专利名称：：一种降低VoIP媒体网关设备功耗的方法及装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及VoIP媒体网关技术，尤其涉及一种降低VoIP媒体网关设备功耗的方法及装置。
背景技术：
：基于因特网语音传输(VoIP)是建立在IP网络上的分组化、数字化语音传输技术，是下一代网络(NGN)的雏形，简单来讲，就是一种将语音信号经过压缩与封包之后，以数据封装包的形式在IP网络上进行传输的通信方式。VoIP媒体网关是VoIP的关键设备，主要负责将语音信号转换为IP封装包。典型的VoIP々某体网关实现原理如图1所示，包括传统公共交换电话网络(PSTN)上的语音信号通过El/SDH接口接入媒体网关，经过内部时分复用(TDM)交换网，通过TDM总线传输到VoIP协议处理电路，经过VoIP协议处理后，语音信号被封装为实时传送协议/实时传送控制协议(RTP/RTCP)包，再经过IP交换网将RTP/RTCP包转换为IP承载网能接收的IP包。其中，El是国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)规定的2.048Mbps电接口速率，SDH是同步数字体系。VoIP媒体网关中的VoIP协议处理通常利用专用数字信号处理器(DSP)来实现，DSP具有高处理能力、独立存储控制和低成本的特性，在VoIP协议处理中的专用DSP在普通DSP完成语音的编解码功能的基础上，增加了将语音信号封装成RTP/RTCP包的功能，在以下描述中，本文所涉及的DSP均指专用DSP。语音编解码器内置在DSP芯片中作为VoIP技术的一个核心，其编解码质量、占用带宽、处理能力等直接关系到VoIP性能的实现，常用的VoIP语音压缩编解码标准有G.711、G.723、G,729等。VoIP协议处理电路典型的硬件框架如图2所示，VoIP协议处理电路由控制电路和VoIP协议处理子单元构成，其中，VoIP协议处理子单元可简称为VoIP子单元或子单元。控制电路一般至少包括一个CPU，进行VoIP协议处理中的运算、资源管理等软件实现功能；VoIP子单元可以是一个独立的DSP,也可以是几个DSP组成的一个子卡，也可以是一个包含DSP或子卡的电路板。现有通讯设备设计密度非常高，单机架的话务量处理能力都在几千路以上，这就要求单个DSP处理VoIP话务量的路数也要达到几百甚至更高的水平；同时，由于DSP需要支持G.711、G.723、G.729等多种语音压缩编解码标准，因而DSP芯片设计的非常复杂，在提高集成度的同时，功耗也达到一个很高的水平。因此，VoIP媒体网关设备的功耗成为VoIP系统硬件设计中需要重点关注的问题。通常，VoIP々某体网关的工作流程是在VoIP系统启动后，将全部的VoIP子单元启动，也就是全部的DSP被启动。目前的DSP芯片单片功耗很高，一个VoIP子单元如果有多个DSP芯片，功耗加起来就会更高。在实际的VoIP媒体网关设备中，VoIP协议处理电路的功耗占到整个VoIP媒体网关设备功耗的很大一部分比例，一般在50%以上。而电信运营商在规划建设其VoIP媒体网关时，需要按照网关节点中继网关/接入网关(TG/AG)最大话务量情况来配置该网关节点的VoIP子单元数；但在日常使用中，尤其是在非话务量高峰期，大部分VoIP子单元处于空闲状态，也就是说大部分DSP芯片没有任何业务需要处理，而VoIP媒体网关设备的功耗却要保持在最高水平上，如此，带来了大量的能源浪费。
发明内容有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种降低VoIP媒体网关设备功耗的方法及装置，能在VoIP媒体网关所要处理的话务量不多时，降低VoIP媒体网关设备的功耗。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种降低VoIP媒体网关设备功耗的方法，该方法包括分析在占用状态、空闲状态和复位状态的VoIP子单元数量，并在VoIP媒体网关非满负荷时的任意时间设置k个VoIP子单元处于空闲状态；其中所述k按实际需要设定。该方法进一步包括空闲状态下的VoIP子单元数量大于k时，将其中编号较小的k个VoIP子单元保持为空闲状态，其余空闲状态的VoIP子单元转为复位状态；空闲状态下的VoIP子单元数量小于k时，将复位状态VoIP子单元中编号较小的一定数量的VoIP子单元转为空闲状态；不存在复位状态的VoIP子单元时不做操作；其中，所述一定数量为当前处于空闲状态的VoIP子单元数量与k的差值。该方法进一步包括所有VoIP子单元在上电时初始化为空闲状态。该方法进一步包括每次有新呼叫时，先分配当前处于占用状态的VoIP子单元中编号最小的可用状态通道；在没有可用状态通道时，再从空闲状态的VoIP子单元中选择编号最小的转为占用状态，使用转为占用状态的VoIP子单元的最小编号对应的可用状态通道建立呼叫，并将所使用通道的状态转为通话状态。该方法进一步包括每次释放呼叫后，将所释放呼叫使用的通道状态转为可用状态；转为可用状态的通道对应的VoIP子单元的通话通道凄t为0时，将该VoIP子单元由占用状态转为空闲状态。所述分析VoIP子单元数量为定时分析，定时周期为时间参数T,T设定为秒级。一种降低VoIP媒体网关设备功耗的装置，该装置包括系统控制单元模块，用于分配VoIP资源，并通过定时器提供的时间参数分析在各种状态的VoIP子单元数量，动态调整处于空闲状态的VoIP子单元数量；定时器，为系统控制单元模块提供时间参数。所述定时器通过硬件或软件实现。于空闲状态的VoIP子单元数量，在VoIP媒体网关设备没有满负荷的情况下，保证有k个VoIP子单元处于空闲状态，其余空闲状态的VoIP子单元转为复位状态，由于复位状态子单元的功耗很低，因而在VoIPi某体网关设备所要处理的话务量不多时，能明显降低VoIP媒体网关设备的功耗，节约能源；同时，功耗的降低也降低了VoIP媒体网关设备内部的温度，一定程度上提高了VoIP媒体网关设备运行的稳定性。图1为典型的VoIPJ某体网关实现原理框图；图2为VoIP协议处理电路典型的硬件框架结构图；图3为本发明中VoIP媒体网关设备上电后VoIP子单元的状态迁移图；图4为本发明中系统控制单元模块定时分析各种状态子单元数量的工作流程图。具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。在VoIP媒体网关设备中，VoIP媒体网关设备提供的VoIP资源总量按照通道数来计算，每个VoIP子单元可以提供一定数量的通道资源，通常为几百到几千路通道。VoIP资源通常采用的是全局共享的体系架构，每次VoIP呼叫占用的VoIP资源理论上可以由VoIP媒体网关设备中任何一个VoIP子单元中的任一个通道来提供。VoIP子单元的状态可以设定为以下三种状态l)复位状态表示该VoIP子单元上的所有DSP芯片处于复位状态，没有通道资源可被用于呼叫，功耗最低；2)空闲状态表示该VoIP子单元的所有通道资源均没有被使用，但随时可以被使用，空闲状态VoIP子单元的功耗稍小于VoIP子单元功耗的正常值；3)占用状态表示该VoIP子单元中有通道资源被使用；当该VoIP子单元的所有通道资源全部被释放后，该VoIP子单元才转为空闲状态；只要VoIP子单元中的任意一个通道还处于呼叫中，VoIP子单元就保持占用状态不变；该状态VoIP子单元功耗为正常值。对于处于占用状态的VoIP子单元，还需要记录VoIP子单元内部每个通道资源的状态，通道资源的状态设定为以下两种一种是可用状态该通道没有被使用，但可以随时用于建立VoIP呼叫；VoIP子单元由空闲状态刚转为占用状态时，所有的通道均为可用状态；只有占用状态的VoIP子单元的可用通道才能用于建立新的VoIP呼叫；另一种是通话状态该通道正被使用，已经处于VoIP呼叫中；该通道呼叫结束后，即可转为可用状态。一般，将VoIP媒体网关设备所有电路板上的VoIP子单元按照物理位置编号，如VoIP子单元1、2.....n，每个VoIP子单元的通道资源也按照1、2.....m编号，各个VoIP子单元的通道数一般是相同的，所以，VoIPi某体网关设备的可用通道资源总数量就是mxn。给VoIP媒体网关设备中的每个VoIP子单元设置一个子单元通话通道计数器callCount[i]，i为VoIP子单元编号。callCount[i]的数值和VoIP子单元内正在通话的通道数目是一致的，VoIP子单元i上的通道每建立一次呼叫，callCount[i]的数值加l,每释放一次呼叫，callCount[i]的数值减1;处于空闲和复位状态的VoIP子单元的callCount[i]数值一直为0。通常，VoIP媒体网关设备是按照VoIP话务量最大容量设计，VoIP媒体网关设备上电后，VoIP子单元均处于空闲或占用状态，VoIP媒体网关设备的耗能与当前的VoIP呼叫数量没有直接关系，因此，本发明设置了一个系统控制单元模块，通过一个简单的调度机制，在VoIP话务量低于设计容量时，使VoIP媒体网关设备上大部分空闲VoIP子单元进入复位状态，即将大部分DSP芯片硬件复位，从而大幅度降低VoIP媒体网关设备的功耗，达到节能降耗的目的。本发明降低VoIP媒体网关设备功耗的方法包括定时分析在各种状态的VoIP子单元数量，即在占用状态、空闲状态和复位状态的VoIP子单元^t量，并且在任意时间设置k个VoIP子单元处于空闲状态，VoIP媒体网关设备满负荷的情况除外；该步骤进一步包括a.当前空闲状态VoIP子单元的数量大于k时，将这些空闲状态的VoIP子单元中编号较小的k个VoIP子单元保持为空闲状态，其余空闲状态的VoIP子单元转为复位状态；b.处于空闲状态的VoIP子单元数量小于k时，将复位状态下的VoIP子单元中编号较小的一定数量的VoIP子单元转为空闲状态，使得处于空闲状态的VoIP子单元数量为k。上述步骤中，k取值通常很小，可以按照实际要求设定。图3是本发明中VoIPi某体网关设备上电后VoIP子单元的状态迁移图，如图3所示，利用本发明的方法，VoIP子单元在媒体网关设备上电时的工作流程如下步骤1,所有VoIP子单元在媒体网关设备上电过程中按照正常流程运行，此时所有VoIP子单元为空闲状态；步骤2,媒体网关设备中的系统控制单元模块按下列规则来分配VoIP资源①一次新的呼叫过程总是分配当前占用状态的VoIP子单元中编号最小的可用状态通道资源；如果没有可用状态通道用于呼叫，则在空闲状态VoIP子单元中选择编号最小的转为占用状态，并使用转为占用状态的VoIP子单元的最小编号对应的可用状态通道资源建立呼叫，同时将所使用的通道资源的状态从可用状态转为通话状态。在此过程中，被使用的通道对应的当前VoIP子单元的callCount[i]的数值加1;②如果释放一次呼叫，将所释放呼叫使用的通道资源的状态转为可用状态，并且该通道对应的当前VoIP子单元的callCount[i]的数值减1;如果当前VoIP子单元的callCount[i]的数值为0，将该VoIP子单元由占用状态改为空闲状态；步骤3，系统控制单元模块通过使用定时器提供的时间参数T,定时分析在各种状态下的VoIP子单元数量，并按以下规则动态调整处于空闲状态的VoIP子单元数量在任意时间，设置k个VoIP子单元处于空闲状态，随时可以被用于呼叫；VoIP媒体网关设备满负荷的情况除外；该步骤进一步包括①当前空闲状态下VoIP子单元的数量大于k时，将这些空闲状态的VoIP子单元中编号较小的k个VoIP子单元保持为空闲状态，其余空闲状态的VoIP子单元转为复位状态；②处于空闲状态的VoIP子单元数量小于k时，将复位状态VoIP子单元中编号较小的一定数量的VoIP子单元转为空闲状态，使得处于空闲状态的VoIP子单元数量为k;如果此时VoIP媒体网关设备中不存在复位状态的VoIP子单元，则不做操作。步骤3中的k可以按照实际要求设定，k取值通常很小，如果时间参数T很短时，k设定为l或0。对于时间参数T,理论上T越短，媒体网关设备节能降耗效果越好，但是T越短，对VoIP协议处理电路中CPU的要求也越高，一般将T设定为秒级。上述系统控制单元模块所采用的算法很简单，只需要占用很少的VoIP媒体网关设备中VoIP协议处理电路的资源，带来的功耗很小。根据以上描述，本发明降低VoIP媒体网关设备功耗的装置包括系统控制单元模块和定时器，其中，系统控制单元模块，用于分配VoIP资源，并通过使用定时器提供的时间参数T定时地分析在各种状态的VoIP子单元数量，动态调整处于空闲状态的VoIP子单元数量。定时器，为系统控制单元模块提供时间参数T;该定时器可以用硬件实现，也可以用软件的方式实现。下面以具体实施例来说明利用本发明方法及装置的VoIP媒体网关设备中系统控制单元模块的部分工作流程。其中，涉及到的主要常量、变量和数组说明如表1所示<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表1图4是系统控制单元模块定时分析各种状态下VoIP子单元数量的工作流程图，如图4所示，系统控制单元模块定时分析各种状态下VoIP子单元数量，并调整处于空闲状态的VoIP子单元数量的工作流程包括以下步骤步骤401,系统控制单元模块开始定时分析VoIP子单元的状态；步骤402,系统控制单元模块判断当前空闲状态下VoIP子单元数量unitldleCount是否大于k,如果是，则表明当前空闲状态下的VoIP子单元数量多于k个，需要将其中一些转为复位状态，则执行步骤403，否则执行步骤408;步骤403,将VoIP子单元编号i置为VoIP子单元的最大编号unitMaxNum;步骤404，判断VoIP子单元i是否处于空闲状态，如果是，则执行步骤405，否则执行步骤406;步骤405,将此编号较大的空闲状态下的VoIP子单元转为复位状态，同时将空闲状态的VoIP子单元数unitldleCount减1,将复位状态的VoIP子单元数unitRstCount力口1;步骤406，VoIP子单元i不是空闲状态时，将i减l;步骤407,判断当前空闲状态下的VoIP子单元数量unitldleCount是否等于k，如果是，则执行步骤415,否则执行步骤404;步骤408，判断当前空闲状态下的VoIP子单元数量unitldleCount是否小于k;如果是，则表明当前空闲状态下的VoIP子单元数量少于k个，需要将一些复位状态的VoIP子单元转为空闲状态，则执行步骤409;否则说明当前空闲状态下的VoIP子单元数量unitldleCount等于k,执行步骤415;步骤409，将VoIP子单元编号i置为VoIP子单元的最小编号1;步骤410,判断VoIP子单元i是否处于复位状态，如果是，则执行步骤"1,否则执行步骤412;步骤411,将此编号较小的复位状态下的VoIP子单元转为空闲状态，同时将空闲状态下的VoIP子单元数unitldleCount力口1，将复位状态下的VoIP子单元数unitRstCount减1;步骤412,VoIP子单元i不是复位状态时，将i力口1;步骤413，判断当前空闲状态子单元数量unitldleCount是否等于k,如果是，则执行步骤415,否则执行步骤414;步骤414，判断VoIP子单元编号i是否大于VoIP子单元的最大编号unitMaxNum,如果是，则说明没有更多复位状态的VoIP子单元可以转为空闲状态，执行步骤415,否则，执行步骤410;步骤415,等待系统控制单元模块在下一个时间参数T的周期到来时分析VoIP子单元的状态。下面以一个具体的VoIP媒体网关为例，来说明本发明降低VoIP媒体网关设备功耗的效果一个VoIP々某体网关有50个VoIP子单元，每个VoIP子单元具有处理200路VoIP话务量的能力，则该VoIP媒体网关的满负荷时可以同时满足10000路语音话务的处理。一个VoIP子单元运行时功耗的正常值为3W,复位时功耗为1W,将本发明方法中的k设定为1,也就是在VoIP媒体网关没有达到满负荷的任意时间保证有1个子单元处于空闲状态，则利用本发明所述方法及装置的VoIP媒体网关的VoIP协议处理单路，在VoIP呼叫的通道路数不同的情况下，实际功耗与未利用本发明方法及装置时的耗能的比较，即与最大耗能的比较如表2所示<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>由表2可见，在VoIP媒体网关呼叫的通道路数比较少的时候，采用本发明的方法及装置降低VoIP媒体网关设备功耗的效果相当明显，因此，本发明有很高的实用价值；同时，功耗的降低也降低了VoIP媒体网关设备内部的温度，一定程度上提高了VoIP士某体网关设备运行的稳定性。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。权利要求1、一种降低VoIP媒体网关设备功耗的方法，其特征在于，该方法包括分析在占用状态、空闲状态和复位状态的VoIP子单元数量，并在VoIP媒体网关非满负荷时的任意时间设置k个VoIP子单元处于空闲状态；其中所述k按实际需要设定。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括空闲状态下的VoIP子单元数量大于k时，将其中编号较小的k个VoIP子单元保持为空闲状态，其余空闲状态的VoIP子单元转为复位状态；空闲状态下的VoIP子单元数量小于k时，将复位状态VoIP子单元中编号较小的一定数量的VoIP子单元转为空闲状态；不存在复位状态的VoIP子单元时不做操作；其中，所述一定数量为当前处于空闲状态的VoIP子单元数量与k的差值。3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括所有VoIP子单元在上电时初始化为空闲状态。4、根据权利要求l或2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括每次有新呼叫时，先分配当前处于占用状态的VoIP子单元中编号最小的可用状态通道；在没有可用状态通道时，再从空闲状态的VoIP子单元中选择编号最小的转为占用状态，使用转为占用状态的VoIP子单元的最小编号对应的可用状态通道建立呼叫，并将所使用通道的状态转为通话状态。5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括每次释放呼叫后，将所释放呼叫使用的通道状态转为可用状态；转为可用状态的通道对应的VoIP子单元的通话通道凄t为0时，将该VoIP子单元由占用状态转为空闲状态。6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析VoIP子单元数量为定时分析，定时周期为时间参数T，T设定为秒级。7、一种降低VoIP媒体网关设备功耗的装置，其特征在于，该装置包括系统控制单元模块，用于分配VoIP资源，并通过定时器提供的时间参数分析在各种状态的VoIP子单元数量，动态调整处于空闲状态的VoIP子单元数量；定时器，为系统控制单元模块提供时间参数。8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述定时器通过硬件或软件实现。全文摘要本发明公开了一种降低VoIP媒体网关设备功耗的方法，包括定时分析在占用状态、空闲状态和复位状态的VoIP子单元数量，并在VoIP媒体网关非满负荷时的任意时间设置k个VoIP子单元处于空闲状态；空闲状态下的VoIP子单元数量大于k时，保留其中编号较小的k个VoIP子单元为空闲状态，其余均转为复位状态；空闲状态下的VoIP子单元数量小于k时，将复位状态VoIP子单元中编号较小的一定数量的VoIP子单元转为空闲状态，使得处于空闲状态的VoIP子单元数量为k。本发明还公开了一种降低VoIP媒体网关设备功耗的装置，包括系统控制单元模块和定时器。利用本发明能在VoIP媒体网关要处理话务量不多时，降低VoIP媒体网关设备的功耗。文档编号H04L12/66GK101340497SQ200810144499公开日2009年1月7日申请日期2008年8月11日优先权日2008年8月11日发明者付洪亮申请人:中兴通讯股份有限公司