專利名稱：通訊系統(tǒng)中多處理器的選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊領(lǐng)域，尤其涉及具有多處理器的CDMA基站系統(tǒng)中多處理器的選擇。
背景技術(shù)：
通訊用戶的大量增加，導(dǎo)致對通訊系統(tǒng)的容量有更高的要求，從而單處理器的處理能力成為限制系統(tǒng)容量的瓶頸，所以多采用多處理器，這樣可以在較少增加成本的情況下解決這一問題，提升基站系統(tǒng)的容量。但是，采用多處理器面對的一個首要問題就是在收到一個移動臺的服務(wù)請求消息時，如何選擇處理器。
處理器的選擇方法，應(yīng)該滿足幾個條件在各個處理器間合理分配負(fù)荷；在處理器發(fā)生故障和故障恢復(fù)時能夠自動適應(yīng)；不影響通訊系統(tǒng)的其他功能的實現(xiàn)。
在實際應(yīng)用中，一方面，系統(tǒng)中配置運算能力有差異的不同型號的處理器，故這種情況下在各個處理器間平均分配負(fù)荷并不是最佳選擇在運算能力較差的處理器過載時，處理能力強的處理器還沒有得到充分利用。另一方面，處理器存在發(fā)生故障的情況，也存在由故障轉(zhuǎn)為正常的情況。所以，更佳的選擇方法應(yīng)該能夠根據(jù)處理的能力強弱，合理分配負(fù)荷，同時還能夠動態(tài)的適應(yīng)處理器的各種變化，即在某個處理器故障時自動避開該選擇器；在某個處理器轉(zhuǎn)為正常時又自動為它分配處理任務(wù)。
更重要的是，通訊系統(tǒng)要求把同一用戶的相關(guān)消息發(fā)送到同一處理器處理，以免產(chǎn)生處理沖突。如CDMA通訊中的接入試探切換，如圖1所示，移動臺發(fā)送呼叫請求消息，若沒有收到基站的應(yīng)答，于是發(fā)送第二條呼叫請求消息。選擇方法如果把這兩條呼叫請求消息交給不同的處理器處理，最終將導(dǎo)致處理沖突。再如并發(fā)業(yè)務(wù)，需要保證同一個用戶的語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的呼叫請求消息交給同一個處理器處理。
現(xiàn)有技術(shù)中多使用的是隨機選擇方法，在各個處理器間平均分配負(fù)荷，而平均分配負(fù)荷并不一定合理。此外，美國專利(專利號6,542,942)中提出另外一種方法根據(jù)處理器的實時負(fù)荷信息，選擇處理器。但是上述方法都存在如下缺陷①不能保證同一個用戶的處理消息交給同一個處理器處理；②不能根據(jù)處理器處理能力的差異分配負(fù)荷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通訊系統(tǒng)中多處理器的選擇方法，從而解決了各個處理器間無法合理分配負(fù)荷、同一個處理器處理的消息序列不能發(fā)送到同一處理器處理的問題，實現(xiàn)動態(tài)適應(yīng)處理器的變化，提高利用效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
本發(fā)明包括如下步驟步驟一在處理器選擇模塊(PSM)的內(nèi)部，定義處理能力單元(PAU)，并為處理器分配處理能力單元；步驟二在處理器選擇模塊的內(nèi)部，定義一張定長的處理器選擇表(PST)，把各個處理器對應(yīng)的處理能力單元均勻填充在處理器選擇表中；步驟三在處理器選擇模塊收到需要選擇處理器的消息時，根據(jù)用戶的數(shù)字標(biāo)識，映射到處理器選擇表中對應(yīng)的處理能力單元；再根據(jù)處理能力單元和處理器的對應(yīng)關(guān)系，找到對應(yīng)的處理器并把消息交給它處理。
上述步驟一中，處理器選擇模塊根據(jù)處理器的處理能力和資源情況分配處理能力單元，為處理能力強的處理器分配多個處理能力單元，為處理能力弱的處理器分配一個或兩個處理能力單元。
上述步驟三中，處理器選擇模塊根據(jù)用戶的數(shù)字標(biāo)識，使用散離算法映射到選擇表中某個位置，取出該位置的處理能力單元。
上述步驟三進(jìn)一步包括當(dāng)某個處理器發(fā)生故障時，去掉該處理器選擇表中對應(yīng)的處理能力單元，然后用表中其他出現(xiàn)次數(shù)最少的處理能力單元填充空出的位置。
上述步驟三進(jìn)一步包括當(dāng)新增處理器或者故障處理器恢復(fù)正常時(1)、用該處理器對應(yīng)的處理能力單元替換處理器選擇表中其他出現(xiàn)次數(shù)最多的處理能力單元；(2)、處理器選擇表記住被替換的處理能力單元；(3)、收到通訊用戶的服務(wù)請求消息時，處理器選擇模塊取出選擇表中當(dāng)前的處理能力單元和被替換的處理能力單元，把請求消息交給被替換的處理能力單元對應(yīng)的處理器進(jìn)行處理；(4)、如果被替換的處理器有該用戶的呼叫處理實例，就進(jìn)行處理；否則轉(zhuǎn)交給選擇表中當(dāng)前處理能力單元對應(yīng)的處理器進(jìn)行處理。
(5)、處理器選擇模塊定時查詢被替換的處理器上是否還有替換前的呼叫處理實例。如果沒有，就可以撤銷被替換的處理能力單元的記錄。
本發(fā)明通過對多處理器的選擇，保證同一系統(tǒng)中不同處理器合理承擔(dān)負(fù)荷，提高利用效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性；通過對處理器發(fā)生故障和故障恢復(fù)時的處理，在某個處理器發(fā)生故障，可以自動把呼叫處理任務(wù)交給其它處理器處理，實現(xiàn)動態(tài)適應(yīng)處理器的變化，同時也增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中基站對移動臺發(fā)送消息的處理示意圖；圖2是本方法涉及的通訊系統(tǒng)中各模塊關(guān)系圖；圖3是本發(fā)明所述通訊系統(tǒng)中多處理器的選擇方法的流程圖；圖4是處理器和處理能力單元對應(yīng)關(guān)系的示意圖；圖5是處理器選擇表的構(gòu)成示意圖；圖6是本發(fā)明實施例中選擇處理器的過程示意圖；圖7是本發(fā)明實施例CDMA基站系統(tǒng)對外接口關(guān)系圖；圖8是本發(fā)明實施例處理器選擇表構(gòu)造示意圖；圖9是本發(fā)明實施例中處理器故障時的處理器選擇表構(gòu)造示意圖；
圖10是本發(fā)明實施例中處理器故障恢復(fù)后的處理器選擇表構(gòu)造示意圖。
具體實施例方式
圖2所示的通訊系統(tǒng)中，收到用戶的服務(wù)請求消息時，由處理器選擇模塊選擇處理器來處理此次請求，即在多個處理器間進(jìn)行選擇。
圖4表示了本方法步驟一中處理能力單元(PAU)的定義，處理能力強的處理器A定義了三個PAUPAU1、PAU2、PAU3，而處理能力弱的處理器B則只對應(yīng)一個PAU(PAU3)。
圖5表示本方法步驟二中定義的處理器選擇表。選擇表中填充的是各個處理器的PAU。
如圖6所示，本發(fā)明的實施例中，當(dāng)接收到用戶發(fā)出的服務(wù)請求信息后，處理器選擇模塊根據(jù)用戶的數(shù)字標(biāo)識，使用散離算法映射到選擇表中某個位置，取出該位置的處理能力單元，然后選擇該處理能力單元對應(yīng)的處理器進(jìn)行處理。
如圖7所示，本發(fā)明實施例中，CDMA基站和移動臺、分組數(shù)據(jù)控制機、交換機存在接口，由CDMA基站系統(tǒng)的對外接口關(guān)系可以看出，移動臺、分組數(shù)據(jù)控制機、交換機都有可能發(fā)起針對同一個基站的呼叫。移動臺可能發(fā)起一次服務(wù)請求，分組數(shù)據(jù)控制機和交換機也可能發(fā)起針對這個移動臺的服務(wù)請求，而這些服務(wù)請求都必須交給同一個處理器處理。
如圖8所示，在正常情況下，本發(fā)明實施例中構(gòu)造的處理器選擇表；如圖9所示，本發(fā)明實施例中，在處理器B發(fā)生故障時，處理器選擇表的構(gòu)造；如圖10所示，本發(fā)明實施例中，在處理器B故障恢復(fù)后，處理器選擇表的構(gòu)造。
下面以應(yīng)用于CDMA基站系統(tǒng)中的多處理器的選擇為例，結(jié)合圖3作詳細(xì)的說明。
本實施例中的基站有3個處理器A、B和C，如圖3所示，本發(fā)明實施例的各個步驟如下步驟一在處理器選擇模塊(PSM)內(nèi)部創(chuàng)建一個長度為16的處理器選擇表(PST)。PSM為處理能力強的處理器A分配三個PAU(PAU1、PAU2、PAU3)；為處理能力差的處理器B和處理器C，分別分配一個PAU，即PAU4和PAU5。
步驟二為使PAU在PST中出現(xiàn)次數(shù)均等，在PST表中反復(fù)按次序填寫PAU1→PAU5，如圖8所示。因為表長(16)不是PAU個數(shù)(5)的整數(shù)倍，所以PAU1比其它的PAU多出現(xiàn)了一次。這意味著處理器A比合理值多承擔(dān)1/16的負(fù)荷。
可以看出，如果合理選擇PST表的長度(5的整數(shù)倍，例如定為15)，那么這種不均衡就會不存在。但是，實際應(yīng)用中PAU的個數(shù)可能動態(tài)變化，絕對均勻分布是很難實現(xiàn)的。因為當(dāng)PST表的長度不是PAU個數(shù)的整數(shù)倍時，某些PAU在PST表中出現(xiàn)的次數(shù)比其它的PAU多出現(xiàn)一次，意味著對應(yīng)的處理器多分配了(1/PST表長)×系統(tǒng)總的負(fù)荷的工作量。但是只要增加PST的長度，這種不均勻性就會減小。當(dāng)PST有足夠長時，可以把這種不均勻性降到可以容忍的范圍之內(nèi)。
步驟三PSM收到移動臺的呼叫請求消息時，根據(jù)移動臺的用戶數(shù)字標(biāo)識IMSI，對表長16取余。取出PST表中余數(shù)位置的PAU。PSM再根據(jù)PAU和處理器的對應(yīng)關(guān)系，找到對應(yīng)的處理器并轉(zhuǎn)發(fā)消息。例如基站收到一個IMSI為32454545的移動臺的呼叫請求消息，IMSI對16取余的結(jié)果是1。PST表中1號位置是PAU1，PAU對應(yīng)處理器A，所以此次呼叫應(yīng)該交給處理器A處理。由此可知，如果移動臺的IMSI在概率上分布均勻，各個處理器就會承擔(dān)合理的負(fù)荷。
同時可知，在發(fā)生接入試探切換時，IMSI為32454545的移動臺向基站發(fā)送的多個呼叫請求消息，算法能夠保證交給同一個處理器A處理。
分組數(shù)據(jù)控制器或者交換機發(fā)起針對IMSI為32454545的移動臺的呼叫，算法也能夠保證交給處理器A處理。
步驟四若處理器B故障時，由于處理器B對應(yīng)PAU4，所以只需要搜索PST表中出現(xiàn)次數(shù)最少的其他PAU，填充PAU4對應(yīng)的位置。搜索PST表發(fā)現(xiàn)PAU1、PAU2，PAU3，PAU5出現(xiàn)次數(shù)分別為4、3、3、3，于是分別用PAU2、PAU3、PAU5填充圖8中PAU4的位置，填充后的結(jié)果如圖9所示?？梢钥闯觯鎿Q后PST表中各個PAU的出現(xiàn)次數(shù)相等，處理器的負(fù)荷分配完全合理(因為表長16是PAU數(shù)目的整數(shù)倍)?；臼盏揭苿优_、分組數(shù)據(jù)控制器或者交換機呼叫請求消息時，處理器的選擇算法和正常時完全。
步驟五當(dāng)處理器B在故障后恢復(fù)正常時，因為PAU1、PAU2，PAU3，PAU5在PST表中出現(xiàn)次數(shù)相等，PAU4首先替換第一個位置的PAU1，同時用鏈表記住位置1替換前的是PAU1。檢查PST表中PAU1、PAU2，PAU3，PAU4、PAU5出現(xiàn)次數(shù)分別為3、4、4、1，4，各個PAU的出現(xiàn)次數(shù)相差很大，于是繼續(xù)使用PAU4替換出現(xiàn)次數(shù)最多的PAU2(也可以是其它出現(xiàn)次數(shù)最多的PAU3、PAU5)。此時PAU1、PAU2，PAU3，PAU4、PAU5出現(xiàn)次數(shù)分別為3、3、4、2，4。繼續(xù)替換PAU3，結(jié)果PAU1、PAU2，PAU3，PAU4、PAU5出現(xiàn)次數(shù)分別為3、3、3、3，4。此時PAU4已經(jīng)達(dá)到各個PAU出現(xiàn)次數(shù)的平均值，停止替換。最后結(jié)果如圖10所示。PST表的1、2、3號位置分別記錄了被替換的是PAU1，PAU2，PAU3。建立替換的對應(yīng)關(guān)系可以用鏈表等技術(shù)實現(xiàn)。
如果此時收到IMSI為32454545的移動臺的呼叫請求消息，判斷應(yīng)該使用表中1號位置的PAU。PSM首先把呼叫請求消息交給PAU1對應(yīng)的處理器A，同時告訴處理器A此次呼叫當(dāng)前最合適的處理器應(yīng)該是PAU4對應(yīng)的處理器B。此后有兩種情況①若處理器A在處理器B恢復(fù)之前已經(jīng)收到過針對該移動臺的呼叫請求消息(接入試探切換)，并且已經(jīng)創(chuàng)建呼叫處理實例處理。這種情況下，處理器A就處理這條呼叫請求消息；②若處理器A第一次接收該移動臺的呼叫請求消息，這種情況下，處理器A把呼叫請求消息轉(zhuǎn)交給處理器B處理。這樣能夠保證不會出現(xiàn)處理沖突。
“處理器B在故障后恢復(fù)正?！钡奶幚斫Y(jié)束之后，PSM定時向處理器A查詢是否還有PAU替換之前由PAU1處理、但是按照當(dāng)前的選擇表應(yīng)該由PAU4處理的呼叫處理實例。如果得到否定的回答，PSM就可以撤銷1號位置的PAU1的記錄。以后再收到IMSI為32454545的移動臺的呼叫請求消息，PSM直接交給PAU4對應(yīng)的處理器B處理。
權(quán)利要求
1.一種通訊系統(tǒng)中多處理器的選擇方法，其特征在于包括如下步驟步驟一在處理器選擇模塊的內(nèi)部，定義處理能力單元，并為處理器分配處理能力單元；步驟二在處理器選擇模塊的內(nèi)部，定義一張定長的處理器選擇表，把各個處理器對應(yīng)的處理能力單元均勻填充在處理器選擇表中；步驟三在處理器選擇模塊收到需要選擇處理器的消息時，根據(jù)用戶的數(shù)字標(biāo)識，映射到處理器選擇表中對應(yīng)的處理能力單元；再根據(jù)處理能力單元和處理器的對應(yīng)關(guān)系，找到對應(yīng)的處理器并把消息交給它處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊系統(tǒng)中多處理器的選擇方法，其特征在于，步驟一處理器選擇模塊根據(jù)處理器的處理能力和資源情況分配處理能力單元，為處理能力強的處理器分配兩個或兩個以上處理能力單元，為處理能力弱的處理器分配一個或兩個處理能力單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊系統(tǒng)中多處理器的選擇方法，其特征在于，步驟三處理器選擇模塊根據(jù)用戶的數(shù)字標(biāo)識，使用散離算法映射到選擇表中某個位置，取出該位置的處理能力單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊系統(tǒng)中多處理器的選擇方法，其特征在于步驟三進(jìn)一步包括，當(dāng)某個處理器發(fā)生故障時去掉處理器選擇表中該處理器對應(yīng)的處理能力單元，然后用表中其他出現(xiàn)次數(shù)最少的處理能力單元填充空出的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊系統(tǒng)中多處理器的選擇方法，其特征在于步驟三進(jìn)一步包括，當(dāng)增加處理器或者故障處理器恢復(fù)正常時(1)、用該處理器對應(yīng)的處理能力單元替換處理器選擇表中其他出現(xiàn)次數(shù)最多的處理能力單元；(2)、處理器選擇表記錄被替換的處理能力單元；(3)收到通訊用戶的服務(wù)請求消息時，處理器選擇模塊取出選擇表中當(dāng)前的處理能力單元和被替換的處理能力單元，把請求消息交給被替換的處理能力單元對應(yīng)的處理器進(jìn)行判斷，如果被替換的處理器有該用戶的呼叫處理實例，由被替換的處理器處理，否則，就轉(zhuǎn)交給選擇表中當(dāng)前處理能力單元對應(yīng)的處理器進(jìn)行處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通訊系統(tǒng)中多處理器的選擇方法，其特征在于處理器選擇模塊定時查詢被替換的處理器上是否還有替換前的呼叫處理實例；如果沒有，可以撤銷被替換的處理能力單元的記錄。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通訊系統(tǒng)中多處理器的選擇方法，包括如下步驟1.在處理器選擇模塊的內(nèi)部，定義處理能力單元，并為處理器分配處理能力單元；2.在處理器選擇模塊的內(nèi)部，定義一張定長的處理器選擇表，把各個處理器對應(yīng)的處理能力單元均勻填充在處理器選擇表中；3.在處理器選擇模塊收到需要選擇處理器的消息時，根據(jù)用戶的數(shù)字標(biāo)識，映射到處理器選擇表中對應(yīng)的處理能力單元，再根據(jù)處理能力單元和處理器的對應(yīng)關(guān)系，找到對應(yīng)的處理器并把消息交給它處理。本發(fā)明通過對多處理器的選擇，保證同一通訊系統(tǒng)中不同處理器合理承擔(dān)負(fù)荷，提高利用效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性，同時通過對故障處理器的處理實現(xiàn)動態(tài)適應(yīng)處理器的變化。
文檔編號G06F15/16GK1564134SQ20041002683
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月13日
發(fā)明者譚三, 程尚軍, 張萬春, 張濤 申請人:中興通訊股份有限公司