基于阶段的IP通信系统通信协议研究

中国通信大学学报（自然科学版），通讯大学学报（自然科学版），第22卷第22期，2015年第1期，基于IP的用于舞台对讲系统的通信系统的研究（中国通信大学自动化系，北京100024摘要: 基于IP对讲系统可以解决传统影院调度的缺陷，有必要进行相关技术协议的研究，介绍IP对讲系统的组成框架. 对讲系统的虚拟控制平台中应基于IP的舞台对讲系统具有一定的可靠性和实时性，经过真实系统的应用测试，可以满足剧院对讲调度的通信需求. 系统;通信协议; TCP; UDP中文图片分类号: TN919文件识别码: A文章编号: 1673 -4793（2015）02 -0020 -04基于IP的研究通信协议阶段对讲系统REN Hui，王慧琴，马旭超（中国传媒大学自动化系，北京100024）摘要: 基于阶段对讲系统的IPcan解决方案传统的剧院调度，需要相关的技术协议. 本文介绍了基于框架的阶段对讲系统，重点介绍了通信协议使用的系统，并简要介绍了虚拟控制平台对讲系统. 通信协议系统具有一定的可靠性时间处理能力，可以完成战区调度. 关键词: 对讲系统；通信协议； TCP; UDP简介在舞台表演中，舞台监督人员通过剧院内部舞台系统派遣和协调与表演相关的人员，以确保表演的顺利和有序进行.

传统的对讲系统是基于电路交换的，并且子系统是分散且独立的. 设备之间的协同作用并不是由于网络技术的飞速发展，这使得可以通过网络交换数据. 一个理想的多服务平台，可以满足新的业务需求，例如语音，视频和数据. 终端设备通过IP网络集成在局域网中，解决了当前影院调度的不足，实项目: “十二五”国家科技支撑计划重大项目“关键支撑技术研发与应用示范成果展示（项目编号: 2012BAH38F00）”资助作者简介: 任辉（1966年），男（汉族）舞台通讯系统，山西应县人，中国传媒大学教授. 电子邮件: renhui @ cuc. 埃杜Cn基于IP的对讲系统通信协议的研究基于IP的对讲系统的介绍它分为有线对讲部分，无线对讲部分和调度中心部分. 系统组成如图所示. 最后，每个部分的终端都连接到交换机，以IP数据包的形式交换信息，其中有线基站和无线基站首先通过四根线访问数字矩阵，该数字矩阵具有内置的网络接口卡，将模拟数据转换为IP数据，然后访问交换机.

调度中心的硬件呼叫平台和虚拟呼叫平台连接到同一交换机，并通过网络连接到矩阵. 通过定制矩阵的各种功能，可以实现与矩阵下有线和无线呼叫单元的通信需求. 与矩阵进行数据交换时，硬件呼叫平台和虚拟呼叫平台遵循相同的协议. 协议中研究的通信方是呼叫平台（硬件呼叫平台或您的呼叫平台）和数字矩阵的网络接口卡. 阶段对讲系统的基于IP的通信协议启动呼叫平台后，必须按照一定的顺序发送消息才能与网络接口卡进行通信. 只有在联系后才能进行语音通话. 总通信时序如表1所示. 阶段对讲系统通信总时序序列协议角色UDP设备连接UDPUDP心跳TCPTCP连接TCPTCP心跳设备连接数字矩阵网络接口卡已激活，每5个呼叫平台发送信号，直到接收结束呼叫平台响应，用于网络接口卡和呼叫平台之间的初始联系. 呼叫平台收到连接请求后，将回复并实现连接. 该请求帧由网络接口​​卡使用UDP协议发送，并包含诸如网络接口卡的ID号，主叫平台占用的网络接口卡设备的通道号，设备类型和接口等信息. 连接到网络接口卡的设备的通道号. 响应帧由呼叫平台使用UDP协议发送. 所包含的信息是网络接口卡ID. 连接UDP心跳后，网络接口卡和呼叫平台会相互发送信号以建立心跳连接并相互响应一次. 响应后，将建立心跳连接. 然后两台设备会间隔发送心跳数据包，如果有响应，则意味着两台设备保持状态. 如果在一段时间内没有响应，则意味着设备已断开连接，并且网络接口卡进入了上一部分. 显示了请求的状态.

（1）心跳开始帧和响应帧如第3节所述，在收到呼叫平台的响应帧之后，网络接口卡使用UDP协议将心跳开始网络接口卡心跳开始帧发送给呼叫平台. : 网络接口卡标识号，音频代码标识，网络接口卡IP地址中国通信大学学报（自然科学版）第22号和端口号. 网络接口卡标识号在相同连接期间不会更改，而在不同连接期间会更改. 呼叫平台收到网络接口卡心跳开始帧后，将使用UDP协议将响应帧发送到网络接口卡. 网络接口卡心跳开始帧的响应帧包括平台心跳开始ID和平台标识号. 呼叫平台响应网络接口卡心跳开始帧后，使用UDP协议将平台心跳开始帧发送到网络接口卡. 并等待网络接口卡的响应. 平台心跳开始帧中包含的信息包括: 平台标识号，音频编码标识，呼叫平台IP地址和端口号. 网络接口卡收到平台心跳启动帧后，使用UDP协议调用平台端口发送响应帧. 平台心跳开始帧的响应帧包括网络接口卡心跳开始ID和网络接口卡标识号. （2）心跳保持帧当呼叫平台收到网络接口卡发送的心跳开始帧的响应帧时，它使用UDP协议将呼叫平台心跳保持帧发送到网络接口卡端口，其中包含信息平台标识号，第一个字节为0x81.

当网络接口卡从呼叫平台收到以0x81开头的信令时，它会使用UDP协议向呼叫平台发送网络接口卡心跳保持帧，该协议包含网络接口卡标识号，第一个字节为0Xc1. 网络接口卡发送此信令后，双方开始进行TCP连接. TCP连接和心跳呼叫平台充当TCP客户端，网络接口卡充当TCP服务器. 建立TCP连接后，双方将相互发送自己的设备信息，然后心跳保持帧将不包含该信息. 监视信息以TCP消息格式发送. 前三个字节是SOM（发送消息的缩写）. 最后两个字节是消息长度，其余字节是特定的消息内容. 不同的消息描述对应于不同的功能请求. 平台设备检测和查询，矩阵连接状态，矩阵和与字符有关的设置信息，呼叫平台功能选项，矩阵选项信息，配置信息查询和响应，配置信息更改请求和响应等. TCP心跳的传输和响应保持帧是同一帧，不包含任何信息，并且是5字节的固定格式. 实时语音通话语音通话期间需要发送相应的语音控制命令，包括发送控制和接收控制命令. 语音数据采样率为8000Hz，每个采样8位，单通道. 发送的语音数据中有一个语音报头，即前18个字节，语音报头是语音中最关键的部分，因为语音报头具有相应的含义，因此必须以相应的格式生成，否则接收者将不会接收它.

（1）语音传输信令使用TCP协议. 讲话时，按通话键将发送呼叫开始命令，然后发送语音包. 语音传输信令包含组号和组值信息. 组号是呼叫平台上的信道所在的组号，而数字4是组. 当与呼叫平台相连的设备的通道号在00H 03H范围内时，组号为00H. 在04H 07H范围内，组号为01H；在08 0BH的范围内，组号为02H. 组值是该组中的数字. 一个组有四个通道，四个通道的编号为01H，02H，04H和08H. （2）语音接收信令使用TCP协议. 接听时，按听键发送开始接听命令，然后接收语音包. 语音接收信令还包含组号和组值信息. 组号与信令相同，组号从10H开始. 当平台上与通信平台相连的设备的通道号在00H -03H范围内时，组号为10H. 在04H -07H范围内，组号为11H；在08，组号是12H. （3）语音停止信令使用TCP协议通话时，按下停止呼叫按钮时，将发送停止呼叫命令；接听时，当按下停止呼叫按钮时，将发送停止呼叫命令. 语音停止信令包含组号信息. 组号分为发送组号和应答组号. 当它是发送组号时，表示停止通话；当它是应答组号时，则表示停止接收语音数据.

（4）语音包当呼叫平台发送TCP呼叫命令时，它随后发送语音数据. 语音数据包使用UDP协议发送. 除了固定徽标和呼叫平台标识之为01H 1F的UDP标志. 要断开连接，必须再次发送01H 1F数据包（全部为32. 然后发送包含心跳ID和平台标识信息的UDP数据包. 发送上述两个数据包后，连接将断开连接. 通信协议是内部通信）系统虚拟控制平台对讲系统虚拟控制平台的开发环境为VS2010，主要分为接口，设备通信，声卡控制和播放器四个模块，本文研究的协议主要用于设备通信. / p>

通信过程使用套接字编程. 具体流程如图所示. 根据该通信协议，可以实现虚拟控制平台的呼叫平台与矩阵网络接口卡的网络接口卡之间的连接，并且可以交换语音数据和配置数据. 基于该协议的对讲系统可靠性强，实时性好，网络层遵循IP协议，传输层采用TCP和UDP协议，具有良好的兼容性. 通过进行测试和系统语音质量测试，各项指标可以满足阶段内调度的需求. 结论现阶段对讲系统的IP网络集成需要综合运用各种技术，其中以网络通信技术为核心，剧院对讲系统对实时性，准确性和时间性有较高要求. 延迟，因此系统设备之间的数据交换需要可靠的通信协议作为保证. 本文研究的舞台对讲系统的通信协议已应用于舞台控制系统虚拟控制平台. 经过在真实系统工作环境中的测试，可以满足剧院舞台监督调度的沟通. 需求对于提高剧院对讲系统的可靠性并确保剧院演出的顺利进行具有重要意义. 参考文献信息与通信，2012，（3）. [2]李震，杨干一. 基于应用材料的基于对讲系统的QoS保证技术研究，2014，（9）: 644-650. 乔纳森·戴维亚森（JonathanDaviason），詹姆斯·彼得斯（James Peters）通过印第安纳波利斯IP基础知识获得VOIP: 思科出版社，2012年. （编辑: 王谦）基于通信协议中系统内IP的阶段: RENHui舞台通讯系统，王慧琴，MA Xu-chao作者: 中国传媒大学自动化系，北京，100024标题: 中国传媒大学学报（自然科学版）英文名称: Journal of University of ChinaScience 2015（2）引文: 任辉. 王辉琴. 马旭超. 任辉. 王辉琴. 马旭超基于IP的研究阶段对讲系统的通信协议[期刊论文]-中国通信大学学报（自然科学版）2015（2）

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