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智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 摘要 随着移动通信网络规模的不断扩大以及市场竞争的日趋激烈，提 供多样化、层次化的业务已成为运营商提高服务水平和赢得竞争的重 要手段之一。电信运营的发展也从单一的基础网络的扩建转型到丰富 多彩的业务的开发和推广。为用户提供丰富多彩的业务和完善的服务 已经成为电信业的共识，业务成为推动电信系统发展的主要动力。 在智能网发展的初期，智能业务对专用资源只有简单的需求，特 殊资源功能s r f ( s p e c i a lr e s o u r c ef u n c t i o n ) 通常被综合在业务交换 点s s p ( s e r v i c es w i t c h i n gp o i n t ) 内部。随着智能网业务的发展，智 能业务对s r f 的需求变得多样化和复杂化，要求提供诸如语音、数 据、图像的处理，语音识别，文语转换等更丰富的网络资源，并要求 s r f 具有自主执行部分业务逻辑的控制能力，这就需要独立的智能外 设的支持。目前，独立智能外设l i p ( i n d e p e n d e n ti n t e l l i g e n tp e r i p h e r a l ) 的实现方式已经得到国内外通信设备厂商和网络运营者的重视，纷纷 着手进行i i p 设备的开发与建设。 随着i i p 在各地的广泛应用以及其承载的主要业务彩铃业务 的蓬勃发展，智能外设面临了一系列新的挑战。其中比较紧急和比较 重要的有两个：解决在数据同步访问机制下因数据库忙而带来的呼 损，同时需要提供一个可供业务灵活访问不同数据库的平台；另外一 个是降低各地现网上资源节点c p u 的负荷( 各地资源节点c p u 在非 忙时的负荷在6 0 左右，忙时的负荷在9 5 左右，甚至到达1 0 0 ) 。 本文主要描述了智h , - , j b 设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和 实现。 第一章介绍了智能网和智能外设的基本概念，智能外设的发展 以及在智能外设上开展的彩铃业务。 第二章介绍了智能外设的软硬件结构及工作原理，分析了彩铃 业务迅速发展给智能外设带来的若干挑战，提出了本文力图解决的两 个问题：解决数据同步访问机制的弊端和降低资源节点c p u 的负荷。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 第三章详细介绍了解决数据同步访问机制的方案数据异步 访问的设计和实现，并且以彩铃复制业务为实例介绍了数据异步访问 的应用。 第四章介绍了在实验室进行的模拟测试，对铃音使用情况所进 行的观察、统计、分析，提出了解决办法，并讨论了该解决办法的设 计和实现，介绍了解决效果，提出了资源节点的下一步改进方向：铃 音服务器。 第五章对智能外设平台的未来发展进行了展望。 、关键词：移动智能网，智能外设，异步数据访问，缓存 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 t h ed e s i g na n d i m p l e m e n l a t l 0 no f a s y n c h r o n o u sd a 舱：a c c e s sa n dr e s o u r c e n o d ec a c h eo ni n t e l l i g e n tp e r i p h e r a l a b s t r a g t w i t ht h ee n l a r g i n go ft h em o b i l ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r ka n dm o r e c o m p e t i t i o n so fm a r k e t ，p r o v i d i n g 、t h ec o l o r f u ls e r v i c eh a sb e c a m e i m p o r t a n tm e a s u r et oe n h a n c es e r v i c el e v e la n ds u c c e e di nc o m p e t i t i o n t h ea t t e n t i o nh a sc o n v e r t e d ：f r o mt e l e c o m m u n i c a t i o n b a s a ln e t w o r k e q u i p m e n tc o n s t r u c t i o nt oc o l o r f l ds e r v i c e s t op r o v i d ec o l o r f u is e r v i c e s h a v e ；b e c o m et h ec o m m o nv i e w , a n dt h es e r v i c e sh a v eb e c a m et h e m o t i l i t yo ft h ed e v e l o p m e n to ft e l e c o m m u n i c a t i o n 1 9 t h e e a r l yp e r i o do fi n t e l l i g e n tn e t w o r kd e v e l o p m e n t ，s r f ( s p e c i a lr e s o u r c ef u n c t i o n ) w a su s u a l l yi n t e g r a t e d ，。, i n t ot h es e r v i c e s w i t c h i n gp o i n tb e c a u s ei n t e l l i g e n ts e r v i c e s r e q u i r e m e n tf o rs p e c i a l i z e d r e s o u r c e sw a ss i m p l ea n df e w w i t ht h e d e v e l o p m e n to fi n t e h i g e n t s e r v i c e s ，m a n yo t h e rn e t w o r kr e s o u r c e ss u c ha sv o i c e ，d a t a ，g r a p hp r o c e s s ， v o i c ei d e n t i f i c a t i o na n dt e x t t o - s p e e c hw e r er e q u i r e dt ob ei n c l u d e di n t o s p e c i a l i z e dr e s o u r c e s ；a c c o r d i n g i ys r fb e c a m em o r ea n dm o r ec o m p l e x a l s os r fw a sd e s i r e dt oh a v et h ea b i l i t yt oa u t o m a t i c a l l yc o n t r o ls e r v i c e l o g i c a sar e s u l t ，i p ( i n t e l l i g e n tp e r i p h e r a l ) d e p a r t sf r o ms s p ( s e r v i c e s w i t c h i n gp o i n t ) a n db e c o m e s a n i n d e p e n d e n te n t i t y i n i n t e l l i g e n t n e t w o r k a tp r e s e n t ，i i p ( i n d e p e n d e n ti n t e l l i g e n tp e r i p h e r a l ) i sp a i dm o r e a n dm o r ea t t e n t i o nb yp e o p l ea n di sd e v e l o p e db yp r o d u c e ri nt h ew o r l d s o m ec h a l l e n g e s a r e b r o u g h tb yt h ec o m p r e h e n s i v ea p p l i c a t i o no f i i pa n dt h e r a p i dd e v e l o p m e n to fc o l o rr i n gb a c k w a r dt o n es e r v i c e ( c r b t ) ，e s p e c i a l l yi nt w oc h a l l e n g e s ：c a l ll o s eb r o u g h tb yb u s yd a t a b a s e o ns y n c h r o n o u sd a t aa c c e s sa n d ( a v e r a g e l y6 0 a to r d i n a r yt i m e ， 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 h i g hl o a do fc p uo fr e s o u r c en o d e 9 5 a tb u s yt i m e ，s o m e t i m e se v e nt o 1 0 0 ) t h i sp a p e ri sm a i n l ya b o u t t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no f a s y n c h r o n o u s d a t aa c c e s sa n dr e s o u r c en o d e c a c h eo ni n t e l l i g e n t p e r i p h e r a l f i r s t l y , s o m eb a s i cc o n c e p t s c r b ta r ee x p l a i n e d o fi n t e l l i g e n tn e t w o r k ( i n ) ，i i pa n d i nt h es e c o n dc h a p t e r , t h ea r c h i t e c t u r eo fs o f t w a r ea n dh a r d w a r ei s i n t r o d u c e da n dt h ec h a l l e n g e sb r o u g h tb yt h er a p i dd e v e l o p m e n to fc r b t a r ea n a l y z e d a tt h ee n do ft h i sc h a p t e r , t w op r o b l e m sw h i c ht r i e dt o s o l v ei nt h i sp a p e ra r ep r o p o s e d ：t oc o n q u e rt h ep i t f a l l so fc u r r e n tm e t h o d o fd a t as y n c h r o n o u sa c c e s sa n dt or e s o l v et h ep r o b l e mo fl o w n e s si d i e r a t eo fc p uo fr e s o u r c en o d e i nt h et h i r dc h a p t e r , t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fa s y n c h r o n o u s d a t aa c c e s sa r ed i s c u s s e d t h e nc r b tc o p yr i n gs e r v i c ew a si n t r o d u c e d t oi l l u s t r a t et h ea p p l i c a t i o n so fa s y n c h r o n o u sd a t aa c c e s s i nt h ef o r t hc h a p t e r , w ei n t r o d u c et h es t i m u l a n tt e s t si no u r1 a ba n d p r e s e n to u rd u r a t i v eo b s e r v a t i o n ，s t a t i s t i c ，a n a l y s i so ft h eu s a g eo fr i n g b a s e do nt h e s er e s e a r c h e s ，w ef i n das o l u t i o na n dd i s c u s st h ei m p l e m e n t o ft h i sm e t h o d ：b a s e do nt h e s ec o n c l u s i o n s ；：a n dc o n s i d e r i n gt h ep i t f a l l s o f 。c u r r e n ts y s t e m , w ep r o p o u n dt h es u c c e s s i v ew o r k ：r i n gs e r v e r 。 ap r o s p e c to ft h ei pi nt h ef u t u r ei sd e s c r i b e di nt h el a s tp a r t k e yw o r d s m o b i l ei n t e l l i g e n tn e t w o r k ，i n t e l l i g e n tp e r i p h e r a l ， a s y n c h r o n o u sd a t aa c c e s s ，c a c h e 北京邮电火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 智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 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。 萎黧产三鬻兰 本人签名： 兽弛磊 处，本人承担一切相关责任。 日期：伽移# 、弘弦 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_ 人学网络与交换技术国家重点实验室 日期： 日期： n 种自 仂 尘衄：盖：缨 北京邮电大学硕士学位论文智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 第一章智能网中的智能外设 1 1 移动智能网 在智能阿出现以前，传统交换机软件既负责呼叫控制又负责承载控制、，开发 新业务的方法是：每增加一种新业务，网络中所有交换机都需要增加相应软件模 块。由于交换机数量十分庞大，而且型号各异，交换机的原理、结构、设计方法 和软件都各不相同。因此，每增加一种新业务，必须对网络中所有交换机的软件 进行修改，这样做不但工作量大，而且涉及面广。有些交换机还因为设计上的局 限性限制，仅仅修改软件是无法实现新业务；即便是能实现，但由于实现的费用 高、周期长、可靠性差，新业务推广进程非常缓慢。 为了方便、快速、灵活、经济地推出各种新业务，智能网的概念慢慢浮出水 面。智能网将网络的交换功能和控制功能分离，把原来位于各个交换机的业务控 制功能集中到新的功能部件( 业务控制点) 上，而让原有的交换机仅完成基本的 交换和业务接入功能，不再为新业务的引入作任何改动。这样网络的业务控制功 能集中到了业务控制点而不再分散在各个交换机上，可以快速和方便的加载和修 改业务。 智能网( i n ，i n t e l l i g e n tn e t w o r k ) 是在原有通信网的基础上设置的一层叠加 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 ) 、 因特网( i n t e r n e t ) 等等，不断为各种网络提供满足用户需要的新业务。智能网 与现有通信网的关系如图1 - 1 所示。 北京邮电大学网络勺交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 s c p 业务控制点 s d p 业务数据点 i p 智能外设 s s p 业务交换点 图1 - 1 智能网与现有通信网的关系 智能网可按照其所服务的通信网络划分为固定智能网、宽带智能网、移动智 能网等。本论文中所说的智能网如果没有特别说明则是指移动智能网。 智能网的体系结构如图1 2 所示。包括i p ( i n t e l l i g e n tp e r i p h e r a l ，智能外设) 、 s s p ( s e r v i c es w i t c hp o m t ，业务交换点) 、s c p ( s e r v i c ec o n t r o lp o i n t ，业务控制 点) 、s m p ( s e r v i c em a n a g e m e n tp o i n t ，业务管理点) 、s m a p ( s e r v i c em a n a g e m e n t a c c e s sp o i n t ，业务管理接入点) 、s c e ( s e r v i c ec r e a t i o ne n v i r o n m e n t ，业务生成 环境) 等节点。 图1 2 智能网体系结构 一般地，一项新业务由业务创建环境s c e 生成，经过验证后由业务管理点 s m p 提交给业务控制点s c p 。业务在s c p 内执行，业务的一次执行由s c p 与 s s p 共同协作完成。智能外设i p 提供智能网业务所需的专用资源。在业务执行 的过程中，s c p 控制i p 向用户播放录音通知和收集拨号数据等。此外，智能网 体系结构中还包含业务管理接入点s m a p ，向用户提供接入到s m p ，对智能网 业务及节点进行管理的接口。 i n 结构网中，s c p 与s s p 、i p 通过标准s s 7 互连，完成业务的呼叫控制； s c p 与s m p 可以通过公用数据网( 如x 2 5 ) 或高速局域网( l a n ) 连接，完成 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 2 北京邮电大学硕士学位论文智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 系统的业务管理、网络管理及接入管理的控制。 1 2 智能外设的发展 智能外设( i n t e l l i g e n tp e r i p h e r a l ，简称i p ) 是智能网中重要的功能实体之一， 完成特殊资源功能( s r f ) ，向智能网的终端用户提供各种专用资源服务，例如 向用户发布提示音，接受用户拨号等等。 在智能网发展初期，由于智能业务对专用资源功能的需求比较简单，s r f 的功能往往被集成在s s p 中，由交换机向网络提供发提示音和收集用户信息的 设备。随着智能网业务的发展，新业务的业务逻辑日趋复杂，要求能够支持频繁 而且控制相对复杂用户交互动作，这就需要s r f 有部分业务逻辑的执行能力， 这样才可以相对独立的和用户进行复杂的交互动作，并且提供更多的吸引用户的 专用资源。这就要求s r f 具有灵活的对用户交互的控制能力以及大容量的话音 处理和存储能力。因此，。可以说在网络上使用智能外设平台是智能网发展的必然 趋势。当i p 节点独立完成s r f 功能时，就称为独立智能外设( 本论文中所说的 智能外设如果没有特别说明则是指独立智能外设) 。 s r f 属于智能网分布功能层概念，是一种功能实体，s r f 为智能业务提供特 殊资源服务，s r f 接受其他功能实体( 如s c f ，s s f ) 发来的请求而激活，并不 自我激活。 1 2 1 智能外设在智能网系统中位置 智能外设平台在智能网系统中的位置如图1 - 3 所示： ，。一一一一。一一一一一。一一一一一一一一一一一一。一一一一。一一一。一一一、，、 图卜3 智能外设平台在网络中的位置 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室3 北京邮电大学硕士学位论文智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 i p 和三个网元实体有接口，分别是： s c p i p 接口：该接口位于s c p 和i p 之间，通过c a p 信令进行交互，通 过该接口，s c p 指示i p 根据智能业务的需要提供特殊资源； s m p i p 接口：该接口位于s m p 和口之间，该接口没有标准化，通过承 载在t c p i p 的厂家自定义协议进行交互，通过该接口，实现对i p 进行 各类的业务管理； m s c i p 接口：该接口位于m s c s s p 和口之间，通过i s u p 信令进行交 互，通过该接口，在m s c 和p 间进行呼叫的建立，呼叫的维持，呼叫 的拆除等操作。两者之间除了有信令交互外，还有话路中继的连接。 1 2 2 智能外设所支持的资源和信令操作 关于s r f ，删一t 有关智能网的q 1 2 0 0 系列建议中有阶段性的描述。 在q 1 2 1 x 建议中对c s 一1 中的s r f 与i p 有详细的描述。在c s 一2 ，c s 一3 的建议中，对s r f 和i p 有了进一步的说明。 在u t 的建议中，c s 1 和c s 2 中要求s r f 提供的特殊资源有： d t m f 收号器； 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( t t s ) ； 规程转换器， c m i n 0 2 i p v 2 0 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，订s 等。 在c a m e l 2 的规范中要求i p 支持的c a p 操作有： a r i ：辅助请求指令( a s s i s tr e q u e s ti n s t r u c t i o n ) ，由i p 发送到 。 s c p ，建立i p 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 n n o u n c e m e n t ) ，由s c p 发送到i p ， 指示i p 进行播放语音通知、语音合成、t t s 等操作； p c ：提示并收号( p r o m p ta n dc o l l e c tu s e ri n f o r m a t i o n ) ，由s c p 发送到i p ，指示i p 播放提示音并通过d t m f 或者a s r ( 自动语 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 4 北京邮电大学硕士学位论文 智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 音识别) 收集用户信息； s r r ：特殊资源报告( s p e c i a lr e s o u r c er e p o r t ) ，由i p 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 r nr e s u l t ) ，1 由i p 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i p ，指示ip 停止某条操作的 进行； c m i n 0 2 i p v 2 0 支持上述所有的操作，并根据实际需要，引入了对下列 i t u t 智能网相关建议中的与i p 部分相关的i n a p 操作的支持： s c r i p t r u n ：脚本运行，由s c p 发送到i p ，指示口执行指定的 u i ( u s e ri n t e r a c t i o n ：用户交互) 脚本； s c r i p t i n f o r m a i o n ：脚本信息，由s c p 发送到i p ，将i p 执行u i 脚本时所需的信息传送给口； s c r i p t e v e n t ：脚本事件，由i p 发送到s c p ，将p 执行u i 脚本中 的些信息反馈给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ip 停止某个u i 脚本的运行。 p r ：提示并录音( p r o m p ta n dr e c e i v em e s s a g e ) ，由s c p 发送到 i p ，指示i p 播放提示并且录制用户的带内信息 ( 如语音) ； ! e m ：栅4 除消息( e r a s em e s s a g e ) ，由s c p 发送到i p ，指示i p 删 除录制的用户带内信息； e x e c u t ：执行，由s c p 发送到i p 或i p 发送到s c p ，在s c p 和 i p 间进行数据操作； 1 2 3 智能外设的工作方式 智能外设有以下两种工作方式：s c p 控制方式，u i s c r i p t 工作方式。 s c p 控制方式 在这种工作方式下，i p 逐条接收来自s c p 的指令并根据指令向s c p 提供各 种资源服务。当s c p 所承载的业务需要i p 的支持时，s c p 通过一系列的消息交 互来请求i p 服务。一个服务过程包括建立连接、服务、拆除连接这三个步骤。 i p 在建立连接阶段创建服务对象，在服务的过程中可以包括多个请求应答，在 拆除连接阶段释放服务对象。 一 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室5 北京邮电大学硕士学位论文智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 建立连接过程 s s p：c p 稳挚 图1 - 4 建立连接过程 1 s s p 向s c p 发送i d p 消息： 2 当业务需要i i p 提供特殊资源时，s c p向s s p 发送 e s t a b l i s h t e m p o r a r y c o n n e c t i o n 消息； 3 s s p 向i i p 发送i a m 消息； 4 收到i a m 消息后，控制节点分配相应资源； 5 i n 7 s e r v e r 在c n 的控制下发送a c m 消息给s s p ，发送a r i 消息给s c p ，至 此，承载连接建立。 提供特殊资源服务过程 s c pl l t j p a ，一 a n 埘 s r r p & c， s r r 图1 - 5 提供特殊资源服务过程 1 承载连接建立完成后，根据业务需要，s c p 向l i p 发送p a ( p & c ) 消息； 2 1 i p 收到第一条p a ( p & c ) 消息后向s s p 发送a n m 消息； 3 p a ( p & c ) 操作完成后，向s c p 发送s r r ( r r ) ； 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室6 一 一 一一一一一一 婶 陪 ! ! 塞塑皇奎堂堡主学位论文 智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 二_ 一一： 4 重复1 ，3 直到s c p 业务结束或用户挂机。 拆除承载连接过程 图卜6i i p 主动拆除连接过程 图t - 6 描述的信令流程为i i p 主动拆线 1 i i p 向s s p 发r e l 消息； 2 s s p 向i i p 发r l c 消息； 3 i i p 收到后向s c p 发送t c _ e n d ： 4 s c p 发送r c 消息给s s p 。 1 2 3 4 5 图卜7s s p 主动拆除连接过程 图1 7 描述的信令流程为s s p 主动拆线： s c p 向s s p 发送d f c 消息 s s p 向i i p 发r e l 消息； i i p 向s s p 发r l c 消息： i i p 向s c p 发送t c _ e n d ： s c p 发送r c 给s s p ： 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 7 北京邮电大学硕士学位论文智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 u i s c r i p t 工作方式 我们可以看到，在s c p 控制方式下，如果需要用户进行频繁的交互，则s c p 和i p 之间会有很多的信令来往，增加了系统的时延和控制的复杂性。为了解决 这个问题，在智能网q 1 2 2 9 ( 智能网功能集2 用户指南) 中关于增强的特殊资 源功能( s r f ) 部分提到：“增强的s r f 能够执行一种称为用户交互描述( u s e r i n t e r a c t i o ns c r i p t s ) 的s r f 业务逻辑，以便减少在一系列用户交互过程( 例如用 户鉴权过程) 中的消息数量。”这种想法是这样实现的：将s c f 中用户交互部分 的业务逻辑( u i s c r i p t ) 放在s r f 中。在s c f 中使用u i s c r i p ts i b 的操作来描述 某个u i s c r i p t 的激活执行。而u i s c r i p t 本身是特地为某种智能业务设计，或者具 有某种通用性而能为多种智能业务来使用，描述了使用基本资源功能完成用户交 互的过程。设计好的u i s c r i p t 可以被s r f 装载执行。用户事件产生的s s fd p 上 报激活了s c f 中的s l p 的执行，当遇到s l p 中有u i s c r i p ts i b 的操作时，s c f 向s r f 发出u i s c r i p t r u n 消息( 带有s e r v i c e k e y 以标识某个u i s c r i p t ) ，s r f 接 收到此消息后根据u i s c r i p t 标识，激活某个u i s c r i p t 执行。u i s c r i p t 执行过程中 可以通过u i s c r i p t - i n f o r m a t i o n 和u i s c r i p t e v e n t 与s l p 交互信息。u i s c r i p t 执行 可以自行结束，也可以由s c f 终止。 图1 8 描述了u i s c r i p t 工作方式下的信令流程。 s s p嫩p h p 1 2 3 4 5 图卜8u i s c ri p t 工作方式下信令流程 s s p 向s c p 发送i d p 消息； 当业务需要i i p 执行业务逻辑时， s c p向s s p ：发送 e s t a b l i s h t e m p o r a r y c o n n e c t i o n 消息； s s p 向i i p 发送i a m 消息； 收到认m 消息后，控制节点分配相应资源； i n 7 s e r v e r 在c n 的控制下发送a c m 消息给s s p ，发送a r i 消息给s c p ； 北京l t t gf 乜大学网络与交换技术国家重点实验室 8 北京邮电大学硕士学位论文智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 6 s c p 发送s c r i p t r u n 消息给i i p ，i i p 根据s c r i p t r u n 里的业务键触发相应的业 务逻辑，开始了和用户的交互。 1 3 彩铃业务 基于智能外设平台，运营商可以开展丰富多彩的业务，如彩铃业务、彩话业 务、语音短信业务、一号通业务、小灵通伴侣业务、语音信箱业务、电话会议业 务等。在这些业务中，商用最为成功的是彩铃业务。 彩铃业务是将主叫用户在呼叫过程中所听到的普通回铃音替换为丰富多彩 的音乐、音效铃声的电信增值业务。该项业务由被叫用户申请，被叫用户可设置 多种播放规则可为不同的主叫用户播放不同的回铃音，从而提供了一种可差异 化、个性化的回铃音定制服务。 彩铃业务的使用分为两个步骤：首先，用户需要申请彩铃业务，所有全球通 用户和智能签约用户都可以申请彩铃业务。其次，用户需要选取和定制彩铃。用 户先选取喜欢的彩铃，然后定制该彩铃为自己的回铃音。当然，如果用户不愿使 用彩铃业务了，也可以方便的注销彩铃业务。 一般来说，彩铃业务有两种实现方案：智能网方案和交换机方案。 1 3 1 智畿网方案 多彩回铃音业务如果基于智能网平台实现，则采用被叫签约信息t - c s i 触发 的方式。具体实现时利用现有智能网结构，将业务逻辑加载在s c p 上，m s c s s p 根据用户的归属h l r 中的t - c s i 信息，触发智能业务到用户归属的s c p 上，并 进行相应的业务控制处理。在呼叫过程中，由s c p 控制独立i p ，向用户提供音 乐回铃音。图1 - 9 描述了智能网彩铃的信令流程。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室9 北京邮电大学硕士学位论文智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 os cs s p s (：p iph 】。r im 3 乙，3 s r i 一 t c s i i d p 一r r b e s r i 一一一一一一一一一一 s r ia c k 一 一 a c c o n n e c t i a m a r i s c r i p t r u n 。 i a m a c m 一s c r i o t e v e n t a c m 蔓 蔓= = j 一= - ：奎删例i 彩铃- 一j 。： i a n m a n m l i ：7 o焉j。：。；= ：。“，、：。，：= ：=，。 ：。：x 。二i i 。；：7。= _ _ 一 _ _ ：= 蛩；一；_ ： ：停止播放彩铃，。搭通圭被叫话路，主被叫开始正常通话i 0 j _ i ， 一_ = ：- _ _ 。：- -。m t-：。- r e l rel 一一一一一一一一一一 r l c a c r 一 一一一一b l c 一一一一一一一一一一一 e r b 一 t ce n d r c 1 ，3 2 交换机方案 图1 - 9 智能网方式彩铃业务信令流程 p 交换机方案需要交换机升级，应具备在收到被叫局的a c m 消息后能够根据 用户的标记判断该用户是否为彩铃用户，从而向i p 发送i a m 。在i p 收到来自主 叫局的n m 消息后回送a c m 消息并且随后播放彩铃。主叫交换机把主叫话路 和彩铃话路搭接起来，主叫用户听彩铃。当主叫交换机收到被叫交换机的a n m 信令时，拆除和彩铃的话路，把主被叫话路搭接起来，主被叫进入正常的通话流 程。 图1 1 0 描述了交换机方案的信令流程。 北京邮电火学网络与交换技术国家重点实验室1 0 北京邮电大学硕士学位论文智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 om s ch l rtm s c l i p s k i p r n p r na c k s r i a c k i a m l _ 一一一 a c m i a m a c m 一一 !。： 。： j + “= + ：。j ! i _ 枣叫礁彩铃jj 。蓦 - 一一| _ 一删_ j ? ： ? l j ；耋主被叫开始正常通话，彩铃音被旁路：- i 7 【。：= ：j = _ 。=r i 迮l 一一一一_ l r l c 一一一一一一一 图1 - 1o 交换机方案下彩铃业务信令流程 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室1 1 北京邮电大学硕士学位论文智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 第二章智能外设的原理 2 1 概述 智能外设( i n t e l l i g e n tp e r i p h e r a l ) 是智能网中重要的功能实体之一，完成特 殊资源功能( s r f ) ，向智能网的终端用户提供各种专用资源服务，例如向用户 发布提示音，接受用户拨号等等。 在智能网发展初期，由于智能业务对专用资源功能的需求比较简单，s r f 的功能往往被集成在s s p 中，由交换机向网络提供发提示音和收集用户信息的 设备。随着智能网业务的发展，新业务的业务逻辑日趋复杂，同时要求有频繁且 控制相对复杂的与用户交互动作的支持。这就需要s r f 有部分业务逻辑的执行 能力，这就可以相对独立的和用户进行复杂的交互动作，并且提供更多的吸引用 户的专用资源。这就要求s r f 具有灵活的对用户交互的控制能力以及大容量的 话音处理和存储能力。因此，可以说在网络上使用智能外设平台是智能网发展的 必然趋势。当i p 节点独立完成s r f 功能时，就称为独立i p 。 s r f 属于智能网分布功能层概念，是一种功能实体，s r f 为智能业务提供特 殊资源服务，s r f 接受其他功能实体( 如s c f ，s s f ) 发来的请求而激活，并不 自我激活。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室1 2 北京邮电大学硕士学位论文智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 2 2 物理结构 图2 - 1 独立智能外设物理结构 图2 - 1 为独立智能外设的物理视图，独立智能外设仍然沿用智能网的传统思 想采用集中控制方式，信令和呼叫的处理和资源层分离，即除控制设备外的各种 设备都处于从属设备位置，被控制设备的使用范围内，其实在智能网的传统结构 中，独立智能外设本身也是一种从属设备受s c p 的支配而使用，l i p 通过t c a p 消息从s c p 获取指令执行固定的功能块，调动各中资源设备，执行结束后返回 结果给s c p ，这种方式也是传统的智能网方式，需要s c p 的配合才能实现业务 逻辑的执行，但随着网络的发展，对于l i p 的需求已经不限于此，要求i i p 有自 主执行业务逻辑的功能，业务的触发需要交换机升级为s s p ，这样根据呼叫号码 中所带的业务属性触发到相应的i i p 中，l i p 根据信令消息执行业务逻辑。从图 中可以看出系统主要分为以下几个部分： 1 控制部分 控制部分是系统的核心部分。系统控制部分在配置的时候通常是分布式的多 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室1 3 北京邮电大学硕士学位论文 智能外设中数据异步访问和资源节点缓存的设计和实现 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。下面 是他的主要功能 a )资源管理功能：管理消息i d 与语音文件名的对应关系；管理话路资源与电 路识别码的对应关系；管理资源状态；定位资源等 b )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 c )会议管理功能：对会议和其成员维护自动机，对会场控制等 d )统计、计费功能：根据需要按规则统计信息、产生话单等 e )话务量控制功能：能有效抑制过负荷 0 主动呼出功能：能控制信令节点进行有效的呼出 酚 短信功能：通过和s m s 的接口，收发短消息 h ) t c a p ( t r a n s a c t i o nc a p a b i l i t i e sa p p l i c a t i o np a r t ) 编解码能力 i )i s u p 编解码能力 j ) 数据库功能：消息i d 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 资源部分 包括基本的放音模块，一般是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t t s 、a s r 、流媒体等资源实体。这些实体同样以t c p i p 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。下面是他的主要功能： a 1d t 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 - 9 、宰、撑，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 b )信号音生成：可以动态加载音信号，包括忙音等 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 1语音合成( t t 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 i c e 、i n t e g e r 、