专利名称：电信系统中的业务控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照所附权利要求1的前序的方法，以及一种按照所附权利要求7的前序的门电路配置，用于电信系统中的业务控制。
按照本发明方法的目的是避免网络节点或设备过载。本发明特别设计用于控制呼叫业务，但它也可以与其它类型的业务相结合，如在分组网中用来控制数据分组传输。然而下面的讨论以电话网作为例子，它的业务由网络用户所作的呼叫构成。
一种所谓的呼叫间歇(gapping)方法(此名称在多个国际标准用到，诸如CCITT蓝皮书，建议E.412§3.1.1.2和建议Q.542§5.4.4.3)是根据业务速率来控制的方法，在该方法中，业务量，也就是呼叫数量是严格受控的，因此在一个单位时间内最多允许一定数量的呼叫通过。这种方法在诸如美国专利4,224,479中有描述，在上述的标准中也有。
根据呼叫间歇方法的设备可以是如
图1所示的间歇门电路10类型，门电路有一个输入，标记为IN，以及两个输出，标记为PASS和GAP。预定的限制参数U存储在门电路中，它对应于单位时间内一定的呼叫数量(如每秒钟的呼叫)。呼入送到间歇门电路的输入IN中，接受呼叫从输出PASS向前传送。间歇门电路限制呼叫频率(发生频率)，因此单位时间内的可接受的业务量最多与上面所说的限制参数U(每秒的呼叫)一样。当单位时间内进来的业务量超过U时，该间歇门电路将部分呼叫传送给输出GAP，因此从PASS门输出的业务的最大速率是U。从GAP输出的呼叫可用多种方法对它进行进一步的处理，但由于对这些呼叫的处理不属于本发明应用的讨论范围，在此不对此作更深一步的描述。
在前述的美国专利4,224,479中，间歇门电路用最短的可能时间间隔如0.1秒，来对连续的两个呼叫进行处理。(存储在门电路中的限制参数因此也定义为最短可接受时间间隔I，它称之为两个连续呼叫之间的间歇时间间隔；这在理论上来说是同一回事，因为这两个参数互为倒数，也就是说，U＝1/I)。该间歇门电路存储最后接受呼叫的发射时间。如果新呼叫的到达时间与存储着的发射时间的时间差小于上述的最短可能时间间隔，该呼叫将被拒绝。但如果此时间差至少等于所述时间间隔，该呼叫会被接受，并将最后接受呼叫的发射时间更新为当前对应时间。
这种呼叫间歇方法的操作如图2所示。当网络提供的业务量(水平轴表示)小于上面的最大值U时，不产生限制。当提供的业务量超过该值时，间歇门电路拒绝某些呼叫(将它们传送到输出GAP)，由此向前传送的业务量(垂直轴表示)是U。理想情况如虑线表示，实际情况如实线表示。在实际中，描述间歇门电路操作的特征曲线(实线)是理想状况下部分线性特征曲线(虚线)的光滑近似。
上述方法的不利之处在于由于间歇门电路实现限制时的非理想，使大量能向前传送的呼叫被拒绝。这表明与此方法对应的间歇门电路的运作不能实现与图2中的虚线所代表的状况很好的近似，虚线代表的状况也就是间歇门电路的理想运作。在实际模拟中，已经观察到当业务量达到允许的最大值时U，尽管理想运作的间歇门电路仍然能接受所有这些呼叫，该间歇门电路会将多达40％的呼叫传送给输出GAP。从网络运行者的观点来看，这种非理想运作意味着资源容量更小，也意味着无法从如此大百分比的呼叫中收益。
此间歇门电路不能实现比这更好地与理想状况近似，是因为实际中业务在时间轴上不是平滑分布的，而是有突发的，届时瞬时业务密度可能很大。
本发明的目的在于提供一种新的控制方法类型来克服上述缺陷，它能更好地实现与理想间歇门电路的近似。借助本发明实现了这一目标一种其特征在于如所附权利要求1的特征部分所描述的方法；以及，一种其特征在于如所附权利要求7和8的特征部分所描述的门电路设置方式。
本发明的思想是仅根据接受的呼叫，定义一个描述两连续接受呼叫之间某种平均的值；以及，根据所得的结果的作关于该呼叫的接受判决。
本发明的解决实施能更好地近似于理想运作的间歇门电路，由此，丢失的业务量进而是损失的收益就比以前的小。
接下来，借助于与附图的图3到9对应的例子，将更详细地苗述本发明及其优选实施方式，其中图1所示的是与已知的间歇门电路对应的门电路操作概图2图示了图1中的门电路的运作；图3显示了本发明第一种实施方式中所用的存储器阵列位置；图4是表示本发明第一种实施方式的流程图；图5是与本发明第一种实施方式对应的间歇门电路的框图；图6是表示本发明第二种实施方式基本形式的流程图；图7是与本发明第二种实施方式对应的间歇门电路的框图；图8是图6中所示的本方法的优选实施方式的流程图；以及，图9显示了实现图8所示方法的间歇门电路。
在本发明中，接受到的业务的平均速率是根据接受到的呼叫来限制的，以至于它始终小于常数U。在理论上，根据存储在该间歇门电路中的信息，有两种实现方法。
在本发明的第一种实施方式中，最后n个接受呼叫的时间存储在该间歇门电路中。常数n是一整数，显然大于1，典型值是在20到200之间。接着，时间数组用d表示如下d[1]是最后接受到的呼叫的时间，d[n]是第n个以前接受到的呼叫(n＝1，2，...)。因此，如图3中所示的间歇门电路包含有一个存储器位置阵列30，该阵列有n个存储位置，它里面只存储了接受呼叫的时间。在此必须认识到，存储器位置阵列仅仅是一个例子而已；不用阵列，例如，也可以用循环缓冲存储器加上相应的的一个或多个指针。所用到的时间既可以是呼叫到达该间歇门电路的输入IN的时间(即到达时间)，也可以是呼叫从PASS输出的时间(即发射时间)。
图4是与本发明相应的方法的第一种实施方式的流程图。当一个新的呼叫到来时(步骤41)，间歇门电路用变量t存储当前时间(步骤42)。这以后，该间歇门电路在最后n个接受呼叫期间，计算两连续呼叫之间的平均时间间隔，并将结果与预定的阈值I比较(步骤43)，根据是它是运行者控制业务用到的业务密度U的倒数。比较结果(真或假)存储为变量pass的值(步骤43)。如果在下一步(步骤44)中，发现计算所得的平均时间间隔至少等于预定的阈值，该呼叫将被接受。存储器位置阵列30然后向右推移一位(一个存储器位置)(步骤45a)，由此丢掉最远的时间并将最后的接受时间d[1]赋给变量t(步骤46a)。然后该呼叫被送到门PASS(步骤47a)。如果变量pass的值是假，该呼叫被送到门GAP。
因此，间歇门电路将接受呼叫，如果t-d(n)n≥I----(1)]]>其中I是上面提到的阈值，称为间歇时间间隔。(应该注意到，由于在n+1个呼叫期间，在两连续呼叫之间得到的是n倍时间间隔，所以在公式(1)中的分母是n。)开始时，在填充存储器位置阵列30之前，用当前最远的时间代替d[n]。
图5是间歇门电路50的方框图，它的运作方式如上所述。该间歇门电路的核心由业务控制单元51构成，业务控制单元51包括输入IN以及输出PASS和GAP，所有这些已在上面提到(参见图1)。该门电路还包括图3所示的存储器位置阵列、变量t和pass的存储器53以及常数n和I的存储器52。除了这些存储器以外，该间歇门电路还包括计算装置55和时钟54。当一个新的呼叫到来时，业务控制装置指令时钟54将当前时间存储到存储器53中，然后它指令计算装置55计算变量pass的值，并将它存储在存储器53中。变量pass的比较结果然后在业务控制单元51内部传送。如果这一变量的值是真，此业务控制单元给存储器30一个命令SHIFT，根据该命令，阵列向右推移一位，并且变量t的值存储在存储器30中。此业务控制单元然后将该呼叫传送到门PASS。如果变量pass的值是假，此业务控制单元将该呼叫前送到门GAP。
在上面的实施方式中，最后n个接受呼叫的时间是存储在该间歇门电路中的。在本发明的第二种实施方式中，除了上面提到的变量以外又引入了另外两个变量t2和t3。变量t2表示两连续呼叫之间的平均，变量t3表示最后接受呼叫时间。上面讨论的变量t在这用t1来表示。下面的文字所对应的过程如图6所示。
首先，将间歇时间间隔值I赋给变量t2(也就是与运行者控制业务用到的业务密度对应的值(即I＝1/U))。当检测到有一个呼叫到来时(步骤61)，该间歇门电路用变量t1存储当前时间(步骤62)。这以后，该门电路根据以下不等式，为变量pass计算(步骤63)一值(真或假)(n-1)t2+(t1-t3)n≥I----(2)]]>变量t3的初值对应于当前时间减去间歇时间间隔I值。这保证了第一个呼入将被接受。如果在下一步(步骤64)发现变量pass的值是真，此呼叫将被接受，由此上面的不等式的左边的值以t2的值被存储(步骤65a)，还将变量t1的值作为变量t3的值被存储(步骤66a)。因此平均值被更新，而与在步骤63中计算的平均值相对应，变量t3的值被更新从而它是正确的。此呼叫被前送到门PASS(步骤67a)。如果变量pass的值是假，此呼叫被前送到门GAP(步骤65b)。
也就是说，当在时刻t1检测到一呼入时，如果(n-1)t2+(t1-t3)n≥I]]>为真，此呼叫被接受。
尽管常量n不表示要存储的时间的数目，但仍可用它来决定需要考虑多少个先前接受的呼叫。
在不等式(2)中，(t1-t3)项的权为(1/n)，这与根据最后n个接受呼叫来计算两连续接受呼叫之间的平均时间间隔时的情形(参较公式(1))相对应。项(t1-t3)的加权可以改变，从而最末呼叫的权与其它呼叫相比可以增加或减小。不等式(2)可写成如下的通用格式at2+b(t1-t3)≥I (3)其中a和b是选择适当的系数，并且a+b＝1。(在其它公式中，a＝(n-1)/n，b＝1/n。)上面的第二种实施方式比第一种实施方式好，有利之处在于它不必存储n个先前接受呼叫的时间，但仅用两个额外变量(t2和t3)来代替存储就足够。因此，在理论上，这种实施方式的间歇门电路，除了缺少存储器30以及变量t2和t3也存储在变量存储器53中以外，与图5所示的间歇门电路是一样的。类似间歇门电路如图7所示，其中与图5中相同的单元使用相同的参考数字。
为了能在不等式(2)算得的平均值(不等式的左边)中考虑多个时间，常数n的值必须大。另一方面，如果到的是突发呼叫，要计算的平均值只减小每个呼叫的(n-1)/n。为此，参数n的值也不能太大。当长时间没有呼入而后在短时间内又有许多呼叫到来(业务突发)时，以上述方式运作的间歇门电路允许所有属于突发的呼叫通过。这可以通过给变量t2赋一大于I的值来避免，该值在后面用T来表示。因此变量t2的公式为t2=min{(n-1)t2+(t1-t3)n,T]----(4)]]>通过控制上限值T，可根据要求来定义最大可接受突发的大小。接下去，将对上限的选择作更详细的讨论。
我们假定在很长一段时间内没有呼叫到来，然后有突发呼叫到来。目的是设定上限T的值，从而该间歇门电路最多可接受这些突发呼叫中的m个。突发呼叫中的第一个被接受，然后给变量t2赋值T(因为在突发之前有很长一段时间没有呼叫到来，根据不等式(4)，这是其中较小的那个值)。
既然我们考虑的是突发，可以假定两个连续呼叫的到达时间差(对应不等式(4)中的t1-t3项)为零。那么m个呼叫以后，变量t2的值为t2=(n-1n)m-1T----(5)]]>目的是实现当t2≤I从而t2＝I时，等式(5)给出I=(n-1n)m-1T----(6)]]>因此上限T的值为T=(nn-1)m-1I----(7)]]>让我们考虑一种情形，以此作为例子呼入发生速率为每秒10个呼叫，并且n＝100。因此I＝100msec，以及，如果我们假定最大允许突发的大小为100(也就是m＝100)，上限就是T＝270.5msec。因此变量t2的值最大为270.5msec。
在上述第一种实施方式中，参考值是用接受呼叫的时间计算得来，这意味着不得不存储最后n个接受呼叫时间。在上述的第二种实施方式中，没有这个必要；它能存储上面讲到的其它的变量。这两种实施方式也可以结合起来，这样t2的值不用在每个呼叫之后进行更新，而可以是如每10个呼叫以后更新，因此存储的是更新之间的呼叫接受时间。这节约了计算量。再进一步，没必要在定期的时间间隔内进行更新，而可以这样更新例如当一个呼叫到来时，计算一随机数(它可以是如0和1之间的数)，如果该随机数满足预先定好的标准，就进行更新。
本发明的方案还可以仅用于业务的一部分，而不对业务的其余部分进行限制。例如，以一指定数目的呼叫开始/指定数目可以限制，而其它呼叫向前传送。这种情形下，在间歇门电路之前有一分离的校验门电路，该校验门电路将所有符合间歇标准(如被呼用户的数目从9800开始)的呼叫向前传送给间歇门电路。
尽管上述有关本发明的描述是参考附图中的例子的，可以理解，本发明不局限于此，而能在上述本发明思想以及所附权利要求书的范围内进行修正。尽管在上文以及权利要求书中，是以呼叫作为网络单元发射的例子，可以理解，本发明也可用于其它类似的连续发生，如在一数据网中控制数据分组业务。
权利要求
1.一种用于在电信系统中控制业务的方法，其中，当单元发生速率超过一预定阈值时，在系统中发送的诸如呼叫的单元发生速率被限制在该阈值，其特征在于当一个新的呼叫到来时，在两连续呼叫之间的时间间隔平均值仅根据以前接受的呼叫来计算；以及如果该平均值至少与预定值(I)相同，则接受该呼叫。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于存储最后接受到的要求数目(n)个呼叫的时间，以用于此计算。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于根据几个以前接受呼叫计算而得的、两连续呼叫之间的时间间隔(加权)平均值(t2)被存储用于该计算，以及，当一个新的呼叫到来时，计算一新的平均值，然后与所述的预定阈值比较，并且如果该呼叫被接受，所存储的平均值用此计算所得的平均值来代替。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于新的平均值是在每次新的呼叫到来时计算的。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于上限(T)设为所述的平均值，每次计算所得值超过所述上限时，存储的该上限值作为平均值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述上限值为T=(nn-1)m-1I]]>其中m表示突发呼叫群中将被接受的呼叫数，I是所述的预定阈值，n是用于计算所述平均值的常量整数。
7.一种用于在电信系统中控制业务的门电路配置，包括通过选择那些将被接受前送的呼入，来限制在系统中传输的诸如呼叫的单元发生速率的选择装置(51)；以及，用于确定每个呼叫的发生时间的时钟装置(54)，其特征在于，还包括存储器装置(30)，它里面存储着最后n个接受呼叫时间，显然n大于1，典型值在20到200之间；以及，根据存储的时间来计算两连续接受呼叫之间的时间间隔平均值的计算装置(55)。
8.一种用于在电信系统中控制业务的门电路配置，包括通过选择那些将被接受前送的呼入，来限制在系统中传输的诸如呼叫的单元发生速率的选择装置(51)；以及，用于确定每个呼叫的发生时间的时钟装置(54)，其特征在于，还包括存储器装置(53)，它里面存储着的根据先前接受呼叫来计算两连续接受呼叫之间的时间间隔(加权)平均值(t2)；以及，根据新呼叫的发生时间、所存储的平均值(t2)以及最后接受呼叫时间(t3)，来计算两连续接受呼叫之间的时间间隔平均值的计算装置(55)。
9.根据权利要求7所述的门电路配置，其特征在于计算所得的平均值的允许上限(T)也存储在该存储器装置中。
全文摘要
本发明涉及一种方法以及门电路设置方式,用于在通信系统中控制业务。单元的发生速率,如呼叫发射,在发生速率超过某个预定值时限制在该值。为能使间歇门电路更好地与理想运作相近似,(a)当一个新的呼叫到来时,仅根据以前接受到的呼叫来计算两连续呼叫之间的时间间隔平均值;以及,(b)如果该计算所得平均值至少与预定阈值(I)相同,则接受该呼叫。
文档编号H04M3/36GK1170487SQ95196821
公开日1998年1月14日 申请日期1995年12月13日 优先权日1994年12月16日
发明者菲力普·金兹伯格, 蒂莫·考哈南, 米考·奥尔考南, 里查德·菲尔曼 申请人:诺基亚电信公司