基于开源SIP协议栈的IP软电话的研究与实现

摘要

自1995年2月第一款可以通过Internet打长途电话的软件产品“Internet Phone”问世以来，VolP技术就以极快的速度发展，从单一的语音传输向多媒体通信发展，逐渐融合固定通信业务、移动通信业务和互联网业务，向着一个确定的目标前进--下一代网络。在向下一代网络演进的过程中，VoIP的核心协议--信令协议的选择成为争论的焦点。其中SIP协议以其更加简单灵活方便的特点逐渐被人们所接受，成为了下一代网络的核心协议之一。因此，SIP协议以及相关技术的研究不但在目前具有极高的应用价值，也将是未来下一代网络的核心技术。 论文选择SlP协议及其开源实现项目ReSIProcate作为科研目标进行了较深入的研究和探讨，设计开发了一个IP电话终端软件，并围绕该软件的实现过程对ReSIProcate协议栈进行了应用和测试，对相关技术进行了讨论和实现。 首先，本文简要地介绍了VoIP技术及SIP协议，并对现有SIP开源协议栈做了比较，选择了其中较稳定且兼容多操作系统的ReSIProcate协议栈。论文对该开源协议栈的组成架构和系统设计思想进行了深入剖析，分析了ReSIProcate对SIP元素的封装与实现。一方面为课题的研究打下坚实的基础，另一方面也为成熟稳定但文档缺乏的开源项目ReSIProcate留下参考和记录。 接着，本文对IP电话终端软件进行了系统分析和设计，并给出了详细的开发过程。软件以Windows XP为操作系统平台，使用Visual studio 2005作为开发工具。在软件的设计过程中，使用ReSIProcate开源协议栈的stack项目作为SIP协议核心模块；使用开源协议栈的DUM项目作为呼叫控制核心模块。采用多线程机制保证各功能模块的并行；使用MFC类库设计了友好的用户界面；语音处理部分采用Windows Multimedia API函数，并采用多缓冲技术保证语音采集和回放的连续性，传输部分使用UDP协议实现语音数据的传输，保证了较小的网络延迟。其中呼叫控制核心模块为软件的核心模块，它通过用户界面线程的消息机制来协调和控制各个模块线程。 该软件主要实现了以下功能:(1)电话呼叫的连接与控制，包括IP电话的注册、呼叫建立、呼叫终止和呼叫处理；(2)语音数据的处理，包括语音信号的采集、压缩、解压和播放；(3)语音数据的传输；(4)友好的图形用户界面。通过对该软件的测试和分析表明，IP电话终端软件成功地试用了开源协议栈ReSIProcate并达到了预期的功能需求。 最后，论文对所做工作进行了总结，并对开源协议栈ReSIProcate的深层次开发和应用及软件的完善提出了进一步设想。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.1.1 VoIP、NGN与软交换

1.1.2 SIP协议

1.1.3开源协议栈ReSIProcate

1.2主要研究工作及意义

1.3论文的组织结构

第二章 SIP协议及相关协议的分析

2.1 VoIp及其关键技术分析

2.2 SIP协议分析

2.2.1概述

2.2.2 SIP协议结构

2.2.3 SIP消息

2.2.4开源协议栈的比较与选择

2.3 SDP协议分析

2.3.1 SDP协议概述

2.3.2 SDP在IP电话中的应用

2.4 RTP/RTCP协议分析

2.5本章小结

第三章开源协议栈ReSIProcate的分析

3.1 stack项目

3.1.1语法与编码层

3.1.2事务用户层

3.1.3事务层

3.1.4传输层

3.2 DLIM项目

3.2.1 DUM类

3.2.2应用类

3.2.3会话类

3.2.4 Profile类

3.3本章小结

第四章基于ReSlProcate协议栈的IP软电话的分析与设计

4.1系统分析

4.1.1概述

4.1.2系统设计目标

4.2系统模块划分及功能分析

4.3系统设计

4.3.1用户图形界面模块的设计

4.3.2呼叫控制核心模块的设计

4.3.3音频处理模块的设计

4.3.4传输模块的设计

4.4本章小结

第五章基于ReSIProcate协议栈的IP软电话的实现

5.1 SIP core模块的实现

5.2呼叫控制核心模块的实现

5.3用户图形界面模块的实现

5.4音频处理模块的实现

5.5传输模块的实现

5.6本章小结

第六章 系统测试

6.1测试环境

6.2 SIP代理服务器软件及协议分析工具的安装与设置

6.2.1代理服务器软件的安装与设置

6.2.2协议分析工具的安装及设置

6.3运行测试及测试结果

6.4本章小结

第七章 结论和展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文