CN109347538A - 一种基于窄带卫星信道实现VoIP通信的方法 - Google Patents

一种基于窄带卫星信道实现VoIP通信的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于窄带卫星信道实现VoIP通信的方法,将语音媒体流和电话控制信令通过自定义的私有协议在卫星信道上传输,不通过标准SIP协议传输;在地面关口站进行标准SIP报文封装和解封。本发明有效降低了网络协议开销,提高了卫星带宽资源的利用率。

Description

一种基于窄带卫星信道实现VoIP通信的方法
技术领域
本发明涉及卫星通信领域,特别是涉及基于窄带卫星信道实现VoIP通信的方法。
背景技术
随着航运业的发展,远洋渔船、远洋商船、集装箱、油轮、科考船等大型长期作业于海上的各种船舶,鉴于航行安全的需求、公务通信的需要、在船舶上工作的海员由于长时间远离亲友和陆地生活,迫切需要与外界沟通和交流。卫星通信由于不受地域限制,是海上通信的首选手段。
卫星通信由于带宽资源稀缺,资费较为昂贵,为保障船舶与岸上的日常通信联络,一般要求稳定可靠,采用常规的VoIP传输方案,语音媒体流报文的IP协议报头开销过大,传输带宽需求较高,链路带宽无法保证用户的语音通信需求,如何有效降低卫星带宽占用的同时又能达到可靠通信的要求是一个关键难题。
发明内容
发明目的:本发明的目的是提供一种基于窄带卫星信道实现VoIP通信的方法,既能够有效降低卫星带宽需求,又能够达到通信保障的要求。
技术方案:本发明所述的基于窄带卫星信道实现VoIP通信的方法,将语音媒体流和电话控制信令通过自定义的私有协议在卫星信道上传输,不通过标准SIP协议传输;在地面关口站进行标准SIP报文的封装和解封装。
进一步,包括远端站到地面关口站的语音媒体流传输和转换过程,远端站到地面关口站的语音媒体流传输和转换过程包括以下步骤:
S11:远端站模拟电话发起呼叫,通过自定义的私有协议将语音媒体流从远端站Modem的串口输入,然后透传至地面关口站Modem;
S12:地面关口站Modem通过串口将语音媒体流输出至地面关口站媒体服务器,地面关口站媒体服务器根据串口映射关系区分不同的远端站,并将接收到的语音媒体流封装成标准的RTP报文;
S13:地面关口站媒体服务器将RTP报文传输给IMS。
进一步,还包括远端站到地面关口站的电话控制信令传输和转换过程,远端站到地面关口站的电话控制信令传输和转换过程包括以下步骤:
S21:远端站模拟电话发起呼叫,通过自定义的私有协议将电话控制信令从远端站Modem的网口输入,通过UDP方式传输至地面关口站Modem;
S22:地面关口站Modem通过网口将电话控制信令输出至地面关口站媒体服务器,地面关口站媒体服务器将接收到的电话控制信令封装成标准SIP控制报文;
S23:地面关口站媒体服务器将SIP控制报文传输给IMS。
进一步,所述步骤S11中,语音媒体流透传之前,远端站模拟电话产生的模拟话音先通过RJ11接口传送至声码话处理模块进行语音压缩和编码,再将压缩和编码后的语音媒体流通过串口进行透传。
进一步,所述步骤S21中,电话控制信令传输之前,远端站模拟电话产生的控制信令先通过RJ11接口传送至声码话处理模块进行识别和UDP报文封装,再将控制信令UDP报文通过网口进行传输。
进一步,还包括地面关口站到远端站的语音媒体流传输和转换过程,地面关口站到远端站的语音媒体流传输和转换过程包括以下步骤:
S31:地面关口站媒体服务器接收IMS发送的RTP报文;
S32:地面关口站媒体服务器解封装RTP报文,读取语音媒体流,根据RTP包头信息和串口映射关系,获取远端站对应的本地串口;
S33:地面关口站媒体服务器将语音媒体流通过串口传送至地面关口站Modem;
S34:地面关口站Modem通过卫星信道将语音媒体流透传至远端站Modem;
S35:远端站Modem通过串口将语音媒体流传输至远端站声码话处理模块;
S36:远端站声码话处理模块将语音媒体流恢复成模拟话音,通过RJ11接口传送至远端站模拟电话。
进一步,还包括地面关口站到远端站的电话控制信令传输和转换过程,地面关口站到远端站的电话控制信令传输和转换过程包括以下步骤:
S41:地面关口站媒体服务器接收IMS发送的SIP控制报文;
S42:地面关口站媒体服务器解析SIP控制报文,然后转换成自定义格式的UDP报文;
S43:地面关口站媒体服务器将UDP报文通过串口传送至地面关口站Modem;
S44:地面关口站Modem通过卫星信道将UDP报文透传至远端站Modem;
S45:远端站Modem通过串口将UDP报文传输至远端站声码话处理模块;
S46:远端站声码话处理模块将UDP报文恢复成电话控制信令,通过RJ11接口传送至远端站模拟电话。
有益效果:本发明公开了一种基于窄带卫星信道实现VoIP通信的方法,通过自定义的私有协议在窄带卫星信道上传输语音媒体流和电话控制信令,不通过标准SIP协议传输,然后在地面关口站进行标准SIP报文封装和解封,有效降低语音媒体流和电话控制信令在信道传输过程中的网络协议开销,提高卫星带宽资源的利用率。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中卫星通信系统的示意图;
图2为本发明具体实施方式中远端站到地面关口站的语音媒体流传输和转换过程的流程图;
图3为本发明具体实施方式中远端站到地面关口站的电话控制信令传输和转换过程的流程图;
图4为本发明具体实施方式中地面关口站到远端站的语音媒体流传输和转换过程的流程图;
图5为本发明具体实施方式中地面关口站到远端站的电话控制信令传输和转换过程的流程图。
具体实施方式
本具体实施方式涉及的卫星通信系统如图1所示,包括远端站分系统、卫星4和地面关口站分系统。其中,远端站分系统包括远端站模拟电话1、声码话处理模块2和远端站Modem3。地面关口站分系统包括地面关口站Modem5、媒体服务器6和IMS7。
本具体实施方式公开了一种基于窄带卫星信道实现VoIP通信的方法,将语音媒体流和电话控制信令通过自定义的私有协议在卫星信道上传输,不通过标准SIP协议传输,然后在地面关口站进行标准SIP报文封装和解封。
如图2所示,远端站到地面关口站的语音媒体流传输和转换过程包括以下步骤:
S11:远端站模拟电话1发起呼叫,通过自定义的私有协议将语音媒体流从远端站Modem3的串口输入,然后透传至地面关口站Modem5;
S12:地面关口站Modem5通过串口将语音媒体流输出至地面关口站媒体服务器6,地面关口站媒体服务器6根据串口映射关系区分不同的远端站,并将接收到的语音媒体流封装成标准的RTP报文;
S13:地面关口站媒体服务器6将RTP报文传输给IMS7。
如图3所示,远端站到地面关口站的电话控制信令传输和转换过程包括以下步骤:
S21:远端站模拟电话1发起呼叫,通过自定义的私有协议将电话控制信令从远端站Modem3的网口输入,通过UDP方式传输至地面关口站Modem5;
S22:地面关口站Modem5通过网口将电话控制信令输出至地面关口站的媒体服务器6,地面关口站媒体服务器6将接收到的电话控制信令封装成标准SIP控制报文;
S23:地面关口站媒体服务器6将SIP控制报文传输给IMS7。
如图4所示,地面关口站到远端站的语音媒体流传输和转换过程包括以下步骤:
S31:地面关口站媒体服务器6接收IMS7发送的RTP报文;
S32:地面关口站媒体服务器6解封装RTP报文,读取语音媒体流,根据RTP包头信息和串口映射关系,获取远端站对应的本地串口;
S33:地面关口站媒体服务器6将语音媒体流通过串口传送至地面关口站Modem5;
S34:地面关口站Modem5通过卫星信道将语音媒体流透传至远端站Modem3;
S35:远端站Modem3通过串口将语音媒体流传输至远端站声码话处理模块2;
S36:远端站声码话处理模块2将语音媒体流恢复成模拟话音,通过RJ11接口传送至模拟电话1。
如图5所示,地面关口站到远端站的电话控制信令传输和转换过程包括以下步骤:
S41:地面关口站媒体服务器6接收IMS7发送的SIP控制报文;
S42:地面关口站媒体服务器6解析SIP控制报文,然后转换成自定义格式的UDP报文;
S43:地面关口站媒体服务器6将UDP报文通过网口传送至地面关口站Modem5;
S44:地面关口站Modem5通过卫星信道将UDP报文透传至远端站Modem3;
S45:远端站Modem3通过网口将UDP报文传输至远端站声码话处理模块2;
S46:远端站声码话处理模块2将UDP报文恢复成电话控制信令,通过RJ11接口传送至模拟电话1。
本具体实施方式通过自定义的私有协议在窄带卫星信道上传输语音媒体流和电话控制信令,不通过标准SIP协议传输,然后在地面关口站进行标准SIP报文封装和解封。使得在卫星移动通信领域,语音通信可达到窄带宽、低速率传输的效果,通过进行IP包头剥离与重组,语音媒体流和控制信令传输通道分离等方法,极大降低传统VoIP通信过程中的网络协议开销,有效提高卫星带宽资源的利用率,降低通信资费,提升窄带宽情况下卫星通信的保障能力。本方法中支持的话音编码速率为:1.2Kbps、2.4Kbps、4.8Kbps、8Kbps,相对应的卫星单向传输带宽需求分别为1.3Kbps、2.5Kbps、4.9Kbps、8.1Kbps,保障和实现了窄带宽下用户语音通信的需求。

Claims (7)

1.一种基于窄带卫星信道实现VoIP通信的方法,其特征在于:将语音媒体流和电话控制信令通过自定义的私有协议在卫星信道上传输,不通过标准SIP协议传输;在地面关口站进行标准SIP报文的封装和解封装。
2.根据权利要求1所述的基于窄带卫星信道实现VoIP通信的方法,其特征在于:包括远端站到地面关口站的语音媒体流传输和转换过程,远端站到地面关口站的语音媒体流传输和转换过程包括以下步骤:
S11:远端站模拟电话(1)发起呼叫,通过自定义的私有协议将语音媒体流从远端站Modem(3)的串口输入,然后透传至地面关口站Modem(5);
S12:地面关口站Modem(5)通过串口将语音媒体流输出至地面关口站媒体服务器(6),地面关口站媒体服务器(6)根据串口映射关系区分不同的远端站,并将接收到的语音媒体流封装成标准的RTP报文;
S13:地面关口站媒体服务器(6)将RTP报文传输给IMS(7)。
3.根据权利要求2所述的基于窄带卫星信道实现VoIP通信的方法,其特征在于:还包括远端站到地面关口站的电话控制信令传输和转换过程,远端站到地面关口站的电话控制信令传输和转换过程包括以下步骤:
S21:远端站模拟电话(1)发起呼叫,通过自定义的私有协议将电话控制信令从远端站Modem(3)的网口输入,通过UDP方式传输至地面关口站Modem(5);
S22:地面关口站Modem(5)通过网口将电话控制信令输出至地面关口站媒体服务器(6),地面关口站媒体服务器(6)将接收到的电话控制信令封装成标准SIP控制报文;
S23:地面关口站媒体服务器(6)将SIP控制报文传输给IMS(7)。
4.根据权利要求2所述的基于窄带卫星信道实现VoIP通信的方法,其特征在于:所述步骤S11中,语音媒体流透传之前,远端站模拟电话(1)产生的模拟话音先通过RJ11接口传送至声码话处理模块(2)进行语音压缩和编码,再将压缩和编码后的语音媒体流通过串口进行透传。
5.根据权利要求3所述的基于窄带卫星信道实现VoIP通信的方法,其特征在于:所述步骤S21中,电话控制信令传输之前,远端站模拟电话(1)产生的控制信令先通过RJ11接口传送至声码话处理模块(2)进行识别和UDP报文封装,再将控制信令UDP报文通过网口进行传输。
6.根据权利要求2所述的基于窄带卫星信道实现VoIP通信的方法,其特征在于:还包括地面关口站到远端站的语音媒体流传输和转换过程,地面关口站到远端站的语音媒体流传输和转换过程包括以下步骤:
S31:地面关口站媒体服务器(6)接收IMS(7)发送的RTP报文;
S32:地面关口站媒体服务器(6)解封装RTP报文,读取语音媒体流,根据RTP包头信息和串口映射关系,获取远端站对应的本地串口;
S33:地面关口站媒体服务器(6)将语音媒体流通过串口传送至地面关口站Modem(5);
S34:地面关口站Modem(5)通过卫星信道将语音媒体流透传至远端站Modem(3);
S35:远端站Modem(3)通过串口将语音媒体流传输至远端站声码话处理模块(2);
S36:远端站声码话处理模块(2)将语音媒体流恢复成模拟话音,通过RJ11接口传送至远端站模拟电话(1)。
7.根据权利要求2所述的基于窄带卫星信道实现VoIP通信的方法,其特征在于:还包括地面关口站到远端站的电话控制信令传输和转换过程,地面关口站到远端站的电话控制信令传输和转换过程包括以下步骤:
S41:地面关口站媒体服务器(6)接收IMS(7)发送的SIP控制报文;
S42:地面关口站媒体服务器(6)解析SIP控制报文,然后转换成自定义格式的UDP报文;
S43:地面关口站媒体服务器(6)将UDP报文通过串口传送至地面关口站Modem(5);
S44:地面关口站Modem(5)通过卫星信道将UDP报文透传至远端站Modem(3);
S45:远端站Modem(3)通过串口将UDP报文传输至远端站声码话处理模块(2);
S46:远端站声码话处理模块(2)将UDP报文恢复成电话控制信令,通过RJ11接口传送至远端站模拟电话(1)。
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