三级通信组网条件下的语音通话方案设计与实施

作者　贺晔晔1 汪吉珍2　　1.北方联创通信有限公司(江西 南昌 330096) 2.华东交通大学理工学院(江西 南昌 330096)

摘要：针对三级混合组网环境及语音通话功能需求，本文提出了一种通用的语音通话解决方案。基于VOIP协议以及自定义协议，对两者的功能进行了有机整合，实现了有线模式下使用VOIP协议，无线模式下使用自定义语音控制协议的功能，两者能够自由切换。并采用了模块化设计技术，让整套方案相对独立，方便其它项目移植使用，增加了代码的复用性。

贺晔晔(1972-)，男，硕士，高级工程师，研究方向：嵌入式软件开发、语音网关和VOIP;汪吉珍，女，硕士，讲师，研究方向：计算机教学。

引言

本方案主要目的为解决三级组网条件下的语音通信问题。其中组网方式可分为有线和无线两种模式。

针对此问题，本文设计了一套语音通话解决方案，该方案目前已经完成了设计、调试和测试工作，其基本能满足用户对系统的功能及性能要求。

1 系统连接关系图

本系统的连接关系图如图1所示。

在图1中，左边为本系统的一个语音系统，右边也为本系统的一个语音系统，这两个系统之间可通过中继传输设备进行连接，以增加系统间通信传输距离，而在每个系统的一级终端留有物理接口，可通过有线接入中继传输设备、电话机、中继交换机等设备，以达到增加传输距离、与电话机通信和接入市话网的功能。而在本语音系统内部，可通过有线和无线两种方式实现平级、上下级、越级之间的语音通信功能。

2 组网模式

2.1 有线组网

有线组网模式下，各级话音终端通过高速有线方式与上、下级单位进行连接。组网结构如图2所示。

2.2 无线组网

无线组网模式下，各级话音终端通过无线方式与上、下级单位进行连接。如图3所示。

2.3 混合组网

混合组网模式下，各级话音终端通过高速有线或无线方式与上、下级终端进行连接，如图4所示。

3 主要功能

3.1 话音终端间通话功能

话音终端组网后可以进行数据传输和语音通话，其具体功能要求如下：

1)各级话音终端可以与直连友邻话音终端进行通话，在有线传输模式下，实现双向双工通话功能，在无线传输模式下，实现单向单工语音通话功能;

2)在有线模式传输下，各级话音终端间可进行语音通话，各级话音终端也可越级进行语音通话，实现双向双工通话功能。

3.2 各级话音终端可与中继传输设备通话功能

各级话音终端可以与中继传输设备进行通话。

3.3 各级话音终端可与电话机通话功能

各级话音终端可以通过顶层话音终端与电话机进行语音呼叫和通话功能。

3.4 各级话音终端可与中继交换机通话功能

各级话音终端可以通过顶层话音终端与直连的中继交换机进行语音呼叫和通话功能。

4 设计与实施

4.1 总体设计

4.1.1 有线通信模式

SIP是一个应用层的控制协议，在SDP协议的配合下，可以用来建立、修改和终止多媒体会话，已广泛应用于VOIP等各种软交换领域，它主要支持用户定位、用户有效性检查、用户能力、建立会话、会话管理等功能。

在本系统中有线工作模式下，使用SIP协议完成各话音终端间的话音呼叫控制及通话功能。

在本系统中，采用如图5所示的系统架构方式，实现了有线模式下的SIP的话音呼叫及媒体流控制功能。

其中，SIP服务器模块主要完成话音终端用户的信令呼叫处理，用户管理模块主要完成SIP用户及电话机、中继交换机的注册及注销操作及号码管理功能，呼叫控制模块主要完成电话机及中继交换机的呼叫控制流程，媒体控制模块主要实现各种话音媒体流的传输及转换功能。

4.1.2 无线通信模式

在本系统中采用超短波电台实现无线通信，受超短波电台带宽的影响，不可能采用有线通信方式下的SIP协议通信机制，而只能采用自定义话音呼叫信令的方式。

超短波电台包含有数据通道和语音通道，本系统中，采用电台的数据通道来传输语音呼叫控制信令，语音通道来传送语音，通过时隙交换的方法把电台的语音数据接入话音终端，这样能节省传输空间，并能最大化利用电台的功能。

话音终端用户作为主叫用户发起呼叫时，输入被叫号码完毕后，向通信节点发出呼叫请求消息，等待收到呼叫应答消息后向终端送提示音和提示界面(成功或失败)。被叫用户摘机，通信节点向终端发送连接请求消息后，建立接续，主、被叫进入通话状态。呼叫流程如图6所示。

话音终端用户作为被叫时，收到通信节点送来的其它用户呼叫请求消息后，根据当前话音终端用户状态向通信节点发送呼叫应答消息。如果被叫用户空闲，则向该终端用户送提示音和提示界面。话音终端用户摘机后，向通信节点发送连接请求消息由其处理。通信节点收到连接请求消息后，建立连续，主、被叫