Voip系統中基於linux的媒體伺服器及其放音方法
2023-05-17 13:05:21
專利名稱：Voip系統中基於linux的媒體伺服器及其放音方法
技術領域：
本發明涉及VOIP (Voice Over Internet Protocol)技術，特別涉及VOIP系統在 LINUX環境下放音的技術。
背景技術：
在VOIP 系統中，如圖 1 所示，主要有 IPPBX(IP Private Branch eXchange)及其接入的用戶(話機)、呼叫控制伺服器(例如軟交換或者IMS(IP Multimedia Subsystem) 核心設備)、應用伺服器(Application Server，簡稱AS)、媒體伺服器(Media Server，簡稱 MS)。應用伺服器，負責各種增值業務的邏輯產生和管理，增值業務如彩鈴、即時消息服務等，應用伺服器還能夠提供第三方呼叫接口，以方便與其他系統的集成與融合，應用伺服器是完全獨立的組件，它與呼叫控制無關，從而可以實現呼叫控制與業務的分離，有助於新業務的應用，其在運行過程中，很多業務功能需要媒體伺服器的支撐。媒體伺服器，負責媒體資源功能的提供，如編解碼轉換，放音功能提供以支撐彩鈴、信號提示音等業務，信號音檢測與產生，DTMF信號(Double tone multifrequency，典型如撥號按鍵)檢測與產生、會議混音等。通過AS與MS的配合，IPPBX用戶可以使用如前所述的多種增值服務。媒體伺服器的語音文件可以存儲在本地或者網絡，在放音的時候，媒體伺服器讀取文件，並轉化成IP報文發送出去，媒體伺服器的放音功能的實現，一般採用的技術方案是用專用的硬體處理，由硬體實現編解碼、IP報文組裝。但是為了節約硬體成本，有人提出不用專用硬體，而是基於作業系統的架構放音，這種方式可以在用戶量不大的情況下部署， 能夠節約專用硬體成本；放音具體實現方案為，創建套接字，然後基於此套接字向接收方發送基於UDP協議的語音報文，從而達到放音的目的。當作業系統為LINUX時，以上技術方案的所有的操作均在用戶空間，而不是內核空間，由於所有語音數據均需要從用戶空間到內核空間的拷貝，而語音數據又非常龐大，所以存在轉發速度慢，性能較低的弱點。
發明內容
本發明的目的就是克服目前LINUX環境中，VOIP系統不用專用硬體時媒體伺服器轉發速度慢、性能較低的缺點，提供一種VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器及其放音方
法。 本發明解決其技術問題，採用的技術方案是，VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器，包括用戶空間系統和內核空間系統，其特徵在於，所述用戶空間系統用於根據接收的放音信令請求，向內核空間系統發送控制命令；所述內核空間系統用於接收用戶空間系統的放音請求，根據緩存的對應放音文件生成放音報文並進行發送。具體的，所述用戶空間系統包括參數設置模塊和放音請求模塊；所述參數設置模塊，用於向內核空間系統發送設置參數；所述放音請求模塊，用於向內核空間系統發送放音請求。
進一步的，所述內核空間系統包括參數設置和請求處理模塊、放音處理和調度模塊及報文發送模塊；所述參數設置和請求處理模塊，用於接收並處理來自用戶空間系統的設置參數及放音請求；所述放音處理和調度模塊，用於讀取緩存中的放音文件以及生成 RTP (Real-timeTransport Protocol)放音 艮文；所述報文發送模塊，用於將所述放音處理和調度模塊生成的RTP放音報文進行IP 封裝並發送。具體的，所述用戶空間系統還包括DTMF處理模塊和放音事件處理模塊；所述DTMF處理模塊，用於處理RTP報文，並根據一定算法來分析DTMF事件並產生 DTMF信號；所述放音事件處理模塊，用於接收內核空間系統的放音事件。再進一步的，所述內核空間系統還包括RTCP(Real_time Transport Control Protocol)處理模塊和報文接收模塊；所述RTCP處理模塊，用於根據RTP報文內容生成回復的RTCP報文，並接收RTCP 報文且將處理結果反饋給用戶空間系統；所述報文接收模塊，用於接收外部IP報文。具體的，所述參數設置模塊及放音請求模塊分別與參數設置和請求處理模塊連接，參數設置和請求處理模塊與放音處理和調度模塊連接，放音處理和調度模塊與放音事件處理模塊連接，放音處理及調度模塊與報文發送模塊連接，報文接收模塊與RTCP處理模塊連接，報文接收模塊與DTMF處理模塊連接，RTCP處理模塊與報文發送模塊連接。VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器放音方法，其特徵在於，包括以下步驟a.媒體伺服器接收到放音請求後，用戶空間系統向內核空間系統發送放音請求；b.內核空間系統接收到用戶空間系統的放音請求後，讀取緩存中對應的放音文件並生成RTP放音報文；c.內核空間系統將生成的RTP放音報文進行IP封裝後從對應埠發送出去。具體的，所述步驟c中，內核空間系統判斷緩存中沒有對應的放音文件時，需要先將用戶空間系統中的該語音文件拷貝到內核空間系統。進一步的，內核空間系統在放音的過程中，接收到IP報文後，執行如下操作dl.判斷所述IP報文是RTP報文還是或RTCP報文，若為RTP報文則進入d2步驟， 若為RTCP報文則進入d3步驟；d2.對該RTP報文進行判斷，是否需要發送RTCP報文，若是則生成RTCP報文並進行IP封裝後發送，同時將該RTP報文發送給用戶空間系統，並進入d4步驟；d3.將該RTCP報文處理後，將處理結果反饋用戶空間系統；d4.用戶空間系統的DTMF處理模塊接收到該RTP報文後，分析判斷其是否為DTMF 數據，若是則通知應用伺服器處理相應事件。具體的，所述內核空間系統定時判斷內核空間系統中的緩存文件是否在一段時間內沒有被訪問，若沒有被訪問則刪除該緩存文件。本發明的有益效果是，通過上述LINUX環境下VOIP系統中的媒體伺服器及其放音方法，由於其放音RTP報文是在內核空間系統直接完成的，包括對放音報文流控制的RTCP 報文也在內核空間系統完成，減少了數據拷貝過程，從而提高媒體伺服器的效率，且可以控制放音文件數據是否在內核緩存，這樣可以進一步減少內核空間系統與用戶空間系統數據的拷貝，極大的提高轉發效率。
圖1是本發明實施例的VOIP系統結構圖。圖2是本發明媒體伺服器結構框圖。圖3是本發明實施例的媒體伺服器結構框圖。圖4是本發明放音方法流程圖。
具體實施例方式下面結合實施例及附圖，詳細描述本發明的技術方案。本發明VOIP系統結構圖參見圖1，本發明媒體伺服器結構框圖參見圖2，本發明放音方法流程圖參見圖4。本發明的VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器由用戶空間系統和內核空間系統組成，其中，用戶空間系統用於根據接收的放音信令請求，向內核空間系統發送控制命令；內核空間系統用於接收用戶空間系統的放音請求，根據緩存的對應放音文件生成放音報文並進行發送。本發明的VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器放音方法中，首先媒體伺服器接收到放音請求後，用戶空間系統向內核空間系統發送放音請求，然後在內核空間系統接收到用戶空間系統的放音請求後，讀取緩存中對應的放音文件並生成RTP放音報文，最後內核空間系統將生成的RTP放音報文進行IP封裝後從對應埠發送出去。實施例本實施例的VOIP系統結構圖參見圖1，其媒體伺服器結構框圖參見圖3，其放音方法流程圖參見圖4。本實施例必須基於IP網絡進行構建，包括應用伺服器(AS)，媒體伺服器 (MS)，IPPBX，電話用戶。其中IPPBX作為支持IP協議的用戶交換機，可以連接電話機，並完成相應的呼叫控制與媒體處理。應用伺服器給用戶提供業務，它會與媒體伺服器交互完成媒體的控制，媒體伺服器提供媒體功能，如DTMF信號產生與檢測，放音等，媒體伺服器可以與應用伺服器合在一起作為一個物理實體，也可以分別部署。本實施例中，放音功能分兩部分來完成，在用戶空間系統完成與應用伺服器的信令交互，向內核空間系統發送控制命令， 統計告警等；內核空間系統完成放音報文組裝與發送等。首先由用戶空間系統和內核空間系統組成VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器， 其中，用戶空間系統用於根據接收的放音信令請求，向內核空間系統發送控制命令，內核空間系統用於接收用戶空間系統的放音請求，根據緩存的對應放音文件生成放音報文並進行發送，用戶空間系統包括參數設置模塊和放音請求模塊，參數設置模塊用於向內核空間系統發送設置參數，如報文的發送頻率、是否進行語音文件緩存等，放音請求模塊用於向內核空間系統發送放音請求，其包括文件名、放音次數、編碼、放音接收方IP位址、埠參數等， 內核空間系統包括參數設置和請求處理模塊、放音處理和調度模塊及報文發送模塊，參數設置和請求處理模塊用於接收並處理來自用戶空間系統的設置參數及放音請求，放音處理和調度模塊用於讀取緩存中的放音文件以及生成RTP放音報文，包括放音的報文組裝、編
6解碼、放音事件通知、放音文件管理等，以及向用戶空間系統反饋放音事件等，報文發送模塊用於將所述放音處理和調度模塊生成的RTP放音報文進行IP封裝並發送，用戶空間系統還可以包括DTMF處理模塊和放音事件處理模塊，DTMF處理模塊用於處理RTP報文，並根據一定算法來分析DTMF事件且產生DTMF信號等，放音事件處理模塊用於接收內核空間系統的放音事件，如當前播放狀態(開始、完成、出錯等)等，內核空間系統還可以包括RTCP處理模塊和報文接收模塊，RTCP處理模塊用於根據RTP報文內容生成回復的RTCP報文，並接收RTCP報文且將處理結果反饋給用戶空間系統，報文接收模塊用於接收外部IP報文，其包含RTP報文；這裡參數設置模塊及放音請求模塊分別與參數設置和請求處理模塊連接， 參數設置和請求處理模塊與放音處理和調度模塊連接，放音處理和調度模塊與放音事件處理模塊連接，放音處理及調度模塊與報文發送模塊連接，報文接收模塊與RTCP處理模塊連接，報文接收模塊與DTMF處理模塊連接，RTCP處理模塊與報文發送模塊連接。本實施例VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器放音方法，具體步驟如下a.媒體伺服器接收到放音請求後，用戶空間系統向內核空間系統發送放音請求；b.內核空間系統接收到用戶空間系統的放音請求後，讀取緩存中對應的放音文件並生成RTP放音報文；c.內核空間系統將生成的RTP放音報文進行IP封裝後從對應埠發送出去。在步驟c中，內核空間系統判斷緩存中沒有對應的放音文件時，需要先將用戶空間系統中的該語音文件拷貝到內核空間系統。該內核空間系統在放音的過程中，接收到IP報文後，執行如下操作dl.判斷所述IP報文是RTP報文還是或RTCP報文，若為RTP報文則進入d2步驟， 若為RTCP報文則進入d3步驟；d2.對該RTP報文進行判斷，是否需要發送RTCP報文，若是則生成RTCP報文並進行IP封裝後發送，同時將該RTP報文發送給用戶空間系統，並進入d4步驟；d3.將該RTCP報文處理後，將處理結果反饋用戶空間系統；d4.用戶空間系統的DTMF處理模塊接收到該RTP報文後，分析判斷其是否為DTMF 數據，若是則通知應用伺服器處理相應事件。該內核空間系統定時判斷內核空間系統中的緩存文件是否在一段時間內沒有被訪問，若沒有被訪問則刪除該緩存文件。本實施例中，不約束內核空間系統與用戶空間系統間的通信方式。
權利要求
1.VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器，包括用戶空間系統和內核空間系統，其特徵在於，所述用戶空間系統用於根據接收的放音信令請求，向內核空間系統發送控制命令；所述內核空間系統用於接收用戶空間系統的放音請求，根據緩存的對應放音文件生成放音報文並進行發送。
2.如權利要求1所述VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器，其特徵在於，所述用戶空間系統包括參數設置模塊和放音請求模塊；所述參數設置模塊，用於向內核空間系統發送設置參數；所述放音請求模塊，用於向內核空間系統發送放音請求。
3.如權利要求2所述VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器，其特徵在於，所述內核空間系統包括參數設置和請求處理模塊、放音處理和調度模塊及報文發送模塊；所述參數設置和請求處理模塊，用於接收並處理來自用戶空間系統的設置參數及放音請求；所述放音處理和調度模塊，用於讀取緩存中的放音文件以及生成RTP放音報文；所述報文發送模塊，用於將所述放音處理和調度模塊生成的RTP放音報文進行IP封裝並發送。
4.如權利要求3所述VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器，其特徵在於，所述用戶空間系統還包括DTMF處理模塊和放音事件處理模塊；所述DTMF處理模塊，用於處理RTP報文，並根據一定算法來分析DTMF事件並產生DTMF信號；所述放音事件處理模塊，用於接收內核空間系統的放音事件。
5.如權利要求4所述VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器，其特徵在於，所述內核空間系統還包括RTCP處理模塊和報文接收模塊；所述RTCP處理模塊，用於根據RTP報文內容生成回復的RTCP報文，並接收RTCP報文且將處理結果反饋給用戶空間系統；所述報文接收模塊，用於接收外部IP報文。
6.如權利要求5所述VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器，其特徵在於，所述參數設置模塊及放音請求模塊分別與參數設置和請求處理模塊連接，參數設置和請求處理模塊與放音處理和調度模塊連接，放音處理和調度模塊與放音事件處理模塊連接，放音處理及調度模塊與報文發送模塊連接，報文接收模塊與RTCP處理模塊連接，報文接收模塊與DTMF處理模塊連接，RTCP處理模塊與報文發送模塊連接。
7.VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器放音方法，其特徵在於，包括以下步驟a.媒體伺服器接收到放音請求後，用戶空間系統向內核空間系統發送放音請求；b.內核空間系統接收到用戶空間系統的放音請求後，讀取緩存中對應的放音文件並生成RTP放音報文；c.內核空間系統將生成的RTP放音報文進行IP封裝後從對應埠發送出去。
8.如權利要求7所述的VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器放音方法，其特徵在於， 步驟c中，內核空間系統判斷緩存中沒有對應的放音文件時，需要先將用戶空間系統中的該語音文件拷貝到內核空間系統。
9.如權利要求7或8所述VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器放音方法，其特徵在於，內核空間系統在放音的過程中，接收到IP報文後，執行如下操作dl.判斷所述IP報文是RTP報文還是或RTCP報文，若為RTP報文則進入d2步驟，若為 RTCP報文則進入d3步驟；d2.對該RTP報文進行判斷，是否需要發送RTCP報文，若是則生成RTCP報文並進行IP 封裝後發送，同時將該RTP報文發送給用戶空間系統，並進入d4步驟； d3.將該RTCP報文處理後，將處理結果反饋用戶空間系統；d4.用戶空間系統的DTMF處理模塊接收到該RTP報文後，分析判斷其是否為DTMF數據，若是則通知應用伺服器處理相應事件。
10.根據權利要求9所述VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器放音方法，其特徵在於， 所述內核空間系統定時判斷內核空間系統中的緩存文件是否在一段時間內沒有被訪問，若沒有被訪問則刪除該緩存文件。
全文摘要
本發明涉及VOIP技術。本發明解決了現有LINUX環境中，VOIP系統不用專用硬體時媒體伺服器轉發速度慢、性能較低的問題，提供了一種VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器及其放音方法，其技術方案可概括為VOIP系統中基於LINUX的媒體伺服器由用戶空間系統和內核空間系統組成，其中，用戶空間系統用於根據接收的放音信令請求，向內核空間系統發送控制命令；內核空間系統用於接收用戶空間系統的放音請求，根據緩存的對應放音文件生成放音報文並進行發送。本發明的有益效果是提高媒體伺服器的效率，適用於LINUX環境中的VOIP系統。
文檔編號H04M7/00GK102158615SQ20111009132
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月12日 優先權日2011年4月12日
發明者侯小軍 申請人:邁普通信技術股份有限公司