从号码图表谈数字语音用户收号问题

2015-03-24余辰东

电信工程技术与标准化 2015年3期

关键词：信令号码按键

余辰东

（中兴通讯股份有限公司上海研发中心，上海 201203）

从号码图表谈数字语音用户收号问题

余辰东

（中兴通讯股份有限公司上海研发中心，上海 201203）

用户拨号是语音业务的重要环节，接入网完成用户收号，并配合交换设备实现语音呼叫功能。通过对用户拨号实现方式的梳理，并比较其在传统电路交换网络以及数字语音网络中的区别。报告了数字语音网络中3种不同的收号方式及其之间的关系，并对按号码图表收号进行了重点研究，通过典型交互信令分析了影响按号码图表收号效率的匹配模式、定时器等重要因素。依据上述因素报告了如何构造号码图表，并结合工程应用实例进行了探讨总结。

媒体网关控制器；媒体网关；号码图表；用户收号；匹配方式

1 用户拨号概述

在语音业务中PSTN（公共交换电话网）用户发起呼叫需要首先拨打被叫号码。处于通信网络边缘层的接入设备负责接收用户拨号并送交上层交换设备LE（VoIP网络中为媒体网关控制器MGC/软交换SS）处理。上层设备完成号码分析后控制相应话路接续。

某些业务在通话过程中，用户可再次按键进行业务选择（即二次拨号）：用户在话路接续后按业务服务商（如10086）的语音提示进行拨号。对已经完成话路接续的交换设备而言，用户的二次拨号作为普通业务透传到业务服务商，由服务商设备收号，并触发相应流程。

2 MG下PSTN用户收号

随着NGN（下一代网络）的不断发展，VoIP（数字语音）业务逐渐取代传统语音业务。NGN网络中，基于H.248协议（一种ITU-T定义的媒体网关控制协议）的媒体网关（MG）将电路交换网承载的语音业务转换为分组网中的媒体流；MGC/SS完成呼叫控制、协议处理等功能。与PSTN用户收号不同，NGN中收号是由MG在MGC/SS控制下完成：MG上报用户摘机后，由MGC/SS下发DigitMap（号码图表）；MG按照号码图表的收号规则进行匹配及收号，并上报给MGC/ SS进一步处理。即MG设备除号码传输外还需承担部分收号分析功能。

MG有3种可选的收号方式：（1）按号码图表收号；（2）拨键检测收号；（3）通过媒体服务器收号。在呼叫的不同阶段，分别采用不同的收号方式：主叫摘机发起呼叫时采用第1种方式接收用户所拨号码，二次拨号则采用第2种方式；某些终端摘机后自动拨出接入码，其后再手工拨出其他号码，接收接入码时采用第1种方式，其后号码串采用第3种方式。可见按号码图表收号是基础收号方式，是其他方式的前提条件。其余两种收号方式说明如下。

2.1 拨键检测收号

当MGC期望逐个接收用户按键时，会通过H.248信令向MG下达拨键检测的事件描述符，用以指示MG检测用户的单个拨键。MG收到用户拨键后直接上报给MGC，MG无需匹配用户所拨号码，由MGC对收到的用户拨键进行处理。典型信令如下：

（1）MGC下达拨键检测指示，要求MG检测用户的单个拨键，tonedet/std表示检测用户单个DTMF按键；{tl=*}中的*号通配所有的DTMF按键。信令如下：

！/1 [10.54.253.2]：2944 T=708345953{C=-{MF=A7{E=823468613{tonedet/std{tl=*}，al/*}，SG{}}}}

（2）MG报告用户拨键事件，MG向MGC报告检测用户的DTMF拨键，tonedet/std之后的{tid=d1}表示这次检测到的DTMF拨键是“数字1”。信令如下：

！/1 [10.54.51.4]：2944 T=5175{C=-{N=A7{OE= 823468613{20140107T03583300：tonedet/std{tid= d1}}}}}

2.2 通过媒体服务器收号

通过媒体服务器收号指在MG与媒体服务器通过H.248完成媒体协商后，通过媒体流把用户拨键信号传送到媒体服务器，再由媒体服务器从媒体流中提取拨键信号并上报给MGC。这种方式收号时，必须采用媒体服务器能够识别的DTMF转发模式；且由于号码通过媒体流传送，所以信令中无法看到用户所拨号码，即无法直接跟踪用户实际按键动作。

3 按号码图表收号

当MGC/SS期望用户输入号码（包括单个按键）时，可以通过H.248信令向MG下发号码图表，指示MG收到用户按键后按号码图表进行号码匹配，并上报号码串与匹配结果。

3.1 典型交互信令

（1）MGC/SS下达收号指示：！/1 [10.54.253.2]：2944 T=708404612{C=-{MF=A15{E=706747661 {dd/ce{DM=dmap1}，al/*}，SG{cg/dt}，DM= dmap1{([2-6]xxxxxx|8xxx|8xxxxxxx|9445xxxxxx| 6000xxSxx|13xxxxxxxxx|0xxx|200|201|5020|5021|9x xxx|100xxS[12][03-9]LxxF|E|F|x.F|[0-9].L)}}}}

该信令中，MGC/SS通知MG向用户送拨号音，并按照号码图表进行收号。DM=dmap1{…}为下发号码图表的具体内容，包含所有可能的号码模式，MG收号将根据此表进行匹配。

（2）MG完成收号并按号码图表规则报告号码串匹配结果：！/1 [10.54.9.31]：2944 T=5531{C=-{N=A15 {OE=706747661{19700205T06170200：dd/ce{ds= "5021"，Meth=UM}}}}}

该信令中，MG向MGC/SS报告用户所拨号码及匹配结果。ds=“5021”为所拨号码，UM表示用户号码与号码图表明确匹配（只与号码图表中唯一的号码模式完全匹配）。

3.2 号码匹配规则

MG收号后，用户按键信息顺序存放于“当前拨号串”变量中。拨入新号时，新的“当前拨号串”将与候选号码模式匹配。拨号事件未结束前，H.248协议按如下规则进行处理：

（1）“当前拨号串”起始值为空。初始模式集合包括号码图表中规定的所有号码模式；

（2）每拨一号，设置一个定时器等待下一拨号事件。当定时器超时，若与某个号码模式完全匹配（FM），则报告“定时器超时，完全匹配”；若无法与号码模式集完全匹配，或没有号码模式可以匹配，则报告“定时器超时，部分匹配（PM）”。

（3）若定时器超时前检测到拨号事件，则将其映射成号码字符并加入当前拨号字符串中，与所有候选号码模式相比较。若拨号字符串不匹配，则从号码模式集中删除。

（4）若只剩一个候选号码模式且完全匹配，则产生UM事件。若无候选号码模式匹配，则将最近事件从当前拨号字符串中删除。若检测到最近的拨号事件之前，有一个候选号码模式完全匹配，则产生完全匹配的完成事件，否则产生部分匹配的完成事件。

（5）若前4步均未报告完成事件（即模式集仍包含多个模式），则返回到第2步进行处理。

3.3 长匹配优先与短匹配优先

号码图表经常会出现号码模式之间的相容问题，即号码模式A包含号码模式B。当用户所拨号码串与号码模式B完全匹配时，对号码模式A来说仅为部分匹配，若用户希望按短匹配优先，立即上报与号码模式B匹配的结果，而其他用户可能希望按长匹配优先，等待与号码模式A的更好匹配结果。因此MG设备应具备长匹配优先或短匹配优先的配置能力。

当所拨号码与号码模式B完全匹配而与号码模式A部分匹配时：若配置了长匹配优先，则启动位间定时器，定时器超时后报FM；如果配置了短匹配优先，则立即上报UM。

在本节所列典型交互信令的号码图表中，8xxx| 8xxxxxxx之间即存在相容关系。当收号为812，则部分匹配8xxx，即ds＝"812"，Meth＝PM。若收号为8123，由于除完全匹配8xxx外，仍可能与8xxxxxxx匹配，当采用短匹配时则立即上报ds＝"8123"，Meth= UM；当采用长匹配时，超时后上报ds＝"8123"，Meth＝FM。若收号为81236789，当采用短匹配优先时，与8xxx匹配后立即上报号码（按键6789被丢弃），即ds＝"8123"，Meth＝UM；当采用长匹配优先时，在用户拨号8123与8xxx匹配后仍会等待收号，因此用户拨号81236789能且只能与8xxxxxxx匹配，即ds＝"81236789"，Meth＝UM。

由此可见号码图表中若存在相容关系，将导致拨号匹配较为复杂，且由于需要等待后续收号，增加收号完成时间，影响用户感知。即号码图表中应尽量避免出现模式相容。

4 号码图表中的定时器规则

与号码图表相关的定时器包括：T（初位定时器）、L（长定时器）以及S（短定时器）。初位定时器是拨号前等待定时器，预防用户摘机后久不拨号；长/短定时器又称位间定时器，即用户拨号过程中连续两位号码之间的拨号定时器。

4.1 初位定时器

初位定时器是听到拨号音到第一位拨号间的最大时间间隔：MG收到收号事件检测指示后，启动该定时器，等待用户拨第一个号。若定时器超时仍未拨号，则MG上报空号给MGC，匹配结果为PM，且用户听忙音；若定时器超时前拨键，则取消定时器，接收用户后续拨号。

4.2 位间定时器（长定时器、短定时器）

拨号过程中在当前所拨号码串找到明确匹配的号码模式前，每次按键均会启动位间定时器，等待下次用户拨号。若位间定时器超时，MG将当前已接收号码串报给MGC/SS，匹配结果是PM或FM；若位间定时器超时前收到新按键且未明确匹配，则启动新的位间定时器。

位间定时器包括长/短定时器，以区分超时长短，分别通过L与S表示。位间定时器可在号码图表中明确指示。如号码模式100xxS[12][03-9]LxxF，收到10086后启动短定时器继续收号，当收到1008618后则启动长定时器等待继续收号。若号码模式未明确指示定时器类型，则重复符通配的按键采用短定时，其他号码间缺省为长定时。但若号码串中加短定时器，则其后号码均采用短定时，如6000xxSxx，第6、7位号码以及第7、8位号码之间最大时间间隔均为短定时器。

长短定时器应根据工程实际应用以及对接设备支持情况进行设置，一般情况下推荐长定时器设置不超过16 s，短定时器设置1～3 s为宜。

5 号码图表构造

号码图表应包含所有可能的拨号事件，对所有拨号事件产生对应的匹配，通过通配符简化号码图表，通过定时器设计提升用户收号效率，并对异常事件（久不拨号等）进行预防。

5.1 号码图表构造原则

（1）号码图表应满足H.248协议中的语法规定：由一系列字符串（包括数字和字母）按一定逻辑结构组成，并与其适用终端上的事件描述符所指定的事件相对应。

（2）号码图表应包含所有可能的用户拨号模式，如各类本地、长途、移动及特服业务模式。号码模式可使用通配符放宽限制，防止号码模式限制太紧导致收号故障：如用户收号“*6666*12345#”，可设计号码图表为“E6666E12345F”（E/F在号码图表中分别表示用户按键*/#）以实现精确匹配。为放宽限制并简化号码图表，上述图表可设计为“ExxxxExxxxxF”，并进一步简化为“Ex.Ex.F”（x通配所有数字，.表示之前事件多次重复）。

（3）号码图表应尽量避免相容模式。若相容模式无法避免，建议MG使用长匹配优先。若相容模式可进行合并，多余位间应使用短定时器：如“8xxx|8xxxxxxx”可合并为“8xxxxxxx”，并在第4、5位间使用短定时器，以缩短拨号时间，即修改号码图表为“8xxxSxxxx”。

（4）号码图表不应过长，协议规定最大长度为1024；号码图表亦不应过短，过于简单容易出现无法完全匹配的情况。应保证包含所有号码规划，并通过“[]”覆盖号码特定位可能的数字，特别是局码或号码初始位：如国内三位长途区号010、02X，可合并为0[12]x，从而减少号码图表长度。为覆盖所有可能拨号业务，号码图表应兼容类似x.或[0-9EF].这种无限长模式；同时为尽快上报用户收号，应将[0-9EF].修改为[0-9EF].S，并设置短定时器为1～3s。

（5）如上所述，使用定时器可提高收号效率，但需考虑不同用户拨号动作区别：短定时器在拨号按键动作较慢时，容易引起超时导致MG收号不全，应根据实际情况进行灵活调整。

5.2 号码图表构造实例

遵循上述号码图表构造原则，同时结合号码规划按现网实际情况设计号码图表。实际号码图表举例如下：

（1）上述号码图表长度为787，满足最大长度为1024的要求，所有MG设备均应支持。

（2）上述号码图表中包括新业务/特服业务号码，由数字及功能键（*、#）组成：前者如[EF][EF0-9][0-9E].F|FF；后者号码一般较短，如12[13]xx|163xx|200；本地号码，含固话及移动号码：如 6168xxxxx|1[3458]xxxxxxxxx；长途号码，含长途区号+本地固话及0+手机号码：如 010xxxxxxxx|02xxxxxxxxx|037[179] xxxxxxxx||01[3458]xxxxxxxxx等。

（3）通过几类号码模式的分别构造组成号码图表，包含所有可能的用户拨号。以长途固话为例，号码图表中需要包含所有区号，同时为简化图表应对区号进行合并。如浙江省长途区号包括057X号段，可简化合并配置号码图表为057[0-9]，本地号码以通配符x表示。由于省内不同地区号码长度可能不一致（7位或8位），需保证号码模式之间不出现相容，因此将此号码模式拆分为057[1345679]xxxxxxxx|057[028]xxxxxxx。

（4）为解决号码图表可能出现的无法匹配问题（如本号码图表中未包含国际长途匹配模式），一般会增加通用兼容模式x.。但由于此模式会与所有号码模式相容导致收号较慢，应使用短定时器或在号码后加拨#键（F表示）以实现立即上报，号码模式如：x.S|xx.F。

（5）由于号码图表随现网号码实际情况变化（如号码升位）而变化，因此对号码图表的维护是一个动态过程。在维护该表中也应遵循上述原则并加以灵活变化，以保证收号效率。

6 号码图表工程应用

某地MG下用户拨打长途电话（如0776870****，11位号长）时，呼叫失败听忙音。由于MG注册正常，且呼叫失败只涉及用户某类拨号，因此确认业务转发通道正常。其问题本质是MG用户收号与号码图表匹配存在问题，跟踪信令发现MGC/SS下发的号码图表如下：

DM=dmap1{([2-8]xxxxxx|13xxxxxxxxx|0x xxxx|0xxxxxx|0xxxxxxx|0xxxxxxxx|0xxxxxxx xx|[0-3]xxxx|4xxxxx|44453|[5-9]xxxx|1[0124-9] x|E|F|x.F|[0-9].L|20[0-1])

用户所拨长途号码（如0776870****，11位号长）在号码图表中只能与[0-9].L完全匹配。据此号码模式定义，用户拨号与该模式匹配后须等待长定时器超时方可将号码上报MGC/SS。信令跟踪发现拨号16 s后，MGC/SS下发忙音事件导致收号失败。经分析故障原因为MG启用了长匹配优先且长定时器设置时长大于16 s，而在定时器超时前MGC/SS已经下发忙音结束呼叫，导致MG未上报拨号事件。此问题的解决方法有以下几种：

（1）设置MG长定时器时间小于16 s（如14 s）：当MG长定时器超时后，按号码图表规则上报用户所拨号码，即在MGC/SS未送忙音之前完成收号，继续呼叫接续过程；

（2）号码图表中增加号码模式“0xxxxxxxxxx”，实现与11位长途号码的完全匹配；

（3）用户拨号后加拨“#”键，实现与号码图表中“x.F”号码模式的完全匹配，直接上报MGC/SS完成呼叫接续。用户加拨的“#”键将在上层设备中丢弃。

若MGC/SS支持逐位收号，亦可采用如下方法：MG采用短匹配优先方式，在收到用户部分号码后与号码图表中“0xxxxx”匹配后先上报，其后号码按拨键检测收号方式完成上报。

7 结束语

号码图表作为MG中的拨号方案，用于检测和报告在终端上接收的拨号事件。VoIP用户收号是否成功且收号效率高低与否，均与合理的号码图表设计密切相关。只有通过对号码模式的合理规划、拨号事件的全面覆盖，通配符及定时器的灵活应用，才能保证号码图表的匹配精确、规模适度以及扩展良好，并进而为VoIP用户呼叫成功奠定基础。

[1] YD/T 1264-2003 IP电话/传真业务总体技术要求（第二阶段）[S].

[2] YD/T 1292-2003 基于H.248的媒体网关控制协议技术要求[S]. [3] YD/T 1518-2006 IP电话接入设备互通技术要求和测试方法-H.248协议[S].

News

中国移动携手荷兰皇家电信完成全球首例基于RAVEL方案的VoLTE国际漫游测试

2月28日，中国移动携手荷兰皇家电信（KPN）完成了全球首例基于IMS架构下RAVEL（LBO VR）方案的VoLTE高清音视频国际漫游测试，该方案为GSMA定义的标准VoLTE漫游方案之一。至此，中国移动已联合国际运营商完成了全部三种VoLTE漫游方案的高清音视频通话测试。与前期测试方案相比，RAVEL方案更好地继承了传统2/3G漫游的用户面路径与网间结算方式，有利于国际漫游业务的推广，同时在部分场景下降低了用户通话过程中的时延与抖动，使用户能体验到更自然、更清晰的VoLTE音视频服务。

3月2日，在世界移动通信大会期间（MWC），中国移动展区对该项测试结果进行了展示。基于RAVEL方案的VoLTE国际漫游用户接通等待时延约4.1～5.4 s，较现有2G/3G语音漫游用户的接通等待时延缩短约1～6 s。本次测试基于商用IPX网络，采用VoLTE专用承载提供QoS保障，实现了漫入、漫出部分场景下VoLTE用户之间的高清音视频通话。

中国移动此前已于2014年6月、10月与韩国KT、荷兰KPN分别完成了基于4G数据漫游架构的S8 HR方案和基于IMS架构的LBO HR方案的VoLTE高清音视频国际漫游测试，为确定VoLTE国际漫游标准架构提供了有利支撑。2014年10月，中国移动携手欧美亚十余家运营商在GSMA发起成立了VoLTE/RCS全球漫游互通测试工作组，并担任主席单位。后续将依托该工作组与日本DoCoMo完成S8 HR方案的VoLTE漫游测试，与韩国SKT、KT、德国电信等开展RAVEL方案的VoLTE漫游测试，这些工作有望为VoLTE/RCS全球漫游互通商用验证奠定坚实基础。

（来源：中国移动通信集团公司)

Discussion about number receiving problems of digital voice users through digitmap

YU Chen-dong
(ZTE Corporation, Shanghai 201203, China)

User dialing is a very important link in voice service, the access network fulfi ls user number receiving and cooperates with LE (Local Exchange) to realize the voice call function. Through combing user dialing methods, we compared the difference in traditional circuit-switched network and digital voice network. The application of three different user number receiving modes and the relationship among them in the digital voice network had been reported. We focused on the user number reception according to the digitmap. Through the typical interactive signal, we analysd the important factors affecting the digitmap effi ciency which includes matching mode, timer and so on. On the basis of the above factors, we reported how to construct the digitmap, and we had carried on the discussion and summary combined with engineering application.

MGC; MG; DigitMap; number receive; match mode

TN915

1008-5599（2015）03-0086-06

2015-01-07