基于SIP的Android视频会议客户端的研究

1、基于SIP的Android视频会议客户端的研究     基于SIP 的Android 视频会议客户端的研究何涛，张雷*作者简介：何涛，(1988-)，男，硕士研究生，主要研究方向：视频会议系统。通信联系人：张雷，(1971-)，男，副教授，主要研究方向：无线传感器网络。E-mail:  有身临其境之感，更有利于双方交流。视频会议还可以同时提供文件传真、静止图文传递等一系列辅助服务项目。视频会议系统主要由微控制单元（MCU）、会议终端和通信网络等组成2，如下图所示：45 图1 视频会议系统基本组成2 Android 系统结构简介自200

2、5 年Google 收购Android 系统以来，经过开放手机联盟的开发改良，Android 深受设备商和用户的喜爱，逐渐成为全球最受欢迎的智能操作系统。Android 平台具有开放性、50 丰富的硬件选择、无缝结合google 的应用等得天独厚的优势，其结构如下所示：图2 Android 结构55 Android 手机、平板等智能设备的普及，使人们的沟通方式逐渐发生变化，传统的语音电话已经不能满足大部分用户的需求，相信在不远的将来，移动视频通讯在教育、医疗、远程会议等个人应用方面会越来越普及。3 Android 视频客户端设计Android 智能操作系统是现今最流行的智能操作系统之一，在An

3、droid 上开发视频终端 60 将会有非常广泛的用户群，接下来将介绍一种基于Android 系统的视频会议客户端（以下简称客户端）设计。3.1 信令控制协议如今多媒体通讯业务有两大标准协议：H.323 协议、SIP 协议。它们都是基于IP 网络的多媒体通讯应用层控制协议，都采用实时传输协议（RTP）作为多媒体传输协议。H.323 采65 用的是传统的实现电话信令的模式，包括一系列协议，比如Q931，H254 等；而SIP 借鉴其他互联网协议，比如HTTP，SMTP 等的设计思想，采用基于文本的协议。相对H.323 而言，SIP 更加简单灵活，可扩展性和兼容性好，开发和应用成本低3。

4、根据SIP 的这些特点，本文选取SIP 信令作为作为客户端的控制协议，下面就SIP 协议作一个简单的介绍。SIP 协议是一个面向Internet 会议和电话的简单信令控制协议，它是IETF 多媒体数据和70 控制体系的一部分。SIP 可以用来创建、修改和终结一个或多个参加者参加会话进程，这些会话包括英特网多媒体会议、远程教育和远程医疗等。该协议借鉴了大量的超文本传输协议（HTTP）和简单邮件传输协议（SMTP）的思路，是一个基于文本的客户/服务器模式的协议，利用请求响应机制实现会话控制。SIP 协议本身只能传送会话控制消息，它必须与其它协议（如会话描述协议（SDP）配合才能提供完整的服务，虽然

5、基本的SIP 协议功能组件75 并不依赖于这些协议。SIP 协议与IP 网络结合的比较好，继承了互联网协议简单、开放、灵活的特点，信令简单，易于扩充4。3.2 客户端三大模块将语音、图像、数据及控制信号转换成适合在通信网络中传输的信号是视频会议客户端必须具备的功能之一，图1 列出了视频会议终端内部基本信号的流程框图5。80图3 视频会议客户端信号流程图根据视频会议系统终端结构的特点，可以把Android 视频会议终端分为三大模块：用户界面模块（UI 模块）、信令控制模块和媒体处理模块，其架构如下： 图4 Android 视频会议客户端架构用户界面即用户与Android 客户端交互的界

6、面，通过用户界面，用户可以建立、挂断呼叫，设置协议参数，保存设置联系人等功能。幸运的是，Android 系统为我们提供了功能强90 大的组件，它们形式多样，功能巨大，姿容美丽，为实现一个用户友好的界面奠定了坚实的基础。在这个视频会议客户端中，使用Button、ListView 等基础控件来开发基本的用户界面；使用ContentProvider 来连接Android 的SQLite 数据库，保存通话记录、用户设置等参数。信令控制即该客户端的控制模块，它主要负责管理建立、改变和终止多媒体会话，管理通道能力的协商等。95 媒体处理主要包括音视频的采集、编解码及传输。根据SIP 协议栈对媒体的处理，可

7、以用G.7xx 协议对音频进行编解码，用H.26x 协议对视频进行编解码，加密编码后的音视频数据通过RTP/RTCP 协议在网络中进行传输6。在Android 平台上，可以使用MediaRecorder类轻松的实现上述功能。三大模块之间通过Socket 互通消息，协同完成会话。如用户点击UI 模块上的挂断按钮，100 UI 模块将向媒体模块和信令模块发送挂断通话的消息，媒体模块收到消息后将停止音视频的采集，停止播放媒体，信令模块拆除信令通道，三大模块协同工作，共同完成挂断这一操作。3.3 客户端的主要状态该客户端可以实现两台Android 终端（手机或平板）上的点对点视频会议，主要的功能105

8、 包括：实现端到端的呼叫、通话记录的保存、用户参数的设置。该客户端运行过程主要有三个状态：空闲状态、呼叫建立状态（主叫、被叫）、通话状态。状态之间的转换如图5 所示。图5 客户端主要状态图用户界面信令控制 媒体处理消息消息 消息 110 如上图所示，客户端启动完成后，将进入空闲状态，在这个状态，SIP 协议栈已注册完成，可以接受或发起呼叫；当主叫或者被叫发生，程序进入呼叫建立状态，并且播放铃声提示用户，如果失败则返回到空闲状态，并保存通话记录，如果成功，那么进入通话状态；在呼叫建立阶段和通话阶段，客户端不能够再和其他终端建立连接，其它终端呼叫该客户端将收到通话忙的提示，当通话完成后，

9、客户端再次返回到空闲状态，下次通话将重复此过程。115 4 客户端的测试测试的目的是为了验证开发的客户端程序运行的正确性，使其可实现信令正确传输、音视频通信流畅等。由于篇幅关系，本文只对其主要功能进行简单的测试。4.1 测试环境两台三星的Galaxy Tab 10.1 平板电脑，各自运行一个该客户端程序，一个网守服务器，120 这三个设备都在同一个局域网中。4.2 功能测试功能测试主要是检查客户端能否正常运行并完成通话，本文就针对上问中提到的三种状态，对客户端进行功能测试。步骤一：配置SIP 参数。包括SIP 的代理服务器地址，重定向服务器地址，注册服务器125 地址，用户名，密码等。图6 配

10、置SIP 协议步骤二：空闲状态。从下图可知，空闲状态主要包括拨号盘和本地图像。 图7 客户端空闲状态步骤三：呼叫建立状态。呼叫状态显示了目的地址，本地图像以及功能按钮。135 图8 客户端呼叫建立状态步骤四：通话状态。其中，大图像为远端图像，小方块内的是本地图像。 图9 客户端通话状态140测试小结：根据测试可以看出，该客户端能完成SIP 协议栈的注册，发起呼叫，进行流畅的视频通话。只是功能比较简单，在网络不好的条件下视频效果不太好，对用户来说体验不是很好。5 结论145 在移动互联网迅猛发展的今天，随着Android 等智能终端的普及，移动视频会议作为比较新型的办公和生活

11、方式，有着高效、便捷、准确等优点，为人们的工作、学习和生活提供方便。本文在简单介绍了视频会议系统和Android 系统的基础上，开展了对Android 上视频会议客户端的设计和研发，并对其进行了功能测试。150 参考文献 (References)1 刘东明. 移动互联网发展分析J. 信息通信技术，2010，25（3）：59-612 沈刘平，于江. 视频会议系统J. 四川兵工学报，2011，2（7）：3-43 李劲峰，王文东，程时端. H.323 与SIP 互通的研究J. 北京邮电大学学报，2008，23（4）：50-534 尤雪娇. H.323 与SIP 在视频会议应用中的研究J. 计算机科学，2008，35（1）：1-2155 5 见良. 视频会议客户端关键技术的研究与实现D. 北京：北京邮电大学，2009.6 Ab