基于SIP协议的VoIP网络电话终端的研究与实现

论文摘要

NGN（Next Generation Network,下一代网络）是电信史上一块重要的里程碑,它通过优化网络结构实现了网络和业务的融合。在这种背景下,VoIP（Voice overInternet Protocol,IP网络电话）作为一种全新的网络服务呈现出了广阔的应用前景。IP电话领域主要存在两种信令协议:ITU-T的H.323协议和IETF的SIP协议。目前,常见的IP电话主要是软终端为主,即使有少许硬终端,也大都基于H.323,且功能复杂,开发成本高。本文采用专用于VoIP的USB音频控制器CM109,将通话功能集成在电话终端和PC上,用USB接口,把IP电话作为PC的一个USB设备,通过开源协议栈oSIP/eXoSIP以及两个相关协议SDP和RTP/RTCP,实现了SIP通话。总体来说,论文的设计工作主要包括硬件、软件两大部分。硬件部分包括音频处理芯片（CM109）外围电路、Flash控制器（UT169）电路、USB接口电路、键盘扫描电路、EEPROM（93C46）电路、麦克风电路、蜂鸣器电路、电源电路以及其他I/O接口电路,等。关于软件部分,在Windws平台和VC++6.0编译环境下,采用ANSI C,基于开源oSIP/eXoSIP和oRTP,实现了SIP消息的构造、解析以及RTP/RTCP数据的发送与接收,最终实现了SIP会话功能。另外,为了使用方便,特别地把FLASH存储器制作成了USB-ROM,并将通话程序固化在FLASH中,设置成自启动模式,最终完成了系统的设计。最后,通过搭建具体的实验环境,对信令协议的实现及终端设备进行功能性测试,并给出了该SIP电话的测试结果,分析了设计中存在的不足及将来改进的思路。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及平台
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究平台
• 1.2 选题意义及所做工作
• 1.3 论文主要内容
• 2 VoIP基本原理
• 2.1 VoIP的工作原理和系统结构
• 2.1.1 VoIP的工作原理
• 2.1.2 VoIP的系统结构
• 2.2 VoIP电话的优势
• 2.3 VoIP关键技术
• 2.4 VoIP信令协议
• 2.4.1 H.323协议
• 2.4.2 SIP协议简述
• 2.4.3 H.323与 SIP协议的比较
• 2.5 本章小结
• 3 SIP协议
• 3.1 SIP协议综述
• 3.1.1 SIP的网络结构
• 3.1.2 SIP的功能
• 3.2 SIP协议栈
• 3.3 SIP消息结构和基本消息体
• 3.3.1 请求消息格式和操作
• 3.3.2 响应消息格式和意义
• 3.4 SIP呼叫流程
• 3.4.1 SIP终端注册流程
• 3.4.2 呼叫建立流程
• 3.4.3 呼叫释放流程
• 3.5 SDP协议
• 3.6 RTP及 RTCP协议
• 3.7 本章小结
• 4 VoIP网络电话硬件平台设计
• 4.1 终端设备的功能
• 4.2 终端设备的硬件平台实现
• 4.2.1 主控音效芯片 CM109
• 4.2.2 FLASH存储器
• 4.2.3 FLASH控制器
• 4.2.4 USB接口模块
• 4.2.5 键盘扫描电路
• 4.2.6 EEPROM电路模块
• 4.2.7 Microphone电路模块
• 4.2.8 Buzzer电路模块
• 4.2.9 电源电路模块
• 4.3 硬件平台的调试
• 4.3.1 PCB板的布线与加工
• 4.3.2 电路板调试
• 4.4 本章小结
• 5 VoIP网络电话软件程序设计
• 5.1 一个完整的 VoIP通话过程
• 5.2 选用oSIP作为协议栈
• 5.2.1 oSIP概述
• 5.2.2 oSIP的组成结构
• 5.3 oSIP的应用结构
• 5.4 SIP消息的解构及 RTP数据的收发
• 5.5 系统的程序实现
• 5.5.1 IP Phone工作流程图
• 5.5.2 SIP User Agent模块
• 5.5.3 SIP服务器模块
• 5.6 oSIP及 oRTP协议的编译
• 5.7 FLASH存储器的分区制作
• 5.7.1 关于量产及量产工具
• 5.7.2 量产过程
• 5.8 本章小结
• 6 系统测试
• 6.1 SIP功能测试
• 6.2 SIP程序 P-P通话测试
• 6.3 SIP Phone P-P通话测试
• 6.4 测试小结
• 7 论文总结
• 7.1 本文的主要工作
• 7.2 可以拓展和完善的地方
• 参考文献
• 附录A: 术语表
• 图索引
• 作者简历
• 学位论文数据集