CN103166967B - 无中心交换通信系统及其通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无中心交换通信系统及其通信方法，其中通信系统包括通过IP网络连接的用户DNS服务器和用户终端设备，所述用户终端设备具有基于SIP软交换协议的客户端和服务器端单元，并具有通信协议客户端的通信处理模块和通信协议服务器端的交换处理模块；通信方法中，各用户终端设备注册时其注册号码和对应的IP地址被记录于用户DNS服务器中，各用户终端设备通过获取被叫用户终端设备的IP地址来实现无交换的端对端通信。<!--1-->

Description

无中心交换通信系统及其通信方法

技术领域

本发明涉及一种通信系统及其通信方法，特别适合在具有一定计算处理能力的通信终端设备之间实现人与人、人与物、物与人、物与物的直接的数据、电话、视频等的通信。

背景技术

传统用于通信的电信网络其主体是电话网，而构成电话网的核心是交换机网，交换机网提供了通信终端设备如电话机的网络接入、通信的路由连接、通信的呼叫控制等，因此电信网络中的交换机是通信网络中必不可少的核心关键设备。

为了提供更加广泛的通信服务，早年的交换机均以能提供越来越大的交换能力为目标，尽管互联网的应用在通信领域也获得极大的发展，而基于互联网的软交换技术也大大地简化了交换机的核心交换技术，大大降低了交换机的成本，但交换机的接入设备和计费管理系统等还是极为庞大和复杂，在通信技术和通信业务不断推陈出新的快速发展时期，融合了广电网、电信网、互联网、物联网、感知网等的泛在网需要更新体系更加灵活的交换技术来适应新的业务的应用，而老的体系结构下的交换机技术，已远远不能适应新技术和新业务的快速发展的步伐。

尽管通信技术在互联网上的大力推进，现有电线网上的所有业务，如宽带电话的交换机技术、电话机终端等技术均在互联网上得到实现，并极大地降低了通信的成本和价格，提供更多的宽带通信业务，但在个人电脑上的宽带电话，还是不便操作，难以推广。而无线宽带的发展，宽带互联网的通信技术也逐步转向无线互联和无线宽带，而利用无线手机来实现宽带无线电话就将是更为简单和方便。

随着智能手机的出现，无线手机的性能和功能都得到大大的提升，将无线手机用来处理一个通信用户的客户端功能和支持一个通信用户的交换端功能成为可能。

发明内容

本发明的目的是针对现有具有交换机或中心交换处理的通信系统存在的系统结构庞大、复杂和应用的局限性等上述不足，提供一种无中心交换的端对端通信系统。

本发明的另一个目的是基于上述无中心交换通信系统的端对端通信方法。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

无中心交换通信系统，包括通过IP网络连接的用户DNS服务器和用户终端设备，所述用户终端设备具有基于SIP软交换协议的客户端和服务器端单元，并具有通信协议客户端的通信处理模块和通信协议服务器端的交换处理模块。

为了提高系统的稳定性和安全性，所述系统还包括连接于IP网络、用于备用的冗余用户DNS服务器。

所述IP网络连接有AP（AccessPoint,用于无线网络的无线HUB）接入点，用户终端设备通过AP接入点连接IP网络。

所述用户终端设备设置有第一存储单元，用于存储其它作为被叫用户终端设备的注册号码和相应的IP地址；用户DNS服务器具有第二存储单元，用于存储用户终端设备的注册号码和登录时的IP地址。

所述用户DNS服务器包括分布式DNS服务器，连接于IP网络的其中一个用户终端设备基于其服务器端单元作为另一个或多个用户终端设备的用户DNS服务器。

无中心交换通信方法，包括如下步骤：

A．具有基于SIP软交换协议的客户端和服务器端单元的用户终端设备通过IP网络进行DNS注册，获得注册号码，并把注册号码和相应的IP地址存储于用户DNS服务器；

B．用户终端设备登录IP网络，登录时网关的IP地址存储于用户DNS服务器中；

C．主叫用户终端设备按被叫用户终端设备的注册号码呼叫被叫用户终端设备，当主叫用户终端设备在获取被叫用户终端设备的IP地址时，被叫用户终端设备的注册号码被传送到用户DNS服务器，获取到与之对应的IP地址，主叫用户终端设备按获取的IP地址完成与被叫用户终端设备的呼叫处理。

进一步而言，所述步骤A的注册包括：

A1.用户终端设备按给定的用户DNS服务器的域名访问给定的DNS服务器，并向服务器传送注册信息；

A2.注册信息接收后即可完成相应编号指定的用户DNS服务器上的注册，获得生成的通信号码和物联网网关的号码；

A3.用户终端设备注册时的IP地址同时存储在用户DNS服务器作为登录时的IP地址。

进一步而言，所述步骤B中，用户终端设备登录时的IP地址变动时，用户终端设备将变动了的IP地址发送到其存储的所有其它用户终端设备和用户DNS服务器，修改相应的存储数据；

当用户DNS服务器接收到已注册号码的用户终端设备发来的IP地址有改变时，用户DNS服务器依序保存该用户终端设备注册号码下的最后4个最新的IP地址。

所述步骤C中：

当主叫用户终端设备按输入的被叫用户终端设备的注册号码或号码簿中取得的被叫用户终端设备的注册号码对被叫用户终端设备呼叫时，如果没有被叫用户终端设备号码对应的IP地址，主叫用户终端设备按被叫用户终端设备的注册号码指定的用户DNS服务器中获取相应的IP地址，并按取得的IP地址完成呼叫处理；

当主叫用户终端设备按输入的被叫用户终端设备的注册号码或号码簿中取得的被叫用户终端设备的注册号码对被叫用户终端设备呼叫时，如果有被叫用户终端设备的注册号码对应的IP地址，主叫用户终端设备按被叫用户终端设备的注册号码对应的IP地址执行呼叫处理；

当主叫用户终端设备按输入的被叫用户终端设备的注册号码或号码簿中取得的被叫用户终端设备的注册号码对被叫用户终端设备呼叫时，如果按保存在号码簿中的被叫用户终端设备的注册号码对应的IP地址执行呼叫处理不成功，主叫用户终端设备按被叫用户终端设备的注册号码指定的用户DNS服务器中获取相应的最新4个IP地址依次执行呼叫。

当用户终端设备漫游到新的地域时，其登陆IP地址发生改变，该用户终端设备将变动后的IP地址发送给用户DNS服务器，修改存储在用户DNS服务器中存储的该用户终端设备相应的IP地址；

登录IP地址改变了的用户终端设备将变动后的IP地址发送给号码簿中存储的所有作为被叫的其它用户终端设备，修改各个相应被叫终端设备中存储的上述用户终端设备注册号码下的IP地址，直到所有被叫终端设备中的IP地址修改完成。

本发明采用上述的通信系统及通信方法，具有如下的有益效果：

通信系统采用的用户终端设备具有SIP软交换协议的客户端和服务器端单元，则每个用户终端设备可以按照本发明的结构和方法，成为分布式用户DNS服务器，可以在不需要中心交换机设备的情况下，实现各用户终端设备之间的端对端通信；用户终端设备具有的通信协议客户端的通信处理模块和通信协议服务器端的交换处理模块，可以满足现有或未来各种通信协议的通信处理和交换处理功能，满足语音、数据、文本等各种通信需求。

本发明的方法可以适应具有固定IP地址的用户终端设备，也可以适用于动态IP地址的用户终端设备，在其IP地址发生变化时，通过及时更新和存储实现实时的对应性，从而保证实时通信的准确性。

因此，本发明既可省去网络交换设备，还可提高网络传输和控制效率，极大地降低网络建设成本，还可以结合智能手机的号码簿功能，基于业务号来实现物联网的通信，必将推动通信网络迈向泛在网。

附图说明

图1是本发明无中心交换通信系统的拓扑示意图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，无中心交换通信系统，包括通过IP网络连接的用户DNS服务器和用户终端设备，所述用户终端设备具有基于SIP软交换协议的客户端和服务器端单元，并具有通信协议客户端的通信处理模块和通信协议服务器端的交换处理模块。

一个实施例中，为了提高系统的稳定性和安全性，所述系统还包括连接于IP网络、用于备用的冗余用户DNS服务器。

为了扩大网络的覆盖范围，所述IP网络连接有AP接入点，各个用户终端设备通过AP接入点分别组成不同的网络组连接IP网络，如图1所示，可组成组1、组2至组n等各个组。所述用户终端设备设置有第一存储单元，用于存储其它作为被叫用户终端设备的注册号码和相应的IP地址；用户DNS服务器具有第二存储单元，用于存储用户终端设备的注册号码和登录时的IP地址。此处的第一、第二称谓，仅是为了表述方便，两者可以是相同或不同的硬件。

图1中的各设备具有如下特点：

用户终端设备：在无中心交换通信系统中的用户终端设备可以是计算机、智能电话机、智能手机等，与传统的通信终端设备不同的是，无中心交换通信系统中的计算机、智能电话机和智能手机同时具有修改了的传统通信终端设备的SIP软交换协议的客户端功能模块，和修改了的传统软交换机的SIP软交换协议的服务器端功能模块，该修改了的SIP软交换协议的服务器端功能模块与传统集中式SIP软交换协议的服务器端功能模块不同的是，通常只需处理1个通信控制，最多只需处理通信环境和通信习惯所决定的多方通信所能达到的通信个数，如3方通信，这大大简化、简便、减轻SIP软交换服务器端功能模块的设计、处理和负荷，这样可以使用户终端设备同时作为客户端和服务器端。同时在智能设备上开发的智能通信终端设备，具有较强的号码簿处理能力，通过智能化的号码簿操作来实现从电信网到广电网、互联网，甚至可以实现到物联网和感知网的操作。

AP接入点：AP接入点可以是广电网、电信网和互联网之间的网关设备，也可以是有线宽带的网关、无线宽带网关或具有无线移动宽带通信的基站，提供宽带接入的功能。或具有小部分特定局域用户的用户DNS服务器的功能和相关冗余的服务器。

用户DNS服务器：用户DNS服务器是作为用户注册数据存储的服务器，用于记录或存储用户终端设备的注册号码和登录时的IP地址，当IP地址改变时，保存改变后的IP地址。用户使用用户终端设备注册的号码采用具有业务号处理的编号，保证编号的唯一性和可靠性，并通过业务号的应用，实现包括物联网的泛在网的管理。用户DNS服务器也可用于呼叫记录等通信信息的存储。

用户DNS服务器包括以用户终端设备作为分布式用户DNS服务器，连接于IP网络的其中一个用户终端设备基于其服务器端单元作为另一个或多个用户终端设备的用户DNS服务器。

采用上述无中心交换通信系统进行通信的方法，包括如下步骤：

A．具有基于SIP软交换协议的客户端和服务器端单元的用户终端设备通过IP网络进行DNS注册，获得注册号码，并把注册号码和相应的IP地址存储于用户DNS服务器；

B．用户终端设备登录IP网络，登录时网关的IP地址存储于用户DNS服务器中；

C．主叫用户终端设备按被叫用户终端设备的注册号码呼叫被叫用户终端设备，被叫用户终端设备的注册号码被传送到用户DNS服务器，获取到与之对应的IP地址，主叫用户终端设备按获取的IP地址完成与被叫用户终端设备的呼叫处理。

各步骤更加详细的过程如下。

步骤A的注册包括：

A1.用户终端设备按给定的用户DNS服务器的域名访问给定的DNS服务器，并向服务器传送注册信息；

A2.注册信息接收后即可完成相应编号指定的用户DNS服务器上的注册，获得生成的通信号码和物联网网关的号码；

A3.用户终端设备注册时的IP地址同时存储在用户DNS服务器作为登录时的IP地址。

无中心交换的用户DNS服务器按“登录国家号”和“登录地区号”，或相关编号中可区分一定地理范围的编号，作为用户DNS服务器的域名，提供一个或多个给定地理区域的登录用户的登录服务。

如果注册的用户终端设备的顺序号码加1的用户终端设备已注册，且具有足够的存储空间，该已注册的用户终端设备即可作为注册用户终端设备的用户DNS服务器。

如果注册的用户终端设备的顺序号码加1的用户终端设备没有注册，则该用户终端设备的注册号码继续加1，直到寻找到已注册的用户终端设备，且具有足够的存储空间，该已注册的用户终端设备即可作为注册用户终端设备的用户DNS服务器。

另外，用户DNS服务器的域名是无中心交换的用户DNS服务器按“登录国家号”和“登录地区号”，或相关编号中可区分一定地理范围的编号加1到n域名的用户DNS服务器，即是用户DNS服务器的网络冗余的DNS服务器。

用户DNS服务器可作为第三方设备辅助主叫用户终端设备的通讯穿透局域网络的防火墙，达到与局域网内被叫用户终端设备通信的目的。

任何访问互联网的用户终端设备，如智能手机或计算机，按给定的用户DNS服务器的域名访问给定的DNS服务器，按注册菜单，注册用户输入出生地国家、出身地邮编、出生日期、性别、（家庭、单位、企业、机构等）住址等信息，作为注册信息：

如果是第一次注册输入，输入完成后即可完成相应编号指定的用户DNS服务器上的注册，获得生成的个体通信号码（家庭、单位、企业、机构等）和物联网网关的号码。

如果是第一次注册输入时已有物联网网关号码，或所注册输入的住址与已注册的号码具有相同住址时，在注册录入相同的物联网网关号码，或在已注册相同地址的注册人确认后，即可获得与已注册的号码拥有相同的物联网网关号码的用户终端设备的号码。

注册个体的号码时，注册地的IP地址同时记录在用户DNS服务器作为登录时的IP地址。

任何通过在用户DNS服务器注册的用户终端设备,即获得了该用户终端设备的号码，该号码即可作为其他用户终端设备的被叫终端设备号码。

用户终端设备注册号码的保存和备份：用户DNS服务器保存每个注册和登录的用户终端设备的注册号码和相应的IP地址，以及每个注册号码的用户终端设备所拥有的所有被叫终端设备号码构成的号码簿和该号码簿中所有被叫用户终端设备号码相对应IP地址的备份。备份的数据也保留在加1到n个冗余的用户DNS服务器中。

用户终端设备可以设置号码簿，用来保存被叫用户终端设备的号码和相应的IP地址。

当主叫用户终端设备登录时的IP地址变动时，主叫用户终端设备将变动了的IP地址发送到主叫用户终端设备号码簿中所有被叫号码的用户终端设备和用户DNS服务器，修改相应的存储数据。

当用户终端设备接收到号码簿中任一号码的被叫用户终端设备的IP地址有变动时，该用户终端设备依序保存被叫用户终端设备的注册号码下最后4个最新的IP地址。

而所述步骤B中，用户终端设备登录时的IP地址变动时，用户终端设备将变动了的IP地址发送到其存储的所有其它用户终端设备和用户DNS服务器，修改相应的存储数据；

当用户DNS服务器接收到已注册号码的用户终端设备发来的IP地址有改变时，用户DNS服务器依序保存该用户终端设备注册号码下的最后4个最新的IP地址。同时修改冗余服务器中的数据。

当物联网网关设置了网关的注册号码后开机登录，登录时网关的IP地址记录在用户DNS服务器中。

所述步骤C中：

当主叫用户终端设备按输入的被叫用户终端设备的注册号码或号码簿中取得的被叫用户终端设备的注册号码对被叫用户终端设备呼叫时，如果没有被叫用户终端设备号码对应的IP地址，主叫用户终端设备按被叫用户终端设备的注册号码指定的用户DNS服务器中获取相应的IP地址，并按取得的IP地址完成呼叫处理；

当主叫用户终端设备按输入的被叫用户终端设备的注册号码或号码簿中取得的被叫用户终端设备的注册号码对被叫用户终端设备呼叫时，如果有被叫用户终端设备的注册号码对应的IP地址，主叫用户终端设备按被叫用户终端设备的注册号码对应的IP地址执行呼叫处理；

当主叫用户终端设备按输入的被叫用户终端设备的注册号码或号码簿中取得的被叫用户终端设备的注册号码对被叫用户终端设备呼叫时，如果按保存在号码簿中的被叫用户终端设备的注册号码对应的IP地址执行呼叫处理不成功，主叫用户终端设备按被叫用户终端设备的注册号码指定的用户DNS服务器中获取相应的最新4个IP地址依次执行呼叫。

当用户终端设备漫游到新的地域时，其登陆IP地址发生改变，该用户终端设备将变动后的IP地址发送给用户DNS服务器，修改存储在用户DNS服务器中存储的该用户终端设备相应的IP地址；

登录IP地址改变了的用户终端设备将变动后的IP地址发送给号码簿中存储的所有作为被叫的其它用户终端设备，修改各个相应被叫终端设备中存储的上述用户终端设备注册号码下的IP地址，直到所有被叫终端设备中的IP地址修改完成。

当用户DNS服务器和所有被叫用户终端设备中，关于漫游的用户终端设备注册号码对应的IP地址更新了，则其它用户终端设备即可按更新后的IP地址呼叫到漫游的用户终端设备，从而保证实时的端对端通信。

Claims (9)

1.无中心交换通信系统，包括通过IP网络连接的用户DNS服务器和用户终端设备，其特征在于，所述用户终端设备具有基于SIP软交换协议的客户端和服务器端单元，并具有通信协议客户端的通信处理模块和通信协议服务器端的交换处理模块；所述用户DNS服务器包括以用户终端设备作为分布式用户DNS服务器，连接于IP网络的其中一个用户终端设备基于其服务器端单元作为另一个或多个用户终端设备的用户DNS服务器。

2.如权利要求1所述无中心交换通信系统，其特征在于，所述用户DNS服务器包括连接于IP网络、用于备用的冗余用户DNS服务器。

3.如权利要求1或2所述无中心交换通信系统，其特征在于，所述IP网络连接有AP接入点，用户终端设备通过AP接入点连接IP网络。

4.如权利要求3所述无中心交换通信系统，其特征在于，所述用户终端设备设置有第一存储单元，用于存储其它作为被叫用户终端设备的注册号码和相应的IP地址；用户DNS服务器具有第二存储单元，用于存储用户终端设备的注册号码和登录时的IP地址。

5.无中心交换通信方法，其特征在于，包括如下步骤：

A．具有基于SIP软交换协议的客户端和服务器端单元的用户终端设备通过IP网络进行DNS注册，获得注册号码，并把注册号码和相应的IP地址存储于用户DNS服务器；

B．用户终端设备登录IP网络，登录时网关的IP地址存储于用户DNS服务器中；

C．主叫用户终端设备按被叫用户终端设备的注册号码呼叫被叫用户终端设备，被叫用户终端设备的注册号码传送到用户DNS服务器，获取到与被叫用户终端设备的所对应的IP地址，主叫用户终端设备按获取的IP地址完成与被叫用户终端设备的呼叫处理；

所述用户DNS服务器包括以用户终端设备作为分布式用户DNS服务器，连接于IP网络的其中一个用户终端设备基于其服务器端单元作为另一个或多个用户终端设备的用户DNS服务器。

6.如权利要求5所述无中心交换通信方法，其特征在于，所述步骤A的注册包括：

A1.用户终端设备按给定的用户DNS服务器的域名访问给定的DNS服务器，并向服务器传送注册信息；

A2.注册信息接收后即可完成相应编号指定的用户DNS服务器上的注册，获得生成的通信号码和物联网网关的号码；

A3.用户终端设备注册时的IP地址同时存储在用户DNS服务器作为登录时的IP地址。

7.如权利要求5或6所述无中心交换通信方法，其特征在于，所述步骤B中，用户终端设备登录时的IP地址变动时，用户终端设备将变动后的IP地址发送到其存储的所有其它用户终端设备和用户DNS服务器，修改相应的存储数据；

当用户DNS服务器接收到已注册号码的用户终端设备发来的IP地址有改变时，用户DNS服务器依序保存该用户终端设备注册号码下的最后4个最新的IP地址。

8.如权利要求7所述无中心交换通信方法，其特征在于，所述步骤C中：

当主叫用户终端设备按输入的被叫用户终端设备的注册号码或号码簿中取得的被叫用户终端设备的注册号码对被叫用户终端设备呼叫时，如果没有被叫用户终端设备号码对应的IP地址，主叫用户终端设备按被叫用户终端设备的注册号码指定的用户DNS服务器中获取相应的IP地址，并按取得的IP地址完成呼叫处理；

当主叫用户终端设备按输入的被叫用户终端设备的注册号码或号码簿中取得的被叫用户终端设备的注册号码对被叫用户终端设备呼叫时，如果有被叫用户终端设备的注册号码对应的IP地址，主叫用户终端设备按被叫用户终端设备的注册号码对应的IP地址执行呼叫处理；

当主叫用户终端设备按输入的被叫用户终端设备的注册号码或号码簿中取得的被叫用户终端设备的注册号码对被叫用户终端设备呼叫时，如果按保存在号码簿中的被叫用户终端设备的注册号码对应的IP地址执行呼叫处理不成功，主叫用户终端设备按被叫用户终端设备的注册号码指定的用户DNS服务器中获取相应的最新4个IP地址依次执行呼叫。

9.如权利要求8所述无中心交换通信方法，其特征在于，当用户终端设备漫游到新的地域时，其登陆IP地址发生改变，该用户终端设备将变动后的IP地址发送给用户DNS服务器，修改存储在用户DNS服务器中存储的该用户终端设备相应的IP地址；

登录IP地址改变了的用户终端设备将变动后的IP地址发送给号码簿中存储的所有作为被叫的其它用户终端设备，修改各个相应被叫终端设备中存储的上述用户终端设备注册号码下的IP地址，直到所有被叫终端设备中的IP地址修改完成。