CN1318261A - 移动交换系统中的负载分配方法 - Google Patents

Abstract

在移动交换中心中进行负载分配和半量呼叫处理的方法，其：用预先确定的基站控制器接收的请求消息的呼叫识别码对呼叫方的半量呼叫进行处理以指定高级别处理器；将具有呼叫识别码的呼叫请求消息发送到指定的高级别处理器；当寻呼请求消息被发送到预先确定的基站控制器时，对被呼叫方的半量呼叫进行处理以指定对应于呼叫识别码的高级别处理器；在收到来自基站控制器的寻呼请求响应消息时，将具有呼叫识别码的寻呼响应消息发送到指定的高级别处理器。

Description

移动交换系统中的负载分配方法

                       发明背景

1、发明领域

本发明涉及一种用于移动交换系统(MSC)中的呼叫处理方法，特别涉及一种对在MSC中发端半量呼叫和终端半量呼叫(originating and terminatingcall halveS)之间产生的负载进行分配和处理的方法。

2、相关技术说明

一般来说，移动交换系统(以下称为“MSC”)是一种给移动站(MS)提供通信服务的交换系统。MSC主要起将移动站交换到另一个移动站、或将移动站交换到电缆网络的交换局(exchange)的作用，如图1所示。

图2是说明常规移动交换系统(MSC)结构的示意方框图。如图2所示，软件部分与硬件部分相结合。在这种常规的MSC中，硬件和软件按一个协议结合。当MSC的硬件被有效地耦合到基站(BS)，MSC的控制负载已经由安装在其中的负载分配算法软件执行。

电信业近来的发展要求MSC处理更为复杂的任务，比如数据、图像信息和视频信息的发送请求。一种改进的MSC已经被研制出来执行更为复杂的任务，这就是为人们所熟知的“下一代MSC”。然而，下一代MSC将链接到基站的硬件部分和控制硬件的软件分离。因此，需要一种新的方法来对代表软件部分的多个独立工作站中的重负载进行控制，并对不同移动站产生的呼叫进行处理。

                      发明概述

因此，为解决现有技术中出现的问题完成了本发明。本发明的一个目的就是当移动站产生呼叫时，提供一种在发端半量呼叫和终端半量呼叫之间实时分配负载的方法。

本发明的另一个目的就是提供一种方法，该方法使MSC中同一高级别(high-ranked)的处理器能够在发端半量呼叫和终端半量呼叫之间执行处理协议。

本发明的再一目的就是提供一种方法，用以当寻呼请求消息和寻呼请求响应消息在MSC和BSC之间进行交换时，指定一高级别的处理器。

                     附图说明

通过结合附图对下文进行详细描述，本发明的上述和其它目的、特性、优点将会变得更加清楚，其中：

图1是说明典型移动电信系统的基本结构的示意方框图；

图2是说明常规移动交换系统(MSC)的基本结构的示意方框图；

图3是说明如本发明实施例的下一代移动交换系统(MSC)的基本结构的示意方框图；

图4是说明如本发明实施例的移动电信系统的协议的结构的示意图；

图5是说明在基站和移动交换中心之间发送的、用以实现本发明实施例的消息结构的示意图；

图6是说明在如本发明实施例所示的移动交换中心中负载分配过程的主要控制程序；

图7是说明图6中第一子程序的流程图；

图8是说明图6中第二子程序的流程图；及

图9和图10表示在如本发明实施例的基站和移动交换中心之间进行交换的控制信号的流动。

                 优选实施例的详细说明

下文的描述是为了对本发明进行说明而非限制，为了提供对本发明的全面了解，对具体的细节进行了阐述，比如详细的体系结构、接口、技术等。然而，本领域的技术人员应该理解本发明也可以应用在与这些具体细节不同的其它的实施例中。为了清楚起见，省略了所熟知的器件、电路、和方法的详细描述，以使本发明的描述不会因不必要的细节变得不清楚。

图1是说明本发明可应用的典型移动电信系统的结构的示意图。该移动电信系统被分为电缆网络50和移动站部分。移动交换中心(MSC)10位于电缆网络50和移动站部分之间。移动站部分包含基站控制器(以下称为“BSC”)30，多个基站收发器#40-1,…,#n 40-n(以下称为“BTS 40”)，和多个移动站1,…,n(以下称为“MS”)。尽管BSC 30在图中被设定为一个部件，但正如本领域的技术人员所理解的，它也可以包含另外多个BSC。BTS 40用来定义蜂窝基站(cell site)，并将位于该蜂窝基站中的MS进行登记以向已登记的MS提供服务。为了进行呼叫处理和呼叫控制，BSC 30和MSC 10互相之间交换相关联的控制信号。MSC 10连接到高级别的处理器20实施控制操作以进行呼叫处理并为呼叫处理进行消息交换。高级别处理器20可以用工作站来实现，在MSC 10和高级别处理器20之间的通信协议可以由RS-422来实现。

此外，BSC 30、MSC10和高级别处理器20由如图4所示的通信协议来实现。BSC 30包含IS-634A、SCCP(信号连接控制部分)、MTP(消息传送协议)和物理层。MSC 10以这种方式包含SCCP、MTP和物理层，使得高级别处理器20的IS-634A正好位于SCCP之上。

图3是如本发明实施例的示意方框图，其说明下一代移动交换中心(MSC)的基本结构，该结构按照本发明的实施例施加到如图1所示的典型移动电信系统。

参照图3，如本发明的下一代MSC设计为具有链接到基站(BS)的硬件部分和控制硬件来执行各种服务的软件部分。分开的目的是防止软件部分受到在硬件部分所做的任何修改的影响。类似地，如果以后在软件部分有任何修改，这种修改不会影响到硬件部分。

如图3所示，具有上述特性的下一代MSC包含对应于其软件部分的高级别的处理器20，和对应于其硬件部分的交换部分10。高消息交换器(HMS,HighMessage Switch)130位于在高级别处理器20和交换部分10之间。

高级别处理器20可以用工作站来实现，该工作站使用多个处理器20-1,…,20-n(以下称为“WS 20”)对由多个BSC 30-1,…,30-n产生的负载(以下称为“BSC 30”)进行分配和处理。或者，如果下一代MSC的软件部分由具有各自的处理器的多个工作站来实现，工作站通过局域网(LAN)相互耦合来实施移动呼叫服务。下一代MSC的软件部分由多个处理器20实现以实施对分配给其的负载进行处理的控制操作。

交换部分10包含高消息交换器(HMS)130、多个呼叫处理器150-1,…,150-n(以下称为“呼叫处理器150”)和存取交换处理器ASP 140-1,…,140-n(以下称为“ASP 140”)。呼叫处理器150以每一个呼叫处理器耦合到每一个BSC 30这种方式与多个BSC 30对应。

交换部分10接收来自BSC 30的、与BSC控制有关的消息，以施加到高级别处理器20，相反，接收来自高级别处理器20的控制请求消息以施加到对应的BSC。此时，用于存储特定移动呼叫的识别码(distinct code)SCCPReference#在交换部分10和BSC 30之间被发送和接收。识别码是从范围为0到4095的一系列整数中选出的本征号码。识别码用于指定特定的高级别的处理器。也就是说，识别码在BSC 30和交换部分10之间进行交换期间被用作标识符，使得同一高级别的处理器可以用来在发端半量呼叫和终端半量呼叫之间达成协议。如图5所示的识别码被分配在SCCP消息帧的时隙中，该帧包含对应于该识别码的SSCP Ref#。包含多个独立的工作站的高级别软件WS20使用该识别码能够对交换部分10产生的与BS有关的消息的处理操作进行分配。

图6至图8说明如本发明实施例的ASP 140执行的控制程序。图6说明如本发明实施例的移动交换中心的ASP 140执行的实时负载分配操作的主控制程序。图7说明描述图6中的第一子程序的流程图，图8说明描述图6中的第二子程序的流程图。ASP 140执行的控制协议根据呼叫方的半量呼叫(half call)(或发端半量呼叫)处理被分类到负载分配过程控制程序，和根据被呼叫方的半量呼叫(或终端半量呼叫)的处理分类到负载分配过程控制程序。发端半量呼叫的控制程序在图7的710至724步和730步中有更详细的说明。终端半量呼叫的控制程序在图7的716至728步和图8的810至820步中有更详细的说明。

在本发明的实施例中，因为同一高级别的处理器20应该实施发端半量呼叫和终端半量呼叫的处理操作，交换部分10在呼叫请求模式和呼叫请求响应模式期间必须通知高级别处理器20。在发端半量呼叫期间，特定的高级别的处理器20被指定使用识别码以便被指定的高级别处理器能实施呼叫始发处理。另一方面，在终端半量呼叫期间，交换部分10将临时记住已将寻呼请求消息进行发送的特定的高级别的处理器20，使得在从对应的BSC收到寻呼请求响应消息时，寻呼请求响应消息能被送回到发送该寻呼请求消息的同一高级别的处理器20。

同时，图9说明如本发明实施例的根据呼叫方的半量呼叫的处理在BSC30和MSC 10之间的控制信号流动。图10说明如本发明实施例的根据被呼叫方的半量呼叫的处理在BSC 30和MSC 10之间的控制信号流动。

参照附图，下文将对根据本发明的优选实施例的控制程序操作进行更详细的描述。

参照图6，在610至612步中，构成交换部分10的多个ASP 140-N确定是否从BSC 30或WS 20收到了消息。在610步中，ASP 140确定是否从BSC 30收到了该消息，如果在610步确定从BSC 30收到了该消息，则程序转到614步，在该步中ASP 140执行第一子程序。另一方面，如果在610步中确定没有从BSC中收到该消息，程序转到612步，在该步中ASP 140进一步确定是否从构成高级别处理器的WS 20收到了该消息。如果在步612中确定从WS 20收到了该消息，程序转到616步，在该步中ASP 140执行第二子程序。另一方面，如果在612步中确定接收的消息不是来自WS 20，程序转到618步，在该步中ASP 140执行其它功能，比如检查BSC接口的保持，测量ASP的负载等。

下文将参照呼叫方的半量呼叫的控制程序，详细描述根据在610步中从BSC 30接收的消息在614步中执行第一子程序的操作，如图7中的710至724步和730步所说明的。在710步中，ASP 140确定是否从BSC 30中收到了消息。如果在710步中确定从BSC 30收到了该消息，程序转到712步，在该步中ASP 140对来自接收消息的呼叫识别信息SCCP Reference#进行分析。接收的消息具有如图5所示的结构。从图5所示的结构中可以看出，接收的消息包含用于写入呼叫识别信息的分开的区域。因此，在712步中，对在该接收信息的指定区域内写入的呼叫识别信息的存取使对呼叫识别信息SCCPReference #进行分析成为可能。呼叫识别信息是用于耦合到交换部分10的BSC 30对呼叫进行控制的一个给定值，并且由范围从0到4059的一系列整数来表示。

在712步中完成对呼叫识别信息的分析后，程序转到714步，在该步中ASP 140确定接收的消息是否是用于请求呼叫连接的呼叫方的开始消息-CM服务请求消息。如果在714步中确定接收的消息是呼叫方的请求消息，ASP 140通过指定特定的高级别的处理器来实施呼叫方的半量呼叫处理操作，这是由从预先确定的基站控制器接收的呼叫识别码来确定的。接着，在718至724步中，ASP 140将接收的始发呼叫消息发送到指定的高级别的处理器。在718步中，ASP 140得知当前可操作的高级别处理器20的数量，然后程序转到720步，在该步中ASP 140指定一高级别的处理器20，呼叫方的请求消息被发送到该处理器。在720步中指定执行高级别处理器20时，使用了一种剩余ID方案。即，通过在将接收的呼叫消息除以在718步中得到的高级别处理器的数量后检查该余数可以实现指定高级别处理器。例如，该高级别处理器以这种方式被分配，即如果将接收的呼叫消息除以高级别处理器的数量后的余数为“0”，指定的高级别的处理器为WS 0。如果余数为“1”，指定的高级别的处理器为WS 1；如果余数为“2”，指定的高级别的处理器为WS 2，等等。

在执行完上述指定高级别处理器20的过程后，程序转到722步，其中呼叫方的请求消息被发送到该处理器，。在722步中，ASP 140将包含被指定的高级别处理器的指定信息登记在管理表中，该管理表使用呼叫识别信息作为参考索引，如下表「表1」所示。

「表1」

呼叫识别信息	高级别处理器指定信息
		0	WS0
1	WS1
		2	WS2
3	WS3
		4	WS4
5	WS5
		6	WS6
7	WS7
		8	WS0
9	WS1
		:	:
4093	WS5
		4094	WS6
4095	WS7

从表1中可以看出，高级别处理器的指定信息被存储在与呼叫识别信息相关的管理表中，后来的消息通过查表来提供，根据呼叫请求消息的呼叫识别信息使用该表可以对呼叫始发请求进行处理。

当在722步完成高级别处理器的指定信息在管理表中的登记后，程序转到724步，使得ASP 140能够将在710步中接收的呼叫方的请求消息发送到在720步中被指定的高级别的处理器。

同时，在714步中，如果确定接收的消息不是呼叫方的请求消息，程序转到716步，在该步中ASP 140确定接收的消息是否是寻呼消息。如果在716步中确定接收的消息不是寻呼消息，程序转到730步。接着，ASP 140读取在管理表中登记了的高级别处理器的指定消息来选择高级别的处理器，根据在712步中所分析的呼叫识别信息将接收的消息发送到高级别处理器。接着，程序转到724步，在该步中ASP 140将接收的消息发送到所选高级别处理器。

参考被呼叫方半量呼叫的处理，下文将对在图6所示的616步中执行的第二子程序操作进行详细描述，如图7的716至728步和图8的810至820步所示。

在810步中，ASP 140对从高级别处理器20接收的消息进行分析，在812步中，确定所分析的接收的消息是否与寻呼请求对应。寻呼请求表示用于通知有呼叫到来这样一种请求。此时，寻呼请求消息并不包含任何呼叫识别信息，使得对应的寻呼请求响应消息能被发送回同一高级别处理器。因而，实现了如本发明的实施例的另一种方法。

相应地，如果在812步确定接收的消息是寻呼请求消息，程序转到814步，在该步中ASP 140将来自发送接收到的消息的高级别处理器的信息登记在寻呼缓存器中。寻呼缓存器包含多个单元用于临时存储高级别处理器的指定信息，并且每一个单元包含一固有的地址标识符。因而，带有自己的标识符信息的可用的单元被选定来临时存储表明高级别处理器身份的指定信息。例如，存储了高级别处理器的指定信息的缓存器能够按时序表示，如下表「表2」所示。

「表2」

索引	高级别处理器的指定信息
		0	WS 4
1	WS 0
		2	WS 6
3	WS 2
		:	:

在完成814步中按时序存储对应于不同高级别处理器的指定信息后，程序转到816步，在该步中ASP 140通过附加寻呼缓存器的单元(cell)地址(索引)形成寻呼请求消息。即，为了起识别的目的，附加单元索引号作为标签参数。在呼叫请求消息形成后，程序转到818步，在该步中ASP 140将形成的呼叫请求消息发送到对应的BSC 30。

当对应的BSC 30接收了从ASP 140发送的寻呼请求消息后，BSC 30将带有单元索引标签的呼叫响应消息发送到高级别处理器20。因而，寻呼响应消息包含可以用于识别最初发送寻呼请求消息的高级别处理器的地址。

在图7中所示的716步中，ASP 140对从BSC 30发送到高级别处理器20的寻呼响应消息进行检测。即，ASP 140在716步确定从BSC 30接收的消息是否是寻呼响应消息。如果在716步中确定接收的消息是寻呼响应消息，程序转到726步，在该步中ASP 140对包含在接收的寻呼响应消息中的用作标签参数的地址进行分析，转到寻呼缓存器中对应的单元。在完成确定寻呼缓存器的特定单元后，程序转到728步，在该步中ASP 140获得对应于确定的单元的高级别处理器的信息。

当上述操作检索到高级别处理器的指定信息，程序转到722步，在该步中ASP 140将高级别处理器的指定信息登记在管理表中。在管理表中将指定信息登记后，程序转到724步，在该步中ASP 140将接收的寻呼响应消息发送到对应于登记的指定信息的高级别的处理器。

同时，如果在810步中确定所分析的接收消息不是寻呼请求，程序转到820步，并且ASP 140将接收的消息发送到对应的BSC 30。

相应地，当新的呼叫产生时，本发明可以实时分配负载。如果同一高级别的处理器实施呼叫方的半量呼叫处理操作和被呼叫方的半量呼叫处理操作，低级别的交换部分将消息发送到高级别的处理器。如果高级别的处理器被指定处理初始移动呼叫，任何响应消息将被提供到同一高级别处理器，直到建立了呼叫连接。而且，当没有呼叫识别消息来跟踪寻呼请求高级别处理器时，将消息发送到请求了寻呼操作的高级别处理器是可能的。

如上所述，本发明具有的优点在于：当呼叫产生时，它能提供分开的硬件和软件模块用于发端半量呼叫和终端半量呼叫，并通过实时分配负载将负载进行最优地分配，从而更快速地处理呼叫。此外，同一高级别处理器连续处理接收的消息直到对应的呼叫连接被建立，从而更可靠地对呼叫进行处理。

虽然本发明是按照优选实施例来描述和说明的，但本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的真实范围的情况下，可以进行各种变化和修改，并进行元件替换。此外，在不脱离本发明的核心范围的情况下，可以根据本发明的理论，进行多种修改以适应特定的场合。因此，本发明的目的是不限定于所公开的作为最优模式来实施的特定的实施例，而是包含属于本发明所附的权利要求范围内的所有的实施例。

Claims (9)

1．在包含连接到多个基站控制器(BSCs)的移动交换中心(MSC)的电信系统中，其中，所述MSC在第一模块中包含多个具有处理器的工作站和在第二模块中包含多个耦合到各自所述基站控制器的存取交换处理器(ASPs)，一种用于在所述移动交换中心发端半量呼叫和终端半量呼叫之间进行呼叫处理的方法，包含以下步骤：

(a)由存取交换处理器(ASP)确定接收的消息是否是由基站控制器(BSC)发送的；

(b)如果所述接收的消息是由所述BSC发送的，从所述工作站中选择一个工作站在第一模块和第二模块之间进行控制信号交换；

(C)如果所述接收消息不是由所述BSC发送的，确定所述接收消息是否是由所述工作站其中之一发送的；

(d)如果所述接收的消息是由所述工作站的所述其中之一发送的，选择所述工作站其中之一在所述第一模块和所述第二模块之间进行控制信号交换；

2．如权利要求1所述的方法，其中，选择所述工作站的所述步骤(b)包含以下步骤：

(1)从所述BSC的所述接收的消息中检索呼叫识别码；

(2)确定所述接收的消息是否是呼叫始发消息；

(3)如果所述接收的消息与所述呼叫始发消息对应，在所述在服务中的MSC内检测所述工作站的总数；

(4)选择所述工作站其中之一以发送所述呼叫始发消息，所述工作站根据余数来选择，该余数是将所述确定的所述工作站的总数除以所述检索的识别码得到的；

(5)将所选择的对应于所述呼叫识别码的所述工作站存储在所述MSC的查表中；及

(6)将所述接收的消息发送到所选择的工作站。

3．如权利要求2所述的方法，还包含以下步骤：

如果所述接收的消息不是所述呼叫始发消息，从所述查表中得到对应于所述呼叫识别码的工作站信息；及

根据所述工作站信息发送所接收的消息。

4．如权利要求2所述的方法，其中，从预先确定的整数范围内选择所述呼叫识别码，所述呼叫识别码与请求所述呼叫始发消息的预先定义的移动站对应。

5．如权利要求1所述的方法，其中，选择所述工作站的所述步骤(d)包含以下步骤：

(1)响应来自所述工作站所述其中之一的寻呼请求消息，在所述MSC的寻呼缓存器中存储所述工作站所述其中之一的信息，所述寻呼缓存器包含与所述缓存器的各自位置对应的预先确定的缓存器索引号；

(2)将所述缓存器索引号附加到所述寻呼请求信息中；及

(3)将具有所述附加缓存器索引号的所述寻呼请求消息发送到所述BSC。

6．如权利要求5所述的方法，还包含以下步骤：

(4)确定来自所述BSC的所述接收的消息是否是响应所述寻呼请求消息的寻呼请求响应消息；

(5)如果所述寻呼请求响应消息被接收，从所述寻呼请求响应消息中检索所述缓存器索引号；

(6)从所述寻呼缓存器中读取对应于所述检索的缓存器索引号的工作站信息；

(7)根据所述读取的工作站信息发送所述寻呼请求响应消息。

7．如权利要求5所述的方法，还包含将所述读取的工作站信息存储在所述MSC中的查表的这一步骤。

8．如权利要求5所述的方法，还包含以下步骤：

如果所述接收的消息不是所述寻呼请求响应消息，从来自所述BSC的所述接收的消息中检索呼叫识别码；及

将所述接收的消息发送到与所述检索的呼叫识别码对应的所述工作站。

9．如权利要求5所述的方法，其中，所述呼叫识别码从预先确定的整数范围内选择，所述呼叫识别码与请求所述呼叫始发消息的预先定义的移动站对应。

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