三級通信組網條件下的語音通話方案設計與實施

4.1.1 有線通信模式

　　SIP是一個應用層的控制協議，在SDP協議的配合下，可以用來建立、修改和終止多媒體會話，已廣泛應用于VOIP等各種軟交換領域，它主要支持用戶定位、用戶有效性檢查、用戶能力、建立會話、會話管理等功能。

　　在本系統中有線工作模式下，使用SIP協議完成各話音終端間的話音呼叫控制及通話功能。

　　在本系統中，采用如圖5所示的系統架構方式，實現了有線模式下的SIP的話音呼叫及媒體流控制功能。

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

4.1.2 無線通信模式

　　在本系統中采用超短波電臺實現無線通信，受超短波電臺帶寬的影響，不可能采用有線通信方式下的SIP協議通信機制，而只能采用自定義話音呼叫信令的方式。

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

　　話音終端用戶作為主叫用戶發起呼叫時，輸入被叫號碼完畢后，向通信節點發出呼叫請求消息，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)。被叫用戶摘機，通信節點向終端發送連接請求消息后，建立接續，主、被叫進入通話狀態。呼叫流程如圖6所示。

　　話音終端用戶作為被叫時，收到通信節點送來的其它用戶呼叫請求消息后，根據當前話音終端用戶狀態向通信節點發送呼叫應答消息。如果被叫用戶空閑，則向該終端用戶送提示音和提示界面。話音終端用戶摘機后，向通信節點發送連接請求消息由其處理。通信節點收到連接請求消息后，建立連續，主、被叫進入通話狀態。呼叫流程如圖7所示。

4.2 方案實施

4.2.1 話音終端之間的通話

　　話音終端之間的語音通話是本方案中的核心部分，語音通話的業務流程主要有以下幾個步驟：

　　1)用戶輸入目標號碼，撥號;

　　2)話音終端發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-有線直連;0x01-無線直連;0x02-有線越級;0x03-無線越級;0x04-混合越級;0x05-不在線;0x06-號碼不存在;

　　3)話音終端根據返回值選擇對應的處理方式，在有線直連和有線越級的情況下使用有線通話模式協議，即SIP控制協議;在無線直連模式下使用電臺通信模式;

　　4)經過連接請求等報文通信之后建立通話連接狀態，話音終端通知通信控制程序已經建立連接的目標號碼，根據該號碼，通信控制程序把語音數據發送給目標終端設備;

　　5)若通話結束，話音終端發送釋放報文給通信控制程序，通信控制程序釋放相關資源，恢復狀態。主要業務流程如圖8所示。

4.2.2 系統與中繼傳輸設備通話

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

4.2.3 系統與電話機通話

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

　　本系統與電話機之間的工作流程可用一狀態轉換圖來表示，如圖9所示。

4.2.4 本系統與中繼交換機通話

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

5 通信協議

5.1 有線通話協議

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

5.2 無線通話協議

　　無線通話協議采用自定義協議，話音終端應用軟件通過socket把通話協議發送到通信板40000端口，由通信板進行轉發。

　　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。

　　信息類型格式定義如表2所示。

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

6 結論

　　通過該項目的實踐，發現該語音系統具有較好的話音呼叫控制及通話功能及性能，它基本上能滿足用戶對多級話音通信系統的功能及性能要求(包括有、無線環境)。同時，該話音系統在話音呼叫控制協議上也通過增加CRC校驗及重發機制來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，在實現上也不復雜、易理解，具有一定的推廣應用價值。

　　參考文獻：

　　[1]黃永峰.下一代網絡核心控制協議—SIP及其應用[D].北京:人民郵電出版社,2009.

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

　　本文來源于《電子產品世界》2017年第8期第53頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。