專利名稱：支持多種終端的通用型網(wǎng)關(guān)及網(wǎng)關(guān)與終端間的通訊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)關(guān)，特別涉及到一種支持多種終端的通用型VoIP網(wǎng)關(guān)及網(wǎng)關(guān)與終端間的通訊方法。
背景技術(shù)：
語音編解碼是IP語音通訊的重要基礎(chǔ)，當(dāng)前主要的編解碼方式有G.711、G.721、G.728、G.723.1、G.729、G.726、CDMA QCELP、長期預(yù)測的規(guī)則脈沖激勵編碼(RPE-LTP)、增強全速率(EFR)、自適應(yīng)多速率(AMR)等語音編解碼方式。它們有不同的編碼效率，并且習(xí)慣地用于不同設(shè)備的語音編解碼，如G.711、G.728、G.723、G.726、G.729常用于網(wǎng)絡(luò)電話的語音編解碼，CDMA QCELP用于以IS-95為基礎(chǔ)的CDMA系統(tǒng)中，EFR用于GSM規(guī)范06.60中，AMR定義于GSM06.90系統(tǒng)中，同時它也是許多第三代無線通訊系統(tǒng)的語音編解碼方式。
當(dāng)前實現(xiàn)的各種通訊設(shè)備只是固定支持其中的一種或幾種編解碼方式，或可以固定完成語音編解碼的轉(zhuǎn)換。這樣就對終端的網(wǎng)絡(luò)接入以及設(shè)備之間的互操作產(chǎn)生了很大的影響，在當(dāng)今各種通訊設(shè)備相互融合、相互滲透的情況下，這種影響尤為重要；比如說移動電話只能通過GSM、GPRS、CDMA或其他3G移動通訊網(wǎng)絡(luò)接收話音服務(wù)，支持CDMA QCELP、GSM EFR、GSM AMR語音編解碼方式；當(dāng)前IP網(wǎng)絡(luò)主要為固定的終端提供話音服務(wù)，如通常意義上的VoIP電話或?qū)拵щ娫?，或通過無線局域網(wǎng)絡(luò)的AP(Access Point)為少量移動終端提供話音服務(wù)，如WLAN手機或藍牙手機提供IP語音服務(wù)，但它們只支持G.711、G.721、G.728、G.723.1、G.726、G.729語音編解碼方式，不能為移動通訊網(wǎng)絡(luò)中的移動終端提供語音服務(wù)；許多公司開始了將移動通訊網(wǎng)和普通無線網(wǎng)絡(luò)的語音服務(wù)在移動終端上作融合，使得新型的移動終端既可以工作在移動通訊網(wǎng)，又可以在無線局域網(wǎng)上工作。
但現(xiàn)有網(wǎng)關(guān)所支持的語音編解碼方式有限，對于某些特定的語音編解碼方式現(xiàn)有網(wǎng)關(guān)不能支持，例如CDMA QCELP、GSM EFR、GSM AMR等。而這將會影響對移動通訊網(wǎng)和無線局域網(wǎng)實現(xiàn)雙重接入的移動終端的使用范圍，因此希望可以提供一種與新型移動終端配合使用的新型網(wǎng)關(guān)。
此外，由于現(xiàn)有網(wǎng)關(guān)功能上的限制，現(xiàn)有的VoIP系統(tǒng)的編解碼方式是端到端的，即通話的兩終端必須支持相同的語音編解碼方式，這就限制了其它語音編碼方式終端的VoIP實現(xiàn)，不利于實現(xiàn)各種終端之間的互聯(lián)互通。提供一種可以對普通模擬電話、有線和/或無線局域網(wǎng)內(nèi)的軟終端實現(xiàn)VoIP接入服務(wù)的真正意義上的通用網(wǎng)關(guān)具有廣泛的應(yīng)用前景，該通用網(wǎng)關(guān)特別支持可在移動通訊網(wǎng)和無線局域網(wǎng)實現(xiàn)雙重接入的新型移動電話終端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有網(wǎng)關(guān)支持的語音編解碼方式數(shù)量有限，現(xiàn)有網(wǎng)關(guān)所在的VoIP系統(tǒng)中通話終端的語音編解碼方式必須相同的缺陷，提供一種支持多種終端的通用型VoIP網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)支持當(dāng)前所有的語音編解碼方式；以及提供一種網(wǎng)關(guān)與終端間的通訊方法。
本發(fā)明提供了一種支持多種終端的通用型VoIP網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)了對現(xiàn)有所有語音編解碼方式相互間的轉(zhuǎn)換，包括共享存儲器1，網(wǎng)絡(luò)處理器2，外部接口；其特征在于，還包括數(shù)字信號處理器3；共享存儲器1掛接在網(wǎng)絡(luò)處理器2和數(shù)字信號處理器3的共享的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線上，共享存儲器1用于臨時存儲語音數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)處理器2和數(shù)字信號處理器3通過它進行數(shù)據(jù)交換；網(wǎng)絡(luò)處理器2用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的接入與路由功能，上面連有多個接口，通過這些接口，實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)與外部的數(shù)據(jù)通訊；數(shù)字信號處理器3與共享處理器1和網(wǎng)絡(luò)處理器2數(shù)據(jù)連接。
上述技術(shù)方案中，所述的共享存儲器1還存有在網(wǎng)絡(luò)處理器2和數(shù)字信號處理器3中運行的程序，這些程序在使用時從共享存儲器1上加載到網(wǎng)絡(luò)處理器2或數(shù)字信號處理器3上進行操作。
上述技術(shù)方案中，所述的數(shù)字信號處理器3根據(jù)原有的和將要轉(zhuǎn)換的語音編解碼方式從共享存儲器1中選擇和加載語音編解碼方式轉(zhuǎn)換程序，實現(xiàn)對各種語音編解碼方式的轉(zhuǎn)換。
上述技術(shù)方案中，網(wǎng)關(guān)與外部終端間通過信令確定通訊時的語音編解碼方式，網(wǎng)關(guān)在本地完成語音編碼方式的轉(zhuǎn)換，使通訊的終端能夠正常工作。
本發(fā)明提供的一種支持多種終端的通用型VoIP網(wǎng)關(guān)與終端間的通訊方法，包括如下步驟1)網(wǎng)關(guān)與終端之間基于信令的通訊過程，使雙方比較協(xié)商共同的語音編解碼方式；2)網(wǎng)關(guān)接收語音數(shù)據(jù)，根據(jù)語音數(shù)據(jù)原有的語音編解碼方式和要轉(zhuǎn)換到的新的編解碼方式選擇相關(guān)的語音編解碼方式轉(zhuǎn)換程序，實現(xiàn)語音數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換；3)網(wǎng)關(guān)將轉(zhuǎn)換后的語音數(shù)據(jù)發(fā)送到終端，由終端做進一步處理。
本發(fā)明的優(yōu)點在于1、實現(xiàn)了對現(xiàn)有的全部語音編解碼方式的支持，各種語音編解碼方式之間可以相互轉(zhuǎn)換，擴大了各種終端的使用范圍。
2、支持多種終端的接入，無論終端是哪種語音編解碼方式，都能應(yīng)用在網(wǎng)關(guān)中。
3、通話的終端間可以具備不同的語音編解碼方式，既可實現(xiàn)多種終端在VoIP系統(tǒng)中的統(tǒng)一接入，又可以簡化終端設(shè)計，降低終端成本。


圖1為本發(fā)明的支持多種終端的通用型VoIP網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明的支持多種終端的通用型VoIP網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用場景圖。
圖面說明1-共享存儲器2-網(wǎng)絡(luò)處理器3-數(shù)字信號處理器具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明內(nèi)容，結(jié)合裝置對本發(fā)明的方法進行詳細地描述。
本實施例的一種支持多種終端的通用型VoIP網(wǎng)關(guān)包括共享存儲器1，網(wǎng)絡(luò)處理器2和數(shù)字信號處理器3；共享存儲器1掛接在網(wǎng)絡(luò)處理器2和數(shù)字信號處理器3的共享的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線上，主要的功能之一是交換語音數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)處理器2上連有多個接口，通過這些接口，實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)與外部的數(shù)據(jù)通訊；數(shù)字信號處理器3與共享處理器1和網(wǎng)絡(luò)處理器3數(shù)據(jù)連接。
共享存儲器1用于臨時存儲語音數(shù)據(jù)，語音數(shù)據(jù)在編解碼前后都存放在該存儲器中，共享存儲器1還存有在網(wǎng)絡(luò)處理器2和數(shù)字信號處理器3中運行的相關(guān)程序，這些程序在使用時從共享存儲器1上加載到網(wǎng)絡(luò)處理器2或數(shù)字信號處理器3上進行操作。
網(wǎng)絡(luò)處理器2用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的接入與路由功能，它是常規(guī)一單芯片組成的。
數(shù)字信號處理器3實現(xiàn)對各種語音編解碼方式的轉(zhuǎn)換，它是由市場上購買的單芯片組成的。
網(wǎng)關(guān)還有多個接口，在本實施例中，這些接口包括802.11b接入點，LAN接口，WAN接口，F(xiàn)XO接口，F(xiàn)XS接口。
802.11b接入點用于接收以802.11b協(xié)議編成的無線信號。
LAN接口用于網(wǎng)關(guān)與局域網(wǎng)之間的連接。
WAN接口用于網(wǎng)關(guān)與廣域網(wǎng)之間的連接。
FXO接口的作用是與普通模擬電話網(wǎng)絡(luò)相連接的標(biāo)準(zhǔn)接口。
FXS接口的作用是與普通模擬電話相連接的標(biāo)準(zhǔn)接口。
由于本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)支持多種語音編解碼方式，而終端也可能有不止一種的語音編解碼方式，網(wǎng)關(guān)與終端之間有一個基于信令的通訊過程，使雙方比較協(xié)商共同的語音編解碼方式。信令是通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，如H.323，SIP、H.248或MGCP，或自定義協(xié)議(控制字)生成的一種控制字段，信令中包含呼叫的發(fā)起方(可以是終端也可以是網(wǎng)關(guān))的所有語音編解碼方式。呼叫的接收方接到信令后，回復(fù)本身所具有的語音編解碼方式。網(wǎng)關(guān)根據(jù)雙方的語音編解碼方式，在本地完成語音編解碼方式的轉(zhuǎn)換，即將本地接入的語音編碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成遠端的語音編碼方式，保證語音通訊的正常進行。在實際應(yīng)用中可能會有網(wǎng)關(guān)無法支持的新的語音編解碼方式，此時，網(wǎng)關(guān)要記錄這種方式，以備下次升級時使用，或?qū)⑵渖蠄蟮椒?wù)器，實現(xiàn)語音編碼程序的動態(tài)加載。對新型語音編解碼方式的記錄在網(wǎng)絡(luò)處理器2中實現(xiàn)。
網(wǎng)關(guān)與終端建立連接后，語音數(shù)據(jù)在網(wǎng)關(guān)中有一個轉(zhuǎn)換流程，考慮到通用性，語音數(shù)據(jù)在本實施例網(wǎng)關(guān)中的一般轉(zhuǎn)換流程為外部語音數(shù)據(jù)(也包含F(xiàn)XS或FXO的語音數(shù)據(jù))通過網(wǎng)絡(luò)處理器2的網(wǎng)絡(luò)接口進入網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)處理器2和數(shù)字信號處理器3以主從方式共享數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，網(wǎng)絡(luò)處理器2將這些語音數(shù)據(jù)臨時存放在共享存儲器1，數(shù)字信號處理器3從共享存儲器1中選擇并加載相關(guān)的語音編解碼方式轉(zhuǎn)換程序，運行該程序?qū)蚕泶鎯ζ?中的語音數(shù)據(jù)進行編解碼方式的轉(zhuǎn)換。數(shù)字信號處理器3實現(xiàn)了語音編解碼方式的轉(zhuǎn)換以后，將新編碼的語音數(shù)據(jù)發(fā)送到共享存儲器1、并通知網(wǎng)絡(luò)處理器2發(fā)送轉(zhuǎn)換后的語音數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)處理器2根據(jù)轉(zhuǎn)換后的新的語音編解碼方式，選擇網(wǎng)絡(luò)接口將語音數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
在網(wǎng)關(guān)中實現(xiàn)了語音數(shù)據(jù)編解碼方式轉(zhuǎn)換并將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送出去后，終端接收到語音數(shù)據(jù)，此時的語音數(shù)據(jù)編解碼方式是終端所支持的，因此終端可以對語音數(shù)據(jù)直接進行處理，將其轉(zhuǎn)換為聲音信號。
由上述的語音數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換流程可見，無論終端是何種語音編解碼方式，只要網(wǎng)關(guān)支持該終端的語音編解碼方式，則無論通話的兩終端的語音編解碼方式是否相同，兩終端間都可以進行通話，克服了使用現(xiàn)有網(wǎng)關(guān)時通話的兩終端必須支持相同的語音編解碼方式所造成的終端使用的局限性。
在本發(fā)明網(wǎng)關(guān)所在的范圍內(nèi)，對于各種終端，無論其是何種語音編解碼方式，都可以實現(xiàn)語音通訊。因此，在本發(fā)明網(wǎng)關(guān)廣泛應(yīng)用的情況下，終端可以只選用一種最簡單的語音編解碼方式，這樣就簡化了終端的設(shè)計，降低了終端成本。
如圖2所示，為本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)的一個應(yīng)用場景。移動終端A在本發(fā)明網(wǎng)關(guān)的附近，移動終端A要與遠處的終端B進行通訊。移動終端A發(fā)出建立聯(lián)系的請求以后，本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)通過信令與終端B進行協(xié)商，選擇終端B所能夠支持的一種語音編解碼方式。然后網(wǎng)關(guān)將移動終端A所發(fā)送的語音數(shù)據(jù)的編解碼方式轉(zhuǎn)換為終端B支持的語音編解碼方式，然后將轉(zhuǎn)換后的語音數(shù)據(jù)通過因特網(wǎng)和/或其他通訊網(wǎng)絡(luò)傳送到終端B處，終端B可以直接對語音數(shù)據(jù)做進一步的處理。語音數(shù)據(jù)從終端B傳送到移動終端A的過程與之相類似。其中，終端B可以是任何的語音通訊終端，如移動終端，普通模擬電話、普通模擬電話網(wǎng)絡(luò)等。
本實施例的網(wǎng)關(guān)可以實現(xiàn)語音數(shù)據(jù)多種方式的傳送。
1、語音數(shù)據(jù)通過廣域網(wǎng)進行VoIP通訊。
網(wǎng)絡(luò)處理器2通過802.11b接入點接收到RPE-LTP編碼方式的語音數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)處理器2將這些語音數(shù)據(jù)臨時存放在共享存儲器1中，同時給數(shù)字信號處理器3發(fā)送處理請求信號，請求對語音數(shù)據(jù)進行編解碼方式的轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號處理器3接到請求后，視自身是否忙碌，做相應(yīng)的應(yīng)答，若忙，則發(fā)阻塞信號給共享存儲器1，使數(shù)據(jù)在共享存儲器1中繼續(xù)等待，若空閑，則發(fā)請求信號給共享存儲器1，請求共享存儲器1將語音數(shù)據(jù)送入數(shù)字信號處理器3中，以進行進一步的處理。語音數(shù)據(jù)進入數(shù)字信號處理器3后，數(shù)字信號處理器3根據(jù)語音數(shù)據(jù)的現(xiàn)有編碼方式(RPE-LTP編碼方式)及其要轉(zhuǎn)換到的編碼方式(G..711)從共享存儲器1中選擇并加載相關(guān)的語音編解碼方式轉(zhuǎn)換程序，利用該程序?qū)PE-LTP編碼方式轉(zhuǎn)換到G..711方式。轉(zhuǎn)換結(jié)束以后，以G..711方式編碼的語音數(shù)據(jù)被傳送到網(wǎng)絡(luò)處理器2，網(wǎng)絡(luò)處理器2將數(shù)據(jù)打包，選擇WAN接口傳入Internet中。反向過程類似。
2、語音數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)進行VoIP通訊。
若實現(xiàn)語音通訊的外部移動終端在同一局域網(wǎng)中，則通過局域網(wǎng)可以實現(xiàn)移動終端與其它終端的互聯(lián)，即語音數(shù)據(jù)可以通過局域網(wǎng)進行VoIP通訊。語音數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)進行VoIP通訊與通過廣域網(wǎng)進行VoIP通訊相比，有其自身的特點外部的移動終端可以通過網(wǎng)關(guān)的802.11b的接入點與其它終端實現(xiàn)互聯(lián)。
外部移動終端間的互聯(lián)可以分為兩種情況1)若兩個外部移動終端的語音編解碼格式相同，則語音數(shù)據(jù)進入網(wǎng)關(guān)以后不需要數(shù)字信號處理器3進行語音編解碼方式的轉(zhuǎn)換，語音數(shù)據(jù)進入網(wǎng)絡(luò)處理器2以后選擇相應(yīng)的語音數(shù)據(jù)通道，直接將語音數(shù)據(jù)輸出。
2)若兩個外部移動終端的語音編解碼格式不同，網(wǎng)絡(luò)處理器2通過802.11b接入點接收語音數(shù)據(jù)，并存入共享存儲器1，在數(shù)字信號處理器3中做語音編解碼格式的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的語音數(shù)據(jù)選用相應(yīng)的語音數(shù)據(jù)通道發(fā)送給同一局域網(wǎng)中的外部移動終端。
上面的實施例描述了兩種可能的語音數(shù)據(jù)傳送情況，根據(jù)具體的語音編解碼方式可以對實施例中的相關(guān)接口做相應(yīng)調(diào)整。
在本發(fā)明的實施例中，無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)都采用了802.11b，對于802.11a和802.11g等其他無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明同樣適用。
權(quán)利要求
1.一種支持多種終端的通用型VoIP網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)對現(xiàn)有所有語音編解碼方式相互間的轉(zhuǎn)換，包括共享存儲器(1)，網(wǎng)絡(luò)處理器(2)，外部接口；其特征在于，還包括數(shù)字信號處理器(3)；共享存儲器(1)掛接在網(wǎng)絡(luò)處理器(2)和數(shù)字信號處理器(3)的共享的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線上，共享存儲器(1)用于臨時存儲語音數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)處理器(2)和數(shù)字信號處理器(3)通過它進行數(shù)據(jù)交換；網(wǎng)絡(luò)處理器(2)用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的接入與路由功能，上面連有多個接口，通過這些接口，實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)與外部的數(shù)據(jù)通訊；數(shù)字信號處理器(3)與共享處理器(1)和網(wǎng)絡(luò)處理器(2)數(shù)據(jù)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持多種終端的通用型VoIP網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述的共享存儲器(1)還存有在網(wǎng)絡(luò)處理器(2)和數(shù)字信號處理器(3)中運行的程序，這些程序在使用時從共享存儲器(1)上加載到網(wǎng)絡(luò)處理器(2)或數(shù)字信號處理器(3)上進行操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持多種終端的通用型VoIP網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述的數(shù)字信號處理器(3)根據(jù)原有的，和將要轉(zhuǎn)換的語音編解碼方式從共享存儲器(1)中選擇和加載語音編解碼方式轉(zhuǎn)換程序，實現(xiàn)對各種語音編解碼方式的轉(zhuǎn)換。
4.一種支持多種終端的通用型VoIP網(wǎng)關(guān)與終端間的通訊方法，包括如下步驟1)網(wǎng)關(guān)與終端之間基于信令的通訊過程，使雙方比較協(xié)商共同的語音編解碼方式；2)網(wǎng)關(guān)接收語音數(shù)據(jù)，根據(jù)語音數(shù)據(jù)原有的語音編解碼方式和將要轉(zhuǎn)換到的新的編解碼方式選擇相關(guān)的語音編解碼方式轉(zhuǎn)換程序，實現(xiàn)語音數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換；3)網(wǎng)關(guān)將轉(zhuǎn)換后的語音數(shù)據(jù)發(fā)送到終端，由終端做進一步處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種支持多種終端的通用型VoIP網(wǎng)關(guān)及網(wǎng)關(guān)與終端間的通訊方法，該網(wǎng)關(guān)包括共享存儲器，網(wǎng)絡(luò)處理器，外部接口和數(shù)字信號處理器；共享存儲器用于臨時存儲語音數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)處理器和數(shù)字信號處理器通過它進行數(shù)據(jù)交換；網(wǎng)絡(luò)處理器用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的接入與路由功能，上面連有多個接口，通過接口，實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)與外部的數(shù)據(jù)通訊；數(shù)字信號處理器實現(xiàn)對語音編解碼方式的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明的優(yōu)點支持現(xiàn)有的全部語音編解碼方式，特別是基于信令對各種語音編解碼方式相互轉(zhuǎn)換；支持多種語音終端的接入；通話的終端可以具備不同的語音編解碼方式，既可實現(xiàn)多種終端在VoIP系統(tǒng)中的統(tǒng)一接入，又可以簡化終端設(shè)計，降低終端成本。
文檔編號H04L12/66GK1783855SQ200410096158
公開日2006年6月7日 申請日期2004年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者王勁林, 張武, 曾學(xué)文, 倪宏, 王玲芳, 李挺屹 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所