本发明提供了移动通信的系统和方法。特别是，在至少一个移动交换中心 (MSC)和至少一个基站子系统(BS)之间执行交换操作。根据本发明的一个 方面，该交换允许通信业务可以虹吸至另一网络或者来自于另一网络。根据本 发明的另一方面，该交换是透明的，使得MSC或BS都不需要变化，以创造性 的交换进行工作。根据本发明的另一方面，MSC可以映射出与地理位置无关的 用户。于是，服务于呼叫的MSC可以映射出在该区域至但不是特殊呼叫的用户。
该交换机包括信令消息处理逻辑，以根据移动信令的协议来接受MSC和BS 的信令消息。信息拦截逻辑与信令消息处理逻辑协同操作并向MSC或BS发送 已经传输了信令消息的确认消息。信息拦截逻辑也可以防止其他BS和MSC分 别转发信令的信息。信息的转换逻辑与信令消息处理逻辑一起协同操作且将来 自一个BS和MSC的信令消息分别转换成传输给其他BS和MSC的信令消息。信 息传输逻辑与信令消息处理逻辑一起协同操作且将来自一个BS和MSC的信令 消息分别传输给其他BS和MSC。
根据本发明的一个方面，分配来自BS的一组载体电路。接收在MSC和BS 之间的信令消息，并且分析该信令消息，以确定它们是否对应于所分配的一组 载体电路。如果是的话，则在信令消息中的控制信息就传递到另外一个通信网 络，并且在该组载体电路中所传递的信息就虹吸至另一网络。
根据本发明的另一方面，在具有至少两个MSC和至少一个BS的移动通信网 中可以使用代理交换机。MSC选择逻辑将所识别的用户映射到至少两个MSC中 一个，以及信息传输逻辑通过在来自用户的信令消息中插入一个对应于所映射 的MSC的指针代码将接受到来自BS的信令消息传输至所映射的MSC。
附图说明
图1是现有技术的移动网络的系统框图；
图2说明了现有技术的移动网络中BS和移动交换中心之间的现有技术接 口：
图3A-3B说明了根据本发明较佳实施例的代理交换机和某些配置；
图4说明了根据本发明较佳实施例的代理交换机的典型数据平面；
图5说明了根据本发明较佳实施例的代理交换机的移动管理逻辑；
图6A-6B说明了根据本发明较佳实施例的代理交换机的辅助性能逻辑；
图7A说明了根据本发明较佳实施例的代理交换机的故障管理逻辑；
图7B说明了根据本发明较佳实施例的代理交换机的FSN和BSN计数器；
图8说明了根据本发明较佳实施例的代理交换机的消息虹吸逻辑；
图9说明了根据本发明较佳实施例的代理交换机的软件处理结构；
图10说明了根据本发明较佳实施例的代理交换机的软件处理结构；
图11说明了根据本发明较佳实施例的代理交换机的某些处理的软件模块结 构；以及
图12是显示消息流和软件处理相互作用的简化结构图。

本发明的较佳实施例提供了代理交换机以及代理交换机应用于移动通信网 的方法。代理交换机最好是位于在MSC和BS之间，它对其他组件是“透明的”， 这意味着：即使代理交换机的存在，但BS和MSC都既不需要了解代理交换机 也不需要改变它们的行为或功能。相反，BS和MSC如同它们通常所干的那样进 行操作，而忽视代理交换机的存在。
在它的许多优点中，代理交换机有助于减轻移动网络的拥挤状态。例如， 代理交换机可以应用于(a)在MS所引发的通信业务进入到MSC之前从网络中 虹吸，(b)通过另一网络，例如，基于分组的网络，将所虹吸的业务发送至 所期望的目的。同样，代理交换机也可以用于将来自其它网络的通信传递到MS。 因而，可以避免昂贵的MSC和PSTN的资源，并且代理交换机可以用于有效地 增加网络功能成本比。
此外，该代理交换机定义了一组使能功能，它允许向网络提供新的通信服 务。例如，使用代理交换机，就可以将新的呼叫等待服务集成于移动网络中。
图3A显示代理交换机300的一个较佳应用，在该应用中，代理交换机300 位于在BS 107和MSC 110之间。只有传递用户业务的中继线306的一个子集 需要终止在代理交换机处；而其他中继线308都可以直接连接着MSC 110和 BS 107。来自BS 107的所有中继连接312都终止在代理交换机300。代理交换 机包括控制平面302和数据平面304(也可称之为“载体平面”)。控制平面 302处理所有的信令业务，而数据平面304则处理所有连接着代理交换机的中 继线的用户业务。
在较佳的配置中，代理交换机300根据在控制平面302两边的相同信令的 协议进行通信。例如，在适用于CDMA技术的实施例中，在BS 107和代理交换 机300之间的信令中继连接312根据IS-634/IOS A1的接口来传递信息。同 样，在MSC 110和代理交换机300之间的信令中继连接314根据A1接口来传 递信息。这种状态于其他移动交换联合体比较，例如，采用不同信令标准的MSC 和BS，它可以用于不同交换边的通信。例如，MSC在联合体的一边具有A1的 接口，并且根据SS7/ISUP与其它(例如，交换一边的PSTN)进行通信。
在其他实施例中，代理交换机终止较新的入口接口A8，A9，以及出口接口 A9，A11，这些接口适用于CDMA2000分组业务的传递，信令和用户业务两者的 传递。目前的MSC不能支持这些入口接口。
代理交换机数据平面304在交换的各边都采用相同的标准。在CDMA的实施 例中，BS边的中继线306根据A2和A5的接口进行通信，并分别取决于是否是 语音或数据在中继线上传递。同样，MSC边中继线307也使用相同的接口。相 反，MSC在一边具有A2/A5接口，而在另一边则根据PSTN 64Kb/s脉冲编码调 制标准进行通信。
此外，尽管在移动网络中所有其他实体都在它们信令中使用它们自己的指 针代码(“指针代码”常用于作为网络中的唯一的标识)，当时在某些实施例 中，代理交换机300就可以不使用它的指针代码，而是使用在它所接收到的信 息中所包含的指针代码。通过使用BS或MSC的指针代码，而不是代理交换机 的指针代码，这就更加便于代理交换机的透明性。
在某些实施例中，在一个MSC和一个代理交换机之间总是存在着一一对应 的关系。几个BS可以与单一代理交换机一起工作。
图3B显示了另一较佳实施例。在图3B的应用中，代理交换机300可以与 多个MSC 110j-110k通信。代理交换机300的控制平面302，类似于图3A所 示，可以接受来自几个服务的BS 107a-n的控制信号。此外，数据平面304 可以接受来自几个BS的中继线306a-n。然而，不同于图3A的应用，图3B的 应用也可以通过信令中继连接314j-k接受来自于和发送至多个MSC 110j-k 的信息。
图3B的配置可以用来更好地分配系统负载，以提高可靠性(通过提供至MS 的另一路径)，以及提供与用户情况完全匹配的服务。在一个实施例中，采用 图3B所示的配置，所构成的系统将来自给定呼叫的呼叫转发至MSC，由MSC来 处理大多数用户的业务(与之相反，这只能在用户开启他或她的MS 114的地 理位置)。这一确认可以是基于统计学的监视或者可以构成在用户情况中。采 用如此构成的系统，可以减少位置更新信息等的数据量。在另一实施例中，代 理交换机可以构成使呼叫直接连接到未能充分使用的MSC。采用这种方式，系 统管理员可以对所管理的整个通信系统的负载进行更好地设计。此外，呼叫可 以转发至能够提供指定用户情况的服务内容的MSC。
代理交换机300包括软件，它可以接受所有的信令消息，以及根据该消息 和系统的状态，进行下列中的至少一个步骤：
1.将未更改的消息发至消息中寻址的MSC或BS；
2.截取在MSC和BS之间的消息；
3.对于某些截取的消息，将所截取的消息转换成不同的消息，并将取代原 始消息的转换消息、截去消息发送至截去消息中寻址的MSC或BS；
4.将消息从移动和PSTN网络虹吸至另一网络。
以下将讨论在与触发事件有关的各种情况下所进行操作的类型。
在许多实例中，特别是在信息从MS 114虹吸和业务直接连接另一网络时， 代理交换机300可以起到MSC 110的作用。在该规则中，代理交换机履行传统 MSC的职责和规则。其中部分功能适合于移动管理。考虑到漫游MS的情况，随 着MS从一个单元漫游到另一单元，它可以漫游到由不同MSC所服务的单元， 于是，这就需要在源和目的MSC之间的越区转换。如果代理交换机300具有所 虹吸的信息并且呼叫/对话已经直接连接着另一网络，则该越区转换就必须由 代理交换机来管理，这类似于由常规MSC所管理额越区转换方法。代理交换机 必须确保所使用的数据库采用MS新的位置来更新。代理交换机的另一功能属 于资源的分配。特别是，当MS对新的呼叫/对话所需信息进行初始化时，就需 要采用适当的电路(信道)来分配这些对话。根据系统的配置和系统的状态， 代理交换机采用类似于常规MSC分配电路所采用的方法来进行分配。
图4显示了一个配置的实例，在该实例中，代理交换机300连接了几个其 他网络，例如，IP构架412，或其他基于电路的网络414，采用不同的载体。 这些其它网络都可以用于将语音和/或数据业务传输至所需要的目的，同时可 以在整个或部分的PSTN 120中避免采用昂贵的MSC的资源。另外，这些结构 也可以用于使电路业务返回到不同的网络；例如，来自Nashua的电路业务， NH可以将其返回至Waltham MA的MSC。或者，它们可以用于连接其他网络。 例如，IP架构412可以与IP语音网络418或互联网416通信。正如以下所解 释的那样，当将业务虹吸至另一网络时，来自中继连接306载体电路的控制信 息(例如，来自信令的信息)和语音或数据都可以通过另一网络发送。
为了能支持这些实例的应用以及维持透明性，本发明较佳实施例提供了一 些内核功能性。内核的功能便于在业务到达MSC 110之前就从中继线306中虹 吸；便于来自另一网络的业务能进入中继线306；便于透明的操作；可构成适 用于较高层应用的模块；和/或支持错误恢复流程。
适用于存在代理交换机的移动管理流程
当MS 114在网络中漫游时，适用于移动管理的标准流程要求MS从一个单 元漫游到另一单元时发布位置更新或注册通知。MSC 110(通过BSC)接受这些 更新，以及最后，采用MS新的位置更新VLR/HLR联合体。然而，在本发明的 一些实施例和系统状态中，标准流程不可以工作。例如，在不使用MSC的呼叫 (例如，一个正由另一个网络处理的呼叫)以及要求MS发布位置更新或越区 转换信息中可以包括MS。为了达到这一目的，本发明的实施例提供了适用于代 理交换机的移动管理，正如参照图3和5的讨论那样。
如果代理交换机300接收到BS 107的位置更新或越区转换信息，代理交换 机300确认MS是否当前正包含在呼叫之中505。如果在呼叫没有包括MS，则 代理交换机就允许通过510将位置更新信息发送至MSC 110。MSC 110则更新 VLR 116，正如常规的做法515。随后，逻辑流程就结束599。
如果代理交换机300确认在呼叫中包含了MS 114，则代理交换机检验520， 以检查在呼叫中是否包含了MSC 110。例如，可以通过分析代理交换机所维持 的呼叫(也可称之为“对话(session)”)的状态信息。如果在含有MS的呼 叫中包含了MSC，则代理交换机就采用上述讨论的方法来处理，除了此时将越 区转换信息发送至MSC 110以外。
如果MS包含在呼叫中，而MSC不包含在该呼叫中，则代理交换机300就截 取来自BS 107的越区转换信息，并使用在该越区转换消息中的信息，将越区 转换消息转换成位置更新消息530。随后，在535将位置更新消息发送至MSC 110 以及代理交换机更新它自己的本地数据库(未显示)来反映这种变化。该本地 数据库作为适用于代理交换机的VLR并保持着VLR所应保持的所有数据(因为 代理交换机此时需要具有类似于MSC的功能)。代理交换机300随后向BS 107 发送确认消息540。逻辑流程在599结束。
适用于存在代理交换机的辅助性能管理流程
在本发明的较佳实施例中，可以在MSC相信MS空闲时，占用MS；例如，当 MSC试图将来自PSTN 120的呼叫传递给MS时，MS可以被另一网络正在处理的 数据或语音呼叫所占用。为了能支持这一状态，代理交换机300提供了适用于 将该状态通知MS的逻辑。要使用该逻辑，代理交换机提供了辅助的服务，类 似于传统的呼叫等待。此外，新形式的呼叫等待和其他新的服务都可以构成该 内核所支持的功能。
参照图3和6A，当呼叫从MSC 110进入到代理交换机300时，在602代理 交换机确认在接受到消息时呼叫中是否包含着MS，如果MS不是忙，则在603 代理交换机300就允许MSC所发出的消息能发送到BS。逻辑流程就在699结 束。
如果MS是忙，则在604代理交换机确认MS的呼叫是否代理交换机正在进 行处理而不是MSC正在处理；例如，呼叫可以是由另一连接着代理交换机的网 络正在处理的(见图4)，在这种情况下，代理交换机就需要处理呼叫，这类 似于MSC的操作；代理交换机不再是简单地让信息通过。如果呼叫正由代理交 换机处理而不是MSC处理，则在605代理交换机截取来自MSC 110的呼叫，并 在606将所截取的信息转换成性能标识的信息。随后，在607代理交换机向BS 107发布性能表示的信息，以便于后继向MS 114传输，这将是用于提示用户呼 叫即将来临的信息。代理交换机在608截取来自BS的任何响应，并转换成性 能标识信息和相应的操作。代理交换机是如何根据所使用该逻辑的应用进行操 作的。
如果在代理所处理的呼叫中包含了MS，也在MSC处理的呼叫中包含了MS， 则在609代理交换机进行识别的操作，作为对该状态的响应。该操作将取决所 包含的特殊应用。但传统的呼叫只是构成上述核心功能中的其中一项服务。
如果在某些时间的瞬间，在另一网络的两个呼叫中包含了MS；在来自另一 网络或MSC的第三个呼叫来到MS，则代理交换机将连接该第三呼叫，作为一个 应用的逻辑。例如，在呼叫等待的应用中，第三个呼叫就作为在用户情况 (profile)中所包含的一个指令来运行；共同的选择是将呼叫直接连接到用户 的语音邮件。如果在涉及两个MSC的两个呼叫中都包含了MS，则可以是用同样 的逻辑，以及来自另一网络的第三呼叫到达MS；其次，用户情况表示该第三呼 叫是否要处理并且该逻辑跟着代理交换机。最后，应该注意的是，如果在涉及 两个MSC的两个呼叫中都包含了MS和第三呼叫到达MS；则在这种情况下，MSC 本身要确认在处理该第三呼叫之后的逻辑。
例如，图3和6B一起说明了所距离的呼叫等待应用。逻辑的操作正如以上 所讨论的标号608和609的操作(注意，图6B是以方框608或609，而不是 600)，即通过图6B有助于讨论类似于传统呼叫等待的图书附加性能，该附加 性能的初始化操作将参照图6A讨论。
如果该逻辑开始于608，这就意味着代理交换机已经检测到MS包含了呼叫， 代理交换机正在处理呼叫，但MSC没有处理呼叫。这时，代理交换机已经截取 了来自MSC的呼叫请求，并将其转换成性能识别以及向BS发布该性能识别。 代理随后接受和截取这类来自BS的信息响应。
在图6B所示的呼叫等待应用逻辑中，如果用户表示他们正在接受呼叫，则 代理交换机在615将该响应转换成表示MS正在接受来自MSC新的呼叫的消息。 代理交换机随后在620向MSC发布该转换的消息。这时，在本实例中，MSC“认 为”该呼叫是正常的呼叫，即，MSC状态反映了只向MS发出了一个呼叫对话。 事实上，对新的呼叫接受来说，用户可以呼叫等待模式来接受两个呼叫：一个 呼叫是MSC正在处理的，而另一个是代理交换机正在处理的。代理交换机的状 态反映了两个呼叫。代理交换机300在625协助MSC 110设置新的呼叫。(这 最后的步骤只是在用户接受到呼叫时才能到达；如果用户没有接受到呼叫，则 代理交换机就终止，且不会再进入625的操作。)例如，代理交换机300可以 需要暂停来自另一网络的呼叫，使得所接受来自MSC的呼叫能继续通过MS。代 理交换机300随后在630就截取来自MS的任何后续的性能标识响应，并且再 根据需要直接连接MSC或代理交换机。例如，用户要在移动正在服务的呼叫和 另一网络正在服务的呼叫之间“转换”。代理交换机需要截取暂停一个呼叫的 响应并且将另一个网络与被截取或许性能标识的用户相连接。在其他的环境 中，如果MSC具有多个试图与MS相连接的呼叫(某些是暂停的)，则代理交 换机需要将这类响应发送MSC。当呼叫终止时，代理交换机300就在640向系 统发送适当的支付信息。这是必需的，使得用户能够在他们已经完成了涉及MSC 的服务之后合理地支付费用。在这种方式中，该信息始终保持着，并且根据使 用该系统的实施方法和服务商将该信息发送至计费系统。大多数的服务供应商 会指定收集，统一和传递支付信息的方式。
如果MS 114正包含着呼叫并且也包含着由MSC处理的呼叫，以及如果MSC指 示试图有MS的新的呼叫，则代理交换机300就在650构成从BS 107所分配 的MSC中性能标识信息。该性能标识信息可以在655阻塞去BS的通路，从而 不再向MSC发布来自MS的响应，因为已经阻塞了发送至BS的性能标识信息。 随后在699终止逻辑流程。MSC不能再得到响应，且假定MS也不要接受呼叫。 随后，MSC使用标准流程来终止该呼叫，例如，用户的语音信件，或者播放用 户无法启动的信息。
图6B的呼叫等待应用逻辑限制于管理两个同时发生的呼叫。为了便于呼叫 的等待，相同的主要讨论也可以扩展至多于两个的呼叫，以管理来自其他网络 的多个呼叫，管理数据呼叫和语音呼叫，等等。
适用于存在代理交换机的故障管理流程
对于在BS 107和MSC 110之间信令连接的故障管理有着标准的流程。在该 流程下，BS和MSC两者都视为是相同等级的，称之为Peer1和Peer2、两个相 同的等级维持着两个组数字，称之为前向序列号(FSN)和后向序列号(BSN)。 FSN表示是发送至该等级的最后信息，而BSN则是从该等级中接受到的最后信 息。例如，假定在Perr1和Peer2之间存在着两个信令连接SLC0和SLC1。如 果Peer1具有FSN＝5和Peer2具有BSN＝3，则Peer1就可以知道它已经发送 了所有的信息且包括发给Peer2的信息5；Peer2知道它已经接受到了所有的 信息且包括信息3。如果SLC0中断且Peer1检测到该中断，则Peer1就向Peer2 发送次序变化(Change Over Order＝COO)的信息，要求Peer2能够改变连接 SLC1的次序。Peer2响应COA(Change Over Acknowledged变化确认)。在这 些信息中所包括的都是基于将漏发的信息能够重新再发的BSN数字。例如，再 上述的例子中，信息4和5都是需要重新再传输至Peer2的。
作为另一个实例，考虑Peer1具有FSN＝10和BSN＝6；Peer2具有FSN＝8 和BSN＝5的情况。也假定：在Peer1和Peer2存在着两个信令链接，分别标 注为SLC0和SLC1，并且在Peer1检测时，SLC0中断。随后，Peer1使用连接 SLC1向Peer2发送COO信息，并且在COO信息中包括了它的BSN(＝6)。当 Peer2接受到该信息时，它将所接受到的BSN与它内部的FSN(＝8)进行比较， 从而确认最后2个信息(8-6＝2)需要重新传输。Peer2排队等候需要重新传 输的最后两个信息，并发送包含它的BSN(＝5)的COA信息。Peer1接受到COA 信息以及将所接受到的BSN与它内部的FSN(＝10)进行比较，并确认最后5 个信息(10-5＝5)需要重新传输。Peer1排列等候该最后5个信息，将重新 传输至Peer2。
在较佳实施例中，并不能期望在BS和MS之间的标准播放和恢复机制能工 作。简单地说，BS107可以向代理交换机发送MSC永远不能接受到的信息，例 如，排除信息，反之，例如，使之中断的MSC的信息。因此，在BS和MSC中 的基本FSN/BSN状态就难以正确地反映整个系统的状态。
因此，在较佳实施例中，代理交换机提供了故障管理的新模式。参照图3 和图7A-B，在705代理交换机创建一组适用于各个连接MSC 110的FSN和BSN 计数器和创建一组适用于各个连接BS 107的FSN和BSN计数器。特别参照图 7B，该图显示了用于说明概念的单一连接的结构，用于连接785的MSC的 FSN/BSN对787和用于连接786的FSN/BSN对789都是常规的。对787追踪MSC 外部连接部分785发送和确认(或“acked”命令确认)消息的数量；对789 进行相同的追踪，但是是BS外部连接部分。代理交换机300包括FSN/BSN对 788和790。对788追踪代理交换机300外部连接部分786向BS 107发送和确 认(或“acked”命令确认)消息的数量；对790追踪代理交换机300外部连 接部分785向MSC 110发送和确认(或“acked”命令确认)消息的数量。
正如以上所暗示的，并不能期望对787的数字能等于788的数字。例如， 作为正常代理交换机逻辑的一部分，MSC的信息会阻塞向BS 107发送，正如以 下所讨论的。提供这样的阻塞，787的FSN数字应该是一个高于788数字的数 字。此外，并不能期望在FSN和BSN之间存在着差异并且FSN和BSN的数字是 相同的。例如，假定一个来自MSC 110的信息被设想为阻塞了作为正常代理交 换机逻辑一部分的代理交换机300，正如以下所讨论的。在787中的差异将是 1，直到MSC 10接受到确认的信息，但是在对788中并没有差异，因为并没有 信息发送给BS 107。
正如在代理交换机300接受到消息，代理交换机截取该消息和更新FSN/BSN 对，正如以上所叙述的。
如果在715代理交换机300检测到来自MSC 110的COO消息，这表示该连 接785将终止，随后在720代理交换机300截取消息并不允许该消息传输至BS 107。该COO包括了对787的NSC消息并识别信令应该改变位置的新的连接(未 显示)。代理交换机随后在725迫使代理交换机和BS(对应于连接785的连接 786)之间的连接786的终止。该终止的仿真如下。每间隔几秒，常规的BS和 MSC发送出称之为“信号满”的消息，接收器接受该消息并随后知道该连接是 可操作的。如果该接收器并没有在指定的时间长度充满信息，则它假定中断了 并发送COO信息。所以，仿真中断了，本发明的一个实施例改进了不再发送“信 息满”的基于软件的协议状态机制，从而终止该消息并产生COO，以在代理交 换机上产生(与常规MSC有关的改进)。
代理交换机向具有对788 BSN的BS 107产生COO信息，且不同于包含对787 的原是COO信息中的BSN信息。该新的COO通知BS它接受到(模拟中断的) 在连接(即，788的BSN)的消息数量。所产生的COO使用新的连接(在图7B 中未显示)，它可以用于调整连接的位置。该新的连接对应于在代理交换机300 和MSC 110之间对换位置的连接。
随后，在736将改进的BSN数量以新的COO信息方式发送至BS 107。该COO 在未中断的连接中发送。在740代理交换机300随后等待和接受来自BS 107的 COA(确认)消息，并且在745产生新的COA消息。新的COA消息将包含对790 的BSN的消息，而不同于对789的消息。新的COA在750发送至MSC 110。
随后，代理交换机等待和接受来自MSC和来自BS的需要在新的连接上重新 传输的消息。随后在755，将所接受到的任何消息重新传输到各自的目的或以 正常事务的流程进行处理(包括潜在的中断，等等，正如以上所讨论的)。逻 辑流程将在799终止。
在上述的实施例中，代理交换机设置在BS或MSC上，以检测在各个信令连 接中的中断。在信令连接中的中断朴实成为当前BS结构的结果；即，需要中 断能产生COO所需要的事件。在本实施例中，代理交换机可以检测到中断，并 且响应该中断，代理交换机将与BS有关的MSC或者与MSC有关的BS。
基于COO消息的虹吸自动触发的流程
在本发明的一些实施例中，代理交换机可以动态确定系统何时有利于向另 一网络(见，例如，图4所示400)重新指向(或虹吸)消息。例如，在本发 明的一些实施例中，代理交换机300直接或间接监视信令的带宽，作为系统带 宽的测试(例如，减小信令带宽等同于见效系统的带宽)。在一个实施例中， 可以使用来自MSC的变换次序(Change Over Order＝COO)作为MSC的拥挤信 号，或者至少是发向/来自MSC的带宽将减弱，直至恢复有效的连接并且业务 变化另一连接。于是，代理交换机300截取COO，作为向MSC“减少”业务的 触发事件，并响应之后，初始化对连接着代理交换机的另一网络业务的虹吸。
参照图8显示了一种与此相关的逻辑实例。在805代理交换机对各个连接 MSC 110和BS 107创建了一组FSN和BSN计数器。截取来去BS的各个消息，随 后同样在810更新该数字。如果在815代理交换机300检测到来自MSC 110的 COO信息，则在820代理交换机200截取消息并不允许它再传输到BS 107，在 该实例中，COO仅仅只反映所要求对换位置的消息并不能指示该信息需要播放。 随后，在825代理交换机300产生适用于MSC的具有改进BSN数字的COA信息， 并且在830将COA信息发送至MSC 110，该改进的序列数量是代理交换机在消 息处理过程中所产生的信息，类似于上述所讨论的。因此，现在MSC可以相信 COO已经发生。在MSC和BS之间的通信带宽将低于对换位置的序列，因为只有 较小的信令连接是有效的。
然而，尽管在代理交换机300和MSC之间的带宽可以减小，正如以上所讨 论的COO的结果那样，在BS 107和代理交换机300之间的带宽是不会减小的。 代理交换机有利于将业务排至另一网络。同样，代理交换机在835对来自代理 交换机BS一边所产生的业务进行初始化业务的虹吸。可以有许多种用于传递 来自MS 114的语音和数据业务(见，例如，图4)的其他网络。如果有多种连 接着代理交换机的其他网络，则代理交换机就根据通信的类型来选择一种其他 网络，代理交换机将根据需要来构成数据平面，来运行一些载体电路以便于将 业务发送至适当的其他网络(正如以下所要解释的那样)。例如，VoIP组件 404可以构成从信令消息中提取消息的组件。
业务虹吸将继续指定的部分。代理交换机300随后保持FSN，BSN的数字， 正如以上所讨论的。随后截取任何来自BS 107的COO信息，并产生COA以及 发送至BS，同时保持FSN和BSN计数器。
在850截取来自MSC 110的任何COO信息并校验是否它们能指示MSC再次 准备接受在原先中断连接中的业务，即，看COO是否是返回的信息。如果有这 类信息，代理交换机截取了表示MSC能够再次处理更高级业务的消息，并且能 操作“重新连接”虹吸连接和业务。(如果COO不是返回的信息，它还可以是 指示有利于来自其他业务虹吸的内容的返回消息。)
如果有返回信息，就在855产生新的具有改进BSN的COO并在860发送至 BS 107。改进的BSN是有代理所保持的消息，正如以上所讨论的。随后，在870 产生新的具有改进BSN数字的COA消息，并且在875向MSC 110发送该消息。 代理交换机随后就中断业务的虹吸流程，控制平面同样指令数据平面。
在某些实施例中，虹吸业务的讨论包括了其他考虑。例如，其他网络可以 提供QoS担保，且可以认为是代理交换机的逻辑。在一个实施例中，虹吸仅仅 只是在边界部分。同样，如果呼叫是要虹吸的话，则它是在呼叫的结构中虹吸 的。
上述讨论允许COO作为网络拥挤的指示信息来发送。在本发明的一个实施 例中，上述所讨论的适用于自动虹吸的逻辑可以附加于与图7a-b有关讨论的 故障管理逻辑。在该实施例中，代理交换机300每次得到来自MSC的COO，它 就执行上述讨论的播放逻辑。然而，来自BS的COO消息，始终是作为在信令 连接中中断来处理的，且执行播放的逻辑但并不虹吸。
交叉BSC和MSC的保留指针代码的流程
在SS7网络中，所有的网络元件都是采用称之为“指针代码”的唯一数字 作为地址。因此，所有的BSC和MSC都具有唯一的指针代码。来自BSC法制MSC 的消息一般都包含着目的指针代码，即，分配MSC的指针代码，以及起源指针 代码，即，起源消息的BSC的指针代码。
从BSC至MSC的消息，用于来自MS的原始呼叫的另外要求能将载体电路分 配给呼叫。载体电路(传递语音或数据的电路)是由电路识别代码(Circuit Identification Codes＝CIC)来识别的。
为了支持代理交换机的透明操作，对所有的消息都可呈现出在BSC和MSC 之间传输的指针代码和CIC。而某些传递载体业务的电路将透明地从BSC传递 到MSC的事实，使得该要求变得很复杂，将在代理交换机一边终止来自MSC的 其他电路，而MSC就不需要这类终止。
正如以上所陈述的，某些中继线308是预先制成在BS和MSC之间的直接连 接，而其他中继线312则连接着代理交换机。同样，在较佳实施例中，某些载 体电路是预先制成在BS和MSC之间的直接连接(“通过电路”)，其余电路 则终止的代理交换机处(“虹吸电路”)。
在一个实施例中，以正常的操作，MSC就不可以对任何呼叫都分配虹吸电路。 但虹吸业务时(正如以上所讨论的)，代理交换机可以对来自BS的呼叫分配 电路(适当的CIC和BS之间的通信)，并且BS通过在该电路上发送语音或数 据作出响应。正如以下所解释的，语音和数据可以从电路中读出，并且同样提 供DACS402发送至其他网络。
为了能确保MSC在代理交换机故障事件中的信息，网络管理系统就访问MSC 的数据库并且使得虹吸电路有效。作为该操作的结果，MSC可以认为这些电路 对定位是有效地，并且网络的行为如同常规移动网络(例如，一个缺乏代理交 换机的网络)。
当代理交换机恢复时，网络管理系统再次访问MSC的CIC数据库，但这就 将虹吸电路标示为“无效的”。它也访问代理交换机数据库，并且将虹吸电路 标示有效。该电路随后由代理交换机来分配，正如以上所讨论的。在某些实施 例中，采用逐渐的方式将MSC的虹吸电路标示为“无效的”，而代理交换机的 虹吸电路标示为“有效的”，使得代理交换机可以逐渐地获得对更多的虹吸电 路的控制。
为了能处理图3B的配置，上述所讨论的技术就需要有所附加。特别是，为 了处理图3B的配置，代理交换机需要能截取来BS的信息以及改变反映再次映 射的MSC的指针代码。在一个实施例中，这是在过渡的部分层中来完成的，意 味着对新MSC的再次映射可以在部分边界处确定。另外，再次映射也可以在其 他过渡层来完成，例如，在开启MS时。某些实施例通过校对MSC设备的序列 号(即，在开启MS时的信息中所包含的)以及它们所相关的指针代码来进行 映射。
硬件结构
一起参照图3和图4，代理交换机300的较佳实施例包括控制平面302和 数据平面304。控制平面包括处理硬件和所附加软件的组合。数据平面较多地 包括响应来自控制平面的命令的硬件。
控制平面包括可变成信令卡(即，ForceSysten出品的PMC 8260)，语音 接受来自信令连接312，314信令的信息，以及对其进行初始化处理。该初始 化处理包括在信令连接线路上发送和终止信息，以及在可编程的控制下能提取 在信令消息中所包含的信息。一旦收集到信息之后，信令卡就使得该信息传递 到可变成处理器卡(例如，Radisys所出品的RPC 3305和3306)，随后，该 卡对上述做出响应以完成其功能，正如以上所讨论的。
控制平面构成了无源的故障容错机制。这些机制确保在控制平面上的没有 灾难性的故障，在控制平面一边所接受到的信令连接都将旁路到另一边。于是， 如果控制平面故障，则连接旁路通过控制平面，以及BSC和MSC可以像常规的 一样通信。
典型实施例中的数据平面304如图4所示。它包括DACS 402，语音的IP附 件404，数据端口模块406(例如，在CDMA网络中的端口A5的数据)，PPP 继电器组件408，以及PPP端口组件410。各种组件都可以封装成一个或多个 模块。
DACS 402接受中继线306的载体电路并且终止所接受到的在中继线上的信 息；它也终止在中继线上的语音和数据。将预先分配的DACS 402的端口与VoIP 404和数据终端组件408相连接。数据中断组件408，还依次连接着PPP继电 器组件，该继电器组件依次连接着PPP中断组件410。然而，数据平面也可以 连接其他基于电路的网络，例如，将回程的业务连接着在其他局域网络中的电 路MSC。
所有数据平面的整体都通过控制信道401接受来自控制平面302的控制命 令，其中控制信道语音传递基于H.248或媒体网关控制协议(MGCP)的信息。 在其他事情中，控制信道用于通知DACS 402如何来预定载体电路。例如，来 BS 107的给定输入电路可以映射在一个组件的输出端口。控制信道也可以用 于向其他组件传递控制信息。例如，信令消息包含着控制信息，例如目的IP 地址，它可以用于创建VoIp组件所需要的目的地址。该信息随后可用于VoIP 组件，通过信息的打包来传递来DACS所接受到的语音信息，并根据适当的协 议，例如RTP/UDP/IP来发送。
数据平面采用无源故障容错机制来构成。这些机制确保了由DACS一边所接 受到的中继线上的数据平面中的故障能够旁路到连接着MSC的输出中继线。于 是，如果使得中继线出现故障的数据平面能够在数据平面和BSC和MSC旁路， 如同常规的那样通信。
软件结构
一起参照图9-10，在较佳实施例中，控制平面的软件执行部分管理处理和 通信处理。部分管理处理包括代理部分管理(Proxy Session Manager＝PSM) 904和核心部分管理(Core Session Manager＝CSM)1002。通信处理包括SS7 部分管理器(SS7MsgHdlr)902a-n和IP信息管理器(IPMsgHdlr)906a -n。正如名称所提示的那样，部分管理器包括用于管理信息的逻辑和管理呼 叫部分，另外，信息管理器包括了用于处理信息的逻辑。这些信息管理器形成 了处理信息的逻辑，从而使得其他软件不需要了解信息处理的细节。同样，部 分管理形成了处理部分的逻辑，使得诸如部分处理的软件不需要了解部分的状 态或其他等等。
SS7MsgHdlr和IPMsgHdlr处理是对所接受到的输入信息和所发送的输出信 息的响应。前者可以接受和发送来自或发向MSC 110和/或Bs 107的信令消息。 后者SS7MsgHdlr和IPMsgHdlr接受控制信息并将该信息发送至数据平面。PSM 处理904管理所有的呼叫或“跟着呼叫”的对换，或没有虹吸的呼叫。CSM处 理1002管理所有由代理交换机300所虹吸的呼叫或对换。这样，CSM处理1002 在检测对来自BS信息的MSC响应的过程中提供了许多类似于电路MSC和BS的 相同功能，并且响应来自MS的信息，只要是BS即可。一般来说，各种处理卡 可以同时运行多个PSM和CSM处理，以提供所必需的指标和性能。对于较少故 障和可靠性还提高了其他软件处理。在我们的附图中，将其称为PSM’904’和CSM’ 1002’。这些基本的处理的目的是提供减少其他PSM和CSM处理的故障。在一个 实施例中，各个PSM和CSM具有提供“影子”覆盖的“影子”PSM’/CSM’的处理。 在PSM或CSM处理故障的情况中，所相对应的影子PSM’/CSM’处理设计成能接管 故障的处理。
参照图9，正如来自BSC和MSC的信令消息，它们由SS7MsgHdlr902a-n管 理，它在SS7处理卡上执行。存在着一个与发送之或接受于代理交换机的各个 信令连接有关的SS7MsgHdlr。SS7处理卡(以上所提及)从信令的信息中提取 足够的信息，来识别于所提供的信令消息有关的SS7MsgHdlr。
SS7MsgHdlr接受信息并对该信息(最好能)分配唯一的逻辑参考数字。该 参考数字以后用于识别贯穿着相同输入呼叫/对话中的后续信息。所分配的逻 辑参考数值再与BS或MSC(例如，SCC协议集)中运行的软件系统相通信，随 后在贯穿了该呼叫/对换的所有后续信息中都使用该参考数字。
在上述处理之后，SS7MsgHdlr902随后选择PSM904来管理信息。在一个实 施例中，SS7MsgHdlr检查信息起始部分的指针代码并选择与该代码有关的PSM。 例如，可以使用表格来存储这类关系。
PSM904随后确认该信息是否适用于将虹吸的呼叫/对话。在一个实施例中， 通过检查在数据对话和语音呼叫之间差异的信息所包含的服务选择字段来完 成该确认。在另一实施例中，该确认是通过检查呼叫和呼叫部分的数字来完成 的，以确认这两个是否都是移动电话的号码。在另外一个实施例中，该确认是 通过检查呼叫部分的数字来完成的，以确认呼叫部分是否已经选择VoIP服务 供应商。一旦虹吸该呼叫/对话的确认完成之后，PSN904就将该信息发送至CSN 1002。如果没有虹吸该呼叫/对话的确认完成之后，PSM产生用于通过 SS7MsgHdlr处理将信息发回至MSC或BS的信息。
PSM处理904也可以通过内部协议与CSM处理1002通信，见，例如，图10。 较佳实施例的内部协议是无国籍的且基于文本的。正如以上所陈述的，PSM处 理这些不能被虹吸的对话/呼叫。一旦遇到了能够虹吸的对话/呼叫之后，就见 该对话/呼叫发送至CSM处理。CSM处理对管理正在虹吸的对话/呼叫做出响应。 CSM通过标准控制协议，例如，H.248和MGCP(媒体网关控制协议)，与数据 平面相通信。
PSM和CSM处理的内部结构是相同的。参照图11，网络接口模块1102接受 输入的信息。该网络接口模块随后向协议引擎1104发送信息。例如，在CDMA 实施例中，该引擎1104响应根据IS-634协议的编码和解码信息。状态机制 模块1106响应所根据协议管理的信息和记录的状态。例如，在给定的协议中， 给定的信息标示在协议下的已知状态的转换。状态机制模块1106包括用于记 录装和实现状态转换的逻辑。
工作目录模块1108与MSC的外部移动管理功能交互作用并且响应所获得和 更新的客户简介和其他用户/客户数据。在传统的MSC中，访问位置寄存器(VLR) 一般是与MSC共同定位的；VLR包含着客户的信息(简介)，它是当前漫游在 MSC所覆盖的区域中的。另外，MSC与其他数据库向连接，成为本地地址寄存 器(HLR)包含所有在当前网络中“本地化”的客户。一般来说，随着客户的 漫游和进入到MSC所覆盖的区域，则MSC要求HLR发送客户的简介并将其存储 在本地VLR中。但客户漫游出MSC所覆盖的区域(进入到另一MSC所覆盖的区 域)时，就删除掉该客户的简介。在代理交换机中的工作目录模块起着HLR数 据库的客户的作用，要求来自HLR的客户简介能适用于漫游到代理交换机所覆 盖的区域，并且更新本地数据库，即，工作命令模块和它所相关的数据库的工 作/行为如同传统的适用于漫游客户的VLR。)
媒体网关控制器(MGC)模块1110通过开放控制协议，例如，H.248和MGCP， 与代理交换机的数据平面304交互作用。一旦接受到来自IS-634状态机制模 块1106的操作请求，MGC 1110就向数据平面304发送H.248或MGCP协议的 信息，以完成所需的操作。在一个实施例中，称为TDM-VoIP情况，从MGC 1110 到数据平面的这些操作信息使得数据平面能在入口处接受输入线路(TDM)业 务，以及转换成RTP/UDP/IP的数据包并且在它的一个出口处发送出去。于是， 在本实施例中，输入电路业务是打包的，并且以包的形式发送出去。本实施例 能够用于产生电路呼叫，以语音IP(VoIP)呼叫的方式来传递。在另一实施例 中，称之为TDM-TDM的情况，MGC 11110指使数据平面304能在入口处接受输 入电路(TDM)的业务并且根据出口处的电路(TDM)业务的输出来交换。在这 种情况下，输入电路的业务保存在电路中并交换到其他电路网络。
图12-14采用简化的结构图来说明上述的概念。该图用于显示各种响应信 令消息的软件处理的交互作用。出于简化的目的，在这些简图中并没有包括载 体电路。此外，出于简化的目的，只显示PSM和CSM的一个实例。
图12用于显示当从BS 107到MSC 110初始化新的呼叫信息时的控制流程， 以及显示了“发送呼叫”。发送呼叫是在代理交换机300不能响应呼叫管理以 及在呼叫不能发至MSC 110管理时的呼叫。对该呼叫(尽管他可以变更指针代 码，例如，处理MSC的重新映射，正如参照图3所说明的)来说，代理交换机 300是透明的。BS 107在1203发送服务请求(例如，CSR)，该信息是用于MSC 110的。服务请求包含了分配是否请求语音呼叫还是数据呼叫的服务选择字段。 代理交换机接受该信息(由于它处于BSC和MSC之间的信令路径上的)；特别 是，SS7MsgHdlr处理920接受该呼叫，对该信息分配唯一的本地参考数字(这 是用于潜在的输入呼叫请求)，并且转到1210是PSM处理904进行下一步的 处理。PSM处理904解码所输入的信息并使用IS-634状态机制(适用于CDMA 实施例)来确认该呼叫是否要虹吸(例如，排至其他网络)或者允许MSC 110 来处理。由于在该实施例中，呼叫是不能虹吸的，所以对该信息进行编码并在 1215发回至SS7MsgHdlr处理920。在一个实施例中，SS7MsgHdlr和PSM处理 之间的通信协议是无国籍的文本协议，它提供了采用信令协议的抽象层(相对 于对话逻辑)。SS7MsgHdlr处理920随后在1220向MSC 110传输IS-634的 信息。MSC处理该信息并且在1225响应。代理交换机300也接受该信息，但 是，由于该信息是相对于正在进行的且不能虹吸的呼叫(正如以上所解释的， 由本地参考数字来确定初始化CSR的请求信息)，所以SS7MsgHdlr处理920 不能再向PSM 940转发该信息。取而代之的是，SS7MsgHdlr在1230向BS 107 发送透明的该信息。所有进一步有关该呼叫的交换都允许在BS和MSC之间透 明的发送，除了在呼叫结束时的呼叫相关信息。响应了呼叫请求之后，代理交 换机300确保呼叫发生的“拆卸”包括本地参考数字的设置。呼叫相关信息也 可以由代理交换机发送给BS 107，使得BS可以采用它的拆卸处理来继续。
图13用于显示由BS 107向MSC 110来初始化呼叫信息的情况，以及也用 于显示代理中继线，即，由MSC 110所控制和分配的中继线的情况。BS 107在 1305向MSC 110发送服务请求的意图。代理交换机接受该信息以及SS7MsgHdlr 处理902接受该呼叫，对该信息分配唯一的本地参考数字，以及在1310发送 至PSM处理904，以便于进一步的处理。PSM处理940对输入的信息进行解码， 以确认该呼叫是否要虹吸(例如，虹吸至其它网络)或者允许由MSC 110来处 理。由于在本实施例中呼叫是不能虹吸的，所以该信息编码之后发回 SS7MsgHdlr处理902。SS7MsgHdlr处理902随后在1320重新将该信息发送至 MC 110。MSC 110在1325通过度呼叫分配信道来响应呼叫设置请求(正如以上 所讨论的)。代理交换机300接受到该信道的分配，随后在1330向PSM 904 转发该分配，PSM 904依次在1335响应它已经在1330所记录的分配。代理交 换机随后在1340向BS 107传输信道分配请求。所有与在BSC和MSC之间的该 呼叫有关的交互都允许透明的发送至代理交换机，直至呼叫释放信息为止。该 呼叫释放触发代理交换机中的拆卸处理。
图14用于显示“虹吸呼叫”的情况。虹吸呼叫是由BS 107初始化的呼叫， 它是截取后由代理交换机再发送至其他网络的信息。在这类实施例中，所有的 信令都由代理交换机来处理并且中继线传递用户业务是由代理交换机所控制。 BS 107在1405向MSC 110发送服务请求的意向。代理交换机接受该信息，对 该信息分配唯一的本地参考数字，并在1410发回至PSM处理904，用于进一步 的处理。PSM处理904解码输入的信息，以及使用IS-634状态机制(适用于 CDMA实施例)来确认该呼叫是要虹吸的。由于在该实施例中，呼叫是要虹吸至 其他网络的，PM在1415将该信息传输至CSM 1002。CSM 1002现在开始类似常 规MSC的行为并且在1420发布适用于该呼叫的信道分配，分配在BS和代理交 换机数据平面之间的中继线。信分配随后在1435发送至SS7MsgHdlr。 SS7MsgHdlr处理随后在1430将该信道分配的信息传输至BS，使得BS可以将 其用于用户的业务。CSM也将该信息发送至代理交换机的数据平面(正如以上 所讨论的，使用H.248和MGCP协议)，使得它能接受所分配信道上的输入用 户业务并且将其转发至其他网络。正如以上所解释的，在一个实施例中，其他 网络可以似IP网络。处理所有在BSC和CSM之间所发生的其他交换，直至MSC 发布呼叫释放命令，，从而引起资源的释放(拆卸处理)。
在另一实施例中，软件结构可以仅仅使用单一的处理，该处理只传递代理 功能，而不再使用两种不同的处理(PSM和CSM)。在该实施例中，PSM处理单 一的确认，正如以上所讨论的，只要呼叫可以是要虹吸的或者是不要虹吸的即 可。如果它不是要虹吸的呼叫，它就允许转入到MSC。如果是要虹吸的呼叫， 则PSM自身处理该呼叫并且发送和接受来自BS 107和MSC 110的信息。换句 话说，在这类实施例中，PSM如同MSC和BS 107一样工作并且处理它所关心 的所有信令消息。正是如此，PSM处理提供了许多类似于电路MSC和BS 107的 相同功能，在检测过程中，它像MSC一样响应来自BS 107的信息，以及正如 它是BS 107那样响应来自MS的信息。一般来说，各种处理卡会有多种同时运 行的PSM处理，以提供所需的可测性和性能。这些处理的目的是为其他PSM处 理提供减少故障。在一个实施例中，各个PSM都具有提供“影子”覆盖的“影 子处理”。在PSM处理故障的情况下，相对于的影子处理设计成能接管故障处 理。
变化
上述实施例都是为了便于透明交换的实现。然而，功能的子集还提供了超 越本领域现状的优点。例如，对网络的交换部分是可视的，且还提供了许多上 述讨论的优点。
另外，实施例部分讨论了有关CDMA协议，但实施例也可以改进采用GSM， IS-634和/或其它2G和3G协议工作。
从代理交换机至MSC的中继线连接是可选的。
已经讨论了举例的实施例，应该理解的是对也那的熟练技术人士都可以在 没有脱离本发明的精神和范围的条件下对所讨论的实施例作出改进。