CN105391976A - 一种多媒体集群通信的视频调度方法与系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多媒体集群通信的视音频调度方法与系统。系统主要移动终端、接入子系统、交换控制中心、调度应用中心四部分组成，实现视音频上拉功能、视音频回传功能、视音频下发功能三种调度方法。本发明可以用于改善目前的基于语音交互的集群通信系统的功能的不足，实现集群通信系统的语音调度和视频调度功能的融合，提高集群通信系统的调度指挥能力。

Description

一种多媒体集群通信的视频调度方法与系统
技术领域
本发明属于集群通信领域，具体涉及一种多媒体集群通信的视频调度方法。
背景技术
目前国内调度系统的现实情况是：个呼、组呼、短消息功能是目前集群通信系统的主流功能，都是基于窄带的数据传输与语音通话，而且数据量的大小受到窄带带宽的限制。但是由于最近几年4G网以及无线网的迅速发展，带宽已经得到极大提升，因此也对过去的窄带调度系统提出了新的要求，希望可以在原先的系统上加载实时视频通话功能，使得现有的系统不仅具有原先的语音交互、短信交互、e-mail交互、网络浏览等功能，也要具有实时视频流交互等功能，所以新的集群通信系统——多媒体集群通信系统逐渐被多个研究所关注。
尽管多媒体集群通信系统的理念已经被大多数研究机构所认识，但是目前来说国家公共安全通信部门集群通信系统的能力仍旧无法利用现有的宽带网络实现多媒体集群通信系统。LTE系统作为一个新的有代表性的第三代宽带网络系统，具有较高的数据传输速率，由于它的这个性质，公共安全部门一直将它作为未来多媒体集群通信系统的基础技术，但是面临着保障过去窄带系统的基于语音交互的功能难题。
目前的基于语音交互的集群通信系统越来越不能满足公共部门的需求，基于视频交互的多媒体集群通信系统越来越体现出不可思议的作用，而且多媒体集群通信系统所依赖的宽带网技术也已成熟，所以在原先的语音集群通信系统上融入视频功能是一个急需解决的难题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种多媒体集群通信的视音频调度方法与系统，用于实现集群通信系统的视频交互功能，提高集群通信系统的调度指挥能力。
本发明的目的是提出一种多媒体集群通信的视音频调度方法与系统，该实现用于改善目前的基于语音交互的集群通信系统的功能的不足，实现视频调度功能的融合。该方法基于SIP协议进行开发集群系统的信令控制，基于H.264编解码实现视频交互的视频编解码，基于RTP协议实现视频交互的视频流传输，以此实现基于视频交互的多媒体集群通信系统。
本发明的技术方案：本发明公开一种多媒体集群通信系统的实现方法与系统，主要实现功能包括：(1)视音频上拉功能：利用SIP信令实现调度中心向终端进行呼叫，呼叫应答后，终端将实时视音频传到调度中心。(2)视音频回传功能：利用SIP信令实现终端向调度中心发起呼叫，呼叫应答后，终端将实时视音频传到调度中心。(3)视音频下发功能：利用SIP信令调度中心呼叫终端，终端呼叫应答后，调度中心将实时视音频下发到终端。
图1给出了本发明的系统功能结构图。系统由移动终端、接入子系统、交换控制中心、调度应用中心四部分组成，系统结构图如图1所示：
(1)移动终端的功能是：移动终端具备视音频采集、编码、解码和通信功能模块。当调度应用中心通过SIP信令与移动终端进行完需求功能确认后，移动终端做出应答，进行视音频数据交互，具体移动终端的视频交互功能主要由视频上拉与视频下发功能组成。视音频上拉：调度应用中心通过SIP信令向终端发起视音频上拉呼叫，被叫终端接收应答后，进行视频采集，将视音频流通过接入子系统和交换控制中心发送到调度应用中心。视音频下发：调度中心通过SIP信令向终端发起视音频下发呼叫，终端应答后，调度中心将编码后的实时视音频下发到终端。视频上拉功能如图2和视频下发功能如图3所示。
(2)接入子系统：接入子系统位于移动终端与交换控制中心之间，此系统里包含一个中等速率集群通信系统无线接入网络(MTS-RAN)，一个高等速率集群通信无线接入网络(HTS-RAN)，以及其他速率的集群通信无线接入子系统，为系统提供了统一的接口，是各种方式的终端与交换中心进行数据交换的桥梁，各类终端(手持终端，车载终端，单模终端，多模终端，卫星终端等)通过接入子系统的不同模块，将请求发到子系统的不同功能模块，接入子系统对不同终端传过来的数据进行处理经过交换控制中心以IP的形式发送到调度应用中心，实现数据交互，接入子系统结构图如图4所示。
(3)交换控制中心：这个平台的的功能主要包括呼叫控制、移动管理、资源分配、数据管理等功能。交换控制平台的组成部分：控制服务器(CS)、多媒体网关(MGW)、注册数据库服务器(RDS)、集群通信网关(T-GW)、移动网关(M-GW)，以及卫星网关(S-GW)等。交换控制中心的特征：不同的接入模式(MTS，HTS)，基于IP的软交换，不同的网关接口可以连接不同的通信系统，多个水平的质量服务机制，交换控制中心如图5所示。
(4)调度应用中心：此平台包括调度客户端(DC)，存储服务器(RES)，安全服务器(SES)。这个平台主要负责多媒体平台的调度与控制，实时视音频交互，存储数据和其他的系统控制应用。调度应用中心具有统一接口、完整的网络记录、多媒体安全加密，调度控制，和灵活的扩展应用等特征，图6为调度应用中心结构图，图7为上拉调度中心功能图，图8为下发调度中心功能图。
本发明的有益效果：通过向集群系统中融入视频交互的功能，不仅改善了原来单一利用音频进行交互的集群系统的消息滞后性和不明确性，而且增强了集群系统的交互方式多样性。多媒体集群通信系统拥有视频传输的功能，便可以将现场的实时图像信息传送到调度中心(指挥中心)，这样调度人员可以更加方便的执行决策，获得更多的信息，提高决策的及时性和准确性，可以极大地提高地震现场，交通指挥，消防指挥，水利部门，铁路部门等一些对指挥调度功能需求很高的部门的应急指挥能力。本发明的提出可以实现视音频调度的高度融合，而不需要额外设立独立的视频系统，降低了系统投入。
附图说明
图1系统功能结构图
图2视音频上拉移动终端功能图
图3视音频下发之终端功能
图4接入子系统结构图
图5交换控制中心结构图
图6调度应用中心结构图
图7视音频上拉功能之调度中心端功能图
图8视音频下发之调度中心功能图
图9视音频上拉流程图
图10视音频回传功能
图11视音频下发功能
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
1)视音频上拉功能
原理：利用SIP信令进行功能选择，利用H.264编解码和PCMA编码对视音频数据处理，利用RTP协议对数据封装。
视频上拉功能流程图如图9，具体步骤如下：
(1)调度应用中心通过SIP信令向终端发起上拉呼叫，信令中INVITE里Call-Attribute头域的呼叫类型为“videopull”，表示请求视频上拉功能，INVITE里包含着调度中心期望的视频分辨率列表。
(2)被叫终端接收到呼叫后发送100Trying信号给调度应用中心。
(3)被叫终端按照INVITE里视频分辨率列表中从前到后的优先顺序，选定一个支持的视频分辨率，在接下来的发送给调度应用中心的180Ring中返回。
(4)被叫终端继续向调度应用中心发送200K，此信号中包括发送的视频分辨率。
(5)调度应用中心接收到这一系列信号后向终端发出ACK响应。
(6)终端接收到ACK响应后开始以RTP协议发送编码后的视音频流经过接入子系统和交换控制中心到调度应用中心，调度中心接收数据后进行解码显示并存储。
(7)视频上拉功能建立，需要关闭上拉功能时被叫终端与调度台都可以发送BYE以结束呼叫。
2)视音频回传功能：
原理：利用SIP信令进行功能选择，利用H.264编解码和pcma编码对视音频数据处理，利用RTP协议对数据封装。
回传功能流程图如图10，具体步骤如下：
(1)终端通过SIP信令向调度应用中心发起回传呼叫，信令中INVITE里Call-Attribute头域的呼叫类型为“videoupload”，表示请求视频回传功能，INVITE里包含着调度中心期望的视频分辨率列表。
(2)被叫调度应用中心接收到呼叫后发送100Trying信号给终端。
(3)被叫调度应用中心按照INVITE里视频分辨率列表中从前到后的优先顺序，选定一个支持的视频分辨率，在接下来的发送给终端的180Ring中返回。
(4)被叫调度应用中心继续向终端发送200K，此信号中包括发送的视频分辨率。
(5)终端接收到这一系列信号后向调度应用中心发出ACK响应。
(6)终端开始以RTP协议发送编码后的视音频流经过接入子系统和交换控制中心到调度应用中心，调度中心接收数据后进行解码显示并存储。
(7)视音频回传功能建立，需要关闭回传功能时被叫终端与调度台都可以发送BYE以结束呼叫。
3)视音频下发功能：
原理：利用SIP信令进行功能选择，利用H.264编解码和pcma编码对视音频数据处理，利用RTP协议对数据封装。
视音频下发功能如图11，具体步骤如下：
(1)调度应用中心通过SIP信令向终端发起下发呼叫，信令中INVITE里Call-Attribute头域的呼叫类型为“videopush”，表示请求视音频下发功能，INVITE里包含着调度中心期望的视频分辨率列表。
(2)被叫终端接收到呼叫后发送100Trying信号给调度应用中心。
(3)被叫终端继续向调度应用中心发送200K，此信号中包括发送的视频分辨率。
(4)调度应用中心接收到这一系列信号后向终端发出ACK响应。
(5)调度中心开始以RTP协议发送编码后的视音频流经过交换控制中心和接入子系统到终端，终端接收数据后进行实时解码显示。
(6)视频上拉功能建立，需要关闭下发功能时被叫终端与调度台都可以发送BYE以结束呼叫。

Claims (5)

1.一种多媒体集群通信的视音频调度方法与系统：其特征是系统主要移动终端、接入子系统、交换控制中心、调度应用中心四部分组成，实现视音频上拉功能、视音频回传功能、视音频下发功能三种调度方法：(1)视音频上拉：利用SIP信令实现调度中心向终端进行呼叫，呼叫应答后，终端将实时视音频传到调度中心；(2)视音频回传：利用SIP信令实现终端向调度中心发起呼叫，呼叫应答后，终端将实时视音频传到调度中心；(3)视音频下发：利用SIP信令调度中心呼叫终端，终端呼叫应答后，调度中心将实时视音频下发到终端。
2.根据权利要求1所述的一种多媒体集群通信的视频调度方法与系统，其特征是：所述移动终端，其特征是移动终端具备视音频采集、编码、解码和通信功能模块，当调度应用中心通过SIP信令与移动终端进行需求功能确认后，移动终端做出应答，进行视音频数据交互；功能需求包括视音频内容的编码标准、分辨率等。
3.根据权利要求1所述的一种多媒体集群通信的视频调度方法与系统，其特征是：所述接入子系统，其特征是为系统提供了统一的接口，是各种移动终端(手持终端，车载终端，单模终端，多模终端，卫星终端等)与交换中心进行数据交换的桥梁，移动终端通过接入子系统的不同模块，接入子系统对不同终端传过来的数据进行处理经过交换控制中心以IP的形式发送到调度应用中心，实现数据交互。
4.根据权利要求1所述的基一种多媒体集群通信的视频调度方法与系统，其特征是：所述交换控制中心，其特征是交换控制中心支持呼叫控制、移动管理、资源分配、数据管理等功能，由控制服务器、多媒体网关、注册数据库服务器、集群通信网关、移动网关，以及卫星网关等组成。
5.根据权利要求1所述的基一种多媒体集群通信的视频调度方法与系统，其特征是：所述调度应用中心，其特征是调度应用中心由调度客户端、存储服务器、安全服务器组成，负责多媒体平台的调度与控制，实时视音频交互，存储数据和其他的系统控制应用，调度应用中心具有统一接口、完整的网络记录、多媒体安全加密，调度控制，和灵活的扩展应用等特征。
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