CN1783855A - 支持多种终端的通用型网关及网关与终端间的通讯方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支持多种终端的通用型VoIP网关及网关与终端间的通讯方法，该网关包括：共享存储器，网络处理器，外部接口和数字信号处理器；共享存储器用于临时存储语音数据，网络处理器和数字信号处理器通过它进行数据交换；网络处理器用于实现网络的接入与路由功能，上面连有多个接口，通过接口，实现网关与外部的数据通讯；数字信号处理器实现对语音编解码方式的转换。本发明的优点：支持现有的全部语音编解码方式，特别是基于信令对各种语音编解码方式相互转换；支持多种语音终端的接入；通话的终端可以具备不同的语音编解码方式，既可实现多种终端在VoIP系统中的统一接入，又可以简化终端设计，降低终端成本。

Description

支持多种终端的通用型网关及网关与终端间的通讯方法

技术领域

本发明涉及网关，特别涉及到一种支持多种终端的通用型VoIP网关及网关与终端间的通讯方法。

背景技术

语音编解码是IP语音通讯的重要基础，当前主要的编解码方式有：G.711、G.721、G.728、G.723.1、G.729、G.726、CDMA QCELP、长期预测的规则脉冲激励编码(RPE-LTP)、增强全速率(EFR)、自适应多速率(AMR)等语音编解码方式。它们有不同的编码效率，并且习惯地用于不同设备的语音编解码，如G.711、G.728、G.723、G.726、G.729常用于网络电话的语音编解码，CDMA QCELP用于以IS-95为基础的CDMA系统中，EFR用于GSM规范06.60中，AMR定义于GSM06.90系统中，同时它也是许多第三代无线通讯系统的语音编解码方式。

当前实现的各种通讯设备只是固定支持其中的一种或几种编解码方式，或可以固定完成语音编解码的转换。这样就对终端的网络接入以及设备之间的互操作产生了很大的影响，在当今各种通讯设备相互融合、相互渗透的情况下，这种影响尤为重要；比如说移动电话只能通过GSM、GPRS、CDMA或其他3G移动通讯网络接收话音服务，支持CDMA QCELP、GSM EFR、GSM AMR语音编解码方式；当前IP网络主要为固定的终端提供话音服务，如通常意义上的VoIP电话或宽带电话，或通过无线局域网络的AP(Access Point)为少量移动终端提供话音服务，如WLAN手机或蓝牙手机提供IP语音服务，但它们只支持G.711、G.721、G.728、G.723.1、G.726、G.729语音编解码方式，不能为移动通讯网络中的移动终端提供语音服务；许多公司开始了将移动通讯网和普通无线网络的语音服务在移动终端上作融合，使得新型的移动终端既可以工作在移动通讯网，又可以在无线局域网上工作。

但现有网关所支持的语音编解码方式有限，对于某些特定的语音编解码方式现有网关不能支持，例如：CDMA QCELP、GSM EFR、GSM AMR等。而这将会影响对移动通讯网和无线局域网实现双重接入的移动终端的使用范围，因此希望可以提供一种与新型移动终端配合使用的新型网关。

此外，由于现有网关功能上的限制，现有的VoIP系统的编解码方式是端到端的，即通话的两终端必须支持相同的语音编解码方式，这就限制了其它语音编码方式终端的VoIP实现，不利于实现各种终端之间的互联互通。提供一种可以对普通模拟电话、有线和/或无线局域网内的软终端实现VoIP接入服务的真正意义上的通用网关具有广泛的应用前景，该通用网关特别支持可在移动通讯网和无线局域网实现双重接入的新型移动电话终端。

发明内容

本发明的目的是克服现有网关支持的语音编解码方式数量有限，现有网关所在的VoIP系统中通话终端的语音编解码方式必须相同的缺陷，提供一种支持多种终端的通用型VoIP网关，该网关支持当前所有的语音编解码方式；以及提供一种网关与终端间的通讯方法。

本发明提供了一种支持多种终端的通用型VoIP网关，实现了对现有所有语音编解码方式相互间的转换，包括：共享存储器1，网络处理器2，外部接口；其特征在于，还包括数字信号处理器3；共享存储器1挂接在网络处理器2和数字信号处理器3的共享的数据总线、地址总线和控制总线上，共享存储器1用于临时存储语音数据，网络处理器2和数字信号处理器3通过它进行数据交换；网络处理器2用于实现网络的接入与路由功能，上面连有多个接口，通过这些接口，实现网关与外部的数据通讯；数字信号处理器3与共享处理器1和网络处理器2数据连接。

上述技术方案中，所述的共享存储器1还存有在网络处理器2和数字信号处理器3中运行的程序，这些程序在使用时从共享存储器1上加载到网络处理器2或数字信号处理器3上进行操作。

上述技术方案中，所述的数字信号处理器3根据原有的和将要转换的语音编解码方式从共享存储器1中选择和加载语音编解码方式转换程序，实现对各种语音编解码方式的转换。

上述技术方案中，网关与外部终端间通过信令确定通讯时的语音编解码方式，网关在本地完成语音编码方式的转换，使通讯的终端能够正常工作。

本发明提供的一种支持多种终端的通用型VoIP网关与终端间的通讯方法，包括如下步骤：

1)网关与终端之间基于信令的通讯过程，使双方比较协商共同的语音编解码方式；

2)网关接收语音数据，根据语音数据原有的语音编解码方式和要转换到的新的编解码方式选择相关的语音编解码方式转换程序，实现语音数据的转换；

3)网关将转换后的语音数据发送到终端，由终端做进一步处理。

本发明的优点在于：

1、实现了对现有的全部语音编解码方式的支持，各种语音编解码方式之间可以相互转换，扩大了各种终端的使用范围。

2、支持多种终端的接入，无论终端是哪种语音编解码方式，都能应用在网关中。

3、通话的终端间可以具备不同的语音编解码方式，既可实现多种终端在VoIP系统中的统一接入，又可以简化终端设计，降低终端成本。

附图说明

图1为本发明的支持多种终端的通用型VoIP网关的结构图。

图2为本发明的支持多种终端的通用型VoIP网关的应用场景图。

图面说明：

1-共享存储器        2-网络处理器        3-数字信号处理器

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明内容，结合装置对本发明的方法进行详细地描述。

本实施例的一种支持多种终端的通用型VoIP网关包括：共享存储器1，网络处理器2和数字信号处理器3；共享存储器1挂接在网络处理器2和数字信号处理器3的共享的数据总线、地址总线和控制总线上，主要的功能之一是交换语音数据；网络处理器2上连有多个接口，通过这些接口，实现网关与外部的数据通讯；数字信号处理器3与共享处理器1和网络处理器3数据连接。

共享存储器1用于临时存储语音数据，语音数据在编解码前后都存放在该存储器中，共享存储器1还存有在网络处理器2和数字信号处理器3中运行的相关程序，这些程序在使用时从共享存储器1上加载到网络处理器2或数字信号处理器3上进行操作。

网络处理器2用于实现网络的接入与路由功能，它是常规一单芯片组成的。

数字信号处理器3实现对各种语音编解码方式的转换，它是由市场上购买的单芯片组成的。

网关还有多个接口，在本实施例中，这些接口包括：802.11b接入点，LAN接口，WAN接口，FXO接口，FXS接口。

802.11b接入点用于接收以802.11b协议编成的无线信号。

LAN接口用于网关与局域网之间的连接。

WAN接口用于网关与广域网之间的连接。

FXO接口的作用是与普通模拟电话网络相连接的标准接口。

FXS接口的作用是与普通模拟电话相连接的标准接口。

由于本发明的网关支持多种语音编解码方式，而终端也可能有不止一种的语音编解码方式，网关与终端之间有一个基于信令的通讯过程，使双方比较协商共同的语音编解码方式。信令是通过标准协议，如H.323，SIP、H.248或MGCP，或自定义协议(控制字)生成的一种控制字段，信令中包含呼叫的发起方(可以是终端也可以是网关)的所有语音编解码方式。呼叫的接收方接到信令后，回复本身所具有的语音编解码方式。网关根据双方的语音编解码方式，在本地完成语音编解码方式的转换，即将本地接入的语音编码数据转换成远端的语音编码方式，保证语音通讯的正常进行。在实际应用中可能会有网关无法支持的新的语音编解码方式，此时，网关要记录这种方式，以备下次升级时使用，或将其上报到服务器，实现语音编码程序的动态加载。对新型语音编解码方式的记录在网络处理器2中实现。

网关与终端建立连接后，语音数据在网关中有一个转换流程，考虑到通用性，语音数据在本实施例网关中的一般转换流程为：外部语音数据(也包含FXS或FXO的语音数据)通过网络处理器2的网络接口进入网关，网络处理器2和数字信号处理器3以主从方式共享数据总线、地址总线和控制总线，网络处理器2将这些语音数据临时存放在共享存储器1，数字信号处理器3从共享存储器1中选择并加载相关的语音编解码方式转换程序，运行该程序对共享存储器1中的语音数据进行编解码方式的转换。数字信号处理器3实现了语音编解码方式的转换以后，将新编码的语音数据发送到共享存储器1、并通知网络处理器2发送转换后的语音数据。网络处理器2根据转换后的新的语音编解码方式，选择网络接口将语音数据发送出去。

在网关中实现了语音数据编解码方式转换并将相关数据发送出去后，终端接收到语音数据，此时的语音数据编解码方式是终端所支持的，因此终端可以对语音数据直接进行处理，将其转换为声音信号。

由上述的语音数据的转换流程可见，无论终端是何种语音编解码方式，只要网关支持该终端的语音编解码方式，则无论通话的两终端的语音编解码方式是否相同，两终端间都可以进行通话，克服了使用现有网关时通话的两终端必须支持相同的语音编解码方式所造成的终端使用的局限性。

在本发明网关所在的范围内，对于各种终端，无论其是何种语音编解码方式，都可以实现语音通讯。因此，在本发明网关广泛应用的情况下，终端可以只选用一种最简单的语音编解码方式，这样就简化了终端的设计，降低了终端成本。

如图2所示，为本发明的网关的一个应用场景。移动终端A在本发明网关的附近，移动终端A要与远处的终端B进行通讯。移动终端A发出建立联系的请求以后，本发明的网关通过信令与终端B进行协商，选择终端B所能够支持的一种语音编解码方式。然后网关将移动终端A所发送的语音数据的编解码方式转换为终端B支持的语音编解码方式，然后将转换后的语音数据通过因特网和/或其他通讯网络传送到终端B处，终端B可以直接对语音数据做进一步的处理。语音数据从终端B传送到移动终端A的过程与之相类似。其中，终端B可以是任何的语音通讯终端，如移动终端，普通模拟电话、普通模拟电话网络等。

本实施例的网关可以实现语音数据多种方式的传送。

1、语音数据通过广域网进行VoIP通讯。

网络处理器2通过802.11b接入点接收到RPE-LTP编码方式的语音数据，网络处理器2将这些语音数据临时存放在共享存储器1中，同时给数字信号处理器3发送处理请求信号，请求对语音数据进行编解码方式的转换，数字信号处理器3接到请求后，视自身是否忙碌，做相应的应答，若忙，则发阻塞信号给共享存储器1，使数据在共享存储器1中继续等待，若空闲，则发请求信号给共享存储器1，请求共享存储器1将语音数据送入数字信号处理器3中，以进行进一步的处理。语音数据进入数字信号处理器3后，数字信号处理器3根据语音数据的现有编码方式(RPE-LTP编码方式)及其要转换到的编码方式(G..711)从共享存储器1中选择并加载相关的语音编解码方式转换程序，利用该程序将RPE-LTP编码方式转换到G..711方式。转换结束以后，以G..711方式编码的语音数据被传送到网络处理器2，网络处理器2将数据打包，选择WAN接口传入Internet中。反向过程类似。

2、语音数据通过局域网进行VoIP通讯。

若实现语音通讯的外部移动终端在同一局域网中，则通过局域网可以实现移动终端与其它终端的互联，即语音数据可以通过局域网进行VoIP通讯。语音数据通过局域网进行VoIP通讯与通过广域网进行VoIP通讯相比，有其自身的特点：外部的移动终端可以通过网关的802.11b的接入点与其它终端实现互联。

外部移动终端间的互联可以分为两种情况：

1)若两个外部移动终端的语音编解码格式相同，则语音数据进入网关以后不需要数字信号处理器3进行语音编解码方式的转换，语音数据进入网络处理器2以后选择相应的语音数据通道，直接将语音数据输出。

2)若两个外部移动终端的语音编解码格式不同，网络处理器2通过802.11b接入点接收语音数据，并存入共享存储器1，在数字信号处理器3中做语音编解码格式的转换，转换后的语音数据选用相应的语音数据通道发送给同一局域网中的外部移动终端。

上面的实施例描述了两种可能的语音数据传送情况，根据具体的语音编解码方式可以对实施例中的相关接口做相应调整。

在本发明的实施例中，无线局域网标准都采用了802.11b，对于802.11a和802.11g等其他无线局域网标准，本发明同样适用。

Claims (4)

1、一种支持多种终端的通用型VoIP网关，实现对现有所有语音编解码方式相互间的转换，包括：共享存储器(1)，网络处理器(2)，外部接口；其特征在于，还包括数字信号处理器(3)；共享存储器(1)挂接在网络处理器(2)和数字信号处理器(3)的共享的数据总线、地址总线和控制总线上，共享存储器(1)用于临时存储语音数据，网络处理器(2)和数字信号处理器(3)通过它进行数据交换；网络处理器(2)用于实现网络的接入与路由功能，上面连有多个接口，通过这些接口，实现网关与外部的数据通讯；数字信号处理器(3)与共享处理器(1)和网络处理器(2)数据连接。

2、根据权利要求1所述的支持多种终端的通用型VoIP网关，其特征在于，所述的共享存储器(1)还存有在网络处理器(2)和数字信号处理器(3)中运行的程序，这些程序在使用时从共享存储器(1)上加载到网络处理器(2)或数字信号处理器(3)上进行操作。

3、根据权利要求1所述的支持多种终端的通用型VoIP网关，其特征在于，所述的数字信号处理器(3)根据原有的，和将要转换的语音编解码方式从共享存储器(1)中选择和加载语音编解码方式转换程序，实现对各种语音编解码方式的转换。

4、一种支持多种终端的通用型VoIP网关与终端间的通讯方法，包括如下步骤：

1)网关与终端之间基于信令的通讯过程，使双方比较协商共同的语音编解码方式；

2)网关接收语音数据，根据语音数据原有的语音编解码方式和将要转换到的新的编解码方式选择相关的语音编解码方式转换程序，实现语音数据的转换；

3)网关将转换后的语音数据发送到终端，由终端做进一步处理。

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