用于寻呼IP上语音的系统和方法

I.发明领域

本发明一般涉及使一无线电话仍然能与使用IP结构或体系的无线电话基础结 构进行通信，其中该无线电话一般不需要，或者一般被配置成支持因特网协议上的 语音(VOIP)，其中支持了无线电话基础结构与任何基于VOIP的基础结构之间的基 于IP的通信。

II.发明背景

无线电话，包括但不限于使用码分多址(CDMA)扩频调制技术进行通信的无线 电话，在空中与使用无线电话空中通信协议的系统基础结构进行通信，这些CDMA 协议有IS-95A、IS-95B和IS-2000。

在CDMA的情况下，基础结构采集在空中以分组形式发送的语音数据并将它们 汇编成语音流，这对于彼此对话的说话者来说是透明的。可以预期，改编空中协议 以优化无线通信。例如，为了使空中容量最大，空中协议包含了最少的信令信息， 且语音数据分组的尺寸相对小。

随着因特网的发展，使用因特网协议(IP)的计算机对计算机通信普遍存在。 而且，可能不仅希望便于使用IP的计算机数据通信，而且也要便于使用IP的语音 通信。作为在电话基础结构中使用IP所提供的一个优点，可以消除许多硬件，譬 如开关，并且可以取而代之地使用现有的计算机和软件，减少了成本。为此，引入 了所谓IP上的语音(VOIP)。

为了支持VOIP，除了许多其他要求以外，通信设备必须具有IP能力，即设备 自身必须能使用IP通信，它必须具有一IP地址。

然而本发明挑剔地观察到，由于VOIP不必要地被设计成使空中容量最大，因 此要求无线电话使用VOIP减小了这种容量。相反，VOIP解决了不必要地与无线电 话有关的设计考虑。例如，与整个无线通信工业中使用的分组尺寸相比，譬如在使 用IS-95等空中协议的无线电话中，VOIP的数据分组尺寸相对很大。实际上，IS-95 协议中的典型分组尺寸小于典型IP中所采用的单个分组头部的尺寸。此外，配置 无线电话使用IP和空中协议两者进行通信使电话设计变得复杂，不利地过度使用 了可用资源(如功率、计算周期、编码等等)，并且提高了成本。

尽管如此，本发明理解可能希望启用使用按照IP原理发送数据的基础结构的 无线电话通信。考虑到上面的情况，本发明提供了下面的解决方案。

                            发明概述

在基础结构内按因特网协议(IP)通信的基础结构中，使用空中(0TA)协议寻呼 无线电话的方法包括：至少部分根据电话的位置把电话与临时IP地址相关联。该 方法还包括通过向临时IP地址发送一寻呼消息来寻呼电话。“寻呼消息”是指对 移动通信设备通信的请求。

在一优选实施例中，临时IP地址被分配给基础结构内的基站。基站建立一虚 拟的IP端点，并且在基站处接收到寻呼消息。虚拟IP端点采取一查找表使临时 IP地址与电话相关联。一实施例中，临时IP地址是被分配给不止一个虚拟IP端 点的多点传送地址，使得寻呼消息被发送至该多点传送IP地址，且每个IP端点都 接收到该寻呼消息，用于从那里传输至电话。单个IP多点传送地址可以与多个无 线电话相关联以简化跟踪要求。

“多点传送”地址可以是如SIP多点传送地址，或IP多点传送地址，或H.323 多点传送地址。而且，“多点传送”地址可以是一集体组或一系列虚拟基站地址， 无线设备被配置成响应于组或系列中的任何一个地址。

例如，可以单独为寻呼保留一个IP地址库。在这种系统中，每个基站都保留 一IP地址，用于分配给空闲的无线设备以进行寻呼。例如，在形式为X.X.X.X的 IP地址中，其中X代表相应的字节，可能为寻呼保留第三字节为“01”的IP地址。 该例中，如果基站用X.X.01.X地址向无线设备注册，下述的SIP服务器会得知， 该设备的任何到来呼叫都会需要向使用X.X.01.X地址的所有基站发送的消息。这 样，通过发布多个单点传送消息，基本上实现了多点传送寻呼。

另一方面，电话系统包括至少一个无线端点，譬如但不限于：支持IP的移动 电话和基础结构。该基础结构包括一虚拟IP端点，譬如但不限于与无线端点通信 的基站。虚拟IP端点接收具有一IP地址的寻呼消息，该IP地址被分配给虚拟IP 端点并且用于被无线端点所接收。按照这方面，虚拟IP端点向无线端点提供该寻 呼消息。

还有一方面，计算机程序产品包括用于向基于IP的电话基础结构内的至少一 个虚拟IP端点分配至少一个IP地址的逻辑装置。提供的逻辑装置用于至少部分根 据电话的地理位置而至少把第一无线电话与该IP地址相关联。根据本发明，通过 被定址为该IP地址的基础结构发送一寻呼消息可以寻呼该电话。

参照附图可以更好地理解关于本发明结构和操作的细节，附图中相同的标号 指相同的元件。

                            附图简述

图1是在当前优选的发明的无线通信系统的框图；

图2是当无线设备建立并维持呼叫时用于与使用IP启用型基础结构的非基于 IP的无线设备进行通信的逻辑的流程图；

图3是当呼叫无线电话时用于与使用IP启用型基础结构的非IP无线电话进 行通信的逻辑的流程图；

图4是用于向无线电话分配一IP地址的第一种方法的流程图；

图5是用于向无线电话分配一IP地址的第二种方法的流程图。

                            优选实施例的详细描述

最初参照图1，示出了一系统，一般被指定为10，用于在目标无线通信设备 12和电话基础结构14之间进行通信，其中目标无线通信设备12不支持因特网协 议上的语音(VOIP)，而电话基础结构14支持IP。“不支持VOIP”或“不支持IP” 是指设备12或者不具有IP或VOIP能力，或者它具有这种能力但为了改进的性能 使用了标准的空中(OTA)协议与基础结构14进行通信，譬如像CDMA或WCDMA或不 限于TDMA、UMTS、TD-SCDMA等的其他无线协议这样的扩频方案。在一个非限制性 的实施例中，设备12是由韩国三星公司或者使用码分多址(CDMA)原理和CDMA空中 (OTA)通信空中接口的制造商所制造的移动电话，包括但不限于如IS-95A、IS-95B、 UCDMA、IS-2000及其它定义的协议来与基础结构14进行通信。

例如，对于上述那些系统的扩展，应用本发明的无线通信系统包括：个人通 信服务(PCS)和蜂窝系统，譬如模拟高级移动电话系统(AMPS)及下列数字系统： CDMA、时分多址(TDMA)以及使用TDMA和CDMA两种技术的混合系统。CDMA蜂窝系 统在电信工业联盟/电子工业协会(TIA/EIA)标准IS-95中描述。组合的AMPS和 CDMA系统在TIA/EIA标准IS-98中描述。其他通信系统在国际移动电信系统2000/ 通用移动电信系统(IMT-2000/UM)中描述，标准包括：宽带CDMA(WCDMA)、 cdma2000(譬如cdma2000 1x或3x标准)或TD-SCDMA。

本发明应用于任何无线通信设备12；为了说明，假定设备12为电话12。通 常，应用本发明的无线通信设备包括但不限于：无线手机或电话、蜂窝电话、数据 收发机或者寻呼和定位接收机，它可以是手持的，或者根据需要像车载(包括汽车、 卡车、轮船、飞机、火车)一样是便携式的。然而，虽然无线通信设备一般被视为 是移动的，然而可以理解，本发明在某些实现中也可以应用于“固定的”单元。同 样，本发明应用于传递包括数字化视频信息在内的语音和/或数据信息所使用的数 据模块或调制解调器，并且可能使用有线或无线链路与其他设备进行通信。而且， 可能用命令使调制解调器或模块以预定协调或相关的方式工作，从而在多条通信信 道上传递信息。无线通信设备有时也被称为用户终端、移动站、移动单元、订户单 元、移动无线电或无线电话、无线单元，或在某些通信系统中简单地称为“用户” 或“移动站”。

如图1所示，无线电话12使用一个或多个上述系统与至少一个第一基础结构 元件16进行通信，第一基础结构元件16访问逻辑模块18以执行本发明的逻辑。 第一元件16最好是一基站(BTS)，但它也可以用基站控制器(BSC)、移动交换中心 (MSC)、到卫星系统的网关或其他基础结构元件来实现。在任何情况下，第一元件 16不仅支持必要的协议和系统来与无线设备12进行通信，而且支持IP和伴随的 协议或IP协议栈，因而与像BSC或使用IP的其他BTS等协调基础结构元件20进 行通信。而当目标无线电话12要与同一基础结构14系统内的第二无线电话22进 行通信时，协调元件20通过IP与像第二BTS这样的第二基础结构元件24进行通 信，后者又执行逻辑模块26，使用OTA协议与第二无线电话22进行通信。

因此，基础结构元件16、24与使用OTA协议的它们相应的无线电话12、22 进行通信，但与使用IP的基础结构14内部通信，从而减轻了移动电话12、22必 须支持IP和伴随的因特网协议上语音的负担，或者减轻了必须支持与实现IP有关 的任何处理、资源使用等等的负担。同样，通过使用基础结构14内部的IP以及在 无线电话12、22和相应的元件16、24之间的OTA协议，可以实现使用基础结构 14内部的IP的优点，而保留了与电话12、22无线通信的OTA协议的优点，从而 使系统10的空中容量最大。因而，基础结构元件16、24可以被视为虚拟IP端点， 而实际的通信端点为电话12、22。

图1还示出目标无线电话12也可以与基础结构14外的通信设备进行通信。 特别是，基础结构14可以包括VOIP网关28，按照本领域已知的原理，其逻辑模 块30用于与协调基础结构元件20以及公共交换电话网(PSTN)32进行通信。协调 元件20和VOIP网关28间的通信可以通过IP，而VOIP网关28和PSTN 32间的通 信可以通过像ISUP这样使用物理系统的信令协议，物理系统如称为SS7的系统。 而PSTN包括一个或多个像电话或调制解调器这样的陆线设备34，用于完成目标无 线电话12和陆线设备34间的通信路径。

此外，目标无线电话12可以与基于因特网的通信设备36进行通信，基于因 特网的通信设备36如个人计算机(PC)、数据服务器、内联网入口或其他计算机。 基于因特网的设备36与使用IP的协调基础结构元件20进行通信。

更进一步的是，基础结构14可包括接口元件38，其逻辑模块40用于与基础 结构14内的协调元件20进行通信，并且与基础结构14外的无线通信系统42进行 通信。例如，接口元件38可以是移动交换中心(MSC)或网关。接口元件38和协调 元件20之间的通信可以使用IP，而接口元件38和其他无线/蜂窝系统42间的通 信可以使用IS-41协议或IP。

考虑到上面对本发明结构的总体说明，应该理解，本发明的逻辑是按照下面 讨论的流程图在图1所示的结构上执行的。这里的流程图说明了包含在计算机程序 软件中的本发明逻辑的结构。本领域的技术人员会理解，这些流程图说明了按照本 发明起作用的逻辑元件的结构，譬如计算机程序代码元件或电子逻辑电路。显然， 本发明在其基本实施例中用一机器元件来实现，该机器元件以指示数字处理装置 (即计算机、控制器、处理器等等)执行与图示对应的一系列功能步骤的形式来提供 逻辑元件。

换言之，该逻辑可以包含在计算机程序中，该程序由基础结构元件16内的处 理器所执行，作为一系列计算机或控制元件可执行的指令。这些指令可以驻留在如 RAM中，或在硬盘驱动器或光盘驱动器上，或者这些指令可以存储于磁带、电子只 读存储器或可被动态地改变或更新的其他适当数据存储设备上。

现在参照图2，示出了当目标无线电话12设置呼叫时执行的逻辑。从步骤44 开始，在电话12和第一元件16之间，即在电话12和本发明的虚拟IP端点之间建 立了使用适当空中(OTA)协议的通信。在一个示例性的非限制实施例中，步骤44 中的处理可以包括按IS-95协议从电话12接收一CDMA协议始发消息，然后作出响 应，通过按照本领域已知的原理把基于IP的会话始发协议(SIP)消息从第一元件 16发送到基础结构14内的其他适当服务器元件，而基本上将该始发消息变换为IP。 这些SIP消息可以确认电话12的位置并且与所指受信者的端点建立通信。在受信 者为第二无线电话22的情况下，在由元件16、24建立的虚拟端点之间建立IP通 信。

继续到步骤46，基础结构14连接到使用上述公开基础结构14内的IP消息传 递的受信者设备。在第二无线电话22为受信者的情况下，第二元件24与使用OTA 协议消息的电话22建立通信。反之，当受信者为基于因特网的通信设备36时，按 照本领域已知的原理在设备36和基础结构14间建立IP通信。另一方面，当受信 者为蜂窝系统42时，在基础结构14和使用IP或像IS-41这样本领域已知的其他 协议的系统42之间建立通信。更进一步，当联系到陆线34时，在基础结构14和 使用像ISUP这样本领域已知协议的PSTN 32之间建立通信。同样，如图2所示， 向电话12分配了一个IP地址。下面将参照图4和5进一步讨论怎样分配IP地址 的细节。

一旦建立了通信，处理就可以执行并行的任务步骤48和52。步骤48中，OTA 分组，譬如来自无线电话12的OTA语音分组，被变换或者转换成虚拟IP端点处的 IP，虚拟IP端点即元件16。为了作出该变换，适当地重排OTA语音分组的内容以 符合IP分组要求。一般而言，由于OTA语音分组小于IP分组并且通常小于IP分 组的头部，因此可能把几个OTA分组组合成单个IP分组，然而这可能并不必要， 特别是在等待时间密集的应用中。IP中的信息可以代表语音、数字数据、数字化 图像数据或者其他数据类型，在步骤52中，该信息可以通过基础结构14被发送至 受信者。

同样，在步骤52中，代表在受信者设备处始发信息的IP分组经过基础结构 14，并且被第一元件16即被虚拟IP端点转换成OTA分组。OTA分组在步骤54中 被发送至电话12。从IP到OTA协议的变换是把OTA分组转换成IP分组的过程的 反转，即适当地把每个IP分组分成一组较小的OTA分组以符合电话12所使用的 OTA协议。

图3示出在联系电话12时调用的逻辑。从步骤56开始，基础结构接收对电 话21的呼叫请求。步骤58中，按照本领域已知的定位原理如，全球定位卫星或已 知的网络技术，确定电话12的位置。一般而言，由被一个或多个基站所检测的电 话12来建立该位置，其中最近的正在检测的基站位置是已知的。步骤60中，呼叫 请求通过IP被发送至虚拟IP端点(即第一元件16)。

移至步骤62，与电话12建立OTA协议通信。然后，按照上述原理，在步骤 64和66中，来自电话12的OTA协议分组被转换成IP并且通过基础结构14被发 送。同样，按照上述原理，在步骤68和70中，代表指向电话12的信息的IP分组 被转换成OTA协议分组，并且在空中被发送至电话12。

图4示出通过为电话12分配一临时IP地址而寻呼电话12的一种方法。“寻 呼”一般是指“联系”或“周期性地建立连接”。从步骤72开始，按照本领域已 知的原理确定电话的位置。移至步骤74，已经被分配给接收虚拟IP端点(如分配 给与电话12最接近的BTS)的IP地址与电话12相关联。该地址以查找表形式被记 录在基础结构14内，作为电话12的地址。“IP地址”是指在识别IP分组所针对 的受信者时有用的地址。这可以包括常规的IP地址字符串和/或与该字符串相关的 字符地址。在一个非限制性的示例中，字符地址可以是电话12的电话号码，其后 附着一IP标识符，如 5551212@qualcomm.com。更常见的是，IP地址可以包括像 电子序列号这样的无线设备标识。

接着，如果在步骤76确定电话12已经移入另一BTS的区域内，则处理继续 到步骤78，把分配给新BTS的IP地址与电话12相关联。在任何情况下，当接收 到对电话12的呼叫时，处理继续到步骤80以寻呼电话12。寻呼消息可能包括在 使用现有蜂窝基础结构协议寻呼蜂窝设备时通常由MSC传递至BTS的内容。这些内 容可能包括目的地无线电话12标识符和与期望通信有关的细节。BTS可能随后把 OTA寻呼消息发送至电话12。

一旦电话12对该寻呼应答，就如上所述地建立通信，使用电话12的临时IP 地址通过基础结构14路由IP信息。即，指向电话12的信息与电话12的IP地址 相关联，然后被发送至虚拟IP端点，用于在那里被转换成OTA协议并被发送至电 话12。

虽然图4的逻辑提供了高度有效的寻呼过程，图5示出使临时IP地址到系统 10内的无线电话的分配最小的方法，因此使把IP地址分配给无线电话所必须使用 的消息数量最小。从步骤82开始，确定了无线电话12的位置。继续到步骤84， 电话12与一IP地址相关联，该IP地址是被分配给不止一个虚拟IP端点的多点传 送地址，如被分配给一组BTS或其他这样的元件的地址，或者它是单个BTS地址的 集合。在该实施例中，寻呼消息被发送至与电话12相关的多点传送地址，即被发 送至多点传送组内的每个BTS。然后，多点传送组内的虚拟IP端点把OTA寻呼发 送至无线电话12，并且在基础结构14和无线电话12之间建立通信。

由于被发送至多点传送地址的寻呼消息的内容指定了目标无线电话12，因此 单个IP多点传送地址可以与多个无线电话相关联，从而简化了系统10上的跟踪要 求。如上所述，“多点传送地址”根据需要可以是一组单个基站地址。在寻呼成功 后，电话12被分配到第二唯一的IP地址，数据分组将被路由至该地址。IP地址 是被处理呼叫的BTS分配的。

虽然这里示出并详细描述的特定“用于寻呼IP上语音的系统和方法”完全能 达到上述本发明的目的，然而应该理解，它是本发明的一个优选实施例，因此代表 了本发明宽泛构想的范围，本发明的范围完全包含有对本领域技术人员显而易见的 其他实施例，因此本发明的范围仅受所附权利要求的限制，权利要求中除非特别指 明，单数元件并不是指“一个且仅有一个”，而是指“一个或多个”。上述优选实 施例的元件的所有结构和功能的等价形式对本领域的普通技术人员而言都是已知 的或者稍后变得已知，它们特别结合于此并且被所附权利要求所包含。此外，设备 或方法不必解决本发明试图解决的每一个问题，因为这被权利要求所包含。而且， 本公开内容中没有一个元件、组件或方法步骤是专用于公众，而不考虑该元件、组 件或方法步骤是否在权利要求中特别指明。这里没有一个权利要求要素要被视为在 35 U.S.C.§112第六段的规定下，除非用短语“用于...的装置”特别指明该要素， 或者在方法权利要求的情况下用“步骤”而不是“行为”特别指明该要素。

                            发明背景