CN106506444B - 一种面向lte集群系统的媒体协商系统及方法 - Google Patents

一种面向lte集群系统的媒体协商系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种面向LTE集群系统的媒体协商系统及方法，系统包括集群业务发起终端、集群业务成员终端、集群业务服务器和集群媒体服务器；所述集群业务发起终端用于发起集群业务，是媒体协商的Offer端；所述集群业务成员终端用于接收邀请参与集群业务，是媒体协商的Answer端；所述集群业务服务器是媒体协商的决策实体；所述集群媒体服务器是媒体协商结果的执行实体。本发明能够提供一种方法建立超过两方的媒体通道，还能够提供一种方法协商媒体通道相关各方接收媒体数据流的地址，这样就能够很好地适应在以LTE集群系统为代表的无线通信系统里建立上行单播流，下行组播流这种模式的媒体通道的需求。

Description

一种面向LTE集群系统的媒体协商系统及方法
技术领域
本发明涉及一种面向LTE集群系统的媒体协商系统及方法。
背景技术
目前，业务系统正在向全IP技术体制发展和演进，其中会话初始化协议(SessionInitiation Protocol，简称SIP)以及会话描述协议(Session Description Protocol，简称SDP)被广泛应用于初级的IP电话(Voice over Internet Protocol，简称VoIP)系统以及高级的IP多媒体业务(IP Multimedia Subsystem，简称IMS)等主流的业务系统中。由于VoIP和IMS技术具有易于集成、成本低廉、使用方式灵活等特点，已逐步从基于有线网络的应用向基于无线网络的应用发展，LTE系统就是其中的重要代表。
另一方面，业务的使用模式也逐渐从两个用户之间的点对点模式为主演化出各种使用模式，其中以群呼或组呼为代表的集群类业务模式的使用越来越广泛，例如电话会议、视频会议、按键通、群发数据等等。集群类业务模式与其他一般业务模式有较大的差别：一般业务模式的上行(即从终端到服务器端的方向)和下行(即从服务器端到终端的方向)业务是对称的，而集群业务模式的上行与下行是非对称的，即上行是每个终端发送各自的业务数据流到服务器端，而下行则是服务器端根据收集到来自各个终端的业务数据之后通过融合处理后，发送携带相同的业务数据N条(N代表集群业务群组成员数量)单播业务数据流到各个终端。
若直接将集群类业务应用到以LTE为代表的无线通信系统中将会造成带宽利用率低的问题，特别是有多个终端都接入到同一个基站的情况下，该基站将会发送X条(该基站下接入的终端数)单播业务数据流到该基站下的各个终端。这些单播业务数据流的载荷是相同的，却产生了X条携带了相同载荷的业务数据流，占用了X倍的空口信道资源。因此在LTE集群系统的业务都要求使用组播作为下行业务数据流的承载方式，这样，即使有多个终端都接入到同一个基站的情况下，该基站也只需发送1条组播业务数据流到该基站下的各个终端即可。
但标准的VoIP和IMS系统在信令接续过程中内嵌的媒体协商方法是基于O/A(Offer/Answer)模型的媒体协商方法，它是一种一问一答式的媒体协商方法，其中，Offer相当于媒体协商请求，Answer相当于媒体协商应答，具体原理如下：
(1)媒体协商请求端产生SDP Offer，其中Offer携带媒体协商请求端所支持的媒体能力(媒体类型及其相应编码方式)和本地接收媒体数据流的地址(IP地址与端口号)；
(2)媒体协商应答端收到SDP Offer后，分析其对端的媒体能力与本地的媒体能力是否存在交集。若存在交集，则接受本次会话并产生SDP Answer，并在Answer中携带本地希望使用的媒体能力和本地接收媒体数据流的地址；若不存在交集，则拒绝本次会话。
显然，标准的基于O/A模型的媒体协商方法仅仅只针对了单播媒体通道(即媒体通道只涉及两方)，其协商的是媒体通道双方的媒体能力是否存在交集，而双方各自的接收媒体数据流的地址则并未协商，即接收媒体数据流的地址是由双方各自自己决定。换言之，这是一种只针对单播媒体数据流通道建立的媒体协商方法，只支持一发一收的媒体通道，对于一发多收的组播媒体通道建立则并不适合。因为组播只有一条流，而该流的收方有多个，但每个收方的接收媒体数据流的地址又必须相同，因此标准的基于标准O/A模型的媒体协商方法无法确保每个收方都使用相同的接收媒体数据流的地址。
可见，标准的媒体协商方法无法支持超过两方媒体通道的建立，也不支持协商媒体通道相关各方接收媒体数据流地址的功能，无法满足LTE集群系统中上行单播、下行组播的媒体通道建立。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种面向LTE集群系统的媒体协商系统及方法，一方面能够支撑超过两方的媒体通道建立，另一方面也能够支撑媒体通道相关各方的接收媒体数据流地址的协商机制，以便于支持在组播方式的媒体通道的建立功能，以适应未来以LTE集群系统为代表的无线通信系统的需求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种面向LTE集群系统的媒体协商系统，包括集群业务发起终端、集群业务成员终端、集群业务服务器和集群媒体服务器；所述集群业务发起终端用于发起集群业务，是媒体协商的Offer端；所述集群业务成员终端用于接收邀请参与集群业务，是媒体协商的Answer端；所述集群业务服务器是媒体协商的决策实体，是主导下行组播流接收媒体数据地址的决策端；所述集群媒体服务器是媒体协商结果的执行实体，并接受集群业务服务器的控制。
本发明还公开了一种面向LTE集群系统的媒体协商方法，包含以下两个方面：
一、集群业务发起终端与集群业务服务器之间的媒体协商：
步骤一、集群业务发起终端发起集群业务呼叫，并构造SDP Offer，然后发出携带SDP Offer的呼叫控制信令；
步骤二、集群业务服务器判决发起者与服务器两者双方媒体能力是否存在交集：若不存在交集，则集群业务服务器拒绝本次业务，进入会话结束状态；若存在交集，则进入步骤三；
步骤三、集群业务服务器决策Offer中携带的下行流中用于接收媒体数据流的预设地址是否合理：若合理，则进入步骤四，否则进入步骤五；
步骤四、集群业务服务器构造SDP Answer，并在Answer的上行单播流中设置协商出来的编码参数和接收媒体数据流的地址，下行组播流中设置协商出来的编码参数，不改变Offer中接收媒体业务数据流的预设地址；然后进入步骤六；
步骤五、集群业务服务器构造SDP Answer，并在Answer的上行单播流中设置协商出来的编码参数和接收媒体数据流的地址，下行组播流中设置协商出来的编码参数，重新设置业务发起终端的接收媒体数据流的地址；然后进入步骤六；
步骤六、集群业务服务器发出携带SDP Answer的呼叫控制信令，并打开本地媒体通道；
步骤七、集群业务发起终端收到SDP Answer，并根据其携带的信息打开本地媒体通道；
二、集群业务服务器与集群业务参与终端的媒体协商：
步骤一、集群业务服务器收到进群业务发起终端的呼叫控制信令后，向各个集群业务成员终端发起呼叫控制信令，并构造SDP Offer，然后发出携带SDP Offer的呼叫控制信令；
步骤二、集群业务成员终端判决本地与服务器两者双方媒体能力是否存在交集：若不存在交集，则集群业务成员终端拒绝本次业务，进入会话结束状态；若存在交集，则进入步骤三；
步骤三、集群业务成员终端构造SDP Answer，并发出携带SDP Answer的呼叫控制信令，并打开本地媒体通道；
步骤四、集群业务服务器收到SDP Answer，并根据其携带信息打开本地媒体通道。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明通过提供一种面向LTE集群系统的媒体协商系统及方法，能够提供一种方法建立超过两方的媒体通道，还能够提供一种方法协商媒体通道相关各方接收媒体数据流的地址。这样就能够很好地适应在以LTE集群系统为代表的无线通信系统里建立上行单播流，下行组播流这种模式的媒体通道的需求。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为集群LTE系统功能实体组成示意图；
图2为媒体协商过程示意图。
具体实施方式
针对现有技术中的媒体协商方法不支持超过两方的媒体通道建立，也不支持协商媒体通道相关各方接收媒体数据流地址的功能，本发明提供了一种面向LTE集群系统的媒体协商系统及方法，以便于支持以LTE集群系统为代表的应用场景中建立上行单播、下行组播的媒体通道的建立问题。
本发明公开了一种面向LTE集群系统的媒体协商系统，其遵循控制与承载分离的思想，该系统功能实体包括一个集群业务发起终端、多个集群业务成员终端、集群业务服务器、集群媒体服务器；以下以图1所示实施例进行说明：
面向LTE集群系统的媒体协商系统包括：LTE集群终端A、B以及C，LTE集群基站，LTE集群系统核心网eEPC，以及集群业务系统(集群业务服务器TCF和集群媒体服务器TMF)，其中：
LTE集群终端A是集群业务的发起终端，用于发起集群业务，其与集群业务服务器之间进行媒体协商，其中LTE集群终端A是媒体协商的Offer端，集群业务服务器是媒体协商的Answer端。
LTE集群终端B和C是集群业务成员终端，用于接收邀请参与集群业务，其同样与集群业务服务器之间进行媒体协商，其中集群业务服务器是媒体协商的Offer端，LTE集群终端B和C是媒体协商的Answer端。
LTE集群基站，提供IP层以下的通信功能与资源分配功能，提供下行组播信道能力。
LTE核心网eEPC，提供IP承载，以及IP层以下的资源管理与控制功能，提供基于IP的下行组播转发能力。
集群业务服务器，提供媒体协商的主导性决策功能(对于集群业务发起终端而言，自身是媒体协商的Answer端；对于集群业务参与终端而言，自身是媒体协商的Offer端。但无论是Offer还是Answer端，其实都是主导下行组播流接收媒体数据地址的决策端)，此外还包括业务信令接续和媒体控制功能。
集群媒体服务器，接受集群业务服务器的控制(通过媒体控制协议进行控制)，执行集群业务服务器与各个终端之间媒体协商的结果。
本发明还公开了一种面向LTE集群系统的媒体协商方法，包含了两个方面，其一是集群业务发起终端与集群业务服务器之间的媒体协商；其二是集群业务服务器与集群业务参与终端的媒体协商。这两种情况都需要扩展SDP协议，以便于将单播流与下行组播流进行区分对待和处理。
一、集群业务发起终端与集群业务服务器之间的媒体协商：
步骤S101，集群业务发起终端发起集群业务呼叫；
步骤S102，集群业务发起终端构造SDP Offer；
步骤S103，Offer中上行单播流设置本地支持的编码参数，下行组播流设置本地支持的编码参数以及本地接收媒体数据流的预设地址；
步骤S104，集群业务发起终端发出携带SDP Offer的呼叫控制信令；
步骤S105，集群业务服务器判决发起者与服务器两者双方媒体能力是否存在交集，存在交集进入步骤S1051，否则进入步骤S1052；
步骤S1051，集群业务服务器决策Offer中携带的下行流中用于接收媒体数据流的预设地址是否合理(每个集群业务会话都会规划该会话相关的下行组播流的接收组播地址，若集群业务发起终端的组播流接收地址与规划的接收地址一致则认为合理，否则为不合理)，若合理进入步骤S10511，否则进入步骤S10512；
步骤S1052，集群业务服务器拒绝本次业务，进入会话结束状态。
步骤S10511，集群业务服务器构造SDP Answer，并在Answer的上行单播流中设置协商出来的编码参数和接收媒体数据流的地址，下行组播流中设置协商出来的编码参数，不改变Offer中接收媒体业务数据流的预设地址，然后进行步骤S106；
步骤S10512，集群业务服务器构造SDP Answer，并在Answer的上行单播流中设置协商出来的编码参数和接收媒体数据流的地址，下行组播流中设置协商出来的编码参数，重新设置业务发起终端的接收媒体数据流的地址，然后进行步骤S106；
步骤S106，集群业务服务器发出携带SDP Answer的呼叫控制信令；
步骤S107，集群业务服务器打开本地媒体通道；
步骤S108，集群业务发起终端收到SDP Answer，并根据其携带的信息打开本地媒体通道；
步骤S109，上行单播流与下行组播流的两条媒体通道建立完成。
二、集群业务服务器与集群业务参与终端的媒体协商：
步骤S101，集群业务服务器收到进群业务发起终端的呼叫控制信令后，向各个集群业务成员终端发起呼叫控制信令，以邀请各个成员加入会话；
步骤S102，集群业务服务器构造SDP Offer；
步骤S103，Offer中上行单播流设置本地支持的编码参数与接收媒体数据流的地址，下行组播流设置本地支持的编码参数与对端接收媒体数据流的地址；
步骤S104，集群业务服务器发出携带SDP Offer的呼叫控制信令；
步骤S105，集群业务成员终端判决本地与服务器两者双方媒体能力是否存在交集，存在交集进入步骤S1051，否则进入步骤S1052；
步骤S1051，集群业务成员终端构造SDP Answer，并在Answer的上行单播流中设置协商出来的编码参数，下行组播流中设置协商出来的编码参数并执行Offer中指定的接收媒体数据流的地址；然后进入步骤S106；
步骤S1052，集群业务成员终端拒绝本次业务，进入会话结束状态；
步骤S106，集群业务成员终端发出携带SDP Answer的呼叫控制信令；
步骤S107，集群业务成员终端打开本地媒体通道；
步骤S108，集群业务服务器收到SDP Answer，并根据其携带信息打开本地媒体通道；
步骤S109，上行单播流与下行组播流的两条媒体通道建立完成。
以下以一个具体实施例进行说明：
对于一个具体集群业务的媒体协商过程而言，假设该集群业务是一个话音类型的集群业务，每个LTE集群终端以及集群媒体服务器支持的话音编码方式有PCMA和iLBC两种。
集群业务发起者与集群业务服务器之间的媒体协商过程在SDP Offer中包含两个媒体流信息:
(1)第一条流是上行单播RTP流，支持的编码方式有PCMA和iLBC，流方向是只发不收，播类型为单播；
(2)第二条流是下行组播RTP流，支持的编码方式同样是PCMA和iLBC，流方向是只收不发，播类型为组播，预设本地接收媒体数据流的IP地址为224.0.0.10，端口号为20000。
集群业务发起者与集群业务服务器之间的媒体协商过程在SDP Answer中也包含两个媒体流信息:
(1)第一条流是上行单播RTP流，协商确定的编码方式是iLBC，流方向是只收不发，播类型为单播，本地接收地址为默认192.168.2.10，端口为2000；
(2)第二条流是下行组播RTP流，协商确定的编码方式是iLBC，流方向是只发不收，播类型为组播，指定对端接收媒体数据流的IP地址不变，但端口号改为30000。
可见，集群业务发起者->集群媒体服务器方向的上行单播流的媒体数据流方向为只发不收->只收不发，组成了从集群业务发起者到集群媒体服务器(接收地址192.168.2.100：2000)方向的单向单播流。
集群业务发起者<-集群媒体服务器方向的下行组播流的媒体数据流方向为只收不发<-只发不收，组成了从集群媒体服务器到集群业务发起者(接收地址224.0.0.10：30000)方向的单向组播流。
集群业务服务器与集群业务成员之间的媒体协商过程在SDP Offer中包含两个媒体流信息:
(1)第一条流是下行组播RTP流，支持的编码方式有PCMA和iLBC，流方向是只发不收，播类型为组播，指定对端接收媒体数据流的IP地址为224.0.0.10，端口号为30000；
(2)第二条流是上行单播RTP流，支持的编码方式有PCMA和iLBC，流方向是只收不发，播类型为单播，本地接收地址为默认192.168.2.10，端口为2010。
集群业务服务器与集群业务成员之间的媒体协商过程在SDP Answer中包含两个媒体流信息:
(1)第一条流是下行组播RTP流，协商确定的编码方式是iLBC，流方向是只收不发，波类型为组播，执行Offer中指定的接收媒体数据流地址和端口号；
(2)第二条流是上行单播RTP流，协商确定的编码方式是iLBC，流方向是只发不收，播类型为单播。
可见，集群媒体服务器->集群业务成员方向的下行组播流的媒体数据流方向为只发不收->只收不发，组成了从集群媒体服务器到集群业务成员(接收地址224.0.0.10：30000)方向的单向组播流。
集群媒体服务器<-集群业务成员方向的上行单播流的媒体数据流方向为只收不发<-只发不收，组成了从集群业务成员到集群媒体服务器(接收地址192.168.2.100：2010)方向的单向单播流。
具体过程示意图如图2所示：
图中，左半侧为集群业务发起终端与集群业务服务器之间的媒体协商过程，右半侧为集群业务服务器与集群业务成员终端的媒体协商过程。下划线字体的标识上行单播RTP流，斜体字表示下行组播RTP流。Sendonly表示流方向为只发不收，recvonly表示流方向为只收不发。castType代表播类型，其中unicast表示单播，multicast表示组播。RemoteAddr代表指定对端接收媒体数据流的IP地址，remotePort代表指定对端接收媒体数据流的端口号。
通过采用以上的技术方案，本发明的有益效果为：本发明通过提供一种面向LTE集群系统的媒体协商控制方法，能够提供一种方法建立超过两方的媒体通道，还能够提供一种方法协商媒体通道相关各方接收媒体数据流的地址。这样就能够很好地适应在以LTE集群系统为代表的无线通信系统里建立上行单播流、下行组播流这种模式的媒体通道的需求。

Claims (4)

1.一种面向LTE集群系统的媒体协商方法，其特征在于：包含以下两个方面：
一、集群业务发起终端与集群业务服务器之间的媒体协商：
步骤一、集群业务发起终端发起集群业务呼叫，并构造SDP Offer，然后发出携带SDPOffer的呼叫控制信令；
步骤二、集群业务服务器判决发起者与服务器两者双方媒体能力是否存在交集：若不存在交集，则集群业务服务器拒绝本次业务，进入会话结束状态；若存在交集，则进入步骤三；
步骤三、集群业务服务器决策Offer中携带的下行流中用于接收媒体数据流的预设地址是否合理：若合理，则进入步骤四，否则进入步骤五；
步骤四、集群业务服务器构造SDP Answer，并在Answer的上行单播流中设置协商出来的编码参数和接收媒体数据流的地址，下行组播流中设置协商出来的编码参数，不改变Offer中接收媒体业务数据流的预设地址；然后进入步骤六；
步骤五、集群业务服务器构造SDP Answer，并在Answer的上行单播流中设置协商出来的编码参数和接收媒体数据流的地址，下行组播流中设置协商出来的编码参数，重新设置业务发起终端的接收媒体数据流的地址；然后进入步骤六；
步骤六、集群业务服务器发出携带SDP Answer的呼叫控制信令，并打开本地媒体通道；
步骤七、集群业务发起终端收到SDP Answer，并根据其携带的信息打开本地媒体通道；
二、集群业务服务器与集群业务参与终端的媒体协商：
步骤一、集群业务服务器收到进群业务发起终端的呼叫控制信令后，向各个集群业务成员终端发起呼叫控制信令，并构造SDP Offer，然后发出携带SDP Offer的呼叫控制信令；
步骤二、集群业务成员终端判决本地与服务器两者双方媒体能力是否存在交集：若不存在交集，则集群业务成员终端拒绝本次业务，进入会话结束状态；若存在交集，则进入步骤三；
步骤三、集群业务成员终端构造SDP Answer，并发出携带SDP Answer的呼叫控制信令，并打开本地媒体通道；
步骤四、集群业务服务器收到SDP Answer，并根据其携带信息打开本地媒体通道。
2.根据权利要求1所述的一种面向LTE集群系统的媒体协商方法，其特征在于：集群业务发起终端与集群业务服务器之间的媒体协商过程中，集群业务发起终端构造的SDPOffer中上行单播流设置本地支持的编码参数，下行组播流设置本地支持的编码参数以及本地接收媒体数据流的预设地址。
3.根据权利要求1所述的一种面向LTE集群系统的媒体协商方法，其特征在于：集群业务服务器收到进群业务发起终端的呼叫控制信令后，其构造的SDP Offer中上行单播流设置本地支持的编码参数与接收媒体数据流的地址，下行组播流设置本地支持的编码参数与对端接收媒体数据流的地址。
4.根据权利要求1所述的一种面向LTE集群系统的媒体协商方法，其特征在于：集群业务成员终端构造的SDP Answer的上行单播流中设置协商出来的编码参数，下行组播流中设置协商出来的编码参数并执行SDP Offer中指定的接收媒体数据流的地址。
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