一种高效的无线接入系统RTP代理技术技术方案

本发明专利技术提出了一种适用于无线接入系统提供ＶＯＩＰ语音服务时提高空中接口和ＩＰ　ｂａｃｋｈａｕｌ传输效率的ＲＴＰ代理技术。该方法通过无线接入系统的终端、基站和网关等设备配合，共同完成用户和软交换核心网之间的ＲＴＰ代理。核心的处理是在空中接口帧中直接传输原始的用户媒体包，在无线ｂａｃｋｈａｕｌ上通过私有协议将同一基站的多路用户数据复用到一个ＵＤＰ／ＩＰ包中传输，以及在接入网和核心网的接口上进行媒体协商和私有媒体数据包与标准ＲＴＰ包的转换。本发明专利技术可以提高无线接入系统空中接口和ＩＰ　ｂａｃｋｈａｕｌ的传输效率，同时又不改变接入系统和软交换核心网之间的接口。

An efficient RTP proxy technology for wireless access system

The invention provides a RTP proxy technology for improving the air interface and the transmission efficiency of IP backhaul when the wireless access system provides the VOIP voice service. Through the terminals of the wireless access system, the base station and the gateway, the method can complete the RTP agent between the user and the softswitch core network. The core of the treatment is the direct transmission of the original user media pack at the air interface frame, in wireless backhaul through private agreement will reuse the same multi user data base station to transmit a UDP / IP package, and converting the media negotiation and private media data packet and the standard RTP package in the access network and core network on the interface. The invention can improve the transmission efficiency of the wireless access system, the air interface and the IP backhaul, without changing the interface between the access system and the soft switching core network.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提出了 一种新颖的适用于无线接入系统的提高多媒体业务空 口传输效率和基站回传的接口效率的RTP代理技术。
技术介绍
在采用软交换核心网的无线接入系统中，VoIP、 Vedio等实时多媒体 业务大多采用基于UDP传输协议的RTP封装，以提供端到端的实时传输。但对于语音和一些聊天类数据业务，每一个RTP/UDP/IP包的包头较 长，业务数据相对较少，直接在空口传输RTP包，将导致无线资源的有 效利用率不高。另外，基站和网关之间的IP backhaul数据流量很大，而带宽资源有 限，成为了接入网中传输带宽的瓶颈。如果将每个用户的RTP包单独传 输，传输效率低下，势必进一步增加IP backhaul的带宽和费用。
技术实现思路
本专利技术的基本思想是由无线接入系统终端、基站和网关等设备配合共 同完成用户和软交换机之间的RTP代理。为实现本专利技术的目的，提出了一种高效的无线接入系统RTP代理方 法，包括以下步骤1、 在空中接口，用户数据包的发送方直接将用户数据包作为空口帧 的负载传输，接收方接收处理；2、 在基站与网关之间的IP backhaul,基站和网关都需要支持本专利技术 设计的私有协议，规定上行和下行链路的发送方都将单个用户的数据封 装，再将一个基站下多个用户的数据按照一定格式复用后再传输；3、 在接入网与核心网之间的标准SIP/RTP接口 ，网关负责完成媒体 协商；每一路媒体传输开始前，网关需要与软交换机协商本次会话的RTP 上下文，包括CODEC、 RTP打包时长、抽样率等；4、媒体协商完成后，网关负责实现接入网私有协议的媒体数据包与 标准RTP包的转换上行链路，网关首先分解出复用的多路用户数据， 再进行SRTP和RTP协议的转换；下行链路，网关先将每个接收的RTP 包转换为SRTP包，再进行多路复用。本专利技术的方法可以提高无线接入系统空中接口和backhaul的传输效 率，同时又不改变接入系统和软交换核心网之间的接口 。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。 图1为适用无线接入系统代理RTP技术的网络结构图； 图2为SRTPSN2是SRTPSN1的下一轮的包的示意图； 图3为SRTPSN2与SRTPSN1是同一轮的包的示意图之一； 图4为SRTPSN2与SRTPSN1是同一轮的包的示意图之二； 图5为SRTPSN2是SRTPSN1的上一轮的包的示意图。具体实施例方式适用本专利技术的网络结构如图1所示。本网络架构的网元包括终端 (UT)、基站(BS)、网关(SAG)、和软交换机(SS)。在终端1与基站2之间的空中接口，终端1和基站2直接将用户数据 作为空口帧的负载传输。理论上，发送方仅需要进行原始媒体数据的处理， 但由于空口环境复杂，发生丢包和无规律延迟的情况比较严重，还需要有 机制来保证媒体流在空口的正确传输。本专利技术对空中接口传输的原始媒体 包加上序号，同时在接收方进行緩存和排序，以尽量保证媒体流的正确接 收。也就是说，终端1还需要进行下行数据包的緩存和排序，以及上行数 据包加标识。同时基站2也要对上行链路数据包进行緩存和排序，以及对 下行数据包加标识。在基站2与网关3之间的IP backhaul,本专利技术设计了私有协议，基站 和网关都需要支持该私有协议。该私有协议包括两部分操作。首先，将单 个用户的数据封装，其头域包括会话标识符、包序号和时戳等，本专利技术中 称其为SRTP协议。然后，再将多个用户的数据包复用到一个UDP/IP包中发送。复用时，在UDP头域的后面还需要增加DMUX复用控制字， 其内容包括数据包的封装格式，优先级和复用包数目等。作为接入网与核心网的接口 ，网关3与软交换机4之间的接口为标准 的SIP/RTP协议。网关需要完成接入网私有协议的媒体数据包与标准RTP 包的转换。上行链路，网关3首先分解出复用的多路用户数据，再进行 SRTP和RTP协议的转换；下行链路，网关3先将每个接收的RTP包转 换为SRTP包，再进行多路复用。同时，每一踏4某体传输开始前，网关3 需要与软交换机4协商本次会话的RTP上下文，包括CODEC、打包时长、 抽样率等。为了最大限度节省链路资源，SRTP协议的包序号和时戳都是一个字 节，而RTP协议的包序号和时戳分别为2和4字节。在进行SRTP和RTP 包转换时，本专利技术还设计了序号和时戳双向转换的算法。具体方法如下 (1)序号(SN)转换a. SRTP SN - 〉RTP SN转换SN变换时，SRTP中SN为lbyte,即256个语音包出现SN反转； 标准RTP中SN为2byte,即65536个语音包出现反转。所以需要将SRTP 中的lbyte的SN变换为2byte的SN，并计算出正确的RTP发送序号。网关透传机制下，网关只进行从SRTP到RTP的协议转换，实现两 种协议的序号的同步。其中SRTP包的序号范围为0 255，而RTP包的序 号范围为0-65535，如何将SRTP包的序号转换为RTP包的序号是整个透 传机制的关键。假设网关收到两个SRTP包，其序号分别为SRTPSN1与 SRTPSN2，假设其对应的RTP包的序号分别为RTPSN1与RTPSN2，我 们来看看这些序号之间的关系SRTPSNDEF=SRTPSN2-SRTPSN1,考虑 到SRTP包的序号翻转问题，我们必须考虑两个SRTP包是否在已经发生 了翻转。如图 2 所示， 从图 2 中可以看出 SRTPSNDEF=SRTPSN2-SRTPSNl=10-200=-190<-128 ， 而且很明显 disl>dis2,就近原则，SRTPSN2相对SRTPSNl发生了翻转，也就是说 SRTPSN2是下 一 轮的包，即SRTPSN2=((256+SRTPSNDEF ) + SRTPSN1)%256。如果如图 3 所示，从图 3 中计算出 SRTPSNDEF=SRTPSN2-SRTPSN1=10-110=-100>-128并且<128,而且很 明显disKdis2，就近原则，SRTPSN2相对SRTPSN1没有发生翻转，就 是说SRTPSN2与SRTPSN1是同一轮的包。或者如图4所示，从图4中 计算出SRTPSNDEF=SRTPSN2-SRTPSN1=110-10=100>-128并且<128,而 且很明显disKdis2，就近原则，SRTPSN2相对SRTPSN1没有发生翻转， 就是说SRTPSN2与SRTPSN1是同 一轮的包。但如果如图 5 所示，从图 5 中可以计算出 SRTPSNDEF=SRTPSN2-SRTPSN1=190-10=180〉128 ， 而且很明显 disKdis2,就近原则，SRTPSN1相对SRTPSN2发生了翻转，也就是说 SRTPSN2 是 上 一 4仑 的 包 ， 即 SRTPSNl=(SRTPSN2+(256-SRTPSNDEF))%256。总结上述几种情况，我们可以给出几个序号的一个关系式IF SRTPSNDEF〈-128 RTPSN2= (RTPSNl+(256十SRTPSNDEF))%65536IF SRTPSNDEF>=-128 AND SRTPSNDEF<128 RTPSN2= (RTPS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线接入系统ＲＴＰ代理方法，其特征在于，包括以下步骤：　ａ．在空中接口，用户数据包的发送方直接将用户数据包作为空口帧的负载传输，接收方接收处理；　ｂ．在基站与网关之间的ＩＰ　ｂａｃｋｈａｕｌ采用私有协议，该私有协议包括实现单 用户数据封装的ＳＲＴＰ协议以及多路数据复用两层内容，规定上行和下行链路的发送方都将单个用户的数据封装，再将一个基站下多个用户的数据按照一定格式复用后再传输；　ｃ．在接入网与核心网之间的标准ＳＩＰ／ＲＴＰ接口，网关负责完成媒体协商；每一 路媒体传输开始前，网关需要与软交换机协商本次会话的ＲＴＰ上下文，包括ＣＯＤＥＣ、ＲＴＰ打包时长、抽样率等；　ｄ．媒体协商完成后，网关负责实现接入网私有协议的媒体数据包与标准ＲＴＰ包的转换：上行链路，网关首先分解出复用的多路用户数据，再 进行ＳＲＴＰ协议和ＲＴＰ协议的转换；下行链路，网关先将每个接收的ＲＴＰ包转换为ＳＲＴＰ包，再进行多路复用。

【技术特征摘要】
1、一种无线接入系统RTP代理方法，其特征在于，包括以下步骤a.在空中接口，用户数据包的发送方直接将用户数据包作为空口帧的负载传输，接收方接收处理；b.在基站与网关之间的IP backhaul采用私有协议，该私有协议包括实现单用户数据封装的SRTP协议以及多路数据复用两层内容，规定上行和下行链路的发送方都将单个用户的数据封装，再将一个基站下多个用户的数据按照一定格式复用后再传输；c.在接入网与核心网之间的标准SIP/RTP接口，网关负责完成媒体协商；每一路媒体传输开始前，网关需要与软交换机协商本次会话的RTP上下文，包括CODEC、RTP打包时长、抽样率等；d.媒体协商完成后，网关负责实现接入网私有协议的媒体数据包与标准RTP包的转换上行链路，网关首先分解出复用的多路用户数据，再进行SRTP协议和RTP协议的转换；下行链路，网关先将每个接收的RTP包转换为SRTP包，再进行多路复用。2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a所述的空口帧 还会为用户数据包添加序号，以保证其正确传输。3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，终端或基站接收到用 户数据后根据序号进行緩沖和排序。4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b所述的实现单 用户数据封装的SRTP协议的头域包括会话标识符、包序号和时戳等。5、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述SRTP协议的包 序号和时戳都是一个字节，而RTP协议的包序号和时戳分别为2字节和 4字节。6、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于步骤d, SRTP包序号和 RTP包序号的转换方法如下(1) SRTP包序号转换为RTP包序号首先计算SRTP包序号减去前一个SRTP包序...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐广涵，许瑞锋，石昱舒，
申请(专利权)人：北京信威通信技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]