CN1406031A - 数字通信网的多归属代理装置和相关方法 - Google Patents

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Abstract

用于VoP(基于分组上的语音通信)或其他基于分组的电话网络(10)的多归属代理装置(24)和相应方法(68)。该多归属代理(24)响应电话网络中的通信条件输入标记，确定(28)该电话网络的软交换机(18－1，18－2，18－3)中的对话控制功能的适当负载平衡。响应该确定(28)，控制信号发生器(32)产生控制信号以便控制分配并随后再分配该对话控制功能。

Description

数字通信网的多归属代理装置和相关方法
技术领域
本发明通常涉及这样一种方式，即按照该方式，通过在诸如VoP(基于分组的语音通话)网络的一个数字通信网中进行通信来提供会话控制。更特别是，本发明还涉及这样的装置和相应方法，通过它们确定和可选择地实现一个或多个软交换机之间或用于该数字通信网中的其他控制设备之间的会话控制分配。提供一个多归属代理来确定以何种方式分配该会话控制。依照一个选取负载平衡方案确定装置负载平衡允许分配给该软交换机的处理负荷是平衡的，或否则以期望方法进行分配，并此后按通信条件的变化动态地再分配。
背景技术
电话通信系统是已经广泛部署并由大量用户正式使用的通信系统的示例。通过使用电话通信系统进行通信是必然的和流行的，是现代社会的一部分。遍及世界居住区的重要部分已经安装了电话通信网络。并且，用户能够利用电话、或其他通信机、连接到该电话网络的台站进行电话通信。
传统电话网络通常在利用该电话网络实现的电话通信对话的电话终端之间提供电路交换连接形式。当电路交换连接形成时，提供一个专用信道以互连依照电话通信对话来通信的电话终端。即，在整个通信对话期间，一个信道专由该电话终端独家使用。
然而，电话通信不是连续的，实际上是间歇的。由于许多这种电话通信对话的间断的特性，那么通信容量即专用信道没有充分利用该分配的通信容量，即专用信道来完成电话终端之间的电话通信。以传统电话网络形成的完成众多电话通信对话的电路交换连接因此没有有效地使用电话网络的通信容量。
相反，提供共享信道通信的通信方案通常更有效利用了电话、或其他通信网络的通信容量。例如基于分组的通信网络利用共用信道，在其上传递分组格式数据。当使用共用信道时，在单个共用信道上可以实现多于一个的通信对话。由于分组格式数据可以在离散间隔期间传递，那么在分离的时间周期期间可以使用相同的信道传递分组格式数据，以便完成依照单独对话的通信服务。因此与只允许电路交换接续的通信方案对比，能够更有效利用通信网络的通信容量。
标准化的分组格式化协议通常用于形成和发送数据分组。在众多不同类型的通信系统中正式使用一个协议方案、Internet协议(IP)或IP协议来完成众多不同类型的通信服务。类似地已经开发了其他协议方案并被广泛使用。
正在研制中的下一代电话通信系统包括在基于分组通信方案上预测的电话网络。在这样的下一代中，通过使用基于分组的通信、使用IP格式的或其他分组有格式的数据应该能够完全执行电话系统、语音、非语音和多媒体通信业务。
这种新一代电话网络通常包括一个分组数据网络或结构。为完成一个通信业务，在电话网络操作期间形成分组交换信道以允许完成一个通信业务。被称为媒体网关的设备耦合到该分组数据网络中。其中，网关可操作地形成从本地网络到分组数据网络的网关。例如在该网关处执行协议变换，如果需要，以允许从局部网络的数据通信并进入分组数据网络。该媒体网关同样执行语音和编码操作及其他数据操作。
该基于分组的通信系统的操作控制由软交换实体完成，软交换实体功能上形成该基于分组的电话网络一部分，或连接到该分组电话网络。该软交换执行多种通信网络操作，包括该网关的控制连接业务以及基于信令信息和与电话通信对话终端相关的数据库信息的控制呼叫路由选择。
基于分组的电话网络包括各种冗余，诸如使用冗余的软交换机以确保当一个或另一个软交换机局部或全部出现故障时该连续的系统操作应该良好。使用双归属代理来提供该软交换机的至少交替操作，以便在原始的软交换机出现故障时，易于将控制操作转移到一个备份软交换机。
一个代理设备用来分析对一个软交换机或另一个软交换机的请求、询问、和其他信号，使得该消息可以发送到用来通过媒体网关和至少基于分组的电话网络部分来提供会话控制的适当软交换机中。
虽然为此目的使用一个代理是有益的，但在基于分组的电话网络中包含一个归属代理设备提供还未被充分研究的附加的控制可能性。
进一步利用一个归属代理以提高电话网络或提供其他部件优势的任何方式将会是有益的。
从与电话通信系统相关的背景信息来看，本发明的重要改进已经得以进展。
发明内容
因此，本发明有利地提供了装置、和一个相应的方法，通过它们通过在诸如VoP(基于分组的语音通信)网络的一个数字通信网进行通信来提供会话控制。
通过本发明一个实施例的操作，提供了这样一种方式，利用该方式来确定和可选择地实现一个或多个软交换机之间，或用于该数字通信网中的其他控制设备之间的会话控制分配。
在本发明的一个方面中，一个多归属代理提供了以何种方式分配该会话控制的确定。依照一个选取负载平衡方案确定装置负载平衡允许分配给该软交换机的处理负荷是平衡的，或否则以期望方法进行分配。
在本发明另一方面中，响应于后续系统负载的期望值，分配会话控制到包含在VoP电话网络的一个、两个或更多软交换机中。利用单独软交换机通过单独媒体网关的通信分配会话控制功能取决于在该单独媒体网关处的预期负载要求。软交换机的对话控制分配到单独一个媒体网关的控制操作之间的加载平衡是用于平衡该软交换机之中的负载。
软交换机之中的预期负载的电平均衡对该相应的软交换机提供了相等的处理负荷分配。根据媒体网关的预期负载，特定软交换机通过被选数目的媒体网关分配给对话控制。而不需要软交换机到媒体网关的固定连接和不平衡负载分配的潜在可能。因此如果出现局部或全部的软交换机故障，那么实现到另一软交换机或软交换机组的对话控制分配的再分配，由此确保在先前与故障软交换机相关的媒体网关上进行连续的对话控制。
在本发明的另一方面，响应现有负载的测量实现向分离软交换机的对话控制分配确定。随着不同的媒体网关负载的改变，配置分配从而改变。并且交替地响应该分离媒体网关在前的负荷特性的历史测量，在该软交换机之中进行对话控制分配。
在本发明另一方面中，执行负载均衡计算，并且响应该计算，将对话控制功能分配给分离的软交换机。执行该负载均衡计算以便以被选比率平衡该对话控制功能。例如该被选比率可以是一比一，并且可以充分地均衡所有有效软交换机中的对话控制功能。
在一种实现方式中，多归属代理形成独立设备，从功能上和物理上从VoP网络的软交换机分离出来。
在另一种实现方式中，多归属代理的功能包含在一个或更多软交换机中，例如在该网络的几个或所有分配的软交换机中。并且，在一个设备中，通信网络还包括信令集线器，诸如SS7网络的信号转发点(STP)，该多归属代理的部分或所有功能包含在其中。
由此，通过在软交换机中分配对话控制功能分配，软交换机的处理容量可以适当地调整大小，以便以一种分配方式可操作地提供对话功能。如果由于偏差高，对话控制功能需要与软交换机相关的媒体网关组操作时，可以有效地借用其他软交换机的容量，使得能够提供增加的对话控制功能。随着后来通信条件的改变，进一步完成该对话控制功能的再分配。
因此在这些和其他方面，提供了基于分组通信系统的装置和相应方法，该系统具有第一组媒体网关和至少一个第二组媒体网关。该分组的通信系统具有至少可选择地耦合到第一组和第二组媒体网关的一个第一控制设备。并且，该基于分组的通信系统具有同样至少可选择地耦合到第一组和第二组媒体网关的至少一个第二控制器设备。第一控制设备和控制设备可选择地操作以便提供利用一种专用媒体网关完成的通信对话控制。选择在被选周期可操作的第一和第二控制设备可操作地向第一和至少第二组的一个被选媒体网关提供对话控制通信是更为方便的。耦合一个确定装置来接收与利用一个专用媒体网关完成的至少通信相关的通信标记指示。响应于此，该确定装置确定第一和至少第二控制设备的哪个要向被选的媒体网关提供通信对话控制。
附图说明
通过结合简要描绘的附图，从以下本发明详细说明的目前优选实施例和所附权利要求中能够获得本发明更全面的理解和范围。
图1说明一种电话通信系统的功能方框图，该通信系统包括可操作本发明一个实施例的VoP(基于分组的语音通信)电话网络。
图2说明图1中在操作本发明实施例期间表示的电话网络部分的功能方框图。
图3说明一种功能方框图，类似图2所示，这里同样说明本发明一个实施例操作。
图4说明列出本发明一个实施例操作方法之方法步骤的方法流程图。
具体实现方式
首先参考图1，通常以10表示的电话通信系统网络提供通信站之间的通信，这里，连接到电话网络的电话通信站是可操作的。
在该示例设备中，该电话通信系统包括下一代分组数据网络PDN)14。该网络14有时被称为通信系统的通信结构。这里网络14形成VoP(基于分组的语音通信)网络，传递格式化VoP的(基于格式化分组的语音通信)数据。该分组数据网络提供语音数据、非语音数据和不同数据类型组合的通信。通过VoP网络表示任何多种技术和协议。VoIP(基于互联网协议的语音通信)网络、VoATM(基于异步传送模式的语音通信)网络和VToA(基于ATM的语音传送)网络是一个VoP网络的每一示例。
电话网络14包括多个媒体网关16。该媒体网关形成从局部网络到分组数据网络的网关，其中局部网络18作为示例。该媒体网关执行诸如协议变换和语音编码操作的功能。利用不同的一个媒体执行的具体操作取决于耦合到一个专用网关的局部网络和形成到网络14的网关的网关。概括地说，网关16形成接入机制，利用该接入机制，局部网络的电话站能够接入分组数据网络14，由此允许完成内网络通信。
电话网络14进一步包括软交换机18。该软交换机耦合到媒体网关16并向该网关的控制操作操作提供对话控制功能并允许媒体网关的操作。由于软交换机的可操作性是分组数据网络操作必不可少的，以便允许形成通信对话和完成通信服务，该电话网络包括至少一个冗余的软交换机。这里，示出了电话网络包括三个软交换机18、软交换机18-1、18-2、和18-3。
应当注意到，通信系统的单元是从功能上描绘的，图中所示的实现方式作为示例。例如，虽然软交换机18在图中显示为分离的实体，但在其他设备中在别处也实施其功能，例如，通过软交换机提供的呼叫控制和转换信息功能能够以媒体网关处物理上的实施来代替。当然，本发明实施例的操作容易地适于在该软交换机的这种物理功能配置中实施。
媒体网关16至少可选择地耦合到分离的软交换机，由此可选择地允许不同的一个软交换机提供提供对话控制功能以便允许媒体网关的操作。并且这里，在示意三个软交换机的示例设备中，每个媒体网关可选择地耦合到三个软交换机中的每一个。当其中一个软交换机出现故障时，由这个软交换机提供的对话控制功能被传送到另一软交换机中，以便允许该受影响的媒体网关连续操作，以便允许完成通过该网关控制的电话站的通信对话。
在图中，为了说明目的，第一软交换机18被示出为耦合到每个表示为16-1的第一组媒体网关。第二软交换机18-2类似地表示耦合到每个被表示为16-2的第二组媒体网关。并且，第三软交换机18-3表示每个耦合到每个表示为16-3的第三组媒体网关。
在电话网络正常操作期间，虽然分离的软交换机正常地与一组媒体网关相联，通过本发明一个实施例的操作，与具体软交换机相关的媒体网关组没有设置，而是被动态地确定，随着条件的允许而可变。
这里电话网络进一步包括至少可选择地耦合到软交换机18的多归属24。该多归属代理是一个功能实体。这里，在图所示的示例实施方式中，该代理形成功能上和物理上与软交换机分离的物理单元。在其他实施方式中，由多归属代理提供的功能实施在网络的现有实施方式中，诸如在软交换机18或分布在软交换机之中。并且在其他实施方式中，代理用来执行控制操作以便完成在任何地方实施的对软交换机功能的控制。
该多归属代理进行操作以便控制该分离的软交换机18的对话控制功能配置。即，响应一个软交换机的对话控制功能的最优分配确定，这种配置导致被实施。随着通信条件的变化，进行和实施该最优分配的再分配。由此，遍及多归属代理的全部操作提供了对话控制功能动态分布。
该多归属代理24包括依据本发明实施例的功能单元。在该示例性实现方式中，该单元按单元26表示的处理线路执行的算法进行实施。并且如图所示，该代理设备包括一个确定装置28和一个控制信号发生器32。
该确定装置包括，或由一个负载均衡计算器34形成。该确定装置和其形成的负载均衡计算器耦合到线路38的接收输入标记。响应输入标记值，该确定装置操作以便确定软交换机18之中的适当对话控制功能配置。当该确定装置包括负载均衡计算器时，如举例说明的，该计算器操作以便里最佳方式平衡软交换机之中的对话控制功能负载。例如，该最佳的方式是均等分配与对话控制功能相关的处理要求。
由该确定装置产生的确定指示提供到控制信号发生器32。控制信号发生器32可操作地响应由确定装置产生的确定指示，以便为软交换机18的应用产生控制信号，另外开始该对话控制功能的配置。由于提供确定装置的输入标记随电话网络中的通信条件改变而改，那么该确定装置产生的确定也相应改变。并且，由控制信号发生器产生的控制信号同样相应地改变以便导致该功能分配的适当再分配。
响应由对话控制功能分配组成的确定，提供到该确定装置的标记由任何各种型式的标记或其组合而形成。例如，该标记由在专用的一个媒体网关16。处表示预期通信负载值而形成。或者，该标记由处专用的一个媒体网关处表示正在进行的通信负载值而形成。
并且在示例性实施方式中该输入标记同样包括该专用软交换机18的可操作性的指示。如果表示软交换机局部全部不能操作，那么该确定装置排除或者降低分配给这个软交换机或者这些软交换机的对话控制功能。另外，或者替换地，还可以在由确定装置产生的确定中使用输入标记。并且，由负载均衡计算器执行的负载均衡计算允许以任何期望的比率，诸如一比一比率进行负载均衡。当媒体网关处的通信负载条件或其他条件的改变时，执行负载的再分配。
由此，该代理操作以便将电话网络操作期间产生的消息重新路由到适当的软交换机中。如果一个软交换机出现故障，那么执行消息的重新路由以便发送该消息到代替软交换机，以允许电话网络的连续操作。并且，通过本发明一个实施例的操作，响应输入标记表示的电话网络条件，该代理同样将消息重新路由到一组软交换机18中。虽然该软交换机18可以连同分离组的媒体网关一起操作，但如果其中一个软交换机被表示为要处理其它更多的通信业务量，那么应实现系统负载的再分配。
为实现这个操作，软交换机18产生输入标记，并提供给该多归属代理的确定装置。与专用的一个软交换机提供的对话控制功能相关的负载以及这个软交换机的状态被提供给该确定装置。在高负载周期期间，或如果软交换机出现故障，那么完成该对话控制功能的重新配置和再分配。
在图1所示的示例通信系统中，进一步使用业务转移点(STP)42，这里表示为连接到另一电话网络的电路交换机44。电路交换机44同样经由干线网关46耦合到一个软交换机18。在一种实现式方中，同样利用连接到具有代理设备的STP的SS7信令线路48来提供输入标记给多归属代理确定装置28。
图2再举例说明图1所示的通信系统10的电话网络14的部分。此外，该多归属代理24被表示为耦合到多个软交换机18中。软交换机18-1和18-3的连接被表示为耦合到分别由16-1和16-3组形成的多个媒体网关，以便至少在最初对媒体网关提供的通信提供对话控制功能。这里媒体网关16-1表示控制住宅网络区域的网关，网关16-3表示控制商业网区域的网关。
在初始配置中，软交换机18-2进行操作以便卸载(offload)软交换机18-3另外要求执行的对话控制功能。这里，例如对媒体网关之一的呼叫控制由软交换机18-2接管。在营业高峰时间期间，对话控制功能由所有软交换机提供。但是，在非高峰时间期间，例如傍晚或周末时间，通过控制与软交换机18-1相关的某些媒体网关，软交换机18-2卸载软交换机18-1。并且，当在非高峰时间期间负载减轻时，软交换机18-3恢复成控制所有商业媒体网关。该多归属代理控制对话控制功能的这种分配和再分配。
图3的实例表示对话控制功能的无峰值再分配，其中最中心软交换机用来提供住宅媒体网关的某些对话控制功能。
由于处理负荷分配与对话控制功能相关，则软交换机能够更适当地调整大小，即当能够从其它软交换机借用处理容量时，则降低处理容量。
图4举例说明通常以68表示的一种方法，用于将通信对话控制提供到基于分组通信系统的一个被选媒体网关。
首先，如方框72所示，利用专用的一个媒体网关完成的至少与通信相关的通信标记被检测。接着，如方框74所示，响应于该通信标记指示，确定至少第一和至少第二控制设备的哪个要向被选的一个媒体网关提供通信对话控制。
此后，如方框76所示，产生控制信号以便指示第一和至少第二控制设备是否向一个专用媒体网关提供通信对话控制。并且此后，如方框78所示，开始完成该对话控制分配。
由此，通过本发明一个实施例的操作，当使用多归属代理设备的组成时，允许改善电话网络的操作以便动态地分配提供到一个专用软交换机的对话控制功能。
先前的描述是用于实施该发明的优选实例，并且该发明的范围当然不应该受说明书的限制。本发明的范围被所附权利要求所定义。

Claims (20)

1.一种基于分组的通信系统(10)，具有第一组媒体网关(16-1)和至少第二组媒体网关(16-2)，并且该基于分组的通信系统(10)具有第一控制设备(18-1)，该第一控制设备至少可选择地耦合到第一组和第二组媒体网关(16-1，16-2)，和至少第二控制设备(18-2)，该第二控制设备同样至少可选择地耦合到第一组和第二组媒体网关(16-1，16-2)，第一控制设备(18-1)和第二控制设备(18-2))可选择地操作以便到提供利用专用的一个媒体网关完成的通信对话控制，所述基于分组的通信系统(10)的特征在于，装置(24)，用于选择第一和第二控制设备(18-1，18-2)的至少哪个可操作，在选择周期期间，以便向被选的一个第一和至少第二组媒体网关(16-1，16-2)提供通信对话控制，所述装置(24)包含
一个确定装置(28)，被耦合来接收利用专用的一个媒体网关(16)完成的被选的至少通信的通信标记指示，响应于此，所述确定装置(28)用于确定第一和至少第二控制设备(18-1，18-2)中的哪个将向被选的一个媒体网关(16)提供通信对话控制。
2.根据权利要求1所述的装置(24)，进一步包含一个控制信号发生器(32)，其耦合到所述确定装置(28)以便接收所述确定装置(28)产生的确定指示，并耦合到第一和第二控制设备(18-I，18-2)，所述控制信号发生器(32)可操作的响应所述确定装置(28)产生的确定指示，用于产生控制信号，以指示第一和第二控制设备(18-1，18-2)是否提供用于专用的一个媒体网关(16)的对话控制。
3.根据权利要求1所述的装置(24)，其中所述确定装置(28)进一步被耦合以便接收表示专用的一个媒体网关16)预期的对话控制要求的标记，并且其中所述确定装置(28)产生的确定进一步响应表示预期对话控制要求的标记。
4.根据权利要求1所述的装置(24)，其中所述确定装置(28)被进一步耦合，以便接收表示第一控制设备(18-1)可操作状态的标记和表示第二控制设备18-2)可操作状态的标记，并且其中所述确定装置(28)产生的确定进一步响应分别表示第一和第二控制设备(18-1，18-2)可操作状态的标记。
5.根据权利要求1所述的装置(24)，其中依据负载均衡计算产生所述确定装置(28)产生的确定，以便以被选比率平衡分别由第一和第二控制设备(18-1，18-2)提供的对话控制功能。
6.根据权利要求5所述的装置(24)，其中第一和第二控制设备(18-1，18-2)之间的被选负载均衡比率包含一个基本上一比一的比率。
7.根据权利要求1所述的装置(24)，其中控制设备(18-1)包含第一软交换机(18-1)，第二控制设备(18-2)包含第二软交换机(18-2)，用于分配对话控制操作的所述确定装置(28)依据对话控制分配方案和响应通信标记的指示，对第一和第二控制设备(18-1，18-2)执行被选的一个媒体网关(16)的对话控制。
8.根据权利要求7所述的装置(24)，其中至少确定装置(28)的部分被包含在第一软交换机(18-1)和第二软交换机(18-2)至少一个内。
9.根据权利要求7所述的装置(24)，其中通信系统(10)进一步包含形成消息路由器的信号集线器，并且其中至少所述确定装置(28)的一部分在该信号集线器。
10.根据权利要求9所述的装置(24)，其中通信系统(10)进一步包含作为其一部分的一个SS7网络，其中该信号集线器包含信号转发点(STP)(42)，并且其中所述确定装置的至少部分被包含在该信号转发点。
11.根据权利要求1所述的(24)，其中该通信系统包含位于从第一和至少第二控制设备(18-1，18-2)中分离并耦合到第一和至少第二控制设备(18-1，18-2)的代理设备(24)，并且其中所述确定装置(28)的至少一部分被包含在设备中。
12.根据权利要求11所述的装置(24)，代理设备(24)包含一个归属代理，并且其中所述确定装置(28)被包含在该归属代理中。
13.根据权利要求1所述的(24)，其中该至少第二组媒体网关(16-2)包含第二组媒体网关(16-2)并且至少一个第三组媒体网关，其中该至少第二控制设备(18-2)包含第二控制设备(18-2)和至少一个第三控制设备(18-3)，并且其中所述确定装置(28)确定第一、第二和至少第三控制设备的哪个分别和以什么分配方式被提供给通信对话控制。
14.根据权利要求13所述的装置(24)，其中第一组(16-1)、第二组(16-2)和第三组(16-3)形成独立的组。
15.一种在基于分组通信系统中通信的方法，该分组通信系统具有一个第一组媒体网关和至少一个第二组媒体网关，该基于分组的通信系统具有至少可选择地耦合到第一组和第二组媒体网关的第一控制设备以及同样至少可选择地耦合到第一组和第二组的媒体网关的至少一个第二控制设备，第一控制设备和第二控制设备可选择地操作以便提供经由专用的一个媒体网关完成的通信对话控制，所述方法的特征在于，用于选择第一和第二控制设备的方法(68)在被选周期期间可操作，以便提供通信对话控制到第一和至少第二组媒体网关的其中一个被选媒体网关，所述方法(68)包含：
检测(72)与经由专用的一个媒体网关完成的通信至少相关的通信标记指示；和
响应于在所述检测操作期间的指示，确定(74)第一和至少第二控制设备的哪个要向被选的其中一个媒体网关提供通信对话控制。
16.根据权利要求15所述的方法(68)，进一步包含操作：
产生(76)控制信号以便指示第一和至少第二控制设备是否向一个专用媒体网关提供通信对话控制。
17.根据权利要求15所述的方法(68)，其中响应负载均衡计算，产生在所述确定(72)操作期间产生的确定，利用该负载均衡计算，以被选比率平衡分别由第一和第二控制设备提供的对话控制功能。
18.根据权利要求15所述的方法(68)，其中在所述检测(72)操作期间检测的通信标记包含：表示一个专用媒体网关预期对话控制要求的标记。
19.根据权利要求15所述的方法(68)，其中在所述检测(72)操作期间检测的通信标记包含：表示第一控制设备操作状态的标记和表示该至少第二控制设备操作状态的标记。
20.根据权利要求15所述的方法(68)，其中在所述检测(72)操作期间检测的通信标记包含：表示一个专用媒体网关的现有对话控制要求的标记。
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