CN101217521A - 语义化电信网络能力服务网关组件、网络系统和工作方法 - Google Patents

Abstract

一种语义化电信网络能力服务网关组件、网络系统和工作方法，网关组件由语义化电信网络能力服务网关和本体知识库所组成，本体知识库包括电信业务领域本体和电信网络能力服务应用本体，网络能力服务网关包括三个部件：电信网络能力服务语义化描述模块，电信网络能力服务WSDL描述模块和逻辑实现模块。网络系统包括：服务提供方的语义化电信网络能力服务网关和服务请求方的应用程序或智能代理，用作语义化电信网络能力服务的管理和控制平台的语义Web服务注册管理中心，以及支持它们工作的本体知识库。本发明使包括3G、NGN、4G等技术的下一代网络能够提供语义化的电信网络能力服务，为电信网和互联网在语义层面实现业务融合和电信业务的智能化奠定了基础。

Description

语义化电信网络能力服务网关组件、网络系统和工作方法

技术领域

本发明涉及一种语义化电信网络能力服务网关组件、网络系统和工作方法，属于电信业务网络技术领域。

背景技术

业务智能化是下一代网络(包括3G、NGN、4G等)技术发展所关注的焦点之一。智能化的业务平台能够根据用户的请求，实时捕获用户所处的环境信息和个人属性数据，进行基于业务上下文的智能化推理，满足用户个性化需求。业务模式将由目前的以“人-人”和“人-机”交互为主逐步过渡到以智能代理为主的“机器-机器”的业务模式，智能代理能够理解用户的需求，然后查找、组合并执行满足条件的业务为用户服务。为了实现这种智能通信环境，对电信网络服务能力进行语义化，使各种电信网络能力服务能够自动地被机器或智能代理所理解和处理是基础。

未来的网络将是一个融合的网络，尤其是电信网和互联网的融合。目前，在互联网领域，语义Web及语义Web服务正在成为一个极具潜力的热点研究方向，现在已经开展了大量针对语义Web服务技术本身的研究，如语义Web服务的本体描述框架(OWL-S)、基于本体的服务动态发现、服务的自动组合、服务的执行监控等。语义Web技术使得互联网原有的静态资源(如Web网页信息)具有了语义，可以进行智能化搜索和推理。作为共享概念模型的明确的形式化规范说明-本体(Ontology)与Web服务技术相互结合所产生的语义Web服务(Semantic Web Service)技术，允许用户或智能软件代理自动地定位、选择、使用、组合、监控基于网络的服务，使得服务变成机器可理解的，促使网络服务的互操作向自动化、智能化方向发展。

目前，互联网技术已经开始由语法层面向语义层面过渡。为了使电信网与互联网在业务层上实现完全的融合，能够在语义层面解决电信业务在异构网中的协同工作和互操作问题，必须在语义层面上开展对电信网络能力服务的研究。

电信开放服务架构已经成为电信业务发展的必然趋势，电信业务将继续向着开放的方向发展。下一代网络(包括3G、NGN、4G等)就是一种可以提供语音、数据和多媒体等多种业务的综合开放的网络架构，可以支持快速业务部署和第三方业务控制，而且能够快速而灵活地提供增值业务。在下一代网络中，为了实现第三方业务开发，采用开放的分布式接口，把电信网络的能力以某种方式提供出来，如3GPP和Parlay Group提出的Parlay/OSA API，Parlay WebService以及更高抽象层次的Parlay X接口。其中，在基于Web Service的实现机制中，Parlay Web Service网关将电信网络能力服务发布到Web服务的注册中心(Web Services Registry)，Parlay的应用服务器根据需要可以到Web服务的注册中心查找其所需要的能力服务，然后根据Web服务描述语言WSDL的描述调用Parlay网关提供的相应服务。但是，这些基于WSDL描述的电信网络能力服务开放接口没有语义化的描述，不能被机器所理解和自动处理。而且基于WSDL描述的电信网络能力服务，只能支持基于关键字的语法层面的查询匹配，无法支持基于本体的语义层面的服务查找和精确匹配，因而难以支持未来更加智能化和个性化的电信业务。

随着Web本体描述语言OWL成为W3C的Web Ontology推荐的语言标准，W3C组织将本体论与Web Service技术相结合，在DAML-S的研究基础上，于2003年11月提出了基于OWL的语义Web服务的本体描述框架OWL-S 1.0版本。OWL-S是用OWL语言写的本体，具有定义良好的语义，可以根据对象和它们之间的复杂关系来定义Web服务的词汇表，并可以包含XML的数据类型信息。OWL-S和当前的Web服务标准UDDI、WSDL等结合可以较好地支持未来的语义Web服务。OWL-S包含一整套本体，提供有描述Web服务的词汇表，描述服务的语义，能够根据服务的要求和效果进行推理。OWL-S使得Web服务具备机器可理解性和易用性，从而让个性化的智能主体(Agent)自动执行动态的Web服务发现、执行、组合和互操作。然而，语义Web服务的本体描述语言OWL-S只定义了一种通用的服务本体描述框架，如果针对具体领域的服务，则存在下述两个缺点：①OWL-S的语义Web服务本体描述框架不支持对领域服务特点的描述。比如电信业务领域相关的服务，除了功能特性，还有很多非功能特性的特点，由于OWL-S的语义Web服务本体描述框架缺乏对此的具体表示方法，因此，对于电信业务领域来说，必须根据电信业务的特点来对OWL-S进行扩展，形成适合于电信业务特点的基于本体的服务描述框架。②由于OWL-S不涉及具体领域服务相关的本体知识的概念，导致无法在语义层面精确地描述领域服务。比如，对电信网络能力服务进行语义化描述需要涉及到电信业务领域相关的本体知识概念，而OWL-S并不涉及这些领域相关的本体知识，因此也无法在语义层面精确地描述电信网络能力服务。

综上所述，必须尽快研制一种能够提供高层业务调用底层电信网络能力的接口设备-电信网络能力服务网关和相应的网络系统及其工作方法，以便能够实现基于本体的电信网络能力服务的语义化描述，进而提供语义化的电信网络能力服务，这是解决电信网和互联网在语义层面实现业务融合的关键，同时也是实现电信网络业务智能化的重要基础。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种能够用于高层业务调用底层电信网络能力的接口设备-语义化电信网络能力服务网关组件、由该语义化电信网络能力服务网关组件所构成的提供语义化电信网络能力服务的网络系统及其工作方法，以克服现有的电信网络能力服务缺乏语义描述的缺陷，实现基于本体的电信网络能力服务的语义化描述，进而使得下一代网络(包括3G、NGN、4G等)网络能够提供语义化的电信网络能力服务，为电信网和互联网在语义层面实现业务融合创造条件和进一步实现电信网络业务的智能化。

为了达到上述目的，本发明提供了一种语义化电信网络能力服务网关组件，其特征在于：该组件由语义化电信网络能力服务网关和本体知识库所组成，其中本体知识库包括两部分：电信业务领域本体和与具体开放接口技术相关联的电信网络能力服务应用本体，用于为电信网络能力服务的语义化描述和异构实体之间的信息交互提供共享的概念术语和本体知识；网络能力服务网关则包括下述三个顺序连接的部件：

电信网络能力服务语义化描述模块，负责建立基于本体的电信网络能力服务的描述：调用本体知识库的信息，对每个电信网络能力服务进行语义化描述；

电信网络能力服务WSDL描述模块，负责采用Web服务描述语言WSDL对电信网络能力服务进行规范描述，为电信网络能力服务的语义化提供在面向服务的分布式计算架构下的具体底层消息交换和传输的绑定机制；

逻辑实现模块，用于实现上层应用访问具体网络能力和信息的接口，完成上层应用与电信网络中的包括短信网关、地理位置定位网关、WAP网关的各种业务能力引擎的通信。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种使用语义化电信网络能力服务网关组件构成的提供语义化电信网络能力服务的网络系统，是在语义层面支持互联网和电信网业务集成的统一语义web服务环境；其特征在于，所述网络系统包括下述网元：

语义化电信网络能力服务网关，用作服务提供方，向服务请求方提供语义化的电信网络能力服务：将其所提供的各种电信网络能力服务的语义化描述文件的TelecomServiceProfile属性模块发布到语义Web服务注册管理中心；

语义Web服务注册管理中心，作为语义化电信网络能力服务的管理和控制核心的业务平台，提供语义Web服务的发布、查找和管理的机制，为服务提供方和请求方提供业务交易的场所；

应用程序或智能代理，作为服务的请求方，根据业务需求，将业务请求的ServiceProfile属性模块发送到语义Web服务注册管理中心；后者根据相应的基于本体的服务匹配算法，从注册的服务中选择相匹配的服务信息返回给服务请求方，以便应用程序或智能代理根据返回的业务描述信息，调用语义化电信网络能力服务网关提供的电信网络能力服务；

由电信业务领域本体和电信网络能力服务应用本体组成的本体知识库，用于对电信网络能力服务与服务功能的语义化描述和为包括语义化电信网络能力服务网关、应用程序或智能代理、或语义Web服务注册管理中心的各个异构实体之间的信息交互提供共享的概念术语和本体知识。

为了达到上述目的，本发明又提供了一种使用语义化电信网络能力服务网关组件构成的提供语义化电信网络能力服务的网络系统的工作方法，其特征在于，所述方法包括下列操作步骤：

(1)进行服务发布和注册：语义化电信网络能力服务网关将其所提供的语义化电信网络能力服务的功能/非功能特性的ServiceProfile属性模块提交到语义Web服务注册管理中心，该语义Web服务注册管理中心对提交来的服务进行注册，并以设定的组织方式存储备用；

(2)进行服务发现和查询、匹配操作，并返回服务查询结果：根据业务需求，智能代理生成基于本体的服务请求后，将该请求的ServiceProfile属性模块发送到语义Web服务注册管理中心进行服务发现；语义Web服务注册管理中心根据服务发现算法对所提交的ServiceProfile属性模块和已经注册的ServiceProfile属性模块进行基于本体的查询和匹配，如果查找到匹配的服务，则语义Web服务注册管理中心把提供语义化电信网络能力服务的地址返回给智能代理，执行后续操作；否则，结束流程；

(3)请求方调用服务：智能代理根据返回的语义化电信网络能力服务地址，向语义化电信网络能力服务网关发起获取相应的语义化服务描述文件的请求后，接收到语义化电信网络能力服务网关返送回来的服务的语义化描述文件；

(4)请求方对服务的语义化描述文件执行相关操作后，生成并封装为简单对象访问协议SOAP(Simple Object Access Protocol)的调用请求，再将该调用请求发送给语义化电信网络能力服务网关；

(5)语义化电信网络能力服务网关调用下层电信网络资源，生成并返回SOAP调用应答；

(6)请求方根据调用应答中的ServiceGrounding绑定模块所提供的绑定信息，将相应的WSDL的输出消息转换为ServiceModel业务模块中原子过程所对应的输出本体实例。

本发明是一种用于高层业务调用底层电信网络能力的接口设备-语义化电信网络能力服务网关组件、并通过该网关组件构成提供语义化电信网络能力服务的网络系统及其工作方法，本发明使得下一代网络(包括3G、NGN、4G等)能够提供语义化的电信网络能力服务，为电信网和互联网在语义层面实现业务融合创造了条件，也为电信业务的智能化奠定了基础。具体体现如下：

(1)本发明语义化电信网络能力服务网关不仅能够提供普通的基于WSDL的电信网络能力服务，而且能够提供基于本体的语义化电信网络能力服务，其所提供的电信网络能力服务可以被机器理解和自动处理。

(2)作为实现电信业务网络智能化的基础的语义化电信网络能力服务网关支持在语义层面进行服务的动态查找和精确匹配，还提供了语义层次上的可以注册、识别、调用的电信网络能力服务，能够提高服务查找的准确度。

(3)作为实现电信网和互联网在语义层面融合的基础，语义化电信网络能力服务网关可以使电信网络服务能力以语义化描述的方式对外开放，实现了电信网和互联网在语义层面的融合。

此外，本发明采用的语义Web服务描述语言是OWL-S，它是目前应用和研究比较广泛的一种程序语言。现在还有其它几种语义Web服务描述语言的标准提案，例如由欧洲委员会和爱尔兰科学基金等多个组织提出的WSMO(WebService Modeling Ontology)、SWSF和WSDL-S。今后，可能会出现利用其它一些语义Web服务描述语言对电信网络能力服务进行描述，从而实现语义化电信网络能力服务网关。但是，本发明的实质内容具有普遍适用性，即通过语义化描述电信网络能力服务，形成语义化的电信网络能力服务网关，以及电信网与互联网在语义层面融合的具体架构和实现方法上，应该不会绕过本发明。因此，本发明具有很好的推广应用前景。

附图说明

图1是本发明语义化电信网络能力服务网关组件的结构组成示意图。

图2是本发明本体知识库中的电信业务领域本体的结构组成示意图。

图3是本发明本体知识库中的电信网络能力服务应用本体的结构组成图。

图4是电信网络能力服务应用本体的一个实施例的结构组成示意图。

图5是电信网络能力服务本体描述框架TelecomOWL-S的结构组成示意图。

图6是图5中TelecomOWL-S的TelecomServiceProfile属性模块结构组成图。

图7是本发明提供语义化电信网络能力服务的网络系统架构组成示意图。

图8是本发明提供语义化电信网络能力服务的网络系统工作方法的操作步骤图。

图9是本发明提供语义化电信网络能力服务的网络系统工作方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

参见图1。本发明是一种由语义化电信网络能力服务网关1和本体知识库2组成的语义化电信网络能力服务网关组件，它是在现有的基于WSDL的电信网络能力服务网关的基础上，通过添加基于本体的语义化描述模块而实现的。因此，本发明语义化电信网络能力服务网关提供的电信网络能力服务能够包括现有的电信网络能力服务，也可以支持电信网络能力服务的进一步扩展和增强。且每个语义化电信网络能力服务对应一个具体的网络能力服务语义化模块。其中的本体知识库2有两部分：电信业务领域本体21和与具体开放接口技术相关联的电信网络能力服务应用本体22，用于为电信网络能力服务的语义化描述和异构实体之间的信息交互提供共享的概念术语和本体知识。

网络能力服务网关1则包括下述三个顺序连接的部件：

电信网络能力服务语义化描述模块11，负责建立基于本体的电信网络能力服务的描述：调用本体知识库的信息，对每个电信网络能力服务进行语义化描述；

电信网络能力服务WSDL描述模块12，负责采用Web服务描述语言WSDL对电信网络能力服务进行规范描述，为电信网络能力服务的语义化提供在面向服务的分布式计算架构下的具体底层消息交换和传输的绑定机制；

逻辑实现模块13，用于实现上层应用访问具体网络能力和信息的接口，完成上层应用与电信网络5(如移动网络或者固定网络)中的各种业务能力引擎(例如短信网关、地理位置定位网关、WAP网关等)的通信。

下面对各个组成部件分别进行详细描述。先介绍本体知识库2的两个部件：

众所周知，本体是共享概念模型的明确的形式化规范说明。电信网络能力服务的语义化描述需要电信业务领域本体21的支持，用于描述电信网络能力服务的特征属性描述。电信业务领域本体21为电信网络能力服务的描述提供了共享的概念和知识，为电信网络能力服务的语义化描述奠定了基础。本发明的电信业务领域本体21是针对电信业务领域内共同认可的、包括与电信业务相关联的各种术语和概念的词汇和词汇之间相互关系的明确定义，并对电信业务领域的知识结构和内容加以约束，形的描述电信业务领域中的具体应用知识的基础。该电信业务领域本体21至少包括(参见图2)：终端能力本体211、电信网络本体212、业务角色本体213、业务质量本体214、业务分类本体215、业务计费模式本体216、业务特征本体217。此外，在定义电信业务领域本体21时，可以引用或集成目前Web上已经存在的一些通用的本体(如时间本体、地理信息本体、度量单位本体等)或其它领域本体201，以便能够减少电信业务领域本体开发的工作量，最终形成一个能够完整地覆盖与电信业务相关的各种问题的知识体系结构。通过采用“强内聚、松耦合”的框架结构，保证了该领域本体21能够根据通信技术和业务发展的需要，进行灵活的扩展，从而补充与业务相关的其它本体218。

电信网络能力服务的语义化描述也需要电信网络能力服务应用本体22的支持，用于描述电信网络能力服务的功能特征。电信网络能力服务的功能特征主要是指与电信网络能力服务相关的输入输出参数的定义、前置条件、后置条件的定义。本发明的电信网络能力服务应用本体22主要是对电信网络能力服务中涉及的包括接口参数、前置条件、后置条件的概念知识进行语义化描述，以便用于对电信网络能力服务功能特征进行语义化描述。本发明电信网络能力服务应用本体22分为两部分(参见图3)：通用应用本体221和服务应用本体222。通用应用本体221中存储有各种网络能力服务的共享概念定义，服务应用本体222则是与具体的电信网络能力服务类型相关，即针对每个网络能力服务分别采用语义化描述定义该网络能力服务所需的应用本体。

参见图4，针对不同抽象程度的电信网络能力服务，利用电信业务领域本体21可以形成不同的电信网络能力服务应用本体22。例如，Parlay X应用本体22A和Parlay应用本体22B。其中Parlay X服务的应用本体22A包括：Parlay X各种服务通用应用本体22A 1和各种能力服务应用本体22A 2。Parlay X服务应用本体22A 2又包括：第三方呼叫应用本体、短信息应用本体、终端位置应用本体和用户状态应用本体等。Parlay应用本体22B则包括：Parlay各种服务通用应用本体22B1和各种能力服务应用本体22B2。其中Parlay服务应用本体422又包括：呼叫控制应用本体、用户交互应用本体、移动应用本体和通用文本应用本体等。

参见图1和图5，本发明语义化电信网络能力服务网关1中的电信网络能力服务语义化描述模块11是采用电信网络能力服务本体描述框架TelecomOWL-S 500构成，它是与电信业务领域本体21和电信网络能力服务的应用本体22相互结合，用来对每个电信网络能力服务进行基于本体的语义化描述。该TelecomOWL-S框架则是对通用的语义Web服务本体描述框架OWL-S进行扩展而形成的。该TelecomOWL-S在继承OWL-S基础上，通过扩展OWL-S的ServiceProfile，使其能够充分描述电信网络能力服务所需的一些其它特征，包括计费、网络特征、终端能力要求、服务质量等；而ServiceModel和ServiceGrounding保持不变。

参见图5，本发明电信网络能力服务本体描述框架TelecomOWL-S 500通过TelecomService类111来描述电信网络能力服务，该类TelecomService 111继承OWL-S定义的通用服务Service类510的语义化描述，也分为三部分：TelecomServiceProfile 111、ServiceModel 112、ServiceGrounding 113。对于电信网络能力服务来说，由于其目标是网络能力的描述，只涉及到具体的网络能力服务，包括该服务对应的输入/输出消息和相应的参数描述，不涉及具体的业务逻辑流程控制，因此对于电信网络能力服务的本体描述来说，OWL-S的ServiceModel 113和ServiceGrounding 114本体已经足够满足描述的需求，TelecomOWL-S 500主要是对OWL-S提供的ServiceProfile 510进行扩展，使其能够充分的反映所描述的电信网络能力服务的特征，提供更精确的语义描述信息。图5和图6中的空心箭头表示指向继承关系的子类，实心箭头的指向表示属性关系，椭圆表示本体类。

参见图6，TelecomServiceProfile 112类是对通用语义Web服务本体描述框架OWL-S ServiceProfile 511的扩展。TelecomServiceProfile 112共分四个部分：提供者信息、服务功能描述、服务特征描述和电信网络能力特征描述。其中，提供者信息用于描述该服务提供者的联系信息，TelecomServiceProfile通过属性contactInformation来描述提供者信息，属性contactInformation取值为电信业务领域本体21中定义的ServiceRole本体213。

服务功能描述用于描述服务的输入/输出信息，TelecomServiceProfile通过输入/输出属性来描述输入/输出信息，输入/输出属性取值为电信网络能力服务应用本体22中的相关本体。

服务特征描述用于描述服务的接口参数定义和服务的基本信息(例如服务的名称、类型等)，例如：TelecomServiceProfile通过属性serviceClassification来描述服务在电信业务领域所属的服务类型，属性serviceClassification取值为电信业务领域本体21中定义的业务分类TelecomServiceClassification本体215。

电信网络能力特征描述用于描述电信网络能力服务区别与普通服务的特征。它通过TelecomServiceProfile类的4个属性表现出来：

(1)needForTerminal：该属性用来描述服务支持的终端类型定义，取值为电信业务领域本体21中的业务终端Terminal本体211；

(2)useCharging：该属性用来描述服务采用计费模式定义，取值为电信业务领域本体21中的计费模式ChargingModel本体216；

(3)needForNetwork：该属性用来描述服务支持的网络类型定义，取值为电信业务领域本体21中的网络Network本体212；

(4)hasQuality：该属性用来描述服务提供的服务质量保证，取值为电信业务领域本体21中的服务质量ServiceQuanlity本体214。

本发明是通过实例化电信网络能力服务本体描述框架TelecomOWL-S 500，并结合电信业务领域本体21和电信网络能力服务相关的应用本体22，来描述各种语义化电信网络能力服务。每个电信网络能力服务的语义化描述TelecomService 111主要包括下述三部分本体实例描述：描述各个电信网络能力服务的功能/非功能特性的TelecomServiceProfile属性模块112，描述电信网络能力服务的执行过程的ServiceModel业务模块113，以及将ServiceModel模块中定义的原子过程映射到电信网络能力服务WSDL描述模块上，建立电信网络能力服务语义化描述模块和电信网络能力服务WSDL描述模块之间映射关系的ServiceGrounding绑定模块114。

其中，TelecomServiceProfile模块112的hasInput和hasOutput属性用来描述电信网络能力服务的功能性特征。输入属性描述具体服务要求的输入信息，输出属性描述具体服务要求的输出信息，输入/输出属性取值为电信网络能力服务应用本体22中的相关本体。该TelecomServiceProfile模块112的其他属性用于描述电信网络能力服务的非功能性特征。属性hasProcess用于指向该服务的过程描述，需要引用该服务对应的ServiceModel模块113；属性presentedBy用于描述TelecomServiceProfile模块112与该服务定义TelecomService 11l之间的关系；属性serviceClassification用于描述该服务在电信业务领域的分类，需要引用电信业务领域本体21中业务分类本体215的概念定义；属性serviceName用于描述该服务的名称，需要引用电信业务领域本体21中业务分类本体215的概念定义。另外，与服务提供商或者网络运营商密切相关的信息(如服务提供者信息、服务质量、服务支持的终端、运行网络、计费方式等)，需要由服务提供商或者网络运营商自己进行定义。

ServiceModel模块113用于描述具体的电信网络能力服务的执行过程。相对于一般的电信业务逻辑，电信网络能力服务的ServiceModel模块113构成比较简单，因为它不涉及到多个服务的组合，该ServiceModel模块113只需用一个原子过程(所谓原子过程是能够直接被调用、且没有子过程的单步骤操作；从服务请求者看来，该原子过程只需传递一个输入消息，并在服务执行完毕后返回一个输出消息；其中的内部执行过程无须知悉，也是不可见的。)来描述即可，并根据ServiceModel模块113的输入/输出参数要求定义原子过程的输入/输出参数。ServiceModel模块113的hasInput和hasOutput属性用来描述电信网络能力服务的功能性特征。其中，输入属性描述具体服务要求的输入信息，输出属性描述具体服务要求的输出信息，输入/输出属性取值为电信网络能力服务应用本体22中的相关本体；ServiceModel模块113的属性hasClient和performedBy用于定义服务客户端和服务端的参与方信息；属性describes用于定义ServiceModel模块113与该服务定义TelecomService 111之间的关系。

将ServiceModel模块113中定义的原子过程映射到电信网络能力服务WSDL描述模块3上去，以建立电信网络能力服务语义化描述模块11和电信网络能力服务WSDL描述模块12的映射关系的ServiceGrounding模块114是将原子过程的每一个输入对应到WSDL的每一个input message，每一个输出对应到WSDL的每一个output message。该ServiceGrounding模块114再将原子过程的输入和输出的类型(OWL类)映射到能力服务WSDL描述模块12中的abstract type(也就是WSDL规范中的message part的抽象类型)，反之亦然。ServiceGrounding模块114的属性supportedBy用于描述ServiceGrounding模块114与该服务定义TelecomService111之间的关系。ServiceGrounding模块114的属性hasAtomicProcessGrounding用于描述原子过程的映射关系。其中，本发明采用XSLT转换技术实现将OWL类型参数和WSDL描述模块中的抽象类型参数之间的映射。

电信网络能力服务WSDL描述模块12是实现电信网络能力服务语义化的基础，用于对逻辑实现模块所提供的各种电信网络能力服务采用Web服务描述语言WSDL进行描述，并为电信网络能力服务语义化描述模块11中的ServiceModel模块113中定义的原子过程到电信网络能力服务WSDL描述模块12的映射提供支持。其描述的内容包括：消息是如何序列化传输和调用的，与电信网络能力服务相关的操作、消息、端口、绑定信息和传输协议，以便为高层抽象的电信网络能力服务的语义化描述模块提供具体实现层次的规范。

再参见图1，本发明的网关中包括多个具体的电信网络能力服务WSDL描述模块12，每个WSDL描述模块12对应一个电信网络能力服务。在每个WSDL描述模块中，Message模块121用于传送数据消息的定义，在语义化电信网络能力服务网关系统中，Message模块121还用于支持电信网络能力服务语义化描述模块11的ServiceModel模块113中原子过程的输入和输出类型(本体类型)到电信网络能力服务WSDL描述模块12中的抽象类型的映射；Operation模块122用于定义服务的操作，包括服务的输入与输出；在本发明语义化电信网络能力服务网关组件中，Operation模块122还用于支持电信网络能力服务语义化描述模块11的ServiceModel模块113中原子过程到电信网络能力服务WSDL描述模块12中Operation模块的映射。

参见图1，逻辑实现模块13用于实现上层应用与电信网络(如移动网络或固话网络)中的各种业务能力引擎(如短信网关、定位网关、WAP网关等)的通信，包括下述子模块：

服务能力接口框架Skeleton模块131，用于提供电信网络能力服务WSDL描述模块中定义的与服务能力接口相关的服务器端的框架应用编程接口API，该接口可以用包括Java、C⁺⁺等的具体编程语言来实现，以支持上层应用利用网络的能力。

逻辑功能模块132，用于实现服务能力接口Skeleton框架模块中包含的各种电信网络能力服务接口功能，即通过调用底层网络接口模块提供的具体协议接口，为上层应用完成包括呼叫控制、消息处理、计费和其它操作。

底层网络接口模块133，用于提供与电信网络中的包括短信网关、地理位置定位网关的各种业务引擎通信的协议接口，完成电信网络服务能力网关与底层网络实体的信息交互。

总之，本发明语义化电信网络能力服务网关是在现有基于WSDL的ParlayWeb Service或Parlay X规范的基础上，对每种网络能力增添相应的语义化服务描述而扩展构成的；其类型包括有：接口抽象层次较低的Semantic Parlay WebService网关和接口抽象层次较高的Semantic Parlay X网关。而且，本发明所采取的在现有基于WSDL的Parlay Web Service或Parlay X规范基础上，对其网络能力增添服务的语义化描述而扩展构成语义化电信网络能力服务网关的方法也适用于未来的Parlay和Parlay X以外的网络开放接口技术。

参见图7，介绍由本发明语义化电信网络能力服务网关组件构成的提供语义化电信网络能力服务的网络系统，它是在语义层面支持互联网和电信网业务集成的统一语义web服务环境；该网络系统包括下述网元：

语义化电信网络能力服务网关1，在该语义web服务环境中用作服务提供方，向服务请求方提供语义化的电信网络能力服务：将其所提供的各种电信网络能力服务的语义化描述文件的TelecomServiceProfile属性模块发布到语义Web服务注册管理中心3；

语义Web服务注册管理中心3，作为语义化电信网络能力服务的管理和控制核心的业务平台，提供语义Web服务的发布、查找和管理的机制，为服务提供方和请求方提供业务交易的场所；语义化电信网络能力服务网关1将提供的各种电信网络能力服务的语义描述文件的TelecomServiceProfile部分发布到语义Web服务注册管理中心3；

应用程序或智能代理4，作为服务的请求方，根据业务需求，将业务请求的ServiceProfile属性模块发送到语义Web服务注册管理中心；后者根据相应的基于本体的服务匹配算法，从注册的服务中选择相匹配的服务信息返回给服务请求方，以便应用程序或智能代理根据返回的业务描述信息，调用语义化电信网络能力服务网关提供的电信网络能力服务；

本体知识库2，由电信业务领域本体21和电信网络能力服务应用本体22组成，用于对电信网络能力服务与服务功能的语义化描述和为包括语义化电信网络能力服务网关、应用程序或智能代理、或语义Web服务注册管理中心的各个异构实体之间的信息交互提供共享的概念术语和本体知识。

参见图8和图9，详细描述本发明使用语义化电信网络能力服务网关组件构成的提供语义化电信网络能力服务的网络系统的工作方法的操作步骤及其流程图：

(1)进行服务发布和注册：语义化电信网络能力服务网关将其所提供的语义化电信网络能力服务的功能/非功能特性的ServiceProfile属性模块提交到语义Web服务注册管理中心，该语义Web服务注册管理中心对提交来的服务进行注册，并以设定的组织方式存储备用；

(2)进行服务发现和查询、匹配操作，并返回服务查询结果：根据业务需求，智能代理生成基于本体的服务请求后，将该请求的ServiceProfile属性模块发送到语义Web服务注册管理中心进行服务发现；语义Web服务注册管理中心根据服务发现算法对所提交的ServiceProfile属性模块和已经注册的ServiceProfile属性模块进行基于本体的查询和匹配，如果查找到匹配的服务，则语义Web服务注册管理中心把提供语义化电信网络能力服务的地址返回给智能代理，执行后续操作；否则，结束流程；

(3)请求方调用服务：智能代理根据返回的语义化电信网络能力服务地址，向语义化电信网络能力服务网关发起获取相应的语义化服务描述文件的请求后，接收到语义化电信网络能力服务网关返送回来的服务的语义化描述文件；

(4)请求方对服务的语义化描述文件执行相关操作后，生成并封装为简单对象访问协议SOAP的调用请求，再将该调用请求发送给语义化电信网络能力服务网关；在该步骤中，请求方智能代理进一步执行下列操作内容：

(41)根据服务的语义化描述文件，获得该服务ServiceModel业务模块中的原子过程；

(42)根据ServiceModel业务模块中原子过程的输入要求，构建相应的输入本体实例，并执行该原子过程；

(43)在执行ServiceModel业务模块的原子过程时，通过服务的语义化描述文件，获取该原子过程对应的ServiceGrounding绑定模块的绑定信息；

(44)根据ServiceGrounding绑定模块的绑定信息，获取该原子过程所对应的、包括WSDL的服务地址、端口、相关操作和输入输出消息的WSDL绑定信息；

(45)根据上述绑定信息，分别将ServiceModel业务模块中原子过程的本体输入转换为相应的WSDL中操作的输入消息，以及调用ServiceModel业务模块中原子过程所对应的WSDL操作，生成并封装为SOAP调用请求；

(46)利用HTTP协议向语义化电信网络能力服务网关发送SOAP调用请求。

(5)提供方语义化电信网络能力服务网关调用下层电信网络资源，生成并返回SOAP调用应答；该步骤中的语义化电信网络能力服务网关的具体操作内容是：

(51)解析SOAP调用请求后，将收到的请求消息调用转换为逻辑实现模块中的能力服务接口框架模块中相关操作的调用；

(52)执行能力服务接口框架模块的相关操作，且在执行操作过程中调用相应的逻辑功能模块；

(53)逻辑功能模块调用底层网络接口模块，利用设定的通信协议，向电信网络的业务引擎发起调用请求；

(54)电信网络的业务引擎指使下层网络完成该调用请求，并将调用结果通过设定的通信协议返回给该语义化电信网络能力服务网关；

(55)根据调用结果，生成SOAP调用应答，再通过HTTP协议将该SOAP调用应答返回给智能代理。

(6)请求方根据调用应答中的ServiceGrounding绑定模块所提供的绑定信息，将相应的WSDL的输出消息转换为ServiceModel业务模块中原子过程所对应的输出本体实例。

需要说明的是：本发明采用的语义Web服务描述语言是OWL-S，该语言是目前应用和研究都比较广泛的一种。然而，目前还存在其它几种语义Web服务描述语言的标准提案，例如由欧洲委员会和爱尔兰科学基金等多个组织提出的WSMO(Web Service Modeling Ontology)、SWSF和WSDL-S。本发明以后很可能出现利用其它语义Web服务描述语言来对电信网络能力服务进行描述，从而实现语义化电信网络能力服务网关。但是，在通过语义化描述电信网络能力服务，形成语义化的电信网络能力服务网关及其网络系统的结构组成和其工作方法，以及最终实现电信网的智能化和电信网与互联网在语义层面融合的思路方面，都应该不会绕过本发明，而属于本发明所请求保护的内容。

Claims (12)

1.一种语义化电信网络能力服务网关组件，其特征在于：该组件由语义化电信网络能力服务网关和本体知识库所组成，其中本体知识库包括两部分：电信业务领域本体和与具体开放接口技术相关联的电信网络能力服务应用本体，用于为电信网络能力服务的语义化描述和异构实体之间的信息交互提供共享的概念术语和本体知识；网络能力服务网关则包括下述三个顺序连接的部件：

电信网络能力服务语义化描述模块，负责建立基于本体的电信网络能力服务的描述：调用本体知识库的信息，对每个电信网络能力服务进行语义化描述；

电信网络能力服务WSDL描述模块，负责采用Web服务描述语言WSDL对电信网络能力服务进行规范描述，为电信网络能力服务的语义化提供在面向服务的分布式计算架构下的具体底层消息交换和传输的绑定机制；

逻辑实现模块，用于实现上层应用访问具体网络能力和信息的接口，完成上层应用与电信网络中的包括短信网关、地理位置定位网关、WAP网关的各种业务能力引擎的通信。

2.根据权利要求1所述的语义化电信网络能力服务网关组件，其特征在于：

所述本体是共享概念模型的明确的形式化规范说明；所述电信业务领域本体是针对电信业务领域内共同认可的、包括与电信业务相关联的各种术语和概念的词汇和词汇之间相互关系的明确定义，并对电信业务领域的知识结构和内容加以约束而形成的描述电信业务领域中的具体应用知识的基础；该电信业务领域本体至少包括：终端能力本体、电信网络本体、业务角色本体、业务质量本体、业务分类本体、业务计费模式本体、业务特征本体，并能根据通信技术和业务发展需求，进行灵活的扩展；

所述电信网络能力服务应用本体是对电信网络能力服务中涉及的包括接口参数、前置条件、后置条件的概念知识所作的语义化描述，用于对电信网络能力服务功能特征进行语义化描述；该电信网络能力服务应用本体与具体的开放接口技术相关联而分为通用应用本体和服务应用本体，通用应用本体中存储有各种网络能力服务的共享概念定义，服务应用本体则与具体的电信网络能力服务类型相关，即针对每个网络能力服务分别采用语义化描述定义该网络能力服务所需的应用本体。

3.根据权利要求1所述的语义化电信网络能力服务网关组件，其特征在于：所述电信网络能力服务语义化描述模块是采用电信网络能力服务本体描述框架TelecomOWL-S构成的，用于对每个电信网络能力服务进行基于本体的语义化描述，该TelecomOWL-S框架则是对通用的语义Web服务本体描述框架OWL-S进行扩展而形成的。

4.根据权利要求3所述的语义化电信网络能力服务网关组件，其特征在于：所述电信网络能力服务本体描述框架TelecomOWL-S是与电信业务领域本体和电信网络能力服务的应用本体相互结合，用来对各种电信网络能力服务进行语义化描述；每个电信网络能力服务的语义化描述包括下述三部分本体实例描述：描述各个电信网络能力服务的功能/非功能特性的属性模块TelecomServiceProfile，描述电信网络能力服务的执行过程的业务模块ServiceModel，以及将ServiceModel模块中定义的原子过程映射到电信网络能力服务WSDL描述模块上，建立电信网络能力服务语义化描述模块和电信网络能力服务WSDL描述模块之间映射关系的绑定模块ServiceGrounding；所述原子过程是能够直接被调用、且没有子过程的单步骤操作；从服务请求者看来，该原子过程只需传递一个输入消息，并在服务执行完毕后返回一个输出消息；其中的内部执行过程无须知悉，也是不可见的。

5.根据权利要求4所述的语义化电信网络能力服务网关组件，其特征在于：所述电信网络能力服务本体描述框架TelecomOWL-S中的两个本体ServiceModel和ServiceGrounding直接采用OWL-S中的相关本体，未作扩展；只对OWL-S中的ServiceProfile本体进行扩展，形成适合描述电信业务特征的TelecomServiceProfile本体，使其能够描述包括计费、网络特征、终端能力要求、服务质量的电信网络能力服务的各种特征。

6.根据权利要求1所述的语义化电信网络能力服务网关组件，其特征在于：所述电信网络能力服务WSDL描述模块是实现电信网络能力服务语义化的基础，用于对逻辑实现模块所提供的各种电信网络能力服务采用Web服务描述语言WSDL进行描述，描述的内容包括：消息是如何序列化传输和调用的，与电信网络能力服务相关的操作、消息、端口、绑定信息和传输协议，以便为高层抽象的电信网络能力服务的语义化描述模块提供具体实现层次的规范。

7.根据权利要求1所述的语义化电信网络能力服务网关组件，其特征在于：所述用于实现上层应用与电信网络中的各种业务能力引擎的通信的逻辑实现模块包括下述子模块：

服务能力接口框架Skeleton模块，用于提供电信网络能力服务WSDL描述模块中定义的与服务能力接口相关的服务器端的框架应用编程接口API，该接口采用包括Java、C⁺⁺的编程语言来实现，以支持上层应用利用网络的能力；

逻辑功能模块，用于实现服务能力接口框架Skeleton模块中包含的各种电信网络能力服务接口功能，即通过调用底层网络接口模块提供的具体协议接口，为上层应用完成包括呼叫控制、消息处理、计费和其它操作；

底层网络接口模块，用于提供与电信网络中的包括短信网关、地理位置定位网关的各种业务引擎通信的协议接口，完成电信网络服务能力网关与底层网络实体的信息交互。

8.根据权利要求1所述的语义化电信网络能力服务网关组件，其特征在于：所述语义化电信网络能力服务网关是在现有基于WSDL的Parlay Web Service或Parlay X规范的基础上，对每种网络能力增添相应的语义化服务描述而扩展构成的；其类型包括有：接口抽象层次较低的Semantic Parlay Web Service网关和接口抽象层次较高的Semantic Parlay X网关；所述在现有基于WSDL的Parlay WebService或ParlayX规范基础上，对其网络能力增添服务的语义化描述而扩展构成语义化电信网络能力服务网关的方法也适用于Parlay和Parlay X以外的网络开放接口技术。

9.一种用权利要求1的语义化电信网络能力服务网关组件构成的提供语义化电信网络能力服务的网络系统，是在语义层面支持互联网和电信网业务集成的统一语义web服务环境；其特征在于，所述网络系统包括下述网元：

语义化电信网络能力服务网关，用作服务提供方，向服务请求方提供语义化的电信网络能力服务：将其所提供的各种电信网络能力服务的语义化描述文件的TelecomServiceProfile属性模块发布到语义Web服务注册管理中心；

语义Web服务注册管理中心，作为语义化电信网络能力服务的管理和控制核心的业务平台，提供语义Web服务的发布、查找和管理的机制，为服务提供方和请求方提供业务交易的场所；

应用程序或智能代理，作为服务的请求方，根据业务需求，将业务请求的ServiceProfile属性模块发送到语义Web服务注册管理中心；后者根据相应的基于本体的服务匹配算法，从注册的服务中选择相匹配的服务信息返回给服务请求方，以便应用程序或智能代理根据返回的业务描述信息，调用语义化电信网络能力服务网关提供的电信网络能力服务；

由电信业务领域本体和电信网络能力服务应用本体组成的本体知识库，用于对电信网络能力服务与服务功能的语义化描述和为包括语义化电信网络能力服务网关、应用程序或智能代理、或语义Web服务注册管理中心的各个异构实体之间的信息交互提供共享的概念术语和本体知识。

10.一种用权利要求1的语义化电信网络能力服务网关组件构成的提供语义化电信网络能力服务的网络系统的工作方法，其特征在于，包括下列操作步骤：

(1)进行服务发布和注册：语义化电信网络能力服务网关将其所提供的语义化电信网络能力服务的功能/非功能特性的ServiceProfile属性模块提交到语义Web服务注册管理中心，该语义Web服务注册管理中心对提交来的服务进行注册，并以设定的组织方式存储备用；

(2)进行服务发现和查询、匹配操作，并返回服务查询结果：根据业务需求，智能代理生成基于本体的服务请求后，将该请求的ServiceProfile属性模块发送到语义Web服务注册管理中心进行服务发现；语义Web服务注册管理中心根据服务发现算法对所提交的ServiceProfile属性模块和已经注册的ServiceProfile属性模块进行基于本体的查询和匹配，如果查找到匹配的服务，则语义Web服务注册管理中心把提供语义化电信网络能力服务的地址返回给智能代理，执行后续操作；否则，结束流程；

(3)请求方调用服务：智能代理根据返回的语义化电信网络能力服务地址，向语义化电信网络能力服务网关发起获取相应的语义化服务描述文件的请求后，接收到语义化电信网络能力服务网关返送回来的服务的语义化描述文件；

(4)请求方对服务的语义化描述文件执行相关操作后，生成并封装为简单对象访问协议SOAP的调用请求，再将该调用请求发送给语义化电信网络能力服务网关；

(5)语义化电信网络能力服务网关调用下层电信网络资源，生成并返回SOAP调用应答；

(6)请求方根据调用应答中的ServiceGrounding绑定模块所提供的绑定信息，将相应的WSDL的输出消息转换为ServiceModel业务模块中原子过程所对应的输出本体实例。

11.根据权利要求10所述的提供语义化电信网络能力服务的网络系统的工作方法，其特征在于：所述步骤(4)中，请求方智能代理进一步执行下列操作内容：

(41)根据服务的语义化描述文件，获得该服务ServiceModel业务模块中的原子过程；

(42)根据ServiceModel业务模块中原子过程的输入要求，构建相应的输入本体实例，并执行该原子过程；

(43)在执行ServiceModel业务模块的原子过程时，通过服务的语义化描述文件，获取该原子过程对应的ServiceGrounding绑定模块的绑定信息；

(44)根据ServiceGrounding绑定模块的绑定信息，获取该原子过程所对应的、包括WSDL的服务地址、端口、相关操作和输入输出消息的WSDL绑定信息；

(45)根据上述绑定信息，分别将ServiceModel业务模块中原子过程的本体输入转换为相应的WSDL中操作的输入消息，以及调用ServiceModel业务模块中原子过程所对应的WSDL操作，生成并封装为SOAP调用请求；

(46)利用HTTP协议向语义化电信网络能力服务网关发送SOAP调用请求。

12.根据权利要求10所述的提供语义化电信网络能力服务的网络系统的工作方法，其特征在于：所述步骤(5)中，提供方语义化电信网络能力服务网关进一步执行下列操作内容：

(51)解析SOAP调用请求后，将收到的请求消息调用转换为逻辑实现模块中的能力服务接口框架模块中相关操作的调用；

(52)执行能力服务接口框架模块的相关操作，且在执行操作过程中调用相应的逻辑功能模块；

(53)逻辑功能模块调用底层网络接口模块，利用设定的通信协议，向电信网络的业务引擎发起调用请求；

(54)电信网络的业务引擎指使下层网络完成该调用请求，并将调用结果通过设定的通信协议返回给该语义化电信网络能力服务网关；

(55)根据调用结果，生成SOAP调用应答，再通过HTTP协议将该SOAP调用应答返回给智能代理。

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