基于SIP的视频会议系统的设计与实现

基于SIP的视频会议系统的设计与实现

论文摘要

摘要:随着多媒体技术与网络通信技术的发展,视频会议的应用正成为当今的一个技术热点。传统的视频会议系统基于H.323协议来完成,虽然技术成熟,但是对专用网络与专用硬件设备依赖性比较强,不利于视频会议应用的普及。IETF制定的会话初始协议(SIP,Session Initiation Protocol)简单、方便、灵活、扩展性强,可以实现H.323各种功能,并且可以利用软件完成信令的处理。本论文的主要工作就是:在普通PC硬件环境下设计并实现桌面视频会议系统,这对SIP协议及视频会议系统的应用推广有积极的意义。本论文设计的系统包括视频会议客户端和视频会议服务器两大部分,主要工作包括:(1)会议控制——整个系统利用SIP协议、SDP协议完成了信令的多点呼叫控制,实现了会议的管理;(2)多会议终端之间媒体数据的实时应用——在IP网络上利用RTP协议和IP组播技术实现了多点之间的媒体流通信。具体完成的工作如下:首先,对SIP协议,SDP协议进行了研究,对SIP消息的结构和流程进行了分析,同时对RTP协议和控制协议RTCP的工作机制进行了探讨。在对传统的会议模型对比改进的基础之上,设计了信令集中,媒体流分布的会议模型,同时,在此基础之上设计了桌面视频会议系统的体系结构,并根据该结构,使用NIST-SIP协议栈,实现了JAIN SIP的接口。设计了视频会议系统的Call-In信令流程,在会议服务器及终端上,利用JAIN SIP技术对视频会议的请求,预约和通知功能完成了实现。利用JMF技术,实现了各个会议终端之间的媒体流通信。完成了视音频数据的采集,编码,发送,接收和播放。为了减轻网络和系统处理的负担,引入IP组播技术,使媒体流的发送和接收采用组播形式。对系统的运行结果进行了测试和分析。经过在局域网中的多次测试,系统的视音频应用符合要求,实现了多方视频会议的功能。通过使用SIPFlow协议分析软件对视频会议的信令交互过程进行抓包,发现会议系统完全符合Call-In信令流程;使用WireShark协议分析软件对视音频通信过程进行了抓包,发现媒体流通信符合组播的形式,完全达到了预期的设计效果。

论文目录

  • 致谢
  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 1 引言
  • 1.1 视频会议系统的概念
  • 1.2 论文研究背景及意义
  • 1.3 视频会议的发展及应用领域
  • 1.4 视频会议的发展趋势
  • 1.5 本文主要完成的工作
  • 2 视频会议相关协议原理与分析
  • 2.1 H.323通信标准概述
  • 2.2 SIP与H.323的比较
  • 2.2.1 SIP的优越性
  • 2.2.2 SIP协议简介
  • 2.3 SIP消息概述
  • 2.3.1 SIP请求消息
  • 2.3.2 SIP响应消息
  • 2.4 SDP协议概述
  • 2.4.1 SDP协议简介
  • 2.5 实时传输协议RTP
  • 2.5.1 RTP工作机制
  • 2.6 实时传输控制协议RTCP
  • 2.6.1 RTCP工作机制
  • 3 基于SIP的视频会议系统总体设计
  • 3.1 会议模型的选择
  • 3.1.1 传统的集中式会议模型
  • 3.1.2 会议模型的改进
  • 3.2 视频会议系统的架构设计
  • 3.2.1 SIP视频会议系统的体系结构设计
  • 3.3 JAIN SIP协议栈简要介绍
  • 3.3.1 JAIN SIP的架构
  • 3.3.2 JAIN SIP协议栈初始化工作的实现
  • 4 视频会议系统信令部分详细设计
  • 4.1 视频会议系统流程的设计
  • 4.1.1 创建会议
  • 4.1.2 加入会议
  • 4.1.3 会议状态信息通告机制
  • 4.1.4 会场控制机制
  • 4.1.5 结束会议
  • 4.2 视频会议系统具体流程的开发
  • 4.2.1 INVITE呼叫处理流程的实现
  • 4.2.2 SUBSCRIBE订阅和NOTIFY通知流程的实现
  • 5 视频会议系统媒体通信部分的详细设计
  • 5.1 JMF(Java Media Framework)的简要介绍
  • 5.2 基于JMF的视音频通信架构
  • 5.3 基于JMF的视音频通信详细设计
  • 5.3.1 视音频设备的初始化
  • 5.3.2 视音频数据的采集
  • 5.3.3 视音频数据的传输
  • 5.3.4 视音频的发送部分
  • 5.3.5 视音频的接收部分
  • 5.4 组播传输的实现
  • 5.4.1 组播地址的选择
  • 5.4.2 组播的具体实现
  • 5.4.3 组播存在的问题和解决方法
  • 5.4.4 组播方式与P2P方式的对比
  • 6 系统开发环境和测试结果
  • 6.1 运行环境
  • 6.2 系统测试结果
  • 6.2.1 注册服务器的连接
  • 6.2.2 视频会议系统的信令连接过程
  • 6.2.3 视频会议系统视音频通信部分结果
  • 7 总结
  • 7.1.1 本文总结
  • 7.1.2 论文不足与展望
  • 参考文献
  • 作者简历
  • 学位论文数据集
  • 相关论文文献

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