CN109348079B - 一种适合于窄带无线网络的一对多群组分组话音实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适合于窄带无线网络的一对多群组分组话音实现方法，其特征在于，通过会话发起者节点进行一次通话一次控制的分布式控制方式，会话发起者节点生成群组通话标识，多目组播话音控制信令传输，无线信道采用广播方式发送话音业务。本发明可以在极窄带无线网络中进行不受节点数据量限制、不发生话音失真的一对多群组分组话音通信。

Description

一种适合于窄带无线网络的一对多群组分组话音实现方法
技术领域
本发明涉及窄带无线通信领域，更具体地，涉及一种适合于窄带无线网络的一对多群组分组话音实现方法。
背景技术
一对多群组话音即群组中一个成员的话音可以被群组中所有其他成员听到，其特点是呼叫建立时间短，说话时才占用信道，接听时只监听信道，接收方不需要摘机即可随时接听下行的呼叫信息。
目前，一对多群组话音业务的实现主要采用VOIP技术，即在终端和应用服务器间运行高层信令协议，把话音数据捆绑到IP链路上传输，也就是目前比较流行的POC(PTTover Cellular)业务。
POC业务的解决方案基于IMS，主要包含POC客户端、POC服务器、群组列表管理器、SIP核心网等部分。其中，POC客户端位于终端上，用以接入和使用POC业务。POC服务器提供POC会话处理，提供媒体的分发，呼叫控制权，SIP会话处理等功能，是POC业务实现的最重要的功能实体。群组列表管理器用于管理群组和列表信息；SIP核心网基于3GPP的IMS能力，主要包括一些SIP代理和SIP登记服务器，负责SIP信令路由，提供地址解析和寻址，支持SIP压缩等功能。
在IMS域实现的POC业务在呼叫控制、呼叫建立、通话权控制、信道共享等方面具有如下特点。
(一)集中控制
基于IMS的POC业务采用集中控制的方式，由POC服务器完成集中控制功能。POC服务器提供POC会话处理，媒体的分发，呼叫控制权，SIP会话处理等功能。
(二)呼叫控制信令
基于IMS的POC实现半双工呼叫，采用SIP协议建立呼叫。为减少信令单元在无线信道上的传输时延，通常会对SIP协议进行压缩处理，保证快速呼叫建立。
(三)通话权控制
通话权控制通常由POC服务器进行调度、协调和控制。POC的实现方式是上行信道抢占，每个组呼成员各自分配一个下行信道的方式，下行信道不能共享。
(四)信道共享
信道共享是在一对多的群组通话中，一个成员的话音可以被群组中所有其他成员听到，即POC终端将话音封装成RTP包传送给POC服务器后，POC服务器需要在前向信道上将这些RTP包分发给群组中其他用户。每个用户和POC服务器都是SIPSession，RTP的媒体通道。POC服务器在收到某个RTP媒体通道过来的RTP包后，只需要向其他媒体通道分发即可，由于是半双工通信，因此RTP服务器也不需要混音功能，从而保证了分发的速度和话音质量的均衡。
基于IMS的POC技术缺陷表现在两个方面：
(一)集中控制
基于IMS的POC采用集中控制的方式实现，会话处理，媒体的分发，呼叫控制权等功能均由集中部署的POC服务器完成，对于窄带无线网络，集中控制需要消耗大量带宽用于传输交互信令，影响系统性能。
(二)呼叫控制信令
基于IMS的POC采用SIP协议作为呼叫建立控制信令，逐个呼叫组成员，SIP协议单条消息占用带宽为kbps数量级，即使采用压缩算法单条消息占用带宽也需要500-600bps,在带宽为4.8kbps、9.6kbps等极窄带信道环境下，采用SIP协议逐个呼叫组成员将无法正常建立呼叫。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种适合于窄带无线网络的一对多群组分组话音实现方法。
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
本发明的首要目的是提供一种适合于窄带无线网络的一对多群组分组话音实现方法，本发明方法能够充分利用有限的无线网络资源完成一个成员的话音可以被群组中所有其他成员听到的一对多群组通话
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种适合于窄带无线网络的一对多群组分组话音实现方法，包括如下步骤：
S1:窄带无线网络中参加同一个一对多群组通话的所有节点设置成相同的成员列表；
S2:群组通话发起者节点网络控制器在每一次群组通话时生成本次群组通话标识和所有群组成员列表的会话信令；
S3:所述会话信令通过多目组播的方式在参加群组通话的节点间传输；
S4:收到会话信令的群组通话接收者节点网络控制器通过所述群组成员列表匹配本次群组通话到本节点话音手柄，并建立群组通话标识与话音手柄对应关系；
S5:所述群组通话发起者节点网络控制器生成包含所述群组通话标识的话音业务包，所述话音业务包以广播的形式在同一个子网内传输；
S6:所述群组通话接受者节点网络控制器收到所述话音业务包后，通过所述群组通话标识匹配话音业务到话音手柄播放。
进一步地，所述群组成员列表包括节点名称，群组编号，群组成员；所述节点的每一个群组编号对应一个本节点下的话音手柄，一次群组通话过程中话音接收者网络控制器通过群组成员列表匹配当前受话群组编号和话音手柄。
进一步地，所述信令包括以下字段：SourceIP表示会话发起方IP；GroupNo表示会话组号；VoiceDataLen表示话音长度；VoiceData表示话音数据。
进一步地，所述字段SourceIP包含字段数据量为4字节，字段VoiceDataLen包含字段数据量为2字节，字段VoiceData包含字段数据量由话音数据大小决定。
进一步地，所述群组通话标识组成方式为：SourceIp+GroupNo。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明方法通过一次通话一次控制的分布式控制方式，利用会话发起者节点生成群组通话标识进行标识群组通话，使得在4.8kbps、9.6kbps等极窄带无线网络可以进行不受节点数据量限制、不发生话音失真的一对多群组分组话音通信。
附图说明
图1为实施例1的网络拓扑图。
图2为实施例2的网络拓扑图。
图3为实施例3的网络拓扑图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
以下以三个实施例说明本协议运行的过程。在网络运行之前，应统一规划各网络站点的网络地址、话音群组等参数。本例中，窄带无线信道传输速率为9.6kbit/s。网络站点由话音手柄、网络控制器和无线信道设备组成，网络控制器实现协议的处理，通过通用的无线信道设备实现收发。
实施例1
1.网络控制器A、B、C和D属于同一个无线子网
网络拓扑如图1所示：网络控制器A、B、C和D属于无线子网1。网内各节点话音群组设置如表1所示：
表1网内话音群组设置表
Figure BDA0001824753630000041
当连接网络控制器A的话音手柄1按下PTT时，网络控制器A向B、C、D发送会话开始信令，信令通过无线1可以到达网络控制器B、C和D，信令格式如表2：
表2网络控制器A向网络控制器B、C、D发送的信令格式
Figure BDA0001824753630000042
网络控制器B、C、D收到会话开始信令后，通过群组成员匹配群组到相应话音手柄，并建立群组标识(SourceIp+GroupNo)与话音手柄对应关系。
当连接网络控制器A的话音手柄1开始发送话音时，网络控制器A向B、C、D发送话音数据，话音数据通过无线1可以到达网络控制器B、C和D，话音数据只需要在无线信道1进行一次发送即可，数据包封装格式如表3：
表3话音业务数据包格式
Figure BDA0001824753630000051
网络控制器B、C、D收到话音业务数据后，通过群组标识SourceIp+GroupNo匹配话音到相应手柄放音。
实施例2
2.网络控制器A、B、C和D属于两个无线子网
网络拓扑如图2所示：网络控制器A、B、C属于无线子网1，网络控制器A、D属于无线子网2。网内各节点话音群组设置如表7：
表7网内话音群组设置表
Figure BDA0001824753630000052
Figure BDA0001824753630000061
当连接网络控制器A的话音手柄2按下PTT时，网络控制器A向D发送会话开始信令，信令通过无线2可以到达网络控制器D，信令格式如表8：
表8网络控制器A向网络控制器D发送的信令格式
Figure BDA0001824753630000062
网络控制器D收到会话开始信令后，通过群组成员匹配群组到相应话音手柄，并建立群组标识(SourceIp+GroupNo)与话音手柄对应关系。
当连接网络控制器A的话音手柄2开始发送话音时，网络控制器A向D发送话音数据，话音数据通过无线2可以到达网络控制器D，话音数据只需要在无线信道2进行一次发送即可，数据包封装格式如表9所示：
表9话音业务数据包格式
Figure BDA0001824753630000063
网络控制器D收到话音业务数据后，通过群组标识SourceIp+GroupNo匹配话音到相应手柄放音。
实施例3
3.网络控制器A、B、C和D属于三个无线子网
网络拓扑如图3所示：网络控制器A、B属于无线子网1，网络控制器A、C属于无线子网2，网络控制器A、D属于无线子网3。网内各节点话音群组设置如表10所示：
表10网内话音群组设置表
Figure BDA0001824753630000071
当连接网络控制器A的话音手柄1按下PTT时，网络控制器A向B发送会话开始信令，信令通过无线1可以到达网络控制器B，信令格式如下：
表11网络控制器A向网络控制器B发送的信令格式
Figure BDA0001824753630000072
网络控制器B收到会话开始信令后，通过群组成员匹配群组到相应话音手柄，并建立群组标识(SourceIp+GroupNo)与话音手柄对应关系。
当连接网络控制器A的话音手柄1开始发送话音时，网络控制器A向B发送话音数据，话音数据通过无线1可以到达网络控制器B，话音数据只需要在无线信道1进行一次发送即可，数据包封装格式如表12所示：
表12话音业务数据包格式
Figure BDA0001824753630000081
网络控制器B收到话音业务数据后，通过群组标识SourceIp+GroupNo匹配话音到相应手柄放音。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适合于窄带无线网络的一对多群组分组话音实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:窄带无线网络中参加同一个一对多群组通话的所有节点设置成相同的成员列表，所述成员列表包括：节点名称，群组编号，群组成员；
S2:群组通话发起者节点网络控制器在每一次群组通话时生成本次群组通话标识和所有群组成员列表的会话信令；
S3:所述会话信令通过多目组播的方式在参加群组通话的节点间传输；
S4:收到会话信令的群组通话接收者节点网络控制器通过所述群组成员列表匹配本次群组通话到本节点话音手柄，并建立群组通话标识与话音手柄对应关系；
S5:所述群组通话发起者节点网络控制器生成包含所述群组通话标识的话音业务包，所述话音业务包以广播的形式在同一个子网内传输；
S6:所述群组通话接受者节点网络控制器收到所述话音业务包后，通过所述群组通话标识匹配话音业务到话音手柄播放。
2.根据权利要求1所述的一种适合于窄带无线网络的一对多群组分组话音实现方法，其特征在于，所述节点的每一个群组编号对应一个本节点下的话音手柄，一次群组通话过程中话音接收者网络控制器通过群组成员列表匹配当前受话群组编号和话音手柄。
3.根据权利要求1所述的一种适合于窄带无线网络的一对多群组分组话音实现方法，其特征在于，所述信令包括以下字段：SourceIP表示会话发起方IP；GroupNo表示会话组号；VoiceDataLen表示话音长度；VoiceData表示话音数据。
4.根据权利要求3所述的一种适合于窄带无线网络的一对多群组分组话音实现方法，其特征在于，所述字段SourceIP包含字段数据量为4字节，字段VoiceDataLen包含字段数据量为2字节，字段VoiceData包含字段数据量由话音数据大小决定。
5.根据权利要求1所述的一种适合于窄带无线网络的一对多群组分组话音实现方法，其特征在于，所述群组通话标识组成方式为：SourceIp+GroupNo。
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