（通信与信息系统专业论文）voip技术中h323协议的研究.pdf

摘要 摘要 f fv o l p 技术，是指在i p 网络上以数字分组语音的方式传输话音 的寂术，其典型应用就是i p 电话。随着近几年来i p 网络技术的 飞速发展，v o l p 技术已成为当前通信界的研究热点问题作为一 项面向实际电信应用的技术，为了实现各产品问的互连互通，标 准问题至关重要i t u - th 3 2 3 建议是i t u t 第1 6 研究组( s g l 6 ) 为基于分组网络( p b n ) 的多媒体会议系统而制订的一个协议，目 前已成为v o i p 技术应用中最主要的技术标准。h 3 2 3 建议还处在 一个不断修订的过程中，因此对其进行跟踪研究具有重要的现实 意义 h 3 2 3 的内容适用于在不保证服务质量( q o s ) 0 勺分组交换网上 进行多媒体通信这些分组网包括：局域网、企业网、城域网、 内部网和网际网( 包括互联网) 。它们可以由单一网段组成，也可 以具有复杂的拓扑结构 h 3 2 3 建议描述了系统中的组件，这包括终端、网关，网闸以 及多点控制单元等；建议中的消息和程序定义了这些组件间是如 何通信的h 3 2 3 采用h 2 2 5 0 中定义的消息建立呼叫，利用h 2 4 5 消息进行系统控制，语音和图象数据在r t p 包中封装传输，用 r t c p 包控制在不考虑多方通话时，v o l p 技术是h 3 2 3 应用的 一个子集，即只提供两点间的语音通信r 本论文从基于h 3 2 3 协议的v o l p 系统实现的角度，对h 3 2 3 协议及相关协议( 如h 2 2 5 0 和h 2 4 5 协议等) 进行研究，详细 描述了h 3 2 3 系统终端，网关和网闸特性，对基于i p 网络的符合 h 3 2 3 协议的语音通信系统的呼叫接入、呼叫建立以及连接控制 过程进行了深入的分析在此基础上，给出了局域网上仿真实现 符合h 3 2 3 协议的v o l p 通信系统( 包括终端系统和网闸系统) 的 系统结构与处理流程，而且用软件实现了其中的部分基本功能 通过本论文的7 - 作，为v o l p 技术中其他方面( 例如q o s ) 的研究 打下了基础本论文由以下内容组成 f 1 v o l p 技术简介 、简单介绍了v o l p 技术的概念、发展历程和应用特点，对计算 机网络协议及体系结构以及t c p i p 协议也作了简要的说明。 2 v o i p 技术相关协议集的介绍 对于v o l p 技术，目前有两大技术体系结构，一是基于i t u t 制订的h 3 2 3 协议集的v o l p 系统，另一个就是基于i e t f 制订的 s i p 协议集的v o l p 系统。本论文分别对这两个协议的设计原则、 协议结构、系统构成等各方面进行了介绍 3 h 3 2 3 系统描述 描述了h 3 2 3 建议应用范围及h 3 2 3 组件的基本特性。这些组 件包括终端、网关、网闸等，组件问通过发送信息流进行通信 另外还介绍了网关分离技术。 4 h 3 2 3 相关协议过程 h 3 2 3 端点之问建立通信一般要经过如下三个过程： ( 1 ) 呼叫按入过程。 ( 2 ) 呼叫建立过程 ( 3 ) 连接控制过程 分别涉及r a s 信令过程h 。2 2 5 0 呼叫建立过程和h 2 4 5 通信 控制过程本部分对这三个信令过程进行了详细的分析，从而对 h 3 2 3 系统的整个通信过程有了全面的了解，为系统的设计打下 了基础 5 基于h 3 2 3 协议的v o l p 系统的设计与仿真 通过以上对h 。3 2 3 协议的研究，设计了一个符合h 3 2 3 协议的 v o i p 系统。系统在一次通信中的处理流程如下图1 所示终端系 统结构如图2 所示系统采用模块化结构设计，按功能把终端系 统划分为8 个模块，各模块之间的相互关系如图3 所示。整个软 件的运行环境是微软的w i n d o w s9 5 9 8 操作系统，包含h 3 2 3 模 块和用户界面模块两部分，其中h 3 2 3 模块是整个系统的核心部 分。h 3 2 3 模块采用标准的a n s ic 编程，用户界面使用v i s u a lc + + 中的m f ca p p w i z a r d 生成。调试在v i s u a lc + + 6 0 中进行首先 在两台p c 之问直接建立通信连接，仿真两个h 3 2 3 语音终端之 间点对点通信；然后再加入一台p c 机做为网闸，仿真有网闸情 况下的两终端间通信最终实现语音终端在有网闸的情况下分别 可以用直接呼叫方式和路由呼叫方式建立呼叫，完成语音通信 仿真环境的物理拓扑结构如图4 所示。卜7 4 关键词：v o l ph 3 2 3 多媒体通信网络协议 图l 通信处理流程 些查叁兰堕主兰竺堡苎! ! ! ! 垫查! ! ：! 望堡坚塑型茎 发送a u d i o 音频编膳码器 和i o 设备接收a u d i o f 控制模块 h 2 2 5 0 禺域网 u ， d 白生i ji j h2 4 5 消息 屡 接口 ( s o c k s ) 用户测试模块： 接口( 初始化， 呼叫控制1 h2 2 50 消息 司斗系统控制 - l b 1 h - 2 2 5 0 1 1 系统 呼口“控制 配置等) r a s 控制l h 2 2 5 0 消息 h 2 2 50 i i 摹里；堡塞j 图2 语音终端系统结构 6 摘要 端点l端点2 网闸 图4 仿真环境的物理拓扑结构 些查查堂堡! ：兰些堡壅= ! ! ! ! 丝查! ! ! ：! ! ! ! 坐塑竺望l 一 a b s t r a c t v b i pt e c h n o l o g ym e a n st h et e c h n o l o g yt h a t t r a n s f e rp a c k e t i z e d v o i c eo v e ri pn e t w o r k s ，i t st y p i c a la p p l i c a t i o ni s i pt e l e p h o n y w i t h t h er a p i dp r o g r e s so fi pn e t w o r kt e c h n o l o g yr e c e n t l y , v o i pt e c l l n o l o g y h a sb e c o m ea “h o t t o p i ci nt h es t u d yo f c o m m u n i c a t i o nc i r c l e a sa l l a p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y , s t a n d a r di s f l k e yt o p i c i no r d e rt os o l v et h e p r o b l e mo fi n t e r o p e r a t i o n o fd i f f e r e n t p r o d u c t m a d e b y d i f f e r e n t v e n d o r s i t u tr e c o m m e n d a t i o nh 3 2 3i sf lp r o t o c o lm a d eb yi t u - t s t u d yg r o u p16 ( s g l6 、f o rm u l t i m e d i ac o n f e f e n c es y s t e mo v e rp a c k e t b a s e dn e t w o r ka n dh a sb e e nt h em a i nt e c h n i c a ls t a n d a r d f o r 、，o i p t e c h n o l o g y r e c o m m e n d a t i o nh 3 2 3i s i nar e v i s i n gs t a g en o w , s ow e b e l i e v et h es t u d yo fi ti sa l li m p o r t a n tt h i n g h 3 2 3c o v e r st h et e c h n i c a l r e q u i r e m e n t s f o rm u l t i m e d i a c o m m u n i c a t i o n ss y s t e m si nt h o s es i t u a t i o n sw h e r et h eu n d e r l y i n g t r a n s p o r ti s ad a c k e tb a s e dn e t w o r k ( p b n ) w h i c hm a yn o tp r o v i d ea g u a r a n t e e dq u a l i t yo fs e r v i c e ( q o s ) t h e s ep a c k e tb a s e d n e t w o r k m a y i n c l u d el o c a la r e an e t w o r k s ，e n t e r p r i s ea r e an e t w o r k s ，m e t r o p o l i t a n a r e an e t w o r k s ，i n t r a - n e t w o r k s ，a n di n t e r - n e t w o r k s ( i n c l u d e t h e i n t e r n e t ) t h e s en e t w o r k sm a y c o n s i s to fas i n g l en e t w o r ks e g m e n t ，o r t h e ym a yh a v ec o m p l e xt o p o l o g i e sw h i c hi n c o r p o r a t em a n y n e t w o r k s e g m e n t s i n t e r c o n n e c t e db yo t h e rc o m m u n i c a t i o n sl i n k s h 3 2 3d e s c r i b e st h ec o m p o n e n t so fa nh 3 2 3s y s t e m t h i si n c l u d e t e r m i n a l s g a t e w a y s ，g a t e k e e p e r s a n d m u l t i p o i n t c o n t r o lu n i t s c o n t r 0 1m e s s a g ea n dp r o c e d u r e sw i t 1 i n 廿1 i sr e c o m m e n d a t i o nd e f i n e h o wt h e s ec o m p o n e n t sc o m m u n i c a t e h 3 2 3s y s t e me s t a b l i s hac a l l u s i n gt h em e s s a g e sd e f i n e di nh 2 2 5 0a n dc o n t r o lt h i sc a l lw i t l lh 2 4 5 m e s s a g e s ；d i g i t i z e da n dc o d e da u d i o v i d e os i g n a l s a r ef o r m a t t e di n r t p 屉h pp a c k e t i nf a c t v o i pt e c h n o l o g yi sas u b s e to fh 3 2 3 a p p l i c a t i o nw h i l e n o t c o n s i d e r i n g t h ec o n f e r e n c ec o m m u n i c a t i o n t h i st h e s i sm a d eas t u d yo fh 3 2 3a n do t h e rr e l a t e d p r o t o c o l s ( h 2 2 5 0 a n dh 2 4 5 e t c )f r o mt h ep o i n to f 、，o i ps v s t e m i m p l e m e n t a t i o n ：_ a s e d o nr e c o m m e n d a t i o n h 3 2 3 ；g a v e d e t a i l e d d e s c r i p t i o n sf o rh 3 2 3t e r m i n a l s ，g a t e w a y sa n dg a t e k e e p e r s ；a n a l y z e t h ec a l ls i g n a l l i n gp r o c e d u r eo fh 3 2 3s y s t e m sb a s e do ni pn e t w o r k s f r o mt h o s ew o r k sd o n ea b o v e ，w eg a v et h es y s t e mc o n f i g u r a t i o no f v o i pc o m m u n i c a t i o ns y s t e mo nl a na n dt h ef l o wc h a r to f t h ee n t i r e p r o c e s s i o n ，a n di m p l e m e n tp a r t so f t h e m b y s o f t w a r e 8 a b s l r a c t 1 b r i e fi n t r o d u c t i o nf o rv o i pt e c h n o l o g y t h i sp a r tm a i n l yp r e s e n t st h eb a c k g r o u n do f v o l pt e c h n o l o g y , i t s c o n c e p t ，d e v e l o p m e n ts t a g e a n dc h a r a c t e r i s t i c a l s op r e s e n t ss o m e c o n c e p t so fp r o t o c o l sa n d a r c h i t e c t u r eo ft h ec o m p u t e rn e t w o r k s 2 p r o t o c o ls u i t e so f v o i pt e c h n o l o g y t h e r ea r et w os y s t e ma r c h i t e c t u r e s a b o u tv 0 1 pt e c h n o l o g ya t p r e s e n t o n ei sr e c o m m e n d a t i o nh 3 2 3r e v i s e db yi t u - t ，t h eo t h e ri s s i pb vi e t f t h i sp a r ti n t r o d u c et h ep r o t o c o la r c h i t e c t u r ea n ds y s t e m c o n f i g u r a t i o ne t c o f t h o s et w o p r o t o c o ls u i t e s 3 h 3 2 3d e s c r i p t i o n t h i sp a r td e s c r i b e st h ec o m p o n e n t so fa nh 3 2 3 s y s t e m t h i s i n c l u d e t e r m i n a l s ，g a t e w a y s ，g a t e k e e p e r s t h e s ec o m p o n e n t s c o m m u n i c a t ew i t l le a c ho t h e rb ym e s s a g e s 4 c a l is i g n a l i n gp r o c e d u r eo f h 3 2 3 i no r d e rt oc o m m u n i c a t e 、h 3 2 3 e n d p o i n t s n e e d3 p r o t o c 0 1 c o u r s e s ：h 2 2 5 0r a sc o u r s e h 2 2 5 0 c a l l s e t - u pp r o c e d u r e a n d h 2 4 5c a l ic o n t r o lp r o c e d u r e t h i sp a r td e s c r i b e dt h o s e3p r o c e d u r ei n d e t a i l 5 t h ed e s i m ao f v o i ps y s t e ma c c o r d i n gt oh 3 2 3 b a s e do nt h o s er e s e a r c ha n da n a l y s i s ，w ed e s i g n e da l lv o i ps y s t e m a c c o r d i n gt or e c o m m e n d a t i o nh 3 2 3 t h ef l o wc h a r to fo n ee n t i r e p r o c e s s i o n i ss h o w ni n f i 9 1 也e t e r m i n a l s y s t e mc o n f i g u r a t i o n i s s h o w ni nf i 9 2 a n dt h er e l a t i o n s h i po ft h o s e8m o d u l e si ss h o w ni n f i 9 3 t h ew h o l es o f t w a r es y s t e mw h i c hi n c l u d i n gh 3 2 3m o d u l ea n d u s e ri n t e r f a c em o d u l eo p e r a t e so nw i n d o w s 9 5 9 8o p e r a t i n gs v s t e m t h eh 3 2 3m o d u l ei sp r o g r a m m e db ya n s ica n dt h eu s e ri n t e r f a c e m o d u l ei sc r e a t e d b ym f ca p p w i z a r d o fv i s u a lc + + 6 o t h e e x p e r i m e n t i sd e b u g g e du n d e rv i s u a lc + + 6 0c i r c u m s t a n c e w e f i r s t l y i e tt w oc o m p u t e r sc o m m u n i c a t eb e t w e e ne a c ho t h e re m u l a t i n gt w o e n d p o i n t sc o m m u n i c a t ed i r e c t l y a n dt h e nw e a d da n o t h e rp cw h i c h o p e r a t ea sag a t e k e e p e nt h ep h y s i c a lt o p o l o g yc o n f i g u r a t i o ni ss h o w n i nf i g 4 o u ra i mi st or e a l i z et w o e n d p o i n t sc a r lc o m m u n i c a t eu n d e r t h ec o n 缸 o lo fag a t e k e e p e ri nt h ef o r mo ft h e d i r e c tc a l la n dt h e g a t e k e e p e r r o u t e dc a l l k e y w o r d s ：v o i ph 3 2 3m u l t i m e d i ac o m m u n i c a t i o n n e t w o r kp r o t o c o l s 9 些垄叁兰竺! ! 兰竺堡苎= ! 蔓三垫查苎坚蔓坠坚塑竺苎一 f i g l t h ef l o wc h a r to fo n ee n t i r ep r o c e s s i o n 0 a b s t r a c t i 一幽望婴唑 f i g 2 v o i c et e r m i n a ls y s t e m c o n f i g u r a t i o n f i g 3r e l a t i o n s h i po f m o d u l e s 坐垄叁堂堡主堂丝丝苎= ! ! ! ! 丝坐尘! ! ：! 翌堡坚竺鲨塞 一一 e n d p o i n ti d p o i n t2 g a t e k e e p 叮 f i g 4 t h e t o p o l o g yc o n f i g u r a t i o no f t h ee x p e r i m e n t 符号说明 符号说明 a d p c m ( a d a p t i v e d i f f e r e n t i a t e dp u l s ec o d em o d u l a t i o nj 自适应差分脉冲编码调制 a c e l p ( a l g e b r a c o d ee x c i t e dl i n e a rp r e d i c t i o n ) 代数码激励线形预测编码 a r p a ( a d v a n c e d r e s e a r c h p r o j e c ta g e n c y ) ( 美国国防部) 高级研究规划局 a s n 1 ( a b s t r a c ts y n t a x n o t a t i o nn o 1 )l 号抽象语法表示 d n s ( d o m a i n n a m i n gs y s t e m ) 域名解析系统 i c m p ( i n t e r n e t c o n t r o lm e s s a g ep r o t o c 0 1 )因特网控制报文协议 i e t f ( i n t e r n e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e )i n t e r n e t 工程任务组 i s u p ( i s d n u s e rp a r t li s d n 用户部分 i t u t ( i n t e r n a t i n a lt e l e c o m m u n i c a t i o n u n i o n t e l e c o m m u n i c a t i o n s t a n d a r d i z a t i o ns e c t o r l国际电联电信标准部 l c n ( l o g i c a l c h a n n e ln u m b e r )逻辑通道号 l d c e l p ( l o w d e l a y c o d ee x c i t e d l i n e a r p r e d i c t i o n ) 低时廷码本激励线形预测编码 m c ( m u l t i p o i n tc o n t r o l l e r ) 多点控制器 m c u ( m u l t i p o i n t c o n t r o lu n i t )多点控制单元 m p ( m u l t i p o i n tp r o c e s s o r ) 多点处理器 m m u s i c ( m u l t i - p a r t y m u l t i m e d i as e s s i o nc o n t r 0 1 ) 多呼叫方多媒体会话控制 m o s ( m e a no p i n i o ns c o r e ) 平均主观分 p b n ( p a c k e t b a s e dn e t w o r k ) 分组网络 p b x ( p r i v a t e b r a n c h e x c h a n g e ) 用户交换机 p i n t ( p s t n n t e m e ti n t e r w o r k n g ) p s t n 因特网互通 p c m ( p u l s e c o d em o d u l a t i o n )脉冲编码调制 p p p ( p o i n t t o p o i n tp r o t o c 0 1 )点到点协议 p s t n ( p u b l i cs w i t c h e dt e l e p h o n en e t w o r k )公众交换电话网 q o s ( q u a l i t y o f s e r v i c e )服务质量 r a s ( r e g i s t r a t i o n ，a d m i s s i o n ，a n ds t a t u s ) 登记、呼叫接纳和状态协议 r f c ( r e q u e s t f o r c o m m e n t )请求评论( i e t f 文件类型) r s v p ( r e s o u r c e r e s e r v a t i o np r o t o c 0 1 ) 资源予留协议 r t c p ( r e a l t i m ec o n t r o lp r o t o c 0 1 ) 实时控制协议 些查盔兰堡主兰垡笙奎二! ! ! ! 丝查主! ：! 翌丝些塑! ! 垒 r t p ( r e a l t i m ep r o t o c o l 、 实时协议 r t s p ( r e a l t i m es t r e a m i n gp r o t o c 0 1 ) 实时流协议 s a p ( s e s s i o na n n o u n c e m e n tp r o t o c 0 1 )会话通告协议 s c n ( s w i t c h e dc i r c u i tn e t w o r k )电路交换网 s i p ( s e s s i o ni n i t i a l i z a t i o np r o t o c 0 1 )初始会话协议 s d p ( s e s s i o nd e s c r i p t i o np r o t o c 0 1 ) 会话描述协议 一 t c p ( t r a n s m i s s i o nc o n t r o lp r o t o c 0 1 ) 传输控制协议 t d m ( t i m e d i v i s i o nm u l t i p l e x i n g ) 时分复用 t s a p ( t r a n s p o r t s e r v i c ea c c e s sp o i n t )传输服务接入点 u a c ( u s e ra g e n t c l i e n t )用户代理客户机 u a s ( u s e ra g e n ts e r v e r ) 用户代理服务器 u d p ( u s e rd a t a g r a m p r o t o c 0 1 )用户数据报协议 u n i ( u s e r - n e t w o r ki n t e r f a c e ) 用户网络接口 u u i e ( u s e r u s e r i n f o r m a t i o ne l e m e n t ) 用户用户信息单元 v p n ( v i r t u a lp r i v a t en e t w o r k )虚拟专网 4 第一章前言 1 1 v o i p 技术概述 1 0 0 多年来，电话业务和电路交换始终是电信业的主流随着 计算机和宽带网络技术日新月异的发展，以多媒体通信为主体的 信息网络已成为未来的发展方向。尤其是因特网( i n t e m e t ) 的巨 大成功，已使i p 技术成为未来信息网络的支柱技术，以i p 为核心 的分组化和以移动通信为核心的无线化已成为电信网络演进的主 流方向。基于t c p i p 的网络技术不但无可争辩地成为数据领域的 主导技术，而且已开始进入电信领域。i n t e m e t 不再只是单纯地传 送数据信息，人们开始将一些实时业务和多媒体通信在i n t e m e t 上 完成v o i p 技术的提出和成功应用就是在这种背景下实现的 v 0 i p 技术( v o i c eo v e ri pt e c h n o l o g y ) ，即基于i p 网络的分组 语音传输技术，是指在i p 网上以分组的方式传输语音。其中i p 网 络泛指一切基于t c p i p 协议栈传输数据的网络，分组语音技术是 指将语音信号转化为一定长度的数字化语音包，采用存储转发的 方法以包的形式进行交换和传输的技术。在当前，v o l p 技术的典 型应用就是i p 电话( i pt e l e p h o n e y ) 。 1 v o l p 技术的发展过程 i p 网络上语音通信的研究最早开始于7 0 年代，当时主要是基 于a r p a n e t 网络平台进行研究和实验。1 9 7 4 年8 月首次分组语 音通信实验，从美国西海岸南加州大学的信息科学研究所( i s i ) 到东海岸的林肯实验室( l l ) 之间进行。语音编码为9 6 k b i t s 的 连续可变斜率增量调制( c v s d ) ，并采用了静音检测技术降低比特 率。同年1 2 月，比特率为3 5 k b i t s 的线形预测编码( l p c ) 声码 器首次用于分组语音通信实验。在当时的实验中，话音质量不能 令人满意，主要原因是网络速度慢。但通过实验至少已经表明， 在基于t c p i p 的计算机网上进行语音通信是可行的。 8 0 年代的研究主要集中在局域网上的话音通信，最早的实验 是于1 9 8 2 年在英国剑桥大学的1 0 m b i t s 的剑桥环形网上进行的 其后，许多国家的学者又在总线型局域网、令牌环网上进行了实 验，获得了许多有意义的结果。 进入9 0 年代后，特别是近几年来，随着i n t e m e t 在全球范围内 的兴起和语音编码技术的发展，基于i p 网络的分组语音通信技术 山东大学硕。i 学位论文一怕i p 拉术中i t 3 2 3 坍汉鲤旦窭 获得了突破性的进展和实际应用。其典型代表就是i p 电话的提出 和飞速发展。 ，。 1 9 9 5 年初，以色列v o c a l t e c 公司研制出可以通过i n t e m e t 打长 途的软件产品“i n t e m e tp h o n e ”。用户只要在多媒体p c 上安装该 软件，就可以通过i n t e m e t 和任何地方安装同样软件的联机用户进 行通信。这个技术上的突破引起全世界的瞩目，许多公司开始进 行此项技术的研究。经过短短几年的发展，i p 电话已作为一项新 型电话业务在全世界开展，并对传统电话业务形成越来越大的威 胁。i p 电话也从当初的p c 到p c 发展到p c 到电话、电话到电话 等多种形式。图1 1 示出了一种当前最为典型的i p 电话系统。 图1 - 1 典型的i p 电话系统结构 由于i p 电话利用了i p 网络代替了传统的长途传输网络，具有 通信费用与距离无关，网络设备较为廉价的特点，并采用语音压 缩编码技术和静音抑制技术，使得网络带宽的利用率得到很大的 提高，大大降低了通信费用，具有良好的经济效益。因而i p 电话 吸引了众多的电信运营商以及i s p 去经营i p 电话业务，抢占这一 部分市场。同时，市场的需求也促进了技术的发展，各网络设备 厂家为了在市场中占有一席之地，加速了对i p 网关设备的研制和 生产，特别是把i p 电话的功能与现有的网络设备产品融合在一 起，并朝着大容量、大规模产品趋势发展，这更加推动了i p 电话 技术的发展和i p 电话的广泛应用。可以预见，i p 电话有着巨大的 市场前景。 2 i p 网上语音分组的处理流程 无论对于实时的应用( 如i p 电话) 还是非实时的应用( 如语音 信箱) ，i p 网上的语音分组大体上都要经过如下的处理过程，由 图1 2 所示： 信源信宿 i p 语 解数字模拟 语 s e n d 语音编码抽样频率8 k _ p a r a a u d i o f r e q = 8 ； c a l l p a r a r c v 语音解码抽样频率8 k _ p a r aa u d i o f r e q = 8 ； c a l l p a r a s e n d 语音编码方式“率_paraa u d i o p r o c = o ；p c m c a l l _ _ p a r a - r c v _ p a r a a u d i o _ _ p r o c = o ：语音解码方式p c mu 率 编程接口采用w i n d o w s 的多媒体a p i ，实现对声卡进行控制和 语音流的录放对采集的语音流分段并加上r t p 包头后，由u d p 来承载。图5 5 表示了一个i p 语音分组的结构，其中的i p 、u d p 和r t p 控制头都取最小长度 2 0 字节8 字节1 2 字节1 0 - 2 0 字节 图5 - 5 语音数据封装 2 ) c t r ( 控制信令处理) 模块 c t r 模块用于终端问的通信过程的控制，其主要功能在h 2 4 5 建议中共规定了1 0 项，但在h 3 2 3 的范畴之内的应用有8 项，即 第五章基于h 3 2 3 协议的v o i p 系统的设计与仿真 实现了8 个h 2 4 5 的协议实体( p r o t o c o le n t i t i e s ) ，详见3 2 4 节和 4 4 节( h 2 4 5 媒体控制协议) 。本仿真系统中主要用到了能力交 换和主从确定过程。 3 ) r a s ( r a s 信令处理) 模块 r a s 模块主要完成终端和网闸之间通过r a s 信道进行的r a s 信令处理。所采用的信令消息由h 2 2 5 0 建议定义详见4 2 节 ( r a s 协议过程) 。 4 ) c s c ( 呼叫信令处理) 模块 c s c 模块根据呼叫控制原语向对方发送呼叫信令和处理接收到 的呼叫信令，与r a s 模块一起建立呼叫信令信道，完成呼叫连 接详见4 3 节( h 2 2 5 0 呼叫信令协议) 。由于h 3 2 3 协议中定 义了若干种通过网闸建立呼叫信令信道的方式，在实际实现时可 有所取舍 5 ) s c m ( 系统控制) 模块 s c m 模块对系统的其它任务进行控制和管理。在系统初始化 之后，它将以终端的当前状态为第一索引进行各项处理。在通信 过程中，对各模块的处理流程进行协调。 6 ) s e n d ( 信息发送) 模块 s e n d 模块用于发送信息，向局域网接口发送上层传来的信 息接收来自s c m 、c s c 、r a s 、c t r 、a u d i o 模块的消息，从 而进行相应操作，并在出错时向s c m 模块发出错消息。 7 ) r c v ( 信息接收) 模块 r c v 模块用于接收信息。它监测局域网端口，接收从网络传来 的信息，进行识别和处理。对语音数据r t p 包进行拆包和识别控 制信息( r t c p ) 后，放到指定的内存缓冲区中，同时向c s c 、 r a s 、c t r 、a u d i o 模块发消息序列出错时向s c m 模块发出错 消息等 8 ) c m d ( 用户界面) 模块 c m d 模块通过应用程序菜单和对话框接收来自用户的指令， 并在相应的消息处理函数中将其转换为发往s c m 任务的消息完 成用户界面模块的功能 各模块之间的相互关系如图5 - 6 所示 7 7 山东大学t i ) q t ：_ 学位论文一v o l p 技术中h 3 2 3 协议的研究 图5 - 6 语音终端各模块间的相互关系 系统在完成初始化后，将同时调用各功能模块，因此各模块是 并行工作的。系统控制模块( s c m ) 对其余各模块进行统一控制 和管理模块之间的通信通过事件和消息队列来进行。图中单向 箭头代表从源任务到目的任务的一个消息队列，双向箭头代表互 为源任务和目的任务的模块之间的两个消息队列 由图所示，用户界面模块( c m d ) 完成与用户交互的功能，其 余各子模块都属于h 3 2 3 模块的一部分。用户界面模块只与系统控 制模块( s c m ) 进行通信，两者之间的接口比较简单。呼叫信令 处理模块( c s c ) 、控制信令处理模块( c t r ) 、r a s 信令处理 模块( r a s ) 、语音处理模块( a u d i o ) 、信息接收( r c v ) 和 发送( s e n d ) 模块独自完成各自的协议处理功能，由s c m 模块 进行统一的控制和管理，实现整个通信过程 系统完成初始化、创建多个任务并开始运行之后，可首先提示 用户向网闸注册。由于整个系统是采用事件和消息进行驱动的， 各任务完成各自的初始化之后，随即进入同步读事件、异步读消 息的无终止循环状态，每检测到一次事件，就读入一条消息，并 第五章基于h 3 2 3 协议的v o l p 系统的设计与仿真 调用对应的子模块进行处理当一个呼叫开始建立时，由系统控 制任务( 主叫) 或信息接收任务( 被叫) 申请一块内存存储- 9 该呼叫有 关的参数和状态信息，并对其进行初始化设置。这一内存区的指 针可通过消息在各任务之间传递在呼叫结束时，该内存区将被 释放，系统等待处理下一次呼叫 3 语音终端系统系统接1 3 设计 ( 】) 硬件接口 系统通过缓冲区向音频编译码器提供待播放的数字声音流和接 收来自声卡的数字声音流，两者之间将建立一条全双工的数字声 音通道实时通信中，话音分组数据的传送周期取决于所用的音 频编码协议，h 3 2 3 可以采用的协议有g 7 1 l ，g 7 2 2 ，g 7 2 8 ，g 7 2 9 ， m e gl 音频和g 7 2 3 1 在仿真实验中，只选择了p c mu 率6 4 k b i t s s 语音编码。 ( 2 ) 软件接口 h 2 2 5 0 层与局域网的t c p p 传输层之间采用b s d s o c k e t 接 口 对于可靠通道，采用t c p i p 协议，用流型s o c k e t 建立连接 后传递如呼叫信令通道，h 2 4 5 控制通道在流型通道中，不能 对数据定界，因此要加入数据头，其中包括长度域，以防止数据 流的粘连 对于不可靠通道，采用u d p i p 协议，用数据报型s o c k e t 传 递如r a s 通道，语音通道r t p ，语音控制通道r t c p 数据报 型通道，可以分段定界，直接传送数据既可 ( 3 ) 用户接1 ：2 用户与系统之间的相互通信通过运行在w i n 9 8 下的应用程序窗 口进行用户从鼠标和键盘输入的指令经w n 9 8 操作系统送往对应 的窗口，由消息映射指定的函数处理，系统只需确定消息映射关 系和编写对应的消息处理函数应用程序窗口将提供菜单和对话 框供用户在通信之前和通信过程中进行各种设置和控制窗口收 到的用户消息主要包括以下几类： 标准w i n d o w s 消息- 由缺省的消息处理函数处理 参数设置命令：消息处理函数修改对应的系统参数 系统控制命令：主要包括启动、终止呼叫或向网闸进行注册 的命令等，它们由消息处理函数转换对应的指令，统一发往 s c m ，由s c m 进行处理。 在通信过程中，系统提供给用户、并需要用户响应的请求信息 以对话框的形式显示系统提供给用户、不需要用户响应的指示 信息则在窗口中显示。 ( 4 ) 内部接口 由前所述，系统内部各模块( 任务) 之间通过事件和消息队列 来传递参数表5 - 1 就是在各模块( 任务) 之间传递的消息队列名 及其定义 目的任务源任务 队列i d队列定义 s c mc m