CN101502142B - 一种在集群通信中的语音报文格式及其传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明集群通信中语音报文格式及其传输方法，可节省基站***与集群调度服务器之间网络带宽，该方法包括：(a)集群呼叫建立后，说用户开始讲话，该用户终端向所属的基站***发送语音帧；(b)基站***每接收到N个语音帧后，将其封装成一个语音报文，发送给集群调度服务器；(c)集群调度服务器将收到的语音报文转发给该说用户群组内所有用户所属的基站***；(d)群组内所有用户所属的基站***将收到的语音报文拆分成N个语音帧，按原有的顺序发送给群组内的听用户。该语音报文格式包括传输头部、数据包头部和语音数据部分，传输头部包含有传输方式信息，数据包头部包括用户和语音数据信息，语音数据部分包括按先后顺序排列的多个语音帧。

Description

一种在集群通信中的语音报文格式及其传输方法
技术领域
本发明涉及集群通信***，特别是集群通信***中的语音报文格式及其传输方法。
背景技术
基于移动通信的集群通信***是将蜂窝通信技术与专用调度通信***结合在一起，采用半双工通信方式的通信***，可以实现快速的接续，支持群组呼叫(即一对多的呼叫方式)。这样的集群通信***可广泛应用于对指挥、调度功能要求较高的企事业、公安、警察以及军队等部门。
群组呼叫是集群***中重要的业务特征，通过在扇区下共享前反向业务信道的方法，提供对小范围内大容量群组(一个群组可包含成百上千的用户终端，且这些用户终端都位于小范围的扇区下)的群组呼叫的支持。允许单用户与组内所有用户同时通话，组内用户，除了正在说话的以外，其他人必须都在收听。
集群通信中，对于移动台从空口发送上来的语音帧，一般长度是比较小的，而通过基站***向集群调度服务器的传输过程中，要在净荷载前加上传输头，通过IP的方式或者其他方式传输，会导致比较大的网络带宽浪费，为了节省基站与集群调度服务器之间的网络资源，必须对基站***与集群调度服务器之间的报文进行重新封装。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种集群通信中语音报文的传输方法，以节省基站***与集群调度服务器之间的网络带宽。
为了解决上述问题，本发明提供了一种集群通信中语音报文的传输方法，包括以下步骤：
(a)集群呼叫建立后，说用户开始讲话，该用户的终端向所属的基站***发送语音帧；
(b)所述基站***每接收到N个语音帧后，将其封装成一个语音报文，发送给集群调度服务器；
(c)集群调度服务器收到语音报文后，将该语音报文转发给该说用户群组内所有用户所属的基站***；
(d)群组内所有用户所属的基站***在收到语音报文后，将该语音报文拆分成N个语音帧，按原有的顺序发送给群组内的听用户。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：步骤(b)和(d)中，在所述基站***中，是由基站控制器或者集群调度客户端将N个语音帧封装成一个语音报文，以及将一个语音报文拆成N个语音帧的。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：步骤(b)中，所述基站控制器在封装语音报文时，在N个语音帧前添加数据包头部，然后再添加传输头部。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述数据包头部包括：说用户标识、帧序号和帧数目；所述传输头部包括：通用路由封装头和IP头。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(d)中，群组中说用户所属基站***中的基站控制器接收到语音报文后，如服务范围内有听用户终端，再将该语音报文拆分成N个语音帧，由基站收发信机按原有顺序将语音帧发送给各自服务范围内的听用户终端。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述N的取值范围在2和20之间。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述方法应用于CDMA制式的集群通信***。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种在集群通信中的语音报文格式，采用此种报文格式传输语音，可以节省基站***与集群调度服务器之间网络带宽，提高网络利用率。
为了解决上述问题，本发明提供了一种在集群通信中的语音报文格式，该语音报文在基站***和集群调度服务器之间传输，包括传输头部、数据包头部和语音数据部分，所述传输头部包含有传输方式信息，所述数据包头部包括用户和语音数据信息，所述语音数据部分包括按先后顺序排列的多个语音帧。
进一步地，上述语音报文格式还可具有以下特点：所述传输头部包括IP头和GRE头。
进一步地，上述语音报文格式还可具有以下特点：所述数据包头部包括说用户标识、语音帧序号和语音帧数目。
进一步地，上述语音报文格式还可具有以下特点：所述语音数据部分包括2～20个语音帧。
由上可知，本发明通过对说用户的语音帧进行封装，在保证语音的时延同时，有效地节省网络带宽。如果每一个语音帧进行传输，网络利用率为39.6％，在传输的过程中严重地浪费了网络带宽，而把4个语音帧封装在一起的传输方式，网络利用率为71.7％，可以很好地节省基站***与集群调度服务器之间的网络带宽，具有极大的商用价值。
附图概述
图1是本发明实施例集群通信***网络结构示意图；
图2是本发明实施例集群通信中语音报文的传输方法示意图；
图3是本发明实施例集群通信中语音报文的格式。
本发明的较佳实施方式
本发明的技术方案要点为：当基站***接收到说话用户的语音报文后，并不是立刻在基站***与集群调度服务器之间进行传输，而是接收到说话用户的N个报文后，封装在一起，然后再进行传输，从而达到节省基站***与集群调度服务器之间网络带宽的目的。
图1是本发明实施例的一种基于涉及码分多址CDMA(Code DivisionMultiple Access码分多址接入)制式的集群***的网络结构图，涉及由PDS(PTT Dispatch Server，集群调度服务器)、PDC(PTT Dispatch Client，集群调度客户端)、BS(Base Station基站***，包括BSC(Base StationController，基站控制器)和BTS(Base-station Transceiver System，基站收发信机))、MS(Mobile Station，移动台也称为终端)组成的集群***网络。
图2具体实现时，PDC可以是外置于BSC，也可以内置于BSC，在本实例中PDC是内置于BSC的方式。在本发明实例中，MS1、MS2和MS3属于同一个群组，MS1与MS2在BTS1的覆盖范围内，MS3在BTS2的覆盖范围内，BSC1/PDC1和BSC2/PDC2通过路由器及因特网与PDS相连。对于基于CDMA的数字集群***，其空口的语音帧发送时间为20ms，本实例中在基站***侧对4个语音帧(N＝4)封装成一个语音报文进行传输，N也可以设置成其它数值。
图2示出了本实施例的语音报文的传输方法的流程，包括以下步骤：
步骤201，集群呼叫建立完成，MS1为说用户，群组中其他用户为听用户，MS1开始讲话，语音帧1、2、3、4、......按20ms的间隔发送给MS1所属的BTS1；
步骤202，BTS1将语音帧转发给BSC1/PDC1；
步骤203，BSC1/PDC1接收到BTS1的语音帧，并不立刻向PDS发送，而是接收到第4个语音帧后，把4个语音帧封装成一个语音报文，加上GRE头和IP头，向PDS发送；
由于说用户讲话是暂歇式的，在N个语音帧中，有一些包含语音信息，有些可能是空帧(用户不说话时，移动台向基站发送的帧)，不管是否包含语音信息，其累计总数为4时，基站***就应集群调度服务器发送，以保证语音的时延。
PDS接收到语音报文，同时向PDC1和PDC2分发语音报文，以下步骤204～206和步骤207～209是并发的。
步骤204，PDS向BSC1/PDC1转发语音报文，PDS对其中的语音净荷不进行任何更改；
步骤205，BSC1/PDC1接收到语音报文后，将语音报文拆成4个语音帧，向BTS1发送；
步骤206，BTS1在空口以20ms的间隔向MS2按顺序发送语音帧1、2、3、4，由于MS1为说用户，BTS1并不向MS1发送语音帧；
如果只有说用户在BSC1，PDS还是会向BSC1/PDC1发语音报文，BSC1会确定谁是说用户，而不会发给说用户。
步骤207，PDS向BSC2/PDC2转发语音报文，PDS对其中的语音净荷不进行任何更改；
步骤208，BSC2/PDC2接收到语音报文后，将语音报文拆成4个语音帧，向BTS2发送；
步骤209，BTS2在空口以20ms的间隔向MS3按顺序发送语音帧1、2、3、  4。
后续的语音帧，如语音帧5～8，9～12，......等等，每4个为一组，以和语音帧1～4相同的方式发送到终端。
图3示出了本实施例集群通信中使用的语音报文的格式。该语音报文的格式是指在基站***与集群调度服务器中传输的格式。
如图所示，该语音报文包括传输头部、数据包头部和N个语音数据。其中：
传输头部由传输方式确定，可以是IP传输方式或者其他传输方式，如本实例采用IP和GRE(Generic Routing Encapsulation，通用路由封装)方式传输，传输头部包括IP头和GRE头，IP是底层的，GRE是上层的。但也可以采用其它的传输方式和相应的传输头。
数据包头部包括语音数据的相关信息，本实例包括：说用户的IMSI(International Mobile Subscriber Identification Number，国际移动用户识别码)、帧序号和帧数目；数据包头部的内容可以由厂商自己设定，如采用其它的说用户标识，如ESN代替IMSI。
语音数据为说用户的语音，包括按先后顺序排列的多个语音帧，具体参见本发明的实施例。
本发明通过对说用户的语音帧进行封装，在保证语音的时延的同时，有效地节省网络带宽。为了有效地节省网络带宽，并保证语音时延，对于N的取值应根据实际的应用而确定，N的取值越大，节省带宽越高，但语音时延越大；N的取值越少，节省带宽越少，但语音时延越小，N的取值一般推荐2到20。
从上面的实例可知，在基于CDMA的集群***中，每20ms的语音帧的长度为21Byte，而IP头为20Byte，GRE头为12Byte，如果每一个语音帧进行传输，网络利用率为39.6％，在传输的过程中严重地浪费了网络带宽，而把4个语音帧封装在一起的传输方式，网络利用率为71.7％，可以很好地节省基站***与集群调度服务器之间的网络带宽，具有极大的商用价值。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，比如应用于不同制式的集群***中，也可以应用以上流程。这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
例如，对于实施例中的基站***BSC/PDC，可以由BSC负责将N个语音帧封装成语音报文，或者将语音报文拆成N个语音帧。但也可以由PDC来完成，是实现的两种具体方式。
工业实用性
本发明通过对说用户的语音帧进行封装，在保证语音的时延同时，有效地节省网络带宽。如果每一个语音帧进行传输，网络利用率为39.6％，在传输的过程中严重地浪费了网络带宽，而把4个语音帧封装在一起的传输方式，网络利用率为71.7％，可以很好地节省基站***与集群调度服务器之间的网络带宽，具有极大的商用价值。

Claims (8)

1.一种集群通信中语音报文的传输方法，包括以下步骤：
(a)集群呼叫建立后，说用户开始讲话，该用户的终端向所属的基站***发送语音帧；
(b)所述基站***每接收到N个语音帧后，将其封装成一个语音报文，发送给集群调度服务器；
(c)集群调度服务器收到语音报文后，将该语音报文转发给该说用户群组内所有用户所属的基站***；
(d)群组内所有用户所属的基站***在收到语音报文后，将该语音报文拆分成N个语音帧，按原有的顺序发送给群组内的听用户。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(b)和(d)中，在所述基站***中，是由基站控制器或者集群调度客户端将N个语音帧封装成一个语音报文，以及将一个语音报文拆成N个语音帧的。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(b)中，所述基站控制器在封装语音报文时，在N个语音帧前添加数据包头部，然后再添加传输头部。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据包头部包括：说用户标识、帧序号和帧数目；所述传输头部包括：通用路由封装头和IP头。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(d)中，群组中说用户所属基站***中的基站控制器接收到语音报文后，如服务范围内有听用户终端，再将该语音报文拆分成N个语音帧，由基站收发信机按原有顺序将语音帧发送给各自服务范围内的听用户终端。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N的取值范围在2和20之间。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法应用于CDMA制式的集群通信***。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述传输头部包含有传输方式信息，所述数据包头部包括用户和语音数据信息，所述语音数据部分包括按先后顺序排列的多个语音帧。
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