专利名称：一种本地电话网呼叫控制系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及电信、通信技术领域，特别是涉及一种有关本地电话网呼叫控制系统及控制方法。
背景技术：
目前，本地电话网络结构一般为采用“端局-汇接”模式，即由端局和汇接局构成两级交换结构，如图1所示。
端局-汇接模式的功能结构如图2所示。在这种结构中，本地电话网的用户数据分散在各端局中，汇接局和端局中均包含信令控制、呼叫控制、计费控制、号码翻译、路由控制、硬件平台控制等多项功能；汇接局与各端局之间一般采用光纤或者电缆连接，汇接局与各端局之间的呼叫控制信令采用7号信令的电话用户部分(TUP)或者综合业务数字网(ISDN)的用户部分(ISUP)；电话呼叫的控制过程采用“端局-汇接局-端局”逐段呼叫控制模式，其呼叫控制过程主要分为呼叫建立、用户通话、呼叫释放三个阶段，如图3所示。其中呼叫建立过程如下1、用户A摘机；2、端局1向用户A送拨号音；3、用户A拨被叫用户B的号码；4、端局1接收号码，通过7号信令向汇接局发起呼叫；6、汇接局收到端局1的呼叫请求后，通过7号信令向端局2发送呼叫请求；7、端局2收到呼叫请求后，向用户B振铃，同时向用户A送回铃音；8、用户A听到回铃音；9、用户B摘机，端局2通过7号信令向汇接局送用户B应答信号；10、汇接局向端局1转发用户B应答信号；11、端局1收到应答信号后，开始计费。
通话过程为用户A与用户B进行通话。
呼叫释放过程为1、通话结束后，若用户B先挂机，则端局2向汇接局送呼叫释放信号，汇接局向端局2回送呼叫释放完成信号；同时，汇接局向端局1发送呼叫释放信号；2、端局1收到呼叫释放信号后，向汇接局回送释放完成信号，同时，向用户A送忙音，并停止计费；3、用户A挂机；4、通话结束后，若用户A先挂机，呼叫释放控制过程与用户B先挂机的释放过程相似。
从上述呼叫控制过程可见，这种“端局-汇接”呼叫控制模式有两个主要特点，一是用户数据分散在各个端局中；二是端局在整个电话业务呼叫控制的过程中，完成大部分的业务控制功能，例如，何时送拨号音、何时振铃、何时计费等业务控制功能均由端局完成。这种控制模式不利于集中管理，也不利于新业务的增加，对本地电话网的业务发展造成了一定的影响，例如，如果要在本地电话网络中增加一项新的业务，哪怕是一项功能简单的业务，例如主叫号码显示限制业务，必须通过升级端局的程序来完成，而端局数量多，地点分散，升级过程的工作量大；另外，由于各端局业务控制功能复杂，因而端局的维护工作量大，使日常的维护费用难以降低。
7号信令系统是电话网中的信令系统，7号信令系统主要包括消息传递部分(MTP)、电话用户部分(TUP)、ISDN用户部分(ISUP)、信令连接控制部分(SCCP)等。其中，SCCP的主要功能是完成7号信令消息在电话网络控制系统之间的端到端的传递，对于每一种基于SCCP的应用，SCCP都分别分配一个8比特的子系统号(SSN)，用以识别不同的基于SCCP的应用，如专门用于移动网络中的实现用户位置查询、用户认证等功能的移动应用部分(MAP)，SSN号是0x05；用于ISDN业务的ISUP，SSN号是0x03。SCCP的SSN号为8比特，可以识别256种不同的应用协议，其中大部分仍保留，没有使用。目前，已经使用的SSN定义如下比特位8765432100000000 保留00000001 SCCP管理00000010 ITU-T保留00000011 ISDN0000100O OMAP
00000101MAP00000111VLR00001000MSC00001010AUC00001011ISDN00001100保留00001101宽带ISDN00001110TC测试00001111to00011111国际保留00100000to11111110国内保留11111111保留发明内容本发明针对本地电话网端局-汇接呼叫控制模式的缺点，其目的是提供一种本地电话网呼叫控制系统和呼叫控制方法，以便于本地电话网的呼叫集中控制和本地电话网新业务的快速开展，同时大幅度降低本地电话网的日常维护费用。
本发明的技术方案是这样实现的本发明的技术思路是将分散在本地电话网端局中的用户业务数据分离出来，由集中的用户数据节点管理，同时，将电话业务的呼叫控制功能从端局和汇接局分离出来，由集中的业务控制节点完成呼叫控制功能，从而实现本地电话网的用户数据集中管理和电话业务控制功能集中处理。
本发明的本地电话网呼叫控制系统包括业务控制节点、用户数据节点、汇接交换节点和交换节点。其中，汇接交换节点和汇接局对应，交换节点和端局对应。业务控制节点和用户数据节点是在目前本地电话网的交换节点和汇接交换节点两级电路交换网络结构基础上，新增加的一个集中控制和管理中心。各部分的主要功能如下业务控制节点，用于完成对本地电话网电话业务的呼叫过程控制；用户数据节点，用于集中存放、管理用户的电话号码、业务属性、计费属性等用户数据，并提供用户的认证、鉴权、计费等功能；汇接交换节点，完成汇接交换功能；交换节点，用于完成交换功能，用户事件接收功能及向用户送提示音、振铃、送主叫号码显示等功能；业务控制节点和交换节点及汇接交换节点之间采用节点控制信令协议(NUP)。
业务控制节点与用户数据节点之间通过数据库访问接口连接。
所述的节点控制信令协议(NUP)是在SCCP没有使用的国际或国内保留的子系统号(SSN)中，增加NUP子系统的定义，节点控制信令协议在7号信令系统的信令连接部分(SCCP)之上传递。
所述的节点控制协议(NUP)主要包括事件指示和控制命令，其中事件指示，用于交换节点和汇接交换节点上报事件，该上报事件包括用户摘机、用户挂机、用户拨的号码、无线市话用户的登录信息、无线市话用户的位置信息、无线市话用户的认证信息、无线市话用户的呼叫信息、电路故障和系统告警等。
控制命令，用于业务控制节点向交换节点和汇接交换节点发送命令，该命令包括建立电路交换连接、删除电路交换连接、更改电路交换连接、放音、收号和显示主叫号码等。
本发明的呼叫控制方法，按如下过程进行(1)主叫用户的交换节点将主叫用户的摘机信号，通过节点控制协议(NUP)，报告给业务控制节点；(2)业务控制节点查询主叫用户的业务数据，通知主叫用户的交换节点向主叫用户送拨号音并接收主叫用户拨的号码；(3)主叫用户的交换节点收到被叫号码后，向业务控制节点报告；(4)业务控制节点收全被叫用户号码后，查询用户数据，通知主叫用户的交换节点、被叫用户的交换节点和汇接交换节点，连接主叫用户与被叫用户之间的话路，并通知被叫用户的交换节点分别向被叫用户送振铃和向主叫用户送回铃音；(5)被叫用户摘机后，业务控制节点开始计费；(6)通话结束后，若被叫用户先挂机，则被叫用户的交换节点通知业务控制节点停止计费，业务控制节点通知主叫用户的交换节点、被叫用户的交换节点和汇接交换节点，释放主叫用户与被叫用户之间的话路；若主叫用户先挂机，则主叫用户的交换节点通知业务控制节点停止计费，业务控制节点通知主叫用户的交换节点、被叫用户的交换节点和汇接交换节点，释放主叫用户与被叫用户之间的话路，整个控制过程结束。
本发明具有如下优点1.维护费用大幅降低本发明由于采用在业务控制节点的集中控制下，完成本地电话网电话业务功能，从而大幅度降低了端局、汇接局的复杂度，明显降低了端局、汇接局的日常维护费用。
2.易于开展新业务本发明将用户数据集中管理，提高了本地电话网网络的灵活性和适应性，使本地电话网新业务开展的速度、稳定度、个性化等方面，得到显著增强。例如，在本发明的呼叫控制系统中，不用更改交换节点、汇接节点、业务控制节点的软件，只要改动用户数据节点中用户物理位置属性，就能实现在本地电话网范围内，用户地理位置变化后，电话号码保持不变的号码携带业务。比如，要将用户8261234从交换节点1换到交换节点2，只需要在用户数据节点中，找到8261234的用户数据，并将该用户的物理位置属性，改成交换节点2上新的物理位置，就可以完成本地电话网号码携带业务。
3.便于集中管理本发明在不改变现有本地电话网的两级组织结构的同时，实现了本地电话网的用户数据集中，业务集中控制，为以后本地电话网业务运营的第三方参与过程中的管理问题，如业务外包，利润分成等，提供了方便和基本保障。
图1是现有本地电话网网络结构图；图2是现有本地电话网功能示意图；图3是现有本地电话网的典型呼叫控制流程图；图4是本发明本地电话网的网络系统图；图5是本发明本地电话网功能示意图；图6是本发明对7号信令系统的扩展示意图；图7是本发明的呼叫控制流程实例图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明进行详细的阐述参照图4，本发明的网络系统主要由两级交换网络组织结构和业务控制系统组成。其中，两级交换网络组织结构分别由交换节点和汇接交换节点构成，业务控制系统是由业务控制节点、用户数据节点组成。
参照图5，本发明的网络结构是将图2所示的现有本地电话网网络结构中的端局用户数据分离出来，由集中的用户数据节点统一管理，将现有本地电话网网络结构中的端局和汇接局的电话业务呼叫控制功能分离出来，由集中的业务控制节点完成；汇接交换节点主要完成汇接交换功能，交换节点主要完成交换功能、用户事件接收、送音、收号等功能。
汇接交换节点和各交换节点中均设有硬件平台控制、硬件平台、节点控制协议(NUP)信令功能等功能；业务控制节点中设有信令控制、呼叫控制、计费控制、号码翻译、路由控制、节点控制等功能。用户数据节点为用户业务数据库，用户业务数据库中存储有用户数据，例如，用户号码、用户业务属性、用户计费属性等。业务控制节点与用户业务数据库之间通过数据库访问接口连接；汇接交换节点、交换节点1、交换节点2三者中的硬件平台通过线路连接；业务控制节点与汇接交换节点、交换节点1、交换节点2的通信采用节点控制信令协议NUP。
参照图6，7号信令系统是电话网中的信令系统，7号信令系统主要包括消息传递部分(MTP)、电话用户部分(TUP)、ISDN用户部分(ISUP)、信令连接控制部分(SCCP)等。其中，SCCP的主要功能是完成7号信令消息在电话网络控制系统之间的端到端的传递功能，对于每一种基于SCCP的应用，SCCP都分别分配一个8比特的子系统号(SSN)，用以识别不同的基于SCCP的应用，如专门用于移动网络中的实现用户位置查询、用户认证等功能的移动应用部分(MAP)。节点控制信令协议NUP为在现有本地电话网的网络结构中使用的7号信令协议的信令连接控制部分(SCCP)之上增加新的控制协议，扩展的具体方法是，在SCCP没有使用的国际或国内保留的子系统号(SSN)中，增加节点控制信令协议NUP子系统的定义，以使NUP消息在7号信令系统的信令连接部分(SCCP)之上传递。节点控制信令协议NUP消息主要包括事件指示和控制命令。所述的事件指示用于交换节点和汇接交换节点上报事件，该上报事件包括用户摘机、用户挂机、用户拨的号码、无线市话用户的登录信息、无线市话用户的位置信息、无线市话用户的认证信息、无线市话用户的呼叫信息、电路故障和系统告警。所述的控制命令用于业务控制节点向交换节点和汇接交换节点发送命令，该命令包括建立电路交换连接、删除电路交换连接、更改电路交换连接、放音、收号和显示主叫号码。
由图5与图2的对比可见，本发明的网络系统在尽可能不改变现有本地电话网络结构的基础上，将分散在各端局的用户数据集中在用户数据节点进行统一管理，将分散在各端局、汇接局的呼叫控制功能集中由业务控制节点统一控制，与现有本地电话网相比，不仅易于集中管理和开展新业务，而且方便网络维护，费用明显降低。
本发明的用户数据节点采用大型的数据库系统对用户数据进行管理，用户号码作为用户业务数据库的主索引，通过号码索引，可以查找到对应该号码的用户属性，包括该用户的物理位置、用户业务属性、用户计费属性、业务控制节点位置等信息，根据这些信息，完成电话呼叫控制功能，表2给出了用户业务数据库用户数据记录的简单例子。
表2用户业务数据库用户数据记录
参照图7，以本地电话网中的一个普通呼叫为例，说明本发明的呼叫控制过程。实例中，假设用户A号码为8271234，用户B号码为8361234，用户A到用户B的呼叫过程描述如下呼叫建立阶段1、用户A摘机；2、交换节点1检测到用户A的摘机信号，通过节点控制协议(NUP)，向业务控制节点报告；3、业务控制节点通过用户业务数据库查询用户业务数据，查出该用户号码8271234后，通知交换节点1向用户A送拨号音并接收用户A拨的8271234号码；4、用户A听到拨号音后，拨被叫号码8361234；5、交换节点1收到被叫号码后，向业务控制节点报告；6、当业务控制节点收全被叫用户号码8361234后，查询用户业务数据库，通知交换节点2向用户B振铃；7、交换节点2向用户B振铃；8、业务控制节点通知交换节点1、交换节点2和汇接交换节点连接用户B用户A与用户B的话路，并通知交换节点2在该话路送回铃音；9、用户B摘机；10、交换节点2检测到用户B摘机后，向业务控制节点通知被叫应答；11、业务控制节点通知交换节点B停送回铃音并开始计费；通话过程用户A和用户B进行通话；呼叫释放过程1、通话结束后，若用户B先挂机，则交换节点2通知业务控制节点；2、业务控制节点停止计费，并通知交换节点1、交换节点2和汇接交换节点释放用户A到用户B的话路，同时，通知交换节点1向用户A送忙音；3、用户A听到忙音后挂机；4、交换节点1向业务控制节点报告用户A挂机；5、业务控制节点通知交换节点1停送忙音。
通话结束后，若用户A先挂机，呼叫释放控制过程与用户B先挂机的释放过程相似。
从以上过程可以看出，本发明的呼叫控制过程与现有的端局-汇接模式下的控制过程有明显的不同。由于本发明呼叫控制过程主要由业务控制节点完成，交换节点负责用户事件的接收、交换的功能，使得采用本发明的呼叫控制方法在发展本地电话网的电话业务时，具备更大的灵活性；同时由于呼叫控制智能集中和用户业务数据集中，有效降低了本地电话网的日常维护费用。
对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，能够在不背离本发明的原理和范围的情况下，根据本发明的方法进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本发明的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种本地电话网呼叫控制系统，采用交换节点和汇接交换节点两级电路交换网络结构，其特征在于交换节点和汇接交换节点连接有业务控制节点及用户数据节点；业务控制节点，用于完成对本地网电话业务的呼叫过程控制；用户数据节点，用于集中存放、管理用户的电话号码、业务属性、计费属性等用户数据并提供用户的认证、鉴权、计费等功能；汇接交换节点，完成汇接交换功能；交换节点，用于完成交换功能，用户事件接收功能及向用户送提示音、振铃、送主叫显示号码等功能；业务控制节点与交换节点和汇接交换节点之间均采用节点控制信令协议(NUP)。
2.根据权利要求1所述的本地电话网呼叫控制系统，其特征在于业务控制节点与用户数据节点之间通过数据库访问接口连接。
3.根据权利要求1所述的本地电话网呼叫控制系统，其特征在于节点控制信令协议(NUP)是在SCCP没有使用的国际或国内保留的子系统号(SSN)中，增加NUP子系统的定义，节点控制信令协议在7号信令系统的信令连接部分(SCCP)之上传递。
4.根据权利要求1或3所述的本地电话网呼叫控制系统，其特征在于所述节点控制信令协议NUP主要包括事件指示和控制命令。
5.根据权利要求4所述的本地电话网呼叫控制系统，其特征在于事件指示用于交换节点和汇接交换节点上报事件，该上报事件包括用户摘机、用户挂机、用户拨的号码、无线市话用户的登录信息、无线市话用户的位置信息、无线市话用户的认证信息、无线市话用户的呼叫信息、电路故障和系统告警。
6.根据权利要求4所述的本地电话网呼叫控制系统，其特征在于控制命令用于业务控制节点向交换节点和汇接交换节点发送命令，该命令包括建立电路交换连接、删除电路交换连接、更改电路交换连接、放音、收号和显示主叫号码。
7.一种本地电话网呼叫控制方法，将用户数据集中管理，通过控制节点完成本地电话呼叫集中控制功能，其过程如下(1)主叫用户的交换节点将主叫用户的摘机信号，通过节点控制协议(NUP)，报告给业务控制节点；(2)业务控制节点查询主叫用户的业务数据，通知主叫用户的交换节点向主叫用户送拨号音并接收主叫用户拨的号码；(3)主叫用户的交换节点收到被叫号码后，向业务控制节点报告；(4)业务控制节点收全被叫用户号码后，查询用户数据，通知主叫用户的交换节点、被叫用户的交换节点和汇接交换节点，连接主叫用户与被叫用户之间的话路，并通知被叫用户的交换节点分别向被叫用户送振铃和向主叫用户送回铃音；(5)被叫用户摘机后，业务控制节点开始计费；(6)通话结束后，若被叫用户先挂机，则被叫用户的交换节点通知业务控制节点停止计费，业务控制节点通知主叫用户的交换节点、被叫用户的交换节点和汇接交换节点，释放主叫用户与被叫用户之间的话路；若主叫用户先挂机，则主叫用户的交换节点通知业务控制节点停止计费，业务控制节点通知主叫用户的交换节点、被叫用户的交换节点和汇接交换节点，释放主叫用户与被叫用户之间的话路，整个控制过程结束。
全文摘要
本发明公开了一种本地电话网呼叫控制系统及控制方法，主要解决现有本地电话网维护费用高，不易升级与开展新业务的问题。在目前本地电话网的“端局－汇接局”二级交换网络结构和本地电话网7号信令网络系统基础之上，将端局中的用户数据分离出来，由用户数据节点集中管理；将端局和汇接局中的呼叫控制功能分离出来，由呼叫控制节点集中处理，并增加节点控制协议，作为本地电话网内呼叫控制节点、汇接交换节点和各个交换节点间的控制协议。本发明在不改变目前本地电话网的二级交换网络结构和7号信令系统前提下，明显提高了本地电话网发展业务的灵活性，降低了维护费用，可用于对目前本地电话网络的升级，以适应电信事业的发展。
文档编号H04M7/00GK1620084SQ200410073328
公开日2005年5月25日 申请日期2004年11月30日 优先权日2004年11月30日
发明者李伟, 冯建平 申请人:西安大唐电信有限公司