CN1630383A

CN1630383A - 传送信令消息的方法和设备

Info

Publication number: CN1630383A
Application number: CN200410102168.XA
Authority: CN
Inventors: G·塞罗恩; G·费尔维姆普
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2005-06-22
Also published as: EP1545138A1; US7366276B2; US20050238150A1; DE60303729D1; DE60303729T2; EP1545138B1; ATE319265T1

Abstract

本发明提供了一种用于把SCCP消息传送给实体集中的多个实体之一的新颖方法，包括：接收SCCP消息并从该消息中为该接收的SCCP消息确定通信业务类型；然后把与该接收的SCCP消息有关的总标题翻译成一个目的地实体集；针对所述目的地实体集中的每个实体，确定一个用于在该实体处接收该通信业务类型的消息的最大容许速率，以及确定一个用于将该通信业务类型的消息传送到该实体的当前速率；然后再确定当前速率小于或等于所述最大容许速率的实体的子集；如果该子集包含至少一个实体，则从该子集中选择一个实体并把所述的SCCP消息传送给该被选择的实体。本发明还提供了高级的信令转接点STP。

Description

传送信令消息的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于在通信网中传送信令消息的优化方法和设备。具体地，本发明涉及用于在7号信令系统网中传送信令消息的优化方法和信令转接点。

背景技术

现代通信网通常都承载两种类型的通信业务或数据。第一种是由使用者或用户发送的、或被传送给该使用者或用户的通信业务，这通常由用户来付费。该类型的通信业务以使用者通信业务或用户通信业务而广为人知。第二种是在从网元发送和接收管理数据时由网管应用所引起的通信业务，其以管理通信业务而公知。

在电信中，管理通信业务也以信令通信业务而公知。术语“信令”是指在诸如数据库服务器、本地交换机、中转交换机和用户终端等不同的网元之间交换信令消息。用于传送这种信令消息的众所周知的协议是7号信令系统(SS7)，也被称为7号公共信道信令系统(CCS7)。

国际电信联盟(ITU)在Q.700系列标准中所规定的7号信令系统规定了当今电信网内的所有信令任务。具体地讲，SS7例如规定了：

-基本呼叫建立，管理和拆除；

-增强的呼叫特征，例如呼叫转移、主叫方号码/号码显示，以及三方呼叫；

-记帐和计费；

-用于业务的数据库操作，例如鉴权、漫游、本地号码移植性(LNP)、免费业务和特殊资费业务；

-用于SS7网络及其连接的网络管理；

-与无呼叫有关的信令，允许诸如短消息业务(SMS)和用户对用户信令(UUS)的业务。

7号信令系统形成了一种独立的网络，其中SS7消息通过被称为双向信道的信令链路在网元之间进行交换。信令是在专用信道上带外地进行的，而不是在被预备用于诸如语音等用户通信业务的信道上带内地进行的。与带内信令相比，带外信令提供了：

-更迅速的呼叫建立时间；

-语音电路更有效的利用；以及

-支持智能网(IN)业务，该业务需要在没有语音中断(例如数据库系统)的情况下给网元发送信令。

SS7网络的元素被公知为信令点，每个信令点通过一个信令点代码被唯一地识别。点代码被承载在交换于信令点之间的信令消息中，以便识别每个消息的来源和目的地。每个信令点使用一个路由表来为每个消息选择合适的信令路径。

在SS7网络中有三种信令点：业务交换点(SSP)、信令转接点(STP)和信令控制点(SCP)。

SSP是始发、终止或汇接呼叫的交换机。SSP把信令消息发送给其它SSP以建立、管理和释放被用来完成呼叫的语音电路。SSP也可以给中央数据库(SCP)发送一个请求消息以确定如何路由呼叫(例如免费呼叫)。SCP把应答发送给始发SSP，包括与被拨号码有关的路由号。

信令点之间的网络通信业务可以通过信令转接点(STP)被路由。STP根据包含在SS7消息中的路由信息把每个进站消息路由到出站的信令链路上。由于STP作用为网络集线器，所以其因不需要信令点之间的直接链路而改善了SS7网络的利用。STP可以执行总标题翻译、一个进程，由此从信令消息中的数字确定目的地信令点(例如被拨的800号码、主叫卡号或移动用户识别号)。

SS7采用了一种协议栈，其中把SS7协议的硬件和软件功能划分为被称为“层”的功能抽象。这些层宽松地映射到由国际标准组织(ISO)定义的开放系统互连(OSI)7层模型上。

较低的三层被公知为消息传送部分(MTP)。MTP第一层定义了数字信令链路的物理、电和功能特性。MTP第二层保证经信令链路精确地和端对端地传输消息。MTP第三层在SS7网络中的信令点之间提供消息路由。

在SS7中，功能由所谓的用户部分来提供。一种被广泛应用的用户部分是ISDN用户部分(ISUP)，其定义了被用于建立、管理和释放中继电路的协议，该中继电路承载在终接线路交换机之间(例如在主叫方和被叫方之间)的用户通信业务。在有些国家，由较不完善的电话用户部分(TUP)执行这些任务。

SS7中的另一协议、也即信令连接控制部分(SCCP)提供了无连接的和面向连接的网络业务，而且在MTP第三层之上的总标题翻译(GTT)能力被用作为基于TCAP的业务的传输层。

事务能力应用部分(TCAP)支持利用SCCP无连接业务而经SS7网络在应用之间进行与无电路有关的数据的交换。在SSP和SCP之间发送的询问和应答被承载在TCAP消息中。在移动网络中，TCAP承载在移动交换机和数据库之间发送的移动应用部分(MAP)消息，以便支持用户鉴权、设备识别和漫游。

问题是，在前面SCCP栈内所实现的拥塞控制方法仅仅规定了：如果超过一个链路的带宽或目的地的处理能力，则限制通信业务。利用这种拥塞控制方法，与一个业务有关的高带宽通信业务可能严重地影响其它更重要的业务。

另外，在信令网内传送的信令通令业务要遵守一套复杂的记帐和计费规则，以产生被良好补偿的通信业务类型和更少有用的信令通信业务。有些通信业务类型是必要的，以用于为最优网络性能提供控制信息。因此，网络运营商希望相应地给各种类型的信令通信业务分配优先级，以便保证最佳的网络性能和在良好补偿的通信业务类型与未补偿的通信业务类型之间达到有益的平衡。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种用于传送信令消息的优化方法。

本发明的另一目的是提供一种用于传送信令消息的优化设备。

根据上述目的，本发明提供了一种用于传送SCCP消息的方法，包括以下步骤：

-接收SCCP消息，

-为该接收的SCCP消息确定通信业务类型，

-把与该接收的SCCP消息有关的总标题翻译成一个目的地实体集，其中该目的地实体集包括能处理该通信业务类型的消息的实体，

-针对所述目的地实体集中的每个实体，确定一个用于在该实体处接收该通信业务类型的消息的最大容许速率，以及确定一个用于将该通信业务类型的消息传送到该实体的当前速率，

-确定当前速率小于或等于所述最大容许速率的实体的子集，以及

-如果该子集包含至少一个实体，则从该子集中选择一个实体并把所述的SCCP消息传送给该被选择的实体。

本发明还提供了一种用于在SS7网络中传送信令消息的信令转接点STP，包括：

-用于双向地连接到多个SS7链路上的连接工具，其中每个所述的SS7链路把所述的STP连接到其它SS7实体上，

-用于确定经该SS7链路所接收的SCCP消息的通信业务类型的工具，

-至少一个总标题翻译器，用于把与该接收的消息有关的总标题信息翻译成一个目的地实体集，其中每个目的地实体集包括能处理具体通信业务类型的消息的实体，

-用于针对目的地实体集中的每个实体确定一个用于在该实体处接收该通信业务类型的消息的最大容许速率以及确定一个用于将该通信业务类型的消息传送到该实体的当前速率的工具，

-用于确定当前速率小于或等于所述最大容许速率的实体的子集的工具，以及

-用于从该子体中选择一个实体的工具，和用于把所述的SCCP消息传送给该被选择的实体的工具。

本发明的一个优点在于可根据通信业务类型把SCCP消息传送到实体集或目的地集。通过给每一个实体集中的每个实体分配一个用于接收的通信业务的最大容许速率，以及只将消息传送到当前速率不超过该最大速率的实体，可以为传送SCCP消息实现一种高级的方法，其能够基于通信业务类型按每个实体或目的地来控制该SCCP消息的速率。

在一个优选实施例中，基于对移动应用部分(MAP)的一个参数的评估来确定所说的通信业务类型。更具体地，参数“MAP应用上下文”可以在承载与移动用户有关的信令消息的通信系统中被有效地用来区分几种SCCP消息。与移动用户有关的SCCP通信业务包括漫游通信业务(例如位置更新请求)、短消息业务(SMS)通信业务、和与国际呼叫有关的通信业务。

在该实施例中，本发明为控制不同的通信业务类型提供了有效的手段。因此，在每个输出到信令转换点的SS7链路上，本发明允许一种被最佳平衡的、既保证网络稳定性又保证收入的混合通信业务。例如，本发明可以被用来限制与SMS消息有关的通信业务，以防止SMS通信业务阻塞其它的通信业务。

附图说明

下面以实施例的方式来更详细地讲述本发明，该实施例根据附图更易于被理解。

附图示出了典型SS7网络的示例性部分，包括移动交换中心(MSC)16，该交换中心利用信令链路12、14通过信令转接点(STP)10被连接到国际网关交换机(IGW)18上。

具体实施方式

这种布置使得每个MSC16被连接到每个STP10上。更具体地，第一MSC16A通过第一SS7链路12A被连接到第一STP10A上，以及通过第二SS7链路12B被连接到第二STP10B上。类似地，第二MSC16B通过第三SS7链路12C被连接到第一STP10A上，以及通过第四SS7链路12D被连接到第二STP10B上。

上述布置还规定了每个IGW18到每个STP10的连接。更具体地，第一IGW18A通过第五SS7链路14A被连接到第一STP10A上，以及通过第二SS7链路14B被连接到第二STP10B上。类似地，第二IGW18B通过第七SS7链路14C被连接到第一STP10A上，以及通过第八SS7链路14D被连接到第二STP10B上。

STP10之一或两者被配置用来实现本发明的方法。在STP10处接收到SCCP消息后，对被接收的消息进行分析并提取总标题(GT)数据。如果GT数据足以确定SCCP消息的通信业务类型，则不必进一步分析该SCCP消息。否则可以从SCCP消息获取进一步的信息以允许确定该SCCP消息的通信业务类型。

在本发明的一种实施例中，以下参数从SCCP消息中读取：

-SCCP消息类型，

-SCCP主叫方地址，包括：路由指示符(RI)、信令点代码(SPC)、子系统号码(SSN)，

-GT数据，包括：翻译类型(TT)、编号计划(NP)、地址特性(NA)、GT数字，以及

-SCCP被叫方地址(CdPA)(SPC和SSN)。

在承载与移动用户有关的消息的SS7网络中，还从SCCP消息中读取移动应用部分(MAP)的参数，其被公知为“MAP应用上下文”。

基于这些参数中的一些或全部，确定该消息需要被传送给哪个目的地。目的地可能包括本地的目的地，也即与执行传送的STP10有关的目的地，例如本地SCCP子系统，还包括远程目的地，例如SS7节点16A-B或18A-B之一。

在许多网络布置-包括如图所示的网络布置-当中，两个或多个目的地可以按照冗余的结构进行布置，这对网络业务可用性具有正面的影响。在附图中，例如指向第一IGW18A的事务也可以由第二IGW18B处理，相反亦然。

另外，为了改善系统性能和进一步改善系统可靠性，现代的SS7节点可以包括许多用于执行类似任务的子系统。对SCCP而言，每个这种子系统都是“目的地”。

这些“目的地”被更确切地称为实体，因为SS7中的术语“目的地”传统上是指具有唯一目标点代码(DPC)的节点，其中该代码是MTP第三层的编址方案。但多个SCCP实体可以存在于一个SS7节点内。

SCCP实体被分组成实体集。通常一个实体集包括多个共有一个共同特性的SCCP实体。该共同特性例如可以是用于接收具体SCCP消息、例如具体通信业务类型的消息的能力。

这种确定“消息需要被传送给哪个目的地”的实际处理也被称为总标题翻译(GTT)。在有利的STP10中实现了一种两个步骤的总标题翻译(GTT)处理。第一步骤是总标题的实际翻译，包括以下步骤：

-选择一个GT分区(一个GT分区是能被应用于通信业务类型的GT数据库的一部分)。该步骤包括分析上述SCCP参数中的一些或全部。注意，这些参数中的绝大部分都没有在有关的标准中被考虑。标准要求只包括以下参数：SCCP GT CdPA参数(TT，NP，NA和GT数字)。如果没有识别到匹配的GT分区，则选择一默认分区。

该选择处理例如可能被用来通过相应地选择用于评估的参数而区分通信业务类型。

-搜寻一个可用的GT翻译器。GT翻译器是一个标准SCCP对象。该搜寻采用了如有关标准所建议的以下参数：SCCP被叫方地址，GT翻译类型(TT)，GT编号计划(NP)和GT地址特性(NA)。

对于每个GT分区，最多可以有一个具有具体的TT、NP和NA参数的GT翻译器，以避免不清楚。但一个给定的GT翻译器可以与几个GT分区相关联(例如当两个通信业务类型必须被路由相同的路径时)。如果没找到匹配的GT翻译器，这就表示路由错误。

-识别一个匹配的GT规则。GT规则是另一种标准SCCP对象，其被附加在单个的GT翻译器上。GT规则包含数字信息。这种识别处理包括用从SCCP消息获得的SCCP被叫方地址的数字来匹配GT规则数字信息。通常选择具有最多匹配数字的GT规则。

作为例子考虑以下GT规则：123和1234。对于具有CdPA数字123567的第一个示例性的入站消息，将选择第一个GT规则。对于具有CdPA数字1234567的第二个示例性的入站消息，将选择第二个GT规则(在该情形下，1234比123具有更多的匹配数字)。

作为所述总标题翻译处理的该第一步骤的结果，提供了一种选择以确定可用的几个实体集中的一个合适实体。通常，多个SCCP实体集可以被几个GT规则从任何GT翻译器或GT分区进行参考。因此实体可以出现在几个实体集中。

在附图所示的网络配置中，示例性的第一目的地实体集可以被定义如下：

ES₁＝{IGW₁；IGW₂}，

其中第一IGW18A的第一实体IGW₁，第二IGW18B是第二实体IGW₂。在该实施例中，传输的方向被假定为从MSC16到IGW18。另外还假定，通过上述翻译处理的步骤1，确定所述的第一实体集为用于针对给定的总标题处理第一通信业务类型的合适的实体集。

第二目的地实体集ES₂可以被定义为：

ES₂＝{IGW₁；IGW₂}。

在该实施例中，第二实体集ES₂包括与第一实体集ES₁相同的实体，但假定被确定为用于针对给定的总标题处理第二通信业务类型的合适的实体集。

第三目的地实体集ES₃可以被定义为：

ES₃＝{IGW_1，1；IGW_1，2；IGW_2，1；IGW_2，2}，

其中IGW_1，1和IGW_1，2是第一IGW的子系统，它们都能处理与具体总标题翻译有关的请求。类似地，IGW_2，1和IGW_2，2是第二IGW的子系统，它们也都能处理那种请求。例如，这种配置被证明在以下环境中是有用的：当通过在两个IGW节点18A和18B之间简单地共享负载而不能达到可靠性或性能要求时。在该实施例中，与导致ES₃的总标题翻译有关的第三通信业务可以有更高的优先级或更高的带宽要求，或者两者都有。

注意，出于解释的目的，被假定用于(专门地)确定第一、第二或第三实体集选择的参数是所述的通信业务类型，该类型又可以从多个其它的参数中被计算出。在许多实施当中，可从多个参数-如结合SCCP消息所讲述的参数-获得的其它特性可能影响所述的总标题翻译处理，其中该总标题翻译处理可能得出一个实体集用于每种参数组合。当然，如前面所述，对于有些参数组合，该总标题翻译可能得出一个也与一个或多个其它参数组合相关联的实体集。

作为本发明的一部分，在一个具有创造性的STP中可以把存储介质实施为用于给一个实体集内的每个实体确定最大容许速率的工具。该参数可以在管理上由运营商提供以用于存储在该存储介质中。在一种替代方案中，该最大容许速率与相应的实体一起被存储，并通过信令消息被询问。

注意，作为实际的结论，该最大容许速率可以在一个优选实施例中被用来按每个实体给每个通信业务类型提供一个最大容许速率。这可以通过如此地实施总标题翻译处理来实现，使得第一通信业务类型将由第一实体集处理，第二通信业务类型将由第二实体集处理，等等，如以上实施例中所解释的。

对于示例性的实体集ES_1..3，下面的表格I给出了如何联系最大容许速率的例子(在消息信令单元(MSU)中每秒的最大速率和当前速率)：

表格I

实体集	实体	类型	OpStat	最大速率	当前速率
实体集	实体	类型	OpStat	最大速率	当前速率	ES₁ES₁	IGW₁IGW₂	首要的备用的	可用可用	1000500	800200
ES₂ES₂	IGW₁IGW₂	首要的备用的	拥塞可用	200200	100100	ES₁ES₁	IGW₁IGW₂	首要的备用的	可用可用	1000500	800200
ES₂ES₂	IGW₁IGW₂	首要的备用的	拥塞可用	200200	100100	ES₃ES₃ES₃ES₃	IGW_1，1IGW_1，2IGW_2，1IGW_2，2	首要的首要的备用的备用的	可用不可用不可用阻塞	400200400200	420000

表格I还规定了每个实体的管理上的“类型”或优先级参数，这在该实施例中例如可以是“首要的”或“备用的”以便指示出哪个实体将被首要地选出，以及哪个(哪些)实体作用为热备用。其它的实施还允许其它的优先等级。例如还提供了每个实体的操作状态(OpStat)，其例如可以从SCCP或MTP管理功能获得。如果一个实体不可用或拥塞，则不必向该实体传送消息。其它操作状态可以用于给定的实施。

最后表格I还给出了消息2在当前被发送给一给定实体时的当前速率。

在表格I中以图表形式给出的信息可以按以下方式被应用于创造性的STP当中。例如通过管理在系统数据库中提供类型和最大速率的值以及把实体分组成各个集，而操作状态通过管理功能被连续地监视。例如，当前的速率可以从在STP内执行消息传送功能的处理平台上得到。

该信息现在被输入到全部的总标题翻译处理的步骤2中。该步骤2是把一个经GT翻译的消息路由到一个合适的实体。详细地说，一个合适的实体被选择如下：

-对于实体集中的所有实体，确定哪些实体可用和没有被拥塞。(禁止向不可用的或被拥塞的实体传送消息。)注意，如果在业务被恢复之前例如不可用的或被拥塞的实体从相应的实体集中被删除，则该步骤在实施当中是选择性的。

以下是上述实施例“如果翻译结果是ES₁＝{IGW₁；IGW₂}；如果翻译结果是ES₂＝{IGW₂}；如果翻译结果是ES₃＝{IGW_1，1}；”的结果。

-获得当前的速率。与最大速率进行比较。针对当前速率小于该最大速率的实体创建该实体的子集(可选择性地利用一个也能被计算到该最大速率当中的安全余量)。

针对实施例“如果翻译结果是ES₁＝{IGW₁；IGW₂}；如果翻译结果是ES₂＝{IGW₂}；如果翻译结果是ES₃＝{}(空集)”获得以下的结果。

-如果子集为非空，则选择一个实体。如果子集仅包含一个实体，则将消息传送给该实体。如果子集包括几个实体，则在一种实施例中可以基于与实体有关的优先级进行选择。例如，在子集的多个实体中选择具有最高优先级的那个实体。在具有相同优先级的实体当中，选择一个更远离饱和的实体(也就是说该实体的当前速率与相应的最大速率相比为最小)。

针对实施例“如果翻译结果是ES₁＝{IGW₁}；如果翻译结果是ES₂＝{IGW₂}；如果翻译结果是ES₃＝{}”得到选择处理的最后步骤。

如果子集为空、也即{}，也就是说由于当前没有实体能处理(附加的)通信业务而不能路由该消息，那么，采用某种形式的差错处理。以下策略之一可以被采用：放弃消息并且不给该消息的始发方发送通知，放弃消息并且发送通知，或者把消息返回给始发方。

注意以下步骤的次序是可以互换的：

-确定可用的拥塞状态，以及

-针对当前速率小于最大速率的实体而创建该实体的子集。

两种次序都有其优点，这依赖于当前在STP10中所采用的计算平台，究竟哪种次序被证明是更有利的。

本发明可以被有利地用于管理国际SS7链路。这些链路构成了一种稀有和昂贵的资源。国际SS7链路典型地承载与国际漫游有关的通信业务，更具体地，承载与国际呼叫(例如建立和拆除)、移动管理处理(例如位置更新处理和鉴权)、以及诸如消息传递(例如SMS)等业务有关的通信业务。如果GTT处理被建立以使得国际目的地以实体集中的实体形式出现，而且由GTT根据消息通信业务类型来选择该实体，那么网络运营商就可以获得最佳的混合通信业务以便通过为每个实体合适地分配最大容许速率而使业务可用性和收入都得到最大化。

因此，由本发明的实施例所实现的通信业务类型所特有的速率控制提供了一种手段，以便根据通信业务类型的考虑来精细地调节网络的通信业务控制，而过去的象SCCP拥塞管理等解决方案仅仅是规定了没有考虑通信业务类型的控制。通信业务类型特有的速率控制也可以被用来防止与一个应用有关的通信业务消耗掉所有可用的带宽，这种消耗将导致影响所有应用的网络拥塞。

应该注意的是，上述的网络布置只是示例性的。本发明的方法和设备可被应用到其它的网络布置当中，而不脱离本发明的精神。而且，即便与移动应用有关的消息、业务和协议被用来解释本发明，但应当理解的是，本发明可以应用于所有的SS7信令环境中而不脱离本发明的范围。

Claims

1.用于传递SCCP消息的方法，包括以下步骤：

-接收SCCP消息，

-为该接收的SCCP消息确定通信业务类型，

2.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：若所述的子集不含实体，则丢弃所述的SCCP消息。

3.如权利要求2所述的方法，还包括步骤：将一个指示发送给所述SCCP消息的始发方以指示该SCCP消息被丢弃。

4.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：把所述的SCCP消息返回到所述SCCP消息的始发方。

5.如权利要求1-4之一所述的方法，其中从实体的子集中选择一个实体的步骤包括：

-从一个SCCP管理函数针对所述子集中的每个实体确定一个优先级参数、一个可用状态和一个拥塞状态，以及

-基于该优先级参数在所有可用的和非拥塞的实体中选择一个实体。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述选择一个实体的步骤还包括：在具有如优先级参数所指示的基本相同的优先级的所有可用的和非拥塞的实体当中，选择与所述最大容许速率相比具有最小当前速率的那个实体。

7.如权利要求1-6之一所述的方法，其中所述确定所述接收的消息的通信业务类型的步骤包括：评估一个移动应用部分MAP的应用上下文参数。

8.用于在SS7网络中传送信令消息的信令转换点STP(10)，包括：

-用于双向地连接到多个SS7链路(12，14)上的连接工具，其中每个所述的SS7链路把所述的STP(10)连接到其它SS7实体(16，18)上，

-至少一个总标题翻译器，用于把与该接收的消息有关的总标题信息翻译成目的地实体集，其中每个目的地实体集包括能处理具体通信业务类型的消息的实体，

-用于针对目的地实体集中的每个实体(16，18)确定一个用于在该实体处接收该通信业务类型的消息的最大容许速率以及确定一个用于将该通信业务类型的消息传送到该实体的当前速率的工具，

-用于从该子集中选择一个实体的工具，和用于把所述SCCP消息传送给该被选择的实体的工具。

9.如权利要求8所述的STP，其中所述从实体的子集中选择一个实体的工具包括：

-用于从一个SCCP管理函数针对所述子集中的每个实体确定一个优先级参数、一个可用状态和一个拥塞状态的工具，以及

-用于基于该优先级参数在所有可用的和非拥塞的实体中选择一个实体的工具。

10.如权利要求9所述的STP，还包括用于在具有优先级参数所指示的基本相同的优先级的所有可用的和非拥塞的实体当中选择与所述最大容许速率相比具有最小当前速率的那个实体的工具。

11.如权利要求8-10之一所述的STP，还包括用于从一个移动应用部分MAP的应用上下文参数中确定所接收的SCCP消息的通信业务类型的工具。