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基于SIP协议的嵌入式VoIP系统的研究与设计

作　者: 郑伟
导　师: 王健
学　校: 大连理工大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: VoIP SIP 嵌入式平台分组交换网络语音通信
分类号: TN916.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 229次
引　用: 2次
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内容摘要

近年来,分组交换网络技术和语音通信技术都取得了长足的发展,先进的语音通信技术不断被提出和改进,分组交换网络的规模和传输速度不断提升,同时这两者也在不断交叉渗透,相互影响。基于分组交换网络的语音传输技术以其方便性、经济性和可扩展性受到了世人瞩目,并逐步成为现代通信的主流技术。因此,研究一套经济实用的VoIP系统具有很强的实际和理论意义。本课题采用最新的网络传输协议和编码方法组建一个VoIP系统,并在将VoIP系统与嵌入式系统结合的方向上进行了尝试性的研究和设计。本文在分析了现有的VoIP系统的基础上,参考当前主流的VoIP系统设计理论与技术,利用SIP协议,RTP协议等网络技术以及基于CELP的语音压缩技术设计出一套具有实际意义的VoIP系统。本系统主要由SIP服务器和客户端两部分组成:SIP服务器为客户端提供代理,内网穿透,注册,会话,定位等服务;客户端通过网络与SIP服务器通信,获得通信对方的信息,并在SIP服务器的协助下建立语音通信。本文重点阐述了SIP服务器的搭建和嵌入式客户端的软硬件实现。针对本课题的应用需求,本文先后实现了SIP服务器的搭建和客户端的设计。SIP服务器采用开源高性能的OpenSIPS服务器软件搭建,可以平稳的为局域网内的SIP应用提供服务。基于Linux的嵌入式客户端软硬件平台的实现包括bootloader移植,嵌入式系统构建,相关驱动程序,以及可以在PC和嵌入式平台上运行的客户端通信软件。测试结果表明,本课题设计的VoIP系统结合了多线程技术,语音处理技术以及网络技术诸多优势,成功实现了基于分组交换网络的实时通信,在用户注册,代理,会话,即时通信等方面表现良好,在语音通信数据传输方面有效的压缩了数据量,抑制了各种干扰,音质清晰流畅,时延较小,基本达到了预期目标。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-14
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 VoIP发展概况  11-12
  1.3 课题研究意义  12
  1.4 论文主要工作和内容  12-14
2 VoIP通信相关技术简介  14-22
  2.1 VoIP的基本原理  14-16
    2.1.1 语音量化  14-15
    2.1.2 语音压缩  15-16
    2.1.3 通信服务质量保证  16
  2.2 SIP协议  16-20
    2.2.1 SIP协议的功能  17
    2.2.2 SIP协议的构成  17-18
    2.2.3 SIP协议的请求与响应  18-19
    2.2.4 SIP协议的消息结构  19-20
    2.2.5 SIP协议网络中的消息流程  20
  2.3 RTP协议  20-22
3 系统硬件架构设计  22-29
  3.1 硬件总体设计  22
  3.2 核心板简介  22-23
  3.3 扩展电路板  23-29
    3.3.1 音频模块  23-26
    3.3.2 以太网模块  26-27
    3.3.3 串行接口模块  27
    3.3.4 LCD显示模块  27-28
    3.3.5 触摸屏模块  28-29
4 嵌入式Linux平台的设计与实现  29-46
  4.1 嵌入式系统构建概述  29-32
    4.1.1 嵌入式开发平台搭建  29-30
    4.1.2 嵌入式编译环境构建  30-32
  4.2 bootloader移植  32-35
    4.2.1 vivi简介  32-33
    4.2.2 vivi移植和烧写  33-35
  4.3 Linux内核移植  35-37
    4.3.1 Linux内核简介  35-36
    4.3.2 Linux内核移植与编译  36-37
  4.4 文件系统构建  37-42
    4.4.1 MTD驱动层简介  37-38
    4.4.2 YAFFS简介  38
    4.4.3 文件系统构建  38-42
  4.5 驱动移植  42-45
    4.5.1 Linux驱动程序简介  42-43
    4.5.2 音频驱动  43
    4.5.3 LCD驱动移植  43-44
    4.5.4 gtk-directfb移植  44-45
    4.5.5 其他驱动移植  45
  4.6 本章小结  45-46
5 VoIP系统设计与实现  46-63
  5.1 整体设计  46-48
    5.1.1 VoIP系统设计构想  46-47
    5.1.2 VoIP系统框架  47-48
    5.1.3 VoIP系统的开发设计流程  48
  5.2 SIP服务器搭建  48-53
    5.2.1 SIP服务器简介  48-50
    5.2.2 OpenSIPS简介  50-51
    5.2.3 OpenSIPS搭建  51-53
  5.3 客户端设计  53-62
    5.3.1 总体设计  53-54
    5.3.2 GUI模块  54-56
    5.3.3 网络传输模块  56-57
    5.3.4 音频采集模块  57-58
    5.3.5 音频处理模块  58-60
    5.3.6 ortp模块  60-61
    5.3.7 osip/eXosip模块  61-62
  5.4 本章小结  62-63
6 系统测试  63-67
  6.1 测试环境  63
  6.2 通信测试  63-65
  6.3 语音测试  65-67
结论  67-69
参考文献  69-71
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  71-72
致谢  72-73

基于SIP协议的嵌入式VoIP系统的研究与设计

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