ni, Nk)-A(Ni, Nk))+…+f(A(Nk, Nj)/T(Nk, Nj)-A(Nk, Nj))}/h= технически приведенная средняя степень занятости схемы маршрута (формула 3).

Этап 308: на основании рассчитанной на этапе 307 технически приведенной средней степени занятости схемы маршрута, в качестве текущего пути вызова выбирается путь с наименьшей технически приведенной средней степенью занятости схемы маршрута.

Этап 309: модуль маршрутизации передает информацию о пути модулю управления вызовом, а последний управляет всеми MGW этого пути для стабилизации сигнала согласно информации о пути.

Этап 310: завершение.

Алгоритм технического приведения формулы 3 был получен путем подстановки функции f(x)=1/(1-x)-1 в формулу 2; имеется много гладких функций, удовлетворяющих свойствам f(x), таких как функции, часто используемые в высшей математике, например, 1/(1-sin((π/2)·х))-1, таким образом, функция должна быть изменяемой, и влияние переменной f(x) на результаты управления нагрузкой может быть рассчитано на основе параметра занятости ресурса, который сообщается администратору сети модулем маршрутизации с целью изменения f(x).

Как показано на Фиг.4, еще один способ реализации функции выбора маршрута согласно вариантам выполнения настоящего изобретения содержит следующие этапы:

Этап 401: начало.

Этап 402: модуль управления вызовом принимает вызов от шлюза GW входящей стороны и определяет шлюз GW исходящей стороны согласно информации о конфигурации администратора сети.

Этап 403: модуль управления вызовом передает модулю маршрутизации в качестве параметров информацию о шлюзе GW (Ni) входящей стороны и шлюзе GW (Nj) исходящей стороны.

Этап 404: модуль маршрутизации выбирает все пути, число скачков которых меньше, чем конфигурация оптимального числа скачков ("hop"), между Ni и Nj, согласно топологии сети и конфигурации достаточного числа скачков.

Каждый путь может быть составлен из одной или более схем маршрутов, и каждый путь записывается в форме набора схем. Предусматривается, что имеется путь между Ni и Nj, который проходит только через один узел Nk, тогда набор схем для этого пути - {(Ni, Nk), (Nk, Nj)}.

Этап 405: модуль маршрутизации считывает объем конфигурации ресурса (T(Ni, Nk), T(Nk, Nj)) и объем занятости ресурса (A(Ni, Nk), A(Nk, Nj)) схемы маршрута из модуля памяти согласно набору схем каждого пути, приведенного на этапе 404.

Этап 406: коэффициент степени занятости схемы маршрута пути (Ni, Nk) вычисляется согласно формуле А(Ni, Nk)/Т(Ni, Nk). Поскольку занятый ресурс A(Ni, Nk) всегда меньше, чем сконфигурированный ресурс T(Ni, Nk), таким образом, А(Ni, Nk)/T(Ni, Nk)≤1. Коэффициент степени занятости каждой схемы в наборе схем каждого пути из этапа 404 вычисляется согласно упомянутой формуле.

Этап 407: коэффициент степени занятости схемы маршрута наиболее короткого пути сравнивается со стартовой пороговой величиной управления нагрузкой, установленной администратором сети; наиболее короткий путь будет выбран в качестве пути передачи для текущего вызова и произойдет переход к этапу 408, если коэффициент степени занятости каждой схемы маршрута этого пути меньше, чем стартовая пороговая величина управления нагрузкой, в противном случае осуществляется переход к этапу 410.

Этап 408: модуль маршрутизации передает информацию о пути модулю управления вызовом, а модуль управления вызовом управляет всеми MGW этого пути для стабилизации сигнала согласно информации о пути.

Этап 409: завершение.

Этап 410: если коэффициент степени занятости каждой схемы маршрута наиболее короткого пути из этапа 407 выше, чем стартовая пороговая величина управления нагрузкой, он указывает, что текущий наиболее короткий путь перегружен, таким образом, должен быть запущен механизм распределения нагрузки и рассчитана технически приведенная средняя степень занятости схемы маршрута для каждого пути соответственно.

Этап 411: на основании технически приведенной средней степени занятости схемы маршрута, определенной на этапе 410, в качестве текущего пути вызова выбирается путь с наименьшей технически приведенной средней степенью занятости схемы маршрута.

Этап 412: модуль маршрутизации передает информацию о пути модулю управления вызовом, и последний передает информацию шлюзу GW входящей стороны, тогда процесс возвращается к этапу 409 и завершается.

По существу в данном варианте выполнения функция для технически приведенной средней степени занятости схемы маршрута имеет вид f(x)=1/(1-x)-1, но имеется много гладких функций, удовлетворяющих свойствам f(x) и не ограниченных условием, что f(х)=1/(1-х)-1, таким образом, эта функция будет изменяемой, и влияния переменной f(х) на результаты регулирования нагрузки следует рассчитывать согласно информативному параметру занятости ресурса, который сообщается администратору сети модулем маршрутизации с целью изменения f(х).

На Фиг.5 представлен пример распределения/конфигурирования ресурса между шлюзами GW согласно вариантам выполнения настоящего изобретения. Что касается деления между всеми шлюзами GW, показанными на Фиг.5, числитель указывает объем A(Ni, Nk) занятого ресурса между этими узлами, а знаменатель указывает сконфигурированный объем T(Ni, Nk) ресурса. Дробь A(Ni, Nk)/T(Ni, Nk) дает коэффициент степени занятости схемы маршрута между двумя узлами (Ni, Nk).

На Фиг.5 представлен пример распределения/конфигурирования ресурса между маршрутом 1->6->5 и маршрутом 1->7->5.

Если один свободный маршрут должен быть выбран из двух маршрутов по формуле 1, то средняя нагрузка схемы маршрута 1->6->5 равна (0.53+0.97)/2=0.75, а средняя нагрузка схемы маршрута 1->7->5 равна (0.85+0.85)/2=0.85. Если маршрут с меньшей средней нагрузкой схемы напрямую выбирается как текущий маршрут, тогда выбирается маршрут 1->6->5. Очевидно, однако, что показатель использования схемы 6->5 маршрута 1->6->5 в этой точке достигает 97%, если выбран маршрут 1->6->5, на нем будет скапливаться трафик, и, таким образом, в качестве текущего маршрута следует выбирать маршрут 1->7->5.

Если один свободный маршрут должен быть выбран из двух маршрутов по формуле 3, то средняя нагрузка схемы маршрута 1->6->5 равна (53/(100-53)+97/(100-97))/2=33.427, а средняя нагрузка схемы маршрута 1->7->5 равна (85/(100-85)+85/(100-85))/2=5.56. Если маршрут с меньшей средней нагрузкой схемы напрямую выбирается как текущий маршрут, тогда выбирается маршрут 1->7->5. Таким образом возможно избежать использования маршрута, на котором начинает скапливаться трафик. После модификаций по формуле 3, в случае если в любой схеме одного маршрута начинается накапливание трафика, резко возрастет приведенная средняя степень занятости схемы маршрута, таким образом, возможность того, что голосовой трафик будет распределен на этот путь, уменьшится, и цель избежать его накапливания будет достигнута.

Дополнительно в рамках вариантов выполнения согласно настоящему изобретению также предусмотрена компьютерная программа для реализации функции выбора маршрута; данная компьютерная программа содержит инструкции для осуществления процессором процедуры, которая, например, содержит этапы, проиллюстрированные на Фиг.3 и Фиг.4, и подробности, представленные на Фиг.1-2, 5-7 также применимы к этой процедуре. Во избежание осложнения понимания настоящего изобретения такое же или похожее описание не будет приведено повторно, а специалисты в данной области техники могут обратиться к техническим решениям, описанным выше.

В вариантах выполнения согласно настоящему изобретению описан сервер MSC на базе мультишлюзовой модели 3GWCDMA-R4 CN, выполненный с возможностью осуществления выбора маршрута путем вычисления приведенной средней степени занятости схемы маршрута, установления стартовой пороговой величины управления нагрузкой и оптимального числа скачков распределения нагрузки, с функцией выбора наиболее короткого маршрута и возможностью избежания накапливания трафика; который эффективно координирует распределение голосового трафика между множественными шлюзами GW, входящими в его состав, и, таким образом, позволяет всей сети функционировать контролируемо, стабильно и четко.

Выше описан лишь предпочтительный вариант выполнения, которым не ограничивается настоящее изобретение. Специалистам в данной области техники очевидно, что настоящее изобретение может иметь различные варианты выполнения и в него могут быть внесены изменения. Любое изменение, эквивалентная замена, усовершенствование и т.д. в рамках сущности и принципов настоящего изобретения должно быть включено в объем настоящего изобретения.

Изобретение относится к области мобильной связи. Технический результат заключается в оптимизации стратегии выбора маршрута. Сущность изобретения заключается в том, что сервер коммутационного центра службы мобильной связи (MSC) с реализацией функции выбора маршрута, включает в себя модуль управления вызовом, модуль маршрутизации и модуль памяти, причем модуль управления вызовом используется для приема вызова от шлюза GW входящей стороны и управления сетевым шлюзом (MGW) на пути этого сигнала для его передачи в соответствии с этой информацией; модуль маршрутизации используется для расчета параметра степени загруженности каждого пути согласно параметрам, установленным администратором сети, количеству конфигураций ресурса и объему занятости ресурса; для выбора наименее занятого пути в качестве пути передачи и для передачи информации о пути передачи модулю управления вызовом; модуль памяти используется для хранения параметров конфигурации маршрута. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Сервер коммутационного центра службы мобильной связи (MSC) для реализации функции выбора маршрута, управляющий множеством сетевых шлюзов (MGW), причем упомянутый сервер MSC содержит модуль управления вызовом, модуль маршрутизации и модуль памяти,
причем модуль управления вызовом используется для приема вызова от шлюза GW (Ni) входящей стороны, передачи информации от шлюза GW (Ni) входящей стороны и шлюза GW (Nj) исходящей стороны модулю маршрутизации пути и получения информации о маршруте сигнала, возвращаемой модулем маршрутизации, а также управления сетевым шлюзом (MGW) на пути этого сигнала для его передачи в соответствии с этой информацией;
модуль маршрутизации используется для выбора путей между шлюзом GW (Ni) входящей стороны и шлюзом GW (Nj) исходящей стороны согласно топологии сети, а также для записи каждого пути в форме набора схем, и расчета параметра степени загруженности каждого пути согласно параметрам, установленным администратором сети, количеству конфигураций ресурса и объему занятости ресурса каждой схемы маршрута в наборе схем, хранящихся в модуле памяти; а также выбора наименее занятого пути в качестве пути передачи, и передачи информации о пути передачи модулю управления вызовом;
модуль памяти используется для хранения параметров конфигурации и информационных параметров занятости ресурса маршрута, а также параметров, установленных администратором сети.

2. Сервер MSC для реализации функции выбора маршрута по п.1, в котором путь, выбранный модулем маршрутизации, является одним из путей, в которых число скачков ниже или равно определенному достаточному числу скачков.

3. Сервер MSC для реализации функции выбора маршрута по п.2, в котором модуль маршрутизации используется для:
соответствующих расчетов приведенного коэффициента степени занятости каждой схемы маршрута в наборе схем для каждого пути, где приведенный коэффициент степени занятости схемы маршрута = f (коэффициент степени занятости схемы маршрута), в котором коэффициент степени занятости схемы маршрута = (объем занятости ресурса)/(количество конфигураций ресурса), область определения функции изменения распределения нагрузки f(x)-0<=x<=1, a f(x) - гладкая функция с f(0)=0 и f(1)=бесконечность;
расчета средней приведенной степени занятости пути для каждого пути, которая равна сумме приведенных коэффициентов степени занятости схемы маршрута для каждой схемы маршрута в наборе схем маршрутов пути, поделенной на число скачков этого пути;
выбора пути с минимальной средней приведенной степенью занятости пути из всех путей в качестве пути передачи сигнала.

4. Сервер MSC для реализации функции выбора маршрута по п.2, в котором модуль маршрутизации используется для:
соответствующего расчета приведенных коэффициентов занятости схемы маршрута для каждой схемы маршрута в каждом наборе схем для каждого пути;
выбора наиболее короткого пути в качестве пути передачи текущего вызова, когда коэффициент степени занятости схемы маршрута каждой схемы маршрута наиболее короткого пути меньше, чем определенная стартовая пороговая величина расчетной нагрузки; или выбора пути передачи из множества шлюзов согласно параметрам, установленным администратором сети: количеству конфигураций ресурса и объему занятости ресурса, хранящимся в модуле памяти.

5. Сервер MSC для реализации функции выбора маршрута по п.3 или 4, в котором функция изменения распределения нагрузки имеет вид f(x)=1/(1-x)-1.

6. Сервер MSC для реализации функции выбора маршрута по п.3 или 4, в котором модуль маршрутизации содержит подмодуль управления распределением нагрузки для расчета эффекта от распределения, основанного на функции изменения распределения нагрузки администратором сети, и передачи динамической статистики результатов распределения управления путей передачи между отдельными шлюзами GW и информации о занятости ресурса администратору сети или модулю памяти.

7. Способ реализации функции выбора маршрута, содержащий этапы, на которых:
принимают вызов от шлюза GW (Ni) входящей стороны и определяют шлюз GW (Nj) исходящей стороны;
выбирают пути между шлюзом GW (Ni) входящей стороны и шлюзом GW (Nj) исходящей стороны согласно конфигурации топологии сети, и записывают каждый путь в форму набора схем;
считывают объем конфигурации ресурса и объем занятости ресурса каждой схемы в наборе схем, хранящихся в памяти согласно набору схем;
рассчитывают коэффициент степени занятости каждой схемы маршрута для каждого пути согласно параметрам, установленным администратором сети:
объема конфигурации ресурса и объема занятости ресурса;
выбирают наименее занятый путь в качестве пути передачи сигнала.

8. Способ реализации функции выбора маршрута по п.7, в котором путь, выбранный модулем маршрутизации, является одним из путей, в которых число скачков ниже или равно определенному оптимальному числу скачков.

9. Способ реализации функции выбора маршрута по п.7 или 8, в котором этап выбора наименее занятого пути в качестве пути передачи сигнала содержит этап, на котором коэффициент степени занятости схемы маршрута наиболее короткого пути сравнивают со стартовой пороговой величиной управления нагрузкой; если коэффициент степени занятости каждой схемы маршрута этого пути меньше, чем стартовая пороговая величина управления нагрузкой, наиболее короткий пути выбирают в качестве пути передачи сигнала.

10. Способ реализации функции выбора маршрута по п.9, причем в случае, если коэффициент степени занятости каждой схемы маршрута этого пути меньше, чем стартовая пороговая величина управления нагрузкой, способ дополнительно содержит этап, на котором:
выполняют соответствующий расчет приведенного коэффициента степени занятости каждой схемы маршрута в наборе схем для каждого пути, где приведенный коэффициент степени занятости схемы маршрута = f (коэффициент степени занятости схемы маршрута), в котором коэффициент степени занятости схемы маршрута = (объем занятости ресурса)/(количество конфигураций ресурса), область определения функции изменения распределения нагрузки f(x)-0<=x<=1, a f(x) - гладкая функция с f(0)=0 и f(1)=бесконечность;
рассчитывают среднюю приведенную степень занятости пути для каждого пути, которая равна сумме приведенных коэффициентов степени занятости схемы маршрута для каждой схемы маршрута в наборе схем маршрутов пути, поделенной на число скачков этого пути;
выбирают путь с минимальной средней приведенной степенью занятости пути из всех путей в качестве пути передачи сигнала.