專利名稱：用于通過傳統(tǒng)交換系統(tǒng)建立的電話呼叫的ip流上的端到端語音的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在分組交換網(wǎng)上的電話呼叫的傳輸。
在基于ISDN技術(shù)的語音交換網(wǎng)上，語音交換機利用電路交換技術(shù)提供了電話之間固定比特率(典型的64K比特/秒)的按需連接。在最簡單的情況下，網(wǎng)絡(luò)包括具有大量電話的單一語音交換機，每個電話通過稱為電話線的物理電路被連接到語音交換機。在通常情況下，網(wǎng)絡(luò)包括多個語音交換機，每個有多個電話線，語音交換機通過稱為中繼的物理電路互連。網(wǎng)絡(luò)中的每對語音交換機可以通過一個或多個中繼直接被連接，從而形成全網(wǎng)狀的拓撲。替代的，某些對語音交換機如果通過一個或多個其他語音交換機以及兩個或更多中繼間接被連接，則不需要通過中繼直接連接。
除了被策略考慮所限制，網(wǎng)絡(luò)中的任何電話(如果兩個電話線由相同的語音交換機服務(wù)，則)通過單獨一個交換機、(如果兩個電話線由通過中繼直接互連的不同語音交換機服務(wù)，則)通過兩個交換機或者(如果電話線由不直接由中繼互連的不同的語音交換機服務(wù)，則)通過三個或更多語音交換機可以建立到相同網(wǎng)絡(luò)中的任何另一部電話的呼叫。
當前的通信發(fā)展目標在于“一個網(wǎng)絡(luò)解決所有問題”的解決方案通過到達語音和數(shù)據(jù)系統(tǒng)的融合，不再需要為語音和數(shù)據(jù)傳輸并行地安裝單獨的網(wǎng)絡(luò)。目前有一個強烈的動力將語音業(yè)務(wù)放在數(shù)據(jù)網(wǎng)上。目前，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的整體容量與語音業(yè)務(wù)量可相比。但是，未來，可以相信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的整體容量將遠大于語音業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)量。結(jié)果的通用基礎(chǔ)設(shè)施可以導(dǎo)致潛在的成本節(jié)省并且可被新的語音-數(shù)據(jù)應(yīng)用利用。
數(shù)據(jù)網(wǎng)根據(jù)分組交換的原則運行。對于數(shù)據(jù)網(wǎng)最廣泛被接受的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)。因此采用IP(IP網(wǎng))的網(wǎng)絡(luò)是語音和數(shù)據(jù)傳輸融合的當前焦點。IP由互聯(lián)網(wǎng)自己以及許多類似專用和公共互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)使用。IP在路由器和主機系統(tǒng)之間運行并且管理數(shù)據(jù)分組的傳送。IP網(wǎng)和類似的分組交換網(wǎng)，通過發(fā)送數(shù)據(jù)脈沖(分組)而不是以給定的比特率(典型的64K比特/秒)為連續(xù)的語音或數(shù)據(jù)流提供電路交換管道而區(qū)別于傳統(tǒng)的電話網(wǎng)。
因此電信當前的趨勢是使用IP網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施來替換語音交換網(wǎng)的獨立的基礎(chǔ)設(shè)施。IP網(wǎng)可以被用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的中繼用于提供語音交換機之間的連接性。其還可以被用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電話線來提供從電話或合并電話功能其他設(shè)備(例如個人計算機)到語音交換機的接入，這樣的設(shè)備被總稱為IP電話。這樣的結(jié)果是語音被作為數(shù)據(jù)分組代替連續(xù)的比特流通過IP網(wǎng)發(fā)送。
許多已有的網(wǎng)絡(luò)與運行令人滿意的語音交換機一起操作。語音交換機除了語音通路的實際交換之外執(zhí)行許多功能。這些額外的功能包括呼叫建立(包括地址解析和選路)、呼叫拆線、如在呼叫建立期間的呼叫轉(zhuǎn)送以及已建立呼叫期間的呼叫轉(zhuǎn)移、用于記帳目的的呼叫詳細記錄、以及通過特定應(yīng)用的呼叫的第三方控制等特性。因此語音交換機沒有被數(shù)據(jù)路由器直接替代。因此優(yōu)選地不替換語音交換機，因為這將需要在替換這個功能的新設(shè)備上相當大的投資。
語音交換機可以繼續(xù)支持IP基礎(chǔ)設(shè)施不支持和/或不能直接與IP基礎(chǔ)設(shè)施接口的傳統(tǒng)的電話和中繼。這些電話和中繼，這里總稱為傳統(tǒng)電話，可以被涉及到在IP網(wǎng)上擴展到另一個語音交換機和/或在IP電話上發(fā)起或終止的呼叫中。
語音交換機與其他語音交換機和電話交換信令信息(信令消息)以便實現(xiàn)上述功能。
語音交換機需要被配備網(wǎng)關(guān)來在IP網(wǎng)上傳輸?shù)姆纸M化的語音和由語音交換機交換的連續(xù)的比特流語音之間轉(zhuǎn)換。當IP網(wǎng)被用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的中繼時，網(wǎng)關(guān)將IP網(wǎng)從語音交換機中隱藏并且作為傳統(tǒng)中繼呈現(xiàn)給語音交換機。當IP網(wǎng)被用于代替分機線時，網(wǎng)關(guān)將IP網(wǎng)從語音交換機中隱藏并且作為傳統(tǒng)的分機線呈現(xiàn)給語音交換機。這樣語音交換機除了增加網(wǎng)關(guān)設(shè)備之外不需要改變。網(wǎng)關(guān)可以物理地獨立于其語音交換機或者被集成進如其語音交換機的相同的物理單元，但是在任何一種情況下其邏輯上獨立于語音交換機。
IP電話還需要在被IP網(wǎng)傳送的分組語音數(shù)據(jù)和需要與電話中的音頻輸入/輸出設(shè)備接口的連續(xù)比特流語音數(shù)據(jù)之間轉(zhuǎn)換的功能。這個功能可以被認為由類似于作為對語音交換機增加的上述網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)關(guān)提供。因此兩個IP電話之間的呼叫可以被認為通過了發(fā)起IP電話處的網(wǎng)關(guān)、在沿著呼叫通路的每個語音交換機處的一對網(wǎng)關(guān)、以及在終止IP電話處的網(wǎng)關(guān)。這在用于IP網(wǎng)100上的兩個IP電話10、20之間的呼叫的

圖1中被說明。呼叫通過三個語音交換機30、40、50。在這個例子中，呼叫通過8個網(wǎng)關(guān)61到68。
圖2通過顯示由語音交換機30服務(wù)的傳統(tǒng)電話70和由語音交換機50服務(wù)的傳統(tǒng)電話80來擴展了圖1。傳統(tǒng)電話70和傳統(tǒng)電話80之間的呼叫通過網(wǎng)關(guān)63-66。IP電話10和傳統(tǒng)電話80之間的呼叫將通過網(wǎng)關(guān)61-66。傳統(tǒng)電話70和IP電話20之間的呼叫將通過網(wǎng)關(guān)63-68。
語音交換機可以是電話交換機，如PABX，公共或?qū)Ｓ媒粨Q機。
這些例子顯示呼叫可以有整數(shù)的IP段，每段在每一端有網(wǎng)關(guān)，并且因此呼叫將通過偶數(shù)個網(wǎng)關(guān)。關(guān)于呼叫建立的方向，IP段的網(wǎng)關(guān)上行比特流可以被稱為入口網(wǎng)關(guān)并且IP段的網(wǎng)關(guān)下行比特流可以被稱為出口網(wǎng)關(guān)。沿呼叫路徑的第一個和最后一個網(wǎng)關(guān)(也就是第一個入口網(wǎng)關(guān)和最后一個出口網(wǎng)關(guān))可以被稱為末端網(wǎng)關(guān)并且沿呼叫路徑的任何其他網(wǎng)關(guān)可以被稱為中間網(wǎng)關(guān)。
兩個語音交換機之間的IP網(wǎng)鏈路可以在團體的IP網(wǎng)或公共IP網(wǎng)上。
IP網(wǎng)還可被用于替換商業(yè)或家庭環(huán)境中到桌面或到家里的各個分機線。
IP電話10、20有內(nèi)置的IP網(wǎng)關(guān)。其看上去象普通的電話機，或者其可以是配備有合適的軟件、麥克風(fēng)和揚聲器(或電話聽筒)的如PC或工作站的計算機。
當IP協(xié)議(IP)上的語音功能被加入語音交換機的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中時，IP網(wǎng)通常被用于代替語音交換機之間的各個中繼以及代替電話和其服務(wù)語音交換機之間的電話線。結(jié)果，通過這樣的網(wǎng)絡(luò)的呼叫通常通過一系列IP跳。這些跳可以在IP電話10、20和語音交換機30、40、50之間或者在語音交換機之間。在每一跳，分組和去分組被執(zhí)行，因此與原始比特流(典型的64K比特/秒)相同的比特流可以被提供給接收語音交換機或IP電話或者由其發(fā)送。
網(wǎng)關(guān)62-67自己應(yīng)該合適于安裝在已有的語音交換機上，而不對語音交換機本身進行修改。這些可以被作為插件模塊出售。語音交換機30、20、50看到從附加到每個語音交換機上的IP網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換來或者轉(zhuǎn)換到其中的傳統(tǒng)的固定比特率電路(例如64K比特/秒)。
網(wǎng)關(guān)負責分別發(fā)送和接收去往和來自IP網(wǎng)的信令信息和語音信息。語音信息的分組必然引入延遲同時足夠的比特被接收以便形成傳統(tǒng)大小的分組。分組越短，延遲越短，但是太短的分組因需要在每個分組中包含固定長度的頭信息可導(dǎo)致IP網(wǎng)上過度的帶寬使用。語音數(shù)據(jù)的典型的分組將表示大約20毫秒到30毫秒的語音，并且將導(dǎo)致相應(yīng)的延遲。這樣的延遲的引入如參與會話的用戶所覺察的對語音質(zhì)量有影響。分組化步驟越多，延遲越大并且所覺察的語音質(zhì)量上的影響越大。作為一般指導(dǎo)，涉及利用合理的分組大小的超過兩個分組化階段的方案可以被認為是不可接受的。而且，如果語音壓縮被用于減少IP網(wǎng)中的帶寬利用，則與壓縮合并的分組化的每個階段引入了一定量的失真，并且想要將其保持到最小。
為了語音質(zhì)量，希望在末端網(wǎng)關(guān)之間直接發(fā)送語音分組，繞過任何中間網(wǎng)關(guān)。
上述缺點不應(yīng)用于信令數(shù)據(jù)，其可以毫無困難地通過中間網(wǎng)關(guān)并且通過相關(guān)的語音交換機。這意味著如在當前系統(tǒng)中，語音交換機可以參與呼叫建立(包括地址解析和選路)并且提供對在任何未來的系統(tǒng)中保留有用的許多有用的特性。例子包括呼叫換向、呼叫轉(zhuǎn)發(fā)、呼叫轉(zhuǎn)移、到基于計算機的業(yè)務(wù)的鏈路，如呼叫中心。而且，語音呼叫可以被建立以便能夠啟用或者禁止某些類型的功能。例如，對于某些用戶，國際呼叫可以被允許或禁止?？梢垣@得用于記帳目的的呼叫詳細以及通過特定應(yīng)用的呼叫的第三方控制。即使當IP網(wǎng)被用于傳輸語音數(shù)據(jù)時，所有這些功能也是必須的。所有這些功能依賴于通過語音交換機的信令信息。
本發(fā)明目標在于在保留已有的語音交換機的同時，減輕使用IP網(wǎng)和網(wǎng)關(guān)來代替語音交換網(wǎng)中傳統(tǒng)的中繼和傳統(tǒng)的分機線的上述缺點。根據(jù)本發(fā)明，并且為了語音質(zhì)量，提供了在末端網(wǎng)關(guān)之間直接發(fā)送語音分組，繞過任何中間網(wǎng)關(guān)的方法和設(shè)備。
大體上，本發(fā)明涉及用于在交換機(語音交換機)中建立電路交換的分組化的數(shù)據(jù)信令消息以便建立所需的鏈路，其被實現(xiàn)為語音交換機中的電路交換類型比特流，但是被轉(zhuǎn)換為去往/來自IP類型網(wǎng)上在語音交換機和電話之間發(fā)送的數(shù)據(jù)分組。本發(fā)明還涉及語音數(shù)據(jù)流，其被優(yōu)選地在末端網(wǎng)關(guān)之間直接發(fā)送，但是被通過語音交換機發(fā)送。
本發(fā)明解決了為語音傳輸目的用單一跳替換一系列IP跳的問題，以便避免因重復(fù)的分組/去分組序列和如壓縮/解壓縮的相關(guān)功能的端到端語音質(zhì)量的下降。
本發(fā)明通過為語音數(shù)據(jù)提供單一IP跳實現(xiàn)了其優(yōu)點，但是利用語音交換機通過多跳發(fā)送控制信號，以便利用語音交換機提供的功能范圍。然后語音數(shù)據(jù)將不在已有語音網(wǎng)上傳播，而是，語音數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳播并且將不通過中間語音交換機。
因此本發(fā)明提供了一種信令方法來指示電話網(wǎng)中的末端入口網(wǎng)關(guān)，所述電話網(wǎng)包含多個語音交換機，每個通過各自的網(wǎng)關(guān)鏈接到分組交換的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。該方法在分組網(wǎng)入口網(wǎng)關(guān)中，包括步驟(1)接收要被發(fā)送的前向信令消息；(2)檢查用于末端入口網(wǎng)關(guān)的分組；(3)響應(yīng)沒有找到這樣的指示，插入這樣的指示；(4)代替(3)，響應(yīng)找到這樣的指示，保留該指示；(5)向呼叫目的地發(fā)送結(jié)果的信令消息。
在本發(fā)明的某些實施方案中，該方法包括在入口網(wǎng)關(guān)中生成轉(zhuǎn)發(fā)信令消息的步驟；并且通過至少一個另一個網(wǎng)關(guān)發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)信令消息。然后每個入口網(wǎng)關(guān)執(zhí)行上述步驟。在這樣的實施方案中，在轉(zhuǎn)發(fā)信令消息中插入指示的網(wǎng)關(guān)識別自己作為末端入口網(wǎng)關(guān)。
本發(fā)明還提供一種信令方法來指示包含由各個網(wǎng)關(guān)鏈接到分組交換數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的多個語音交換機的電話網(wǎng)中的末端出口網(wǎng)關(guān)。該方法在分組網(wǎng)出口網(wǎng)關(guān)中，包括步驟(1)接收要被發(fā)送的后向信令消息；(2)檢查用于末端出口網(wǎng)關(guān)指示的分組；(3)響應(yīng)沒有找到這樣的指示，插入這樣的指示；(4)代替(3)，響應(yīng)找到指示，保留該指示；以及(5)向呼叫發(fā)起發(fā)送結(jié)果信令消息。
這個方法的某些實施方案，包括在末端出口網(wǎng)關(guān)中生成反向信令消息的步驟；并且通過至少一個另一個出口網(wǎng)關(guān)發(fā)送反向信令消息。每個出口網(wǎng)關(guān)執(zhí)行上述步驟。在這樣的實施方案中，在反向信令消息中插入符號的網(wǎng)關(guān)將自己識別為末端出口網(wǎng)關(guān)。
在本發(fā)明的任何一種方法中，每個插入指示表示將其插入的網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)地址。在這種情況下，末端出口網(wǎng)關(guān)檢查從末端入口網(wǎng)關(guān)接收的指示以便得到末端入口網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)地址；并且末端入口和出口網(wǎng)關(guān)可建立在分組交換網(wǎng)上它們之間的直接通信用于信令。在這樣的方法中，末端入口網(wǎng)關(guān)檢查從末端出口網(wǎng)關(guān)接收的指示來得到末端出口網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)地址。末端入口和出口網(wǎng)關(guān)可建立在分組交換網(wǎng)上它們之間的直接通信用于信令。
信令用于為建立語音數(shù)據(jù)分組的直接通信而交換參數(shù)。
信令數(shù)據(jù)可以由中間的入口和出口網(wǎng)關(guān)通過鏈接到分組交換網(wǎng)的語音交換機在末端入口和出口網(wǎng)關(guān)之間通信。
指示可以利用在語音交換機使用的信令協(xié)議中提供的隧道機制被插入到前向和/或反向信令消息中。然后如果合適，則信令消息被網(wǎng)關(guān)接收、檢查和修改，然后其將分組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)比特流提供給相關(guān)的語音交換機。然后相關(guān)的語音交換機在不檢查隧道的符號的情況下，在比特流上執(zhí)行任何所需的交換或其他功能，并且向另一個相關(guān)的網(wǎng)關(guān)提供數(shù)據(jù)的比特流。然后另一個相關(guān)的網(wǎng)關(guān)將比特流轉(zhuǎn)換回分組數(shù)據(jù)，檢查該分組數(shù)據(jù)并且如果合適的話在分組交換網(wǎng)上將該分組數(shù)據(jù)發(fā)送到下一個網(wǎng)關(guān)之前修改它。
在本發(fā)明的任何一種方法中，末端入口和出口網(wǎng)關(guān)通過在與前向和反向信令消息一起發(fā)送的隧道數(shù)據(jù)中包括合適的數(shù)據(jù)來在它們之間交換數(shù)據(jù)以便管理某些操作參數(shù)的設(shè)置。另外的信令消息可以被末端入口和出口網(wǎng)關(guān)交換以便進一步傳送隧道數(shù)據(jù)。所述參數(shù)從通過語音交換機發(fā)送的信令消息中被省略。
本發(fā)明還提供一種在包含多個語音交換機，每個被各自的網(wǎng)關(guān)連接到分組交換數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的電話系統(tǒng)上發(fā)送電話會話的方法。該方法包括步驟通過主叫方和被叫方之間的網(wǎng)關(guān)和語音交換機，為分組交換鏈路上的語音數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)建立第一個呼叫通路；在分組交換網(wǎng)上作為從主叫方發(fā)出的呼叫通路上第一個遇到的網(wǎng)關(guān)的末端入口網(wǎng)關(guān)和作為在到達被叫方之前在呼叫通路上遇到的最后一個網(wǎng)關(guān)的末端出口網(wǎng)關(guān)之間直接建立第二個呼叫通路；在第二個呼叫通路上從末端入口網(wǎng)關(guān)向末端出口網(wǎng)關(guān)發(fā)送語音數(shù)據(jù)；并且在第一個數(shù)據(jù)通路上發(fā)送控制數(shù)據(jù)。
第一個呼叫通路優(yōu)選地已經(jīng)被保留來在第二個呼叫路徑不可用或者不想要的情況下發(fā)送語音數(shù)據(jù)。
一旦第二個呼叫通路被建立，則末端網(wǎng)關(guān)可在第一個呼叫通路上向其他網(wǎng)關(guān)發(fā)送無聲抑制命令，并且在第一個呼叫通路上停止語音數(shù)據(jù)的發(fā)送。其他網(wǎng)關(guān)可通過其各自相關(guān)的語音交換機供給表示無聲的連續(xù)的比特流。
與附圖一起，參考僅作為例子給出的本發(fā)明的某些實施方案的下列描述，本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點將變得顯而易見，其中圖1說明利用電話和語音交換機之間的IP網(wǎng)通信的傳統(tǒng)的電話系統(tǒng)；圖2說明外加了鏈接到語音交換機的傳統(tǒng)的電話，與圖1中所示的類似的傳統(tǒng)的電話系統(tǒng)；圖3說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的電話系統(tǒng)；以及圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的某些實施方案的特性在兩個語音交換機之間或者電話和語音交換機之間的信令消息的典型的格式。
本發(fā)明涉及語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)的融合兩個網(wǎng)絡(luò)目前都存在。在本發(fā)明的方法和設(shè)備中，控制操作保留在仍將使用的已有的語音交換機中。
因此本發(fā)明遵循對網(wǎng)絡(luò)發(fā)展演進的方法，保留已有網(wǎng)絡(luò)最有用的特性。替代的方法，即丟棄所有已有的設(shè)備并且從零開始建造新的網(wǎng)絡(luò)，對于大多數(shù)運營商來打算太昂貴并且風(fēng)險太大。
圖3說明IP電話10和傳統(tǒng)電話80之間的一個呼叫(根據(jù)圖2中方案的編號)。雖然信令90通過網(wǎng)關(guān)61-66，語音數(shù)據(jù)95直接在網(wǎng)關(guān)61和網(wǎng)關(guān)66之間通過。
為通過兩個網(wǎng)關(guān)之間的IP網(wǎng)建立分組化的語音傳輸，這兩個網(wǎng)關(guān)之間需要信令用于如下目的交換IP地址和UDP端口號；對使用的語音編碼標準達成協(xié)議(例如，未壓縮、各種類型的壓縮)；以及對其他屬性達成協(xié)議，如使用無聲抑制技術(shù)來避免在無聲期間浪費IP網(wǎng)中的帶寬。這除了涉及語音交換機的信令之外。
本發(fā)明的第一組實施方案提供了識別末端網(wǎng)關(guān)的方法。
每個末端網(wǎng)關(guān)需要IP地址使其能夠在IP網(wǎng)上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。雖然本發(fā)明的一個目的是確保只有末端網(wǎng)關(guān)被涉及到IP語音數(shù)據(jù)傳送中，但是實際上，每個網(wǎng)關(guān)有一個IP地址。如果分組化的語音要被直接在末端網(wǎng)關(guān)之間傳輸，則末端網(wǎng)關(guān)首先需要知道它們確實是涉及的呼叫的末端網(wǎng)關(guān)。然后末端網(wǎng)關(guān)為在它們之間直接建立分組化的語音數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康膮⑴c網(wǎng)關(guān)間信令。中間網(wǎng)關(guān)需要知道它們不是涉及的呼叫的末端網(wǎng)關(guān)，并且不需要它們參與這個信令。
因為涉及IP電話的呼叫總是，必須在該電話處開始或結(jié)束，所以IP電話中的網(wǎng)關(guān)總是末端網(wǎng)關(guān)。附加到語音交換機上的網(wǎng)關(guān)可以是末端網(wǎng)關(guān)或者中間網(wǎng)關(guān)。當呼叫被連接到本地語音交換機處的傳統(tǒng)電話(例如圖3中的電話80)上時，語音交換機上的網(wǎng)關(guān)將是末端網(wǎng)關(guān)。因為在不改變語音交換機的情況下被加入語音交換機，所以需要一個裝置，從而網(wǎng)關(guān)可以在沒有語音交換機幫助的情況下發(fā)現(xiàn)其是否是末端網(wǎng)關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，使用隧道功能。隧道功能存在于對于語音交換機之間或語音交換機和電話之間可用的大多數(shù)信令協(xié)議中。隧道機制通過將數(shù)據(jù)封裝在“信封”里，其通過語音交換機并且沒有任何改變地被發(fā)送，使得信息被用信令傳輸。語音交換機識別信封被發(fā)送，但是不看其內(nèi)容。對于兩個或多個不同的信令協(xié)議通用的隧道機制有額外的優(yōu)點，即信息可以順序地穿過不同的信令協(xié)議，不需要在兩個信令協(xié)議之間的邊界處的語音交換機理解和在信封的內(nèi)容上操作。
隧道機制的一個例子是信令協(xié)議的附加的擴展，以便包括不是協(xié)議標準的一部分的制造商特定的或網(wǎng)絡(luò)特定。另一個例子是在如DSS1和DSS7的協(xié)議中存在的用戶到用戶的信令功能。
通過選擇在語音網(wǎng)絡(luò)中使用的信令協(xié)議或協(xié)議組中存在的隧道機制，與網(wǎng)關(guān)相關(guān)的信息可以被隧道傳輸通過語音交換機。
根據(jù)本發(fā)明的特定實施方案，圖4中顯示了用于呼叫建立請求的典型的信令消息的結(jié)構(gòu)。隧道的數(shù)據(jù)被定義在信令協(xié)議中，其不需要不識別傳遞到下一個交換機的隧道信息的交換機被改變。
如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的特定實施方案的呼叫建立請求信令消息，包括下列元素，按順序為101 消息類型指示符
102 目的地電話號碼標記103 目的地電話號碼104 源電話號碼標記105 源電話號碼106 換向信息的標記107 換向信息108 呼叫類型的標記109 呼叫類型110 隧道/封裝信息的標記111 隧道/封裝信息隧道/封裝信息的標記的格式應(yīng)該被標準化以便與來自不同制造商的語音交換機操作。
根據(jù)本發(fā)明的特定實施方案，當建立呼叫時，例如從電話10到電話80，典型的信令協(xié)議在前向方向上(從發(fā)起電話10到目的地電話80)使用初始呼叫建立請求消息，其被每個語音交換機30、40、50發(fā)送直到到達目的地電話80。這也建立的一個通路，沿著該通路代表該呼叫的進一步的信令可以發(fā)生。每個語音交換機帶有目的地號碼并且計算出下一跳所需的路由，也就是中繼或分機線。如果是IP中繼，則入口網(wǎng)關(guān)將得到該IP跳的出口網(wǎng)關(guān)的IP地址。當目的地電話已經(jīng)被到達，在反向方向上端到端的消息被發(fā)送以便指示電話的狀態(tài)(例如，警告用戶)。在每個方向上的這些第一個以及后續(xù)端到端的消息可被用于傳送網(wǎng)關(guān)之間的隧道信息以便使得每個網(wǎng)關(guān)確定其功能，也就是，在這個例子中其是如61、66的末端網(wǎng)關(guān)還是如62-65的任何一個的中間網(wǎng)關(guān)。
當入口網(wǎng)關(guān)(例如61，63，65)接收到呼叫的第一個前向信令消息時，其檢查該消息來看看其是否包含另一個網(wǎng)關(guān)(例如61)是第一個入口網(wǎng)關(guān)的隧道指示。如果是這樣，(例如63、65)，則其對于該呼叫作為中間網(wǎng)關(guān)。如果不是這樣，(例如61)，則其對于該呼叫作為末端網(wǎng)關(guān)并且在發(fā)送到下一個網(wǎng)關(guān)之前在信令消息中插入該呼叫已經(jīng)通過入口網(wǎng)關(guān)的指示，因此確保后續(xù)的入口網(wǎng)關(guān)63，65作為中間網(wǎng)關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的特定實施方案，當出口網(wǎng)關(guān)(62，64，66)接收到呼叫的第一個后向信令消息時，其檢查該消息來看看其是否包含另一個網(wǎng)關(guān)(66)是第一個出口網(wǎng)關(guān)的隧道指示。如果是這樣，則其(62，64)作為該呼叫的中間網(wǎng)關(guān)。如果不是這樣(66)，則其作為該呼叫的末端網(wǎng)關(guān)并且在發(fā)送到下一個網(wǎng)關(guān)之前在信令消息中插入該呼叫已經(jīng)通過出口網(wǎng)關(guān)的指示，因此確保后續(xù)的出口網(wǎng)關(guān)(64，66)作為中間網(wǎng)關(guān)。
因此每個網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)其是末端網(wǎng)關(guān)或是中間網(wǎng)關(guān)。
本發(fā)明的第二組實施方案涉及一種用于傳送在兩個末端網(wǎng)關(guān)之間建立分組化的語音傳輸所需的信令信息的裝置。本發(fā)明的第二個方面優(yōu)選地被與第一個方面一起使用。因為網(wǎng)關(guān)在不改變語音交換機的情況下被加入語音交換機中，所以網(wǎng)關(guān)必須在沒有語音交換機幫助的情況下滿足信令信息在末端網(wǎng)關(guān)之間被傳遞的需要。
IP是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。下一個更高協(xié)議層是傳輸層，其得到端點(網(wǎng)關(guān))之間的端到端的信息。IP被路由器檢查，而傳輸協(xié)議不被檢查。最簡單的傳輸協(xié)議是UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)，其被用于傳輸語音數(shù)據(jù)。由這個傳輸協(xié)議增加的特定值是其還包含源和目的地端口地址。
每個網(wǎng)關(guān)有一個IP地址，但是有許多端口號。對于給定呼叫從發(fā)送網(wǎng)關(guān)到接收網(wǎng)關(guān)的語音數(shù)據(jù)通過具有在發(fā)送網(wǎng)關(guān)處的唯一端口地址和在接收網(wǎng)關(guān)處的唯一端口地址來區(qū)別于與其他呼叫相關(guān)的語音數(shù)據(jù)。每個數(shù)據(jù)分組的UDP頭包含源和目的地端口地址。
在源網(wǎng)關(guān)可以向目的地網(wǎng)關(guān)發(fā)送為特定呼叫傳送語音數(shù)據(jù)的UDP分組之前，其需要知道目的地網(wǎng)關(guān)的IP地址、由目的地網(wǎng)關(guān)為該特定呼叫分配的UDP端口號、使用的語音編碼的類型(例如未壓縮、各種類型的壓縮)以及其他屬性(例如，是否使用無聲抑制)。這個信息量可能正好超過每個信令消息中隧道信息時隙的最大數(shù)據(jù)發(fā)送能力，或者導(dǎo)致信令消息的整體長度超過涉及的信令協(xié)議允許的最大值。數(shù)據(jù)發(fā)送會因交換機等之間的許多跳而變慢。將隧道信息分段因此其在不止一個信令消息中被傳送可以解決容量的問題但是仍會進一步減慢行動。
根據(jù)本發(fā)明的這第二組實施方案，只有第一個入口網(wǎng)關(guān)(61)的IP地址被在第一個前向信令消息中與末端網(wǎng)關(guān)指示一起被隧道傳輸。接收第一個前向消息中的末端網(wǎng)關(guān)指示和IP地址的每個出口網(wǎng)關(guān)(62，64，66)在其本地存儲器中保存IP地址。如果任何出口網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)其是中間網(wǎng)關(guān)，則其丟棄保存的IP地址。如果任何出口網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)其是最后一個出口網(wǎng)關(guān)(66)(也就是末端網(wǎng)關(guān))，則其使用第一個入口網(wǎng)關(guān)的保存的IP地址建立通過IP網(wǎng)與第一個入口網(wǎng)關(guān)(也就是對等末端網(wǎng)關(guān))(61)的直接通信95。然后對等末端網(wǎng)關(guān)61、66之間的直接通信95可被用于交換建立分組化的語音傳輸所需的所有其他信息。
第一個反向信令消息可包含最后一個出口網(wǎng)關(guān)的IP地址，雖然這對于允許直接通信發(fā)生是不必要的，因為一旦第一個前向信令消息已經(jīng)被接收，最后的出口網(wǎng)關(guān)就可以直接尋址第一個入口網(wǎng)關(guān)。
本發(fā)明的第三組實施方案涉及在末端網(wǎng)關(guān)之間直接交換去往和來自分組化的語音傳輸?shù)难b置。直到呼叫建立到達某個階段，這樣的傳輸才能被實現(xiàn)。首先，呼叫類似于傳統(tǒng)的電路交換系統(tǒng)通過一系列語音交換機30、40、50被逐步建立。這些交換機的任何一個可以向呼叫者10反向發(fā)送帶內(nèi)(可聽)信息。特別的，最后的交換機50在發(fā)信號階段一般向呼叫者10發(fā)送回振鈴音。而且，目的地電話80的識別因在諸如沒有應(yīng)答時轉(zhuǎn)送的特性可在發(fā)信號階段改變。因這個原因，想要在呼叫建立期間盡可能早地在主叫IP電話10和第一個語音交換機30之間以及在每個語音交換機30、40、50(逐鏈路分組化的語音傳輸90)之間適當?shù)姆纸M化的語音傳輸并且僅在該呼叫被應(yīng)答之后用端到端的分組化語音傳輸95來替換。在應(yīng)答之前的時間里逐鏈路分組化的語音傳輸90的額外的延遲和失真一般可以被容忍。
在呼叫期間可能需要恢復(fù)逐鏈路分組化的語音傳輸90。典型的情況是各方之一利用其服務(wù)語音交換機的功能使呼叫保持。該語音交換機向另一(保持)方發(fā)送帶內(nèi)指示(例如音樂)。在這種情況下，逐鏈路分組化的語音傳輸?shù)念~外的延遲和失真一般可以忍受。另一種情況是三方或更多方利用語音交換機之一處的會議橋接器被連接在一起，或者需要在端點之間交換，例如在呼叫轉(zhuǎn)移、組拾波、查詢呼叫的情況下。在這種情況下，逐鏈路分組化的語音傳輸90應(yīng)該被看做中間步驟，盡量實際地快地由包含會議橋接器的語音交換機和對每一方最近的網(wǎng)關(guān)之間的端到端分組化語音傳輸95替換。
交換回逐鏈路分組化的語音傳輸90將涉及在涉及的每個鏈路90上建立分組化的語音傳輸?shù)男帕钪芷?。這在語音傳輸被重新建立之前會導(dǎo)致顯著的延遲，導(dǎo)致新會話開始或記錄的談話的丟失。替代的，逐鏈路分組化的語音傳輸90可以與端到端的分組化語音傳輸95并行地保留，但是這將使用IP網(wǎng)中額外的帶寬。
根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，通常被用于IP實現(xiàn)上的語音的無聲抑制功能被用于在不需要IP網(wǎng)中很大額外的帶寬的情況下保持與端到端的分組化語音傳輸并列的逐鏈路分組化的語音傳輸。無聲抑制方法涉及用于檢測語音活動是否存在的裝置的使用，被耦合到用于在沒有檢測到語音活動期間用更少的發(fā)送信息替換規(guī)則語音分組傳輸?shù)难b置上。例如，在沒有活動的檢測的周期開始時，單一的數(shù)據(jù)分組可以被發(fā)送以便指示沒有語音活動并且提供可以在接收網(wǎng)關(guān)處被重復(fù)播放的語音模式以便表示使收聽方放心的背景噪聲。這消除了直到語音活動的重新開始被檢測時發(fā)送更多分組的需要。這使得該呼叫在IP網(wǎng)上占用的帶寬方面有相當大的減少。
如果使用無聲抑制，則即使當并行地存在端到端的分組化語音傳輸95時，因與無聲抑制呼叫相關(guān)的帶寬方面顯著的減少，逐鏈路分組化的語音傳輸90可以被保留。每個末端網(wǎng)關(guān)61、66直接向?qū)Χ四┒司W(wǎng)關(guān)66、61發(fā)送分組化的語音數(shù)據(jù)并且還向最近的中間網(wǎng)關(guān)62、65發(fā)送表示沒有語音活動的信息。最近的中間網(wǎng)關(guān)生成表示無聲的連續(xù)的比特流用于通過其本地語音交換機發(fā)送，并且在該語音交換機的另一端的中間網(wǎng)關(guān)63、64檢測沒有語音活動并且向下一個網(wǎng)關(guān)發(fā)送表示沒有語音活動的無聲抑制信息。這個過程被重復(fù)直到到達對端末端網(wǎng)關(guān)，其中為有利于從另一個末端網(wǎng)關(guān)直接接收語音分組，從其最近的中間網(wǎng)關(guān)進入的語音分組被忽略。這樣，IP網(wǎng)中可以被忽略的帶寬被保留的、無聲抑制的，逐鏈路分組化的語音傳輸所占用。一有回復(fù)到逐鏈路分組化的語音傳輸90的需要，每個末端網(wǎng)關(guān)僅需要恢復(fù)正常語音分組的傳輸來代替無聲抑制信號。因為語音數(shù)據(jù)鏈路已經(jīng)被維持在活動狀態(tài)，所以中間語音交換機和其網(wǎng)關(guān)將立即能夠傳送該會話。
無聲抑制的使用在兩個網(wǎng)關(guān)之間通過信令，例如通過使用根據(jù)本發(fā)明的第二組實施方案的方法達成一致，同時在如使用的語音編碼器/解碼器的類型的其他參數(shù)上達成一致。通常無聲抑制的使用導(dǎo)致對語音質(zhì)量的一些損害，并且因此在某些網(wǎng)絡(luò)中的策略在通常情況下將不使用無聲抑制。在無聲抑制通常不被使用的地方，其仍可以被涉及到與端到端的分組化語音并行被保留的逐鏈路分組化的語音傳輸所調(diào)用。沿呼叫的通路90的單一信令消息為這個目的足夠?qū)o聲抑制打開或關(guān)閉。如果逐鏈路分組化的語音傳輸在端到端的分組化語音周期期間要被拆線，則這比重新建立跨過每個鏈路的分組化語音所需的信令快。而且，因為一旦無聲的結(jié)束被檢測到，語音傳輸就自動恢復(fù)，所以當端到端分組化的語音停止時，關(guān)閉無聲抑制的任何延遲將無關(guān)緊要。
在直接分組化的語音傳輸95和逐鏈路分組化的語音傳輸之間轉(zhuǎn)換時，發(fā)現(xiàn)必須提供某些交迭，以便阻止呼叫中的間隔。也就是，需要有段時間在兩個路由上并行發(fā)送語音數(shù)據(jù)，同時選路/交換發(fā)生。在這樣的情況下，在網(wǎng)關(guān)的一方需要一定的智能來確保在交換發(fā)生的同時該語音在兩個路由上被發(fā)送。
實際上，發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不必要提供交迭，但是這將依賴于能實現(xiàn)的信令速度。
權(quán)利要求
1.一種指示電話網(wǎng)中入口網(wǎng)關(guān)的信令方法，所述電話網(wǎng)包含每個由各自的網(wǎng)關(guān)鏈接到分組交換數(shù)據(jù)通信網(wǎng)上的多個語音交換機，所述方法在分組網(wǎng)入口網(wǎng)關(guān)中包括步驟(1)-接收要發(fā)送的前向信令消息；(2)-檢查該分組用于末端入口網(wǎng)關(guān)指示；(3)-響應(yīng)沒有找到這樣的指示，插入這樣的指示；(4)-代替(3)，響應(yīng)找到這樣的指示，保留該指示；(5)-向呼叫目的地發(fā)送結(jié)果的信令消息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括在入口網(wǎng)關(guān)中生成前向信令消息；以及通過至少另一個網(wǎng)關(guān)發(fā)送前向信令消息的步驟，其中每個入口網(wǎng)關(guān)執(zhí)行權(quán)利要求1的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中在前向信令消息中插入指示的網(wǎng)關(guān)將自己識別為末端入口網(wǎng)關(guān)。
4.一種指示電話網(wǎng)中出口網(wǎng)關(guān)的信令方法，所述電話網(wǎng)包含多個語音交換機，每個由各自的網(wǎng)關(guān)鏈接到分組交換數(shù)據(jù)通信網(wǎng)上，所述方法在分組網(wǎng)出口網(wǎng)關(guān)中包括步驟(1)-接收要發(fā)送的后向信令消息；(2)-檢查該分組用于末端出口網(wǎng)關(guān)指示；(3)-響應(yīng)沒有找到這樣的指示，插入這樣的指示；(4)-代替(3)，響應(yīng)找到這樣的指示，保留該指示；以及(5)-向呼叫發(fā)端發(fā)送結(jié)果的信令消息。
5.一種包括在末端出口網(wǎng)關(guān)中生成反向信令消息以及通過至少另一個出口網(wǎng)關(guān)發(fā)送反向信令消息的步驟的方法，其中每個出口網(wǎng)關(guān)執(zhí)行權(quán)利要求4的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中在反向信令消息中插入符號的網(wǎng)關(guān)將自己識別為末端出口網(wǎng)關(guān)。
7.根據(jù)前述任何一個權(quán)利要求的方法，其中每個插入的指示表示插入其的網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)地址。
8.一種包含根據(jù)權(quán)利要求7和權(quán)利要求3的方法的方法，其中末端出口網(wǎng)關(guān)檢查從末端入口網(wǎng)關(guān)接收的指示來得到末端入口網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)地址；并且末端入口和出口網(wǎng)關(guān)在分組交換網(wǎng)上建立它們之間的直接通信用于信令。
9.一種包含根據(jù)權(quán)利要求8的方法和根據(jù)從屬于權(quán)利要求6的權(quán)利要求7的方法的方法，其中末端入口網(wǎng)關(guān)檢查從末端出口網(wǎng)關(guān)接收的指示來得到末端出口網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)地址；并且末端入口和出口網(wǎng)關(guān)在分組交換網(wǎng)上建立它們之間的直接通信用于信令。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求9的方法，其中信令用于交換用于建立語音數(shù)據(jù)分組的直接通信的參數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10的任何一個的方法，其中信令數(shù)據(jù)被通過鏈接到分組交換網(wǎng)的語音交換機由中間入口和出口網(wǎng)關(guān)在末端入口和出口網(wǎng)關(guān)之間傳送。
12.根據(jù)前述任何一個權(quán)利要求的方法，其中指示被利用在語音交換機使用的信令協(xié)議中提供的隧道機制而插入前向和/或后向信令消息中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，信令消息被網(wǎng)關(guān)接收、檢查和如果合適則修改，然后所述網(wǎng)關(guān)將分組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)的比特流提供給相關(guān)的語音交換機，-相關(guān)的語音交換機在不檢查隧道符號的情況下，在比特流上執(zhí)行任何需要的交換或其他功能，并且向另一個相關(guān)網(wǎng)關(guān)提供數(shù)據(jù)的比特流，-另一個相關(guān)網(wǎng)關(guān)在分組交換網(wǎng)上將分組數(shù)據(jù)發(fā)送到下一個網(wǎng)關(guān)之前將比特流轉(zhuǎn)換回分組數(shù)據(jù)，檢查分組數(shù)據(jù)并且如果合適修改它。
14.根據(jù)前述任何一個權(quán)利要求的方法，其中末端入口和出口網(wǎng)關(guān)在它們之間交換數(shù)據(jù)以便通過在與前向和反向信令消息一起發(fā)送的隧道數(shù)據(jù)中包括合適的數(shù)據(jù)來管理特定操作參數(shù)的設(shè)置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中進一步的信令消息由末端入口和出口網(wǎng)關(guān)交換以便傳送進一步的隧道數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述參數(shù)不包括在通過語音交換機發(fā)送的信令消息中。
17.一種在電話系統(tǒng)上發(fā)送電話會話的方法，所述電話系統(tǒng)包含多個語音交換機，每個由各自的網(wǎng)關(guān)鏈接到分組交換數(shù)據(jù)通信網(wǎng)上，所述方法包括步驟通過主叫方和被叫方之間的網(wǎng)關(guān)和語音交換機為分組交換鏈路上的語音數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)建立第一個呼叫通路；在分組交換網(wǎng)上作為從主叫方發(fā)出的呼叫通路上第一個遇到的網(wǎng)關(guān)的末端入口網(wǎng)關(guān)和作為在到達被叫方之前在呼叫通路上遇到的最后一個網(wǎng)關(guān)的末端出口網(wǎng)關(guān)之間直接建立第二個呼叫通路；在第二個呼叫通路上從末端入口網(wǎng)關(guān)向末端出口網(wǎng)關(guān)發(fā)送語音數(shù)據(jù)；以及在第一個數(shù)據(jù)通路上發(fā)送控制數(shù)據(jù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中第一個呼叫通路被保留來準備在第二個呼叫路徑不可用或者是不想要的情況下發(fā)送語音數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中，當?shù)诙€呼叫通路被建立時，末端網(wǎng)關(guān)在第一個呼叫通路上向其他網(wǎng)關(guān)發(fā)送無聲抑制命令，并且在第一個呼叫通路上停止語音數(shù)據(jù)的發(fā)送。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中其他網(wǎng)關(guān)可通過其各自相關(guān)的語音交換機供給表示無聲的連續(xù)的比特流。
21.一種基本上如附圖中所描述和/或說明的方法。
全文摘要
當互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)上的語音功能被加入傳統(tǒng)的語音交換機網(wǎng)中時，IP網(wǎng)通常被用于替換語音交換機之間的各個中繼以及替換電話和其服務(wù)語音交換機之間的電話線。結(jié)果，通過升級的網(wǎng)絡(luò)的呼叫通常通過一系列IP跳。本發(fā)明解決了用單一跳替換一系列IP跳的問題，以便避免因重復(fù)的分組化/去分組化序列和如壓縮/解壓縮的相關(guān)功能造成的端到端的語音質(zhì)量的下降。
文檔編號H04M7/06GK1473424SQ0181831
公開日2004年2月4日 申請日期2001年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月30日
發(fā)明者J·R·埃爾維爾, J R 埃爾維爾, D·麥克內(nèi)利, 四誒 申請人:英國西門子公司