【正文】 JIANGSU UNIVERSITY 本 科 生 畢 業(yè) 論 文 基于嵌入式 LINUX 的 VoIP 終端設(shè)計 Design of VoIP Terminal Based On Embedded Linux 學(xué)院名稱： 計算機(jī)科學(xué)與通信工程學(xué)院 專業(yè)班級： 通信工程 0503 班 學(xué)生姓名： 談笑然 指導(dǎo)教師姓名： 周蓮英 指導(dǎo)教師職稱： 教 授 2020 年 6 月摘 要 I 基于嵌入式 LINUX 的 VoIP 終端設(shè)計 專業(yè)班級：通信工程 0503 班 學(xué)生姓名： 談笑然 指導(dǎo)教師： 周蓮英 職 稱：教 授 摘要 VoIP 是指利用 IP 網(wǎng)絡(luò)傳送話音的技術(shù)，也稱網(wǎng)絡(luò)電話或 IP 電話。在多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)的推動下， VoIP 技術(shù)誕生雖然時間很短，但發(fā)展迅猛。同時，隨著 嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式技術(shù)從過去工業(yè)控制的應(yīng)用模式逐步滲透進(jìn)入消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)。嵌入式 VoIP 終端作為嵌入式技術(shù)與 VoIP 技術(shù)的結(jié)合，有著廣闊的發(fā)展前景。 論文首先概要介紹了 VoIP 的發(fā)展現(xiàn)狀和前景，研究了基于 SIP 的信令技術(shù)、實(shí)時傳輸技術(shù)和媒體協(xié)商技術(shù)；然后詳細(xì)闡述了 Linux 系統(tǒng)基礎(chǔ)上終端應(yīng)用層的實(shí)現(xiàn)思想和具體架構(gòu)，其中包括用于控制信令的 SIP 模塊、用于處理語音的語音模塊和用于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?RTP 模塊。在信令控制部分，在研究并分析開源 oSIP 協(xié)議棧的事務(wù)狀態(tài)機(jī)模型的基礎(chǔ)上，解決了信令控制問題。在語音信號處 理和數(shù)據(jù)包傳輸部分，主要研究并分析了開源 Mediastreamer 協(xié)議棧的實(shí)時語音傳輸工作流程。模擬測試結(jié)果顯示，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)的嵌入式 VoIP 終端可以對 SIP 信令進(jìn)行很好地控制，具有良好的互通性。 關(guān)鍵詞： SIP；嵌入式 Linux； VoIP； RTP； ARM ABSTRACT II Design of VoIP Terminal Based On Embedded Linux Abstract VOIP , also called IP phone ,is a technology that transmits voice in packetswitching . With the technology evolution of multimedia and work, VoIP technology advance rapidly. At the same time, with the development of embedded technology, embedded products have extended from traditional industry field to consuming electronics. As the bination of both technologies, Embedded VoIP terminal will consequentially have great future. Firstly, VoIP’s current and future states are overviewed in this dissertation. And the signaling technology based on the SIP, the real time transport technology and session description technology is discussed and analyzed. Secondly, the application architecture and realization of the embedded terminal base on Linux system is discussed, which contain SIP module (signaling controller), RTP module(voice transmitter) and voice module (voice processor). In the SIP module, the difficulty of signaling control is settled after studying and analyzing transaction state machine of oSIP. In RTP and Voice modules, the open source real time stream media library (Mediastreamer) is devoted to work the flow of processing and transmitting of voice data. After testing, the terminal can work well to send, receive SIP signaling and voice stream. Keywords： SIP。 Embedded Linux。 VoIP。 RTP。 ARM III 目 錄 第一章 緒論 ................................................................. 1 引言 ................................................................. 1 論文研究背景 ......................................................... 1 論文的目的、研究內(nèi)容和意義 ........................................... 2 論文結(jié)構(gòu)安排 ........................................................ 2 第二章 VoIP 的技術(shù)原理 ...................................................... 4 基于 SIP 的信令技術(shù) .................................................. 5 SIP 協(xié)議的概述 ............................................. ... 5 SIP 實(shí)體及其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ....................................... ... 5 SIP 消息格式 ............................................... ... 6 SIP 呼叫流程 ............................................... ... 8 SDP 媒體協(xié)商技術(shù) ..................................................... 9 SDP 協(xié)議概述 ............................................... ... 9 SDP 描述內(nèi)容及其格式 ....................................... ... 9 RTP 實(shí)時語音 傳輸技術(shù) ................................................ 10 RTP、 RTCP 協(xié)議概述 ......................................... .. 10 RTP 協(xié)議 ................................................... .. 11 RTCP 協(xié)議 .................................................. .. 12 第三章 嵌入式 VoIP 終端系統(tǒng)總體設(shè)計方案 ..................................... 13 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)與開發(fā)方法 ............................................. 13 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo) ............................................... .. 13 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) ............................................. .. 13 系統(tǒng)硬件平臺的選擇 ................................................. 13 系統(tǒng)軟件構(gòu)架 ....................................................... 14 嵌入式操作系統(tǒng)的選擇 ....................................... .. 14 SIP， RTP 協(xié)議棧的選擇 ...................................... .. 15 第四章 嵌入式 VoIP 終端開發(fā)平臺的搭建 ....................................... 16 硬件系統(tǒng)的設(shè)計 ..................................................... 16 CPU ........................................................ .. 16 存儲器 ..................................................... .. 17 以太網(wǎng)模塊 ................................................. .. 17 音頻模塊 ................................................... .. 17 操作系統(tǒng)的移植 ..................................................... 18 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)模式 ....................................... .. 18 開發(fā)環(huán)境的建立 ............................................. .. 20 第五章 嵌入式 VoIP 終端軟件的設(shè)計和實(shí)現(xiàn) ..................................... 21 SIP 模塊 ............................................................ 21 oSIP ....................................................... .. 21 eXosip ..................................................... .. 24 RTP 模塊 ............................................................ 25 語音處理模塊 ....................................................... 26 目 錄 IV 主控程序 ........................................................... 27 第六章 系統(tǒng)測試 ............................................................ 30 測試環(huán)境 ........................................................... 30 測試方案與結(jié)果 ..................................................... 30 測試結(jié)論 ........................................................... 32 第七章 總結(jié)與展望 .......................................................... 33 本文的研究工作 ...................................................... 33 進(jìn)一步的工作 .....................................................