随着IP网络的迅速发展，以H.323协议和SIP（会议发起协议）作为呼叫控制协议的IP电话被大量使用。由于IP网络良好的多媒体特性及低廉的资费，传统模拟电话的地位收到IP电话的巨大挑战。IP电话中，SIP话机凭借着SIP协议的简单、灵活及很好的扩充性，正得到越来越广泛的应用。
鉴于目前模拟电话仍然是人们进行通信的常用手段，研究如何实现传统模拟话机与基于IP网络的SIP话机之间的互联互通仍具有重要的现实意义。这也是电信领域向全IP化发展的关键问题。本文给出在IP网络中，利用SIP服务器系统使得传统模拟话机与SIP话机能够互通的解决办法。
2、模拟电话与IP电话的网络结构
PSTN(公共交换电话网络)与IP网络的互联网结构如图1所示。

图1中的虚线框内为SIP服务器系统。为了实现PSIT与IP网络的互联，SIP服务器系统需要完成三种网元的功能：PSTN交换机、IP服务器（代理服务器、注册服务器）和网关（信令网关、媒体网关）。2.1 PSTN交换机功能
PSTN交换机一端连接各种终端（包括固定电话、移动电话、传真机等），另一端连接网络网关。PSTN交换机主要由用户接口、中继接口、数字交换网、信号设备、控制系统和操作维护等几大部分组成，主要功能是完成PSTN网络信令的产生、处理、传输及PSTN链路的接续。
2.2 SIP服务器功能
涉及到SIP服务器主要有：
注册服务器，完成用户设备的注册，对相关的AOP（记录地址）进行激活、解激活。
状态服务器，完成对用户逻辑状态的维护、管理，涉及SIP Presence(呈现)服务。
代理服务器，完成SIP消息的路由及转发成功，涉及本地电话号码的E.164转换、DNS(域名系统)服务、防火墙穿越及呼叫控制等功能。
2.3 网关功能
网关可分为网络网关和企业网关。前者负责电信PSTN交换机与SIP服务器的互联，后者负责企业PBX(用户级交换机)与SIP代理服务器的互联。两种网关都具备媒体网关功能与信令网关功能。
媒体网关功能比较简单，主要完成传统Ps12q 网络中TDM(时分复用)与IP网络中各种编码格式 的RTP(实时传输协议)流之间的转换，该功能由 SIP服务器中的媒体子系统实现。也可以如SIP—T 中所定义的，直接将PCM(脉冲编码调制)数据作为 RTP/Audio．Video Profile 0(AVP)来传输。 信令网关的功能与媒体网关相比较为复杂，其 实现方式有两种：a)PSTN信令与SIP信令间的直接映射关系。b)在SIP信令中内嵌PSTN信令。
如果采用第一种方法．在PSTN信令向SIP信令进行映射时，会产生信息丢失；而在SIP信令向PSTN信令转换时，要求网关能够自动填充默认参数。SIP服务器采用这种方法来实现各半呼叫信令之间的互联互通
采用第二种方法能够避免当某些消息(如 CSTA消息)与SIP消息中不存在直接的映射关系时所产生的信息丢失，但在这种方法下的网关设计要复杂得多。SIP服务器中采用这种方法来封装外部业务子系统的CSTA(计算机支持的电信应用服务)消息。
3、模拟电话与SIP电话的通话流程分析
 

图2描述了本地模拟话机通过拨打电话号码呼 叫远端SIP终端的场景。该场景涉及的流程有：SIP 终端注册流程、号码分析流程、媒体转换流程及呼叫 流程。如图2所示，由于主、被叫分别位于各自的子 网内，且都有各自的防火墙，所以还会涉及到E．164 号码转换、ENUM(电话号码映射)服务(DNS查询) 和防火墙穿越(NAT与STUN服务)。下面对涉及的流程进行详细分析。
3．1 注册流程
在呼叫开始之前，SIP终端必须通过DNS流程到其外出代理服务器，并向其中的注册服务器(位 于SIP服务器系统中)进行注册。SIP终端向注册服 务器发送REGISTER消息进行注册，注册服务器收 到该消息后，根据消息中的信息，更新相关的记录地 址，将对应设备注册为激活状态，并向SIP终端发送 200 OK消息。完成注册流程。
3.2 号码分析流程
号码分析流程涉及ENUM服务．ENUM服务会将拨打的电话号码转换成域名，并构建相应的DNS查询请求。如果模拟电话拨打的是完整的、符合E.164格式的全球统一电话号码时，SIP服务器直接将该号码作为tel URI(通用资源标识)或者SIP URI的用户部分。进行DNS查询流程：如果模 拟电话拨打的是本编码区域内其他子网内的号码 时。会根据相应的配置，补齐E.164全球统一号码中的编码区域号部分和国家代码部分．然后再进行DNS查询流程。经过一系列的DNS查询后，数据库子系统会告知模拟话机出呼模块应该将请求消息发送至哪里(一般为对端的外出代理服务器)进行进一步处理。
3.3 媒体转换流程
模拟话机出呼模块与SIP半呼叫模块首先分别 创建TDM半呼叫实例与VoIP半呼叫实例，并与本 地的半呼叫双向连通。当呼叫成功建立之后，主/被叫半呼叫各自建立向对端半呼叫的连接，完成呼叫 的双向接通。其过程如图3所示。




在TDM半呼叫实例与VoIP半呼叫实例双向连通之后，DSP(数字信号处理器)完成TDM(时分复用)数据流(G.7l1)与RTP(实时传输协议)数据 流(G.7XX)之间的相互转换。TDM半呼叫实例收到模拟话机半呼叫模块发来的TDM数据流后，进行G.711解码形成线性码。 经回声消除后发向VoIP半呼叫实例：VoIP半呼叫 实例对线性码进行回声消除处理后，根据呼叫建立过程中协商的编码格式，，调度相应的算法模块将线性码编码成指定的编码格式后发送至SIP半呼叫。反向过程与此类似。
3.4 呼叫流程
假设主叫为模拟电话(采用模拟话机模拟用户 信令)．被叫为SIP终端，主叫通过拨打分配给被叫的电话号码(可转换为E.164号码)来呼叫远端的SIP终端。整个流程可细分为以下几个阶段：
a)摘机起呼阶段：当模拟用户摘机，其与SIP服 务器用户线插卡间直流环路的电压产生变化，触发 模拟话机半呼叫模块发送摘机消息，该消息经管理 模块后分发至模拟话机出呼模块，模拟话机出呼模 块收到该消息后，首先向数据库子系统发送设置状 态消息，设置相关模拟话机端口的状态并获得该端 口所对应的主叫TDM时隙号。同时向BFXS(外围 交换用户话机接口)模块发送摘机响应消息。
b)放拨号音、DTMF(双音多频)收号阶段：模拟话机出呼模块向数据库子系统发送申请资源消息， 申请DSP时隙资源．下行发送拨号提示音．上行接 收DTMF拨号。数据库子系统收到该请求后，从 DSP资源队列中找到一个空闲资源将其分配给该 模拟话机出呼模块并进行相应的标记。模拟话机出 呼模块获得响应后向媒体子系统请求创建DSP实 例。实例成功创建后，向数据库子系统通知，分别接 通上/下行链路。当接收到主叫拨打的第一个号码时，通知媒体子系统修改DSP实例下行链路的属性，停止拨号音的发送，而上行链路继续接收DTMF 号码。每收到一个号码都会调用数据库子系统的号码分析接口，直到号码分析成功为止。
C)号码分析阶段：数据库子系统收到拨号消息后，首先通过默认值将该电话号码补齐为E.164格式的电话号码，并采用ENUM服务进行DNS查询， 将该号码映射成对端的SIP URI．映射完成后向模拟话机出呼模块返回结果
d)呼叫建立阶段：模拟话机出呼模块获得号码分析的结果后，得知对端为SIP终端，进入呼叫建立阶段。主叫半呼叫向被叫半呼叫发送建立消息，要求建立呼叫。被叫半呼叫模块(SIP半呼叫模块)接 收到该消息后，使用建立呼叫消息向主叫半呼叫返回被叫信息，并向媒体子系统发送创建消息创建VolP半呼叫实例，进行主叫识别及号码发送。VolP半呼叫实例创建成功后。SIP半呼叫模块向数据库 子系统发送连接消息要求接通与VolP半呼叫实例间的接续。同时根据消息中的信息．构建INVITE请求，开始与被叫(对端SIP终端)进行SIP的三次握手过程
由于SIP服务器位于防火墙之后，需要使用 STUN(NAT的UDP简单穿越)服务来分别获得 Contact及SDP经NAT(网络地址转换)穿越后所映 射到的公网IP地址及端口号。以便呼叫能够在不同的子网问正确建立。该场景要求两端在通过STUN 服务获得公网IP及端口后，就在各自的防火墙上进行Hole．Punching过程．建立地址及端口的NAT 映射关系及过滤准则，完成防火墙穿越。
当SIP终端收到INVITE请求后．同样会通过 STUN服务来获知本端Contact及SDP对应的公网地址及端口，并向主叫侧(SIP服务器)返回180 Ringing(振铃)消息，同时SIP终端开始振铃。
SIP服务器的SIP半呼叫模块接收到180Ringing消息后，向主叫半呼叫中的模拟话机出呼模 块发送振铃消息，提示被叫已处于振铃状态，触发模拟话机出呼模块向媒体子系统发送资源修改消息，申请修改DSP属性为下行放回铃音/上行不工作。 同时向被叫半呼叫模块发送连接请求。要求被叫侧接通话路，等待被叫摘机。
当SIP终端摘机时．会向SIP服务器的SIP半呼叫模块发送200 OK消息．表明被叫已经摘机应答。SIP半呼叫模块则以ACK消息向SIP终端进行响应，表明媒体协商已经完成，并用连接消息触发模 拟话机出呼模块向媒体子系统发送修改消息．请求修改DSP实例属性，接通TDM半呼叫实例向Voip 半呼叫实例方向的连接。同时SIP半呼叫模块也向 媒体子系统发送修改消息，要求接通VolP半呼叫实例向TDM半呼叫实例方向的连接，至此完成模拟话机半呼叫模块与SIP半呼叫模块之间的双向呼叫连接。
e)挂机释放阶段：这里假设对端SIP终端先挂机，向SIP服务器中SIP半呼叫模块发送BYE请求，SIP半呼叫模块收到后，立即以200 OK消息进行响应，并向模拟话机出呼模块发送释放消息，通知主叫半呼叫，告知呼叫已经结束，要求释放相关源。模拟话机出呼模块接收到该消息后，利用一条修
4、总结与展望
本文对当前提出的各种应用于WSN网络MAC协议的节能技术进行研究与分析，得出结论： 由于不同应用场合对网络的要求不同，对MAC协议来说。不存在一种适用于所有WSN网络应用的节能技术，也没有哪种节能技术在各方面明显强于其他技术。未来WSN网络MAC协议的节能策略必 将是各种节能技术的有效结合。在考虑各方面制约 的前提下，应最大限度延长网络的生命周期。本文认为，未来WSN网络MAC协议节能技术的进一步研究策略和发展趋势是：a)利用新兴的压缩传感技术 进一步提高数据融合的效率，减少帧的传送数量，降 低冲突的概率，降低能量消耗ob)利用新兴的社会感知技术协调节点间的工作关系，使节点的工作占空比、无线功率与周围环境相适应，提高协作效率，减少能量消耗。c)WSN网络针对不同的应用显示出了不同的网络特性。所设计的节能技术应该尽量确保MAC协议适应不同应用的各种流量模式。d)现有 研究成果的验证往往局限于仿真实验。或者是在实验室表现良好。但是缺少实际环境的验证。因此，未 来的MAC协议节能技术需要综合考虑实际拓扑、不对称链路和环境噪音等因素，研究基于真实物理通信环境的节能技术，提高WSN网络的实际部署能力。