CN1452384A - 一种流动直拨网络电话的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流动直拨网络电话的系统和方法。其目的在于在任何有因特网终端并且具备网络电话硬件的不同的地点都能方便地使用网络电话。本发明的方法为每个网络电话都具有一个固定的可直拨号码，而且这号码在公共交换电话网(PSTN)和公共陆地移动网(PLMN)中能够作为主叫或者被叫号码直接使用。其特点是直拨网络电话能象普通市内固定电话一样方便使用；为解决网络电话的通信安全问题，使用便携式网络电话装置拨打网络电话。为电信网和计算机网的融合创造了条件。

Description

一种流动直拨网络电话的系统和方法

                                技术领域

本发明涉及一种数字通信中的网络电话系统和方法，尤其是涉及一种流动直拨网络电话的系统和方法。

                                背景技术

目前使用的网络电话，其连接对象很有限，除了预定的因特网上的计算机终端外，就是外地长途电话；使用也不方便。如中国台湾省资讯人公司设计的中文网络即时通信软件--CICQ网络手提电话，也只能在因特网上使用，而不能直接同公共交换电话网(PSTN)和公共陆地移动网(PLMN)中的市内固定电话或者移动电话互连互通。

                               发明内容

本发明的目的是提供一种既能在任何有因特网终端并且具备网络电话硬件的不同的地点用便捷式装置流动地使用，又能象普通市内固定电话一样方便的直接拨号使用的网络电话系统。

本发明的另一个目的是提供一种为保障流动直拨网络电话的通信安全，在使用网络电话的过程中，即能保证用户识别、用户鉴权和通信加密等网络安全管理的功能实施，又使用户在原有网络电话终端的基础上能方便的使用流动直拨网络电话的方法。

本发明公开了一种包括交换中心、域(ZONE)，以及域的网关(Gateway)和网守(Gatekeeper)，分布在因特网上的各个有网络电话用户软件的用户终端的流动直拨网络电话系统。

流动直拨网络电话其流动功能类似无线蜂窝移动电话，可以流动在不同的连接因特网的终端上使用，当然该终端必须具备可以打网络电话的硬件：如果是计算机终端，除了CPU、内存、硬盘等配置必须符合条件外，还要有送、受话器，如话筒和音箱等。这里的流动使用功能是指使用者可以在不同地点的连接因特网的终端上使用，即使用者在一个地点的连接因特网的终端上使用后，又可以到另一个地点在另一台连接因特网的终端上使用，但是一个号码的流动直拨网络电话不能同时在两个以及两个以上的连接因特网的终端上使用，这与无线蜂窝移动电话是一样的；当然与无线蜂窝移动电话不同的是流动直拨网络电话在进行通信时不能从一个终端切换到另一个终端，只能在不进行通信时更换终端，移动位置，流动使用。

在流动直拨网络电话系统与公共交换电话网(PSTN)和公共陆地移动网(PLMN)的连接方式上可分为集中式和分布式。集中式即所有的流动直拨网络电话的通信业务，包括信令和话务信息都经过流动直拨网络电话交换中心，并通过流动直拨网络电话交换中心与公共交换电话网(PSTN)和公共陆地移动网(PLMN)的连接。流动直拨网络电话交换中心所具有的功能与公共陆地移动网(PLMN)移动交换局(NSS)的功能非常相似，包括呼叫的处理和控制；本地用户和来访用户位置的登记和管理；对用户实施鉴权、认证，用户号码的登记和管理；用户漫游的控制；实现交换功能，为系统与其它网络连接提供接口；服务类型的附加业务，如传真、可视电话等的控制；系统管理和维护；计费以及保证通信安全等功能；与公共陆地移动网(PLMN)移动交换局(NSS)不同的是集中式的流动直拨网络电话交换中心的功能还包括根据国际电联H.323标准所要求的网关(GW)和网守(GK)的功能，即负责转换不同网络之间的协议和信息格式、负责在不同网络间传递信息、负责不同网络之间的地址转换、负责控制许可和带宽以及管理带宽和区域等功能。

由于无线蜂窝移动电话在移动通信时需要切换所连接的基站，所以所有的信令和话务流都必须经过移动交换局，而流动直拨网络电话没有这个越区切换的问题，通信时流动直拨网络电话不需要在网关或者终端间切换，只是在不进行通信时才会更换位置。所以在流动直拨网络电话系统与公共交换电话网(PSTN)和公共陆地移动网(PLMN)的连接上可以采用分布式的连接方式，即除了有一个功能与公共陆地移动网(PLMN)移动交换局的功能非常相似的流动直拨网络电话交换中心以外，还有一个以上的分布在因特网上的根据国际电联H.323标准所要求的域(ZONE)，以及域的网关(Gateway)和网守(Gatekeeper)，这些网关可以分别同公共交换电话网(PSTN)中的汇接局和端局以及公共陆地移动网(PLMN)中的移动交换局(NSS)连接。这些网守有系统中所有流动直拨网络电话的动态位置存储，包括网守所在域的网关的所有流动直拨网络电话的临时网络地址和除此之外系统中其它流动直拨网络电话所在网关的网络地址。在流动直拨网络电话系统中，由于有了交换中心或者网守的这些功能，特别是关于流动直拨网络电话本地用户即时位置的登记和管理，当流动直拨网络电话作为被叫用户使用时，市内固定电话或者移动电话作为主叫用户就能方便地通过交换中心或者网守映射到相关网关以及该流动直拨网络电话的临时网络地址，并进行接续，完成通话。

每个流动直拨网络电话都具有一个固定的号码，而且这号码在公共交换电话网(PSTN)和公共陆地移动网(PLMN)中能够作为主叫或者被叫号码使用；主叫时，流动直拨网络电话能够直接拨打市内固定电话、移动电话和其它同类的直拨网络电话，如果被叫方有来电显示功能，则无论被叫方是市内固定电话、移动电话，还是同类的其它直拨网络电话都能直接显示其主叫号码，即主叫的直拨网络电话号码；被叫时，在此流动直拨网络电话在线时，用户能够从市内固定电话、移动电话和其它同类的直拨网络电话直接拨打这个流动直拨网络电话，作为被叫号码在公共交换电话网(PSTN)的端局或者公共陆地移动网(PLMN)的移动交换局的注册表中能直接查到其所在位置，即所在的网关或者交换中心，并进行接续。流动直拨网络电话的电话号码结构类似移动电话，其中包括业务性质识别(如数字移动、网络电话)、位置识别(如网关、交换中心，相当于市内固定电话的局号)、用户性质识别(如A类为信誉用户，B、C类为预付费用户)以及用户识别等四部分。如流动直拨网络电话号码15012345678，其中150为流动网络电话业务接入码、1为A类、234为网关或者交换中心识别码(地区码)对应网络地址，5678为具体用户识别码。具体各部分占用位数应由国家电信管理部门统一规定。

在流动直拨网络电话系统中，为了保障网络电话的通信安全，用户使用载有流动直拨网络电话的电话号码、用户识别码、用户密码、密钥的便携式装置，包括3.5吋磁盘和USB(即通用串行总线)接口的用户识别装置，所述的USB接口的用户识别装置是一种带USB序列A接头的具有网络电话用户识别功能和USB接口通信功能的集成电路所组成的便捷式网络电话用户识别装置，所述的网络电话用户识别功能包括GSN的SIM、CDMA的UIM、移动电话和网络电话的用户识别技术；为了提高网络电话的话音质量、QoS服务质量以及保证通信安全，在计算机终端与网关、网关与网关以及计算机终端与集中式的流动直拨网络电话交换中心之间，可以采用多协议标记交换(MPLS)的网络隧道技术。

另外，流动直拨网络电话在使用时，先在连接因特网的计算机终端上安装有固定电话号码的流动直拨网络电话软件，可以由载有流动直拨网络电话的电话号码、识别码或者密码的3.5吋磁盘自动从因特网上下载相关软件后安装；也可以通过3.5吋磁盘或者光盘直接安装；或者在已安装有流动直拨网络电话软件的计算机终端上，输入或者更换使用者的电话号码、识别码和密码等。安装流动直拨网络电话软件后，流动直拨网络电话软件会自动对计算机终端进行检测：包括声卡、送、受话器、声卡是否为全双工、是否有视频卡和摄像头等；检测后，流动直拨网络电话软件会自动通过因特网在流动直拨网络电话交换中心登录、注册，登录内容除了该流动直拨网络电话的电话号码、识别码或者密码以及计算机终端的临时网络地址等以外，还包括该计算机终端的硬件情况：是否符合普通网络电话或者可视网络电话的硬件配置要求。在分布式的连接方式中，交换中心经过鉴权、认证，确认此号码的流动直拨网络电话有效、有使用权后，根据其登录交换中心的路径清况，指定距离此流动直拨网络电话计算机终端物理路径最近的网关和网守为此流动直拨网络电话的连接网关和网守，负责处理该流动直拨网络电话呼出和呼入的通信业务；同时通知其它网守该流动直拨网络电话所在网关的位置，即网络地址，并且将该流动直拨网络电话的工作状态更新为在线。根据国际电联H.323标准，被指定的网关负责转换不同网络之间的协议和信息格式，并且负责在不同网络间传递信息；被指定的网守负责不同网络之间的地址转换，负责控制许可和带宽以及管理带宽和区域等。在接受新的流动直拨网络电话时，网守还要经网关与之通信一次，以确定由新流动直拨网络电话的计算机终端至指定网关的最佳路径和带宽，并采用多协议标记交换(MPLS)的网络隧道技术；另外，在集中式的连接方式中，交换中心经过鉴权、认证，确认此号码的流动直拨网络电话有效、有使用权后，还要与该流动直拨网络电话通信一次，以确定由该流动直拨网络电话的计算机终端至交换中心的最佳路径和带宽，以便采用多协议标记交换(MPLS)的网络隧道技术。如果只是在已安装有流动直拨网络电话软件的计算机终端上，输入或者更换使用者的电话号码、识别码和密码等；更换后，流动直拨网络电话软件也会自动通过因特网在流动直拨网络电话交换中心登录、注册，交换中心经过鉴权、认证，确认此流动直拨网络电话的新号码有效、有使用权后，一方面将原电话号码下线，另一方面登录、注册新电话号码、识别码和密码等，同时将相关资料，包括原号码所在计算机终端的硬件情况、网络地址、上网最佳路径和带宽等，转到新电话号码的资料库中，并通知相关的网守更改相应的资料库。

流动直拨网络电话在使用过程中，由于有些终端是通过局域网或者ISP等其它网络连接因特网的，使用的是动态分配的网络地址，所以在这些流动直拨网络电话的计算机终端每次开机，启动操作系统，上因特网后，此计算机终端上的流动直拨网络电话软件都会自动将所连接的用户号码以及该计算机终端的网络地址传送给流动直拨网络电话交换中心，以便更改该流动直拨网络电话的位置存储，即网络地址；流动直拨网络电话交换中心在更改该流动直拨网络电话位置的同时，会通知负责处理该流动直拨网络电话通信业务的网守更改该流动直拨网络电话的位置存储。

当人工输入的使用者离开此流动直拨网络电话计算机终端时，可以将此计算机终端关机，也可以将此计算机终端上的流动直拨网络电话下线，即退号离网，此时，该流动直拨网络电话软件会向流动直拨网络电话交换中心发出此流动直拨网络电话号码离网下线的信息；当便捷式网络电话用户装置(包括3.5吋磁盘和USB接口的用户装置)的使用者离开此流动直拨网络电话计算机终端时，该计算机终端的流动直拨网络电话软件会向流动直拨网络电话交换中心发出此流动直拨网络电话号码离网下线的信息；当使用者在别处的计算机终端上重新使用此号码的流动直拨网络电话时，其流动直拨网络电话软件会自动重新登录到流动直拨网络电话交换中心，交换中心经过鉴权、认证，确认此流动直拨网络电话的号码有效、有使用权后，会更新用户位置的存储；在分布式的连接方式中，交换中心会重新指定距离此流动直拨网络电话计算机终端物理路径最近的网关和网守为此流动直拨网络电话的连接网关和网守，重新负责处理该流动直拨网络电话呼出和呼入的通信业务。应该指出，如果人工输入的使用者忘记在原来的计算机终端上下线，在新地点重新登录流动直拨网络电话交换中心后，交换中心在确认从新计算机终端上登录的流动直拨网络电话有效、有使用权后，会自动撤消原来的计算机终端流动直拨网络电话的位置登记。对于某一个号码的流动直拨网络电话来说，在某一个时刻，交换中心只确认一个，也就是最新登录的流动直拨网络电话号码为唯一的有效使用者，并且及时更新该流动直拨网络电话的本地用户的位置存储。当然，使用便捷式网络电话用户装置的用户是不存在这个问题的。

在流动直拨网络电话用户直拨长途电话时，网守能根据其地区长途电话编号，将拨号信息由网关经因特网传至该地区的相关网关，再根据被叫用户是网络电话、市内固定电话或者移动电话，送至相关的网关、端局或者移动交换局。由于用户使用的流动直拨网络电话是直接连接因特网的，所以如果用户需要电话软件升级换代或者增加电话功能，如可视电话、传真以及电信服务附加功能：遇忙回叫、呼叫等待、呼叫转移等，只要通过因特网，向流动直拨网络电话软件传送相关的软件或者补丁，就能实现。这样既便于运营商的服务与管理，又方便了用户。

本发明还公开了一种使用便携式装置，在任何有因特网终端并且具备网络电话硬件的不同的地点使用网络电话的方法，其具体步骤如下：

一，用户识别：使用者将载有流动直拨网络电话的电话号码、用户识别码、用户密码、密钥的便携式装置(包括3.5吋磁盘和USB接口的用户识别装置)插入网络电话终端，建立便携式装置与网络电话终端之间的通信连接，从网络电话终端输入用户密码，对使用者进行用户识别。

二，用户鉴权：使用者人工或者用便携式装置经因特网终端以及因特网与用户管理中心(即交换中心中的用户管理单元)进行通信连接，用户管理中心对便携式装置进行用户鉴权。

三，安装软件：如果检测到因特网终端没有安装网络电话用户软件，则由用户管理中心从指定的相关网站下载并且安装网络电话软件用户。

四，主叫通话：流动直拨网络电话能够直接拨打市内固定电话、移动电话和其它同类的直拨网络电话，并进行通话。

五，被叫通话：在此流动直拨网络电话用户在线时，其他用户能够从市内固定电话、移动电话和其它同类的直拨网络电话直接拨打这个流动直拨网络电话，作为被叫号码在公共交换电话网(PSTN)的端局或者公共陆地移动网(PLMN)的移动交换局的注册表中能直接查到其所在位置，即所在的网关或者交换中心，并进行接续。

六，保密通信：由于网络电话的传输要经过公共网络，就产生网络安全问题，为保障网络通信的安全，所以要进行保密通信。保密通信具体又分为产生密钥和加密通信二个步骤。

本发明的优点是流动直拨网络电话能象普通市内固定电话一样方便地使用，并且可以流动在不同的连接因特网的终端上使用，为电信网和计算机网的融合创造了条件；另外，如果用户需要增加功能或者网络电话软件需要升级换代，只要通过因特网就能实现，方便了用户和运营商。

本发明的另一个优点是将移动电话通信技术中成熟的用户识别技术与计算机接口技术中的USB接口技术有机的结合，应用在网络电话的通信技术中，解决了网络电话的安全通信问题和流动的使用网络电话的便携式装置的结构问题。

由于用户识别装置与因特网终端设备的接口，即USB接口只有两根信号线用于数据的输入输出，而加密算法、密钥算法、用户密码、密钥的生成都在本装置内部完成，因而能有效地防止非法存取和盗用这些与网络通信安全管理相关的数据；由于本装置即是便携式的又有微处理器，能自动地通过USB接口同因特网终端设备进行通信，完成用户识别、用户鉴权、加密运算、密钥存取等与通信安全管理有关的操作，用户只要将本装置插入因特网终端设备的USB接口，输入用户密码，就能进行网络电话通信，极大方便了用户使用流动直拨网络电话。

                               附图说明

图1，说明了按照本发明的一种实施例的流动直拨网络电话系统与公共交换电话网(PSTN)和公共陆地移动网(PLMN)连接方式为分布式的示意框图。

图2，说明了按照本发明的另一种实施例的流动直拨网络电话系统与公共交换电话网(PSTN)和公共陆地移动网(PLMN)连接方式为集中式的示意框图。

图3为本发明利用USB接口便携式用户识别装置保障网络电话通信安全的方法的示意框图。

图4为在流动直拨网络电话系统中SIM的用户鉴权的示意框图

图5为在流动直拨网络电话系统中SIM的密钥产生的示意框图。

图6为在流动直拨网络电话系统中SIM的加密通信的示意框图。

                               具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

在图1中，A为具备可以打网络电话硬件的计算机终端，用户15012345678先在计算机终端A处使用流动直拨网络电话。用户先将载有15012345678电话号码以及识别码或者密码的3.5吋磁盘插入计算机终端A的软盘驱动器，磁盘中的软件检测到此计算机终端没有安装流动直拨网络电话软件，会经过ISP33自动上因特网10到运营商的网站下载并安装流动直拨网络电话软件。安装后，流动直拨网络电话软件会自动对计算机终端A进行检测，看硬件配置是否符合普通网络电话或者可视网络电话的基本要求，如果符合普通网络电话的要求即会自动通过因特网10在流动直拨网络电话交换中心11登录、注册，登录内容除了该流动直拨网络电话的电话号码、识别码、密码以及临时网络地址等外，还包括该计算机终端的硬件情况，是否符合普通网络电话或者可视网络电话的硬件配置要求。交换中心11经过鉴权、认证，认定15012345678号码的流动直拨网络电话有效，而且从计费情况查得其有使用权后，根据其登录交换中心的路径清况，指定域30的网关31和网守32为此流动直拨网络电话的连接网关和网守，负责处理该流动直拨网络电话呼出和呼入的通信业务，并将该用户的资料传给网守32用以备查；同时通知因特网10上的其它网守该流动直拨网络电话所在网关的位置，即网络地址；另外，网守32还要经网关31与计算机终端A通信一次，以确定由新流动直拨网络电话至指定网关31的最佳路径和带宽，并采用多协议标记交换(MPLS)的网络隧道技术。

在图1中，B为市内固定电话87654321用户。当用户15012345678作为主叫用户拨打市内固定电话87654321时，用户先在计算机终端A摘机，流动直拨网络电话软件即发送请求建立呼叫的信息给网关31，网关31在网守32查得此主叫用户为正常使用注册用户，然后即回复同意，此时在计算机终端A主叫用户可收到拨号音或者语音提示“请拨号”等提示。主叫用户用键盘或者鼠标直接输入87654321的电话号码后即回车，网关31收到主叫用户拨的电话号码后，经网守32查得此电话号码为市内固定电话8765端局的用户，网关31将呼叫信息以及供被叫方显示来电的15012345678号码通过公共交换电话网(PSTN)20的汇接局22传送给8765端局21，8765端局21收到被叫号码后进行查询，当发现被叫用户B空闲时，就建立连接，向被叫用户87654321发振铃信号、送显示来电的主叫用户的电话号码，并通过汇接局22和网关31向主叫用户传送回铃音。当被叫用户B摘机应答后，端局21通过汇接局22向网关31送“被叫应答”信号，同时整条话路接通，网守32通知流动直拨网络电话交换中心启动计费，至此用户15012345678与87654321之间的话路接续完毕，开始通话。

假设被叫用户先挂机，8765端局21收到挂机信号时就向汇接局22和网关31发送“反向拆线”信号；当主叫用户挂机时，即用户在计算机终端A上回车或者用鼠标点击“结束通话”热键等，网关31收到主叫用户挂机信号时就向汇接局22和端局21发送“正向拆线”信号；网守32在网关31收到“反向拆线”信号或者主叫用户挂机信号后就通知流动直拨网络电话交换中心11停止计费；汇接局22和端局21收到信号后就拆线。

在图1中，C为具备可以打网络电话硬件的无线局域网的计算机终端，并且已安装了流动直拨网络电话软件。用户15012345678先在A处使用了流动直拨网络电话后，退号下线，又到C处重新登录上线，使用流动直拨网络电话。用户先将载有15012345678电话号码以及识别码或者密码的3.5吋磁盘插入计算机终端C的软盘驱动器中，计算机终端C中的流动直拨网络电话软件读了软盘后会自动更换计算机终端C的流动直拨网络电话的电话号码，同时，新的电话号码会通过因特网10在交换中心11重新登录，交换中心11经过鉴权、认证，认定15012345678号码的流动直拨网络电话有效，有使用权后，一方面如果原电话号码是在线的，会将原电话号码下线，另一方面登录、注册新电话15012345678的号码、识别码和密码等，同时将相关资料，包括原号码所在计算机终端的硬件情况、网络地址、上网的最佳路径和带宽等，转到新电话15012345678的资料库中，即将新流动直拨网络电话的工作状态由下线改为在线；其本地位置由原来的计算机终端A改为计算机终端C的临时网络地址；其设备情况由原来的计算机终端A改为计算机终端C的配置，其连接网关由网关31改为网关41。重新指定域40的网关41和网守42为此流动直拨网络电话的连接网关和网守，负责处理该流动直拨网络电话呼出和呼入的通信业务，并通知网守42更改相应的资料库，通知其它网守流动直拨网络电话15012345678已在线，以及其新位置所在网关41的网络地址。

当市内固定电话用户87654321作为主叫用户拨打流动直拨网络电话15012345678时，用户先在市内固定电话B处摘机，8765端局21收到摘机信号后，回送拨号音，主叫用户拨15012345678电话号码，端局21收到主叫用户拨的电话号码后，查得此电话号码为流动直拨网络电话，即将呼叫信息以及供被叫方显示来电的87654321号码通过汇接局22传送给公共交换电话网(PSTN)与流动直拨网络电话系统的连接网关--网关31，此时，网守32的位置存储中，流动直拨网络电话15012345678的连接网关为网关41，工作状态为在线；经查询后，将呼叫信息以及供被叫方显示来电的87654321号码通过网关31经因特网10传给网关41，网关41收到被叫号码后进行查询，当发现被叫用户C在线并空闲时，就建立连接，向被叫用户15012345678发振铃信号、送显示来电的主叫用户的电话号码，并通过网关31、汇接局22和端局21向主叫用户传送回铃音。当被叫用户C摘机应答后，网关41通过网关31、汇接局22向8765端局21送“被叫应答”信号，同时整条话路接通，端局21启动计费。至此用户87654321与15012345678之间的话路接续完毕，开始通话。

假设主叫用户在B处先挂机，8765端局21收到挂机信号时就向汇接局22、网关31和网关41发送“正向拆线”信号；当被叫用户挂机时，即用户在计算机终端C上回车或者用鼠标点击“结束通话”热键等，网关41收到被叫用户挂机信号时就通过网关31向汇接局22和端局21发送“反向拆线”信号；汇接局22、端局21收到信号后就拆线，端局21并停止计费。

在图1中，50为公共陆地移动网(PLMN)，51为移动交换局，52为基站子系统，53为移动电话。

在图1的实施例中，用户使用的便携式装置为3.5吋磁盘，在本发明的其它实施例中，用户也可以使用USB接口的带网络电话用户识别功能集成电路的便携式装置。

在图2中，D为具备可以打网络电话硬件的计算机终端，用户15012345677先在D处使用流动直拨网络电话。用户先在键盘上输入15012345677电话号码以及识别码或者密码等，当发现此计算机终端没有安装流动直拨网络电话软件，就经过ISP12上因特网10到运营商的网站下载并安装流动直拨网络电话软件。安装后，流动直拨网络电话软件会自动对计算机终端D进行检测，并通过因特网10在流动直拨网络电话交换中心110登录、注册，登录内容除了该流动直拨网络电话的电话号码、识别码、密码以及临时网络地址等外，还包括该计算机终端的硬件情况，是否符合普通网络电话或者可视网络电话的硬件配置要求。交换中心110经过鉴权、认证，认定15012345677号码的流动直拨网络电话有效，而且从计费情况查得其有使用权后，还要与该流动直拨网络电话通信一次，以确定由新流动直拨网络电话的计算机终端C至交换中心110的最佳路径和带宽，并采用多协议标记交换(MPLS)的网络隧道技术。在图2的实施例中，流动直拨网络电话交换中心110为集中式的交换中心。

在图2中，E为市内固定电话87654322用户。当市内固定电话用户87654322作为主叫用户拨打流动直拨网络电话15012345677时，用户先在市内固定电话E处摘机，8765端局21收到摘机信号后，回送拨号音，主叫用户拨15012345677电话号码，端局21收到主叫用户拨的电话号码后，查得此电话号码为流动直拨网络电话，即将呼叫信息以及供被叫方显示来电的87654322号码通过汇接局22传送给流动直拨网络电话交换中心110，交换中心110查得此流动直拨网络电话的计算机终端D的临时网络地址，并发信进行查询，当发现被叫用户在线并且空闲时，就建立连接，向被叫用户15012345677发振铃信号、送显示来电的主叫用户的电话号码，并通过汇接局22和端局21向主叫用户传送回铃音。当被叫用户摘机应答后，交换中心110通过汇接局22向8765端局21送“被叫应答”信号，同时整条话路接通，端局21启动计费。至此用户87654322与15012345677之间的话路接续完毕，开始通话。

假设主叫用户在E处先挂机，8765端局21收到挂机信号时就向汇接局22和交换中心110发送“正向拆线”信号；当被叫用户挂机时，即用户在计算机终端D上回车或者用鼠标点击“结束通话”热键等，交换中心110收到被叫用户挂机信号时就向汇接局22和端局21发送“反向拆线”信号；汇接局22、端局21收到信号后就拆线，端局21并停止计费。

在图2中，F为具备可以打网络电话硬件的无线局域网的计算机终端，并且已安装了流动直拨网络电话软件。用户15012345677先在D处使用了流动直拨网络电话后，退号下线，又到计算机终端F处重新登录上线，使用流动直拨网络电话。用户先用键盘输入15012345677电话号码以及识别码或者密码等，回车后，计算机终端F中的流动直拨网络电话软件会自动更换计算机终端F原来的流动直拨网络电话号码，同时，新的电话号码会通过因特网10在交换中心110重新登录，交换中心110经过鉴权、认证，认定15012345677号码的流动直拨网络电话有效，有使用权后，一方面如果原电话号码是在线的，会将原电话号码下线，另一方面登录、注册新电话15012345677的号码、识别码和密码等，同时将相关资料，包括原号码所在计算机终端的硬件情况、网络地址、上网的最佳路径和带宽等，转到新电话15012345677的资料库中，即将新流动直拨网络电话的工作状态由下线改为在线；其本地位置由原来的计算机终端D改为计算机终端F的网络地址；其设备情况由原来的计算机终端D改为计算机终端F的配置。

在图2中，G为移动电话13012345678用户。当移动电话用户13012345678作为主叫用户拨打流动直拨网络电话15012345677时，用户先用移动电话G从基站子系统52连接上公共陆地移动网(PLMN)50，然后拨打15012345677电话号码，发射给基站子系统52，并传给移动交换局51，移动交换局51收到主叫用户拨的电话号码后，查得被叫电话号码为流动直拨网络电话，即将呼叫信息以及供被叫方显示来电的13012345678号码传送给流动直拨网络电话交换中心110，交换中心110查得此流动直拨网络电话的计算机终端F的临时网络地址，并发信进行查询，当发现被叫用户在线并且空闲时，就建立连接，向被叫用户15012345677发振铃信号、送显示来电的主叫用户的电话号码，并通过移动交换局51和基站子系统52向主叫用户一移动电话G传送回铃音。当被叫用户F摘机应答后，交换中心110向移动交换局51、基站子系统52送“被叫应答”信号，同时整条话路接通，移动交换局51启动计费。至此用户13012345678与15012345677之间的话路接续完毕，开始通话。

假设被叫用户先挂机，即用户在计算机终端F上回车或者用鼠标点击“结束通话”热键等，交换中心110收到被叫用户挂机信号时就向移动交换局51发送“反向拆线”信号；当主叫用户一移动电话G先挂机时，移动交换局51收到挂机信号时就向交换中心110发送“正向拆线”信号；当移动交换局51收到信号后就拆线，并停止计费。

在图2中53为移动电话。

本发明的网络电话主要是IP电话，其原理同样也适用于ATM电话和帧中继电话。本发明的网络电话系统主要遵循国际电联H.323协议，其原理同样也适用于网络电话的SIP协议和MGCP协议。本发明所述的计算机终端连接因特网的方式，包括用普通调制解调器经过电话线拨号上网；用ISDN、ADSL、有线局域网、无线局域网上网；用线缆调制解调器从有线电视(CATV)网络上网等方式。

图3为利用用户识别装置保障网络电话通信安全的方法的流程框图，具体步骤如下：

(1)用户识别装置(指带USB接口的便携式装置，下同)经USB接口接入终端并建立与终端的通信连接关系，具体如下：a，当用户识别装置插入终端的USB接口后，终端的操作系统检测到数据信号线D+、D-的电位变化，确认有设备接入；b，终端的操作系统分配给用户识别装置(即新设备)设备地址；c，终端的操作系统自动安装该装置的驱动程序；d，用户识别装置与终端连接完毕，可以开始进行通信。

(2)使用者从网络电话终端输入用户密码，用户识别装置对使用者进行用户识别。

(3)在用户识别装置经USB接口、终端和因特网建立与用户管理中心(即交换中心中的用户管理单元，下同)的通信连接关系后，用户管理中心对用户识别装置进行用户鉴权。

(4)检测网络电话终端是否安装有网络电话用户软件。

(5)如果网络电话终端没有安装相关的网络电话用户软件，将通过用户管理中心从指定的网站下载并且安装相关的网络电话用户软件。

(6)用户管理中心在鉴权确认该用户识别装置的用户为本系统有效用户后，经因特网，终端和USB接口下传随机数(RAND)至用户识别装置，用户管理中心和用户识别装置各自将随机数和鉴权钥经密钥算法分别产生密钥，并各自将其存储。

(7)用数据加密的方式进行网络电话的通信，包括网络电话的呼叫建立和通话连接。

在图4中，本发明的用户鉴权的方法是这样实现的，包括有下列步骤：

31，用户识别装置向用户管理中心发出要求接入进行登录的请求。

32，用户识别装置的接入请求，经过USB接口、终端和因特网传给用户管理中心。

33，用户管理中心收到请求后，任意取一组临时存储的参数，将其中随机数发送给用户识别装置。

34，随机数经过因特网、终端和USB接口传到用户识别装置中。

35，用户识别装置将收到随机数(RAND)同鉴权钥(Ki)进行鉴权算法(A3)得到符号响应(SRES)。

36，符号响应(SRES)经过USB接口、终端和因特网传给用户管理中心。

37，用户管理中心将用户识别装置送来的符号响应(SRES)同原临时存储的来自AUC的同一组的符号响应(STESauc)进行比较。

38，比较结果相同，则此用户识别装置的用户为合法用户，允许接入登录用户管理中心。

41，比较结果不相同，则此用户识别装置的用户为非法用户，不允许接入、登录用户管理中心。

另外图4中：

39，用户管理中心的AUC产生三参数组；AUC产生用于鉴权的随机数(RAND)，并利用存储的鉴权钥(Ki)通过A3算法产生符号响应(SRES)，同时通过A8算法计算出密钥(Kc)。AUC应MSC/ULR请求，每次生成若干个三参数组(RAND、SRES、Kc)。

40.将用户管理中心的AUC产生的三参数组存储在HLR中，并在MSC/VLR请求时把未使用的某个三参数组(RAND、SRES、Kc)传送给MSC/VLR。

参见图5，本发明的密钥产生的方法包括下列步骤：

(1)用户识别装置经过USB接口、终端和因特网，向用户管理中心发送临时用户识别码(TMSI)。

(2)用户管理中心经认证后，将随机数发生器产生的随机数同时发送给用户识别装置和用户管理中心的密钥算法A8的运算器。

(3)用户管理中心发送给用户识别装置的随机数经过因特网、终端和USB接口到达用户识别装置的密钥算法A8的运算器。

(4)在用户识别装置中，本用户识别装置的鉴权钥(Ki)同来自用户管理中心的随机数(RAND)在密钥算法A8的运算器中，经过运算得到密钥Kc，并存储在用户识别装置中。

(5)在用户管理中心中，对应于该用户识别装置的鉴权钥(Ki)同随机数在密钥算法A8的运算器中经运算也得到密钥Kc，并存储在用户管理中心的相应的存储器中。

所以密钥Kc是不在因特网上传输的，而是分别产生并存储于用户管理中心和用户识别装置中。

参见图6，本发明的加密通信的方法包括下列步骤：

(1)在发送端和接收端，由本端密钥算法A8产生的密钥和帧号TDMA作为输入参数用A5算法来计算，以产生出伪随机数。

(2)包括呼叫建立和通话信号在内的未加密数据同伪随机数，在发送端内求模二加，产生密文。

(3)当发送端为用户识别装置的发送端时，密文经过USB接口、终端和因特网传给用户管理中心的接收端；当发送端为用户管理中心的发送端时，密文经过因特网、终端和USB接口传给用户识别装置的接收端。

(4)在接收端，密文同伪随机数求模二加，产生解密数据。

所以在加密通信中，数据是以加密的密文方式在因特网中传输的。在图6中，发送端可以是用户识别装置的发送端，也可以是用户管理中心的发送端；接收端可以是用户识别装置的接收端，也可以是用户管理中心的接收端。

在本发明的图4、图5和图6的实施例中，用户识别技术为GSM的SIM用户识别技术，在本发明的其它实施例中，用同样的方法，用户识别技术也可以是CDMA的UIM用户识别技术和网络电话的用户识别技术。

Claims (4)

1.一种流动直拨网络电话的系统，其特征在于流动直拨网络电话可以流动在不同的连接因特网的具备网络电话硬件的终端上使用；而且每个流动直拨网络电话都有一个固定的号码，这号码在公共交换电话网(PSTN)和公共陆地移动网(PLMN)中能够作为主叫或者被叫号码直接使用；电话号码结构类似移动电话，其中包括业务性质识别、位置识别、用户性质识别以及用户识别等四部分；流动直拨网络电话被叫时，在此流动直拨网络电话在线时，用户能够从市内固定电话、移动电话和其它同类的直拨网络电话直接拨打这个流动直拨网络电话，作为被叫号码在公共交换电话网(PSTN)的端局和公共陆地移动网(PLMN)的移动交换局中能直接查到其所在位置，即所在的网关或者交换中心，进行接续；流动直拨网络电话交换中心所具有的功能包括呼叫的处理和控制，本地用户和来访用户位置的登记和管理，对用户实施鉴权、认证，用户号码的登记和管理，用户漫游的控制；实现交换功能，为系统与其它网络连接提供接口，服务类型的附加业务，如传真、可视电话等的控制，系统管理和维护，计费以及保证通信安全等；另外，集中式的流动直拨网络电话交换中心以及分布式的网关和网守的功能还包括负责转换不同网络之间的协议和信息格式、负责在不同网络间传递信息、负责不同网络之间的地址转换、负责控制许可和带宽以及管理带宽和区域等。

2.根据权利要求1所述的流动直拨网络电话的系统，其特征在于在流动直拨网络电话系统中，交换中心或者网守由于有了关于流动直拨网络电话本地用户即时位置的登记和管理的功能，当流动直拨网络电话作为被叫用户使用时，市内固定电话或者移动电话作为主叫用户就能方便地通过交换中心或者网守映射到相关网关以及该流动直拨网络电话的临时网络地址，并进行接续，完成通话。

3.根据权利要求1所述的流动直拨网络电话的系统，其特征在于流动直拨网络电话在使用过程中，由于有些终端是通过局域网或者ISP等其它网络连接因特网的，使用的是动态分配的网络地址，所以在这些流动直拨网络电话的计算机终端每次开机，启动操作系统，上因特网后，此计算机终端上的流动直拨网络电话软件都会自动将该计算机终端新的网络地址传送给流动直拨网络电话交换中心，以便更改该流动直拨网络电话的位置存储，即网络地址；流动直拨网络电话交换中心在更改该流动直拨网络电话位置的同时，会通知负责处理该流动直拨网络电话通信业务的网守更改该流动直拨网络电话的位置存储。

4.根据权利要求1所述的流动直拨网络电话的系统，其特征在于对于某一个号码的流动直拨网络电话来说，在某一个时刻，交换中心只确认一个，也就是最新登录的流动直拨网络电话为唯一的有效使用者，并且及时更新该流动直拨网络电话的本地用户的位置存储。

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