媒体网关及其控制方法

专利名称：媒体网关及其控制方法
技术领域：
本发明涉及媒体网关及其控制方法，具体涉及一种对媒体网关的 资源进行自发优化的媒体网关及其控制方法。
背景技术：
通信系统日益快速发展，因此，对通信网络中高传输速度的语音、 数据、静止图像和视频的通信的需求也不断增加。为了满足该需求， 正在积极推进对NGN(下一代网络)所代表的下一带载体网络形成的 研究。根据NGN的形成，诸如PSTN (公共交换电话网，是用于常规 语音通信的电路交换网络)和移动通信网络等多种现有通信网络统一 为采用IP(网际协议)技术并基于分组通信的集成网络，其中采用VoIP(网络电话)技术传输语音信号。此外，以在不同类型的网络之间进 行有效和无缝连接为目的的技术也处于提议之中。日本专利公开No.2004-534439是国际公开WO2002/087160和美 国公开No.2004/0166843的相应专利公开，其在下文中称作专利文献 1。专利文献1公开了一种在异质移动无线电系统之间传递IP业务的 技术，例如在2G/3G (第二代/第三代)公共移动无线电网络与WLAN(无线局域网)之间。根据该技术，异质移动无线电系统各自包括接 入节点(例如GGSN (网关GPRS支持节点)和针对因特网所代表的 分组数据网络的LMA (局域移动性代理)。提供经由接入节点的移动 终端与分组数据网络之间的无缝服务。根据该技术，第二移动无线电 网络(例如，WLAN)的接入节点只能经由第一移动无线电网络(例如，2G/3G类型的公共移动无线电网络)接入节点与分组数据网络间接连接，并经由第一移动无线电网络的接入节点，从第二移动无线电 网络向与第一移动无线电网络连接的分组数据网络间接地传送分组数据。公开了另一种技术，其中通过分离地设置作为承载传送节点的媒 体网关和作为控制节点的媒体网关控制器，建立不同类型网络之间的 连接。日本专利公开No.2005-537700是国际公开WO2004/006598和 美国公开No.2006/0153205的相应专利公开，其在下文中称作专利文 献2。专利文献2公开了一种技术，其中媒体网关使用从媒体网关控 制器传输来的命令，最优地改变编码。该技术允许在媒体网关处基于 该命令对端接器(termination)中的编码进行有效转换，并实现在媒 体网关无法彼此转换的编码之间的切换。在命令到达之后，如果一个 或更多个命令到达媒体网关，则该媒体网关在确定其具有待执行以改 变上下文(context)的端接器中的编码的当前可用命令时，利用新的 编码来检查上下文的端接器的可连接性。此外，公开了一种装置，其中考虑到先进复杂的通信环境，从节 约资源的观点出发来建立不同类型网络之间的连接。日本专利公开 No.2006-186982是美国公开No.2006/0133353的相应专利公开，其在 下文中称作专利文献3。专利文献3公开了一种关于下述软开关设备 的技术。根据该技术，软开关设备获取呼叫方的初始地址消息IAM， 并基于获取的初始地址消息IAM，分析呼叫方和被叫方的消息。当发 现呼叫方和被叫方受到同一媒体网关的控制时，软开关设备通知媒体 网关产生上下文并向该上下文中添加与呼叫方和被叫方相对应的时间 槽的TDM (时分复用)半永久性物理端接器。由此可以实现TDM语 音的局域循环，减少RTP (实时传输协议)流的IP循环，并有效地减 少网络资源，例如数据信号处理的步骤、回波抵消等。发明内容本发明的范例目的是提供一种媒体网关及其控制方法，其能够对 包括在该媒体网关内部的至少两个上下文中的冗余资源进行自发优化，该资源优化处理的执行对该媒体网关与媒体网关控制器之间现有 协议没有任何影响。根据本发明， 一种媒体网关，用于基于从媒体网关控制器传输来 的控制消息产生上下文并控制第一网络和第二网络之间的承载传送， 包括上下文确定单元、优化判断单元、优化处理单元和上下文控制单 元。上下文确定单元基于从媒体网关控制器传输来的各个控制消息， 确定在关于第一网络的第一上下文与关于第二网络的第二上下文之间 是否存在相同承载流的内部连接。当上下文确定单元确定所述内部连 接存在时，优化判断单元判断是否可以通过组合第一上下文和第二上 下文来产生新的第三上下文。当确定可以产生第三上下文时，优化处 理单元产生第三上下文，并将第三上下文的资源信息与第一上下文的 资源信息和第二上下文的资源信息相关联。上下文控制单元基于第三 上下文来控制第一网络与第二网络之间的承载传送，并基于对第一上 下文的资源信息和第二上下文的资源信息的参考来执行与媒体网关控 制器的通信。根据本发明， 一种用于控制媒体网关的方法，其中媒体网关基于 从媒体网关控制器传输来的控制消息产生上下文并控制第一网络和第 二网络之间的承载传送，所述方法包括基于第一上下文的资源信息和第二上下文的资源信息，确定在关 于第一网络的第一上下文与关于第二网络的第二上下文之间是否存在 媒体网关内部的内部连接；当确定所述内部连接存在时，判断是否可以通过组合第一上下文和第二上下文来产生新的第三上下文；当判断可以产生第三上下文时，产生第三上下文，并将第三上下 文的资源信息与第一上下文的资源信息和第二上下文的资源信息相关 联；以及基于第三上下文来控制第一网络与第二网络之间的承载传送，并 基于对第一上下文的资源信息和第二上下文的资源信息的参考来执行 与媒体网关控制器的通信。


结合附图，本发明的范例特征和优点将从以下详细描述中显而易 见，附图中图1是根据本发明范例实施例的网络配置示意图，其描述了媒体 网关在网络中的定位；图2是示出了背景技术部分描述的现有技术中存在问题的框图， 该问题与媒体网关的资源优化有关，该媒体网关使用IP电话(即， VoIP)来提供不同类型网络之间的语音通信环境；图3是示出了在执行根据本发明范例实施例的资源优化处理之前 媒体网关的配置的框图；图4是示出了在执行根据本发明范例实施例的资源优化处理之后 媒体网关的配置的框图；图5示出了根据本发明范例实施例的媒体网关中的上下文的设置 消息示例；图6是示出了根据本发明范例实施例的媒体网关的操作的流程图；图7是示出了在根据本发明范例实施例的媒体网关的资源优化处 理中的判断操作示例的流程图；图8A到8D是示出了在根据本发明范例实施例的媒体网关的资源 优化处理中的其他判断操作示例的流程图；图9是示出了根据本发明范例实施例的媒体网关的资源优化处理 与向/从每个媒体网关控制器21， 22发送/接收的控制信号之间的关系 的序列图；图10是示出了在根据本发明范例实施例的媒体网关中释放上下 文设置的流程图；图11是示出了在根据本发明范例实施例的媒体网关中释放上下 文设置时资源优化处理与向/从每个媒体网关控制器21 ， 22发送/接收 的控制信号之间的关系的序列图；以及图12A和12B示出了可以应用本发明优选实施例的网络环境的另 一示例。图12A示出了在执行根据本发明优选实施例的优化之前的网 络配置，图12B示出了由本发明优选实施例执行的优化的网络配置。
具体实施方式
现在将参照附图，具体描述本发明的范例实施例。首先，参照图1和2描述媒体网关在网络中的定位以及该媒体网 关中资源优化的含义。图1是根据本发明范例实施例的网络配置示意图，其描述了媒体 网关在网络中的定位。图l示出了如下系统通过分离地设置作为承 载传送节点的媒体网关和作为控制节点的媒体网关控制器，建立不同 类型网络之间的网络连接。这里，第一网络100和第二网络200是类 型彼此不同的网络。例如，第一网络100是公共移动无线电网络，第 二网络200是通过发送和接收IP分组来传输消息的IP网络。这样， 实现不同类型网络之间的语音通信。媒体网关1是相互转换并传输在第一网络100和第二网络200中 使用的承载的装置。例如，在第一网络100中，向承载应用基于ATM (异步传送模式)的单元数据。此外，在第二网络200中，向承载应 用使用RTP (实时传输协议)/UDP (用户数据报协议)的IP分组。 当第一网络100是PSTN (公共交换电话网)时，基于TDM(时分复 用)的语音数据可以是承载。媒体网关控制器2是对各个网络中使用的控制信号进行端接的装 置。例如，在第一网络100中，使用SS7 (信令系统No.7)作为控制 信号，并在该网络内的通信节点(未示出)之间执行路由控制。由此， 建立媒体网关l与该网络内通信终端(未示出)的连接。媒体网关控 制器2对用于不同类型网络之间的呼叫连接的控制信号进行端接。在 第二网络200中，媒体网关控制器2端接H.233控制协议，该协议执 行IP网络中音频、视频和其他数据的实时通信。可以将例如MEGACO (媒体网关控制)/H.248或MGCP (媒体 网关控制协议)之类的控制协议应用于媒体网关1与媒体网关控制器2之间的控制协议。在VoIP网络中，在媒体网关和媒体网关控制器的之间使用该控制协议，定义必要的控制机制，以允许媒体网关控制器控制网关，从而支持PSTN (包括公共移动无线电网络)与IP网络之 间的语音呼叫。接下来，参照图2描述在以上述位置设置在网络中的媒体网关中 的资源优化。图2是示出了背景技术部分描述的现有技术中存在的问题的框 图，该问题与媒体网关l内包括的资源优化有关，该媒体网关l使用 IP电话或VoIP来提供不同类型网络之间的语音通信环境。媒体网关l中存在两种上下文，对应于第一网络的关于连接的上 下文11和对应于第二网络的关于连接的上下文12。上下文11和上下 文12涉及相同连接中的每一个承载流，其中承载从第一网络流向第二 网络，反之亦然。媒体转换在不同类型网络之间执行。上下文11由媒 体网关控制器21控制，上下文12由媒体网关控制器22控制。每种控 制是独立执行的。这里，上下文表示特定装置中待控制的单元，多个资源与该装置 中的上下文相关联。端接器Ta 111和端接器Tb 112与上下文11相关联，端接器Ta 111 对到达/来自第一网络中的目的地节点(未示出)的连接进行端接，端接 器Tbll2端接媒体网关l内的内部连接的一端。此外，端接器Tcl21 和端接器Td 122与上下文12相关联，端接器Tc 121端接媒体网关1 内的内部连接的另一端，端接器Td 122对到达/来自第二网络中的目 的地节点(未示出)的连接进行端接。在端接器Ta 111与端接器Tb 112之间设置对音频数据压縮的编解 码类型进行转换的代码转换器Xa 113。在端接器Tc 121与端接器Td 122之间也设置代码转换器Xb123。图2中，例如，AMR(自适应多 速率压縮)用作第一网络中的音频数据压縮方案，而G729用作第二 网络中的音频数据压縮方案。此外，G.711用作媒体网关1的内部连 接中的音频数据压缩方案。由此，对编解码类型AMR和G.711进行 相互转换的代码转换器Xa 113以及对编解码类型G.729和G.711进行相互转换的代码转换器Xb 123分别与上下文11和上下文12相关联。 容易理解，冗余组分包括在如上所述受到相应媒体网关控制器21 和22控制的上下文11和12中。换言之，端接器Tb 112和端接器Tc 121是上下文之间的相同流 的内部连接的端点，它们在功能上是冗余的，其中内部连接是媒体网 关l内的闭合连接。当代码转换器Xa U3和代码转换器Xb 123可以 统一成一个代码转换器(例如，对AMR和G.729进行相互转换的代 码转换器)时，代码转换器Xall3和代码转换器Xbl23也是冗余的。 一般而言，端接和编解码转换是通过信号处理功能执行的，其中 可用资源是有限的。因此，如上所述，对于一个流执行两次信号转换 操作将导致资源的浪费。此外，多次执行编解码转换操作会引起语音 质量的劣化。根据背景技术部分所述的现有技术，不可能省略端接器Tb 112、 端接器Tc 121、代码转换器Xa 113和代码转换器Xb 123。在这种技 术中，端接器Ta 111和端接器Tb 112通过上下文11彼此关联，端接 器Tcl21与端接器Tdl22通过上下文12彼此关联。g卩，该装置的整 体操作是在独立地控制每个上下文的条件下受到控制的。因此，不可 能执行控制操作来分别从上下文中分离和省略端接器Tc 121与端接器 Td 122。基于相同原因，即使可以对编解码类型AMR和G.729进行相互 转换的代码转换器可用，并且可以通过一个代码转换器转换音频数据 压縮方案，与相应的上下文11和12相关联的代码转换器Xa 113和代 码转换器Xb 123也是无法省略的。此外，如果在根据背景技术部分所述的现有技术的媒体网关中执 行资源再配置，应该有必要改变媒体网关本身中的多种控制设置以及 相关媒体网关控制器中的控制设置。此外，如果要利用来自媒体网关 控制器的控制来执行媒体网关中的资源优化，其中每个媒体网关控制 器专用于不同类型网络的相应网络，则应该有必要执行每个媒体网关 控制器之间的协同操作。因此，应该在每个网关控制器中安装用于执 行优化控制的新软件。这些限制引发操作方面的另一问题，网络系统的实际操作负荷增大。因此，本发明通过省略与至少两个上下文相关联的、针对同一流 的资源冗余组分，实现了对资源优化的自发控制操作，其中至少两个 上下文是在媒体网关内部连接的。此外，本发明实现了对媒体网关与 媒体网关控制器之间的现有协议无任何影响的资源优化。 参照图3到图11，描述本发明的优选范例实施例。 图3是示出了在执行根据本发明范例实施例的资源优化处理之前媒体网关的配置的框图。图4是示出了在执行根据本发明范例实施例的资源优化处理之后媒体网关的配置的框图。如上参照图l和2所述的，在第一网络和第二网络中由媒体网关 控制器21和媒体网关控制器22基于相应的控制信号来控制媒体网关 1。然后，在媒体网关1中设置对应于每个网络的上下文。在这种状态 下，还未执行资源优化处理。图3是示出了该状态下媒体网关1的配 置的框图。在该状态下，媒体网关1执行下述资源优化处理，并设置如图4 所示的虚拟上下文。此外，资源优化的含义是将装置中包括在同一流中的多个上下文 组合以产生新的上下文，并由新的上下文控制状态。资源表示与上下 文相关联的一个或更多个待控制的对象，至少包括端接器、连接和代 码转换器。对于多个上下文，例如，媒体网关中存在两种上下文，对应于第 一网络的关于连接的上下文A和对应于第二网络的关于连接的上下文 B，其中第一网络和第二网络是类型彼此不同的网络。上下文A和上 下文B涉及同一连接中的每个承载流，其中承载从第一网络流向第二 网络，反之亦然，在不同类型网络之间执行媒体转换。上下文A和上 下文B由媒体网关控制器A和媒体网关控制器B控制，每种控制是 独立执行的。这里，就媒体网关控制器A和媒体网关控制器B而言， 提供物理上彼此分离的媒体网关控制器并不是不可或缺的。媒体网关控制器A和B可以是相同硬件，只要独立地执行针对专用网络的每种 控制，就可以提供分离的媒体网关控制器功能。参照图3，上下文A 130是要由媒体网关1根据媒体网关控制器 21的指令而控制和产生的单元。当媒体网关控制器21基于第一网络 的控制信号来控制媒体网关1时，使用上下文A 130。即，媒体网关 控制器21使用上下文A 130，将媒体网关1作为虚拟媒体网关13来 控制。类似地，由媒体网关1根据媒体网关控制器22基于第二网络的 控制信号而发出的指令，来产生上下文B140，媒体网关控制器21使 用上下文B 140，将媒体网关1作为虚拟媒体网关14来控制。将用于产生图4所示的虚拟上下文C 150的设置消息(包括资源 信息)与上下文A 130和上下文B 140相关联并存储。在执行了资源 优化处理之后，新产生的虚拟上下文C 150变成可用的，并被控制作 为虚拟网关15。通过使用虚拟上下文C 150，控制第一网络和第二网 络之间的承载传送。图3中的内部连接6是在媒体网关1内将涉及同一流的上下文连 接的连接。附图标记为4和5的连接是用于与媒体网关1的外部连接 的连接。即，连接4与第一网络中的相邻节点(未示出)连接，连接 5与第二网络中的相邻节点(未示出)连接。图4所示的连接4和连 接5也与图3中的连接相同。这里，连接可以是上下文之间的连接或 资源之间的连接。虽然上下文中资源之间的连接也是广义定义的连接， 但是根据Megaco协议，上下文中资源之间的连接称作关联。以下描述与上下文相关联的资源。在图3中，分别对应于附图标 记131、 132、 141和142的Tl、 T2、 T3和T4是被称作端接器的逻辑 实体，用于发送和接收作为重复(或中继)对象的流，并且是连接的 端点。媒体网关控制器21向端接器T1 131和端接器T2 132给定目的 地地址和端口号等。媒体网关控制器22向端接器T3 141和端接器T4 142给定目的地地址和端口号等。在图3中，分别对应于附图标记133和143的XI和X2是代码转 换器，也是具有音频数据压縮的编解码类型转换的功能的资源。类似 于图2所述的代码转换器Xa 113和代码转换器Xb 123,代码转换器XI 133对编解码类型AMR和G,711进行相互转换，代码转换器X2 143 对编解码类型G.729和G711进行相互转换。代码转换器XI 133在端 接器T1 131和端接器T2 132之间转换编解码类型，代码转换器X2 143 在端接器T3 141和端接器T4 142之间转换编解码类型。因此，通过 上下文A130，端接器T1 131和端接器T2 132经由代码转换器X1 133 彼此关联，并且通过上下文B 140，端接器T3 141和端接器T4 142 经由代码转换器X2 143彼此关联。图4所示的代码转换器X3 151对编解码类型AMR和G.729进行 相互转换。代码转换器X3 151在虚拟上下文C 150中与端接器T1 131 和端接器T4 142连接。此外，代码转换器X1到X3各自是专用硬件， 例如支持特定编解码转换的LSI。当执行资源优化处理时，释放代码 转换器X1 133和代码转换器X2 143的资源，而代码转换器X3 151 的资源是可用的。此外，可以使代码转换器XI到X3作为软件逻辑实体进行操作。 在这种情况下，可以通过改变软件程序的设置，将资源优化处理之前 的代码转换器X1 131和代码转换器X2 143中任何一个用作资源优化 处理之后的代码转换器X3 151。下面参照图3，描述根据本发明范例实施例的媒体网关1的每个 功能单元。此外，图4也示出了相同的配置。媒体网关l包括存储单 元31、连接确定单元32、优化判断单元33、上下文控制单元34和优 化处理单元35。此外，除了上述功能单元之外，未示出媒体网关l的 其他常用功能单元。存储单元31存储与媒体网关1中产生的每个上下文有关的设置信 息。具体而言，如下述图5所示，存储单元31存储与每个上下文相关 联的资源的设置信息。虽然图5中未示出，但是存储单元31也存储端 接器和代码转换器的功能信息和性能信息，端接器和代码转换器是通 过上下文关联的资源。这里，功能信息是指可以用来区分资源功能的 信息，包括可用功能以提供诸如可转换的编解码类型和可连接的电路 类型。此外，性能信息包括与CPU等器件的处理能力有关的信息。确定单元32基于存储单元31中存储的与上下文有关的设置 信息，确定上下文之间的连接是否存在。换言之，连接确定单元32 确定在媒体网关内部闭合的内部连接(即，只将装置内部针对同一流 的多个上下文连接的连接)。优化判断单元33基于与上下文相关联的资源的功能信息或性能 信息，判断是否可以产生新的上下文，即，是否可以执行资源优化处 理。具体而言，优化判断单元33基于如下判断准则，判断是否可以执行资源优化处理相比与原始上下文相关联的资源的个数，是否可以减少与针对资源优化而新产生的上下文相关联的资源的个数(第一判断准则)；是否可能使用与针对资源优化而新产生的上下文相关联的资源来维持通信(第二判断准则)；以及与针对资源优化而新产生的上下文相关联的资源中是否存在会成为性能瓶颈的资源(第三判断准则)。 第一判断准则的具体示例如下是否可以只使用端接器T1 131和端接器T4 142而不使用图3所 示的端接器T2 132和端接器T3 141，来减少电路资源的个数；以及是否可以使用直接将音频数据压縮的编解码类型转换为 AMR/G729的一个代码转换器而不使用图3所示的代码转换器XI 133 (AMR/G.711)和代码转换器X2 143 (G.711/G729)这两个代码转换 器，来减少代码转换器的个数。第二判断准则的具体示例如下是否可以使用与新产生的上下文相关联的资源来建立正确连接 (例如，代码转换器是否包括直接将音频数据压縮的编解码类型转换 为AMR/G.729的功能，或者是否安装有这种代码转换器)。 第三判断准则的具体示例如下判断当通过减少端接器个数而将处理负荷集中在特定端接器上 时，该端接器的处理性能是否会由于处理能力(例如，端接器中DSP (数字信号处理器)的处理能力)的限制而成为瓶颈；以及判断相比于与原始上下文相关联的资源的处理性能，与新产生的 上下文相关联的资源的处理性能是否足够。优化判断单元33可以基于所有的第一到第三准则来判断是否执行资源优化处理，或者至少基于第一准则来进行相同的判断。此外，优化判断单元33可以基于第一准则以及第二和第三准则中任何一个 来进行判断。基于媒体网关中资源的提供状况来决定准则的组合。例 如，当清楚知道提供了媒体网关中的资源从而不采用第二和第三准则 时，优化判断单元33可以只基于第一准则进行判断。具体而言，当判 断可以通过代码转换器的替换来有效实现音频数据压縮的编解码转 换，从而改善通信质量时，即使无法减少资源的个数，优化判断单元 33也可以判断要执行资源优化处理。当连接确定单元32确定上下文之间的内部连接存在，并且优化判 断单元33判断有必要执行资源优化处理时，优化处理单元35执行资 源优化处理。优化处理单元35通过组合由内部连接彼此连接的多个上 下文，执行资源优化处理，以产生新的上下文。具体而言，如图4所 示，优化处理单元35改变上下文的设置信息，以使虚拟上下文C150 可以将端接器T1131与端接器T4 142经由代码转换器X3 151相关联， 媒体网关1可以用作虚拟媒体网关15。在这种环境下，媒体网关l控制作为媒体网关的功能。上下文控 制单元34执行该控制。在完成资源优化处理之后，上下文控制器34通过分别使用原始上 下文A 130和原始上下文B 140的信息，执行与媒体网关控制器21和 媒体网关控制器22的通信控制。换言之，上下文控制单元34参照存 储单元31中存储的新产生上下文的设置信息和每个原始上下文的设 置信息，与媒体网关控制器21和媒体网关控制器22进行通信。艮P,上下文控制单元34在与每个媒体网关控制器通信期间，使用 原始上下文A 130和原始上下文B 140的设置信息，而上下文控制单 元34实际使用虚拟上下文C 150来控制承载传送。因此，通过执行对判断为冗余的资源的资源优化处理，并使用资 源优化处理中新产生的虚拟上下文，控制媒体网关作为虚拟媒体网关而工作。同时，本发明的媒体网关通过使用在执行资源优化处理之前 的上下文的信息，与控制该媒体网关的媒体网关控制器进行通信。接下来，描述根据本发明范例实施例的、具有上述配置的媒体网 关的操作。首先，参照图5描述存储单元31中存储的、在资源优化处理中新 产生的上下文的设置信息以及每个原始上下文的设置信息。图5示出 了在根据本发明范例实施例的媒体网关中的上下文的设置信息示例。在图5中，基于从媒体网关控制器传输来的控制信息而产生的原 始上下文的有关信息排列在图5的左栏中。例如，如图3所示，因为 上下文A 130和上下文B 140是基于从媒体网关控制器传输来的控制 信息产生的，所以这些上下文的有关信息排列在左栏中。此外，在资源优化处理中产生的新虚拟上下文的有关信息排列在 图5的右栏中。例如，如图4所示，虚拟上下文C 150是在资源优化 处理中产生的，因此将虚拟上下文的有关信息排列在图5的右栏中。图5对应关系栏中的箭头示出了在资源优化处理中新产生的上下 文与原始上下文之间的对应关系。此外，图5中示例的设置信息包括上下文、与该上下文相关联的 资源以及每个资源的地址。如上所述，还设置有与端接器和代码转换 器等与上下文相关联的资源的性能信息。但是图5中未示出此类信息。艮口，设置信息有必要包括下列信息为判断资源优化处理的必要性而需要的信息；用于控制在执行资源优化处理之后的媒体网关的信息；以及在执行资源优化处理之前的信息，该信息使得即使在资源优化处 理之后也能够进行与媒体网关控制器的通信。资源地址栏的指示规则如下。"[]"内部由":"分开。分开的左侧指示本资源的地址，右侧在"()" 内部指示在左的相邻资源和在右的相邻资源的各个地址。例如，在端接器Tl的示例中，"[tl:(ol,xl)],，指示"tl"是端接器 Tl的地址，"ol"是第一网络中面向端接器Tl的节点的地址，"xl"是 代码转换器X1的地址，代码转换器X1是媒体网关内面向端接器T1的资源。端接器T2到T4和代码转换器XI到X3等其他资源也以类似方式指7K。如上所述，端接器T1端接第一网络中基于ATM的电路，端接器 T4端接第二网络中使用RTP/UDP来载送IP分组的电路。端接器T2 和端接器T3是媒体网关内部的内部连接的端点。作为音频数据压縮技术，第一网络中使用编解码类型AMR，第 二网络中使用编解码类型G.729。媒体网关内部的内部连接使用音频 数据压縮方案G.711，并包括基于RTP/UDP来传输IP分组的电路。相应地，代码转换器XI到X3分别包括AMR/G.711编解码类型 转换功能、G.711/G.729编解码类型转换功能和AMR/G.729编解码类 型转换功能。下面，参照图6到9，描述根据本发明范例实施例的媒体网关1 的操作。图6是示出了根据本发明范例实施例的媒体网关的操作的流程 图。图7是示出了在根据本发明范例实施例的媒体网关的资源优化处 理中的判断操作示例的流程图。图8A到8D是示出了在根据本发明范 例实施例的媒体网关的资源优化处理中的其他判断操作示例的流程 图。图9是示出了根据本发明范例实施例的媒体网关的资源优化处理 与向/从每个媒体网关控制器21， 22发送/接收的控制信号之间的关系 的序列图。如上所述，媒体网关控制器是对各个网络中使用的控制信号进行 端接以在不同类型网络之间建立呼叫的装置。例如，由媒体网关控制 器21端接第一网络中的控制信号SS7，由媒体网关控制器22端接第 二网络中的控制协议H.323。此外，在媒体网关1与各个媒体网关控 制器21和22之间使用控制协议MEGACO/H.248。当媒体网关控制器21接收到来自第一网络的呼叫请求的控制信 号(例如SS7的ISUP (ISDN用户部分)中的IAM、 ACM、 ANM)， 媒体网关控制器21向媒体网关1的虚拟媒体网关13发送用于建立上 下文的请求消息(即，用于建立端接器T1和端接器T2的请求)(图9 的步骤901)。用于建立上下文的请求包括基于从第一网络接收到控制信号中包 括的信息的上下文设置信息。具体而言，用于建立上下文的请求包括如下信息由上下文A将端接器Tl和端接器T2经由代码转换器XI彼此关联。上下文的设置信息包括每个端接器使用的IP地址和端口 号。此外，上下文的设置信息包括与上下文相关联的资源的功能信息 和性能信息。下面参照图6，描述已从媒体网关控制器21接收到用于建立上下 文的请求的媒体网关l的操作。当媒体网关1从媒体网关控制器21接收到用于建立上下文的请求 消息时(步骤601)，媒体网关l基于该建立上下文请求消息中包括的 设置信息，捕获有关资源(步骤602)。然后，媒体网关l使用捕获的 资源产生上下文A，并将上下文A的设置信息存储在存储单元31中 (参见图5)。此外，这些操作是由媒体网关1的常用功能单元(未示 出)执行的。接下来，连接确定单元32搜索已建立的针对同一流的有关上下文 的设置信息，连接确定单元32确定新产生的上下文A是否具有与另 一上下文的连接(步骤603)。换言之，连接确定单元32确认在媒体网关内部端接的针对同一流的内部连接的存在。因为此时不存在与另一上下文的连接(步骤603:否)，所以将使 用步骤602中捕获的资源的上下文固定为上下文A (步骤606)。媒体网关1的上下文控制单元34向媒体网关控制器21发送响应 消息(步骤607)，该响应消息指示由媒体网关控制器21请求的上下 文的建立已完成。响应消息还包括如下信息该上下文是基于媒体网 关控制器21所发送的建立上下文请求消息中包括的设置消息而建立 的。即，上下文控制单元34向媒体网关控制器21通知上下文A的建 立己完成，上下文A将端接器Tl和T2经由代码转换器XI彼此关联。图9中的步骤902到904指示上述操作。接着，当媒体网关控制器22接收到第二网络中与呼叫建立有关的 控制信号时，媒体网关控制器22向媒体网关1的虚拟媒体网关14发 送建立上下文的请求消息(即，建立端接器T3和端接器T4的请求)(图9中步骤905)。例如，在媒体网关控制器21向专用于第二网络 的处理的媒体网关控制器22发送控制信号时，媒体网关控制器22可 以开始控制操作，其中媒体网关控制器21执行与第一网络的呼叫建立 有关的处理。在这种情况下，建立上下文的请求消息包括基于所发送控制信号 中包括的消息的上下文设置消息。具体而言，建立上下文的请求消息 包括如下信息上下文B将端接器T3和T4经由代码转换器X2彼此 关联。如上所述，清楚可知，上下文设置信息包括诸如由每个端接器 使用的IP地址和端口号、资源的功能信息和性能信息之类的信息。下面，再次参照图6，描述已从媒体网关控制器22接收到建立上 下文的请求消息的媒体网关的操作。当媒体网关1从媒体网关控制器22接收到建立上下文的请求消息 时(步骤601)，媒体网关l基于该请求消息中包括的设置信息，捕获 有关资源(步骤602)。然后，媒体网关1使用捕获的资源产生上下文 B，并将与端接器T3、 T4和代码转换器X2相关联的上下文B作为上 下文B的设置信息存储在存储单元31中(参见图5)。此外，这些操 作是由媒体网关l的常用功能单元(未示出)执行的。接下来，连接确定单元32搜索已建立的针对同一流的上下文的设 置信息，连接确定单元32确定新产生的上下文B是否具有与其他上 下文的连接(步骤603)。换言之，连接确定单元32确认在媒体网关 内部端接的针对同一流的内部连接的存在。在这种情况下，通过搜索找到与第一网络有关的已建立的上下文 A的设置信息(步骤603:是)。具体而言，通过找出关于端接器T3 的IP地址和端口号的信息与端接器T2的有关信息之间的关联，识别 内部连接的存在，由此找到上下文A，作为涉及上下文B的同一流。接着，优化判断单元33判断对上下文A和上下文B的资源优化 是否可能(步骤604)。图7是示出了图6中步骤604的具体操作的流程图。下面参照图 7，描述根据本发明范例实施例的由优化判断单元33执行的资源优化 判断操作的示例。优化判断单元33通过比较上下文A和上下文B的设置信息(例 如编解码类型和电路类别)，判断资源优化处理是否可能。具体而言， 优化判断单元33基于存储单元31中存储的设置信息，判断是否可能 建立虚拟连接C，在该虚拟连接C中减少了资源个数。首先，优化判断单元33确认存在可以省略的端接器，并判断可以 省略端接器T2和端接器T3 (步骤701:是)。接着，优化判断单元33 判断是否有可用来替代代码转换器X1和代码转换器X2的代码转换器 (步骤702)，该代码转换器能够直接实现音频数据压縮和AMR/G.729 转换。此外，优化判断单元33考虑到替代代码转换器和端接器的处理 能力，判断是否存在性能瓶颈(步骤703)。当每个判断均是肯定的(或每个判断均未发现任何困难)时，优 化判断单元33输出最终判断可以产生上下文C，上下文C将端接 器Tl和端接器T4经由代码转换器X3彼此关联(步骤704)。另一方面，当优化判断单元33判断出上述判断中任一个不是肯定 的(或发现困难)时，优化判断单元33输出最终判断无法执行资源 优化(步骤705)。此外，上述判断是基于所有判断准则的，即，上述第一准则到第 三准则。同时，如图8A到8C所示，上述判断可以基于与上下文相关 联的要减少的资源个数的有关准则(第一准则)。此外，除了第一准则 之外，上述判断可以包括如下准则中的至少一个通过使用与上下文 相关联的资源来进行通信的可能性的有关准则(第二准则)；以及与性 能瓶颈的存在有关的准则(第三准则)。如图8D所示，当判断代码转 换器的替代能够有效地进行音频数据压缩的编解码转换，并由此能够 提高通信质量时，优化判断单元33可以判断即使资源个数未减少，也 可以执行资源优化处理。下面再次参照图6，描述媒体网关1基于优化判断单元33的判断 而进行的操作。首先，当优化判断单元33输出不执行资源优化处理的判断时(步 骤604，否)，媒体网关1固定上下文B的设置(步骤606)，上下文B使用在步骤602捕获的资源。由此，媒体网关l基于通过内部连接彼此连接的上下文A和上下文B，处理呼叫的承载传送。另一方面，当优化判断单元33输出执行资源优化处理的判断时 (步骤604，是)，优化处理单元35产生虚拟上下文C，并将上下文 A和上下文B与虚拟上下文C相对应地存储在存储单元31中(步骤 605)，其中虚拟上下文C将端接器Tl和端接器T4与新的代码转换器 X3关联。具体而言，如图5所示，对于基于媒体网关控制器21的设置请求 而己产生的上下文A，将关于虚拟上下文C的资源信息与原始资源信 息(包括T1、 T2和X1的关联信息)连接，并存储在存储单元31中。 类似地，对于基于媒体网关控制器22的设置请求而已产生的上下文 B，将关于虚拟上下文C的资源信息与原始资源信息(包括T3、 T4 和X2的关联信息)连接，并存储在存储单元31中。由此，上下文A 和上下文B各自与虚拟上下文C的设置信息连接,虚拟上下文C与在 完成资源优化处理之后得到的资源(Tl， T4和X3)相关联。然后， 媒体网关1通过虚拟上下文C来处理呼叫的承载传送。在图6的步骤607，媒体网关1的上下文控制单元34向媒体网关 控制器22发送响应消息，该响应消息指示由媒体网关控制器22请求 的上下文设置已完成。此时，即使步骤605或步骤606已完成，上下 文控制单元34也发送响应消息，该响应消息包括如下信息上下文是 基于媒体网关控制器22所通知的设置信息而设置的。即，上下文控制 单元34向媒体网关控制器22通知将端接器T3和T4经由代码转换器 X2相关联的上下文B的设置己完成。对于根据本发明范例实施例的媒体网关，通过上述步骤的处理， 将实际使用的物理资源的个数优化到两个端接器和一个代码转换器， 然后使用优化的资源来处理呼叫的承载传送。当执行资源优化处理时， 基于在资源优化处理之前得到的原始资源信息在媒体网关与媒体网关 控制器之间传输控制消息。艮P，本发明提供了能够在对媒体网关与媒体网关控制器之间的现 有协议无影响的前提下执行资源优化的媒体网关。因此，即使媒体网关执行资源优化处理，媒体网关控制器也可以通过与资源优化处理之前的协议相同的协议来与媒体网关通信。接下来，参照图10和图11，描述释放上下文的操作。图10是示出了在根据本发明范例实施例的媒体网关中释放上下文的操作。图11是示出了在根据本发明范例实施例的媒体网关中释放上下文时向/从每个媒体网关控制器21， 22发送/接收的控制信号的序 列图。图10的步骤1001对应于图11的步骤1101和步骤1106。图10 的步骤1002到1006对应于图11的步骤1102到1105以及步骤1107 到1109。首先，当媒体网关从媒体网关控制器22接收到释放端接器T3和 端接器T4 (与上下文B相关联的资源)的请求时(步骤1001和步骤 1101)，媒体网关1的上下文控制单元34确认虚拟上下文的存在(步 骤1002和步骤1102)。当媒体网关已优化了资源并正在使用虚拟上下 文C执行控制操作时，因为上下文B具有与被命令释放的端接器T3 和端接器T4有关的消息，所以参照存储单元31中存储的信息，标识 虚拟上下文C与上下文B之间的对应关系(步骤1002，是)。上下文控制单元34释放虚拟上下文C (步骤1003和步骤1103)， 然后释放上下文B (步骤1004和步骤1104)。上下文控制单元34向 媒体网关控制器22发送响应消息(步骤1006和步骤1105)，该响应 消息指示由媒体网关控制器22请求的上下文释放操作完成。此时，上 下文控制单元34向媒体网关控制器22通知将端接器T3与端接器T4 经由代码转换器X2相关联的上下文B已释放。接着，当媒体网关接收到释放端接器T1和端接器T2 (与上下文 A相关联的资源)时(步骤1001和步骤1106)，媒体网关1的上下文 控制单元34确认虚拟上下文的存在(步骤1002和步骤1107)。同时， 因为在上述步骤1003和1004中己释放了虚拟上下文C，存储单元31 中只留下了上下文A，所以不标识与虚拟上下文的对应关系(步骤1002 和步骤1107，否)。因此，上下文控制单元34释放上下文A并向媒体网关控制器21 发送响应消息(步骤1006和步骤1109)，该响应消息指示由媒体网关控制器21请求的上下文控制操作完成。此时，上下文控制单元34向 媒体网关控制器21通知将端接器Tl和端接器T2经由代码转换器XI 相关联的上下文A己释放。如上所述，根据本发明的范例实施例，执行媒体网关中的上下文 释放操作。此外，在上述范例实施例中，媒体网关在接收到释放上下 文B的请求之后，接收到释放上下文A的请求。同时，媒体网关可以 在接收到释放上下文A的请求之后，接收到释放上下文B的请求。在 这种情况下，当媒体网关从媒体网关控制器21接收到释放上下文A 的请求时，标识出虚拟上下文C的存在，并由上下文控制单元34释 放虚拟上下文C。根据本发明的上述范例实施例，媒体网关具有对在媒体网关内部 端接的、上下文之间的连接的存在进行确认的装置。媒体网关还具有 在媒体网关标识出这种连接存在时通过组合上下文来产生新上下文的 装置。由此，媒体网关可以节省资源并有效地使用资源。例如，资源 利用的优化可以减少不必要的音频数据压縮的编解码操作，从而对提 高通信质量作出贡献。此外，虽然参照图1所示的网络配置说明了本发明的优选实施例， 但是本发明的优选实施例也可以应用于其他网络环境。图12A和12B 示出了本发明优选实施例可以应用于的网络环境的另一示例。图12A 示出了在执行根据本发明优选实施例的优化之前的网络配置，图12B 示出了由本发明优选实施例执行的优化后的网络配置。在该网络环境中，第一网络100和第二网络200各自是使用IMS (IP多媒体系统)的移动网络，并通过VoIP执行语音通信，网络由 彼此不同的网络运营商管理。第三网络300是由另一网络运营商管理 的PSTN，用于提供第一网络100与第二网络200之间的网络间(inter network)通信。在这种网络环境下，需要在第一网络100与第三网络 300以及第三网络300与第二网络200之间对各个C (控制)平面 (plane)信号和U (用户)平面信号进行信号转换，以在第一网络中 的移动终端101与第二网络200中的移动终端201之间建立通信路径。MGCF (媒体网关控制器功能)102和MGCF202执行C平面信 号转换，MGW1 (媒体网关l) 301和MGW2 (媒体网关2) 302执行 U平面信号转换。在U平面信号转换中，如本发明优选实施例中所述 的，如果在MGW1和MGW2中可获得要优化的资源，则虚拟MGW (媒体网关)303可用作优化配置。
背景技术：
部分描述的专利文献1到3均难以自发和有效地减少设 备的资源。例如，根据专利文献l中描述的技术，当目的地通信系统中的信 令系统或协议等改变时，需要重新配置或重新构建整个系统的设备。 即，当第一移动无线电网络的访问节点重新配置时，有必要重新配置 第二移动无线电网络的访问节点，以进行新的功能配置。尤其随着通 信系统的规模不断增大，诸如通信设备等硬件的数量应该增加，这对 于网络运营商而言是沉重的负荷。因此，从资源节省的角度来看，专 利文献1中描述的技术不是有效的。虽然专利文献2公开了媒体网关通过从媒体网关控制器发送来的 命令最适当地进行改变的技术，但是专利文献2未涉及媒体网关的资 源优化的自发控制方法。专利文献3公开了一种将半永久性端接器添加到上下文的媒体网 关。但是，专利文献3公开的技术仅限于添加上下文的技术，从而具 有浪费硬件资源的问题。根据本发明的上述优选实施例，将新产生的虚拟上下文与用于产 生该虚拟上下文的多个原始上下文中的每一个相对应，并存储彼此的 关联。由此，基于新产生的虚拟上下文来控制承载传送，此外，可以 基于原始上下文的每个信息在媒体网关和媒体网关控制器之间传输控 制信号。因此，可以实现对要使用的资源的优化，而无需改变当前与 媒体网关控制器的接口条件，无需在媒体网关控制器中安装特定软件， 也无需给把控制设备配置。根据本发明的上述优选范例实施例，媒体网关自发地执行资源优 化处理。因此，媒体网关控制器不必控制媒体网关的资源优化，从而 不会增加媒体网关控制器的负荷。此外，根据本发明的上述优选范例实施例，媒体网关的每个单元 包括上述硬件。每个单元的一部分或整体可以由程序和执行该程序的 信息处理单元实现。虽然参照范例实施例具体示出并描述了本发明，但是本发明不限 于该实施例。本领域普通技术人员将理解，在不背离由权利要求限定 的本发明精神和范围的前提下可以进行形式和细节上的多种改变。此外，即使在审查期间修改了权利要求，本发明人也希望保留所 要求保护的发明的所有等同物。
权利要求
1.一种媒体网关，用于基于从媒体网关控制器传输来的控制消息产生上下文，并控制第一网络和第二网络之间的承载传送，所述媒体网关包括上下文确定单元，用于基于第一上下文的资源信息和第二上下文的资源信息，确定在关于第一网络的第一上下文与关于第二网络的第二上下文之间是否存在媒体网关内部的内部连接；优化判断单元，用于在上下文确定单元确定所述内部连接存在时，判断是否可以通过组合第一上下文和第二上下文来产生新的第三上下文；优化处理单元，用于在确定可以产生第三上下文时产生第三上下文，并将第三上下文的资源信息与第一上下文的资源信息和第二上下文的资源信息各自关联；以及上下文控制单元，用于基于第三上下文来控制第一网络与第二网络之间的承载传送，并基于对第一上下文的资源信息和第二上下文的资源信息的参考来执行与媒体网关控制器的通信。
2. 根据权利要求1所述的媒体网关，其中第一上下文是基于在涉 及第一网络的控制信号的控制消息中包括的资源信息而产生的，所述 控制信号已在媒体网关控制器处被端接；第二上下文是基于在涉及第 二网络的控制信号的控制消息中包括的资源信息而产生的，所述控制 信号已在媒体网关控制器处被端接。
3. 根据权利要求2所述的媒体网关，其中即使产生了第三上下文， 上下文控制单元也通过发送回相应的响应消息来执行与媒体网关控制 器的通信，所述相应的响应消息包括已用于产生相应的第一上下文和 第二上下文的资源信息。
4. 根据权利要求1所述的媒体网关，其中优化判断单元使用与在 产生第三上下文时与第一上下文和第二上下文相关联的资源中要减少 的资源的个数有关的准则，执行对产生第三上下文的判断。
5. 根据权利要求4所述的媒体网关，其中优化判断单元还使用与 在产生第三上下文时的通信可能性和瓶颈资源的存在有关的准则中的 至少一个，执行对产生第三上下文的判断。
6. 根据权利要求4所述的媒体网关，其中当与第三上下文相关联 的资源总数小于与第一上下文和第二上下文相关联的资源总数时，优 化判断单元判断要产生第三上下文。
7. 根据权利要求5所述的媒体网关，其中优化判断单元基于对与 第一上下文和第二上下文相关联的资源的功能进行指示的信息，检查 使用与第三上下文相关联的资源来进行通信的可能性，并在可以进行 通信时，判断要产生第三上下文。
8. 根据权利要求5所述的媒体网关，其中优化判断单元基于对与 第一上下文和第二上下文相关联的资源的功能进行指示的信息，在与 第三上下文相关联的资源中搜索会引起性能瓶颈的资源，并在未找到 会引起性能瓶颈的资源时判断要产生第三上下文。
9. 根据权利要求4所述的媒体网关，其中要减少的目标资源是代 码转换器和端接器、或者代码转换器和端接器之一。
10. —种用于控制媒体网关的方法，其中媒体网关基于从媒体网 关控制器传输来的控制消息产生上下文并控制第一网络和第二网络之 间的承载传送，所述方法包括基于第一上下文的资源信息和第二上下文的资源信息，确定在关 于第一网络的第一上下文与关于第二网络的第二上下文之间是否存在 媒体网关内部的内部连接；当确定所述内部连接存在时，判断是否可以通过组合第一上下文 和第二上下文来产生新的第三上下文；当判断可以产生第三上下文时，产生第三上下文，并将第三上下 文的资源信息与第一上下文的资源信息和第二上下文的资源信息各自 关联；以及基于第三上下文来控制第一网络与第二网络之间的承载传送，并 基于对第一上下文的资源信息和第二上下文的资源信息的参考来执行 与媒体网关控制器的通信。
11. 根据权利要求IO所述的控制方法，其中第一上下文是基于在 涉及第一网络的控制信号的控制消息中包括的资源信息而产生的，所述控制信号已在媒体网关控制器处被端接；第二上下文是基于在涉及 第二网络的控制信号的控制消息中包括的资源信息而产生的，所述控 制信号已在媒体网关控制器处被端接。
12. 根据权利要求IO所述的控制方法，其中关于与网关控制器的 通信，所述方法还包括即使产生了第三上下文，也发送回相应的响应消息，所述相应的 响应消息包括已用于产生相应的第一上下文和第二上下文的资源信 息。
13. 根据权利要求IO所述的控制方法，其中关于对产生第三上下 文的判断，所述方法还包括通过使用与在产生第三上下文时与第一上下文和第二上下文相关 联的资源中要减少的资源的个数有关的准则，执行对产生第三上下文 的判断。
14. 根据权利要求13所述的控制方法，还包括通过也使用与在产生第三上下文时的通信可能性和瓶颈资源的存 在有关的准则中的至少一个，执行对产生第三上下文的判断。
15. 根据权利要求13所述的控制方法，还包括当与第三上下文相关联的资源总数小于与第一上下文和第二上下 文相关联的资源总数时，判断要产生第三上下文。
16. 根据权利要求14所述的控制方法，还包括基于对与第一上下文和第二上下文相关联的资源的功能进行指示 的信息，检查使用与第三上下文相关联的资源来进行通信的可能性， 并在可以进行通信时，判断要产生第三上下文。
17. 根据权利要求14所述的控制方法，还包括基于对与第一上下文和第二上下文相关联的资源的功能进行指示 的信息，在与第三上下文相关联的资源中搜索会引起性能瓶颈的资源， 并在未找到会引起性能瓶颈的资源时判断要产生第三上下文。
全文摘要
一种媒体网关，用于基于从媒体网关控制器传输来的控制消息产生上下文并控制第一网络和第二网络之间的承载传送，包括上下文确定单元、优化判断单元、优化处理单元和上下文控制单元。上下文确定单元基于相应的控制消息，确定在关于第一网络的第一上下文与关于第二网络的第二上下文之间是否存在内部连接。当内部连接存在时，优化判断单元判断是否可以通过组合第一上下文和第二上下文来产生新的第三上下文。当可以产生时，优化处理单元产生第三上下文，并将第三上下文的资源信息与第一上下文的资源信息和第二上下文的资源信息相关联。上下文控制单元基于第三上下文来控制第一网络与第二网络之间的承载传送，并使用第一上下文和第二上下文的相应资源信息来执行与媒体网关控制器的通信。
文档编号H04Q3/00GK101242458SQ20081000899
公开日2008年8月13日 申请日期2008年2月2日 优先权日2007年2月8日
发明者原崎和彦, 志贺信吾, 田村利之 申请人:日本电气株式会社