CN1984199A - 采用会话初始协议实现重叠发码的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种SIP实体利用SIP协议信令呼叫被叫网络的呼叫建立方法、***和SIP实体。呼叫建立方法包括下列步骤：SIP实体以INVITE消息发送至少一部分被叫号码位给软交换，从而发送给被叫网络；软交换在根据INVITE消息确定被叫号码不全时向SIP实体发送表明建立初始对话的呼叫进展响应；SIP实体根据呼叫进展响应消息，将后续接收到的被叫号码位以INFO消息发送给被叫软交换，从而送往被叫网络。采用本发明的方案可以加快接续时间，提高呼叫成功率，且不会耗费太多的资源，也不会有多个INVITE造成分叉路由的情况。

Description

采用会话初始协议实现重叠发码的方法
技术领域
本发明涉及在采用不同通信协议的网络之间传送呼叫的***和方法，更具体地说涉及会话初始协议(SIP)实体利用SIP协议信令通过软交换呼叫被叫网络的呼叫建立方法、***和采用该方法的SIP实体。
背景技术
随着计算机和通信技术的不断发展，在一个公共的分组网络中承载话音、数据和图象已经被越来越多的运营商和设备制造商所认同。在这样的业务驱动和网络融合的趋势下，诞生了NGN下一代网络模型。NGN实现在分组网络中采用分布式网络结构，有效承载话音、数据和多媒体业务。
作为NGN网络的核心技术，软交换的发展因而受到越来越多的关注。作为下一代网络的控制功能模块，软交换为下一代网络(NGN)具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能。会话初始协议(下文简称SIP)是IETF制订的会话控制协议，是目前NGN网络的主导性会话控制协议。SIP协议负责建立和管理两个或多个用户间的会话连接。该会话可以是因特网(Internet)多媒体会议、因特网电话呼叫或多媒体信息流分配。SIP通过“邀请(INVITE)”的方法来建立会话。
重叠发码在网络中广泛应用，比如软交换。H.248、ISUP、TUP等协议都有成熟的重叠发码机制。H.248协议是媒体网关(MG)和媒体网关控制器(MGC)之间的网关控制协议，MG下带的用户拨号可以通过H.248定义的重叠方式上报到MGC，即用户侧的重叠发码。ISUP/TUP协议支持两个交换机之间的重叠发码，即网络侧的重叠发码。但是，SIP协议只在号码收全时才发出邀请(INVITE)请求，所以SIP与这些协议对接时都会出现问题。
图1是应用SIP协议重叠发码的网络结构图。在图1中，当从主叫PSTN网络10a接收呼叫建立请求时，主叫软交换30a发送SIP消息给被叫软交换30b，请求来自被叫PSTN网络10b的呼叫建立。主叫软交换和被叫软交换30a和30b控制主叫媒体网关(MG)和被叫媒体网关40a和40b之间的承载通路50的连接和释放。由于主、被叫PSTN的ISUP信令支持重叠发码，即被叫号码会通过几个分开的消息依次传送，这样就要求中间的NGN网络也要支持重叠发码，以便将被叫号码快速并准确地传递到被叫PSTN。
SIP的相关标准定义了两种重叠发码方式。
第一种是Enbloc方式。此种方式也被称为“假重叠发码(下称Overlap)”方式。图2是RFC3578中Enbloc方式的呼叫流程示意图。该图示意了利用T10将Overlap信令转换为Enbloc方式的过程。如图2所示，软交换在不知道被叫号码已经达到可能的最大号码长度的时候启动定时器T10等待后续号码，定时器超时或者被叫号码达到可能的最大号码长度后再向被叫局发起呼叫，将收到的号码一次性发送到被叫局。但是当软交换作为主叫局或者汇接局的时候可能无法知道真正的被叫用户号码的真实长度，或者被叫用户可能由于号码升位等造成被叫号码的真实长度发生变化。当软交换不知道被叫号码真实长度时只能依赖于定时器超时再转为Enbloc方式向被叫局发起呼叫，这样就会造成接续速度慢的问题。而且，如果用户拨号比较慢造成号间超时就有可能造成呼叫失败。
第二种是Overlap方式。图3是RFC3578中Overlap方式的呼叫流程示意图。如图3所示，软交换收到被叫号码请求。此时，如果可以根据已经得到的被叫号码确定被叫软交换，则立即向被叫软交换，发送INVITE请求建立呼叫。如果后续收到新的号码，则需要向被叫软交换发送新的INVITE请求。新的INVITE请求中携带所有最新的被叫号码。被叫软交换在收到第一个INVITE消息后，如果无法对呼叫进行路由，则通过484失败响应消息拒绝呼叫。否则将继续将呼叫路由到下一个网络节点。如果在收到后向局的ACM等消息之前收到了新的INVITE消息，但是新的INVITE消息与前一个INVITE消息相比较仅仅是被叫号码多了几个号码位，则被叫软交换需要通过484完成第一个INVITE事务过程，并通过SAM等将新的被叫号码发往下一个节点。
IETF的标准规范以及ITU-T的SIP-I规范(Q.1912.5)都使用多个INVITE的方式解决SIP协议上的重叠发码问题。但是，多个INVITE消息会多次触发呼叫建立过程，多次触发网络设备选路过程，多次触发相关SIP实体对SIPT以及SDP等重要信令信息的处理。而且，所有SIP设备对INVITE消息的处理都是最为负责，效率都是最低的，加上代理(Proxy)对呼叫的分支处理等，使得该实现方式复杂度高、处理效率低等。如果采用该方式，则很难在短时间内解决现有网络上存在的重大问题。
总而言之，现有两种方案都存在弊端。
第一种Enbloc方案由于启动了定时器等待后续号码，会使接续时间变得缓慢，并且有可能定时器超时还收没有收全号码，找不到被叫而释放呼叫。第二种多个INVITE的方案增加网络负担，并且多个INVITE也可能在Proxy选路上造成分叉。
发明内容
本发明的目的在于提供能够克服以上问题的会话控制方法和设备。
RFC2976扩展一种SIP方法，就是INFO消息请求，用来在会话参加者之间传递各种信息。本发明的目的是通过提供利用该INFO消息的SIP重叠发码方案而实现的。
根据第一方面，本发明提供一种SIP实体利用SIP协议信令进行呼叫的呼叫建立方法，该方法包括下列步骤：SIP实体以INVITE消息发送至少一部分被叫号码位给软交换；软交换在根据INVITE消息确定被叫号码不全时向SIP实体发送表明被叫号码不全的呼叫进展响应消息；SIP实体根据呼叫进展响应消息，将后续接收到的被叫号码位以INFO消息发送给软交换。
根据第二方面，提供一种利用SIP协议信令建立呼叫的通信***，包括SIP实体和软交换，其中SIP实体包括将接收到的至少一部分被叫号码位以INVITE消息发送给软交换的装置，和根据来自软交换的表明被叫号码不全的呼叫进展响应消息，将后续接收到的被叫号码位以INFO消息发送给软交换的装置；软交换包括在确定来自SIP实体的被叫号码不全时向SIP实体发送所述呼叫进展响应消息的装置。
根据第三方面，提供一种SIP实体，包括：将接收到的部分被叫号码位以INVITE消息发送软交换以便建立呼叫的装置；当接收到来自软交换的表明被叫号码不全的呼叫进展响应消息时，将后续接收到的被叫号码位以INFO消息发送给软交换的装置。
在本发明中，所述SIP实体可以是SIP终端。
此外，所述SIP实体可以是另一软交换，所述被叫号码位从主叫网络或者MGCP终端接收。这里，主叫网络可以是PSTN网络。在所述另一软交换和所述软交换之间采用SIP-T或SIP-I协议的情况下，优选的是所述另一软交换将多个未发送SAM消息中的所有最新号码组成一个SAM消息，并且将其封装在INFO消息中发送。在所述另一软交换和所述软交换之间采用SIP-T的情况下，优选的是当INFO消息扩展头域或扩展消息体或Request-URI中携带的后续号码和封装的SAM消息中的号码存在冲突的时候，所述软交换选择封装的SAM消息中的号码。
所述软交换可以将被叫号码位发送给被叫网络。被叫网络可以是PSTN网络。
在本发明中，优选的是，呼叫进展响应消息通过扩展头域或者加标志，来表明被叫号码不全。呼叫进展响应消息优选是183消息。183消息可以通过不带有任何消息体，来表示被叫号码不全。
优选的是所述呼叫进展响应消息带有联系参数。
优选的是，INFO消息包括一个Cseq头域，它根椐软交换-A发送请求信息的个数进行递增。
优选的是，后续最新号码通过扩展INFO消息的头域、INFO消息体，或在INFO消息的Request-URI中携带。
采用本发明的方案可以加快接续时间，提高呼叫成功率，且不会耗费太多的资源，也不会有多个INVITE造成分叉路由的情况。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行更详细的说明，其中：
图1是应用SIP重叠发码的网络结构图；
图2是RFC3578中Enbloc方式的呼叫流程示意图；
图3是RFC3578中Overlap方式的呼叫流程示意图；
图4是采用INFO消息进行SIP重叠发码的过程的示意图；
图5是183消息的一个示例；
图6(a)是采用扩展消息头域方式的由软交换-A发出的INFO消息的一个示例；
图6(b)是采用扩展消息体方式的由软交换-A发出的INFO消息的一个示例；
图6(c)是采用由Request-URI携带方式的由软交换-A发出的INFO消息的一个示例；以及
图7是SIP终端通过软交换呼叫PSTN网络的重叠发码过程的示意图。
具体实施方式
以下以SIP与ISUP的重叠发码交互过程，举例说明支持重叠发码的SIP中继间的汇接呼叫。假设PSTN1主叫用户拨出的被叫号码为075528781234，并且该号码会在几个消息(IAM/SAM……)中分开传送。
图4是根据本发明一个实施例的采用INFO消息进行SIP重叠发码的过程的示意图。
在图4中，PSTN1侧以IAM消息发起呼叫，邀请位于PSTN2侧的被叫用户(如075528781234)加入会话。该IAM消息携带部分被叫号码，如07552878。
软交换-A作为SIP中继重叠发码的主叫局。当收到来自PSTN1侧的IAM消息后，软交换-A根据被叫号码分析选路通过SIP中继出局，向软交换-B发起邀请(INVITE)呼叫请求。其中，INVITE消息的请求-URI(下文称为Request-URI)域及To域的用户(user)部分携带部分被叫号码07552878。这里，Request-URI表示被叫用户的当前地址，而To域指示被叫用户的永久地址。由于移动性或其它原因，该用户的当前地址可能会和永久地址有所不同。在请求消息传送过程中，代理服务器可能根据定位查询结果更改Request-URI，但To域始终保持不变。
软交换-B作为SIP中继的汇接局，只需要支持重叠发码过程的消息透传即可，不需要进行协议的转换处理。在实际组网中，汇接局可选。如果该图不存在软交换-B，那就是一个局间SIP中继支持重叠发码的呼叫流程。软交换-B的意义在于说明汇接局软交换支持SIP中继重叠发码的要求。软交换-B不同于软交换-A、软交换-C的地方仅仅在于只有从后向局收到1××(呼叫进展响应)消息，比如183消息后才能向主叫局发送183消息，而不能自主发送183响应消息。
软交换-C作为SIP中继重叠发码的被叫局。当收到INVITE呼叫请求消息后，软交换-C根据其中携带的被叫号码0755287808，将呼叫通过ISUP路由到PSTN2网络。
如果软交换-C进行号码分析后得知被叫号码没有收全，如被叫号码还没达到最大号长，则向主叫局发送不带任何消息体的183响应消息建立初始对话(Early Dialog)。图5是183消息的一个示例。
根据SIP协议规范，必须在软交换-A和软交换-C之间建立对话(Dialog)后软交换-A才能发送INFO请求消息。在协议中，任何呼叫进展响应消息1XX，如180 Ringing(振铃)，181 Call Is BeingFotwarded(呼叫正在转送)，182 Queued(排队)，183 Session Progress(会话进展)，都可以建立初始对话以允许后续INFO消息的传送。可以在这些消息中扩展特殊头域或作特殊处理(例如加标志)来指示后续将是重叠发码处理。本发明描述仅以183消息为例。
在以上实施例中，183消息不带任何消息体，包括SDP和ISUP，以此标志来请求启动OVERLAP。在替代性实施例中，同样可以采用在183消息中增加特殊标记如扩展头域、扩展消息体来指示被叫侧号码不全，等待主叫局发送后续号码。
在一个优选实施例中，183消息的To域带有标记(tag)参数。后向响应消息中To域携带tag参数表明在主被叫间已经建立一个初始对话，在该对话的后续所有消息中，To域的tag参数值不能再变化。tag参数的另外一个作用是在代理服务器并行转发请求至多个目的地时，各个目的地会产生不同的tag参数值，供代理服务器识别该响应来自哪个目的地。
优选地，183消息带有联系(Contact)参数，携带被叫局联系地址信息。联系参数表明接受呼叫的过程中后续请求消息(如INFO)的联系地址。借助于该联系参数，后续消息，比如INFO，可以直接发往该地址。例如，软交换-B在透传183消息给软交换-A时，如果Contact域携带的是软交换-C的地址，则后续从软交换-A发出的INFO等请求消息可绕过中间汇接局--软交换-B直接送到软交换-C。
此外，在一个优选实施例中，针对该183消息，采用PRACK(Provisional Response ACKnowledgement，临时响应确认)，和200 PRACK的握手过程，以保证183消息的可靠传输。
另外，如果INVITE消息带有Record-Route(记录-路由)域，则183消息复制该域。Record-Route域供代理服务器根据需要在转发邀请消息时***，其值置为该代理服务器的地址。
PSTN1在收到后续被叫号码位后将其以SAM消息发送给软交换-A。如图4所示，PSTN1后续发出的4个SAM消息分别携带了1、2、3和4四个号码位。
软交换-A后续收到SAM消息携带的后续被叫号码位。当从被叫局收到不带任何消息体的183消息建立对话成功并且完成了PRACK过程(收到了对PRACK的200响应消息)后，软交换-A向软交换-B发送INFO请求消息。该INFO请求消息携带后续已经收到的全部最新号码位。
INFO消息的Cseq头域根椐软交换-A发送请求信息的个数进行递增。Cseq为命令序号域，标识同一呼叫控制序列中的不同命令。如软交换-A发送第1个INFO消息Cseq值为1，第2个INFO消息Cseq值为2，依次递增。
如图4所示，软交换-A在发第一个INFO之前已经收到三个SAM，所以该INFO需要携带的全部最新号码位是123。
INFO消息可通过扩展头域，扩展INFO消息体，或者放在Request-URI中携带后续最新号码。
当INFO消息通过扩展头域携带后续最新号码时，消息头域可以用ABNF格式的语法定义为：SAM＝″SAM″HCOLON 1*DIGIT。图6(a)是采用扩展消息头域方式的由软交换-A发出的第一个INFO消息的一个示例。
INFO消息也可以用扩展INFO消息体的方式来携带后续号码。图6(b)是采用扩展消息体方式的由软交换-A发出的第一个INFO消息的一个示例。
如果最新号码位放在Request-URI中携带，则Request-URI包含当前收到的所有号码，包括初始号码与收到的所有后续号码。图6(c)是采用由Request-URI携带方式的由软交换-A发出的第一个INFO消息的一个示例。
软交换-B作为SIP中继的汇接局，继续透传主被叫局间的INFO和200消息。
如果软交换-A在发出INFO之后接收到新的SAM，则通过下一个INFO携带后续号码。在图4中，第二个INFO携带最后一个号码位4。为保证局间INFO发送的可靠性和号码携带的有序性，后一个INFO消息的发送在收到前一个INFO的200响应之后才能发送。
软交换-C通过INFO消息收到后续被叫号码后，根据最新的被叫号码继续对呼叫进行处理，包括通过ISUP发送SAM消息传递被叫号码。当收到后向ACM消息后，则向主叫局发送180振铃消息，主叫用户听回铃，重叠发码过程结束。
关于SIP协议中1XX(比如100Trying，180Ringing)临时响应消息的可靠传输，请参考RFC3262--Reliability of ProvisionalResponses in the Session Initiation Protocol(SIP)(会话初始协议中临时响应的可靠性)。这里不再一一赘述。
在另一个实施例中，如果软交换之间采用SIP-T/SIP-I协议，那么INFO消息可以通过封装SAM消息完成号码携带。当软交换在发送INFO之前已经收到多个未转发的SAM消息，则优选将多个SAM消息中的所有最新号码组成一个SAM消息封装在INFO消息中发送，消息发送机制同样遵循上述描述。另外，在SIP-T情况下，如果INFO消息扩展头域或扩展消息体或Request-URI中携带的后续号码和封装的SAM消息中的号码存在冲突的情况下，要以封装的SAM消息中的号码携带为准。
作为标准的SIP消息，INFO消息会跟随前一个INVITE消息的路径，不会耗费太多的资源，也不会有多个INVITE造成分叉路由的情况。
前文所描述的SIP重叠发码都是网络侧即软交换设备间的重叠发码。SIP协议作为端到端的协议，同样可以支持用户侧即终端用户和软交换之间的重叠发码。由于软交换在呼叫被叫用户时必然已经收全被叫号码，所以被叫用户侧不会出现重叠发码，现在考虑主叫用户侧支持重叠发码情况。
图7是SIP终端经过软交换呼叫PSTN网络的重叠发码过程的示意图。由于SIP协议的端到端特性，SIP用户侧的重叠发码流程同样采用网络侧的重叠发码流程，要求SIP终端能有处理例如特殊的183消息建立初始对话和通过INFO消息发送后续号码的重叠发码能力。有关过程和图4大致相同，故此省略其描述。另外，SIP-T/SIP-I协议不能应用于用户侧，即主叫用户侧重叠发码不会出现INFO消息通过封装SAM来携带号码的情况。
总体来说，本发明的SIP协议重叠发码可以应用的范围包括但不限于以下组网情况：
1、SIP/SIP-I/SIP-T中继支持和ISUP中继的重叠发码过程的交互；
2、SIP主叫终端实体和软交换之间的重叠发码过程，被叫侧可以是ISUP中继或SIP/SIP-I/SIP-T中继；
3、MGCP主叫用户重叠发码过程到SIP/SIP-I/SIP-T中继的映射。
需要指出，相关领域的技术人员很容易对本发明的应用形式做出各种组合的应用。这样的变化不会被认为偏离本发明的范围，而且所有这样的对熟悉本技术的人来说明显的改变都被确定为包含在下面的权利要求的范围以内。

Claims (20)

1.一种SIP实体利用SIP协议信令进行呼叫的呼叫建立方法，包括下列步骤：
SIP实体以INVITE消息发送至少一部分被叫号码位给软交换；
软交换在根据INVITE消息确定被叫号码不全时向SIP实体发送表明被叫号码不全的呼叫进展响应消息；
SIP实体根据呼叫进展响应消息，将后续接收到的被叫号码位以INFO消息发送给软交换。
2.如权利要求1所述的呼叫建立方法，其特征在于所述SIP实体是SIP终端。
3.如权利要求1所述的呼叫建立方法，其特征在于所述SIP实体是另一软交换，所述被叫号码位从主叫网络接收。
4.如权利要求1所述的呼叫建立方法，其特征在于所述SIP实体是另一软交换，所述被叫号码位来自MGCP终端。
5.如权利要求1-4之一所述的呼叫建立方法，其特征在于包括软交换将被叫号码位发送给被叫网络的步骤。
6.如权利要求5所述的呼叫建立方法，其特征在于所述被叫网络是PSTN网络。
7.如权利要求1-4之一所述的呼叫建立方法，其特征在于呼叫进展响应消息通过扩展头域或者加标志，来表明被叫号码不全。
8.如权利要求1-4之一所述的呼叫建立方法，其特征在于呼叫进展响应消息是183消息。
9.如权利要求8所述的呼叫建立方法，其特征在于183消息不带有任何消息体。
10.如权利要求1-4之一所述的呼叫建立方法，其特征在于所述呼叫进展响应消息带有联系参数。
11.如权利要求1-4之一所述的呼叫建立方法，其特征在于包括设置INFO消息，使后续最新号码通过扩展头域或消息体或者放在Request-URI中携带。
12.一种利用SIP协议信令建立呼叫的通信***，包括SIP实体和软交换，其中
SIP实体包括将至少一部分被叫号码位以INVITE消息发送给软交换的装置，和根据来自软交换的表明被叫号码不全的呼叫进展响应消息，将后续接收到的被叫号码位以INFO消息发送给软交换的装置；
软交换包括在根据INVITE消息确定来自SIP实体的被叫号码不全时向SIP实体发送所述呼叫进展响应消息的装置。
13.如权利要求12所述的通信***，其特征在于所述SIP实体是SIP终端。
14.如权利要求12所述的通信***，其特征在于所述SIP实体是另一软交换，所述被叫号码位从主叫网络接收。
15.如权利要求12所述的通信***，其特征在于所述SIP实体是另一软交换，所述被叫号码位来自MGCP终端。
16.如权利要求12-15之一所述的通信***，其特征在于所述软交换包括对呼叫进展响应消息通过扩展头域或者加标志，来表明被叫号码不全的装置。
17.如权利要求12-15之一所述的通信***，其特征在于呼叫进展响应消息是183消息。
18.如权利要求17所述的通信***，其特征在于183消息不带有任何消息体。
19.一种SIP实体，包括：
将接收到的部分被叫号码位以INVITE消息发送软交换以便建立呼叫的装置；
当接收到来自所述软交换的表明被叫号码不全的呼叫进展响应消息时，将后续接收到的被叫号码位以INFO消息发送给软交换的装置。
20.如权利要求19所述的SIP实体，其特征在于所述SIP实体是SIP终端或另一软交换。
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