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第四章、 CCN 分散式架構群組通訊設計
依據第三章所述， CCN 網路有三種通訊模式：一般模式、無線電對講機模式及群 組通訊模式，本研究以群組通訊模式為例，設計相關通訊程序及規劃分散式資料庫，因 群組通訊有使用群組資料庫及位置資料庫，對資料庫設計來說，群組通訊較完整的，也 具有代表性，設計完成後，其他二種模式也可直接使用。
CCN 群組通訊模式(Agency Mode)的概念[59]，即在 CCN 網路中提供群組呼叫之功 能，使災區內的使用者能與特定群組中的某位成員進行通話，以獲得協助。
群組通訊的具體作法為將當地的救災人員依功能系統化的編成群組(Agent Group) 並妥善儲存於資料庫中，CCN 管理者將各個群組指配聯絡的代表號(Agent Identification Number)於災區內公告並依救災通緊急程度設定群組通訊的優先權。群組成員以手機透 過行動基地台向系統註冊，當災區內使用者有通話需求時，則可以手機撥打群組簡碼方 式請求與某一特定群組通話，當系統接到通話請求時，經過號碼解析及對映群組資料、
呼叫鄰近受話群組成員，並在接到應答訊息後快速接續雙方通話，進入一對一通話模 式。
4.1、CCN 分散式架構群組通訊註冊程序
當災區內 CCN 網路已部署完成，使用者有通話需求時，需先以手機向行動基地台 註冊，救災中心依照不同群組提供不同的註冊簡碼(Register Code)，救災人員可依所分配 到的任務，輸入註冊簡碼至 Agent Group DB，並回傳群組代表號碼。其註冊程序如下：
Step 1：群組成員撥一個註冊簡碼及並傳送手機的 IMSI、IMEI 至 EC Module 內的元件-BSC-E，向系統請求註冊。
Step 2：由 BSC-E 傳送註冊請求及註冊簡碼至 Agent Group DB。
Step 3：至 Agent Group DB 註冊成功後，群組成員的群組號碼及狀態等資訊將
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Management DB(含備份)中。 Step 4：回傳群組號碼至 EC Module，EC Module 再回傳至群組成員。 Agent Group DB 查詢，若有查詢到群組號碼，即開始至 Mobility Manamgement DB 找尋 受話端成員位置，並一通一通的撥號，相關群組查詢程序如下：
Step 1：EC Module 將收到的受話端成員號碼傳送至 Agent Group DB 查詢受話 端成員資料。
Step 2：查詢到所有受話端成員後，根據受話端成員清單，至目前所在 cell 的
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Mobility Management DB 查詢成員目前所在位置，若查無此成員位置，即至鄰 近 cell 查詢，若鄰近 cell 也無資料，再往遠端 cell 查詢。
Step 3：找到所有受話端成員及位置後，所有受話端成員皆會收到來電訊息及 響鈴，而找到的受話端成員數不超過系統呼叫群組成員數之門檻值(K 位)，只 要有一個受話端成員接聽電話，其餘受話端成員停止響鈴，即開始進入一對一 通話程序。
4.3、CCN 分散式架構通話程序
當查詢到所有受話端成員清單及其位置後，系統即開始一個一個呼叫 K 個受話端成 員，此時，K 個受話端成員皆會收到來電訊息，並開始響鈴，而這些收到訊息的任一群 組成員，皆可承接呼叫，當有群組成員應答時，其餘群組成員的手機即停止響鈴，系統 在設定通話優先順序及指配通話頻道後，即可開始進行一對一通話。通話程序示意圖如 圖 4.2 所示。
圖 4.2、CCN 通話程序示意圖
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Step 1：發話端成員撥出受話端群組號碼至 EC Module。
Step 2：再由 EC Module 將群組號碼傳送至 Agent Group DB 分析後，找到所有 群組成員。
Step 3：至 Mobility Management DB 查詢受話端成員及其目前所在位置，最多 不超過 K 位。
Step 4：系統根據受話端成員所在位置，準備呼叫。
Step 5：系統呼叫受話端成員。
Step 6：受話端成員應答，其餘成員停止響鈴。
Step 7：雙方開始進入一對一通話。
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圖 4.3、CCN 通話程序
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4.4、各元件服務群組通訊流程
4.4.1、 通話建立流程
使用者透過手機進入 CCN 網路，與基地台連繫後，即進入 EC Module 之用戶存取 層(User Access Layer)，由 BSC-E 接收 Invite 訊息後，傳送至服務程序層(Service Process Layer)之 Service Provider Controller 接收，經過查詢群組資料、查詢成員所在位置等通訊 前之程序後，即透過網路服務層(Network Service Controller)傳送通話訊息，我們將 EC Module 內部元件運作流程步驟並採用循序圖說明如下：
Step 1：Service Center 收到 Invite 訊息後，先進行身份驗證。
Step 2：Bandwidth Manager 指配通話 Channel。
Step 3：至 Agent Group DB 分析號碼找出所有受話端成員。
Step 4：至 Mobility Management DB 查詢受話端成員位置。
Step 5：QoS Manager 根據發話端及受話端成員號碼指配對應之 OoS。
Step 6：Network Process Controller 向受話端成員發送來電訊息。
Step 7：Service Center 發送通話請求。
Step 8：受話端成員應答。
Step 9：更新發話端與受話端成員之狀態為通話中。
Step 10：Service Process Controller 向發話端與受話端發送 Connect 通話連線之 訊息，即進入一對一通話流程。
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BS Controller Service Provider Controller
Mobility
Management DB QoS Manager
User Access
Layer Service Process Layer
Service Center Agent Group DB
Network Service Layer Network Service
Controller
Update Agent Status(Talking) Agent Status Updated Connect
Invite Dial Number
Identity Verify
Verify ACK
Analyze Callee Number Verify ACK
Verify ACK
Allocate Channel
Callee Number
Search Callee Location Callee Location
Allocate Channel Allocate Channel Allocate Channel
Channel ID
發話端之有限狀態機(Originating Side Finite State Machine) 1、 閒置(Idle)
CCN 系統啟動，經過初始化設定後，即進入閒置狀態，在閒置狀態中，系 統將會持續監聽 CCN 網路傳遞的訊息，以便即時提供服務。當系統收到 成員手機送出”REGISTER”訊息，即將群組代碼及成員代碼傳送至群組資
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料庫註冊，進入待機模式。當系統收到手機發送撥號訊息時，將會進入「身 份驗證」狀態。
2、 身份驗證(Verifying Identify)
當進入此狀態後，系統會先確認發話端手機是否為 CCN 群組成員，若是，
則進入「配置通話頻道」狀態，反之，若非群組成員，則系統會送出”Not Registed User”訊息，並退回「閒置」狀態。
3、 配置通話頻道(Allocating Channel)
此狀態為配置空閒、尚未使用的頻道給發話端成員，若有空閒頻道，即可 配置，並進入「分析撥號號碼」狀態，若無空閒頻道，系統將送出”Resource Not Available”訊息，並退回「閒置」狀態。
4、 分析撥號號碼(Analyzing Digits)
系統收到發話端成員所撥出的受話端群組號碼後，立即將此號碼傳送至 Agent Group DB 確認是否為正確的群組號碼，若為正確的群組號碼，將進 入「找尋受話端位置」狀態，若此號碼未儲存在 Agent Group DB，系統將 會回傳”Invalid Number”訊息，屆時，發話端成員將中止通話，系統進入「通 話中止」狀態。
5、 找尋受話端位置(Searching Terminating Party Location)
系統依據撥號號碼找出目前受話端成員位置，產生一份受話群組清單，並 開始進入「選擇路徑」狀態，若找不到任何一個受話端成員位置，系統回 傳”Not Found”訊息給發話端，發話端收到此訊息後，將中止通話，系統即 進入「通話中止」狀態。
6、 選擇路徑(Selecting Route)
當系統已確認受話端成員位置後，開始找尋最佳路徑，找到最佳路徑後，
系統準備進入「建立連線」狀態；若無最佳路徑，系統會回覆發話端”Not
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Found”訊息，進入「通話中止」狀態。若目前已無空閒的 Circuit，系統會 回傳”Circuit Busy”訊息給發話端，進入「通話中止」狀態。
7、 建立連線(Establishing Connection)
當系統已找尋到最佳路徑，將開始建立發話端及受話端兩方的 Connection，
Connection 建立完成後，將進入「準備通話」狀態。
8、 準備通話(Setup)
系統將進行群組呼叫程序，依據受話群組清單準備開始呼叫每個受話端群 組成員，此時，系統也將進入「準備通話」狀態。
9、 等待受話端回應(Waiting for Answer)
系統向受話端傳送響鈴音、向發話端傳送回鈴音，等待受話端群組任一成 員回應此呼叫，若有任一成員回應此呼叫，其餘群組成員將停止響鈴，並 中斷其 Connection，進行一對一通話，系統也將進入「通話進行」狀態，
若系統等待一段時間，受話端群組無任一成員回應此呼叫或受話端群組皆 在忙線中，系統會分別傳送”No Answer”或”Terminating Party Busy”的訊息 給發話端群組成員，發話端群組成員將中斷此呼叫，系統即進入「通話中 止」狀態。
10、通話進行(Active)
雙方已開始進行通話，系統將會記錄發話端及受話端成員的相關資料，並 更改其狀態為”通話中”，當有任何一方掛斷電話，系統會收到”Terminate”
訊息，進入「通話中止」狀態。
11、通話中止(Suspend)
當系統中斷通話連線後，此時系統將會記錄發話端及受話端成員狀態為”
待機中”，並開始進入「釋放通話頻道」狀態。
12、釋放通話頻道(Releasing Channel)
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Waiting for Answer
圖 4.5、Originating Side of Call Processing Finite State Machine
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表 4.1、Originating Site 系統狀態轉變表
Current State Event Next State Action Taken
Idle Call_Originated Verifying Identity Reply_Call_Request Vertifying Identity Identity_Vertified Allocating Channel Allocate_Channel Allocating Channel Channel_Allocated Analyzing Digits Map_Agent_GroupAnalyzing Digits Digit_Analyzed
Searching Terminating Site
Location
Search_Location
Searching Terminating Site Location
Location_Searched Selecting Route Select Route
Selecting Route Route_Selected
Establishing Connection
Establish_Connection
Establishing Connection
Connection_Established Setup Terminate_Call
Setup Call_Setup_Attempted Waiting for Answer Wait_for_Answer Waiting for Answer Call_Answered Active Make_Connection
Acitve Disconnected Suspended Tear_Down Suspended Line_Torn Releasing Channel Release_Channel Releasing Channel Channel_Released Idle Reset
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受話端之系統狀態圖(Terminating Side Finite State Machine) 1、 閒置 (Idle)
CCN 系統啟動，經過初始化設定後，即進入閒置狀態，在閒置狀態中，系 統將會持續監聽 CCN 網路傳遞的訊息，若監聽到發話端的通話請求，系 統即進入「找尋受話端設備」狀態。
2、 找尋受話端設備(Finding Facility)
系統收到發話端的通話請求後，開始找尋受話端設備，找到後即進入「配 置通話頻道」狀態，反之，則退回「閒置」狀態。
3、 配置通話頻道(Allocating Channel)
此狀態為配置空閒、尚未使用的頻道給受話端成員，若有空閒頻道，即可 配置，並進入「分析撥號號碼」狀態，若無空閒頻道，系統將送出”Resource Not Available”訊息，並退回「閒置」狀態。
4、 受話端響鈴(Alerting)
系統向受話端傳送響鈴音，等待受話端成員接受呼叫，若群組成員接受呼 叫，系統將進入「通話進行」狀態，若群組成員不願意接受呼叫，則會進 入「通話中止」狀態。
5、 通話進行(Active)
雙方已開始進行通話，系統將會記錄發話端及受話端成員的相關資料，並 更改其狀態為”通話中”，當有任何一方掛斷電話，系統會收到”Terminate”
訊息，進入「通話中止」狀態。
6、 通話中止(Suspend)
當系統中斷通話連線後，此時系統將會記錄發話端及受話端成員狀態為”
待機中”，並開始進入「釋放通話頻道」狀態。
7、 釋放通話頻道(Releasing Channel)
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圖 4.6、Terminating Side of Call Processing Finite State Machine
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表 4.2、Terminating Site 系統狀態轉變表
Current State Event Next State Action Taken
Idle Call_Presented Finding Facility Hunt_Facility Finding Facility Receive_Channel_Request Allocating Channel Allocate Channel Allocating Channel Channel_Allocated Alerting Send_Ring_CurrentAlerting Call_Answered Active Make_Connection Active Disconnected Suspended Tear_Down Suspended Line_Torn Releasing Channel Release_Channel Releasing Channel Channel_Released Idle Reset
Alerting Call_Answered Active Make_Connection Active Disconnected Suspended Tear_Down Suspended Line_Torn Releasing Channel Release_Channel Releasing Channel Channel_Released Idle Reset