基于SIP和RTP协议以及声卡硬件的多路VoIP话音通信实现

论文摘要

本课题来源于某IP话音通信项目。旨在通过对VOIP相关协议的研究分析,寻找具体实现方法,开发具有全部源码的IP话音通信软件。自主实现IP话音通信软件可以提高可靠性、安全性和可扩展性,满足各种特定的话音通信需求。VOIP是基于IP网络的话音传输技术,主要包括软交换、实时传输、媒体处理、NAT穿越和话音安全等技术；具有占用带宽少、运行成本低、灵活性好、体系开发等优点；其发展空间广阔,易于集成各种最新技术。本文分析了软交换技术中的SIP会话控制协议,实时传输技术中的RTP/RTCP协议,媒体处理技术中的G.729a话音压缩编解码协议和声卡采集播放方法,以及最新的P2P技术。其中,SIP会话控制协议具有使用简单、可扩展性好、规模适应性好等优点,而且能和最新的P2P技术相结合；RTP/RTCP实时传输协议完备成熟；G.729a话音压缩编解码协议占用带宽少、编码延时小、音质好；声卡使用普遍,采集播放容易实现。本文还给出了SIP、RTP/RTCP、G.729a协议和声卡编程的具体实现方法。利用各种开源代码,进行对比选取可用代码并进行相应的适应性改造,同时结合各种开发库,通过二次编程开发,将各部分有效组织综合利用,开发出了一款多通道VOIP话音通信软件。该软件具有会话控制、实时传输、话音压缩编解码、声卡采集播放、多通道同时工作等功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 VOIP国内外技术发展
• 1.2.1 国外现状
• 1.2.2 国内现状
• 1.2.3 VOIP相关技术
• 1.3 本文的主要工作及内容安排
• 2 SIP软交换技术
• 2.1 SIP实体
• 2.1.1 用户代理
• 2.1.2 注册服务器
• 2.1.3 代理服务器
• 2.1.4 重定向服务器
• 2.2 SIP消息
• 2.2.1 请求消息
• 2.2.2 应答消息
• 2.2.3 头字段
• 2.2.4 消息体
• 2.3 SIP操作
• 2.3.1 注册
• 2.3.2 鉴权
• 2.3.3 会话
• 2.3.4 发起会话
• 2.3.5 更改会话
• 2.3.6 结束会话
• 2.4 SIP呼叫流程
• 2.4.1 注册
• 2.4.2 UA之间直接进行呼叫
• 2.4.3 UA通过代理服务器进行呼叫
• 2.4.4 UA通过重定向服务器进行呼叫
• 2.4.5 呼叫转移
• 2.4.6 呼叫保持
• 2.4.7 呼叫释放
• 2.5 P2P-SIP技术介绍
• 2.5.1 P2P概述
• 2.5.2 P2P技术
• 2.5.3 P2P和SIP的结合
• 3 RTP实时媒体传输技术
• 3.1 实时传输协议在VOIP中的应用
• 3.1.1 时延抖动
• 3.1.2 包乱序
• 3.1.3 流同步
• 3.1.4 缓冲时延
• 3.1.5 包丢失
• 3.2 RTP协议介绍
• 3.2.1 RTP固定头
• 3.2.2 RTP头扩展
• 3.2.3 RTP功能
• 3.3 RTCP协议介绍
• 3.3.1 SR报文格式
• 3.3.2 RR报文格式
• 3.3.3 SDES报文格式
• 3.3.4 BYE报文格式
• 3.3.5 APP报文格式
• 3.3.6 RTCP功能
• 4 媒体处理技术
• 4.1 话音编解码技术
• 4.1.1 G.729a概述
• 4.1.2 G.729a编码器
• 4.1.3 G.729a解码器
• 4.2 话音采集技术
• 4.3 静音检查技术
• 4.4 回声消除技术
• 4.5 丢帧补偿技术
• 5 VOIP相关技术的实现
• 5.1 SIP协议的实现
• 5.1.1 SIP开源协议栈
• 5.1.2 Osip
• 5.1.3 eXosip
• 5.2 RTP协议的实现
• 5.2.1 RTP开源协议栈
• 5.2.2 JRTPLIB的编译与配置
• 5.2.3 JRTPLIB使用
• 5.2.4 JRTPLIB改进
• 5.3 G.729a编解码的实现
• 5.4 声卡话音采集的实现
• 5.4.1 声卡编程的基本函数
• 5.4.2 声卡编程的基本方法
• 5.5 VOIP话音通信软件的实现
• 5.5.1 软件使用方法
• 5.5.2 软件实现功能
• 6 话音通信软件测试和分析
• 6.1 去抖缓冲测试
• 6.2 多路并行测试
• 6.3 流同步测试
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献