（计算机应用技术专业论文）基于Ⅱp系统的彩音业务的设计与实现.pdf

摘要 彩音( c o l o rc a l i ，c c ) 业务是一种由主叫用户定制在主被日q 用户的通话过 程中播放预先定制的背景音乐，为主被叫的通话场景创造预想通话气氛的音乐类 业务。 中国移动于2 0 0 3 年推出彩铃( c o l o 咖gr i n gb a c kt o n e ) 业务，但彩铃只是 一种单向的仅使用在接续过程中的业务，只有主叫方才可以听到，付费的一方无 法感受到彩铃的乐趣。彩音业务则弥补了彩铃业务的缺陷，其双向性使主被叫双 方既能有效沟通，又能让彼此全情互动娱乐，真正意义上实现了语音通话中传情 达意的作用。 彩音业务是与彩铃业务相分离的完全独立的一项新业务。该业务不仅可以提 供大量具有不同主题、不同风格的音乐频道以供用户定制，还可以提供大量的背 景音乐以供用户制作自己更喜欢的，更彰显独特个性的个人播放库。 彩音业务以前主要采用基于智能网的方案来设计，但是该方案存在信令流程 过于复杂，接续时间较长的问题，本文提出了一种新的方案，即：基于i 口系统 的设计方案，该方案很好地解决了这些问题。本文还在功能实现、触发方式、资 费模型以及管理统计几个方面，提出了一系列实现彩音业务的新方案。 论文组织结构如下： 第一章，对彩音业务进行需求分析，介绍彩音业务的基本业务属性以及变 音彩音业务。 第二章，简要介绍基于智能网系统的设计结构、信令流程，以及对现网网 元的影响，并分析其局限性。 第三章，提出基于i 口系统的设计结构，并展开进行描述，说明其信令流 程，分析对现网网元的影响。最后对这两种方案进行对比。 第四章，从功能实现、触发方式、资费模型以及管理统计几个方面，详细 阐述基于p 系统的彩音业务的实现。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 第五章，展望彩音业务的发展前景。 关键字：彩音业务变音彩音业务i l p 系统 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 d e s i g na n di m p i e m e n t a t i o no fc o i o rc a ns e r v i c e b a s e do ni n d e p e n d e n ti n t e u i g e n tp e r i p h e r a ls y s t e m a b s t ra c t c o l o rc a n ( c c ) i saf e a t i l r ec u s t o m i z e db yt h ec a l l e ds u b s c r i b e r t oe n a b l eb o t ht h ec a l l i n gs u b s 耐b e ra n dt h ec a l l e do n et oh e a ra p r e c o n c e r t e dm u s i cw h i c hc r e a t e a e x p a c t e d s c e n ew h i l et h e i f t a l l 【i n gb yp h o n e c l l i i l am 0 b i l ec o m m u n i c a t i o n sc 0 r p o f a t i o nh a sa p p l i e dt h ec c s e r v i c es i i l c e2 0 0 3 b u ti ti sau n i l a t e r a ls e v 硫w h i c h0 n l y 印p l y si n w a i t i n gf o rt h ec a l l e ds u b s c r i b e ft oa n s w e rt h ec a l l a n do n l yt h e c a l l i n go n ec a ne n j o yi t sf i l n s ，w h i l et h ep a y i n g0 n en o t 1 1 l e nt h e c cs e n ，i c e ss u p p l yi t sg a p ，f o ri t sb i d i r e c t i o n a l i t ym a k et h et w o s u b s c r i b e r sc a nb o t hc a ue f f i c i e n c ya n dm u t u a l l ye n l i v e ne a c ho t h e r c cs e n ，i c ei san o v e la n dc o m p l e t e l ys e l f - 9 0 v e m e ds e n ，i c e w h i c hi sa p a r t 仃o mt h e ( ：玎s e i c c t h i ss e r v i c cc 矩n o to n l y s u p p l yag r c a t1 0 to fd i f i e r e n tt o p i c s t y l em u s i cc h a 曲e l sf o rt h e s u b s c r i b e r st oc u s t o m i z e ，b u ta l s os l l p p l ym a n yb a c k g r o u n d 砌s i c f o ft h es u b s c r i b e r st oc o m p l e t ct h ep e f s o n a la c f i n gd e p o tw h i c h t h e s u b s c r i b e 塔l i k em o r ea n de x p r e s s su n i q u ei i l d i v i d u a l i 哆 t h e f cw 弱m o s t l yap f o j e c td e s 塘n e df o rc cs e n r i c c ，w h i c hi s b a s e d i m e l l i g e n tn e t 、) l ，o f k ( i n ) ，b u t t h i s p r o j e c t h 弱s o m e p m b l e m s ：e x c e s s i v es i g n a l i i l gn o 、，l o n g e f 皿e c t i i l gp r o c c s s i n g t 1 1 e i e f o r e ，t h i sa r t i c l ec a r r y so u tan e wp r o j e c tb a s e do ni n d e p e n d e n t i n t c u i g e n tp e r i p h e r a l( i 哪 w i l i c hs e t t l 髂t h e s e p r o b l e 脚 c o m m e n d a b l y t h i s a r t i d ea l s oi i l t r o d u o 鸥 as e r i e so f i m p l e m e n t a t i o nm o d e sf b ms o m e 鹬p e c t s ，f o re x a m p l c ，f i l n c t i o n 北京邮电大学两络与交换技术国家重点实验室 r e a l i z a t i o n ，t r i g g e rm o d e ，r a t em o d e l ，s t a t i s t i c i nc h a p t e ro n e ，i ta n a i y s e st h ed e m a n d s0 fc c s e r v i c e ，i n t r o d u c e s i t sb a s i cs e i c ea t t r i b u t i o n sa n dt h ed i s t o n e dc o l o rc a l l ( d c c ) s e i c e i nc h a p t e r 呐o ，i ti n l r o d u c e st h ed e s i g i lb a s e do ni n ，i l ss i g i l a l i n g n o w ，a n dm ei n f l u e n c eo fc i l r r e n ln e 铆o f k s ，f i i l a l l y ，i ta n a l y s e st h e l i m i t a t i o n i n c h a p t e rt h r e e ，i tc a r f y s0 u tt h ed e s i 舯b a s e d 彻i 皿粕d e x p l a i n st o i u u m i n a t ei t ，t h e nd e s c r i b e st h ei t s s i g n a l i n gn o w ； a n a l y s e st h ei n n u e n c eo fc u r r e n tn e 研o r k s ，f m a l l yi tc o m p a r e st h e b o t hd e s i g n s ，t h e ng a i n st h er e s u l t s i nc h a p t e rf o u r ，i ti n t 刚u c e sm ei m p l e m e n t a t i o nb a s e do nt h e e x p e r i e n c eo fe x p l o i t u r e a p r o s p e c to ft h e cs e i c ci nt h ef l l t l l r ci sd e s c r i b e di nt h el a s t p a r t k e yw o r d s ：c o l o rc a l ls e n ，i c e ；d i s t o r t e dc o i o rc a l ls e n ，i c e ； i i ps y s t e m 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 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。 ，麈 本人签名：圭鱼 日期：2 堂生至且z 目 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。( 保密的学位论文在解密 后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。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： 导师签名： 北京邮电大学同络与交换技术国家重点实验室 日期： 2 鲤z 玺2 目2 目 日期：2 q 盟生2 且2 目 北京邮电大学硕士学位论文基于i i p 系统的彩音业务的设计与实现 引言 中国移动自2 0 0 3 年推出彩铃( c o l o r i n gr i n gb a c kt o n e ) 业务，经过近几 年的发展，彩铃业务的实现方案和基本业务功能已经比较成熟。彩铃业务以其新 颖、个性化的特点，在国内得到了迅速发展，近两年各大运营商分别推出了彩铃 业务，相互之间彩铃业务的竞争也愈演愈烈。同时，随着彩铃业务逐渐被用户所 熟悉，广大用户对彩铃业务渐渐失去了新鲜感，各大运营商迫切需要厂商能提供 一些其他新颖的音乐类业务。况且彩铃是一种单向的固定交流在使用过程中，只 有主叫方才可以听到，付费的一方无法感受到彩铃的乐趣。 彩音( c c ，c o l o rc a l l ) 业务在这种情势下应用而生。它的双向性使主被叫 双方既能有效沟通的，又能让彼此全情互动娱乐，真正意义上实现了语音通话中 传情达意的作用。该增值业务系统，不仅能够为市场提供方便、快捷和高品质的 增值业务服务，而且能够增加网络呼叫量和经济收入。 传统的手机通话除了噪音之外，只有枯燥的语言对白，在表达情感时缺乏有 效的辅助手段来烘托气氛，就好像是一个人在唱歌，却没有卡拉o k 伴奏。 彩音业务则不同，它可以根据不同的被叫用户分类提供不同的背景音效，即 提供一种基于不同主、被叫的差异化、个性化的语音通话背景音效服务。而个性 化通话音效包括旋律、音乐、不同类型的音响效果和人物方言、幽默笑话、用户 d 等音频文档。另外，演变到现在，在彩音如上功能的基础上，还可以实现主 叫用户的变音功能，即改变说话的音调，变换主叫用户通话声音的音色，如粗声、 细声。同时用户在通话过程中可以随时根据不同的情景切换不同的背景音乐。当 朋友接通你的电话后，将会听到你设定好的歌曲或音乐，或者原本不属于你的说 话声调，使原来单调枯燥的语音通话变得丰富多彩、愉快有趣、温馨和谐。总体 来说，彩音有丰富的音乐音效供用户选择，在表现感情时，彩音是烘托气氛的商 手，就好象在动听的卡拉0 k 音乐伴奏下，每个人都是歌唱高手一样。另外，彩 音的丰富定制手段，也正好满足现代人宣扬个性的需要。 如上所述，彩音业务是在传统语音通话过程中，主叫方根据需要选用不同的 背景音乐和音效来烘托通话气氛的一项增值业务。包括普通彩音业务，和变音彩 音业务。 目前国内电信设备制造商提供的彩音业务实现方案主要分为2 类：基于移动 智能网方式的解决方案和基于i m 系统的解决方案。本论文中彩音业务就是基于 i 口系统进行设计和实现的。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室1 北京邮电大学硕 学位论文基于i m 系统的彩音业务的设计与实现 本论文介绍了对彩音业务进行了详尽的需求分析，并详细介绍了彩音业务的 两种设计方案，通过对比得出了基于i i p 系统的设计方案的优越性，另外阐述了 基于i i p 系统的设计方案中如何实现彩音业务，并对彩音业务的发展进行了讨论。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电丈学硕七学位论文 摹子i 口系统的彩音业务的设计与实现 第1 章彩音业务需求分析 本章的主要内容是彩音业务概述，介绍了彩音业务的业务描述、所必须的一 些基本业务属性、开通后彩音业务铃音资源的来源、管理，以及彩音业务将能提 供的业务功能。 1 1 业务描述 彩音是由主叫用户定制的一种在主被叫用户的通话过程中播放预先定制的 背景音乐，为主被叫的通话场景创造预想的通话气氛的音乐类业务1 1 1 ，是指从被 叫在接听电话的那一刻起，本次通话过程中都会伴有用户定制或系统默认的音 乐；同时，用户还可以通过按键来更换背景音乐或改变背景音量的大小等。 变音彩音业务，是在普通彩音业务基础上增加了主叫用户的变声功能，增强 通话过程中的娱乐性。 彩音业务是与彩铃业务相分离的、完全独立的一项新业务【2 】，具有以下业务 特征： 一主叫触发业务，对于非注册用户，系统提供默认背景音以及几首可以通 过按键切换的背景音；对于注册用户，系统将用户设置的铃音安排在前面，如果 数量不够9 首，后面不补足； 一通话过程中主叫用户可以控制背景音乐的音量； 一通话过程中主叫用户可以开关背景音乐； 一通话过程中可以修改背景音乐，目前暂定为9 首： 一丰富的音乐资源可用：用户既可以定制内容提供商的音乐频道，也可以 把自己喜欢的背景音乐加入到自己的播放列表( p l a y l i s t ) 中。不仅可以提供大量 具有不同主题、不同风格的音乐频道以供用户定制，也还可以提供大量的背景音 乐以供用户制作自己更喜欢的，更彰显独特个性的个人播放库。另外，用户可以 方便地通过w w w ，r ( w a e u s s d ) 等方式来定制频道，制作个人播放库； 还可以增加、删除用户类别以及时间段属性，实现“自己的业务空间，自己说了 算”。 北京邮电大学冈络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕十学位论文 摹fi i p 系统的彩音业务的设计与实现 1 2 业务申请、变更与注销 主叫用户可通过拨打“1 2 5 3 0 + 被叫手机号”使用通话背景音；主叫用户可选 择系统默认铃音或者个人铃音进行通训3 1 。 用户如果需要申请该业务( 只能申请包月，该包月只是包彩音功能使用费， 并未包括彩音音乐下载信息费) ，可通过b o s s 系统申请，彩铃平台需提供s c 接口接受b o s s 系统提交的申请、取消包月指令。 为了确保业务的开展，开通的申请方式应该至少有以下两种： 一营业厅受理：用户到营业厅提供有效的手机号码和密码，通过操作员申 请或注销此项业务。营业厅受理方式将不提供选取和定制彩音铃音的功能。 一特服号受理：用户拨打1 2 5 9 0 1 2 5 3 5 即可立即开通彩音业务。该方式简便、 易于操作，将会深受用户的喜爱，成为彩音业务受理的最佳途径。 对于其他的开通方式，则应根据具体情况来具体处理。 1 3 业务使用 一用户通过拨打“1 2 5 3 0 + 被叫号码”，选择默认铃音或者个人铃音后，在 被叫接通前须先播放被叫定制的彩铃铃音；在被叫接通后，播放主叫用 户选择的通话背景音，用户每次接通后播放用户默认彩音铃音，假如用 户没有设置则应该播放系统的默认彩音铃音； 一用户拨打“1 2 5 3 0 + 被叫号码”后，须由系统提示，是选择默认彩音并呼 叫对方，还是试听按键彩音并呼叫，或者试听和定制个人铃音库彩音， 并设置对应的按键以便用户进行选择； 一用户需要对彩音个性化通话背景音设置时，需通过彩音网站登陆进行用 户鉴权后操作个性化通话背景音设置； 一通话过程中主叫用户可以控制彩音铃音的热键，包括暂停搔放、恢复播 放、音量大小、背景音效切换、背景音效选择等控制，被叫用户可暂停、 恢复播放控制等控制。 我们根据这项需求，对手机按键进行了配置，设置见图l 一1 ： 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文 基于i i p 系统的彩音业务的设计与实现 9 播放控制：“o ”黟音量控制：“”，“# ” 被叫用户也可以用：、孝、o 控制 图l 一1 用户捩键设置 播放控制：可以暂停、恢复彩音铃音播放，其中恢复只能从头开始播放，无 法实现从暂停的时间点恢复播放。 音量控制：按“”降低音量，按“# ”升高音量。 选择播放：用户可以自行设置1 9 按键的彩音铃音的铃音。假如用户按键 没有任何设置则播放系统默认铃音。 1 4 彩音铃音定制 一 提供通话过程中彩音的o n ，0 f f 功能，用户可控制开启和关闭播放个性 化背景音乐( 不是开通取消彩音业务) 。 一彩音铃音定制允许的业务接入方式：主叫用户可以通过访问专用w 髓网 站进行设置。 一 用户在通话过程中可以按键1 9 来选择彩音铃音：按1 - 9 为选择用户自 己设定的背景音。若用户没有设定则选择系统默认铃音。 一 铃音定制优先级顺序依次为：用户的默认铃音系统默认铃音。 1 5 铃音资源 在彩音业务中，提供丰富的、多样化的铃音供用户选择是彩音业务顺利推广 的关键。单单依靠彩音业务提供商提供的铃音是不能满足市场需求的，因此，彩 音业务平台支持引入多家s p ( s e r v i c ep m v i d c r ：服务提供商) 共同提供丰富多彩 的铃音内容。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕 学位论文 基于i i p 系统的彩音业务的设计与实现 彩音业务平台对铃音资源的分类见下图1 2 ： 图l 一2彩音音乐分类 彩音业务平台通过哪( h y p c n c x tt f a n s p o np r o t o c 0 1 ) 接口向各s p 提供登录 网页，各s p 经过网站的鉴权后，可以将自己的铃音资源按上述分类上传到彩音 业务平台上。同时s p 需要对每首上传铃音标注彩音资源属性，主要有： 1 铃音d 序号：暂定7 位编号。自0 0 0 0 0 0 0 9 9 9 9 9 9 9 ，每个s p 最多可提 供1 0 0 万首资源。 2 铃音名称：英文、中文、数字、符号混合。 3 歌手：对音乐类彩音进行检索的参数。 4 系统内分类归属：各种铃音针对门户网站的分类归属。 5 s p 内部分类归属：各种铃音根据s p 自行划分的一级和二级目录的归属。 6 彩音文件播放时长：不大于3 0 秒。 7 播放文件：v o x 格式文件。 8 试听文件：和铃音播放文件时长一致的嬲f 格式文件。 s p 上传铃音完毕后，彩音网站管理人员可以对上传铃音进行审核，审核通 过后铃音入库生效。此时，铃音才可以出现在彩音业务平台及s p 相应受理的网 站上。 1 6 个人彩音库 个人彩音库是用来保存彩音用户个人铃音的一张数据库表。它主要用来保存 两类铃音：第一类是用户通过各种彩铃受理方式搜索到喜欢的铃音后，将铃音下 载到个人铃音库中，下载一首铃音需要收取信息费一次；第二类是其他彩铃用户 向该用户赠送的铃音也保存在个人铃音库中，接收赠送得到的铃音不收取信息 费。用户可以不限次数的免费选择已经下载到个人彩音库中的铃音为其默认彩音 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文基十i l p 系统的彩音业务的设计与实现 铃音和更改彩音铃音 用户个人彩音库中可以保存的铃音数量为2 0 首。当用户的个人彩音库已满 时，用户不能再向个人铃音库中下载铃音或接收他人的赠送铃音，除非用户自己 将原有彩音删除，留出空间保存新的彩音。在彩音库已满的时候，用户下载彩音 或者其他用户赠送彩音，那么系统将提示“个人彩音库已满”。个人彩音库的数 据库表如表1 1 。 表1 1 用户个人铃音库表 1 a b l e c b ，r i u s e r d e p o t p u r p o s c此表用来存放彩音用户的个人铃音库 蹦m a r y k y u s e n n d e xr i n 酎n d e x f o f e i 静k e y i n d e x 础o n e n n u m b e f e o l 哪n n u l ll u m 如a 商孤 n a m e d p ek n g l h 堇 彩音用户索弓fu s e r l n d e 盖 i i l t e g e r 4 2 主叫用户号码，实际上就是 p h o n e n 嘞b c r c h a r2 4 i l s e r l n d c x 指向的彩音用户的号 码。 3 铃音索引，对疲c 期r rr i n g 中骼 豳廖n d e x i l l t e g c f 4 r i n 斟n d e x 字段 4 - o r i g i l ，s | a t l l s c h a rl铃啻来源 1 业务翔户自己下载 2 其他人赠送。 5 定制她铃音的时问格式：c u s t o m 噩m ec h a f1 4 y y y y m m d d 唧m m s s 6 。 o r i g i n p h o n e c b a r 2 4 赠送者的号码。 7 赠送者名字或留言 o 啦j n n a i n e c h a f3 0 。 。，若 北京邮电大学嘲络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕七学位论文 基fi i p 系统的彩音业务的设计与实现 其中o r i g i n s t a t u s 用于标志此铃音是用户自己付费下载的，还是别人赠送的， 如果是其他人赠送，赠送人的号码写在o r i 西n p h o n e 字段中，赠送人名字或留言 写在o r i g j n n 锄e 字段中。嘶舀n p h e 字段由系统填写；嘶g i n n a m e 字段由赠送 者自由填写，可以为空。 1 7 铃音赠送 铃音赠送是指彩音用户之间可以互相赠送彩音的铃音。如a 用户赠送一首 铃音两只蝴蝶给用户b ，若b 用户的个人彩音库未满，则向b 用户的个人 铃音库中加入该铃音，并对a 用户扣除该铃音的信息费，对b 用户不收取费用。 此处需要注意的是：若a 用户从自己的个人铃音库中选取铃音赠送，也会扣除a 用户一次铃音信息费，以防止一个用户付费，多个用户通过铃音赠送的方式可以 免费使用的情况。 当赠送成功后，系统主动给被赠送用户发送短信进行通知。现在开通的赠送 方式仅有w 髓方式，其他如拨打接入号、w a p 等方式暂未开放。铃音赠送的受 理流程图如图1 3 。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文 基于i 系统的彩音业务的设计与实现 卜迅罗 i 雾 i 码c a i l e d n b b e r | 音信号发生器； 提示音录放设备； 信息的接受发送设备( 如语音信息等) ； 语音合成设备； 在c s 3 中要求s r f 提供的特殊资源有： 会议电话桥； 信息发布桥( 用于广播发送) ； 文本到语音的综合设备( 下r s ) ； 规程转换器 c m 斟0 2 ，、r 2 o 支持c s l ，c s 2 阶段所需的所有特殊资源，同时支持c s - 3 阶段部分特殊资源如会议电话桥，t r s 等。 在c a m e l 2 的规范中要求口支持的。廿操作有： a r i ：辅助请求指令( 舡s i s tr c q u e s th l s t m d i 彻) ，由口发送到s c p ，建 立口和s c p 之间的对话，请求s c p 下发业务指令； p a - 播放语音通知( p l a ya 皿o u n c e m c n t ) ，由s c p 发送到m ，指示口 进行播放语音通知、语音合成、1 r s 等操作； p c ：提示并收号( p r o m p t 觚dc o l l c c tu s c rh 曲瑚a t i o n ) ，由s c p 发送到 口，指示i p 播放提示音并通过d 1 m f 或者a s r ( 自动语音识别) 收集 用户信息； s r r ：特殊资源报告( s p c c i a lr e s 咖r c cr e p o n ) ，由口发送到s c p ，报 告相关操作的执行情况； r r ：返回结果( r e t u mr e 蛐l t ) ，由口发送到s c p ，报告相关操作的执 行结果； c a n c e l 取消，由s c p 发送到m ，指示口停止某条操作的进行； c m 矾0 2 2 0 支持上述所有的操作，并根据实际需要，引入了对下列 u t 智能网相关建议中的与口部分相关的悄_ p 操作的支持： 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕：t 学位论文基于u p 系统的彩音业务的设计与实现 s c r i p t r u n ：脚本运行，由s c p 发送到口，指示l p 执行指定的u i ( u s e r h l t e t a c l i o n ：用户交互) 脚本； s c f i p t i n f o m a i 伽：脚本信息，由s c p 发送到i p ，将m 执行u l 脚本时所 需的信息传送给口； s 嘶p t e v e n t ：脚本事件，由口发送到s c p ，将口执行u i 脚本中的一些 信息反馈给s c p ； s c r i p t c l o s e ：脚本关闭，由s c p 发送到i p ，指示冲停止某个u i 脚本的 运行。 p r ：提示并录音( p r o m p t 卸dr e c e i v em e s s a g e ) ，由s c p 发送到i p ，指 示m 播放提示并且录制用户的带内信息( 如语音) ； e m ：删除消息( e r a s em e s s a g c ) ，由s c p 发送到口，指示i p 删除录制 的用户带内信息； e x e c i l t ：执行，由s c p 发送到m 或i p 发送到s c p ，在s c p 和m 问进 行数据操作。 3 2 交换机方案组网介绍 该方案组网酣7 1 如图3 1 所示： 图3 一l 基于i i p 系统方案的组网结构图 i i p 系统是彩音业务设计的核心部分。系统具有完整的信令接口，支持多种 组网方式，采用的是集中控制的分布处理方式。i 口是智能网中重要的功能实体 之一，完成专用资源功能( s r f ) ，向智能网的终端用户提供各种的专用资源服务， 例如，向用户发布提示音，接收用户拨号等等。i p 与s s p 之间使用s s 7 的i s u p 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文 基于，系统的彩音业务的设计与实现 信令完成呼叫的承载连接等功能。并且通过网口使用t c p m 协议与b o s s 、s m s c 和p o n a l 建立连接。 3 3 交换机方案的系统结构 图3 2 基于i i p 系统方案的系统结构 i 口是彩音业务系统结构设计的核心部分。它采用集中控制的分布处理方式， 从功能角度看，本系统主要由控制节点( c n ：c 0 n t r o l n o d e ) 、资源节点 ( r n ：r c s o u f d c ) 、信令节点和维护系统组成，如上图所示。对应到各节点的 硬件平台，系统由高性能计算机服务器和若干工业控制机以及各类资源板卡组 成。系统各个节点通过网络相连，通信协议采用t c p m 协议。目前网络采用1 0 0 m 高速局域网，也可以采用主备用双网络方案。 1 c n 部分 c n 是i i p 的控制核心，系统控制部分在配置的时候通常是分布式的多点负 荷，可以根据系统的容量灵活配置。一般采用中小型的服务器来实现。其主要功 能如下： 1 ) 资源管理功能：管理消息m 与语音文件名的对应关系、管理话路资源与 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕t 学位论文基于i i p 系统的彩肯业务的设计与实现 电路识别码的对应关系、管理资源状态、定位资源等； 2 ) 呼叫状态维护功能：对每一个呼叫利用一个s r s m 实例维护其状态； 3 ) 会议管理功能：对会议和其成员维护自动机、对会场控制等； 4 ) 统计、计费功能：根据需要按规则统计信息、产生话单等； 5 ) 话务量控制功能：能有效抑制过负荷； 6 ) 主动呼出功能：能控制信令节点进行有效的呼出： 7 ) 短信功能：通过和s m s 的接口收发短消息； 8 ) 1 a p ( t r a n s a c t i o nc a p a b i l i t i c s a p p l i c a t i p a r t ) 编解码能力； 9 ) l s u p 编解码能力； 1 0 ) 数据库功能：消息m 和语音文件名的对应关系管理，会议及成员、日 志数据管理等。 2 r n 部分 r n 负责i i p 语音资源的提供，由工控机和具有会议功能的语音板卡组成， 对外通过中继线与s s p 相连，能够实现放音、录音、d 1 m f ( d o u b l e t o n e m u l t i 舌e q u e n c y ) 收号、会场建立、会议成员加入退出、会议混音等功能。 r n 包括基本的放音模块，一般是以工控机加语音卡的形式存在，还有一些 其他的媒体资源例如r r s 、a s r 、流媒体等资源实体。这些实体同样以t c p ，口 的形式互连，因此可以根据系统的实际需求进行灵活的配置，同时各节点之间又 可以使用负载均衡机制进行协同工作。这些设备一般采用工控机或者小型的服务 器来实现。其主要功能如下； a ) 【m f 接收：从一个邻接资源接收双音多频音，必将此作为标准信号输入 而识别，可识别的有0 棚、挣，需要能够识别首位超时和位间超时，可设 置最小、最大收号个数、取消字符、结束字符等； 信号音生成：可以动态加载音信号，包括忙音等； c )语音通知：提供带内信息到特殊虚拟资源，支持普通话、本地话、英语等 语种以及混合语音支持； d )语音合成( t i s ) ：具有灵活的语音合成手段，对可变音的合成需要支持 p r l c e 、q t e g e r 、n u m b e r 、d a ：r e 、1 r i m e 等，需要能够识别格式的正 确性，对年月日，时间的合法性判别，语音合成时需要注意和主干语音配 合，保证语言的一致性等； 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室2 4 北京邮电大学硕士学位论文基于i 口系统的彩音业务的设计与实现 曲语音识别( a s r ) ：可以进行自然语音的识别以及基本的数字串识别，语音 识别一般采用第三方的设备，并在系统中分布式存在。1 1 s 和a s r 已经广 泛应用于移动增值业务中，例如正在兴起的语音杂志业务。 语音板卡提供的资源按照功能不同可以分为三类【8 l ：d 唧( d i 西t a lt c i 印h o n e i n t e 渤c c ，数字电话接口) ，提供中继线话路接口；d s p ( 数字信号处理资源) 提供 数字信号处理功能，如播放音频文件、删f 收号、录制用户话路音频信号等； 会议资源( c o n f ) 提供会场建立，会议混音等功能。r n 在c n 的控制下，协 同c n 共同为智能网提供专用资源功能。 考虑到电信级应用的大话务量、高可靠性等特点，c n 和r n 都采取了负荷 分担的工作方式，以实现高吞吐量、高效的处理能力。 3 信令处理部分 这里包括基本的信令链路接入和语音接入，通常采用信令卡加小型服务器或 者小型可编程交换机来实现，要求系统可以支持中国七号信令，包含i s u p 、 t c a p 、t u p 等基本信令协议，同样前置交换矩阵或者信令卡方式的语音和信令 接入单元也是通过t c p ，m 协议进行互连的，可以根据系统的容量灵活配置系统， 不管是信令卡还是小型交换机，其基本的信令功能都是将基本的七号信令协议栈 中的消息从栈中剥离出上面需要的三个部分传送到一个t c 州口协议栈，共控制 部分读取和使用。信令节点i n 7 s e r v e f 是独立i p 与n o 7 信令网的接口，包括 n 7 s e r v e r 和1 7 s e r v e r ，分别负责处理t c a p 消息和i s u p 消息。 a 涫令的接入：将外部交换机的七号信令消息转换并转发到独立智能外设中 来，要求支持i s u p 、t a p 、t u p 等基本信令协议。 b 1 语音的接入：这部分要求和外部交换机建立直连的语音e 1 链路，保证6 彼 的语音链路，通常板卡上的语音就是通过这些链路播放给用户收听的。 4 数据库及其他外围设备 这些设备通常属于第三方设备，如数据库等一般采用m 惭p a q 的中型服 务器，上面承载h f o i m i 】【和0 r a d e 等大型数据库系统。由于系统对数据库的要 求比较高，因此数据库系统的配置和优化显得尤其重要。另外w w w 服务器， 代理服务器等也可采用第三方设备。w w w 服务器通过t c p m 和控制部分进行 通信，而采用数据库共享进行数据的交换，即时通信服务器和计费服务器等也通 过t c p ，口和控制节点通信，这些设备通常也是根据系统容量灵活配置的。 5 系统监控和管理部分 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕：l 学位论文基于- 系统的彩肯业务的设计与实现 这个部分提供一个友好的界面终端将系统的软硬件信息以及系统的运行信 息及时地显示出来，或者提供相应的方式给用户可以管理系统中的任何一个网 元，包括系统的关闭和启动以及系统运行的业务等，其中还包括一些比较重要的 统计信息等。 系统的监控：监测系统中的各种设备是否在正常的运行，如果设备出现异常 产生告警信息等，同时还可以跟踪系统中各个t c p i p 链路上的消息信息，并以 较友好的界面展现给用户。 系统的管理：对系统中的设备进行管理，比如关闭和停止一些设备，加载系 统中运行的业务等。 数据统计：对系统的运行数据进行统计，以及系统c p u 和i 0 情况的统计 等。这些数据非常重要，有些是一些用户数据，例如计费信息等，有些可以监控 系统的负荷情况，并根据c p u 情况进行系统的扩容升级等。 现阶段，管理服务器与维护终端合设在一起。在将来的版本中，此维护功能 可集成在s m p 、s m a _ p 中实现，使系统维护更加方便快捷。其中，维护终端是 系统的操作维护台，由若干台微机构成，通过与维护管理服务器的通信，分别完 成对r n 节点语音文件的管理、c n 节点中1 a p 、i s u p 信令消息的管理统计功 能。信令节点烈7 s e n ，e r 是独立m 与n 0 7 信令网的接口，包括n 7 s e r v c r 和 1 7 s e r v c r ，分别负责处理1 a p 消息和i s u p 消息。 在该设计方案中，彩音业务实现方式为： 1 ) 主叫交换机收到p s t n 、g s m 、c d m a 以及p h s 用户发起的带有特殊字 冠的呼叫后，根据特殊字冠所配备的i 口地址，向i 坤发送队m 消息，接续到i m ( 携 主叫号码，被叫号码特殊字冠+ 被叫号码) 。 2 ) i 口分配相应的资源，i i p 建立和主叫用户间的话路连接；同时根据被叫 号码呼出被叫用户，主叫听到回铃音( 可以是彩铃) ； 3 ) 当被叫用户应答后，开始播放背景音，主被叫用户即可在某种背景音的 氛围内进行谈话，通话过程可以开关，切换音乐，以及调整音量大小： 4 ) 通话结束后，释放相应的话路。 3 4 交换机方案的逻辑结构 本部分主要介绍了i 口系统的两大组成部分：c n ，r n 的软件结构。图3 3 便为i 口系统的逻辑结构。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电人学硕士学位论文 基于p 系统的彩音业务的设计与实现 管理层 i 竺竺卜 控制层刊乏 资源层 f = 鬲二二二：f 蔷气j l = - = = = = = = 一_ 一j = = z = = = _ = 乙l i 口 目3 3 ：i i p 系统的逻辑结构 如图3 3 所示：p 系统是一个分布式计算系统，所有软件单元运行于若干 台计算机上，软件单元之间通过网络连接进行交互，完成系统功能。系统结构在 框架固定的情况下具有伸缩性，可以动态扩缩容。 3 4 1c n 软件结构 其对象关系如图所示： 图3 4i i p c n 对象关系图 每一个呼叫实例由一个s r s m 对象实例来完成控制完成服务，以自动机为 模型： s r m e c m 为中央管理对象，负责s r s m 的调度和消息分发，s r m e c t r l 和多个s r s m 构成了一个消息驱动的非抢占的并发环境，合理的使用运行环境 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文基于p 系统的彩音业务的设计与实现 所能提供的计算资源。 r m 为资源管理对象，负责对资源的管理和分配，包括资源查找，资源分配， 资源状态管理等，同时提供一个与业务无关的独立的数据库访问接口。 f e a m 对象为外部实体访问模块，通过它c n 与其他功能实体进行通信， 包括s c p ，s s p ，r n 等。 m 柚a g c f 为一个消息转发实体，同时具备在线升级系统的功能和控制节点守 护的功能。 3 4 2r n 软件结构 整个资源节点的开发采用分层的思想，较为清晰的分层结构使得新的特殊资 源的引入变得非常方便，这也是独立口富有生机的一个原因。r n 的对象结构关 系如图3 5 所示： 图3 - 5r n 对象关系图 对图3 5r n 对象关系图说明如下： r n m a 舱g e f 为消息转发对象， r n c o n t m l 负责控制各类特殊资源设备， r n d c v i c c 为设备对象父类，不同设备对应不同予对象， r n c b 觚n c l 实现为某一呼叫实例提供指定的特殊资源。 北京邮电大学朔络与交换技术国家重点实验室 习型 北京邮电犬学硕士学位论文 基于i 口系统的彩音业务的设计与实现 3 4 3 功能模块的划分 图3 6 独立智能外设功能模块结构 各个软件进程之问如果在不同的机器上一般都采用t i 捌口进行通信，这样 可以根据具体的系统容量灵活配置系统设备和进程数目。如果是相同设备上的进 程一般采用h f o 和共享内存进行通信，按照物理视图上的各个设备，i m 的核 心部分主要是控制模块，资源模块和信令接入模块，各个模块一般在不同的设备 上，但信令模块一般和控制模块合设。 1 c n 烈i t 进程： q f 哪进程为控制节点的启动进程，由该进程启动a 卟d 卸a g c r 进程和s y 进程，之后作为c n m a m g c r 进程、s y n c 进程的守护进程存在，c n 眦柚a g c f 和 s y n c 进程定期发送心跳信息给守候进程a q r r 。若收到心跳消息，c n 矾r r 将 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕十学位论文基于i 碑系统的彩音业务的世计与实现 内部相应计数器清零，否则将计数器增1 ，当计数器超过一定阈值，则认为被守 护进程已经僵死，发送信号灯，杀死被守护进程，并将其重新启动。 c n 烈r r 进程应该足够简单，保证可高可靠运转，例检消息的周期，阙值可 配置。 2 c n m a n a g e r 进程： c n m 锄a g e r 进程为消息转发进程，本身不对消息译码，接收来自外部实体 的消息，根据消息头中目的地址，将消息转发给相应实体，与a q m 锄a g e r 相连 的实体有若干个s r f 、s s p ( 通过1 7 s e r v c r ) 、s m p 、r n 、c n 玳r r 和c n a c c e s