专利名称：多个网络结点上分布式呼叫处理的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信系统，包括干线射频通信系统，但不局限于此。
地面移动无线系统的基本操作和结构众所周知。地面移动无线系统典型地包括一个或多个无线通信单元和一个或多个通过射频通信资源收发信息的中继器。这些通信资源可以是窄带调频信道、时分多路复用槽、频率对等等，它们以多个中继器或基站为源点。地面移动无线系统可以被组织成干线通信系统，通过在一个RF覆盖区域的通信与通信基础上指定中继器以将该系统中多个通信资源分配给一组用户。另外，从RF通信单元到地线电话的呼叫还可以通过连接到PSTN(公共交换电话网)的交换器和用作RF通信系统源点的中继器的使用被接通。
通常，干线双向RF通信系统提供移动和便携式通信单元，以及同很多有线通信网络类似的无线服务。这样的例子包括，全双工电话语音通信、双向移动到移动组调度通信、以及双向移动到调度器组调度通信。一个典型的干线通信系统地点中每个不同的地点有不同的物理位置，该系统由多个全双工中继器组成，每个连接到各种设备以支持与公共电话网络、移动到移动呼叫、以及一个或多个调度器控制台地点的互连。这些设备典型地为中继器提供中心控制。比如，一个单独的中心控制器提供无线信道信号编码和译码功能、授权功能、资源确定功能、以及通信活动注册。一个单独的电话互连交换器典型地为中继器提供连到一个或多个电话线的接口以支持电话互连通信。在采用一个装置的系统中，该装置被多个中继器共享，该单一装置的失效可能导致一个或多个需要的服务或功能不可操作，这样就破坏了系统中的通信。在系统中放置冗余的装置是昂贵的，并且是对空间和资源的低效使用。
因此，通信系统有这样的需要，当提供自动和灵活的分布式呼叫控制功能的分配时，有效地覆盖一个大的区域。通信系统还有这样的需要，提供失效网络结点的恢复。
图一是根据本发明包含单一地点的一个无线通信系统的方框图。
图二是根据本发明包含多个地点的一个无线通信系统的方框图。
图三是根据本发明一个呼叫模型的例子。
图四是显示根据本发明为一个呼叫给网络结点分配呼叫模型元素的一个网络功能图。
图五是显示根据本发明为一个呼叫分配在两个不同的通信地点被提供的两个呼叫模型元素的一个网络功能图。
图六是描述根据本发明一种方法的流程图，该方法在多个网络结点上提供分布式呼叫处理。
图七是根据本发明一种方法的流程图，当例外情况事件发生时该方法支持分布式呼叫处理。
图八是根据本发明一种方法的流程图，当例外情况事件在呼叫中发生时该方法支持分布式呼叫处理。
接下来描述在通信系统的多个网络结点上提供和支持分布式呼叫处理的装置和方法，其中网络结点位于系统的每个装置中，而不是位于系统的中继器、地点控制器、或区域控制器中。呼叫建立和控制过程作为一个状态机的诸元素被提供。每个元素分布在多个网络结点中的一个或多个上。如果一个网络结点失效，该失效网络结点支持的(诸)元素根据需要被重新分配。
一种在多个网络结点上提供分布式呼叫处理的方法，其中多个网络结点中的每个都可以处理来自一个呼叫模型的多个呼叫模型元素中的一个或多个元素，该方法包括这些步骤选择多个通过其中分布多个呼叫模型元素的网络结点中的至少两个以产生至少两个被选中的网络结点。多个呼叫模型元素中的每个都被分配给至少两个被选中的网络结点，产生一个呼叫模型分配。作为对呼叫请求的响应，使用该呼叫模型分配，一个呼叫被处理。可选方案是，在选择步骤之前，可以确定多个网络结点中的哪一个可用。另外，该至少两个被选中的网络结点中的第一个可以具有呼叫处理能力，而该至少两个被选中的网络结点中的第二个并不具有该能力。多个网络结点可以地理上分布在多个地点。
在一个附加实施方式中发生一个例外情况事件，其处理包括以下步骤检测至少一个被选中的网络结点目前不可用，产生至少一个不可用网络结点。确定多个呼叫模型元素中的哪一个被分配给该至少一个不可用网络结点，同时产生至少一个未分配元素。该至少一个未分配呼叫模型元素被重新分配给多个网络结点中的至少一个，且这个结点不是该至少一个不可用网络结点，同时产生一个修正的呼叫模型分配。使用该修正的呼叫模型分配处理一个呼叫，作为对例外情况事件之前的呼叫请求的响应。该重新分配可用基于一种网络参数最小化的算法，比如在多个网络结点之间的无线通信或有线通信。
在另一种实施方式中，在一个呼叫中发生一个例外情况事件，其处理进一步包括以下步骤检测在呼叫中至少一个被选中的网络结点变为不可用，产生至少一个不可用网络结点。确定多个呼叫模型元素中的哪一个被分配给该至少一个不可用网络结点，产生至少一个未分配元素。确定多个呼叫模型元素中的哪一个当前活动，产生一个当前活动元素。然后确定该至少一个未分配元素是否需要被重新分配。如果该至少一个未分配元素需要被重新分配，则该至少一个未分配元素被重新分配给多个网络结点中的至少一个，且这个结点不是该至少一个不可用网络结点，从而产生一个修正的呼叫模型分配。使用该修正的呼叫模型分配继续处理该呼叫。另外，确定该至少一个未分配元素是否需要被重新分配的步骤包括以下步骤确定该至少一个未分配元素是否发生在呼叫模型分配中当前活动元素之后，如果该至少一个未分配元素发生在呼叫模型分配中当前活动元素之后，则确定多个呼叫模型元素中的至少一个的重新分配是必要的。如果该至少一个未分配元素发生在呼叫模型分配中当前活动元素之前，则确定多个呼叫模型元素中的至少一个的重新分配是不必要的。
该装置包括的多个网络结点被排列并构造以提供一个状态机的多个元素中的至少一个元素，该状态机被设计成处理呼叫请求，其中多个网络结点中的第一个提供多个元素中的第一个元素，而多个网络结点中的第二个不提供该第一元素。可选方案是，多个网络结点可以包括至少一个数据存储结点；与该至少一个数据存储结点相连的至少一个服务控制结点；与该至少一个服务控制结点相连的至少一个交换结点；与该至少一个服务控制结点和交换结点相连的至少一个资源结点；以及与该至少一个资源结点相连的至少一个用户结点。
另外，该至少一个数据存储结点和/或该至少一个服务控制结点可以提供多个元素的一个服务授权元素。该至少一个交换结点和/或该至少一个服务控制结点可以提供多个元素的一个处理请求元素。该至少一个资源结点和/或该至少一个用户结点可以提供多个元素的一个活动呼叫元素。该至少一个服务控制结点可以提供多个元素的一个呼叫终止元素。
一个无线通信系统的方框图包括多个中继器101、103、105、107和109，以及一个如图一所示，在一个单独地点通过线连接到主交换中心(MSC)的可选地点控制器111。该系统基础结构提供RF通信单元119及121和/或地线通信单元115及117之间的通信。在从前的系统中，当系统收到一个呼叫请求时，一个地点控制器111可以处理和控制全部呼叫建立过程，包括建立呼叫、分配系统中连接一个用户和另一个用户所需要的通信资源和交换器、授权、呼叫注册等等。其它系统把这些呼叫处理功能分布给系统中的一个或多个智能中继器101、103、105、107和109，而没有地点控制器。
大一些的系统包括多个地点，比如图二中所示地点为一个大一些的覆盖区域201提供通信，并使用一个区域控制器(ZC)来控制不同地点S1、S2、S3、S4、S5和S6之间的交互。在从前的通信系统中，呼叫处理控制和信息分布由智能中继器、地点控制器和区域控制器的任意组合来提供。
本发明提供一种方法，支持多个网络结点上的分布呼叫处理。多个网络结点中的每一个都能处理来自呼叫模型的多个呼叫模型元素中的一个或多个。一个呼叫模型是一个功能抽象，对支持单一呼叫的多个实例的服务处理交互提供表示和处理规则。
图三显示了一个呼叫模型实例，它显示了六个呼叫模型元素。每个呼叫模型元素是该最佳实施方式中具有六个元素的状态机的一部分。第一个呼叫模型元素301是空闲状态〔1〕，在该最佳实施方式中执行以前呼叫的断连和清除操作。在没有呼叫请求时，最佳实施方式中该呼叫模型在状态〔1〕中保持活动。
第二个呼叫模型元素303是服务授权状态〔2〕，当接收到一个起始端用户发出的消息说明需要一个服务时，进入该状态。在该最佳实施方式中，服务授权状态〔2〕作如下描述。在该点，确定发出请求的用户是否被授权访问访问被要求的服务，或者该被要求的服务是否由系统支持。当确定该用户被授权访问该服务时，状态〔2〕正常退出。如果呼叫控制功能确定该用户没有被授权该服务，呼叫模型元素303产生一个例外情况事件。
第三个呼叫模型元素305是处理请求状态〔3〕。在该最佳实施方式中，处理请求状态〔3〕作如下描述。当授权成功时，从状态〔2〕进入元素305，在那里确定呼叫所要求的合适地点和连接。当从起始MSC接收到一条消息时，状态〔3〕正常退出。当事实上不是所有地点或请求的连接都可能时，此呼叫模型元素发生一个例外情况事件。
第四个呼叫模型元素307是活动状态〔4〕，在那里发生活动的呼叫。在该最佳实施方式中，活动状态〔4〕作如下描述。当从所有参与地点接收到确认时，进入状态〔4〕。当从参与呼叫的诸MSC中的一个接收到一条呼叫终止消息时，正常退出状态〔4〕。当比如连接故障的事件发生时，呼叫模型元素307产生一个例外情况事件。
第五个呼叫模型元素309是呼叫终止状态〔5〕。在该最佳实施方式中，呼叫终止状态〔5〕作如下描述。当从起始MSC接收到一条释放消息时，进入状态〔5〕。当从参与呼叫的诸MSC接收到一条消息，表示分配给呼叫的资源已经被释放时，正常退出状态〔5〕。当比如一个呼叫计时器超时但没有接收到断连消息时，呼叫模型元素309发生一个例外情况事件。
第六个呼叫模型元素313是例外状态〔6〕，当其它呼叫模型状态中的一个发生例外情况事件，为维持呼叫模型的当前实例的处理而请求发生附加的功能或步骤时，进入状态〔6〕。一个例外情况事件是一个与通常情况不同的激励，是呼叫处理模型的当前状态所期望的激励。例子包括连接忙碌(而不是连接可用)、服务未授权(而不是服务授权)等等，如上面所描述的。
图四是一个网络功能图，显示一个呼叫的网络结点，呼叫元素被分布在这些网络结点中。在该最佳实施方式中，除非例外情况发生，呼叫模型元素按从1到6的顺序被处理，该呼叫的控制点位于当前为元素或呼叫模型的状态机的状态提供服务的网络结点中。服务授权状态〔2〕可以发生在一个数据存储结点401(就象可以位于一个可能被附加到地点控制器的数据库中一样)、一个区域控制器、或一组智能中继器中。服务状态〔2〕的授权还可以在服务控制结点403执行，该结点可以位于地点控制器、区域控制器、或智能中继器中。控制的第三点是位于主交换中心(MSC)的交换结点405。请求处理状态〔3〕可以在交换结点405或服务控制结点403执行。活动呼叫状态〔4〕由交换结点405和/或RF资源结点407，以及用户结点409、411、和/或413控制。用户结点409、411和413包括任何用户，即可能被包括在呼叫中的通信单元。呼叫终止状态〔5〕由服务控制结点403控制。
图五显示对于一个单一呼叫，在两个不同通信地点提供的两个呼叫模型的一个网络功能图。所显示的呼叫可能在同一区域的两个不同地点，或在一个通信系统的不同区域。服务控制网络结点503和515之间的通信以及交换网络结点505和519之间的通信具备一种能力，当依然维持控制两个地点中的任何一点、不需要依赖单一地点或一组地点来从始至终维持完整和全部的呼叫控制时，能够通过多个地点或多个区域控制一个呼叫。
图六显示了一个流程图，描述一种支持多个网络结点中的普通分布式呼叫处理的方法。在步骤601，一个可选步骤，确定多个网络结点中的每一个的可用性。步骤601包括一个网络过程，通过此技术中的已知方法比如轮询来确定所有可分配结点的操作状态，即活动、空闲或中止。在步骤603，多个网络结点401、403、405、407、409、411和413中的至少两个被选中用于多个呼叫模型元素的分布。在步骤605，确定需要被分布的呼叫模型元素。在步骤607，多个呼叫模型元素中的每一个都被分配给多个网络结点中的至少一个，因此产生一个呼叫模型分配。在步骤609，呼叫模型分配被用于处理呼叫，作为对来自通信单元115或119的呼叫请求的响应。在建议的实施方式中，图六、图七、图八的功能由区域控制器执行。
图七的流程图显示了在没有呼叫请求的情况下，当例外情况事件发生时，一种用于支持分布式呼叫处理的方法。与图三中元素313有关的例外情况事件在上面描述过。在步骤701，一个网络过程检测到一个例外情况事件，使用该技术中已知的方法比如轮询确定所有可分配网络结点的操作状态，即活动、空闲或中止，其中一个或多个网络结点401、403、405、407、409、411、413对于服务不再可用，被指定为不可用网络结点。比如，一个当前不可用的网络结点是这样一个结点，从前可用，但是由于硬件故障、软件故障、电源故障、不在系统中、或其它不可用性而当前被认为不可用。这种检测可以由智能中继器、地点控制器、或区域控制器来执行，该控制器间断地轮询每个网络结点，以确定每个网络结点仍然可操作。在步骤703，确定哪一个呼叫模型元素从前被分配给已在步骤701中确定不可用的网络结点。在步骤705，被分配给目前不可用网络结点的呼叫模型元素被重新分配给当前可用的一个网络结点，即步骤701中没有确定为不可用的一个网络结点。重新分配可以基于一种最小化网络参数的算法，比如呼叫忙碌队列、呼叫吞吐量、或存取延迟。步骤705的结果是一个修正的呼叫模型分配。在步骤707，使用该修正的呼叫模型分配来处理例外情况事件前作出的一个呼叫请求。
图八的流程图显示当在一个呼叫中发生例外情况事件时，一种支持分布式呼叫处理的方法。在步骤801，在一个呼叫中，即图三中的状态机没有处于空闲状态〔1〕时如步骤701所描述的检测是否一个网络结点不再可用。在步骤803，确定哪一个呼叫模型元素从前被分配给已在步骤801确定为不可用的网络结点。在步骤805，确定当前活动呼叫元素。当前活动呼叫元素最可能处于活动呼叫状态〔4〕，但也可能处于服务授权状态〔2〕、请求处理状态〔3〕、呼叫终止状态〔5〕或例外状态〔6〕。在步骤807，确定呼叫状态元素是否需要被重新分配给一个可用的网络结点。这种确定可以这样来完成首先确定多个呼叫模型元素中的至少一个是否在状态机中当前活动元素之后出现。比如，处理请求状态〔3〕在授权服务状态〔2〕之后出现，即由状态机元素的序号来确定一个元素是否发生在另一个之后，比如4发生在3之后。如果该呼叫模型元素(由在步骤801变为不可用的网络结点提供)发生在当前活动元素之后，则确定那个呼叫模型元素的重新分配是必要的。如果该呼叫模型元素(由在步骤801变为不可用的网络结点提供)发生在当前活动元素之前，则确定那个呼叫模型元素的重新分配是不必要的。在步骤809，如果步骤807确定这样的重新分配是必要的，则呼叫模型元素被重新分配给一个可用网络结点，以产生一个修正的呼叫模型分配。在步骤811，步骤809中提供的修正的呼叫模型分配被用于继续处理该呼叫。如果步骤809不要求重新分配，则使用一个未经修正的呼叫模型来处理该呼叫。
本发明和以前的通信系统相比其优势在于增加的通信服务可用性和质量；减少的不必要的重复网络功能；降低的对单一网络结点故障的敏感性，不管是否包括在服务中；快速地提供新的用于操作的网络结点的能力；机动和灵活地给诸网络结点分配呼叫模型元素以用于呼叫处理；以及机动地给诸网络结点重新分配呼叫模型元素以在例外和错误情形下用于呼叫的恢复和继续处理。
权利要求
1.一种在多个网络结点中提供分布式呼叫处理的方法，其中多个网络结点中的每一个都能够处理来自一个呼叫模型的多个呼叫模型元素中的一个或多个该方法，包括如下步骤A〕从多个网络结点中选择至少两个，用于在它们上面分布多个呼叫模型元素，产生至少两个被选中的网络结点；B〕把多个呼叫模型元素中的每一个分配给该至少两个被选中的网络结点，产生一个呼叫模型分配；以及C〕作为对呼叫请求的响应，使用该呼叫模型分配以处理一个呼叫。
2.权利要求1中的方法，其中该至少两个被选中的网络结点中的第一个具有呼叫处理能力，而该至少两个被选中的网络结点中的第二个不具有此能力。
3.权利要求1中的方法，进一步包括如下步骤，在选择步骤之前确定多个网络结点中的哪些结点可用。
4.权利要求1中的方法，其中多个网络结点地理上分布在多个地点。
5.权利要求1中的方法，其中当例外情况事件发生时，进一步包括如下步骤A〕检测出至少一个被选中的网络结点目前不可用，产生至少一个不可用网络结点；B〕确定多个呼叫模型元素中的哪个被分配给该至少一个不可用网络结点，产生至少一个未分配元素；C〕把该至少一个未分配呼叫模型元素重新分配给多个网络结点中不是该至少一个不可用网络结点的至少一个结点，产生一个修正的呼叫模型分配；以及D〕使用该修正的呼叫模型分配来处理一个呼叫，作为对例外情况事件之前的一个呼叫请求的响应。
6.权利要求5中的方法，其中重新分配的步骤基于一种最小化网络参数的算法，并且其中该网络参数是多个网络结点之间的无线通信或有线通信。
7.权利要求1中的方法，其中当例外情况事件在一个呼叫中发生时，进一步包括如下步骤A〕在该呼叫中，检测出至少一个被选中的网络结点变为不可用，产生至少一个不可用网络结点；B〕确定多个呼叫模型元素中的哪个被分配给该至少一个不可用网络结点，产生至少一个未分配元素；C〕确定多个呼叫模型元素中的哪个目前活动，产生一个当前活动元素；D〕确定该至少一个未分配元素是否需要被重新分配；E〕如果该至少一个未分配元素需要被重新分配，把该至少一个未分配元素重新分配给多个网络结点中不是该至少一个不可用网络结点的至少一个结点，产生一个修正的呼叫模型分配；以及F〕使用该修正的呼叫模型分配来继续处理该呼叫。
8.权利要求7中的方法，其中确定该至少一个未分配元素是否需要被重新分配的步骤包括如下步骤确定该至少一个未分配元素是否出现在呼叫模型分配中当前活动元素之后；以及如果该至少一个未分配元素出现在呼叫模型分配中当前活动元素之后，确定该至少一个呼叫模型元素的重新分配是必要的。
9.一种包含多个网络结点的装置被排列和构造以提供一个状态机的多个元素中的至少一个元素，设计成处理一个呼叫请求，其中多个网络结点中的第一个提供多个元素中的第一个元素，而多个网络结点中的第二个不提供第一个元素。
10.权利要求9中的装置，其中多个网络结点包括至少一个数据存储结点；与该至少一个数据存储结点相连的至少一个服务控制结点；与该至少一个服务控制结点相连的至少一个交换结点；与该至少一个服务控制结点和该交换结点相连的至少一个资源结点；以及与该至少一个资源结点相连的至少一个用户结点。
全文摘要
下面描述了提供和支持通信系统的多个网络结点(401、403、405、407、409、411、413)中分布式呼叫处理的一种装置和方法,其中网络结点(401、403、405、407、409、411、413)存在于系统的每个装置中,而不是只存在于系统的中继器(101、103、105、107、109)、地点控制器(111)、区域控制器(ZC)中。呼叫建立的过程作为一个状态机的诸元素(301、303、305、307、309、311、313)提供。
文档编号H04W48/20GK1174462SQ9711477
公开日1998年2月25日 申请日期1997年7月30日 优先权日1996年7月31日
发明者瑟维姆·菲斯·阿伯莱, 兰蒂·L·厄阔, 罗伯特·J·诺沃里塔 申请人:摩托罗拉公司