JP4733832B2 - ボイス・オーバ・インターネット・プロトコル電話システムおよび方法 - Google Patents

ボイス・オーバ・インターネット・プロトコル電話システムおよび方法 Download PDF

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Description

（産業上の利用分野）
本発明は、ＶｏＩＰ(voice over Internet Protocol)電話システムおよび方法に関する。
【０００１】
（従来の技術）
インターネット・プロトコル（ＩＰ）テレフォニーまたはＶｏＩＰ(voice over an Internet Protocol)は、利用するのが難しく、時には非実用的である。これらのシステムはインターネットに基づいているので、通常ユーザはインターネット方式の通話を発呼・受信するためには、自分のパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）を利用してインターネット・サーバに接続する必要がある。これらのＰＣはサーバに接続された電話を有する場合もあるが、多くの場合、ユーザは通話を行うためにＰＣのスピーカおよびマイクロフォンを利用することになる。このような目的のためにＰＣのスピーカおよびマイクロフォンを利用することは不便で、従来ユーザへの普及を制限している。
【０００２】
インターネット方式の通話を発呼・受信するためにＰＣの利用を回避することに対する解決方法として、ＶｏＩＰ方式の通話をサポートする専用電話をユーザに提供することがある。この方法の問題点は、ユーザがＶｏＩＰ機能をサポートする追加の電話機器を購入する必要があることである。そのため、ユーザは余分な電話ハードウェア機器を購入せざるを得ない。
【０００３】
従って、従来方式で動作するユーザの既設の電話機器を介してインターネット方式の通話をユーザが発呼・受信することを可能にするシステムおよび方法が必要とされる。
【０００４】
（好適な実施例の説明）
本発明の好適な実施例について、以下で一例として添付の図面を参照して説明する。
【０００５】
本発明は、利用者が従来方式で動作する利用者の既設のアナログ電話回線サービス（ＰＯＴＳ：plain old telephone service）を介してインターネット方式の通話（すなわち、ＶｏＩＰ(voice over Internet Protocol)）を発呼・受信することを可能にする、全家庭(whole-home)または他の用途に適したＶｏＩＰ電話システムを構築する。このような構成により、ユーザは自分の既設のＰＯＴＳ電話を利用して、「標準的な」公衆回線電話網（ＰＳＴＮ）方式の通話だけでなく、ＶｏＩＰ方式の通話も発呼・受信でき、そのためユーザは余分な電話ハードウェア機器を購入せずにすむ。
【０００６】
本発明の好適な実施例は、図１に示すようにネットワーク構内ゲートウェイ(network premises gateway)１０を介して利用者にブロードバンド・インターネット・アクセスを自宅または職場にて提供する。ＶｏＩＰ機能および関連するインターネット接続を有する全家庭ＩＰ電話システムは、ネットワーク構内ゲートウェイ１０内に内蔵され、それによりネットワーク構内ゲートウェイはＷＡＮ(wide area network)およびインターネット１２へのアクセスを可能にする。
【０００７】
あるいは、利用者は、図２に示すように自宅または職場内の別のプロバイダまたはサービスを介してＷＡＮおよびインターネット１２にアクセスできる。本発明の別の実施例では、ネットワーク構内ゲートウェイ１０は外部の独立したインターネット・アクセス装置１４（すなわち、ＩＳＤＮ(integrated services digital network)モデム，ディジタル加入者回線（ｘＤＳＬ）モデム，ケーブル・モデムなど）からのＷＡＮおよびインターネット１２接続に依存する。
【０００８】
好適な実施例では、ネットワーク構内ゲートウェイ１０はＰＳＴＮネットワーク・インタフェース・ユニット（ＮＩＵ）１８を介してＰＳＴＮ１６に接続する。ＰＳＴＮ ＮＩＵ１８は、通常米国のほとんどの家庭の外部に設けられる。これは、利用者の機器と電話会社の機器との間の境界点(demarcation point)である。
【０００９】
図３に示すように、ネットワーク構内ゲートウェイ１０は、ＲＪ−４１タイプ・インタフェース２２を介して構内ＰＯＴＳネットワーク２０にも接続する。ＲＪ−４１タイプ・インタフェース２２は、ネットワーク構内ゲートウェイ１０が「標準」ＰＳＴＮ方式通話とＷＡＮおよびインターネットに対するＶｏＩＰ方式通話との間で構内ＰＯＴＳネットワーク２０を調停することを可能にする。
【００１０】
ネットワーク構内ゲートウェイ内の一次インタフェースまたはネットワークは、構内ＰＯＴＳネットワーク２０と、ＰＳＴＮ１６と、ＷＡＮおよびインターネット１２へのブロードバンド接続である。図３は、ネットワーク構内ゲートウェイ１０をＰＳＴＮ１６および構内ＰＯＴＳネットワーク２０に接続するために用いられる一次インタフェースならびにその関連接続の拡大図を示す。
【００１１】
図３に示すように、構内ＰＯＴＳネットワーク２０からの接続は、構内ＰＯＴＳネットワーク２０用の「ブレークアウト」ボックス，「ファンアウト」ボックスまたはスプリッタ２４に至る。このような接続により、構内の全てのＰＯＴＳ電話機２６はネットワーク構内ゲートウェイ１０を介してアクセス可能になる。なお、本発明において構築されるネットワーク構内ゲートウェイ１０は、自宅または職場にて２本以上のアナログ電話回線を現在有している利用者のために複数の電話回線をサポートするように構築できることを留意されたい。
【００１２】
さらに、ＰＯＴＳコードレス電話２８の追加は本発明で動作し、かつ本発明の機能をサポートすることを留意されたい。アナログ方式のＰＯＴＳコードレス電話２８は、コードレス・ハンドセットをアナログ基地または基地局に接続するための無線インタフェースを有する。アナログ基地または基地局は、ＰＯＴＳコードレス電話２８を構内ＰＯＴＳネットワーク２０とネットワーク構内ゲートウェイ１０とに接続する。既設のＰＯＴＳコードレス電話２８は、空中にてディジタルでもよい（例えば、９００ＭＨｚ電話）が、関連基地局は標準的なアナログ・インタフェースを有する。従って、本発明は、ＰＯＴＳコードレス電話２８がその通常方式で動作するのを妨げるものではない。
【００１３】
図４は、ネットワーク構内ゲートウェイ１０のハイレベル・ハードウェア・ブロック図を示す。このブロック図において、ＷＡＮおよびインターネット１２への接続と、無線ディジタル・ハンドセット３０または装置の無線ネットワークへのサポートとが存在する（無線ハンドセット３０または装置の無線ネットワークをサポートする別の利点については、以下で詳細に説明する）。図４における注目の構成要素は、システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２と、テレフォニー・サブシステム３４と、ＩＰテレフォニーＨ．３２３エンジン３６であり、これらについて以下で詳しく説明する。
【００１４】
システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２は、ネットワーク構内ゲートウェイ１０の機能および動作を制御する。ネットワーク構内ゲートウェイ１０とのユーザ操作(user interaction)は、システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２に常駐し、かつこの上で実行されるユーザ・インタフェース・プログラムによって制御される。システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２は、標準的なマイクロプロセッサ制御コンピュータシステムと同様に、機能を内蔵し動作すべく設計される。システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２はネットワーク構内ゲートウェイ１０の心臓部であり、ネットワーク構内ゲートウェイ１０の全ての機能，動作および状態を制御する。
【００１５】
システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２は、メモリ・システム（図示せず），比較器（図示せず）およびマイクロプロセッサ（図示せず）によって構成される。メモリ・システムは、ＰＯＴＳ電話２６によって生成された少なくとも第１信号をバッファする。比較器は、ＶｏＩＰ方式の通話を表す所定の信号を検出することを試みる。マイクロプロセッサおよび関連ソフトウェア・プログラムは、バッファされた少なくとも第１信号を除くシーケンス内の以降の信号を傍受して、所定の信号が検出されたときにＶｏＩＰ方式の通話をインターネットを介して発呼する。
【００１６】
図５は、テレフォニー・サブシステム３４を模式的に示す。テレフォニー・サブシステム３４は、テレフォニー・マネージャ(telephony manager)３８，ＰＯＴＳインタフェース４０およびテレフォニー・クロスバー(telephony crossbar)４２によって構成される。また、テレフォニー・サブシステム３４は、ＩＰテレフォニー・インタフェース４４，ＰＯＴＳ出力ポート（ローカルＰＯＴＳ電話２６をネットワーク構内ゲートウェイ１０に接続するために用いられる），圧縮・解凍(compression-decompression)エンジン（コーデック）およびパケット装置(packetizer)４８，ミュージック・オンホールド・モジュール(music on-hold module)５０などの他の構成要素によって構成される。テレフォニー・サブシステム３４は複数の構成要素によって構成されるが、以下の説明では、テレフォニー・マネージャ３８，ＰＯＴＳインタフェース４０およびテレフォニー・クロスバー４２に限定して説明する。
【００１７】
テレフォニー・マネージャ３８は、ＰＯＴＳ電話２６ではＰＳＴＮ１６内の交換機によって通常与えられるＶｏＩＰ方式の通話に対する全ての機能を提供する。例えば、テレフォニー・マネージャ３８は、ＤＴＭＦ(dual tone multi-frequency)検出および呼進行発生器(call progress generator)５２によって構成される。ＤＴＭＦ検出および呼進行発生器５２は、ＰＯＴＳ電話によって生成される信号のシーケンスを受信する検出器によって構成される。ＤＴＭＦ検出および呼信号発生器５２は、ＤＴＭＦ検出を実行するだけでなく、ＤＴＭＦシグナリングを生成し、またネットワーク構内ゲートウェイ１０の動作中に、ＰＯＴＳ電話２６用のダイアル・トーンおよび他の適切な呼進行トーンを供給する。着呼ハンドラ(incoming call handler)５４は、システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２によってシグナリングされると、ＰＯＴＳ電話２６用の呼出音(ringing)を生成する。
【００１８】
テレフォニー・マネージャ３８の他の機能としては、クロスバー・マネージャ５６を介したテレフォニー・クロスバー４２の制御のサポート（以下で詳しく説明する）；ＤＴＭＦ発生およびパルス・ダイアル，フラッシュ・フック(flash hook)，オン／オフ・フック；ならびにＶｏＩＰ応答および発呼のためのユーザ操作の制御のための基本ユーザ・インタフェースが含まれる。
【００１９】
ＰＯＴＳインタフェース４０は、ネットワーク構内ゲートウェイ１０を構内ＰＯＴＳネットワーク２０およびＰＳＴＮ ＮＩＵ１８に接続するためのＲＪ−４１タイプ・インタフェース２２を内蔵する。ＰＯＴＳインタフェース４０は、ＰＯＴＳ電話２６とのオフ・フック状態を検出するための状態検出器によって構成される。ＰＯＴＳインタフェース４０は、ＰＯＴＳ電話からのアナログ信号をテレフォニー・クロスバー４２用のディジタル６４キロビット／秒パルス符号変調（ＰＣＭ）に符号化し、またＰＳＴＮ１６を介してアナログ信号からテレフォニー・クロスバー４２に符号化するためのアナログ／ディジタル・コンバータ（ＡＤＣ、これは図示せず）を内蔵する。同様に、ＰＯＴＳインタフェース４０は、ＰＯＴＳ電話２６へのアナログ伝送用にテレフォニー・クロスバー４２から、またＰＳＴＮ１６へのアナログ伝送用にテレフォニー・クロスバー４２から受信されたディジタル６４キロビット／秒（Ｋｂｐｓ）ＰＣＭ信号を復号するためのディジタル／アナログ・コンバータ（ＤＡＣ、これは図示せず）を内蔵する。なお、各接続、すなわち、構内ＰＯＴＳネットワーク２０と、ＰＳＴＮ ＮＩＵ１８を介してＰＳＴＮ１６への各接続について、一組のＤＡＣおよびＡＤＣが存在することに留意されたい。
【００２０】
テレフォニー・クロスバー４２は、テレフォニー・サブシステム３４の「脊柱」であり、テレフォニー・クロスバー４２はテレフォニー・マネージャ３８およびＰＯＴＳインタフェース４０を互いに結合する。また、テレフォニー・クロスバー４２は、ＰＳＴＮおよびＶｏＩＰの全ての電話通話に対するルータでもある。テレフォニー・クロスバー４２は、クロスバー・マネージャ５６の指示で、ディジタル符号化６４ＫｂｐｓのＰＣＭ音声信号をＰＯＴＳインタフェース４０，ＩＰテレフォニーＨ．３２３エンジン３６およびテレフォニー・マネージャ３８構成要素に対してやり取りする。
【００２１】
クロスバー・マネージャ５６は、テレフォニー・クロスバー４２の状態および動作を制御するための特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit)を内蔵する。なお、ＡＳＩＣは、組み込み型マイクロプロセッサ，メモリおよびシングル・チップに常住する関連ソフトウェアからなるバス・コントローラに置き換えてもよいことを留意されたい。クロスバー・マネージャ５６は、テレフォニー・クロスバー４２上でテレフォニー・サブシステム３４のサブモジュール間のデータ・フローを維持する。
【００２２】
さらに、クロスバー・マネージャ５６は、信号をミュート(mute)したり、また保留呼出(on-hold calls)用にミュージック・オンホールド・シンセサイザ(music on-hold synthesizer)５０にて生成されたディジタル音声ストリームから音楽を挿入する機能をを有する。クロスバー・マネージャ５６は音楽を生成するためのミュージック・オンホールド・モジュール５０用の入力を内蔵するので、ユーザはＰＳＴＮ方式またはＶｏＩＰ方式にかかわらず、通話相手を保留にし、信号をミュートして、ミュージック・オンホールド・モジュール５０にて生成したディジタル音声ストリームからの音楽を挿入できる。ユーザ・インタフェースを介したユーザの制御により、システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２は、ミュージック・オンホールド・モジュール５０およびクロスバー・マネージャ５６に構内ＰＯＴＳネットワーク２０からの６４ＫｂｐｓのＰＣＭ音声サンプルを、ミュージック・オンホールド・モジュール５０からの６４ＫｂｐｓのＰＣＭ音声サンプルと置換するように指示できる。このような置換により、ＰＯＴＳ電話２６からの内部音声はミュートされ（これらのサンプルはＰＳＴＮ１６に、また（ＶｏＩＰ方式の通話の場合には）インターネット１２に送信されないので）、音楽と置換される。従って、テレフォニー・クロスバー４２は保留通話をテレフォニー・サブシステム３４のミュージック・オンホールド・モジュール５０と接続して、構内ＰＯＴＳ電話２６または構内の他のテレフォニー装置からのディジタル化した音声ではなく、この音楽を通話相手に送信する。音楽なしで保留電話をミュートすることをユーザが希望する場合には、システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２はクロスバー・マネージャ５６に、構内ＰＯＴＳネットワーク２０からの６４ＫｂｐｓのＰＣＭサンプルを「破棄(drop)」すなわち無視するように指示する。
【００２３】
また、テレフォニー・クロスバー４２は、ＰＳＴＮ方式の通話をＶｏＩＰ方式の通話と会議させることを含め、通話会議(call conferencing)用にさまざまなソースからの音声信号を合成することができる。テレフォニー・クロスバー４２は、多重６４Ｋｂｐｓ ＰＣＭストリームをＰＯＴＳインタフェース４０内の共通のＤＡＣに送出することによって呼を合成する。ＰＯＴＳインタフェース４０内の各ＤＡＣは関連回路（図示せず）を有し、この回路はディジタル６４Ｋｂｐｓ ＰＣＭストリームを単一の合成ディジタル・ストリームに加算して、この単一の合成ディジタル・ストリームがＤＡＣに入る前に、自動利得制御（ＡＧＣ）（図示せず）を介してこの単一合成ディジタル・ストリームを自動調整する。ＡＧＣは、単一合成ディジタル・ストリームがＤＡＣのダイナミック・レンジ内となるように保証する。多重ディジタル６４Ｋｂｐｓ ＰＣＭストリームを共通のＤＡＣに送出することにより、２つの電話通話、すなわちＶｏＩＰ方式通話およびＰＳＴＮ方式通話からの音声を互いに「加算」すなわち合成して、複数のソース間で通話会議が可能になる。
【００２４】
ＩＰテレフォニーＨ．３２３エンジン３６は、ＶｏＩＰ方式の通話をサポートするための標準Ｈ．３２３エンジンである。ＩＰテレフォニーＨ．３２３エンジン３６は、構内ＰＯＴＳ電話２６をブロードバンドＷＡＮおよびインターネット１２接続に統合し、それによりＰＯＴＳ電話２６はＶｏＩＰ方式の通話を発呼・受信することができるようになる。同様に、ＩＰテレフォニーＨ．３２３エンジン３６は、ＰＳＴＮ方式およびＶｏＩＰ方式の通話のために構内にてＶｏＩＰ機能をサポートする有線または無線ＩＰ装置３０（すなわち、マイクロフォン，スピーカおよびダイアル・パッドを有する無線ＩＰ装置）をサポートするために利用できる。
【００２５】
ＩＰテレフォニーＨ．３２３エンジン３６は、６４ＫｂｐｓのＰＣＭサンプリングＰＯＴＳ音声信号をＶｏＩＰ機能のためにＨ．３２３準拠の音声ストリームに変換する。図６にて模式的に示すように、Ｇ．７２３．１音声コーデック対ＰＣＭ(G.723.1 audio CODEC to PCM)５８，６０，テレフォニー・マネージャ・インタフェース６２，ネットワーキング・インタフェース６４，Ｈ．２２５マルチプレクスおよびデマルチプレクス・サブセクション６６，６８ならびにＨ．２４５シグナリングおよび制御サブセクション７０，７２は、ＩＰテレフォニー・Ｈ．３２３エンジン３６の構成要素である。上記の構成要素および機能について、図面では２つのブロック、すなわち、Ｈ．２２５マルチプレクスおよびデマルチプレクス・サブセクション６６，６８と、Ｈ．２４５シグナリングおよび制御サブセクション７０，７２が示されている。一つのネットワーク構内ゲートウェイ１０における多重ＶｏＩＰ通話のサポートを実証するために、これらの各構成要素のうちの２つについて図説する。システム・コントローラおよびメモリ３２上で実行するソフトウェア・プログラムが存在し、このプログラムは呼設定および発呼用の標準Ｑ．９３１シグナリングを含むがそれに限定されない、ＶｏＩＰ方式の呼設定および切断(teardown)用のＨ．３２３規格に基づいた機能を実行する。システム・コントローラおよびメモリ３２上で実行するソフトウェア・プログラムは、Ｈ．２４５サブセクション７０，７２における管理のためにテレフォニー・マネージャ・インタフェース６２を管理し、また保証されていないリンク（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ）上でサービスを提供するための音声およびストリーム制御を行う。Ｇ．７２３．１音声コーデック対ＰＣＭ６０は、６４ＫｂｐｓのＰＣＭから５．３または６．３Ｋｂｐｓの低ビット・レート音声へのトランスコーディングを行う。
【００２６】
動作時に、ＤＴＭＦ検出および呼進行発生器５２は、ＰＯＴＳ電話２６から生成された信号に対してＤＴＭＦ機能を実行し、情報のディジタル表現をメモリにバッファするためにシステム・コントローラおよびメモリ構成要素３２に送り、ＰＯＴＳ電話がオフ・フック状態になると、全てのＰＯＴＳ電話２６上のＰＳＴＮダイアル・トーンを若干修正されたダイアル・トーン（すなわち、ＰＳＴＮダイアル・トーンの音声特性，トーンおよび／またはピッチが変更される）と置換する。この若干修正されたダイアル・トーンは、インターネット方式の通話を発呼するオプションがあることをユーザに催促し、従ってネットワーク構内ゲートウェイ１０が現在オンラインであることを通知する。ネットワーク構内ゲートウェイ１０が遮断している場合、ＰＯＴＳ電話２６がオフ・フックになると、ユーザはＰＳＴＮ側のダイアル・トーンが聞こえる。
【００２７】
また、テレフォニー・マネージャ３８は、着呼ハンドラ(incoming call handler)５４からなる。着呼ハンドラ５４は、ＶｏＩＰ通話が存在する際のＰＳＴＮ通話待機通知(call waiting notification)と、ユーザへの音情報(cadence information)付きのリング検出および発生をサポートする。例えば、着呼ハンドラ５４はシステム・コントローラおよびメモリ構成要素３２と、ＤＴＭＦ検出および呼処理発生器５２とにシグナリングして、現在の通話がＶｏＩＰ方式の通話である場合に、ＰＳＴＮ方式の着呼をユーザに通知する。システム・コントローラおよびメモリ３２は、標準Ｈ．３２３報知メッセージを介してＶｏＩＰ方式の着呼が通知され、ＤＴＭＦ検出および呼処理発生器５２にシグナリングして、これが１）現在の通話もＶｏＩＰ方式の通話である場合に、ＶｏＩＰ方式の着呼を、また２）現在の通話がＰＳＴＮ方式の通話である場合に、ＶｏＩＰ方式の着呼を、ユーザに通知する。現在の通話もＰＳＴＮ方式の通話である場合に、ＰＳＴＮ方式の着呼をユーザに通知することは、ローカル電話会社によって従来サポートされている。
【００２８】
動作時、通話の存在中に、ＤＴＭＦ検出および呼処理発生器５２は、ユーザ変更可能な(user configurable)可聴トーンによって着呼をユーザに通知するので、ユーザは通話がＰＳＴＮ方式の通話であるか、それともＶｏＩＰ方式の通話であるのかを確認できる。通話が存在しない場合、すなわちＰＯＴＳ電話がオンフックである場合、ＰＳＴＮ方式の着呼およびＶｏＩＰ方式の着呼は、好ましくは異なる呼出音(ringing cadence)となるようにプログラムされ、そのため着呼がＰＳＴＮ方式またはＶｏＩＰ方式の通話であるのかを呼出音にのみ基づいてユーザに通知する。
【００２９】
システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２は、話者識別情報(caller identification information)（これについては以下で詳細に説明する），既知のユーザ・コンフィギュレーション・アドレスへの電子メール（ｅメール）メッセージ、もしくはＰＳＴＮ１６から標準的なページャへのテレフォニー・ページを送信することによって、ＰＳＴＮ方式またはＶｏＩＰ方式の着呼をユーザに通知する。
【００３０】
システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２は、ＰＳＴＮ方式およびＶｏＩＰ方式の着呼について上で説明したのと同じように、電子メール・メッセージの着信，ＶｏＩＰ方式のファクシミリの着信およびＰＳＴＮ方式のファクシミリの着信をユーザに通知するように、着呼ハンドラ５４からの情報またはＨ．３２３報知の受信に基づいて、構築可能である。例えば、遠隔電子メール・メッセージ報知は、遠隔電子メール・メールボックスにネットワーク構内ゲートウェイ１０をpingさせることによって送信され、システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２はシステム内のプログラムを起動し、電子メール・メッセージング・システムからのpingの受信時に着呼ハンドラ５４に通知する。システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２におけるプログラムまたは動作セットは、着呼ハンドラ５４に専用音でＰＯＴＳ電話２６を呼び出すように指示して、ユーザの遠隔電子メール・メールボックスに電子メール・メッセージが着信した旨をユーザに通知する。通常、インターネット・メールボックスは、既知の規格、例えば、ＳＭＴＰ(simple mail transfer protocol)，ＰＯＰ(post office protocol)，ＩＭＡＰ(internet message access protocol)などに準拠する。これらの規格のほとんどは電子メール・メッセージの受信に基づいた通知をサポートする。ユーザが標準でないメールボックスを有する場合、メールボックスを周期的にチェックして、メールボックス内の新規電子メール・メッセージの検出に基づいて着呼ハンドラ５４に通知を送る別のシステムを設計できる。これは、新規電子メールが着信したかどうかを周期的にチェックするためのプログラムがシステム・コントローラおよびメモリ構成要素３２上に常駐することを想定する。このプログラムは、biffおよびrbiff（ＵＮＩＸデーモン(daemon)），PCBIFF（Windows PC用のbiff)，macbiff（Macintoshシステム用のbiff)，Windows PCプログラム・チェック・メールなど、現在利用者に簡単に入手可能なシステムと同様である。
【００３１】
あるいは、ユーザは、電子メールの受信時に「標準の」テレフォニー方式のページを送信すべくＰＳＴＮ１６を利用するように、システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２がＤＴＭＦ検出および呼処理発生器５２に指示するようにシステムを構築する。システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２がユーザのメールボックス内の新規メールの存在を検出すると、ローカル・プログラムはＤＴＭＦ検出および呼処理発生器５２に新規呼をＰＳＴＮ１６に発呼するように指示する。この呼は、ページャのユーザ変更可能な電話番号に対するものであり、このときシステム・コントローラおよびメモリ構成要素３２は該当するユーザ変更した情報をページャに送信する。ページャに送信された情報は、電子メール・メッセージの送信者，メッセージの題目／タイトル(subject/title)および／またはメッセージ本文を含んでもよいが、それらに限定されない。
【００３２】
電子メール・メッセージについて、システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２は、ユーザに電子メール・メッセージの着信を通知するために以下の追加オプションを提供する：構内で（すなわち、任意のＰＯＴＳ電話２６にて）、あるいは遠隔場所からのダイアルアップを介して（すなわち、任意のＰＳＴＮ接続から）取り出すために電子メール・メッセージの内容を音声メッセージに変換する；もしくは電子メール・メッセージの内容をファクシミリに変換する。ページングまたは呼出(ringing)について説明したインタフェースと同様に、システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２は、ＰＯＴＳ電話２６上で電子メール・メッセージの読み上げを可能にするテキスト・ツー・スピーチ・プロセッサ(text-to-speech processor)を統合するプログラム（図示しないが、現在コンピュータが音声を生成するように、システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２内のソフトウェアとして内蔵される）を内蔵する。例えば、電子メール・メッセージの通知はシステム・コントローラおよびメモリ構成要素３２にpingし、システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２は着呼ハンドラ５４にＰＯＴＳ電話２６を（専用音で）呼び出すように指示する。ユーザがＰＯＴＳ電話２６をとると、システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２はＰＯＴＳ電話２６上で電子メール・メッセージをユーザに読み上げる。なお、スピーチ・ツー・テキスト・プロセッサ（図示せず）は、構内の任意のＰＯＴＳ電話２６から反対の機能、すなわち、音声から電子メール・メッセージ、を実行するように統合できることを留意されたい。
【００３３】
例えば、全家庭ＩＰ電話システムはメモリを有し、着呼に応答して、もしＰＯＴＳ電話２６をとる者や、構内でディジタル・ハンドセット３０で呼に応答する者がいない場合に、ＰＳＴＮ方式でもＶｏＩＰ方式でも、発呼者からのメッセージをシステム・メモリに保存する。言い換えると、全改定ＩＰ電話システムは、ＰＳＴＮ方式およびＶｏＩＰ方式の通話の両方に対して留守録装置(answering machine)として動作するように統合される。遠隔発呼者がシステムにメッセージを残すと、システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２はＷＡＮおよびインターネット１２にアクセスして、発呼者が残した音声メッセージに基づいた電子メール・メッセージを送信するように構築できる。電子メール・メッセージは、システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２のシステム・メモリに格納される。現在容易に入手可能なスピーチ・ツー・テキスト機能を利用して、メッセージはテキストに変換され、上記の電子メール・メッセージに同封される。
【００３４】
同様に、ネットワーク構内ゲートウェイ１０は、発呼者によって留守録装置に残されたメッセージに基づいてページ通知を送信するように、ユーザによって構築できる。なお、音声メールボックスは、ＶｏＩＰ方式のメッセージでも、ＰＳＴＮからの「標準」音声メッセージでも同じであることに留意されたい。発呼者によって留守録装置に残されたメッセージに基づいたページ通知を送信することは、電子メール・メッセージの受信時にページングするのとまったく同様に動作する。
【００３５】
ＰＳＴＮ方式またはＶｏＩＰ方式のいずれのファクシミリについて、光学文字認識部(optical character recognizer)（システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２に内蔵されるソフトウェア・システムまたは専用のハードウェア、すなわちＡＳＩＣ）は、着呼ハンドラ５４内に統合され、ファクシミリの着信をユーザに通知するための以下の更なるオプションを提供する：光学文字認識部を介してテキスト・メッセージに変換し、さらに構内で、もしくは遠隔位置からのダイアルアップを介して取り出すために音声メッセージに変換する；あるいは光学文字認識部を介してテキスト・メッセージに変換し、さらに電子メール・メッセージに変換する。
【００３６】
また、着呼ハンドラ５４は、当技術分野で周知な同一フォーマットで話者識別(caller identification)をサポートする。話者識別情報は、１２００ボー，７データ・ビット，１ストップ・ビットの符号化データ・ストリームとして渡され、話者識別対応の装置にて受信・表示するために、ＰＳＴＮネットワークにて発呼者情報を送信する。当技術分野で周知なように、話者識別対応の装置に対してフォーマットされた出力の例は次の通りである：
日付(Date) − Feb. 28
時間(Time) − 1:34 PM
番号(Number) − (407)555-111
本発明において構成されるネットワーク構内ゲートウェイ１０は構内ＰＯＴＳネットワーク２０とＷＡＮおよびインターネット１２との間でインタフェースを行うので、ネットワーク構内ゲートウェイ１０はＶｏＩＰ方式の通話を受信して、ＩＰアドレス情報を上記の話者識別フォーマットと整合性のあるフォーマットに変換する。ほとんどのＶｏＩＰ，Ｈ．３２３方式の通話は呼状態情報（以下で説明する）においてより多くの詳細を含んでいるが、ユーザは発呼者の装置名(machine name)をインターネット１２上で利用可能な標準ドメイン・ネーム・サービス（ＤＮＳ：domain name service）から検索したい場合もある。そのような場合、ドメイン・ネーム・システムについての検索は、標準的なＵＮＩＸコマンドであるnslookupと同様なソフトウェア・システムをシステム・コントローラおよびメモリ構成要素３２上に搭載することによってサポートされる。例えば、"207.25.71.29"についてのnslookupを実行すると以下のような結果が得られる：
% nslookup 207.25.71.29
Name Server: argus.cso.uiuc.edu
Address: 128.174.5.58
Name: www9.cnn.com
Address: 207.25.71.29
この例では、システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２はインターネット１２にアクセスして、"www9.cnn.com"というネームを与える。ユーザは、発呼者がＣＮＮのｈｔｔｐ(hyper text transfer protocol)サーバのうちの一つにあることを確認できる。ＶｏＩＰシナリオにおける被呼者は発呼者のＩＰアドレスのみしか受信しないこともあるので、nslookupはネームを生成し、このデータを構内話者識別装置に送信するために「標準的な」話者識別フォーマットが用いられる。システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２は、ＤＳＮ検索から収集されたデータを、標準的な話者識別機能と整合性のあるアナログ命令に変換するようにシステムに指示する。システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２は、この情報を話者識別に用いられるアナログ・モデム・コードに変換するようにＤＴＭＦ検出および呼進行発生器５２に指示し、ついでシステム・コントローラおよびメモリ構成要素３２は、この情報をＰＯＴＳネットワーク２０上で整合性のある話者識別装置に送信するように着呼ハンドラ５４に指示する。
【００３７】
さらに、追加の情報がＩＰテレフォニーＨ．３２３エンジン３６によって供給され、Ｈ．３２３ ＶｏＩＰ方式の着呼から受信される。この情報は、Ｈ．３２３規格において規定されるように、Ｈ．２２５．０およびＱ．９３１シグナリングおよびメッセージング機能中に与えられる。例えば、ＩＰテレフォニーＨ．３２３エンジン３６は、追加の加入者（発呼者）情報（例えば、氏名，位置，「指紋(finger)」情報などの個人情報）を送信する能力を有する。この情報は変換され、上で説明したように、ＰＯＴＳネットワーク２０上で整合性のある話者識別装置に送信される。
【００３８】
発呼者がＩＰテレフォニーＨ．３２３エンジン３６に発呼のアドレスのみを配信／放送させる場合、ネットワーク構内ゲートウェイ１０はnslookupまたはその同等を実行して、ネーム検索を行うために、ネットワーク構内ゲートウェイ１０のシステム・コントローラおよびメモリ構成要素３２に内蔵されるデータベースに対してネームおよびアドレスを参照する。
【００３９】
変換後、話者識別情報は、ＶｏＩＰ着呼についてＰＯＴＳ電話２６を呼び出す際に、現在市場で入手可能な話者識別システムによってサポートされる標準的な既知のアナログ話者識別フォーマットにて、構内ＰＯＴＳネットワーク２０上で送信される。これにより、統合された話者識別機能を有する既存の話者識別装置およびＰＯＴＳ電話２６は、ＶｏＩＰシステムとの整合性が得られる。
【００４０】
動作時に、発呼する場合、ネットワーク構内ゲートウェイ１０は、ＰＯＴＳ電話２６とのオフ・フック状態を，ＤＴＭＦ検出および呼進行発生器５２を介して検出する。ＤＴＭＦ検出および呼進行発生器５２は、ＰＯＴＳ電話２６によって生成された信号のシーケンスを受信し、この電話によって生成された少なくとも第１信号をバッファする。この手法は、１９９６年１０月２２日に出願されたNewlinらによる米国特許出願第０８／７３５，２９５号 "Apparatus, Method and System for Multimedia Content and Communication"（モトローラ文書番号ＰＤ０５６８８ＡＭ）において説明されているものと同一である。ＤＴＭＦ検出および呼進行発生器５２は、「非標準的な」ＰＳＴＮ方式の通話、この場合、ＶｏＩＰ方式の通話を表す所定の信号のシーケンス（例えば、ＰＯＴＳ電話２６の「＊＃」キーから生成される信号）を検出することを試みる。なお、一つの所定の信号が「非標準的な」ＰＳＴＮ方式の通話を表すこともできることを留意されたい。
【００４１】
所定の信号のシーケンスが検出されると、ネットワーク構内ゲートウェイ１０はＶｏＩＰモードに入り、バッファされた信号を除くシーケンス内の以降の信号を傍受し、インターネットを介してＶｏＩＰ方式の通話を発呼する。ＶｏＩＰモードになると、ネットワーク構内ゲートウェイ１０は、ユーザがＩＰ番号を直接ダイアルできるように、ある形式のダイアル機能をサポートする。例えば、ユーザは、ＩＰ番号"192.93.18.83"を表す"192#98#18#83"をダイアルできる。システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２は、ＤＴＭＦ検出および呼進行発生器５２と相互作用して、ダイアルされた番号を検出し、インターネット方式の通話を発呼するためにＨ．３２３エンジンを制御する。また、ネットワーク構内ゲートウェイ１０は、被呼者の選択を容易にするために、音声（コンピュータ生成）メニューもサポートできる。ユーザ・インタフェースの全ての機能は、システム・コントローラおよびメモリ構成要素３２によって制御される。
【００４２】
所定の信号のシーケンスが検出されない場合、ネットワーク構内ゲートウェイ１０はＰＯＴＳモードに入り、バッファされた信号を含む信号のシーケンスをＰＳＴＮ１６に送信する。ユーザは、ＰＯＴＳ電話２６およびＰＳＴＮ１６を通常通りに操作する。
【００４３】
先に簡単に触れたように、自己のユーザ・インタフェースを介してテレフォニー機能をサポートし、かつ無線リンクを介してネットワーク構内ゲートウェイ１０に接続する無線ディジタル装置またはハンドセット３０（例えば、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）か、簡単な専用ディジタル電話ハンドセットを含むその他のディジタル装置）の追加は、追加機能とともに上記の同じ機能を本発明に提供する。基本的には、本発明は、ＶｏＩＰ方式の通話専用の個別コーデックを設けずに、共通のインタフェースを介してＰＳＴＮ方式およびＶｏＩＰ方式の通話について無線ディジタル・ハンドセットを利用するためのシステム統合を行う。
【００４４】
ハンドセット３０はディジタルであり、ディジタル・データは、アナログ領域に入らずに、６４ＫｂｐｓのＰＣＭから低ビット・レートのデータに、ネットワーク構内ゲートウェイ１０にて変換される。例えば、ディジタル無線ハンドセット３０から発呼する場合、ディジタル無線ハンドセット３０は通話タイプ選択(type-of-call selection)と、ユーザからの通話タイプ選択に続いて、発呼すべき電話番号を表す信号のシーケンスとを受信する。アナログ信号（例えば、スピーカの音声によって生成されるマイクロフォンからの電気信号）は、ディジタル無線ハンドセット３０においてディジタル信号に変換され、ネットワーク構内ゲートウェイ１０に送信される。ディジタル信号は、ネットワーク構内ゲートウェイ１０にて発呼を完了する際に用いられるネットワーク用に整合性のあるフォーマットに変換され、ここでネットワークは、ＰＳＴＮ方式の通話の場合にはＰＳＴＮ１６であり、ＶｏＩＰ方式の通話の場合にはインターネット１２である。ディジタル無線ハンドセット３０にて着呼を受信するときには、ディジタル信号はネットワーク構内ゲートウェイ１０からディジタル無線ハンドセット３０に送信され、ディジタル無線ハンドセットのスピーカを介してユーザに報知するために、ディジタル無線ハンドセット３０にてアナログ信号に変換される。この設計では、コスト削減および複雑さの低減が本質的に得られる。Ｈ．３２３符号化、すなわち、呼設定および管理は、依然としてネットワーク構内ゲートウェイ１０にて実施され、ハンドセットにおいて再現する必要はない。しかし、無線ディジタル・ハンドセット３０におけるコーデックは、アナログ領域とディジタル領域との間で変換するために用いられる。
【００４５】
テレフォニー・コードレス電話として動作する無線ディジタル・ハンドセット３０をＷＡＮおよびインターネット１２接続と統合することにより、ユーザは自分の無線ディジタル・ハンドセット３０から、ネットワーク構内ゲートウェイ１０のコンフィギュレーション、ひいてはＷＡＮおよびインターネット接続１２の特性にアクセスできる。さらに、上記のように、ユーザは、構内ＰＯＴＳネットワーク２０上でオフ・フックせずに、無線ディジタル・ハンドセット３０から電子メール・メッセージにアクセスできる。
【００４６】
話者識別は、上記のように、ＶｏＩＰ通話についても無線ディジタル・ハンドセット３０にて提供できる。ただし、無線ディジタル・ハンドセット３０では、話者識別情報はアナログ電話信号に変換する必要がない、すなわち、ディジタル・ハンドセット用に専用のディジタル話者識別を利用できる。話者識別情報は、ＩＰプロトコルを介して無線ディジタル・ハンドセット３０に直接送信される。
【００４７】
全家庭ＩＰ電話システムは、ネットワーク構内ゲートウェイ１０が遮断もしくはクラッシュ状態になっても、構内ＰＯＴＳネットワーク２０はネットワーク構内ゲートウェイ１０があたかも設置されていないがごとく動作するように構築される。このような構築により、ＲＪ−４１インタフェース４２と、ＰＳＴＮ接続１６上でＰＳＴＮ方式の通話を通過させるためのインタフェースとは、ネットワーク構内ゲートウェイ１０が切断されても、ＰＳＴＮ方式の通話を発呼・受信することを確保できる。従って、本発明は、ＰＳＴＮ１６の信頼性および可用性を維持する。
【００４８】
本発明について特定の実施例とともに説明してきたが、更なる利点および修正は当業者に容易に想起される。さらに、本発明はＶｏＩＰ機能についてＨ．３２３規格をサポートするように設計されたが、ネットワーク構内ゲートウェイ１０は他の、おそらくは独自のＶｏＩＰ機能手法をサポートするようにも設計できる。従って、本発明は、より広い態様では、図説した特定の詳細，代表的な装置および例示的な例に制限されない。さまざまな変更，修正および変形は、上記の説明に鑑み当業者に明白であろう。従って、本発明は上記の説明に制限されず、特許請求の範囲の精神および範囲によるかかる一切の変更，修正および変形を網羅するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好適な実施例により、ネットワーク構内ゲートウェイを利用する全家庭インターネット・プロトコル（ＩＰ）電話システムを示す。
【図２】 本発明の別の実施例において、インターネットにアクセスするために２次インターネット・アクセス装置およびサービス・プロバイダを利用する全家庭ＩＰ電話システムを示す。
【図３】 本発明の好適な実施例により、ＰＳＴＮ網と構内ＰＯＴＳ網とに接続された図１のネットワーク構内ゲートウェイを示す。
【図４】 本発明の好適な実施例による図１のネットワーク構内ゲートウェイのハードウェア・ブロック図を示す。
【図５】 本発明の好適な実施例による、図４のハードウェア・ブロック図の構成要素であるテレフォニー・サブシステムのハードウェア・ブロック図を示す。
【図６】 本発明の好適な実施例による、図４のハードウェア・ブロック図の構成要素であるＩＰテレフォニー・エンジンのハードウェア・ブロック図を示す。

Claims (6)

  1. 利用者の構内に存在し、利用者の電話とインターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）方式および公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）方式のネットワークとの間でインタフェースすることによって利用者の電話を含むインターネット・プロトコル方式及びインターネット・プロトコル方式でない電話通話の実現を容易にする、ネットワーク構内ゲートウェイにより実行される方法であって：
    前記ネットワーク構内ゲートウェイがユーザの電話とインタフェースする段階；
    前記ネットワーク構内ゲートウェイがインターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）方式のネットワークとインタフェースする段階；
    前記ネットワーク構内ゲートウェイが公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）方式のネットワークとインタフェースする段階；
    前記電話からのオフ・フック状態を検出する段階；
    前記電話によって生成された信号のシーケンスを受信する段階；
    前記電話によって生成された少なくとも第１信号をバッファする段階；
    ＶｏＩＰ方式の通話を表す所定の信号を検出することを試みる段階；および
    バッファされた前記少なくとも第１信号を除いて前記シーケンス内の後続の信号を傍受して、前記所定の信号が検出された場合に、インターネットを介して前記ＶｏＩＰ方式の通話を発呼する段階；
    によって構成され、前記方法は、
    ＶｏＩＰ方式の電話通話を行っている間に、着呼を検出する段階と、該呼が前記ＶｏＩＰ方式のネットワークから受信された音声通話からなるか前記ＰＳＴＮ方式のネットワークから受信された音声通話からなるかを決定する段階とを含み、前記決定する段階は、
    前記着呼がＶｏＩＰ方式の音声通話からなるか否かを前記ネットワーク構内ゲートウェイのインターネット・テレフォニー・エンジンにより決定する段階と、
    前記着呼がＰＳＴＮ方式の音声通話からなるか否かを前記ネットワーク構内ゲートウェイの着呼ハンドラにより決定する段階と、
    前記着呼が前記ＶｏＩＰ方式のネットワークから受信されるか前記ＰＳＴＮ方式のネットワークから受信されるかの決定に応答して、ＶｏＩＰ方式の通話中に、前記着呼の存在を前記電話のユーザに可聴トーンにより通知する段階であって、前記可聴トーンは、前記着呼が前記ＶｏＩＰ方式のネットワークから受信される場合の第１呼出音と、前記着呼が前記ＰＳＴＮ方式のネットワークから受信される場合の第２呼出音とを有する、通知する段階とを含むことを特徴とする方法。
  2. 前記利用者の電話はＰＯＴＳ電話である請求項1に記載の方法。
  3. 前記利用者の電話はディジタル無線ハンドセットである請求項1に記載の方法。
  4. 利用者の構内で使用され、利用者の電話を含むインターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）方式及びインターネット・プロトコル方式でない電話通話の実現を可能にするネットワーク構内ゲートウェイであって、
    前記利用者の電話とインタフェースするように構成される構内インターフェースと、
    公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）へ接続するように構成されるＰＳＴＮネットワーク・インタフェース・ユニットと、
    インターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）方式のネットワークと接続するように構成されるブロードバンド接続と、
    前記電話からのオフ・フック状態を検出し、前記電話によって生成された信号のシーケンスを受信し、前記電話によって生成された少なくとも第１信号をバッファし、ＶｏＩＰ方式の通話を表す所定の信号を検出することを試みるように構成されるテレフォニー・サブシステムと、
    バッファされた前記少なくとも第１信号を除いて前記シーケンス内の後続の信号を傍受する手段と、
    前記所定の信号が検出された場合に、インターネットを介して前記ＶｏＩＰ方式の通話を発呼するように構成されるシステム・コントローラとを具備し、
    前記テレフォニー・サブシステムは、前記利用者の電話がＶｏＩＰ方式の電話通話を行っている間に、着呼を検出し、該呼が前記ＶｏＩＰ方式のネットワークから受信された音声通話からなるか前記ＰＳＴＮ方式のネットワークから受信された音声通話からなるかを決定するように構成され、前記テレフォニー・サブシステムは、
    前記着呼がＶｏＩＰ方式の音声通話からなるか否かを決定するように構成されるインターネット・テレフォニー・エンジンと、
    前記着呼がＰＳＴＮ方式の音声通話からなるか否かを決定するように構成される着呼ハンドラと、
    前記着呼が前記ＶｏＩＰ方式のネットワークから受信されるか前記ＰＳＴＮ方式のネットワークから受信されるかの決定に応答して、ＶｏＩＰ方式の通話中に、前記着呼の存在を前記電話のユーザに可聴トーンにより通知するように構成されたテレフォニー・マネージャであって、前記可聴トーンは、前記着呼が前記ＶｏＩＰ方式のネットワークから受信される場合の第１呼出音と、前記着呼が前記ＰＳＴＮ方式のネットワークから受信される場合の第２呼出音とを有する、テレフォニー・マネージャとを含むネットワーク構内ゲートウェイ。
  5. 前記構内インタフェースはＰＯＴＳネットワーク・インタフェースである請求項４に記載のネットワーク構内ゲートウェイ。
  6. 前記構内インタフェースは１つ以上の有線インターネットプロトコル装置及び無線インターネットプロトコル装置をサポートする請求項４に記載のネットワーク構内ゲートウェイ。
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