CN1119048C - 个人手持电话系统基站的无线用户呼叫控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PHS基站的无线用户呼叫控制系统及其方法。该系统包括呼叫控制子系统(101)，数据库子系统(102)，数字接口子系统(103)以及空中信令接口子系统(104)。各子系统之间通过消息接口进行通讯。根据该系统实现的方法包括建链请求、呼叫资源申请及分配、手机通信信道分配、业务功能启动及结束、手机拆链、呼叫资源释放等步骤，并且在发生故障时进行故障分析和恢复。系统的模块化结构和故障恢复设计，保证了系统的可靠性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及无线通讯系统，更具体地说，涉及个人手持电话系统(PHS)基站中的无线用户呼叫控制系统及方法。
背景技术
无线接入系统由基站控制器、基站、无线用户终端(包括手机、固定台和车载台等)组成，通过基站与无线用户终端之间的空中信令提供话音、数据等业务。PHS基站作为无线用户与基站控制器的接口，在呼叫系统中完成信令转换、流程控制、资源管理功能。PHS基站与无线用户之间采用PHS协议标准28号(STD28)信令接口，与基站控制器之间采用(综合业务数字网)ISDN信令接口，必须满足呼入、呼出、位置注册等呼叫功能，并且对异常处理必须有足够的兼容性和恢复能力。由于PHS无线接入系统是一种微蜂窝系统，基站的覆盖范围比较小，一般系统中的基站数目也比较多，因此对基站的稳定性要求也比较高，基站的呼叫控制方法就必须具备比较高的稳定性。但是，现有的PHS无线用户呼叫控制方法往往侧重于系统的流程实现和效率提高，对稳定性没有一个比较完整的系统设计，不能有效地保证系统的可靠性和稳定性指标。
发明内容
本发明的目的是提供一种兼顾系统效率和可靠性的呼叫控制系统及方法，以便保证系统拥有比较高的可靠性和稳定性，不因开发平台的不同而对系统的稳定性和可靠性指标产生比较大的影响。
为了实现发明的目的，所述PHS集中基站呼叫控制系统包括：空中信令接口子系统、呼叫控制子系统、数字接口子系统和数据库子系统，各子系统之间通过消息接口进行通讯。其中，所述空中信令接口子系统与所述呼叫控制子系统之间通过协议原语消息接口传递呼叫信令消息，通过控制消息接口传递控制消息；所述数字接口子系统与所述呼叫控制子系统之间通过协议原语消息接口传递呼叫信令消息，通过控制消息接口传递控制消息；所述呼叫控制子系统与所述数据库子系统之间通过数据操作消息接口传递数据操作消息；
其特征在于：所述数据接口子系统(103)包括提供基于Q.931的呼叫信令接口的综合业务数字网ISDN第三层呼叫信令模块(1031)，为Q.931和X.25协议提供基于Q.921的LAPD数据链路层软件ISDN第二层数据链路层模块(1032)，两者之间通过ISDN呼叫信令原语接口通讯，传递ISDN呼叫信令；
所述空中信令接口子系统(104)包括：实现基于STD28的空中信令3层的PHS空中信令第三层呼叫信令模块(1041)，实现基于STD28的空中信令第2层的PHS空中信令第二层数据链路层模块(1042)，实现基于STD28的空中信令第1层的PHS空中信令第一层物理层模块(1043)；PHS空中信令第三层呼叫信令模块(1041)、PHS空中信令第二层数据链路层模块(1042)与PHS空中信令第一层物理层模块(1043)之间遵循OSI第一、二、三层分层规定，通过PHS呼叫信令原语接口在各层间完成通讯，传递PHS呼叫信令。
本发明提出的一种PHS基站的呼叫控制方法主要包括以下步骤：
1、由空中信令接口子系统从公共控制信道上接收手机的建链请求；
2、空中信令接口子系统通过控制消息接口将该建链请求送给呼叫控制子系统；
3、呼叫控制子系统通过数据操作消息接口向数据库子系统申请呼叫资源，并且通过空中信令接口子系统为手机分配通信信道；
4、呼叫控制子系统通过与空中信令接口子系统、数字接口子系统之间的协议原语消息接口分别与手机侧和网络侧交换呼叫信令，完成业务功能启动，并根据业务需要，在手机侧和网络侧之间建立话路；
5、呼叫控制子系统根据空中信令接口子系统或数字接口子系统的请求结束业务功能；
6、业务结束后，空中信令接口子系统将手机的通信信道拆除，呼叫控制子系统通过数据操作消息接口通知数据库子系统释放呼叫资源；
7、如在以上任一步骤中，系统发生故障，则系统进行故障处理，处理结束后系统进入空闲状态等待业务请求。
如上所述的PHS基站呼叫控制方法，所述的步骤7对系统进行故障处理包括：
如果属于系统级故障，则进行无线用户呼叫控制系统重启动；
如果属于通讯级故障，则进行所述数字接口子系统重新启动，如果确认所述数字接口子系统启动失败，则进行无线用户呼叫控制系统重启动；
如果属于呼叫级故障，则将无线用户呼叫控制系统恢复初始状态并且释放所有呼叫资源；
如果属于资源级故障，在确认资源丢失后，则释放相关资源，如果资源的丢失使呼叫无法进行，则将无线用户呼叫控制系统恢复初始状态并且释放所有呼叫资源。
附图说明
下面结合附图和实施例详细说明本发明所述的PHS基站无线用户呼叫控制系统及方法。图1是本发明所述PHS基站的无线用户呼叫控制系统。图2a-图2d分别是图1中各子系统的内部模块配置图。图3是本发明所述PHS基站的无线用户呼叫控制方法的进程图。图4是本发明所述的呼叫控制方法在位置注册业务中的具体进程图。
具体实施方式
图1表示本发明所述PHS基站的无线用户呼叫控制系统，在整个系统中根据协议层、控制层、资源层的关系构造子系统结构。
其中协议层包括数字接口子系统103和空中信令接口子系统104，分别实现ISDN接口协议和STD28协议；
控制层包括呼叫控制子系统101，实现呼叫系统的流程控制、资源管理和信令转换；
资源层包括数据库子系统102，完成资源管理。各层次之间通过消息接口传递消息，将故障控制在各层内部，这样就保证了系统总体结构的稳定性。
在所述系统中，协议层(即数字接口子系统103和空中信令接口子系统104)负责信息流的处理，将接收的信息转换成协议原语后发送给控制层(即呼叫控制子系统101)，协议层只处理协议状态机和信令编解码，而控制流集中在控制层处理，控制呼叫流程和资源分配。这种结构既保证了系统协议层代码的标准化和稳定性，又对业务流程控制的灵活性和多样性提供了支持。
数字接口子系统103将呼叫信令发送给呼叫控制子系统101，该呼叫控制子系统101对信令进行分析，发送呼叫资源申请到数据库管理子系统102，获取呼叫资源，分配相应的协议状态机(包括ISDN和STD28的协议状态机)资源，将消息转换格式后发送给空中信令接口子系统104；
空中信令接口子系统104将呼叫信令也发送给呼叫控制子系统101，由该呼叫控制子系统101将消息转换格式后发送给数字接口子系统103，该数字接口子系统103还负责控制系统的异常流程。
图2a-2d表示图1中各子系统内部的模块配置。其中：
如图2a所示，呼叫控制子系统101的内部配置主要包括：呼叫控制模块1011，实现呼叫流程控制、呼叫资源控制和信令转换的功能。
数据库子系统102的内部模块配置如图2b示，主要包括数据库模块1021，提供一个对呼叫资源进行管理的小型数据库，管理呼叫进程信息和呼叫资源数据，提供数据封装操作接口，保证数据操作的合法性。
在图2c中，数据接口子系统103的内部配置是：
ISDN第三层呼叫信令模块1031，提供基于Q.931的呼叫信令接口，其中利用设施(facility)消息单元传递额外的移动呼叫控制信令；ISDN第二层数据链路层模块1032，为Q.931和X.25协议提供基于Q.921的LAPD数据链路层软件。
ISDN第三层呼叫信令模块1031与ISDN第二层数据链路层模块1032之间通过ISDN呼叫信令原语接口通讯，传递ISDN呼叫信令。
如图2d所示的空中信令接口子系统104中的内部配置包括：
PHS空中信令第三层呼叫信令模块1041，实现基于STD28的空中信令第3层，包括进程管理进程和协议状态机进程；PHS空中信令第二层数据链路层模块1042，实现基于STD28的空中信令第2层，包括进程管理进程和协议状态机进程；PHS空中信令第一层物理层模块1043，实现基于STD28的空中信令第1层。
PHS空中信令第三层呼叫信令模块1041、PHS空中信令第二层数据链路层模块1042与PHS空中信令第一层物理层模块1043之间遵循开放式系统互联参考模型(0SI)第1、2、3层分层规定，通过PHS呼叫信令原语接口在各层间完成通讯，传递PHS呼叫信令。
图3描述的是本发明所述的PHS基站的无线用户呼叫控制方法的具体流程图。
在一个正常呼叫流程中，首先由空中信令接口子系统104从公共控制信道上接收手机的建链请求，并将该请求发送给呼叫控制子系统101。空中信令接口子系统104通过控制消息接口向呼叫控制子系统101申请呼叫资源；呼叫控制子系统101通过数据操作消息接口向数据库子系统102申请呼叫资源(其中包括呼叫控制子系统101中的呼叫控制有限状态机)；此时，如果相应的呼叫控制子系统101中的呼叫控制有限状态机处于中止状态，则建链请求被拒绝；如果该状态机处于空闲状态，则通过空中信令接口子系统104为手机分配通信信道，并与手机进行第一层、第二层建链，如果建链失败，将呼叫释放，状态机迁入空闲状态，释放呼叫资源，如果建链成功，状态机则通过快速随路用户通道(FA)完成呼叫建立、参数传递、用户鉴权等工作，然后释放FA，在这之前完成低速随路用户通道(SA)建链。呼叫控制子系统101通过与空中信令接口子系统104、数字接口子系统103之间的协议原语消息接口分别与手机侧和网络侧交换呼叫信令，完成业务功能(呼入、呼出、位置注册、切换等功能)启动，如果需要，在手机侧和网络侧之间建立话路。进入通讯状态后，基站与手机通过SA传递信令，如果收到网络侧或手机侧的呼叫拆除消息，由呼叫控制子系统101中的呼叫控制有限状态机完成呼叫拆除流程，释放SA，同时呼叫控制子系统101将手机拆链指示发送给空中信令接口子系统104，最后由空中信令接口子系统104将手机的通信信道拆除，手机侧再向空中信令接口子系统104发出手机拆链确认信息。这样就完成了一个完整的流程。
如果在以上的流程中，发生系统故障，则系统自动转人故障恢复处理，系统的故障定义为四种，分别是：
系统级故障，指系统运行必需的资源发生故障，如系统核心内存资源丢失、进程数据被破坏等，采取的措施是进行无线用户呼叫控制系统重启动；
通讯级故障，指系统与网络侧保持联系的资源发生故障，如数字接口协议中断等，采取的措施是进行数字接口子系统重新启动，如果确认启动失败，该类故障上升到系统级故障进行；
呼叫级故障，指系统完成呼叫必需的资源发生故障，如空中信令接口子系统故障、呼叫控制子系统故障等，采取的措施是将呼叫系统恢复初始状态并且释放所有呼叫资源，即：将无线用户呼叫控制系统初始化；
资源级故障，指系统资源不正常的丢失，如无线信道资源、ISDN B通道资源和数据资源的丢失、呼叫异常中止等，确认资源丢失后，释放相关，如果资源的丢失使呼叫无法进行，该类故障上升到呼叫级故障处理。
图4是利用本发明所述的呼叫控制系统完成手机位置注册这一具体业务实施例的流程图。其具体包括：
空中信令接口子系统104接收到手机空中链路建立请求时，向呼叫控制子系统101发送空中链路建立请求；呼叫控制子系统101向数据库子系统102申请呼叫数据区，如果申请成功，向空中信令接口子系统104发送呼叫分配，由后者向手机发送；之后，空中信令接口子系统104与手机之间建立通讯信道同步，同步后向呼叫控制子系统101发送同步建立消息；空中信令接口子系统104与手机之间进一步建立FA第二层通道，向呼叫控制子系统101发送建立消息；手机通过空中信令接口子系统104向呼叫控制子系统101发送位置注册请求；在呼叫控制子系统101控制下，空中信令接口子系统104与手机交换一系列参数；之后，呼叫控制子系统101通过数字接口子系统103向网络侧发送位置注册请求；数字接口子系统103通过呼叫控制子系统101和空中信令接口子系统104向手机发送鉴权请求并接收鉴权应答；如果通过鉴权，向呼叫控制子系统101发送位置注册应答，通过空中信令接口子系统104向手机发送位置注册应答；呼叫控制子系统101控制空中信令接口子系统104与手机将FA第二层通道拆除；空中信令接口子系统104在呼叫控制子系统101控制下拆除与手机的空中通讯信道；呼叫控制子系统101向数据库子系统102释放呼叫数据区资源。
本发明所提出的个人手持电话系统(PHS)基站中的无线用户呼叫控制系统及方法，由于采用了模块化分层设计、集中控制、资源静态分配、故障恢复设计等措施，使系统开发质量可控，在不同的开发环境中最大限度地保证系统的可靠性和稳定性；系统结构清晰，便于维护；系统可扩充性好，便于后续开发。
Claims (6)
1、一种个人手持电话系统PHS基站的无线用户呼叫控制系统，包括呼叫控制子系统(101)、数据库子系统(102)、数字接口子系统(103)和空中信令接口子系统(104)，所述空中信令接口子系统(104)与所述呼叫控制子系统(101)之间通过协议原语消息接口传递呼叫信令消息，通过控制消息接口传递控制消息；所述数字接口子系统(103)与所述呼叫控制子系统(101)之间通过协议原语消息接口传递呼叫信令消息，通过控制消息接口传递控制消息；所述呼叫控制子系统(101)与所述数据库子系统(102)之间通过数据操作消息接口传递数据操作消息，其特征在于：
所述数字接口子系统(103)包括提供基于Q.931的呼叫信令接口的综合业务数字网ISDN第三层呼叫信令模块(1031)，为Q.931和X.25协议提供基于Q.921的LAPD数据链路层软件的ISDN第二层数据链路层模块(1032)，所述两模块之间通过ISDN呼叫信令原语接口通讯，传递ISDN呼叫信令；
所述空中信令接口子系统(104)包括：实现基于PHS协议标准28号STD28的空中信令第3层的PHS空中信令第三层呼叫信令模块(1041)，实现基于STD28的空中信令第2层的PHS空中信令第二层数据链路层模块(1042)，实现基于STD28的空中信令第1层的PHS空中信令第一层物理层模块(1043)；PHS空中信令第三层呼叫信令模块(1041)、PHS空中信令第二层数据链路层模块(1042)与PHS空中信令第一层物理层模块(1043)之间遵循开放式系统互联参考模型OSI第一、二、三层分层规定，通过PHS呼叫信令原语接口在各层间完成通讯，传递PHS呼叫信令。
2、一种如权利要求1所述的PHS基站无线用户呼叫控制系统所实现的呼叫控制方法，其特征在于，包括：
1)由空中信令接口子系统(104)从公共控制信道上接收手机的建链请求；
2)空中信令接口子系统(104)通过控制消息接口将该建链请求送给呼叫控制子系统(101)；
3)呼叫控制子系统(101)通过数据操作消息接口向数据库子系统(102)申请呼叫资源，并且通过空中信令接口子系统(104)为手机分配通信信道；
4)呼叫控制子系统(101)通过与空中信令接口子系统(104)、数字接口子系统(103)之间的协议原语消息接口分别与手机侧和网络侧交换呼叫信令，完成业务功能启动，并根据业务需要，在手机侧和网络侧之间建立话路；
5)呼叫控制子系统(101)根据空中信令接口子系统(104)或数字接口子系统(103)的请求结束业务功能；
6)业务结束后，空中信令接口子系统(104)将手机的通信信道拆除，呼叫控制子系统(101)通过数据操作消息接口通知数据库子系统(102)释放呼叫资源；
7)如在以上任一步骤中，系统发生故障，则系统进行故障处理步骤，处理结束后系统进入空闲状态等待业务请求。
3、如权利要求2所述的呼叫控制方法，其特征在于，所述步骤7)的故障处理步骤是：分析后如确定为系统级故障，则进行无线用户呼叫控制系统重启动。
4、如权利要求2所述的呼叫控制方法，其特征在于，所述步骤7)的故障处理步骤是：分析后如确定为通讯级故障，则进行所述数字接口子系统(103)重新启动，如果确认所述数字接口子系统(103)启动失败，则进行无线用户呼叫控制系统重启动。
5、如权利要求2所述的呼叫控制方法，其特征在于，所述步骤7)的故障处理步骤是：分析后如确定为呼叫级故障，则将无线用户呼叫控制系统恢复初始状态并且释放所有呼叫资源。
6、如权利要求2所述的呼叫控制方法，其特征在于，所述步骤7)的故障处理步骤是：分析后如确定为资源级故障，在确认资源丢失后，则释放相关资源，如果资源的丢失使呼叫无法进行，则将无线用户呼叫控制系统恢复初始状态并且释放所有呼叫资源。
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