具有電路和分組交換的通信系統之間的交換的製作方法
2023-05-26 12:34:06 3
專利名稱：具有電路和分組交換的通信系統之間的交換的製作方法
技術領域：
本發明涉及呼叫跳轉，並且更特別地是涉及一種用於將音頻呼叫跳轉到音頻/視頻(AV)網絡、特別是網際協議網絡的呼叫跳轉系統、方法和設備。
在面向分組的通信裝置的領域中，缺少的是對於終端用戶的便利。不同於其中用戶簡單地舉起手持聽筒的常規電話通信，面向分組的通信提供了多個利用其來接入分組網絡和與其它用戶進行通信的裝置。有問題的是，這給當發起呼叫時必須決定使用哪種通信形式的終端用戶帶來了不便。
例如，當今，更多的人通過基於個人計算機(PC)的裝置來訪問電子郵件和即時消息。通過PC，對諸如視頻會議之類的擴展視頻業務的需求也在增加。然而，並且在對這些類型的通信需求不斷增長的同時，最大的缺點是這些類型的通信都需要使用PC。除了費用，PC不是在任何想用的時候都在手邊並通常被啟動。更不用說，PC必須利用特定的視頻通信應用程式和專用硬體來安裝。
為了解決由PC所呈現的問題，已經提出了諸如所謂的視頻電話之類的裝置，該所謂的視頻電話允許用戶建立同時支持音頻和視頻信息的視頻會議呼叫。已經提出，機頂盒能夠提供這種能力。然而，從用戶觀點看，以前的解決方案仍舊不夠便利。視頻會議需要利用專用的可視頻裝置(video capabledevice)。因而，需要用戶利用視頻會議裝置來建立電話呼叫。
例如，已經提出了使用視頻會議電話。也已提出了出於這個目的利用機頂盒、即被連接到通信通道的電子設備，該通信通道諸如電話、綜合業務數字網(ISDN)或閉路電視線，並在常規的電視屏幕上產生輸出。機頂盒一般被用於接收和解碼數位電視廣播並取代PC通過用戶的電視與網際網路連接。
然而，這對於用戶仍舊不夠便利，因為用戶必須打破其使用標準電信設備的常規。對於每次呼叫，用戶不得不決定，他想使用普通電話還是視頻電話。對於視頻電話產業，這是需要克服的巨大障礙，同時對用戶也是真正的不便。
在每個工作站處安裝視頻會議電話對於商業環境也是不切實際的。同樣機頂盒也僅對家庭用戶實用。在商業背景中，僱主很可能不願意提供通常被用於觀看電視傳輸的機頂盒。
此外，一般來說電話會議是要立刻進行的。這在辦公室設置中是完全不切實際的。其次，這樣的場景常會出現，即多方用戶在諸如經由公共交換電話網(PSTN)的普通電話呼叫當中，並決定發起視頻會議。在這種情況下，迄今為止還不能在那時加入視頻信息。
一般的情況是雙方用戶已經通過普通的PSTN連接。問題出現在多方用戶如何在PSTN呼叫期間加入視頻。也不清楚以前的系統如何將其能力擴展到其它形式的視頻信息，該其它形式的視頻信息諸如網際協議語音(VoIP)以及其它媒體類型。問題還出現在多方用戶如何能夠實現從PSTN到支持視頻信息的環境的無縫轉換。
在1997年9月30日提交的Burkman等人(美國專利5,920,693)描述了視頻會議中音頻到視頻的轉接。然而，Burkman等人並沒有描述如何從標準的電話網絡跳轉到網際協議(IP)網絡。Burkman等人也沒有描述用於在標準電話網絡和IP網絡之間進行握手的裝置。Burkman等人僅教導了從綜合業務數字網(ISDN)的音頻信道到ISDN的視頻信道的交換(第4欄，第4-14行)。為此，Burkman等人哪兒也沒教導用於在標準的電話網絡和IP網絡之間交換的握手裝置。Burkman等人的解決方案因此僅限於ISDN領域，並從而不能提供與IP網絡相同的業務、諸如VoIP和其它媒體類型。
另一個困難是在IP信道上在音頻和視頻信息之間劃分帶寬。當音頻突然必須與視頻信息共享帶寬時，確定分配給每種信息的帶寬的最佳數量變得困難。在IP線路上出現的困難特別麻煩。利用諸如IP之類的分組網絡，絕大部分的帶寬專用於包頭以及描述數據包的身份及其源和目的地的信息。
迄今為止，沒有以方便的方式使PSTN呼叫通過其無縫地實現視頻信息的裝置。迄今為止的系統並不允許用戶利用其已知裝置、特別是PSTN電話進行通信，這些系統也不提供給已經建立的呼叫加入視頻能力的裝置。而且，以前方法中的至少一種並不提供標準網絡和IP網絡之間的握手。
因此，所需要的是允許用戶利用其已知的裝置、特別是PSTN電話進行通信，並且附加地提供便利的方式來增加視頻能力。所需要的是一種裝置，該裝置提供方便的設備，用戶習慣於該設備就如同在普通起居室裡能找到的那些設備那樣。這應該在用戶使用專用的視頻會議電話時感到不便的情況下來完成。目標是無縫地轉換呼叫來實現視頻信息的交換。所需要的是本發明的一種機制，用於實現容易使用的標準通信設備，該標準通信設備通過在IP連接上建立視頻通信的常規電話網絡來連接。
本發明的目的在於允許用戶利用其已知裝置進行通信。
本發明的目的在於允許用戶利用PSTN電話進行通信。
本發明的目的在於提供便利的方式來增加視頻能力。
本發明的目的在於提供用戶習慣於其的便利的設備。
本發明的目的在於利用電視提供視頻會議。
本發明的目的在於利用專用的視頻會議電話來使用戶沒有感到不便。
本發明的目的在於無縫地轉換呼叫來實現視頻信息的交換。
本發明的目的在於提供一種用於實現容易使用的標準通信設備的協議。
本發明的目的在於通過常規電話網絡來連接，該常規電話網絡在IP連接之上建立了視頻通信。
根據這些和其它的目的，提供了一種方法，用於執行從利用常規載波電話所建立的呼叫到承載視頻的呼叫的呼叫跳轉。常規的電話呼叫利用音頻信號來建立。確定了視頻應被加到呼叫中。分組網絡被連接。音頻和視頻在分組網絡上被傳輸。
在本發明的另一方面中，提供了一種呼叫跳轉系統，用於將常規載波電話上所建立的呼叫跳轉到分組網絡。提供了標準的電話設備。可視頻的裝置能選擇性地將音頻重新路由到常規載波電話或分組網絡。打包器將來自標準電話設備的音頻信號和視頻打包。
本發明將參考以下附圖來描述，這些附圖僅僅是本發明的實施例的示例。
圖1是本發明的系統的框圖；圖2是本發明的被劃分為音頻和視頻信息的帶的圖形表示；圖3是說明對於音頻以及組合的音頻和視頻的替換連接的框圖；以及圖4是本發明的過程流的流程圖。
圖5是針對本發明的協議的過程流的流程圖。
在圖1中，示出了示例性系統100，其中用戶102向被連接到常規的電話網絡、諸如POTS的另一個用戶104發起電話呼叫。當然，用戶104也可以被連接到其它的網絡。
呼叫方102經由所示的標準手搖電話機發起音頻呼叫。通常，音頻呼叫經由POTS交換網絡通過在呼叫方側被耦合到電子全球數字交換系統(EWSD)108的數字線路單元(DLU)106和另一個EWSD 110以及如由箭頭116所示的POTS網絡的接收方側上的另一個DLU 112來交換。
在本發明中，設置有諸如機頂盒118之類的視頻源，該視頻源與電視120耦合，用於捕獲呼叫方側的用戶102的視頻圖像。也可提供另一個視頻捕獲裝置、諸如視頻電話122或可視頻的個人計算機(PC)124。
為了將視頻源和標準的電話設備耦合到音頻和A/V網絡，本發明設置多路復用器126。在圖中，電話輸出被示為通過機頂盒來配置並然後被饋入分路器128中。視頻信息(或數據)由視頻源產生並在圖中示出被發送到多路復用器126。如同接下來將解釋的那樣，多路復用器126構建了用於在IP網絡上最優傳輸的數據流，諸如將該數據流打包。
如圖所示，本發明的機頂盒118控制分路器128。在本示例性發明中，機頂盒根據音頻或者A/V模式來切換分路器。
音頻或者A/V數據接著被轉發到網關130、即擔任至另一個網絡的入口的網絡點。處於網關130的控制下的分路器132將數據流重定向到POTS網絡114或IP網絡136的路由器134。路由器134確定數據包朝其目的地被轉發到其的下一個網絡點。路由器134基於其對所連接的網絡的狀態的當前了解來確定發送每個信息數據包的方式。
在網絡136的另一側，另一個路由器138用於將數據包路由到接收側的合適的子網。分路器140要麼轉發來自路由器138的數據包，要麼可替換地轉發來自POTS網絡114的音頻數據。網關142也接收來自分路器140的音頻或A/V信息，並轉發相同的信息到接收側子網，在接收側子網中另一個分路器144將音頻數據重定向到標準電話設備104，或將A/V數據包重定向到將數據包解包(depacketize)的多路分配器146。視頻信息被重新組合併通過視頻顯示裝置、諸如所示的電視148來顯示。
IP網絡的交換控制可以由諸如所示的軟交換150之類的交換機來控制，軟交換150控制網關130和網關142、以及IP網絡136的連接。此外，如示例性附圖中所示，將交換機連接到視頻源118，該視頻源118以諸如SIP/NCS/H.323之類的協議交換信息，以便指示交換機150什麼時候傳輸A/V信息。交換機150也可以通過諸如SIP或MGCP之類的合適的協議被連接到數據伺服器。這些數據伺服器152例如可以包括會議信息和應用程式或者MMS應用程式。交換機150可以被耦合到其它網絡154、諸如所示的SS7網絡。此外，交換機150可以通過例如SIP/SIP-T協議被連接到其它的交換機156。
當然，可視頻的網絡可以不同於IP網絡。例如，可以是任何類型的分組網絡、諸如乙太網。
在工作中，用戶102發起音頻呼叫116。標準的電話設備產生音頻信號，這些音頻信號通過機頂盒118來引導並然後被中繼到分路器。網關130取得音頻信號，並在分路器132的控制下，將該音頻信號重定向到網絡114、諸如POTS，其中該音頻信號由DLU和EWSD裝置來處理。例如，網絡114可以是常規的POTS網絡。在接收側，分路器140和網關142接收音頻信號，並將同樣的信號轉發給分路器144，在分路器144中，該信號被重定向到接收用戶104的電話設備。
例如，當用戶102提出發起視頻會議時，該用戶102僅需要激活他的標準電話設備的視頻能力。作為響應，視頻源118激活視頻能力。在所示的示例性實施例中，用戶102的所捕獲的視頻被反饋到用戶102側的顯示器120並被可選地顯示。無論如何，視頻源將視頻指向多路復用器126，該多路復用器126將視頻信號打包，並且分路器128將視頻和音頻信號合併成所組合的實時IP流。如參考編號158通常所指示的那樣，IP流通過IP網絡136經由網關130、分路器132和路由器134來傳輸。在接收側，A/V信號由路由器138、分路器140、和網關142來引導並由分路器144和多路復用器146來解碼。因此，音頻被解析並被發送至用戶104的電話，而視頻被引導到用於視頻顯示的視頻顯示器148。在示例性實施例中，音頻在標準的電話設備上保持被傳輸。
如所示的那樣，視頻源118可以是機頂盒(STB)，在本申請的上下文中，該機頂盒(STB)被定義為連接到通信通道並在常規的電視屏幕上產生輸出的電子裝置，所述通信通道諸如為電話、綜合業務數字網(ISDN)或閉路電視線。此外，機頂盒還包括接收和解碼數位電視廣播的能力，以及替代PC通過用戶的電視與網際網路連接的能力。在這裡所討論的機頂盒不僅能應用於接收和還原譯出輸入的電視信號的最簡單的裝置，而且可以應用於更複雜的裝置，該更複雜的裝置還能用作多媒體臺式計算機，該多媒體臺式計算機運行多種高級業務，諸如視頻會議、家庭連網、網際協議(IP)電話、視頻點播(VoD)和高速網際網路電視業務。
本發明還旨在確定最優的裝置置，用於通過分組網絡傳輸組合的A/V信號。如已經提及的那樣，劃分IP信道上的音頻和視頻信息之間的帶寬是困難的。音頻不得不與視頻信息共享帶寬，並且確定分配的帶寬的最佳數量變得困難。在IP線(諸如IP之類的分組網絡)上，絕大部分的帶寬專用於包頭以及描述數據包的身份及其源和目的地的信息。
此外，需要理解的是，網絡載波是受限的，要麼有意地節省費用，要麼物理上使帶寬窄於載波所具有的能力。也許，有些網絡比其它的網絡要陳舊，諸如存在於其它國家的網絡可能會出現這種狀況。此外，上行帶寬和下行帶寬並不總是對稱的，這意味著上行鏈路具有的帶寬可以小於下行的帶寬。並且因此，本發明在闡述最優的IP流格式時考慮到了這些因素。
如圖2中所示，所示的可用帶寬大約是700Kbps，儘管理論上的Kbps實際上會更高。因此，音頻和視頻信號被分成時分多路(TDM)信道。音頻根據G.711/723/729協議來編碼，而視頻則根據H.263/MPEG-4協議來編碼。理論上，本發明可以規定，上行DSL線路提供768Kbps用於視頻信號而下行信號可提供1500Kbps。對於雙向線路，例如，本發明提供384Kbps。
圖3說明了圖1中所示系統的變型300。相似的特徵均用同樣的參考編號表示。在本例中，音頻呼叫116通過POTS網絡114被引導到網關302，該網關302被耦合到PSTN 3GPP網絡304。例如，網絡304可以支持行動電話業務。網關308進一步被設置，該網關308能耦合到3GPP網絡304，以致A/V流158被耦合到3GPP網絡304。
現在，本發明的方法將參考圖4和圖5來討論。在本發明依據過程步驟來討論的同時，上述方法被實現為協議，用於執行到能承載視頻信號的載波網絡(諸如前述IP網絡)的呼叫跳轉。
一般來說，本發明包括圖4A中所示的步驟。在步驟402中，視頻裝置識別出已建立的呼叫，該呼叫諸如來自常規的PSTN網絡。在步驟404，目的地號碼被存儲。那麼在步驟406，就可以識別出視頻被加入到呼叫中。此刻，現有的呼叫被無縫地轉移到數據網絡。在示例性實施例中，音頻在標準的電話設備上保持被傳輸。在步驟408，A/V數據對用戶透明地被處理。在代表了主要主題的變型的步驟410中，其它的媒體也可以被加入到該呼叫中。這可以包括與軟體相關的數據，諸如用於將在線遊戲應用於A/V信號的遊戲數據。
現在參考圖5，示出了用於建立呼叫跳轉的過程。在步驟500，用戶方A(諸如用戶102(圖1))利用諸如PSTN之類的普通或常規的電話系統呼叫用戶方B，並且根據已知標準電話呼叫連接程序建立了普通的電話連接。在步驟502中，用戶方A側的視頻源(118，圖1)識別出並存儲了目的地電話號碼。
此刻，電話呼叫表現為普通的呼叫。用戶方A和B使用標準電話設備經由標準的電話網絡進行通信。如果發生了用戶方終止呼叫的情況，諸如在步驟504中那樣，則視頻源120不會採取任何行動並且目的地號碼被忽略。在圖1中，示出了，標準電話設備通過視頻源120被耦合。如更早所提及的那樣，視頻源120在這種情況下將音頻信號轉發給分路器128。
如果任一方用戶突然提出在其呼叫中加入視頻、諸如視頻會議或視頻遊戲，則本發明在步驟506觸發呼叫跳轉程序。在本發明的一個方面，這是由用戶激活來觸發，諸如通過按鈕或語音激活來觸發。按鈕例如可以是隨著標準電話設備或標準數字鍵盤已經存在的按鈕、諸如#鍵。#鍵是合適的，因為在電話呼叫期間該#鍵通常不被使用。類似地，在呼叫期間通常不被使用的其它鍵也是合適的。在步驟508，相應的視頻源識別出觸發器並啟動用於執行所有跳轉所必需的步驟。
在步驟510，視頻源(例如所標記的單元120(圖1))將激活信號發送給其他的視頻源可能位於其中的其它端。例如，這可以通過已經建立的POTS電話呼叫來完成。在步驟512，兩個可視頻的裝置通過建立到網絡136的連接來準備呼叫跳轉，該網絡136在本示例性實施例中是分組網絡。有利地，因為視頻源並不必時刻在線，這就節省了數據網絡側的資源。因而，足以按需連接。對於上述視頻通信解決方案而言，這顯然是有利的，只有當這些視頻通信都在線時才可實現。
在步驟514，每個可視頻的裝置利用網絡136在呼叫處理伺服器處註冊。對於IP網絡，可視頻的裝置將註冊消息發送到H.323網守、SIP代理或其它呼叫處理伺服器。在步驟516中，可視頻的裝置例如利用已知的、用於建立呼叫的IP網絡規則來建立數據呼叫。這可以從任意一側來完成，但從用戶方A側建立呼叫是示例性的，以致最初的呼叫方可以為附加的業務或增加的呼叫特徵付費。
一旦可視頻的裝置之間的數據連接被建立，可視頻的裝置就將音頻轉換成VoIP。如所示的那樣，在步驟518，最初的音頻信號被重新路由到多路復用器，該多路復用器在步驟520將音頻和視頻一起打包，用於在步驟522經由網關和路由器130、134、138、142通過IP網絡來傳輸。在本發明的一個方面，最初的音頻呼叫116在步驟524被終止，這不是必需的，但可以節省資源和電話費。
因而，本發明提供了從常規的電話網絡到諸如分組網絡之類的可視頻的網絡的無縫跳轉。理論上，也許除了由交換引起的小的「喀噠聲」之外，用戶對跳轉沒有感覺。因而，用戶可以利用其已知的裝置、特別是PSTN電話進行通信，並另外提供增加視頻能力的便利的方式。設置有提供便利設備的裝置，用戶習慣於這些便利設備就如同在普通的起居室裡能找到的那些設備那樣。這在利用專用的視頻會議電話使用戶感到不便的情況下來完成。本發明無縫地傳輸呼叫來實現視頻信息的交換。設置有本發明的一種協議，用於實現容易使用的標準通信設備，該標準通信設備通過在可視頻的載波、諸如IP連接上建立視頻通信的常規電話網絡來連接。
雖然本發明已經參考前面的詳細描述得以描述，但是需要理解的是，對本發明的其它實施方式和修改仍在本發明的範圍之內。
權利要求
1.一種用於執行從利用常規POTs載波電話所建立的呼叫跳轉到承載視頻的呼叫的呼叫跳轉的方法，其包括以下步驟利用音頻信號建立常規的POTs電話呼叫；確定視頻應該被加入到所述呼叫中；將常規的POTs電話呼叫連接到分組網絡；並且在所述分組網絡上傳輸多路復用的音頻和視頻。
2.前述任一權利要求所述的方法，進一步包括將所述音頻信號和所述視頻信號打包的步驟。
3.前述任一權利要求所述的方法，進一步包括通過按照需要將所述視頻信號和所述音頻多路復用來確定音頻和視頻帶寬之間的最優化分的步驟。
4.前述任一權利要求所述的方法，進一步包括所述視頻裝置識別出已建立的呼叫的步驟。
5.前述任一權利要求所述的方法，進一步包括存儲目的地號碼的步驟。
6.前述任一權利要求所述的方法，進一步包括識別出視頻要被加入到所述呼叫中的步驟。
7.前述任一權利要求所述的方法，進一步包括可視頻的裝置建立連接的步驟。
8.前述任一權利要求所述的方法，進一步包括可視頻的裝置註冊的步驟。
9.一種呼叫跳轉系統，用於將在常規的POTs載波電話上所建立的呼叫跳轉到分組網絡，該呼叫跳轉系統包括標準的POTs電話設備；可視頻的裝置，其能夠選擇性地將音頻重新路由到常規載波電話或分組網絡；將音頻和視頻多路復用的多路復用器；以及打包器，用於將來自標準電話設備的已多路復用的音頻和視頻信號以及視頻打包。
10.權利要求9所述的系統，進一步包括網關裝置，用於將已打包的音頻和視頻信號耦合至常規的載波電話或分組網絡。
11.前述權利要求9-10中的任意一個所述的系統，進一步包括路由器，用於將通過所述分組網絡將音頻和視頻分組信號路由到接收側。
12.前述權利要求9-11中的任意一個所述的系統，其中，所述可視頻的裝置是機頂盒。
13.前述權利要求9-12中的任意一個所述的系統，其中，所述可視頻的裝置是視頻電話。
14.前述權利要求9-13中的任意一個所述的系統，其中，所述可視頻的裝置是可視頻的PC。
15.前述權利要求9-14中的任意一個所述的系統，其中，所述分組網絡是IP網絡。
全文摘要
呼叫跳轉建立了利用音頻信號所建立的常規載波電話的呼叫的跳轉。當確定視頻應該被加入到呼叫中時，分組網絡被連接。音頻和視頻在該分組網絡上被傳輸。設置有標準電話設備。可視頻的裝置能夠選擇性地將音頻重新路由到常規載波電話或分組網絡。打包器將來自標準電話設備的音頻信號和視頻打包。
文檔編號H04L12/64GK1961546SQ200480028371
公開日2007年5月9日 申請日期2004年9月28日 優先權日2003年9月30日
發明者R·－D·格爾丁, H·格蘭策爾, R·尼克, H·維多恩 申請人:西門子公司, 德意志電信股份公司