CN105323250B - 一种基于ptt公网集群对讲系统的数据传输方法 - Google Patents

一种基于ptt公网集群对讲系统的数据传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于PTT公网集群对讲系统的数据传输方法，包括：建立第一终端与第二终端之间的TCP连接；所述第一终端向所述第二终端发送TCP数据包；所述第二终端响应所述TCP数据包；所述TCP数据包的格式为：主长度信息字段、标志字段、可变字段及CRC字段，所述主长度信息字段用于记录通信长度，所述标志字段用于标识使用命令类型，所述可变字段用于记录传输数据，所述CRC字段用于校验传输数据是否正确。采用本发明，利用独特的TCP数据包格式及UDP数据包格式，格式简单，保密性强；同时，通过独特的解包方式，提高响应速度，可避免数据传输中的半包、粘包所造成的数据接收异常。

Description

一种基于PTT公网集群对讲系统的数据传输方法
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于PTT 公网集群对讲系统的数据传输方法。
背景技术
PTT（Push To Talk）公网集群对讲系统业务本质上是采用中国移动GPRS/EDGE/TD-CDMA通信网络作为服务系统与终端用户业务交互的桥梁，中国电信、移动、联通是国内三大运营商，其GPRS/EDGE网络的稳定性、覆盖率、网络速率、自然延伸至3G、4G环境都已经非常成熟。
基于2.5G、3G及4G网络的无线IP技术，是将语音信号转换成数据包经过网络传输，最后再将数据包转换成语音传递出来完成一次通话，也就是以数字交换的形式实现语音通信。和传统的移动电话不同的是，公网集群PTT业务使用简单的半双工通信方式工作。也就是说，PTT在通话的时候，双方只占用一个频率，分时借用使用半双工通信方式工作，一个语音通道要么送话要么收话。在同一时间只能有一人说话，主叫方只要按一个键即可向一个人或一组人发起通话请求，无需拨号和等待对方摘机，话路立即接通，迅速建立起谈话群组。由于这个过程是单向的，所以公网集群PTT在同一时间内只能有一人说话，其它人只能听。
但是，现有的数据包格式复杂，从而使得打包、解包方式繁琐，影响响应速度，同时保密性不佳，不利于实际应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于PTT 公网集群对讲系统的数据传输方法，格式简单、保密性佳。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于PTT 公网集群对讲系统的数据传输方法，包括：建立第一终端与第二终端之间的TCP连接；所述第一终端向所述第二终端发送TCP数据包；所述第二终端响应所述TCP数据包；所述TCP数据包的格式为：主长度信息字段、标志字段、可变字段及CRC字段，所述主长度信息字段用于记录通信长度，所述标志字段用于标识使用命令类型，所述可变字段用于记录传输数据，所述CRC字段用于校验传输数据是否正确。
所述上述方案的改进，所述通信长度为主长度信息字段的长度、标志字段的长度及可变字段的长度之和。
所述上述方案的改进，所述主长度信息字段的长度为4个字节，所述标志字段的长度为1个字节，所述CRC字段的长度为4个字节。
所述上述方案的改进，所述第二终端响应TCP数据包的步骤包括：判断所述TCP数据包的主长度信息字段是否接收完毕；若所述主长度信息字段已接收完毕，则根据所述主长度信息字段计算所述TCP数据包的总长度；根据所述总长度判断所述TCP数据包的传输数据是否接收完毕；若所述传输数据已接收完毕，计算CRC值并判断所述CRC值与所述TCP数据包的CRC字段是否一致；若一致，则响应所述TCP数据包，若不一致，则丢弃所述TCP数据包。
所述上述方案的改进，所述的基于PTT 公网集群对讲系统的数据传输方法，还包括所述第一终端向所述第二终端发送UDP数据包，所述UDP数据包的格式为RTP头及实际数据。
所述上述方案的改进，所述UDP数据包包括语音数据包、FEC数据包及心跳包。
所述上述方案的改进，所述语音数据包的格式为：UDP包头部标示、类型标示、序号、时间戳、用户ID、帧标识、码率及语音数据。
所述上述方案的改进，所述FEC数据包的格式为：UDP包头部标示、类型标示、序号、媒体包长度、用户ID及FEC数据。
所述上述方案的改进，所述心跳包的格式为：UDP包头部标示、类型标示、第一标识、第二标识及用户ID。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明采用独特的TCP数据包格式，所述TCP数据包的格式为：主长度信息字段、标志字段、可变字段及CRC字段，格式简单，保密性强。
同时，采用该格式形成独特的解包方式，提高响应速度，可避免数据传输中的半包、粘包所造成的数据接收异常。
另外，本发明还采用独特的UDP数据包格式，所述UDP数据包包括语音数据包、FEC数据包及心跳包。其中，语音数据包的格式为：UDP包头部标示、类型标示、序号、时间戳、用户ID、帧标识、码率及语音数据，可实现语音数据的有效传输；FEC数据包的格式为：UDP包头部标示、类型标示、序号、媒体包长度、用户ID及FEC数据，能有效缩小随机丢包的丢包率；心跳包的格式为：UDP包头部标示、类型标示、第一标识、第二标识及用户ID，可让服务器维系链路，并且用来确认客户端是否意外掉电，死机等。
附图说明
图1是本发明基于PTT 公网集群对讲系统的数据传输方法的第一实施例流程图；
图2是本发明基于PTT 公网集群对讲系统的数据传输方法的第二实施例流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。
图1是本发明基于PTT 公网集群对讲系统的数据传输方法的第一实施例流程图，包括：
S101，建立第一终端与第二终端之间的TCP连接。
需要说明的是的，所述第一终端及第二终端可以为客户端也可以为服务器。若第一终端为客户端时，则第二终端为服务器；若第一终端为服务器，则第二终端为客户端。
S102，所述第一终端向所述第二终端发送TCP数据包。
客户端可以主动向服务器发送TCP数据包，服务器也可以主动向客户端发送TCP数据包。
所述TCP数据包的格式为：主长度信息字段、标志字段、可变字段及CRC字段。
其中：
所述主长度信息字段的长度为4个字节，用于记录通信长度，可确保每次通信接收到的数据大小一致 ，避免数据传输中的半包、粘包所造成的数据接收异常；具体地，所述通信长度为主长度信息字段的长度、标志字段的长度及可变字段的长度之和。
所述标志字段的长度为1个字节，用于标识使用命令类型。
所述可变字段用于记录传输数据；可变字段的长度和格式都不固定，可根据实际情况填充，可使用protobuf（protobuf是结构化信息传递的工具）自动生成的数据。
所述CRC字段的长度为4个字节，用于校验传输数据是否正确。
例如，客户端要向服务器通讯，若实际要发送的数据为“Hello”, 假设其命令字段为0x21，CRC校验码为0x12345。那么本次通讯的通信长度为 4 + 1 + 5 = 10 （字节），其中4为主长度信息字段的长度，1为标志字段的长度，5为可变字段“Hello”的长度。总长度为：通信长度与CRC字段的长度之和，即 10 + 4 = 14 （字节）。因此，本次发送的数据为：0x00，0x00，0x00，0x0E，0x21，0x48，0x65，0x6C，0x6C，0x6F，0x00，0x01，0x23，0x45。
S103，所述第二终端响应所述TCP数据包。
具体地，所述第二终端响应TCP数据包的步骤包括：
A1，判断所述TCP数据包的主长度信息字段是否接收完毕，即判断所接收的主长度信息字段是否大于4字节。
A2，若所述主长度信息字段已接收完毕，则根据所述主长度信息字段计算所述TCP数据包的总长度（主长度信息字段中所记录的通信长度+CRC字段的长度=总长度）。
A3，根据所述总长度判断所述TCP数据包的传输数据是否接收完毕。
A4，若所述传输数据已接收完毕，计算CRC值并判断所述CRC值与所述TCP数据包的CRC字段是否一致，若所述传输数据未接收完毕，则继续等待接收。
A5，若一致，则响应所述TCP数据包，若不一致，则丢弃所述TCP数据包。第二终端根据标示字段进行响应。
图2是本发明基于PTT 公网集群对讲系统的数据传输方法的第二实施例流程图，包括：
S201，建立第一终端与第二终端之间的TCP连接。
需要说明的是的，所述第一终端及第二终端可以为客户端也可以为服务器。若第一终端为客户端时，则第二终端为服务器；若第一终端为服务器，则第二终端为客户端。
S202，所述第一终端向所述第二终端发送TCP数据包。
客户端可以主动向服务器发送TCP数据包，服务器也可以主动向客户端发送TCP数据包。
所述TCP数据包的格式为：主长度信息字段、标志字段、可变字段及CRC字段。
其中：所述主长度信息字段的长度为4个字节，用于记录通信长度，可确保每次通信接收到的数据大小一致 ，避免数据传输中的半包、粘包所造成的数据接收异常；具体地，所述通信长度为主长度信息字段的长度、标志字段的长度及可变字段的长度之和。所述标志字段的长度为1个字节，用于标识使用命令类型。所述可变字段用于记录传输数据；可变字段的长度和格式都不固定，可根据实际情况填充，可使用protobuf（protobuf是结构化信息传递的工具）自动生成的数据。所述CRC字段的长度为4个字节，用于校验传输数据是否正确。
S203，所述第二终端响应所述TCP数据包。
S204，所述第一终端向所述第二终端发送UDP数据包。
所述UDP数据包的格式为RTP头及实际数据。所述UDP数据包包括语音数据包、FEC数据包及心跳包。
在客户端通过TCP数据包获取话语权后，PTT通话开始，即可开始传输语音数据包。所述语音数据包的格式为：UDP包头部标示、类型标示、序号、时间戳、用户ID、帧标识、码率及语音数据，其中，“UDP包头部标示、类型标示、序号、时间戳、用户ID、帧标识、码率” 为RTP头，共16字节。
例如：0xC0，0x6F，0x00，0x10，0x01，0x12，0x45，0x00，0x00，0x00，0x00，0x12，0x0A，0xEA，0xAA，0xA0 +语音数据。其中，第1个字节“0xC0”是公共的数据头，用于过滤数据，第1个字节不为0xC0的数据包全部丢掉；第2个字节“0x6F”用来区别是数据包的类型；第3、4个字节“0x00，0x10”是标示数据包的序号，“0x10”表示第16个语音包；第5、6、7、8个字节“0x01，0x12，0x45，0x00”在语音包表示时间戳；第9、10、11、12个字节“0x00，0x00，0x00，0x12” 都表示用户ID，占4个字节；第 13个字节“0x0A”表示带有10帧的语音数据；由于，每帧的语音数据可能会是由不同的编码码率生成的，因此，从第14字节开始用2bit的长度来区分每帧数据的码率，其中10B为半速率， 11B为全速率，将语音包中的14~16字节“0xEA，0xAA，0xA0”转为二进制位“1110 1010 1010 1010 1010 0000”不满1字节的用0补齐，因此可以看出除了第一个帧为全速率其他都为半速率。
在移动网络中，往往存在比较高的丢包率，而实时对讲对语音实时要求很高，因此不可能通过重传来解决丢包的问题，前向纠错（FEC，Forward Error Correction）的使用能很大的缩小随机丢包的丢包率。所述FEC数据包的格式为：UDP包头部标示、类型标示、序号、媒体包长度、用户ID及FEC数据。FEC数据是所用媒体包异或的结果。其中，“UDP包头部标示、类型标示、序号、媒体包长度、用户ID” 为RTP头。
例如：0xC0，0x70，0x00，0x10，0x68，0x68，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x12 +FEC数据。其中，第1个字节“0xC0”是公共的数据头，用于过滤数据，第1个字节不为0xC0的数据包全部丢掉；第2个字节“0x70”用来区别是数据包的类型；第3、4个字节“0x00，0x10”是标示数据包的序号；第5、6、7、8个字节“0x68，0x68，0x00，0x00”表示媒体包长度；第9、10、11、12个字节“0x00，0x00，0x00，0x12” 都表示用户ID，占4个字节。
同时，通过向服务器发送心跳包，可让服务器维系链路，并且用来确认客户端是否意外掉电，死机等。所述心跳包的格式为：UDP包头部标示、类型标示、第一标识、第二标识及用户ID。其中，“UDP包头部标示、类型标示、第一标识、第二标识及用户ID”为RTP头。
例如：0xC0，0x58，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x12。其中，第1个字节“0xC0”是公共的数据头，用于过滤数据，第1个字节不为0xC0的数据包全部丢掉；第2个字节“0x58”用来区别是数据包的类型；第3、4个字节“0x00，0x00”无意义；第5、6、7、8个字节“0x00，0x00，0x00，0x00”无意义；第9、10、11、12个字节“0x00，0x00，0x00，0x12”都表示用户ID，占4个字节。
由上可知，本发明采用独特的TCP数据包格式（主长度信息字段、标志字段、可变字段及CRC字段）及UDP数据包格式（RTP头及实际数据），格式简单。同时，采用该格式形成独特的解包方式，提高响应速度。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于PTT公网集群对讲系统的数据传输方法，其特征在于，包括：
建立第一终端与第二终端之间的TCP连接；
所述第一终端向所述第二终端发送TCP数据包；
所述第二终端响应所述TCP数据包；
所述TCP数据包的格式为：主长度信息字段、标志字段、可变字段及CRC字段，所述主长度信息字段用于记录通信长度，所述标志字段用于标识使用命令类型，所述可变字段用于记录传输数据，所述CRC字段用于校验传输数据是否正确；所述通信长度为主长度信息字段的长度、标志字段的长度及可变字段的长度之和；
所述第一终端向所述第二终端发送UDP数据包，所述UDP数据包的格式为RTP头及实际数据；
所述第二终端响应TCP数据包的步骤包括：判断所述TCP数据包的主长度信息字段是否接收完毕；若所述主长度信息字段已接收完毕，则根据所述主长度信息字段计算所述TCP数据包的总长度；根据所述总长度判断所述TCP数据包的传输数据是否接收完毕；若所述传输数据已接收完毕，计算CRC值并判断所述CRC值与所述TCP数据包的CRC字段是否一致；若一致，则响应所述TCP数据包，若不一致，则丢弃所述TCP数据包。
2.如权利要求1所述的基于PTT公网集群对讲系统的数据传输方法，其特征在于，所述主长度信息字段的长度为4个字节，所述标志字段的长度为1个字节，所述CRC字段的长度为4个字节。
3.如权利要求1所述的基于PTT公网集群对讲系统的数据传输方法，其特征在于，所述UDP数据包包括语音数据包、FEC数据包及心跳包。
4.如权利要求3所述的基于PTT公网集群对讲系统的数据传输方法，其特征在于，所述语音数据包的格式为：UDP包头部标示、类型标示、序号、时间戳、用户ID、帧标识、码率及语音数据。
5.如权利要求3所述的基于PTT公网集群对讲系统的数据传输方法，其特征在于，所述FEC数据包的格式为：UDP包头部标示、类型标示、序号、媒体包长度、用户ID及FEC数据。
6.如权利要求3所述的基于PTT公网集群对讲系统的数据传输方法，其特征在于，所述心跳包的格式为：UDP包头部标示、类型标示、第一标识、第二标识及用户ID。
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