CN100556162C - 一种实现明密话切换后媒体流的无损传输方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现明密话切换后媒体流无损传输的方法，包括步骤有：基站接收到通讯终端的明话到密话的明密话切换消息之后，在媒体流中插入特殊媒体帧后发送给媒体网关；媒体网关根据所述媒体流的入局和出局的媒体承载方式和/或媒体编解码格式，判断是否检测该特殊媒体帧，并且无论是否检测该特殊媒体帧，媒体网关都将所述媒体流从入局直接透传到出局。相应地，本发明还提供一种实现明密话切换后媒体流无损传输的系统。本发明既保证了本局能够实现加密语音的无损传输，又通知了传输路径上的后方局的其他网元需要无损传输，确保了加密通信的正常进行，进而保证了加密信息传输的可靠性。

Description

一种实现明密话切换后媒体流的无损传输方法及系统
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种实现明密话切换后媒体流无损传输的方法及其系统。
背景技术
在通讯网络中，专用网络的建设成本、维护成本都非常高，建设周期也非常长，而且专用网络不具有通用性。鉴于此，目前专用网络的建设通常采用叠加网络的方式实现，即在通用通讯网络之上叠加能够满足专用需求的特殊设备，以实现专用网络的功能。比如加密通信专用网络，可以建设在CDMA(codedivision multiple access，码分多址接入)通讯网络基础之上，而CDMA网络仅仅实现加密语音的传输而不实现加密语音的解密操作。
而在通信领域中，随着3G(Third Generation，第3代)移动通信的演变，CDMA移动通信网络构架分为无线接入网部分和核心网部分。
如图1所示，MSC(Mobile Switching Center，移动交换中心)演变成MSCe101(Mobile Switching Center Emulation，移动交换中心仿真)和MGW 103(Media Gate Way，媒体网关)两个部分，实现了控制和承载的分离，并用分组网技术替换TDM(Time Division Multiplex，时分复用)电路交换技术。其中，MSCe 101提供呼叫控制和移动性管理功能，MGW 103提供媒体控制功能，并提供传输资源，具有媒体流操纵功能。MSCe 101与基站102、MGW 103以及与汇接局104之间交互信令流105，而基站102、MGW 103以及汇接局104之间交互媒体流106。
MSCe 101和MGW 103属于核心网的两个网元，MGW 103网元实现分组域(即IP域)之间或者分组域到电路域(即TDM域)的不同编解码格式的转换，这种编解码格式的转换称为RTO(Remote Transcode Operation，远端码型转换)，RTO操作时，对媒体流的压缩编解码过程会带来媒体流的损伤。如果分组域两端的编解码格式相同，则不需要进行编解码格式的转换，称之为TrFO(Transcoder Free Operation，免声码器操作)，TrFO操作时，对媒体流的压缩编解码过程不会带来媒体流的损伤。
专用终端到专用终端的加密通话即为端到端的加密通话，称为密话；相应的，端到端的非加密通话称为明话。用户可以以明话方式发起呼叫，通话后用户按下专用终端上用于明密话之间进行切换的按钮，将明话转为密话，此过程称之为明密话切换。
在传统的电路域中，媒体流全部承载在电路域中，都是没有经过编解码的媒体流，不存在对媒体流有损伤的操作。但是在分组域之间或者是分组域和电路域混合组网的3G网络中，如果在进入密话阶段之后，对媒体流进行了RTO操作，媒体流的压缩编解码过程，就会给媒体流带来损伤而影响传输的可靠性。
如在CDMA网络实现加密语音信息在网络内的透明无损传输，不对加密语音信息进行解密，实现加密通信的可靠传输。专用终端进行明密话切换之后，跟基站相连MSCe会收到明话到密话的切换通知消息，在整个传输路径上都需要采用无损传输方式来确保加密语音信息正确传输，但是如果需要对媒体流进行RTO操作时，对媒体流的压缩编解码过程会带来媒体流的损伤，大大影响了传输的可靠性。
综上可知，现有明密话切换后媒体流的传输技术存在不足，在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种实现明密话切换后媒体流无损传输的方法及系统，以在无线通信系统中发生明密话切换后，实现媒体流无损传输。
为了实现上述目的，本发明提供一种实现明密话切换后媒体流无损传输的方法，应用于包括基站、媒体网关以及通讯终端的系统，该方法包括步骤如下：
A、基站接收到通讯终端的明话到密话的明密话切换消息之后，在媒体流中插入特殊媒体帧后发送给媒体网关；
B、媒体网关根据所述媒体流的入局和出局的媒体承载方式和/或媒体编解码格式，判断是否检测该特殊媒体帧，并且无论是否检测该特殊媒体帧，媒体网关都将所述媒体流从入局直接透传到出局。
根据本发明的方法，所述步骤A中基站接收到该通讯终端发来明密话切换消息后，在所传送的媒体流中插入至少一个双音多频信号帧。
根据本发明的方法，所述双音多频信号帧包括双音多频信号的各种双音多频信号事件帧。
根据本发明的方法，所述步骤B进一步包括：
B1、当所述媒体流的入局和出局都是电路域媒体承载方式时，在密话阶段，媒体网关不检测所述特殊媒体帧，而将所述媒体流从入局直接透传到出局。
根据本发明的方法，所述步骤B进一步包括：
B2、当所述媒体流的入局和出局都是分组域媒体承载方式，并且该入局和出局的媒体编解码格式相同时，在密话阶段，媒体网关不检测所述特殊媒体帧，而将所述媒体流从入局直接透传到出局。
根据本发明的方法，所述步骤B进一步包括：
B3、当所述媒体流的入局和出局都是分组域媒体承载方式，并且该入局和出局的媒体编解码格式不同时，在密话阶段，媒体网关需要检测所述特殊媒体帧，当媒体网关检测到该特殊媒体帧时，不进行编解码格式转换，而将所述媒体流从入局直接透传到出局。
根据本发明的方法，所述步骤B3中媒体网关检测到所述特殊媒体帧时，该媒体网关将变码器释放掉，和/或关闭对媒体流的语音增强功能；再将所述媒体流从入局直接透传到出局。
根据本发明的方法，所述步骤B进一步包括：
B4、当所述媒体流的入局和出局中，一个局是分组域媒体承载方式，另一个局是电路域媒体承载方式时，在密话阶段，媒体网关需要检测所述特殊媒体帧，当媒体网关检测到该特殊媒体帧时，将所述媒体流从入局直接透传到出局。
根据本发明的方法，所述步骤B4中媒体网关检测到所述特殊媒体帧时，该媒体网关的变码器将媒体流从入局直接透传到出局。
本发明还提供一种一种实现明密话切换后媒体流无损传输的系统，所述系统包括：
通讯终端，用于向基站发送明话到密话的明密话切换消息；
基站，用于接收到所述明密话切换消息之后，在媒体流中插入特殊媒体帧后发送给媒体网关；
媒体网关，用于根据所述媒体流的入局和出局的媒体承载方式和/或媒体编解码格式，判断是否检测该特殊媒体帧，并且无论是否检测该特殊媒体帧，媒体网关都将所述媒体流从入局直接透传到出局。
本发明通过在发生明密话切换时，在媒体流中插入一个特殊的媒体帧发送给媒体网关，媒体网关根据所述媒体流的入局和出局的媒体承载方式和/或媒体编解码格式，判断是否检测该特殊媒体帧，并且无论是否检测该特殊的媒体帧都将该媒体流从入局透传到出局。采用本技术方案既保证了本局能够实现加密语音的无损传输，又通知了传输路径上的后方局的其他网元需要无损传输，确保了加密通信的正常进行，进而保证了加密信息传输的可靠性。
附图说明
图1是现有CDMA网络中分组域的设备连接图；
图2是本发明实现明密话切换后媒体流无损传输的系统结构示意图；
图3是本发明实现明密话切换后媒体流无损传输的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的基本思想是：在媒体流的传输过程中，媒体网关对不需要进行编解码格式转换媒体流直接向出局透传，而对需要进行编解码格式转换的媒体流，通过检测该媒体流中特殊的媒体帧，当检测到以后不进行编解码格式转换而相应的直接向出局透传，这样能够使该媒体流在传输过程中不受到损伤。
图2是本发明提供的实现明密话切换后媒体流无损传输的系统结构示意图，该系统优选为CDMA网络系统，至少包括通讯终端201、基站202、以及媒体网关203，其中：
通讯终端201，用于向基站202发送明话到密话的明密话切换消息。
基站202，用于接收到所述明密话切换消息之后，在媒体流中插入特殊媒体帧后发送给媒体网关203。优选的是，所述特殊媒体帧可以为一个或多个DTMF帧。
媒体网关203，用于根据所述媒体流的入局和出局的媒体承载方式和/或媒体编解码格式，判断是否检测该特殊媒体帧，并且无论是否检测该特殊媒体帧，媒体网关203都将所述媒体流从入局直接透传到出局。即将该媒体流传送到邻接局204。由于媒体流的入局和出局的媒体承载方式和/或媒体编解码格式的不同，直接影响到是否会给媒体流的传输带来损伤，因此在本发明中，将根据媒体流的入局和出局的媒体承载方式和/或媒体编解码格式的不同而判断是否检测插入媒体流中的特殊的媒体帧。所述媒体承载方式包括分组域(即IP域)媒体承载方式和电路域(即TDM域)媒体承载方式，该媒体网关203判断是否检测特殊媒体帧的执行过程具体包括四种：
1、如果媒体网关203在明话通话阶段，媒体流的入局和出局的媒体承载方式都是电路域媒体承载方式时，则媒体流进入密话之后不做任何处理，媒体网关203无需检测该特殊媒体帧，明密话切换前后都是透传媒体流信息。
2、如果媒体网关203在明话通话阶段，媒体流的入局和出局的媒体承载方式都是分组域媒体承载方式，且两端的编解码格式相同，即入局和出局都是分组域的TrFO(Transcoder Free Operation，免声码器操作)呼叫，则不需要进行编解码格式的转换，进入密话之后不做任何处理，媒体网关203无需检测该特殊媒体帧，明密话切换前后都是透传媒体流信息。
3、如果媒体网关203在明话通话阶段，媒体流的入局和出局的媒体承载方式都是分组域媒体承载方式，且两端的编解码格式不同，即入局和出局都是分组域的RTO(Remote Transcode Operation，远端码型转换)呼叫，则媒体网关203需要检测该特殊媒体帧，进入密话阶段，媒体网关203检测到该特殊媒体帧之后，需要将原来明话阶段用来进行编解码转换的TC(TransCoder，变码器)释放掉，对媒体流不再做任何处理，直接透传即可。
4、如果媒体网关203在明话通话阶段，关于媒体流的媒体承载方式：入局是分组域媒体承载方式，出局是电路域媒体承载方式；或者入局是电路域媒体承载方式，出局是分组域媒体承载方式时，媒体网关203需要检测该特殊媒体帧，进入密话阶段，媒体网关203检测到该特殊媒体帧之后，不管原来的入局是哪种编解码格式，TC将从入局过来的媒体流的内容直接透传到出局，只改变媒体承载方式，而对所承载的媒体流的内容不做任何改变。
图3是本发明提供的实现明密话切换后媒体流无损传输的方法流程图，该方法应用于图2所示的包括基站202、媒体网关203以及通讯终端201的系统，该方法具体包括步骤如下：
步骤S301中，基站202接收到通讯终端201的明话到密话的明密话切换消息之后，在媒体流中插入特殊媒体帧后发送给媒体网关203；在该步骤中基站202接收到该通讯终端201发来明密话切换消息后，在所传送的媒体流中插入至少一个DTMF(双音多频信号)帧；该DTMF帧可以是表1中的DTMF的各种DTMF事件帧；在本发明中，基站202接收到通讯终端201的明话到密话的明密话切换消息之后，可以在在媒体流中插入一个或多个DTMF帧后发送给媒体网关203；
表1双音多频信号帧的频率对照表
Figure C20071012177800091
表1是本发明中双音多频信号帧的频率对照表，其中第一行是对应的是各种DTMF帧的高频频率，第一列是低频频率，其他的是各种DTMF事件帧，包括0～9、*、#、A～D共16个DTMF帧。DTMF逐渐在全世界范围内使用在按键式电话机上，因其提供更高的拨号速率，迅速取代了传统转盘式电话机使用的拨号脉冲信令。近年来DTMF也应用在交互式控制中，诸如语言菜单、语言邮件、电话银行和ATM终端等。通过软件产生与检测DTMF信令，是一项较有价值的工程应用。DTMF编解码器在编解码时将击键或数字信息转换成双音信号并发送，解码时在收到的DTMF信号中检测击键或数字信息的存在性。电话机键盘上每一个键通过如表1所示的行频与列频唯一确定。DTMF的编解码方案无需过多的计算量，以目前计算机的运算速度，可以很轻松地实现。
在本步骤中，通讯终端201建立明话呼叫以后，当用户按下明密话切换按钮，向基站202发送明话到密话的明密话切换消息；基站202接收到所述通讯终端201发送的明密话切换消息后，在传送的媒体流中插入一个DTMF帧。媒体流中插入一个DTMF帧是由基站202的基站控制中心完成的。例如：基站控制中心在媒体流中插入持续时长为20毫秒的DTMF帧；由于通讯终端201一般都能提供数字0～9、*、#的按键，而不包括A～D按键，因此当为了避免用户无意中按错键而启动加密语音的无损传输，则设置启动加密语音的无损传输可以优选采用A～D的DTMF帧，比如DTMF C的帧。
步骤S302中，媒体网关203根据所述媒体流的入局和出局的媒体承载方式和/或媒体编解码格式，判断是否检测该特殊媒体帧，并且无论是否检测该特殊媒体帧，媒体网关203都将所述媒体流从入局直接透传到出局。
在本发明第一实施例中，当所述媒体流的入局和出局都是电路域媒体承载方式时，在密话阶段，媒体网关203不检测所述特殊媒体帧，而将所述媒体流从入局直接透传到出局。
在本发明第二实施例中，当所述媒体流的入局和出局都是分组域媒体承载方式，并且该入局和出局的媒体编解码格式相同时，即入局和出局都是分组域的RTO呼叫，在密话阶段，媒体网关203不检测所述特殊媒体帧，而将所述媒体流从入局直接透传到出局。
在本发明第三实施例中，当所述媒体流的入局和出局都是分组域媒体承载方式，并且该入局和出局的媒体编解码格式不同时，即入局和出局都是分组域的RTO呼叫，在密话阶段，媒体网关203需要检测所述特殊媒体帧，当媒体网关203检测到该特殊媒体帧时，不进行编解码格式转换，而将所述媒体流从入局直接透传到出局。当媒体网关203检测到所述特殊媒体帧时，该媒体网关203将TC释放掉，和/或关闭对媒体流的语音增强功能，例如丢帧补偿等；再将所述媒体流从入局直接透传到出局。
在本发明第四实施例中，当所述媒体流的入局和出局中，一个局是分组域媒体承载方式，另一个局是电路域媒体承载方式时，在密话阶段，媒体网关203需要检测所述特殊媒体帧，当媒体网关203检测到该特殊媒体帧时，将所述媒体流从入局直接透传到出局。媒体网关203检测到所述特殊媒体帧时，该媒体网关的变码器将媒体流从入局直接透传到出局。
在邻接局204接到媒体流以后，对接收到的媒体流进行加密语音的无损传输处理。在本发明中，明密话切换按钮对应于通讯终端201上的按键；所述通讯终端201上的数字按键对应于所述各种双音多频信号事件帧。当然，为了更好的实现本发明，通讯终端201上的按键最好不被设置为明密话切换按钮，以防止用户按错，而启动加密语音的无损传输。
综上可知，本发明通过在发生明密话切换时，在媒体流中插入一个特殊的媒体帧发送给媒体网关，媒体网关根据所述媒体流的入局和出局的媒体承载方式和/或媒体编解码格式，判断是否检测该特殊媒体帧，并且无论是否检测该特殊的媒体帧都将该媒体流从入局透传到出局。采用本技术方案既保证了本局能够实现加密语音的无损传输，又通知了传输路径上的后方局的其他网元需要无损传输，进而保证了加密信息传输的可靠性。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种实现明密话切换后媒体流的无损传输方法，应用于包括基站、媒体网关以及通讯终端的系统，其特征在于，该方法包括步骤如下：
A、基站接收到通讯终端的明话到密话的明密话切换消息之后，在媒体流中插入双音多频信号帧后发送给媒体网关；
B、媒体网关根据所述媒体流的入局和出局的媒体承载方式或根据所述媒体流的入局和出局的媒体承载方式和媒体编解码格式，判断是否检测该双音多频信号帧，并且无论是否检测该双音多频信号帧，媒体网关都将所述媒体流从入局直接透传到出局。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中基站接收到该通讯终端发来明密话切换消息后，在所传送的媒体流中插入至少一个双音多频信号帧。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述双音多频信号帧包括双音多频信号的各种双音多频信号事件帧。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：
B1、当所述媒体流的入局和出局都是电路域媒体承载方式时，在密话阶段，媒体网关不检测所述双音多频信号帧，而将所述媒体流从入局直接透传到出局。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：
B2、当所述媒体流的入局和出局都是分组域媒体承载方式，并且该入局和出局的媒体编解码格式相同时，在密话阶段，媒体网关不检测所述双音多频信号帧，而将所述媒体流从入局直接透传到出局。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：
B3、当所述媒体流的入局和出局都是分组域媒体承载方式，并且该入局和出局的媒体编解码格式不同时，在密话阶段，媒体网关需要检测所述双音多频信号帧，当媒体网关检测到该双音多频信号帧时，不进行编解码格式转换，而将所述媒体流从入局直接透传到出局。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤B3中媒体网关检测到所述双音多频信号帧时，该媒体网关将变码器释放掉，和/或关闭对媒体流的语音增强功能；再将所述媒体流从入局直接透传到出局。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：
B4、当所述媒体流的入局和出局中，一个局是分组域媒体承载方式，另一个局是电路域媒体承载方式时，在密话阶段，媒体网关需要检测所述双音多频信号帧，当媒体网关检测到该双音多频信号帧时，将所述媒体流从入局直接透传到出局。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤B4中媒体网关检测到所述双音多频信号帧时，该媒体网关的变码器将媒体流从入局直接透传到出局。
10、一种实现如权利要求1～9任意一项所述的方法的系统，其特征在于，所述系统包括：
通讯终端，用于向基站发送明话到密话的明密话切换消息；
基站，用于接收到所述明密话切换消息之后，在媒体流中插入双音多频信号帧后发送给媒体网关；
媒体网关，用于根据所述媒体流的入局和出局的媒体承载方式或根据所述媒体流的入局和出局的媒体承载方式和媒体编解码格式，判断是否检测该双音多频信号帧，并且无论是否检测该双音多频信号帧，媒体网关都将所述媒体流从入局直接透传到出局。
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