CN102065076B - 基于sip的区域地空电台话音组网***实施方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于SIP的区域地空电台话音组网***，包括多台地空电台，还包括汇接调度服务器，SIP电台话音通信终端以及连接在汇接调度服务器和SIP电台话音通信终端之间的组网节点网元设备，所述组网节点网元设备连接地空电台；本发明显著优点为：能够实现与地空数据链***的一体化，实现与之相适应的协调一致的，以目标为中心的地空话音指挥。使指挥员在看到目标的同时即可同步获得对其进行话音指挥控制的能力。能够以更短的建立时间、更灵活的建立方式，为远距离高级指挥中心提供对一线任务飞机直接实施话音指挥控制的通信链路，使最高管理者的命令能够在第一时间到达一线飞机，做到随时建链随时用。
Description
技术领域
本发明涉及IP网络语音通信技术领域，特别是涉及指挥自动化领域中一种基于SIP（Session Initiation Protocol，会话初始协议）的区域地空电台话音组网***。
背景技术
地空电台话音通信***是指指挥中心各地面对空电台与飞机电台之间建立并用于传递空中指挥命令、报告飞行动态、交换飞行情报的无线电通信。该***通过无线电设备及传输线路为指挥中心提供地空话音通信指挥手段；地面指挥员使用其与飞机驾驶员之间进行语音无线电通信联络，实施对空指挥。
地空电台话音指挥亦是指挥控制自动化***实施对空指挥引导飞机遂行任务的主要方式之一。一方面将地面指挥员的各种信息、指令发送至飞行员，另一方面将飞机的实时状况、任务完成情况等通过无线话音直接送至地面指挥中心。它主要用来实现有效、可靠的空中飞机与地面用户之间的话音信息交换，提供必要的空中飞行指挥、引导功能及地面服务与支持，为指挥中心进行飞行状态总体监控、处理突发事件、实施有效决策等应用提供所需的信息交换手段。
传统的地空电台话音通信***主要有以下几种形式。（1）指挥员在指挥所中通过地空电台厂商提供的遥控台实现对飞机上飞行员的话音指挥，控制其完成既定的任务。地空电台话音指挥与指挥自动化***的铰链处于相对比较松散的状态，一般一部给定型号的遥控台仅能对一部对应型号的电台实施控制。（2）通过指挥中心内部语音调度通信***（简称内话***）来实现地空电台话音指挥。多部电台连接在内话***中，指挥员通过工作席位设备完成对电台的控制，实施对飞机的话音通信。此种方式实现了对本地多部电台的交换式使用，地空电台话音指挥与指控***处于较紧密地耦合状态。（3）使用称之为地空遥控设备的手段来实现地空电台话音指挥，这些类似的设备或***可看作是内话***的简化型，即将内话***中的地-地电话通信去除，使之专门用来完成地空话音通信。
传统地空电台话音通信***存在以下主要问题。（1）虽然在一定区域内布置有相当数量的地空电台，但这些电台的使用是孤立的、分散的。这些电台没有发挥出群集效应，无法在大跨度地理范围内形成足够的地空话音覆盖。（2）地空电台话音指挥的扁平化程度不足，尚不能实现指挥员在区域内任意位置的指挥中心使用所需的任意一部电台对飞机实施话音指挥；或根据情报信息选择最优路径对飞机进行话音控制；或在本指挥所连接的电台无法建立话音链路时，使用其它适合位置的电台形成必要的话音通信能力。（3）地空电台话音指挥的一体化程度不够。各指挥中心一般仅能控制使用本地的若干部电台，而且控制电台的方式，所使用的设备因厂家而不同，缺乏有效的技术与设备将目前配置的电台组成地空电台话音网，不能将单部电台的能力进行聚合以形成能够在更远距离，更大范围，具备更强有效性、抗毁性的地空电台话音指挥能力。
现有技术对地空电台话音通信不断提高的要求，如地空话音信号不能中断、通信质量高、通信覆盖范围大、通信***更加稳定可靠等。现有的技术提出采用时分多路复用的电路交换方式，以大量专线形式，配合内话***和地空电台遥控通信***，实现对地空电台的异地远程遥控组网使用。但此种方式其架构为封闭式，要使用大量的专线资源，***结构复杂，使用、配置不灵活，资源利用率低，不利于形成统一的基础设施，无法与新型指控***一体化设计、共网使用、且存在多种不同技术体制的网络管理，难于维护、不能重构、不易于扩缩、升级麻烦，用户的总体拥有成本巨大，无法实现地空电台话音的资源共享与按需索取。
会话初始协议（SIP）是Internet工程任务组（IETF）于1999年提出并制定的一个在基于IP的网络中，用于建立、更改和终止多媒体会话的应用层控制协议。其应用目标是在基于Internet环境，实现数据、音视频实时通信。相对于H.323而言，SIP协议简单，消息编码基于文本，***实现容易，成本低，扩充性好，呼叫建立时间短，分布式控制，易于开发多媒体业务。
SIP协议大量借鉴了成熟的简单邮件传送协议（SMTP）和HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）协议，甚至利用了Web体系结构，从而使基于SIP的通信具有更高的可扩展性。SIP遵循了Internet的设计原则，能够实现各种（固定或移动、智能或非智能）终端之间的无缝通信。SIP协议基于ASCII码文本格式，具有清晰的协议格式，可读性强，易于维护，易于业务整合。SIP完全独立于传输层，将独立于底层基础设施的用户灵活地连接起来，从而最大限度地利用已有的网络。SIP支持第三方呼叫控制机制，具有很强的兼容性。SIP协议的设计方法和结构特点使它成为下一代网络架构中的重要技术，无论是软交换还是3GPP提出的IMS（Internet Protocol Multimedia Subsystem，IP多媒体子***）都将SIP作为核心协议。随着下一代网络技术的发展，建立以SIP协议为主的区域地空电台话音组网***将具有广阔的应用空间。
虽然目前民用市场已存在不少基于SIP的话音通信***，但这些技术、***主要针对下一代网（NGN）、3G无线通信等，它们主要是对原有采用数字时分交换技术体制的设备、***进行替代升级。同时由于SIP固有的实现简单、成本低、扩充性好等特点，它与固网相结合产生出软交换；与第三代移动通信3GPP相结合产生出IMS（IP多媒体子***）。正如所叙述的那样，尽管SIP已被应用于NGN、3G等场合，但是它至今都还未与地空电台话音通信紧密耦合、完全集成。另外一种使地空电台网络化，解决“烟囱式”各自独立的地空电台话音通信的技术是采用软件定义无线电台技术，在无线波形上组网。但是，该方案存在投资太大，建设周期过长等问题，并且将这种新兴的无线电通信技术综合进各种已有的地空话音通信***里面将是一个巨大的挑战，这与我国经济、技术发展的实际情况还不相适应。因此，如何利用SIP技术使已有的、传统的地空话音电台网络化，能够被组织成IP体制的一个网络，形成一种无线电台话音的资源共享与按需索取，具有十分广泛的意义。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于会话初始协议的区域地空电台话音组网***，该***在一定区域内，充分利用现有地空话音通信装备与IP分组交换通信网络，构建SIP体制的地空话音指挥控制网络，实现地面指挥员可随时随地不间断使用任意地理位置地空电台实施话音指挥控制，实现地空电台话音资源的综合统一调度、共享及按需索取，实现地空话音通信与地空数据链指挥的一体化。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于SIP的区域地空电台话音组网***，包括多台地空电台，汇接调度服务器，SIP电台话音通信终端以及连接在汇接调度服务器和SIP电台话音通信终端之间的组网节点网元设备，所述组网节点网元设备连接地空电台；
所述组网节点网元设备为SIP话音交换***，包括SIP交换服务器和地空电台网络接入设备；
所述汇接调度服务器用于连接不同的组网节点网元设备，从而形成电台话音网络；所述汇接调度服务器与所述SIP交换服务器之间采用SIP消息进行通讯；所述汇接调度服务器与所述SIP电台话音通信终端之间采用SIP消息进行通讯，所述汇接调度服务器与所述SIP电台话音通信终端之间传输话音媒体流；所述汇接调度服务器与所述地空电台网络接入设备之间传输话音媒体流；
所述SIP电台话音通信终端采用标准SIP协议，当本地电台接入组网节点网元设备时，使用组网内本地地空电台；SIP电台话音通信终端作为SIP用户代理，负责发起呼叫、接受呼叫并做出反应；SIP电台话音通信终端采用基于TCP协议的接口，向地空电台网络接入设备传送PTT键控发话信号；采用基于RTP协议的接口建立话音媒体流通道；
所述SIP交换服务器与所述SIP电台话音通信终端之间采用SIP消息通讯，所述SIP交换服务器与所述地空电台网络接入设备之间采用SIP消息通讯；
所述地空电台网络接入设备通过音频接口、控制/状态接口与地空电台相连，将所述地空电台的话音和控制信息传输进入***；所述地空电台网络接入设备通过网络接口与SIP交换服务器连接，支持标准SIP协议，用于将本地地空电台的话音、状态和控制信息输入***。
本发明中，所述组网节点网元设备包括IP中继媒体网关；所述IP中继媒体网关将已接入内话***的电台连入网内，采用IP软交换技术；所述IP中继媒体网关通过IP网络接口，采用标准SIP协议与所述SIP交换服务器连接；所述IP中继媒体网关通过话音和数据接口和内话***相连；所述IP中继媒体网关与所述汇接调度服务器之间双向传输语音媒体流。
本发明还公开了一种基于SIP的区域地空电台话音组网***的地空电台直接联网方法，包括多台地空电台、汇接调度服务器，SIP电台话音通信终端以及连接在汇接调度服务器和SIP电台话音通信终端之间的组网节点网元设备，所述组网节点网元设备连接地空电台；所述组网节点网元设备包括IP中继媒体网关；所述地空电台直接联网包括以下步骤：
步骤701，SIP电台话音通信终端向SIP交换服务器或者汇接服务器进行注册；
步骤702，SIP电台话音通信终端选择电台，并向SIP交换服务器或者汇接调度服务器发出邀请消息，如果向SIP交换服务器发出邀请消息，则进行步骤703，如果向汇接调度服务器发出邀消息，则进行跳至步骤704；
步骤703，SIP交换服务器判断是否为异地电台，如果是，则转发邀请消息，并进行步骤704，如果不是，则转发消息，并进行步骤705；
步骤704，汇接调度服务器获取被叫电台的地址；
步骤705，所述异地地空电台所连接的地空电台网络接入设备接收汇接调度服务器的转发邀请，异地电台，转向步骤707；
步骤706，所述本地电台连接的地空电台网络接入设备接收汇接调度服务器的转发邀请，转向步骤707；
步骤707，SIP电台话音通信终端使用对应地址的电台与地空网络接入设备之间进行SIP呼叫应答；
步骤708，SIP电台话音通信终端与地空网络接入设备之间建立SIP链路；
步骤709，SIP电台话音通信终端将语音、PTT、控制信令转换为IP数据发送至地空电台网络接入设备；SIP电台话音通信终端5将从地空电台网络接入设备4接收的IP数据转换为语音和状态信息；
步骤710，地空电台网络接入设备将收到的语音、PTT、控制信令IP数据转换为地空电台能够识别的语音、PTT、控制信令发送至地空电台；地空电台网络接入设备4将地空电台接收到的话音和本电台的状态信息转换为IP数据；
步骤711，地空电台网络接入设备控制地空电台进行话音通信；
步骤712，SIP电台话音通信终端向地空电台网络接入设备发送SIP呼叫结束消息；
步骤713，所述地空电台网络接入设备释放地空电台；
步骤714，地空电台直接联网通话结束。
本发明还公开了一种基于SIP的区域地空电台话音组网***的地空电台间接联网的呼叫应答的方法，包括多台地空电台、汇接调度服务器，SIP电台话音通信终端以及连接在汇接调度服务器和SIP电台话音通信终端之间的组网节点网元设备，所述组网节点网元设备连接地空电台；所述组网节点网元设备包括IP中继媒体网关，所述IP中继媒体网关将已接入内话***的电台连入网内，采用IP软交换技术；所述地空电台间接联网的呼叫应答的方法包括以下步骤：
步骤801，IP中继媒体网关向SIP交换服务器进行注册；
步骤802，内话***选择网内电台；
步骤803，内话***向主叫端IP中继媒体网关传送语音、PTT、控制信令；
步骤804，IP中继媒体网关进行信令、语音处理以及格式转换，并向SIP交换服务器启动异地电台SIP呼叫；
步骤805，SIP交换服务器转发邀请消息至汇接调度服务器；
步骤806，所述汇接调度服务器获取被叫电台地址，并转发邀请；
步骤807，被叫端IP中继媒体网关将邀请消息转换为内话***识别的信令格式，并发出电台占用信令；
步骤808，由内话***接通被叫地空电台；
步骤809，主叫端IP中继媒体网关与被叫端IP中继媒体网关进行SIP呼叫应答；
步骤810，主叫端IP中继媒体网关与被叫端IP中继媒体网关建立SIP链路；
步骤811，被叫端IP中继媒体网关将语音、信令的IP数据转换为内话***能识别的格式，送入内话***；被叫端IP中继媒体网关将内话***提供的语音、状态信息转换为IP数据送至主叫端IP中继媒体网关；
步骤812，内话***建立与被叫地空电台的呼叫连接；；
步骤813，内话***释放被叫电台，将释放信令送入主叫端IP中继媒体网关；
步骤814，被叫端IP中继媒体网关将SIP呼叫结束消息转换为内话***识别的信令格式，并发出电台释放信令；
步骤815，内话***释放地空电台；
步骤816，所述地空电台间接联网的呼叫应答通话结束。
本发明还公开了一种基于SIP的区域地空电台话音组网***的地空电台间接联网的呼叫应答的方法，包括多台地空电台、汇接调度服务器，SIP电台话音通信终端以及连接在汇接调度服务器和SIP电台话音通信终端之间的组网节点网元设备，所述组网节点网元设备连接地空电台；所述组网节点网元设备包括IP中继媒体网关，所述IP中继媒体网关将已接入内话***的电台连入网内，采用IP软交换技术；所述地空电台间接联网的呼叫应答的方法包括以下步骤：
步骤901，远端SIP电台话音通信终端向SIP交换服务器注册；
步骤902，远端SIP电台话音通信终端选择网络中内话***电台，并发出邀请信息；
步骤903，汇接调度服务器获取被叫电台地址；
步骤904，被叫端IP中继媒体网关将邀请消息转换为内话***识别的信令格式，并发出电台占用命令；
步骤905，内话***接通被叫地空电台；
步骤906，远端SIP电台话音通信终端与被叫端IP中继媒体网关进行SIP呼叫应答；
步骤907，远端SIP电台话音通信终端与被叫端IP中继媒体网关之间建立SIP链路；
步骤908，被叫端IP中继媒体网关将语音、信令的IP数据转换为内话***能识别的格式，送入内话***；
被叫端IP中继媒体网关将内话***提供的语音、状态信息转换为IP数据送至远端SIP电台话音通信终端；
步骤909，远端SIP电台话音通信终端建立与被叫地空电台的呼叫连接；
步骤910，远端SIP电台话音通信终端发送SIP呼叫结束消息；
步骤911，被叫端IP中继媒体网关将SIP呼叫结束消息转换为内话***识别的信令格式，并发出电台释放信令；
步骤912，内话***释放电台；
步骤913，所述地空电台间接联网的呼叫应答通话结束。
本发明还公开了一种基于SIP的区域地空电台话音组网***的地空话音的自动不间断保持呼叫应答方法，包括多台地空电台、汇接调度服务器，SIP电台话音通信终端以及连接在汇接调度服务器和SIP电台话音通信终端之间的组网节点网元设备构成的组网***，所述组网节点网元设备连接地空电台；所述组网节点网元设备包括IP中继媒体网关，所述IP中继媒体网关将已接入内话***的电台连入网内，采用IP软交换技术；所述地空话音的自动不间断保持呼叫应答的方法包括以下步骤：
步骤1001，SIP电台话音通信终端或IP中继媒体网关向SIP交换服务器注册；
步骤1002，所述SIP电台话音通信终端或者内话***选择初始的地空电台，并发出邀请信息；
步骤1003，通过组网***，SIP电台话音通信终端或内话***席位电台控制设备建立与目标飞机的地对空电台话音通信链路；
步骤1004，组网***通过越区切换控制指令获取一个电台路径；
步骤1005，汇接调度服务器向SIP电台话音通信终端或IP中继媒体网关下发电台信息；
步骤1006，SIP电台话音通信终端或IP中继媒体网关重新发起电台SIP呼叫；
步骤1007，通过组网***，SIP电台话音通信终端或内话***建立与新电台的话音通道；
步骤1008，通过组网***，进行地空话音自动不间断保持；
步骤1009，SIP电台话音通信终端或者内话***的席位电台控制设备释放地空电台，并发出呼叫结束信息；
步骤1010，所述组网***挂断；
步骤1011，所述地空话音的自动不间断保持呼叫应答结束。
本发明不改变原有地空电台的无线波形特征，即不采用新型无线链路波形组网，而是以IP接入、SIP控制的网络使用方式使既有的地空电台变成为一种网络资源而被用户所使用，***采用基于SIP/IP协议的分组交换网构成，使用C/S 构架。
本发明中，汇接调度服务器、组网节点网元设备中的SIP交换服务器可采用通用PC服务器平台、使用符合RFC3261的SIP协议、运用Web管理技术；SIP电台话音通信终端根据实际需要可采用通用PC平台或嵌入式***技术、使用符合RFC3261的SIP协议；组网节点网元设备中的地空电台网络接入设备及IP中继媒体网关根据实际需要可采用嵌入式***技术，或采用通用PC加语音板卡方式，使用符合RFC3261的SIP协议。
本发明组网***构建于IP网络之上，采用基于SIP协议的IP软交换技术体制。***不受地理位置的限制，可以分布式部署，***主要组成部件即可在同一个局域网段中，也可以分布在不同的局域网段中。采用三网合一的设计思想，地空话音网络基础平台既可独立构建，又可与指挥自动化计算机网络共用，充分利用现有各种IP网络资源。
有益效果：本发明显著优点为：
（1）能够实现与地空数据链***的一体化，实现与之相适应的协调一致的，以目标为中心的地空话音指挥。使指挥员在看到目标的同时即可同步获得对其进行话音指挥控制的能力。
（2）能够以更短的建立时间、更灵活的建立方式，为远距离高级指挥中心提供对一线任务飞机直接实施话音指挥控制的通信链路，使最高管理者的命令能够在第一时间到达一线飞机，做到随时建链随时用。
（3）能够实现地空电台话音指挥的扁平化、一体化，从而将不同厂家，不同型号的地空话音指挥设备连入网内，使任意地理位置指挥中心中的指挥人员能够使用任意所需地理位置的地空电台对既定的目标进行话音指挥控制。使地空电台话音成为一种网络资源而被共享和按需索取。
（4）充分利用现有设备，将不同地理位置上的地空电台组织在一个“网络”内，发挥网络的“聚合”、“倍增”效能，从而实现了大尺度全域覆盖的地空电台话音指挥。
（5）提供了抗毁性强、高可靠性的地空电台话音指挥能力。
（6）提供了区域内自动保持地空电台话音不间断的智能化语音指挥能力。
（7）对网络资源利用率高，互连互通简便有效、适宜方便增加多种业务。
（8）基础设施的统一，可以和其它指挥自动化***网络一体化设计，共网使用。从而使***容易维护、重构、扩缩，增强***的顽存性，实现平滑升级等。
（9）降低用户的总体拥有成本，节约资金。
（10）单一的网络管理。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1是基于SIP的区域地空电台话音组网***体系结构图。
图2是基于SIP的区域地空电台话音组网***的实现模式一组成原理图。
图3是基于SIP的区域地空电台话音组网***的实现模式二组成原理图。
图4是基于SIP的区域地空电台话音组网***的实现模式三组成原理图。
图5是组网节点网元设备组成原理图。
图6是基于SIP的区域地空电台话音组网***信息关系图。
图7是地空电台直接联网呼叫应答通信流程图。
图8是地空电台间接联网呼叫应答通信流程图（使用内话***席位电台控制设备）。
图9是地空电台间接联网呼叫应答通信流程图（使用SIP电台话音通信终端）。
图10是地空话音自动不间断保持的呼叫应答通信流程图。
具体实施方式：
组网***的体系结构如图1所示，遵循下一代网络（NGN）的分层、全开放体系结构，是一个开放的、完整的、标准化的软交换体系结构。***分为四层：媒体/接入层、IP网络传输层、信息交换处理控制层，业务应用层。基础网络平台选用IP网络，电台话音和电台控制信息都由该IP网络承载。
内话***是一种指挥中心（所）内部的语音通信控制***，为现有技术，包括多个本地电台以及席位电台控制设备，它是一个综合的语音、数据交换控制***，集成地空和地地通信于一个控制台上，具备多种接口，可为使用者提供多种话音通信方式。主流内话***一般以数字时分交换为核心，前级可连接本地无线电收发信机、各类电话及多种协议的网络，后级供指挥人员使用；其组成一般包括中央交换处理部分、接口部分、席位部分及***监控部分。内话***通常以有线通信为主，无线通信为辅；主要完成指挥中心（所）内部各部门和各部位之间的语音通信联络与指挥控制，提供指挥人员与飞行器之间的语音通信，满足指挥中心（所）在日常工作、行政管理和生活通信的需求，确保指挥中心（所）各部位和各部门之间的信息畅通和协同通信。
对于没有内话***实现地空通信的场合，通过地空电台网络接入设备将电台连接入网，同时使用SIP电台话音通信终端作为指挥员操作网内电台的人机界面；对于已有内话***实现地空通信的场合，通过IP中继媒体网关将内话***对电台的控制接入网内。信息交换处理控制层采用基于SIP 协议的架构，提供本地SIP交换服务和跨区汇接调度服务。电台组网后，所有地空电台指挥话音转变为IP网络上的SIP话音互通；通过IP网络获得指挥自动化***提供的飞机目标越区切换控制指令信息，为实现地空话音的自动不间断保持提供输入来源。
本发明采用的是建立在IP技术上的基于SIP协议的软交换技术，其基本原理为：通过VoIP技术将电台话音和对电台的控制信息转换为SIP话音与IP数据包，在SIP交换服务器和汇接调度服务器的交换控制下，经过IP网络把SIP话音和数据包传输到目的地，再将这些话音、控制数据包恢复成原来的话音及对电台的控制信号，从而达到由IP网络传送电台话音的目的，实现一定区域内地空电台话音的联网。***启动后，各地理位置组网节点网元设备中的地空电台网络接入设备、SIP电台话音通信终端、IP中继媒体网关先向本地网元设备中的SIP交换服务器进行登记注册，各SIP交换服务器向汇接调度服务器进行注册，形成组网***逻辑结构。
本发明以组网节点网元设备为核心，以汇接调度服务器和组网节点网元设备中的SIP交换服务器构成呼叫控制和语音交换平面，以组网节点网元设备中的地空电台网络接入设备为电台媒体的IP接入处理控制设备，以IP中继媒体网关为内话***媒体接入处理控制设备，以SIP电台话音通信终端为提供用户电台话音通信的用户代理设备，在IP网络之上，采用基于SIP协议的IP软交换技术构建了一种完全基于SIP的区域地空电台话音组网***。
如图2、图3所示，***包括汇接调度服务器1、组网节点网元设备2、SIP电台话音通信终端5，而组网节点网元设备2由SIP交换服务器3、地空电台网络接入设备4及IP中继媒体网关6组成。
汇接调度服务器1：采用标准SIP协议，通过IP网络与各组网节点网元设备相连，负责跨区呼叫处理、媒体流代理、资源管理等工作；通过基于TCP的接口获得指挥自动化***提供的飞机目标越区切换控制指令信息。由其实现不同地理位置的组网节点网元设备互连，从而形成电台话音网络。
组网节点网元设备2：为一套SIP话音交换***，由SIP交换服务器3、地空电台网络接入设备4及IP中继媒体网关6在一个局域网内连接而成。SIP交换服务器3与地空电台网络接入设备4、IP中继媒体网关6使用标准SIP协议。
地空电台网络接入设备4：通过音频接口、控制/状态接口与地空电台相连。通过网络接口与SIP交换服务器3连接，实现本地地空电台的话音、状态和控制信息入网，其实际数量根据具体应用部署环境而定。
IP中继媒体网关6：实现将已接入内话***的电台接入网内。一方面通过IP网络接口，采用标准SIP协议与SIP交换服务器3连接；另一方面通过话音和数据接口，如7号信令或以太网接口，和内话***相连；使指挥员仍可使用原内话***的席位电台控制设备使用网内电台，而内话***所控电台亦可以被网内其他用户所使用。其实际数量根据具体应用部署环境而定。
SIP电台话音通信终端5：通过IP网络，采用标准SIP协议与组网节点网元设备2连接、汇接调度服务器1连接。当本地电台接入组网节点网元设备时，它提供了使用网内电台的人机设备。作为SIP用户代理，负责发起呼叫、接受呼叫并做出响应。采用基于TCP协议的接口，向地空电台网络接入设备4和IP中继媒体网关6传送PTT（Push To Talk，按键讲话）键控发话信号；采用基于RTP（Real-time Transport Protocol，实时传输协议）协议的接口建立话音媒体流通道。其实际数量根据具体应用部署环境而定。
本发明的具体实现模式可以有以下三种：
（1）具体实现模式一
如图2所示，该种实现模式主要由位于地空话音组网中心的汇接调度服务器1、SIP电台话音通信终端5，位于地空台站中的组网节点网元设备2组成。组网节点网元设备配置SIP交换服务器3和地空电台网络接入设备4，地空电台网络接入设备4连接电台入网。
（2）具体实现方式二
如图3所示，该种实现模式主要由位于地空话音组网中心的汇接调度服务器1，和位于指挥中心（所）的组网节点网元设备2、SIP电台话音通信终端5组成。在指挥中心（所）中设有内话***控制电台，此时组网节点网元设备2配置SIP交换服务器3和IP中继媒体网关6，IP中继媒体网关6通过话音/数据接口与内话***连接，将其纳入网内。此模式的第二种实施例为不改造内话***的情况，这时将内话***所控电台改为连接地空电台网络接入设备4，内话***依然使用原有方式操作本地电台，同时可将这些电台连入网内，再通过增配SIP电台话音通信控制终端5使用网内其它电台。
（3）具体实现方式三
如图4所示，该种实现模式主要由位于地空话音组网中心的汇接调度服务器1，位于指挥中心（所）的组网节点网元设备2、SIP电台话音通信终端5，和位于地空台站中的组网节点网元设备2组成。通过指挥中心（站）的组网节点网元设备2配置SIP交换服务器3和IP中继媒体网关6，地空台站的组网节点网元设备配置SIP交换服务器和地空电台网络接入设备4分别将内话***、地空无线电台（地空台站）连接入网，形成地空话音网。此模式的第二种实施例为不改造内话***的情况，这时将内话***所控电台改为连接地空电台网络接入设备4，内话***依然使用原有方式操作本地电台，同时可将这些电台连入网内，通过SIP电台话音通信控制终端使用网内其它电台。
本发明简要工作原理为：通过IP电话技术将电台话音和对电台的控制信息转换为SIP话音与IP数据包，在SIP交换服务器3和汇接调度服务器1的交换控制下，经过IP网络把SIP话音和数据包传输到目的地，再将这些话音、控制数据包恢复成原来的话音及对电台的控制信号，从而达到由IP网络传送电台话音的目的，实现一定区域内地空电话话音的联网。
本发明启动后，各地理位置组网节点网元设备2中的地空电台网络接入设备4、IP中继媒体网关6先向本地组网节点网元设备2中的SIP交换服务器3进行登记注册，各SIP交换服务器3向汇接调度服务器1进行注册，SIP电台话音通信终端5根据其实际部署位置既可以向所属的SIP交换服务器3，也可以向汇接调度服务器1进行注册，形成组网***逻辑结构。
（1）地空电台直接联网
结合图2、图3、图4及图6，直接联网即为隶属于一个指挥中心（所）或地空台站的多部本地电台直接与组网节点网元设备2中的地空电台网络接入设备4相连，从而联入电台话音网内。SIP电台话音通信终端5、组网节点网元设备2中的地空电台网络接入设备4网络侧相当于SIP用户代理。
SIP电台话音通信终端5为用户提供电台选控和显示操作界面，根据用户选择的电台向SIP交换服务器3发起INVITE（邀请，该方法用于邀请用户或服务参加一个会话）请求，该请求消息被SIP交换服务器3收到后，若为异地电台则该请求被传送至汇接调度服务器1，经查询获得被叫电台所属组网节点网元设备2的地空电台网络接入设备4的IP地址和端口号。另一种情况为SIP电台话音通信终端5直接向汇接调度服务器1发送INVITE请求，经查询获得被叫电台所属组网节点网元设备2的地空电台网络接入设备4的IP地址和端口号。经过一系列应答后，在主叫与被叫之间建立呼叫。SIP电台话音通信终端5将用户的模拟话音转换为SIP数字话音，把控制半双工电台收发切换的PTT信号及对电台的控制信令转换为IP数据发送到对端地空电台网络接入设备4。
组网节点网元设备2中的地空电台网络接入设备4通过电台音频、控制/状态接口电路直接与电台连接，完成信令和话音的处理和格式转换。在注册成功后即处于呼叫等待状态，当收到SIP交换服务器3转发来的SIP电台话音通信终端5呼叫消息后进行SIP应答，建立与主叫通信终端之间的SIP链路，一方面将来自于SIP电台话音通信终端5的用户SIP话音、PTT及电台控制IP数据转换为与所连电台相匹配的话音、PTT及控制信号送入电台进行发送；另一方面将电台接收的话音和电台状态信息转换为SIP数字话音和状态IP数据包经已建立的SIP链路送至SIP电台话音通信终端5，由后者完成媒体和状态信息转换。
电台使用完毕，由SIP电台话音通信终端5发出SIP呼叫结束消息，通过网络传送给相应的地空电台网络接入设备4，后者进行相应的电台释放（挂断）处理，从而结束本次呼叫。地空电台网络接入设备4返回呼叫等待状态，准备接受新的呼叫。
具体而言，所述地空电台直接联网包括以下步骤：
步骤701，SIP电台话音通信终端向SIP交换服务器或者汇接服务器进行注册；
步骤702，SIP电台话音通信终端选择电台，并向SIP交换服务器或者汇接调度服务器发出邀请消息，如果向SIP交换服务器发出邀请消息，则进行步骤703，如果向汇接调度服务器发出邀消息，则进行跳至步骤704；
步骤703，SIP交换服务器判断是否为异地电台，如果是，则转发邀请消息，并进行步骤704，如果不是，则转发消息，并进行步骤705；
步骤704，汇接调度服务器获取被叫电台的地址；
步骤705，所述异地地空电台所连接的地空电台网络接入设备接收汇接调度服务器的转发邀请，异地电台，转向步骤707；
步骤706，所述本地电台连接的地空电台网络接入设备接收汇接调度服务器的转发邀请，转向步骤707；
步骤707，SIP电台话音通信终端使用对应地址的电台与地空网络接入设备之间进行SIP呼叫应答；
步骤708，SIP电台话音通信终端与地空网络接入设备之间建立SIP链路；
步骤709，SIP电台话音通信终端将语音、PTT、控制信令转换为IP数据发送至地空电台网络接入设备；SIP电台话音通信终端5将从地空电台网络接入设备4接收的IP数据转换为语音和状态信息；
步骤710，地空电台网络接入设备将收到的语音、PTT、控制信令IP数据转换为地空电台能够识别的语音、PTT、控制信令发送至地空电台；地空电台网络接入设备4将地空电台接收到的话音和本电台的状态信息转换为IP数据；
步骤711，地空电台网络接入设备控制地空电台进行话音通信；
步骤712，SIP电台话音通信终端向地空电台网络接入设备发送SIP呼叫结束消息；
步骤713，所述地空电台网络接入设备释放地空电台；
步骤714，地空电台直接联网通话结束。
（2）地空电台间接联网
结合图3、图4及图6，间接联网即为隶属于一个指挥中心（所）的多部本地电台与内话***相连，受其控制，通过IP中继媒体网关6连接于组网节点网元设备2之上，从而使原内话***控制的电台联入话音网内。
IP中继媒体网关6在功能上为基于SIP的IP电话网关，主要完成信令和话音的处理和格式转换。IP中继媒体网关6通过话音和数据接口与内话***相连，本地内话***将其连接电台的信息由该数据链路送入IP中继媒体网关6，通过IP中继媒体网关6提交给SIP服务器数据库中，同时根据内话***的能力将网络内可用的电台信息分发给内话***。
原内话***的席位电台控制设备选择网络中的异地电台后，内话***把话音、PTT、电台控制信令传送给IP中继媒体网关6。该设备通过与内话***之间的信令协议接收被叫电台号码，将电台号码转换为SIP 地址，启动SIP 侧的呼叫过程。即向SIP交换服务器3发起INVITE 请求，该请求消息被SIP交换服务器3收到后，若为异地电台则该请求被传送至汇接调度服务器1，获得被叫电台所属组网节点网元设备2的IP中继媒体网关6的IP地址和端口号。经过一系列应答，在收到对端SIP用户代理的200/OK后，发送接通信令给内话***，从而在主叫与被叫之间建立呼叫。IP中继媒体网关6将内话***侧的话音转换为SIP数字话音，把控制半双工电台收发切换的PTT信号及对电台的控制信令转换为IP数据发送到软交换电台话音网络中。同时，将来自于网络中的异地电台IP话音和状态信息转换为与内话***相适配的媒体和数据信息送入内话***。
通话完毕由内话***发出释放电台的信令请求给IP中继媒体网关6，其进行相应的挂机处理，将释放请求转换为SIP会话结束消息，通过网络传送给异地电台，经过一系列释放（挂断）操作从而结束本次呼叫。
当远端SIP电台话音通信终端5发起呼叫，请求使用本地组网节点网元设备2所属的电台，且该电台连接在内话***中时，IP中继媒体网关6从网络中接收SIP交换服务器3转发的SIP呼叫请求，然后将该请求转换为内话***识别的电台占用信令，通过数据接口送入内话***，由后者接通电台并回复IP中继媒体网关6，IP中继媒体网关6将其转换为SIP响应消息，接受该呼叫，建立主被叫之间的呼叫连接。IP中继媒体网关6将来自于网络中的远端通信终端的IP话音、PTT及电台控制IP数据转换为与内话***相适配的媒体和数据信息送入内话***；同时将内话***侧的话音转换为SIP数字话音，电台状态信息转换为IP数据发送到电台话音网络中。
远端通信终端结束呼叫，IP中继媒体网关6从网络中接收到SIP会话结束消息，然后将该消息转换为内话***识别的电台释放信令，通过数据接口送入内话***，由后者完成电台释放复原操作。
地空电台间接联网时，以内话***的席位电台控制设备使用网络中地空电台的呼叫应答的通信流程见图8包括以下步骤：
步骤801，IP中继媒体网关向SIP交换服务器进行注册；
步骤802，内话***选择网内电台；
步骤803，内话***向主叫端IP中继媒体网关传送语音、PTT、控制信令；
步骤804，IP中继媒体网关进行信令、语音处理以及格式转换，并向SIP交换服务器启动异地电台SIP呼叫；
步骤805，SIP交换服务器转发邀请消息至汇接调度服务器；
步骤806，所述汇接调度服务器获取被叫电台地址，并转发邀请；
步骤807，被叫端IP中继媒体网关将邀请消息转换为内话***识别的信令格式，并发出电台占用信令；
步骤808，由内话***接通被叫地空电台；
步骤809，主叫端IP中继媒体网关与被叫端IP中继媒体网关进行SIP呼叫应答；
步骤810，主叫端IP中继媒体网关与被叫端IP中继媒体网关建立SIP链路；
步骤811，被叫端IP中继媒体网关将语音、信令的IP数据转换为内话***能识别的格式，送入内话***；被叫端IP中继媒体网关将内话***提供的语音、状态信息转换为IP数据送至主叫端IP中继媒体网关；
步骤812，内话***建立与被叫地空电台的呼叫连接；；
步骤813，内话***释放被叫电台，将释放信令送入主叫端IP中继媒体网关；
步骤814，被叫端IP中继媒体网关将SIP呼叫结束消息转换为内话***识别的信令格式，并发出电台释放信令；
步骤815，内话***释放地空电台；
步骤816，所述地空电台间接联网的呼叫应答通话结束。
以SIP电台话音通信终端5使用网络中地空电台的呼叫应答通信流程见图9，包括以下步骤：
步骤901，远端SIP电台话音通信终端向SIP交换服务器注册；
步骤902，远端SIP电台话音通信终端选择网络中内话***电台，并发出邀请信息；
步骤903，汇接调度服务器获取被叫电台地址；
步骤904，被叫端IP中继媒体网关将邀请消息转换为内话***识别的信令格式，并发出电台占用命令；
步骤905，内话***接通被叫地空电台；
步骤906，远端SIP电台话音通信终端与被叫端IP中继媒体网关进行SIP呼叫应答；
步骤907，远端SIP电台话音通信终端与被叫端IP中继媒体网关之间建立SIP链路；
步骤908，被叫端IP中继媒体网关将语音、信令的IP数据转换为内话***能识别的格式，送入内话***；
被叫端IP中继媒体网关将内话***提供的语音、状态信息转换为IP数据送至远端SIP电台话音通信终端；
步骤909，远端SIP电台话音通信终端建立与被叫地空电台的呼叫连接；
步骤910，远端SIP电台话音通信终端发送SIP呼叫结束消息；
步骤911，被叫端IP中继媒体网关将SIP呼叫结束消息转换为内话***识别的信令格式，并发出电台释放信令；
步骤912，内话***释放电台；
步骤913，所述地空电台间接联网的呼叫应答通话结束。。
（3）地空话音的自动不间断保持
结合图2、图3、图4及图6，地空话音的自动不间断保持是指在一定区域地空电台联网的环境下，当目标飞机起飞，地面指挥员通过初始选定的电台与其建立话音通信后，飞机在进行跨区飞行时根据另外已有的指控信息***所提供的越区切换控制指令信息，组网***自动选择合适位置的电台与目标建立话音链路，无需人工选择干预便可将指挥员与初始电台的话音链路无缝切换到当前电台，从而使指挥员始终保持与目标的话音通信，而不必关心具体使用的电台编号。
任务飞机起飞后，地面指挥员首先通过SIP电台话音通信终端5或内话***人工选择使用本地地空电台建立与目标的话音通信链路。在飞行过程中，指控信息***会依据飞机的实时运动轨迹和飞行趋势，地空电台工作状态、质量和流量信息等产生越区切换控制指令信息并传送给组网***。由于组网***亦基于IP分组交换网络，可与指控信息***采用一体化设计，因此组网***可以很方便灵活地从指控信息***中获得越区切换控制指令信息，从中得到适宜的电台路径，由汇接调度服务器1将被叫电台信息下发给SIP电台话音通信终端5或IP中继媒体网关6。然后SIP电台话音通信终端5或IP中继媒体网关6依据被叫电台信息自动重新发起SIP呼叫，经过组网***建立与新电台的话音通道，从而实现地空话音的自动不间断保持。当本次对目标飞机的话音指挥任务结束时，指挥员需通过SIP电台话音通信终端5或内话***人工主动选择释放电台，在组网***进行相应的释放（挂断）处理后，结束该次电台呼叫。
地空话音的自动不间断保持呼叫应答的通信流程见图9，包括以下步骤：
步骤1001，SIP电台话音通信终端或IP中继媒体网关向SIP交换服务器注册；
步骤1002，所述SIP电台话音通信终端或者内话***选择初始的地空电台，并发出邀请信息；
步骤1003，通过组网***，SIP电台话音通信终端或内话***席位电台控制设备建立与目标飞机的地对空电台话音通信链路；
步骤1004，组网***通过越区切换控制指令获取一个电台路径；
步骤1005，汇接调度服务器向SIP电台话音通信终端或IP中继媒体网关下发电台信息；
步骤1006，SIP电台话音通信终端或IP中继媒体网关重新发起电台SIP呼叫；
步骤1007，通过组网***，SIP电台话音通信终端或内话***建立与新电台的话音通道；
步骤1008，通过组网***，进行地空话音自动不间断保持；
步骤1009，SIP电台话音通信终端或者内话***的席位电台控制设备释放地空电台，并发出呼叫结束信息；
步骤1010，所述组网***挂断；
步骤1011，所述地空话音的自动不间断保持呼叫应答结束。
本发明提供了一种基于SIP的区域地空电台话音组网***及其实施方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (4)
1.一种基于SIP的区域地空电台话音组网***的地空电台直接联网方法，其特征在于，包括多台地空电台、汇接调度服务器，SIP电台话音通信终端以及连接在汇接调度服务器和SIP电台话音通信终端之间的组网节点网元设备，所述组网节点网元设备连接地空电台；所述组网节点网元设备包括IP中继媒体网关；地空电台直接联网包括以下步骤：
步骤701，SIP电台话音通信终端向SIP交换服务器或者汇接服务器进行注册；
步骤702，SIP电台话音通信终端选择电台，并向SIP交换服务器或者汇接调度服务器发出邀请消息，如果向SIP交换服务器发出邀请消息，则进行步骤703，如果向汇接调度服务器发出邀请消息，则进行跳至步骤704；
步骤703，SIP交换服务器判断是否为异地电台，如果是，则转发邀请消息，并进行步骤704，如果不是，则转发消息，并进行步骤705；
步骤704，汇接调度服务器获取被叫电台的地址；
步骤705，所述异地地空电台所连接的地空电台网络接入设备接收汇接调度服务器的转发邀请，转向步骤707；
步骤706，本地电台连接的地空电台网络接入设备接收汇接调度服务器的转发邀请，转向步骤707；
步骤707，SIP电台话音通信终端使用对应地址的电台与地空网络接入设备之间进行SIP呼叫应答；
步骤708，SIP电台话音通信终端与地空网络接入设备之间建立SIP链路；
步骤709，SIP电台话音通信终端将语音、PTT和控制信令转换为IP数据发送至地空电台网络接入设备；SIP电台话音通信终端5将从地空电台网络接入设备4接收的IP数据转换为语音和状态信息；
步骤710，地空电台网络接入设备将收到的语音、PTT和控制信令IP数据转换为地空电台能够识别的语音、PTT和控制信令发送至地空电台；地空电台网络接入设备4将地空电台接收到的话音和本电台的状态信息转换为IP数据；
步骤711，地空电台网络接入设备控制地空电台进行话音通信；
步骤712，SIP电台话音通信终端向地空电台网络接入设备发送SIP呼叫结束消息；
步骤713，所述地空电台网络接入设备释放地空电台；
步骤714，地空电台直接联网通话结束。
2.一种基于SIP的区域地空电台话音组网***的地空电台间接联网的呼叫应答的方法，其特征在于，包括多台地空电台、汇接调度服务器，SIP电台话音通信终端以及连接在汇接调度服务器和SIP电台话音通信终端之间的组网节点网元设备，所述组网节点网元设备连接地空电台；所述组网节点网元设备包括IP中继媒体网关，所述IP中继媒体网关将已接入内话***的电台连入网内，采用IP软交换技术；地空电台间接联网的呼叫应答的方法包括以下步骤：
步骤801，IP中继媒体网关向SIP交换服务器进行注册；
步骤802，内话***选择网内电台；
步骤803，内话***向主叫端IP中继媒体网关传送语音、PTT和控制信令；
步骤804，IP中继媒体网关进行信令、语音处理以及格式转换，并向SIP交换服务器启动异地电台SIP呼叫；
步骤805，SIP交换服务器转发邀请消息至汇接调度服务器；
步骤806，所述汇接调度服务器获取被叫电台地址，并转发邀请；
步骤807，被叫端IP中继媒体网关将邀请消息转换为内话***识别的信令格式，并发出电台占用信令；
步骤808，由内话***接通被叫地空电台；
步骤809，主叫端IP中继媒体网关与被叫端IP中继媒体网关进行SIP呼叫应答；
步骤810，主叫端IP中继媒体网关与被叫端IP中继媒体网关建立SIP链路；
步骤811，被叫端IP中继媒体网关将语音、信令的IP数据转换为内话***能识别的格式，送入内话***；被叫端IP中继媒体网关将内话***提供的语音、状态信息转换为IP数据送至主叫端IP中继媒体网关；
步骤812，内话***建立与被叫地空电台的呼叫连接；
步骤813，内话***释放被叫电台，将释放信令送入主叫端IP中继媒体网关；
步骤814，被叫端IP中继媒体网关将SIP呼叫结束消息转换为内话***识别的信令格式，并发出电台释放信令；
步骤815，内话***释放地空电台；
步骤816，所述地空电台间接联网的呼叫应答通话结束。
3.一种基于SIP的区域地空电台话音组网***的地空电台间接联网的呼叫应答的方法，其特征在于，包括多台地空电台、汇接调度服务器，SIP电台话音通信终端以及连接在汇接调度服务器和SIP电台话音通信终端之间的组网节点网元设备，所述组网节点网元设备连接地空电台；所述组网节点网元设备包括IP中继媒体网关，所述IP中继媒体网关将已接入内话***的电台连入网内，采用IP软交换技术；所述地空电台间接联网的呼叫应答的方法包括以下步骤：
步骤901，远端SIP电台话音通信终端向SIP交换服务器注册；
步骤902，远端SIP电台话音通信终端选择网络中内话***电台，并发出邀请信息；
步骤903，汇接调度服务器获取被叫电台地址；
步骤904，被叫端IP中继媒体网关将邀请消息转换为内话***识别的信令格式，并发出电台占用命令；
步骤905，内话***接通被叫地空电台；
步骤906，远端SIP电台话音通信终端与被叫端IP中继媒体网关进行SIP呼叫应答；
步骤907，远端SIP电台话音通信终端与被叫端IP中继媒体网关之间建立SIP链路；
步骤908，被叫端IP中继媒体网关将语音、信令的IP数据转换为内话***能识别的格式，送入内话***；
被叫端IP中继媒体网关将内话***提供的语音、状态信息转换为IP数据送至远端SIP电台话音通信终端；
步骤909，远端SIP电台话音通信终端建立与被叫地空电台的呼叫连接；
步骤910，远端SIP电台话音通信终端发送SIP呼叫结束消息；
步骤911，被叫端IP中继媒体网关将SIP呼叫结束消息转换为内话***识别的信令格式，并发出电台释放信令；
步骤912，内话***释放电台；
步骤913，所述地空电台间接联网的呼叫应答通话结束。
4.一种基于SIP的区域地空电台话音组网***的地空话音的自动不间断保持呼叫应答方法，其特征在于，包括多台地空电台、汇接调度服务器，SIP电台话音通信终端以及连接在汇接调度服务器和SIP电台话音通信终端之间的组网节点网元设备构成的组网***，所述组网节点网元设备连接地空电台；所述组网节点网元设备包括IP中继媒体网关，所述IP中继媒体网关将已接入内话***的电台连入网内，采用IP软交换技术；所述地空话音的自动不间断保持呼叫应答的方法包括以下步骤：
步骤1001，SIP电台话音通信终端或IP中继媒体网关向SIP交换服务器注册；
步骤1002，所述SIP电台话音通信终端或者内话***选择初始的地空电台，并发出邀请信息；
步骤1003，通过组网***，SIP电台话音通信终端或内话***席位电台控制设备建立与目标飞机的地对空电台话音通信链路；
步骤1004，组网***通过越区切换控制指令获取一个电台路径；
步骤1005，汇接调度服务器向SIP电台话音通信终端或IP中继媒体网关下发电台信息；
步骤1006，SIP电台话音通信终端或IP中继媒体网关重新发起电台SIP呼叫；
步骤1007，通过组网***，SIP电台话音通信终端或内话***建立与新电台的话音通道；
步骤1008，通过组网***，进行地空话音自动不间断保持；
步骤1009，SIP电台话音通信终端或者内话***的席位电台控制设备释放地空电台，并发出呼叫结束信息；
步骤1010，所述组网***挂断；
步骤1011，所述地空话音的自动不间断保持呼叫应答结束。
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