專利名稱：實現半雙工ip語音通信的方法
技術領域：
本發明涉及通訊技術領域，具體來說是一種通過IP(InternetProtocol互聯網絡協議)網絡進行半雙工語音通信的方法。
背景技術：
PTT(Push To Talk按鍵即講)業務是一種點到點或者多點語音的通信業務，用戶按下某個終端的某個特殊鍵(下面稱為PTT按鍵)后說話，通話的其他方此時只能聽，用戶松開該特殊按鍵后則只能聽其他人說。該業務大量應用于各種專用集群通信系統或者對講機，其主要業務特征為用戶按下PTT按鍵后即可說話，網絡直接將該語音發送給整個群組的成員，通信方式采用半雙工方式，用戶說話時其他用戶只能聽不能說，當用戶說完后松開PTT按鍵，其他用戶可按下PTT鍵請求發言，該PTT業務因其操作方便、使用靈活等特征深受廣大用戶的歡迎。
隨著通信技術，特別是移動通信(包括CDMA、GSM、WCDMA、WLAN等)技術的發展，通信網絡具有了為終端提供IP通信的能力。商業性的IP電話網絡主要由IP電話網關(Gateway)、關守(Gatekeeper)、支持系統以及電話網和IP網絡等幾部分構成。它通過網關、關守及其他支持系統將電話網與IP網進行互連，利用IP網在技術及經濟上的優勢，最大限度地使用IP網絡資源，實現電話業務在兩網中的互通，使IP電話網絡得到了廣泛的使用。
為保障話音信息經過網關壓縮編碼后在IP網絡上的傳輸，現有的實現半雙工IP語音通信的方法采用了RTP(Real-time TransportProtocol實時傳輸協議)和RTCP(Real-time Transport ControlProtocol實時傳輸控制協議)，該RTP/RTCP協議應用于IP網絡的點到點或者多點通信，其應用環境主要考慮在局域網或者Internet上實現全雙工或者單工的媒體通信，但是該方法沒有考慮半雙工通信時的控制過程，因此無法通過RTP/RTCP實現PTT業務中關鍵的半雙工控制。
發明內容
針對上述情形，本發明提出了一種實現半雙工IP語音通信的方法，以解決現有技術存在的無法通過RTP/RTCP實現PTT業務中關鍵的半雙工控制的問題。
本發明的解決方案是這樣的一種實現半雙工IP語音通信的方法，該方法包含以下步驟a、呼叫建立成功后，將發話方的話音數據進行編碼，形成語音包，并在該語音包的包頭中插入表明發言開始或結束指令的標識符；b、將該帶有標識符的語音包通過IP網絡發送至控制中心，該控制中心根據該標識符進行判斷，決定開始或結束發話方的發言；c、該控制中心將語音包轉發給受話方終端，完成語音通信。
其中，所述步驟b中根據該標識符進行判斷具體是指如果該標識符為1，那么開始發話方的發言，否則結束發話方的發言。
所述步驟b中開始發話方的發言還進一步包括判斷是否存在當前發言人，如果不存在，那么開始發話方的發言；否則比較當前發言人和發話方的優先級，如果發話方的優先級高，那么開始發話方的發言。
本發明一種實現半雙工IP語音通信的方法通過在語音數據編碼打包的環節，將語音包的包頭中插入一個具有特殊含義的標識符，即PTT標識，來為控制中心提供控制信息，而在移動或者固定IP網絡上實現半雙工的語音通信，從而將原來僅使用在專用集群系統或者對講機中的PTT業務引入移動或者固定IP通信網絡，使利用IP的通信網絡增加了新的業務特性。
下面結合
和具體實現方式來詳細介紹本發明。
圖1是本發明實施例組成系統的結構示意圖；圖2是本發明實施例的方法流程示意圖。
具體實施例方式
為了更好地了解本實施例，首先簡單介紹一下本實施例所涉及的IP電話網絡。
商業性的IP電話網絡主要由IP電話網關(Gateway)、關守(Gatekeeper)、支持系統以及電話網和IP網絡等幾部分構成。它通過網關、關守及其他支持系統將電話網與IP網絡進行互連，利用IP網絡在技術及經濟上的優勢，最大限度地使用IP網絡資源，實現電話業務在電話網與IP網絡中的互通。而網關、關守及支持系統共同擔負著通信協議轉換、地址轉換、呼叫連接、身份認證、計費采集和網絡管理等工作，其中重點介紹和本發明密切相關的網關、話音壓縮編碼技術和其實時傳輸技術。
網關，網關設備處于電話網和IP網絡之間，是一臺專門的機器，其主要功能有提供與電話網互連的接口以及與IP網絡互連的接口；完成話音的壓縮編碼；通信協議的轉換；執行路由選擇；計費數據的生成；為主叫電話用戶提供話音提示功能等等。
網關通過模擬一個典型的電話網來欺騙程控交換機(PBXPrivate Branch eXchange)。當用戶撥完號碼開始呼叫時，信息被送到PBX，然后PBX將開始信息送到本地網關；之后，本地網關根據被叫號碼查表得到遠端網關的IP地址，兩個網關建立一個連接，而接收端的網關請示當地的PBX來完成這個呼叫，然后電話振鈴，受話方摘機。隨著電話接通，開始發話的網關將來話流量送入編碼系統編碼之后將這些包通過IP網絡發送到接收的網關，接收的網關執行逆向的過程，重新排列并解壓、封包，再將它們傳送到接收者那里。
其中編碼系統編碼就需要采用話音壓縮編碼技術，話音壓縮技術由于受到網絡帶寬的限制，IP電話總是希望采用壓縮比越高的編碼方法。ITU-T話音編碼標準主要有G.771、G.726、G.728、G.729、G.723.1等。目前IP電話普遍采用G.723.1，該G.723.1話音編碼標準是6.3K/5.3K雙速率話音編碼標準，具有靜音檢測、噪聲填充和丟幀恢復等的機制，而且話音質量相對比較對，能對話音外其他聲音，如音樂等進行有效的壓縮，是許多成熟的網絡電話產品支持的編碼標準。當然，現在編碼率比之更低的壓縮方法有很多，有的壓縮方法甚至達到1.2K更低、但是由于它們的話音質量、編碼速度、環境適應性等綜合因素的影響，其普及的程度尚不如G.723.1。IP電話使用的G.723.1編解碼器需要對話音包進行封裝，一般的封裝是在話音包前加上IP包頭、用戶數據包協議(UDPUserData Protocol)包頭和實時傳輸協議(RTP)包頭，加起來包頭總長度為40字節。為了保障話音的質量、控制話音的時延，編碼打包后形成的單位碼流通常是在20kbit/s左右，帶寬壓縮為3倍左右。在采用靜音抑制和多信道等技術處理后，網絡上傳送的平均碼流約為12kbit/s，帶寬利用率約為5倍。這樣的話，如果在以前一路電話所占用的帶寬下可以跑5路話音，那么長途成本將下降為以前的1/5，用戶的長途話費也因此而下降。
將語音包通過IP網絡發送采用實時傳輸技術，為保障話音信息經過網關壓縮編碼后在IP網絡上的傳輸，IP電話系統采用了實時傳輸協議(RTP)和實時傳輸控制協議(RTCP)，這兩種協議均為現有技術，在此不再贅述。
如圖1、圖2所示，是本發明實施例所述的一種通過IP網絡進行語音通信系統的組成結構示意圖，假設用戶A、用戶B、用戶C三人建立一個PTT群組呼叫(所謂群組呼叫，是指有兩個人或者兩個人以上參加的呼叫，如會議電話等，兩個人的呼叫也可以認為是一種特殊的群組呼叫)，在該系統中設置有一個PTT控制器21，即控制中心，其為一個網關，用于負責PTT呼叫的建立和通話期間的語音包的轉發；而在用戶A、用戶B、用戶C三人的終端上均設有PTT按鍵，該PTT按鍵用于PTT業務，用戶按下PTT按鍵期間語音才能傳送給其他人，松開PTT按鍵后只能聽不能說。
首先本發明實施例開始以前在用戶A、用戶B、用戶C之間建立一個呼叫，呼叫的建立屬于公知技術，本發明實施例不涉及如何建立一個呼叫。隨著呼叫的建立，用戶A、用戶B、用戶C三人可以進行通話了，本發明實施例具體包括以下步驟第一、呼叫建立成功后，將發話方的話音數據進行編碼，形成語音包，并在該語音包的包頭中插入表明發言開始或結束指令的標識符，如圖3所示；如果用戶A希望發言，其按下終端的PTT按鍵請求發言，其終端對話音包進行封裝，在話音包前除了加上IP包頭、用戶數據包協議(UDP)包頭和實時傳輸協議(RTP)包頭之外，還插入表明發言開始或結束指令的標識符，即PTT標識字段，本實施例假設為“1”，該話音包包頭中除了該PTT標識字段外，還可以包括用戶標識、包的序列號等其他信息，如圖1所示，其中，圖中底色為黑色的方框是指語音包包頭，而底色為白色的方框是指語音內容。用戶A發送的第一個語音包可以包括語音內容，也可以不包括語音內容而只有包頭，以便盡快讓系統和其他用戶知道A開始發言，減少了多個用戶同時爭搶發言的沖突。
第二、將該帶有標識符的語音包通過IP網絡發送至控制中心，該控制中心根據該標識符進行判斷，決定開始或結束發話方的發言；用戶A的終端將該帶有標識符的語音包通過IP網絡發送至控制中心，即PTT控制器21，該PTT控制器21收到該語音包后判斷是否存在當前發言人，如果不存在，那么用戶A開始發言；否則比較當前發言人和用戶A的優先級，如果發話方的優先級高，那么開始發話方的發言。
第三、該控制中心將語音包轉發給受話方終端，完成語音通信。
假設當時無其他人正在發言，或者當前的發言人優先級低于用戶A，將用戶A發送過來的語音包通過IP網絡轉發給當前PTT群組中的其他用戶(用戶B和用戶C)。
用戶B和用戶C的終端收到用戶A發送的PTT標識為1的語音包后，提示用戶A正在發言，此時用戶B和用戶C不能發言，除非用戶B和用戶C的優先級高于用戶A。
當用戶A結束發言時，用戶A松開PTT按鍵，用戶A的終端向PTT控制器發送一個或者幾個PTT標識為0的語音包。
PTT控制器收到用戶A發送的PTT標識為0的語音包后，標識當前群組無人發言，允許群組中的其他用戶發言，同時把A發送的語音包轉發給用B和C。
如圖2所示，用戶B和用戶C的終端收到PTT標識為0的語音包后，提示用戶B和用戶C用戶A的發言結束，這時用戶B或者用戶C如果希望發言可以按下PTT按鍵發言。
當出現多個用戶同時要求發言的情況時，PTT控制器根據用戶語音包到達的順序和用戶的優先級來決定那個用戶有權發言，即語音包先到達PTT控制器或者優先級較高的用戶將被允許發言，系統將該用戶的語音轉發給其他用戶，語音包后到達PTT控制器或者優先級較低的用戶的語音包被PTT控制器丟棄。當沒有得到發言權的用戶終端收到其他用戶發送的PTT標識為1的語音包時提示用戶發言失敗。
本發明實施例提供了在移動通信或者固定通信IP網絡上實現半雙工的語音通信的一種方法，使原來只能由專用集群系統或者對講機提供的PTT業務引入移動通信或者固定通信IP網絡成為可能；其定義了IP語音通信中的一種用于半雙工通信的多媒體流的打包方式，其應用環境不僅限于公眾移動網絡(如CDMA、GSM、WCDMA等)，也可以是WLAN(無線局域網)等其他移動通信網絡以及固定通信網絡(如固定局域網、Internet等)。
權利要求
1.一種實現半雙工IP語音通信的方法，其特征在于，該方法包含以下步驟a、呼叫建立成功后，將發話方的話音數據進行編碼，形成語音包，并在該語音包的包頭中插入表明發言開始或結束指令的標識符；b、將該帶有標識符的語音包通過IP網絡發送至控制中心，該控制中心根據該標識符進行判斷，決定開始或結束發話方的發言；c、該控制中心將語音包轉發給受話方終端，完成語音通信。
2.如權利要求1所述的一種實現半雙工IP語音通信的方法，其特征在于，所述步驟b中根據該標識符進行判斷具體是指如果該標識符為1，那么開始發話方的發言，否則結束發話方的發言。
3.如權利要求1所述的一種實現半雙工IP語音通信的方法，其特征在于，所述步驟b中開始發話方的發言還進一步包括判斷是否存在當前發言人，如果不存在，那么開始發話方的發言；否則比較當前發言人和發話方的優先級，如果發話方的優先級高，那么開始發話方的發言。
全文摘要
本發明提出了一種實現半雙工IP語音通信的方法，以解決現有技術存在的無法通過RTP/RTCP實現PTT業務中關鍵的半雙工控制的問題。該方法包含以下步驟a.呼叫建立成功后，將發話方的話音數據進行編碼，形成語音包，并在該語音包的包頭中插入表明發言開始或結束指令的標識符；b.將該帶有標識符的語音包通過IP網絡發送至控制中心，該控制中心根據該標識符進行判斷，決定開始或結束發話方的發言；c.該控制中心將語音包轉發給受話方終端，完成語音通信。本發明將原來僅使用在專用集群系統或者對講機中的PTT業務引入移動或者固定IP通信網絡，使利用IP的通信網絡增加了新的業務特性。
文檔編號H04M7/00GK1571536SQ03178398
公開日2005年1月26日 申請日期2003年7月19日 優先權日2003年7月19日
發明者鄭長海 申請人:華為技術有限公司