VOIP对讲中的平等话权控制方法

摘要

本发明提供一种VOIP对讲中的平等话权控制方法，对于所有申请话权的用户，都允许其发言；在服务器端，实时收录发言者的语音数据，并按照服务器收到话权申请的时间先后对发言者排队，并按照这个排队先后顺序，实时下发发言者的语音数据，将发言者语音数据发送给频道内除了发言者自身以外的其他成员。本发明通过提供更合理的处理策略，提升用户使用VOIP对讲的体验。

说明书

技术领域

本发明涉及一种VOIP对讲的控制方法，尤其是一种VOIP对讲中的平等话权控制方法。

背景技术

VOIP对讲：VoiceoverIP包交换网络中语音通信技术，将语音数据经编码压缩后，在IP网上传输，接收端解码还原原始语音数据，是与传统的电路交换语音通信相比较而言的技术体系。对讲通信是一种PTT（pushtotalk）业务，是一种一对多的半双工通信方式，使用者平时处于收听状态，通过按PTT键进入发言状态。

频道：这个概念借用自模拟（FM）对讲，在模拟对讲中，只有在一个频率的人才能听到对方的讲话。在VOIP对讲中可称为群组，是一组可以相互收听到对方发言的人，他们组成一个频道（或群组）。

话权：VOIP对讲与其它对讲一样，在一个频道（或群组）中，一个时刻只能允许一个人讲话。VOIP对讲中，频道里的参与者、通过按下PTT键申请话权，系统仲裁后，对申请者发出允许或拒绝或保持的信令，并将仲裁结果发给频道里其它人；在同时几个人申请话权的时候，系统会根据申请的时间先后、优先级的设置、禁言情况的设置，给出话权仲裁结果。

话权管理：目前VOIP对讲系统（比如中国移动的PushtotalkOvercellularPOC业务，由OpenMobileAllianceOMA组织规范化）中，采用的话权管理是按时间先后判断，先者允许发言，后者进入排队，等到先发言者释放PTT键后，依次给排队中的请求者发出允许发言的信令。

VOIP对讲与模拟对讲存在两个重大差异：一是它必须依赖话权管理，传统对讲的话权是依赖对讲机的发射功率（或距离、遮挡情况等）、使用纪律自然形成的，它没有集中的话权管理；二是，VOIP对讲依赖于移动网络，要面对各种复杂的网络环境，包括丢包（错包）、延时、抖动等。这两者都会给用户的使用带来“不适应”的问题。

设想这样一个场景：传统的模拟对讲使用中，当指挥员发话说：“各岗位是否都准备好了？”，按规定，各岗位要依次报告情况，因为大家都能听到对方，而且是没有延时地听到，二号岗位的、一定是听到一号位的情况后，才按下PTT键报告自己的情况；这样，如果有5个岗位，一般也能在5秒钟内报告完成。

这种情况，若使用VOIP对讲，则会发生较大的问题，首先，因为网络延时的不确定性，若5个岗位中，某一个岗位的位置的网络延时大，这一个人将推延整个报告的总时间；其次，每个人都有一次话权仲裁的过程，这个延时是叠加的，即使是大家网络延时都不大，每个人都必须等到系统仲裁信令下达后才能说话，完成整个报告的时间也会较长；再次，由于VOIP对讲的使用者多是没有严格训练的人员，他们在按下PTT键后，若得到等待排队的提示，是会不知所措的。

目前VOIP对讲系统中，普遍采用带优先级控制的时间顺序话权策略，撇开优先级不谈（它与本文关系不大），频道中的人，要发言，必须通过按下PTT键来申请话权；在一个频道中，一个时刻只能有一个发言人，因此，系统根据（收到）话权申请的时间先后分配话权，先申请的将获得话权，后申请的进入等待队列，若多于2人申请，除第一人外，其余的人都依次进入等待队列。

只有当前发言人释放PTT键，即释放话权后，等待队列中的第一人会获得话权，系统给予提示，申请人可以发言。在等待队列中的人，必须保持PTT键按下的状态，一旦释放，表示取消申请、退出排队。频道中所有人，包括发言的和排队的人，都将收到话权分配的信令和排队人的报告。因此，正在发言的人，可以看到有人排队，他可以因此简短发言；进入队列的人，也能知道现在谁有话权，他可以因此决定是否要排队。

综上所述，时间顺序话权策略，符合对讲频道中只有一人发言的原则，也结合了计算机信息系统的优势，能将频道中申请发言的状态报告给频道成员；在经过训练的团队中，成员会尽量避免同时发言的情况，也很少会在他人讲话时“插话（申请话权）”，团队沟通的效率还是很高的。

在VOIP对讲逐渐普及，大多数使用者不习惯“发言排队”的场合，特别是遇上网络状况的波动，按时间顺序的话权策略就显得太僵化了，这将严重影响到用户的使用体验。

举个极端的例子，一个频道里有11个人，一个人问：“谁听到我的声音了？”，这时，10个人几乎同时按下PTT键，由于网络时延不同，最快的那人（设为大大），获得话权，听到允许发言的提示，这时、他报了自己的名字：“大大”。而其他人、则是在按下PTT后，听到“大大”，可能由于不习惯，多数人会松开PTT，准备听大大说些什么。然后、又继续按PTT，准备报名字，而每次只有一个人能报上名。我们实际进行了多次试验，这种场景下，只有2、3个人能完成报名，其余的人都反应“对讲系统不好用”。如果某个人所处的网络不好，每次都比别人慢，他可能永远没有说话的机会。（当然，他如果了解排队的机制，只要按住PTT不放，耐心地等前面的人讲完，是能发言的。）

这个场景说明，时间顺序的话权，每个人的延时是会影响后面排队的人，让后面的人体验下降；而且对于每个人，申请了几秒钟（网络不好时、可能要几秒钟才得到仲裁的结果），只获得一个排队的消息，这种体验也是不能接受的。

现有的顺序话权策略，存在以下缺点：

1、申请话权、进入排队的人，会听到别人（获得话权）的人的讲话，这与传统对讲机的使用习惯不一样。传统对讲中，按下PTT键，就一定能讲话。（别人是否听到，在传统对讲系统中是不保证的。）

2、按下PTT键申请发言，若得到一个排队的结果，一般情况会释放PTT键，去听别人的发言。等于是申请失败，多数情况等同于没有排队。

3、即使是排队中的人，一个接一个发言的情况，两人之间的延时仍受网络的影响，而且、这个延时会推延整个对讲（包括排队）的活动。在收听人那边，两个人的讲话之间有间隔、不是一个接一个的。

4、若是未培训的人群，这种靠申请人按PTT键排队的机制，不符合大多数人的习惯，“上线（获得话权）”的成功率非常低（10个人只有1人成功，成功率10%）。

发明内容

本发明针对VOIP对讲在时间顺序话权策略“失效”的场合，提供一种VOIP对讲中的平等话权控制方法，通过提供更合理的处理策略，提升用户使用VOIP对讲的体验。本发明采用的技术方案是：

VOIP对讲中的平等话权控制方法，对于所有申请话权的用户，都允许其发言；在服务器端，实时收录发言者的语音数据，并按照服务器收到话权申请的时间先后对发言者排队，并按照这个排队先后顺序，实时下发发言者的语音数据，将发言者语音数据发送给频道内除了发言者自身以外的其他成员。

所述的VOIP对讲中的平等话权控制方法，还包括以下控制规则：

1).用户作为发言者，当服务器端收到发言者语音数据后，监测发言者的语音数据，当语音中断且超过一个预定延时阈值，则主动释放与该发言者用户的连接；

2).多个用户同时发言时，对一个正在发言的用户，在其发言期间，服务器收到其他发言者的语音数据后立刻投递下发，而无需在等到接收到所述一个正在发言的用户的话权释放信号后再投递下发其他发言者的语音数据；

3).服务器向一个用户投递下发收录的其他发言者的语音数据时，按照收到其他发言者话权申请的时间先后顺序，将其他发言者的语音数据依次向该用户投递下发；

并且，后一个其他发言者的语音数据必须要等到前一个其他发言者的语音数据投递下发完毕后再向该用户进行下发；

4).服务器端对于投递下发的语音数据，若向一个用户投递时间超过预设阈值，则抛弃向该用户投递下发的语音数据。

上述四个控制规则中至少(2)和(3)同时联合起作用。

本发明的优点在于：本发明提升用户使用VOIP对讲的体验，这种体验包括成功概率、响应速度、时效性。

1）一个频道（或群组）中，当多个用户都（或先后）按下PTT键请求话权，并不释放时，这些请求者都将获得话权、即允许发言的指令，他们的语音也都将被系统收录；

2）频道中的所有人都将依次听到其他发言者的语音。

附图说明

图1为本发明的实施例用户发起VOIP对讲的示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明提供一种VOIP对讲中的平等话权控制方法，适用于VOIP对讲系统；一个典型的VOIP对讲系统包括终端和服务器，用户手持终端，通过按下终端上的PTT键（其可能是APP应用中的一个按键）申请话权，当释放PTT键时，即释放话权；用户发言时需要一直按住PTT键；服务器端上则设置了一种平等话权控制策略即本发明的VOIP对讲中的平等话权控制方法。

本发明不涉及仲裁中除了话权控制外的其它方法，因此，假定所有的用户都是合法用户，服务器允许这些合法用户发言；其它的诸如优先级控制或禁言列表控制等仲裁方法不在本发明的讨论范围内。

在本发明的VOIP对讲中的平等话权控制方法中，对于所有申请话权的用户，都允许其发言；在服务器端，实时收录发言者的语音数据，并按照服务器收到话权申请的时间先后对发言者排队，并按照这个排队先后顺序，实时下发发言者的语音数据，将发言者语音数据发送给频道内除了发言者自身以外的其他成员。

图1中有A、B、C、D、E五个用户，都进行发言，每根实线代表某个用户拥有话权的持续时间（即服务器端收到用户按下PTT键信号到释放PTT键信号的持续时间）；在实线中，用户可能发出一段完整不中断的语音数据，也可能存在中断；实线的终点代表服务器接收到的释放话权信号（用户通过释放PTT键发出释放话权信号），也就代表了一段用户发言的终结；每根实线前面一小段虚线代表的是用户按下PTT键发出话权申请后至服务器端收到话权申请的网络延时，以及服务器可能进行的除本发明方法外其它仲裁方法的时间等；

服务器对所有申请话权的用户A、B、C、D、E，都允许其发言，而传统的控制策略是第一个发言者A首先获得话权，只有等A释放PTT键，即释放话权后，等待队列中的第一人B才会获得话权。本发明图1中，服务器接收到用户A的语音数据后，立刻实时向用户B、C、D、E下发，而不是等到用户A的语音数据结束后才下发；

服务器按照收到话权申请的时间先后对发言者排队，排队先后顺序为A-C-B-D-E，然后按照排队顺序，将发言者语音数据发送给频道内除了发言者自身以外的其他成员。例如服务器首先将A的语音数据向B、C、D、E下发；然后将C的语音数据下发，注意C的语音数据在图1中第3秒刚开始时只能向A下发，而不能向B、D、E下发，因为用户B、D、E正在接收服务器实时转发的A的语音数据（后续规则三可优化这个问题）；

本申请可加入以下的控制规则：

1).用户作为发言者，当服务器端收到发言者语音数据后，监测发言者的语音数据，当语音中断且超过一个预定延时阈值，则主动释放与该发言者用户的连接；

该条规则旨在优化用户上传语音数据的实效性；假定用户在开始发言时（按下PTT键），终端与服务器通信正常，当用户发言数秒后，终端进入网络盲区，则服务器收到用户的一段语音后，就会监测到语音中断，而语音中断时并未收到释放话权信号，则当语音中断超过一个预定延时阈值，不管后续有无收到释放话权信号，都主动释放与该发言者用户的连接，尽量减少对其他用户实时性的影响。另一种可能的情况是假定用户A在获得话权期间，第一段语音讲完后相隔了太久时间才发出第二段语音，而他一直按着PTT键没释放，此种情况下服务器也会在监测到语音中断超过延时阈值后断开与A的连接；

2).多个用户同时发言时，对一个正在发言的用户，在其发言期间，服务器收到其他发言者的语音数据后立刻投递下发，而无需在等到接收到所述一个正在发言的用户的话权释放信号后再投递下发其他发言者的语音数据；这样可以充分利用上下行网络带宽；

对于图1中的用户A，在A发言期间，服务器收到发言者C的语音数据后立刻投递下发，而无需等到A的语音数据结束；

3).服务器向一个用户投递下发收录的其他发言者的语音数据时，按照收到其他发言者话权申请的时间先后顺序，将其他发言者的语音数据依次向该用户投递下发；并且，后一个其他发言者的语音数据必须要等到前一个其他发言者的语音数据投递下发完毕后再向该用户进行下发；

举例来说，对于图1中的用户A，服务器向A投递下发其他发言者的语音数据时，按照C-B-D-E的顺序，先将C的语音数据投递下发给A，下发完毕后（即收到A的话权释放信号后）紧接着将B的语音数据投递下发给A，以此类推，然后依次进行D、E的语音数据下发；

对于图1中的用户B，服务器先将A的语音数据投递下发给B（当然服务器同时也投递下发给C、D、E），等A的语音数据结束后，再将C的语音数据投递下发给B（服务器对C的语音下发前先缓存一下，因为A的语音数据是实施转发的而A的语音数据很长），等C的语音数据下发结束后，再将D的语音数据投递下发给B，等D的语音数据下发结束后，再将E的语音数据投递下发给B；

4).服务器端对于投递下发的语音数据，要注意数据的时效性，若向一个用户投递时间超过预设阈值，则抛弃向该用户投递下发的语音数据；并对该用户做相应的异常处理。

需要说明的是，上述四个控制规则中至少(2)和(3)是同时联合起作用的，对于控制规则(2)和(3)，不能单独割裂的理解规则(2)和(3)；

举例来说，在A发言期间，服务器收到发言者C的语音数据后可以根据规则(2)立刻向A投递下发；但是收到发言者B的语音数据后就不能立刻向A投递下发，因为此时B的发言还未结束，必须根据规则(3)等C的语音数据向A投递下发结束后，才将B的语音数据向A投递下发。