基于Windows CE的SIP軟件電話的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
黃妮麗 余厚全 朱菲 2012/03/23
1.引言
VOIP的迅速普及，出現(xiàn)了越來(lái)越多的VOIP的固定電話終端。隨著VOIP的進(jìn)一步發(fā)展，為了滿足移動(dòng)用戶VOIP通信的需要，無(wú)線VOIP通訊將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
現(xiàn)在手持PDA用戶越來(lái)越多，都具有無(wú)線上網(wǎng)功能，如果能開(kāi)發(fā)一個(gè)在PDA上運(yùn)行的VOIP軟件電話，就可以滿足這些PDA用戶的無(wú)線VOIP通信的需求，具有非常重要的實(shí)際意義。由于嵌入式Windows
CE（WinCE）是PDA最流行的操作系統(tǒng)，而目前大多數(shù)VOIP終端都采用SIP協(xié)議，因此，本文提出了一種Windows CE平臺(tái)下基于SIP協(xié)議的VOIP解決方案。該方案以嵌入式Windows
CE為平臺(tái)，eMbedded C++ 4.0為開(kāi)發(fā)工具，中間件采用開(kāi)源的SIP協(xié)議棧oSIP/eXosip，通過(guò)進(jìn)行協(xié)議棧的移植和在協(xié)議棧之上應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了SIP軟件電話。
2.設(shè)計(jì)方案
軟件結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1:軟件結(jié)構(gòu)
SIP軟件電話的結(jié)構(gòu)包括呼叫控制和語(yǔ)音通信兩大模塊。呼叫控制由SIP信令來(lái)完成， 主要實(shí)現(xiàn)呼叫的建立、修改和拆除；語(yǔ)音通信模塊由音頻數(shù)據(jù)接口，音頻編解碼和RTP傳輸三個(gè)子模塊組成，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的采集，編碼，傳輸和播放。
音頻數(shù)據(jù)接口模塊實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的采集和播放, 采用Windows CE的低層音頻服務(wù), 因?yàn)榈蛯右纛l服務(wù)中的回調(diào)機(jī)制為其提供了很大的方便；音頻編解碼采用的是G.729A
語(yǔ)音壓縮技術(shù),它屬于低比特率話音編碼,適合語(yǔ)音在IP 網(wǎng)絡(luò)傳輸；語(yǔ)音采用RTP包傳輸。
對(duì)呼叫控制模塊，直接移植開(kāi)源oSIP/eXosip協(xié)議棧到WinCE上，通過(guò)調(diào)用協(xié)議棧的API函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)呼叫的控制。RTP傳輸用開(kāi)源JRTPLIB，JRTPLIB也需要在WinCE進(jìn)行移植。
3.具體實(shí)現(xiàn)
基于上述方案，具體實(shí)現(xiàn)包括協(xié)議棧移植、呼叫控制和語(yǔ)音通信三部分。
3.1 協(xié)議棧移植
oSIP/eXosip主要支持Win32及Linux、VxWorks等一些嵌入式系統(tǒng)，將oSIP/eXosip移植到 WinCE上，可以在Win32基礎(chǔ)上進(jìn)行。WinCE可以兼容大部分的Win32
API，在WinCE上移植oSIP/eXosip主要有3種情況：與Win32兼容的API，與Win32不兼容API和不同的頭文件支持和預(yù)定義。與
Win32兼容的API只要修改條件編譯選項(xiàng)，與Win32不兼容API可以用其他的WinCE上的API來(lái)代替并作相關(guān)修改，另外，WinCE和Win32的某些頭文件和預(yù)定義也不同，也需要進(jìn)行相關(guān)修改工作。表1給出了移植的一些示例。
在WinCE上對(duì)JRTPLIB進(jìn)行移植與SIP協(xié)議棧的移植類似，注意WinCE下的RTP裝載數(shù)據(jù)包最大2K，和PC上的64K不同。
表1:oSIP/eXosip移植示例
3.2 呼叫控制模塊
呼叫控制模塊用來(lái)向代理服務(wù)器注冊(cè)以及進(jìn)行會(huì)話的建立、修改和終止,實(shí)現(xiàn)對(duì)呼叫的控制。因此呼叫控制模塊分為注冊(cè)和呼叫兩部分，都是通過(guò)底層的 SIP協(xié)議棧來(lái)完成的。上層應(yīng)用程序調(diào)用SIP協(xié)議棧提供的API函數(shù)，通知協(xié)議棧進(jìn)行相應(yīng)的操作，協(xié)議棧將底層檢測(cè)到的事件以消息的形式報(bào)告給應(yīng)用層，應(yīng)用層收到SIP事件后作相應(yīng)處理。
3.2.1 注冊(cè)
注冊(cè)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程首先是由客戶端向代理服務(wù)器發(fā)出REGISTER注冊(cè)請(qǐng)求，并等待服務(wù)器返回響應(yīng)消息。客戶端必須在收到前一個(gè)REGISTER請(qǐng)求的最終響應(yīng)之后或者前一個(gè)REGISTER請(qǐng)求超時(shí)的情況下，才能發(fā)送一次新的注冊(cè)請(qǐng)求，注冊(cè)流程和對(duì)應(yīng)的SIP協(xié)議棧API
函數(shù)調(diào)用或協(xié)議棧的事件通知分別如圖2（B）和（A）。
圖2 注冊(cè)流程及對(duì)應(yīng)的SIP協(xié)議棧函數(shù)調(diào)用或事件通知
3.2.2 呼叫
本設(shè)計(jì)的SIP軟件電話有兩種呼叫模式：注冊(cè)呼叫和Peer To Peer呼叫。如果是呼叫一個(gè)公網(wǎng)的SIP用戶或是同一個(gè)私網(wǎng)的SIP用戶之間進(jìn)行呼叫，就可以直接找到對(duì)方，而不必要通過(guò)代理服務(wù)器。下面以注冊(cè)呼叫為例，終端注冊(cè)成功后就可以進(jìn)行呼叫。一個(gè)通過(guò)代理服務(wù)器的成功呼叫流程如圖3所示。
圖3:語(yǔ)音通信程序流程
oSIP/eXosip對(duì)消息的報(bào)告有2種工作模式：事件模式和回調(diào)模式。本設(shè)計(jì)采用事件模式, 通過(guò)函數(shù)eXosip_event_wait定時(shí)輪詢獲取SIP事件。SIP信令的實(shí)現(xiàn)如表2
。
3.3 語(yǔ)音通信模塊
語(yǔ)音通信模塊主要是對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行采樣、編碼壓縮等處理,并封裝成能在IP 網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)腞TP 包,接收端收到后解碼，播放。
語(yǔ)音通信模塊程序流程如圖4：
�。╝）語(yǔ)音采集、編碼、發(fā)送流程 �。╞）語(yǔ)音解碼、播放流程圖
4.語(yǔ)音通信程序流程
RTP傳輸模塊通過(guò)使用開(kāi)源的RTP協(xié)議棧JRTPLIB來(lái)實(shí)現(xiàn),我們只需調(diào)用JRTPLIB的少數(shù)幾個(gè)函數(shù)就可以了。在通過(guò)SIP信令建立會(huì)話后,準(zhǔn)確地說(shuō)是在主叫得知被叫應(yīng)答即獲取到事件EXOSIP_CALL_ANSWERED后及被叫收到主叫的ACK消息即獲取到事件
EXOSIP_CALL_ACK后分別啟動(dòng)語(yǔ)音通信模塊。會(huì)話結(jié)束(由呼叫模塊控制)則關(guān)閉語(yǔ)音輸入輸出設(shè)備,結(jié)束語(yǔ)音流傳輸。
5.結(jié)束語(yǔ)
本文提出了一種Windows CE平臺(tái)下基于SIP協(xié)議的VOIP軟件電話終端的解決方案，并對(duì)方案的各模塊及實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。該軟件電話實(shí)現(xiàn)了基于Windows
CE操作系統(tǒng)的PDA用戶的無(wú)線VOIP，通話話音清晰，延時(shí)較小，具有很好的實(shí)用價(jià)值。作為后續(xù)工作，還將在SIP軟件終端中增加視頻功能。
本文作者創(chuàng)新點(diǎn)在于：本文提出了一種Windows CE平臺(tái)下基于SIP協(xié)議的VOIP解決方案，實(shí)現(xiàn)了基于Windows CE的PDA用戶的無(wú)線VOIP通信，為用戶提供廉價(jià)、便捷、可移動(dòng)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[1] J Rosenberg, H Schulzrinne, G Camarillo. IETF RFC 3261[S].SIP: Session
Initiation Protocol, June 2002
[2] 田延麗,余厚全.基于SIP協(xié)議的IP電話服務(wù)器的設(shè)計(jì)[J].微計(jì)算機(jī)信息,2007,23-(1-3): 138-140
[3] 朱小軍.SIP協(xié)議在WiFi智能手機(jī)中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文.2006
微計(jì)算機(jī)信息
相關(guān)閱讀: