浅谈SIP协议的VoIP终端设计与实现

1、浅谈sip协议的voip终端设计与实现韦万书广州海格通信集团股份有限公司510000摘要：木文借鉴ip软终端的优点，提出了基于sip的voip系统，即在现有 的计算机网络架构上，利用voip技术，选用sip协议，采用即插即用的usb接 口与pc相连，不需要借助传统的电信终端，即可直接连入interneto利用usb 接口供电，无需蓄电池而实现语音通信。关键词：sip协议；网络电话；软件程序设计一、voip发展现状ip电话这种通信方式的首次出现在1995年，以色列的vocaltec公司首次推 出了网络电话软件internet phoneo这款语音聊天软件可以供用户使用电脑与网 络的另一端用户进行

2、通信。但是在当时，ip电话并没有随之普及，原因林林总 总，有很多方面。首先,当时internet普及度不高，发展ip电话缺乏必要的市 场；其次，当时带宽有限，网络条件不是很好，语音传输延时较大，远不如使用 普通电话；最后，在当时并没有针对ip电话的相关软件标准，基木不存在互通 性，这也制约了 ip电话的发展。但是随着计算机技术和因特网的发展，voip ffl 关技术日益成熟。高效的编解码技术、强劲的微处理器、宽带网络的普及，使得 voip技术从实验室走进寻常百姓家。兼之通信市场巨大的吸引力，voip也日益 成为电信业和计算机业共同研究的热点。在此背景下voip技术自身也经历着巨 大的变革。在当

3、今，ip电话以从开发之初的简单电脑之间软件应用而发展到现在 电脑到手机以及手机到手机之间的多形式应用。二、voip基木原理和sip协议2.1 voip基木原理voip的基木原理是通过语音的压缩算法对语音数据编码进行压缩处理，然后 把这些语音数据按tcp/ip标准进行打包，经过ip网络把数据包送至接收地， 再把这些语音数据包串起来，经过解压处理后，恢复成原来的语音信号，从而达 到由互联网传送语音的目的。2.2 sip协议sip （session initiation protocol,会话初始协议）是由 ietf（internet engineeringtask force,因特网工程任务组）制

4、定的多媒体通信协议。它是一个基于文本的 应用层控制协议，用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。广泛应用于cs （circuit switched,电路交换）、ngn （next generation network,下一代网络） 以及ims （ip multimedia subsystem, ip多媒体子系统）的网络中,可以支持并应 用于语咅、视频、数据等多媒体业务，同吋也可以应用于presence（呈现）、instant message （即吋消息）等特色业务。它是一种基于文本的协议，可用来创建、修 改以及终结多个参与者的多媒体会话进程。三、voip网络电话硬件平台设计本文所提出usb

5、网络电话终端硬件平台可用如图1表示：主要分为主控音 效芯片cm109、flash存储器、flash控制器、usb接口电路、键盘扫描电路、 eeprom、microphone电路、earphone电路及电源电路等部分,其中cm 109是 整个电路系统的核心。图1 voip电话硬件平台框图当ip phone插入pc的usb接口上电后，操作系统自动枚举安装usb设备, 并通过usb接口初始化cm109的内部寄存器。然后，cm109开始负责控制网络 电话其它电路部分和响应主机上的命令了。此吋用户的按键拨号就能通过8个 gpio 口被cm109检测到并传给主机。来电后，cm109控制振铃电路，实现振铃。

6、 下面介绍几个主要模块的具体硬件实现。3.1主控咅效芯片cm109cm109是一款由c-media公司设计的专用于voip的cm109,它嵌入了一些 必不可少的模块，包括dac、adc earphone buffer （耳机缓冲器）、microphone booster （麦克风增益器）、稳压器、usb收发器,8个gpio 口能构成24键的矩 阵按键，它能在没有mcu的情况下直接支持键盘控制功能。另外，通过兼容hid 的音量控制引脚，可以很容易地控制和调整音频大小。同吋，还可以通过jumper pins （跳线插针）或外部eeprom实现可编程。3.2 flash控制器本系统采用的是一款由us

7、best公司开发的u盘控制芯片ut169,内嵌有用 于增强功能的8位微控制器8032,免驱动，可自动运行。它有f0和f1两个flash 接口，每个接口有8条i/o线，可连接两个flash存储器，在此选用f0接口连 接flash（ k9f1go8uoa）；同时ut169的正负usb数据端口又通过两个22ω 电阻（阻抗匹配）连至cm109o具体如图2所示。图2ut169电路3.3 usb接口模块本系统采用usb2.0全速模式，向后兼容usbl.lo电路方案如图3所示：这 是usb2.0全速连接方式（理论传输带宽高达480mbps,实际应用速度约10mb/s, lmb/s=8mb

8、ps）,即：将 dpdn （usb-）上拉一个 1.5k 电阻 r10 至 3.3v 电压。图3 usb2.0全速电路连接方式在此要说明，这种usb接口的网络电话是hid设备，不需要驱动程序。当 新添一个usb设备吋，该设备就会打开一个中断信号。usb主机侦察到这个信号 后，开始设备枚举。主机同时分配一个唯一的7bit的地址给设备，即guid,通 过它直接与特定设备进行通信。四、voip网络电话软件程序设计4.1 ip phone程序实现流程图如图4所示，终端设备整个通话的工作流程图：当主叫方讲话吋，就会检测 到话音，然后进行录音、压缩编码、分组传输；当停止讲话时会检测到静音，最 后解压播放缓

9、冲区中对方发送过来的语音数据。这样的过程交替进行直到通话结 束。图4 ip phone程序实现流程图4.2 flash存储器的分区制作使用ut169专用u盘量产工具，把flash分区成两部分一其一是只读的usb -rom,里面存放固化程序；另一个是独立的u盘，用于存放电话号码等资料 文件。这样便可把sip协议及相关程序固化在这个分割出的usb rom中，待系 统上电，固化程序会自动运行。结语综上所述，本文在对sip这种新的voip电话信令协议进行介绍、分析的基础 上，设计了一个新的基于sip协议的voip电话系统，并予以实现。在对sip协议 分析的基础上，只要研究基于sip协议的voip系统的设计和实现。参考文献：熊磊，张思发，黄永峰基于sip协议voip客户端的设计与