三級通信組網(wǎng)條件下的語(yǔ)音通話(huà)方案設計與實(shí)施

4.1.1 有線(xiàn)通信模式

　　SIP是一個(gè)應用層的控制協(xié)議，在SDP協(xié)議的配合下，可以用來(lái)建立、修改和終止多媒體會(huì )話(huà)，已廣泛應用于VOIP等各種軟交換領(lǐng)域，它主要支持用戶(hù)定位、用戶(hù)有效性檢查、用戶(hù)能力、建立會(huì )話(huà)、會(huì )話(huà)管理等功能。

　　在本系統中有線(xiàn)工作模式下，使用SIP協(xié)議完成各話(huà)音終端間的話(huà)音呼叫控制及通話(huà)功能。

　　在本系統中，采用如圖5所示的系統架構方式，實(shí)現了有線(xiàn)模式下的SIP的話(huà)音呼叫及媒體流控制功能。

　　其中，SIP服務(wù)器模塊主要完成話(huà)音終端用戶(hù)的信令呼叫處理，用戶(hù)管理模塊主要完成SIP用戶(hù)及電話(huà)機、中繼交換機的注冊及注銷(xiāo)操作及號碼管理功能，呼叫控制模塊主要完成電話(huà)機及中繼交換機的呼叫控制流程，媒體控制模塊主要實(shí)現各種話(huà)音媒體流的傳輸及轉換功能。

4.1.2 無(wú)線(xiàn)通信模式

　　在本系統中采用超短波電臺實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信，受超短波電臺帶寬的影響，不可能采用有線(xiàn)通信方式下的SIP協(xié)議通信機制，而只能采用自定義話(huà)音呼叫信令的方式。

　　超短波電臺包含有數據通道和語(yǔ)音通道，本系統中，采用電臺的數據通道來(lái)傳輸語(yǔ)音呼叫控制信令，語(yǔ)音通道來(lái)傳送語(yǔ)音，通過(guò)時(shí)隙交換的方法把電臺的語(yǔ)音數據接入話(huà)音終端，這樣能節省傳輸空間，并能最大化利用電臺的功能。

　　話(huà)音終端用戶(hù)作為主叫用戶(hù)發(fā)起呼叫時(shí)，輸入被叫號碼完畢后，向通信節點(diǎn)發(fā)出呼叫請求消息，等待收到呼叫應答消息后向終端送提示音和提示界面(成功或失敗)。被叫用戶(hù)摘機，通信節點(diǎn)向終端發(fā)送連接請求消息后，建立接續，主、被叫進(jìn)入通話(huà)狀態(tài)。呼叫流程如圖6所示。

　　話(huà)音終端用戶(hù)作為被叫時(shí)，收到通信節點(diǎn)送來(lái)的其它用戶(hù)呼叫請求消息后，根據當前話(huà)音終端用戶(hù)狀態(tài)向通信節點(diǎn)發(fā)送呼叫應答消息。如果被叫用戶(hù)空閑，則向該終端用戶(hù)送提示音和提示界面。話(huà)音終端用戶(hù)摘機后，向通信節點(diǎn)發(fā)送連接請求消息由其處理。通信節點(diǎn)收到連接請求消息后，建立連續，主、被叫進(jìn)入通話(huà)狀態(tài)。呼叫流程如圖7所示。

4.2 方案實(shí)施

4.2.1 話(huà)音終端之間的通話(huà)

　　話(huà)音終端之間的語(yǔ)音通話(huà)是本方案中的核心部分，語(yǔ)音通話(huà)的業(yè)務(wù)流程主要有以下幾個(gè)步驟：

　　1)用戶(hù)輸入目標號碼，撥號;

　　2)話(huà)音終端發(fā)送連接請求報文給通信控制程序，得到目標號碼終端與本機的連接方式。該連接方式返回值主要有：0x00-有線(xiàn)直連;0x01-無(wú)線(xiàn)直連;0x02-有線(xiàn)越級;0x03-無(wú)線(xiàn)越級;0x04-混合越級;0x05-不在線(xiàn);0x06-號碼不存在;

　　3)話(huà)音終端根據返回值選擇對應的處理方式，在有線(xiàn)直連和有線(xiàn)越級的情況下使用有線(xiàn)通話(huà)模式協(xié)議，即SIP控制協(xié)議;在無(wú)線(xiàn)直連模式下使用電臺通信模式;

　　4)經(jīng)過(guò)連接請求等報文通信之后建立通話(huà)連接狀態(tài)，話(huà)音終端通知通信控制程序已經(jīng)建立連接的目標號碼，根據該號碼，通信控制程序把語(yǔ)音數據發(fā)送給目標終端設備;

　　5)若通話(huà)結束，話(huà)音終端發(fā)送釋放報文給通信控制程序，通信控制程序釋放相關(guān)資源，恢復狀態(tài)。主要業(yè)務(wù)流程如圖8所示。

4.2.2 系統與中繼傳輸設備通話(huà)

　　中繼傳輸設備是為了擴展話(huà)音終端的通信距離而接入的數據中轉設備，它是單純的轉發(fā)設備。在設計中，中繼傳輸設備只需要接收語(yǔ)音的功能，所以，話(huà)音終端撥打中繼設備的號碼之后，通信控制模塊直接發(fā)送語(yǔ)音數據給中繼傳輸設備來(lái)完成通話(huà)。

4.2.3 系統與電話(huà)機通話(huà)

　　本系統使用的是標準的SIP話(huà)音呼叫信令，而電話(huà)機采用的是模擬話(huà)音呼叫信令，為此，需在二者之間加入一個(gè)SIP代理，以實(shí)現二者之間的話(huà)音呼叫信令及話(huà)音數據的相互轉換，為此，該SIP代理需完成以下功能：1.由于所以的SIP服務(wù)器都需要終端用戶(hù)提供注冊功能，因此該SIP代理應完成電話(huà)機的注冊功能;2.信令轉換功能，能將電話(huà)機的話(huà)音呼叫轉換為SIP話(huà)音呼叫，同時(shí)產(chǎn)生相應的SIP呼叫報文，也能將SIP呼叫報文轉換成普通話(huà)機的話(huà)音呼叫信息;3.話(huà)音數據轉換功能，能將標準格式的RTP話(huà)音數據包通過(guò)話(huà)音編解碼芯片轉換成PCM格式的話(huà)音數據，同時(shí)也能將PCM格式的話(huà)音數據通過(guò)話(huà)音編解碼芯片打包成RTP話(huà)音數據包并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行傳送。

　　本系統與電話(huà)機之間的工作流程可用一狀態(tài)轉換圖來(lái)表示，如圖9所示。

4.2.4 本系統與中繼交換機通話(huà)

　　與電話(huà)機類(lèi)似，為實(shí)現本系統與中繼交換機的通話(huà)功能，以實(shí)現話(huà)音終端接入PSTN網(wǎng)，也需在二者之間加入一個(gè)SIP代理，實(shí)現二者之間的話(huà)音呼叫信令及話(huà)音數據的相互轉換。其主要處理流程如圖10所示。

5 通信協(xié)議

5.1 有線(xiàn)通話(huà)協(xié)議

　　在本系統中主要使用標準的SIP呼叫協(xié)議及SDP附加協(xié)議完成SIP用戶(hù)之間的話(huà)音呼叫控制及媒體流交互。

5.2 無(wú)線(xiàn)通話(huà)協(xié)議

　　無(wú)線(xiàn)通話(huà)協(xié)議采用自定義協(xié)議，話(huà)音終端應用軟件通過(guò)socket把通話(huà)協(xié)議發(fā)送到通信板40000端口，由通信板進(jìn)行轉發(fā)。

　　應用軟件采用IP地址：10.0.0.6。

　　通信板使用IP地址：10.0.0.3。

　　應用報文格式如表1所示。

　　信息類(lèi)型格式定義如表2所示。

　　正文用來(lái)表示需要傳輸的信息內容，最大長(cháng)度不能超過(guò)600Bytes。校驗和為從0x7E到正文結束所有內容的值的和。

6 結論

　　通過(guò)該項目的實(shí)踐，發(fā)現該語(yǔ)音系統具有較好的話(huà)音呼叫控制及通話(huà)功能及性能，它基本上能滿(mǎn)足用戶(hù)對多級話(huà)音通信系統的功能及性能要求(包括有、無(wú)線(xiàn)環(huán)境)。同時(shí)，該話(huà)音系統在話(huà)音呼叫控制協(xié)議上也通過(guò)增加CRC校驗及重發(fā)機制來(lái)保證其傳輸的可靠性，大大增強了系統的抗干擾能力，提高了系統的可靠性及穩定性，在實(shí)現上也不復雜、易理解，具有一定的推廣應用價(jià)值。

　　參考文獻：

　　[1]黃永峰.下一代網(wǎng)絡(luò )核心控制協(xié)議—SIP及其應用[D].北京:人民郵電出版社,2009.

　　[2]Jonathan Davidson.VOIP技術(shù)構架[D].北京:人民郵電出版社,2012.

　　本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第8期第53頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。