（通信与信息系统专业论文）移动通信系统中业务交互的研究.pdf

一_ 一 北京邮电大学博士学位论文 摘要 移动通信系统中业务交互的研究 摘要 电信系统中的业务交互问题由来已久，随着移动通信的普及和移 动通信业务数量的不断增加，移动通信系统中的业务交互问题已经成 为阻碍业务发展的主要瓶颈，是一个迫切需要解决的问题。 本论文以移动通信系统中的业务冲突检测和业务融合解决为研 究的主要内容，采用u c m s ( u s ec a s em a p s ) 和v 儿( e x t e n s i b l e m 列! ( u pl 跹g u a g e ) 对移动通信系统进行形式化描述，并基于该形式 化描述提出了业务冲突离线检测的完整流程和检测方法，同时提出了 业务特征模块化的方法对业务融合问题加以解决。 论文的主要创新点可以简要归纳如下： 1 ) 针对软件系统的特点，从软件的角度分析了业务冲突产生的 本质原因，不同子从电信系统的特点出发分析业务冲突产生 原因的一般研究方法，具有更高的普遍性和灵活性，不但可 以适用于移动通信系统，而且对其他软件系统同样适用，为 软件系统的业务冲突检测和解决的研究打下基础。 2 ) 结合移动通信系统结构和业务流程特点，利用u c 语言对 移动通信业务进行形式化描述。 3 ) 基于业务冲突检测计算机自动化处理的需要，结合移动通信 业务冲突检测的特点，提出了移动通信业务的x m ，形式化描 述方法。 4 ) 基于移动通信业务的形式化描述，提出了业务冲突离线检测 的完整流程和检测算法，并从业务冲突检测前提条件和业务 冲突检测过程两方面出发，提出了业务冲突过滤算法，解决 状态空间爆炸问题。在整个冲突检测流程中，将避免、检测、 解决和管理四个方面有机的结合在一起。 5 ) 研究了c 触怔l ( c u s t o m i z e da p p l i c a t i o nf 。rm o b i l en e t w o r k e 曲戳c e dl c 嘻c ) 和w 烈( w t r e l e s si n t e l i i g e n tn e 柳。呔) 中的 业务触发机制，提出了业务特征模块化的方法解决业务融合 问题，并基于f i m ( f e 雏黼i 疵r a c t i o n sm 跹a g e r ) 和s i m ( s e r v i c ei n t e r a c t i o n sm a n a g e r ) 功能实体提出了多业务触发交 互流程，设计了特征调用机制。本文提出的业务特征模块化 北京邮电大学博士学位论文 摘要 的方法和s i m 机制已经被中国移动采纳，经过多次讨论，目 前正在进行进一步的细化，准备投入实际应用。 关键词：移动通信业务交互业务冲突业务融合u c m s v i i 。 _ _ 一_ _ _ _ _ 一 i _ _ - 一 d o c t o f a l 孙e s i so f b e 蔚i n gu n i v e r s i 锣o f p o 窭鲤d 壁堡型塑型璺螋翌 s t u d yo ns e r v l c ei n t e r a c t 蔓o ni nm o b j e t e l e c o m m u m c a t i o ns y s t e m a b s t r a c t s e r v i c ei n t e r a c t i o np r o b l e mi nt e l e c o 刺融耀i e a t i o 娃s y 妣戳sh 鑫s e x i s t e d 如ral 建gt 主撒e w i t 圭l p o p u l 撕z a t i o no fm o b i l et e l e c o ma n dt h e i n c r e a s i n gn u m b e ro fs e r v i c e s ，t 量l 遗p r o b l e mh a sb e e n 觚o b s t a c l eo f 趣o b i l et e l e e o m 封艇撒i c a 圭主。臻s e r v i e ed e v e l o p m e n t i ti sv e r y 磁g e n tt ob e r e s o l v e d t h e 搬a i ne o n 托感o f 也i s 协e s 至si se m p h a s i z e di ns e w i c eb t e r 凳r e n c e d e t e c t i o na n ds e i c ei n t e 帮a t i o nr e s 0 1 u t i o ni 1 1m o b i l et e l e c 蝴u n i c a t i o n s y s t e m s 。u c m s ( u s ec a s em a p s ) a 耐匝( e x t e 髓i b l em 必呷 l a n g u a g e ) a r eu s e dt od e s c m e 埴1 es y s t e mf o n n a l l ya 1 1 dac o h l p l e t e s e r v i c em t e r f e r e n c eo f 圣l 遗ed e t e c d 雠搬e 也o d o l o g yi sp 羽i p q s e d a l s o ，a m e t h o do fs e r v i c ef e a t u r em o d u l a r i z a t i o ni sp r o p o s e dt or e s o l v em e s e r v i c e 洫t e 戤a t i o np r o b l e m t h ep 矗n e i p a l 勰i b 毗i o n so ft 量l e 、r kp r e s 僦e di nm i sm e s i sa r e ： 1 ) f o r 廿1 ec h a r a c t e r i s t i co fs o f 吼。a r es y s t e m ，a ne s s e 嫩i a l 羚a s o no f s 蝌i c ei 妇r 凳辩贰e 岔o mm ep o i n to fv i e wo fs o 脚a r ei s a n a l v z e d t h i sm e m o di sd i 行i e r e n tl o mm ec o 芰n m o 娃m e t h o do f 强越v z i 嚣譬 羚鑫s o 爨o fs 蝌i c ei n t e r f e n c eb a s e do n愤l e c h a r a c t e r i s t i co ft e l e c o m m u n i c 撕o ns y s t e m 。i ti sm o r eu n i v e r s a l a 致d 撒o l i e e x i b l e i tc a 芏l 基t 南rb o 搬撒o b i l et e l e c o n 疆n u n i c a t i o n s v s t e m sa n do m e rs o 鲰 ，a r es y s t e m s ，a n di ti st 量l ef o u n d a t i o n0 f r e s e 毅c ho 蔽d e t e e t i o 纛繇d 陀s o l 啦i o no fs e i e ei 瓜e r r e n c ei n s o 脚a r es y s t e m s 2 ) a 建e rm ea 酸越y s i so fm os p e d a 姆o f 糖o b i l et e l e e o 礅m u n i e 戳i o n s v s t e ms t m c t u r ea n ds e r v i c ef l o w u c m si su s e dt od e s c r i b et h e 一 旦竺! ! 型望型! 堕! ! 坐g 旦! i ! 墅塑坚塑些竺! 堡! 竺! 里婴型型虫型些! ! 垦竖! s y s t e ma n d i t ss e i c e sf o m a l l y 3 ) f o rt 1 1 en e e do fc o m p u t e ra u t o m a t i o no fs e i c ei m e r f e r e n c e d e t e c t i o n ，a nx 1 儿f b n n a ld e s c r i 口t i o n o fm o b i l e t e l e c o m m u n i c a t i o ns y s t e ma n di t ss e r v i c e si sp r o p o s e db a s e do n t 1 1 ec h a r a c t e r i s t i co fi t 4 ) b a s e do nm ef b r 工n a ld e s c r i p t i o no fm o b n et e l e c o m m u n i c a t i o n s e r v i c e s ， ac o n l p l e t es e r v i c ei n t e r f e r e n c eo 丘：l i n ed e t e c t i o n a l g o r i 也mi sp r o p o s e d i na d ( 虹t i o n ，as e i c ei n t e r f 色r e n c ef i n e d n g a l g o r i 廿1 m i s p r o p o s e d 6 - o mt 、v o a s p e c t s ，p r e c o n d i t i o no f d e t e c t i o na n dp r o g r e s so fd e t e c t i o n i nm e ，h o l ep r o c e d u r e ， a v o i d a n c e ，d e t e c t i o n ，r e s 0 1 u t i o na i l dm a n a g e m e ma r ec o m b i n e d t o g e m e ro r g a n i c a l l y 5 ) t h es e r v i c e仃i g g e 血gm e c h a n j s mi nc 蝴l( c u s t o m i z e d a p p l i c a t i o nf o rm o b i l en e t w o r ke l l l l a l l c e dl o g i c ) a 1 1 dw 【n ( w i r e l e 8 si n t e l l i g e n tn e 时o r k ) i ss t u d i e d a 胁m a t ，am 砒o do f s e r v i c ef e 咖r em o d u l 耐z a t i o ni sp r o p o s e dt or e s o l v e 协es e r v i c e i n t e g r a t i o np r o b l e m b a s e do nf i m( f e a t u r ei m e m c t i o n s m a l l a g e r ) a n ds i m ( s e r v i c ei m e r a c t i o n sm a n a g e r ) e n t i t i e s ，a m u l t i s e r v i c e t r i g g e r i n g i i l t e r a c t i o nn o ww i t ht t 帕f e a t u r e i n v o c a t i o nm e c h a i l i s mi s p r o p o s e d t h em e t l l o do fs e r v i c e f b a n l r em o d u l 碰z a t i o na n ds i mm e c h a n j s mp r o p o s e di nm i s t h e s i sh a db e e na d o p t e db yc m c c ，w h i c ha r ef u r t h e rr e 6 n e dt o p u t 协t op r a c t i c e k e yw o r d s ：m o b i l et e l e c o m m u l l i c a t i o n ，s e i c e 心e r a c t i o n ， s e n ，i c ei n t e r f e r e n c e ，s e r v i c ei n t e g r a t i o n ，u c m s ，x m l 一 北京邮电大学博士学位论文 声明 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：趁匾：壁) 日期：丝! 兰：! ! ：! 墨 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。 非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 猛墨：鏖1 日期：兰! 三：! ! ：兰! 导师签名：鞋一 辞扯日期：盈嘘釜r j o 牛 北京邮电大学博士学位论文第一章引言 1 。1 研究背景 第一章引言 电信系统是一个庞大的、分布式的软件系统，其发展的目的是为了满足人们 日益增长的通信需求，因此以最快的速度提供丰富的电信业务是电信系统的必然 要求。但是随着业务数量的不断增加，业务之间的交互使得新业务的引入越来越 困难，任何一个新业务都可能由于与现存业务之间的交互而导致业务功能的失 效，甚至造成系统崩溃，业务交互造成的影响日益突出。移动通信系统是为了满 足通信的移动性要求而产生的，业务的个人性、随身性更受到人们的关注，业务 种类更为繁多，业务交互问题也更加严重。 智能网【l j 技术的出现允许业务提供者无需考虑通信系统的信令传输细节，而 只需关注业务控制功能，可以通过独立于业务的积木式组件( s i b ) 快速生成新 的电信业务。但是智能网技术并没有真正解决业务交互问题，甚至其触发机制使 得业务交互问题更为严重，电信运营商和业务提供者不得不花费大量的时间、精 力对新业务和其它现存业务的交互性进行检测和修改，新业务的推出速度没有得 到明显改善，业务交互问题已经成为移动通信业务发展的主要瓶颈。 早在上世纪8 0 年代，b o ，e ntf 等人就在b e l lc 甜e 研究电信网络中增值业 务的部署时提出了业务交互问题网。此后，这一问题引起了学术界、工业界和国 际标准化组织的广泛关注，并投入了大量的时间和精力对这一问题进行深入研 究。从1 9 9 2 年开始，国际上定期举办特征交互专题讨论会( f e a 缸ei n t e r a c t i o n w j r k s h o p ) ，专门针对业务交互问题进行研究讨论【3 卜【9 】。对业务交互问题的研究 一般分为避免、检测、解决和管理四个方面，其中检测和解决又可细分为在线和 离线两种情况，管理则是对该问题的整体研究。解决技术和在线检测技术的研究 常基于人工智能和代理协商机制，目前仍处于理论阶段，尚不成熟；避免技术和 离线检测技术的研究可借助的理论和工具较多，如软件工程、p e 硒网、通信顺 序进程( c s p ) 等，相对较为成熟，但是这些方法大多针对已知的业务交互，扩 展性不够，而且存在状态空间爆炸问题，很难应用到现实系统中，因此业务交互 问题仍然没有得到真正解决。 业务之间的交互可能产生冲突，称为业务冲突；也可能不产生冲突，称为业 务协作。某些业务虽然在功能上没有冲突，但是由于系统结构或业务开发方式的 原因在实际运行过程中仍然会发生冲突，我们将这种情况称为业务融合。目前对 业务交互的研究主要集中于业务冲突问题，而将业务融合问题纳入业务冲突避免 一 北京邮电大学博士学位论文 第一章引言 或业务冲突解决中加以研究。但是随着移动通信业务的发展，特别是智能业务的 发展，业务融合问题越来越突出，在业务冲突中占据重要地位。同时由于业务冲 突问题的复杂性，目前尚无法彻底解决，人们发现若能够单独解决业务融合问题， 可以大大减轻业务冲突造成的影响。 随着技术的发展，业务交互问题已经不仅仅限于电信系统，电梯控制系统、 电子邮件系统、数据流系统、基于规则的系统以及、e bs e r v i c e 等都出现了业务 交互问题。电信系统中业务交互问题的研究和解决也将对此类同样存在业务交互 问题的软件系统的发展产生积极影响。 1 2 研究内容 本文在已有的电信系统业务冲突问题的研究成果的基础上，利用u c m s 描 述方法和x m l 语言对移动通信系统及其业务进行形式化描述，并从软件的角度 分析了业务冲突的产生原因。基于上述形式化描述和产生原因，本文给出了移动 通信业务冲突检测和业务冲突过滤的一整套方法，并通过与第一届特征冲突检测 大赛结果的比较，对本文提供的方法进行了相应分析。同时，本文还对业务融合 问题进行了详细的分析，从业务特征模块化和业务特征调用机制两个方面提出了 该问题的解决方法。概括起来，作者的研究工作主要包括以下几点： 1 研究了移动通信系统的系统结构和业务呼叫流程，基于对已有形式化描 述方法的缺点的分析，采用u c m s 语言对移动通信系统进行描述，并给 出了基本通话业务和其他移动通信业务的u c m s 描述。 2 为了借助计算机技术完成业务冲突自动化检测工作，采用讧l 语言对 移动通信系统的u c m s 描述进行进一步形式化，并对u c m 工作组提供 的d t d ( d o c 唧e n t 研ed c 右n m o n ) 进行扩展，提出了移动通信系统的 以l 语言描述方法。 3 在对已有的业务冲突问题的各种分类方法进行分析的基础上，深入研究 了业务冲突产生原因的分类方法，透过移动通信系统本身的特点，从软 件的角度分析讨论了业务冲突产生的本质原因，将业务冲突归纳为过程 冲突和数据冲突两大类，并进一步细化为过程遗漏冲突、过程触发冲突、 过程死循环冲突、先写后读冲突、同时读写冲突、先后写冲突、同时写 冲突和读无效数据冲突共八种冲突类型。 4 对业务冲突的离线检测技术进行深入研究，基于移动通信系统的形式化 描述和八类业务冲突类型，提出了移动通信业务冲突的检测算法，并从 冲突检测的前提条件和检测过程两个方面提出了冲突过滤算法，对业务 北京邮电大学博士学位论文 第一章引言 冲突检测的状态空间爆炸问题加以解决。 5 将业务融合问题从业务冲突问题的研究中分离出来，进行单独研究。对 c 舢幔l 和w i n 两种智能网系统的业务融合问题进行分析，从业务特征 模块化和业务特征调用机制两个方面提出了该问题的解决方法。 移动通信系统所能提供的业务多种多样，总体来看分为语音通话业务和数据 业务两大类。由于语音通话业务和数据业务在移动通信网中的实现方式差别较 大，很难采用相同的建模方式和形式化语言表述，本文重点针对语音通话业务进 行分析研究，这里的语音通话业务不仅包括基本通话业务和基于交换机的补充业 务，同时也包括基于智能网方式的智能业务。 1 3 论文结构 本文对移动通信系统的业务交互问题进行了深入的研究，从业务的形式化描 述、业务冲突的离线检测和业务融合的解决三方面对该问题进行了阐述。论文共 分为六章，论文结构简要概述如下： 第一章介绍了本论文的技术背景、研究内容和文章的整体结构。 第二章对电信系统的业务交互问题进行了介绍，给出了业务交互的相关术语 定义，并分析了业务交互对电信系统造成的影响。本章将业务交互问题分为业务 冲突和业务融合两部分，并分别介绍了这两部分的研究现状。通过对研究现状的 分析，提出了本论文对业务交互问题的研究重点一移动通信业务冲突检测和业务 融合解决。 第三章分析了对移动通信系统进行形式化描述的必要性以及形式化方法必 须具备的能力，并根据其能力要求选择u c m s 语言和以l 语言作为移动通信系 统的形式化描述语言。通过对移动通信系统的系统结构和业务呼叫流程的研究， 提出了移动通信业务的u c m s 描述方法，并根据业务冲突检测对形式化描述的 要求对u c m 工作组提供的d t d 进行扩展，将u c m s 语言转换为儿语言， 提出了移动通信系统的) 蹦l 语言描述方法。 第四章对业务冲突的产生原因进行了深入分析，从软件的角度讨论了业务冲 突产生的本质原因，将业务冲突归纳为过程冲突和数据冲突两大类，并迸一步细 化为八类冲突。基于第三章给出的移动通信系统的形式化描述和八类业务冲突类 型，提出了移动通信业务冲突的检测算法和过滤算法，并采用上述算法对第一届 特征冲突检测大赛中提供的业务进行检测，从算法的正确性、检测到的冲突种类、 数量和检测效率两方面进行了分析。 第五章深入研究了c a m e l 和w i n 两种智能网系统中的业务融合问题，从 塑些拦些塑塑 苎二兰韭 业务特征模块化和业务特征调用机制两个方面提出了该问题的解决方法，并给出 了一个采用该方法的业务融合解决实例。 第六章简要归纳了本论文所研究内容的创新点，指出了作者对业务交互问题 的f 一步研究方向。 附录1 是移动通信系统的u c m s 描述中的缺省处理插件的u c m s 描述；附 录2 给出了无条件前转业务( c f u ) 和被叫号码屏蔽业务( t s ) 的l 描述， 以及使用本文提供的业务冲突检测工具对上述两个业务的冲突检测结果；附录3 是第一届特征冲突检测大赛中提供的标准业务的u c m s 描述；附录4 列出了本 北京邮电大学博士学位论文 第二章综述 2 。1 电信业务的发展 第二章综述 早期的通信网仅支持p o t s 业务( p l a i l lo l dt e l e p h o n es e r v i c e ) ，该业务根据 主叫用户所拨打的电话号码，建立主被叫之间的语音连接。p o t s 业务虽然简单， 但是它是整个电话交换系统的基础，完成了最基本的呼叫处理功能，之后的所有 业务都是对p o t s 业务的增强或扩展。 随着通信水平的发展，人们对业务的要求也不断提高，不再满足于简单的通 话功能，呼叫前转( c f ) 、呼叫保持( c h ) 、呼叫等待( c w ) 等补充业务纷纷 出现。这些补充业务都是以p o t s 业务为基础，对呼叫处理的某一流程进行增强 或改进，大大提高了电信系统的通信能力。但是随着补充业务的发展，其依赖于 交换机的具体实现所带来的缺点逐渐显现出来，人们发现任何一个新的补充业务 的推出都必须对交换机进行修改，而不同的交换机的具体实现不尽相同，这就导 致了若要推出一个所有交换机下的用户均可以使用的新业务，就必须对每个交换 机进行呼叫处理流程的开发，在开发完毕后，还需要对所有交换机进行软件升级， 工程量浩大，业务推出速度非常缓慢，无法满足人们的需求。 从某一方面来说，新业务的种类和质量体现了通信系统为客户服务的能力， 要进一步发展通信网络，必须要能够以更快的速度为客户提供数量更多、质量更 好的业务。为了实现这一目标，能够更加方便、灵活、快捷的生成新业务，智能 网应运而生。智能网( i m e i l i g e n t n e 柳o r k ) 是在原有通信网的基础上叠加的一层 网络，是快速、方便、经济、灵活、有效地生成和实现各种新业务的体系结构【”。 其目标是为现在、未来的所有通信网络服务，包括电话网( p s t n ) 、综合业务数 字网( i s d n ) 、移动通信网( g s m ，c d m a 等) 、宽带综合业务数字网( b i s d n ) 和互联网( i n t e m e t ) 等等，不断为各种网络提供满足用户需要的新业务 1 0 1 。 1 9 8 4 年，b e l lc o r e 在其n 吖1 建议中正式提出智能网一词，并提出了交换功 能与控制功能相分离的概念。1 9 9 2 年，国际电联( 1 1 u t ) 发布了关于智能网的 第一套建议i nc s 1 ( 智能网能力集1 ) 【1 l 】 【1 7 】。在i n c s 1 中定义了智能网的基 本概念、理论模型和应用协议，提出了智能网概念模型( i n c m ) ，将智能网拆 分成四个平面，即业务平面( s p ) 、整体功能平面( g f p ) 、分布功能平面( d f p ) 和物理平面( p h p ) 。1 9 9 7 年，i t u t 推出了i nc s 2 ，进一步阐述了智能网 的相关业务概念，将业务划分为电信业务、业务管理业务和业务生成业务三类， 在电信业务中增加了网间业务、个人移动业务和呼叫方处理业务三类业务，并主 北京邮电大学博士学位论文 第二章综述 要研究了智能网的网间互联和网间业务。1 9 9 9 年，i t u - t 提出了i n c s 一3 f 1 9 1 标准 草案，对c s 2 的能力作了进一步增强，研究了i n 与i n t c m e t 的综合并确定了i n 支持移动的第一步所要达到的目标，同时将i nc s 3 中没有研究的内容推延到i n c s 一4 2 0 】中完成。 智能网技术的成熟使得业务提供者在设计业务时不依赖具体的交换机和网 络结构，能够将更多的注意力投入到业务控制点( 8 c p ) 的控制逻辑中，而不必 纠缠于网络底层的交换功能，利用独立于业务的积木式组件( s i b ) 快速生成用 户所需要的业务逻辑，减少了新业务的开发周期以及修改、升级业务的难度和工 作量。 随着科技的发展和技术的进步，人们的生活方式也发生了极大的改变，移动 通信在人们的生活中显得越来越重要，如何进一步发展移动通信业务成为业界关 注的重点。移动网与智能网的融合为移动通信业务的飞速发展提供了广阔的平 台，基本业务、补充业务、智能业务、数据业务极大丰富，移动通信网不可避免 的成为一个多业务并存、多业务融合的庞大系统。 2 2 业务交互问题概述 2 2 1 相关术语定义 随着电信系统中业务种类和数量的不断增多，业务功能越来越复杂，各个业 务之间的相互影响也日益突出，业务交互问题成为阻碍移动通信业务发展的主要 瓶颈。为了更好的理解业务和业务交互问题，首先给出下述相关术语定义。 定义2 1 ：业务( s e n r i c e ) ：提供给用户的以满足用户的特定电信需求的功 能 2 “，如虚拟专用网( v p n ) 业务、预付费( p p s ) 业务等。 特征，又称为业务特征或业务属性，很多研究人员从不同的角度对特征进行 了定义。龚双瑾【l l 认为特征是“供用户或管理员使用的逐步递增的功能包”； l v c l 也u i j s e n 等人【3 认为特征是“对电信服务的修改或增强”；b c l lc o r e 【列将其看 作是“网络提供给用户的一个或多个基于电信或电信管理的能力”；i t u - t l l i j 则 将特征定义为“用户可以感知的业务的最小单元”。可以看到，特征与业务有着 密不可分的关系，这里将两者的关系通过特征的定义加以明确化。 定义2 2 ：特征( f e a t i l r e ) ：提供给用户的一个或多个具有增量和选择性质 的功能实体，在没有基本功能集合的情况下无法独立工作，如用户组计费( u g c ) 业务特征、显示号码改变( c d ) 业务特征、目的号码改变( c d n ) 业务特征等。 业务是由基本业务功能以及一个或多个业务特征组成的。可以表示为 s = 盯o e o e 0 o e ，其中s 表示业务，b f 表示电信业务基本功能， 北京邮电大学博士学位论文第二章综述 只( 1 f 撑) 表示第i 个业务特征。 定义2 _ 3 ：业务交互( s e r v i c ei n t e n c t i o n ) ：两个或两个以上业务被激活， 或者同个业务的多个实例被激活时，若这些业务之间产生相互影响，则称这些 业务之间存在业务交互。 由定义2 1 、2 2 和2 3 可以看出，业务由业务特征组成，同样，业务交互也 可以映射为特征交互，任何一个业务交互都是由业务所包含的多个业务特征之间 的交互产生的。因此我们可以将业务交互问题归结为特征交互问题。在本文后面 的描述中，除非特殊说明，否则将不区分业务交互和特征交互。 定义2 4 ：业务冲突( s e r v i c ei n t e r f e r e n c e ) ：两个或两个以上业务被激活， 或者同一个业务的多个实例被激活对，若个业务的行为被其他业务所改变，而 且这种改变是不可预期的，则称之为业务冲突。 在本文后面的描述中，除非特殊说明，否则将不区分业务冲突和特征冲突。 定义2 5 ：业务协作( s e w i c ec o o p e r a t i o n ) ：两个或两个以上业务被激活， 或者同一个业务的多个实例被激活时，若一个业务的行为被其他业务所改变，且 这种改变是可以预期的，则称之为业务协作。 由以上定义可知，业务交互可以由业务冲突和业务协作组成【2 3 】，因为业务 协作是可预期的业务行为改变，因此人们一般把研究的重点放在业务冲突上。但 是在实际系统中，存在一类特殊情况，介于业务冲突与非业务冲突之间，界限较 为模糊，我们称之为业务融合。 定义2 - 6 ：业务融合( s e n r i c ei t e g r a t i o ) ：多个业务的功能之间并未发生 冲突，但是由于系统结构或实现技术的制约而导致冲突。若解除上述制约，多个 业务的功能可以同时实现，并提供给用户，此时不属于业务冲突。这种情况称为 业务融合。 2 2 2 业务交互举例 例l ：a 申请了主叫线号码屏蔽( c l i r ) 业务，禁止在被叫端显示主叫号码， 同时b 申请了主叫线号码显示( c l i p ) 业务，要求显示主叫号码。当a 拨打b 时，若b 的终端上可以显示a 的号码，表示a 申请的c l 瓜业务功能未实现； 若b 的终端上没有显示a 的号码，则表示b 申请的c l i p 业务功能未实现。不 论系统如何处理，两个业务都不能同时正常工作。这种情况称为业务冲突。 例2 ：a 申请了主叫号码屏蔽( o c s ) 业务和p p s 业务，当a 拨打电话时， 若被叫号码属于屏蔽号码，则该呼叫无法接通，p p s 业务功能无法实现。但是这 种情况属于用户可预知的业务交互，因此称为业务协作。 例3 ：a 申请了p p s 业务和u g c 业务，b 与a 属于同一个用户群，相互拨 北京邮电大学博士学位论文第二章综述 打电话享受特殊费率优惠。由于系统无法同时触发这两个业务，从而导致无论系 统最终调用哪个业务，另一个业务的功能都无法实现。但是这两个业务的功能本 身并无冲突，只要解决系统的共享触发问题，两个业务的功能可以同时向用户提 供。这种情况称为业务融合。 2 2 3 业务交互的影响 根据以上业务交互的定义和实例分析可以看到，业务交互造成的影响主要 体现在两个方面。 业务冲突的影响：新的业务的增加必须要考虑与已有业务之间的相互影 响，若不对新增业务的需求、设计和开发进行更详细的规范和检查，进 行更完备的测试，当用户申请的业务与原有业务存在冲突时，就会导致 用户对业务功能产生理解混乱，甚至系统发生混乱和崩溃。 业务融合的影响：目前对于业务融合的解决方法是在已有业务中增加产 生业务融合问题的新业务的功能处理，这就要求许多新业务的增加必须 对已有业务，甚至所有的现网已有业务进行修改，以便申请了已有业务 的用户在申请新业务后可以同时享受两种业务提供的功能，解决业务融 合问题。 上述两种业务交互的影响直接导致了业务提供商在提供新业务的时候，要花 费大量的时间研究新增业务与现有网络环境( 包括已有业务) 的兼容性并修改新 增业务和已有业务，这使新业务的开发变得极为不便，同时也大大降低了新业务 的推出速度，成为阻碍电信业务继续发展的一大阻力。因此如何快速、有效的检 测出各业务之间的冲突，同时从业务开发模型入手，降低各业务之间的耦合度， 减少业务融合造成的已有业务的修改，解决业务冲突问题和业务融合问题，就成 为电信运营商和业务提供商研究的方向。这两个问题的解决可以帮助电信系统突 破“业务交互”的瓶颈，得到进一步发展。 2 3 业务冲突研究现状 自上世纪8 0 年代以来，人们对业务冲突问题进行了大量的研究【2 4 】1 2 9 】，其中 尤以1 9 9 8 年d i r ko k e c h 和pa _ u 1j k u e l l n 发表的 2 8 最为引人注意，该文回顾 了自1 9 8 8 年t f b o w e n 对业务冲突问题进行的第一次探索，到1 9 9 7 年以来的 所有关于业务冲突问题的研究工作及其成果，对其进行总结、概括，并给出了自 己对业务冲突问题的分析，提出了“e m e f g e n c el e v e i e w ”方法去解析和研究 业务冲突问题。之后，对于业务冲突的研究和f 1 w 的会议仍在继续，相关论文 一 j 艺寨邮电大学博士学位论文第二章综述 和文献也有不少，但是这些研究工作大都限于提出一个框架，或者提出一种新的 思路，理论性过强但应用性不够，绝大部分只是举出几个典型的业务冲突的例子， 并用自己的检测和解决方法去处理，以验证其正确性，但实际上很难真正推广应 用。2 0 0 3 年，m u 翁眵c a | d e r 等发表了【3 0 ，文章重点介绍了1 9 9 7 年到2 0 0 2 年期 间通过软件工程方法、形式化方法和在线检测技术研究业务冲突问题的工作，并 分析了今后业务冲突问题的研究方向和研究趋势。 电信系统是一个非常庞大而复杂的系统，业务冲突问题所涉及的相关研究范 圈也极为广泛，包括软件工程、协议工程、交换技术、人工智能、形式化方法、 仿真技术、分布式系统等多个方面p 。要分析、解决这样一个大型的复杂闯题， 最好的办法就是首先将这个问题按照一定的原则拆分成一个个小问题，再分析这 些相对简单的小问题，确定这些问题的研究内容，最后针对这些研究内容找到合 适的具体的技术加以解决，因此许多研究者提出了不同的业务冲突分类方法。 2 。3 l 业务冲突分类 2 。3 。1 。1 。原因分类 在业务冲突的分类原则中，按冲突产生的原因进行分类是最常用的一种。 1 9 9 3 年，c 锄e r o n 等入在【2 4 】中将业务冲突的产生原因归结为三类。 1 ) 假设冲突：任何一个业务在定义的时候，都对其外部环境作了一些预定 义假设，如呼叫建立的类型、呼叫建立的方式、计费的方式、底层系统 结构等，这些预定义假设在多个业务同时作用的情况下很容易产生矛盾， 从焉导致业务冲突。 2 ) 网络限制导致的冲突。各个网络实体在相互通信时有其各自的能力限制， 如终端信号限制等。目前的移动通信终端在与网络通信完成呼器q 类业务 时，只能输入0 9 数字、母号、撑号这些信号，若两项业务对相同的信号 作不同处理，就会产生冲突。 3 ) 分布式系统的内在特点导致的冲突。电信系统是一个典型的复杂的大型 分布式系统，各业务数据可能分布在不同的网络实体上，这种业务数据 间的协作很容易产生冲突。 这种分类方法对人们理解业务冲突问题提供了一个较为清晰盼框架，但是对 业务冲突阅题的解决所提供的信息显然远远不够，因此不少专家根据各自的研究 提出了自己的业务冲突的分类方法，这些分类方法一般都与一定的业务冲突检测 方法或者解决方法相对应。 0 h t at 等人【3 2 】将业务冲突的产生原阂分为不确定性( 瀚娃一d e t e 糯减s m ) 、异 北京邮电大学博士学位论文 第二章综述 常状态( 订a n s i t i o nt oa b n o 咖a ls t a t e ) 、活锁( 1 0 0 po “v e l o c k ) 以及死锁( d e a d l o c k ) 四种类型。 m u 母c a l d e r 等人根据系统动作的触发模型将业务冲突分为共享触发冲 突( s h a r e dt r i g g e ri n t e r a c d o n ，s l r i ) 、顺序触发冲突( s e q u e n t i a la c t i o ni m e r a c 垃o n ， s a i ) 和触发丢失冲突( m i s s e dt r i g g e ri m e r a c t i o n ，m t i ) 三类业务冲突。 2 3 1 2 生命周期分类 离线 业务规范定义阶段 需求阶段( 用户层) 详细规范( 网络层) 业务实现阶段 在线，但不可用 业务测试阶段 业务部署阶段 在线，可用 业务提供 业务注册 业务激活 业务触发 业务执行 业务去激活 业务删除 业务回收 图2 - l 业务的生命周期 如图2 1 所示，业务的生命周期可以分为离线阶段和在线阶段。离线阶段可 以进一步划分为业务规范定义阶段和业务实现阶段。在业务真正可以运行之前， 需要对其进行测试，并部署到相应的网络实体上。当业务提供后，用户可以完成 业务注册操作，并根据不同的业务功能，在适当的条件下完成业务激活、业务触 发和业务执行。最后，通过业务去激活、业务删除和业务回收结束该业务的生命 周期。业务冲突在业务的整个生命周期内都可能产生，其中最后三个阶段最可能 引起人们的忽略。实际上，业务去激活、业务删除和业务回收在业务冲突中占据 重要地位。可以想象，当一个业务结束生命周期时，如果不对为了解决该业务与 其他业务的冲突而对网络进行的改动进行恢复操作，会再次引起新的冲突。 2 3 1 3 自然属性分类 c a m e r o n e j 在 2 7 】中提出了业务冲突的自然属性( n a h 盯e ) 的概念。业务冲 _ 一一_ _ 一一_ - 一_ _ _ 一一 北京部窀大学博士学位论文 第二章综述 突的自然属性包括三个方面：冲突所包括的业务类型，冲突所包括的用户个数以 及冲突中涉及的网络实体数量。 在以往的研究中，人们一般将业务冲突的范围局限在用户特征( c u s t o 嫩e r f e 擞e s ) 上，包括一般用户所能接触到的各类业务的呼爨q 处理功能。c 锄e r o n 将业务类型扩展为用户特征和系统特征( s y s t e mf e 极黼s ) 两类，其中系统特征 包括计费、系统管理和系统操作维护等方面的业务特征。冲突所包括的用户分为 单用户和多用户两种；与此类似，冲突中涉及的网络实体也分为单组件和多组件 两种。由此给出了五种类型的业务冲突：用户特征中的单用户单组件冲突 ( s u s c ) 、用户特征中的单用户多组件冲突( s u m c ) 、用户特征中的多用户单 组件冲突( m u s c ) 、用户特征中的多用户多组件冲突( m u m c ) 以及用户特征 与系统特征之闯的冲突( c u s y ) 。 2 3 。1 4 。系统模型层次分类 c o 珏山e s 等人在【3 4 】中将电信系统分成逻辑层、网络层和实现层三个层次。j c 骶g o i f e 等人【3 5 】采纳了该种划分方式，并将其改名为逻辑层、抽象结构层和 具体结构层，以便与i n c m 相对应。图2 2 给出了该分层结构与i n c m 的对应关 系，同时描述了在不同层次上产生的业务冲突之间的相互关系。 图2 2 电信系统分层结构及其冲突情况 由图2 2 可以看出，逻辑层对应子玳c m 的业务平面，抽象结构层对应于 玳c m 的总体功能平面和分布功能平面，恧具体结构层则对应于烈c m 的物理平 面。业务冲突可能在电信系统模型的各个层次上出现，不同层次上出现的业务冲 突对系统的影响不同，表现形式也不尽相同。但是需要注意的是，如果高层的业 务冲突不解决，该冲突可能会映射到下一层，产生新的业务冲突，最终在具体结 构层以下体现出来。由于各层业务冲突的表现形式不同，这种从高层映射到底层 北京邮电大学博士学位论文 第二章综述 的冲突更为隐蔽，更加难以解决，所需要的代价也更大，因此需要为每一层寻找 合适的业务冲突检测和解决方法，尽量将该层出现的业务冲突在本层予以解决。 2 3 2 业务冲突的研究内容 根据着眼点的不同，业务冲突的研究内容可以从两个角度进行归纳【4 】，【2 6 j 。 一方面可以根据业务的生命周期将其分为离线( o 尽l 协e