CN1097968C - 确定传输时延的程序 - Google Patents

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Abstract

估计除了与被选电路有关的传输时延之外的、基于其它因素的传输时延，以提供与通信事务有关的更准确的传输时延值的方法和装置。要评估的因素包括与通信事务中涉及的特定承载业务有关的传输时延、传送的信息类型、通信事务中涉及的任何辅助外围辅助设备、呼叫涉及的任何传输媒质、以及/或这些因素在通信事务中的任意组合。

Description

确定传输时延的程序
                        背景技术
本发明一般涉及用于在一个公共电话网中跟踪与经过一个中心局交换机或其他类似通信节点的各种通信有关的传输时延的系统。具体地说，本发明通过估计与所提供的特定承载业务、传输路径时延、所传信息类型和涉及的传输设备的影响、或这些因素的任意组合有关的传输时延，提供了用于正确测定与具有公共信道信令(例如7号信令系统(SS7))的网络中特定通信事务有关的传输时延的方法和装置。
在具有公共信令协议的电信环境中，各中心局交换机共用一种公共接口语言。因此，不需要在交换机之间转换或翻译消息。SS7是一种已在全球范围内采用的公共信令协议。SS7网络包含独立于话音或数据通路或链路的专用信令信道，用于传送控制消息。正如图1所示，图中分别表示了在交换局A和B之间分别传送语音数据和控制消息的独立语音连接和信令网。尽管信令消息独立于语音，每条信令消息都对应一个指定的语音连接。用于建立和释放一次呼叫的所有信令消息通过一条专用信令信道传送，该信道可以由用于若干个呼叫的信令消息共享。
信令信道可以在物理上与语音通路分离，即在通信网中采用不同的路由。因此，需要使用诸如在此描述的这类传输时延确定程序。由于信令消息可以经由不同的路径通过通信网，信令通路上的传输时延测量程序通常不适用于语音通路。
在支持SS7的网络中，一次呼叫的完成基本上如下所述。主叫方拨被叫方的电话号码。始发局接收所拨数字并产生包含所拨数字和其它信息的起始地址消息(IAM)。IAM经由网络而路由到基于所拨数字和传输需要的终端局。当IAM经由网络传送时，它可以通过一个或多个中间局。终端局收到IAM之后，检查被叫方线路。被叫方线路状态(忙/空闲)被返回到始发局。如果线路忙，呼叫被释放；如果线路空闲，通过合适的程序向用户振铃。如果用户应答，终端局向始发局返回一条应答或连接消息，至此呼叫建立完成。然后呼叫就处于所谓的有效阶段，始发方和终接方成功地进入相互连接状态。
电信环境中的通信事务是一次呼叫建立或呼叫完成中的一个任意部分。通信事务可以涉及任何通信装置，例如中心局交换机，长途(toll)或国际接口局(gateway exchange)，陆地通信节点，蜂窝基站，微波或卫星链路，或在上述及类似通信设备之间的任何其它连接。
传输时延是信号从信源传送到接收机所需要的时间。在前向(即从始发局到终端局的方向)呼叫建立(通信建立)期间，累计传输时延信息。累计的传输时延信息在呼叫进入有效阶段之前被送回始发局。
估计传输时延信息是以增加呼叫建立期间IAM中包含的传输时延计数器(PDC)的值为基础的。累计结果在应答或连接消息的呼叫历史信息参数中后向发送(返回给始发局)。
根据国际电信联盟SS7标准中关于ISDN用户方(ISUP)信令程序的标准ITU-T Q.764，将保留与一次通信事务对应的传输时延信息。始发局在IAM中包含传输时延计数器。起初，计数器被置为零毫秒(ms)，如果已知一个传输时延值(已经为始发局的各种可用电路预定义该值)，计数器被置为该值。取决于到终端局或下一交换局的被选路由(电路)，始发局或前一交换局在发送IAM之前把PDC的值增加一个代表合适时延(被选电路)的值。每种电路的时延值通常保存在交换局中。如果被选电路包括一条卫星链路，相应的卫星指示符将被置位。
始发局一旦在应答或连接消息中收到呼叫历史信息参数，就存储接收的数据值，直到呼叫释放。如果呼叫涉及到一个中间局(在始发局和终端局之间)，例如国内转接局、去话国际接口局、长途电话局、或国际去话局，中间局需要根据特定的被选电路适当调整PDC。
中间局一旦收到IAM，就分析IAM路由信息，其中包括PDC信息，以便选择连接到下一交换局的合适电路。电路选定之后，传输计数器值被增加一个与被选电路有关时延对应的值。该值可以在中间局中得到。包含新的PDC值的IAM被送往下一交换局。当呼叫进入有效阶段时，中间局把收到的应答或连接消息转发回去，该消息包括呼叫历史信息参数，因此也包括累计的PDC值。
终端局是完成PDC估计的交换局(例如目的中心局)。终端局一旦收到IAM，如果有的话，就在PDC值中加上终端接入的时延值，并存储PDC直到呼叫释放。终端局在向前一交换局返回应答或连接消息之前，根据存储的传输时延计数器值来更新呼叫历史信息参数。
除了具有公共协议的交换局之间的通信之外，还有两种基本的互通模式，其中各局之间具有不同的信令协议交互。第一种模式中，一个提供支持PDC更新程序的信令系统(支持)的交换局发起一次呼叫到一个具有不支持PDC更新程序的信令系统(不支持)的交换局。第二种模式中，不支持的交换局发起一次呼叫到被支持的交换局。
在被支持的交换局发起一次呼叫到不被支持的交换局的互通情况下，被支持的交换局存储被累计到当前点的传输时延值，直至呼叫释放。如果与连接的不被支持部分对应的时延值可获得，这一时延就被加入到被支持的交换局存储的时延值中。另外，被支持的交换局作为终端局来工作。一旦收到从不被支持的交换局返回的应答或连接消息，被支持的交换局就把被置为所存时延值的呼叫历史信息参数包括进去。包括呼叫历史信息参数的应答或连接消息由被支持的交换局送往前一交换局。
在不被支持的交换局发起一次呼叫到被支持的交换局的互通情况下，不被支持的交换局通常不具备包含传输时延计数器的信令。这种情况下，被支持的交换局在IAM中插入一个复位到零毫秒的传输时延计数器。如果与连接的不被支持的部分对应的时延值可以获得，则传输时延计数器应该被置为这一时延值。另外，被支持的交换局作为始发局来工作。被支持的交换局中计算的时延值代表前一电路产生的时延。如果可用的话，它包括与卫星时延对应的时延值。在向下一交换局发送IAM之前，根据被选电路的时延值来增加被支持的交换局中的传输时延计数器值。
在来话交换局支持PDC、但是IAM不包含传输时延计数器参数的情况下，将生成一个传输时延值，就好象出现了从不被支持的交换局到被支持的交换局的互通情况时一样。如果被支持的交换局收到的应答或连接消息丢失了呼叫历史信息参数，向后发送没有这一参数的应答或连接消息时不需要特殊的处理。如果被支持的交换局收到一个关于PDC或呼叫历史信息参数的混乱消息，则混乱消息和任何存储的传输时延值将被抛弃。
混乱消息(CFN)是指示收到一条不可识别消息的SS7消息。因为SS7交换局支持与一个非SS7交换局的互通，SS7交换局可以接收在交换局通信协议之外的信息。CFN消息用于通知发送交换局：它发送了接收交换局不能理解的信息。如果存在的话，CFN消息将指示关于已进行了什么处理(例如，究竟是传递还是抛弃接收的信息)，以及关于何种信息将无法理解的信息。
在上述ITU-T传输时延程序中，仅仅根据与被选电路有关的时延来设置时延值。这种程序无法考虑在同一电路上可能存在与所提供的特定承载业务有关的不同时延这一事实。承载业务包括话音、数据和图象通信。上述标准还忽略了可能影响传输时延值的若干其它因素。它们包括与利用与承载业务相结合的辅助网络设备有关的各种时延。因此，在ITU-T程序指定的传输时延跟踪标准中，传输时延信息可能是不正确的，或至多是对实际值的一个初略估计。
出于许多原因，我们需要准确的传输时延信息，这些原因包括提供一个确定系数以便利用回波抑制系统或其它信号处理来保持通信信号质量。正确的传输时延信息还有利于改进路由确定，更有效地选择电路，以及更有效地使用网络资源。如果传输时延太大，通信质量就会恶化。因此需要把传输时延保持在一个可控制的水平上。
例如，当交换局收到一次传输时延值较高的呼叫时，最好选择具有较低传输时延值的电路，以避免过度增加累计的传输时延。相反，当收到的呼叫传输时延值较低时，就可以选择具有较高传输时延值的电路，从而节省低传输时延电路以便用于高时延呼叫。因此，为了最有效地使用交换局资源而又不降低通信质量以及避免依赖过度的回波抑制或信号处理，应该保持最准确的传输时延信息。
与上面讨论的ITU-T标准相比，本发明提供了用于保持更准确的传输时延信息的方法和装置。
                          发明概述
本发明的方法和装置提供一种传输时延估计(该估计基于与被选电路有关的传输时延值之外的其它因素)，以便为通信事务提供一个准确的传输时延值。评估的因素包括：与通信事务中涉及的特定承载业务有关的传输时延，通信事务中涉及的外围辅助设备，涉及的传输媒质，通信的信息类型，或这些因素的任意组合。
根据本申请人的发明获取的传输时延信息可用于更有效地管理网络资源、确定路由和选择电路。
具体地说，本发明提出了一种方法，用于通过确定与通信事务涉及的承载业务有关的一个第一传输时延值来更新与通信事务对应的传输时延计数器；并根据该第一传输时延值来更新传输时延计数器。提供PDC更新信息时还考虑了与通信事务涉及的特定信息类型及任何辅助设备有关的时延。
在发明的另一方面，用于选择通信事务涉及的通信设备中的电路的方法包括以下步骤：确定与通信事务涉及的承载业务有关的一个第一传输时延值；确定与可用电路对应的传输时延；选择一个电路，当该电路的传输时延值加入到该第一传输时延值中时，应使得通信事务的总传输时延小于一个阈值。
在发明还有的一个方面中，用于更新传输时延的装置包括：用于确定与通信事务涉及的承载业务有关的第一传输时延值的设备；以及用于根据第一传输时延值来更新传输时延计数器的设备。该装置还可以包括：用于确定通信事务涉及的信息类型的设备；用于确定与发送这种信息类型有关的一个第二传输时延值的设备；以及用于根据该第二传输时延值来更新传输时延计数器的设备。
另一方面，该装置可以包括：用于确定与通信事务所利用的外围辅助设备有关的一个第三传输时延值的设备；以及用于根据该第三传输时延值来更新传输时延计数器的设备。
                        附图概述
阅读根据附图进行的描述将可以清楚地看到本申请人的发明的特点和优点，其中：
图1.表示分别独立传送语音数据和控制消息的语音连接和信令网；
图2.描述与中心局交换机一起使用的数字压缩设备；
图3.描述包含本申请人发明的一个中心局交换机配置；
图4.是说明根据本发明一个实施例分析路由的流程图；以及
图5.是说明根据本发明一个示范性实施例管理传输时延计数器的流程图。
                        详细描述
本发明的系统保留和计算指定承载业务的传输时延数据、与涉及的特定信息类型有关的传输时延、以及使用辅助设备所产生的传输时延影响。这一信息用于更新IAM和/或应答或呼叫连接消息中的PDC。根据本发明，可以确定与通信事务涉及的所用特定承载业务有关的传输时延值，而ITU建议只考虑与一个电路有关的传输时延值。如果在通信事务中使用了辅助设备，可以计算与使用该设备对应的任何传输时延，或与使用该设备及特定承载业务或所传信息类型的组合对应的传输时延。实施本发明的系统还可以计算与不同传输媒质对应的传输时延。如果需要，这些附加传输时延值可用于更新传输时延计数器，以便为与通信事务有关的传输时延提供一个更准确的值。
为了更有效地使用局间物理电路，在交换局或节点的外围部分有好几种技术和设备可供选择。如图2所示，这样的一种外围辅助设备是用于压缩数字信息的数字电路倍增设备(DCME)。如图所示，第一中心局(交换局A)和第二中心局(交换局B)通过各自的DCMEA和DCMEB进行通信，其中DCMEA和DCMEB在传输信息之前对其进行压缩。
其它外围设备可以包括用于回波抑制处理的信号处理装置。回波信号在通信系统中可能会由传输媒质传输时延，四线到二线转换，和/或诸如麦克风等免提电话装置所产生。为了抵消回波信号，可以采用诸如回波消除器或回波抑制处理器等信号处理器。
不同的信息类型和/或承载业务，例如编码和未编码话音及64Kbps的不受限数据传输，在经过DCME，回波信号处理器，或其它外围设备处理时会引起不同的传输时延。例如，DCME中的话音数据压缩产生的传输时延一般在20ms到30ms之间，这是因为一个典型语音信号的大部分包含着无声。但是，话音至少需要3.1KHz的带宽以保证所需质量。因此，可能限制DCME对话音信号进行压缩的程度。另一方面，64Kbps是具有比特完整性的保证带宽，不需要经过DCME压缩处理。因此，64Kbps不受限数据传输在通过DCME时只有1-10ms时延。表1说明了与使用DCME设备有关的传输时延。
表1  与使用DCME设备有关的传输时延
信息类型                        传输时延
64KB/s                           1-10ms
3.1KHz                           ≈4ms
话音                             20-30ms
上表说明了给一条电路分配固定传输时延的局限性。在ITU规定中，用于更新PDC的传输时延值只是分配给被选电路的时延值，没有考虑在通信事务中使用DCME导致的附加时延。
使用外围辅助设备要考虑的另一因素是：当请求一项特定的承载业务时，是否需要外围设备传输用户提供的特定信息类型。通过支持SS7的网络所处理的所有呼叫都有一个专用PCM 64Kbps时隙，它与信息类型究竟是话音、3.1KHz还是64Kbps数据无关。(话音信息可视为64Kbps数据)但是在某些时候(例如压缩处理)，对不同信息类型的处理是不同的。如果信息类型是话音，网络可以提供压缩处理，但是这种处理通常不用于64Kbps数据传输。值得注意的是，一种传输媒质的固有时延总保持不变；但是，如果使用了数据压缩或回波处理设备，传输时延可能会根据所提供的承载业务而不同。应当理解，信息类型是由用户提供给网络，以便建立与指定承载业务连接。
一种特定传输媒质的特性也可能影响与通信事务关联的传输时延。可以对传输媒质进行估计以确定它的传输时延。表2列出了一些常用传输媒质及其相关的传输时延。
    表2  与使用特定传输媒质有关的传输时延
传输媒质                           单向传输时延
同轴电缆/无线链路                   0.004ms/km
光纤                                0.005ms/km
数字移动网                          90ms
卫星                                260ms
可以考虑上述每种传输时延因素，以便提供一个更准确的时延值来更新PDC。使用这种PDC信息能够选择传输时延合适的电路，以使得其附加值不会导致PDC超过一个指示业务质量恶化的阈值。
保持和跟踪各种传输时延可以由中心局交换机或通信节点内的管理模块进行。在图3描述的一个示范性实施例中，所示中心局交换机20带有一个中心呼叫处理模块16，它包含用于跟踪和保持与交换机20内的通信事务有关的传输时延的管理装置18。管理装置18可以与SS7模块22协同工作，后者包含一个外围接口和控制模块24以及用于收集信息以用于为特定的通信事务保持PDC的电路25。管理装置18通过外围接口和控制模块24与中心接口模块26之间的通信来与外围部分14保持连接。
中心接口模块26通过外围呼叫处理模块28与各种外围部件通信，外围呼叫处理模块28负责控制和管理各种外围设备，例如DCME36、电路34和其它外围硬件单元。例如，外围呼叫处理模块28可以跟踪与一种通信模式对应的传输时延信息，在该模式中，DCME36用于压缩信息，其后，该信息再由另一中心局C.O.内的DCME(未表示)解压缩。如图3所示，外围部分14还用于和另一用户装置、长途线路、卫星以及无线链路通信。
图5是在一种典型的呼叫模式中管理PDC的一个示范性实施例流程图，在该模式下，通信节点处于和一个相邻节点建立呼叫的过程中。当入局电路在模块510收到一个IAM时，在判决模块520，分析IAM以确定它是否包含入局PDC信息(INC PDC)。如果IAM包含INC PDC，该PDC值在模块540存入寄存器中。如果IAM不包含INC PDC，在模块530提取一个缺省的PDC值并在模块540存入寄存器中。一旦建立了入局PDC，就进行路由分析以获取一条出局电路和出局电路的PDC(OTG PDC)，从而确定应在送往相邻节点的出局IAM中插入的PDC值(见模块560)。
图4是可以在图5的模块550和560中进行的一次示范性路由分析流程图。作为起始步骤，在模块410从寄存器中提取INC PDC。在模块420选择一条出局电路，并在模块430将其PDC值(OTG PDC)与INC PDC相加，以得出总PDC。在判决模块440确定承载业务是否会影响总PDC。如果承载业务有影响，在模块450相应地调整总PDC。无论是否在模块450进行调整，都要在判决模块460分析总PDC，以确定它是否超过了一个预定阈值。如果是，可以采取几种补救措施中的一种。
根据发明的一个实施例，可以避免使用回波抑制(见模块470)。根据另一实施例，可以重新进行出局电路选择(图.5中的步骤550)直至得到的PDC小于预定阈值。在模块480，总PDC用于插入出局IAM。
当然，可以在只选择使得总PDC小于阈值的出局电路的基础上选择出局电路，在这种情况下，只检查承载业务对总PDC的影响并将其包含在出局IAM中。应当指出的是，在模块440除了检查承载业务的影响之外，本发明的系统还可以检查基于传输媒质、呼叫有关的外围辅助设备(例如数据压缩设备)和涉及的信息类型的影响，并适当调整总PDC。
对与本申请人的发明关联的传输时延信息的管理、收集和通信来说，具体是采用软件还是其它方式对发明来说并不重要，可以根据实现上述所希望的结果而需要的任何方式来进行。
应当理解，本申请人的发明并不局限于描述和说明过的特定实施例。应该认识到，本申请包含了在本申请人的发明构思和范围之内的任何和所有改动。

Claims (23)

1.一种用于更新与通信事务有关的传输时延计数器的方法，该方法包括以下步骤：
确定与通信事务涉及的承载业务有关的一个第一传输时延值；以及
根据该第一传输时延值更新传输时延计数器。
2.权利要求1的方法，其特征在于，还包括步骤：
确定通信事务中涉及的信息类型；
确定与发送这种信息类型有关的一个第二传输时延值；以及
根据第二传输时延值更新传输时延计数器。
3.权利要求1的方法，其特征在于，还包括步骤：
确定与通信事务中承载业务使用外围辅助设备有关的一个第二传输时延值；以及
根据第二传输时延值更新传输时延计数器。
4.权利要求1的方法，其特征在于，还包括步骤：
确定通信事务中涉及的信息类型；
确定通信事务涉及的承载业务中是否使用了外围辅助设备；
确定使用与通信事务涉及的消息类型有关的外围辅助设备的第二传输时延值；以及
根据该第二传输时延值更新传输时延计数器。
5.权利要求2的方法，其特征在于，其中通信事务涉及的信息类型从包括话音、数据和图象的集合中选取。
6.权利要求1的方法，其特征在于，其中通信事务涉及的承载业务从包括语音、3.1KHz和64Kbps的集合中选取。
7.权利要求3的方法，其特征在于，其中通信事务涉及的外围辅助设备从包括数据压缩设备和回波消除设备的集合中选取。
8.权利要求1的方法，其特征在于，还包括步骤：
确定通信事务涉及的电路的传输时延值；以及
根据电路的传输时延值更新传输时延计数器。
9.权利要求1的方法，其特征在于，还包括步骤：
确定与通信事务涉及的传输媒质有关的该传输时延值；以及
根据传输媒质的该传输时延值更新传输时延计数器。
10.一种用于在通信事务涉及的通信装置中选择电路的方法，该方法包括以下步骤：
确定与通信事务涉及的承载业务有关的一个第一传输时延值；
确定与可用电路有关的传输时延；以及
选择带有传输时延值的一个电路，当该电路的传输时延值与该第一传输时延值相加时，所得通信事务的总传输时延小于一个阈值。
11.权利要求10的方法，其特征在于，其中阈值的选择要能确保通信事务的总传输时延值不会导致通信质量恶化。
12.权利要求10的方法，其特征在于，还包括步骤：
确定与通信事务中使用外围辅助设备相对应的一个第二传输时延值；以及
通过把该第一和第二传输时延值相加，确定一个和传输时延值。
13.权利要求10的方法，其特征在于，还包括步骤：
确定与通信事务中用于发送信息的一种或多种传输媒质有关的一个第二传输时延值；以及
根据该第二传输时延值更新该和传输时延值。
14.权利要求10的方法，其特征在于，其中避免通信质量恶化的措施涉及到当该总和传输时延值较大时则选择具有较小传输时延值的电路。
15.权利要求10的方法，其特征在于，其中避免通信质量恶化的措施涉及到当该总和传输时延值较小时选择具有较大传输时延值的电路。
16.一种用于更新与通信事务有关的传输时延计数器的装置，包括：
确定与通信事务涉及的承载业务有关的一个第一传输时延值的设备；
根据该第一传输时延值更新传输时延计数器的设备。
17.权利要求16的装置，其特征在于，还包括：
确定通信事务中涉及的信息类型的设备；
确定与发送这种信息类型有关的一个第二传输时延值的设备；以及
根据第二传输时延值更新传输时延计数器的设备。
18.权利要求16的装置，其特征在于，还包括：
确定与通信事务中承载业务使用外围辅助设备有关的一个第二传输时延值的设备；以及
根据该第二传输时延值更新传输时延计数器的设备。
19.权利要求16的装置，其特征在于，还包括：
确定通信事务涉及的承载业务中是否使用了外围辅助设备的装置；
确定与使用通信事务涉及的消息类型相结合的外围辅助设备有关的一个第二传输时延值的设备；以及
根据该第二传输时延值更新传输时延计数器的设备。
20.权利要求17的装置，其特征在于，其中通信事务涉及的信息类型从包括话音，数据和图象的集合中选取。
21.权利要求18的装置，其特征在于，其中通信事务涉及的外围辅助设备从包括数据压缩设备和回波消除设备的集合中选取。
22.权利要求16的装置，其特征在于，还包括：
确定通信事务涉及电路的传输时延值的设备；以及
根据电路的传输时延值更新传输时延计数器的设备。
23.权利要求16的装置，其特征在于，还包括：
确定与通信事务涉及的传输媒质有关的传输时延值的设备；以及
根据电路的传输时延值更新传输时延计数器的设备。
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