基于ARM9的嵌入式SIP电话终端的设计与实现

论文摘要

随着网络技术、嵌入式技术、通信技术的发展,以及3G、NGN概念的深入人心,越来越多的公司和机构开始对SIP技术和嵌入式通信网络设备进行研究。SIP是由IETF制定的VoIP技术的重要信令协议之一。SIP协议简单灵活,采用分布式的控制模式,能够提供融合的多媒体服务,其良好的扩展性、移动性和媒体协商能力有助于增强嵌入式设备的网络互操作性和开放性。正是基于这样的出发点,本文将嵌入式系统技术和SIP技术结合,设计并实现了一个基于ARM9的嵌入式SIP电话终端。本文深入分析了SIP的功能结构、消息机制以及SDP和RTP等相关技术,在此基础上采用嵌入式技术完成了SIP电话终端的设计与实现。本终端以功能强大的ARM9芯片S3C2410X为核心,采用嵌入式Linux作为底层操作系统进行软件开发。核心开发内容包括SIP协议栈的设计和实现,语音编解码库的设计和在嵌入式Linux上的移植,并依据SIP协议栈接口规范完成了SIP UA开发。该终端通过音频接口实现语音的采集、编解码和回放,通过以太网接口进行信令和语音的网络传输,具有SIP用户代理的功能,可以完成用户注册、发起会话、终止会话和会话响应等功能,支持SPEEX、G.711和G.729语音编码方法。最后根据设计目标对终端进行了一致性、互操作性和性能三方面的测试。测试结果验证了本文提出的嵌入式SIP电话终端设计方案和开发过程的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 章节安排
• 第二章 SIP协议研究
• 2.1 SIP简介
• 2.1.1 SIP功能
• 2.1.2 SIP特征
• 2.2 SIP体系结构
• 2.2.1 SIP层次结构
• 2.2.2 SIP消息
• 2.3 SIP操作
• 2.3.1 SIP寻址
• 2.3.2 SIP会话
• 2.3.3 SIP事务
• 2.4 其他相关技术
• 2.4.1 SDP
• 2.4.2 RTP和RTCP
• 2.4.3 SIP QoS
• 2.5 SIP嵌入式特性
• 2.6 本章小结
• 第三章 嵌入式SIP终端平台设计
• 3.1 系统总体设计
• 3.2 硬件平台设计
• 3.2.1 嵌入式微处理器
• 3.2.2 存储器模块
• 3.2.3 音频模块
• 3.2.4 网络接口模块
• 3.2.5 LCD和键盘
• 3.3 软件平台设计
• 3.3.1 操作系统的选择
• 3.3.2 系统开发环境的建立
• 3.3.3 Boot Loader分析与移植
• 3.3.4 嵌入式Linux配置移植
• 3.3.5 文件系统设计
• 3.3.6 音频设备驱动设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 SIP终端软件系统的设计与实现
• 4.1 软件总体设计
• 4.2 SIP协议栈设计
• 4.2.1 解析器模块
• 4.2.2 状态机模块
• 4.2.3 工具模块
• 4.2.4 协议栈外围程序
• 4.3 SIP UA的实现
• 4.3.1 语音处理模块
• 4.3.2 RTP模块
• 4.3.3 UAC和UAS模块
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统测试
• 5.1 测试方案和环境
• 5.2 测试分析
• 5.3 测试结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士期间发表的文章