专利名称：基于3G数据语音双通道的个人VoIP综合接入设备的制作方法
基于3G数据语音双通道的个人VoIP综合接入设备方法
技术领域：
本发明涉及电子通信技术领域，特别涉及一种基于3G数据语音双通 道的个人VoIP综合接入设备。背景技术：
目前VoIP个人语音综合接入设备中的语音通道主要有FXO连接的 PSTN通道和网络通道，其中包括RJ-45接口的10/100M的标准快速以太 网接口和最近国外快速兴起的802.11/a/b/g的Wi-Fi近程无线数据接口。 然而对于目前流行的3G等窄带远程数据网络接口， VoIP技术却一直没有 融合，导致目前VoIP用户无法使用CDMA无线集群网等新型电信服务项 目。另外，目前VoIP技术中作为上行互联网接入方式主要为RJ-45接口的 10/100M的标准快速以太网接口接入、Wi-Fi的近程无线接入和ADSL接 入 但上述三种互联网接入方式都具有先天物理条件的局限性，用户终端 电话线必须开通ADSL模式、使用地点具备快速以太网布线和附近已有 AP互联网访问接入点。限制了 VoIP技术的进一步渗透和融合，在很大程 度上阻碍了 VoIP技术的推广和应用范围。
发明内容为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于3G数据语音双通道 的个人VoIP综合接入设备。 本发明采用的技术方案为一种基于3G数据语音双通道的个人VoIP综合接入设备，包括硬件模 块与软件模块；其中，硬件模块包括设备主板、以太网交换引擎、外部交 换站及外部交换局，以及3G模块与3G模块接口板；所述3G模块包括有 用以接受和发送拨号命令和连接互联网的TCP/IP包的UART高速串行接
口 ，以及通过不同的接口板后再连接到统一的主控板上的mic和speaker模拟音频接口；所述设备主板设置有中央处理器、现场可编程门阵列、数 字信号处理器、编码器、同步动态随机存储器、FLSAH、静态存储器、用 户线接口电路、数据存储装置、以及网络芯片。相较于现有技术，本创作通过设计一种新型的VoIP个人综合接入设 备，基于国际标准的SIP协议，利用3G稳定的窄带数据通道作为VoIP个 人综合接入设备的互联网接入手段，同时利用3G本身固有的无线语音通 道，使得VoIP个人终端设备的语音通道从原有的PSTN固话模拟语音通道 和互联网VoIP数字通道扩展到了 3G的窄带数字无线语音通道，使个人用 户在具备市电和3G网络覆盖的条件下即可享受到VoIP新通信技术带来的 便捷和廉价。
图1为本发明的硬件模块原理结构框图； 图2为本发明软件模块分层示意图。
具体实施方式请参照图1所示，本发明一种基于3G数据语音双通道的个人VoIP综 合接入设备，包括3G模块、3G模块接口板、设置有中央处理器(CPU)、 现场可编程门阵列(CPLD)、数字信号处理器(DSP)、编码器(CODEC)、 同步动态随机存储器(SRAM)、 FLSAH、静态存储器(SDRAM)、用户线 接口电路(SLIC)、数据存储装置(DAA)、网络芯片(PHY)等主要芯片 的设备主板、以太网交换引擎(SWITCH)、外部交换站(FXS)及外部交 换局(FXO)。3G模块包括有用以接受和发送拨号命令和连接互联网的TCP/IP包的 UART高速串行接口，以及通过不同的接口板后再连接到统一的主控板上 的mic和speaker模拟音频接口 ， 3G模块的控制和数据通道通过接口板上 的UART与CPU连接，而模拟mic和speaker信号则与CODEC的某个模 拟通道相连。所述3G模块可以为CDMA通信模块，包括CDMA 1XEVD0 Ver.A、 WCDMAHSDPA、 TD - CDMAHSDPA等不同协议的通信模块，以 增加灵活度，适应CDMA不同协议在不同地区的使用情况。
中央处理器嵌入式CPU是设备的控制中心，与CPU总线连接有 SDRAM和FLASH。其中SDRAM用来存储实时多任务搡作系统RTOS内 核和相关程序和数据的。FLASH可作为操作系统和文件系统的存储器使 用，物理上可4要照地址一般分为Bootloader、 kemel、 rootfs、 nvram四个部分。现场可编程门阵列(CPLD)与嵌入式CPU的总线相连，目的是作为 硬件加密使用和配合CPU的其它信号构造HPI接口以连接DSP。单独的 DSP芯片要配有单独的SRAM，以存储算法程序和数据，上行数据交换通 过HPI接口 ，下行配置多通道的PCM接口以连接相应多通道的CODEC。 CODEC上行接口以多通道的PCM连接DSP，下行接口为模拟信号线。若 选用本身包含有SRAM和双通道的CODEC,则可节省辅助IC数量和PCB 面积。如果使用FXS,即使用RJ11接头连接普通双音频话机，则通过SLIC 芯片连接，如果使用RJ11来连接用户终端线(Line),则要使用DAA芯片。请参照图2所示，本创作实施软件模块包括系统控制层、用户界面层、 协议栈、系统逻辑控制层、系统配置层、内核层、驱动层共7层，系统控制层包括系统启动、读取配置文件、配置网络、配置SIP、 SIP 平台登陆、注册刷新、系统配置文件保存、系统运行监控、系统升级等功 能。用户界面层分两类， 一种是传统的命令行方式，通过UART串口或telnet 或ssh，通过修改配置文件来配置系统。另一类是WEB页面，通过http的 访问，在web网页上直接修改系统配置。但在通过配置WEB页面来配置 系统之前必须先要知道或设置IAD的IP地址。目前可以通过与IAD连接 的双音频话机使用IVR语音设置菜单使用双音频话机上的标准按键(1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 *、 0、 #)共12个进行IAD的IP地址 (网络掩码、局域网网关或DHCP client)的设置。协议栈栈包括SIP/SDP， HTTP/SSH/TELNET/FTP/TFTP, RTP/RTCP、 PPP等多个协议栈。其中重要的是SIP协议栈，也有开源的oSIP或包含 SDP和RTP/RTCP的Sofia - sip协议栈，可根据需要灵活选用。而TCP、 UDP/IP和PPP协议栈包含在Linux kernel中。系统的逻辑控制层主要是以 有穷机为模型，模拟出系统在各个运行时期的不同状态，以message和信 号和有穷机的当前状态来改变到确定的下一个有穷机状态，是整个软件的
核心控制部分。系统配置层中包4舌系统GPIO配置、文件系统配置、CODEC参数配 置、DSP的初始化和控制、UART配置等。其中DSP控制最为重要，它负 责初始化DSP,实时处理语音编解码，并且回音消除、VAD静音检测、CNG 舒适背景噪音、动态或指定语音抖动緩存。内核层就可采用标准Linux的 内核加相应补丁的方式并进行优化处理。驱动层是包括UART驱动、GPIO 驱动、DSP驱动、FLASH驱动、文件系统驱动、网络接口驱动等。应用时，个人综合接入设备的互联网上行链路通过CPU中的UART 端口使用PPP协议控制CDMA模块后数据再通过CDMA模块中的RF发 射至CDMA基站后连接入互联网。同时，下行数据通过以太网交换引擎或 Mil端口与PHY网络芯片相连后通过标准的RJ45接口与下行的以太网交 换机或HUB连接。用户使用自己的3G手机呼叫放置在办公室内的个人语音IAD设备， 来电的信令通过UART传送给CPU后，CPU经对来电号码对比或经过密 码认证后同意接受来电，此后用户的语音信号通过CDMA模块的mic和 speaker模拟语音线送入CODEC,经过数字化后的语音信号经过PCM通 道进入DSP进4亍编解码和IP打包处理后经CPU控制由UART以PPP协议 方式再次进入CDMA模块，经RF射频发送接受模块连接CDMA基站后 进入互联网。而由互联网打入的网络电话的SIP信令部分经UART以PPP协议的方 式进入CPU,分析确认被叫号码为CDMA模块，经确认CDMA语音通道 空闲后把被叫号码替换成用户的手机号码或经过密码认证后二次拨号由 UART通道控制CDMA模块拨出，用户手机接通后经互联网来的IP语音 包由UART通道以PPP协议方式经CPU后送入DSP,经DSP解包解码后 送入CODEC后变成模拟语音再进入CDMA模块通过RF射频发送接受模 块的模拟语音通道后发送到CDMA基站后送至用户手机。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说 明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的 专利保护范围。
权利要求
1.一种基于3G数据语音双通道的个人VoIP综合接入设备，包括硬件模块与软件模块；其中，硬件模块包括设备主板、以太网交换引擎、外部交换站及外部交换局，其特征在于还包括有3G模块与3G模块接口板；所述3G模块包括有用以接受和发送拨号命令和连接互联网的TCP/IP包的UART高速串行接口，以及通过不同的接口板后再连接到统一的主控板上的mic和speaker模拟音频接口；所述设备主板设置有中央处理器、现场可编程门阵列、数字信号处理器、编码器、同步动态随机存储器、FLSAH、静态存储器、用户线接口电路、数据存储装置、以及网络芯片。
2. 如权利要求l所述的基于3G数据语音双通道的个人VoIP综合接入设 备，其特征在于所述3G模块的控制和数据通道通过接口板上的UART与CPU 连接，而模拟mic和speaker信号则与CODEC的某个模拟通道相连。
3、设备，其特征在4':;斤述中央、^理器为嵌入式CPU，其总线连接有用来存储 实时多任务操作系统内核和相关程序和数据的静态存储器和作为操作系统 和文件系统的存储器使用FLASH,
4、设备，其特征在"^:;斤述现场"5T编程门阵列与嵌入式CPU的总线相连，作为 硬件加密使用且配合CPU的其它信号构造HPI接口以连接数字信号处理器。
5、备，其特征在于所述软件模块包括有用于系统启动、读取配置文件、配置 网络、配置SIP、 SIP平台登陆、注册刷新、系统配置文件保存、系统运行监 控以及系统升级的系统控制层；用于系统GPIO配置、文件系统配置、CODEC 参数配置、DSP的初始化和控制以及UART配置的系统配置层；用于UART驱 动、GPIO驱动、DSP驱动、FLASH驱动、文件系统驱动以及网络接口驱动的 驱动层；以及用户界面层、协议栈、系统逻辑控制层及内核层。
6. 如权利要求5所述的基于3G数据语音双通道的个人VoIP综合接入设 备，其特征在于所述用户界面层分两类 一种是传统的命令行方式，通过 UART串口或telnet或ssh,修改配置文件来配置系统；另一类是WEB页面，通 过http的访问，在web网页上直接修改系统配置。
7. 如权利要求6所述的基于3G数据语音双通道的个人VoIP综合接入设 备，其特征在于所述3G模块可以为CDMA通信模块。
全文摘要
本发明公开一种基于3G数据语音双通道的个人VoIP综合接入设备，包括设备主板、以太网交换引擎、外部交换站及外部交换局，以及3G模块与3G模块接口板；所述设备主板设置有中央处理器、现场可编程门阵列、数字信号处理器、编码器、同步动态随机存储器、FLSAH、静态存储器、用户线接口电路、数据存储装置、以及网络芯片；通过利用3G稳定的窄带数据通道作为VoIP个人综合接入设备的互联网接入手段，同时利用3G本身固有的无线语音通道，使得VoIP个人终端设备的语音通道扩展到了3G的窄带数字无线语音通道，使个人用户在具备市电和3G网络覆盖的条件下即可享受到VoIP新通信技术带来的便捷和廉价。
文档编号H04W88/10GK101155387SQ20061006298
公开日2008年4月2日 申请日期2006年9月30日 优先权日2006年9月30日
发明者高之宁 申请人:深圳市阿派斯实业有限公司