CN1561138A - 分布式呼叫处理系统中的呼叫同抢消除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分布式呼叫处理系统中的呼叫同抢消除方法，定义了两个状态：S0表示未收到呼叫请求，S1表示已为本端呼叫分配资源，S0状态下，本端为呼叫分配资源成功并向远端申请资源后，迁入S1，否则保持为S0；S1状态下，收到远端对本端呼叫资源请求的响应时，如获得资源，接纳本端呼叫，否则释放本端呼叫，均迁入S0，收到远端呼叫的资源请求时，可分配资源时，保持为S1，否则在远端呼叫优先级高且释放本端呼叫后可为其分配资源时，释放本端呼叫，为远端呼叫分配资源并返回响应，迁入S0，否则拒绝远端呼叫，保持为S1状态。本发明消除了呼叫同抢，不会降低呼叫处理的效率，并实现了对高优先级呼叫的优先处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种通信领域中的呼叫处理方法，尤其涉及一种分布式呼叫处理系统中呼叫同抢的消除方法。
背景技术
在现有的信令子系统中，集中式处理是一种常用的呼叫处理方式。集中式呼叫处理的优点是呼叫建立所需的所有资源在一个处理器上进行分配，控制简单，而且可以避免在多个处理器上进行资源分配时可能发生的呼叫同抢现象，但是由于集中式呼叫处理是线性操作，不能并发处理，所以其呼叫处理能力比较低。而分布式呼叫处理可以并发操作，由系统内的多个处理器同时处理来自不同端口的呼叫请求，所以其呼叫处理能力比集中式处理要高很多，但是分布式呼叫处理也不可避免的带来了呼叫同抢问题。
呼叫同抢的发生基于以下三个前提条件：A、分布式系统；B、两个呼叫请求分别同时到达各自的处理模块，又同时要求对端模块的资源；C、两个处理模块上的剩余资源中至少有一个小于两个呼叫请求的资源之和，但都可以接纳其中任一呼叫。
以图1所示的系统为例，RR1和RR2分别表示模块M1和M2上的剩余资源，C1x和C2y分别表示来自M1和M2的P1x和P2y端口上的呼叫请求。若C1x和C2y呼叫请求的资源分别是R1x和R1y，则前提C可以表示成式(1)：
max(R1x，R1y)≤min(RR1，RR2)＜R1x+R1y (1)
如果C1x和C2y同时到达M1和M2，那么虽然这时C1x和C2y有一个呼叫应该可以接纳，但事实上，由于每个呼叫都在入口模块上先分配了本端资源，从而导致对端来的呼叫都被本端拒绝。如果这两个呼叫请求不断要求建立，则这个现象会不停地持续下去，并且如果两个呼叫请求的优先级不一致的时候，高优先级的呼叫会受到低优先级呼叫的干扰。
目前一些系统中采用资源集中式管理的方法来消除呼叫同抢，但是这样会降低呼叫的处理效率。在ATM(异步传输模式)网络中，信令系统标准遵循ITU-T的Q.2931系列协议或是ATM论坛的UNI/NNI(用户网络接口/网络网络接口)系列协议，但是这些协议都未提出对呼叫同抢的解决方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种分布式呼叫处理系统中的呼叫同抢消除方法，不会降低呼叫处理的效率，同时解决了呼叫同抢问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种分布式呼叫处理系统中的呼叫同抢消除方法，其特点是：
在各处理模块中定义两个呼叫同抢状态机状态：S0：表示未收到呼叫请求，及S1：表示已经为本端呼叫分配了资源，并将该呼叫同抢状态机嵌入标准状态机，构成双状态机模型；
在S0状态下，所述处理模块按以下方式执行操作：呼叫到达本端模块后，本端模块为其分配资源，如果分配资源成功，为本端呼叫向远端模块申请资源，同时将呼叫状态由S0迁入S1；如果分配资源不成功，拒绝呼叫并保持呼叫状态为S0；
在S1状态下，所述处理模块按以下方式执行操作：
如果本端模块收到远端模块对本端呼叫资源请求的响应，判断是否在远端模块获得资源，如果是，接纳本端呼叫，同时将呼叫状态由S1迁入S0，如果未获得资源，则释放本端呼叫，同时将呼叫状态由S1迁入S0；
如果本端模块收到远端呼叫对本端模块的资源请求，如果能满足该资源请求，为其分配资源并返回响应，保持呼叫状态为S1；如果不能满足，在远端呼叫的优先级高于本端呼叫且释放本端呼叫资源后可满足远端呼叫资源请求时，释放本端呼叫，为远端呼叫分配资源并返回响应，同时将呼叫状态迁入S0，如果释放本端呼叫资源后还不能满足远端呼叫资源请求时，拒绝远端呼叫并返回响应，保持呼叫状态为S1。
在ATM网络中，所述优先级的高低可按以下方法确认：首先按服务质量等级排序，从高到低依次为：恒定比特率、实时可变比特率、非实时可变比特率、可用比特率、未指定比特率；当服务质量等级相同时，优先通过资源要求小的呼叫；如果服务质量等级和资源要求都相同，则优先通过端口的全局索引小的端口发起的呼叫。
所述处理模块可采用呼叫优先级动态队列来保存多个进行中的呼叫，当呼叫同抢发生时，按优先级由低至高的顺序，按所述S1状态下的操作方法依次处理队列中的呼叫。这样，当队列中的一个呼叫产生资源问题时，可以优先拒绝低优先级的呼叫，提高处理效率。
上述方法中，在S1状态下，在释放本端呼叫资源后可满足远端呼叫资源请求且远端呼叫的优先级低于本端呼叫时，可以拒绝远端呼叫并返回响应，保持呼叫状态为S1；或者等收到远端对本端呼叫资源请求的呼应后，如果获得资源，拒绝远端呼叫并返回响应，接纳本端呼叫，同时将呼叫状态迁入S0；如果没有获得资源，释放本端呼叫，为远端呼叫分配资源并返回响应，同时将状态机迁入S0。后一种方法在远端呼叫优先级低且本端能够满足其资源请求，同时远端无法满足本端呼叫的资源请求时，可以接纳远端呼叫。
由上可知，本发明通过执行以呼叫优先级顺序处理为基础的有限状态机，仍然采用分布式资源管理的方式，有效解决了信令系统中的呼叫同抢问题，不会降低呼叫处理的效率。同时实现了对高优先级的呼叫优先处理，使呼叫处理具备了服务质量(QoS)特性，充分利用了有限的网络资源。
附图说明
图1是两个处理模块构成的系统中发生呼叫同抢的示意图。
图2是本发明实施例ATM节点上呼叫同抢发生的情形。
图3是本发明实施例ATM节点上嵌入呼叫同抢状态机的呼叫发生流程。
图4是本发明实施例ATM节点上嵌入呼叫同抢状态机的呼叫接纳流程。
图5是本发明实施例一个呼叫优先级动态队列示意图。
具体实施方式
本发明是通过执行以呼叫优先级顺序处理为基础的有限状态机，来实现对高优先级的呼叫优先处理，同时消除呼叫同抢。首先定义了两个呼叫同抢状态机状态：S0、S1；，其含义如下：
S0-NULL状态：表示模块未收到呼叫请求；
S1-ALLOCATED状态：表示模块已经为到达本模块的呼叫分配了资源。
下面以宽带网络信令系统的网络侧处理过程为例，结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的描述。
如图2所示的ATM节点上，ATM交换机两侧分别与线路接口卡1和线路接口卡2连接，呼叫1和呼叫2的SETUP消息分别同时到达线路接口卡1和线路接口卡2。
根据Q.2931的呼叫处理流程，当呼叫发生时，如果本地可以为呼叫分配资源，则将呼叫状态由零状态(N0)迁至出呼叫状态(N3)。在这个标准状态机内，将本发明的呼叫同抢状态机嵌入，构成双状态机模型。在接收SETUP消息前，呼叫状态为N0+S0，在标准呼叫状态由N0迁至N3时，同时将S0状态跃迁入S1。
线路接口卡1对呼叫1的呼叫发生处理流程(即S0状态下的处理流程)如图3所示，包括以下步骤，
步骤110，接收到SETUP消息后，先进行解码，如果成功，执行下一步，否则执行步骤150；
步骤120，进行呼叫接纳控制(CAC)，如果成功，执行下一步，否则执行步骤150；
步骤130，分配虚通路标识符/虚通道标识符(VPI/VCI)，如果成功，执行下一步，否则执行步骤150；
步骤140，向线路接口卡2申请资源，将状态机迁到N3+S1，结束。
步骤150，释放呼叫，保持状态机为N0+S0，结束。
本实施例的CAC算法使用等效资源算法，对不同QoS等级的呼叫，所占用的资源大小不同，对QoS等级高的呼叫分配更多的等效资源；而VPI、VCI分配方法，则采用静态数组模拟静态链表的方法来实现，通过设置链表中的0/1标志，标志VPI/VCI资源是否可用；
与此同时，线路接口卡2对呼叫2执行同样的操作，只是在步骤140中是向线路接口卡1申请资源。
当线路接口卡1和2上的剩余资源，呼叫1和2申请的资源满足式(1)的关系，即两个线路接口卡上的剩余资源中至少有一个小于两个呼叫请求的资源之和，但都可以接纳其中任一呼叫时，就可能发生同抢了。
在线路接口卡的呼叫接纳过程中，同样将呼叫同抢状态机嵌入标准状态机，构成双状态机模型。在出呼叫状态，当前状态机为N1+S1。
下面仍以线路接口卡1的呼叫接纳流程(即S1状态下的处理流程)为例，说明本实施例消除呼叫同抢的方法，如图4所示，包括以下步骤：
步骤210，本端模块(指线路接口卡1)首先收到远端模块(指线路接口卡2)对本端呼叫(指呼叫1)的资源请求响应；
步骤220，判断是否在远端模块获得资源，如果是，执行步骤230，否则执行步骤240；
步骤230，发出本端呼叫的连接消息，将状态机迁入N10+S0，结束。N10表示已接纳了本端呼叫，本端呼叫进入稳定状态；
步骤240，释放本端呼叫，将状态机迁入N0+S0，结束；
步骤310，本端模块首先收到了远端呼叫(指呼叫2)对本端模块的资源请求；
步骤320，判断本端的剩余资源是否满足远端呼叫的要求，如果是，认为同抢未发生，执行步骤380，否则，执行下一步；
步骤330，判断远端呼叫的优先级是否高于本端呼叫，如果是，执行下一步，否则，执行步骤370；
步骤340，判断释放了本端呼叫后，本端剩余资源是否能满足远端呼叫，如果是，执行下一步，否则，执行步骤370；
步骤350，释放本端呼叫资源并清除本端呼叫；
步骤360，为远端呼叫分配资源并返回响应消息，将状态机迁入N0+S0，结束；
步骤370，拒绝远端呼叫并返回响应消息，保持状态机为N3+S1，结束；
步骤380，为远端呼叫分配资源，保持状态机为N3+S1，结束。
在步骤330中，可以使用如下规定的优先级算法：
首先按服务质量(QoS)等级排序，例如CBR(恒定比特率)＞rtVBR(实时可变比特率)＞nrtVBR(非实时可变比特率)＞ABR(可用比特率)＞UBR(未指定比特率)；
当QoS等级相同时，则优先通过资源要求小的呼叫；
如果两个呼叫QoS等级和资源要求都相同，则根据端口的全局索引来排序，优先通过端口的全局索引小的端口发起的呼叫。
如果是在IP网络中，可以利用IP报文的TOS字段确定优先级。
线路接口卡2上的呼叫接纳流程与线路接口卡1相同，只是本端、远端模块和本端、远端呼叫的含义不同。结合两个线路卡的处理，可以看出，在呼叫同抢发生时，假设呼叫1的优先级高于呼叫2，则线路接口卡1会运行到步骤370，拒绝呼叫2的资源请求，同时，线路接口卡2会运行到步骤360，释放掉呼叫2的资源，为呼叫1分配资源并返回响应；接下来，线路接口卡1收到线路接口卡2为呼叫1分配资源的响应后，就会发出呼叫1的连接消息，从而最终接纳呼叫1，释放呼叫2。反过来，如果呼叫1的优先级低于呼叫2，则会接纳呼叫2，释放呼叫1，从而实现了在呼叫同抢发生时，消除了呼叫同抢，并对高优先级呼叫优先处理。
在一个模块中可能同时存在多个进行中的呼叫，即未达到稳定状态N10的呼叫，本发明实施例建立了一个呼叫优先级动态队列来保存进行中的呼叫，如图5所示，当呼叫发生时，根据呼叫的QoS等级的，按照UBR、ABR、nrtVBR、rtVBR、CBR的顺序由低到高排序，并将呼叫入队。当呼叫同抢发生时，按优先级由低至高的顺序，按照上述的呼叫状态机处理过程依次处理呼叫，这样，当队列中的一个呼叫产生资源问题时，优先拒绝低优先级的呼叫，可以提高处理效率。当呼叫完成时，将呼叫从队列中出队。
在上述实施例的基础上，还可以做一些变换，例如，在实施例步骤320中本端资源不能满足远端呼叫之后，执行以下步骤：
判断释放了本端呼叫后，本端剩余资源是否能满足远端呼叫，如果不能，拒绝远端呼叫并返回响应消息，保持状态机为N3+S1，结束；如果能，执行下一步；
判断远端呼叫的优先级是否高于本端呼叫，如果是，释放本端呼叫，为远端呼叫分配资源并返回响应消息，将状态机迁入N0+S0；如果远端呼叫优先级低，执行下一步；
等收到远端模块对本端呼叫的资源请求响应后，如果获得资源，再拒绝远端呼叫并返回响应消息，发出本端呼叫的连接消息，同时将状态迁入N10+S0；如果没有获得资源，释放本端呼叫，为远端呼叫分配资源并返回响应消息，同时将状态机迁入N0+S0。
上述步骤和实施例的区别在于，当远端呼叫优先级低且本端能够满足其资源请求，同时远端无法满足本端呼叫的资源请求时，可以接纳远端呼叫。而按实施例流程，会将远端呼叫和本端呼叫均拒绝掉。但两种方法，均可以在满足式(1)条件的呼叫同抢发生时，消除呼叫同抢。
Claims (4)
1、一种分布式呼叫处理系统中的呼叫同抢消除方法，其特征在于：
在各处理模块中定义两个呼叫同抢状态机状态：S0：表示未收到呼叫请求，及S1：表示已经为本端呼叫分配了资源，并将该呼叫同抢状态机嵌入标准状态机，构成双状态机模型；
在S0状态下，所述处理模块按以下方式执行操作：呼叫到达本端模块后，本端模块为其分配资源，如果分配资源成功，为本端呼叫向远端模块申请资源，同时将呼叫状态由S0迁入S1；如果分配资源不成功，拒绝呼叫并保持呼叫状态为S0；
在S1状态下，所述处理模块按以下方式执行操作：
如果本端模块收到远端模块对本端呼叫资源请求的响应，判断是否在远端模块获得资源，如果是，接纳本端呼叫，同时将呼叫状态由S1迁入S0，如果未获得资源，则释放本端呼叫，同时将呼叫状态由S1迁入S0；
如果本端模块收到远端呼叫对本端模块的资源请求，如果能满足该资源请求，为其分配资源并返回响应，保持呼叫状态为S1；如果不能满足，在远端呼叫的优先级高于本端呼叫且释放本端呼叫资源后可满足远端呼叫资源请求时，释放本端呼叫，为远端呼叫分配资源并返回响应，同时将呼叫状态迁入S0，如果释放本端呼叫资源后还不能满足远端呼叫资源请求时，拒绝远端呼叫并返回响应，保持呼叫状态为S1。
2、如权利要求1所述的呼叫同抢消除方法，其特征在于，在ATM网络中，所述优先级的高低按以下方法确认：
首先按服务质量等级排序，从高到低依次为：恒定比特率、实时可变比特率、非实时可变比特率、可用比特率、未指定比特率；当服务质量等级相同时，优先通过资源要求小的呼叫；如果服务质量等级和资源要求都相同，则优先通过端口的全局索引小的端口发起的呼叫。
3、如权利要求1或2所述的呼叫同抢消除方法，其特征在于，所述处理模块采用呼叫优先级动态队列来保存多个进行中的呼叫，当呼叫同抢发生时，按优先级由低至高的顺序，按所述S1状态下的操作方法依次处理队列中的呼叫。
4、如权利要求1所述的呼叫同抢消除方法，其特征在于，在S1状态下，在释放本端呼叫资源后可满足远端呼叫资源请求且远端呼叫的优先级低于本端呼叫时，拒绝远端呼叫并返回响应，保持呼叫状态为S1；或者等收到远端对本端呼叫资源请求的呼应后，如果获得资源，拒绝远端呼叫并返回响应，接纳本端呼叫，同时将呼叫状态迁入S0；如果没有获得资源，释放本端呼叫，为远端呼叫分配资源并返回响应，同时将状态机迁入S0。
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