软交换中SIP子系统的设计与实现

论文摘要

随着互联网技术、移动通信技术和多媒体技术的不断发展，随着通信领域全新的市场需求和运营模式的出现，下一代网络(Next Generation Network)作为未来通信网络的发展方向，成为电信界共同的研究热点。下一代网络是传统的公用交换电话网(PSTN，Public Switched Telephone Network)和基于IP的分组网络融合的产物，它能够提供语音、视频、数据等多种综合业务。软交换是NGN的控制功能实体，为NGN提供具有实时性要求的业务呼叫控制和连接控制功能。SIP协议凭借其简单、易于扩展、便于实现等诸多优点越来越得到业界的青睐，它正逐步成为NGN和3G多媒体子系统域中的重要协议，因此SIP协议接入系统是软交换实现SIP协议接入的必要的组成部分。SIP协议的简洁灵活使得SIP协议的应用越来越广泛。对于SIP协议的扩展也越来越多。本文旨在以本项目的软交换系统会话方控制模型为基础，来探讨如何既能稳定实现SIP现有功能，又能有一定的灵活性和扩展性，以应对SIP协议的发展。作为我们软交换中的SIP协议接入，主要由协议适配层和协议处理层组成。作为整个子系统既实现SIP协议的接入，对于上层的呼叫控制层又提供统一接口，屏蔽具体协议差异。SIP协议处理系统的主要意义在于：1．根据会话方模型和SIP协议本身的特点设计出SIP的呼叫会话模型。2．基本的呼叫流程与补充的呼叫流程分离，使得状态机更易扩展，更稳定。3．设计了新的媒体信息交互状态机(MP)，突出MP在媒体协商中的offerer或answerer的角色转换，而不再像以前那样记录媒体协商进展。4．对于上层提供统一接口，屏蔽具体协议差异。本文首先将会对下一代网络，软交换和SIP进行背景介绍。明确SIP协议子系统在软交换中的位置和功能。接下来详细介绍软交换的结构，重点在于会话控制体系结构模型的分析。该模型是我们整个设计的基础。在这样的基础上会对SIP协议接入系统模型进行分析，包括状态机，呼叫流程等的分析。之后会给出SIP子系统的设计和实现。最后是测试部分。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 项目背景
• 1.3 本文结构
• 第2章 下一代网络
• 2.1 下一代网络（NGN）
• 2.1.1 NGN的概念
• 2.1.2 NGN的基本特征
• 2.1.3 NGN的能力
• 2.2 软交换技术
• 2.2.1 软交换技术特征
• 2.2.2 基于软交换的NGN体系结构
• 2.2.3 软交换的功能
• 2.3 SIP协议概述
• 2.3.1 SIP协议的背景和功能
• 2.3.2 SIP网络元素
• 2.3.3 SIP协议的实现机制
• 2.3.4 SIP协议在软交换中的应用
• 2.4 本章小结
• 第3章 支持多媒体与移动业务的软交换系统
• 3.1 组网结构
• 3.2 系统功能模型的层次
• 3.3 系统功能模型子系统
• 3.3.1 会话接入子系统
• 3.3.2 呼叫控制子系统
• 3.3.3 呼叫服务子系统
• 3.3.4 业务视图子系统
• 3.3.5 业务适配子系统
• 3.4 会话控制体系结构模型
• 3.5 本章小结
• 第4章 SIP协议接入子系统的分析
• 4.1 呼叫方会话模型描述
• 4.1.1 会话控制视图
• 4.1.2 协议会话方标识分析方案
• 4.1.2.1 方案一
• 4.1.2.2 方案二
• 4.1.2.3 分析结论
• 4.2 SIP模块结构可行性分析
• 4.2.1 SIP模块结构图
• 4.2.2 模块之间的交互关系
• 4.2.3 MRD
• 4.2.3.1 概要介绍
• 4.2.3.2 具体功能
• 4.2.4 PMSM
• 4.2.4.1 概要介绍
• 4.2.4.2 具体功能
• 4.2.5 CP
• 4.2.5.1 概要介绍
• 4.2.6 SP
• 4.2.6.1 概要介绍
• 4.2.6.2 具体功能
• 4.2.7 MP
• 4.2.7.1 概要介绍
• 4.2.7.2 具体功能
• 4.2.8 PSA
• 4.2.8.1 概要介绍
• 4.2.8.2 具体功能
• 4.2.9 PS
• 4.3 信令状态机可行性分析
• 4.3.1 扩展流程与基本流程相分离
• 4.3.2 中间消息带净荷的必要性分析
• 4.4 媒体状态机可行性分析
• 4.4.1 呼叫建立过程的offer/answer
• 4.4.2 呼叫中媒体协商
• 4.5 信令状态机与媒体状态机交互关系可行性分析
• 4.6 呼叫流程中主要技术点的分析
• 4.6.1.1 第三方控制的处理方案
• 4.6.1.2 SIP实现重定向的方式
• 4.6.1.3 发起呼叫的时候不携带本地描述
• 4.6.1.4 媒体服务器资源的分配
• 4.6.1.4.1 MS发起OFFER
• 4.6.1.4.1.1 SIP为呼叫方,MS发起Offer,不透传RecvOnly
• 4.6.1.4.1.2 SIP为呼叫方,MS发起Offer,透传RecvOnly
• 4.6.1.4.2 UA发起OFFER
• 4.6.1.4.2.1 SIP作为被叫,UA发起Offer
• 4.6.1.4.3 处理方案
• 4.7 本章小结
• 第5章 SIP协议接入子系统的设计
• 5.1 总体设计
• 5.1.1 模块描述
• 5.1.1.1 信令处理模块（SP）
• 5.1.1.1.1 信令处理状态描述
• 5.1.1.2 媒体处理模块（MP）
• 5.1.1.2.1 媒体处理状态描述
• 5.1.1.3 管理模块
• 5.1.2 接口说明
• 5.1.2.1 A接口
• 5.1.2.2 B接口
• 5.1.2.3 其它接口
• 5.2 子系统流程设计
• 5.2.1 呼叫转移（3XX）
• 5.2.2 无应答前转
• 5.2.3 三方会议
• 5.2.4 彩铃
• 5.3 本章小结
• 第6章 SIP协议子系统的实现
• 6.1 子系统实现类图
• 6.2 呼叫管理模块
• 6.2.1 数据描述
• 6.2.2 方法描述
• 6.2.2.1 GoThroughTable（）
• 6.2.2.2 OnTimeOut（）
• 6.2.2.3 ProcMsg（CCode code）
• 6.3 信令处理模块
• 6.3.1 数据描述
• 6.3.2 方法描述
• 6.3.2.1 Send（CCode code）
• *sdp,BOOL IsEM,BOOL IsOffer）'>6.3.2.2 SendSdp（Csdp ^*sdp,BOOL IsEM,BOOL IsOffer）
• *mp）'>6.3.2.3 SetSipMp（CSipMediaProcess ^*mp）
• * nextstate）'>6.3.2.4 ChangeState（SipSpState^*nextstate）
• 6.3.2.5 ProcMsg（）
• NULL状态下ProcInvite（）函数'>6.3.2.5.1 O_NULL状态下ProcInvite（）函数
• Tring状态下ProcTimeOut（）函数'>6.3.2.5.2 O_Tring状态下ProcTimeOut（）函数
• ConnectPending状态下ProcCancel（）函数'>6.3.2.5.3 O_ConnectPending状态下ProcCancel（）函数
• WaitPRACK状态下ProcPRACK（）函数'>6.3.2.5.4 O_WaitPRACK状态下ProcPRACK（）函数
• 6.3.2.5.5 Active状态下ProcInvite（）函数
• 6.3.2.5.6 Canceling状态下ProcResponse（）函数
• 6.3.2.5.7 Connecting状态下ProcACK（）函数
• Trying状态下ProcUpdate（）函数'>6.3.2.5.8 T_Trying状态下ProcUpdate（）函数
• 6.4 媒体处理模块
• 6.4.1 数据描述
• 6.4.2 方法描述
• 6.4.2.1 Send（CCode code）
• * sdpDown）'>6.4.2.2 EncodeSdp（CSdp^*sdpDown）
• *sdp）'>6.4.2.3 MediaInfoFunc（BOOL IsEM,CSdp ^*sdp）
• 6.4.2.4 SendSdpSucc（）
• 6.4.2.5 ProcMsg（）
• NULL状态下ProcCreateConnection（）函数'>6.4.2.5.1 Media_NULL状态下ProcCreateConnection（）函数
• 6.4.2.5.2 WaitCCAnswer状态下ProcCCPPAnswer（）函数
• 6.5 子系统的测试
• 6.5.1 测试方法
• 6.5.2 测试环境
• 6.5.3 测试用例设计
• 6.5.4 测试结果
• 6.6 本章小结
• 第7章 结束语
• 7.1 论文总结
• 7.2 进一步的工作
• 参考文献
• 致谢