CN1838790A

CN1838790A - 基于VoIP技术的“一键通”业务实现***及方法

Info

Publication number: CN1838790A
Application number: CN 200510055668
Authority: CN
Inventors: 杨勇; 曹义林; 杨春; 龚晓东; 李华
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2025-03-22
Also published as: CN100417245C

Abstract

本发明提供一种基于VoIP技术的一键通业务实现***及方法，包括一键通客户端、用户在线服务器，以及宽带网关，首先由客户端向用户在线服务器登记注册，当主叫端向所述在线服务器发送呼叫请求时，在线服务器根据该请求判断呼叫群组内用户的网络属性，根据该属性向被叫端转发呼叫信令，并在用户间建立媒体通道，交换媒体包，对于公网用户，由在线服务器转发呼叫信令，用户之间直接建立媒体通道，对于私网用户，由在线服务器转发呼叫信令，并与宽带网关进行信令协商，经由宽带网关建立媒体通道，本发明可以自适应地区分不同PTT用户，根据用户属性采取不同的媒体处理方案，极大地提高了PTT呼叫的效率，减轻了***设备的负荷。

Description

基于VoIP技术的“一键通”业务实现***及方法

技术领域

本发明涉及即时通讯领域，具体涉及一种基于VoIP技术的一键通业务实现***及方法。

背景技术

在当今信息化时代，人们总希望一按某一个键就立即可以通话，而不像公众移动电话那样先拨11位数，还要等数ms或更长时间才能通话，若遇对方正在通话还不知何时可以通话，不论你有多么急的事都只有耐心等，而PTT(Push To T主叫端lk)，即“一键通”业务，可以快速建立通话，为手机用户提供类似集群***的“一对一”或“一对多”半双工通话的通讯业务。

PTT最早源于北美的CDMA网络，基于CDMA 1x的PTT业务在很短的时间内就吸引了众多的用户。后来各大运营商和制造商相继跟进，推出各类有关的PTT业务。目前，该项技术已被成功的应用到GSM和CDMA网络之中。

公众移动网中，不论是GSM还是CDMA，其PTT都是采用全数字VoIP技术，它根据会话发起协议(SIP)和多媒体子***(IMS)而设计，该技术是基于分组数据网络、存贮交换原理，而不同于集群专业网中的电路直接传输交换。

宽带网络技术的不断发展以及宽带网络的普遍应用，为基于VoIP技术的“一键通”业务的实现和规模使用提供了可能。然而，众所周知，IP地址的匮乏造成了网络拓扑结构的复杂性，因而，在现有的基于VoIP技术的PTT实现方案中，都需要解决不同局域网内用户之间的PTT呼叫问题。

为了解决私网用户的网络穿越问题，通常情况下，基于VoIP技术的PTT***均需要增加一个***设备来控制和处理媒体包。然而，如何有效地提高PTT呼叫的效率，减少***设备的负荷，则是基于VoIP技术的PTT***需要重点解决的问题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于VoIP技术的一键通业务实现方法，在实现不同局域网用户之间的PTT呼叫的同时，提高PTT呼叫的效率，缩短呼叫建立时间，减轻***设备的负荷，提高媒体传输的实时性。

本发明提供一种基于VoIP技术的一键通业务实现***，包括一键通客户端，用于发起/接受一键通呼叫请求，并进行媒体流的编解码，还包括：

用户在线服务器，用于接受所述客户端的登记注册，记录客户端的连接属性，并据此转发一键通呼叫请求，在只有公网客户端参与的一键通呼叫中，协助所述客户端之间直接建立媒体通道，交换媒体包；

宽带网关设备，通过内部接口与所述用户在线服务器相连，用于在具有网络地址转换设备的私网客户端参与的一键通呼叫中，与所述在线服务器进行信令协商，并作为中介为所述客户端建立媒体通道，交换媒体包。

本发明进而提供一种基于VoIP技术的一键通业务实现方法，包括如下步骤：

(1)一键通客户端向用户在线服务器登记注册；

(2)一键通主叫发起端向所述在线服务器发送呼叫请求；

(3)所述在线服务器根据该呼叫请求判断呼叫群组内用户的网络属性属于公网用户还是有私网用户；

(4)所述在线服务器根据网络属性向被叫端转发呼叫信令，协助用户间建立媒体通道，交换媒体包，

其中，对于只有公网用户参与的呼叫，由所述在线服务器转发呼叫信令，用户之间直接建立媒体通道，交换媒体包；

对于具有网络地址转换功能的私网用户参与的呼叫，由所述在线服务器转发呼叫信令，并与宽带网关进行信令协商，经由宽带网关建立媒体通道，交换媒体包。

本发明在现有的网络架构中，实现了一种基于VoIP技术的PTT业务，可以自适应地区分不同PTT用户，根据用户属性采取不同的媒体处理方案，极大地提高了PTT呼叫的效率，进一步缩短了呼叫建立时间，而且还有效地减轻了***设备的负荷，提高了媒体传输的实时性。

附图说明

图1是应用本发明的***组网结构示意图；

图2是本发明的实现方法流程图；

图3是本发明中公网用户“一对一”的PTT呼叫接口及流程说明；

图4是本发明中私网用户参与的“一对一”PTT呼叫接口及流程说明；

图5是本发明中私网用户参与的“一对多”PTT呼叫接口及流程说明。

具体实施方式

本发明提供一种基于VoIP技术的“一键通”业务实现***及方法，所使用的设备主要包括：PTT客户端，用户在线服务器PS和宽带网关设备BGW。PTT客户端可以发起或接受PTT呼叫请求；用户在线服务器负责PTT呼叫请求的处理，同时，在有私网用户参与的PTT呼叫中，用户在线服务器还负责向宽带网关设备发送PTT呼叫信息，以便宽带网关确定媒体转发准则；宽带网关设备不参与公网用户之间的PTT呼叫，它在有私网用户参与的PTT呼叫过程中发挥重要作用，媒体包的转发将由宽带网关设备来完成。本发明采用Client-Server(客户端-服务器)的架构配置***，PTT客户端和在线服务器之间以SIP(Session Initiation Protocol)协议进行通讯，在线服务器与宽带网关设备之间使用内部接口。客户端的请求或响应被封装到SIP消息的MESSAGE源语之中进行传输。

PTT呼叫双方均按照会话描述协议(SDP，Session Description Protocol)描述自己的媒体，然后将该SDP封装到SIP-MESSAGE之中并发送给在线服务器，由在线服务器转发该消息。呼叫双方接收到对方的消息之后，提取对方的SDP描述并进行解码，进一步完成媒体的协商和媒体通道的建立。对于两个公网用户，双方直接通过在线服务器交换各自的SDP描述，以便建立PTT呼叫的媒体通道；而对于具有网络地址转换功能的私网用户，PTT呼叫信令同样由在线服务器来转发，但是，在线服务器与宽带网关还必须进行建立媒体通道的信令协商，由宽带网关建立媒体通道，制定媒体转发机制，实现双方之间的媒体包交换。

本发明可以自适应地区分不同PTT用户，根据用户属性采取不同的媒体处理方案。PTT客户端向在线服务器注册时，需要将自己的连接属性通过SIP协议的MESSAGE源语发送给在线服务器。连接属性主要包括：客户端所在计算机的IP地址以及连接的端口号。在线服务器根据该信息以及PTT客户端向在线服务器注册所使用的地址和端口号，即可对该客户端的网络属性进行判断。在进行PTT呼叫时，即可判断出该PTT呼叫群组内的用户是否是公网用户或者是否位于同一个局域网内。

本发明中PTT呼叫不仅包含音频流，同时还包含视频流。音频和视频的编解码均在PTT客户端来完成。其中，音频处理支持G.711、G.729和G.723标准，视频编解码采用H.263标准。

本发明中所述的“公网用户”，既指因特网上的公网用户，也包含位于同一个局域网内的用户；“私网用户”是指不在同一个局域网内的用户。

如图1所示，为应用本发明的***组网结构示意图。本***由PTT客户端，用户在线服务器和宽带网关组成，其中，私网客户端具有网络地址转换(NAT)设备。PTT客户端和在线服务器之间可以采用SIP协议进行信令的交互；当PTT呼叫建立起来之后，客户端之间以及客户端与宽带网关之间的媒体传输可以采用RTP/RTCP协议；在线服务器与宽带网关之间可以采用内部自定义的接口。PTT客户端可以发起或接受PTT呼叫请求，同时它还负责音频和视频媒体流的编解码；用户在线服务器负责PTT客户端的登记与注册，同时记录PTT客户端的连接属性，并完成PTT呼叫请求的转发；宽带网关设备用于私网用户参与的PTT呼叫，由它来完成媒体包的控制与分发。公网用户之间的PTT呼叫与宽带网关无关。

如图2所示，为本发明的实现方法流程图，首先一键通客户端向用户在线服务器登记注册(步骤201)；当一键通主叫发起端向所述在线服务器发送呼叫请求时(步骤202)；所述在线服务器根据该呼叫请求判断呼叫群组内用户的网络属性属于公网用户还是有私网用户(步骤203)；然后所述在线服务器根据网络属性向被叫端转发呼叫信令，并协助用户间建立媒体通道，交换媒体包(步骤204)，对于只有公网用户参与的呼叫，由所述在线服务器转发呼叫信令，用户之间直接建立媒体通道，交换媒体包，对于具有网络地址转换功能的私网用户参与的呼叫，由所述在线服务器转发呼叫信令，并与宽带网关进行信令协商，经由宽带网关建立媒体通道，交换媒体包。

在本发明中，由于公网用户之间的PTT呼叫与有私网用户参与的PTT呼叫流程上存在较大差异，所以，必须对各个客户端用户的网络属性进行判断和区分。该项工作可以在PTT客户端向在线服务器注册的过程中来完成。

PTT客户端首先必须向在线服务器登记和注册。登记和注册采用SIP协议完成。当注册成功之后，PTT客户端还需要将自己的连接属性通过SIP协议的MESSAGE源语发送给在线服务器。连接属性主要包括：客户端所在计算机的IP地址以及连接的端口号。同时，在线服务器根据Socket API即可获取PTT客户端向在线服务器注册所使用地址和端口号，二者比较，可对该客户端的网络属性进行判断，确定该用户为私网用户还是公网用户。

如图3所示，对于公网用户，PTT客户端A和B向在线服务器注册完成之后，A向B发起一个PTT呼叫，过程如下：

1、A将自己的媒体信息以SDP描述，并将该SDP封装到SIP-MESSAGE消息之中，发送给在线服务器；

2、在线服务器检查B的状态，如果B处于非空闲状态，则直接向A发送呼叫失败消息；否则，在线服务器将该PTT呼叫请求转发给B；同时记录目前讲话权的属主(属于A)；

3、B接收到PTT呼叫请求之后，打开媒体通道，准备接收来自于A的媒体包，并解码播放；同时，将PTT呼叫响应封装到SIP-MESSAGE消息之中，回送给在线服务器；

4、在线服务器将B的呼叫响应消息发送给A；

5、A接收到B的PTT呼叫响应之后，开始采集本地媒体，在压缩编码之后向B发送；

6、A讲话结束后，停止媒体包的发送，同时向在线服务器发送消息释放讲话权，在线服务器通知B；

7、A和B向在线服务器发送讲话权申请，由在线服务器根据先到“先得原则”分配讲话权，并记录目前讲话权的属主；

8、重复步骤1～7；

9、通话结束后，挂机方发送挂机消息给在线服务器，由在线服务器通知另一方挂机。

如图4所示，有私网用户参与的“一对一”PTT呼叫，PTT客户端A和B向在线服务器注册完成之后，A向B发起一个PTT呼叫，过程如下：

1、A将自己的媒体信息以SDP描述，并将该SDP封装到SIP-MESSAGE消息之中，然后将该消息通过本局域网的NAT(网络地址转换)设备发送给在线服务器；

2、在线服务器检查B的状态，如果B处于非空闲状态，则向A发送呼叫失败消息；否则，在线服务器将该PTT呼叫请求转发给B所处局域网的NAT设备，并由该NAT设备发送给B；

3、在线服务器向宽带网关发送PTT呼叫信息；

4、宽带网关记录PTT呼叫信息，并准备接收和转发来自于A的媒体包；

5、B接收到PTT呼叫请求之后，打开媒体通道，准备接收来自于A的媒体包，并解码播放；同时，将PTT呼叫响应封装到SIP-MESSAGE消息之中，通过NAT设备回送给在线服务器；

6、B发送UDP报文给宽带网关，以便打通宽带网关向B转发媒体的路由通道；

7、在线服务器将B的呼叫响应消息通过A的NAT设备发送给A；

8、A接收到B的PTT呼叫响应之后，开始采集本地媒体，在压缩编码之后通过NAT设备向宽带网关发送；

9、宽带网关向B转发A的媒体包；

10、A讲话结束后，停止媒体包的发送，同时向在线服务器发送消息释放讲话权，在线服务器通知B；

11、A和B向在线服务器发送讲话权申请，由在线服务器根据先到“先得原则”分配讲话权，并记录目前讲话权的属主；

12、重复步骤1～11；

13、通话结束后，挂机方发送挂机消息给在线服务器，由在线服务器通知另一方挂机；同时，在线服务器发送呼叫结束消息给宽带网关，宽带网关删除本次呼叫信息。

如图5所示，私网用户参与的“一对多”PTT呼叫流程，以三方为例，PTT客户端A、B和C向在线服务器注册完成之后，A在线服务器发送PTT呼叫请求，请求召开A到B和C的PTT呼叫，过程如下：

1、A将自己的媒体信息以SDP描述，并将该SDP封装到SIP-MESSAGE消息之中，然后将该消息发送给在线服务器；

2、在线服务器进行在线状态检查，检查通过，将该PTT呼叫请求转发给B和C，同时记录目前讲话权的属主(属于A)；

3、在线服务器向宽带网关发送PTT呼叫信息；

4、宽带网关记录PTT呼叫信息，并准备接收A的媒体包并向B和C转发；

5、B和C接收到PTT呼叫请求之后，打开媒体通道，准备接收来自于宽带网关的A的媒体，并解码播放；

6、B和C发送呼叫响应消息给在线服务器，由在线服务器转发给A；

7、B和C发送UDP报文给宽带网管，以便打通宽带网关向B和C转发媒体的路由通道；

8、A接收到B的PTT呼叫响应之后，打开媒体通道，开始采集本地媒体，在压缩编码之后向宽带网关发送；

9、宽带网关分别向B和C转发A的媒体包；

101、A讲话结束后，向在线服务器发送消息释放讲话权，在线服务器通知B和C；同时，在线服务器发送消息给宽带网关，宽带网关停止媒体包的转发；

11、A、B和C可以向在线服务器发送讲话权申请，由在线服务器根据先到“先得原则”分配讲话权，并记录目前讲话权的属主；

12、重复步骤1～11；

13、一方退出时，发送消息给在线服务器，在线服务器通知宽带网关，宽带网关调整媒体包转发机制；当只剩两方通话时，一方挂机，发送消息给在线服务器，由在线服务器通知另一方挂机；同时，在线服务器发送呼叫结束消息给宽带网关，宽带网关删除本次呼叫信息。

本发明***结构简单，***具有良好的实用性和可扩展性。客户端与服务器之间采用SIP-MESSAGE来进行呼叫信令的交互，媒体信息采用标准的SDP协议来描述。在PTT客户端、在线服务器和宽带网关的协作下即可实现不同网域内用户之间“一对一”或“一对多”的PTT呼叫。本发明不仅适用于公网用户之间的PTT呼叫，而且还支持具有网络地址转换功能的私网用户。本发明中，公网用户之间的媒体流彼此间直接发送；对于私网用户，在宽带网关的参与下即可实现媒体流的交互，特别地，当进行“一对多”PTT呼叫时，主叫方只需将媒体流发送到宽带网关，由宽带网关根据PTT呼叫信息向各个被叫转发媒体。

与现有技术相比，本发明继承了PTT呼叫的传统优势，呼叫建立简便快捷。同时，由于本发明中的媒体包传输采用RTP/RTCP协议来实现，极大地提高了媒体传输的实时性，此外，由于宽带网关较高的可靠性，使得PTT呼叫的可靠性得到了有效的保障。

Claims

1、一种基于VoIP技术的一键通业务实现***，包括一键通客户端，用于发起/接受一键通呼叫请求，并进行媒体流的编解码，其特征在于，还包括：

2、如权利要求1所述的基于VoIP技术的一键通业务实现***，其特征在于所述公网客户端，包括因特网上的公网用户，以及位于同一个局域网内的用户；所述私网客户端，为不在同一个局域网内的用户。

3、一种基于VoIP技术的一键通业务实现方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)一键通客户端向用户在线服务器登记注册；

(2)一键通主叫发起端向所述在线服务器发送呼叫请求；

(4)所述在线服务器根据网络属性向被叫端转发呼叫信令，协助建立用户间的媒体通道，交换媒体包，

4、如权利要求3所述的基于VoIP技术的一键通业务实现方法，其特征在于所述步骤(1)，客户端向用户在线服务器登记注册时，需要将自己的连接属性发送给在线服务器，连接属性包括：客户端所在计算机的IP地址以及连接的端口号。

5、如权利要求3所述的基于VoIP技术的一键通业务实现方法，其特征在于所述步骤(3)，在线服务器是根据客户端的连接属性以及客户端向在线服务器注册所使用的地址和端口号，来对呼叫群组内用户端的网络属性进行判断。

6、如权利要求3所述的基于VoIP技术的一键通业务实现方法，其特征在于所述只有公网用户参与的呼叫，其处理过程包括如下步骤：

(1)主叫端将自己的媒体信息以SDP协议描述，并将其封装到SIP-MESSAGE消息之中，发送给在线服务器；

(2)在线服务器根据该消息检查被叫端的状态，如果被叫端处于非空闲状态，则直接向主叫端发送呼叫失败消息，否则，在线服务器将该呼叫请求转发给被叫端，同时记录目前讲话权的属主；

(3)被叫端接收到呼叫请求之后，打开媒体通道，准备接收来自于主叫端的媒体包，并解码播放，同时将呼叫响应封装到SIP-MESSAGE消息之中，回送给在线服务器；

(4)在线服务器将被叫端的呼叫响应消息发送给主叫端；

(5)主叫端接收到被叫端的呼叫响应之后，开始采集本地媒体，在压缩编码之后向被叫端发送；

(6)主叫端讲话结束后，停止媒体包的发送，同时向在线服务器发送消息释放讲话权，在线服务器通知被叫端；

(7)主叫端和被叫端向在线服务器发送讲话权申请，由在线服务器根据“先到先得”原则分配讲话权，并记录目前讲话权的属主；

(8)重复步骤(1)～(7)；

(9)通话结束后，挂机方发送挂机消息给在线服务器，由在线服务器通知另一方挂机。

7、如权利要求3所述的基于VoIP技术的一键通业务实现方法，其特征在于所述私网用户参与的呼叫，其处理过程包括如下步骤：

(1)主叫端将自己的媒体信息以SDP描述，并将其封装到SIP-MESSAGE消息之中，然后将该消息通过本局域网的网络地址转换设备发送给在线服务器，同时记录目前讲话权的属主；

(2)在线服务器检查被叫端的状态，如果被叫端处于非空闲状态，则向主叫端发送呼叫失败消息，否则，在线服务器将该呼叫请求转发给被叫端所处局域网的网络地址转换设备，并由该网络地址转换设备发送给被叫端；

(3)在线服务器向宽带网关发送呼叫信息；

(4)宽带网关记录呼叫信息，并准备接收和转发来自于主叫端的媒体包；

(5)被叫端接收到呼叫请求之后，打开媒体通道，准备接收来自于主叫端的媒体包，并解码播放，同时将呼叫响应封装到SIP-MESSAGE消息之中，通过网络地址转换设备回送给在线服务器；

(6)被叫端发送UDP报文给宽带网关，以便打通宽带网关向被叫端转发媒体的路由通道；

(7)在线服务器将被叫端的呼叫响应消息通过主叫端的网络地址转换设备发送给主叫端；

(8)主叫端接收到被叫端的呼叫响应之后，开始采集本地媒体，在压缩编码之后通过网络地址转换设备向宽带网关发送；

(9)宽带网关向被叫端转发主叫端的媒体包；

(10)主叫端讲话结束后，停止媒体包的发送，同时向在线服务器发送消息释放讲话权，在线服务器通知被叫端；

(11)主叫端和被叫端向在线服务器发送讲话权申请，由在线服务器根据先到“先得原则”分配讲话权，并记录目前讲话权的属主；

(12)重复步骤(1)～(11)；

(13)通话结束后，挂机方发送挂机消息给在线服务器，由在线服务器通知另一方挂机，同时，在线服务器发送呼叫结束消息给宽带网关，宽带网关删除本次呼叫信息。

8、如权利要求6或7所述的基于VoIP技术的一键通业务实现方法，其特征在于所述被叫端可以包括多个一键通客户端。

9、如权利要求3所述的基于VoIP技术的一键通业务实现方法，其特征在于所述媒体包，包括音频流以及视频流。

10、如权利要求3所述的基于VoIP技术的一键通业务实现方法，其特征在于所述交换媒体包步骤，使用RTP/RTCP协议来完成。