CN102572715A

CN102572715A - 一种基于ip网络实现同播的方法

Info

Publication number: CN102572715A
Application number: CN2012100321338A
Authority: CN
Inventors: 张扬; 梁燕生; 朱宏伟; 韩朝满
Original assignee: BEIJING VIGOR DIGITAL COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO LTD
Current assignee: BEIJING VIGOR DIGITAL COMMUNICATION TECHNOLOGIES CO LTD
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2012-07-11

Abstract

一种基于IP网络实现同播的方法，用于集群通信系统或常规通信系统；其方法步骤如下：1)首先建立基于IP链路的同播网络系统；2)事先测量重叠覆盖区内各同播基站下行信号到同频干扰带的无线传输时间，取得无线传输时延；3)语音以RTP包传输，中心自动测试到各基站的IP链路传输延时，计算总的IP时延；4)同播基站将接收到的语音及计算出的信号场强或信噪比一并打成RTP包发送到同播控制中心；5)中心选择信号最好的一路，打上当前时间戮，用RTP包发送到各个基站；6)各基站收到RTP包后，在中心打的时间戮基础上，加上延时，得到新的发送时刻，该时刻到时，立即发射。其可以精确控制IP链路的延时，能较好地解决现有技术的问题。

Description

一种基于IP网络实现同播的方法

技术领域

本发明属通讯领域，主要应用于专网通信系统，尤其涉及一种基于IP网络实现集群通信系统或常规通信系统同播的方法。

背景技术

同播系统，也叫同频同播系统，是指多个基站通过一个同播控制中心连接起来，并且各基站使用同一对频率进行通信的系统。由于同播系统只使用一对频率，且能组成一个大范围覆盖的无线通信网络，移动终端在使用时不需切换信道，多个基站之间自动漫游，因此在国内外被广泛应用。

同播系统的关键是解决重叠覆盖区的话音质量问题，处于重叠覆盖区内的接收机能接收到多个基站发射的信号，若同一接收机接收不同基站的信号场强差值在8dB以内时，将产生同频干扰，这个差值在8dB以内的区域叫同频干扰带。为避免同频干扰，同播系统需要采用同步发射技术，其中一个关键技术是做到同相，即保证各基站发射机的发射信号的相位(延时)必须一致。

引起音频信号相位误差的主要原因有不同传输链路的延时和电磁波空间传输路径的时间差异，目前的同播系统基站和控制中心的传输链路多采用无线或专用传输链路(如光纤、DDN等)，事先计算出中心到各基站的延时来保障发射时相位一致。随着IP技术的发展和IP网络的普及，也有一部分同播系统开始采用IP链路联网，但是其通过IP连接的基站并没有解决重叠覆盖区的问题，不能完全满足用户需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于IP网络实现同播的方法，其可以精确控制IP链路的延时，能较好地解决现有技术的问题。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种基于IP网络实现同播的方法，用于集群通信系统或常规通信系统；其方法步骤如下：

1)首先建立基于IP链路的同播网络系统，是以同播控制中心为中心，各同播基站通过IP链路以星型方式与同播控制中心连接；

2)事先测量重叠覆盖区的各同播基站下行信号到同频干扰带的无线传输时间，取得每个基站传输时间与最大传输时间的差异作为无线传输时延T₂；

3)语音以RTP包传输，同播控制中心自动测试到各基站的IP链路传输延时，取最大值，再加上各同播基站的RTP包缓冲时间作为IP时延T₁，重叠覆盖区各同播基站再增加一个无线传输时延T₂作为延时参数；

4)守候在同播基站的用户讲话时，该基站将接收到的语音及计算出的信号场强或信噪比一并打成RTP包发送到同播控制中心；

5)同播控制中心收到同播基站传送的RTP包后，对重叠覆盖区的多路语音进行信号质量判选，选择信号最好的一路，并提取当前GPS绝对时标T₀作为发送时间戮，一起打成RTP包，以组播或单播方式发送到各个基站；

6)各同播基站收到同播控制中心的RTP包后，获取控制中心统一标记的时间戮T₀，并分别设置自己基站的发送时刻为T＝T₀+T₁+T₂，当T到达时立即发射。

所述基于IP网络实现同播的方法中，同播控制中心针对每个基站接收的RTP包设一个缓冲区，分别接收各基站的RTP包；各同播基站同样设置一个RTP包缓冲区，以接收中心的RTP包。

在方法步骤5)中，同播控制中心是以组播或单播方式发送RTP到各个基站。

在所述的基于IP网络实现同播的方法中，同播控制中心与各同播基站均使用精密时钟。

所述基于IP网络实现同播的方法步骤5)中，同播控制中心收到同播基站传送的RTP包后，应同时处理接收的RTP包的抖动和乱序为佳。

所述基于IP网络实现同播的方法步骤6)中，各同播基站收到同播控制中心的RTP包后，亦应同时处理接收的RTP包的抖动和乱序为佳。

本发明的优点是：

1)用户建设同播网时，可以利用现成的IP链路，大大方便同播基站的选址架设；

2)同播系统使用IP链路，更容易实现中心对远端同播基站的管理，包括实时监视状态、调整系统参数、远程软件升级等；

3)相比无线链路，IP链路更稳定可靠、不易受外界环境、高楼建设、电磁干扰等的影响；

4)本发明控制IP链路的延时精确，故而可以有效的解决重叠覆盖区的话音质量问题，避免重叠覆盖区内的各基站发射信号的同频干扰。

附图说明

图1为基于IP网络的同播系统组网示意图。

图2为同播控制中心语音处理流程图。

图3为同播基站语音处理流程图。

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明。

具体实施方式

首先，为实现本发明基于IP网络实现同播的方法，应首先建立基于IP链路的同播网络系统，如图1所示，该基于IP链路的同播网络系统是以同播控制中心为中心，各同播基站通过IP网络以星型方式与同播控制中心(SCC)连接。

本发明基于IP网络实现同播的具体方法是：各同播基站收到语音后，打成RTP(实时传送协议)包，送给同播控制中心统一处理，同播控制中心选择合适的语音再以组播或单播的形式传送给各同播基站，各同播基站收到后进行转发。本发明的关键是在一个基于IP链路的同播网络中，如何解决源语音信号经过IP传输到达各同播基站的时间不一致问题。

本发明预先测试两个延时T₁和T₂，作为参数配置在各同播基站。T₁是指同播控制中心到各同播基站的IP链路的一个RTP包的最长传输时间加上基站的RTP包缓冲处理时间，精确到毫秒；T₂是指重叠覆盖区内各基站下行信号到同频干扰带的无线传输时间与最大传输时间的差值。由于各同播基站的RTP缓冲处理时间一致，因此T₁在各基站保存的值是相同的，而T₂可能不同。

同播控制中心语音处理流程如下：

1)基站用户讲话时，基站将接收到的语音及计算出的信号场强或信噪比一并打成RTP包以单播方式发送到中心。

2)同播控制中心针对每个基站接收的RTP包设一个缓冲区，分别接收各基站的RTP包，并同时处理RTP包可能的抖动和乱序。

3)同播控制中心对同一时刻接收到的重叠覆盖区的多路语音，根据信号场强或信噪比进行判选，选择信号最好的一路，并提取当前GPS时标T₀作为发送时间戮，一起打成RTP包，以组播或单播方式发送到各个基站。

同播控制中心语音处理的流程如图2所示。

各同播基站语音处理流程如下：

1)各同播基站同样设置一个RTP包缓冲区，以接收中心的RTP包，并处理RTP包可能的抖动和乱序。

2)同播基站定期从缓冲区取出RTR包，获取控制中心统一标记的GPS时间戮T0，并设置发送时刻为T＝T0+T1+T2，当T到达时立即发射。

各同播基站语音处理的流程如图3所示。

上述方法中处理RTP包可能的抖动和乱序可以采用时间戳等等方法，此为现有技术，此处不赘述。

下面结合具体实例对本发明作进一步说明：

假定某县建设一个基于IP的同播系统，有三个同播基站，分别为BS1、BS2、BS3，这三个基站存在重叠覆盖区。

1)计算无线时延T₂。经测量该同播系统的同频干扰带分别距BS1、BS2、BS3有6km、8km、9km，从而得知其电磁波的传输时延为20μs、26μs、30μs，由此计算出BS1、BS2、BS3的无线时延分别为10μs、4μs、0μs。

2)计算传输时延T₁。以ADPCM为例，其带宽是32Kbit/S，按30ms打包，加上RTP、IP包头等的开销，约49.6Kbit/S，在IP带宽为256Kbit/S情况下，传输一个RTP包所需时间约6ms。经实际测试，由中心到三个基站的传输延时稳定在6-36ms时间内。每个基站缓冲RTP包的时间为120ms，由此选择T₁为160ms。

假设处于BS1的一个用户讲话，经中心处理后打的时间戮为2分10秒300毫秒，则BS1、BS2、BS3的发射时刻分别为：2分10秒460毫秒10微秒、2分10秒460毫秒4微秒、2分10秒460毫秒0微秒。

上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。

Claims

1.一种基于IP网络实现同播的方法，用于集群通信系统或常规通信系统；其特征在于方法步骤如下：

1)首先建立基于IP链路的同播网络系统，是以同播控制中心为中心，各同播基站通过IP链路以星型方式与同播控制中心连接，同播控制中心与各同播基站均使用精密时钟；

2.根据权利要求1所述的基于IP网络实现同播的方法，其特征在于：同播控制中心针对每个基站接收的RTP包设一个缓冲区，分别接收各基站的RTP包；各同播基站同样设置一个RTP包缓冲区，以接收中心的RTP包。

3.根据权利要求1所述的基于IP网络实现同播的方法，其特征在于：在方法步骤5)中，同播控制中心是以组播或单播方式发送RTP到各个基站。

4.根据权利要求1所述的基于IP网络实现同播的方法，其特征在于：同播控制中心与各同播基站均使用精密时钟。

5.根据权利要求1所述的基于IP网络实现同播的方法，其特征在于：在方法步骤5)中，同播控制中心收到同播基站传送的RTP包后，同时处理接收的RTP包的抖动和乱序。

6.根据权利要求1所述的基于IP网络实现同播的方法，其特征在于：在方法步骤6)中，各同播基站收到同播控制中心的RTP包后，同时处理接收的RTP包的抖动和乱序。