專利名稱：一種網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)絡(luò)電話(IP網(wǎng)絡(luò)電話)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一方面，一種網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)，由至少兩個(gè)以上的終端機(jī)和包含有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和查詢接口的名稱服務(wù)器組成，其中各終端機(jī)和名稱服務(wù)器均連接到國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)，且各終端機(jī)之間通過名稱服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)用特定的呼叫信令實(shí)現(xiàn)相互之間的互聯(lián)。
另一方面，一種網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)絡(luò)電話的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟
1)將上述各終端機(jī)連接到國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)上，并在國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)上設(shè)置與各終端機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的包含有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和查詢接口的名稱服務(wù)器；2)將需要進(jìn)行通話的雙方終端機(jī)在名稱服務(wù)器上交換協(xié)議地址和端口號(hào)；3)雙方進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通話，通話結(jié)束后雙方可選擇與名稱服務(wù)器保持連接或斷開。
本發(fā)明由于巧妙地將IP電話網(wǎng)關(guān)集成到電話或計(jì)算機(jī)等終端機(jī)，不需要專門的電話網(wǎng)關(guān)設(shè)備，通過設(shè)置的名稱服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)用特定的呼叫信令實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)電話間的互聯(lián)，能滿足窄帶和寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸要求。同時(shí)本系統(tǒng)用戶即可通過終端話機(jī)撥打普通電話，又可撥打IP電話，可實(shí)現(xiàn)電話—電話、電話—計(jì)算機(jī)之間的通話，并有一定的實(shí)時(shí)性保證。在網(wǎng)絡(luò)上只需要一臺(tái)只用于用戶端交換IP地址和端口的登錄名稱服務(wù)器，不需要專門的運(yùn)營(yíng)商，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)用低，無需專門的維護(hù)，用戶只需要網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用，不會(huì)繳納因維護(hù)過多的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備而產(chǎn)生的服務(wù)費(fèi)。
圖8是本發(fā)明實(shí)施方案3的呼叫方信令流程圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施方案3的接收方信令流程圖。
下面舉例說明本發(fā)明的基本組成及工作過程本實(shí)施例中，如

圖1所示，用戶端電話機(jī)11和21經(jīng)程控電話交換機(jī)01PSTN連接到各自的本地國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)(Internet)服務(wù)提供者(ISP)12和22，通過本地ISP的服務(wù)建立網(wǎng)絡(luò)連接。02表示Internet廣域網(wǎng)。31是完成用戶端通過名稱查詢IP地址和端口的名稱服務(wù)器，有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和查詢接口。41是具有真實(shí)IP地址的計(jì)算機(jī)，42是具有真實(shí)IP地址的電話機(jī)。52和53是通過網(wǎng)關(guān)51連接到廣域網(wǎng)上的局域網(wǎng)內(nèi)部電話和計(jì)算機(jī)。同時(shí)在終端電話機(jī)的使用中考慮到普通電話和IP電話兼容問題，即在呼叫信令上識(shí)別普通電話和IP電話呼叫，并通過多路轉(zhuǎn)換開關(guān)電路將話筒即收信號(hào)源和揚(yáng)聲器的發(fā)送信號(hào)源在兩種不同工作方式間切換。普通電話通過集成電話模擬線路處理，IP電話則通過AD/DA(模數(shù)/數(shù)模)轉(zhuǎn)換電路操作。轉(zhuǎn)換開關(guān)電路由中央處理器的控制調(diào)度中心進(jìn)行控制。中央處理器包括低速率語(yǔ)音壓縮編解碼模塊、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧模塊、控制調(diào)度中心組成。芯片采用單DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)或者DSP和MCU(單片機(jī))協(xié)同工作方式。PCM(脈沖編碼調(diào)制)編解碼模塊是將話筒的信號(hào)經(jīng)模擬采樣、模數(shù)轉(zhuǎn)換編碼成A-律或μ-律PCM串行64kbps碼流傳到低速率語(yǔ)音壓縮編解碼模塊作壓縮處理。同時(shí)將低速率語(yǔ)音壓縮編解碼模塊送出的音頻64kbps PCM碼流進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，經(jīng)內(nèi)部的揚(yáng)聲器啟動(dòng)電路播放話音。低速率語(yǔ)音編碼采用MELP(混合激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼)2.4kbps高壓縮比算法，該算法在實(shí)際中有較好的MOS(平均評(píng)分)評(píng)價(jià)值。由于UDP是一種無連接協(xié)議，采用低比特率算法，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬，由用戶選擇同一數(shù)據(jù)包傳送多次的設(shè)置，使UDP數(shù)據(jù)包掉包的問題得到緩解，增強(qiáng)通話質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧包含的基本協(xié)議有PPP(點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議)、IP、TCP、UDP、RTP等等。PPP用于經(jīng)調(diào)制解調(diào)器與本地ISP連接的鏈路層協(xié)議，只在經(jīng)電話線上網(wǎng)時(shí)使用。在此基礎(chǔ)上還可以增加如POP3(郵局協(xié)議)、SMTP(簡(jiǎn)單郵件轉(zhuǎn)發(fā))等協(xié)議來收發(fā)電子郵件。在寬帶網(wǎng)絡(luò)上用網(wǎng)絡(luò)接口模塊，速率10/100Mbps。存儲(chǔ)模塊為存儲(chǔ)器組，存儲(chǔ)固化的程序、運(yùn)行中數(shù)據(jù)、本地網(wǎng)絡(luò)設(shè)置以及撥打電話聯(lián)系人的基本信息。聯(lián)系人的基本信息包括用戶名以及在PSTN上聯(lián)系人的電話號(hào)碼，與名稱服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中保持一致。鍵盤和LCD顯示根據(jù)需求增減內(nèi)容。撥打IP電話和普通電話由鍵盤上的選擇開關(guān)設(shè)置。
如圖3所示，一種網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)絡(luò)電話的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟1)將上述各終端機(jī)連接到國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)上，并在國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)上設(shè)置與各終端機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的包含有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和查詢接口的名稱服務(wù)器；2)將需要進(jìn)行通話的雙方終端機(jī)在名稱服務(wù)器上交換協(xié)議地址和端口號(hào)；3)雙方進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通話，通話結(jié)束后雙方可選擇與名稱服務(wù)器保持連接或斷開。
信令呼叫包括PSTN電話之間、PSTN電話和網(wǎng)絡(luò)電話(計(jì)算機(jī))以及網(wǎng)絡(luò)電話之間的呼叫過程。所有的呼叫基于用戶名、各終端的電話號(hào)碼和IP地址以及TCP/UDP(傳輸控制協(xié)議/用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)端口均為與用戶名聯(lián)系，隱含操作于名稱服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中。在電話或計(jì)算機(jī)中包含有被撥打用戶的基本信息。
下面舉例說明本發(fā)明所述IP網(wǎng)絡(luò)電話的信令過程
圖4和圖5表示了兩臺(tái)連接在本地電話程控交換機(jī)(PSTN)之間的程控電話之間的信令過程。程控電話11為主叫方，撥打程控電話21。開始程控電話11通過本地電話程控交換機(jī)PSTN呼叫程控電話21，21接到響鈴后摘機(jī)，回應(yīng)程控電話11特殊提示音。如果程控電話11收到回應(yīng)，立即發(fā)送應(yīng)答提示音。如果程控電話11在一定時(shí)間內(nèi)未收到程控電話21應(yīng)答或者程控電知21發(fā)送應(yīng)答后在一定時(shí)間內(nèi)未收到程控電話11的回應(yīng)，都視為普通電話通話。雙方確認(rèn)后，立即掛斷本地電話程控交換PSTN通話，分別撥打本地ISP上網(wǎng)。上網(wǎng)后雙方在名稱服務(wù)器31上登錄各自的IP地址、TCP/UDP端口等基本信息。雙方在名稱服務(wù)器31的數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢對(duì)方程控電話21的基本信息，查到結(jié)果后在名稱服務(wù)器31標(biāo)注通話開始。如果雙方查詢超時(shí)，視為連接失敗。在連接失敗和通話結(jié)束的情況下，各自在各稱服務(wù)器31注銷此次通話并掛斷與ISP的連接。此過程完成一次IP電話通話。名稱服務(wù)器31僅起到檢索作用，語(yǔ)音的IP包不通過名稱服務(wù)器31，由程控電話11和程控電話21直接互傳，所以名稱服務(wù)器31的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷很小。
圖6和圖7表示了程控交換電話11和局域網(wǎng)電話52之間的呼叫過程。程控交換電話11通過本地ISP上網(wǎng)，登錄到名稱服務(wù)器31，注冊(cè)IP地址、TCP/UDP端口等基本信息。局域網(wǎng)電話52始終連接網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)在名稱服務(wù)器31注冊(cè)IP地址和TCP/UDP端口等基本信息。程控電話11在名稱服務(wù)器31上檢索到局域網(wǎng)電話52的信息，開始以TCP包方式呼叫局域網(wǎng)電話52，局域網(wǎng)電話52不論是拒接和摘機(jī)都有TCP包返回給程控電話11。如果局域網(wǎng)電話52拒接，程控電話11則退出名稱服務(wù)器31登錄并掛機(jī)，如果局域網(wǎng)電話52摘機(jī)，則開始通過UDP包通話。局域網(wǎng)電話52在通話結(jié)束后不退出在名稱服務(wù)器31的登錄。
同時(shí)局域網(wǎng)電話52和局域網(wǎng)電話53的呼叫過程也和上述呼叫過程基本相同。局域網(wǎng)電話52和具有真實(shí)IP地址的計(jì)算機(jī)41、具有真實(shí)IP地址電話42的呼叫過程也和上述呼叫過程基本相同，只是具有真實(shí)IP地址的計(jì)算機(jī)41和具有真實(shí)IP地址電話42不需要端口映射，而局域網(wǎng)局域網(wǎng)電話52、53需要通過NAT協(xié)議進(jìn)行端口地址轉(zhuǎn)換。
圖8和圖9表示了局域網(wǎng)電話局域網(wǎng)電話52和具有真實(shí)IP地址電話42之間的呼叫過程。局域網(wǎng)電話52和具有真實(shí)IP地址電話42都保持在名稱服務(wù)器31上的登錄并注冊(cè)IP地址、TCP/UDP端口等基本信息。局域網(wǎng)電話52以TCP包方式呼叫具有真實(shí)IP地址電話42，具有真實(shí)IP地址電話42不論是拒接和摘機(jī)都有TCP包返回給局域網(wǎng)電話52。如果具有真實(shí)IP地址電話42拒接，則局域網(wǎng)電話52掛機(jī)，如果具有真實(shí)IP地址電話42摘機(jī)，局域網(wǎng)電話52和具有真實(shí)IP地址電話42間通過UDP包通話。完成后各自掛機(jī)，不退出名稱服務(wù)器31的登錄。
其中上述呼叫過程中所有的網(wǎng)絡(luò)呼叫通過TCP包傳輸，網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音通話建立在UDP基礎(chǔ)上的RTP(實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議)。RTP協(xié)議包是具有時(shí)間戳的UDP數(shù)據(jù)包。
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)，其特征在于由至少兩個(gè)以上的終端機(jī)和包含有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和查詢接口的名稱服務(wù)器組成，其中各終端機(jī)和名稱服務(wù)器均連接到國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)，且各終端機(jī)之間通過名稱服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)用特定的呼叫信令實(shí)現(xiàn)相互之間的互聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)，其特征在于上述終端機(jī)為可連接到國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)或其它音頻設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)，其特征在于上述終端機(jī)為可連接到國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)上的終端電話機(jī)，該終端電話機(jī)包括有麥克風(fēng)、喇叭、開關(guān)切換電路、集成電話模擬線路、調(diào)制解調(diào)模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、中央處理器、鍵盤、顯示屏、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，其中中央處理器包括脈沖調(diào)制編解碼電話、低速率語(yǔ)音壓縮編解碼電路、控制調(diào)度中心、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，其中麥克風(fēng)與喇叭分別與開關(guān)切換電路連接，集成電話模擬線路串接在開關(guān)切換電路與調(diào)制解調(diào)模塊之間，且其另一端口與電話線連接，調(diào)制解調(diào)模塊的另一端口與中央處理器的控制調(diào)度中心連接，網(wǎng)絡(luò)接口模塊串接在網(wǎng)絡(luò)線與中央處理器的控制調(diào)度中心之間，數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換電路串接在中央處理器的脈沖調(diào)制編解碼電路與開關(guān)切換電路之間，低速率語(yǔ)音壓縮解編碼電路串接在脈沖調(diào)制編解碼電路與控制調(diào)度中心之間，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧、開關(guān)切換電路、鍵盤、顯示屏、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元分別與控制調(diào)度中心相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)，其特征在于上述終端電話機(jī)利用其電話線接口通過本地電話程控交換機(jī)和本地國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)提供者與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)建立網(wǎng)絡(luò)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)，其特征在于上述終端電話機(jī)利用其網(wǎng)絡(luò)線接口直接與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)建立網(wǎng)絡(luò)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)，其特征在于上述終端電話機(jī)利用其網(wǎng)絡(luò)接口通過局域網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)建立網(wǎng)絡(luò)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)，其特征在于上述名稱服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有登錄用戶的IP地址、電話號(hào)碼、TCP/UDP端口信息、通話連接信息的基本用戶信息。
8.一種網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)絡(luò)電話的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括以下步驟1)將上述各終端機(jī)連接到國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)上，并在國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)上設(shè)置與各終端機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的包含有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和查詢接口的名稱服務(wù)器；2)將需要進(jìn)行通話的雙方終端機(jī)在名稱服務(wù)器上交換協(xié)議地址和端口號(hào)；3)雙方進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通話，通話結(jié)束后雙方可選擇與名稱服務(wù)器保持連接或斷開。
全文摘要
一種網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)，由至少兩個(gè)以上的終端機(jī)和包含有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和查詢接口的名稱服務(wù)器組成，其中各終端機(jī)和名稱服務(wù)器均連接到國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)，且各終端機(jī)之間通過名稱服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)用特定的呼叫信令實(shí)現(xiàn)相互之間的互聯(lián)。本發(fā)明由于巧妙地將IP電話網(wǎng)關(guān)集成到電話或計(jì)算機(jī)等終端機(jī)，不需要專門的電話網(wǎng)關(guān)設(shè)備，通過設(shè)置的名稱服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)用特定的呼叫信令實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)電話間的互聯(lián)，能滿足窄帶和寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸要求。并且本系統(tǒng)用戶既可通過終端話機(jī)撥打普通電話，又可撥打IP電話，可實(shí)現(xiàn)電話—電話、電話—計(jì)算機(jī)之間的通話，并有一定的實(shí)時(shí)性保證。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1409548SQ0213463
公開日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2002年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月2日
發(fā)明者曹健 申請(qǐng)人:曹健