分布式呼叫處理系統中的呼叫同搶消除方法
2023-12-07 18:57:56 1
專利名稱：分布式呼叫處理系統中的呼叫同搶消除方法
技術領域：
本發明涉及一種通信領域中的呼叫處理方法，尤其涉及一種分布式呼叫處理系統中呼叫同搶的消除方法。
背景技術：
在現有的信令子系統中，集中式處理是一種常用的呼叫處理方式。集中式呼叫處理的優點是呼叫建立所需的所有資源在一個處理器上進行分配，控制簡單，而且可以避免在多個處理器上進行資源分配時可能發生的呼叫同搶現象，但是由於集中式呼叫處理是線性操作，不能並發處理，所以其呼叫處理能力比較低。而分布式呼叫處理可以並發操作，由系統內的多個處理器同時處理來自不同埠的呼叫請求，所以其呼叫處理能力比集中式處理要高很多，但是分布式呼叫處理也不可避免的帶來了呼叫同搶問題。
呼叫同搶的發生基於以下三個前提條件A、分布式系統；B、兩個呼叫請求分別同時到達各自的處理模塊，又同時要求對端模塊的資源；C、兩個處理模塊上的剩餘資源中至少有一個小於兩個呼叫請求的資源之和，但都可以接納其中任一呼叫。
以圖1所示的系統為例，RR1和RR2分別表示模塊M1和M2上的剩餘資源，C1x和C2y分別表示來自M1和M2的P1x和P2y埠上的呼叫請求。若C1x和C2y呼叫請求的資源分別是R1x和R1y，則前提C可以表示成式(1)max(R1x，R1y)≤min(RR1，RR2)＜R1x+R1y(1)如果C1x和C2y同時到達M1和M2，那麼雖然這時C1x和C2y有一個呼叫應該可以接納，但事實上，由於每個呼叫都在入口模塊上先分配了本端資源，從而導致對端來的呼叫都被本端拒絕。如果這兩個呼叫請求不斷要求建立，則這個現象會不停地持續下去，並且如果兩個呼叫請求的優先級不一致的時候，高優先級的呼叫會受到低優先級呼叫的幹擾。
目前一些系統中採用資源集中式管理的方法來消除呼叫同搶，但是這樣會降低呼叫的處理效率。在ATM(異步傳輸模式)網絡中，信令系統標準遵循ITU-T的Q.2931系列協議或是ATM論壇的UNI/NNI(用戶網絡接口/網絡網絡接口)系列協議，但是這些協議都未提出對呼叫同搶的解決方法。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種分布式呼叫處理系統中的呼叫同搶消除方法，不會降低呼叫處理的效率，同時解決了呼叫同搶問題。
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種分布式呼叫處理系統中的呼叫同搶消除方法，其特點是在各處理模塊中定義兩個呼叫同搶狀態機狀態S0表示未收到呼叫請求，及S1表示已經為本端呼叫分配了資源，並將該呼叫同搶狀態機嵌入標準狀態機，構成雙狀態機模型；在S0狀態下，所述處理模塊按以下方式執行操作呼叫到達本端模塊後，本端模塊為其分配資源，如果分配資源成功，為本端呼叫向遠端模塊申請資源，同時將呼叫狀態由S0遷入S1；如果分配資源不成功，拒絕呼叫並保持呼叫狀態為S0；在S1狀態下，所述處理模塊按以下方式執行操作如果本端模塊收到遠端模塊對本端呼叫資源請求的響應，判斷是否在遠端模塊獲得資源，如果是，接納本端呼叫，同時將呼叫狀態由S1遷入S0，如果未獲得資源，則釋放本端呼叫，同時將呼叫狀態由S1遷入S0；如果本端模塊收到遠端呼叫對本端模塊的資源請求，如果能滿足該資源請求，為其分配資源並返迴響應，保持呼叫狀態為S1；如果不能滿足，在遠端呼叫的優先級高於本端呼叫且釋放本端呼叫資源後可滿足遠端呼叫資源請求時，釋放本端呼叫，為遠端呼叫分配資源並返迴響應，同時將呼叫狀態遷入S0，如果釋放本端呼叫資源後還不能滿足遠端呼叫資源請求時，拒絕遠端呼叫並返迴響應，保持呼叫狀態為S1。
在ATM網絡中，所述優先級的高低可按以下方法確認首先按服務質量等級排序，從高到低依次為恆定比特率、實時可變比特率、非實時可變比特率、可用比特率、未指定比特率；當服務質量等級相同時，優先通過資源要求小的呼叫；如果服務質量等級和資源要求都相同，則優先通過埠的全局索引小的埠發起的呼叫。
所述處理模塊可採用呼叫優先級動態隊列來保存多個進行中的呼叫，當呼叫同搶發生時，按優先級由低至高的順序，按所述S1狀態下的操作方法依次處理隊列中的呼叫。這樣，當隊列中的一個呼叫產生資源問題時，可以優先拒絕低優先級的呼叫，提高處理效率。
上述方法中，在S1狀態下，在釋放本端呼叫資源後可滿足遠端呼叫資源請求且遠端呼叫的優先級低於本端呼叫時，可以拒絕遠端呼叫並返迴響應，保持呼叫狀態為S1；或者等收到遠端對本端呼叫資源請求的呼應後，如果獲得資源，拒絕遠端呼叫並返迴響應，接納本端呼叫，同時將呼叫狀態遷入S0；如果沒有獲得資源，釋放本端呼叫，為遠端呼叫分配資源並返迴響應，同時將狀態機遷入S0。後一種方法在遠端呼叫優先級低且本端能夠滿足其資源請求，同時遠端無法滿足本端呼叫的資源請求時，可以接納遠端呼叫。
由上可知，本發明通過執行以呼叫優先級順序處理為基礎的有限狀態機，仍然採用分布式資源管理的方式，有效解決了信令系統中的呼叫同搶問題，不會降低呼叫處理的效率。同時實現了對高優先級的呼叫優先處理，使呼叫處理具備了服務質量(QoS)特性，充分利用了有限的網絡資源。
圖1是兩個處理模塊構成的系統中發生呼叫同搶的示意圖。
圖2是本發明實施例ATM節點上呼叫同搶發生的情形。
圖3是本發明實施例ATM節點上嵌入呼叫同搶狀態機的呼叫發生流程。
圖4是本發明實施例ATM節點上嵌入呼叫同搶狀態機的呼叫接納流程。
圖5是本發明實施例一個呼叫優先級動態隊列示意圖。
具體實施例方式
本發明是通過執行以呼叫優先級順序處理為基礎的有限狀態機，來實現對高優先級的呼叫優先處理，同時消除呼叫同搶。首先定義了兩個呼叫同搶狀態機狀態S0、S1；，其含義如下S0-NULL狀態表示模塊未收到呼叫請求；S1-ALLOCATED狀態表示模塊已經為到達本模塊的呼叫分配了資源。
下面以寬帶網絡信令系統的網絡側處理過程為例，結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步的描述。
如圖2所示的ATM節點上，ATM交換機兩側分別與線路接口卡1和線路接口卡2連接，呼叫1和呼叫2的SETUP消息分別同時到達線路接口卡1和線路接口卡2。
根據Q.2931的呼叫處理流程，當呼叫發生時，如果本地可以為呼叫分配資源，則將呼叫狀態由零狀態(N0)遷至出呼叫狀態(N3)。在這個標準狀態機內，將本發明的呼叫同搶狀態機嵌入，構成雙狀態機模型。在接收SETUP消息前，呼叫狀態為N0+S0，在標準呼叫狀態由N0遷至N3時，同時將S0狀態躍遷入S1。
線路接口卡1對呼叫1的呼叫發生處理流程(即S0狀態下的處理流程)如圖3所示，包括以下步驟，步驟110，接收到SETUP消息後，先進行解碼，如果成功，執行下一步，否則執行步驟150；步驟120，進行呼叫接納控制(CAC)，如果成功，執行下一步，否則執行步驟150；步驟130，分配虛通路標識符/虛通道標識符(VPI/VCI)，如果成功，執行下一步，否則執行步驟150；步驟140，向線路接口卡2申請資源，將狀態機遷到N3+S1，結束。
步驟150，釋放呼叫，保持狀態機為N0+S0，結束。
本實施例的CAC算法使用等效資源算法，對不同QoS等級的呼叫，所佔用的資源大小不同，對QoS等級高的呼叫分配更多的等效資源；而VPI、VCI分配方法，則採用靜態數組模擬靜態鍊表的方法來實現，通過設置鍊表中的0/1標誌，標誌VPI/VCI資源是否可用；與此同時，線路接口卡2對呼叫2執行同樣的操作，只是在步驟140中是向線路接口卡1申請資源。
當線路接口卡1和2上的剩餘資源，呼叫1和2申請的資源滿足式(1)的關係，即兩個線路接口卡上的剩餘資源中至少有一個小於兩個呼叫請求的資源之和，但都可以接納其中任一呼叫時，就可能發生同搶了。
在線路接口卡的呼叫接納過程中，同樣將呼叫同搶狀態機嵌入標準狀態機，構成雙狀態機模型。在出呼叫狀態，當前狀態機為N1+S1。
下面仍以線路接口卡1的呼叫接納流程(即S1狀態下的處理流程)為例，說明本實施例消除呼叫同搶的方法，如圖4所示，包括以下步驟步驟210，本端模塊(指線路接口卡1)首先收到遠端模塊(指線路接口卡2)對本端呼叫(指呼叫1)的資源請求響應；步驟220，判斷是否在遠端模塊獲得資源，如果是，執行步驟230，否則執行步驟240；步驟230，發出本端呼叫的連接消息，將狀態機遷入N10+S0，結束。N10表示已接納了本端呼叫，本端呼叫進入穩定狀態；步驟240，釋放本端呼叫，將狀態機遷入N0+S0，結束；步驟310，本端模塊首先收到了遠端呼叫(指呼叫2)對本端模塊的資源請求；步驟320，判斷本端的剩餘資源是否滿足遠端呼叫的要求，如果是，認為同搶未發生，執行步驟380，否則，執行下一步；步驟330，判斷遠端呼叫的優先級是否高於本端呼叫，如果是，執行下一步，否則，執行步驟370；步驟340，判斷釋放了本端呼叫後，本端剩餘資源是否能滿足遠端呼叫，如果是，執行下一步，否則，執行步驟370；步驟350，釋放本端呼叫資源並清除本端呼叫；步驟360，為遠端呼叫分配資源並返迴響應消息，將狀態機遷入N0+S0，結束；步驟370，拒絕遠端呼叫並返迴響應消息，保持狀態機為N3+S1，結束；步驟380，為遠端呼叫分配資源，保持狀態機為N3+S1，結束。
在步驟330中，可以使用如下規定的優先級算法首先按服務質量(QoS)等級排序，例如CBR(恆定比特率)＞rtVBR(實時可變比特率)＞nrtVBR(非實時可變比特率)＞ABR(可用比特率)＞UBR(未指定比特率)；當QoS等級相同時，則優先通過資源要求小的呼叫；如果兩個呼叫QoS等級和資源要求都相同，則根據埠的全局索引來排序，優先通過埠的全局索引小的埠發起的呼叫。
如果是在IP網絡中，可以利用IP報文的TOS欄位確定優先級。
線路接口卡2上的呼叫接納流程與線路接口卡1相同，只是本端、遠端模塊和本端、遠端呼叫的含義不同。結合兩個線路卡的處理，可以看出，在呼叫同搶發生時，假設呼叫1的優先級高於呼叫2，則線路接口卡1會運行到步驟370，拒絕呼叫2的資源請求，同時，線路接口卡2會運行到步驟360，釋放掉呼叫2的資源，為呼叫1分配資源並返迴響應；接下來，線路接口卡1收到線路接口卡2為呼叫1分配資源的響應後，就會發出呼叫1的連接消息，從而最終接納呼叫1，釋放呼叫2。反過來，如果呼叫1的優先級低於呼叫2，則會接納呼叫2，釋放呼叫1，從而實現了在呼叫同搶發生時，消除了呼叫同搶，並對高優先級呼叫優先處理。
在一個模塊中可能同時存在多個進行中的呼叫，即未達到穩定狀態N10的呼叫，本發明實施例建立了一個呼叫優先級動態隊列來保存進行中的呼叫，如圖5所示，當呼叫發生時，根據呼叫的QoS等級的，按照UBR、ABR、nrtVBR、rtVBR、CBR的順序由低到高排序，並將呼叫入隊。當呼叫同搶發生時，按優先級由低至高的順序，按照上述的呼叫狀態機處理過程依次處理呼叫，這樣，當隊列中的一個呼叫產生資源問題時，優先拒絕低優先級的呼叫，可以提高處理效率。當呼叫完成時，將呼叫從隊列中出隊。
在上述實施例的基礎上，還可以做一些變換，例如，在實施例步驟320中本端資源不能滿足遠端呼叫之後，執行以下步驟判斷釋放了本端呼叫後，本端剩餘資源是否能滿足遠端呼叫，如果不能，拒絕遠端呼叫並返迴響應消息，保持狀態機為N3+S1，結束；如果能，執行下一步；判斷遠端呼叫的優先級是否高於本端呼叫，如果是，釋放本端呼叫，為遠端呼叫分配資源並返迴響應消息，將狀態機遷入N0+S0；如果遠端呼叫優先級低，執行下一步；等收到遠端模塊對本端呼叫的資源請求響應後，如果獲得資源，再拒絕遠端呼叫並返迴響應消息，發出本端呼叫的連接消息，同時將狀態遷入N10+S0；如果沒有獲得資源，釋放本端呼叫，為遠端呼叫分配資源並返迴響應消息，同時將狀態機遷入N0+S0。
上述步驟和實施例的區別在於，當遠端呼叫優先級低且本端能夠滿足其資源請求，同時遠端無法滿足本端呼叫的資源請求時，可以接納遠端呼叫。而按實施例流程，會將遠端呼叫和本端呼叫均拒絕掉。但兩種方法，均可以在滿足式(1)條件的呼叫同搶發生時，消除呼叫同搶。
權利要求
1.一種分布式呼叫處理系統中的呼叫同搶消除方法，其特徵在於在各處理模塊中定義兩個呼叫同搶狀態機狀態S0表示未收到呼叫請求，及S1表示已經為本端呼叫分配了資源，並將該呼叫同搶狀態機嵌入標準狀態機，構成雙狀態機模型；在S0狀態下，所述處理模塊按以下方式執行操作呼叫到達本端模塊後，本端模塊為其分配資源，如果分配資源成功，為本端呼叫向遠端模塊申請資源，同時將呼叫狀態由S0遷入S1；如果分配資源不成功，拒絕呼叫並保持呼叫狀態為S0；在S1狀態下，所述處理模塊按以下方式執行操作如果本端模塊收到遠端模塊對本端呼叫資源請求的響應，判斷是否在遠端模塊獲得資源，如果是，接納本端呼叫，同時將呼叫狀態由S1遷入S0，如果未獲得資源，則釋放本端呼叫，同時將呼叫狀態由S1遷入S0；如果本端模塊收到遠端呼叫對本端模塊的資源請求，如果能滿足該資源請求，為其分配資源並返迴響應，保持呼叫狀態為S1；如果不能滿足，在遠端呼叫的優先級高於本端呼叫且釋放本端呼叫資源後可滿足遠端呼叫資源請求時，釋放本端呼叫，為遠端呼叫分配資源並返迴響應，同時將呼叫狀態遷入S0，如果釋放本端呼叫資源後還不能滿足遠端呼叫資源請求時，拒絕遠端呼叫並返迴響應，保持呼叫狀態為S1。
2.如權利要求1所述的呼叫同搶消除方法，其特徵在於，在ATM網絡中，所述優先級的高低按以下方法確認首先按服務質量等級排序，從高到低依次為恆定比特率、實時可變比特率、非實時可變比特率、可用比特率、未指定比特率；當服務質量等級相同時，優先通過資源要求小的呼叫；如果服務質量等級和資源要求都相同，則優先通過埠的全局索引小的埠發起的呼叫。
3.如權利要求1或2所述的呼叫同搶消除方法，其特徵在於，所述處理模塊採用呼叫優先級動態隊列來保存多個進行中的呼叫，當呼叫同搶發生時，按優先級由低至高的順序，按所述S1狀態下的操作方法依次處理隊列中的呼叫。
4.如權利要求1所述的呼叫同搶消除方法，其特徵在於，在S1狀態下，在釋放本端呼叫資源後可滿足遠端呼叫資源請求且遠端呼叫的優先級低於本端呼叫時，拒絕遠端呼叫並返迴響應，保持呼叫狀態為S1；或者等收到遠端對本端呼叫資源請求的呼應後，如果獲得資源，拒絕遠端呼叫並返迴響應，接納本端呼叫，同時將呼叫狀態遷入S0；如果沒有獲得資源，釋放本端呼叫，為遠端呼叫分配資源並返迴響應，同時將狀態機遷入S0。
全文摘要
本發明公開了一種分布式呼叫處理系統中的呼叫同搶消除方法，定義了兩個狀態S0表示未收到呼叫請求，S1表示已為本端呼叫分配資源，S0狀態下，本端為呼叫分配資源成功並向遠端申請資源後，遷入S1，否則保持為S0；S1狀態下，收到遠端對本端呼叫資源請求的響應時，如獲得資源，接納本端呼叫，否則釋放本端呼叫，均遷入S0，收到遠端呼叫的資源請求時，可分配資源時，保持為S1，否則在遠端呼叫優先級高且釋放本端呼叫後可為其分配資源時，釋放本端呼叫，為遠端呼叫分配資源並返迴響應，遷入S0，否則拒絕遠端呼叫，保持為S1狀態。本發明消除了呼叫同搶，不會降低呼叫處理的效率，並實現了對高優先級呼叫的優先處理。
文檔編號H04W72/10GK1561138SQ20041003732
公開日2005年1月5日 申請日期2004年4月28日 優先權日2004年2月26日
發明者王衛斌, 陳建業, 張麗華 申請人:中興通訊股份有限公司