【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）Linux環(huán)境下VOIP Phone系統(tǒng)設(shè)計-通信工程

本科畢業(yè)論文 (科研訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計 ) 題 目： 境下 統(tǒng)設(shè)計 姓 名： 曹國棟 學(xué) 院： 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 系： 電子工程系 專 業(yè)： 通信工程 年 級： 2001 級 學(xué) 號： 01142005 指導(dǎo)教師（校內(nèi)）： 黃聯(lián)芬 職稱：高級工程師 指導(dǎo)教師（校外）： 職稱： 2005 年 5 月 20 日 廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 1 境下 統(tǒng)設(shè)計 摘要 ： 本文研究 成了基于 發(fā)接口驅(qū)動及音頻處理模塊的設(shè)計，并研究了 統(tǒng)硬件實現(xiàn)原理。重點研究了音頻的各方面實現(xiàn)，和一種自動逐行搜索信息的方法。 關(guān)鍵詞： 音頻、 備驅(qū)動、 廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 2 it of a of on we on of a by 廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 3 目錄 第一章 緒論 4 1 1產(chǎn)生背景 4 1 2 發(fā)展動力 6 1 3 發(fā)展前景 7 第二章 統(tǒng) 8 2 2理及要求 8 2 3話相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 10 2 4系結(jié)構(gòu) 13 2 5鍵技術(shù) 14 第三章 件系統(tǒng)原理 17 3 1件系統(tǒng)的組成 17 3 2 各模塊的芯片選擇和模塊設(shè)計 18 3 3件結(jié)構(gòu)框圖 19 第四章 計實現(xiàn) 20 4 1 設(shè)計任務(wù)要求及 音頻設(shè)備的相關(guān)概念 20 4 2 錄音 25 4 3 音量調(diào)節(jié) 28 4 4 自動檢測設(shè)備號 31 結(jié)論 33 致謝語 33 參考文獻 34 廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 4 第一章 緒論 P） 俗稱 話 （ ,是利用 絡(luò)實現(xiàn)語音通信的一種先進通信手段，是基于 絡(luò)的語音傳輸技術(shù)。它利用電話網(wǎng)關(guān)服務(wù)器之類的設(shè)備將 電話語音數(shù)字化，將數(shù)據(jù)壓縮后打包成數(shù)據(jù)包，通過 絡(luò)傳輸?shù)侥康牡?；目的地收到這一串?dāng)?shù)據(jù)包之后，將數(shù)據(jù)重組，解壓縮后在還原成聲音。這樣，網(wǎng)絡(luò)兩端的人就可以聽到對方的聲音。 本次畢業(yè)設(shè)計所實現(xiàn)“ 境下 統(tǒng)設(shè)計”，主要功能即： 信， 信。此系統(tǒng)由我和幾位搭檔共同合作完成，本人負(fù)責(zé) 信的軟件設(shè)計和調(diào)試。 本文首先介紹了 發(fā)展史，原理技術(shù)及應(yīng)用等。隨后介紹了 統(tǒng)的硬件設(shè)計和實現(xiàn)，最后對本次設(shè)計所做的小結(jié)，提出了有待改進之 處。 1 1產(chǎn)生背景 要是用來傳輸資料的，它的四通八達、無處不在，并具有免費傳輸信息的特點，因此很多用戶和公司在使用過程中都千方百計想使它發(fā)揮更大的潛力，比如利用它打長途電話。在市場的需求和技術(shù)進步的推動下， 術(shù)應(yīng)用而生。 眾所周知，基于交換機采用電路交換的公眾電話交換網(wǎng)（ 初是為傳輸語音設(shè)計的，而基于路由器采用分組交換的 （ ）則是為傳 輸數(shù)據(jù)設(shè)計的，因此，通過電話網(wǎng)打電話自然是最理想的方式，語音質(zhì)量能得到保證。但是，在電話網(wǎng)上打電話，尤其是國際長途電話，其通話費用極高，為此，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)專家們考慮能否利用 價的上網(wǎng)費用和全世界無處不通的特點來傳輸語音。這種設(shè)想一旦實現(xiàn)，國際長途費用將有可能降低到傳統(tǒng)電話網(wǎng)上電話費的 1/101/5，前景非常誘人。 術(shù)從 1995 年開始出現(xiàn)到現(xiàn)在，時間雖然不長，但發(fā)展卻非常迅速。最初，想要通過 電話，通話雙方都必須擁有一臺聯(lián)網(wǎng)的多媒體 必需的軟、硬件；而今天，人們 已經(jīng)可以利用家里或辦公室內(nèi)普通的電話機享受到 話帶來的廉價的語音通信服務(wù)。 1 話誕生 廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 5 1995 年 2 月以色列 司研制出可以通過 打長途電話的軟件產(chǎn)品 話從此以耀眼的光彩粉墨登場。盡管 開始沒有能夠很好的詮釋在 傳輸語音的概念，但它無疑是第一個成功地使用 話商用化并將其推向市場的公司。 戶端軟件實現(xiàn)了 O 語音通信，它標(biāo)志著 話的誕生。但是在使用 類的軟件時，用戶的多媒體 須與其 立連接，登錄到后運行 戶端軟件，并搜索網(wǎng)上使用同樣軟件的其他用戶，找到想要通話的目標(biāo)后才能通過 電話給另一位 戶。對于商業(yè)應(yīng)用來說，這樣的話顯然是不能滿足需求的， 1996 年底， 司和 司合作推出了連接 個網(wǎng)絡(luò)的 話網(wǎng)關(guān)，解決了 話僅限于 間使用的問題，使得C 和 過 電話能夠成為現(xiàn)實，至此 2 話 最初 話方式主要是 用 址進行呼叫 ,通過語音壓縮、打包傳送方式 ,實現(xiàn)因特網(wǎng)上 間的實時話音傳送 ,話音壓縮、編解碼和打包均通過 的處理器、聲卡、網(wǎng)卡等硬件資源完成 ,這種方式和公用電話通信有很大的差異 ,且限定在因特網(wǎng)內(nèi) ,所以有很大的局限性。 自從 出了軟件 ，不少軟件公司，包括很多在公司，都相繼推出了類似的軟件，比如微軟的 特爾的 雖然 軟件使 話有了突破性進展，但它們同樣存在著種種的不足。比如，由于大多數(shù)的用戶，尤其使家庭用戶，一般通過撥號上網(wǎng)，沒有永久性 址，每次登錄到網(wǎng)上時都是被動態(tài)地分配以個 址，這就使得尋址發(fā)生了困難。另外，要進行 C 的通話，兩臺機器必須都在上網(wǎng)并且都使用 話軟件，這意味著在呼叫之前雙方必須預(yù)先約定好。再者，這些軟件的早期版本 只支持半雙工傳輸，雖然以后的版本開始支持全雙工通話，但語音質(zhì)量還時遠遠不能令人滿意。 3 網(wǎng)關(guān)的出現(xiàn) 為了克服只能在 間打 話的缺點， 1996 年 話公司開始開發(fā)一種被稱為網(wǎng)關(guān)（ 產(chǎn)品，有了網(wǎng)關(guān)，用戶就不用在必須具備 只要通過已有的普通電話機就可以通過 起電話呼叫。 廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 6 網(wǎng)關(guān)的一邊使 一邊是 關(guān)實現(xiàn)了 話在 間的互通。如果是以電話到 方式通話，電話信號先通過 輸?shù)竭_網(wǎng)關(guān)。如果電話信號是模擬的， 網(wǎng)關(guān)必須先將它數(shù)字化，再將其壓縮、打包，然后網(wǎng)關(guān)直接將呼叫通過 C 上。 在電話到電話的通話方式中，呼叫首先通過 輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)；信號經(jīng)過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換后，送到 關(guān)再將恢復(fù)后的信號通過 統(tǒng)的語音呼叫需要 64s 的帶寬，而 話通過信號壓縮只需要使用 812s 的帶寬。 4 實現(xiàn)產(chǎn)品的互操作性 現(xiàn)在已有大量 話產(chǎn)品進入市場。對廠商而言，下一個挑戰(zhàn)就是要實現(xiàn)不同的產(chǎn)品之間的互操作性。互 操作性時 話市場能否快速增長、技術(shù)能否成為真正商業(yè)應(yīng)用的一個關(guān)鍵。 1996 年初，一批涉足 話產(chǎn)品的公司創(chuàng)建了 輸語音論壇，簡稱 組織的任務(wù)是定義能夠使所有 話產(chǎn)品共同遵從的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。它們已決定將國際電聯(lián)( 于數(shù)據(jù)包的多媒體通信系統(tǒng)）作為 話的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 1 2 發(fā)展動力 經(jīng)過五年的發(fā)展， 話成為信息技術(shù)進步帶來的一項新型電話業(yè)務(wù)在全世界開展，并對傳統(tǒng)電話業(yè) 務(wù)形成越來越大的威脅。 話從當(dāng)初的 展到今天的 C 電話、電話到電話等多種業(yè)務(wù)形式，但不論是現(xiàn)在還是將來，電話到電話的應(yīng)用將擁有最大的市場， 更多的是遵循 因此對我們來說， 話 /傳真就是通過 絡(luò)傳送電話 /傳真業(yè)務(wù)。 泛指基本 括因特網(wǎng) 企業(yè)網(wǎng) 話最大的魅力就在于物美價廉。目前， 話的語音傳輸質(zhì)量仍不如傳統(tǒng)長途電話，但其低廉 的通話費用極具吸引力。 際通信公司長話費是每分鐘 分，另一家叫公司每分鐘僅收 5 美分，只相當(dāng)于知名度很高的 制定的“統(tǒng)一話費”計劃的 1/3。 話收費低的原因自然是由于通信成本低，新的網(wǎng)絡(luò)繞過了傳統(tǒng)長途電話服務(wù)公司；而在美國，這些電話公司必須支付連通費并繳納稅款，這類費用通常占長途電話業(yè)務(wù)收費的40。所謂連通費是指長途電話公司向市內(nèi)電話局支付的費用，后者負(fù)責(zé)把電話從主叫方的家里或辦公室送上長途電話網(wǎng)，并從長話網(wǎng)送給被叫方，這類費用一般為每分鐘 4 美分左右。廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 7 從目前這種情況來看， 話由于是將聲音當(dāng)作數(shù)據(jù)來處理，所以這些新興公司幾乎不用支付這種費用，這使其在競爭中的確占有一定的優(yōu)勢。 1 3 發(fā)展前景 傳統(tǒng)語音通信網(wǎng)與現(xiàn)代的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的融合，開創(chuàng)了電信業(yè)務(wù)發(fā)展的新紀(jì)元，在一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺上傳輸語音、圖像、圖形、視頻數(shù)據(jù)及多媒體信息已是大勢所趨。 僅已成為 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，而且已普遍為電信業(yè)所接受。未來的 提供可管理的務(wù)，使電信網(wǎng)絡(luò)也能對信息流進行優(yōu)先級分類，并實施訪問控制。 術(shù)的發(fā)展給電信運營商帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。 由于 話本身的特性，其所承擔(dān)的業(yè)務(wù)主要是長途，因此在全球 話市場中，國際 話市場將比國內(nèi) 話市場份額要大的多。根據(jù)資料顯示，我國的電話用戶每天凈增 7 萬用戶，用戶總數(shù)已突破 1 億戶，全國電話普及率為平均每百人 11 部，其中，城市達到平均每戶一部電話，農(nóng)村基本實現(xiàn)村村通電話。豐富的用戶資源為 話業(yè)務(wù)的發(fā)展提供了雄厚的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的電話用戶在不必更新原有話機的條件下，即可通過連接 P 電話，可在長途尤其是國際長途的通話上節(jié)省大量費用。預(yù)計我國今后 5 年電信市場增長 率仍高于 10。由此可見，我國長途電話有著巨大的市場空間，同時也為 話的發(fā)展提供了巨大的市場資源。中國既是一個電信大國，又是一個發(fā)展中國家，龐大的電信市場對電信運營商有著極大的吸引力。在國民收入不搞的情況下，公眾對廉價的通信的需求是十分迫切的，因此 話在中國的發(fā)展前景十分廣闊。 廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 8 第二章 統(tǒng) 2 1 理及要求 一、 基本原理與實現(xiàn)形式 建立在 術(shù)上的分組化、數(shù)字化傳輸技術(shù)，其基本原理是：通過語音壓縮算法對語音數(shù)據(jù)進行壓縮編碼處理，然后把這些語音 數(shù)據(jù)按 相關(guān)協(xié)議進行打包，經(jīng)過 把這些語音數(shù)據(jù)包串起來，經(jīng)過解碼解壓處理后，恢復(fù)成原來的語音信號，從而達到由 絡(luò)傳送語音的目的。 話系統(tǒng)把普通電話的模擬信號轉(zhuǎn)換 話系統(tǒng)框圖 成計算機可聯(lián)入因特網(wǎng)傳送的 據(jù)包，同時也將收到的 據(jù)包轉(zhuǎn)換成聲音的模擬電信號。經(jīng)過 話系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換及壓縮處理，每個普通電話傳輸速率約占用 s 帶寬，因此在與普通電信網(wǎng)同樣使用傳輸速率為 s 的帶寬時， 話數(shù)是原來的倍。 核心與關(guān)鍵設(shè)備是 話網(wǎng)關(guān)。 話網(wǎng)關(guān)具有路由管理功能，它把各地區(qū)電話區(qū)號映射為相應(yīng)的地區(qū)網(wǎng)關(guān) 址。這些信息存放在一個數(shù)據(jù)庫中，有關(guān)處理軟件完成呼叫處理、數(shù)字語音打包、路由管理等功能。在用戶撥打 話時， 話網(wǎng)關(guān)根據(jù)電話區(qū)號廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 9 數(shù)據(jù)庫資料，確定相應(yīng)網(wǎng)關(guān)的 址，并將此 址加入 據(jù)包中，同時選擇最佳路由，以減少傳輸時延， 據(jù)包經(jīng)因特網(wǎng)到達目的地 話網(wǎng)關(guān)。對于因特網(wǎng)未延伸到或暫時未設(shè)立網(wǎng)關(guān)的地區(qū)，可設(shè)置路由，由最近的網(wǎng)關(guān)通過長途電話網(wǎng)轉(zhuǎn)接，實現(xiàn)通信業(yè)務(wù)。 目前 統(tǒng)一般由 話終端、網(wǎng)關(guān) (網(wǎng) (關(guān) )守 (網(wǎng)管系統(tǒng)、計費系統(tǒng)等幾部分組成。 話終端包括傳統(tǒng)的語音電話機、 話機，也可以是集語音、數(shù)據(jù)和圖象于一體的多媒體業(yè)務(wù)終端。由于不同種類的終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)源結(jié)構(gòu)是不同的，要在同一個網(wǎng)絡(luò)上傳輸，這就要由網(wǎng)關(guān)或者是通過一個適配器進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，形成統(tǒng)一的 據(jù)包。 話網(wǎng)關(guān)提供 絡(luò)和電話網(wǎng)之間的接口，用戶通過 地環(huán)路連接到 絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并壓縮打包，成為可以在因特網(wǎng)上傳輸?shù)?組語音 信號，然后通過因特網(wǎng)傳送到被叫用戶的網(wǎng)關(guān)端，由被叫端的網(wǎng)關(guān)對 據(jù)包進行解包、解壓和解碼，還原為可被識別的模擬語音信號，再通過 到被叫方的終端。 這樣，就完成了一個完整的電話到電話的 話的通信過程。關(guān)守實際上是 話網(wǎng)的智能集線器，是整個系統(tǒng)的服務(wù)平臺，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、配置和維護。關(guān)守提供的功能有撥號方案管理、安全性管理、集中帳務(wù)管理、數(shù)據(jù)庫管理和備份、網(wǎng)絡(luò)管理等等。網(wǎng)管系統(tǒng)的功能是管理整個 話系統(tǒng)，包括設(shè)備的控制及配置，數(shù)據(jù)配給，撥號方案管理及負(fù)載均衡、遠程監(jiān)控等。計費系統(tǒng)的功能是對用戶 的呼叫進行費用計算，并提供相應(yīng)的單據(jù)和統(tǒng)計報表。計費系統(tǒng)可以由 話系統(tǒng)制造商提供，也可以由第三方制作，但此時需 話系統(tǒng)制造商提供其軟件數(shù)據(jù)接口。 在實現(xiàn)方式上， 電話機到電話機、電話機到 電話機和 種方式。最初 式主要是 用 址進行呼叫，通過語音壓縮、打包傳送方式，實現(xiàn)因特網(wǎng)上 間的實時話音傳送，話音壓縮、編解碼和打包均通過 的處理器、聲卡、網(wǎng)卡等硬件資源完成，這種方式和公用電話通信有很大的差異，且限定在因特網(wǎng)內(nèi)，所以有很大的局限性。 電話到電話即普通電話經(jīng)過電話交換機連到 話網(wǎng)關(guān)，用電話號碼穿過 進行呼叫，發(fā)送端網(wǎng)關(guān)鑒別主叫用戶，翻譯電話號碼網(wǎng)關(guān) 址，發(fā)起話呼叫，連接到最靠近被叫的網(wǎng)關(guān)，并完成話音編碼和打包，接收端網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)拆包、解碼和連接被叫。對于電話到 是 電話的情況，是由網(wǎng)關(guān)來完成 址和電話號碼的對應(yīng)和翻譯，以及話音編解碼和打包。 傳統(tǒng)的電話網(wǎng)是以電路交換方式傳輸語音，所要求的傳輸寬帶為 64s。而所謂的 P 分組交換網(wǎng)絡(luò)為傳輸平臺，對模擬的語音信號進行壓縮、打包等一系列的特殊處 理，使之可以采用無連接的 議進行傳輸。 廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 10 二、 網(wǎng)絡(luò)電話的基本要求 網(wǎng)絡(luò)電話若要走向符合企業(yè)級營運標(biāo)準(zhǔn)，必須達到以下幾個基本要求： 保證：這是由 渡到 代 最基本要求。所謂 是要保證達到語音傳輸?shù)淖畹脱舆t率（ 400 毫秒）及封包遺失率（ 5，如此通話品質(zhì)才能達到現(xiàn)今 基本要求及水準(zhǔn)，否則 推行將成問題。 高可用性（ 雖然網(wǎng)絡(luò)電話已成今后的必然趨勢，但與發(fā) 展已久的 較，其成熟度、穩(wěn)定度、可用性、可管理性，乃至可擴充性等方面，仍有待加強。尤其在電信級的高可用性上， 須像現(xiàn)今 樣，達到 6 個 9（ 的基本標(biāo)準(zhǔn)。目前 以負(fù)載平衡、路由備份等技術(shù)來解決這方面的要求及問題，總而言之， 須達到的目標(biāo)之一。 統(tǒng) 屬封閉式架構(gòu)，但 絡(luò)則屬開放式架構(gòu)，如今 能達到各家廠商 品或建設(shè)的互通與兼容，同時地造成各家產(chǎn)品在整合測試及驗證上 的困難度。目前的解決方法是透過國際電信組織不斷擬定及修改的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，來達到不同產(chǎn)品間的兼容性問題，以及 話與傳統(tǒng)電話的互通性。 信服務(wù)包羅萬象，包括用戶管理、異地漫游、可靠計費系統(tǒng)、認(rèn)證授權(quán)等等，所以管理上非常復(fù)雜， 運商必須要有良好的管理工具及設(shè)備才能因應(yīng)。同時 絡(luò)架構(gòu)技術(shù)完全不同于過去的 路網(wǎng)，而且長久以來具開放性的 以這也形成網(wǎng)絡(luò)電話今后發(fā)展上的重大障礙與首要解決的目標(biāo)。 傳統(tǒng) 比，網(wǎng)絡(luò)電話今后發(fā)展上的最大特色及區(qū)別，恐怕就在多媒體的應(yīng)用上。在可預(yù)見的未來， 可提供交互式電子商務(wù)、呼叫中心、企業(yè)傳真、多媒體視訊會議、智能代理等應(yīng)用及服務(wù)。過去， 為價格低廉而受到歡迎及注目，但多媒體應(yīng)用才是 后蓬勃發(fā)展的最大促因，也是各家積極參與的最大動力。 2 2 話相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 主宰 向的三大主流協(xié)定 在浩瀚的 絡(luò)中要如何正確的尋找到要通話的對方并建立對答，同時也能依照彼此資料的處理能力來傳送語音數(shù)據(jù)，這中間必須藉由國際電信組織所擬定的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議才 能達到。如今，市面上的網(wǎng)絡(luò)電話大致都會遵循 3 種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。雖然目前產(chǎn)廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 11 品仍以支持 多，但 支持將會成為今后主流。 際電聯(lián)第 16 研究組首先在 1996 年通過 一版的制定工作，同時并在1998 年完成第二版協(xié)議的擬定。原則上，該協(xié)議提供了基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)（ 構(gòu)上的多媒體通訊系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，并為 絡(luò)上的多媒體通訊應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。 不依賴于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而是獨立于操作系統(tǒng)和 硬件平臺之上，支持多點功能、組播和頻寬管理。 備相當(dāng)?shù)撵`活性，可支持包含不同功能節(jié)點之間的視訊會議和不同網(wǎng)絡(luò)之間的視訊會議。 不支持群播（ 議，只能采用多點控制單元（ 成多點會議，因而同時只能支持有限的多點用戶。 不支持呼叫轉(zhuǎn)移，且建立呼叫的時間也比較長。 早期的視訊會議多半支持 議，例如微軟 議的視訊會議軟件，亦為現(xiàn)今 前輩。 不過 議本身具有一些問題，例如采用 議的 話網(wǎng)絡(luò)在接入端仍要經(jīng)過當(dāng)?shù)氐?路交換網(wǎng)。而之后制定出的 協(xié)議，目的即在于將 關(guān)進行功能上的分解，也就是劃分成負(fù)責(zé)媒體流處理的媒體網(wǎng)關(guān)（ 以及掌控呼叫建立與控制的媒體網(wǎng)關(guān)控制器（ 個部分。 雖然如今微軟的 目前仍有許多網(wǎng)絡(luò)電話產(chǎn)品依舊支持 定。 由 制定，其特性幾乎與 反，原則上它是一種比較簡單的會話初始化協(xié)議，也就是只提供會話或呼叫的建立與控制功能。 議可支持多媒體會議、遠程教學(xué)及 話等領(lǐng)域的應(yīng)用。 時支持單點播送（ 群播功能，換句話說，使用者可以隨時加入一個已存在的視訊會議之中。在網(wǎng)絡(luò) 性上， 于應(yīng)用層協(xié)議，所以可透過 一個重要特點就是它屬于一種基于文本的協(xié)議，采用 則資源定位語言描述（ 因此可方便地進行撰改或測試作業(yè)，所以比起 靈活性與擴展性的表現(xiàn)較好。 至可以嵌入到 面或其它超文本連結(jié)之中，用戶只需用鼠標(biāo)一點即可發(fā)出呼叫。所以與 比， 備了快速建立呼叫快與支持電話號碼之傳送等特點。 廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 12 則上， 定與前兩者皆不同， 議是專門針對網(wǎng)絡(luò)電話及 絡(luò)所提出的兩套各自獨立的標(biāo)準(zhǔn)，兩者間并不兼容及互通。反觀 議，則與 話網(wǎng)絡(luò)無關(guān)，而只牽涉到網(wǎng)關(guān)分解上的問題，也因為如此，該協(xié)議可同時適用于支持 議的網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)。 議制定的主要目的即在于將網(wǎng)關(guān)功能分解成負(fù)責(zé)媒體流處理的媒體網(wǎng)關(guān)（ 以及掌控呼叫建立與控制的媒體網(wǎng)關(guān)控制器（ 大部分。同時 現(xiàn)跨網(wǎng)域的多媒體電信業(yè)務(wù)。 由于 加適應(yīng)需要中央控管的通訊服務(wù)模式，因此更符合電信營運商的需求。在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)電話網(wǎng)中，集中控管是件非常重要的事情，透過 可利用 一處理分發(fā)不同的服務(wù)給 大協(xié)定 比較表 定組織 構(gòu) 2P 主從式 設(shè)計對象 有 N/A 復(fù)雜度 高 低 N/A 擴充性 低 高 中 延伸性 中 高 低 編碼 二進制編碼 基于文本，類似 ，還有許多左右 話品質(zhì)及傳輸效率的重要協(xié)議與技術(shù)。在語音壓縮編碼技術(shù)方面，主要有 義的 技術(shù)，其中 供了將原有 64s 擬語音，壓縮到只有 8s，而同時符合不失真需求的能力。 在實時傳輸技術(shù)方面，目前網(wǎng)絡(luò)電話主要支持 輸協(xié)議。 議是一種能提供端點間語音數(shù)據(jù)實時傳送的一種標(biāo)準(zhǔn)。該協(xié)議的主要工作在于提供時間標(biāo)簽和不同數(shù)據(jù)流同步化控制作業(yè)，收話端可以藉由 組發(fā)話端的語音數(shù)據(jù)。除此之外，在網(wǎng)絡(luò)傳輸方面，尚包括了 關(guān)互聯(lián)、路由選擇、網(wǎng)絡(luò)管理、安全認(rèn)證及計費等相關(guān)技術(shù)。 廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 13 2 3 術(shù)的體系結(jié)構(gòu) 術(shù)的主要目的是用于處理語音和信令，因此可以將它分為四個功能模塊：語音包處理模塊（ 電話信令網(wǎng)關(guān)模塊（ 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模塊（ 網(wǎng)絡(luò)管理模塊（ 術(shù)功能結(jié)構(gòu)下圖。 語音包處理模塊 一般而言，語音包處理模塊主要是在數(shù)字信號處理器（ 片上運行。主要實現(xiàn)以下功能： 語音的編碼及解碼 靜音檢測 通過對無話音時的噪聲進行檢測，從而判斷所接收的信號是否含有語音信號，如果沒有檢測到語音信號，將會反饋至“語音包處理器”，讓它發(fā)出一個含有“靜音”的信息包，從而最大限度地節(jié)省通訊帶寬。 回音抵消器 基于國際標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)語音通訊中的回音抵消，以改善語音的通 訊質(zhì)量。 自適應(yīng)語音恢復(fù) 通過一個緩沖器，對接收到的延后語音包信號，進行語音恢復(fù)。從而達到抗“延時”、抗“時延抖動”的目的。并且可以“自適應(yīng)”地調(diào)節(jié)時延值，實現(xiàn)達到語音傳輸時延最小的目的，從而改善語音通訊質(zhì)量。當(dāng)然，它同時必須支持“內(nèi)插”算法，即當(dāng)語音包在傳輸過程中丟失時，能夠利用“內(nèi)插”技術(shù)進行恢復(fù)。 廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 14 語音包處理器 對經(jīng)過編碼后的語音信號進行“語音打包”處理，或者是對接收到的語音包進行“拆包”處理，實際上它是一種封裝協(xié)議的處理。 電話信令網(wǎng)關(guān)模塊 一般而言，電話信令網(wǎng)關(guān)模塊 主要是在 運行。作為一個“網(wǎng)關(guān)處理器”，它主要是作為電話信令，在電訊設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理之間進行協(xié)議轉(zhuǎn)換。這些信令包含如：掛機、摘機、呼入保持、來電顯示等。它主要是指原有傳統(tǒng)電話設(shè)備上的業(yè)務(wù)及其將來的增值服務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模塊 這個模塊主要是用于處理信令的信息。同時也可以將信令信息轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的特殊網(wǎng)絡(luò)的信令協(xié)議，通過交換網(wǎng)絡(luò)傳輸。一般而言，國際上目前比較通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是： 議和 議等。 網(wǎng)絡(luò)管理模塊 主要是提供一個語音管理的接口，實現(xiàn) 配置 及維護。 單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的要求所建立的。 2. 4 主要關(guān)鍵技術(shù) 傳統(tǒng)的 絡(luò)主要是用來傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，采用的是盡力而為的、無連接的技術(shù)，因此沒有服務(wù)質(zhì)量保證，存在分組丟失、失序到達和時延抖動等情況。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對此要求不高，但話音屬于實時業(yè)務(wù)，對時序、時延等有嚴(yán)格的要求。因此必須采取特殊措施來保障一定的業(yè)務(wù)質(zhì)量。 關(guān)鍵技術(shù)包括信令技術(shù)、編碼技術(shù)、實時傳輸技術(shù)、服務(wù)質(zhì)量（ 證技術(shù)、以及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)等。 信令技術(shù) 信令技術(shù)保證電 話呼叫的順利實現(xiàn)和話音質(zhì)量，目前被廣泛接受的 制信令體系包括 列和 會話初始化協(xié)議 列建議定義了在無業(yè)務(wù)質(zhì)量保證的因特網(wǎng)或其它分組網(wǎng)絡(luò)上多媒體通信的協(xié)議及其規(guī)程。 準(zhǔn)是局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、 的多媒體提供技術(shù)基礎(chǔ)保障。 括用于 于 用于 端的 建議。其編碼機制，協(xié)議范圍和基本操作類似于 令協(xié)議的簡化版本，并采用了比較傳統(tǒng)的電路交換的方法。相關(guān)的協(xié)議包括用于廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 15 控制的 于建立連接的 于大型會議的 于補充業(yè)務(wù)的 和 關(guān)安全的 電路交換業(yè)務(wù)互操作的 。 供設(shè)備之間、高層應(yīng)用之間和提供商之間的互操作性。它不依賴于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，獨立于操作系統(tǒng)和硬件平臺，支持多點功能、組播和帶寬管理。 備相當(dāng)?shù)撵`活性，支持包含不同功能的節(jié)點之間的會議和不同網(wǎng)絡(luò)之間的會議。 議的多媒體會議系統(tǒng)中的信息流包括音頻、視頻、數(shù)據(jù)和控制信息。信息流采用 議方式來打包和傳送。 叫建立過程涉及到三種信令： 冊： 可： 態(tài)： 令，叫信令和 制信令。其中 令用來完成終端與網(wǎng)守之間的登記注冊、授權(quán)許可、帶寬改變、狀態(tài)和脫離解除等過程； 叫信令用來建立兩個終端之間的連接，這個信令使用 息來控制呼叫的建立和拆除，當(dāng)系統(tǒng)中沒有網(wǎng)守時，呼叫信令信道在呼叫涉及的兩 個終端之間打開；當(dāng)系統(tǒng)中包括一個網(wǎng)守時，由網(wǎng)守決定在終端與網(wǎng)守之間或是在兩個終端之間開辟呼叫信令信道； 制信令用來傳送終端到終端的控制消息，包括主從判別、能力交換、打開和關(guān)閉邏輯信道、模式參數(shù)請求、流控消息和通用命令與指令等。 制信令信道建立于兩個終端之間，或是一個終端與一個網(wǎng)守之間。 雖然 控制協(xié)議非常復(fù)雜。此外， 議，只能采用多點控制單元（ 成多點會議，因而同時只能支持 有限的多點用戶。 不支持呼叫轉(zhuǎn)移，且建立呼叫的時間比較長。 與 一種比較簡單的會話初始化協(xié)議。它不像 樣提供所有的通信協(xié)議，而是只提供會話或呼叫的建立與控制功能。 以應(yīng)用于多媒體會議、遠程教學(xué)及 支持單點發(fā)送（ 支持多點發(fā)送，會話參加者和媒體種類可以隨時加入一個已存在的會議。 以用來呼叫人或機器設(shè)備，如呼叫一個媒體存儲設(shè)備記錄一個會議，或呼叫一個點播電視服務(wù)器向會議播放視頻信號。 一種應(yīng)用層協(xié)議， 可以用 為其傳輸協(xié)議。與 同的是： 一種基于文本的協(xié)議，用 這樣易于實現(xiàn)和調(diào)試，更重要的是靈活性和擴展性好。由于 作于初始化呼叫，而不是傳輸媒體數(shù)據(jù)，因而造成的附加傳輸代價也不大。 至可以嵌入到 或其它超文本鏈路中，用戶只需用鼠標(biāo)一點即可發(fā)出一個呼叫。與 比， 有建立呼叫快，支持傳送電話號碼的特點。 編碼技術(shù) 話音壓縮編碼技術(shù)是 話 技術(shù)的一個重要組成部分。目前，主要的編碼技術(shù)有 義的 。其中 將經(jīng)過采樣的 64s 話音以幾乎不失廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 16 真的質(zhì)量壓縮至 s。由于在分組交換網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)質(zhì)量不能得到很好保證，因而需要話音的編碼具有一定的靈活性，即編碼速率、編碼尺度的可變可適應(yīng)性。 來是 在的工作范圍擴展至 s，話音質(zhì)量也在此范圍內(nèi)有一定的變化，但即使是 s，話音質(zhì)量也還不錯，因而很適合在 統(tǒng)中使用。 用 s 雙速率話音編碼，其話音質(zhì)量好，但是處理時延較大，它是目前已標(biāo)準(zhǔn)化的最低速率的話音編碼算法。此外，靜音檢測技術(shù)和回聲消除技術(shù)也是 十分關(guān)鍵的技術(shù)。靜音檢測技術(shù)可有效剔除靜默信號，從而使話音信號的占用帶寬進一步降低到 聲消除技術(shù)主要利用數(shù)字濾波器技術(shù)來消除對通話質(zhì)量影響很大回聲干擾，保證通話質(zhì)量。這點在時延相對較大的 組網(wǎng)絡(luò)中尤為重要。 實時傳輸技術(shù) 實時傳輸技術(shù)主要是采用實時傳輸協(xié)議 提供端到端的 包括音頻在內(nèi)的實時數(shù)據(jù)傳送的協(xié)議。 括數(shù)據(jù)和控制兩部分，后者叫 供了時間標(biāo)簽和控制不同數(shù)據(jù)流同步特性的機制，可以讓接收端重組發(fā)送端的數(shù)據(jù)包，可以提供接收端到多點發(fā)送組的服務(wù)質(zhì)量包饋。 障技術(shù) 主要采用資源預(yù)留協(xié)議（ 及進行服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的實時傳輸控制協(xié)議避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，保障通話質(zhì)量。 網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)主要是 外還包括網(wǎng)關(guān)互聯(lián)技術(shù)、路由選擇技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)以及安全認(rèn)證和計費技術(shù)等。由于實時傳輸協(xié)議 供具有實時特征的、端到端的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，因此 可用 傳送話音數(shù)據(jù)。在 頭中包含裝載數(shù)據(jù)的標(biāo)識符、序列號、時間戳以及傳送監(jiān)視等，通常 議數(shù)據(jù)單元是用 組來承載，而且為了盡量減少時延，話音凈荷通常都很短。 頭都按最小長度計算。音分組開銷很大，采用 議的 式，在這種方式中將多路話音插入話音數(shù)據(jù)段中，這樣提高了傳輸效率 。 廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 17 第三章 統(tǒng)硬件原理 我們拿到的 話特性如下： 支持 叫 驅(qū)動程序內(nèi)置，無需另外安裝 遵循 范，無需聲卡 不需要另外的電源 兼容 議 電顯示功能 能存儲 199 個電話號碼 具有 示屏 采用回音消除，噪音抑制技術(shù) 采用全雙工通訊技術(shù) 支持程序 : 3 1 件系統(tǒng)的組成 在設(shè)計 線音頻采集設(shè)備時必須考慮到如下幾點： 數(shù)字頻率控制 熱拔插 高速數(shù)據(jù)傳輸 圖 3線音頻采集設(shè)備方框圖 3 2 各模塊的芯片選擇和模塊設(shè)計 在芯片設(shè)計中，作為一種產(chǎn)品，芯片選擇在滿足性能要求的同時盡量降低成本、減少體主機 A/D 轉(zhuǎn)換 件 D/(音頻信號 (廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 18 積，如選用貼片（ 型芯片。 1 件模塊 單片機選用 司的 131在芯片上集成了 核兩個模塊，這兩個模塊可以協(xié)助 發(fā)者完成 議中規(guī)定的大部分通信工作，是 大的串行接口引擎，增強 8051 內(nèi)核，優(yōu)越的軟件支持，大大降低了 發(fā)難度 。 2 音處理芯片 裝，具有低功耗，雙工， 號的 A/D， D/A 轉(zhuǎn)換等特點。 采用此芯片可以大大簡化電路復(fù)雜度?？捎糜?A/D， D/A 流處理。此芯片本身集成A 律和 U 律編解碼器，無須另外設(shè)計。 下圖為電話聽筒的模擬接口的實例： 廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 19 3 3 件結(jié)構(gòu)框圖 P 本硬件結(jié)構(gòu) 以上是所用 話的硬件結(jié)構(gòu)框圖，采用 以節(jié)省資源。減小電話的體積。提高芯片的集成度，可以大大降低開發(fā)難度。 接口邏輯控制單元 中央控制單元 聲音編解碼單元： 8051) 1 設(shè)計任務(wù)要求及 音頻設(shè)備的相關(guān)概念 一、主要任務(wù) 本次畢業(yè)設(shè)計的 境下 發(fā)接口，由廈門 絡(luò)有限公司委托，開發(fā)基于 司的 境下驅(qū)動程序。使用 境下C 語言，在不需要其他額外庫支持的情況下，開發(fā)壹套運行于 境下的軟件 二、實現(xiàn)主要功能 1假若本機有多個 備，能正確識別 備。 2若發(fā)現(xiàn)已有其他軟件正在訪問該 備，則拒絕訪問，返回錯誤碼。 3列舉本機的音頻設(shè)備，并 能正確識別 應(yīng)的 備。 4從指定音頻設(shè)備錄制聲音并存成文件（按一種 準(zhǔn)音頻文件格式，不需要壓縮，下同）；播放指定音頻文件到指定音頻設(shè)備（最好能實現(xiàn)播放中止）。 5通過代碼實現(xiàn)指定音頻設(shè)備的音量控制。 6軟件源碼要能在 ，內(nèi)核 境下編譯通過并正確運行。 三、 實現(xiàn)功能的系統(tǒng) 廈門大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 電子工程系 2001 級本科畢業(yè)論文 21 以上是一個 的基本結(jié)構(gòu)描述，具體到我們的設(shè)備會有 4 個 測試，在 設(shè)備 會自動掛載到如下三個設(shè)備上 /*， /音量調(diào)節(jié)和錄音可以通過控制前兩個設(shè)備文件來實現(xiàn)。下圖是 結(jié)構(gòu)： 口結(jié)構(gòu) /卡驅(qū)動程序提供的 /用于數(shù)字采樣（ 數(shù)字錄音（ 設(shè)備文件，它對于 的音頻編程來講非常重要：向該設(shè)備寫數(shù)據(jù)即意味著激活聲卡上的 D/A 轉(zhuǎn)換器進行放音，而向該設(shè)備讀數(shù)據(jù)則意味著激 活聲卡上的 A/D 轉(zhuǎn)換器進行錄音。目前許多聲卡都提供有多個數(shù)字采樣設(shè)備，它們在 可以通過 /設(shè)備文件進行訪問。 數(shù)字信號處理器（ 簡稱，它是用來進行數(shù)字信號處理的特殊芯片，聲卡使用它來實現(xiàn)模擬信號和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。聲卡中的 備實際上包含兩個組成部分：在以只讀方式打開時，能夠使用 A/D 轉(zhuǎn)換器進行聲音的輸入；而在以只寫方式打開時，則能夠使用 D/A 轉(zhuǎn)換器進行聲音的輸出。嚴(yán)格說來， 的應(yīng)用程序要么以只讀方式打開 /入聲音，要么以只寫方式打開 /出聲音，但事實上某些聲卡驅(qū)動程序仍允許以讀寫的方式打開 /便同時進行聲音的輸入和輸出，這對于某些應(yīng)用場合（如 話）來講是非常關(guān)鍵的。 在從 備讀取數(shù)據(jù)時，從聲卡輸入的模擬信號經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字采樣后的樣本（ 保存在聲卡驅(qū)動程序的內(nèi)核緩沖區(qū)中，當(dāng)應(yīng)用程序通過 統(tǒng)調(diào)用從聲卡讀取數(shù)據(jù)時，保存在內(nèi)核緩沖區(qū)中的數(shù)字采樣結(jié)果將被復(fù)制到應(yīng)用程序所指定的用戶緩沖區(qū)中。需要指出的是，聲卡采樣頻率