CN1286308C - 一种h.248消息分级编解码的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种H.248文本消息分级编解码的方法。在承载与控制分离的网络中实现一个大容量可平滑扩容的网关时，需要合理地在不同的处理器上分担H.248文本消息编解码的运算负荷，本发明针对H.248消息的特点，将H.248消息的编解码分成不同的级别，消息预解码，事务预解码和动作解码。采用本发明所述方法，可以配合不同网关分布式处理策略，合理利用整个网关的资源，加快了整个系统的编解码的处理能力。

Description

一种H.248消息分级编解码的实现方法

技术领域

本发明涉及一种消息编解码的实现方法，具体地说，涉及通信领域中NGN(下一代网络，如WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA/SOFTSWITCH)系统中MGC(媒体网关控制器)和MGW(媒体网关)上H.248消息编解码的实现方法。

背景技术

H.248协议被3GPP/3GPP2等组织采用，作为NGN网络承载和控制分离的协议标准，主要用于MGC和MGW之间的网关控制以及承载建立控制。

MGC与MGW之间通过H.248通信，消息可以选择文本方式或二进制方式进行编码。在H.248文本编码中，H.248消息长度通常在100到300字节之间。没有经过编码的消息结构如图1所示，H.248的消息从外向内嵌套依次是事务(Transaction)/动作(Action)/命令(Command)，一个消息可以包含多个事务，各个事务之间不必顺序执行。

事务：事务由若干动作组成，事务具有完整性，同一个事务中的动作和命令要求顺序执行。

动作：动作由若干命令组合而成，动作一般有具体的含义，特殊情况下，一个动作由一条命令组成。动作实际上是一组命令的集合。

命令：命令是MGC和MGW实现交互信息的基本单位，命令中包括各种命令参数。命令的操作对象是上下文(Context)，上下文以上下文标识(Context ID)区分。上下文与呼叫对应，维护参与呼叫的终结点(Termination)状态。

一个完整的呼叫过程，将会在MGC和MGW之间交互20～60次H.248命令，以完成对同一个上下文的呼叫控制操作，每次命令交互封装到事务中形成H.248消息发送给对方。

H248编解码模块对网关和网关控制器之间的交互消息进行编解码，即对收到的消息进行解码，把H248标准消息翻译成网关内部实现的结构；对发向网关控制器的消息进行编码，把网关内部的结构转换为H248标准消息。H248消息有两种格式：二进制格式和文本格式，本发明仅支持H.248文本格式。

通用的解码流程详见附图2，包括以下步骤：

在解码初始化时，为了加快解码的速度，先构造解码的需要识别关键词的数据结构，一般是组织成快速搜索的树型数据结构，步骤100；

然后进入工作态，步骤110；

如果收到的H.248消息，步骤120；

进行基本的合法性检查，判断其是否合法，如果是，执行下一步，否则返回步骤110，步骤130；

对H.248消息进行词法分析，步骤140；

对H.248消息进行语法分析，最终生成H.248内部消息的数据结构，步骤150；

最后输出内部消息，返回步骤110；

一般来讲，由于H.248文本文法比较灵活，定义了较多的关键词，而且在解码过程中，需要频繁进行内存操作，所以解码所需的运算量比较大，运行时间比较长。

H.248通用的编码过程是解码逆过程，把H.248内部结构翻译成字符串。一般H.248消息的内部结构都类同于H.248协议中推荐的二进制编码结构的组织方式，具体的编码方式涉及到H.248的文本语法的定义，编码所做的工作只是把H.248的内部结构按照H.248文本编码的语法翻译成字符串的形式。相对于解码来讲，所需的运算负荷比较小。

在目前常用的H.248协议处理系统中，H.248协议的编解码处理模块和协议处理模块在同一物理模块上处理。随着需求的增加，网关需要处理的呼叫数量也不断增加，而同时单模块处理能力又有所限制，则必须设计一种可以平滑升级的大容量H.248协议处理系统。在这个处理框架下，需要多个处理模块来协同完成H.248来完成，呼叫上下文数据区将被保存在不同的处理模块上，无论这种多模块的机制如何组织，都需要在不同的模块的处理单元之间分发H.248消息。

但是仅仅简单地增加处理模块并不能平滑地扩展系统处理能力，如果整个消息的解码运算仍由一个处理模块完成，也不能充分利用多模块的处理能力，影响系统的处理效率。此外，因为H.248的消息在没有解码前不知道消息对应的处理模块，如果接口模块随意的将接收的H.248消息发给某个处理模块解码，必然导致大量的解码完的消息不属于本板处理，由此带来的频繁的消息转发会消耗大量处理器资源和内部通信带宽。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种H.248消息分级编解码的实现方法，能够合理地利用多模块的处理能力，提高编解码处理能力，并减少模块之间命令传输的负担。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种H.248消息分级解码的实现方法，包括消息预解码、事务预解码和动作解码过程，其中，

所述消息预解码包括以下步骤：

(a)判断消息长度是否合法，如果是，执行下一步，否则退出；

(b)对消息头解码；

(c)对事务类型及事务ID解码；

(d)搜索事务字符串；

(e)将事务字符串分发给相应的事务预解码单元；

(f)判断是否已对消息中的所有事务解码，如果是，结束消息预解码，否则返回步骤(c)；

所述事务预解码包括以下步骤：

(g)对动作的上下文ID解码；

(h)搜索动作字符串；

(i)将动作字符串分发给相应的动作解码单元；

(j)判断是否已对事务中的所有动作解码，如果是，结束事务预解码，否则返回步骤(g)；

所述动作解码包括以下步骤：

(k)对动作字符串解码，生成H.248的内部消息。

为了进行合理的分发，可以在所述步骤(c)后加上步骤：判断事务类型是否属于事务请求，如果是，对事务第一个上下文ID或事件ID解码后执行步骤(d)，否则直接执行(d)，在所述步骤(e)中，将非请求类事务的字符串分发到其事务ID所在的处理模块，对请求类事务，则根据事务第一个上下文ID或事件ID进行分配。

当H.248消息支持处理H.248签权头时，在所述步骤(a)之后还包括步骤：对签权头进行解码，并判断是否合法，如果是，执行步骤(b)，否则退出。

为了加快搜索，在所述步骤(e)和(f)之间包括以下步骤：对字符串进行预处理，去除字符串中的注释以及多余的空格和空行。

为了解决以上技术问题，本发明还提供了一种H.248消息分级编码的实现方法，包括以下步骤：

(a)对动作内容编码，把H.248的内部结构翻译成字符串的形式，加上其操作的上下文ID，发送到所属事务的编码单元；

(b)将事务包含的各已编码的动作字符串按序组合成包含了字符串长度信息的事务字符串，加上事务ID及事务类型，发送到所属消息的编码单元；

(c)将消息包含的各已编码的事务组合，并加上消息头，得到H.248消息。

当H.248消息支持处理H.248签权头时，在所述步骤(c)中，还对签权数据或/及版本信息进行编码，并加在消息头和事务之间。

由上可知，本发明提出的分级编解码实现方法，可以配合不同网关分布式处理策略，合理利用整个网关的资源，加快了整个系统的编解码的处理能力。并减少模块之间命令的传输负担。

附图说明

图1是H.248的消息结构示意图。

图2是H.248的通用解码过程的流程图。

图3是本发明分级编解码模块在MGW处理系统中的位置示意图。

图4是本发明实施例分布式处理网关的结构示意图。

图5是本发明实施例消息预解码对象的数据结构的示意图。

图6是本发明实施例消息预解码的流程图。

图7是本发明实施例搜索事务字符串算法的流程图。

图8是本发明实施例事务预解码对象的数据结构的示意图。

图9是本发明实施例事务预解码的流程图。

图10是本发明实施例编码方法的流程图。

具体实施方式

图3示出了本发明分级编解码模块在MGW处理系统中的位置，MGC将消息编码后，经Mc接口发送到MGW，MGW上的分级解码模块进行解码，转换为网关内部的结构，然后由H.248分布处理模块进行处理。图中的分级编解码模块是一个逻辑模块，它可以由多个分布式的编解码单元共同组成，而在物理实体上可以独立，也可以与接口模块或处理模块的实体相结合。

为了便于理解，图4中示出了本实施例基于的分布式处理媒体网关的结构示意图，如图所示，该分布式处理媒体网关由多个H.248接口板、多个H.248分布式处理模块和H.248集中维护处理模块构成，各接口板、处理模块之间通过内部通信网络通信，详细内容见中国专利申请(申请号：03126453.0，专利申请名称：一种大容量H.248协议分布式处理系统和方法)。需要说明的是，本发明方法并不局限于某种具体的系统结构。

本发明实施例的解码实现方法分为三个子流程，分别是：对H.248消息的预解码、对事务的预解码及对动作的解码。对应于三个功能模块，即消息预解码模块、事务预解码模块和动作解码模块，分别由若干个对应的分布式解码单元组成。

MGW或MGC接收到的H.248消息是一种分层嵌套式的数据结构。其中，消息预解码模块的解码对象是消息，其数据结构如图5所示，由消息头(即发送者网关的地址标记)、版本信息和事务组成，如果H.248消息支持处理H.248签权头，则在版本消息前加上一个签权头。消息由若干数据结构相同的事务组成，图中只示出了一个事务的数据结构。在事务的数据结构中，第一个子段是事务类型，分为请求事务、应答事务及处理等待事务；第二个子段是事务ID，由四个字节组成；第三个子段是事务第一个上下文对应的ID(此处指事务包含的第一个动作针对的上下文ID)；第四和第五个子段分别是事务字符串的长度及事务字符串的内容，事务字符串中又包含有若干的动作。H.248消息中所包含的事务个数不确定，要将预解码的结果最终组织成链表的形式，链表的每一个节点是图5所示的数据结构。

消息预解码的处理流程如图6所示，包括以下步骤：

判断消息长度是否合法，如果是，执行下一步，否则退出，步骤200；

对消息字符串进行预处理(去除字符串中的注释以及多余的空格和空行)，步骤210；

对消息头和版本信息解码，步骤220；

对事务类型解码，步骤230；

对事务ID解码，步骤240；

判断事务类型是否属于事务请求，如果是，执行下一步，否则直接执行步骤270，步骤250；

对事务第一个上下文ID解码，步骤260；

搜索事务字符串(包括字符串长度和内容)，即解出事务字符串的开始位置和结束位置，步骤270；

将事务字符串分发给相应的事务预解码单元，步骤280；

判断是否已对消息中的所有事务解码，如果是，则结束，否则返回步骤230，步骤290。

如果在上述步骤220、230、240、260中解码失败，就退出。

如果H.248消息支持处理H.248签权头的处理，则在步骤210后，还包括一个步骤：对签权头进行解码，并判断是否合法消息，如果是，执行步骤220，否则退出。

在步骤270中，根据H.248文法，事务字符串开始于字符左大括号“{”，结束于右大括号“}”，在步骤210进行字符串预处理时已经将字符串中的注释去掉了(可简化搜索算法)，所以这时不用考虑注释中的左右大括号，但对于包含于字符串变量中的左右大括号还需处理，双引号是一个字符串变量的标记。本实施例的搜索算法就是以此为基础设计的，如图7所示，包括以下步骤：(程序开始时已经读入了一个左大括号)

设置大括号总数为1(wLBRKTNum)＝1)，字符串变量标记的值为假(bIsDQUOTE＝False)，步骤300；

读入一个字符，步骤310；

判断该字符串是否不为空或者大括号总数不为0，如果是，执行下一步，否则，执行步骤400，步骤320；

判断当前字符是否双引号，如果是，执行下一步，否则执行步骤350(即不统计)，步骤330；

将字符串变量标记的值置为其反值，步骤340；

判断字符串变量标记是否为假，如果是，执行下一步，否则，返回步骤310，步骤350；

判断该字符是否为左大括号，如果是，执行下一步，否则，执行步骤380，步骤360；

将大括号总数加一，返回步骤310，步骤370；

判断该字符是否为右大括号，如果是，执行下一步，否则，返回步骤310，步骤380；

将大括号总数减一，返回步骤310(即对其它字符不处理)，步骤390；

判断大括号总数是否为0，如果是，执行步骤280，否则作出错处理，步骤400。

本实施例中，步骤280中的分发是根据标志性ID来进行的，如果在步骤230中解出的事务类型不是事务请求，则其事务ID是由本地分配的，将其事务字符串直接分发到原来处理模块上的事务预解码单元(在预解码和消息分发点上设有事务ID和处理模块的对照表)；如果是事务请求，继续解出其第一个上下文ID，如果该上下文标识为新建或空，指定一个分布式处理模块的事务预解码单元处理，如果该上下文标识符合某个分布式处理模块的上下文区间范围，则发给该分布式处理模块上的事务预解码单元处理。

在分发事务字符串时，如果是在本模块处理，只需记录事务在H.248的开始和结束标记即可，若在其它模块处理，则需进行拷贝操作(本实施例属于后一种情况)。

事务字符串的数据结构由多个数据结构相同的动作组成，图8中示出了一个动作的数据结构，由上下文ID、动作字符串的长度及动作字符串的内容组成，其中上下文ID称为该动作所对应的标记性ID。一个事务中所包含的动作个数不确定，故最终将事务预解码的结果也组成链表的方式。

在接收到分发的事务字符串及事务类型后，事务预解码单元对其进行预解码的处理流程如图9所示，包括以下步骤：

对上下文ID解码，步骤500；

搜索动作字符串(包括字符串长度和内容)，即解出动作字符串的开始位置和结束位置，步骤510；

将动作字符串分发给相应的动作解码单元，步骤520；

判断是否已对事务中的所有动作解码，如果是，则结束，否则返回步骤500，步骤530。

其中步骤510的搜索算法与消息预解码中的搜索算法相同，只是搜索的内容是事务的某一个动作字符串。步骤520中分发根据该动作的上下文ID所在的上下文区间进行，或指定。

分级解码的第三个子流程是对动作字符串的解码，动作解码单元按照H.248文法，采用通用的解码算法进行处理，即采用通用的词法分析，采用标准的H.248文本语法对接收的动作字符串进行分析，生成H.248的内部消息(详见图2)，从而完成整个解码过程。

与解码相对应，本实施例的编码是由动作编码模块、事务编码模块和消息编码模块构成，各模块分别由对应的分布式的若干编码单元组成。编码的流程如图10所示，包括以下步骤：

对动作内容编码，把H.248的内部结构翻译成字符串的形式，加上其操作的上下文ID，发送到所属事务的编码单元，步骤600；

将事务包含的各已编码的动作字符串按序组合成事务字符串，加上事务第一个上下文ID(即事务中第一个动作的上下文ID)、事务ID及事务类型，发送到所属消息的编码单元，步骤610；

将消息包含的各已编码的事务字符串组合，并加上版本信息和消息头，得到H.248消息，步骤620。

上述的动作、事务或消息编码单元可能在同一处理模块上，也可以在不同的处理模块上。在步骤620中若需要签权，对签权数据进行编码，并加在版本信息上。

在本实施例中，消息预解码单元独立于系统中的分布式处理模块，可以作为一个预解码板或者与各接口板合而为一。而事务预解码单元和动作解码单元则分布在各分布式处理模块上。这样可以通过消息预解码的标志性ID对各事务进行合理地分发，譬如通过对事务类型和事务ID的判断，可以将应答类的事务分发到其原处理模块上，减少处理模块之间的转发操作，或者可通过事务第一个上下文ID所属区间来分发，达到负荷均衡的效果。

本发明并不局限于某种分发原则，相应的，编码或解码的具体过程也可能有所不同，例如，在分发请求类事务时，也可以根据事务ID直接按就近原则，或负荷均衡原则进行，相应的，在编码的数据结构中不必加入事务第一个上下文ID，消息预解码时也不必继续解到事务第一个上下文ID了；此外，根据上下文ID的分发也并不局限于区间判断，还可以采用轮发，就近等策略。

本发明所基于的分布式处理系统和各编解码单元的分布也不局限于上述实施例，例如，由于预解码的运算比较简单，也可以将各预解码单元集中在一个处理模块上处理。而上述的各种编解码单元，作为逻辑单元可以应用于任何结构的分布式处理MGW中。

本发明实施例在事务和动作字符串中包括字符串长度字节，是一种冗余的设计，是为了提高系统间传递消息的可靠性，当然也可以不使用。数据结构中的版本信息也非必须，相应的编解码处理也可省略。

实施例中虽然是由MGW为例，但本发明的分级编解码方法也同样适用于分布式处理MGC中。其编解码的方法和消息的数据结构都是基本相同的，只是MGC在进行分布式处理的预解码时，需要解出请求事件ID，因为这个ID是MGC发出的，MGC上的多模块系统可以在事件ID中包含模块信息。因此，对于MGC发出的编码消息和MGW到MGC的应答消息的编码结构中，还应当有事件ID，可加入在事务ID之后，相应的在MGC上的消息预解码的流程中，可以将对事务第一个上下文ID解码的步骤改成对事件ID的解码，如请求检测事件ID，并依据该ID在分配表中找到对应的处理模块分发。当然，MGC也可以采用其它方式进行多模块处理，本发明对此并不做限制。

综上所述，本发明的分级编解码的实现方法使得在各H.248处理模块之间传送消息时，无需将整个H.248消息传送，避免在另一个处理模块上重复对这个消息进行解码。可以配合不同网关分布式处理策略，合理利用整个网关的资源，加快整个系统的编解码的处理能力。并减少模块之间命令传输的负担。

在本发明基本精神上对上述实施例所做的各种变换，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种H.248消息分级解码的实现方法，包括消息预解码、事务预解码和动作解码过程，其中，

所述消息预解码包括以下步骤：

(a)判断消息长度是否合法，如果是，执行下一步，否则退出；

(b)对消息头解码；

(c)对事务类型及事务ID解码；

(d)搜索事务字符串；

(e)将事务字符串分发给相应的事务预解码单元；

(f)判断是否已对消息中的所有事务解码，如果是，结束消息预解码，否则返回步骤(c)；

所述事务预解码包括以下步骤：

(g)对动作的上下文ID解码；

(h)搜索动作字符串；

(i)将动作字符串分发给相应的动作解码单元；

(j)判断是否已对事务中的所有动作解码，如果是，结束事务预解码，否则返回步骤(g)；

所述动作解码包括以下步骤：

(k)对动作字符串解码，生成H.248的内部消息。

2、如权利要求1所述的分级解码的实现方法，其特征在于，在所述步骤(c)后还包括步骤：判断事务类型是否属于事务请求，如果是，对事务第一个上下文ID或事件ID解码后执行步骤(d)，否则直接执行(d)，在所述步骤(e)中，将非请求类事务的字符串分发到其事务ID所在的处理模块，对请求类事务，则根据事务第一个上下文ID或事件ID进行分配。

3、如权利要求1所述的分级解码的实现方法，其特征在于，所述步骤(a)之后还包括步骤：对签权头进行解码，并判断是否合法，如果是，执行步骤(b)，否则退出。

4、如权利要求1所述的分级解码的实现方法，其特征在于，在所述步骤(b)中还对版本消息解码。

5、如权利要求1所述的分级解码的实现方法，其特征在于，在所述步骤(e)和(f)之间还包括步骤：对事务字符串进行预处理，去除事务字符串中的注释以及多余的空格和空行。

6、如权利要求5所述的分级解码的实现方法，其特征在于，所述步骤(d)及(h)中，是通过识别事务字符串或动作字符串的起始左大括号和结束右大括号，来确定事务字符串的起始和结束位置的。

7、一种H.248消息分级编码的实现方法，包括以下步骤：

(a)对动作内容编码，把H.248的内部结构翻译成字符串的形式，加上其操作的上下文ID，发送到所属事务的编码单元；

(b)将事务包含的各已编码的动作字符串按序组合成包含了字符串长度信息的事务字符串，加上事务ID及事务类型，发送到所属消息的编码单元；

(c)将消息包含的各已编码的事务组合，并加上消息头，得到H.248消息。

8、如权利要求7所述的分级编码的实现方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，还加上了事务第一个上下文ID或事件ID。

9、如权利要求7所述的分级编码的实现方法，其特征在于，在所述步骤(c)中，还对签权数据或/及版本信息进行编码，并加在消息头和事务之间。

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