-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Erfindungsgebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Kommunikationssysteme; insbesondere
das Regeln von Verkehr in Kommunikationssystemen.
-
2. Stand der
Technik
-
1 zeigt
ein typisches Kommunikationssystem. Das Kommunikationssystem besteht
aus Netzelementen oder -komponenten 10, 12, 14 und 16.
Die Netzelemente (NE) kommunizieren jeweils mit einer zentralen
Systemsteuerungsfunktionskomponente (SCF – System Control Funktion) 18.
Durch die zentrale Systemsteuerungsfunktion 18 wird der Verkehr
zwischen den Netzelementen koordiniert, und sie kann beispielsweise
eine Netzsignalisierungszentrale oder ein Verkehrsführungsknoten
sein. Im Fall eines drahtlosen Kommunikationssystems können die
Netzelemente beispielsweise Mobilvermittlungsstellen (MSC – Mobile
Switching Centers) oder Basisstationen sein. Zusätzlich enthalten drahtlose
Kommunikationssysteme Komponenten wie beispielsweise Heimatregister
(HLR – Home
Location Register) 20 und drahtloser Netzschaltepunkt (WNP – Wireless
Network Point) 22. Das Heimatregister wird beispielsweise
zum Authentifizieren der Identität von
Zugang zum Netz anfordernden Mobilgeräten benutzt und der drahtlose
Netzschaltepunkt 22 kann eine drahtlose Basisstation oder
ein Zugangspunkt in einem drahtlosen Ortsnetz sein.
-
Von
der SCF wird der Arbeitsaufwand durch Regeln der Kommunikationen
zwischen sich selbst und jedem der Netzelemente geregelt. Wenn beispielsweise
SCF 18 durch Kommunikationen von einem bestimmten Netzelement
wie beispielsweise dem Netzelement 12 überlastet ist, kann sie eine ACG-Nachricht
(Automatic Code Gapping – automatische
Codelückenbildung)
oder einen Blockierungsbefehl zum Netzelement 12 senden.
Durch die AGC-Nachricht wird das Netzelement 12 angewiesen,
das Senden von Nachrichten zur SCF 18 für eine angegebene Zeitdauer
anzuhalten. In das Kommunikationsprotokoll ANSI-41 benutzenden Netzen ist
die ACG-Nachricht als automatische Codelückenbildungsnachricht bekannt.
Zusätzlich
zu der Überlastung
der SCF ist es möglich,
daß ein
Netzelement wie beispielsweise das Netzelement 16 überlastet wird.
In diesem Fall hört
das Netzelement 16 einfach auf, Kommunikationen von der
SCF anzunehmen, um seinen Arbeitsaufwand zu verringern. Leider wird die
SCF 18 und jedes Netzelement oder jede Komponente, die
mit dem Netzelement 16 zu kommunizieren versucht, nicht über den Überlastungszustand am
Netzelement 16 informiert. Das Resultat ist, daß das Netzelement 16 von
anderen Elementen oder Komponenten im Netz gesendete Nachrichten
ignoriert, während
die die Nachrichten sendenden Elemente oder Komponenten unter der
Annahme arbeiten, daß das
Netzelement 16 die gesendeten Nachrichten empfängt und
darauf antwortet.
-
In
der Schrift von TSOLAS und Co. (XP570865) „PERFORMANCE AND OVERLOAD CONSIDERATIONS
WHEN INTRODUCING IN INTO AN EXISTING NETWORK" (Leistung und Überlastungsüberlegungen bei der Einführung von
IN in ein bestehendes Netz) wird gelehrt, daß die Kapazität und ankommende
Last eines Vermittlungssystems (SSP) durch eine zentrale Dienstlogik
(SCP) bestimmt wird. Der SCP sendet eine automatische Ruflückenbildungs-Nachricht (ACG – Automatic
Call Gapping) zum SSP, die den SSP anweist, für die nächsten D Sekunden alle T Sekunden
einen Ruf anzunehmen. Anders gesagt wird von einer ersten Netzkomponente
die Last bestimmt und eine zweite Netzkomponente geleitet.
-
Kurze Beschreibung der
Erfindung
-
Die
obenerwähnten
Probleme werden von der vorliegenden Erfindung durch Bereitstellung
einer selektiven Blockierungsanforderung gelöst, die von einem anfordernden
Netzelement zu einer SCF-Komponente (System Control Function – Systemsteuerungsfunktion)
gesendet wird, wo die Anforderung ein Ziel-Netzelement identifiziert.
Von der SCF können
dann Kommunikationen von dem Ziel-Netzelement zum anfordernden Netzelement blockiert
werden, oder sie kann eine ACG-Nachricht (Automatic Code Gapping – automatische
Codelückenbildung)
zum Ziel-Netzelement senden, mit der sie sie anfordert, das Senden
von Kommunikationen zum anfordernden Netzelement anzuhalten. Dieses Verfahren
bietet den Vorteil, daß es
einem überlasteten
Netzelement erlaubt, seinen Arbeitsaufwand zu reduzieren und dabei
andere Komponenten des Netzes darüber informiert, daß Nachrichten
von einer gekennzeichneten Netzkomponente von dem überlasteten
Netzelement nicht angenommen werden.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 zeigt
ein Kommunikationsnetz;
-
2 zeigt
ein Kommunikationsnetz mit einer selektiven Blockierungsanforderung;
-
3 zeigt
das Format einer selektiven Blockierungsanforderung;
-
4 zeigt den Steuersignalfluß einer
selektiven Blockierungsanforderung und das Format einer ACG-Nachricht;
-
5 zeigt
ein Flußdiagramm
eines eine Blockierungsanforderung zu einer SCF senden Netzelements;
-
6 zeigt
das Flußdiagramm
gefolgt von einer SCF, wenn sie eine selektive Blockierungsanforderung
von einem Netzelement empfängt;
-
7 zeigt
ein Flußdiagramm
für ein
Netzelement, wenn es eine Nachricht während einer Sperrzeit empfängt; und
-
8 zeigt
ein Flußdiagramm
für eine
SCF, die eine Nachricht während
einer Sperrzeit empfängt.
-
Ausführliche
Beschreibung
-
2 zeigt
ein Kommunikationsnetz wie beispielsweise ein drahtloses Kommunikationsnetz
mit Netzkomponenten wie beispielsweise Netzelementen (NE) 30, 32, 34 und 36.
Die Netzelemente können beispielsweise
Mobilvermittlungsstellen oder Basisstationen sein. Auch enthält das Netz
Komponenten wie beispielsweise Heimatregister (HLR – Home Location
Register) 38, drahtloser Netzanschaltepunkt (WPN – Wireless
Network Point) 40 und Systemsteuerungsfunktionskomponente
(SCF – System
Control Function) 42. Der drahtlose Netzanschaltepunkt 40 kann
beispielsweise eine drahtlose Basisstation oder ein Anschlußpunkt an
einem drahtlosen Ortsnetz sein. Wenn das Netzelement 36 (das
anfordernde NE) überlastet
wird, kann es eine selektive Blockierungsanforderung zur SCF 42 senden.
Die selektive Blockierungsanforderung gibt an, welches der Netzelemente
(das Ziel-NE) gegen das Senden von Nachrichten zum Netzelement 36 blockiert
werden sollte. Die Anforderung kann auch die Zeitdauer enthalten, über die
die selektive Blockierung wirksam bleiben sollte und sie kann auch
Intervalle während
der Blockierungszeit enthalten, wenn eine Nachricht von dem blockierten
oder Ziel-Netzelement angenommen werden kann. Als Reaktion auf den
Empfang der selektiven Blockierungsanforderung sendet die SCF 42 eine
Antwortnachricht zurück
zum anfordernden Netzelement 36, die anzeigt, ob die Anforderung
angenommen oder abgewiesen wird. Wenn die Blockierungsanforderung
angenommen wird, blockiert die SCF 42 Kommunikationen vom
Ziel-Netzelement oder sendet eine ACG-Nachricht (Automatic Code Gapping – automatische
Codelückenbildung)
zum Zielelement, die das Zielelement darüber informiert, keine Nachrichten
zum anfordernden Netzelement zu senden.
-
3 zeigt
das Format der selektiven Blockierungsanforderung. Das Befehlsfeld 60 kennzeichnet
die Nachricht als eine selektive Blockierungsanforderung. Das Adressenfeld 62 kennzeichnet
die Adresse des Zielelements; das Zielelement ist das Element oder
die Netzkomponente, von der aus Nachrichten adressiert an das anfordernde
Element blockiert werden sollten. Das Dauerfeld 64 zeigt
die Zeitdauer oder Blockierungszeit an, über die Nachrichten vom Zielelement
blockiert werden sollten. Das Teildauerfeld 66 zeigt die
Intervalle während
der Zeitdauer oder Blockierungszeit an, wenn eine Nachricht vom
Ziel-Netzelement angenommen wird. Typischerweise wird pro durch
das Teildauerfeld angegebenes Intervall eine Nachricht angenommen.
Das Handlungsfeld 68 stellt einen Befehl für das Ziel-Netzelement
bereit, der beispielsweise anzeigt, wohin blockierte Nachrichten
als Alternative zum anfordernden Netzelement gesendet werden sollten.
Beispielsweise können
die Nachrichten zu einem Netzelement gesendet werden, das eine Lastteilungsfunktion
mit dem anfordernden Netzelement aufweist. Es ist zu beachten, daß der im
Handlungscodefeld 68 bereitgestellte Befehl durch SCF 42 abgeändert werden kann.
-
4 zeigt den mit der selektiven Blockierungsanforderung
verbundenen Regelungsfluß.
Anfänglich
wird im Schritt 80 vom anfordernden Netzelement 36 durch
ein internes Verfahren wie beispielsweise ein Lastüberwachungsverfahren
bestimmt, daß Verkehr
oder Nachrichten von einer bestimmten Ursprungsadresse wie beispielsweise
dem Ziel-Netzelement 32 blockiert werden sollten. Im Schritt 82 sendet
das anfordernde Netzelement 36 eine selektive Blockierungsanforderung
zur SCF 42. Die Anforderung ist in einer Form wie beispielsweise
dem hinsichtlich der 3 besprochen Format. Im Schritt 84 wird
von der SCF 42 die Auswirkung der Blockierungsanforderung
auf das Kommunikationsnetz ausgewertet und aufgrund dieser Auswertung
die Anforderung entweder angenommen oder abgewiesen. Die Annahme-
oder Abweisungsnachricht wird dann zum anfordernden Netzelement 36 gesendet.
Im Schritt 86 antwortet das anfordernde Netzelement 36 dann
auf Grundlage dessen, ob die Nachricht von der SCF 42 eine
Annahme oder Abweisung war. Wenn beispielsweise die Antwort eine
Annahme war, wird das Netzelement 36 vom Ziel-Netzelement
empfangene Nachrichten abweisen, und wenn die Antwort von der SCF 42 eine
Abweisung war, dann wird das Netzelement 36 weiterhin Nachrichten
vom Ziel-Netzelement 32 annehmen. Wenn die selektive Blockierungsanforderung
von der SCF 42 angenommen wird, wird im Schritt 88 die
ACG-Nachricht 90 zum Ziel-Netzelement 32 gesendet.
-
Die
ACG-Nachricht wird unter Verwendung mehrerer Felder formatiert.
Das ACGDIR-Feld 92 kennzeichnet die Nachricht als ACG-Nachricht.
Vom DESTADDR-Feld 94 wird die Adresse des anfordernden
Netzelements 36 gekennzeichnet. Damit wird für das Ziel-Netzelement 32 die
Adresse bereitgestellt, zu der Nachrichten nicht gesendet werden
sollten. CTYPE-Feld 96 zeigt an, ob die ACG-Nachricht von einem
anfordernden Netzelement oder der SCF 42 stammt. Das GAPDUR-Feld 98 zeigt
die Zeitdauer an, während
der die Blockierung in Kraft bleiben soll. Das GAPINT-Feld 100 gibt
die Mindestzeitdauer an, die das Ziel-Netzelement warten muß, ehe es
eine weitere Nachricht zum anfordernden Netzelement sendet. Dies
beruht auf dem Teildauerfeld 66 der vom anfordernden Netzelement 36 übertragenen
ursprünglichen
selektiven Blockierungsanforderung. Das Feld 100 kann die
Zeitdauer zum Beginn des nächsten
Intervalls angeben, während
dem eine Kommunikation angenommen wird, oder es kann einfach die
Zeiten und Dauern jedes der Intervalle angeben, während denen
eine Nachricht zum anfordernden Netzelement gesendet werden kann.
-
5 zeigt
ein Flußdiagramm
für ein
eine selektive Blockierungsanforderung zu einer SCF sendendes Netzelement.
Im Schritt 110 bestimmt das Netzelement, daß eine Blockierungsanforderung erforderlich
ist. Diese Bestimmung kann beispielsweise auf einem Überlastungszustand
am Netzelement beruhen. Im Schritt 112 wird die selektive
Blockierungsanforderungsnachricht formatiert. Das Formatieren schließt die Bereitstellung
der Adresse des Ziel-Netzelements, die Dauer der Blockierungszeit und
das Kennzeichnen der Intervalle während der Blockierungszeit,
wenn eine Nachricht von einem Zielelement angenommen wird, ein.
In einigen Fällen enthält die selektive
Blockierungsanforderung eine vorgeschlagene Handlung, die zu unternehmen
ist, wenn Nachrichten nicht zum anfordernden Netzelement gesendet
werden. Diese Handlungen können beispielsweise
das Senden der Nachrichten zu einem Netzelement einschließen, das
zur Lastteilung mit dem anfordernden Netzelement benutzt wird. Im Schritt 114 wird
die selektive Blockierungsanforderungsnachricht zur SCF 42 gesendet.
Im Schritt 116 wird ein Antwortzeitgeber gesetzt. Im Schritt 118 wird bestimmt,
ob eine Antwortnachricht von der SCF 42 empfangen wird.
Wenn keine Antwort empfangen wird, wird der Schritt 120 ausgeführt, um
zu bestimmen, ob der Zeitgeber abgelaufen ist. Wenn der Zeitgeber
abgelaufen ist, wird ein Return ausgeführt, und das Netzelement führt weiterhin
seine normalen Aufgaben durch, die das Kennzeichnen eines unterschiedlichen
Netzelements zur selektiven Blockierung umfassen können. Wenn
im Schritt 120 bestimmt wird, daß die Zeit nicht abgelaufen
ist, wird wieder der Schritt 118 ausgeführt, um zu bestimmen, ob eine
Antwort empfangen worden ist. Wenn im Schritt 118 bestimmt
wird, daß eine
Antwort empfangen worden ist, wird der Schritt 122 ausgeführt, wo bestimmt
wird, ob die Antwort eine Annahme oder Abweisung ist. Wenn die Antwort
eine Abweisung war, wird der Schritt 124 ausgeführt, wo
die Anforderung als eine Abweisung markiert wird und das anfordernde
Netzelement zu seiner normalen Verarbeitung zurückkehrt, zu der das Bestimmen
gehören kann,
ob eine das gleiche oder ein unterschiedliches Ziel-Netzelement
kennzeichnende selektive Blockierungsanforderung gesendet werden
sollte. Wenn im Schritt 122 bestimmt wird, daß von der
SCF eine Annahmeantwort empfangen wird, wird die Zieladresse im
Schritt 126 als blockiert markiert. In Schritten 128 und 130 werden
Zeitdauerzeitgeber bzw. Intervallzeitgeber gesetzt. Das Netzelement
kehrt dann zu seiner normalen Verarbeitung zurück. Es blockiert jetzt jedoch
Nachrichten vom Ziel-Netzelement.
Eine weitere Besprechung dieser Blockierungsfunktion wird hinsichtlich
der 7 ausgeführt.
-
6 zeigt
ein von der SCF bei Empfang ihrer selektiven Blockierungsanforderung
vom anfordernden Netzelement 36 ausgeführtes Flußdiagramm. Im Schritt 150 wird
die selektive Blockierungsanforderung empfangen. Im Schritt 152 bestimmt
die SCF, ob sie die Anforderung annimmt oder nicht. Diese Bestimmung
wird beispielsweise auf Grundlage der Gesamtauswirkung auf das Netz
getroffen, die sich aus dem Blockieren von Kommunikation zwischen
dem Ziel-Netzelement und dem anfordernden Netzelement ergibt. wenn
die SCF bestimmt, daß die
Blockierungsanforderung abzuweisen ist, wird der Schritt 154 ausgeführt, wo
eine Abweisungsnachricht zum anfordernden Netzelement gesendet wird,
und dann kehrt die SCF zu ihrer normalen Funktionsweise zurück. Wenn
im Schritt 152 bestimmt wird, daß die Blockierungsanforderung
angenommen wird, wird im Schritt 156 eine Annahmenachricht
zum anfordernden Netzelement gesendet. Im Schritt 158 wird
der Zeitdauerzeitgeber auf Grundlage der im Feld 64 der
selektiven Blockierungsnachricht angegebenen Dauer der Blockierungszeit
gesetzt. Im Schritt 160 wird (werden) Intervallzeitgeber gesetzt,
um das Intervall oder die Intervalle zu kennzeichnen, das bzw. die
im Teildauerfeld 66 der selektiven Blockierungsanforderungsnachricht
angegeben ist oder sind. Diese Intervalle sind die Zeiten, wenn eine
Nachricht vom Ziel-Netzelement zum anfordernden Netzelement übermittelt
werden kann. Typischerweise sind diese Intervalle auf eine Nachricht begrenzt;
es könnte
jedoch mehr als eine Nachricht erlaubt sein. Im Schritt 162 wird
die Adresse des Ziel-Netzelements als blockiert markiert. Im Schritt 164 bestimmt
die SCF 42, ob eine ACG-Nachricht oder ein Blockierungsbefehl
zum Ziel-Netzelement zu senden ist. Wenn die SCF unterbelastet ist,
kann sie die Blockierungsfunktion an der SCF durchführen und
keine ACG-Nachricht zum Ziel-Netzelement
senden. Wenn von der SCF bestimmt wird, daß ihr gegenwärtiger Arbeitsaufwand
die Durchführung
der Blockierungsfunktion an der SCF nicht erlaubt, wird der Schritt 166 durchgeführt, wo
eine ACG-Nachricht formatiert wird. Wie hinsichtlich der 4 besprochen wird durch die ACG-Nachricht
die Dauer, das anfordernde Netzelement, die Blockierungsdauer, Intervalle,
wann eine Nachricht gesendet werden kann, und eine zu unternehmende
alternative Handlung anstatt des Sendens einer Nachricht zu einem
anfordernden Netzelement gekennzeichnet. Im Schritt 168 wird
die ACG-Nachricht zum Ziel-Netzelement gesendet, und dann kehrt
die SCF in ihre normale Betriebsweise zurück.
-
7 zeigt
die von einem anfordernden Netzelement unternommenen Handlungen,
wenn es eine Nachricht von einem Ziel-Netzelement während der
Blockierungszeit empfängt.
Im Schritt 180 empfängt
das anfordernde Netzelement eine Nachricht von dem Ziel-Netzelement.
Im Schritt 182 wird vom anfordernden Netzelement bestimmt,
ob dies ein Intervall ist, während
dem eine Nachricht angenommen wird. Wenn bestimmt wird, daß dies nicht
ein Intervall ist, während
dem eine Nachricht angenommen wird, wird die Nachricht im Schritt 184 ignoriert
und das Netzelement kehrt dann zu seiner normalen Verarbeitung zurück. Wenn
im Schritt 182 bestimmt wird, daß dies ein Intervall ist, während dem
eine Nachricht angenommen wird, wird die Nachricht im Schritt 186 verarbeitet.
Im Schritt 188 wird bestimmt, ob die Blockierungsdauer
abgelaufen ist. Wenn die Dauer nicht abgelaufen ist, wird der Intervallzeitgeber
im Schritt 190 rückgesetzt,
so daß das
anfordernde Netzelement den Beginn und das Ende des nächsten Intervalls
bestimmen kann, während
dem eine Nachricht angenommen wird. Wenn im Schritt 188 bestimmt wird,
daß die
Blockierungsdauer abgelaufen ist, wird der Schritt 192 ausgeführt, wo
die Blockierungsfunktion deaktiviert wird, und im Schritt 194 werden
dann der Blockierungsdauerzeitgeber und der Intervallzeitgeber rückgesetzt.
Das anfordernde Netzelement kehrt dann zu seiner normalen Betriebsweise
zurück.
-
8 zeigt
das von der SCF 42 ausgeführte Flußdiagramm, wenn sie eine Nachricht
von einem blockierten Ziel-Netzelement empfängt. Im Schritt 200 empfängt die
SCF eine an das anfordernde Element adressierte Nachricht vom Ziel-Netzelement. Im
Schritt 202 wird von der SCF bestimmt, ob die Nachricht
während
einem Intervall empfangen wurde, das einer Zeitdauer entspricht,
während
der Nachrichten angenommen werden ungeachtet dessen, daß eine Blockierung
in Kraft ist. Wenn im Schritt 202 bestimmt wird, daß dies kein
Annahmeintervall ist, wird die Nachricht im Schritt 204 ignoriert
und dann kehrt das SCF zu seiner normalen Verarbeitung zurück. Wenn
im Schritt 202 bestimmt wird, daß die Nachricht während eines
Annahmeintervalls empfangen wurde, wird der Schritt 206 ausgeführt, wo
die Nachricht zu dem Netzelement weitergeleitet wird, das die Blockierung
anforderte. Im Schritt 208 wird bestimmt, ob die Blockierungsdauer
abgelaufen ist. Wenn die Blockierungsdauer nicht abgelaufen ist, wird
der Schritt 210 ausgeführt,
wo die Intervallzeitgeber rückgesetzt
werden, so daß das
nächste
Intervall identifiziert werden kann, während dem Kommunikationen angenommen
werden. Wenn im Schritt 208 bestimmt wird, daß die Blockierungsdauer
abgelaufen ist, wird der Schritt 212 ausgeführt, wo
die Blockierungsfunktion deaktiviert wird, und dann wird der Schritt 214 ausgeführt, wo
die Blockierungsdauer und Intervallzeitgeber rückgesetzt werden. Dann kehrt
die SCF zu ihrer normalen Betriebsweise zurück.