基于SIP的智能终端集群通信系统的研究与设计

摘要

近年来，移动通信技术发展迅速，越来越多的服务被应用到智能终端中。数字集群通信系统是指用于指挥调度和紧急通信的专用移动通信系统，它可以使系统中的用户实现一对多的通信。随着语音变革时代的到来，移动智能终端的高清IP语音通信已经实现，目前VoLTE和VoWiFi已经开始投入商用。而在IP语音通信技术中使用最广泛的是SIP协议（Session Initialization Protocol）。SIP协议简单、灵活、方便扩展，从而受到广大开发人员的喜爱。本文根据IP语音通信和集群通信系统的功能特点，结合Android开发平台，设计并实现了一个基于SIP的智能终端集群通信系统。
　　本文首先对SIP协议进行了详细的研究和分析，主要包括了SIP协议的概述、系统结构、消息结构和会话流程，然后通过分析对比不同的SIP协议栈，选用了Android中的SIP协议栈作为本系统的SIP开发协议栈，并对该SIP协议栈进行了详细的分析。接着分析并介绍了系统的需求分析，通过需求分析对系统进行了一个框架和方案设计。最后根据方案设计对系统进行了一个实现。
　　本文所设计的基于SIP的智能终端集群通信系统主要包括四个模块，无线通信模块、注册登录模块、集群对讲模块、位置定位模块。无线通信模块主要实现客户端与服务器的数据传输的相关功能；注册登录模块主要实现用户向服务器的注册和登录验证功能，其中包括个人信息注册和SIP服务注册；集群对讲模块主要实现群组中对讲功能，包括了SIP会话的建立和语音数据的传输；位置定位模块主要实现群组中用户的定位功能。本系统在实现基于SIP协议的集群通信的基本功能的基础上，还添加了对用户的操作和搜索功能。
　　此外，本文针对集群通信系统使用场景的特殊性，考虑到在野外应急和网络中断的情况下仍能使用，对所设计的SIP集群通信系统提出了一些改进，将远程服务器与客户端集成一体，并利用Android的WiFi热点自主组网，快速实现局域网的集群对讲。
　　本文最后对所设计的基于SIP的集群通信系统进行了测试，测试表明，集群通信系统能够实现需求中所设计的功能，在各平台能稳定，并且具有良好的扩展性，可以在此基础上实现更多的功能。

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第一章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 研究现状分析

1.3 本文的主要内容和结构安排

第二章 SIP协议及Android平台介绍

2.1 SIP协议详细介绍

2.2 Android平台概述

2.3 本章小结

第三章 集群通信系统的需求分析和总体设计

3.1 系统的需求分析

3.2 系统的总体框架分析

3.3 系统的总体设计方案

3.4 本章小结

第四章 智能终端集群通信系统的软件实现

4.1 服务端的实现

4.2 客户端的实现

4.3 本章小结

第五章 系统的改进

5.1 系统改进方案

5.2 系统改进框架设计

5.3 本章小结

第六章 系统测试

6.1 测试环境的搭建

6.2 注册登录功能测试

6.3 集群对讲功能测试

6.4 定位功能测试

6.5 本章小结

第七章 总结与展望

参考文献

附录 攻读硕士学位期间申请的专利

致谢