专利名称：VoIP适配器、IP网络设备和实现VoIP高级功能的方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体地说，涉及利用普通电话(POTS)终端进行IP话音通话的技术。
背景技术：
IP话音(Voice over Internet Protocol，简称VoIP)业务由于其价格便宜并能提供多种增值业务，得到了越来越广泛的应用。现在IP技术不仅可应用于通信网络的骨干网，而且可应用于到终端用户的“最后一公里”。虽然目前市场上有不少与VoIP相关的产品，如硬件的VoIP电话和VoIP客户端软件等，但是这些产品都针对的是个人计算机终端。
而对于普通电话用户，如果可以直接使用普通的电话终端接入VoIP业务，则会非常方便。上述需求导致了能够实现普通电话终端拨打IP电话的“电话适配器”的出现，电话适配器相当于一个微型的信令和语音网关，可以实现双向的信令和语音的传送。因此，当普通电话加上电话适配器后，就相当于一个具有普通电话业务功能的IP电话。采用这样的方案，终端用户用于接入公共交换电话网PSTN的普通电话可以实现再利用，而且与VoIP电话或VoIP客户端软件相比，终端用户对普通电话更为熟悉。此外，如果可以同时进行普通电话业务和VoIP业务，也可以只采用普通电话就能接入两种业务。
然而，由于普通电话业务的功能集是VoIP业务的功能集的子集，因此普通电话用户不能够使用VoIP业务提供的许多高级功能，例如，呼叫转移。该功能在PSTN中通常是由交换机PBX提供的，但对于VoIP业务来说，它只是用户端的一个功能。虽然VoIP业务可以实现所有的普通电话业务，但由于普通电话不支持VoIP业务的高级功能，因此用户不能通过普通电话使用这些功能。
发明内容
本发明正是鉴于现有技术中的上述问题提出的，其目的在于提供一种用于普通电话终端的VoIP适配器，从而使用户可以利用普通电话实现IP话音通话，并进一步使用户能直接通过普通电话使用IP话音业务提供的高级功能。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于普通电话终端的VoIP适配器，包括普通电话终端连接器，用于连接普通电话终端；IP网络接口，用于连接IP网络；第一信令接收器，用于从普通电话终端接收信令；第二信令接收器，用于从IP网络接收信令；第一信令发送器，用于向普通电话终端发送信令；第二信令发送器，用于向IP网络发送信令；第一媒体接收器，用于接收来自普通电话终端的语音数据；第二媒体接收器，用于接收来自IP网络的语音数据；第一媒体发送器，用于将语音数据以普通电话终端可识别的格式发送给普通电话终端；第二媒体发送器，用于将语音数据以IP语音数据包的形式发送给IP网络；以及控制器，用于控制所述第一信令发送器和所述第二信令发送器发送信令，控制所述第一媒体接收器和所述第二媒体接收器接收语音数据，控制所述第一媒体发送器和所述第二媒体发送器发送语音数据。
优选地，所述用于普通电话终端的VoIP适配器还包括双音多频信号检测器，用于检测来自普通电话终端的所有信号中的双音多频信号，并对其进行解码；以及指令存储器，用于存储表示IP话音业务高级功能的数字序列指令集；
其中，所述控制器比较所述双音多频信号解码后的数字序列与所述数字序列指令集，并执行相应的IP话音业务高级功能。
根据本发明的另一个方面，提供了一种IP网络设备，其包括上述的用于普通电话终端的VoIP适配器。
根据本发明的再一个方面，提供了一种普通电话终端实现IP话音业务高级功能的方法，包括使用普通电话终端以双音多频信号方式发出数字序列指令；检测并解码所述双音多频信号，获得双音多频数字序列；比较所述双音多频数字序列与预先设定的表示IP话音业务高级功能的数字序列指令集中的数字序列指令；如果所述双音多频数字序列是表示IP话音业务高级功能的数字序列指令，则执行与其对应的IP话音业务高级功能。
采用本发明可以实现用户利用普通电话进行IP话音通话，并且可进一步实现用户通过普通电话使用IP话音业务的高级功能，如呼叫保持、呼叫转移、即时会议等。
图1是根据本发明的一个实施例的用于普通电话终端的VoIP适配器的结构示意图；图2是根据本发明的另一个实施例的用于普通电话终端的VoIP适配器的结构示意图；图3是根据本发明的再一个实施例的用于普通电话终端的VoIP适配器的结构示意图；图4是根据本发明的一个实施例的ADSL调制解调器的结构示意图；图5是根据本发明的一个实施例的普通电话终端实现IP话音业务高级功能的方法的流程图。
具体实施例方式
相信通过下面结合附图对本发明的优选实施例的详细描述，人们可以更清楚地了解本发明的上述和其它的目的、特征和优点。
图1是根据本发明的一个实施例的用于普通电话终端的VoIP适配器10的结构示意图。如图1所示，在本实施例的用于普通电话终端20接入IP网络30进行IP话音通话的VoIP适配器10中，包括普通电话终端连接器(以下称POTS连接器)120，其用作VoIP适配器10与普通电话终端20连接的接口，例如可以是RJ11端口等；IP网络接口130，用于VoIP适配器10与IP网络30的连接。
图1所示的VoIP适配器10还包括第一信令接收器101，其从普通电话终端20接收有关呼叫连接的信令，如初始地址消息IAM等，再将该信令处理成一个事件，以启动控制器100；第一信令发送器102，其在后面描述的控制器100的指示下向普通电话终端20发送有关呼叫连接的信令，如连接消息CONNECTION等；第一媒体接收器103，在通话信道建立后根据后面描述的控制器100的指示，接收来自普通电话终端20的语音数据，并对其进行解码，然后缓存解码后的语音数据；第一媒体发送器104，根据后面描述的控制器100的指示，从后面描述的第二媒体接收器107中获取解码后的语音数据，并将这些语音数据进行编码转换，以普通电话终端20可识别的格式发送给普通电话终端20。
进一步，图1所示的VoIP适配器10还包括第二信令接收器105，从IP网络30接收有关呼叫连接的VoIP信令，并将该信令处理成一个事件，以启动后面描述的控制器100；第二信令发送器106，在后面描述的控制器100的指示下向IP网络30发送有关呼叫连接的VoIP信令；第二媒体接收器107，在通话信道建立后根据后面描述的控制器100的指示，接收来自IP网络30的语音(媒体)数据，并对其进行解码，然后缓存解码后的语音数据；第二媒体发送器108，根据控制器100的指示，从前述第一媒体接收器103中获取解码后的语音数据，对其进行编码，以IP语音数据包的形式发送给IP网络30；控制器100，其是整个VoIP适配器10的中心，控制VoIP适配器10的操作，并协调VoIP适配器10中其它组成部分的操作，主要控制第一信令发送器102和第二信令发送器106发送信令，控制第一媒体接收器103和第二媒体接收器107接收语音数据，控制第一媒体发送器104和所述第二媒体发送器108发送语音数据。
下面说明本实施例的VoIP适配器10的工作过程当第一信令接收器101接收到普通电话终端20发出的有关呼叫连接的信令后，将此信令处理成一个事件，以启动控制器100；然后控制器100指示第二信令发送器106向IP网络30发送相应的有关呼叫连接的VoIP信令。来自IP网络30的有关呼叫连接的VoIP信令(例如呼叫确认)发送到第二信令接收器105中，被处理成一个事件，用于启动控制器100；控制器100指示第一信令发送器102向普通电话终端20发送相应的有关呼叫连接的信令。当通话信道建立后，控制器100指示第一媒体接收器103和第二媒体接收器107分别接收普通电话终端20和IP网络30发来的语音数据，然后在第一媒体接收器103和第二媒体接收器107中对收到的语音数据进行解码，得到内部数据格式的语音数据，如原始数据格式的语音数据等，并对解码后的语音数据进行缓存。然后控制器100指示第一媒体发送器104从第二媒体接收器107中获取待发送的语音数据，将其编码转换成普通电话终端20能够识别的格式的语音数据，发送到普通电话终端20。控制器指示第二媒体发送器108从第一媒体接收器103中获取待发送的语音数据，将其进行编码，得到IP语音数据包，然后发送到IP网络30。
优选地，在本实施例中，控制器100可以采用状态机实现，由外部事件启动。外部事件包括从普通电话终端20收到信令和从IP网络30收到信令两个外部事件。
另外，当采用软件形式实现控制器100时，控制器100可以设计成多进程的，由每一个进程负责一个通信会话。
通过以上的描述可知，采用本实施例的VoIP适配器10，用户可以利用普通电话实现IP话音通话。
进而，在图1所示的实施例中，还可以包括语音数据缓冲器109，用于缓存具有内部数据格式的语音数据。来自普通电话终端20和IP网络30的语音数据，经过第一媒体接收器103和第二媒体接收器107的解码后，得到内部数据格式的语音数据，存储在语音数据缓冲器109中。在控制器100的指示下，第一媒体发送器104和第二媒体发送器108从语音数据缓冲器109中获取待发送的语音数据，将其转换成相应格式的语音数据发送。
优选地，语音数据缓冲器109可以有多个，每一个语音数据缓冲器缓存一个通话信道的语音数据。
图2是根据本发明的另一个实施例的用于普通电话终端的VoIP适配器10的结构示意图，其中与图1所示实施例相同的部分被标以相同的标号，并适当省略其说明。
与图1所示实施例相比，本实施例的VoIP适配器10增加了双音多频(DTMF)信号检测器110和指令存储器111。DTMF信号检测器110用于检测从普通电话终端20发送的所有信号中是否有DTMF信号；如果有，则进行解码，将DTMF信号处理成相应的DTMF事件，以启动控制器100。而指令存储器111与控制器100连接，存储预先设定的表示IP话音业务高级功能的数字序列指令的集合，其中的每个数字序列指令对应一项功能，如“#01#”表示“呼叫转移”、“#02#”表示“呼叫保持”等。在此，只要是唯一确定且不会扰乱正常通话功能的数字序列都可以作为数字序列指令。在本实施例中，控制器100除了完成在图1所示实施例中的功能外，还要比较解码后的双音多频信号的数字序列与指令存储器111中保存的数字序列指令，并在当来自普通电话终端的双音多频信号代表的数字序列是预先设定的一组表示IP话音业务高级功能的数字序列指令中的一个时，执行对应的IP话音业务高级功能。
在本实施例中，启动控制器100的事件除了图1所示实施例中的两个外部事件外，还包括由DTMF信号检测器110产生的DTMF事件，属于内部事件。
当DTMF信号检测器110检测到DTMF信号后，对其进行解码，得到DTMF数字序列，将该DTMF数字序列作为DTMF事件启动控制器100。在启动控制器100后，控制器100比较收到的DTMF数字序列和存储在指令存储器111中的数字序列指令集合中的数字序列指令。如果DTMF数字序列是集合中的某个数字序列指令，则表明是普通电话终端20请求使用该数字序列指令对应的高级功能，于是控制器100开始执行这项功能。如果DTMF数字不是预先设定的数字序列指令，则控制器100将其编码成IP语音数据包，通过第二媒体发送器108发送到IP网络30。
通过以上的描述可知，采用本实施例的VoIP适配器10，用户不仅可以使用普通电话终端进行VoIP话音通话，而且可以使用普通电话终端实现IP话音业务的高级功能，如呼叫保持、呼叫转移、即时会议等。
图3是根据本发明的另一个实施例的用于普通电话终端的VoIP适配器10的结构示意图，其中与图2所示实施例相同的部件被标以相同的标号，并适当省略其说明。
与图2所示实施例相比，本实施例增加了语音提示存储器112和语音混频器113。语音提示存储器112与第一媒体发送器104相连，存储有预先录制的语音提示语句。在需要时，第一媒体发送器104可根据控制器100的指示，播放上述语音提示语句，例如当被叫用户忙时，控制器100可指示第一媒体发送器104向主叫普通电话终端播放“您拨打的用户忙，请稍后再拨”提示；又例如，用户在进行IP话音业务的高级功能设定时，控制器100可指示第一媒体发送器104向该用户播放语音提示语句，提示用户下一步的操作或者当前操作是否成功结束等。语音混频器113分别与控制器100和语音数据缓冲器109连接，并根据控制器100的指示，对指定的语音数据流进行混频。例如在进行“即时会议”时，语音混频器113根据控制器100的指示，在语音数据缓冲器109中找到指定的语音数据流，对其进行混频，然后再存放到语音数据缓冲器109中，通过第一媒体发送器104发送给普通电话终端20。
通过以上描述可知，采用本实施例的VoIP适配器10，可以实现在某些特定的情况下，如被叫用户忙、呼叫无法接通、设定IP话音业务高级功能等，向用户播放语音提示，方便用户的操作；此外，还可以实现某些特殊功能下，如“即时会议”等，对语音数据的混频。
根据本发明的另一个方面，提供了一种新的IP网络设备，包括上面描述的用于普通电话终端的VoIP适配器。在这种IP网络设备中，VoIP适配器作为一个组成部分，与现有的IP网络设备相组合。该IP网络设备，例如，可以是调制解调器、接入服务器、代理服务器、路由器或以太网交换机等。
图4是根据本发明的一个实施例的ADSL调制解调器400的结构示意图。该ADSL调制解调器400由传统的ADSL调制解调器410和VoIP适配器10构成。传统的ADSL调制解调器410可以由ADSL连接器411、连接与鉴权模块412、ADSL调制解调核芯413和IP网络接口414等组成部分构成，可以将ADSL网络与IP网络相连接，也就是说，将IP数据包通过ADSL线路传输，这对于本领域的技术人员来说是已知的。本实施例的ADSL调制解调器400，在传统的ADSL调制解调器410的基础上，还包括了用于普通电话终端的VoIP适配器10，并且共用传统的ADSL调制解调器410的IP网络接口414，如图4所示。这样，本实施例的ADSL调制解调器400不仅能够实现传统的ADSL调制解调器的功能，而且同时还能够提供利用普通电话终端拨打VoIP电话的功能，并且进一步地，当作为ADSL调制解调器400的一部分的VoIP适配器10是图2或图3所示的VoIP适配器时，该ADSL调制解调器400还能够向普通电话终端提供VoIP的高级功能。
同样地，除了ADSL调制解调器外，其它的IP网络设备，例如，支持TCP/IP协议的路由器、交换机和调制解调器等等，也可以与上述本发明的用于普通电话终端的VoIP适配器结合，构成新的IP网络设备，该新的IP网络设备不仅能够实现现有IP网络设备的功能，而且具有VoIP适配器带来的新功能。
以上描述的本发明实施例的用于普通电话终端的VoIP适配器和IP网络设备中的各个组成部分，可以以软件或硬件的形式实现，并且可以物理地分离设置而操作上相互连接，或者也可以将其中一些部分合并在一起实现。
图5是根据本发明的一个实施例的普通电话终端实现IP话音业务高级功能的方法的流程图。如图5所示，在步骤501，使用普通电话终端以双音多频信号方式发出数字序列指令；在步骤505，检测并解码上述双音多频信号，获得双音多频数字序列；然后在步骤510，比较双音多频数字序列与预先设定的表示IP话音业务高级功能的数字序列指令集合中的各个数字序列指令，并在步骤515中，判断该解码的双音多频数字序列是否是表示IP话音业务高级功能的数字序列指令；如果是，则进入步骤520，执行该数字序列指令对应的IP话音业务高级功能；如果不是，则在步骤525中，进行普通的IP话音业务处理。
在本实施例中，采用数字序列指令来表示IP话音业务高级功能，例如用“#01#”表示“呼叫转移”、“#02#”表示“呼叫保持”等，然后将这些数字序列指令的集合保存在指令存储器111内。当在通话过程中，如果用户想要使用某项IP话音业务高级功能时，则可以在普通电话的键盘上输入该功能对应的数字序列指令。输入的数字序列在普通电话中编码成双音多频信号发送，如果DTMF信号检测器110检测到普通电话终端20发来的信号中有双音多频信号，则对双音多频信号进行解码，获得双音多频数字序列。然后由控制器100对得到的双音多频数字序列与指令存储器111内数字序列指令的集合中的数字序列指令一一进行比较；如果双音多频数字序列是集合中的某个数字序列指令，则控制器100执行该数字序列指令对应的IP话音业务高级功能；如果双音多频数字序列不是集合中的某个数字序列指令，则将双音多频数字序列编码成IP语音数据包，通过第二媒体发送器108发送到IP网络30。
在执行IP话音业务高级功能的过程中，控制器100还可以指示第一媒体发送器104向用户播放语音提示，提示用户下一步的操作或当前操作是否成功结束等。例如，在执行“呼叫转移”功能时，播放“请输入转移用户的电话号码”的语音提示等。
通过以上的描述可知，采用本实施例的方法可以使用户使用普通电话终端实现IP话音业务的高级功能，并且通过播放语音提示，方便了用户的操作。
以上虽然通过一些示例性的实施例对本发明的用于普通电话终端的VoIP适配器、IP网络设备和普通电话终端实现IP话音业务高级功能的方法进行了详细的描述，但是以上这些实施例并不是穷举的，本领域技术人员可以在本发明的精神和范围内实现各种变化和修改。因此，本发明并不限于这些实施例，本发明的范围仅由所附权利要求为准。
权利要求
1.一种用于普通电话终端的VoIP适配器，包括普通电话终端连接器，用于连接普通电话终端；IP网络接口，用于连接IP网络；第一信令接收器，用于从普通电话终端接收信令；第二信令接收器，用于从IP网络接收信令；第一信令发送器，用于向普通电话终端发送信令；第二信令发送器，用于向IP网络发送信令；第一媒体接收器，用于接收来自普通电话终端的语音数据；第二媒体接收器，用于接收来自IP网络的语音数据；第一媒体发送器，用于将语音数据以普通电话终端可识别的格式发送给普通电话终端；第二媒体发送器，用于将语音数据以IP语音数据包的形式发送给IP网络；以及控制器，用于控制所述第一信令发送器和所述第二信令发送器发送信令，控制所述第一媒体接收器和所述第二媒体接收器接收语音数据，控制所述第一媒体发送器和所述第二媒体发送器发送语音数据。
2.根据权利要求1所述的VoIP适配器，其特征在于，还包括双音多频信号检测器，用于检测来自普通电话终端的所有信号中的双音多频信号，并对其进行解码；以及指令存储器，用于存储表示IP话音业务高级功能的数字序列指令集；其中，所述控制器比较所述双音多频信号解码后的数字序列与所述数字序列指令集，并执行相应的IP话音业务高级功能。
3.根据权利要求2所述的VoIP适配器，其特征在于，还包括语音混频器，用于根据所述控制器的控制，对指定的语音数据流进行混频。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的VoIP适配器，其特征在于，还包括语音数据缓冲器，用于存储语音数据。
5.根据权利要求4所述的VoIP适配器，其特征在于，所述语音数据缓冲器包括多个，每个语音数据缓冲器缓存一个通话信道的语音数据。
6.根据权利要求4所述的VoIP适配器，其特征在于，所述控制器采用状态机方式实现，通过所述第一信令接收器、第二信令接收器或双音多频信号检测器产生的事件启动。
7.根据权利要求6所述的VoIP适配器，其特征在于，还包括语音提示存储器，用于存储预先录制的语音提示。
8.一种IP网络设备，其特征在于，包括权利要求1至7任意一项所述的VoIP适配器，并且与该IP网络设备共用IP网络接口。
9.一种普通电话终端实现IP话音业务高级功能的方法，其特征在于，包括使用普通电话终端以双音多频信号方式发出数字序列指令；检测并解码所述双音多频信号，获得双音多频数字序列；比较所述双音多频数字序列与预先设定的表示IP话音业务高级功能的数字序列指令集合中的数字序列指令；以及如果所述双音多频数字序列是表示IP话音业务高级功能的数字序列指令，则执行对应的IP话音业务高级功能。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括向普通电话终端发送语音提示的步骤。
全文摘要
本发明提供一种用于普通电话终端的VoIP适配器、IP网络设备和普通电话终端实现IP话音业务高级功能的方法。所述用于普通电话终端的VoIP适配器，包括普通电话终端连接器、IP网络接口、分别用于普通电话终端和IP网络的两组信令接收器、信令接收器、媒体接收器和媒体接收器以及用于控制上述各部分动作的控制器。采用本发明可以实现用户利用普通电话进行IP话音通话，并且可进一步实现用户通过普通电话使用IP话音业务的高级功能，如呼叫保持、呼叫转移、即时会议等。
文档编号H04L12/66GK1770748SQ20041008713
公开日2006年5月10日 申请日期2004年11月1日 优先权日2004年11月1日
发明者陆薇, 杨博, 王庆波, 英春, 刘晓曦 申请人:国际商业机器公司