專利名稱：語音監(jiān)聽方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域的測試技術(shù)，尤指一種應用于基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議語音通信網(wǎng)絡(luò)中的語音監(jiān)聽方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的語音通信(Voice Over Internet Protocol，VOIP，即基于互聯(lián)網(wǎng)的語音通信)由于其具有通信成本低且路由選擇靈活的優(yōu)點，其應用范圍也越來越廣泛。為保證語音通信質(zhì)量，在通信過程中對語音碼流的變化、語音時隙的交換等進行監(jiān)控是很有必要的。
在現(xiàn)有技術(shù)中，常用的語音監(jiān)聽方案如圖1，其原理為測試儀器負責將語音數(shù)據(jù)收集并轉(zhuǎn)換成IP包，轉(zhuǎn)換后的IP包通過網(wǎng)口傳送到計算機，由計算機將IP包轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，之后再將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬語音信號。
上述方案中，由于是通過計算機將IP包轉(zhuǎn)換為模擬語音信號，所以是基于軟件來實現(xiàn)，這樣不僅運行效率不高、可選監(jiān)聽語音通路不多，而且在硬件上需要計算機和測試儀器配合，進而給操作人員攜帶、操作帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種語音監(jiān)聽方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在運行效率低和可供監(jiān)聽的語音通路少的問題。
為解決上述問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種語音監(jiān)聽方法，包括如下步驟A、從接收數(shù)據(jù)流中分離出實時協(xié)議(RTP)和實時控制協(xié)議(RTCP)數(shù)據(jù)包；B、解碼分離出的數(shù)據(jù)包并轉(zhuǎn)換成時分復用(TDM)碼流；
C、從所述TDM碼流中選取時隙并進行數(shù)/模轉(zhuǎn)換；D、監(jiān)聽轉(zhuǎn)換后的模擬語音。
其中，步驟C中是從600路語音的TDM碼流中任選1至4路時隙。
一種監(jiān)聽系統(tǒng)，包括微處理器，用于控制和配置消息；對外業(yè)務接口扣板模塊，用于提供標準的10BASE-T/100BASE-TX以太網(wǎng)口；邏輯模塊，與處理器和對外業(yè)務接口扣板模塊連接，在微處理器的控制下傳輸對外業(yè)務接口扣板模塊接收的業(yè)務數(shù)據(jù)；數(shù)字信號處理器陣列扣板模塊，與處理器和邏輯模塊連接，將邏輯模塊傳輸來的數(shù)據(jù)包解碼后轉(zhuǎn)換成時分復用碼流；語音監(jiān)聽模塊，與微處理器和數(shù)字信號處理器陣列扣板模塊連接，根據(jù)微處理器指令從多路語音的時分復用碼流中選擇時隙來完成數(shù)/模轉(zhuǎn)換，并輸出模擬語音。
本發(fā)明具有以下有益效果1、由于本技術(shù)從以太網(wǎng)分包到語音編解碼再到時隙分配、交換及數(shù)/模((D/A)變換全基于硬件實現(xiàn)，因此具備處理能力強，運行效率高的特點。
2、能夠提供更多的可供監(jiān)聽的語音通路。通過空分、時分兩級交換，一塊業(yè)務單板就能提供從多達600路語音中任取1-4路進行監(jiān)聽。
3、直接監(jiān)聽基于以太網(wǎng)的語音通道，通過監(jiān)聽已有錄音，能主觀評估VOIP網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中語音監(jiān)聽方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的語音監(jiān)聽系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明語音監(jiān)聽系統(tǒng)中邏輯模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本發(fā)明語音監(jiān)聽方法的流程圖。
具體實施例方式
參閱圖2所示，本發(fā)明語音監(jiān)聽系統(tǒng)包括CPU(Center Processor Unit中央處理單元)、對外業(yè)務接口扣板模塊、邏輯模塊、數(shù)字信號處理器(DSPDigitalSignal Processor)陣列扣板模塊和語音監(jiān)聽模塊。具體說明如下1、CPU，用以對整個語音監(jiān)聽系統(tǒng)進行調(diào)度，通過小系統(tǒng)的調(diào)試網(wǎng)口可以從后臺維護計算機收集到操作者的控制指令，并據(jù)此設(shè)置系統(tǒng)各個模塊的具體功能，比如設(shè)置DSP模塊采用何種編解碼方式以及語音監(jiān)聽模塊具體監(jiān)聽特定話路的語音等。
2、對外業(yè)務接口扣板模塊，通過CPU總線和周邊元件擴展接口(PCI)總線與CPU連接。對外業(yè)務接口扣板模塊實現(xiàn)對外提供8個標準的10BASE-T/100BASE-TX以太網(wǎng)口(RJ45)，每個網(wǎng)口具備連接/激活(LINK/ACTIVE)和速度(SPEED)指示燈顯示。
(1)每個以太網(wǎng)口能設(shè)定特定工作模式(10M/100M、Half Duplex/FullDuplex)或者自協(xié)商模式。
(2)收發(fā)端口均具備收發(fā)檢測和端口方向翻轉(zhuǎn)功能(Auto MDI/MDIX)，可以自動適應不同類型的網(wǎng)線。
(3)通過IX BUS與數(shù)據(jù)產(chǎn)生和分析單板接口邏輯，IX BUS工作在Split方式，收發(fā)數(shù)據(jù)均為32位。
(4)提供簡單網(wǎng)管協(xié)議(Simple Network Management Protocol，SNMP)和遠程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)(Remote Network Monitor，RMON)統(tǒng)計計數(shù)功能，包括收發(fā)總幀數(shù)、字節(jié)數(shù)、幀檢驗系列(Ftame Check Sequence，F(xiàn)CS)校驗錯、單播/多播/廣播幀數(shù)統(tǒng)計，各端口收發(fā)統(tǒng)計技術(shù)相互獨立。
(5)支持8端口滿速率線速收發(fā)，配合數(shù)據(jù)產(chǎn)生和分析單板能實現(xiàn)對各端口發(fā)送速率的靈活調(diào)整(最小粒度為1Kbps)；支持802.1P、802.1Q和802.3AC的虛擬局域網(wǎng)(VLAN)標志幀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生和分析。
對外業(yè)務接口扣板模塊支持不同業(yè)務接口模塊，包括快速以太網(wǎng)(FastEthernet，F(xiàn)E)、千兆比特以太網(wǎng)(Gigabit Ethernet，GE)、承載包(Packet OverSDH/SONET SDH/SONET，POS)等不同款式業(yè)務模塊。
3、DSP陣列扣板模塊，與邏輯模塊連接，通過CPU總線與和PCI總線與CPU連接。DSP陣列扣板模塊采用TI公司的2050B PCI-PCI透明橋片，集成8片TI公司的高密度C6415DSP芯片。
該扣板的目的是作為VOIP業(yè)務處理板以滿足對高端VoIP方案的需求。同時可降低VoIP系統(tǒng)方案的成本，能提供基于IP語音包的VoIP技術(shù)軟硬件系統(tǒng)解決方案。作為業(yè)務板扣板可靈活支持高密度的VoIP等業(yè)務，實現(xiàn)語音壓縮、回波抵消、靜音抑制、提供DTMF單音測試等功能，完成MGCP等協(xié)議，從而支持VoIP、FoIP、MoIP等應用。
4、邏輯模塊，與對外業(yè)務接口扣板模塊連接和邏輯模塊連接，通過CPU總線與和PCI總線與CPU連接。邏輯模塊和對外業(yè)務接口扣板模塊之間的標準接口為IX BUS接口，通過接口邏輯更換也可變?yōu)镻OSPHY3(Packet Over Sonetinterface specification for Physical Layer devices level 3)接口。邏輯模塊通過適配對外業(yè)務接口扣板模塊，完成數(shù)據(jù)發(fā)送到接口板和從接口板接收數(shù)據(jù)的功能，同時提供對內(nèi)自環(huán)和對外環(huán)回(交換)的功能。
邏輯模塊分為3個百萬門級別的大規(guī)模現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)邏輯芯片，包括發(fā)送邏輯單元、分析邏輯單元和接口邏輯單元，如圖3所示。三個邏輯單元都提供CPU總線，用于跟CPU進行通信，主要是接收CPU的控制和配置消息，以及反饋狀態(tài)和統(tǒng)計消息等。另外，三個邏輯都提供PCI總線接口，用于連接數(shù)字信號處理器(DSP)陣列和CPU，主要完成業(yè)務數(shù)據(jù)的傳輸。
發(fā)送邏輯單元主要完成二三層測試中的組包、校驗、插錯、控制流插入、地址跳變、凈荷生成等功能。
分析邏輯單元主要完成二三層測試中的媒體訪問控制(MAC)幀處理統(tǒng)計、IP包處理統(tǒng)計、RTP包、RTCP包等上層協(xié)議包的識別、IP層業(yè)務質(zhì)量(QOS)測試、數(shù)據(jù)包捕獲等功能。
接口邏輯單元主要完成發(fā)送緩沖、發(fā)送調(diào)速、接收方向的線路利用率統(tǒng)計、接收緩沖、接收組包轉(zhuǎn)發(fā)、接收方向的語音通道識別、接收包解包處理，發(fā)送方向的先進先出(FIFO)緩沖，還有PCI接口功能、時鐘模塊、網(wǎng)絡(luò)損傷模擬模塊等。
5、語音監(jiān)聽模塊，通過CPU總線與CPU連接，通過TDM總線與DSP陣列扣板模塊連接。語音監(jiān)聽模塊根據(jù)CPU指令實現(xiàn)空分交換、時隙交換。從基于600路語音的TDM碼流中選擇1至4路時隙，之后專有芯片經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號，經(jīng)過運算放大器和耳機插座后實現(xiàn)語音監(jiān)聽功能。
參閱圖4所示，本發(fā)明的具體處理過程如下對外業(yè)務接口扣板模塊對外提供8個標準的10BASE-T/100BASE-TX以太網(wǎng)口(RJ45)，每個網(wǎng)口具備LINK/ACTIVE和SPEED指示燈顯示。每個以太網(wǎng)口能設(shè)定特定工作模式(10M/100M、HalfDuplex/Full Duplex)或者自協(xié)商模式。收發(fā)端口均具備收發(fā)檢測和端口方向翻轉(zhuǎn)功能(Auto MDI/MDIX)，可以自動適應不同類型的網(wǎng)線。支持802.1P、802.1Q和802.3AC的VLAN標志幀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生和分析；業(yè)務數(shù)據(jù)流經(jīng)對外業(yè)務接口扣板模塊到達邏輯模塊，扣板與邏輯通過IX BUS總線相連(步驟10)。
邏輯模塊將從IX BUS得到的數(shù)據(jù)流中的RTP數(shù)據(jù)包及RTCP數(shù)據(jù)包識別出后轉(zhuǎn)發(fā)到DSP陣列扣板模塊(步驟11)；邏輯模塊對于RTP/RTCP包的識別通過邏輯模塊中的接口邏輯先在二層IP包的基礎(chǔ)上識別出UDP及TCP包，之后邏輯根據(jù)對報文頭的解析識別出RTP/RTCP；由于RTP/RTCP數(shù)據(jù)包在UDP上地址的奇偶性不同，可由此區(qū)分出RTP包和RTCP包；之后將已識別出的包轉(zhuǎn)換成ATM信元經(jīng)過UTOPIA II(Universal Test & Operations PHY Interface forATMATM通用測試和操作物理接口)總線送到DSP陣列扣板模塊。
DSP陣列扣板模塊將由邏輯得到的RTP包經(jīng)G711或其它相應編解碼模塊處理后轉(zhuǎn)換成TDM信號碼流再傳送到語音監(jiān)聽模塊。RTCP包則由DSP用于實現(xiàn)VOIP的QOS(Quality of Service服務質(zhì)量)控制。其中TDM的空分交換直接由DSP陣列扣板的復雜可編程邏輯器件(Complex Programmable LogicalDevice，CPLD)邏輯完成(步驟12)。
DSP陣列扣板模塊出HW(High Way高速信號線)到語音監(jiān)聽模塊，語音監(jiān)聽模塊專用芯片根據(jù)CPU指令從600路語音的TDM碼流中經(jīng)時隙交換選出1至4路時隙，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后將模擬信號流送運放電路，之后經(jīng)耳機插孔后可接擴音器，將其最終轉(zhuǎn)換成監(jiān)聽的模擬語音(步驟13)。
本發(fā)明具有以下特點1、通過大規(guī)模邏輯實現(xiàn)以太網(wǎng)上RTP、RTCP數(shù)據(jù)包的識別，以實現(xiàn)到達從IP包中提取語音包。
2、通過大規(guī)模DSP陣列，實現(xiàn)大量VOIP語音的G.711/G.723/G726/G.729等編解碼算法。
3、通過DSP及邏輯，實現(xiàn)將基于以太網(wǎng)的語音轉(zhuǎn)為TDM格式并實現(xiàn)語音空分交換。
4、通過專有芯片實現(xiàn)基于TDM的時隙交換；通過專有芯片及運放實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換。
5、通過耳機插座外接耳機或喇叭，直接進行監(jiān)聽語音的放音、監(jiān)控。
權(quán)利要求
1.一種語音監(jiān)聽方法，其特征在于包括如下步驟A、通過硬件邏輯模塊從接收數(shù)據(jù)流中分離出實時協(xié)議(RTP)和實時控制協(xié)議(RTCP)數(shù)據(jù)包；B、解碼分離出的RTP數(shù)據(jù)包并轉(zhuǎn)換成時分復用(TDM)碼流；C、從所述TDM碼流中選取時隙并進行數(shù)/模轉(zhuǎn)換；D、監(jiān)聽轉(zhuǎn)換后的模擬語音。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A包括下述步驟在二層IP包的基礎(chǔ)上識別出用戶數(shù)據(jù)協(xié)議(UDP)及傳輸控制協(xié)議(TCP)數(shù)據(jù)包；根據(jù)對UDP數(shù)據(jù)包報文頭的解析識別出RTP/RTCP數(shù)據(jù)包；根據(jù)RTP/RTCP數(shù)據(jù)包在UDP上地址的奇偶性區(qū)分出RTP包和RTCP包，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ATM信元。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟B中還解碼RTCP數(shù)據(jù)包，并用于實現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的語音的服務質(zhì)量控制。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，步驟C中是從600路語音的TDM碼流中任選1至4路時隙。
5.一種監(jiān)聽系統(tǒng)，其特征在于包括微處理器，用于控制和配置消息；對外業(yè)務接口扣板模塊，通過總線與所述微處理器連接，并具有標準的以太網(wǎng)口；邏輯模塊，與處理器和對外業(yè)務接口扣板模塊連接，在微處理器的控制下傳輸對外業(yè)務接口扣板模塊接收的業(yè)務數(shù)據(jù)；數(shù)字信號處理器陣列扣板模塊，與處理器和邏輯模塊連接，將邏輯模塊傳輸來的數(shù)據(jù)包解碼后轉(zhuǎn)換成時分復用碼流；語音監(jiān)聽模塊，與微處理器和數(shù)字信號處理器陣列扣板模塊連接，根據(jù)微處理器指令從多路語音的時分復用碼流中選擇時隙來完成數(shù)/模轉(zhuǎn)換，并輸出模擬語音。
6.如權(quán)利要求5所述的監(jiān)聽系統(tǒng)，其特征在于，所述邏輯模塊包括接口邏輯單元，分別與對外業(yè)務接口扣板模塊、數(shù)字信號處理器陣列扣板模塊和微處理器連接；發(fā)送邏輯單元，與接口邏輯單元和微處理器連接；分析邏輯單元，與接口邏輯單元和微處理器連接。
7.如權(quán)利要求5所述的監(jiān)聽系統(tǒng)，其特征在于，所述對外業(yè)務接口扣板模塊具有8個標準的10BASE-T/100BASE-TX以太網(wǎng)口。
8.如權(quán)利要求7所述的監(jiān)聽系統(tǒng)，其特征在于，每個網(wǎng)口具有/LINK/ACTIVE和SPEED指示燈。
9.如權(quán)利要求5所述的監(jiān)聽系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器陣列扣板模塊包括8個高密度的數(shù)字信號處理器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種語音監(jiān)聽方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在運行效率低和可供監(jiān)聽的語音通路少的問題；所述方法為通過硬件邏輯模塊從接收數(shù)據(jù)流中分離出實時協(xié)議(RTP)和實時控制協(xié)議(RTCP)數(shù)據(jù)包；將解碼分離出的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成時分復用(TDM)碼流；從所述TDM碼流中選取時隙并進行數(shù)/模轉(zhuǎn)換并監(jiān)聽轉(zhuǎn)換后的模擬語音。
文檔編號H04L29/06GK1738261SQ20041005618
公開日2006年2月22日 申請日期2004年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月18日
發(fā)明者楊松 申請人:華為技術(shù)有限公司