CN103701803B - 录音控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及协议控制和数据传输技术，其公开了一种录音控制系统，在保证录音过程中音频质量的同时提高传输效率。该系统包括：所述数据注册服务器，用于向用户提供注册服务并保存用户的注册信息；在用户发起呼叫时，对用户的呼叫请求进行认证；以及根据用户所在集群网络的不同，为用户划分相应的服务级别；所述媒体控制中心，用于根据用户的呼叫请求判断此路会话是否需要录音，若需要进行录音则启动录音控制机制进行录音，将录音数据上传录音服务器；所述录音服务器，用于根据对录音数据的接收情况进行分析，判断是否启用重传机制，在重传机制激活时，向所述媒体控制中心请求重传录音数据，以及对接收到的录音数据进行存储。本发明适用于录音控制。

Description

录音控制系统

技术领域

本发明涉及数字录音领域中的协议控制和数据传输技术，特别涉及一种既能满足音频质量要求又能提高数据传输效率的录音控制系统。

背景技术

伴随着集群通信网络的发展，录音系统的应用也越来越广泛，尤其在公安，电力，消防等行业部门的调度系统中，录音系统都发挥着举足轻重的作用：它是调度通信指挥过程中的真实记录，可以为事故纠纷追责等提供有力的证据，同时也可拿来作为学习资料供学员学习。

录音系统经历了从模拟到数字，再到多道电话录音系统，到现在基于C/S结构的分布式录音系统的发展过程，不论是音频的采集，传输，存储还是查询都取得了显著的提高。下面简介现有录音系统的实现原理及相关技术：

现有的录音系统大都采用C/S（客户端/服务器）+B/S（浏览器/服务器）的面向服务的分布式软件架构，录音系统软件通过TCP/IP协议与各个录音设备关联，集中上传录音文件和数据到服务器本地硬盘和数据库存储，并提供给WEB界面查询，其内部各功能模块通过TCP协议进行通信，软件分为接口层、应用层和用户界面三层，接口层是录音软件跟外部设备的接口部分，应用层是所有业务逻辑的实现部分，用户界面是录音系统的使用界面。

实时传输协议(RTP)为数据提供了具有实时特征的端到端传送服务，如在组播或单播网络服务下的交互式视频音频或模拟数据。录音系统的应用程序即是在UDP（用户数据报协议）上运行RTP以便使用其多路结点和校验服务。

RTP本身并没有提供按时发送机制或其他服务质量保证，它依赖于底层服务去实现这一过程。RTP位于UDP之上，UDP不提供可靠性传送，同样无法保证实时业务的服务质量，故需要RTCP（RTP控制协议）实时监控数据传输和服务质量。因此在实际的应用中，RTP/RTCP/UDP三者共同作用于音、视频媒体的传输过程。

RTCP主要是通过在RTP会话期间，各参与者周期性地传输携带了有已发送的数据包的数量，丢失的数据包的数量等统计信息的RTCP包，来通知服务器利用这些信息动态地改变传输速率，甚至改变游戏载荷类型的方式来达到提高录音质量的效果，但是于此同时也增加了网络传输的复杂性。

因此，如何在保证录音过程中音频质量的同时提高传输效率，即综合考虑音频质量和传输效率，成为当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种录音控制系统，在保证录音过程中音频质量的同时提高传输效率。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：

录音控制系统，包括数据注册服务器、媒体控制中心及录音服务器；

所述数据注册服务器，用于向用户提供注册服务并保存用户的注册信息；在用户发起呼叫时，对用户的呼叫请求进行认证；以及根据用户所在集群网络的不同，为用户划分相应的服务级别；

所述媒体控制中心，用于根据用户的呼叫请求判断此路会话是否需要录音，若需要进行录音则启动录音控制机制进行录音，将录音数据上传录音服务器；

所述录音服务器，用于根据对录音数据的接收情况进行分析，判断是否启用重传机制，在重传机制激活时，向所述媒体控制中心请求重传录音数据，以及对接收到的录音数据进行存储。

具体的，所述数据注册服务器为用户划分相应的服务级别，具体包括：将用户划分为最高级别用户、高级用户、中级用户、普通用户；并为各个级别的用户建立相应级别字段。

具体的，所述媒体控制中心根据用户的呼叫请求判断此路会话是否需要录音的依据存储在所述数据注册服务器中。

具体的，所述录音控制机制包括：通过音频数据报文向录音服务器发送录音数据，通过控制报文对录音过程进行控制；所述控制报文和音频数据报文分别采用TCP和UDP协议进行传输。

具体的，所述录音控制机制还包括对控制报文的发送过程的处理：定义控制报文的重组格式，将多个会话的请求报文按照固定的格式重组；建立适当大小的缓冲区，同时启动计时器，当缓冲区满或者计时器计时时间到时发送控制报文。

具体的，所述控制报文头部包括用户所在集群网络的ID号和用户相应的级别字段。

具体的，所述重传机制包括：为各个级别的用户设置对应的重传阈值，在录音服务器端对媒体控制中心发送的音频数据报文的连续丢包数量进行计算，当连续丢包数量大于重转阈值时，向所述媒体控制中心请求重传录音数据。

具体的，所述重传机制还包括：为各个级别的用户设置对应的定时重传阈值，其中，某一个级别的用户对应的定时重传阈值小于该级别用户对应的重传阈值；并在录音服务器端设置定时器，当定时器定时时间到时，对媒体控制中心发送的音频数据报文的连续丢包数量进行计算，当连续丢包数量大于定时重传阈值时，向所述媒体控制中心请求重传录音数据。

具体的，所述媒体控制中心，还用于在向录音服务器发送音频数据报文时，在各个报文头部添加用于记录报文序号的扩展字段。

具体的，所述对媒体控制中心发送的音频数据报文的连续丢包数量进行计算的方法是：通过计算收到的当前音频数据报文的报文序号与收到的上一个音频数据报文的报文序号的差值，来计算连续丢包数量。

本发明的有益效果是：(1)将对录音过程的控制通过单独的控制报文来实现，有效地解决了现阶段多样化网络结构下控制录音的问题,同时其采用TCP协议承载，为后续了录音过程提供了可靠保障；(2)舍弃了RTCP，通过在控制报文中添加用户级别，以及在音频数据报文中头部添加用于记录报文序号的扩展字段，在接收端通过对音频数据报文丢包情况的分析决定是否启动重传机制，在保障音频质量的同时提高录音效率。

附图说明

图1为本发明中的录音控制系统的网络拓扑结构图；

图2为控制报文头部格式示意图；

图3为报文传输流程示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明中的录音控制系统包括数据注册服务器、媒体控制中心及录音服务器；

所述数据注册服务器，用于向用户提供注册服务并保存用户的注册信息；在用户发起呼叫时，对用户的呼叫请求进行认证；以及根据用户所在集群网络的不同，为用户划分相应的服务级别；

所述媒体控制中心，用于根据用户的呼叫请求判断此路会话是否需要录音，若需要进行录音则启动录音控制机制进行录音，将录音数据上传录音服务器；还对于来自不同网络类型的会话，媒体中心还起到媒体转换的作用；

所述录音服务器，用于根据对录音数据的接收情况进行分析，判断是否启用重传机制，在重传机制激活时，向所述媒体控制中心请求重传录音数据，以及对接收到的录音数据进行存储，以及还提供录音查询，回放等服务。

用户持有的终端设备（或者是终端本身）发起的呼叫经过接入网的中转及数据注册服务器的认证到达媒体中心控制系统，由该控制系统来提取呼叫请求中的关键信息，并判定此路会话是否需要录音（判定是否录音的依据保存是数据注册无服务器中）；如果需要录音则启动录音控制机制进行录音；如果不需要录音，则此路会话可在自身网络环境中完成通信，无需经核心IP网络到达上层的应用控制系统。

上述录音控制机制主要作用于媒体控制中心和录音服务器之间，用于控制何时录音，录音的发起，更新结束，以及自适应调整录音过程中由于网络环境变化引起时的相应措施等问题。

考虑到既要保证录音系统的实时性，同时又要提高其可靠性，本文中将控制报文和音频数据报文分别采用TCP和UDP两种不同的协议进行传输。

录音控制原理如下：

1、控制报文主要分为录音开始请求，录音确认，录音拒绝，录音更新请求，更新确认，更新拒绝，录音停止请求，停止确认，停止拒绝，录音保活请求，保活确认，保活拒绝等12种类型，用来解决是否进行录音，以及录音过程中各个状态之间的转换。

2、为了区分不同集群系统中的不同用户，我们在控制报文中加入集群网络ID，作为不同集群的唯一标识；

3、为了针对区别对待不同情景下的录音，在控制报文中定义用户级别，通过该字段来采取不同的录音控制，及重传策略，控制报文头的格式如图2所示。

4、对于集群专网的用户数量是有限的，且拥有固定不能轻易改变的ID，所有用户在建立通信之前都必须被注册入网，用户信息和服务级别将被记录保存在数据注册服务器，当有录音请求到达录音服务器时，录音服务器会同步查询用户的服务级别，并将该级别添加到应答报文中返回，后续通过媒体控制中心发送的控制报文也必须携带该字段。这样既保证了会话的安全可靠性，同时又可以通过用户级别自适应调整录音策略。如果遇到突发的情况，需要动态重组网络，那么重组群组中的每个用户均需要重新注册，并更新用户信息。

5、录音控制报文体由不定个数的参数组合而成，每个参数均采用统一的TLV格式（即：类型Type，长度Length，值Value）进行定义，总长度不固定。参数类型包含进行录音控制所必要的信息，如主叫，被叫，呼叫类型等。

基于上述录音控制系统，本发明中实现录音控制需要媒体控制中心和录音服务器相配合，从数据发送、传输、接收三个方面协调完成，下面进行具体说明：

1）报文的发送过程：

由于控制报文本身比较小，为了减少网络开销，在报文的发送过程中我们可以采用以下两种方式进行处理：

方式一：建立适当大小的缓冲区，同时启动计时器（如每个20ms发送一次），缓冲区满和定时器到两种情况满足一个时即可发送报文（即当计时时间到则统一将缓冲区的报文进行发送，如果计时时间未到但是缓冲区满，也立即发送报文同时重置计时器）。

方式二：定义控制报文的重组格式，将多个会话的请求报文（可以来自同一个集群网络，也可以来自不同集群的不同会话请求）安照固定的格式重组（比如报文之间添加固定特殊分隔符的方式）之后再发送。

以上方式可以有效地减少网络开销，降低处理线程之间的切换，提高录音效率。

2）报文传输过程：音频数据仍旧采用UDP传输，由于UDP本身是不可靠传输的，这样就必然存在时序的问题，因而，本发明设计了重传机制以保障音频的质量；而对于是否启用这种控制机制则通过用户级别字段的值来判定（0-代表最高用户级别，适应于关乎国家安全的情形，1-高级别用户，适应重大事故或特大刑事案件处理工程中的用户群组，2-中级用户，适应一般灾情，企业用户，社会公共安全等调度系统中的用户群，3-普通用户）；针对上述不同的用户级别，可以设置对应的重传阈值，在录音服务器端通过对接收的报文丢包情况与重传阈值进行比较，从而决定是否启用重传机制。

该重传机制在具体实施上，首先在音频数据报文头部添加扩展字段RN用于记录当前报文序号，每当发送一个报文RN+1；设某一级别用户重传阈值为X，在接收端如果当前收到的报文RN字段与上一报文RN字段差值大于X，则启动重传机制，即录音服务器向媒体控制中心发送重传请求，媒体控制中心重传音频数据

然而，如果持续较长的时间段内均出现丢包，但是丢包数均未达到上述阈值X，则上述机制将不能保证音频的质量。为了更进一步保证音频质量，可以在录音服务器设置定时器，并设置定时重传阈值Y作为二级阈值，并且Y＜X；将定时时间设置为适当大小，当定时时间到时，将当前收到的报文RN字段与上一报文RN字段差值进行比较，如果差值大于Y则启动重传机制；由于定时重传阈值Y比重传阈值X小，因而可以更进一步保证音频的质量。上述报文传输流程图如图3所示。

3)报文接收过程：对应于报文的发送机制，此处需要采用与发送报文向反向机制进行分离，区分不同的用户，不同的请求，然后再进行后续的处理操作。

本发明实施例中所提到的重传阀值，一般来说指的通过丢包率进行计算，这样可以适应于不同的网络环境，因为不同网络的带宽不尽相同，相同时间段传输的报文数量也固然不同，在计算时可以根据网络传输速率转换成报文数量，进行判断。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.录音控制系统，包括数据注册服务器、媒体控制中心及录音服务器；其特征在于，

所述数据注册服务器，用于向用户提供注册服务并保存用户的注册信息；在用户发起呼叫时，对用户的呼叫请求进行认证；以及根据用户所在集群网络的不同，为用户划分相应的服务级别；

所述媒体控制中心，用于根据用户的呼叫请求判断此路会话是否需要录音，若需要进行录音则启动录音控制机制进行录音，将录音数据上传录音服务器；

所述录音服务器，用于根据对录音数据的接收情况进行分析，判断是否启用重传机制，在重传机制激活时，向所述媒体控制中心请求重传录音数据，以及对接收到的录音数据进行存储；

所述录音控制机制包括：通过音频数据报文向录音服务器发送录音数据，通过控制报文对录音过程进行控制；所述控制报文和音频数据报文分别采用TCP和UDP协议进行传输；

所述重传机制包括：为各个级别的用户设置对应的重传阈值，在录音服务器端对媒体控制中心发送的音频数据报文的连续丢包数量进行计算，当连续丢包数量大于重转阈值时，向所述媒体控制中心请求重传录音数据。

2.如权利要求1所述的录音控制系统，其特征在于，所述数据注册服务器为用户划分相应的服务级别，具体包括：将用户划分为最高级别用户、高级用户、中级用户、普通用户；并为各个级别的用户建立相应级别字段。

3.如权利要求1所述的录音控制系统，其特征在于，所述媒体控制中心根据用户的呼叫请求判断此路会话是否需要录音的依据存储在所述数据注册服务器中。

4.如权利要求1所述的录音控制系统，其特征在于，所述录音控制机制还包括对控制报文的发送过程的处理：定义控制报文的重组格式，将多个会话的请求报文按照固定的格式重组；建立适当大小的缓冲区，同时启动计时器，当缓冲区满或者计时器计时时间到时发送控制报文。

5.如权利要求1所述的录音控制系统，其特征在于，所述控制报文头部包括用户所在集群网络的ID号和用户相应的级别字段。

6.如权利要求1所述的录音控制系统，其特征在于，所述重传机制还包括：为各个级别的用户设置对应的定时重传阈值，其中，某一个级别的用户对应的定时重传阈值小于该级别用户对应的重传阈值；并在录音服务器端设置定时器，当定时器定时时间到时，对媒体控制中心发送的音频数据报文的连续丢包数量进行计算，当连续丢包数量大于定时重传阈值时，向所述媒体控制中心请求重传录音数据。

7.如权利要求6所述的录音控制系统，其特征在于，所述媒体控制中心，还用于在向录音服务器发送音频数据报文时，在各个报文头部添加用于记录报文序号的扩展字段。

8.如权利要求7所述的录音控制系统，其特征在于，所述对媒体控制中心发送的音频数据报文的连续丢包数量进行计算的方法是：通过计算收到的当前音频数据报文的报文序号与收到的上一个音频数据报文的报文序号的差值，来计算连续丢包数量。