Pstn仿真方法及其系统的制作方法

专利名称：Pstn仿真方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及以SIP作为核心网呼叫控制信令的分组电信网，特别涉及以SIP作为核心网呼叫控制信令的分组电信网中的PSTN仿真方法及其系统。
背景技术：
随着微电子技术、计算机技术的飞速发展，交换技术得到了空前的发展，基于电路交换技术的传统电信网络正在向基于分组交换的宽带电信网发展。
这是由于电路交换技术主要适用于传送和话音相关的业务，这种网络交换方式对于数据业务而言，有着很大的局限性。分组交换技术就是针对数据通信业务的特点而提出的一种交换方式，它的基本特点是面向无连接而采用存储转发的方式，将需要传送的数据按照一定的长度分割成许多小段数据，并在数据之前增加相应的用于对数据进行选路和校验等功能的头部字段，作为数据传送的基本单元即分组。采用分组交换技术，在通信之前不需要建立连接，每个节点首先将前一节点送来的分组收下并保存在缓冲区中，然后根据分组头部中的地址信息选择适当的链路将其发送至下一个节点，这样在通信过程中可以根据用户的要求和网络的能力来动态分配带宽。
在分组交换技术中，使用由互联网工程任务组(INTERNETENGINEERING TASK FORCE，简称“IETF”)推出的会话发起协议(SessionInitation Protocol，简称“SIP”)作为分组电信核心网的呼叫控制信令，是当前的技术发展趋势之一。
但是，虽然很多运营商都准备或已经建立了分组电信网，在分组电信网的建设过程中，也不可能奢望所有签约用户能统一的更换终端设备，因此至少现阶段的分组电信网必须要支持普通老式电话服务(PLAIN OLDTELEPHONE SERVICE，简称“POTS”)终端的接入，这样分组电信网必须要继承传统的公用电话交换网(Public Switched Telephone Network，简称“PSTN”)业务，称之为PSTN仿真业务(Emulation Service)。
众所周知，在传统PSTN网络中，POTS终端设备和局端交换设备之间的接口传递的是模拟用户信令。例如，摘机信号、挂机信号、拍叉信号、双音多频(Dualtone multifrequency，简称“DTMF”)信号、脉冲发码信号、极性反转信号、反极脉冲信号、16K赫兹脉冲信号、频移键控(Frequency ShiftKeying，简称“FSK”)信号、振铃信号等，这些模拟用户信号在POTS终端设备和局端交换设备之间传递着模拟用户实现各类业务进行业务交互所必须的相关业务信息，即摘挂机信息、拍叉信息、计费信息、振铃信息、留言指示信息、被叫号码信息、主叫号码信息等。具体来说，DTMF信号用来POTS终端上报被叫号码信息，还可用来向POTS终端显示主叫号码信息；脉冲发码信号用来POTS终端上报被叫号码信息；极性反转信号、反极脉冲信号、16K赫兹脉冲信号都可用来向POTS终端传递计费信息；FSK信号可用来向POTS终端显示主叫号码信息、留言指示信息等；振铃信号用来向POTS终端启动控制振铃，等等。
由此可见，分组电信网要实现PSTN仿真业务，分组电信网中的呼叫控制信令必须要能支持对上述模拟用户信令所承载的相关业务信息的传递。
H.248协议是2000年由国际电信联盟-电信标准部(InternationalTelecommunication Union Telecommunication Standardization Sector，简称“ITU-T”)第16工作组提出的媒体网关控制协议，它是在早期的MGCP协议基础上改进而成。H.248协议是用于连接媒体网关控制器(Media GatewayController，简称“MGC”)与媒体网关(Media Gateway，简称“MGW”)的网关控制协议，应用于媒体网关与软交换之间及软交换与H.248终端之间，是软交换应用支持的重要协议。H.248与MGCP在协议概念和结构上有很多相似之处，但也有不同。H.248协议简单、功能强大，且扩展性好，允许在呼叫控制层建立多个分区网关；MGCP是H.248以前的版本，它的灵活性和扩展性不如H.248。H.248支持多媒体，MGCP不支持多媒体。应用于多方会议时，H.248比MGCP容易实现。MGCP基于用户数据报协议(UserDatagram Protocol，简称“UDP”)传输，H.248基于流控制传输协议(StreamControl Transmission Protocol，简称“SCTP”)、传输控制协议(Transfer ControlProtocol，简称“TCP”)、UDP等。H.248的消息编码基于文本和二进制，MGCP的消息编码基于文本。
H.248协议是ITU-T标准组织发布的，而同样的协议在IETF中则发布命名为Megaco协议和GCP(Gateway Control Protocol，网关控制协议)协议。
目前通过H.248协议和MGCP协议传递模拟用户信令所承载的相关信息的方法已经非常成熟，而且已经大规模商用，在H.248协议和MGCP协议中，已经定义了完善的和模拟用户信令相关的包(Package)，这些包具体定义了网络下发的请求检测POTS终端上发生的事件(称为“被请求事件”)、向网络上报观察到的POTS终端上发生的事件(称为“被观察事件”)、网络下发的作用于POTS终端上的信号，如模拟线检测包(Analog Line SupervisionPackage)、呼叫进展信号音生成包(Call Progress Tones Generator Package)等，它们在H.248消息和MGCP消息中通过命令(Command)中包含的描述符(Descriptor)进行描述，对应的分别是事件描述符(Events)、被观察事件描述符(ObservedEvents)、信号描述符(Signals)，在MGC(也被称作Call Agent，呼叫代理)和MG之间传递。
需要指出的是，H.248协议和MGCP协议中还定义了一种数图(DigitMap)描述符，用来描述(被叫)号码采集规则，MG根据MGC下发的数图描述符，将被叫号码按描述的规则上报给MGC，因此数图描述符也可看作是传递和模拟用户信令相关信息的描述符。
目前来说，传统POTS终端可以通过某种网络接入节点设备接入至分组电信网，由该设备完成模拟用户信令和分组信令的转译。其中最成熟的商用解决方案是将POTS终端通过用户媒体网关接入至分组电信网，由H.248协议或MGCP协议传递模拟用户信令所承载的相关业务信息，以达到分组电信网对传统PSTN业务的继承。
另一方面，使用SIP作为分组电信核心网的呼叫控制信令是当前的技术发展趋势之一，如ITU-T和ETSI对下一代网络(Next Generation Network，简称“NGN”)标准的制订，因此当传统POTS终端接入至使用SIP作为呼叫控制信令的分组核心网时，就要考虑SIP协议如何传递模拟用户信令所承载的相关信息，但目前在各标准组织中，还没有公开发布一种在SIP协议中传递模拟用户信令所承载的相关信息的方法，除主叫号码信息、被叫号码信息外，还没有给摘挂机、拍叉、计费、振铃等模拟用户信令信息在SIP中进行标准化的定义。

发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种PSTN仿真方法，使得PSTN仿真业务可以在基于SIP的分组核心网中实现。
为实现上述目的，本发明提供了一种PSTN仿真方法，应用于以SIP作为核心网呼叫控制信令的分组电信网，其中包含SIP用户代理节点，用于提供将POTS终端接入以SIP为呼叫控制信令的分组域的SIP代理功能，至少包含以下步骤在用于PSTN仿真的业务控制单元与所述SIP用户代理节点之间，通过SIP消息完成与PSTN仿真相关的信息交互，其中，
所述与PSTN仿真相关的信息由媒体网关控制协议定义。
其中，所述通过SIP消息完成与PSTN仿真相关的信息交互的步骤包含以下子步骤所述业务控制单元发送第一SIP消息至SIP用户代理节点，该SIP消息中携带由媒体网关控制协议定义的与模拟用户信令和/或信号音相关的第一信息；所述SIP用户代理节点从所述第一SIP消息中解析出所述第一信息，并通过与下属的用户媒体处理节点和POTS终端的交互完成与该第一信息相应的业务处理。
此外在所述方法中，所述第一信息包含以下之一或其任意组合被请求事件、信号、以及数图。
此外在所述方法中，所述SIP用户代理节点与下属的用户媒体处理节点和POTS终端的交互完成与该第一信息相应的业务处理的步骤包含以下子步骤如果所述第一信息表示被请求事件和/或数图，则所述SIP用户代理节点在检测到下属的POTS终端上发生的被请求事件后，向所述业务控制单元发送第二SIP消息，其中携带由媒体网关控制协议定义的与模拟用户信令和/或信号音相关的被观察事件的第二信息，所述业务控制单元从第二SIP消息中解析出第二信息并进行相应的业务处理；如果所述第一信息表示信号，则所述SIP用户代理节点将该第一信息下发至下属的用户媒体处理节点，该用户媒体处理节点将所述信号作用至相应的POTS终端。
此外在所述方法中，所述SIP用户代理节点通过以下步骤检测到下属的POTS终端上发生的被请求事件
所述SIP用户代理节点将所述第一信息表示的被请求事件和/或数图通过媒体网关控制协议的命令或命令应答发送给下属的用户媒体处理节点；该用户媒体处理节点检测到所述POTS终端上发生的被请求事件后，通过媒体网关控制协议的NOTIFY命令将被观察事件的信息发送给SIP用户代理节点。
此外在所述方法中，所述通过SIP消息完成与PSTN仿真相关的信息交互的步骤包含以下子步骤所述SIP用户代理节点检测到POTS终端上发生的事件后，向所述业务控制单元发送第三SIP消息，在该第三SIP消息中携带由媒体网关控制协议定义的与模拟用户信令和/或信号音相关的被观察事件的信息，所述业务控制单元从第三SIP消息中解析出被观察事件的信息，进行相应的业务处理。
此外在所述方法中，所述的被请求事件、被观察事件、信号、数图的信息在SIP消息中传递的方式是以下之一由所述SIP消息携带所述信息对应的事件描述符、被观察事件描述符、信号描述符、或数图描述符；或者，由所述SIP消息携带包标识和包中事件标识以及必要的参数以传递被请求事件、被观察事件的信息，携带包标识和包中信号标识以及必要的参数以传递信号的信息，携带表示号码采集规则的数图值以传递数图的信息；或者，由所述SIP消息携带包含被请求事件、被观察事件、信号、数图值的信息的媒体网关控制协议的命令或命令应答。
此外在所述方法中，所述媒体网关控制协议是H.248协议或MGCP协议。
此外在所述方法中，所述的被请求事件、被观察事件、信号、数图的信息在所述SIP消息中通过消息体传送，并在消息体中定义表示携带这些信息的媒体网关控制协议的应用媒体类型。
此外在所述方法中，所述应用媒体类型包含媒体网关控制协议的版本类型、版本号和编码格式。
此外在所述方法中，如果所述第一信息表示被请求事件和/或数图，则所述第一SIP消息包括SIP SUBSCRIBE消息、或SIP INFO消息、或一个SIP响应码消息；如果所述第一信息表示信号，则所述第一SIP消息包括SIP INFO消息或一个SIP响应码消息。
此外在所述方法中，所述第二SIP消息包括SIP NOTIFY消息、或SIPINFO消息、或SIP INVITE消息；所述第三SIP消息包括SIP INFO消息。
此外在所述方法中，如果所述第二SIP消息是SIP NOTIFY消息，则该SIP NOTIFY消息中包含模拟线信号检测的订阅事件包类型。
此外在所述方法中，所述被请求事件和被检测事件包括模拟用户信令中的摘机信号、挂机信号、拍叉信号、表示用户拨叫号码的双音多频信号或脉冲发码信号。
此外在所述方法中，所述信号包括模拟用户信令中的极性反转信号、反极脉冲信号、16K赫兹脉冲信号、频移键控信号、振铃信号、或表示主叫号码信息的双音多频信号。
此外在所述方法中，所述信号还包括信号音。
此外在所述方法中，所述业务控制单元与所述SIP用户代理节点之间的交互可以通过其它网元的中转，中转的网元包含用于呼叫控制和路由接续的呼叫会话控制单元，和向POTS终端提供接入分组核心网的注册认证鉴权功能的网络接入节点。
本发明还提供了一种PSTN仿真系统，包含SIP用户代理节点，用于提供将POTS终端接入以SIP为呼叫控制信令的分组域的SIP代理功能，还包含业务控制单元，用于PSTN仿真的业务控制；在所述业务控制单元与所述SIP用户代理节点之间，通过SIP消息交互由媒体网关控制协议定义的与PSTN仿真相关的信息。
还包含用户媒体处理节点，连接在所述SIP用户代理节点和POTS终端之间，用于在POTS终端和分组域间处理电路话音和分组话音的相互转换功能；呼叫会话控制单元，用于呼叫控制和路由接续；网络接入节点，用于向POTS终端提供接入分组核心网的注册认证鉴权功能；所述呼叫会话控制单元和网络接入节点连接在所述业务控制单元和SIP用户代理节点之间。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，在SIP协议中重用H.248协议或MGCP协议定义的和模拟用户信令相关的包以及DigitMap号码采集规则，通过SIP协议以描述符、描述符中参数、命令或命令应答方式传递被请求事件、被观察事件、信号和数图值的信息。信息可通过SIP消息的消息体传送，并在其中携带H.248协议或MGCP协议的应用媒体类型。信号音也作为信号的一种进行处理。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即因为重用了H.248协议或MGCP协议中的部分定义，使得在传统POTS终端接入至使用SIP作为呼叫控制信令的分组核心网时，不需在SIP中为各种各样的模拟用户信令中的事件、信号进行扩展的定义支持，本方案实现起来比较简单、比较成熟。运营商可以比较快速地部署PSTN仿真业务，并使POTS终端用户在业务继承性上得到良好的体验。
将信号音作为信号的一种处理可以统一和简化PSTN仿真业务的实现流程。


图1是本发明中以SIP作为核心网呼叫控制信令的分组电信网结构示意图；图2是根据本发明的PSTN仿真方法的原理图；图3是根据本发明一较佳实施方式的PSTN仿真方法流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明的核心在于，通过在SIP协议中重用H.248协议或MGCP协议定义的和模拟用户信令相关的包以及数图号码采集规则，以及以描述符、描述符中参数、命令或命令应答方式传递被请求事件、被观察事件、信号和数图值的信息，使得在传统POTS终端接入至使用SIP作为呼叫控制信令的分组核心网时，不需在SIP中为各种各样的模拟用户信令中的事件、信号进行扩展的定义支持，比较简单地实现了PSTN仿真业务，使运营商可以比较快速地部署PSTN仿真业务，并使POTS终端用户在在业务继承性上得到良好的体验。其中，传递的信息可通过SIP消息的消息体传送，并在其中携带H.248协议或MGCP协议的应用媒体类型。同时，信号音也作为信号的一种，对信号音进行处理。
本发明所适用的以SIP作为核心网呼叫控制信令的分组电信网逻辑结构如图1所示，在该结构中包含用户媒体处理节点、SIP用户代理节点、网络接入节点、呼叫会话控制单元、业务控制单元以及媒体资源控制单元。
其中，用户媒体处理节点在POTS终端和分组核心网间处理电路话音和分组话音的相互转换功能，支持分组语音的编解码功能，在物理设备上，一般表现为一个用户媒体网关或一个综合接入设备(Integrated Access Device，简称“IAD”)。用户媒体处理节点和POTS终端之间通过模拟用户线连接，接口就是模拟用户信令。
SIP用户代理节点是POTS终端接入以SIP为呼叫控制信令的分组核心网的SIP用户代理，作为一个协议转换节点提供E1接口协议和SIP协议之间的转译功能。用户媒体处理节点和SIP用户代理节点为不同的网络实体时，两者之间的E1接口为H.248、MGCP等协议；网络接入节点和SIP用户代理节点为同一个网络实体时，E1接口为自定义的内部接口。可以看出，当E1接口为H.248、MGCP协议时，SIP用户代理节点将具有媒体网关控制器的功能。
网络接入节点是向POTS终端提供接入分组核心网的注册认证鉴权等功能的网络节点，将POTS终端注册至不同的呼叫会话控制单元，当POTS终端发起呼叫时，网络接入节点将呼叫路由至其归属的呼叫会话控制单元。网络接入节点和SIP用户代理节点为不同的网络实体时，两者之间的E2接口为SIP；网络接入节点和SIP用户代理节点为同一个网络实体时，E2接口为SIP或自定义的内部接口。一般的，用户媒体处理节点和SIP用户代理节点为不同的网络实体时，SIP用户代理节点和网络接入节点常是同一个网络实体，此时它们在标准中又常被称为AGCF(Access Gateway Control Function，接入网关控制功能)。
呼叫会话控制单元为接入分组核心网的注册用户(包括POTS终端用户)提供呼叫控制、路由接续等功能，它可以将呼叫触发至业务控制单元。两个呼叫会话控制单元之间的E6接口为SIP。呼叫会话控制单元和网络接入节点为不同的网络实体时，两者之间的E3接口为SIP；呼叫会话控制单元和网络接入节点为同一个网络实体时，E3接口为SIP或自定义的内部接口。
业务控制单元为接入分组核心网的注册用户提供各种业务逻辑控制功能，是各种业务的宿主执行环境。业务控制单元可以是一个或多个，每一项业务者有相应的业务控制单元，为了简化，图1中只示出了一个业务控制单元，即为POTS终端用户提供PSTN仿真业务的逻辑控制的PSTN仿真业务控制单元。业务控制单元和呼叫会话控制单元为不同的网络实体时，两者之间的E4接口为SIP；业务控制单元和呼叫会话控制单元为同一个网络实体时，E4接口为SIP或自定义的内部接口。可以有多个处理不同业务的业务控制单元存在。
媒体资源控制单元为接入分组核心网的注册用户(包括POTS终端用户)提供各种媒体资源的申请、应用、释放等控制功能，如信号音和语音通知资源、会议资源、收号资源等。媒体资源控制单元和呼叫会话控制单元为不同的网络实体时，两者之间的E5接口为SIP；媒体资源控制单元和呼叫会话控制单元为同一个网络实体时，E5接口为SIP或自定义的内部接口。
本发明的原理如图2所示。
在步骤210中，业务控制单元发送第一SIP消息。具体地说，用于PSTN仿真的业务控制单元发送第一SIP消息至SIP用户代理节点，业务控制单元与SIP用户代理节点之间的交互可以通过其它网元(例如呼叫会话控制单元和网络接入节点)的中转。该第一SIP消息中携带由媒体网关控制协议定义的与模拟用户信令和/或信号音相关的第一信息。其中，所述媒体网关控制协议可以是H.248协议或MGCP协议，所述第一信息可以是被请求事件、信号、以及数图的任意之一或其任意组合。并且，第一信息，也就是被请求事件、信号、数图的信息在SIP消息中传递的方式可以是以下之一由SIP消息携带该信息对应的事件描述符、信号描述符、或数图描述符；由SIP消息携带包标识和包中事件标识以及必要的参数以传递被请求事件、携带包标识和包中信号标识以及必要的参数以传递信号的信息，携带表示号码采集规则的数图值以传递数图的信息；由SIP消息携带包含被请求事件、信号、数图值的信息的媒体网关控制协议的命令或命令应答。
因为被请求事件、信号和数图描述符都是在某个媒体网关控制协议的命令及命令的应答(Reply)中传递的，如Add命令、Modify命令、ServiceChange命令、Notify命令等，所以，在SIP消息体中直接携带媒体网关控制协议的命令及其应答，也可以使被请求事件、信号、数图的信息在SIP消息中进行传递。
当第一信息在SIP消息中通过消息体传送时，需在消息体中定义表示携带这些信息的媒体网关控制协议的应用媒体类型，由于媒体网关控制协议可以是H.248协议或MGCP协议，而且H.248协议的编码格式同时支持二进制和文本，因此，实际上需要定义三种媒体类型二进制的H248媒体类型、文本的H248媒体类型、MGCP媒体类型。所以，在应用媒体类型中需包含媒体网关控制协议的版本类型、版本号和编码格式。
下面对三种媒体类型的定义格式进行举例。
二进制的H248媒体类型Media type nameapplicationMedia subtype nameb-H248Required parametersversionOptional parametersbase
Encoding schemebinary其中，b-H248表示编码格式为二进制的H.248协议。
文本的H248媒体类型Media type nameapplicationMedia subtype namet-H248Required parametersversionOptional parametersbaseEncoding schemetext其中，t-H248表示编码格式为文本的H.248协议。
在H.248媒体类型的定义中，参数“version”表示H.248协议的版本号，如V1、V2等；参数“base”则表示H.248协议可被识别的版本类型，包括H.248、Megaco、GCP。
MGCP媒体类型Media type nameapplicationMedia subtype nameMGCPRequired parametersversionEncoding schemetext当然，也可以将MGCP媒体类型和文本的H.248媒体类型通过合并同一个媒体类型进行定义，并在参数“base”中区分可被识别的协议类型MGCP、H.248、Megaco、GCP。
接着，进入步骤220，用户代理节点对接收到的第一SIP消息进行解析。如果解析出该消息中的第一信息表示被请求事件和数图(数图表示对用户拨叫号码的采集规则)，或是请求事件与数图中的任意之一，则进入步骤230；如果解析出该消息中的第一信息表示信号，则进入步骤250。需要说明的是，如果第一信息表示被请求事件和数图，或是请求事件与数图中的任意之一，则携带该信息的第一SIP消息包括SIP SUBSCRIBE消息、或SIP INFO消息、或一个SIP响应码消息，其中，被请求事件可以是模拟用户信令中的摘机信号、挂机信号、拍叉信号、表示用户拨叫号码的双音多频信号或脉冲发码信号等；如果第一信息表示信号，则携带该信息的第一SIP消息包括SIP INFO消息或一个SIP响应码消息，其中，信号可以是模拟用户信令中的极性反转信号、反极脉冲信号、16K赫兹脉冲信号、频移键控信号、振铃信号、或表示主叫号码信息的双音多频信号等，也可以是信号音，这是因为，拨号音之类的信号音虽然不属于POTS终端和网络间交互的模拟用户信令，而是一种网络提供的音频媒体资源，但是在媒体网关控制协议中也定义了和信号音相关的生成包和检测包，如果用户媒体处理节点可以直接提供信号音，媒体网关控制器要求媒体网关通过信号描述符生成信号音并且通过事件描述符检测信号音，那么，信号音作为一种POTS终端和网络间交互的一种音频信号，也可以通过SIP消息体携带和信号音相关的信号描述符和事件描述符，从而完成PSTN仿真业务。
在步骤230中，SIP用户代理节点在被请求事件发生后，发送第二SIP消息。具体地说，SIP用户代理节点将解析出的第一信息表示的被请求事件和/或数图通过E1接口发送给下属的用户媒体处理节点，该用户媒体处理节点在检测到POTS终端上发生的被请求事件后，通过E1接口将被观察事件的信息发送给SIP用户代理节点，SIP用户代理节点再向业务控制单元发送第二SIP消息，其中携带由媒体网关控制协议定义的与模拟用户信令和/或信号音相关的被观察事件的第二信息，被观察事件可以是模拟用户信令中的摘机信号、挂机信号、拍叉信号、表示用户拨叫号码的双音多频信号或脉冲发码信号等，被观察事件在SIP消息中传递的方式与第一信息在SIP消息中传递的方式相同，在此不再赘述。其中，所述第二SIP消息包括SIP NOTIFY消息、或SIP INFO消息、或SIP INVITE(请求)消息，并且，如果所述第二SIP消息是SIP NOTIFY消息，则对应的所述第一SIP消息就是SIPSUBSCRIBE消息，这两个SIP消息中新扩展的一个“模拟线信号检测”Event订阅事件包类型，对应的Event头域取值为Eventass其中，ass表示“模拟线信号检测(analog subscriber singal)”订阅事件包类型。
接着，进入步骤240，业务控制单元对接收到的第二SIP消息进行解析，并对解析出的被观察事件的信息进行相关业务处理，在处理业务过程中，业务控制单元还可以根据业务控制需要仍通过SIP消息的消息体携带媒体网关控制协议定义的被请求事件、信号、数图的信息，发送给SIP用户代理节点，进入步骤210。
如果在步骤220中，用户代理节点对接收到的第一SIP消息进行解析后，得到的第一信息表示信号，则进入步骤250，SIP用户代理节点通过用户媒体处理节点将信号作用至POTS终端。具体地说，SIP用户代理节点将该第一信息下发至下属的用户媒体处理节点，该用户媒体处理节点将所述信号作用至相应的POTS终端，POTS终端通过人机界面将信号表现给用户，比如用户媒体处理节点将16K赫兹脉冲信号发送至POTS终端，POTS终端通过液晶显示屏将该信号所包含的主叫号码信息显示给用户。
上面提到的事件上报是先订阅再上报事件，还有一种是主动上报，即SIP用户代理节点检测到POTS终端上发生的事件后，向PSTN仿真业务控制单元发送SIP消息，SIP消息中携带由H.248协议或MGCP协议定义的与模拟用户信令和/或信号音相关的被观察事件的信息，PSTN仿真业务控制单元从SIP消息中解析出被观察事件的信息，进行相应的业务处理。
下面通过一较佳实施方式对如何通过SIP消息携带媒体网关控制协议的描述符的方式，向接入至使用SIP作为呼叫控制信令的分组核心网的POTS终端用户，提供PSTN仿真业务进行说明。
本实施方式的流程如图3所示。需要说明的是，本发明中所作的流程图示和文字说明仅为突出本发明的关键技术所作的解释，并不表示一个完整的呼叫和业务控制流程，也没有穷尽所有可能的分支流程。例如图中的PSTN仿真业务控制单元与SIP用户代理节点之间的交互省略了呼叫会话控制单元和网络接入节点的中转。一般情况下，SIP消息从SIP用户代理节点经过网络接入节点、呼叫会话控制单元到达PSTN仿真业务控制单元，并从PSTN仿真业务控制单元经过呼叫会话控制单元、网络接入节点到达SIP用户代理节点。
在步骤1中，用户媒体处理节点启动运行，向网络发起其所配置的终端端口的注册请求，比如说，当E1接口为H.248协议时，该注册请求为ServiceChange(服务变更)命令。
接着，进入步骤2，SIP用户代理节点将注册请求转译为SIP消息，通过发送SIP REGISTER消息给PSTN仿真业务控制单元，向网络进行注册。
接着，进入步骤3，注册成功后，网络向SIP用户代理节点返回200 OK响应码。需要说明的是，该200 OK响应码有可能是呼叫会话控制单元产生发送给SIP用户代理节点的，而不是图示的由PSTN仿真业务控制单元产生的。
接着，进入步骤4，SIP用户代理节点向用户媒体处理节点返回相应的注册成功应答。
接着，进入步骤5，PSTN仿真业务控制单元向SIP用户代理节点发送第一SIP消息。在本实施方式中，PSTN仿真业务控制单元根据注册用户的业务签约和应用情况，发起对上行的模拟用户信号的事件订阅，如摘机事件、挂机事件、拍叉事件、被叫号码信息等，在SIP消息体中携带媒体网关控制协议(如H.248协议或MGCP协议)的事件描述符和数图描述符，来分别表示对这些模拟用户信号事件的检测要求，以及号码采集规则，并在发送的SIPSUBSCRIBE消息中，有如下示例内容EventassContent-typeapplication/t-h248；version＝v2；base＝H.248Events＝2222{al/on，dd/ce{DigitMap＝Dialplan0}}，DigitMap＝Dialplan0{(0|00|[1-7]xxx|8xxxxxxx|91xxxxxxxxxx|9011x.)}其中，“Events”表示的就是事件描述符，被请求事件的参数分别是“al/on”和“dd/ce”，al是模拟线检测包的标识，dd是DTMF检测包的标识，al/on表示要求检测摘机事件，dd/ce表示检测数图(digitmap)完成事件；而“DigitMap”表示的就是数图描述符，在数图名Dialplan0后的数图值(0|00|[1-7]xxx|8xxxxxxx|91xxxxxxxxxx|9011x.)表示的就是号码采集规则。
当然，SIP消息也可以不用传递完整的描述符，而只传递描述符中分别对应的被请求事件、被观察事件、信号和数图值的参数，即包、事件、信号的标识以及号码采集规则，也就是说，SIP消息体可以传递事件描述符Events＝2222{al/on，dd/ce{DigitMap＝Dialplan0}}，也可以直接传递包和事件的标识al/on，dd/ce{DigitMap＝Dialplan0}。
接着，进入步骤6，SIP用户代理节点解析接收到的第一SIP消息。在本实施方式中，SIP用户代理节点收到SUBSCRIBE消息，接受该订阅请求，创建对应的订阅实例，从消息体中提取事件描述符和数图描述符，并通过E1接口向用户媒体处理节点下发对上述的模拟用户信号的事件检测要求包括号码采集规则。如果E1接口是H.248协议，则该下发操作为Modify命令。可见，如果E1接口是H.248协议或MGCP协议，SIP用户代理节点可以直接将从SIP消息体中提取的事件描述符和数图描述符应用在对应的H.248消息或MGCP消息中。
接着，进入步骤7，SIP用户代理节点返回对SIP SUBSCRIBE订阅消息的200 OK响应码。另外，也可以不用步骤5，而将步骤5完成的对ass事件包的订阅请求以及携带的事件描述符和数图描述符，由步骤3直接完成，在步骤3的200 OK响应码中携带对ass事件包的订阅请求以及事件描述符和数图描述符。
当用户在POTS终端上摘机，也就是进入步骤8后，在步骤9中，用户媒体处理节点收到摘机信号，并根据已经下发的事件检测要求，将摘机事件通过E1接口上报给SIP用户代理节点，如果E1接口是H.248协议，则事件上报就是Notify命令，命令中携带(摘机信号)事件描述符。
接着，进入步骤10，SIP用户代理节点收到摘机事件，经判断，得知存在有对模拟用户信号的订阅实例，向PSTN仿真业务控制单元发送SIPNOTIFY消息，上报摘机事件，在发送的SIP NOTIFY消息中，有如下示例内容EventassContent-typeapplication/t-h248；version＝v2；base＝H.248ObservedEvents＝2222{19990729T22000000al/on}其中，“ObservedEvents”表示的是被观察事件描述符，19990729T22000000表示的是被观察事件发生的时间戳，al/on表示的就是检测到的摘机事件。可见，如果E1接口是H.248协议或MGCP协议，则SIP用户代理节点可以直接将从H.248消息或MGCP消息中提取的事件描述符应用在对应的SIP消息体中。
步骤8至步骤10就是SIP用户代理节点在被请求事件发生后，发送第二SIP消息的过程。
接着，进入步骤11，PSTN仿真业务控制单元接收NOTIFY消息，从消息体中提取并解析出用户的摘机事件，回送对SIP NOTIFY通知消息的200OK响应码。
接着，进入步骤12，PSTN仿真业务控制单元进行相关的业务处理，如根据用户的业务签约和应用情况，向POTS终端送拨号音、特殊提示音或语音提示等，如果用户登记热线业务号码，还需要启动定时器监视。假设只向POTS终端送拨号音，且用户媒体节点可以送拨号音，则发送SIP INFO消息，在消息体中携带(拨号音)信号描述符，内容示例如下Content-typeapplication/t-h248；version＝v2；base＝H.248Signals{cg/dt}其中，“Signals”表示的就是信号描述符，cg是呼叫进展信号音生成包的标识，cg/dt表示要求播放拨号音。
接着，进入步骤13，SIP用户代理节点接收INFO消息，从消息体中提取出信号描述符，并通过E1接口向用户媒体处理节点下发拨号音信号指示，如果E1接口是H.248协议，则该下发操作为Modify命令。可见，如果E1接口是H.248协议或MGCP协议，则SIP用户代理节点可以直接将从SIP消息体中提取的信号描述符应用在对应的H.248消息或MGCP消息中。用户媒体处理节点根据收到的拨号音信号指示，向POTS终端播放拨号音。
接着，进入步骤14，SIP用户代理节点返回对SIP INFO消息的200 OK响应码。另外，也可以不用步骤12，而将步骤12完成的下发(拨号音)信号描述符，由步骤11直接完成，在步骤11的200 OK响应码中携带下发拨号音的信号描述符。需要说明的是，如果用户媒体处理节点不具有发送拨号音的能力，则PSTN仿真业务控制单元不通过SIP消息体下发拨号音的信号描述符，而向媒体资源控制单元发起会话请求，申请拨号音资源，并在POTS终端和该拨号音资源之间建立会话连接，使POTS终端可以听到拨号音。
接着，进入步骤15，用户听到拨号音后，拨号。
接着，进入步骤16，用户媒体处理节点根据已经接收的通过数图描述符描述的号码采集规则，匹配用户的所拨号码，并按规则将被叫号码信息通过E1接口上报给SIP用户代理节点，如果E1接口是H.248协议，则事件上报就是Notify命令，命令中携带(号码信息)事件描述符。
接着，进入步骤17，SIP用户代理节点收到被叫号码信息，经判断，得知存在有对模拟用户信号的订阅实例，向PSTN仿真业务控制单元发送SIPNOTIFY消息，上报号码信息，在发送的SIP NOTIFY消息中，有如下示例内容EventassContent-typeapplication/t-h248；version＝v2；base＝H.248ObservedEvents＝2222{19990729T22010001dd/ce{ds＝“916135551212”，Meth＝FM}其中，19990729T22000000表示的是被观察事件发生的时间戳，dd/ce表示检测到的数图(digitmap)完成事件，FM表示完全匹配号码采集规则收齐了号码，916135551212就是收齐的号码，可以看到它符合步骤5中的号码采集规则“91xxxxxxxxxx”。可见，如果E1接口是H.248协议或MGCP协议，则SIP用户代理节点可以直接将从H.248消息或MGCP消息中提取的事件描述符应用在对应的SIP消息体中。
接着，进入步骤18，PSTN仿真业务控制单元回送200 OK响应码。
接着，进入步骤19，PSTN仿真业务控制单元在收齐被叫号码后，进行号码分析，如果可以发起呼叫，则发送SIP REFER消息，在Refer-To头域中携带被叫号码，指示向被叫发起INVITE会话请求。
接着，进入步骤20，SIP用户代理节点收到REFER消息，通过E1接口指示用户媒体处理节点创建用户媒体端口，如果E1接口使用H.248协议，则该创建指示就是Add命令。
接着，进入步骤21，SIP用户代理节点回送对SIP REFER消息的200 OK响应码。
最后，进入步骤22，SIP用户代理节点根据REFER消息的指示，向Refer-To头域中携带的被叫号码，发起INVITE会话请求。
在实施方式中描述了一个POTS终端基本呼出的呼叫流程，虽然没有涉及其它具体的PSTN仿真业务，但由于本实施方式已经包含了H.248协议和MGCP协议中对模拟信号事件的检测要求、模拟信号事件的检测通知、号码采集规则的配置和号码上报、信号的下发的描述符，在SIP消息体中携带并应用的描述，并且，由于H.248协议和MGCP协议已经定义了完善的对PSTN仿真业务的支持，因此采用上述实施方式的方法可以容易地实现各种PSTN仿真业务。
在上面的实施方式中，SIP用户代理节点是在收到来自PSTN仿真业务控制单元下发的被请求事件后，在检测到POTS终端上发生的对应事件时，才会向PSTN仿真业务控制单元上报对应的被观察事件，即先有步骤5的PSTN仿真业务控制单元下发对摘机事件的检测请求，SIP用户代理节点创建对模拟用户信号的订阅实例，然后才有步骤10的SIP用户代理节点检测到摘机事件后判断存在有对模拟用户信号的订阅实例，再上报摘机事件。但是我们也知道，在MGCP协议中，在MG上可以配置对摘机、挂机、拍叉等模拟用户信号检测的永久(被请求)事件，不需要MGC下发检测请求，MG在检测到永久事件对应的模拟用户信号后，就会主动上报给MGC。因此，相应的，在本发明中，不需要PSTN仿真业务控制单元下发被请求事件，SIP用户代理节点在检测到事先配置的永久事件后，就可以主动通过SIP消息(如INFO消息，此时因为没有订阅不能使用NOTIFY消息)将被观察事件上报给PSTN仿真业务控制单元。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种PSTN仿真方法，应用于以SIP作为核心网呼叫控制信令的分组电信网，其中包含SIP用户代理节点，用于提供将POTS终端接入以SIP为呼叫控制信令的分组域的SIP代理功能，其特征在于，至少包含以下步骤在用于PSTN仿真的业务控制单元与所述SIP用户代理节点之间，通过SIP消息完成与PSTN仿真相关的信息交互，其中，所述与PSTN仿真相关的信息由媒体网关控制协议定义。
2.根据权利要求1所述的PSTN仿真方法，其特征在于，所述通过SIP消息完成与PSTN仿真相关的信息交互的步骤包含以下子步骤所述业务控制单元发送第一SIP消息至SIP用户代理节点，该SIP消息中携带由媒体网关控制协议定义的与模拟用户信令和/或信号音相关的第一信息；所述SIP用户代理节点从所述第一SIP消息中解析出所述第一信息，并通过与下属的用户媒体处理节点和POTS终端的交互完成与该第一信息相应的业务处理。
3.根据权利要求2所述的PSTN仿真方法，其特征在于，所述第一信息包含以下之一或其任意组合被请求事件、信号、以及数图。
4.根据权利要求3所述的PSTN仿真方法，其特征在于，所述SIP用户代理节点与下属的用户媒体处理节点和POTS终端的交互完成与该第一信息相应的业务处理的步骤包含以下子步骤如果所述第一信息表示被请求事件和/或数图，则所述SIP用户代理节点在检测到下属的POTS终端上发生的被请求事件后，向所述业务控制单元发送第二SIP消息，其中携带由媒体网关控制协议定义的与模拟用户信令和/或信号音相关的被观察事件的第二信息，所述业务控制单元从第二SIP消息中解析出第二信息并进行相应的业务处理；如果所述第一信息表示信号，则所述SIP用户代理节点将该第一信息下发至下属的用户媒体处理节点，该用户媒体处理节点将所述信号作用至相应的POTS终端。
5.根据权利要求4所述的PSTN仿真方法，其特征在于，所述SIP用户代理节点通过以下步骤检测到下属的POTS终端上发生的被请求事件所述SIP用户代理节点将所述第一信息表示的被请求事件和/或数图通过媒体网关控制协议的命令或命令应答发送给下属的用户媒体处理节点；该用户媒体处理节点检测到所述POTS终端上发生的被请求事件后，通过媒体网关控制协议的NOTIFY命令将被观察事件的信息发送给SIP用户代理节点。
6.根据权利要求1所述的PSTN仿真方法，其特征在于，所述通过SIP消息完成与PSTN仿真相关的信息交互的步骤包含以下子步骤所述SIP用户代理节点检测到POTS终端上发生的事件后，向所述业务控制单元发送第三SIP消息，在该第三SIP消息中携带由媒体网关控制协议定义的与模拟用户信令和/或信号音相关的被观察事件的信息，所述业务控制单元从第三SIP消息中解析出被观察事件的信息，进行相应的业务处理。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的PSTN仿真方法，其特征在于，所述的被请求事件、被观察事件、信号、数图的信息在SIP消息中传递的方式是以下之一由所述SIP消息携带所述信息对应的事件描述符、被观察事件描述符、信号描述符、或数图描述符；或者，由所述SIP消息携带包标识和包中事件标识以及必要的参数以传递被请求事件、被观察事件的信息，携带包标识和包中信号标识以及必要的参数以传递信号的信息，携带表示号码采集规则的数图值以传递数图的信息；或者，由所述SIP消息携带包含被请求事件、被观察事件、信号、数图值的信息的媒体网关控制协议的命令或命令应答。
8.根据权利要求7所述的PSTN仿真方法，其特征在于，所述媒体网关控制协议是H.248协议或MGCP协议。
9.根据权利要求8所述的PSTN仿真方法，其特征在于，所述的被请求事件、被观察事件、信号、数图的信息在所述SIP消息中通过消息体传送，并在消息体中定义表示携带这些信息的媒体网关控制协议的应用媒体类型。
10.根据权利要求9所述的PSTN仿真方法，其特征在于，所述应用媒体类型包含媒体网关控制协议的版本类型、版本号和编码格式。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的PSTN仿真方法，其特征在于，如果所述第一信息表示被请求事件和/或数图，则所述第一SIP消息包括SIPSUBSCRIBE消息、或SIP INFO消息、或一个SIP响应码消息；如果所述第一信息表示信号，则所述第一SIP消息包括SIP INFO消息或一个SIP响应码消息。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的PSTN仿真方法，其特征在于，所述第二SIP消息包括SIP NOTIFY消息、或SIP INFO消息、或SIP INVITE消息；所述第三SIP消息包括SIP INFO消息。
13.根据权利要求12所述的PSTN仿真方法，其特征在于，如果所述第二SIP消息是SIP NOTIFY消息，则该SIP NOTIFY消息中包含模拟线信号检测的订阅事件包类型。
14.根据权利要求1至6中任一项所述的PSTN仿真方法，其特征在于，所述被请求事件和被检测事件包括模拟用户信令中的摘机信号、挂机信号、拍叉信号、表示用户拨叫号码的双音多频信号或脉冲发码信号。
15.根据权利要求1至6中任一项所述的PSTN仿真方法，其特征在于，所述信号包括模拟用户信令中的极性反转信号、反极脉冲信号、16K赫兹脉冲信号、频移键控信号、振铃信号、或表示主叫号码信息的双音多频信号。
16.根据权利要求15所述的PSTN仿真方法，其特征在于，所述信号还包括信号音。
17.根据权利要求1至6中任一项所述的PSTN仿真方法，其特征在于，所述业务控制单元与所述SIP用户代理节点之间的交互可以通过其它网元的中转，中转的网元包含用于呼叫控制和路由接续的呼叫会话控制单元，和向POTS终端提供接入分组核心网的注册认证鉴权功能的网络接入节点。
18.一种PSTN仿真系统，包含SIP用户代理节点，用于提供将POTS终端接入以SIP为呼叫控制信令的分组域的SIP代理功能，其特征在于，还包含业务控制单元，用于PSTN仿真的业务控制；在所述业务控制单元与所述SIP用户代理节点之间，通过SIP消息交互由媒体网关控制协议定义的与PSTN仿真相关的信息。
19.根据权利要求18所述的PSTN仿真系统，其特征在于，还包含用户媒体处理节点，连接在所述SIP用户代理节点和POTS终端之间，用于在POTS终端和分组域间处理电路话音和分组话音的相互转换功能；呼叫会话控制单元，用于呼叫控制和路由接续；网络接入节点，用于向POTS终端提供接入分组核心网的注册认证鉴权功能；所述呼叫会话控制单元和网络接入节点连接在所述业务控制单元和SIP用户代理节点之间。
全文摘要
本发明涉及以SIP作为核心网呼叫控制信令的分组电信网，公开了一种PSTN仿真方法及其系统，使得PSTN仿真业务可以在基于SIP的分组核心网中实现。本发明中，在SIP协议中重用H.248协议或MGCP协议定义的和模拟用户信令相关的包以及DigitMap号码采集规则，通过SIP协议以描述符、描述符中参数、命令或命令应答方式传递被请求事件、被观察事件、信号和数图值的信息。信息可通过SIP消息的消息体传送，并在其中携带H.248协议或MGCP协议的应用媒体类型。信号音也作为信号的一种进行处理。
文档编号H04L29/06GK1874611SQ20051003080
公开日2006年12月6日 申请日期2005年10月27日 优先权日2005年10月27日
发明者施有铸 申请人:华为技术有限公司