专利名称：一种基于SIP协议的VoIP媒体通信方法
技术领域：
本发明涉及一种基于SIP协议的VoIP (Voice over IP，互联网电话)媒体通信方 法，属于互联网电话技术领域。
背景技术：
互联网电话技术是一种在传统电路交换网络和IP网络之间传输语音，或直接在 IP网络上传输语音的技术。SIP协议是由IETF(国际互联网标准制定组织)制定的面向网络会议和电话的信 令协议。作为实现VoIP技术的常用开放协议之一的SIP协议是一个基于ASCII的端到端 应用层协议，可以建立、修改或者中止多媒体会话或者呼叫。传统的VoIP通信应用是在一方需要向另一个建立通话时，首先建立呼叫连接， 然后打开双向媒体通道，通话结束后关闭媒体通道，拆除呼叫连接；下一次通话时重新建立 呼叫连接。这种传统的应用机制，针对某些特殊应用场景，会有两个问题(1)重新建立呼叫连接引起的时延。每次通信时都要先建立呼叫连接，完成呼叫接 续，由于网络传输和终端设备处理的时间开销，从主叫方发起呼叫到被叫方接收到主叫方 的语音，会有一定的时延，这就造成了在需要即时传送语音、对呼叫接续时延及其敏感的应 用场景下，VoIP技术的应用受到很大的限制。(2)只有全双工的通信机制。呼叫连接建立后打开的是双向媒体通道，而在一些指 挥调度、会议广播等应用场景，需要采取半双工的通信机制，单向传送语音，避免接收方的 声音传送到主叫方。因此现有VoIP技术不适用于这种半双工的情况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于SIP协议的VoIP媒体通信方法，以 减少媒体通信的时延，并能适于半双工方式。为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案一种基于SIP协议的VoIP媒体通信控制方法，其特征在于包括以下步骤步骤1 呼叫连接初始化，其中，主模式设备预先配置从模式设备，并向所述从模 式设备发起呼叫建立请求，所述主模式设备和所述从模式设备进行呼叫连接建立和媒体参 数的协商；步骤2 呼叫连接状态监测和自动恢复，其中，在所述呼叫连接建立后，所述主模 式设备或者所述从模式设备都定时发送呼叫保活信令，同时对接收到的所述呼叫保活信令 回复响应信令；步骤3 媒体通道控制，其中，所述主模式设备或者所述从模式设备中的一方需要 向对方发送语音时，向对方发送打开媒体通道的请求，同时打开自身的媒体发送通道；对方 收到所述打开媒体通道的请求后，立即打开媒体接收通道，并回复成功响应；
在语音发送完毕后，向对方发送关闭媒体通道的请求，同时关闭自身的所述媒体 发送通道；对方收到所述关闭媒体通道的请求后，关闭所述媒体接收通道，同时回复成功响应。其中，在步骤1中，所述主模式设备预先配置所述从模式设备的呼叫连接发起所 需的必要参数信息，在所述主模式设备启动后，读取预配置的所述从模式设备的所述参数 信息，自动向所述从模式设备发送所述呼叫建立请求，并在所述呼叫建立请求的信令中携 带所述主模式设备的媒体参数；所述从模式设备接收到来自所述主模式设备的所述呼叫连接建立请求的信令后， 向所述主模式设备回复呼叫连接建立成功信令，并在所述呼叫连接建立成功信令中携带所 述从模式设备的媒体参数。在步骤2中，如果所述主模式设备或者所述从模式设备在发出所述保活信令后没 有收到响应，则重新启动呼叫连接初始化步骤。在步骤3中，在发送的一方打开媒体发送通道之后，只发不收媒体信息；在对方打 开媒体接收通道之后，只收不发媒体信息。在发送的一方向对方发送打开媒体通道的请求之后、关闭媒体通道的请求之前， 对方不向发送的一方发送打开媒体通道的请求。本发明所提供的VoIP媒体通信方法，在需要发送媒体消息时，仅仅通过打开媒体 通道的请求信令就能打开对方的媒体通道，与对方建立媒体通道，减少时延。而且，由于在 建立了媒体通道后，主模式设备和从模式设备都只是单向通信，所以系统实现了半双工通 信。本发明解决了前述VoIP技术在实际应用中的问题，构建了一套呼叫连接建立、保持和 媒体通道半双工控制的机制。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。图1为使用本发明的网络系统的拓扑结构示意图；图2为本发明中的呼叫连接初始化步骤的流程图；图3为呼叫连接状态检测和自动恢复步骤的流程图；图4为本发明中的媒体通道建控制步骤的流程图。
具体实施例方式本VoIP媒体通信方法主要包括呼叫建立、保持和控制三个步骤。下面以语音通信 为例来说明本发明所提供的VoIP媒体通信方法。参考图1，在使用本发明的网络系统中，主模式设备A通过网络与从设备模式B进 行语音通信。这在现有的VoIP PtoP呼叫中引入了主从模式的管理模型。工作为主模式的 设备负责呼叫连接发起，工作为从模式的设备，被动地接收并处理来自主模式设备的呼叫 连接建立请求信令。本发明所提供的VoIP媒体通信方法主要包括三个步骤。步骤1 呼叫连接初始化，其中，主模式设备预先配置从模式设备，并向从模式设 备发起呼叫建立请求，主模式设备和从模式设备进行呼叫连接建立和媒体参数的协商；
步骤2 呼叫连接状态监测和自动恢复，其中，在呼叫连接建立后，主模式设备或 者从模式设备都定时发送呼叫保活信令，同时对接收到的呼叫保活信令回复响应信令；步骤3:媒体通道控制，其中，主模式设备或者从模式设备中的一方需要向对方发 送语音时，向对方发送打开媒体通道的请求，同时打开自身的媒体发送通道；对方收到打开 媒体通道的请求后，立即打开媒体接收通道，并回复成功响应；在语音发送完毕后，发送的一方向对方发送关闭媒体通道的请求，同时关闭自身 的媒体发送通道；对方收到关闭媒体通道的请求后，关闭媒体接收通道，同时回复成功响应。由此可知，本发明所提供的VoIP媒体通信方法，由于在呼叫连接初始化步骤中， 已完成呼叫连接，但是没有打开通道；当需要发送媒体消息时，仅仅通过打开媒体通道的请 求信令就能打开对方的媒体通道，与对方建立媒体通道，这样能够减少时延。而且，由于在 建立了媒体通道后，主模式设备和从模式设备都只是单向通信，即，一方只收不发，另一方 只发不收，所以系统实现了半双工通信。下面结合附图对每一步骤进行详细说明。(1)主、从模式设备的呼叫连接初始化如图2所示，主模式设备A预先配置从模式设备B的IP地址、呼叫信令端口等呼 叫连接发起所需的必要参数信息。然后，主模式设备A启动后，读取预配置的从模式设备B的参数，自动向从模式设 备B发送呼叫连接建立请求信令hvitdSDP dnactive)，并在信令中携带本端(主模式设 备A)的媒体参数。之后，从模式设备B接收到来自主模式设备A的呼叫连接建立请求信令后，对该信 令进行处理，媒体参数协商成功后，向主模式设备A回复呼叫连接建立成功信令2000K，并 在信令中携带本端(从模式设备B)的媒体参数。如果主模式设备A等待接收从模式设备B呼叫连接建立请求响应超时，则重复发 送呼叫连接建立请求信令，直至收到从模式设备B的响应信令2000K(SDP inactive)。主模式设备A和从模式设备B在本阶段只完成呼叫连接建立和媒体参数的协商工 作，均不打开媒体通道。(2)呼叫连接状态监测和自动恢复为实现在设备和网络正常的情况下，主从设备之间的呼叫连接始终处于有效状 态，双方在需要发送语音时随时可打开媒体通道，设计了呼叫连接监测和自动恢复方法，实 现媒体通道的保持。如图3所示，在呼叫连接初始化阶段，主从设备之间的呼叫连接成功建立后，双方 都定时向对方发送呼叫保活信令Option，同时对对方的保活信令回复响应信令2000K，以 监测呼叫连接状态。若一方发出的保活信令对方无响应，则可判定本呼叫连接失效。当主模式设备A检测到呼叫连接失效后(如图3下方所示)，会自动启动呼叫连接 初始化流程，重新向从模式设备B发起建立呼叫连接请求hvitdSDP dnactive)，直至收 到从模式设备B的响应2000K(SDP dnactive)，则判断呼叫连接再次成功建立。之后，双方 分别向对方发送呼叫保活信令Option，并对对方的呼叫保活信令进行响应，从而保持该呼 叫连接。
(3)媒体通道控制为实现对媒体通道的半双工控制，媒体通道控制方法采用媒体通道的打开、关闭 和半双工占用控制三种方式，实现半双工媒体通信。如图4所示，在呼叫连接初始化阶段，主模式设备A和从模式设备B之间呼叫连接 成功建立之后，任意一方(发送方)向另一方(接收方)发送语音时，通过修改连接信令 ReInvite (SDP uendonly)，发送打开媒体通道请求，同时打开发送方的媒体发送通道，对语 音只发不收。接收方收到打开媒体通道请求后，立即打开接收方的媒体接收通道，对语音只 收不发，并回复成功响应2000K(SDP :recVOnly)。发送方在发送了修改连接信令后，立即发 送RTP包，传输语音信息。因为双方的媒体参数在呼叫连接初始化阶段早已协商成功，所以 在有语音信号发送时能够快速打开媒体通道，实现即时语音信号的快速传送。在发送方到接收方的单向媒体通道成功建立后，在媒体通道关闭之前，接收方不 得向发送方发送打开媒体通道请求信令；发送方即使收到打开媒体通道请求信令也不进行 处理，从而实现媒体通道的半双工的工作机制。发送语音信号的发送方，在本次语音发送完毕后，通过修改连接指令 Rehvite (SDP dnactive)，发送关闭媒体通道请求，同时关闭发送方的媒体发送通道，停止 语音传送。接收方收到关闭媒体通道请求后，关闭接收方的媒体接收通道，同时回复成功响 应2000K(SDP inactive)。由此，转入呼叫连接保持状态。通过本方法，在主从设备重启或网络中断恢复等异常情况发生时，两者之间的呼 叫连接均能及时正常恢复。本发明在传统模拟音频信号半双工方式的对讲系统中，引进VoIP技术，提出一种 面向SIP连接的半双工媒体通道控制方法，可以在对讲双方之间快速进行媒体信号的交 互，同时使发送方语音信号免受接收方信号的干扰，有效的将VoIP技术应用于传统半双工 的模拟语音对讲系统，将传统对讲系统的半双工工作方式与音频信号的数字传输有效结合 起来，可以实现在利用现有资源，低成本完成在特定环境下的对讲功能，如矿井扩播对讲系 统，应急呼叫对讲系统等等。本发明将语音媒体的传输与呼叫连接的建立分离开，使得在同一个连接下，可随 时进行多次不同方向的媒体传输。节省了在媒体传输之前建立连接的时间，使得呼叫连接 的双方可以随时进行语音扩播。且采用了半双工的通信机制，大幅度节省了对网络带宽的 占用，可以有效利用现有的传统对讲终端设备，实现语音信号的网络传输功能。下面简单说明应用本发明的方法，发送方到接收方的一次完整的语音传送过程。(1)设备A启动后，向预配置的设备B，发起SIP呼叫连接建立请求。(2)设备B收到呼叫连接建立请求后，协商成功后，回复设备A，呼叫连接建立完 毕。(3)呼叫连接成功建立后，设备A和设备B向对方发起呼叫保活信令。(4)设备A向设备B发送语音时，通过Reinvite信令打开A_>B的单向媒体通道， 实施语音传送，结束后关闭媒体通道。(5)设备B向设备A发送语音时，通过Reinvite信令打开B_>A的单向媒体通道， 实施语音传送，结束后关闭媒体通道。(6)设备A发出的保活信令没有得到响应时，判断呼叫连接失效，此时设备A释放
6该连接，重新向设备B发起呼叫连接建立请求，呼叫连接重新建立。
以上对本发明所提供的基于SIP协议的VoIP媒体通信方法进行了详细的说明。对 本领域的技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改 动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。
权利要求
1. 一种基于SIP协议的VoIP媒体通信控制方法，其特征在于包括以下步骤步骤1 呼叫连接初始化，其中，主模式设备预先配置从模式设备，并向所述从模式设 备发起呼叫建立请求，所述主模式设备和所述从模式设备进行呼叫连接建立和媒体参数的 协商；步骤2 呼叫连接状态监测和自动恢复，其中，在所述呼叫连接建立后，所述主模式设 备或者所述从模式设备都定时发送呼叫保活信令，同时对接收到的所述呼叫保活信令回复 响应信令；步骤3 媒体通道控制，其中，所述主模式设备或者所述从模式设备中的一方需要向对 方发送语音时，向对方发送打开媒体通道的请求，同时打开自身的媒体发送通道；对方收到 所述打开媒体通道的请求后，立即打开媒体接收通道，并回复成功响应；在语音发送完毕后，向对方发送关闭媒体通道的请求，同时关闭自身的所述媒体发送 通道；对方收到所述关闭媒体通道的请求后，关闭所述媒体接收通道，同时回复成功响应。
2.如权利要求1所述的VoIP媒体通信控制方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述主模式设备预先配置所述从模式设备的呼叫连接发起所需的必 要参数信息，在所述主模式设备启动后，读取预配置的所述从模式设备的所述参数信息，自 动向所述从模式设备发送所述呼叫建立请求，并在所述呼叫建立请求的信令中携带所述主 模式设备的媒体参数；所述从模式设备接收到来自所述主模式设备的所述呼叫连接建立请求的信令后，向所 述主模式设备回复呼叫连接建立成功信令，并在所述呼叫连接建立成功信令中携带所述从 模式设备的媒体参数。
3.如权利要求1所述的VoIP媒体通信控制方法，其特征在于，在所述步骤2中，如果所述主模式设备或者所述从模式设备在发出所述保活信令后没 有收到响应，则重新启动呼叫连接初始化步骤。
4.如权利要求1所述的VoIP媒体通信控制方法，其特征在于，在所述步骤3中，在发送的一方打开媒体发送通道之后，只发不收媒体信息；在对方打 开媒体接收通道之后，只收不发媒体信息。
5.如权利要求1所述的VoIP媒体通信控制方法，其特征在于，在所述步骤3中，在发送的一方向对方发送打开媒体通道的请求之后、关闭媒体通道 的请求之前，对方不向发送的一方发送打开媒体通道的请求。
全文摘要
本发明公开了一种基于SIP协议的VoIP媒体通信方法。该方法包括呼叫连接初始化步骤，通过保活信令来保持呼叫连接的呼叫连接状态监测和自动恢复步骤，以及在通信双方之间进行通信的媒体通道控制步骤。本发明减少了媒体通信的时延，构建了呼叫连接建立、保持和媒体通道半双工控制的机制。
文档编号H04L29/06GK102118526SQ20091024455
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者熊学程, 王允升, 陈殿勇 申请人:北京大唐高鸿数据网络技术有限公司