在公共信道信令系统的信令网络中的拥挤的控制 本发明涉及在公共信道信令系统的信令网络中控制信令业务拥挤的方法和装置。
图1示出了使用公共信道信令系统的信令网络的结构。在图1中，标号200-204为每个都装备有呼叫处理设施的信令终点(SEP)，210-213为信令转移点(STD)，它们不执行呼叫处理但是专用于转移信号，#220-#225为信令路由，从始发点200，201和202经过信令转移点210和211到目标点203和204。这些点通过一个包括多个信令链路的链路组相互连接。
在该信令网络结构中，将注意力集中在信令业务的目标点的控制方法被通常用于控制整个信令网络的信令业务。下面以举例地形式描述该控制方法。假定在信令转移点210检测到在向信令转移点211的信令链路上的呼出信令业务(1)的拥挤。在这种情况下，为了控制信令业务在受影响的信令路由#220-#225上发出，信令转移点210向所有的始发点200，201和202发送一个拥挤控制信号(2)，指示到目标点203和204的信令路由拥挤。在每个始发点200，201和202，响应于该控制信号(2)，呼叫处理器执行呼叫限制控制(3)减少到由拥挤控制信号指定的目标点203和204的信令业务。
这样，利用该现有技术的信令业务控制，如果在链路组上设定的从信令转移点210到信令转移点211的任意信令路由上检测出拥挤，则假定所有的信令路由都拥挤，对该链路组上的所有信令路由全部执行传输限制控制。
图2示出了在信令网络中作为信令点(包括信令终点和信令转移点)的信号处理系统的结构的一个例子。所示的信号处理系统包括一个由多个信号处理器构成的多处理器结构分配信号处理的负荷。在图2中，标号100为主处理器(MPR)，110和111为信号处理器(SPR)，120和121为公共信道信令设备(CSE)，130和131为数字终端(DT)，140，141，142和143为信令链路(SL)，150为网络，160和161为链路组(LS)，链路组160和161每个分别包括多个信令链路140和141或142和143，它们每个都连接到不同的目标信令点。
下面描述在所述信号处理系统中执行的信令链路拥挤控制。公共信道信令设备120和121每个分别监示从与信令业务相关的信令链路140和142或141和143上发出的信令业务量。例如，假定公共信道信令设备120检测到大量的信令业务(1)被加在信令链路142上。则指示在信令链路142上发生拥挤的拥挤事件(2)被报告到信号处理器110。如果连续地收到拥挤事件(2)，信号处理器110确定信号链路142处于拥挤状态，并执行业务控制(3)限制在信令链路142上发出的信令业务。这种业务控制被施加到链路组161中的所有信令链路，即，不仅加到信令链路142也加到信令链路143。结果，在信令链路143上发出的信令业务以及在信令链路142上发出的信令业务被限制。
上述的拥挤控制方法存在不能适当地执行拥挤控制的问题，详见下述。
(1)在信号处理系统中，信令链路拥挤控制是通过监示在相关信令链路上发出的信令业务的公共信令设备CSE执行的。从而检测出信令链路拥挤。另一方面，在容纳公共信道信令设备的信号处理器中，因逻辑处理(软件)而涉及的信号传输的拥挤也可能发生，例如由于中央控制器CC的过载造成的拥挤，在这种拥挤情形，信令业务的传输必须要被控制。但是，利用现有技术的拥挤控制方法，这种因逻辑处理(软件)造成的拥挤无法被检测出来。
(2)即使在一个信令链路发生拥挤，但在相关的链路组中的另一个信令链路可能具有执行在拥挤的信令链路上想要进行的信令业务的能力。在这种情况下，该信令链路可以用来替代拥挤的信令链路，而且没有必要在其它信令链路上限制信令业务。但是，利用现有技术的方法，如果在信令链路上发生拥挤，则假定所有的信令路由都拥挤并对在相关联链路组上定义的所有信令路由都执行信令业务控制，因此，在无须执行信令控制的所有其它信令路由上的业务也受到限制，因此，在网络中过多地执行了信令业务控制。结果，在信号处理系统以及信令网络中的资源没有被有效地利用。
本发明的目的就是通过监示信号处理器的操作状态并停止使用拥挤的处理器中受影响的信令链路，使得信号处理系统和信令网络中的资源的到有效的利用。
根据本发明，提供了一种用于控制信令网络中的信令链路上的业务拥挤的方法，该信令网络包括通过由多个信令链路构成的信令组使其互联的多个信令点，该方法包括的步骤为：对每个信令链路设置优先级值；确定拥挤状态等级；在优先级值低于对应于确定的拥挤状态等级的优先级值的信令链路上实施业务控制。
根据本发明，还提供了一种用于控制信令网络中的信令链路上的业务拥挤的装置，该信令网络包括通过由多个信令链路构成的信令组使其互相连接的多个信令点，该装置包括：用于为每个信令链路存储优先级值的装置；用于确定拥挤状态的装置；用于在优先级值低于对应于确定的拥挤状态等级的优先级值的信令链路上实施业务控制的装置。
图1为在公共信道信令系统的信令网络中的现有技术的拥挤控制的图示；
图2为在信号处理系统中现有技术的拥挤控制的图示；
图3为根据本发明的实施例的信号处理系统的方框图；
图4为根据本发明的实施例的信号处理器的功能方框图；
图5示出了如何检测已处理信号计数门限值的例子；
图6示出了如何检测过载状态门限值的例子；
图7示出了信号处理器的拥挤状态等级的跃迁的例子；
图8示出了信令链路优先级信息指派的例子；
图9为传送到和来自信令链路使用禁止控制部分的信号格式的例子；
图10为根据本发明的拥挤控制的信令点之间的信令顺序的图示；
图11和12为信令网络内控制顺序的图示；
图13为在拥挤状态判定部分中执行的处理的流程图；
图14微处理器状态判定程序的细节的流程图；
图15为当控制请求被收到时在信令链路使用禁止控制部分中执行的处理的流程图；
图16和17为当信号被收到时在信令链路使用禁止控制部分中执行的处理的流程图；
图18为当信号目的点变为不能通信时在信令链路使用禁止控制部分中执行的处理的流程图。
下面参照附图描述本发明的最佳实施例。
图3示出了根据本发明的一个实施例的信号处理系统。在图3中，标号0，1，和2为信号处理器；10，11，和12为公共信道信令设备；20和21为数字终端；60-67为信令链路；40为网络；50和51为链路组。
信令链路被预先设置成与公共信道信令设备10-12一一对应的关系，并通过系统内的网络40连接到数字终端20和21上的相应的数据链路而构成。链路组50和51每个都由多个在与不同信号处理器相关的不同的公共信道信令设备上预置的信令链路构成。在所示的信号处理系统中，呼出信令业务被分配在链路组中的多个信令链路上。
在每个信号处理器中，如果检测到拥挤状态60，参考指派给每个信令链路的拥挤状态优先级70，根据信号处理器的拥挤状态等级，执行使用禁止程序，限制对该处理器可使用的信令链路数。
图4为信号处理器0-2的功能方框图，示出了与拥挤状态监示处理过程相关的结构。如图所示，每个信号处理器基本包括拥挤状态判定部分3，使用禁止控制部分4，通过参考优先级信息5执行使用禁止控制，以及一个发送/接收部分6。拥挤状态判定部分3基本包括一个中央控制器过载状态监示部分31，用于参考过载状态门限值33判定拥挤状态，一个已处理信号计数单元32，用于参考已处理信号计数门限值34判定拥挤状态。
在该信号处理器中，拥挤状态判定部分3象在现有技术中由公共信道信令设备CSE实现的那样，被提供于用于监示信令业务的装置之上，用作控制信号处理器的拥挤状态的装置。拥挤状态判定部分3包括，如上所述，过载状态监示部分31，以预定的时间间隔监示中央处理器(CC)的过载状态，已处理信号计数部分32，根据要处理信号的类型对其分类，在预定的时间间隔内重复地对各类型的已处理信号计数。如果对每一部分预定的门限值(上门限值)被超过，则每一部分判定信号处理器处于过载状态。此外，如果对每一部分预定的门限值(下门限值)背离上门限值以负方向被超过时，则每一部分判定信号处理器处于拥挤解除状态。
图5示出了如何对已处理信号计数确定已处理信号计数门限值34。已处理信号计数门限值34被用于根据在信号处理器中已处理的信号数(计数值)确定拥挤存在与否。对每种信号的处理类型，设定了上下门限值。由于信号处理负荷根据信号处理类型(即，正在进行何种处理)的不同而不同，上，下门限值对不同类型是不同的，该差别有一个逻辑比较系数表示。例如， 当逻辑比较系数对于类型A为1，对于类型B为3，则意味着对于类型B的上下门限值分别为类型B的上下门限值的1/3。在所示的例子中，在类型A的信号处理的情形中，例如，如果已处理信号计数值超过6000，则判定发生拥挤状态，如果在拥挤发生之后计数值下降到4500或更少，则判定拥挤解除。
图6示出了对于中央控制器过载状态监示，过载状态门限值33是如何确定的。如图所示，对每个信号处理器，过载状态门限值33被设定，上和下门限值被定义为处理器负载的百分比。例如，在信号处理器SPR1的情形，上门限值为80％，而下门限值为5％；因此，如果处理器SPR1的负荷超过80％，则判定处理器SPR1过载，然后，如果负荷下降到5％或更少，则判定过载状态解除。
每个信号处理器的拥挤状态等级是由多个拥挤状态等级表示的。拥挤状态(已处理信号数或CC的过载状态)是以固定的时间间隔判定的，拥挤状态等级按照判定结果更新。图7示出了信号处理器的拥挤状态等级的跃迁。拥挤状态等级“0”为最低的拥挤等级。对每个处理器拥挤状态判定周期T的循环，进行在处理器中是否存在拥挤的判定，如果判定存在拥挤，则用及状态等级被更新到“1”。如果在判定周期T的下一个循环中判定仍然存在拥挤，则拥挤状态等级更新为“2”。该更新被重复进行直到达到最高拥挤状态等级。另一方面，当例如目前的拥挤状态等级为“2”时，如果在下一个判定周期T的循环中判定拥挤被解除时，则拥挤状态等级被更新为“1”，如果在下一个判定周期T的循环中判定拥挤被解除，则拥挤状态等级被更新为“ 0”，这意味着不存在拥挤。
另一方面，优先级被指派给信号处理系统中的每个信令链路，其指派是根据信令链路的信令特征(信令业务的相对量，类型等)进行的，并被存储作为优先级信息5，拥挤状态等级与之相对应。
图8示出了信令链路优先级信息5的指派的例子。优先级信息5代表加到每个信令链路的优先级，当执行信令链路使用禁止控制时，该控制是以递增优先级的次序按顺序进行的，根据拥挤状态等级，首先是最低优先级信令链路。因此实现了信令链路使用禁止控制的多极控制。如图所示，优先级数据被赋予每个信令链路号。有从1到n的n个优先级等级，最高的优先级为n。
根据在拥挤状态判定部分3中监示的信号处理器拥挤状态的结果及信令链路优先级信息5，则判定信号处理器处于拥挤状态，信令链路使用禁止控制部分4对信号处理器中优先级等于或低于拥挤状态等级的信令链路执行使用禁止程序。于是对该信令链路的信令数据传输使用被禁止。
一旦信令链路的使用被信令链路使用禁止程序禁止，则被禁止的信令链路保持该禁止状态，直到信号处理器的拥挤状态回到拥挤状态等级低于信令链路的优先级的状态。
在使用禁止控制部分4中执行的使用禁止程序是为了暂时禁止在信令链路两端连接的信号处理器中指定信令链路被用来信令数据传送。在被禁止的信令链路上的信令业务在信号始发点被禁止。被禁止的信令链路由相关的链路组内的另外的链路替代，始发点将原来意欲在被禁止的信令链路上传输的信令数据输出到另外的信令链路上。相关的链路组意味着当同一链路组内的另外的信令链路不能使用时可作为替代的统一链路组成某个其它的链路组。
对信令链路的禁止即使在信号处理系统中在信令链路的两端信令链路的使用都被禁止时也只有与信令目标点的通信可以保持时才能被允许。当这种通信状态不能被保持时，即，当如果信令链路的使用被禁止时，任何一个信号目标点都变为不能通信的话，则拒绝禁止信令链路的请求。
对于被禁止的信令链路，当在信令链路一端的信号处理系统中拥挤状态等级回落到低于指派给该信令链路的优先级的级别时，则向另一端的信号处理系统发出一个解除请求信号(或者强制解除请求信号)。在接收到该信号的信号处理系统中，如果拥挤状态等级低于该信令链路的优先级级别，则该信令链路的使用禁止状态被解除。此外，在被禁止的信令链路的两端的信号处理系统中，如果已经操作用于通信的信号目标点，由于例如，某个其它的信令链路的故障，而变为不能通信时，并且如果到信号目标点的信令路由包括被禁止的信令链路的话，则使用禁止状态被自动地解除以便保持与该信号目标点的通信。
当在信号处理系统内部的信号处理器中发生拥挤时，通过根据多个拥挤状态等级相继地执行使用禁止程序，在信号处理器中的可开放的信令链路的数目根据拥挤状态等级被限制，同时，信令业务的逸出被引导到其它的处理器中的信令链路。这样，信号处理器的拥挤状态被减轻，同时有效地利用了信号处理系统内部的资源。
此外，由于逸出的信令业务被分配到被禁止的信号链路的两端的其它信号链路上，因此无须对信令网络中的信令业务的绝对量施加限制。这防止了将局部拥挤扩散到整个信令网络。
图9示出了来自信令链路使用禁止控制系统和传送到信令链路使用禁止系统的各种信号的格式。该信号格式与公共信道信令系统No7中使用的相同。
现在参见图10，根据本发明的信令点拥挤控制方法描述两个信令点之间的信令顺序。考虑信号处理器SPRi被判定处于拥挤状态，并且拥挤状态等级被从1更新到2的情形。然后，在优先级等级为“ 2”或更低(*1)的信号处理器SPRi中的信令链路上执行使用禁止程序。更具体地说，一个请求禁止使用优先级为“2”或更低的信令链路的请求信号被送到一个相邻点，作为响应，如果该相邻点允许该禁止请求，则返回一个禁止请求确认信号。
利用该使用禁止程序，信令业务不在被禁止的信令链路(*3)上发出。在图示的例子中，优先级为2或更低的信令链路的使用被禁止，于是，信令业务不在这些信令链路上发出。
当判定SPRi的拥挤状态被解除，并且信号处理器SPRi中的被禁止的信令链路的拥挤状态等级从“2”回落到“1”时，对优先级为“2”或更高的信令链路执行使用禁止解除程序(*2)。一个请求对优先级为“2”或更高的信令链路解除使用禁止状态的解除请求信号被送到一个相邻点，作为响应，如果该相邻点允许该解除请求，则返回一个解除请求确认信号，然后，使用禁止状态被解除。
下面参见图11，描述当使用禁止程序被执行时在信令网络中的控制顺序。
(1)在信令转移点A的信号处理器SPRi中发生拥挤。
(2)对信号处理器SPRj中容纳的信令链路执行使用禁止程序，并且一个禁止请求信号被发送到相邻点。下述信令链路的使用被禁止。
(2)-0；信令转移点A和信令终点(SEP)之间的信令链路
(2)-1；信令转移点A和信令转移点B之间的信令链路
(2)-2；信令转移点A和信令转移点D之间的信令链路
(2)-3；信令转移点A和信令转移点C之间的信令链路
(3)信令转移点A的相邻点(信号终点SEP和信号转移点B，C，和D)将原来意欲在被禁止的信令链路上发出的并指向信令转移点A的信令业务发送到其它的信令链路上。
(4)信令转移点A在被禁止的链路以外其它信令链路上传送信令业务。
下面参见图12，描述当使用禁止解除程序被执行时在信令网络中的控制顺序。
(1)在信令转移点A，信号处理器SPRj的拥挤状态被解除。
(2)对信号处理器SPRi中容纳的信令链路执行使用禁止解除程序，并且一个解除请求信号被发送到相邻点。下述信令链路的使用禁止状态被解除。
(2)-0；信令转移点A和信令终点(SEP)之间的信令链路
(2)-1；信令转移点A和信令转移点B之间的信令链路
(2)-2；信令转移点A和信令转移点D之间的信令链路
(2)-3；信令转移点A和信令转移点C之间的信令链路
(3)信令转移点A的相邻点(信号终点SEP和信号转移点B，C，和D)将发送路由已经指定为其它信令链路的信令业务发送到原来意欲在其上发出，并且禁止状态已经解除的信令链路上。
(4)信令转移点A将发送路由已经指定为其它信令链路的信令业务发送到原来意欲在其上发出，并且禁止状态已经解除的信令链路上。
下面参照图13-18的流程描述在信号处理器中执行的各种处理程序。
首先，将参照图13描述拥挤状态判定部分3中的处理程序。
在拥挤状态判定部分3中，用于监示信号处理器的拥挤状态的循环在步骤S1开始。在步骤S2，拥挤状态判定部分3根据从已处理信号计数部分32和中央控制器过载状态监示部分31提供的结果判定信号处理器的拥挤状态。更具体地说，如果由已处理信号计数部分32分类和计数的已处理信号的数目超过其上门限值，或者由中央控制器过载状态监示部分31监示的过载状态超过其上门限值，则判定信号处理器处于拥挤状态(步骤S2)。如果其未处于拥挤状态，则计数值和过载状态与它们相应的下门限值比较判定处理器是否处于小负荷状态或无变化的状态(步骤S8)。下面详细描述该判定过程。
如果判定处理器处于拥挤状态，处理器的拥挤状态等级递增1(步骤S3)，适合于该递增的拥挤状态等级的禁止请求被发到信令链路使用禁止控制部分4(步骤S4)，在步骤S5一个重新启动定时器为下一个拥挤状态判定循环而被启动。根据重新启动定时器的到时(S6)，下一个拥挤状态判定循环开始(步骤S7)。
如果两个结果都显示处理器处于小负荷状态，则拥挤状态等级递减1(步骤S9)，适合于递减的拥挤状态等级的禁止解除请求被发出(步骤S10)，在步骤S5-S7的处理程序之后开始下一个拥挤状态判定循环。
图14为一个流程图，详细示出了在步骤S2和S8中执行的处理，用于在上述的处理流程中判定处理器状态。首先，判定对于每种信号的类型由已处理信号计数部分32计数的已处理信号的数目是否高于其上门限值(步骤S50)，如果信号计数值超过其上门限值，则判定信号处理器处于拥挤状态(使处理器拥挤状态等级递增) (步骤S51)。如果信号计数值没有超过其上门限值，则判定由中央控制器过载状态监示部分31监示的过载状态是否高于其上门限值(步骤S52)，如果回答为“是”，则判定信号处理器处于拥挤状态(步骤S51)。
如果已处理信号计数值和中央控制器的过载状态都没有超过其相应的上门限值，则判定是否低于其下门限值(步骤S53)。如果回答为是，则进一步判定由中央控制器过载状态监示部分31监示的过载状态是否低于其下门限值(步骤S54)，如果回答为是，则判定信号处理器处于拥挤解除状态(使处理器的拥挤状态等级递减)(步骤S55)。
另一方面，如果已处理信号计数值或中央控制器的过载状态高于相应的下门限值，则判定信号处理器处于无变化状态(处理器的拥挤状态等级保持不变)(步骤S56)。
下面参见图15，描述当接收到控制请求时由信令链路使用禁止控制部分4执行的处理。在信令链路使用禁止控制部分4中，当来自拥挤状态判定部分3的控制请求被接收到时(步骤S12)，控制请求的类型，即，禁止请求或禁止解除请求，被判定(步骤S13)。
如果控制请求为禁止请求，对处于可操作状态的信令链路进行检索(步骤S14)，如果发现了可操作信令链路，则判定该信令链路的优先级是否等于或低于拥挤状态等级(步骤S15)。如果，该信令链路的优先级等于或低于拥挤状态等级，一个禁止请求信号被发送到连接到该信令链路的另一端的目标点(步骤S16)。
如果没有可操作的信令链路，或者可操作的信令链路的优先级高于拥挤状态等级，则程序终止。
如果控制请求为禁止解除请求(步骤S13)，对被禁止的信令链路进行检索(步骤S17)，如果发现了被禁止的信令链路，则判定该信令链路的优先级是否高于拥挤状态等级(步骤S18)。如果，该信令链路的优先级高于拥挤状态等级，则判定该信令链路是否是本身主动被禁止的，如果是，一个禁止解除请求信号被发送到连接到该信令链路的另一端的目标点(步骤S20)；否则，一个强制的禁止解除请求信号被发送到连接到该信令链路的另一端的目标点(步骤S21)。
如果没有被禁止的信令链路，或者被禁止的信令链路的优先级不高于拥挤状态等级，程序终止。
下面参见图16和17，描述当接收到信号时由信号处理器中的信令链路使用禁止控制部分4执行的处理。在信令链路使用禁止控制部分4中，当来自一个目标点的信号被接收到时(步骤S22)，被接收到的信号的类型，即，请求信号或响应信号，被判定(步骤S23)。
如果接收的信号为一个请求信号，则判定该请求信号是禁止请求或是解除请求(或强制的解除请求) (步骤S24)。如果请求信号为禁止请求信号，则判定如果可应用的信令链路的使用被禁止是否将有任何不能进行通信的目标点(步骤S25)。 如果存在这样的目标点，则一个禁止请求拒绝信号被返回到请求的目标点(步骤S26)。另一方面，如果没有将不能通信的目标点，则一个禁止请求确认信号被返回到请求的目标点(步骤S27) 。
如果请求信号为解除请求信号(或强制解除请求信号)(步骤S24)，则判定可应用的信令链路的优先级是否高于拥挤状态等级(步骤S28)，如果该信令链路的优先级高于拥挤状态等级，则判定解除请求是否是解除请求信号或强制解除请求信号(步骤S29)。
如果解除请求为一个解除请求信号(步骤S29)，则判定该信令链路是否被目标点禁止(步骤S30)，如是，一个解除请求确认信号被返回到请求的目标点(步骤S31)。
如果解除请求为强制解除请求信号(步骤S29)，则判定该信令链路是否其本身主动禁止的(步骤S32)，如是，一个解除请求信号被发送到连接到信令链路的另一端的目标点(步骤S33)。
如果接收的信号为一个响应信号(步骤S23)，则判定该响应信号是针对于禁止请求信号或是解除请求信号(步骤S34)。如果该响应信号是针对禁止请求信号的，则判定该响应信号是否是禁止请求确认信号或是禁止请求拒绝信号(步骤S35)。如果是一个禁止请求确认信号，则做出设定禁止使用该应用的信令链路(步骤S37)，并执行一个信令链路转换操作。利用该转换操作，意欲在该信令链路上的信令业务的路由被改变到另一个信令链路上。
另一方面，如果该响应信号是针对解除请求信号的(步骤S34)，则一个信令链路回转(switchback)操作被执行，利用该操作，路由已经被改变到另一个信令链路的信令业务现在被改回到可应用的信令链路。在该回转操作以后，该信令链路的使用禁止状态被解除(步骤S39)。
现在参见图18，描述当指示信号目标点变为不能通信的信号被接收到时由信号处理器中的信令链路使用禁止控制部分4执行的处理。在信令链路使用禁止控制部分4中，当指示信号目标点变为不能通信的信号被接收到时(步骤S40)，禁止状态解除程序被执行，以便恢复被禁止的信令链路(步骤S41)。
对于与已变为不能通信的信号目的点相关的信令路由上的被禁止的信令链路进行一个检索(步骤S42)，如果发现被禁止的信令链路，则判定该信令链路是否是其本身主动禁止的(步骤S43)，如是，一个解除请求信号被发送到连接到该信令链路的另一端的目标点(步骤S44)。另一方面，如果该信令链路被目标点禁止，一个强制解除请求信号被发送到连接到该信令链路的另一端的目标点(步骤S49)。
此后，一个解除过程完成等待定时器被启动(步骤S45)，根据解除过程完成等待定时器的到时(步骤S46)，判定该信号目标点是否能进行通信(步骤S47)；如果仍然不能通信，则通过执行从步骤S42之后的步骤再次执行解除过程(步骤S48)。