處理通信網絡中的資源的製作方法
2023-10-08 10:17:49 5
專利名稱：處理通信網絡中的資源的製作方法
技術領域：
本發明涉及處理通信網絡中的資源的領域，尤其涉及處理通信網絡中的時分復用資源。
背景技術：
在基於移動軟交換的核心網中，在媒體網關中每個時分復用(TDM)資源(例如El)被靜態地分配給一個移動交換中心(MSC)伺服器。MSC能夠被集中(pool)以便改進在一個MSC故障的情況下網絡的恢復力(resilience)。在MSC池中，其結果是每個MSC伺服器的TDM資源必須被過分配(over-allocate)以應對當池中的MSC伺服器失效(out-of-service)(例如由於維護或故障)並且池中的其他MSC伺服器被要求來處理通常由失效的MSC伺服器來處理的業務時的情形。這種過分配導致網絡運營商的高資本和運營費用。所討論的TDM資源在指向其他網絡的互連點(POI)和A-接口這二者上被使用。MSC池中的另一問題是從信令的角度看對POI接口的處理。為了將在POI上可見的MSC伺服器的數目保持得儘可能低，通常的建議是將兩個MSC伺服器專用於擔當網關。其結果是在發端呼叫中通常涉及兩個MSC伺服器(即，發端伺服器和網關伺服器)。在這種配置中，在POI上TDM資源的過分配為50%。TDM資源的過分配的問題在圖1中圖示。每個MSC_S101、102、103擁有專用電路識別碼(CIC) 104、105、106，並且如果一個MSC-S101故障，則其他MSC-S102、103必須處理業務。在正常操作中，CIC的50%從未被使用，並且所有MSC-S節點對於其他網絡而言都是可見的。在此參考圖2，其圖示了在外部網絡中可見的MSC-S (編號為1-4) SS7點碼的問題。這阻礙了向MSC池擴充新的MSC伺服器或使之複雜化，並且在某些情況下因為需要公共SS7點碼而花費了運營商額外的錢。參考圖3，當MSC-S (例如MSC-S1)由於某種原因(例如故障或維護)而變得不可用時，分配給不可用的MSC-Sl的TDM資源如上所描述的那樣仍然是不可用的。在分層架構中，物理TDM資源由媒體網關5終止，但是它們由專用MSC-S控制。因此，實際TDM資源沒有丟失並且傳輸容量仍可以被使用。這降低了網絡的容量直到TDM資源的所有者恢復。參考圖4，當MSC池6直接連接到接口點(POI)時，確定所需的TDM資源的大小是很困難的，這是因為在每個MSC池成員1-4中訂戶狀態可能不是完全相同的。因此必須向著POI接口保留附加的TDM資源以避免網路擁塞。在圖4的例子中，即使El的15%是空閒的，MSC-Sl也會擁塞
發明內容
需要提高MSC池中TDM資源的分配效率，以及隱藏MSC池的拓撲以便允許在不需要對外部網絡中的節點進行進一步改變的情況下對MSC池進行改變。根據本發明的第一方面，提供了管理通信網絡中移動交換中心伺服器的池的時分復用資源的方法。該方法包括，在為移動交換中心伺服器的池服務的媒體網關功能處，提供時分復用資源。虛擬時分復用資源被動態地分配給池中的每個移動交換中心伺服器並且被映射到時分復用資源。以這種方式，時分復用資源僅在需要時被提供給移動交換中心，並且不需要為特定移動交換中心而被保留。可選地，該方法還包括在媒體網關功能處從外部網絡中的節點接收初始地址消息以及從池中選擇移動交換中心伺服器來處理與初始地址消息相關聯的通信。虛擬時分復用資源被分配給所選擇的移動交換中心伺服器。初始地址消息被修改以包括用於標識所分配的虛擬時分復用資源的標記並且被發送給所選擇的移動交換中心伺服器。該方法可選地包括在媒體網關功能處從移動交換中心伺服器的池中的移動交換中心伺服器接收初始地址消息，所述初始地址消息包括虛擬時分復用資源的標識。所分配的時分復用資源是根據在消息中標識的虛擬時分復用資源來確定的。初始地址消息被修改以包括用於標識所分配的時分復用資源的標記並且被發送到外部網絡中的節點。根據本發明的第二方面，提供了用於通信網絡中的媒體網關。該媒體網關包括用於提供時分復用資源的裝置，用於向移動交換中心伺服器的池中的移動交換中心伺服器分配虛擬時分復用資源的裝置，以及用於將虛擬時分復用資源映射到時分復用資源的裝置。該媒體網關可選地包括用於從外部網絡中的節點接收初始地址消息的接收機，用於從池中選擇移動交換中心伺服器來處理與初始地址消息相關聯的通信的裝置，用於向所選擇的移動交換中心伺服器分配虛擬時分復用資源的裝置，用於修改初始地址消息以包括用於標識所分配的虛擬時分復用資源的標記的裝置，以及用於向所選擇的移動交換中心伺服器發送修改的初始地址消息的發射機。可選地，該媒體網關還包括用於接收從移動交換中心伺服器的池中的移動交換中心伺服器發送的初始地址消息的接收機，所述初始地址消息包括虛擬時分復用資源的標識，用於根據在消息中標識的虛擬時分復用資源來確定所分配的時分復用資源的裝置，用於修改初始地址消息以包括用於標識所分配的時分復用資源的標記的裝置，以及用於向外部網絡中的節點發送修改的初始地址消息的發射機。根據本發明的第三方面，提供了管理通信網絡中移動交換中心伺服器的池的時分復用資源的方法。該方法包括提供位於媒體網關的ISDN用戶部分信令代理功能，所述媒體網關服務至少一個移動交換中心伺服器。在媒體網關處時分復用資源被分配給至少一個移動交換中心，時分復用資源與所述至少一個移動交換中心伺服器的標識符相關聯，並且將時分復用資源映射到標識符。當媒體網關從所述至少一個移動交換中心伺服器接收到ISDN用戶部分信令消息時，它用ISDN用戶部分信令代理功能標識符來替換移動交換中心伺服器標識符，並且向外部網絡中的節點發送該消息。以這種方式，能夠在不需要向外部網絡通知任何改變的情況下增加或改變移動交換中心的池。該方法可選地包括在媒體網關處從外部網絡中的節點接收ISDN用戶部分信令消息，所述消息包括時分復用資源，以及根據時分復用資源來確定移動交換中心伺服器的標識符。該消息然後被轉發到所標識的移動交換中心伺服器。
可選地，所述至少一個移動交換中心伺服器是移動交換中心伺服器池中的多個移動交換中心伺服器之一，因為這是更常見的情形。該方法可選地還包括向移動交換中心伺服器池中的每個移動交換中心伺服器分配時分復用資源，以及如果移動交換中心伺服器不再可用，則重新分配時分復用資源。可選地，該方法包括向移動交換中心伺服器池中的每個移動交換中心伺服器動態地重新分配時分復用資源以使單獨移動交換中心的資源擁塞最小化。在媒體網關處可選地為移動交換中心伺服器保留時分復用資源以使得它們不會被動態地分配給另一移動交換中心伺服器。這確保移動交換中心總是具有最小資源量可用。根據本發明的第四方面，提供了用於通信網絡中的媒體網關。該媒體網關包括ISDN用戶部分信令代理功能以及用於在媒體網關處向由媒體網關服務的至少一個移動交換中心分配時分復用資源的裝置，所述時分復用資源與至少一個移動交換中心伺服器的標識符相關聯。還提供了用於將時分復用資源映射到標識符的裝置，用於在媒體網關處從至少一個移動交換中心伺服器接收ISDN用戶部分信令消息的接收機，用於用ISDN用戶部分信令代理功能標識符來替換移動交換中心伺服器標識符的裝置，以及用於向外部網絡中的節點發送消息的發射機。該媒體網關可選地包括用於向移動交換中心伺服器池中的每個移動交換中心伺服器分配時分復用資源的裝置，以及用於在移動交換中心伺服器不再可用的情況下重新分配時分復用資源的裝置。可選地，該媒體網關還包括用於向移動交換中心伺服器池中的每個移動交換中心伺服器動態地重新分配時分復用資源以使單獨移動交換中心的資源擁塞最小化的裝置。
圖1示意性地圖示了在移動交換中心的池中靜態分配TDM資源的問題；圖2示意性地圖示了在外部網絡中可見的MSC-S碼的問題；圖3示意性地圖示了在移動交換中心的池中靜態分配TDM資源的問題；圖4示意性地圖示了甚至在資源空閒的情況下移動交換中心伺服器的TDM資源的擁塞的問題；圖5示意性地圖示了根據本發明實施例的在移動交換中心池中集中TDM資源的原理；圖6是圖示根據本發明實施例的步驟的流程圖；圖7圖示了根據本發明實施例的在呼入的情況下在終端設備、媒體網關和移動交換中心伺服器之間的信令；圖8圖示了根據本發明實施例的在呼出的情況下在終端設備、媒體網關和移動交換中心伺服器之間的信令；圖9示意性地圖示了根據本發明實施例的為移動交換中心池服務的媒體網關中的ISUP代理功能；圖10是圖示根據本發明實施例的管理MSC的池的TDM資源的方法的流程圖；圖11示意性地圖示了根據本發明實施例的在移動交換中心池中集中TDM資源；
圖12圖示了根據本發明實施例的在池中的移動交換中心重新啟動時的信令；圖13圖示了根據本發明實施例的在池中的移動交換中心恢復時的信令；圖14示意性地圖示了根據本發明實施例的在移動交換中心池中集中TDM資源；圖15圖示了根據本發明實施例的在TDM資源被重新平衡(rebalance)時的信令；圖16圖示了根據本發明實施例的用於重新平衡TDM資源的算法；圖17示意性地圖示了根據本發明的另一實施例的網絡架構；以及圖18以框圖形式示意性地示出根據本發明實施例的MGW。
具體實施例方式為了解釋而非限制目的，以下描述闡述了特定細節，例如特定實施例、過程、技術等等。本領域技術人員將會理解，可以採用沒有這些特定細節的其他實施例。例如，雖然使用對以樹形網拓撲配置的移動通信網絡的非限制性示例應用來方便以下描述，但是該技術可以應用於任何通信網絡應用。在一些情況中，省略了對公知的方法、接口、電路和設備的詳細說明以便不會因不必要的細節使得描述難以理解。此外，在一些附圖中示出單獨塊。本領域技術人員將會理解的是，那些塊的功能可以通過使用單獨的硬體電路、連同適當地編程的數字微處理器或通用計算機使用軟體程序和數據、使用專用集成電路(ASIC)和/或使用一個或多個數位訊號處理器(DSP)來實施。參考圖5，示出了 MSC_S7、8、9的池，以及媒體網關(MGW) 10。TDM資源位於媒體網關，並且在MSC-S7、8、9全部之間集中TDM資源。以這種方式，TDM資源的數目能夠顯著減少。在POI上，減少一般為50%並且在A-接口上，減少為100%除以MSC池中MSC伺服器的數目。另外，需要更少的MSC伺服器和媒體網關容量，因為發端呼叫情形只需要涉及一個MSC伺服器而不是兩個。TDM集中是通過在媒體網關10中引入由虛擬電路識別碼(VCIC) 11、12、13標識的虛擬TDM資源來實現的。在建立呼叫時VCIC被動態地與MGWlO中的真實CIC14聯繫起來並且在呼叫的持續時間內保持。MSC伺服器所擁有的VCIC11、12、13的數目覆蓋了真實CIC的整個範圍，並且每個MSC伺服器擁有這樣的VCIC範圍。在圖6示出的流程圖中概括了本發明，其中以下編號參考圖8的編號:S1.MGWlO 提供 TDM 資源。S2.虛擬TDM資源被分配給池中的每個MSC_S7、8、9。S3.虛擬TDM資源然後被映射到TDM資源。如圖7中所示，在從MSC-S7接收到初始地址消息(IAM)消息的情況下，CIC14被選擇並且與接收自MSC-S7的VCICll聯繫起來。在IAM被發送到POI之前IAM中的VCIC被替換為真實的CIC。對於POI和MSC伺服器而言，只有媒體網關10的信令點代碼(SPC)是可見的。從POI或MSC伺服器角度看，媒體網關終止/發起ISUP消息。在A-接口上，VCIC總是由MSC伺服器選擇，並且真實CIC由媒體網關選擇並且針對BSC而被使用。MGWlO從MSC-S A7接收IAM。IAM包括虛擬TDM資源的標識。MGWlO然後根據在IAM中標識的虛擬TDM資源來確定S5所分配的TDM資源，並且修改IAM以包括標識所分配的時分復用資源的標記。修改的IAM然後被發送S6到外部網絡中的節點15。如圖8中所示，在來自POI的傳入的IAM的情況下，媒體網關10使用與具有A_flex能力的基站控制器(BSC)中相同類型的算法來選擇呼叫所指向的MSC-S7。屬於所選擇的MSC-S7的VCICll被分配並且在IAM被發送到MSC-S7之前被插入以代替IAM中的真實CIC。同時，VCICll與真實CIC14之間的聯繫被建立並且在呼叫的持續時間內被保持。MGfflO從外部網絡中的節點15接收S7IAM。它從池中選擇S8MSC-S7來處理與IAM相關聯的通信並且向所選擇的MSC-S7分配虛擬TDM資源。IAM被修改以包括用於標識所分配的虛擬時分復用資源的標記並且被發送S9到所選擇的MSC-S7。在本發明的可替換的實施例中，提供了用於集中TDM資源和隱藏網絡拓撲的另外的方式。ISDN用戶部分(ISUP)信令基於SS7並且要求信令的終點知道接收機的點碼(PC)。該PC對於每個網絡節點而言是唯一的，因此池中的每個MSC具有唯一的PC。這引起了在池中的MSC故障的情形中靈活分配TDM資源的問題。用於TDM通信的物理時隙在ISUP協議中用電路識別碼(CIC)來標識，並且它們總是被綁定於PC。如圖9中所示，在MGW5中實施ISUP信令代理功能。所有的ISUP信令都經由POI接口來路由，並且MGW5具備執行PC映射以及基於CIC值將ISUP消息路由到正確的MSC的能力。在外部網絡中僅僅核心網中的MSC以及ISUP信令代理的PC將基於該相同PC來識別外部節點。以這種方式，核心網內部的MSC伺服器不是直接對於外部網絡而言可見的，因此能夠在不對外部網絡造成任何影響的情況下添加或除去MSC伺服器。本發明的該實施例在圖10中示出，其中以下編號對應於圖10中的編號:S10.1SDN用戶部分信令代理功能被提供位於MGW5 ；Sll.MGW5向至少一個MSC分配TDM資源。TDM資源與至少一個MSC-S1的標識符相關聯;S12.MGW5將TDM資源映射到標識符；S13.MGW5從MSC-S1接收ISDN用戶部分信令消息；S14.MSC-Sl標識符被替換為ISDN用戶部分信令代理功能標識符；S15.該消息然後被發送到外部網絡中的節點。為了釋放否則會由於MSC的不可用性而不可用的TDM資源，TDM資源的所有權被改變，如圖11中所示。所有權的這種改變由MGW5控制，其中物理TDM資源位於MGW5處。在MSC池中的MSCl故障的情況下，MGW5檢測到MSCl停機(down)。MGW5使用標準H.248方法來向其他工作的MSC(MSC2)通知:TDM資源是可使用的(functional)。該MSC(MSC2)能夠開始使用那些資源來進行正常呼叫處理。一旦MSCl恢復，MGW5就通知MSC2 =TDM資源是不可用的。MGW5通知MSC2:應該停止對TDM資源的使用。MSC2處理進行中的呼叫直到它們結束，並且將任何新呼叫路由到其他TDM資源。當TDM資源中的呼叫被斷開連接時，MGW5通知MSCl:TDM資源再次可用。以這種方式，網絡能夠回到分配TDM資源的初始起步位置，並且網絡資源的利用率在整個MSC停歇期保持很高。這要求向MSC同等地配置TDM資源，並且MGW5包含用於控制向MSC的分布TDM資源控制的功能。該邏輯在標準H.248過程的幫助下被裝入MGW5並且不需要在MSC中進行任何新的開發。網絡管理系統能夠被開發以幫助對集中的TDM資源的配置、故障及性能管理。MSCl在重新啟動和恢復時的信令分別在圖12和13中示出。參考圖14，當在MGW5中實施ISUP功能並且TDM資源的所有權改變時，El被重新分布，因此圖4中所示的擁塞問題減少。在媒體網關中實施圖16中所示的TDM重新平衡算法。在重新平衡算法中，MGW5平衡池中MSC之間的TDM資源量以保證在幾乎所有的TDM資源都被佔用(busy)之前不會發生TDM資源擁塞。該算法基於ISUP代理保持3CIC的三種狀態:佔用、空閒和阻塞。當執行重新平衡時，MGW5向MSC2-4發送SCR，這引起ISUP中的CGB或BLO。當呼叫被釋放時，MGW5向MSCl發送SCR，El資源可用。MSC然後向相鄰MSC發送CGU或UBL。重新平衡算法能夠基於以下任何一項:調整(aligning)空閒電路的數目；調整電路的利用率；正常化到MSC故障之前的原始配置。此外，El能夠被配置為靜態的-在這種情況下它們永不會被重新平衡，或者被配置為動態的-在這種情況下它們能夠用於重新平衡的一部分。以這種方式，El能夠被保留以供MSC專用。本發明允許TDM資源被集中，這減少了對TDM資源的過供應的需求。一個點碼對於外部網絡而言可見，並且能夠在不對外部網絡進行任何修改的情況下(假如不需要更多El)向池添加MSC伺服器。不需要網關MSC，這優化了網絡節點的容量並且減少了所需網絡節點的數目。根據本發明的在圖17中示出的另一實施例，POI處的TDM資源僅為網關MSC伺服器16所擁有。這需要額外的網絡節點，但是確保僅一個點碼對於外部網絡而言可見，並且TDM資源能夠被集中。現在參考圖18，MGW5媒體網關包括ISDN用戶部分信令代理功能17和處理器18以用於向MGW所服務的MSC分配TDM資源19。TDM資源與MSC的標識符相關聯。還提供了用於將TDM資源映射到標識符的裝置20，以及用於從MSC接收ISDN用戶部分信令消息的接收機21。提供了用於用ISDN用戶部分信令代理功能標識符來替換MSC-S標識符的功能22，並且還提供了用於向外部網絡中的節點發送消息的發射機23。儘管已經示出並詳細描述了各種實施例，但是權利要求不局限於任何特定實施例或示例。以上描述不應被讀作暗示任何特定元件、步驟、範圍或功能是必需的以至於必須包含在權利要求範圍中。本專利主題的範圍僅由權利要求來限定。法律保護的範圍由容許的權利要求所記載的文字及其等同物來限定。
權利要求
1.一種管理通信網絡中移動交換中心伺服器池的時分復用資源的方法，所述方法包括: 提供位於媒體網關的ISDN用戶部分信令代理功能，所述媒體網關服務至少一個移動交換中心伺服器； 在所述媒體網關處向所述至少一個移動交換中心伺服器分配時分復用資源，所述時分復用資源與所述至少一個移動交換中心伺服器的標識符相關聯，並且將所述時分復用資源映射到所述標識符； 在所述媒體網關處從所述至少一 個移動交換中心伺服器接收ISDN用戶部分信令消息； 用ISDN用戶部分信令代理功能標識符來替換移動交換中心伺服器標識符；以及 向外部網絡中的節點發送所述消息。
2.根據權利要求1所述的方法，包括: 在所述媒體網關處從外部網絡中的節點接收ISDN用戶部分信令消息，所述消息包括時分復用資源； 根據所述時分復用資源來確定移動交換中心伺服器的標識符；以及 將所述消息轉發到所標識的移動交換中心伺服器。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述至少一個移動交換中心伺服器是移動交換中心伺服器池中的多個移動交換中心伺服器之一。
4.根據權利要求3所述的方法，還包括: 向所述移動交換中心伺服器池中的每個移動交換中心伺服器分配時分復用資源；以及 如果移動交換中心伺服器不再可用，則重新分配時分復用資源。
5.根據權利要求3所述的方法，還包括: 向所述移動交換中心伺服器池中的每個移動交換中心伺服器動態地重新分配時分復用資源以使單獨移動交換中心的資源擁塞最小化。
6.根據權利要求5所述的方法，包括: 在所述媒體網關處為移動交換中心伺服器保留時分復用資源以使得它們不會被動態地分配給另一移動交換中心伺服器。
7.一種用於通信網絡中的媒體網關，所述媒體網關包括: ISDN用戶部分信令代理功能； 用於在所述媒體網關處向由所述媒體網關服務的至少一個移動交換中心伺服器分配時分復用資源的裝置，所述時分復用資源與所述至少一個移動交換中心伺服器的標識符相關聯; 用於將所述時分復用資源映射到所述標識符的裝置； 用於在所述媒體網關處從所述至少一個移動交換中心伺服器接收ISDN用戶部分信令消息的接收機； 用於用ISDN用戶部分信令代理功能標識符來替換移動交換中心伺服器標識符的裝置；以及 用於向外部網絡中的節點發送所述消息的發射機。
8.根據權利要求7所述的媒體網關，還包括:用於向移動交換中心伺服器池中的每個移動交換中心伺服器分配時分復用資源的裝置；以及 用於在移動交換中心伺服器不再可用的情況下重新分配時分復用資源的裝置。
9.根據權利要求7所述的媒體網關，還包括: 用於向移動交換中心伺服器池中的每個移動交換中心伺服器動態地重新分配時分復用資源以使單獨移動交換中 心伺服器的資源擁塞最小化的裝置。
全文摘要
本發明涉及處理通信網絡中的資源，用於管理通信網絡中移動交換中心伺服器的池的時分復用資源的方法和設備。在為移動交換中心伺服器的池服務的媒體網關功能處提供時分復用資源。虛擬時分復用資源被分配給池中的每個移動交換中心伺服器並且被映射到時分復用資源。可以在媒體網關功能處提供ISUP信令代理功能。TDM資源被分配給至少一個移動交換中心並且與移動交換中心伺服器的標識符相關聯。TDM資源被映射到時分復用資源標識符。當媒體網關接收到ISUP消息時，它在將該消息發送到外部網絡中的節點之前用ISDN用戶部分信令代理功能標識符來替換該標識符。
文檔編號H04W28/08GK103152773SQ20131006288
公開日2013年6月12日 申請日期2008年10月1日 優先權日2007年10月10日
發明者J.E.G.倫德斯特倫, K.-P.珀圖拉, J.馬基 申請人:愛立信電話股份有限公司