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基于SIP协议综合通信终端的设计与实现

2020-11-24阅读(236)

基于SIP协议综合通信终端的设计与实现

论文摘要

随着分组交换技术和计算机技术的发展,软交换将逐渐取代电路交换成为电信网络的未来。在软交换环境下,电信网络除了提供传统的语音业务还应该能够提供视频、数据和智能等业务,但这也对新一代电信网络下的用户通信终端提出新的要求。新一代网络环境下,用户通信终端应能够接入到分组网络,与软交换网络组件进行信令交互,接受软交换网络提供的各种数字业务。本文基于软交换网络对用户通信终端的需求,设计并实现一款基于SIP协议的桌面综合通信终端。该终端主要实现一个IP可视电话的功能,它使用SIP协议实现终端与网络的信令交互,RTP协议实现媒体的实时传输。论文在深入分析讨论SIP网络的通信理论和关键技术的基础上,对终端的软硬件设计过程做详细的论述。论文的理论部分深入分析SIP协议,对SIP的网络实体、SIP协议的分层结构、SIP消息的组成结构,会话建立过程,媒体协商机制以及SIP终端在通信过程所用到的几个关键技术:信令技术、音视频编解码技术、媒体实时传输技术和QoS保证技术做了详细的介绍。论文的重点部分主要是终端的嵌入式系统设计。该部分采取设计方法与设计实现并重的原则,硬件设计以XScale PXA270处理器为核心,按照电源系统,核心系统和外设接口的设计步骤详述了硬件平台的构建。软件设计阐述软件平台的搭建和应用软件设计。软件平台搭建,重点介绍Linux操作系统的选择和移植,并根据Linux操作系统特点讨论驱动程序设计和根文件系统的选择。应用软件的设计是在软件平台的基础上进行的,它提出模块化的设计思想,对应用软件进行模块划分,采取底层核心协议加上层外包的设计方法解决了协议栈模块协议功能复杂性和上层接口简单性的矛盾。在媒体传输的实时性方面,针对媒体编解码算法的关键环节,提出如何使用IPP库来提高媒体编解码模块编解码效率的设计方案。此外根据应用软件各模块间的逻辑关系,设计主控模块来协调和控制其它模块,实现整个应用软件系统的协同工作。论文对设计完成的整机系统从软件结构、互通性、性能和可靠性四个方面作了详尽的测试。测试结果表明系统软件具有较好的鲁棒性,互通性,在通信质量方面系统能达到一个良好的语音通信效果和一个可以接受视频通信效果。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题的背景与意义
  • 1.2 论文的主要工作
  • 1.3 论文的组织结构
  • 第2章 SIP 通信理论及关键技术
  • 2.1 基于SIP 的VOIP 技术
  • 2.1.1 IP 电话基本原理
  • 2.1.2 IP 电话的信令技术
  • 2.2 SIP 网络组成
  • 2.2.1 用户代理
  • 2.2.2 代理服务器
  • 2.2.3 重定向服务器
  • 2.2.4 注册服务器
  • 2.3 SIP 协议简介
  • 2.3.1 SIP 协议分层
  • 2.3.2 SIP 消息结构
  • 2.3.3 SIP 请求消息
  • 2.3.4 SIP 响应消息
  • 2.3.5 SIP 基本呼叫流程
  • 2.3.6 SIP 媒体协商机制
  • 2.4 SIP 通信的其它关键技术
  • 2.4.1 媒体编解码技术
  • 2.4.2 实时传输技术
  • 2.4.3 QoS 保证技术
  • 第3章 SIP 嵌入式终端硬件设计
  • 3.1 硬件总体设计
  • 3.1.1 系统需求
  • 3.1.2 硬件设计流程
  • 3.1.3 硬件整体框架
  • 3.2 PXA270 处理器简介
  • 3.3 系统电源管理
  • 3.3.1 系统电源分级
  • 3.3.2 CPU 电源管理
  • 3.4 最小系统设计
  • 3.4.1 系统时钟
  • 3.4.2 系统复位电路
  • 3.4.3 SDRAM 存储电路
  • 3.4.4 Flash 存储电路
  • 3.5 各外设接口电路设计
  • 3.5.1 以太网卡电路
  • 3.5.2 AC’97 声卡与触摸屏接口电路
  • 第4章 SIP 嵌入式终端软件平台搭建
  • 4.1 LINUX 操作系统的选择与移植
  • 4.1.1 Linux 内核的选择
  • 4.1.2 Linux 内核的移植
  • 4.2 设备驱动程序的设计与实现
  • 4.2.1 声卡驱动设计
  • 4.2.2 触摸屏驱动设计
  • 4.3 根文件系统的选择
  • 第5章 SIP 嵌入式终端应用软件设计
  • 5.1 系统软件总体设计
  • 5.1.1 系统软件需求
  • 5.1.2 软件设计方法
  • 5.1.3 应用软件架构
  • 5.2 主控模块
  • 5.3 SIP 协议栈模块
  • 5.3.1 模块结构
  • 5.3.2 核心协议栈构建
  • 5.3.3 UA 外围框架设计
  • 5.4 RTP 协议栈模块
  • 5.4.1 功能定义
  • 5.4.2 协议栈的构建
  • 5.5 媒体编解码模块
  • 5.5.1 功能定义
  • 5.5.2 性能优化
  • 5.6 媒体控制模块
  • 第6 章 系统测试
  • 6.1 测试环境
  • 6.2 测试内容和过程
  • 6.3 测试结论
  • 第7 章 总结和展望
  • 7.1 总结
  • 7.2 展望
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表论文及从事项目
  • 致谢

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