CN100384189C - Ip承载话音的网关 - Google Patents

Abstract

一个网关装置把一个移动电话和一个诸如因特网的数据网连接在一起以便进行话音通信。该网关装置被配置成为话音通信装置的用户提供一个一致的接口，而不依赖于用户接入网关装置的方法，以及不依赖于到数据网的接入。网关装置允许通过有线和无线电话装置进行用户接入，并且提供给用户一个一致的服务简档，而不依赖于用户在接入时的位置。该网关装置提供服务，如传统的“因特网承载话音”(VoIP)的应用，它允许用户发起到其它VoIP用户或传统电话业务用户的电话呼叫和从其接收电话呼叫。在优选实施例中，用户可以使用诸如膝上型或手持式计算机的便携式网关装置，以便接入数据网，或者可以使用公共可用的多用户网关装置接入数据网，所述多用户网关装置位于机场、宾馆、火车/汽车站，或位于交通运输工具如飞机、火车、公共汽车、机动车等之内。一旦接入，用户的服务简档，包括快速拨号号码等等，都会经由当前使用的网关装置提供给该用户。

Description

IP承载话音的网关

本申请要求申请号为60/141,815的美国临时申请的利益，该申请于1999年7月1日提交，代理人卷号为PHA 23，720P。

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及无线电话和TCP/IP寻址。

背景技术

无线电话(如蜂窝电话和卫星电话)的使用在持续增加。使用蜂窝电话中遇到的一个困难是世界各地电话的不兼容问题。例如，与美国的蜂窝通信系统兼容的一部电话将不能与欧洲的蜂窝通信系统兼容。卫星系统在世界范围内采用公共通信技术开发出来，但在使用和维护方面，这些系统一般比传统的基于陆地的系统要昂贵。

总的来说。电话系统的其它问题之一是用于提供电话通信的系统的多样性。蜂窝电话与传统的有线电话系统(如那些用在家中或办公室中的电话系统)是分离和有区别的。在办公室环境使用的电话系统通常是基本上不同于在家中使用的电话系统的。这个变化虽然为不同的应用提供了不同的能力，但也导致了要求学会如何使用各种能力。例如，在办公室环境中当一个不很熟练的人试图把一个呼叫转移给第三方时，呼叫经常会被不注意地挂断。一个不常使用蜂窝电话的用户经常会忘记按“发送”键，而徒劳地等待呼叫进行。

各种不同的电话通信系统的存在也使得联系某人更加困难。典型地，一个人平均要与两个或多个不同的电话号码相关联：一个家庭电话号码，一个办公室电话号码，一个蜂窝电话号码，一个寻呼机电话号码等等。联系一个人经常需要呼叫这些不同的号码直到找到此人。类似地，这些不同的电话号码典型地每个都有一个相关联的消息记录能力，并且为了确定是否他或她已经收到一个消息，此人必须接触与各种电话号码相关联的每个消息记录装置。

以相似的方式，此人的“服务简档”是针对每个不同的业务而独立创建并维护的。例如，如果此人希望对他的或她的蜂窝电话、家庭电话和办公室电话采用同样的快速拨号号码，则电话号码和相应的快速拨号号码必须被输入到每个系统中。

如果一个人更换了他的或她的一个相关联电话号码(这经常通过更换蜂窝业务提供商所引起)，则此人必须通知他的或她的每个熟人。一些熟人将接着必须更新他们的两个或三个快速拨号表。如果变化的电话号码与商务相关联，则该变化将典型地需要重印办公室信笺、名片等等。这些电话变化所导致的问题经常阻止此人利用可能更经济的业务计划，因为可能节约会受到由电话号码变更而引起的额外花费和不便的影响。

蜂窝电话系统在业务特定于专用电话装置方面有另外的缺点。一个很小的蜂窝电话装置方便于旅行，但可能不适用于在办公室环境广泛使用。然而，现存的蜂窝系统不允许两个不同的电话装置与同一个电话号码相关联。为了同时获得便携式电话装置和较大的办公室电话装置的便利，一个人必须承担两个单个电话帐号的费用，并肯定会有前面所提到的与多个电话号码相关的不便。

使电话、传真和电视会议通过因特网进行的应用程序已经提出。通常，这仍要给与某人相关联的电话号码表增加另一个号码或标识。

多个电话号码所带来的一些不便可以通过在选择的线路上采用呼叫转移，把所有的呼入呼叫转移到一个号码来克服，但经常会有与这样的呼叫转移选择相关联的费用。

发明内容

本发明的目的是提供能在全世界范围内使用的电话业务。本发明的更进一步目的是提供一个一致的电话接口而不论电话业务的提供商如何。

这些和其他的目的通过提供一个网关装置来实现，该网关装置把一个移动电话和一个诸如因特网的数据网连接在一起以便进行话音通信。该网关装置被配置成为话音通信装置的用户提供一个一致的接口，而不依赖于用户接入网关装置的方法，以及不依赖于到数据网的接入。网关装置允许通过有线和无线电话装置进行用户接入，并且提供给用户一个一致的服务简档，而不依赖于用户在接入时的位置。该网关装置提供服务，如传统的“因特网承载话音”(VoIP)的应用，它允许用户发起到其它VoIP用户或传统电话业务用户的电话呼叫和从其接收电话呼叫。在优选实施例中，用户可以使用诸如膝上型或手持式计算机便携式网关装置以便接入数据网，或者可以使用公共可用的多用户网关装置接入数据网，这些多用户网关装置位于机场、宾馆、火车/汽车站，或位于交通运输工具如飞机、火车、公共汽车、机动车等之内。一旦接入，用户的服务简档，包括快速拨号号码等等，都会经由当前使用的网关装置提供给该用户。

按照本发明的第一方面，提供了使用户能够经由数据网通过至少话音通信进行通信的方法，该方法包含：使得能够接入网关以便与移动电话接口，并且使得能够在网关和数据网之间接入，其中该方法包括网关中的以下步骤：当该移动电话位于其各自移动服务的漫游范围之外时，建立与该移动电话的无线通信链路。

按照本发明的第二方面，提供了一种网关装置，其被安排来使用该网关装置以互连一个移动电话到一个数据网络、而经该数据网络建立从该移动电话到一个被叫方的话音呼叫，该网关装置包含：一个网络接入装置，该网络接入装置被配置成与数据网通信并因此提供经由该数据网的、与该移动电话的通信，以及其中该网关装置还包括一个通信装置，该通信装置被安排来在该移动电话位于其各自移动服务的漫游范围之外时提供一个与该移动电话的无线通信链路以及控制与该移动电话的通信。

附图说明

通过例子，参考如下附图，本发明得到更详细的说明：

图1举例说明按照本发明的网关装置的示例方框图。

图2举例说明按照本发明的通信系统的示例方框图。

在这些图中，相同的参考号码表示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

本发明针对提供给用户一种电话服务，他/她可以通过单个的个人装置(电话)在世界上的任何位置和任何时间接入该服务。该服务的特性包括旅行\会议\工作\家庭等等中的通用电话服务；通过一个单一的无线装置接入该服务，也就是不需要使用多种电话装置；一个单一的接入标识，如电话号码；一个单一的个人化的服务简档：信箱、呼叫过滤器、与日历同步等等。

为了提供这样的服务，面临如下的问题。在世界的不同地区移动电话基础结构有着许多不同的标准。因此，用户不能在世界范围内使用具有单一收发器的单一电话。“铱”系统试图通过提供基于卫星的移动通信基础结构来解决该问题，该系统作为一个覆盖网络来覆盖整个世界。但是其服务对消费者来说太昂贵了并不能扩展到消费者层面。另一个问题涉及用户必须通过不同的电话装置在家中、办公室、旅途中等等按入该电话服务。这些装置每一个均有一个不同的用户接口用于访问各自的服务特性。例如，在工作中转移呼叫需要用户与他的/她的工作电话交互作用，其方式不同于从他的/她的移动电话转移呼叫所采用的方式。还有另一个问题涉及这个事实，即一个个人用户没有一个单一的唯一接入标识，例如，电话号码。相反，用户不得不根据他/她是在使用家中电话、或是办公室工作电话、或是在旅途中的移动电话等等而应付许多不同的电话号码。同样如果客户更换了他的接入服务提供商，那么电话号码也要变更。有管理者通过规章制度致力于解决该问题，例如英国的OFTEL，但还没有一般性的实际解决方案出台。还有另一个问题是用户没有一个单一的服务简档，只有在家中、工作中等等的不同简档。这些简档也不同步。

在另一种环境中，即基于互联网规程(IP)的网络，也就是用于数据业务的内部网和因特网中，许多上述问题已经得到解决。一个标准的基于IP的基础结构遍及世界，也扩展到了消费者层面。一个用户能够通过单一的用户接口在世界范围内接入单一服务。此外，用户能有一个单一接入标识，电子邮件地址，通过电子邮件地址他/她能发送和接收电子邮件，而不论他/她的地理位置。进一步，一个用户能在任意地方有一个单一的服务简档。

现在，通过在基于IP的网络中用相同的服务提供概念来提供电话服务并允许用户在世界范围通过单一移动电话装置接入该服务，发明人提出在电话环境下解决上述问题的方法。这需要一个网关把移动装置和基于IP的固定网络互联起来。从第一个电话装置到第二个电话装置的呼叫经由第一个网关到IP网络，并经由第二个网关从IP网络到第二电话装置。在IP网络上提供一个目录服务器和一个简档服务器。这种服务的实现模型采用例如在电话和网关之间的无线链路。该链路基于例如进展中的室内蓝牙标准和进展中的室外UMTS标准，或者任意其它方法。

到达室内无线基础结构的进展方案通过举例描述如下。它不针对室外无线基础结构。注意到电话装置需要两个收发器，一个用于室内无线接入，另一个用于室外无线接入。进展方案的第一阶段允许无线电话的用户在各自的移动服务漫游范围之外接入电话服务。当用户旅行时特别需要这样。简单的解决方案是通过从移动电话装置到IP网上的网关的无线链路接入并经由从IP网到传统移动电话业务网的多呼叫网关部分来提供的。在该方案中电话装置和IP网络之间的网关包括，例如一个具有相应硬件和软件功能的个人计算机。典型地，一个商务旅行者有一个个人计算机，该计算机装备有网关。同样在该阶段，无线接入链路在很短距离(几米)内通过采用减小传输功率的室外无线链路方法实现。在下一步中，网关可以被安装在商务旅行者经常到访的公共场所，如机场、宾馆、会议中心等等。在该阶段将需要一个通用标准室内无线接入方法，如蓝牙。因此，电话装置将有两个独立的、用于室内接入和室外接入的收发器。在下一阶段上述网关也能被安装在办公场所以及家中。

本发明是基于如下观察，即采用IP或相似网络规程的计算机通信系统可以被配置成为每个连接的IP地址提供数据，而独立于与该IP地址相关联的该装置的物理位置。例如，一个商务旅行者能接入因特网来提取他的或她的电子邮件，而不论该旅行者当时位于何处。旅行者在美国使用的同一计算机装置和用户接口能在欧洲用于接入因特网。旅行者能使用一个小的膝上型或掌上型装置在旅行时访问电子邮件，并能使用较大的桌上装置在办公室访问电子邮件，而使用Web-TV装置在家中访问电子邮件。服务可以不论因特网接入服务提供商如何均允许采用同一电子邮件地址而提高。与因特网互联的用户接口也能独立于因特网接入服务的提供商而被提供。用户能根据不同位置去配置浏览器或电子邮件程序接入不同的服务提供商，而与浏览器或电子邮件程序的接口保持不变。以同样的方式，用户的因特网接口能位于数据网内的全球可访问的位置，以便用户可以访问同一接口，而不论接入因特网使用何种装置。

通过把用户典型使用的电话装置，尤其是移动电话装置连接到有助于实现这样一个全球可访问接口的数据网络，同一全球可访问公共用户接口以及公共服务简档就能够被提供给电话用户。图1举例说明为至少话音通信提供接入到数据网(例如因特网10)的网关装置100的方框图。示例网关100包含收发器110和传统的“IP承载话音”(VoIP)的应用120，该应用协助经由IP接入装置140(如调制解调器)通过IP数据网10的话音通信。按照本发明，收发器110被配置成提供从移动电话装置150到VoIP应用120的接入。在优选实施例中，收发器110或另一个收发器，也提供从有线电话装置到VoIP应用120的接入。为了便于引用，术语“移动电话”用在这里指传统的蜂窝或卫星通信系统，以及那些本身没有“固定”位置的相应电话装置。在另一方面，“有线电话”指典型的经由有线或电缆为“固定”位置提供服务的电话系统；经由在固定位置的基站与这种系统通信的无线电话在这里包括在“有线”电话装置中。也为了便于引用，“电话装置”在这里被定义为能够把话音输入转换为电信号并把输入的电信号转换为可闻输出的任意装置或装置的组合。

正如本领域中已知的，VoIP应用120采用与每个用户相关联的唯一IP地址发送和接收电话呼叫。通常，VoIP应用120利用计算机上运行的音频能力或依附计算机的有线电话装置155，从用户接收和向用户发送音频信息。传统的VoIP应用经由一个用户接口130向用户提供特性，包括，例如，快速拨号、语音直接拨号、地址簿、公共被叫号码目录等等，这在下文中称为用户简档。如上讨论，一个典型的VoIP安装还为与一个典型用户相关联的多个号码增加了另一个“电话号码”(这里是IP地址)。

但是根据本发明，收发器110被配置成与移动电话150互操作的方式相同于蜂窝或卫星系统与移动电话的互操作方式，因此提供了对用户“透明”的接入模式，并且当它被服务提供商采用时，它对采用用户的移动电话号码呼叫该用户的人来说将是“透明”的。本发明在下文中通过能力的两阶段实施例来表现。在第一阶段，用户被提供给从移动电话到数据网的接入，用于从移动电话发起电话呼叫，并用于接收例如经由另一个VoIP应用发送到用户的IP地址的电话呼叫。在第二阶段，公用电话提供商把发送到传统电话号码的呼叫路由到对应于该电话号码的IP地址。如下讨论，不论第二阶段是否实现或何时实现，第一阶段对用户均提供许多好处。

考虑网关100在用户办公室计算机或家用计算机上的安装。在优选实施例中，用户简档位于数据网的用户简档页160，以便当需要时它能由用户的办公室计算机或家用计算机访问。当用户在办公室计算机或家用计算机的范围内时，不论用户的具体位置(家中或办公室)，移动电话150对用户均提供一致的特性和能力。例如，被增加到用户简档的新联络电话号码随后在任一位置均可被用户使用，并且在任一位置均为用户提供同样的选项。在优选实施例中，用户简档页可以被用户分为分简档，以便于包含在该页中的信息的组织，并且在需要时，每个分简档在任一位置仍能被使用。

现在考虑网关100在用户的便携计算机上的安装。只要便携计算机被提供给到数据网10的接入，用户就能使用移动电话150经由数据网10发送呼叫，象在用户的家中和办公室一样采用同一接口，并访问相同的用户简档。注意到这个能力可以扩展到海外位置，因为，与电话规程和标准不同，IP规程与国界无关。例如，一个旅行到欧洲的用户，通过从用户的便携计算机接入数据网10，就能使用他的或她的与美国兼容的移动电话。

注意到在优选实施例中与用户相关的信息位于用户简档页160中，或位于移动电话150中。因此，网关100是独立于用户的，且不需要直接与一个具体用户相关联。例如，在办公室环境中，网关100可以位于中心服务器，并包含服务于并发用户的多个收发器110。这样的多用户网关100也可以位于公共场所，象机场和火车或汽车站、宾馆、火车内、汽车内和飞机内等等。只要用户在这种网关100的邻近范围内，用户将被提供给相同的接口，以及同一套与用户相关或与用户无关的特性和选项。

为了实现第一阶段，移动电话150被配置成可识别何时它位于网关100的附近。当前可用的移动电话包括多种通信能力，象数字或模拟蜂窝能力，本地“对讲”能力，等等。在本发明实施例的第一阶段，附加的通信能力可以被增加到移动电话150，并且它能被配置成：一旦移动电话150检测到网关100的出现，就自动切换到这种附加的通信能力。假定总体优先选择与网关100进行通信，则用于在只要移动电话150检测到在蜂窝系统中数字兼容的小区的出现就选择数字模式而不是模拟模式的同样的技术能被用于实现这种自动切换。更优选地，收发器110使用与蜂窝或卫星服务提供商提供的相同的通信规程，并当一个呼叫从其临近发起时自动“捕捉”移动电话150。例如，在一个传统的蜂窝系统中，移动电话150起初发出一个信道请求。在移动电话150范围内的小区典型地通过分配给移动电话150一个具体的CDMA码和时隙分配来以一个信道分配进行响应。当移动电话150在合适的时隙以那个CDMA码响应时，通信建立。移动电话150仅仅响应一个小区；没有收到使用它们分配的CDMA码和时隙的响应的小区被配置成：释放CDMA码和时隙的分配，以便以后分配给另一个移动电话150。在优选实施例中，收发器110对移动电话150的请求发送合适的响应，并且该响应用于通知移动电话150：移动电话150在网关100的邻近。在此优选实施例中，通过移动电话150发起的通信可以是，例如，一个没有相应电话号码的“发送”请求，指示在它的邻近的任意网关100作出响应。

优选地，网关100发送周期性的导频信号，移动电话150对该信号作出响应，而不管新的呼叫是否发生。在这种方式下，网关100可以知道对于被定址到该用户IP地址的消息存在一个接收者。按照本发明，注意到多个电话装置150，155等可以分配相同的用户IP地址。被定址到该IP地址的消息被路由到装置150，155中“首先回答”的那一个，类似于“转滚(rollover)”电话交换，或是传统的电子邮件服务器。

当经由专门的通信能力或经由网关100分配的信道上的传统移动通信由移动电话150发起通信时，网关100向连接的电话150提供用户接口130的特性，如上所述，包括与用户简档页160相关联的特性和数据。

图2给出根据本发明第二阶段的通信系统200的示例方框图。在本阶段，公共电话提供商经由多用户网关210与数据网10整体连接。移动电话150′如图2所示与移动电话业务网20连接在一起，可能超出了本地网关100的范围。与数据网10相连的网关210可以接入到用户简档页160。根据本发明的一个方面，网关210被配置为经由移动电话业务网20提供给移动电话150′的用户一个接口，该接口与在移动电话150′在本地网关100的邻近时用户被提供的接口相同。以类似的方式，网关210用于连接基于陆地的电话业务网30到数据网10。以这种方式，当用户使用有线电话155时用户能被提供给相同的接口。在优选实施例中，专门的电话装置155或电话装置的专门场所，象用户的家中，可以与用户预先关联，以便无论相关联的装置155何时使用，用户都能够立即接入接口和访问与用户相关的信息。另外，用户从任意电话装置可以拨打基于陆地的电话业务网30或移动电话业务网20并提供用户标识码。其后，根据专门的用户简档页160，电话业务网20、30提供给用户与用户标识相关联的用户接口。

图2的配置也允许电话业务网20、30把进来的呼叫路由到相应的IP地址。采用与蜂窝电话提供商通常采用的定位具体移动电话的相同技术，以及通常用于在因特网上确定具体用户出现的技术，网络20、30被配置为定位当前可接入的装置，该装置与进入的被叫电话号码相关联。可接入装置的搜索包括装置的数据网的搜索，该装置与对应于被叫电话号码的IP地址相关联。电话连接被连接到响应于搜索请求的第一个装置。如果当前可接入电话装置没有找到，则更优选地根据用户简档页160，将“请留下讯息”的应答提供给主叫方。在优选实施例中，用户可以有一个个人电话号码和一个商务电话号码，并且用户简档页160被配置为根据哪个电话号码被叫来提供不同的应答消息。在优选实施例中，对应的话音邮件消息也存储在数据网10上，从而可以由用户从任意网关100、210或其它接入装置230接入。

前面仅仅阐述了本发明的原理。因此应当理解，尽管在这里没有明确描述和说明，本领域的技术人员将能设计各种设备，这些设备实现了本发明的原理并因此被包括在下面权利要求的精神和范围之内。

Claims (18)

1.使用户能够经由数据网(10)通过至少话音通信进行通信的方法，该方法包含：

使得用户能够接入网关(100)以便与移动电话(150)接口，并且

使得网关(100)和数据网(10)之间能够连接，

其中该方法包括网关中的以下步骤：

当该移动电话位于其各自移动服务的漫游范围之外时，在网关与该移动电话之间建立无线通信链路。

2.权利要求1的方法，进一步包含：

使得网关能够访问用户简档(160)，该用户简档与该用户相关联，位于数据网(10)上，并且

进一步使用户能够依靠这个用户简档(160)进行通信。

3.权利要求2的方法，进一步包含：

使得用户能够接入网关(100)以便与有线电话(155)接口，并且

在其中：

用户简档(160)帮助使用户能够采用基于用户简档(160)的公共接口从移动电话(150)或有线电话(155)进行通信。

4.权利要求3的方法，进一步包含：

使得网关(100)和公用电话网(20，30)之间能够经由数据网(10)连接。

5.权利要求1的方法，进一步包含：

使得网关(100)和公用电话网(20，30)之间能够经由数据网(10)连接。

6.权利要求5的方法，其中使用户能够通信是由公用电话网(20，30)响应于到与该用户关联的电话号码的电话呼叫而启动的。

7.权利要求1的方法，其中该数据网(10)是因特网。

8.权利要求7的方法，其中：

网关被配置成：根据与移动电话(150)相关联的IP地址，提供在移动电话(150)和因特网(10)之间的通信路径。

9.权利要求7的方法，进一步包含：

根据经由因特网(10)可接入的用户简档(160)为移动电话(150)提供一个与用户相关的接口(130)。

10.权利要求9的方法，进一步包含：

为有线电话(155)提供同样的与用户相关的接口(130)。

11.权利要求7的方法，其中使得能够从移动电话(150)接入因特网(10)是由经过因特网(10)接入到移动电话(150)的请求启动的。

12.一种网关装置(100，210)，其被安排来使用该网关装置以互连一个移动电话到一个数据网络、而经该数据网络(10)建立从该移动电话(150)到一个被叫方的话音呼叫，该网关装置包含：

一个网络接入装置(140)，该网络接入装置被配置成与数据网(10)通信并因此提供经由该数据网(10)的、与该移动电话(150)的通信，以及其中该网关装置还包括一个通信装置(110)，该通信装置被安排来在该移动电话位于其各自移动服务的漫游范围之外时提供一个与该移动电话的无线通信链路以及控制与该移动电话的通信。

13.权利要求12的网关装置(100)，其中数据网(10)包含因特网。

14.权利要求12的网关装置(100)，进一步包含：

接口应用(120)，其被耦合到该通信装置(110)和该网络接入装置(140)，该接口应用(120)被配置成：经由与其它电话相关联的互联网规程IP地址帮助在该移动电话(150)和该其它电话之间建立一个连接。

15.权利要求12的网关装置(100)，进一步包含：

接口应用(120)，其被耦合到该通信装置(110)和该网络接入装置(140)，该接口应用(120)被配置成：经由与移动电话(150)相关联的互联网规程IP地址来帮助在移动电话(150)和其它电话之间建立连接。

16.权利要求12的网关装置(100)，进一步包含：

用户接口应用(130)，其被耦合到该通信装置(110)和该网络接入装置(140)，该用户接口应用(130)被配置成：根据经由数据网(10)可访问的用户简档(160)向移动电话(150)的用户提供与用户相关的接口。

17.权利要求12的网关装置(100)，其中

通信装置(110)进一步被配置成与多个电话(150，155)通信，并且

网络接入装置(140)进一步被配置成基于互联网规程IP编址方案来经数据网络(10)提供与该多个电话(150，155)的通信。

18.权利要求17的网关装置(100)，进一步包含：

用户接口应用(130)，其被配置成：根据多个电话(150，155)的每个用户的用户简档(160)向多个电话(150，155)中每个电话的用户提供与用户相关的接口，每个用户的用户简档(160)是经由数据网(10)可访问的。

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