CN102299962B - 一种基于云服务的VoIP系统、装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于云服务的VoIP系统、装置和方法。所述系统包括VoIP终端及与VoIP终端相连的云网络；所述VoIP终端负责发起会话初始化协议SIP协商，在SIP协商中确定语音编解码方式；在通话建立后，将未经DSP处理的语音信号发送到云端；云网络处理所述信号后，发送到远端VoIP终端，同时接收由远端VoIP终端发送的语音信号。采用本发明所述技术方案，解决了现有技术VoIP客户端的负载过高的问题，降低了VoIP终端的软硬件成本，提高了终端的使用效率。

Description

一种基于云服务的VoIP系统、装置和方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种基于云服务的VoIP系统、装置和方法。

背景技术

VoIP全称Voice over Internet Protocol，是将模拟声音信号voice数字化，并以数据包的方式在IP网络上实时传输。它的基本原理是通过语音压缩算法对语音数据编码进行压缩处理，对端将数据包串起来后进行解压处理，最后还原成原来的语音信号。

VoIP采用的协议主要有H.323、SIP等协议。其中由IETF(Internet EngineeringTask Force，因特网工程任务组)提出的SIP(Session Initiation Protocol，会话初始化协议)协议以其良好的兼容性和可扩展性得到了广泛应用。SIP是一个应用层的信令控制协议。用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。这些会话可以是Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发。会话的参与者可以通过组播、单播或两者混合体进行通信。

“云计算”的概念由谷歌公司提出，是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再由多部服务器所组成的庞大系统经过计算分析之后将处理结果回传给用户。

VoIP语音的质量是影响用户使用的重要因素。在传输IP语音之前，需要对语音进行必要的DSP处理，例如回声消除，噪声抑制，舒适底噪(Comfortable Noise)产生(也称静音抑制)。传统VoIP的DSP处理直接在VoIP客户端进行，这种DSP处理增加了客户端的负载，增加了VoIP终端的软硬件成本。

发明内容

本发明目的是提出一种基于云服务的VoIP系统、装置和方法。

为实现上述目的本发明提出一种基于云服务的VoIP系统，所述系统包括VoIP终端及与VoIP终端相连的云网络；

所述VoIP终端负责发起会话初始化协议SIP协商，在SIP协商中确定语音编解码方式；在通话建立后，将未经DSP处理的语音信号发送到云端；

云网络处理所述信号后，发送到远端VoIP终端，同时接收由远端VoIP终端发送的语音信号。

进一步地，所述云网络以因特网多媒体子系统IMS网络为载体，IMS网络包括语音处理控制器VPC。

进一步地，所述VPC接收来自因特网多媒体子系统IMS网络或终端的语音数据，并对语音数据进行DSP处理，然后转发语音数据。

进一步地，所述VPC可以和其他IMS网元共用一个实体，VPC也可以以单独的网络实体存在。

本发明还提出一种基于云服务的VoIP装置，所述装置包括接收语音报文模块、DSP处理模块、发送语音报文模块和解析SIP消息模块；

所述接收语音报文模块接收来自VoIP终端或云网络其他网元的语音信息，并将IP报文解包，提取其中的语音数据，将语音数据发送到DSP处理模块；

所述DSP处理模块对语音数据进行数字信号处理；

所述发送语音报文模块将经过DSP处理的语音数据封成IP报文，发送到云网络其他网元或VoIP终端；

所述解析SIP消息模块解析经过语音处理控制器的SIP报文，提取编解码方式。

进一步地，所述发送语音报文模块将经过DSP处理的语音数据封成IP报文，发送到云网络其他网元或VoIP终端之前，将语音信号编码成VoIP协商约定的语音编码信号。

进一步地，所述DSP处理模块对语音数据进行数字信号处理包括语音编解码、回声消除、回声抑制、静音消除。

进一步地，所述解析SIP消息模块还提取主叫被叫号码信息。

本发明还提出一种基于云服务的VoIP方法，所述方法包括：云网络语音处理控制器VPC接收到语音报文后判断是来自VoIP终端还是云网络；

如果来自VoIP终端，则解包语音报文并提取语音信息，对语音信息进行编码和DSP处理后发送到云网络；

如果来自云网络，则解包语音报文并提取语音信息，对语音信息进行编码和DSP处理后发送到VoIP终端。

进一步地，所述DSP处理包括语音编解码、回声消除、回声抑制、静音消除。

进一步地，将经过DSP处理及编码的语音数据封装成IP报文后发送给云网络或VoIP终端。

综上所述，采用本发明具有如下有益效果：

采用本发明技术方案，解决了现有技术VoIP客户端的负载过高的问题，降低了VoIP终端的软硬件成本，提高了终端的使用效率。

附图说明

图1是本发明实例基于云服务的VoIP系统组成示意图；

图2是本发明实例基于云服务的VoIP系统数据流示意图；

图3是本发明实例基于云服务的VoIP装置组成示意图；

图4是本发明实例基于云服务的VoIP方法语音处理控制器处理流程示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于云服务的VoIP系统、装置和方法，在云端增加语音处理控制器，接收终端或云网络其他网元的语音报文，并对语音数据编解码及回声消除，噪声抑制，静音抑制等数字信号处理，将处理后的语音数据发送的云网络其他网元或终端。

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案做详细描述。

请参考图1所示，是本发明实例基于云服务的VoIP系统组成示意图。如图1所示，所述系统包括VoIP终端及与VoIP终端相连的云网络，本实例的云网络以IMS(IP MultimediaSubsystem，因特网多媒体子系统)为载体，IMS网络包括语音处理控制器(VPC)等其他IMS网络节点。语音处理控制器接收来自IMS网络或终端的语音数据，并对语音数据进行DSP处理，然后转发语音数据。VPC可以和别的IMS网元共用一个实体，例如VPC可以和SBC(SessionBorder Controller，会话边缘控制器)共存于一个实体中。VPC也可以以单独的网络实体存在，前提是语音数据必须经过此网元。

其中VoIP终端负责发起SIP协商，在SIP协商中确定语音编解码方式。在通话建立后，将未经DSP处理的PCM(Pulse Code Modulation，脉冲编码调制)语音信号发送到云端，经由云网络处理后，发送到远端VoIP终端。同时接收由远端发送并经过云端处理后的语音信号。

请参考图2所示，是本发明实例基于云服务的VoIP系统数据流示意图。VoIP终端与VPC之间传输的是未经DSP处理的语音数据，而在云网络内部的语音数据是经过VPC做DSP处理后的语音数据。

请参考图3所示，是本发明实施例基于云服务的VoIP装置组成示意图。所述装置称为语音处理控制器(VPC)，VPC转发SIP协商信息并记录协商的编解码方式。在呼叫建立后，VPC接收由VoIP终端发来的PCM信号，对语音数据做DSP处理，并根据之前记录的语音编码方式，将PCM语音信号编码成VoIP协商约定的语音编码信号，发送到云网络下一网元。同时，VPC接收来自云网络其他网元的语音数据，根据SIP协商记录的编解码方式，对收到的语音数据解码，并发送到VoIP终端。所述装置包括接收语音报文模块，DSP处理模块，发送语音报文模块，解析SIP消息模块。

其中接收语音报文模块接收来自VoIP终端或云网络其他网元的语音信息，并将IP报文解包，提取其中的语音数据，并将语音数据发送到DSP处理模块。

DSP处理模块负责对语音数据进行数字信号处理，包括回声消除、回声抑制、静音消除及语音编解码等。

发送语音报文模块将经过DSP处理的语音数据封成IP报文，发送到云网络其他网元或VoIP终端。

解析SIP消息模块负责解析经过语音处理控制器的SIP报文，提取编解码方式及主叫被叫号码等信息。

请参考图4所示，是本发明实例基于云服务的VoIP方法语音处理控制器处理流程示意图。

本发明所述基于云服务的VoIP方法语音处理控制器处理包括以下步骤：

S401：语音处理控制器接收到语音报文；

语音报文以RTP协议封装。

S402：语音处理控制器根据RTP报文中的源IP和目的IP，判断语音报文是否来自终端，如果是，进入S403，否则进入S407；

S403：解包语音报文，提取语音信息；

将IP报文解封，提取其中的RTP报文中的语音数据，并记录报文的以太网头、IP头及UDP头部信息。

S404：对语音信息进行编码及DSP处理；

进行回声消除、噪声抑制及静音抑制等语音DSP处理，并对语音数据按照之前记录的编码方式进行编码；

S405：将语音信息组成IP报文；

将经过DSP处理及编码的语音数据封装成IP报文，其中IP各层信息根据S403中记录的数据填写；

S406：将封装好的IP报文发送到云网络；

S407：根据源IP和目的IP，判断语音报文是否来自云网络，如果是，进入S408，如果不是，进入S412；

S408：解包语音报文，提取语音信息；

将IP报文解封，提取其中的RTP报文中的语音数据，并记录报文的以太网头、IP头及UDP头部信息。

S409：对语音信息进行编码及DSP处理；

对语音数据按照之前记录的编码方式进行解码，并进行回声消除、噪声抑制及静音抑制等语音DSP处理；

S410：将语音信息组成IP报文；

将经过解码及DSP处理的语音数据封装成IP报文，其中IP各层信息根据S408中记录的数据填写；

S411：将封装好的IP报文发送到VoIP终端；

S412：不可识别的语音报文，予以丢弃。

下面举一个应用实例进一步说明上述流程，其他应用与其类似。

如图1所示，VoIP终端1通过IMS网络终向VoIP终端2发送SIP呼叫请求，终端2响应请求并在响应消息中携带编解码信息。IMS网络中的VPC1和VPC2在转发SIP消息的同时，记录VoIP终端1和终端2协商确定的编码方式及二者的IP地址。

在SIP协商完成后，通话建立。VoIP终端1开始向VPC1发送没有经过DSP处理的语音数据，本例中采用以PCM编码的语音数据。VPC1收到终端1的RTP报文后，首先比较源IP地址，发现此IP是之前记录的终端1的IP，即将RTP报文解包，提取RTP中的语音信息，VPC1的DSP处理模块对语音数据进行回声抑制、噪声消除、静音抑制等语音DSP处理，按照记录的编码方式对语音数据进行编码。然后把编码后的语音数据进行打成RTP报文，发送到IMS网络下一网元。

与此同时，VoIP终端2和VPC2进行同样的过程，VPC1收到由IMS网络来的经过VPC2处理的报文后，判断报文的来源，确定来自IMS网络并发往终端1，即对报文解包，进行解码及语音DSP处理，然后打包发送到VoIP终端1。

这样，通过在云端进行DSP处理，完成了同等效果VoIP通话。

采用本发明所述技术方案，解决了现有技术VoIP终端DSP处理使终端负载过高的问题，从而达到降低终端软硬件成本，提高终端使用效率的目的。

当然，本发明还可有多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况，熟悉本领域的技术人员当然可根据本发明做出各种相应的更改或变化，但凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种基于云服务的VoIP系统，其特征在于，所述系统包括VoIP终端及与VoIP终端相连的云网络；

所述VoIP终端负责发起会话初始化协议SIP协商，在SIP协商中确定语音编解码方式；在SIP协商完成后，通话建立，在通话建立后，将未经DSP处理的语音信号发送到云端；

云网络处理所述信号后，发送到远端VoIP终端，同时接收由远端VoIP终端发送的语音信号。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云网络以因特网多媒体子系统IMS网络为载体，IMS网络包括语音处理控制器VPC。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述VPC接收来自因特网多媒体子系统IMS网络或终端的语音数据，并对语音数据进行DSP处理，然后转发语音数据。

4.如权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述VPC可以和其他IMS网元共用一个实体，VPC也可以以单独的网络实体存在。

5.一种基于云服务的VoIP装置，其特征在于，所述装置包括接收语音报文模块、DSP处理模块、发送语音报文模块和解析SIP消息模块；

所述接收语音报文模块在SIP协商完成后，通话建立，在通话建立后，接收来自VoIP终端或云网络其他网元的语音信息，并将IP报文解包，提取其中的语音数据，将语音数据发送到DSP处理模块；

所述DSP处理模块对语音数据进行数字信号处理；

所述发送语音报文模块将经过DSP处理的语音数据封成IP报文，发送到云网络其他网元或VoIP终端；

所述解析SIP消息模块解析经过语音处理控制器的SIP报文，提取编解码方式。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述发送语音报文模块将经过DSP处理的语音数据封成IP报文，发送到云网络其他网元或VoIP终端之前，将语音信号编码成VoIP协商约定的语音编码信号。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述DSP处理模块对语音数据进行数字信号处理包括语音编解码、回声消除、回声抑制、静音消除。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述解析SIP消息模块还提取主叫被叫号码信息。

9.一种基于云服务的VoIP方法，其特征在于，所述方法包括：

云网络语音处理控制器VPC在SIP协商完成后，通话建立，在通话建立后，接收语音报文，在接收到语音报文后判断是来自VoIP终端还是云网络；

如果来自VoIP终端，则解包语音报文并提取语音信息，对语音信息进行编码和DSP处理后发送到云网络；

如果来自云网络，则解包语音报文并提取语音信息，对语音信息进行编码和DSP处理后发送到VoIP终端。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述DSP处理包括语音编解码、回声消除、回声抑制、静音消除。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，将经过DSP处理及编码的语音数据封装成IP报文后发送给云网络或VoIP终端。