CN103442454A - 适用于wifi手机的点对点通信系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于WIFI手机的点对点通信系统，以及基于该系统实现的点对点通信方法，通过检测WIFI手机的SIP注册状态的状态检测单元、实现通信系统的通信协议定义并对通信协议报文进行编码解码的通信协议单元、进行WIFI手机间的呼叫的呼叫路由单元以及管理WIFI手机号码与呼叫地址之间的映射关系并进行存储的位置管理单元进行点对点通信。基于本发明可以实现点对点呼叫的通信协议，实现WIFI手机的点对点通信的功能，这样，WIFI手机可以在不需要SIP注册服务器和SIP代理服务器的情况下进行通信，极有效的解决了现有通信技术方案中所存在的不足，利于提高生产和工作的效率以及安全性，降低通信系统的成本。
Description
技术领域
本发明涉及手机通信技术领域，特别是涉及一种基于点对点语音通信协议实现的，用于WIFI手机的点对点通信系统，以及基于该系统实现的点对点通信方法。
背景技术
当前的WIFI手机大致可以分为两类:WIFI双模模式手机(简称双模手机，包括GSM+WIFI、CDMA+WIFI、TDSCDMA+WIFI等)和WIFI单模模式手机(简称单模手机)。其中双模手机发展的时间较早，得到很多厂家的支持，且在消费领域也得到广泛应用，其当前的应用主要以数据接入为主。而单模手机在2000年以后逐渐有些厂家开始尝试研发，并逐渐在企业级用户内部开始了应用，由于单模手机以语音通信为主，因此一般以企业内部移动电话分机的形式进行使用，其较为重要的应用领域为工厂、矿山、林场等双模手机的应用易受影响的工作场合。
单模手机通常以SIP（Session Initial Protocol，RFC 3261）为通信协议。SIP为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，这些会话可以是语音电话、视频电话或者多媒体分发。SIP会话所需最重要的三个组件是：SIP用户代理、SIP注册服务器和SIP代理服务器。
其中，SIP用户代理一般为终端用户设备，如用于创建和管理 SIP会话的WIFI单模手机、移动电话、多媒体手持设备或PC客户端等。
SIP注册服务器是包含域中所有用户代理的位置信息的数据库。
SIP代理服务器则用于完成会话路由的功能，通过查询SIP注册服务器获取被叫方用户代理的位置信息，将当前会话路由到正确的路径之上。
而为了确保WIFI单模手机能够正常工作，除了WIFI手机以外，SIP通信系统中必须包括类似SIP注册服务器和SIP代理服务器等的组件，否则一旦出现某个组件缺失或者故障，SIP通信系统将无法正常工作，这也使得WIFI手机在应用中容易出错，且不够方便。而在很多如矿山等行业应用中，SIP通信系统的安全和防错能力是非常重要的，因此，上述技术缺陷的存在也会带来生产中的不便，不利于高效安全的进行生产和工作。
发明内容
为了解决现有技术中的缺陷，本发明提供了适用于WIFI手机的点对点通信系统，以及基于该系统实现的点对点通信方法。
具体的，本发明通过以下技术方案实现：
适用于WIFI手机的点对点通信系统，包括检测WIFI手机的SIP注册状态的状态检测单元、实现通信系统的通信协议定义并对通信协议报文进行编码解码的通信协议单元、进行WIFI手机间的呼叫的呼叫路由单元以及管理WIFI手机号码与呼叫地址之间的映射关系并进行存储的位置管理单元。
其中，所述状态检测单元、通信协议单元、呼叫路由单元、位置管理单元之间两两相连。
状态检测单元包括周期性检测WIFI手机SIP注册状态的检测定时器、实现触发通信协议报文的重传操作的重传定时器、更新位置管理单元中映射关系的老化时间的刷新定时器以及判定超时状态的超时定时器。
状态检测单元分为SIP呼叫和点对点呼叫两个状态；其中，当状态检测单元检测到WIFI手机SIP注册成功时，进入SIP呼叫状态,与SIP代理服务器进行对接；当状态检测单元检测到WIFI手机SIP注册失败，进入点对点呼叫状态，与呼叫路由单元进行对接。
位置管理单元根据呼叫路由单元的工作状态获取呼叫号码和呼叫地址的映射关系并进行存储。
通信协议单元定义的通信协议的报文形式由以下六个部分组成：字节长度为4的消息标签、字节长度为2的消息类型、字节长度为2的序列号、字节长度为4的呼叫地址、字节长度为2的呼叫号码长度值和呼叫号码；其中，消息类型为0时代表呼叫地址请求消息，消息类型为1时代表呼叫地址回复消息；同时通过序列号判断是否为同一个呼叫消息。
基于上述通信系统实现的适用于WIFI手机的点对点通信方法，包括以下步骤：
S1、位置管理单元创建地址映射表，状态检测单元启动刷新定时器；
S2、状态检测单元启动检测定时器并设定其周期，同时根据检测定时器的设定时间周期性的检测无线网络中的主叫WIFI手机的SIP注册状态，根据检测到的主叫WIFI手机的SIP注册状态选择对应的呼叫状态；
S3、如主叫WIFI手机SIP注册正常，状态检测单元将主叫WIFI手机的呼叫信息转交给SIP代理服务器进行管理，流程结束；
S4、如主叫WIFI手机SIP注册失败，状态检测单元将主叫WIFI手机的呼叫信息转交给呼叫路由单元进行管理；
S5、呼叫路由单元接收到状态检测单元转交的呼叫信息后，通过通信协议单元将呼叫信息编码成通信协议请求报文，发送到无线网络中，所述通信协议请求报文中包括被叫WIFI手机的手机号码；
S6、同一无线网络中的其它WIFI手机接收到通信协议请求报文后，呼叫路由单元进行被叫流程，通过呼叫路由单元解码通信协议请求报文，判断其中的被叫手机号码是否和本机号码一致，如与本机号码不一致，则不处理；如一致，则呼叫路由单元通过通信协议单元将被叫WIFI手机的回复信息编码成通信协议回复报文，发送至主叫WIFI手机；所述通信协议回复报文包括被叫WIFI手机的呼叫地址；当主叫WIFI手机接收到被叫WIFI手机的通信协议回复报文后，通过呼叫路由单元解码通信协议回复报文，获得被叫WIFI手机的呼叫地址，进行呼叫。
步骤S2中，当检测定时器超时，状态检测单元对主叫WIFI手机的SIP注册状态进行检测，如主叫WIFI手机SIP注册成功，则状态检测单元进入SIP呼叫状态,进行步骤2，同时重置检测定时器。
步骤S2中，如主叫WIFI手机SIP注册失败，则状态检测单元进入点对点呼叫状态，进行步骤3。
步骤S6中，当寻找到被叫WIFI手机时，获得一条呼叫号码和对应的呼叫地址之间的映射关系，位置管理单元将该映射关系存储进地址映射表内。
其中，位置管理单元的地址映射表中的映射关系具有一定的老化时间。位置管理单元获得一条呼叫号码和对应的呼叫地址之间的映射关系后，首先查询地址映射表中是否存在该呼叫号码的映射关系，如存在，则重置该呼叫号码的映射关系的老化时间，如不存在，则生成一条新的对应该呼叫号码的映射关系，存入地址映射表。
其中，刷新定时器用于维护地址映射表中映射关系的老化时间，当刷新定时器超时，位置管理单元更新地址映射表中每条映射关系的老化时间，如果某条映射记录的老化时间达到预设的老化值，则将该条映射记录从地址映射表中删除。
在上述S1~S6步骤中，呼叫路由单元的主叫流程的步骤如下：
S10、状态检测单元进入点对点呼叫状态后，将呼叫信息交给呼叫路由单元进行处理，呼叫路由单元接收到状态检测单元转交的呼叫信息后，首先在位置管理单元的地址映射表中进行查询；
S11、如在地址映射表中查询到与呼叫号码对应的映射关系，则获取与该呼叫号码对应的呼叫地址，该呼叫地址即为被叫WIFI手机的呼叫地址，同时呼叫路由单元直接将该呼叫地址反馈至主叫WIF手机，并发起呼叫信令流程,由主叫WIF手机进行呼叫；
S12、如在地址映射表中没有查询到与呼叫号码对应的映射关系，则呼叫路由单元通过通信协议单元将呼叫信息编码成通信协议请求报文，发送到无线网络中，同时通过状态检测单元启动重传定时器和超时定时器，之后呼叫路由单元进入等待回复的状态，进行步骤S13；
S13、在呼叫路由单元等待回复的状态中，当主叫WIFI手机接收到被叫WIFI手机的通信协议回复报文后，通过呼叫路由单元解码通信协议回复报文，获得被叫WIFI手机的呼叫地址，呼叫路由单元向该呼叫地址发起呼叫信令流程，进行呼叫。
其中，呼叫路由单元等待回复的状态中，当重传定时器B超时，状态检测单元将超时信息反馈至呼叫路由单元，触发通信协议请求报文的重传操作。
其中，呼叫路由单元等待回复的状态中，当超时定时器C超时，则代表呼叫地址请求操作失败，状态检测单元将失败信息反馈至呼叫路由单元，由呼叫路由单元向主叫WIFI手机反馈点对点呼叫操作失败的信息。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明为了提高SIP通信系统的可靠性和应急通信能力，提供了一种适用于WIFI手机的点对点通信系统及其对应的通信方法，基于本发明可以实现点对点呼叫的通信协议，进而实现WIFI手机的点对点通信的功能，这样，WIFI手机即可以在不需要SIP注册服务器和SIP代理服务器的情况下进行通信，极有效的解决了现有通信技术方案中所存在的不足，利于提高生产和工作的效率以及安全性，降低通信系统的成本。
附图说明
下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述：
图1为本发明的系统拓扑结构图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示为作为本发明较佳实施例的适用于WIFI手机的点对点通信系统，包括检测WIFI手机的SIP注册状态的状态检测单元、实现通信系统的通信协议定义并对通信协议报文进行编码解码的通信协议单元、进行WIFI手机间的呼叫的呼叫路由单元以及管理WIFI手机号码与呼叫地址之间的映射关系并进行存储的位置管理单元。
其中，所述状态检测单元、通信协议单元、呼叫路由单元、位置管理单元之间两两相连。所述呼叫路由单元用于实现WIFI手机之间点对点呼叫的路由功能，是整体系统及通信协议的核心组成模块。
状态检测单元包括周期性检测WIFI手机SIP注册状态的检测定时器、实现触发通信协议报文的重传操作的重传定时器、更新位置管理单元中映射关系的老化时间的刷新定时器以及判定超时状态的超时定时器。
状态检测单元分为SIP呼叫和点对点呼叫两个状态；其中，当状态检测单元检测到WIFI手机SIP注册成功，即主叫WIFI手机能够正常注册到SIP注册服务器时，进入SIP呼叫状态,与SIP代理服务器进行对接；当状态检测单元检测到WIFI手机SIP注册失败，即主叫WIFI手机无法正常注册到SIP注册服务器时，进入点对点呼叫状态，与呼叫路由单元进行对接。
位置管理单元根据呼叫路由单元的工作状态获取呼叫号码和呼叫地址的映射关系并进行存储。
所述通信协议单元用于实现通信协议的定义和对通信协议报文进行编码和解码，通信协议采用二进制进行编码和解码。具体的，通信协议单元定义的通信协议的报文形式如下表所示：
基于上述通信系统实现的适用于WIFI手机的点对点通信方法，包括以下步骤：
S1、位置管理单元创建地址映射表，状态检测单元启动刷新定时器；
S2、状态检测单元启动检测定时器并设定其周期为10秒，同时根据检测定时器的设定时间周期性的检测无线网络中的主叫WIFI手机的SIP注册状态，根据检测到的主叫WIFI手机的SIP注册状态选择对应的呼叫状态；
S3、如主叫WIFI手机SIP注册正常，状态检测单元将主叫WIFI手机的呼叫信息转交给SIP代理服务器进行管理，流程结束；
S4、如主叫WIFI手机SIP注册失败，状态检测单元将主叫WIFI手机的呼叫信息转交给呼叫路由单元进行管理；
S5、呼叫路由单元接收到状态检测单元转交的呼叫信息后，通过通信协议单元将呼叫信息编码成通信协议请求报文，发送到无线网络中，所述通信协议请求报文中包括被叫WIFI手机的手机号码；
S6、同一无线网络中的其它WIFI手机接收到通信协议请求报文后，呼叫路由单元进行被叫流程，通过呼叫路由单元解码通信协议请求报文，判断其中的被叫手机号码是否和本机号码一致，如与本机号码不一致，则不处理；如一致，则呼叫路由单元通过通信协议单元将被叫WIFI手机的回复信息编码成通信协议回复报文，发送至主叫WIFI手机；所述通信协议回复报文包括被叫WIFI手机的呼叫地址；当主叫WIFI手机接收到被叫WIFI手机的通信协议回复报文后，通过呼叫路由单元解码通信协议回复报文，获得被叫WIFI手机的呼叫地址，进行呼叫。
步骤S2中，当检测定时器超时，状态检测单元对主叫WIFI手机的SIP注册状态进行检测，如主叫WIFI手机SIP注册成功，则状态检测单元进入SIP呼叫状态,进行步骤2，同时重置检测定时器。
步骤S2中，如主叫WIFI手机SIP注册失败，则状态检测单元进入点对点呼叫状态，进行步骤3。
为了提高呼叫速度，节省网络带宽，步骤S6中，当寻找到被叫WIFI手机时，获得一条呼叫号码和对应的呼叫地址之间的映射关系，位置管理单元将该映射关系存储进地址映射表内；如此，下一次针对同一呼叫号码的呼叫就可以根据位置管理单元中的地址映射关系直接进行，省去了呼叫路由单元的网络查询等运行时间。
其中，位置管理单元的地址映射表中的映射关系具有一定的老化时间。位置管理单元获得一条呼叫号码和对应的呼叫地址之间的映射关系后，首先查询地址映射表中是否存在该呼叫号码的映射关系，如存在，则重置该呼叫号码的映射关系的老化时间，如不存在，则生成一条新的对应该呼叫号码的映射关系，存入地址映射表。
其中，刷新定时器用于维护地址映射表中映射关系的老化时间，当刷新定时器超时，位置管理单元更新地址映射表中每条映射关系的老化时间，如果某条映射记录的老化时间达到预设的老化值（即如存在长时间没有被呼叫的号码的映射关系）则将该条映射记录从地址映射表中删除，其中，所述老化值的数值可根据实际需求设定。
在上述S1~S6步骤中，呼叫路由单元的主叫流程的步骤如下：
S10、状态检测单元进入点对点呼叫状态后，将呼叫信息交给呼叫路由单元进行处理，呼叫路由单元接收到状态检测单元转交的呼叫信息后，首先在位置管理单元的地址映射表中进行查询；
S11、如在地址映射表中查询到与呼叫号码对应的映射关系，则获取与该呼叫号码对应的呼叫地址，该呼叫地址即为被叫WIFI手机的呼叫地址，同时呼叫路由单元直接将该呼叫地址反馈至主叫WIF手机，并发起呼叫信令流程,由主叫WIF手机进行呼叫；
S12、如在地址映射表中没有查询到与呼叫号码对应的映射关系，则呼叫路由单元通过通信协议单元将呼叫信息编码成通信协议请求报文，发送到无线网络中，同时通过状态检测单元启动重传定时器和超时定时器，之后呼叫路由单元进入等待回复的状态，进行步骤S13；
S13、在呼叫路由单元等待回复的状态中，当主叫WIFI手机接收到被叫WIFI手机的通信协议回复报文后，通过呼叫路由单元解码通信协议回复报文，获得被叫WIFI手机的呼叫地址，呼叫路由单元向该呼叫地址发起呼叫信令流程，进行呼叫。
其中，呼叫路由单元等待回复的状态中，当重传定时器B超时，状态检测单元将超时信息反馈至呼叫路由单元，触发通信协议请求报文的重传操作。
其中，呼叫路由单元等待回复的状态中，当超时定时器C超时，则代表呼叫地址请求操作失败，状态检测单元将失败信息反馈至呼叫路由单元，由呼叫路由单元向主叫WIFI手机反馈点对点呼叫操作失败的信息。
Claims (10)
1.适用于WIFI手机的点对点通信系统，包括检测WIFI手机的SIP注册状态的状态检测单元、实现通信系统的通信协议定义并对通信协议报文进行编码解码的通信协议单元、进行WIFI手机间的呼叫的呼叫路由单元以及管理WIFI手机号码与呼叫地址之间的映射关系并进行存储的位置管理单元；其中，所述状态检测单元、通信协议单元、呼叫路由单元、位置管理单元之间两两相连；此外，所述的通信协议单元定义的通信协议的报文形式由以下六个部分组成：字节长度为4的消息标签、字节长度为2的消息类型、字节长度为2的序列号、字节长度为4的呼叫地址、字节长度为2的呼叫号码长度值和呼叫号码；其中，消息类型为0时代表呼叫地址请求消息，消息类型为1时代表呼叫地址回复消息；同时通过序列号判断是否为同一个呼叫消息。
2.根据权利要求1所述的适用于WIFI手机的点对点通信系统，其特征在于所述的状态检测单元包括周期性检测WIFI手机SIP注册状态的检测定时器、实现触发通信协议报文的重传操作的重传定时器、更新位置管理单元中映射关系的老化时间的刷新定时器以及判定超时状态的超时定时器。
3.根据权利要求1所述的适用于WIFI手机的点对点通信系统，其特征在于所述的状态检测单元分为SIP呼叫和点对点呼叫两个状态；其中，当状态检测单元检测到WIFI手机SIP注册成功时，进入SIP呼叫状态,与SIP代理服务器进行对接；当状态检测单元检测到WIFI手机SIP注册失败，进入点对点呼叫状态，与呼叫路由单元进行对接。
4.根据权利要求1所述的适用于WIFI手机的点对点通信系统，其特征在于所述的位置管理单元根据呼叫路由单元的工作状态获取呼叫号码和呼叫地址之间的映射关系并进行存储。
5.适用于WIFI手机的点对点通信方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、位置管理单元创建地址映射表，状态检测单元启动刷新定时器；
S2、状态检测单元启动检测定时器并设定其周期，同时根据检测定时器设定的时间周期性的检测无线网络中的主叫WIFI手机的SIP注册状态，根据检测到的主叫WIFI手机的SIP注册状态选择对应的呼叫状态；
S3、如主叫WIFI手机SIP注册正常，状态检测单元将主叫WIFI手机的呼叫信息转交给SIP代理服务器进行管理，流程结束；
S4、如主叫WIFI手机SIP注册失败，状态检测单元将主叫WIFI手机的呼叫信息转交给呼叫路由单元进行管理；
S5、呼叫路由单元接收到状态检测单元转交的呼叫信息后，通过通信协议单元将呼叫信息编码成通信协议请求报文，发送到无线网络中，所述通信协议请求报文中包括被叫WIFI手机的手机号码；
S6、同一无线网络中的其它WIFI手机接收到通信协议请求报文后，通过呼叫路由单元解码通信协议请求报文，判断其中的被叫手机号码是否和本机号码一致，如与本机号码不一致，则不处理；如一致，则呼叫路由单元通过通信协议单元将被叫WIFI手机的回复信息编码成通信协议回复报文，发送至主叫WIFI手机；所述通信协议回复报文包括被叫WIFI手机的呼叫地址；当主叫WIFI手机接收到被叫WIFI手机的通信协议回复报文后，通过呼叫路由单元解码通信协议回复报文，获得被叫WIFI手机的呼叫地址，进行呼叫。
6.根据权利要求5所述的适用于WIFI手机的点对点通信方法，其特征在于所述步骤S2中，当检测定时器超时，状态检测单元对主叫WIFI手机的SIP注册状态进行检测；当主叫WIFI手机SIP注册成功，状态检测单元进入SIP呼叫状态,进行步骤S3，同时重置检测定时器；当主叫WIFI手机SIP注册失败，状态检测单元进入点对点呼叫状态，进行步骤S4。
7.根据权利要求5所述的适用于WIFI手机的点对点通信方法，其特征在于所述步骤S6中，当寻找到被叫WIFI手机时，位置管理单元获得一条呼叫号码和对应的呼叫地址之间的映射关系，位置管理单元将该映射关系存储进地址映射表内。
8.根据权利要求7所述的适用于WIFI手机的点对点通信方法，其特征在于所述位置管理单元获得一条呼叫号码和对应的呼叫地址之间的映射关系后，首先查询地址映射表中是否存在该呼叫号码的映射关系，如存在，则重置该呼叫号码的映射关系的老化时间，如不存在，则生成一条新的对应该呼叫号码的映射关系，存入地址映射表；另外，当所述刷新定时器超时，位置管理单元更新地址映射表中每条映射关系的老化时间。
9.根据权利要求5所述的适用于WIFI手机的点对点通信方法，其特征在于所述状态检测单元进入点对点呼叫状态后，将呼叫信息交给呼叫路由单元进行处理，呼叫路由单元接收到状态检测单元转交的呼叫信息后，首先在位置管理单元的地址映射表中进行查询；如在地址映射表中查询到与呼叫号码对应的映射关系，则获取与该呼叫号码对应的呼叫地址，呼叫路由单元直接将该呼叫地址反馈至主叫WIF手机，并发起呼叫信令流程,由主叫WIF手机进行呼叫；如在地址映射表中没有查询到与呼叫号码对应的映射关系，则呼叫路由单元通过通信协议单元将呼叫信息编码成通信协议请求报文，发送到无线网络中，同时通过状态检测单元启动重传定时器和超时定时器，之后呼叫路由单元进入等待回复的状态；其中，在呼叫路由单元等待回复的状态中，当主叫WIFI手机接收到被叫WIFI手机的通信协议回复报文后，通过呼叫路由单元解码通信协议回复报文，获得被叫WIFI手机的呼叫地址，呼叫路由单元向该呼叫地址发起呼叫信令流程，进行呼叫。
10.根据权利要求9所述的适用于WIFI手机的点对点通信方法，其特征在于在所述呼叫路由单元等待回复的状态中，当重传定时器B超时，状态检测单元将超时信息反馈至呼叫路由单元，触发通信协议请求报文的重传操作；此外，呼叫路由单元等待回复的状态中，当超时定时器C超时，则代表呼叫地址请求操作失败，状态检测单元将失败信息反馈至呼叫路由单元，由呼叫路由单元向主叫WIFI手机反馈点对点呼叫操作失败的信息。
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