CN1756166A - 下一代网络中计费脉冲的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及下一代通信网络，公开了一种下一代网络中计费脉冲的实现方法，使得MGC和MG可以配合实现NGN中的计费脉冲业务。这种下一代网络中计费脉冲的实现方法对MGCP协议进行了扩展，增加了计费脉冲信号，其参数可以直接或通过运算得到待发计费脉冲的总个数和相邻计费脉冲之间的时间间隔；需要启动计费时，MGC将计费脉冲信号发送给MG，MG立即向用户设备发送首个计费脉冲，并按照该信号参数指定的脉冲数量和脉冲间隔周期性地发出后续计费脉冲。

Description

下一代网络中计费脉冲的实现方法

技术领域

本发明涉及下一代通信网络，特别涉及下一代通信网络的针对传统脉冲计费业务的支持。

背景技术

在所有关于通信技术的最新发展的报道中，下一代网络(Next GenerationNetwork，简称“NGN”)和第三代移动通信(3rd Generation，简称“3G”)毫无疑问是最受关注的两个领域。

NGN的发展过程中，其定义一直在变化。在国际电信联盟(InternationalTelecommunication Union，简称“ITU”)举办的“2004全球NGN高峰论坛”中，NGN的标准定为：一个基于分组的网络，它能提供包括电信业务在内的各种业务，并能够使用多种宽带的且有服务质量(Quality of Service，简称“QoS”)保证的传送技术，由此确立了NGN的最终发展方向和范围。

事实上，NGN还是未来3G业务承载的基础，在未来电信网络中的地位尤其重要，所以全球各电信标准化组织、各大电信运营商、各大电信设备提供商都投入了大量人力财力来完善NGN技术，各种NGN商用试验局已经在全球部分运营商开通，其运行的成功反过来也将加速NGN的发展。

从目前NGN部署的情况来看，基本上都是采用媒体网关控制器(MediaGateway Controller，简称“MGC”)加媒体网关(Media Gateway，简称“MG”)这两种关键构件组网。其中，MGC负责呼叫控制功能，MG负责业务承载功能，藉此实现呼叫控制平面和业务承载平面的分离。二者可以各自独立演化，从而充分共享网络资源，简化设备升级和业务扩展，大大降低开发和维护成本。

图1示出NGN中MG与MGC组网方式。如图所示，协议网络1是所有协议传送的网络，媒体网关控制器10和媒体网关11通过媒体网关控制协议110发生联系，媒体网关控制器10和媒体网关12通过媒体网关控制协议120发生联系。

媒体网关11、媒体网关12在媒体网关控制器10控制下通过实时传输协议140连接。网际互联协议130承载媒体网关控制协议110、媒体网关控制协议120以及实时传输协议140在协议网络1中传送。用户终端13通过媒体网关11接入协议网络1，用户终端14通过媒体网关12接入协议网络1。用户终端13与用户终端14间的交互将通过协议网络1中的各种设备和设备间的协议来实现。

由图1可知，除了MGC加MG这两种关键构件外，二者之间通信的媒体网关控制协议在网络中也有者举足轻重的地位，目前应用较为广泛的媒体网关控制协议有H.248/MeGaCo(Media Gateway Control)和MGCP(MediaGateway Control Protocol)两种协议。

MGCP协议是1999年由互联网工程任务组(Internet Engineering TaskForce，简称“IETF”)制定的媒体网关控制协议，MGCP协议定义的抽象模型包括端点(Endpoint)和连接(Connection)两个主要概念。

端点是数据源或数据宿，可以是物理端点，也可以是虚拟端点。端点代表MG上提供某种功能的实体，熟悉本领域的技术人员都知道，这些功能实体包括时分复用(Time Division Multiplex，简称“TDM”)通道、数字通道、模拟线、录音服务器接入点及交互式话音响应接入点。

连接代表MG上与呼叫相关的资源组合，例如TDM通道与实时传输协议(Real-time Transport Protocol，简称“RTP”)流关联等。需要说明的是，连接可以是单连接(例如一个TDM通道和一个RTP流相关联)或多连接(例如一个TDM通道和多个RTP流相关联)。基于协议的这种抽象模型，呼叫的接续实际上就是对端点和连接的操作。

MGC和MG之间通过命令(Command)请求和响应来交互。MGC可要求MG在检测到某些事件，例如摘机、挂机、拍叉或拨号发生时，向其发出通知，也可请求将某些信号加到端点上，这些信号包括拨号音、回铃音、忙音等。

具有业务相关性的参数逻辑上聚合成为包(Package)，熟悉本领域的技术人员都了解，包由事件和信号组合而成，每个包由某一特定端点支持。每个事件或者信号可用“包名/事件名”、“包名/信号名”表示，每类端点有特定的包，每个包包含有规律的事件和信号，包名和事件名均用字符串来表示。

以上介绍了NGN常用组网方式以及各关键构件间采用的通信协议，特别指出的是，任何通信网络新技术都必须保持对原有业务的支持，NGN也不能例外。计费脉冲曾经是公用电话交换网(Public Switched TelephoneNetwork，简称“PSTN”)中的重要业务之一，主要应用于公用电话的计费等。NGN在全面继承PSTN业务需求时，也必须使得计费脉冲业务在MGC和MG的配合下得以实现。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：目前基于MGCP协议中缺少实现计费脉冲的信号和方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种下一代网络中计费脉冲的实现方法，使得MGC和MG可以配合实现NGN中的计费脉冲业务。

为实现上述目的，本发明提供了一种下一代网络中计费脉冲的实现方法，包含以下步骤：

A媒体网关控制器在需要启动计费时向媒体网关下发计费脉冲信号；

B所述媒体网关响应所述计费脉冲信号，根据该信号中的参数直接或经计算获得计费脉冲发送总数和相邻计费脉冲的发送间隔；

C所述媒体网关向用户设备发送首个计费脉冲，并按照所获得的所述计费脉冲发送总数和相邻计费脉冲的发送间隔，周期性发出后续计费脉冲。

其中，所述方法还包含以下步骤：

当所述媒体网关检测到事件，或者所述媒体网关控制器下发不含计费脉冲的信号代替当前信号时，终止计费脉冲的发送。

所述方法还包含以下步骤：

当收到新的计费脉冲信号时，按照新的计费脉冲信号指定的发送间隔和发送总数进行脉冲信号的发送。

所述计费脉冲信号的类型为开关信号或简短信号。其中，

当所述计费脉冲信号的类型为开关信号时，计费脉冲将持续发送直到被终止；

当所述计费脉冲信号的类型为简短信号时，计费脉冲将在发送完指定的总量后即告结束。

所述用户设备是数字电话机。

所述计费脉冲信号的定义如下：

计费脉冲的信号标识为mp，信号类型为开关信号，脉冲类型和时长为预置变量；

第一信号参数的脉冲计数参数标识为pc，类型为整数，单位为个，可能取值是非负整数，并且可以缺省；

第二信号参数的脉冲间隔参数标识为pi，类型为整数，单位为毫秒，可能取值是正整数，并且不可缺省。

所述计费脉冲信号包含两个参数，其中，

第一参数的值代表要发送的计费脉冲的总数量；

第二参数的值代表要发送的计费脉冲的总时长；

所述相邻计费脉冲发送间隔的确定包含以下子步骤：

当所述第一参数大于0时，所述相邻计费脉冲的发送间隔为所述第二参数的值除以所述第一参数的值。

当所述第一参数为0或者未指定时，所述相邻计费脉冲的发送间隔为所述第二参数的值。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，对MGCP协议进行了扩展，增加了计费脉冲信号，其参数可以直接或通过运算得到待发计费脉冲的总个数和相邻计费脉冲之间的时间间隔；需要启动计费时，MGC将计费脉冲信号发送给MG，MG立即向用户设备发送首个计费脉冲，并按照该信号参数指定的脉冲数量和脉冲间隔周期性地发出后续计费脉冲。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即实现了NGN中的计费脉冲业务，因为主要是增加了一个信号，对MG和MGC的修改很小，因此本方案简单而且实现成本低；另外，本发明可以通过对脉冲信号参数的调整支持数字话机的各种计费业务，使得公话等业务可以在NGN的框架下正常开展。

附图说明

图l是现有技术NGN网络结构中MG和MGC的组网示意图；

图2是根据本发明的一个实施例扩展MGCP协议实现计费脉冲机制信令流图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

MGCP协议由请求评论(Request for Comment，简称“RFC”)3435、RFC3660、RFC3661定义，这三个RFC是RFC2705的升级版本，其中RFC3435定义MGCP协议本身，RFC3660定义MGCP协议的包，RFC3661定义MGCP协议的返回码。

由于RFC3435规定，MGCP协议可以通过扩展包及其中的信号和事件参数实现对新需求的支持，本发明首先将对RFC3660中定义的12种基本包之一的线路包进行扩展，在保留其原有的事件、信号参数等基础上，主要增加了计费脉冲信号参数。

下面按照MGCP协议包定义的格式，详细描述对线路包扩展的具体情况：

线路包(Line Package)

包名(PackageName)：L

【原有事件、信号等参数略】

信号(Signals)：

计费脉冲(Metering Pulse)

信号标识(SignalID) ：mp

描述(Description)：MGC通过该信号指示MG对某个端点应用计费脉冲，所应用计费脉冲的数量和间隔由MGC指定，所应用计费脉冲的类型和时长在MG上预置。

信号类型(Signal Type)：开关(On/Off)信号

持续时长(Duration)：预置变量

信号参数(Signal Parameters)

1、脉冲计数(Pulse Count)

参数标识(ParameterID)：pc

类型(Type)：整数，单位为个

可能取值(Possible Values)：任何非负整数(可以缺省)

描述(Description)：定义应用计费脉冲的脉冲数量。若为0或未指定，则计费脉冲的重复应用将持续下去直到被其它机制所中断(例如检测到事件或者被其它信号所代替)。若大于0，则该参数给出的脉冲数量将在脉冲间隔参数给出的时间跨度内发出。

2、脉冲间隔(Pulse Interval)

参数标识(ParameterID)：pi

类型(Type)：整数，单位为毫秒

可能取值(Possible Values)：任何正整数(不可缺省)

描述(Description)：定义应用计费脉冲的时间间隔(发完脉冲计数所指定所有计费脉冲所需要花费的时间)。若脉冲计数参数为0或者未定义，则该参数指定了脉冲之间的间隔，即相邻两个脉冲前沿的时间差。若脉冲计数参数大于0，则该参数指定了产生脉冲计数参数所给出的脉冲数量在时间上的跨度。

过程(Procedures)：

当需要启动计费时，MGC向MG下发计费脉冲信号，并指定脉冲数量和间隔，其形式如L/mp(pc，pi)。MG在得到该信号后，立即向指定的端点发送首个计费脉冲，然后按照脉冲计数和脉冲间隔参数所给出的值周期性的发出后续计费脉冲。

如上所述，当脉冲计数参数值大于0时，脉冲间隔参数表示产生脉冲计数参数所给出的脉冲数量在时间上的跨度。MG将按照“脉冲间隔参数值/脉冲计数参数值”的方式确定脉冲之间的合适间隔，MG可以调整个别间隔以适应万一无法整除的情况。

当脉冲计数参数值为0或未指定时，MG将以脉冲间隔参数值作为脉冲之间的间隔。

通常检测到事件时，(常见的有MG检测到挂机)，或者当前计费脉冲信号被其它非计费脉冲信号所代替时，(常见的有MGC下发空信号)，将中断计费脉冲的发送。

根据本发明，在以上对线路包信号参数的扩展中，有几点情况需要说明：

首先是线路包中，已经包含了三十四种基本事件或者信号等参数，诸如回铃音(Answer Tone，简称“aw”)，忙音(Busy Tone，简称“bz”)此类，在本发明的线路包结构中没有一一列出，这些内容详见公开文件RFC3660。

其次是计费脉冲(Metering Pulse)信号定义中的信号类型(Signal Type)，缺省信号类型为开关(On/Off)信号，但是可以通过显式地设置信号类型参数为简短(Brief)信号，用来取代该缺省类型，从而使得计费脉冲在脉冲间隔参数所给出的时间跨度中发送完脉冲计数参数所给出的脉冲数量后即告结束。这里需要说明的是，在RFC3660中规定，信号类型分为三种：开关信号(On/Off signal，简称“OO”)、超时信号(Time-Out signal，简称“TO”)和简短信号(Brief signal，简称“BR”)。OO信号表明信号在MG上一直有效，开和关是受MGC控制的，如果在一个脉冲序列总周期内MGC没有发送新的信号来，那么MG在下一个周期中的信号类型仍然保持原来的状态下发脉冲；TO信号是有时间限制的信号，此种信号在MGC上有相应的定时器，当定时器结束时此种信号就停止；而BR信号表明信号一次性完成，只在脉冲间隔参数所给出的时间有效，即一个脉冲序列总周期内的所有单个脉冲发送完就告结束，不会再往下发，MG要等待MGC发来的新的信号才有所反应。同时RFC3660还允许使用某种信号类型来代替缺省信号类型。

再者，在过程说明中，MGC向MG下发指定脉冲数量和间隔采用的形式为L/mp(pc，pi)，这是严格按照RFC3435的要求指定的，它规定发送扩展包格式为：包名/事件或信号名(参数)。显然L就是前面线路包的包名，mp为扩充的计费脉冲信号的信号名，pc和pi分别为脉冲计数和脉冲间隔的参数标识。

最后，计费脉冲重复应用的频率可以通过使用新的计费脉冲信号指定新的脉冲间隔参数来改变，即MGC可以随时向MG发送新的mp，其中携带的pc和pi和前一次MGC向MG发送的mp不同，来达到改变MG下发的脉冲序列总周期和单个脉冲周期的目的。同时因为MGC是随时可以向MG发送新的mp来改变MG下发的脉冲间隔，需要特别说明的是，这里的改变包括单独的脉冲序列总周期改变，或者单独的单个脉冲周期改变，或者二者都发生改变。为了保证MG下发脉冲序列的完整性，MGC需要为该计费脉冲信号设置保持激活(KeepActive)标志，MG即使收到来自MGC的新的mp，也必须把当前脉冲序列中发出的下一个单个脉冲结束后，才转换使用新的脉冲间隔。计费脉冲的应用应该保证其完整性，即一旦某单个脉冲已开始发送，其在预置的时长内不应因检测到事件或其它原因而中断，这样才能保证计费单价不会出错。

在对MGCP协议线路包的信号参数扩展好后，接下来就需要扩展MGCP协议实现计费脉冲机制，以具体实现本发明。

从总体上来说，本发明是NGN中对上一代电路程控交换机采用的计费脉冲机制的模拟，在程控交换机的计费脉冲机制中，脉冲是由程控交换机控制，发往其下所连接的公用电话。在NGN中，程控交换机的功能已经被MGC和MG取代，正如背景技术所述，要在NGN环境下实现计费脉冲机制，显然需要MG和MGC的配合。图2就是二者之间与计费脉冲机制有关的信令流示意图。

如图2所示，媒体网关20和媒体网关控制器21分别为扩展MGCP协议实现计费脉冲机制的信令流的两端，用户22为媒体网关20控制下的电话终端，常见的是公用电话。

首先，在步骤200，当媒体网关控制器21需要启动计费时，向媒体网关20下发请求信号，这里的信号就是一个参照前述本发明扩展的线路包，包中包含有扩展的计费脉冲信号mp，以及mp中携带的具体参数pc和pi。媒体网关20收到来自媒体网关控制器21的计费脉冲信号触发首个脉冲，此脉冲发送给用户22，然后按照信号参数的定义周朝性发出后续脉冲。通常媒体网关20检测到事件或者媒体网关控制器21下发其它不含计费脉冲的信号代替当前信号时将中断计费脉冲的发送，这里的事件是指除信号中携带有特定标志用于表示不需要终止脉冲发送外的任何事件，此特定标志就是前面提到的保持激活(KeepActive)标志。

接着，在步骤201，媒体网关20接受到mp并按照其中的pc和pi向用户22发送计费脉冲后，向媒体网关控制器21发送回应信号。这里需要说明的是，在媒体网关控制器21没有下发新的mp之前，媒体网关20会一直向用户22发送周期性脉冲，当pc参数值大于0时，单个的脉冲合适间隔由mp中的pc、pi按照“pi/pc”方式决定，这里的pi和pc两个参数是用于计数的总值，pi表示一个脉冲序列的总时间长度，pc表示此脉冲序列中包含多少个计数脉冲，二者相除就得到了单个脉冲的周期。需要进一步说明的是，采用这种方式决定合适的单个脉冲间隔是为了适应各种各样的数字电话机，因为每种数字电话机的脉冲计费方式略有不同。同时MG可以调整个别间隔以适应万一无法整除的情形。图2中步骤201与步骤202之间的计费脉冲反映的就是pc参数值大于0情况，并且计费脉冲在一个pi周期结束后继续按照原来的方式发送，可见在步骤200中发来的mp的信号类型缺省是OO类型。

然后，如果需要改变计费脉冲的间隔，媒体网关控制器21可以通过步骤202向媒体网关20下发新的请求信号，这里mp携带代pc和pi已经被重新设置。需要说明的是，新的脉冲间隔要等到当前脉冲序列中发出的下个脉冲之后才能生效。

最后在步骤203，媒体网关20向媒体网关控制器21发送回应信号。同样需要说明的是，当pc新参数值为0或未指定时，媒体网关20将直接以pi参数值作为单个脉冲之间的间隔。图2中步骤203以后的计费脉冲反映的就是pc新参数值为0或未指定时的情况。

以上即扩展MGCP协议实现计费脉冲机制的详细描述，图2也反映了大部分的信令引起的计费脉冲间隔变化情况。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种下一代网络中计费脉冲的实现方法，其特征在于，包含以下步骤：

A媒体网关控制器在需要启动计费时向媒体网关下发计费脉冲信号；

B所述媒体网关响应所述计费脉冲信号，根据该信号中的参数直接或经计算获得计费脉冲发送总数和相邻计费脉冲的发送间隔；

C所述媒体网关向用户设备发送首个计费脉冲，并按照所获得的所述计费脉冲发送总数和相邻计费脉冲的发送间隔，周期性发出后续计费脉冲。

2.根据权利要求1所述的下一代网络中计费脉冲的实现方法，其特征在于，所述方法还包含以下步骤：

当所述媒体网关检测到事件，或者所述媒体网关控制器下发不含计费脉冲的信号代替当前信号时，终止计费脉冲的发送。

3.根据权利要求1所述的下一代网络中计费脉冲的实现方法，其特征在于，所述方法还包含以下步骤：

当收到新的计费脉冲信号时，按照新的计费脉冲信号指定的发送间隔和发送总数进行脉冲信号的发送。

4.根据权利要求1所述的下一代网络中计费脉冲的实现方法，其特征在于，所述计费脉冲信号的类型为开关信号或简短信号；其中，

当所述计费脉冲信号的类型为开关信号时，计费脉冲将持续发送直到被终止；

当所述计费脉冲信号的类型为简短信号时，计费脉冲将在发送完指定的总量后即告结束。

5.根据权利要求1所述的下一代网络中计费脉冲的实现方法，其特征在于，所述用户设备是数字电话机。

6.根据权利要求1所述的下一代网络中计费脉冲的实现方法，其特征在于，所述计费脉冲信号的定义如下：

计费脉冲的信号标识为mp，信号类型为开关信号，脉冲类型和时长为预置变量；

第一信号参数的脉冲计数参数标识为pc，类型为整数，单位为个，可能取值是非负整数，并且可以缺省；

第二信号参数的脉冲间隔参数标识为pi，类型为整数，单位为毫秒，可能取值是正整数，并且不可缺省。

7.根据权利要求1所述的下一代网络中计费脉冲的实现方法，其特征在于，所述计费脉冲信号包含两个参数，其中，

第一参数的值代表要发送的计费脉冲的总数量；

第二参数的值代表要发送的计费脉冲的总时长；

8.根据权利要求7所述的下一代网络中计费脉冲的实现方法，其特征在于，所述相邻计费脉冲发送间隔的确定包含以下子步骤：

当所述第一参数大于0时，所述相邻计费脉冲的发送间隔为所述第二参数的值除以所述第一参数的值；

当所述第一参数为0或者未指定时，所述相邻计费脉冲的发送间隔为所述第二参数的值。

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