CN1738316B - 向用户代理机分配会话发起协议标识的系统和方法 - Google Patents

向用户代理机分配会话发起协议标识的系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种通信系统包括会话发起协议(SIP)用户代理机。服务器与SIP用户代理机进行通信，并分配用户代理机用于利用SIP随后进行通信的SIP ID。数据库与服务器相关联，并且包含与能够被分配到SIP用户代理机的空闲SIP ID相关的数据和已分配的SIP ID。

Description

向用户代理机分配会话发起协议标识的系统和方法
技术领域
本发明涉及通信系统，更具体地，本发明涉及使用会话发起协议(SIP)的因特网协议(IP)通信系统。
背景技术
近年来使用因特网协议(IP)和相关协议的通信系统得到发展，以至于在很远的个人也能够访问这些网络。如本领域技术人员公知的，因特网和相关的通信技术是基于会话而不是基于连接(例如在公共开关电话网络中)的通信系统。现在定义了新的通信协议，以便添加用于在这些IP通信网络中处理语音和数据呼叫的新技术。
一种近年来比较流行的通信协议是会话发起协议(SIP)，其是一种用于发起、管理并终止横跨典型使用因特网协议的分组网络的语音、数据和视频会话的信令协议，例如普遍使用的因特网。由因特网工程任务组(IETF)开发的SIP并在IETF请求评论(RFC)2543和随后的3261标准中进行了详细说明，其公开在此被一并作为参考。SIP是用于发起涉及多媒体的交互用户会话的标准协议，所述多媒体包括视频、语音、聊天、游戏和虚拟现实。SIP建立会话并协商对于会话的能力，包括会话的修改或终止。利用基于对方的名称和重定向参数到达被叫方的独立位置寻址系统特点，其开放标准可升级并用于通用目的。与HTTP或SMTP相似，SIP基于文本，并工作在开放系统互连(OSI)通信模型的应用层。因此，SIP不但能建立多媒体会话，还能够建立因特网电话呼叫。由于SIP支持名称映射和重定向，用户能够从任意位置发起和接收通信。
SIP是一种有效的请求响应协议，其中请求通常源自客户机，而响应通常源自服务器。可以将统一资源定位器(URL)或统一资源标识符(URI)用于识别用户代理机(agent)，而且还能够支持E.164电话号码寻址。通过例如用户数据报协议(UDP)、简单控制传输协议(SCTP)或传输控制协议(TCP)的传输协议来发送各种SIP请求。
SIP架构通常包括被划分为用户代理机客户机和用户代理机服务器的用户代理机，典型地作为应用程序软件程序或独立硬件设备，例如手持无线通信设备。用户代理机发送被服务器接受以便响应的SIP请求。向请求发送回响应。当接收到SIP请求时，用户代理机服务器通常与客户机进行联系并代表用户代理机返回响应。SIP协议进行操作，以便接受、拒绝或重定向请求。
SIP架构包括代理(proxy)、重定向或注册机服务器(registrarserver)。代理服务器是同时操作服务器和客户机的中间服务器。其代表其它客户机进行请求。重定向服务器接受SIP请求，将地址映射到零或多个地址并向客户机返回地址。SIP重定向服务器通常不会发起SIP请求或接受呼叫。注册机服务器通过接收发送注册分组的客户机来接受注册请求。将SIP标识(ID)存储在其注册机服务器上，所述注册机服务器包括域中所有用户代理机的位置。注册机服务器能够检索并向SIP代理服务器发送包括唯一SIP ID的IP地址和其它相关信息。典型地，由客户机产生REGISTER请求并建立或去除与SIP地址之间的映射。这些请求能够检索已有的映射。典型地，SIP系统针对域的特定集合进行处理并能够使用位置数据库来存储并检索位置信息。不同的协议可以用于联系SIP服务，作为非限制性的示例，包括简化目录访问协议(LDAP)、用于鉴权的远程验证拨号用户服务(RADIUS)以及用于实时传输的实时传输协议(RTP)。
利用SIP的当前通信系统的缺点包括用户代理机需要在SIP服务器上手动输入SIP ID。例如，如果购买了1,000台基于SIP的设备，则必须向其提供SIP ID。典型地，在使设备能够实现SIP之前，需要执行两个任务。首先，针对该设备，服务器必须包括与例如IP地址、PIN号或电子邮件地址的唯一标识符SIP ID相关联的项。通常手动输入该映射。在设备或软件侧，用户(或软件)还必须已知通常已经出现利用SIP注册机服务器的任何注册之前手动输入的自身SIP ID。此外，在某些域中，可能存在大量潜在的用户代理机，这消弱了SIP ID的可用性。
WO01/31472针对移动性管理协议，用于支持3G网络的移动站上的实时和非实时多媒体应用。出现在该文献中的系统也使用和扩展会话初始协议(SIP)来提供域越区切换(即，漫游)。该文献公开了SIPREGISTER方法的使用，以允许SIP注册机从代表移动站的动态主机配置协议服务器得到新的IP地址。
R.Droms的论文“RFC-Requeset for Comments，Dynamic HostConfiguration Protocol，network working request for comments，xx，xx”1997年3月(1997-03)XP002198362公开了以下方式：动态主机配置协议(DHCP)提供用于在TCP IP网络上将配置信息传送到主机的框架，具有自动分配或重新使用网络地址和附加配置选项的能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种向用户代理机分配会话发起协议标识的系统和方法，能够消除对于在SIP服务器上手动输入SIP ID的需要，消除用户代理机已知其自身SIP ID以便利用SIP进行通信的需要，将有限数量的SIP ID分配给没有始终相连的更大群体的用户代理机。
在本发明的实施例中，将SIP ID动态地分配给用户代理机。例如，充当动态SIP ID分配(SPID)服务器或SIP服务器的服务器(例如作为非限制性示例的注册机服务器)查询空闲SIP ID的查找表。当用户代理机针对SIP ID进行联系时，该服务器查询查找表并向用户代理机分配一个空闲的SIP ID。一旦分配了SIP ID，可以将其移动到包含当前正在使用的SIP ID列表的另一个表。当所述用户代理机不再与网络相连并使用SIP时，将SIP ID返回到空闲的SIP ID列表。该系统和方法能够在多个潜在用户代理机上大规模地实现本发明。
在本发明的实施例中，通信系统包括会话初始协议(SIP)用户代理机和服务器，所述服务器与SIP用户代理机进行通信并分配用于用户代理机的SIP ID以便利用SIP进行随后的通信。数据库与服务器相关并且包含涉及能够分配给SIP用户代理机的空闲SIP ID的数据。数据库还包括已分配SIP ID的数据。在本发明的另一方面，SIP ID包括用于SIP用户代理机的唯一标识符。在本发明的非限制性示例中，SIPID可以与IP地址、PIN号或电子邮件地址相关联。
在本发明的另一方面，在用户代理机利用原始分配的SIP ID完成通信会话之后，服务器将SIP ID分配给另一个用户代理机。所述用户代理机可以是硬件或软件用户代理机。所述服务器可以是SIP注册机服务器或非SIP服务器。典型地，用户代理机操作用于向服务器发出针对SIP ID的请求、接收来自服务器的SIP ID并发出用于利用SIP ID进行注册和通信的REGISTER命令。
附图说明
当考虑附图时，根据以下本发明的详细说明，本发明的其它目的、特点和优点将变得显而易见，其中：
图1是利用SIP的网络通信系统的整体方框图，并且示出了用于临时分配SIP ID的本发明的DSIA服务器，所述SIP ID用于用户代理机在随后利用SIP进行通信。
图2是作为本发明示例的服务器侧的状态图。
图3是作为本发明示例的客户机侧的状态图。
图4是示出了在本发明中使用的典型移动无线通信设备的示意方框图。
具体实施方式
现在将参考示出了本发明优选实施例的附图来更完整地说明本发明。然而，本发明可以体现为多种不同形式并且不局限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例，以便该公开彻底和完整并且完全地向本领域的技术人员传达本发明的范围。全文中，相同的数字标识相同的组件，并且在可选的实施例中，将主要符号用于表示相似的组件。
有利地，本发明消除了在SIP服务器上手动地输入SIP ID以及用户代理机已知其自身SIP ID的需要。还能够将有限数目的SIP ID分配到没有始终同时相连的更大群体的用户代理机。
与使用静态分配的SIP ID不同，使用动态分配的SIP ID，并通过可以是SIP服务器或非SIP服务器的动态SIP ID分配(DSIA)服务器将动态的SIP ID租借给用户代理机。例如，DSIA服务器可以与注册机服务器或其它SIP服务器相关联，或可以是用作不同网络的一部分、或使用SIP的网络外部的单机服务器。DSIA服务器包括具有空闲SIP ID的查找表的数据库。当用户代理机针对SIP ID进行联系时，DSIA服务器查询查找表并分配由用户代理机临时使用的其空闲SIPID之一。一旦分配了SIP ID，可以将其移动到包含当前正在使用的SIP ID列表的另一个表。当所述用户代理机不再与网络相连并使用SIP时，将SIP ID返回到空闲的SIP ID列表，以便再次租借给其它用户代理机。
图1示出了使用SIP作为其通信协议的网络通信系统10的不完整方框图。该非限制性的示例中示出了两个域：domainl.com和domain2.com 12a和12b。每一个域12a和12b具有一个或多个SIP用务进行操作的注册机服务器18a、18b。每一个域还包括SIP代理服务器20a、20b。SIP重定向服务器22与SIP通信系统进行操作。如图所示，该服务器22可以包括在每一个域中，或与域相分离。在该非限制性的示例中，每一个域12a、12b包括可以是分离的单机服务器或与特定域注册机服务器18a、18b相关联的动态SIP ID分配(DSIA)服务器30a、30b。出于演示的目的，只示出了与每一个注册机服务器18a、18b相关联的DSIA服务器30a、30b。可以理解，只有一个DSIA服务器可以用于所有域，但在该演示示例中，将DSIA服务器30a、30b包括在每一个域中。DSIA服务器30a、30b还可以与其它SIP服务器相关联。每一个DSIA服务器30a、30b均能够查询存储了空闲和已分配SIP ID表的数据库32a、32b。
SIP用户代理机14a、14b、16a、16b可以是驻留在计算机或手持设备上的软件客户机或硬件设备自身，例如SIP电话、SIP PDA、Blackberry设备或能够使用本发明并使DSIA可用的其它设备。作为非限制性的示例，软件客户机可以驻留在膝上型或其它个人计算机中。
出于该非限制性示例的目的，将说明本发明一种操作方法的功能描述。为了根据本发明进行用户代理机的初始注册，用户代理机必须能够具有分配给其的动态SIP ID，即，具有DSIA客户机的DSIA可用用户代理机向DSIA服务器发送对于SIP ID的请求，所述DSIA服务器向DSIA客户机返回SIP ID。客户机将SIP ID传送到用户代理机。应当理解，DSIA客户机可以位于较低层并将信息传送到相同设备或机器上的用户代理机。用户代理机可以采用该信息并将其临时SIP ID注册到SIP注册机服务器。因此，用户代理机具有稍后能够被释放的SIP ID的“出租”。
在所演示的实施例中，例如，如果作为第一域中SIP可用电话的SIP用户代理机希望与第二域处的SIP用户代理机(例如多媒体手机或其它手持设备)进行通信，用户可以通过发出适当的INVITE命令来邀请第二用户代理机。第一域中的SIP代理服务器12a辨认出另一个用户代理机处于其域之外并向SIP重定向服务器22查询另一个用户代理机的IP地址。重定向服务器22向SIP代理服务器发送联系信息，SIP代理服务器将SIP会话邀请(即，INVITE命令)转发到第二域12b中的SIP代理服务器20b，SIP代理服务器20b将邀请传送到第二用户代理机。随后，这使第二用户代理机沿着相同的路径转发接受。
即使在本发明的使用中出现了初始注册并且由用户代理机进行初始联系以便得到SIP ID，当实现本发明时，SIP的整体功能没有改变。SIP基础结构与充当代理、网关、注册机和重定向器的不同服务器一起操作，并且能够桥接包括到公共开关电话网络(PSTN)或公司PBX的链接的多个设备或环境，允许进行语音IP(VoIP)。作为非限制性的示例，直通消息仍然可以用于创建、修改和终止包括各种SIP消息的呼叫：INVITE、ACK、REGISTER、BYE、OPTIONS和INFO。作为非限制性的示例，不同的响应可以包括：Informational(1XX)、Successful(2XX)、Redirection(3XX)、Request failure(4XX)、Serverfailure(5XX)和Global failure(6XX)。由于其固有的简化性以及例如因特网电话的媒体混合服务，作为一种已有技术，SIP与H.323相比较有优势。
典型地，SIP消息基于文本，并且能够按照电子邮件客户机使用的方式来重新使用MIME型描述。SIP能够重新使用已有的因特网服务和协议，并且具有容易定义的扩展。本发明利用SIP的所有方面进行操作，包括：接口上的、SIP可用端点、成本/会话控制、媒体服务控制、服务控制、服务创建/授权、智能网络/智能协议互连、通用事件订阅/通知、SIP可用即时消息和无线多媒体协议。用户代理机能够从SIP可用的端点访问服务而不管是SIP CPL、CGI或Serlex。SIP与以下协议一起进行操作：Parlay/open服务架构(OSA)；JAIN和高级智能网络应用协议(AINAP)；智能网络应用协议(INAP)；PINT和SPIRIT服务。本发明可以操作无状态和有状态(stateless and stateful)代理。
根据本发明，代理服务器可以进行不同类型的地址解析，例如，包括确定目标集合、将请求SIP目的地址解析到映射的SIP地址集合中以及DNS解析。通过利用代理服务器和重定向服务器，可以进行不同类型的分叉(forking)，包括并行分叉、顺序分叉和混合分叉。
可以进行基于SIP的不同服务，尤其包括：会议、聊天、增强消息、增强语音邮件、find-me、基于位置的服务、图片消息、push-to-talk、基于会话的传输、信息娱乐片和如本领域的技术人员所建议的其它服务。
可以将SIP可用的任意服务应用于移动服务。SIP可操作用于第三代移动系统和等同于SIP服务器的呼叫状态控制功能(CSCF)。通过SIP和蜂窝信息协议之间的映射，SIP可以与无线应用协议(WAP)进行交互工作。WAP移动客户机可以向SIP客户机发送即时消息。接口(例如呼叫处理语言(CPL))上的不同应用程序可以用于SIP，作为用于说明并控制呼叫服务的基于XML的脚本语言。还可以在网络服务器或用户代理机服务器上实现SIP。
在万维网中，公共网关接口(CGI)可以用于对网络服务进行编程并用于SIP环境中的服务创建。可以按照PERL、TCL、C、C++或JAVA来编写CGI脚本。可以使用与HTTP小服务程序相似的SIP小服务程序，并将以JAVA对其进行编写。此外，可以利用包括JAIN SIP、JAIN LITE和SIP小服务程序的JAIN起始(initiative)来开发SIP API。
由于SIP有点等同于H.323的Q.931和H.225组件，SIP和H.323均可用作IP网络中的信令协议。尽管其并不对等，即使SIP同时驻留在端点中和信令网络之上，SIP的作用就象是服务间谍，SIP和H.323也可以在会聚网络中共存。在会聚网络中。即使MGCP/MEGACO控制了横跨网络的多媒体网关，SIP应用服务器也能够利用软切换驻留在IP中心局内。
图2示出了本发明的服务器侧状态图。示出了不同的状态。中央示出的状态100等待输入。如状态102所示，利用请求SIP ID，能够从空闲查找表得到SIP ID。如状态104所示，能够检查用于SIP ID的保留查找表。如状态106所示，能够从空闲查找表中去除SIP ID并将其放置到保留查找表中。如状态108所示，将该信息发送到DSIA客户机。如果在状态102针对SIP ID检查了保留查找表，如状态110所示，可以从保留查找表中去除SIP ID并将其放置到空闲查找表中。
图3示出了DSIA客户机侧状态图。所示的状态示出了等待输入的系统状态200。第二状态202请求SIP ID，在状态204对其进行验证。一旦结束了用户代理机，释放SIP IS状态206允许释放SIP ID。
参考图4，在下面的示例中进一步说明了能够在本发明中使用的典型手持移动无线通信设备1000。该设备1000包括外壳1200、键盘1400和输出设备1600。所示的输出设备是优选的全图形LCD的显示器1600。或者，可以使用其它类型的输出设备。处理设备1800包含在外壳1200中并且连接在键盘1400和显示器1600之间。处理设备1800响应用户对于键盘1400上的按键的激活，控制显示器1600的操作以及移动设备1000的整体操作。
外壳1200可以垂直地伸长或具有其它尺寸和形状(包括翻盖式外壳结构)。键盘可以包括模式选择键或用于在文本输入和电话输入之间进行切换的其它硬件或软件。
除了处理设备1800以外，图4示意地示出了移动电话1000的其它部分。这些部分包括：通信子系统1001；短距离通信系统1020；键盘1400和显示器1600，连同其它输入/输出设备1060、1080、1100和1120；以及存储设备1160、1180和各种其它设备子系统1201。优选地，移动设备1000是具有语音和数据通信能力的双向RF通信设备。此外，移动设备1000最好具有通过因特网与其它计算机系统进行通信的能力。
优选地，将由处理设备1800执行的操作系统软件存储在例如快闪存储器1160的永久性存储单元中，还可以存储在其他类型的存储设备中，例如只读存储器(ROM)和类似的存储元件。此外，可以将系统软件、特定设备应用程序或其部分临时存储在易失性存储单元中，例如随机存取存储器(RAM)1180。还可以将由移动设备接收的通信信号存储在RAM 1180中。
除了其操作系统功能以外，处理设备1800还能够使软件应用程序1300A-1300N在设备1000上执行。在制造期间，可以将控制例如数据和语音通信1300A和1300B的基本设备操作的预定应用程序集合安装在设备1000上。此外，可以在制造期间安装个人信息管理器(PIM)应用程序。优选地，PIM能够优化和管理数据项，例如电子邮件、日历事件、语音邮件、约会和任务项。优选地，PIM应用程序还能够通过无线网络1401发送和接收数据项。优选地，通过无线网络1401，将PIM数据项与设备用户的存储或与主机计算机系统相关的对应数据项无缝地集成、同步和更新。通过通信系统以及可能的短距离通信子系统1001来执行包括数据和语音通信的通信功能。通信子系统1001包括：接收机1500、发射机1520和一个或多个天线1540和1560。此外，通信子系统1001还包括例如数字信号处理器(DSP)1580的处理模块和本地振荡器(LO)1601。通信子系统1001的具体设计和实现取决于移动设备1000意欲在其中进行操作的通信网络。例如，移动设备1000可以包括设计用于与MobitexTM、Data TACTM或通用分组无线服务(GPRS)移动数据通信网络进行操作的通信子系统1001，或设计用于与各种语音通信网络进行操作，例如AMPS、TDMA、CDMA、PCS、GSM等。移动设备1000还可以使用分离和集成的其它类型的数据和语音网络。
网络访问需要取决于通信系统的类型进行变化。例如，在Mobitex和DataTAC网络中，利用唯一的个人信息号或与每一台设备相关的PIN，在网络上注册移动设备。然而，在GPRS网络中，网络访问与设备的订户或用户相关联。因此，GPRS网络需要通常被称作SIM卡的订户身份模块，以便在GPRS网络中进行操作。
当需要的网络注册或激活过程已经完成时，移动设备1000在通信网络1401上发送和接收通信信号。将通过天线1540接收的来自通信网络1401的信号路由到接收机1500，接收机1500提供信号放大、频率下转换、滤波、信道选择等，并且还可以提供模拟到数字转换。所接收信号的频率下转换使DSP 1580能够执行更复杂的通信功能，例如解调和解码。按照类似的方式，DSP 1580处理(例如调制和编码)要发送到网络1401的信号，然后提供给发射机1520，用于数字到模拟转换、频率上转换、滤波、放大并通过天线1560发送到通信网络1401(或多个网络)。
除了处理通信信号以外，DSP 1580还提供接收机1500和发射机1520的控制。例如，通过在DSP 1580中实现的自动增益控制算法，能够自适应地控制是加到接收机1500和发射机1520中的通信信号的增益。
在数据通信模式中，由通信子系统1001处理例如文本消息或网页下载的所接收信号，并将其输入到处理设备1800。然后，处理设备1800对所接收的信号进行进一步的处理，以便输出到显示器1600，或输出到一些其它辅助I/O设备1060。设备用户还可以利用键盘1400和/或例如触摸板、摇杆开关、指轮的其它辅助I/O设备1060或其它类型输入设备，来编辑例如电子邮件消息的数据。然后，将所编辑的数据项通过通信子系统1001，在通信网络1401上发送。
在语音通信模式中，设备的整体操作实质上与数据通信模式的相同，除了将所接收的信号发送到扬声器1100，并且由麦克风1120产生用于传输的信号。还可以在设备1000上实现可选的语音或音频I/O子系统，例如语音消息记录子系统。此外，还可以在语音通信模式中使用显示器1600，例如，以便显示呼叫方的身份、语音呼叫的持续时间或其它语音呼叫相关信息。
短距离通信子系统使移动设备1000和其它相近系统或设备之间的通信能够进行，所述其它相近系统或设备不必是类似设备。例如，短距离通信子系统可以包括红外设备和相关的电路和组建，或蓝牙TM通信模块，以便提供与相似使能的系统和设备的通信。
本领域技术人员的思想会涉及具有在前述说明和相关附图中呈现的教益的益处的本发明的多个修改和其它实施例。因此，可以理解，本发明并不局限于这里所公开的具体实施例，修改和实施例意欲包含在所附的权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种通信系统，包括：
服务器，用于与会话发起协议SIP用户代理机进行通信；以及
与服务器相关联的数据库，所述数据库包含与能够被分配到SIP用户代理机的空闲SIP ID关联的数据和与分配的SIP ID关联的数据，
其中，所述服务器被设置为：
查询数据库，以确定能够被分配到SIP用户代理机的空闲SIP ID，
向SIP用户代理机分配确定的空闲SIP ID，
将确定的空闲SIP ID移动到与分配的SIP ID关联的数据，
在分配了SIP ID的SIP用户代理机使用SIP完成了通信会话之后，将SIP ID返回到与空闲SIP ID关联的数据由另一个SIP用户代理机使用。
2.根据权利要求1所述的通信系统，还包括向用户代理机分配唯一标识符。
3.根据权利要求2所述的通信系统，还包括从服务器向用户代理机分配与IP地址、PIN号或电子邮件地址相关联的SIP ID。
4.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，用户代理机包括硬件或软件用户代理机之一。
5.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述服务器设置为SIP注册机服务器。
6.一种在基于因特网协议的网络上进行通信的方法，包括：
通过网络建立会话发起协议SIP用户代理机和服务器之间的通信连接；
查询与服务器关联的数据库，所述数据库包含与能够分配到SIP用户代理机的空闲SIP ID关联的数据和与分配的SIP ID关联的数据，用于
确定能够被分配到SIP用户代理机的空闲SIP ID；
向SIP用户代理机分配确定的空闲SIP ID；
将确定的空闲SIP ID移动到与分配的SIP ID关联的数据；
在分配了SIP ID的SIP用户代理机使用SIP完成了通信回话之后，将SIP ID返回与空闲SIP ID关联的数据由另一个SIP用户代理机使用。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括向用户代理机分配唯一标识符。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括从服务器向用户代理机分配与IP地址、PIN号或电子邮件地址相关联的SIP ID。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述用户代理机包括硬件或软件代理机之一。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述服务器设置为SIP注册机服务器。
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