專利名稱：有代理交換器的無線通信網(wǎng)絡(luò)的故障處理系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及無線通信以及，更特定地，涉及在移動通信網(wǎng)內(nèi)使用代理交換器改進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)的容量和性價比且為新移動服務(wù)提供平臺。
相關(guān)方法敘述所有現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)有分層結(jié)構(gòu)，其中地理覆蓋區(qū)域被分為許多較小的地理區(qū)域稱為“小區(qū)”。參考

圖1，每個小區(qū)最好是由基站收發(fā)信機(jī)站(BTS)102a提供服務(wù)。幾個BTS102b-n通過固定的鏈路104a聚集在一起成為基站控制器(BSC)106a。BTS和BSC有時合稱基站子系統(tǒng)(BS)107。幾個BSC106b-n可能通過固定鏈路108a-n合起來成為移動交換中心(MSN)110。
MSC110作為一個本地轉(zhuǎn)換交換機(jī)(包括處理移動性管理要求附加特征，以下敘述)與通過干線組與電話網(wǎng)(PSTN)120通信。在美國移動網(wǎng)絡(luò)中，有本地MS和網(wǎng)關(guān)MSC的概念。本地MSC是對應(yīng)于與移動站(MS)交換關(guān)聯(lián)的MSC；這個關(guān)聯(lián)基于電話號碼，例如，MS的區(qū)號。(本地MSC是與下面討論的HLR相關(guān))。網(wǎng)關(guān)MSC，在另一方面，是用于連接MS到PSTN呼叫的交換。因此，有時本地MSC與網(wǎng)關(guān)MSC是同一實(shí)體，但有時不是(例如，當(dāng)MS在漫游時)。一般，訪問定位寄存器(VLR)116與MSC110共在一處而且邏輯上奇異的HLR用于移動網(wǎng)絡(luò)。如下將闡述的，HLR和VLR用于存貯許多用戶信息類型和用戶情況。
簡要地說，許多無線電信道112與整個覆蓋區(qū)域相關(guān)聯(lián)。無線電信道被分為信道組分配給各個小區(qū)。信道用于傳送信令信息以建立呼叫連接或類似操作，一旦呼叫連接建立攜傳送聲音或數(shù)據(jù)信息。
在相對較高抽象層上，移動網(wǎng)絡(luò)信令至少牽涉兩個主要方面。一方面牽涉到MS和網(wǎng)絡(luò)其他部分間的信令。2G(“2G”是”第二代”的工業(yè)上使用的名稱)以及以后的技術(shù)，這一信令牽涉到MS使用的多址方法(例如，時分多址，TDMA；碼分多址，CDMA)，無線電信道的分配，認(rèn)證等等。第二方面牽涉到移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不同實(shí)體的信令，如在MSC，VLR，HLR間的信令等等。第二部分有時被稱作移動應(yīng)用部分(MAP)，特別是在信令系統(tǒng)號7(SS7)環(huán)境下使用時。
信令的不同形式(以及數(shù)據(jù)和聲音通信)是根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)傳輸和接收。例如，電子工業(yè)協(xié)會(EIA)和通信工業(yè)協(xié)會(TIA)幫助定義了許多美國標(biāo)準(zhǔn)，如IS-41，一個MAP標(biāo)準(zhǔn)。類似地，CCITT和ITT幫助定義了國際標(biāo)準(zhǔn)，如GSM-MAP，一個國際MAP標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于這些標(biāo)準(zhǔn)的信息是廣為所知的且可以在相關(guān)組織機(jī)構(gòu)和文獻(xiàn)內(nèi)找到，可參見例如，Bosse，SIG NALING IN TELECOMMUNICATIONS NETWORKS(Wiley1998)。
為從MS114呼叫，用戶撥號且在移動電話或其他MS上按下”發(fā)送”鍵。MS114發(fā)送撥號指明所請求的傳遞服務(wù)是通過BS107到MSC110。MSC110用相關(guān)VLR116檢查(以面更詳述)決定MS114是否允許該請求的服務(wù)。網(wǎng)關(guān)MSC經(jīng)路由將該呼叫送至PSTN120內(nèi)撥號用戶的本地交換機(jī)上。本地交換機(jī)通知被叫用戶終端，應(yīng)答信號經(jīng)路由通過完成對話路徑的服務(wù)MSC110回到MS114。一旦這設(shè)置完成，通話可以進(jìn)行了。
為將呼叫傳到MS114，(假設(shè)呼叫從PSTN120而來)PSTN用戶撥MS相關(guān)電話號碼。至少根據(jù)美國標(biāo)準(zhǔn)，PSTN120經(jīng)路由將呼叫送至MS本地MSC(可能或可能不是服務(wù)MS的)。MSC然后詢問HLR118決定哪個MSC正在服務(wù)MS。這也是通知服務(wù)的MSC有呼叫到來。本地MSC經(jīng)路由將呼叫送至服務(wù)MSC處。服務(wù)MSC通過合適的BS尋呼MS。MS應(yīng)答且建立合適的信令鏈路。
在通話中，BS107和MS114可能聯(lián)合改變信道或BTS102，如果需要，例如由于信號條件。這些變化稱為“切換”，且這牽涉到已知的消息和信令自身類型。
MAP的一方面牽涉到“移動性管理”。簡單的說，可能需要不同BS和MSC用于服務(wù)MS，如MS114漫游到不同位置。移動性管理保證網(wǎng)關(guān)MSC有用戶情況和其他MSCs需要的正確地服務(wù)通話(記帳)的信息。為實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，MSCs使用訪問位置寄存器(VLR)116和歸屬位置寄存器(HLR)118。HLR用于存貯和檢索移動識別號(MLN)，電子系列號(ESN)、MS狀態(tài)和MS服務(wù)情況，和其他。VLR除了存貯用于識別網(wǎng)關(guān)MSC的MSC識別外還存貯類似的信息。另外，在合適的MAP協(xié)議下，進(jìn)行位置更新過程(注冊通知)使得移動用戶的本地MSC知道其用戶所在。這些過程在MS從一處漫游至另一處時或當(dāng)MS開機(jī)且注冊自己接入到網(wǎng)絡(luò)時應(yīng)用。例如，一個位置更新過程可以與MS114通過BS107和MSC110發(fā)送位置更新消息到HLR118同時進(jìn)行。VLR116發(fā)送位置更新消息到服務(wù)MS114的HLR118，且用戶情況從HLR118下載到VLR116。MS114送回一個成功位置更新的確認(rèn)。HLR118請求先前特有情況數(shù)據(jù)的VLR(如果有)刪除與重定位的MS114相關(guān)的數(shù)據(jù)。
圖2以更詳細(xì)地示出了CDMA移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的信令和BS107和MSC110間用戶話務(wù)接口。BS107用A1接口進(jìn)行信令信息通信。A2接口在MSC的交換器組件204和BS107間傳送用戶話務(wù)(如聲音信號)。A5界面用于提供源BS和MSC間電路交換數(shù)據(jù)呼叫(與語音呼叫相對)的用戶話務(wù)路徑。
當(dāng)小區(qū)站點(diǎn)數(shù)目或用戶數(shù)目增加時，MSC110上的負(fù)載增加了。增加的負(fù)載迫使服務(wù)提供商增加系統(tǒng)容量。一般，為增加容量，服務(wù)提供商的MSC增加更多的交換模塊或在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部署附加的MSCs。這兩個方案都耗資巨大。
而且，用戶在要求更新的服務(wù)，例如，到因特網(wǎng)的“數(shù)據(jù)通話”。對這些服務(wù)是某些服務(wù)，因?yàn)镸SCs主要是設(shè)計(jì)用于聲音通話的，它們的性價比不高。由于許多MSC軟件結(jié)構(gòu)的所有權(quán)和封閉的設(shè)計(jì)使得在MSC中整合入新服務(wù)時是復(fù)雜的或不可行的。這就是，使得提供服務(wù)的軟件邏輯并不容易加到MSC110。經(jīng)常，一個交換附件用來提供這些服務(wù)。例如，工作間函數(shù)(IWF)是將數(shù)據(jù)通話經(jīng)路由到因特網(wǎng)的附件。每個方法—功能整合入MSC和加入一個干線側(cè)附件-包括實(shí)現(xiàn)服務(wù)中的MSC。由于新服務(wù)是為了刺激需求，通過MSC設(shè)計(jì)變化或干線側(cè)附件整合入新服務(wù)可能加重MSC處網(wǎng)絡(luò)擁塞而且要求昂貴的MSC資源。
摘要本發(fā)明提供了移動通信的系統(tǒng)和方法。特別地，在至少一個移動交換中心(MSC)和至少一個基站子系統(tǒng)(BS)之間執(zhí)行轉(zhuǎn)換操作。按照本發(fā)明一個方面的轉(zhuǎn)換使通信話務(wù)被輸送到備用網(wǎng)絡(luò)或從備用網(wǎng)絡(luò)被送入。在本發(fā)明的一個方面中，通過點(diǎn)編碼保存方法和邏輯用對移動網(wǎng)絡(luò)透明的代理交換器來執(zhí)行轉(zhuǎn)換。
在本發(fā)明的一個方面中，移動通信網(wǎng)包括至少一個BS、至少一個MS、至少一個MSC、以及與至少一個BS和至少一個MSC通信的至少一個交換器。BS處在與交換器的干線通信中，且干線通信由荷載電路構(gòu)成，每個荷載電路都可以用電路識別碼(CIC)來識別。交換器從BS接收信令消息并且確定對應(yīng)于該信令消息的呼叫是否將由可選通信網(wǎng)處理。如果是，則交換器為用于該呼叫的荷載電路分配一個CIC并且將該CIC傳遞到BS。此后，交換器接收由CIC識別的荷載電路上的信息并且將所接收的信息傳送到備用網(wǎng)絡(luò)。
在本發(fā)明的另一方面中，保持狀態(tài)信息以識別與可選通信網(wǎng)進(jìn)行通信所用的CIC，如果轉(zhuǎn)換失敗，則訪問MSC中的CIC數(shù)據(jù)庫，且所有與可選通信網(wǎng)通信所用的CIC都被標(biāo)記為可用。
在本發(fā)明的還有一個方面中，如果轉(zhuǎn)換從失敗中恢復(fù)，則訪問MSC中的CIC數(shù)據(jù)庫，且所有與可選通信網(wǎng)通信所用的CIC都被標(biāo)記為不可用。
附圖的簡要描述在圖中，圖1是先前技術(shù)的移動網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)圖；圖2說明了先前技術(shù)的先前移動網(wǎng)絡(luò)中的BS和移動交換中心間的界面；圖3A-B說明了按照最優(yōu)實(shí)施例的代理交換器和移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一些布局；圖4說明了按照本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例的代理交換器的最優(yōu)數(shù)據(jù)裝置；圖5說明了按照本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例代理交換器的移動性管理邏輯電路；圖6A-B說明了按照本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例代理交換器的附加特征邏輯；圖7A說明了按照本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例代理交換器的故障管理邏輯；圖7B說明了按照本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例的代理交換器的FSN和BSN計(jì)數(shù)器；圖8說明了按照本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例的代理交換器的消息虹吸邏輯；圖9說明了按照本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例代理交換器的軟件處理結(jié)構(gòu)；圖10說明了按照本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例代理交換器的軟件處理結(jié)構(gòu)；圖11說明了按照本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例代理交換器的軟件模塊結(jié)構(gòu)的一些處理；以及圖12-14是表明消息流和軟件處理交互動作的簡化結(jié)構(gòu)圖。
詳細(xì)描述本發(fā)明最優(yōu)實(shí)施例提供代理交換器和在移動通信網(wǎng)絡(luò)中對其使用的方法。代理交換器最好位于MSC和BS間，對其他組件“透明”，就是說沒有BS或MSC由于代理交換器存在而需要知道代理交換器或需要改變它們的功能行為。相反，BS和MSC如往常操作，忽略代理交換器的存在。
在所有好處中，代理交換器可能可以緩解移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的擁塞。例如，代理交換器可能用于(a)在MS始發(fā)的通信話務(wù)進(jìn)入MSC之前將其從網(wǎng)絡(luò)中虹吸走(b)將虹吸走的話務(wù)通過備用網(wǎng)絡(luò)送至期望目的地，如基于分組網(wǎng)絡(luò)。類似的，代理交換器可能用于從備用網(wǎng)絡(luò)傳遞通信到MS。由此，可能避免昂貴的MSC和PSTN資源，代理交換器可能可以經(jīng)濟(jì)上有效地用于增加網(wǎng)絡(luò)的容量。
另外，代理交換器定義一組啟動函數(shù)，允許提供給網(wǎng)絡(luò)新的通信服務(wù)。例如，使用代理交換器，新的通話等待服務(wù)可能整合入移動網(wǎng)絡(luò)。
圖3A示出代理交換器300的最優(yōu)布局，其中代理交換器300位于BS107和MSC110之間。只有攜帶用戶話務(wù)的干線306的子集需終端在代理交換器；其他干線308可能直接連接MSC110和BS107。所有的從BS107的控制鏈路312都終端在代理交換器300。代理交換器包括控制面板302和數(shù)據(jù)平面304(稱作“承載平面”)?？刂破矫?02處理所有的信號話務(wù)，數(shù)據(jù)平面304為所有連到代理交換器的干線處理用戶話務(wù)。
在最優(yōu)布局情況下，代理交換器300根據(jù)控制平面302間兩邊的同一信令協(xié)議通信。例如，在適于CDMA技術(shù)的實(shí)施例中，BS107和代理交換器300間的信令鏈路312根據(jù)IS-634/IOS A1接口傳輸信息。類似的，MSC110和代理交換器300間的信令鏈路314根據(jù)A1接口傳輸信息。這種情況與其他移動交換復(fù)合體形成對比，如MSC或BS，其中交換器兩邊的通信使用的是不同的信令標(biāo)準(zhǔn)。例如MSC在復(fù)合體的一邊有A1接口并且在另一邊(也就是交換器的PSTN側(cè))根據(jù)SS7/ISUP通信。
在其他實(shí)施例中，CDMA2000中，代理交換器終端端是新的入口接口A8、A9和出口接口A10、A11用于傳送基于分組的話務(wù)，包括信令的用戶話務(wù)。當(dāng)前MSCs不支持入口界面。
代理交換器數(shù)據(jù)平面304在交換器兩側(cè)使用相同標(biāo)準(zhǔn)。BS側(cè)干線306，在CDMA實(shí)施例中，根據(jù)A2和A5接口通信，分別取決于在干線上是否傳送聲音或數(shù)據(jù)。同樣的，MSC側(cè)干線307使用同樣的接口。相比之下，MSC在一側(cè)有A2/A5但在另一側(cè)則根據(jù)PSTN 64kb/s脈沖編碼調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)通信。
另外，鑒于在某些實(shí)施例中，移動網(wǎng)絡(luò)的其他所有實(shí)體在它們的信令內(nèi)使用它們自己的點(diǎn)碼(“點(diǎn)碼”在網(wǎng)絡(luò)中作為唯一標(biāo)識符使用)，代理交換器300并不使用其點(diǎn)碼而是使用它接收的消息內(nèi)的點(diǎn)碼。使用BS或MSC的點(diǎn)碼，而不是代理交換器的點(diǎn)碼會方便代理交換器的透明性。
在許多實(shí)施例中，在MSC和代理交換器間有一對一的對應(yīng)。幾個BSs可能與一個代理交換器一起工作。
圖3B示出另一種最優(yōu)布局。在圖3B的布局中，代理交換器300可能與多于一個的MSC110j-110k通信。代理交換器300的控制平面302，如圖3a的布局，可能從幾個BSs 107a-n接收控制信號。另外，數(shù)據(jù)平面304可能從幾個BSs接收干線306a-n。不同于圖3a的布局，圖3b的布局也在信令鏈路314j-k上接收發(fā)送信息到多個MSCs110j-k。
圖3b的布局配置用于更好地在系統(tǒng)上分配負(fù)載，改善可靠性(提供到MS的另一路徑)，提供始終與用戶情況符合的服務(wù)。在一使用圖3B布局的實(shí)施例中，系統(tǒng)可以配置成使得從某給定呼叫者的呼叫經(jīng)路由至處理大多數(shù)用戶話務(wù)的MSC(與僅僅限與用戶開啟其MS114的地理位置相反)。這個決定可能基于統(tǒng)計(jì)監(jiān)測或可能配置在用戶情況中。將系統(tǒng)如此配置使得位置更新消息量和類似消息量可能減小。在其他實(shí)施例中，代理交換器可能配置成使得呼叫轉(zhuǎn)到相對未充分利用的MSCs。這種情況下，系統(tǒng)管理者可能最好有管理地在整個通信系統(tǒng)分流負(fù)載。另外，呼叫可能經(jīng)路由到提供與給定用戶情況始終符合的MSCs上。
代理交換器300包括接收所有信令消息的軟件以及，取決于消息和系統(tǒng)狀態(tài)，執(zhí)行至少以下之一1.將消息不改變地送到消息內(nèi)指明地址的MSC或BS；2.截取MSC和BS間的消息3.對一些經(jīng)截取的消息，將經(jīng)截取消息改變成一不同的消息并發(fā)送經(jīng)改變的消息而不是原消息，經(jīng)截取的消息發(fā)送到該消息內(nèi)指明地址的MSC或BS；4.從基于移動和PSTN的網(wǎng)絡(luò)虹吸走消息到備用網(wǎng)絡(luò)。
每種情況下執(zhí)行的這些行動類型連同觸發(fā)事件將在以下描述。
在許多情況下，特別是當(dāng)從MS114來的消息被虹吸走后，且話務(wù)被導(dǎo)入備用網(wǎng)絡(luò)，代理交換器300可能作為MSC110而工作。在這一角色中，代理交換器完成一個一般MSC應(yīng)有的職責(zé)和作用?？紤]漫游MS的情況；當(dāng)它從一個小區(qū)到另一個小區(qū)，它可能漫游到由不同MSC服務(wù)的小區(qū)內(nèi)，因此需要在源和目標(biāo)MSCs間實(shí)現(xiàn)“切換”。如果代理交換器300虹吸走了消息而且呼叫/會話已被導(dǎo)入備用網(wǎng)絡(luò)，切換必須由代理交換器管理，類似于由常規(guī)MSC管理的切換方式。代理交換器必須保證合適的數(shù)據(jù)庫用MS新位置來更新。代理交換器的另一功能是資源分配。特別是，當(dāng)MS初始化請求呼叫/會話的消息時，合適的電路(信道)必須分配給這次會話。取決于系統(tǒng)配置和系統(tǒng)狀態(tài)，代理交換器進(jìn)行分配，如同常規(guī)的MSC分配電路的方法。
圖4示出示范例布局，其中代理交換器300與幾個備用網(wǎng)絡(luò)相連，如IP骨干412或基于電路的備用網(wǎng)絡(luò)414，例如，不同的載體。這些備用網(wǎng)絡(luò)可能用于攜帶聲音和/或數(shù)據(jù)話務(wù)到期望的目的地同時全部或部分避免PSTN120以及昂貴的MSC110資源。換句話說，這些安排可以使用使得電路話務(wù)回程轉(zhuǎn)至一不同網(wǎng)絡(luò)；例如，來自Nashua NH的電路話務(wù)可以將其回程轉(zhuǎn)至Waltham MA的MSC?；蛘撸鼈兛赡苡糜谶B接至其他網(wǎng)絡(luò)。例如，IP骨干412可能與IP聲音網(wǎng)絡(luò)418或因特網(wǎng)416通信。如下將述的，當(dāng)虹吸話務(wù)到一備用網(wǎng)絡(luò)，從鏈路306來的承載電路控制信息(例如，從信令消息來的)及聲音或數(shù)據(jù)可能通過備用網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。
為支持這些示范例布局以及維持透明性，本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例提供一些核心功能。核心功能方便了在它們到達(dá)MSC110前從干線306虹吸走話務(wù)；方便了從備用網(wǎng)絡(luò)到干線306的話務(wù)注入；方便了透明操作；用于作為更高層應(yīng)用的構(gòu)成模塊；和/或支持差錯恢復(fù)過程。
有代理交換器時的移動性管理過程當(dāng)MS114在網(wǎng)絡(luò)中漫游時，移動性管理的標(biāo)準(zhǔn)過程需要MS當(dāng)從一個小區(qū)漫游到另一小區(qū)時發(fā)出位置更新或注冊通知。這些更新由MSC110接收(通過BSC)，且最終，VLR/HLR復(fù)合體用MS新位置更新。然而，標(biāo)準(zhǔn)過程可能在一些實(shí)施例和本發(fā)明的系統(tǒng)狀態(tài)中不可行。例如，MS可能有不使用MSC而通話的情況(例如，備用網(wǎng)絡(luò)處理的通話)但是MS可能需要發(fā)送位置更新或移切換消息。為此，本發(fā)明最優(yōu)實(shí)施例為代理交換器提供移動性管理邏輯，參考圖3和5結(jié)合描述的。
如果位置更新或移交消息由代理交換器300從BS107接收到，代理交換器300決定是否MS正由一呼叫505占用。如果MS沒有為呼叫占用，代理交換器300允許位置更新消息經(jīng)510傳送到MSC110。MSC110然后如常規(guī)做法更新515VLR116。邏輯流在599處結(jié)束。
如果代理交換器300決定MS114為一呼叫占用，代理交換器檢查520是否MSC110為該呼叫占用。例如，這可以通過分析由代理交換器維持的呼叫(也稱作”會話”)狀態(tài)信息得知。如果MSC為MS呼叫占用，除了這時將切換消息直接送到MSC110外代理交換器處理如上所述。
如果MS為呼叫占用而且MSC沒有為呼叫占用，代理交換器300從BS107截取切換消息525而且，用切換消息內(nèi)的信息，轉(zhuǎn)換切換消息成位置更新消息530。位置更新消息然后送到535MSC110而且代理交換器更新自己的數(shù)據(jù)庫(未示出)以反應(yīng)這變化。這本地?cái)?shù)據(jù)庫作為代理交換器的VLR而且包含如VLR包含的所有信息(由于代理交換器有時需要類似MSC工作)。代理交換器300然后發(fā)送確認(rèn)消息540到BS107。邏輯流在599結(jié)束。
有代理交換器存在時管理輔助特性的過程在本發(fā)明最優(yōu)實(shí)施例中，MS可能在MSC認(rèn)為MS是空閑時是忙的；例如，當(dāng)MSC試圖從PSTN120發(fā)送一個呼叫到MS時，MS可能正忙于由備用網(wǎng)絡(luò)處理的數(shù)據(jù)或聲音呼叫。為支持這一情況，代理交換器300提供通知MS這一情況的邏輯。使用這一邏輯，輔助服務(wù)，如傳統(tǒng)呼叫等待，可能由代理交換器提供。而且，呼叫等待的新形式和其他新服務(wù)可能建立在這核心支持功能之上。
結(jié)合參考圖3和6A，當(dāng)呼叫從MSC110進(jìn)入代理交換器300，代理交換器決定在消息進(jìn)入602時是否MS正為呼叫占用。如果MS不忙，那么代理交換器300允許源于MSC的消息送至BS603。邏輯流在699處結(jié)束。
如果MS為忙，代理交換器決定604如果MS呼叫正由代理交換器而不是由MSC處理；例如，呼叫可能由連到代理交換器的備用網(wǎng)絡(luò)處理(見圖4)，其中代理交換器需要處理類似MSC的呼叫行為；代理交換器并不是簡單地讓消息通過。如果呼叫由代理交換器而不是MSC處理，代理交換器從MSC110截取605呼叫，并將經(jīng)截取消息轉(zhuǎn)變成606特性通知消息。代理交換器300然后發(fā)送607特性消息到BS107用于隨后發(fā)送到MS114，這將會被用于通知用戶關(guān)于進(jìn)入的呼叫。代理交換器截取608任何來自BS的對特性通知消息的應(yīng)答而且作出相應(yīng)反應(yīng)。代理交換器如何動作取決于這個邏輯中使用的應(yīng)用。
如果MS為由代理交換器處理的呼叫占用，也為由MSC處理的呼叫占用，那么代理交換器采取行動609作為對此狀態(tài)的應(yīng)答。這行動取決于涉及的特定應(yīng)用。傳統(tǒng)呼叫等待只是一個這樣可能建立于核心功能之上的服務(wù)。
如果有時，MS為備用網(wǎng)絡(luò)的兩個呼叫占用，第三個MS的呼叫從備用網(wǎng)絡(luò)或MSC過來，代理交換器將會按照應(yīng)用邏輯引導(dǎo)這第三個呼叫。例如，在呼叫等待應(yīng)用中，第三個呼叫將按用戶情況中包括的指令而路由傳送；一般的選擇是引導(dǎo)這呼叫到用戶的語音信箱。當(dāng)MS為涉及MSC的兩個呼叫占用時，MS的第三個呼叫來自于備用網(wǎng)絡(luò)，也使用相似的邏輯；再次，用戶情況指明第三個呼叫如何處理以及代理交換器如何遵循這一邏輯。最后，要注意如果MS為兩個牽涉MSC的呼叫占用而且MS的第三個呼叫到來，MSC自己，在這種情況下，會決定它采用何種邏輯以處理這第三個呼叫。
例如，圖3和6B結(jié)合起來說明示范性呼叫等待應(yīng)用。邏輯行動如上所述通過標(biāo)號為608或609的行為(注意圖6B以模塊608或609開始，與600相反)；也就是，雖然圖6B幫助描述了以特定輔助特性如傳統(tǒng)呼叫等待，輔助特性的初始行為是圖6A所描述的那些。
如果邏輯在608處開始，這說明代理交換器已經(jīng)檢測到了MS為呼叫占用，代理交換器在處理呼叫，但MSC不在。在這點(diǎn)上，代理交換器已經(jīng)截取了從MSC來的呼叫請求，將其轉(zhuǎn)化為特性通知并發(fā)送這一特性通知到BS。代理然后接收截取從BS來的對這消息的應(yīng)答。
在圖6B的呼叫等待應(yīng)用邏輯中，如果用戶指明他們愿意接收呼叫，代理交換器轉(zhuǎn)換615應(yīng)答為一消息，指明MS正在接收從MSC來的一新呼叫。代理交換器300然后發(fā)送620經(jīng)轉(zhuǎn)換的消息到MSC。本例在這點(diǎn)上，MSC”認(rèn)為”呼叫是個普通呼叫，這就是，MSC狀態(tài)反應(yīng)了僅是對MS的一個會話。實(shí)際上，隨著接收新的呼叫，用戶正在接收兩個在呼叫等待模式中的呼叫一個呼叫正為MSC處理另一個由代理交換器處理。代理交換器狀態(tài)反應(yīng)這兩個呼叫。代理交換器300幫助625MSC110建立一新呼叫。(這最后一步只在用戶接收呼叫時完成；如果用戶不接受，代理邏輯超時就永不達(dá)到行動625。)例如，代理交換器300可能將從備用網(wǎng)絡(luò)來的呼叫擱置使得從MSC接收的呼叫能通過到達(dá)MS。代理交換器300從MS截取630任何隨后的特性通知應(yīng)答并根據(jù)需要重定向到MSC或代理交換器。例如，用戶可能希望在移動和備用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的呼叫間”切換”。代理交換器可能需要截取這應(yīng)答以擱置一個呼叫且將另一個呼叫連到用戶處，作為截取隨后特性通知的行為一部分。在其他情況下，如果MSC由多個呼叫(一些擱置)要連到MS，代理交換器可能需要發(fā)送這類應(yīng)答到MSC。當(dāng)呼叫結(jié)束后，代理交換器300發(fā)送640正確的計(jì)費(fèi)信息到系統(tǒng)。這樣做是當(dāng)提供了不牽涉MSC的服務(wù)時用戶能收到正確的帳單。信息保存的方式和送到計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的方式取決于使用系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和服務(wù)提供商。大多數(shù)服務(wù)提供商指明了計(jì)費(fèi)信息是的收集，格式化及發(fā)送的方式。
如果MS114為一呼叫占用且也為由MSC處理的呼叫占用，而且如果MSC指明到MS的新呼叫，代理交換器300可能配置用于截取650從MSC到BS107的特性通知消息。特性通知消息被阻斷655不能傳到BS，由此沒有任何應(yīng)答從BS發(fā)送660到MSC。邏輯流在699結(jié)束。MSC未得到應(yīng)答而且假設(shè)MS并不想接收呼叫。MSC然后使用標(biāo)準(zhǔn)過程結(jié)束這次呼叫，例如，用戶的語音信箱或播放用戶不在的消息。
圖6B的呼叫等待應(yīng)用邏輯限于處理兩個同時呼叫。同樣一般的方法可以擴(kuò)展到處理兩個以上呼叫的呼叫等待，處理從備用網(wǎng)絡(luò)而來的多個呼叫，處理數(shù)據(jù)呼叫和聲音呼叫，及類似情況。
有代理交換器時的故障管理過程在BS107和MSC110間存在信令鏈路的故障管理標(biāo)準(zhǔn)過程。在這些過程中，BS和MSC認(rèn)為是同等級，同等級1和同等級2。兩個同等級維持兩組號碼，稱為前向序列號(FSN)和反向序列號(BSN)。FSN識別送到同等級的最新消息而BSN識別從同等級收到的最新消息。例如，假設(shè)在同等級1和同等級2間存在兩個信令鏈路SLC0和SLC1。如果同等級1有FSN＝5，同等級2有BSN＝3，那么同等級1就知道它已將所有到包括消息5的消息送至同等級2；同等級2就知道它已接收了所有到包括消息3的消息。如果SLC0中斷且同等級1檢測到這個中斷，同等級1發(fā)送轉(zhuǎn)換命令(COO)消息到同等級2，要求同等級2轉(zhuǎn)換到鏈路SLC1。同等級2用COA(轉(zhuǎn)換確認(rèn))響應(yīng)。包括在這些消息內(nèi)有基于哪個遺失消息要重發(fā)送的BSN號碼。例如，在以上例子中，消息4和5需要重新傳輸?shù)酵燃?。
在另一例子中，考慮一例中，其中同等級1有FSN＝10和BSN＝6；同等級2有FSN＝8和BSN＝3。也假設(shè)在同等級1和同等級2間存在兩個信令鏈路，由SLC0和SLC1表示，且假設(shè)SLC0如同等級1所檢測到的有中斷。然后，同等級1用鏈路SLC1發(fā)送COO消息到同等級2且包括它的BSN(＝6)在COO消息內(nèi)。當(dāng)同等級2接收到這消息時，它將接收到的BSN與內(nèi)部FSN(＝8)相比較然后決定最后兩條消息(8-6＝2)要重發(fā)送。同等級2將兩條消息排隊(duì)重發(fā)出且發(fā)送COA消息包括它的BSN(＝5)。同等級1接收COA消息且比較接收到的BSN與其內(nèi)部的FSN(＝10)，然后決定最后5條消息(10-5＝5)要重發(fā)送。同等級1將兩條消息排隊(duì)重發(fā)出到同等級2。
在最優(yōu)實(shí)施例中，BS和MS間的標(biāo)準(zhǔn)重播和恢復(fù)機(jī)制并不期望可行。簡而言之，BS 107可能發(fā)送消息到代理交換器而從未被MSC收到，例如，虹吸走的消息，反之亦然，例如，被阻斷的MSC消息。由此，在BS和MSC的基本FSN/BSN狀態(tài)不會準(zhǔn)確反應(yīng)整個系統(tǒng)的狀態(tài)。
相應(yīng)的，在本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例中，代理交換器提供一種新的故障管理形式。參考圖3和圖7A-B結(jié)合起來，代理交換器為每個到MSC110的鏈路建立705一組FSN和BSN計(jì)數(shù)器和為每條到BS107鏈路的一組FSN和BSN計(jì)數(shù)器。特別參考圖7B，該圖用單個鏈路安排來說明這個概念，鏈路785在MSC上的FSN/BSN對787和鏈路786的FSN/BSN對789是常規(guī)的。對787跟蹤在MSC鏈路段785發(fā)送和確認(rèn)(或“acked”)消息數(shù)目；對789跟蹤同樣的但是BS情況。代理交換器300包括FSN/BSN對788和790。對788跟蹤從代理交換器300到BS107的鏈路段786發(fā)送和確認(rèn)(或”acked”)消息數(shù)目；對790跟蹤從代理交換器300到MSC110的鏈路段785發(fā)送和確認(rèn)(或”acked”)消息數(shù)目。
如前間接提到的，對787的值并不期望等于對788的值。例如，作為正常代理交換器邏輯一部分，MSC消息到BS107的傳輸可能被中斷，如在此所述。中斷該消息后，787的FSN值應(yīng)比788的值大一。另外，787的FSN和BSN之差異以及788的FSN和BSN之差異并不需要相同。例如，假設(shè)從MSC110來消息應(yīng)由正常代理交換器邏輯的一部分中斷的簡單情況，如這里所述。在787的差異將會是一，直到在MSC110收到確認(rèn)，但在對788不會有差異，由于沒有消息被送到BS107。
由于消息在代理交換器300處接收，代理交換器截取消息并如上所述更新FSN/BSN對。
如果代理交換器300檢測到715從MSC110來的COO消息，指明鏈路785不暢，那么代理交換器300截取消息720且不允許它通過到BS107。COO包括對787的BSN消息且識別信令應(yīng)轉(zhuǎn)換至的新鏈路(未顯示)。代理交換器迫使在代理交換器和BS(鏈路786對應(yīng)鏈路785)間鏈路786的中斷。該中斷仿真如下。每幾毫秒常規(guī)BSs和MSCs發(fā)送叫做”填充信號”的消息，接收后接收器知道鏈路在運(yùn)行。如果接收器沒有在指定時間長度內(nèi)收到填充信號，它假設(shè)中斷且發(fā)送COO消息。故為了仿真一個中斷，本發(fā)明一實(shí)施例修改了基于軟件協(xié)議狀態(tài)機(jī)使得不發(fā)送”填充信號”，從而產(chǎn)生中斷，引起代理交換器處COO的生成(該修改與常規(guī)MSC相關(guān))。
代理交換器用788對的BSN生成COO消息到BS107，與包括對787信息的原始COO消息的BSN信息相反。新的COO通知BS它在(中斷仿真)鏈路上收到的消息數(shù)目(也就是，788的BSN)。生成的COO使用要轉(zhuǎn)換到的新鏈路(圖7B中未示出)。這新鏈路對應(yīng)代理交換器300和MSC110間要轉(zhuǎn)換到的鏈路。
經(jīng)修改的BSN號碼通過新COO消息送到735BS107。COO在一未中斷鏈路上發(fā)送。代理交換器300等待并從BS107接收COA(確認(rèn))消息740，并生成745新COA消息。新COA將包括BSN信息對790，與在對789中信息相反。新COA送750至MSC110。
隨后，代理交換器等待接收從MSC和BS來的在新鏈路上的重發(fā)送的信息。任何接收到的信息然后重傳輸755到相應(yīng)的目的地或按一般方法處理(包括潛在的中斷等等，如上所述)。邏輯流在799結(jié)束。
在上面的實(shí)施例中，代理交換器依靠BS或MSC檢測相應(yīng)鏈路中的中斷。信令鏈路中的中斷迫使作為當(dāng)前BS結(jié)構(gòu)的結(jié)果；也就是，中斷需要用來為COOs建立必須事件。在其他實(shí)施例中，代理交換器可能檢測中斷，并對此響應(yīng)，代理交換器會模仿與BS相關(guān)的MSC或模仿與MSC相關(guān)的BS。
基于COO消息虹吸的自動觸發(fā)過程本發(fā)明一些實(shí)施例中，代理交換器可能動態(tài)決定何時系統(tǒng)能受益于將消息重定向(虹吸)到備用網(wǎng)絡(luò)(見例如，400，圖4)。例如，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，代理交換器300直接或非直接監(jiān)視信令帶寬作為系統(tǒng)帶寬測量(例如，減少的信令帶寬變?yōu)闇p少的系統(tǒng)帶寬)。在一實(shí)施例中，從MSC來的轉(zhuǎn)換命令(COO)可能用作MSC的擁塞信號，或至少到/從MSC的帶寬會受損直到受影響的鏈路修復(fù)以及話務(wù)重回到那條鏈路。因此，代理交換器300將COO理解為觸發(fā)事件”減慢”到MSC的話務(wù)量，作為應(yīng)答，開始將話務(wù)虹吸至與代理交換器相連的備用網(wǎng)絡(luò)。
示范性邏輯的一種形式在這方面在圖8中示出。代理交換器為每個到MSC的鏈路建立805一組FSN和BSN計(jì)數(shù)器。每個到或從BS來的消息被截取且序列號碼相應(yīng)810更新。如果代理交換器300檢測815從MSC110來的COO消息，接著代理交換器300截取消息820且不允許它通過到BS107。在本例中，COO只反應(yīng)請求的變化且不指明消息需要重播。代理交換器300然后用MSC的經(jīng)修改的BSN號碼生成COA消息825，發(fā)送COA消息830到MSC110。經(jīng)修改的序列號碼是由代理交換器在消息處理過程中建立的，類似于上所述。因此，MSC認(rèn)為它的COO已經(jīng)發(fā)生了。MSC和BS間的通信帶寬由于轉(zhuǎn)換的原因會減小，由于少了一個信令鏈路。
然而，雖然代理交換器300和MSC間帶寬可能由于上述COO受損，在BS107和代理交換器300間的帶寬沒有受損。代理交換器可能通過虹吸話務(wù)至備用網(wǎng)絡(luò)而利用這點(diǎn)。相應(yīng)的，代理交換器開始從代理交換器的BS側(cè)生成的話務(wù)虹吸835。存在許多備用網(wǎng)絡(luò)類型，可能用于從MS114傳送聲音和數(shù)據(jù)話務(wù)(見如圖4)。如果存在多種類型的連到代理交換器的備用網(wǎng)絡(luò)，代理交換器可能基于通信類型，例如，數(shù)據(jù)或聲音選擇備用網(wǎng)絡(luò)類型。開始虹吸時，代理交換器配置數(shù)據(jù)平面用于將一些承載電路話務(wù)經(jīng)路由到合適備用網(wǎng)絡(luò)(將會在以下解釋)。例如，VoIP組裝件404可能根據(jù)信令消息中提出的信息配置。
某給定會話的話務(wù)虹吸繼續(xù)。代理交換器300此后如上所述維持FSN，BSN號碼。任何從BS107的COO消息被截取而且COA生成并送至BS，同時維持FSN和BSN計(jì)數(shù)器任何從MSC110的COO消息被截取850并檢查它們是否指明MSC再次準(zhǔn)備好在前次故障的鏈路上接收話務(wù)，也就是，檢查COO是否是變回消息。如果有這樣一個消息，代理交換器將其解釋為MSC能再次處理更高層的話務(wù)，并會采取行動”重連”虹吸走的鏈路和話務(wù)。(如果COO不是變回消息，可能是一個轉(zhuǎn)換消息，指明可以進(jìn)一步受益虹吸話務(wù)的情況。)如果有變回消息，新COO由經(jīng)修改的BSNs生成855并將送860到BS107。經(jīng)修改的BSN是前述的由代理維持的那些。代理交換器300然后等待并接收來自BS107的COA消息865。新COA消息由經(jīng)修改的BSN號碼生成870并將送875到MSC110。代理交換器然后停止話務(wù)虹吸過程?？刂破矫嫦鄳?yīng)指令數(shù)據(jù)平面。
在一些實(shí)施例中，虹吸話務(wù)的決定可能包括其他考慮。例如，備用網(wǎng)絡(luò)可能提供由代理交換器邏輯考慮的QoS保證。在一實(shí)施例中，虹吸只在會話邊界處。相應(yīng)的，如果一個呼叫被虹吸，是在呼叫起源處。
上面描述建立在把COO作為網(wǎng)絡(luò)擁塞指示的前提上。在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述自動虹吸的邏輯還補(bǔ)充由與圖7a-b的故障管理邏輯電路。在本實(shí)施例中，每次代理交換器300從MSC得到一個COO它執(zhí)行上述重播邏輯。從BS來的COO消息，然而，總是作為信令鏈路的中斷處理，重播邏輯執(zhí)行但沒有虹吸。
跨越BSC和MSC保存點(diǎn)碼過程在SS7網(wǎng)絡(luò)中，所有網(wǎng)絡(luò)元件由唯一叫做”點(diǎn)碼”的號碼尋址。由此，所有BSCs和MSCs將會由唯一的點(diǎn)碼。從BSC到MSC的消息一般會包括一目的地點(diǎn)碼，例如，期望的MSC的點(diǎn)碼，以及始發(fā)點(diǎn)碼，例如，發(fā)送消息的BSC的點(diǎn)碼。
從BSC到MSC的消息，對從MS始發(fā)的呼叫，附加要求分配一承載電路給呼叫。承載電路(攜帶聲音和數(shù)據(jù))由電路識別碼(CIC)標(biāo)識。
為支持代理交換器的透明操作，在BSC和MSC間傳輸?shù)狞c(diǎn)碼和CICs對所有消息都保留。這個要求太復(fù)雜了，由于當(dāng)攜帶承載話務(wù)的一些電路透明地橫渡BSC到MSC，其他從BSC發(fā)出的電路將在代理交換器處終止，而且MSC不知道這樣的終止。
如上所述，一些干線308預(yù)規(guī)定為用于BS和MSC間直接連接，而其他干線312連到代理交換器。類似的，在最優(yōu)實(shí)施例中，一些承載電路預(yù)規(guī)定為用于BS和MSC間直接連接(“通過電路”)，剩下的電路在代理交換器處被終止(“可虹吸電路”)。
在一實(shí)施例中，在正常操作下，MSC可能不對任何呼叫分配可虹吸電路。當(dāng)虹吸話務(wù)(如上所述)時，代理交換器可能對從BS來的呼叫分配可虹吸電路(通過從合適的CIC到BS的通信)，而且BS會通過在那個電路上發(fā)送聲音數(shù)據(jù)作出應(yīng)答。如將在下面解釋的，聲音或數(shù)據(jù)可能從電路中讀出然后相應(yīng)地通過DACS402送至備用網(wǎng)絡(luò)。
為保證代理交換器故障時MSC信息的一致性，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)在MSC處訪問CIC數(shù)據(jù)庫而且標(biāo)記可虹吸電路可用。該行為的結(jié)果是，MSC會認(rèn)為這些電路可用于分配，網(wǎng)絡(luò)的行為將便如常規(guī)移動網(wǎng)那樣(也就是，沒有代理的網(wǎng)絡(luò))。
當(dāng)代理交換器恢復(fù)時，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)重新在MSC處訪問CIC數(shù)據(jù)庫，但這次標(biāo)志可虹吸電路為”不可用”。它同時也訪問代理交換器數(shù)據(jù)庫，并將可虹吸電路標(biāo)志為”可用”。這些電路然后如上述對代理交換器可分配。在一些實(shí)施例中，可虹吸電路可能逐步在MSC處標(biāo)志為”不可用”而在代理交換器處標(biāo)志為”可用”使得代理交換器逐步獲得更多對可虹吸電路的控制。
為了處理圖3B的布局，需要添加以上所述的技術(shù)，特別是，處理圖3B的布局，代理交換器需要截取從BS來的消息并改變點(diǎn)碼以反應(yīng)重映射的MSC。在一實(shí)施例中，這是在粒度會話層完成的，意味著到新MSC的重新映射可能在會話邊界處決定。作為替換，重新映射可能在其他粒度通話層完成，例如，當(dāng)MS開啟時。一些實(shí)施例通過相關(guān)設(shè)備序列號實(shí)行到MSCs和它們相應(yīng)點(diǎn)碼的映射(例如，包括在當(dāng)MS開啟時的消息)。
硬件結(jié)構(gòu)結(jié)合參考圖3和4，代理交換器300的最優(yōu)實(shí)施例包括控制平面302和數(shù)據(jù)平面304。控制平面包括處理硬件和相關(guān)軟件的組合。數(shù)據(jù)平面大部分由響應(yīng)控制平面命令的硬件組成。
控制平面包括可編程信令卡(例如，來自Force系統(tǒng)的可用的PMC8260)用于接收從信令鏈路312、314來的信令信息并對它執(zhí)行初始處理。這初始處理包括發(fā)送和終止在信令鏈路上的信息以及在程序控制下提取包括在信令消息內(nèi)的消息信息。一旦消息信息被收集了，信令卡使消息信息傳送通過到可編程處理卡(例如，可從Radisys得到的RPC3305和3306)，用于如上所述隨后負(fù)責(zé)對響應(yīng)而執(zhí)行代理交換器功能。
控制平面由被動容錯機(jī)制組成。這些機(jī)制保證在控制平面發(fā)生災(zāi)難性故障時，控制平面一側(cè)接收的信令鏈路會被旁路到另一側(cè)。因此，如果控制平面出問題了，鏈路會被旁路而跨過控制平面，BSC和MSC可以如常規(guī)般通信。
示范性實(shí)施例數(shù)據(jù)平面304如圖4所示。它包括DACS402，IP語音組件404、數(shù)據(jù)終端模塊406(例如，在CDMA網(wǎng)絡(luò)內(nèi)終端A5數(shù)據(jù))、PPP中繼組件408以及PPP中繼組件410。不同組件可能由被打包在一個或多個模塊上。
DACS402接收干線306的承載電路且終結(jié)干線上接收的信息；它也在這些干線上發(fā)送聲音和數(shù)據(jù)。預(yù)規(guī)定的DACS402端口連接到VoIP404和數(shù)據(jù)終端組件408上。數(shù)據(jù)終端組件408，接著與PPP中繼408相連，接著與PPP終端組件410通信。而且，數(shù)據(jù)平面可能也用于連到備用的基于電路的網(wǎng)絡(luò)，例如，將話務(wù)回程到另一地區(qū)網(wǎng)絡(luò)的電路MSC上。
所有數(shù)據(jù)平面實(shí)體接收來自通過用于根據(jù)H.248和介質(zhì)網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議(MGCP)攜帶信息的控制信道401的控制平面的控制命令?？刂菩诺?，特別用于告知DACS402如何裝備承載電路。例如，從BS107的給定輸入電路映射到組件中一個的輸出端口?？刂菩诺酪灿糜趥鬏斂刂菩畔⒌讲煌M件。例如，信令信息包括控制信息如用于建立VoIP組件所需的目的地地址的IP地址。這信息然后將會被用于VoIP組件，通過把信息相應(yīng)分包且根據(jù)合適的協(xié)議，如RTP/UDP/IP發(fā)送，以發(fā)送從DACS接收的聲音信息。
數(shù)據(jù)平面由被動容錯機(jī)制組成。這些機(jī)制保證在控制平面發(fā)生故障時，DACS一側(cè)接收的干線會被旁路到與MSC相連的輸出干線。因此，如果數(shù)據(jù)平面出問題了，干線會被旁路跨過數(shù)據(jù)平面，BSC和MSC可以如常規(guī)般通信。
軟件結(jié)構(gòu)結(jié)合參考圖9-10，在最優(yōu)實(shí)施例中，控制平面軟件執(zhí)行會話管理器處理和通信處理。會話管理器處理包括代理會話管理器(PSM)904和核心會話管理器(CSM)1002。通信處理包括SS7消息處理器(SS7MsgHdlr)902a-n和IP消息處理(IPMsgHdlr)906a-n。如名字所示，會話管理器包括管理處理呼叫會話邏輯，而消息處理器包括處理消息邏輯。消息處理器封裝了消息處理的邏輯使得其他軟件不需要知道消息處理細(xì)節(jié)。類似的，會話管理器封裝了通話處理的邏輯使得其他軟件如消息處理器就不需要知道會話狀態(tài)或類似狀態(tài)。
SS7MsgHdlr和IPMsgHdlr處理負(fù)責(zé)接收到來消息和發(fā)送出去消息。前者對MSC110和/或BS107接收和發(fā)送信令消息。后者SS7MsgHdlr和IPMsgHdlr接收和發(fā)送控制消息到數(shù)據(jù)平面。PSM處理904處理所有”流經(jīng)”的呼叫或會話，或未經(jīng)虹吸的呼叫。CSM處理1002處理所有經(jīng)代理交換器300虹吸的呼叫或通話。這樣，CSM處理1002提供許多和電路MSC以及BS一樣的功能使得它如MSC一樣對來自BS的消息應(yīng)答，如BS般應(yīng)答來自MS的消息。一般存在多個PSM和CSM處理同時運(yùn)行在不同的處理器卡上以提供必須的可量測性和性能。附加軟件處理提供故障轉(zhuǎn)換和可靠性。在圖中被稱作PSM’904’和CSM’1002’。這些基本處理的目的在于為其他PSM和CSM提供故障轉(zhuǎn)換。在一實(shí)施例中，每個PSM和CSM有“影像”PSM/CSM提供“影像”覆蓋。在PSM或CSM處理失敗情況下，相對應(yīng)的影像PSM/CSM處理設(shè)計(jì)為用于接管失敗的處理。
參考圖9，當(dāng)信令消息從BSC和MSC到來，由SS7MsgHdlr902a-n處理，在SS7處理卡上執(zhí)行。有一個SS7MsgHdlr與每個從或到代理交換器的每個信令鏈路相關(guān)。SS7處理卡(如上所述)從信令消息提取足夠信息以識別信令消息要被傳送到的對應(yīng)的SS7MsgHdlr。
SS7MsgHdlr接收消息并分配(最好)給這消息唯一邏輯參考號。這個參考號以后用于識別隨后屬于同一正在進(jìn)行的呼叫/會話的消息。經(jīng)分配的邏輯參考號返回通信給在BS或MSC上運(yùn)行的軟件系統(tǒng)。(例如，SCCP協(xié)議堆)，該軟件隨后在所有屬于這一呼叫/會話的后續(xù)消息上使用該參考號。
在以上的處理后，SS7MsgHdlr902選擇PSM904處理消息。在一實(shí)施例中，SS7MsgHdlr檢查消息始發(fā)源的點(diǎn)碼并選擇與這個碼相關(guān)的PSM。例如，可以用一張表存貯這類關(guān)系。
PSM904然后決定是否這消息是用于要被虹吸的呼叫/會話。在一個實(shí)施例中，這個決定通過檢查包含在區(qū)別數(shù)據(jù)會話和聲音呼叫的消息內(nèi)的服務(wù)選項(xiàng)字段而決定。在另一實(shí)施例中，這個決定通過檢查呼叫和被呼叫方號碼以確認(rèn)是否兩個都是移動電話號碼。在另一實(shí)施例中，這個決定由檢查呼叫方電話以決定呼叫方是否選擇VoIP服務(wù)提供商。一旦決定虹吸該呼叫/會話，PSM904將消息送到CSM1002。如果決定不虹吸這個呼叫/會話，PSM生成用于通過SS7MsgHdlr處理送回到MSC或BS的消息。
PSM處理904可能也通過因特網(wǎng)協(xié)議與CSM處理1002通信，見例如圖10。最優(yōu)實(shí)施例的內(nèi)部協(xié)議是無狀態(tài)的且基于文本的。如上所述，PSM處理不可虹吸的會話/呼叫。一旦它遇到可虹吸的會話/呼叫，它將那個會話/呼叫環(huán)境傳到CSM處理。CSM處理負(fù)責(zé)處理所有被虹吸的會話/呼叫。CSM通過標(biāo)準(zhǔn)控制協(xié)議如248H和MGCP(介質(zhì)網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議)與數(shù)據(jù)平面通信。
PSM和CSM處理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相似。參考圖11，進(jìn)入消息由網(wǎng)絡(luò)接口模塊1102接收。網(wǎng)絡(luò)接口模塊然后發(fā)送消息到協(xié)議引擎1104。例如，這個引擎1104，在CDMA實(shí)施例中，負(fù)責(zé)根據(jù)IS-634協(xié)議對消息編碼和解碼。狀態(tài)機(jī)模塊1106負(fù)責(zé)處理消息并根據(jù)協(xié)議記錄狀態(tài)。例如，在給定協(xié)議下，給定消息意味著在該協(xié)議下一已知狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。狀態(tài)機(jī)模塊1106包括記錄狀態(tài)和實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的邏輯。
活動目錄模塊1108與MSC的外部移動性管理函數(shù)交互，并負(fù)責(zé)獲取和更新定戶情況和其他用戶/定戶數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)的MSC中，訪問位置寄存器(VLR)一般與MSC位于同一處；VLR包括當(dāng)前在MSC覆蓋區(qū)域內(nèi)漫游的用戶信息(情況)。附加地，MSC連到其他數(shù)據(jù)庫，稱為歸屬位置寄存器(HLR)，包含所有在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)“歸屬”的用戶。一般，當(dāng)用戶漫游且進(jìn)入MSC覆蓋的區(qū)域時，MSC要求HLR發(fā)送用戶情況并存儲在(本地)VLR內(nèi)。當(dāng)用戶漫游出MSC覆蓋地區(qū)域時(到由另-MSC覆蓋的區(qū)域內(nèi))，用戶情況被刪除了。代理交換器中的活動目錄模塊作為HLR數(shù)據(jù)庫的一個客戶機(jī)，從HLR要求漫游入代理交換器覆蓋的區(qū)域中的用戶情況，并更新本地?cái)?shù)據(jù)庫，也就是，活動目錄模塊和器相關(guān)數(shù)據(jù)庫的行動行為如同漫游用戶的傳統(tǒng)VLR。
介質(zhì)網(wǎng)關(guān)控制器(MGC)模塊1110與代理交換器的數(shù)據(jù)平面304通過開放的控制協(xié)議如H.248和MGCP互動。在從IS-634狀態(tài)機(jī)模塊1106接收到行動請求時，MGC1110以H.248或MGCP協(xié)議發(fā)送消息到數(shù)據(jù)平面304以執(zhí)行需要的行動。在一實(shí)施例中，所謂的TDM-VoIP情況下，這些到數(shù)據(jù)平面的MSC1110的行動消息指令數(shù)據(jù)平面在進(jìn)入端口接收進(jìn)入的電路(TDM)話務(wù)并將其轉(zhuǎn)換成RTP/UDP/IP包并從出端口之一送出。因此，在本實(shí)施例中，進(jìn)入電路話務(wù)分包并以包形式送出。這個實(shí)施例可用于接收電路呼叫，將它們作為IP上的聲音呼叫傳輸(VoIP)。在另一實(shí)施例中，所謂的TDM-VoIP情況，MGC1110指令數(shù)據(jù)平面304接收在進(jìn)入端口接收進(jìn)入的電路(TDM)話務(wù)并作為電路(TDM)話務(wù)交換從出端口送出。在此種情況下，進(jìn)入電路話務(wù)保存為電路并交換到備用電路網(wǎng)絡(luò)上。
圖12-14用于以簡化的結(jié)構(gòu)圖說明以上概念。該圖用于說明響應(yīng)信令消息的不同軟件處理的交互動作。承載電路由于簡化的原因未包括于一些圖中。而且，由于簡化的原因，只示出了PSM和CSM處理的單個互動例子。
圖12用于說明從BS107到MSC110的初始的新呼叫消息的控制流，同時說明”通過呼叫”。通過呼叫是代理交換器300不負(fù)責(zé)呼叫管理且呼叫被傳送通過用于由MSC110處理的呼叫。代理交換器300對該呼叫目的是透明的(可能它會改變點(diǎn)碼，例如，為處理圖3B中解釋的MSCs的重新映射)。BS107發(fā)送1205服務(wù)請求(如CSR)至希望的MSC110。服務(wù)請求包括服務(wù)選項(xiàng)字段，指明這是請求聲音呼叫還是數(shù)據(jù)呼叫。代理交換器接收這條消息(由于它在BSC和MSC的信令路徑上)；特別是，SS7MsgHdlr處理902接收呼叫，分配給這條消息唯一本地參考號碼(這是潛在正在進(jìn)行呼叫請求的初始消息)，并經(jīng)路由1210到PSM904進(jìn)行進(jìn)一步處理。PSM處理904對進(jìn)入消息進(jìn)行解碼并使用IS-634狀態(tài)機(jī)(對CDMA實(shí)施例)決定這個呼叫是否被虹吸(例如，到備用網(wǎng)絡(luò))和允許由MSC110處理。由于在本例中，呼叫沒有被虹吸，消息被編碼后送回1215到SS7MsgHdlr處理902。在一個實(shí)施例中，SS7MsgHdlr和PSM處理間的通信協(xié)議是狀態(tài)的基于文本的協(xié)議，提供基礎(chǔ)信令協(xié)議的抽象層(與會話邏輯相關(guān))。SS7MsgHdlr處理902接著重發(fā)送1220該IS-634消息到MSC110。MSC處理這消息且應(yīng)答1225。這應(yīng)答由代理交換器300接收但由于這應(yīng)答與一正在進(jìn)行的非虹吸呼叫相關(guān)(如前解釋的由分配給初始CSR請求消息所的本地參考號碼決定)，SS7MsgHdlr處理902并不將此消息轉(zhuǎn)發(fā)到PSM904。相反，SS7MsgHdlr透明地向前繼續(xù)發(fā)送1230此消息至BS107。所有進(jìn)一步與此呼叫相關(guān)的交換被允許透明地在BS和MSC間通過，除了在呼叫結(jié)束時的呼叫釋放消息。對呼叫釋放應(yīng)答，代理交換器300保證讓呼叫結(jié)束并連同對本地參考號碼的處置。呼叫釋放消息也可以通過代理交換器送至BS107使得BS可以進(jìn)行釋放處理工作。
圖13用于說明由BS107始發(fā)到MSC110的呼叫消息情況而且也用于說明代理干線，也就是，由MSC110控制和分配的干線。BS107發(fā)送1305服務(wù)請求給所需的MSC110。代理交換器接收這條消息且SS7MsgHdlr處理902接收該呼叫，分配唯一本地參考號碼給這一消息，并把它路由1310到PSM904進(jìn)行進(jìn)一步處理。PSM處理904對進(jìn)入消息進(jìn)行解碼并使用IS-634狀態(tài)機(jī)(對CDMA實(shí)施例)決定這個呼叫是否被虹吸(例如，到備用網(wǎng)絡(luò))或允許由MSC110處理。由于在本例中，呼叫沒有被虹吸，消息被編碼后送回1315到SS7MsgHdlr處理902。SS7MsgHdlr處理902接著重發(fā)送1320消息到MSC110。MSC110通過分配一信道給該呼叫來應(yīng)答132該呼叫設(shè)置請求(如上所述)。這信道分配由代理交換器300接收，并將該分配傳送1330給PSM904，代理交換器300接著應(yīng)答1335它已記錄了分配1330。代理交換器然后繼續(xù)向上發(fā)送1340信道分配請求到BS107。所有BSC和MSC間進(jìn)一步的與此呼叫相關(guān)的交換允許透明地通過代理交換器直到呼叫釋放消息。呼叫釋放觸發(fā)代理交換器內(nèi)的釋放過程。
圖14用于說明”經(jīng)虹吸呼叫”情況。被虹吸的呼叫由BS107始發(fā)經(jīng)截取后由代理交換器重定向到備用網(wǎng)絡(luò)的呼叫。在這一例中，所有信令由代理交換器處理且傳送用戶話務(wù)的干線要受代理交換器控制。BS107發(fā)送1405服務(wù)請求到MSC110。代理交換器接收這條消息并分配一唯一本地參考號碼給這消息，并把它路由1410到PSM904作進(jìn)行進(jìn)一步處理。PSM處理904對進(jìn)入消息進(jìn)行解碼并使用IS-634狀態(tài)機(jī)(對CDMA實(shí)施例)決定這個呼叫是否要被虹吸。由于在本例中，呼叫被虹吸到備用網(wǎng)絡(luò)，PSM發(fā)送1415該消息到CSM處理1002。CSM處理1002現(xiàn)在開始如常規(guī)MSC那樣的處理行為并為該呼叫發(fā)出1420一個信道分配，在BS和代理交換器的數(shù)據(jù)平面間分配干線。信道分配然后發(fā)送1435到SS7MsgHdlr。SS7MsgHdlr處理發(fā)送1430這信道分配信息到BS使得BS可把它用于用戶話務(wù)。CSM還發(fā)送消息到代理交換器的數(shù)據(jù)平面(如上所述使用H.248或MGCP協(xié)議)指引入在經(jīng)分配的信道上接收進(jìn)入的用戶話務(wù)且將其導(dǎo)入備用網(wǎng)絡(luò)。如上解釋，在一實(shí)施例中備用網(wǎng)絡(luò)可能是IP網(wǎng)絡(luò)。所有在BSC和CSM間的進(jìn)一步交換發(fā)生直到MSC發(fā)出呼叫釋放命令引起資源釋放(釋放過程)。
在另一實(shí)施例中，軟件結(jié)構(gòu)可能只使用單一處理而不是使用兩個不同處理(PSM和CSM)來執(zhí)行代理功能。在這一個實(shí)施例中，PSM處理單獨(dú)決定，如前，呼叫是否被虹吸走。如果這不是一個虹吸呼叫，則允許處理進(jìn)行到MSC。如果是一個虹吸呼叫，PSM自己處理呼叫且發(fā)送和接收來自BS107和MSC110的消息。換句話說，PSM在這一實(shí)施例中如MSC和BS107那樣動作并處理所有與此有關(guān)的信令。這樣，PSM處理在如下意義上提供如電路MSC和BS107許多相同的功能，即它如MSC一般應(yīng)答從BS107來的消息，如BS107般應(yīng)答從MS來的消息。一般由多個PSM處理同時運(yùn)行在不同處理器卡上以提供需要的可量測性和性能。附加軟件處理提供故障轉(zhuǎn)換和可靠性。這些處理目的在于為其他PSM提供故障轉(zhuǎn)換。在一實(shí)施例中，每個PSM有“影像”處理提供“影像”覆蓋。在PSM處理失敗情況下，相對應(yīng)的影像處理設(shè)計(jì)為用于接管失敗的處理。
變化以上的所有實(shí)施例都便于透明交換器的實(shí)現(xiàn)。然而，功能子集比現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)更提供優(yōu)勢。例如，對網(wǎng)絡(luò)部分地可見的交換器可能仍提供以上討論的許多優(yōu)點(diǎn)。
另外，實(shí)施例是以與CDMA協(xié)議部分相關(guān)情況下描述的，但實(shí)施例可能被修改以便和GSM、IS-136和/或其他2G和3G協(xié)議一起工作。
從代理交換器到MSC的干線連接是可任選項(xiàng)。
在描述了示范例實(shí)施例后，這些實(shí)施例的各種不偏離本發(fā)明的宗旨和范圍的修改對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見。
權(quán)利要求
1.一種在移動通信網(wǎng)中進(jìn)行通信的方法，其中移動通信網(wǎng)包括至少一個基站子系統(tǒng)(BS)、至少一個移動站(MS)、至少一個移動交換中心(MSC)、以及與至少一個BS和至少一個MSC通信的至少一個交換器，其中BS處在與交換器的干線通信中，且干線通信由荷載電路構(gòu)成，每個荷載電路都可以用電路識別碼(CIC)來識別，該方法的特征在于包括下列行為交換器從BS接收信令消息；交換器確定確定對應(yīng)于該信令消息的呼叫是否將由可選通信網(wǎng)處理；如果呼叫將由可選通信網(wǎng)處理，則交換器為用于該呼叫的荷載電路分配一個電路識別碼(CIC)并且將所述CIC傳遞到BS此后，交換器接收由CIC識別的荷載電路上的信息并且將所接收的信息傳送到備用網(wǎng)絡(luò)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括下列行為保持狀態(tài)信息以識別與可選通信網(wǎng)進(jìn)行通信所用的CIC；如果轉(zhuǎn)換失敗，則訪問MSC中的CIC數(shù)據(jù)庫，并且將所有與可選通信網(wǎng)通信所用的CIC標(biāo)記為可用。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于還包括以下行為如果轉(zhuǎn)換從失敗中恢復(fù)，則訪問MSC中的CIC數(shù)據(jù)庫，并且將所有與可選通信網(wǎng)通信所用的CIC標(biāo)記為不可用。
全文摘要
描述了一種用于移動網(wǎng)絡(luò)中的代理交換器和通信方法。代理交換器用在基站子系統(tǒng)和移動站中心之間。它接收信令消息并且或重發(fā)它們、阻止它們、轉(zhuǎn)換它們，或?qū)⑺鼈冚斔偷絺溆镁W(wǎng)絡(luò)。除了提供卸載移動話務(wù)的能力之外，它還為新的通信服務(wù)提供平臺。移動通信網(wǎng)包括至少一個基站BS、至少一個MS、至少一個MSC、以及與至少一個BS和至少一個MSC通信的至少一個交換器。BS處在與交換器的干線通信中，且干線通信由荷載電路構(gòu)成，每個荷載電路都可以用電路識別碼(CIC)來識別。交換器從BS接收信令消息并且確定對應(yīng)于該信令消息的呼叫是否將由可選通信網(wǎng)處理。如果是，則交換器為用于該呼叫的荷載電路分配一個CIC并且將該CIC傳遞到BS。此后，交換器接收由CIC識別的荷載電路上的信息并且將所接收的信息傳送到備用網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號H04W92/02GK1483292SQ01821511
公開日2004年3月17日 申請日期2001年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月22日
發(fā)明者S·A·納克維, K·K·維什瓦納坦, R·孫達(dá)爾, M·阿拉瓦目丹, S A 納克維, 吣康, 維什瓦納坦, 鋃 申請人:溫福利亞網(wǎng)絡(luò)股份有限公司