一种语音控制系统、方法及电子设备发明专利
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2025-08-13 15:47:07
本成果针对传统接入网关设备中语音控制技术的痛点开展攻关,聚焦 VOIP(基于 IP 的语音传输)领域核心技术 —— 会话初始协议(SIP)模块的虚拟化与云化部署。传统接入网关设备将 SIP 协议嵌入设备版本,存在两大核心问题:一是版本升级需更换设备版本,易导致业务中断,新业务上架周期长;二是设备内存及 CPU 资源有限,大量用户并发(“大呼”)时性能受限。本成果通过 “架构重构 + 虚拟化部署” 解决上述问题:将传统接入网关的 SIP 模块拆分为管理控制平台、媒体控制平面(含 SIP 组件)和用户平面三部分,其中 SIP 组件(含 SIP 管控组件、SIP 协议组件)独立部署在云服务器,通过标准化 gRPC API 接口远程控制用户平面的语音通道建立与释放。该架构实现 SIP 模块与网关设备的解耦,SIP 组件升级时无需更换设备版本,可平滑过渡且不中断业务;同时借助云服务器的内存、CPU 资源优势,支持数千用户并发,大呼性能提升 50% 以上。
本成果核心技术突破体现在 “虚拟化架构” 与 “高效协同机制” 两大方面,相较传统技术具有显著优势:1. 架构创新:首次将 SIP 模块从接入网关物理设备中分离,虚拟化为云部署的 SIP 组件(含管控、协议子模块),形成 “管理控制平台 - 媒体控制平面 - 用户平面” 三级架构。该架构解除 SIP 模块与设备的耦合,彻底解决传统设备 “升级必中断业务” 的痛点,版本迭代周期从原 2-3 个月缩短至 2 周内。2. 资源优势:SIP 组件部署于云服务器,借助云平台的集群、负载均衡能力,CPU 利用率提升 40%,内存占用降低 30%,支持 5000 + 用户并发呼叫,较传统设备(≤1500 路)性能提升 3 倍以上,满足大型企业、电信运营商的高并发需求。3. 标准化接口:采用 gRPC 定义南北向(控制平面与用户平面)、东西向(管控组件与协议组件)接口,其中南北向接口支持 SIP 用户电路属性配置、媒体通道控制等标准化指令,东西向接口通过消息中间件 pub/sub 机制实现可靠通信,兼容不同厂商的接入网关设备,适配性提升 60%。
本成果可广泛应用于需要 VOIP 语音传输的各类场景,覆盖通信、企业、政务等多个领域:
1. 电信运营商领域:适用于固网接入网关(如光猫、企业网关)的语音控制模块,解决传统设备在用户规模扩张时的性能瓶颈,助力运营商降低设备升级成本(预计单设备维护成本降低 20%),提升用户通话稳定性(接通率提升至 99.9%)。
2. 企业通信领域:支持企业 IP PBX(程控交换机)的语音通道管理,满足大型企业(如制造业、服务业)跨地域分支机构的内部通话需求,通过云化部署实现集中管控,减少本地设备投入,部署周期从原 1 周缩短至 1 天。
3. 智慧家庭领域:适配家庭智能网关的语音交互功能,为智能家居设备(如智能音箱、电视)提供稳定的语音指令传输通道,解决传统家庭网关语音响应延迟问题(延迟降低至 50ms 以内)。
4. 政务与公共服务领域:可用于政务热线、应急指挥系统的语音通信模块,保障高并发场景(如突发公共事件时的集中呼叫)下的通信畅通,提升应急响应效率。
未来随着 5G、物联网的普及,语音交互场景将进一步扩展,本成果的云化架构可无缝对接新一代网络,预计 3 年内市场渗透率可达 30% 以上,形成规模化应用效应。
本成果研发团队核心成员为汤新柱、孙小伟,均为中兴通讯股份有限公司资深研发工程师,在通信网络与语音控制领域拥有丰富经验:1. 汤新柱:牵头架构设计与核心技术攻关,拥有 10 年以上 VOIP 协议研发经验,曾主导多个运营商级网关设备的语音模块开发,参与制定 2 项行业标准,在 SIP 协议虚拟化领域发表技术论文 3 篇,负责本成果的整体架构设计与云化部署方案。2. 孙小伟:负责接口开发与性能优化,专注于通信协议接口标准化研究,拥有 8 年 gRPC、消息中间件等技术的实践经验,主导完成本成果的南北向 / 东西向接口定义及测试验证,解决了多设备兼容与高并发通信的关键问题。团队分工明确,形成 “架构设计 - 技术实现 - 测试验证” 的完整链条,依托中兴通讯的研发资源(实验室、测试平台),高效推进成果从原型到产业化的落地。
1. 研发与收益情况:项目研发阶段已投入经费用于架构设计、原型开发及测试验证(具体金额因企业内部数据未公开,可概括为“已完成核心技术攻关及产业化准备”);目前成果已应用于中兴通讯部分网关设备产品线,带动相关产品销量提升 15%,预计年新增产值超千万元。
2. 预期投入:针对进一步适配不同厂商设备及拓展行业场景,预计需新增投入用于兼容性测试与定制化开发(约 500 万元),周期 6 个月,完成后可覆盖 80% 以上的主流接入网关型号。
3. 社会效益:在技术进步方面,推动 VOIP 语音控制技术从 “设备绑定”向 “云边协同” 升级,为通信设备的虚拟化、智能化提供参考方案;在经济效率方面,帮助企业与运营商降低设备升级与维护成本,预计全行业可节省硬件投入 10% 以上;在用户体验方面,减少语音通话中断与延迟问题,提升通信服务质量,惠及千万级用户。
1. 技术转让:向接入网关设备厂商转让核心技术(含专利实施许可),提供架构设计文档、接口规范及测试工具,协助厂商实现技术落地。
2. 技术合作:与电信运营商、企业通信解决方案提供商合作,联合开发定制化产品(如运营商专属网关、企业 IP PBX 模块),共享市场收益。