1、基于SIP的Android視頻會(huì)議客戶端的研究     基于SIP 的Android 視頻會(huì)議客戶端的研究何濤，張雷*作者簡(jiǎn)介：何濤，(1988-)，男，碩士研究生，主要研究方向：視頻會(huì)議系統(tǒng)。通信聯(lián)系人：張雷，(1971-)，男，副教授，主要研究方向：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。E-mail:  有身臨其境之感，更有利于雙方交流。視頻會(huì)議還可以同時(shí)提供文件傳真、靜止圖文傳遞等一系列輔助服務(wù)項(xiàng)目。視頻會(huì)議系統(tǒng)主要由微控制單元（MCU）、會(huì)議終端和通信網(wǎng)絡(luò)等組成2，如下圖所示：45 圖1 視頻會(huì)議系統(tǒng)基本組成2 Android 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介自200

2、5 年Google 收購Android 系統(tǒng)以來，經(jīng)過開放手機(jī)聯(lián)盟的開發(fā)改良，Android 深受設(shè)備商和用戶的喜愛，逐漸成為全球最受歡迎的智能操作系統(tǒng)。Android 平臺(tái)具有開放性、50 豐富的硬件選擇、無縫結(jié)合google 的應(yīng)用等得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，其結(jié)構(gòu)如下所示：圖2 Android 結(jié)構(gòu)55 Android 手機(jī)、平板等智能設(shè)備的普及，使人們的溝通方式逐漸發(fā)生變化，傳統(tǒng)的語音電話已經(jīng)不能滿足大部分用戶的需求，相信在不遠(yuǎn)的將來，移動(dòng)視頻通訊在教育、醫(yī)療、遠(yuǎn)程會(huì)議等個(gè)人應(yīng)用方面會(huì)越來越普及。3 Android 視頻客戶端設(shè)計(jì)Android 智能操作系統(tǒng)是現(xiàn)今最流行的智能操作系統(tǒng)之一，在An

3、droid 上開發(fā)視頻終端 60 將會(huì)有非常廣泛的用戶群，接下來將介紹一種基于Android 系統(tǒng)的視頻會(huì)議客戶端（以下簡(jiǎn)稱客戶端）設(shè)計(jì)。3.1 信令控制協(xié)議如今多媒體通訊業(yè)務(wù)有兩大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議：H.323 協(xié)議、SIP 協(xié)議。它們都是基于IP 網(wǎng)絡(luò)的多媒體通訊應(yīng)用層控制協(xié)議，都采用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（RTP）作為多媒體傳輸協(xié)議。H.323 采65 用的是傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)電話信令的模式，包括一系列協(xié)議，比如Q931，H254 等；而SIP 借鑒其他互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，比如HTTP，SMTP 等的設(shè)計(jì)思想，采用基于文本的協(xié)議。相對(duì)H.323 而言，SIP 更加簡(jiǎn)單靈活，可擴(kuò)展性和兼容性好，開發(fā)和應(yīng)用成本低3。

4、根據(jù)SIP 的這些特點(diǎn)，本文選取SIP 信令作為作為客戶端的控制協(xié)議，下面就SIP 協(xié)議作一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。SIP 協(xié)議是一個(gè)面向Internet 會(huì)議和電話的簡(jiǎn)單信令控制協(xié)議，它是IETF 多媒體數(shù)據(jù)和70 控制體系的一部分。SIP 可以用來創(chuàng)建、修改和終結(jié)一個(gè)或多個(gè)參加者參加會(huì)話進(jìn)程，這些會(huì)話包括英特網(wǎng)多媒體會(huì)議、遠(yuǎn)程教育和遠(yuǎn)程醫(yī)療等。該協(xié)議借鑒了大量的超文本傳輸協(xié)議（HTTP）和簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議（SMTP）的思路，是一個(gè)基于文本的客戶/服務(wù)器模式的協(xié)議，利用請(qǐng)求響應(yīng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)會(huì)話控制。SIP 協(xié)議本身只能傳送會(huì)話控制消息，它必須與其它協(xié)議（如會(huì)話描述協(xié)議（SDP）配合才能提供完整的服務(wù)，雖然

5、基本的SIP 協(xié)議功能組件75 并不依賴于這些協(xié)議。SIP 協(xié)議與IP 網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的比較好，繼承了互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議簡(jiǎn)單、開放、靈活的特點(diǎn)，信令簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)充4。3.2 客戶端三大模塊將語音、圖像、數(shù)據(jù)及控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合在通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男盘?hào)是視頻會(huì)議客戶端必須具備的功能之一，圖1 列出了視頻會(huì)議終端內(nèi)部基本信號(hào)的流程框圖5。80圖3 視頻會(huì)議客戶端信號(hào)流程圖根據(jù)視頻會(huì)議系統(tǒng)終端結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可以把Android 視頻會(huì)議終端分為三大模塊：用戶界面模塊（UI 模塊）、信令控制模塊和媒體處理模塊，其架構(gòu)如下： 圖4 Android 視頻會(huì)議客戶端架構(gòu)用戶界面即用戶與Android 客戶端交互的界

6、面，通過用戶界面，用戶可以建立、掛斷呼叫，設(shè)置協(xié)議參數(shù)，保存設(shè)置聯(lián)系人等功能。幸運(yùn)的是，Android 系統(tǒng)為我們提供了功能強(qiáng)90 大的組件，它們形式多樣，功能巨大，姿容美麗，為實(shí)現(xiàn)一個(gè)用戶友好的界面奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這個(gè)視頻會(huì)議客戶端中，使用Button、ListView 等基礎(chǔ)控件來開發(fā)基本的用戶界面；使用ContentProvider 來連接Android 的SQLite 數(shù)據(jù)庫，保存通話記錄、用戶設(shè)置等參數(shù)。信令控制即該客戶端的控制模塊，它主要負(fù)責(zé)管理建立、改變和終止多媒體會(huì)話，管理通道能力的協(xié)商等。95 媒體處理主要包括音視頻的采集、編解碼及傳輸。根據(jù)SIP 協(xié)議棧對(duì)媒體的處理，可

7、以用G.7xx 協(xié)議對(duì)音頻進(jìn)行編解碼，用H.26x 協(xié)議對(duì)視頻進(jìn)行編解碼，加密編碼后的音視頻數(shù)據(jù)通過RTP/RTCP 協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸6。在Android 平臺(tái)上，可以使用MediaRecorder類輕松的實(shí)現(xiàn)上述功能。三大模塊之間通過Socket 互通消息，協(xié)同完成會(huì)話。如用戶點(diǎn)擊UI 模塊上的掛斷按鈕，100 UI 模塊將向媒體模塊和信令模塊發(fā)送掛斷通話的消息，媒體模塊收到消息后將停止音視頻的采集，停止播放媒體，信令模塊拆除信令通道，三大模塊協(xié)同工作，共同完成掛斷這一操作。3.3 客戶端的主要狀態(tài)該客戶端可以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)Android 終端（手機(jī)或平板）上的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)視頻會(huì)議，主要的功能105

8、 包括：實(shí)現(xiàn)端到端的呼叫、通話記錄的保存、用戶參數(shù)的設(shè)置。該客戶端運(yùn)行過程主要有三個(gè)狀態(tài)：空閑狀態(tài)、呼叫建立狀態(tài)（主叫、被叫）、通話狀態(tài)。狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換如圖5 所示。圖5 客戶端主要狀態(tài)圖用戶界面信令控制 媒體處理消息消息 消息 110 如上圖所示，客戶端啟動(dòng)完成后，將進(jìn)入空閑狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)，SIP 協(xié)議棧已注冊(cè)完成，可以接受或發(fā)起呼叫；當(dāng)主叫或者被叫發(fā)生，程序進(jìn)入呼叫建立狀態(tài)，并且播放鈴聲提示用戶，如果失敗則返回到空閑狀態(tài)，并保存通話記錄，如果成功，那么進(jìn)入通話狀態(tài)；在呼叫建立階段和通話階段，客戶端不能夠再和其他終端建立連接，其它終端呼叫該客戶端將收到通話忙的提示，當(dāng)通話完成后，

9、客戶端再次返回到空閑狀態(tài)，下次通話將重復(fù)此過程。115 4 客戶端的測(cè)試測(cè)試的目的是為了驗(yàn)證開發(fā)的客戶端程序運(yùn)行的正確性，使其可實(shí)現(xiàn)信令正確傳輸、音視頻通信流暢等。由于篇幅關(guān)系，本文只對(duì)其主要功能進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)試。4.1 測(cè)試環(huán)境兩臺(tái)三星的Galaxy Tab 10.1 平板電腦，各自運(yùn)行一個(gè)該客戶端程序，一個(gè)網(wǎng)守服務(wù)器，120 這三個(gè)設(shè)備都在同一個(gè)局域網(wǎng)中。4.2 功能測(cè)試功能測(cè)試主要是檢查客戶端能否正常運(yùn)行并完成通話，本文就針對(duì)上問中提到的三種狀態(tài)，對(duì)客戶端進(jìn)行功能測(cè)試。步驟一：配置SIP 參數(shù)。包括SIP 的代理服務(wù)器地址，重定向服務(wù)器地址，注冊(cè)服務(wù)器125 地址，用戶名，密碼等。圖6 配

10、置SIP 協(xié)議步驟二：空閑狀態(tài)。從下圖可知，空閑狀態(tài)主要包括撥號(hào)盤和本地圖像。 圖7 客戶端空閑狀態(tài)步驟三：呼叫建立狀態(tài)。呼叫狀態(tài)顯示了目的地址，本地圖像以及功能按鈕。135 圖8 客戶端呼叫建立狀態(tài)步驟四：通話狀態(tài)。其中，大圖像為遠(yuǎn)端圖像，小方塊內(nèi)的是本地圖像。 圖9 客戶端通話狀態(tài)140測(cè)試小結(jié)：根據(jù)測(cè)試可以看出，該客戶端能完成SIP 協(xié)議棧的注冊(cè)，發(fā)起呼叫，進(jìn)行流暢的視頻通話。只是功能比較簡(jiǎn)單，在網(wǎng)絡(luò)不好的條件下視頻效果不太好，對(duì)用戶來說體驗(yàn)不是很好。5 結(jié)論145 在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展的今天，隨著Android 等智能終端的普及，移動(dòng)視頻會(huì)議作為比較新型的辦公和生活

11、方式，有著高效、便捷、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，為人們的工作、學(xué)習(xí)和生活提供方便。本文在簡(jiǎn)單介紹了視頻會(huì)議系統(tǒng)和Android 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開展了對(duì)Android 上視頻會(huì)議客戶端的設(shè)計(jì)和研發(fā)，并對(duì)其進(jìn)行了功能測(cè)試。150 參考文獻(xiàn) (References)1 劉東明. 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展分析J. 信息通信技術(shù)，2010，25（3）：59-612 沈劉平，于江. 視頻會(huì)議系統(tǒng)J. 四川兵工學(xué)報(bào)，2011，2（7）：3-43 李勁峰，王文東，程時(shí)端. H.323 與SIP 互通的研究J. 北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，23（4）：50-534 尤雪嬌. H.323 與SIP 在視頻會(huì)議應(yīng)用中的研究J. 計(jì)算機(jī)科學(xué)，2008，35（1）：1-2155 5 見良. 視頻會(huì)議客戶端關(guān)鍵技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)D. 北京：北京郵電大學(xué)，2009.6 Ab