（计算机应用技术专业论文）移动智能网话务模型及scp中若干性能问题研究.pdf

北京邮乜大学博，l 学位论文摘蔓 移动智畿网话务模型及s c p 中若干性能问题研究 摘要 移动智能网技术目前已经在国内取得了巨大成功，特别是在移 动语音业务方面，如预付费业务、虚拟专用移动网业务等，这为我 们取得第一手真实数据提供了极大便利。目前就移动智能网的体系 结构设计方面的研究已经开展了很多，但针对移动智能网特别是业 务控制点( s c p ，s e r v i c ec o n t r o lp o i n t ) 性能方面的研究还很少。本 文以分析移动智能网中现行网络数据为起点，研究了用户通话时长 的概率分布规律和与s c p 系统相关的若干性能问题。这些研究结果 对于s c p 系统性能优化有着重要的指导意义。 本文的主要工作和创新点可以简要归纳如下： ( 1 ) 使用实际话单数据，详细分析了中国移动智能网现行网络 上多个省份的预付费业务和虚拟专用移动网业务用户通 话时长的概率分布规律，指出了用指数分布描述通话时长 规律的不足，具体给出了一个能准确反映通话时长规律的 分布函数表达式，它是一个混合分布，主要由两个对数正 态分布组成。 ( 2 ) 研究了s c p 大话务量测试过程中工程测试人员使用的通 话时长模型，指出了工程测试人员常用的一种进行s c p 大话务量测试方法的不足之处，分析了不同通话时长分布 规律对s c p 性能测试的影响并指出了测试中应该注意的 事项。 ( 3 )将前人研究的具有固定反馈次数的单类顾客到达m g 1 排队模型扩充到多类顾客到达的情况，求出了平稳状态下 系统中各类顾客排队长度的联合概率生成函数和外部到 达顾客总逗留时间的l a p l a c e s t i e l t j e s 变换。结果不但包 含了前人的结论，而且能更广泛应用于多种通信、计算机 网络的性能建模分析中。 移动智能网话务模型及s c p 中若十件能问题研究 ( 4 ) 针对s c f ( s e r v i c ec o n t r o lf u n c t i o n ) 的标准软件功能模 型，提出了一种通用的排队网络模型，并在此基础上，利 用前面的分析工具，以移动智能网中预付费业务和短消息 业务为例，对它们的性能进行了详细分析。 ( 5 )针对移动智能网在c a m e l 2 阶段业务控制点与业务交换 点之间没有过载控制信令的情况，提出了一种在s c p 内 部实现的过载控制算法。与前人的一些过载控制算法比 较，它简单易用，有效性、健壮性和公平性也比较好。 本论文受到高等学校博士学科点专项科研基金资助课题( n o 2 0 0 3 0 0 1 3 0 0 6 ) 、国家移动通信产品研究开发专项基金项目( 下一代 移动智能网络的开发及应用) 和电子信息产业发展基金项目( 移动 通信增值服务平台及应用系统) 的资助。 关键词：移动智能网通话时长对数正态分布m g 1 排队系统 性能分析过载控制 北京邮也大学博l 学位论文 英义摘要 as t u d yo nt e l e t r a f f i cm o d e la n ds o m e p e r f o r m a n c ei s s u e so fs c p i nm o b i l ei n t e l l i g e n tn e t w o r k a b s t r a c t 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 c h n o l o g yh a ss u c c e e d e di nc h i n a e s p e c i a l l yi nm o b i l ev o i c es e r v i c e ss u c ha sp r e - p a i ds e r v i c ea n dv i r t u a l p r i v a t em o b i l en e t w o r ks e r v i c e w h i c hp r o v i d e ss o m ec o n v e n i e n c e sf o r u st og e tt h ef i r s th a n dd a t ao fr e a ln e t w o r k u pt on o 、 - t h e r ea r em a n y s t u d i e sa b o u tt h ea r c h i t e c t u r ed e s i g nf o rm o b i l ei n h o w e v e r , t h e r ea r e f e ws t u d i e sa b o u tt h ep e r f o r m a n c ee v a l u a t i o nf o rm o b i l ei ne s p e c i a l l y f o rt h es e r v i c ec o n t r o lp o i n t ( s c p ) t a k i n gt h ea n a l y s i so fr e a ln e t w o r k d a t ai nm o b i l ei na sas t a r tp o i n t ，w es t u d yt h ep r o b a b i l i t yd i s t r i b u t i o n i a wo fc a l ld u r a t i o na n ds o m ei s s u e sa b o u tp e r f o r m a n c e si nm o b i l ei n t h er e s u l t so fo u rs t u d i e sh a v eg r e a ti n s t r u c t i o n a lv a l u e sf o rs y s t e m o p t i m i z a t i o n t h em a i nc o n t r i b u t i o n so ft h ew o r kp r e s e n t e di nt h ed i s s e r t a t i o n a r e ： ( 1 ) b yu s i n gt h er e a ld a t ac o m i n gf r o mc a l ld e t a i lr e c o r d s ，t h e p r o b a b i l i t yd i s t r i b u t i o nl a wo fc a l ld u r a t i o nf o rp r e - p a i ds e r v i c e a n dm o b i l ev i r t u a lp r i v a t en e t w o r ks e r v i c eo fs e v e r a lp r o v i n c e s i nc h i n e s em o b i l ei ni sa n a l y z e d t h e nt h ei n s u f f i c i e n c yo f e x p o n e n t i a ld i s t r i b u t i o nu s e d t od e s c r i b ec a l ld u r a t i o ni s p o i n t e do u ta n da ne x p r e s s i o no fd i s t r i b u t i o nf u n c t i o nt h a tc a r l r e f l e c tt h ec a l ld u r a t i o nm o r ea c c u r a t e l yi s p r e s e n t e d t h i s e x p r e s s i o ni s am i x e dd i s t r i b u t i o n ，w h i c hi sm a i n l yc o m p o s e d o ft w ol o g n o r m a ld i s t r i b u t i o n s ( 2 ) t h ec a l ld u r a t i o nm o d e lu s e db ys y s t e mt e s t i n ge n g i n e e r si n h e a v yt e l e t r a f f i ct e s to fs c pi ss t u d i e da n dt h es h o r t c o m i n g si n t h e i rh e a v yt e l e t r a f f i ct e s ta r ep o i n t e do u t t h e nt h ei n f l u e n c e s 移动智能嘲话务模型及s c p 中若干性能问题研究北京邮i u 大学博i 学位论义 o fd i f 佟r e n tc a l ld u r a t i o nl a w so ns c pp e r f o r m a n c et e s ta r e a n a l y z e da n ds o m ei s s h e st h a tm u s tb ec o n s i d e r e da r eb r o u g h t f o r w a r d ( 3 ) t h es i n g l e c l a s sc u s t o m e ra r r i v a lm g 1q u e u e i n gs y s t e mw i t h f i x e dt i m e so f f e e d b a c k si se x p e n d e dt oag e n e r a l i z e ds i t u a t i o n t 1 a tm u l t i c l a s sc u s t o m e r sa r r i v e t h ei o i n tp r o b a b i l i t y g e n e r a t i o nf u n c t i o no ft h en u m b e r so fe v e r yc l a s sc u s t o m e r s a n dt h el a p l a c e s t i e l t j e st r a n s f o r mo ft h et o t a ls o j o u r nt i m eo f ac u s t o m e ru n d e rs t e a d ys t a t u si sp r e s e n t e d t h er e s u l t sn o t o n l yc o n t a i nt h eo r i g i n a lc o n c l u s i o n ，b u ta l s oc a nb ea p p l i e dt o a 1 1k i n d so fp e r f o f i n a n c ee v a l u a t i o no fc o m m u n i c a t i o na n d c o m p u t e rn e t w o r k sw i l d l y ( 4 )b a s e do nt h es t a n d a r ds c f ( s e r v i c ec o n t r 0 1f u n c t i o n ) s o f t w a r e m o d e l ，ag e n e r a lq u e u e i n gn e t w o r km o d e lo fs c fi sp r o p o s e d b a s e do nt h em o d e la n dt h ea n a l y t i c a it o o ii nf 3 ) t h e p e r f o r m a n c e so fp r e p a i ds e r v i c ea n ds h o r tm e s s a g es e r v i c ea r e a n a l y z e di nd e t a i la se x a m p l e s r 5 1 f o rt h e r ei sn oo v e r l o a dc o n t r 0 1s i g n a lb e t w e e ns c pa n ds s p ( s e r v i c es w i t c h i n gp o i n t ) a tc a l e l2s t a g e o fm o b i l e i n t e l l i g e n tn e t w o r k ，a no v e r l o a dc o n t r o la l g o r i t h mr e a l i z e di n s c pi sp r o v i d e d t h ea l g o r i t h mi ss i m p l e rt h a no t h e r sa n di s e f f e c t i v e ，r o b u s ta n df a i r t h i sw o r ki sj o i n t l ys u p p o r t e db y ：( 1 ) s p e c i a l i z e dr e s e a r c hf u n df o r t h ed o c t o r a lp r o g r a mo fh i g h e re d u c a t i o n ( n o 2 0 0 3 0 0 1 3 0 0 6 ) ；( 2 ) n a t i o n a l s p e c i a l i z e dr & dp r o j e c tf o rt h ep r o d u c to fm o b i l e c o m m u n i c a t i o n s ( d e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no fn e x tg e n e r a t i o n m o b i l e i n t e l l i g e n tn e t w o r k ) ；( 3 ) d e v e l o p m e n tf u n dp r o j e c t f o r e l e c t r o n i ca n di n f o r m a t i o ni n d u s t r yr v a l u e a d d e ds e r v i c ep l a t f o n na n d a p p l i c a t i o ns y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s ) k e yw o r d s ：m o b i l ei n t e l l i g e n tw o r k ，c a l ld u r a t i o n ，l o g n o r m a l d i s t r i b u t i o n ，m g 1q u e u e i n gs y s t e m ，p e r f o r m a n c ea n a l y s i s ，o v e r l o a d c o n t r o l 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 做的任何贡献均己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。 本人签名： 礅手丈、f 1 期：! 。6 f 二塑d 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： 丝至奎 宾逸舡 日期： r 期： 哼一s 一3 0 z f f 一3 0 2 - 6o j 年f 月? 0 同 北京邮i 也大学博卜学位论文第一章综述 第一章综述 近年来，移动智能网技术在国际电信领域得到了广泛关注和迅速发展，移 动智能网产品的应用也为运营商带来了巨大的利益。基于移动智能网技术，人 们可以方便、有效地开发出很多各具特色的新业务。本章中我们将对智能网和 移动智能网的发展历程和现状进行回顾和概述，对移动智能网在未来发展过程 中遇到的问题进行说明，然后就本文研究的问题和研究意义进行介绍。 1 1 智能网概述 1 1 1 智能网的基本概念 智能网( i n ，i n t e l l i g e n tn e t w o r k ) 是电信领域中的一个新概念，是在原有 通信网的基础上设置的一层叠加网络，是一种能快速、方便、灵活、经济、有 效地生成实现各种新业务的新型网络体系【l 。其目标是要为所有的基础通信网 络服务，既可以为现有的公用电话交换网( 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) 提供服务，也可以为宽带综合业务数字网 ( b i s d n ) 服务。 在传统的p s t n 电话业务中，用户的所有信息都存贮在其物理接入点所对 应的本地交换机上，用户和接入点之间具有一一对应关系。但随着业务的新发 展，出现了很多类不需要这种一一对应关系的新业务，比如：8 0 0 免费电话和 3 0 0 、2 0 1 之类的记账卡业务。这类业务允许用户在任何一部固定电话上使用， 通话费用记在该用户的账号上，而不是所使用的电话机对应的账号上，我们称 这类业务为基于号码的业务。 在引入智能网以前，增加这类新业务的方法是：每增加一种新业务，网络 中所有交换机都需要进行软件升级，在原有软件中增加实现新业务的模块。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，每增加一种新业务时，交换机改动的工作量相当大，而 且涉及面广。同时交换机可能还受设计上局限性限制，仅修改软件无法实现新 业务；即便是能实现，但由于实现的费用高、周期长、可靠性差，所以，新业 务推广进程非常缓慢。 由于新业务的增多，业务生成周期、网络中多厂商设备、业务的顾客化、 业务提供者在单一网络上竞争等问题也越来越突出，因此，人们试图寻求一种 移动智能嘲诵务模型及s c p 中若干忡能问题研究北京邮电大学博卜学位论文 新的方法，希望交换机只完成最基本的接续功能，而新业务则由另一套网络来 完成，无需修改交换机中的软件。 智能网的基本思想是将交换机的交换功能和业务控制功能相分离，把电话 网中原来位于各个端局交换机中的网络智能集中到业务控制点s c p ( s e r v i c e c o n t r o lp o i n t ) 上，而让原有的交换机仅完成基本的接续功能。交换机采用丌放 式结构和标准接口与业务控制点相连，并接受业务控制点的控制。由于对网络 的控制功能不再分散于各个交换机上，因此，一旦需要增加新业务或是修改已 有业务，不需要修改各个交换中心的交换机，只需要在业务控制点中增加新的 业务逻辑或是修改原来的业务逻辑，并在大型集中数据库中增加新业务数据和 用户数据即可。这样，网络就可以快速、灵活、方便地产生各种新的电信业务， 促进电信业务的发展。 总体来说，智能网的优点在于【3 】： 智能网能方便快捷地生成新的业务：利用智能网体系结构中业务生成环境 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 ) 可以方便地丌发新的业务。需要生成新的 业务时，先设计出新业务的业务逻辑，然后将业务逻辑和业务数据加载到智能 网设备上，即获得新的业务。 智能网便于业务管理：智能网系统中配有业务管理点( s m p ，s e r v i c e m a n a g e m e n tp o i n t ) 和业务管理接入点( s m a p ，s e r v i c em a n a g e m e n ta c c e s s p o i n t ) 。用户可以通过s m a p 接入到s m p ，对业务数据及用户数据进行补充、 修改、增加和删除等操作。 智能网降低了业务的提供成本：在智能网中，新业务的生成可以充分利用 原有的资源，一般情况下不需要增加新的硬件，也不需对系统软件进行修改。 因此生成新业务所需要的费用较低，同时业务的提供成本也大大降低。 1 1 2 智能网的体系结构 一个典型的智能网体系结构如图1 1 所示，它从物理实体和功能实体的角 度揭示了各实体间的互连关系。 下面将以此图为例，说明一个新的智能业务从创建到使用的全过程。通常 情况下，项新的智能业务在s c e 生成，经过验证后通过s m p 提交给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 ( s e r v i c es w i t c h i n gp o i n t ) 共同协作完成，s c p 完成业务的控制功能，s s p 完成基本的接续功能。智能外 设( i p ，i n t e l l i g e n tp e r i p h e r a l ) 提供智能网业务所需的专用资源，如d t m f ( d u a l t o n em u l t if r e q u e n c y ) 接收器、语音识别和合成等。在业务执行的过程中，s c p 北京邮电火学博j ：学位论义第一章综述 控制i p 向用户播放录音通知和收集拨号数据。此外，智能网体系结构中还包含 业务管理接入点s m a p ，使用户能接入到s m p ，对智能网业务及节点进行管理。 在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 经数据网连接，完成系统的业务管理、网络管理及接入管理 的控制。 匿刊蚕习亘 图i - 1 智能网体系结构图 智能网是建立在所有通信网之上的一种叠加网，它与现有通信网的关系如 图1 2 所示。 图1 - 2智能网与现有通信网的关系 通常将叠加在p s t n i s d n 网上的智能网系统称为固定智能网，叠加在移 动通信网上的智能网系统称为移动智能网，叠加在b i s d n 宽带网上的智能网 移动智能嗣话务模型及s c p 中若干性能问题研究 北京邮电火学博：学位论文 系统称为宽带智能网。为了在传输网中实现智能业务，要求对传输网中部分交 换设备进行改造，使其能检测到智能呼叫，并向智能网系统上报，由智能网控 制传输网络完成智能呼叫的接续和传输。 1 1 3 智畿网概念模型 智能网的概念模型( i n c m ，i n c o n c e p t m o d e l ) 出国际电联i t u t 在q 1 2 0 0 系列 4 。5 1 建议中提出，用于i n 体系结构的设计和描述。提出概念模型的目的是 为了更好地理解智能网的概念，使全世界能采用一种统一的方式来发展智能网。 i n c m 本身并不是一个体系，它只是设计和描述智能网体系的一个框架。它必 须长期保持一致性，以保证每一发展阶段的新的标准都具有向后兼容性。从图 l 一3 可以看出，它是一个四层平面结构模型，包括业务平面、全局功能平面、 分布功能平面和物理平面。每一个平面都分别面向不同的相关人员，概括地表 达了由智能网所构成的网络在不同方面所提供的能力。 业务平面( s p ，s e r v i c ep l a n e ) ：从图1 3 可以看出，第一个平面是业务平 面。它从业务用户和业务提供者的角度出发，是面向业务的视图。它反映了智 能网在这个能力级面对用户可以向用户提供什么样的业务，而且该能力级的能 力对这些业务是完全支持的。每种业务由一个或多个业务特征( s f ，s e r v i c e f e a t u r e ) 构成。i t u t 在c s l 阶段共提供了3 8 种业务特征。在i n 的业务平面 中，把业务细化成业务特征是一种模块化和重用化的考虑。很多不同的业务可 以拥有相同的业务特征，不同的业务可以具有一个或多个不同的业务特征。 全局功能平面( g f p ，g l o b a lf u n c t i o n a lp l a n e ) ：全局功能平面反映了智能 网所具有的整体功能。它面向业务的设计者，将i n 结构网看成一个完整的实 体，对业务交换点、业务控制点、智能外设等等功能部件不加区分，而是把它 们合起作为一个整体来考虑功能。i t u t 在这个平面上定义了一些标准的可重 用的与业务无关的功能块，称为与业务无关的构成块s i b ( s e r v i c ei n d e p e n d e n t b l o c k ) 。每个构成块可以完成某种标准的功能，通过它们，可以搭配出不同的 业务属性，进而构成不同的业务。业务设计者在设计一项新业务时，只需要确 定需要用到哪些s i b 、它们的先后顺序和每个s i b 的输入输出参数，即可完成 一个业务的设计。 分布功能平面( d f p ，d i s t r i b u t e df u n c t i o n a lp l a n e ) ：分布功能平面由一组 被称为功能实体的软件单元组成，每个功能实体完成智能网的一部分特定功能， 如业务控制功能实体实现业务控制功能，业务交换功能实体实现业务交换功能 等。分布功能平面阐述了全局功能平面中的s i b 的功能分布在哪些功能实体中， 4 北京邮电大学博士学位论文第一章练述 以及实现s i b 功能时，各个功能实体的动作和功能实体间的信息流( i f ， i n f o r m a t i o nf l o w ) 。分布功能平面主要面向智能网的设计与实现者，它描述了 i n 结构网的分布式视图。i t u t 的c s 1 建议中只规定了5 种功能实体，即业 务控制功能( s c f ，s e r v i c ec o n t r o lf u n c t i o n ) 、业务数据功能( s d f ，s e r v i c ed a t a f u n c t i o n ) 、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 ) 、业务交换功能( s s f ， s e r v i c es w i t c h i n gf u n c t i o n ) 和呼叫控制功能( c c f ，c a l lc o n t r o lf u n c t i o n ) 。 物理平面( p p ，p l a y s i c a lp l a n e ) ：物理平面面向网络运营商和设备提供者。 它说明分布功能平面中的哪些功能实体可以在哪些物理实体中实现。一个物理 实体可以包括一个或多个功能实体，但一个功能实体只能存在于一个物理实体 中，不能分散在两个或多个物理实体中，每个物理实体应提供标准接口。总的 来说，智能网间的功能实体用什么样的物理实体来实现是非常灵活的。 图1 - 3 智能网概念模型 在智能网的概念模型中，业务平面由业务和业务特征组成，它们可以由全 局功能平面中的s i b 块加以描述。全局功能平面将智能网视为一个整体，其中 的s i b 块完成指定的标准网络功能。每个s i b 的功能又可以由分布功能平面上 的不同功能实体协调工作来共同完成。功能实体之间的协调通过标准的信息流 移动智能j 南9 讦务模型驶s c p 中若十性能问题酬究北京l | i i j f u 人学博l 学位论义 来实现。物理平面则实现了软件功能在硬件设备上的定位关系。 1 2 移动智能网 移动智能网技术是随着移动通信系统的发展而发展的。由于意识到移动性 将对电信业产生巨大影响，i t u t 在c s 2 t 6 1 建议中提出了有关移动性的1 9 个业 务属性。随着第二代移动通信系统的发展，移动电话的普及，用户群的扩大， 人们希望得到更多、更好、更快的新业务。这使得各移动通信运营商迫切推出 智能业务，从而刺激了移动智能网的发展。 移动智能网标准和固定智能网标准的侧重点所有不同，固定智能网主要为 固定网用户提供增值业务，而移动网络的目标是无论用户在什么位置，是否处 于移动当中，均要为最终用户提供服务。因此，移动智能网除了要考虑智能网 的基本思想和基本结构外，还要考虑移动方面的特殊要求，增加相应的接口和 信息流。 1 2 1 移动网与智能网的互连 移动智能网发展的完整形式是第三代移动通信系统，但由于技术和经济原 因，不可能一步就实现。比较可行的办法就是，首先实现移动网与智能网的互 联，将现有的第二代移动通信系统的移动交换中心升级为移动业务交换点，而 移动网的其它实体不变，第二步，综合移动网中数据库v l r ( v i s i t o rl o c a t i o n r e g i s t e r ) 、h l r ( h o m el o c a t i o i lr e g i s t e r ) 与智能网中数据库s d f ，为s c f 提 供统一的用户信息。最后实现智能网与移动网综合的第三代移动通信系统。 移动网与智能网互连的原理如图1 - 4 所示。智能网的s c f 、s d f 等组成客 户化业务执行环境c s e ( c u s t o m i z e ds e r v i c ee n v i r o n m e n t ) ，负责业务逻辑的执 行。m s c s s p ( m o b i l es w i t c h i n gc e n t e r s e r v i c es w i t c h i n gp o i n t ) 为处理呼叫的 交换平台，它是将现有的移动通信交换网升级而来的。在用户呼叫对，m s c s s p 先对用户进行鉴权，然后判断用户的呼叫是否满足触发智能呼叫的条件，如果 满足，就把呼叫上报c s e 。c s e 收到上报的呼叫信息后，就开始执行相应的业 务逻辑，控制交换平台对呼叫的接续，在呼叫接通后，c s e 继续监视并控制呼 叫，收集呼叫的信息，并且发送计费信息，直到呼叫的结束。 北京 | | | j f u 人学博l 学位论义第一章综述 c s e 执行业务逻辑 重新选路由 取得呼叫信息 发送计费信息 m s c s s p 嘉：蓑，囊磊鬟矍 茎譬篆鬻 结 束 拨号振铃 图1 4移动网与智能网的互近 自9 0 年代中期，一些国际著名的标准化组织纷纷推出自己的移动网与智能 网互连的方案。在这些方案中，最为成功，应用范围最为广泛的就是欧洲电信 标准协会( e t s i ) 的基于g s m 的c a m e l ( c u s t o m i z e da p p l i c a t i o nf o rm o b i l e n e t w o r ke n h a n c e dl o g i c ) 标准和a n s it i a e i a 的基于c d m a 的w i n ( w i r e l e s s i n t e l l i g e n tn e t w o r k ) 标准。基于c a m e l 标准和w i n 标准的智能网产品已在全 世界范围内取得了成功，为运营商带来的巨大的经济效益。 1 2 2c a m e l 标准 e t s i 在1 9 9 7 年推出了c a m e l 建议。c a m e l 的全名为移动网络增强定 制应用逻辑，用来解决g s m 移动通信网与智能网互连问题。c a m e l 为网络 运营商提供机制以向用户提供移动智能业务，甚至在用户漫游出归属位置时， 也可以向用户提供跟在归属区同样的业务。在g s m 中引进c a m e l 业务，运 营商就可以建立一个1 n 平台，定义和实施新的增值业务，并不需要对每项业 务形成国际或国家标准，可以建立自己独特的新业务：而且c a m e l 适合与网 络和系统多厂商的环境。 为了实现c a m e l ，需要将现有的g s m 网升级到g s mp h a s e 2 + 阶段，使 其能支持m a p2 + ( m o b i l ea p p l i c a t i o np a r t2 + ) 协议。 c a m e l 标准是分阶段向前推进的，目前已有c a m e l l 7 1 、c a m e l 2 8 1 、 c a m e l 3 1 9 】和c a m e i a t l 0 1 。其中，c a m e l l 、c a m e l 2 和c a m e l 3 目| j i f 已经 完成，c a m e i a 也正在完善中。c a m e l 2 是被g s m 移动智能网现行网络广泛 采用的标准， c a m e l l 新增加了g s m s s f 与g s m s c f 两个功能实体，并增强了g s m 原 有的h l r 、v l r m s c 等功能实体。c a m e l l 的最大不足之处是没有s r f 功能， 移动智能网话务模型及s c p 中若干性能问题研究 北京邮电大学博士学位论文 因此在实现一些智能业务时，系统与用户之间几乎没有语音交互，为了增加用 户交互的友好性，不得不增加专门的交互语音资源设备。 同c a m e l l 的功能结构相比，c a m e l 2 中增加了一个新的功能实体 g s m s r f ，它与智能网i nc s - 1 建议中的s r f 功能实体的作用基本相同，主要 用于提供各种特殊资源( 例如语音提示资源和二次收号器) 并与m s c 、g s m s c f 有接口。另外还增加了m s c 与g s m s c f 之间的接口。c a m e l 2 是我国目前在 g s m 网络中大规模商用的移动智能网标准。 c a m e l 2 的功能结构如图1 - 5 所示，其中归属网络提供c a m e l 用户的归 属p l m n ( p u b l i c l a n d m o b i l e n e t w o r k ) ，h l r 和g s m s c f 属于归属网络实体。 拜访网络是用户漫游所在地的p l m n ，负责发端和前转c a m e l 呼叫的处理， 还可以提供用户的位置和状态信息，m s c 、v l r 和g s m s s f 属于拜访网络实 体。询问网络负责在处理终端c a m e l 呼叫时向归属网络查询信息，g m s c ( g a t e w a ym o b i l es w i t c h i n gc e n t e r ) 和g s m s s f 是处理终端c a m e l 呼叫相关 的实体。 、 l 擎i i l s 盯j 、 幽1 5c a m e l 2 的网络功能结构 本文约定，在不产生分歧的条件下，一律将g s m s c f 、g s m s s f 、g s m s r f 简写为s c f 、s s f 、s r f 。 从c a m e l 3 开始，c a m e l 标准就由e t s i 和3 g p p 统一制定。c a m e l 3 现已基本完成，其网络能力与c a m e l 2 阶段相比有了较大的增强。c a m e l 3 增强了智能网对电路呼叫的控制能力，提供了对g p r s ( g e n e r a lp a c k e tr a d i o 北京邮电大学博士学位论文第一章综述 s e r v i c e ) 和短消息( s m s ，s h o r tm e s s a g es e r v i c e ) 等移动数据业务的支持。电 路呼叫处理方面增加了在v m s c ( v i s i t e dm o b i l es w i t c h i n gc e n t e r ) 触发的移动 终端业务、呼叫失败触发智能业务、拨入业务和防过载控制。对g p r s 的支持 包括控制g p r s 会话及p d p ( p a c k e td a t ap r o t o c 0 1 ) 上下文。对短消息的支持 包括控制电路交换及包交换方式的移动发端短消息。对g p r s 互连的支持是 c a m e l 3 标准的主要部分，它使得c a e m l 业务从传统的移动呼叫业务扩展到 以g p r s 网络为承载网络的移动数据业务中。 c a m e l 4 在3 g p p r e l e a s e5 阶段引入。其主要内容包括：对传统电路交换 领域的呼叫控制的增强，包括呼叫方处理及稳态呼叫控制、对s c f 发起呼叫的 支持，通过引入对呼叫中多支路的控制，移动智能网的业务提供领域可扩展到 多端业务，如会议电话等；增加了对移动终端短消息过程的支持；增加了与i p 多媒体予系统的互连，用于对i p 多媒体会话的控制，通过在核心网络的s - c s c f ( s e r v i n gc a l ls t a t ec o n t r o lf u n c t i o n ) 上实现业务交换功能i m s s f ，实现了智 能网与第三代移动通信系统的a l li p 核心网络的互连，确立了智能网在该系统 的业务，应用层面的位置和作用。 1 2 3 w i n 标准 无线智能网是由美国国家标准学会( a n s i ) 提出的专为c d m a 网络服务 的先进的智能网平台，它基于i t u t i n c s 2 ，并采取了融合的思想，把c d m a 移动网络本身具有的功能实体( 包括无线接入功能、无线终端功能等) 纳入到 无线智能网的总体体系结构中，增加了5 个功能实体：a c f ( 鉴权控制功能) 、 r a c f ( 无线接入控制功能) 、l r f ( 位置登记功能) 、r t f ( 无线终端功能) 和 r c f ( 无线控制功能) ，使通过无线智能网平台向c d m a 网络提供全方位的、 综合的、多种特性的智能业务成为可能。 与c a m e l 根据网络能力制定各阶段的标准不同，w i n 基于所支持的业务 来制定各阶段的标准。目前已经分布了w i np h a s ei 】、w i np p c i l 2 1 和w i n p h a s ei i i l 副阶段规范。 w i np h a s ei 中定义了来话呼叫筛选业务、主叫名字显示业务、四种语音控 制业务以及对应的信令流程。w 烈p p c 中定义了预付费业务的协议规程，包括 预付费业务的业务特征，各种业务特征下的业务流程和相应的操作及参数。w r n p h a s ei i 阶段定义了五种新业务：立即计费业务、额外费率业务、被叫付费业务、 拒干扰电话业务和增强的优选语言业务及相应的信令流程。 目前3 g g p 2 对于w i n 标准的研究主要集中于三个方面的业务：基于位置 9 移动智能吲话务模型及s c p 中若十性能问题1 i j f _ 究北京邮l u 人学博l 。学位论义 的业务f 1 4 1 ，包括车队及资产管理、基于位置的计费、基于位置的信息服务和增 强的呼叫选路等业务；增强型的预付费业务，在原来w i np c c 规范的基础 上，增加了基于电路交换的预付费数据业务及预付费用户收发短消息的能力： 优先接入业务【1 引，此类业务在网络繁忙时，为用户提供优先接入空闲链路的能 力。 此外，3 g p p 2 还在进行的工作包括通过s c p 进行过载控制，w i n 呼叫模 型的改进等，但进展缓慢。 1 2 4 移动智能网在中国的发展现状 近年来，移动智能网技术在全球范围内得到了广泛的应用。仅以预付费业 务( p p s ，p r e - p a i ds e r v i c e ) 为例，全世界预付费用户数在2 0 0 0 年就超过了移 动用户总数的3 0 【1 7 】，亚太地区2 0 0 1 年新增移动电话用户中的预付费用户 数更是占到了7 6 2 【1 ”。 我国对移动智能网技术的研究始于1 9 9 6 年，正式的移动智能网建设始于 1 9 9 9 年。仅经过三年多的发展，就取得巨大的成功。截止到2 0 0 2 年底，随着 中国移动用户总数超过2 亿，中国移动智能网用户数也已达到全部移动用户数 的5 6 。在中国移动智能网的应用过程中，对移动智能网技术进行了有力的增 强和扩充，提供了多种适合中国国情的新业务。移动智能网技术在中国移动智 能网建设中的应用已达到国际领先水平。 目前，中国g s m 移动智能网己具备如下特点： 夺遵循c a m e l 2 阶段规范进行建设，并已实现全网设备的完全升级。 在骨干网及各省网上，设计并实现了多种符合中国国情及具有本地特色 的新业务。例如：预付费、预付费亲情号码、亲情卡、亲密号码、i p 直通车、虚拟专用移动网、动感地带、移动聊天室等。 根据业务提供及网络运营的实际需要，在接口提供、信息流支持等方面 对c a m e l 标准进行了增强和扩充。 在无线智能网方面，2 0 0 1 年中国联通推出了p p c 预付费业务和v p m n ( v i r t u a lp r i v a t em o b i l en e t w o r k ) 业务。截止到2 0 0 3 年底，c d m a 用户达到 1 9 0 0 万，其中p p c 业务用户为1 0 0 万。 1 3 智能网相关领域的现状及发展趋势 智能网的设计思想和目标是为所有的通信网络服务，快速、灵活、经济、 有效地生成和实现各种新业务。而从目前包括移动智能网在