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时间:2020-10-23 17:08  编辑:高要旅游

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基于SIP 协议的视频会议系统

刘晓鸣

(武汉邮电科学研究院 湖北武汉 430074)

摘 要:在简单介绍SIP 协议和分析SIP 的特点的基础上,详细说明一个基于SIP 协议的视频会议系统实现以及视频会议系统的流程中SIP 的实际作用。本系统采用会议管理系统和会议控制系统分离方案,这不仅降低了系统设计的复杂性,而且优化了该系统在实际应用中的扩展性,为SIP 多媒体会议应用进一步的推广、开发提供了建议。

关键词:会话初始协议;SIP ;视频会议;会议控制系统

中图分类号:TP393.03     文献标识码:B      文章编号:1004373X (2006)2410602

SIP based Video Conference System

L IU Xiaoming

(Wuhan Research Institute of Po st s and Telecommunications ,Wuhan ,430074,China )

Abstract :With a simple introduction and an in depth analysis of SIP protocol ,the implementation of a video conference

system based on SIP is presented in detail.And the practical f unction of SIP is introduced in the process of the system.This system adopts the separate mode of the management system and the control system of a certain conference ,which not only sim 2plifies the system design ,but also optimizes the expansibility of the system in practice ,with a good suggestion for populariza 2tion and development of SIP multi

media conference system.

K eywords :session initiation protocol ;SIP ;video conference ;conference controlling system

收稿日期:20060605

1 引 言

利用互联网进行实时的信息通讯成为近些年来出现的一种新的网络技术,包括即时通讯(Internet Messa 2

ging )、视频会议(Vedio Conference )、语音技术(Vo IP )等。

这些利用互联网为彼此通讯的双方提供实时信息交互的技术,随着网络应用的进一步普及,成为人们利用网络相互联系的重要手段。

视频会议系统是应用网络通信和音视频编解码技术来实现的虚拟会议,使地理上分散的用户在网络上通过视频、声音、文本等信息流进行交互式的讨论和交流。SIP 协议是IETF 制订的会话控制协议,负责建立和管理两个或多个用户间的会话连接,他充分借鉴了H T TP ,SM TP

(简单邮件传送协议)这两个互联网上最成功的应用层协

议,其编码是文本方式,继承了互联网协议简单、开放、灵活的特点,因此将SIP 用于视频会议系统。2 SIP

会话初始协议(Session Initination Protocol ,SIP )是一种IP 电话信令协议,用于建立、修改和终结由多个用户参与的多媒体会话过程(如图1)。也可以邀请某一终端参

加一个现有的会话,比如在多媒体会议中的应用。同时

SIP 协议还提供了透明的名称映射机制。一个终端只需

要一个惟一的SIP 表明自己的身份,不管这一终端的网络位置如何,凭借这个惟一的标识,其他终端总可以找到这一终端。

SIP 并非一个完整的通讯系统,SIP 协议更像是一个

组件。这一组件可以应用到IETF 制定的其他的协议中,从而建立起一个完善的多媒体通讯架构。比如SIP 协议可以被应用于实传输协议R TP ,实时流协议RTSP ,会话描述协议SDP 等。因此SIP 应该和其他协议联合使用,来向用户提供更完整的服务。同时需要强调的是SIP 协议虽然不是一个完整的通讯系统,需要和其他协议配合使用,但其本身的功能是完全独立于其他协议的。

SIP 协议定义了4种逻辑实体:

(1)用户代理(User Agent )分为2个部分:客户端(User Agent Client ),客户端应用程序,初始SIP 请求负责

发起呼叫;用户代理服务器(User Agent Server ),服务器应用程序,负责接受呼叫并做出响应。

(2)代理服务器(Proxy Server ),负责接收用户代理发

来的请求,根据网络策略将请求发给相应的服务器,并根据收到的应答对用户做出响应。他可以转发客户端的请求,在转发之前可能修改原请求消息的内容。

(3)重定向服务器(Redirect Server ),接收SIP 请求消

6

01多媒体技术刘晓鸣:基于SIP 协议的视频会议系统

息,并将被呼叫方的SIP 地址映射成0个(如果没有可知地址)或更多的新地址,并且将他们返回客户端。

(4)注册服务器(Register )接收用户端的注册请求,

完成用户地址的注册。

以上几种Server 可共存于一个设备,也可以分布在不同的物理实体中。SIP 服务器完全是纯软件实现,可以根

据需要运行于各种工作站或专用设备中。

图1 SIP 呼叫过程

3 视频会议

由于SIP 的会议控制功能不强,SIP 要完成视讯会议可以通过在SIP 系统中增加多点控制单元实现。到达会议召开时间,多点控制单元分别通过INVITE 请求邀请与会者参加会议,在INVITE 请求中SDP 需要描述此次会议的属性,例如会议ID 信息。多点控制单元将媒体流定位到媒体处理器完成视频的分屏,与音频流的混合,分别发送给各个SIP 终端。如果是SIP 终端临时召开会议,邀请参与者,使用媒体处理器进行音频流的混合。在该系统中(如图2),用户欲参加会议,需满足以下2个基本条件:

(1)用户需要SIP 终端设备(可为物理设备,也可以

为PC 机上的某种SIP 终端仿真程序)。

(2)

用户应可利用浏览器在线浏览网页。

图2 视频会议系统结构

3.1 会议流程

通过IE 浏览器访问会议管理服务器,会议管理员创

建一个会议。当会议控制服务器被启动或有新的会议在会议控制服务器上召开时,都要先使用SIP 信令(REGIS 2

TER )将FocusU RI 或者新会议的Conference URI 注册到

会议控制服务器上,预定会议在会议控制服务器上被创建而且会议U RI 已注册成功。系统管理员通过SIP 视频会议系统提供的图形化会议预约发起界面,发布所有的预定会议信息,供用户通过浏览器在线查询。用户在参与会议之前,必须首先在线向会议管理系统申请帐号、设置密码,然后用户的SIP 终端就可向会议控制服务器发INVITE 请求。此时会议控制服务器接受到来自终端的INVITE 请求,将首先对请求发起者进行身份鉴定,如果身份鉴定成功,终端的INVITE 请求被接受,在与Focus 的能力交换过程完成后,终端可加入所请求的会议。接着终端在会议中的身份将由会议管理服务器向会议控制服务器所提供的用户信息确定,并将用户信息填入响应的用户信息表供会议管理系统使用。当会议结束时,会议控制服务器通知会议管理服务器该会议已经结束,会议管理服务器修改会议的状态为结束。3.2 会议控制服务器

会议控制服务器是根据会议配置来启动会议的,通过解析会议终端的呼叫请求消息来控制整个会议的流程,并对用户的身份进行鉴别,根据会议的控制信息接收和转发音视频数据。各个部分的功能如下:

(1)传输层:接收、发送SIP 消息和多媒体数据流,选

择其中一路通过组播或者单播播出。

(2)SIP 协议栈:SIP 是多媒体通信的应用层信令协

议栈,他建立、中止呼叫,并且负责通话双方之间的媒体流信息的交流。

(3)数据转发模块:控制多媒体流的接收和转发。(4)消息处理模块:通过与会议管理服务器通信获得

配置信息;利用协议栈提供的服务与SIP 终端通信,控制用户加入会议、离开会议以及控制多媒体流的转发,并且控制会议的流程,完成会议功能。3.3 会议管理服务器

会议管理服务器具有以下功能:

(1)会议管理:创建一个会议并设置会议的配置参数

如服务器地址、端口、起始时间等。

(2)用户管理:确定参加会议的用户、用户在会议中

的角色和用户的权限。

(3)会议通告:公布会议各状态信息。

(4)查询:根据消息查找参加会议的用户或者查找

会议。

在会议召开前,用户通过会议管理服务器设置会议信息;然后会议控制服务器通过会议管理服务器获得会议配置信息,并启动会议。在会议进行过程中,会议管理服务

(下转第110页) 

7

01《现代电子技术》2006年第24期总第239期

  嵌入式与单片机

面是由于L PC 10本身的缺陷;另一方面是由于简化后的L PC 10在很多检测方法上有待完善。比如清/浊音判决上,仅用能量判断存在很大缺陷;基音周期估计上,没有应用AMDF 函数来求也会有一定的误差。

L PC 10存在一些固有的缺陷:

(1)采用简化的二元激励,使合成的语音听起来不自

然,

损失了语音的自然度。

图5 计算得到的增益

RMS

图6 解码后语音(下)与原始语音(上)波形

  (2)在噪声影响下不易准确提取基音周期和不能正确判决清浊音,背景噪声较强时系统性能严重恶化,鲁棒性差。

(3)语音谱共振峰位置及带宽估值有时会产生很大

的失真。

参 考 文 献

[1]张雄伟,陈亮,杨吉斌.现代语音处理技术及应用[M ].北

京:机械工业出版社,2003.

[2]杨行峻,迟惠升.语音信号数字处理[M ].北京:电子工业出

版社,1995.

[3]陈显治.语音处理技术的发展[J ].通信工程学院学报,

1996,10(26):3,50

57.

[4]易克初,田斌,付强.语音信号处理[M ].北京:国防工业出

版社,2000.

[5]朱蓉,黄冰.EVRC 语音编码算法研究及仿真[J ].现代电子

技术,2006,29(3):4750.

[6]Griffin D ,Lim J S.Multiband Excitation Vocoder.IEEE

Trans.on ASSP ,1998,36(8).

[7]Digital Voice Systems ,Inc.-Low Bit Rate Voice Compres 2

sion Solutions.http ://www.dvsinc.com (Current 18th Oc 2tober 2000).

[8]Rabiner L R.Applications of Voice Processing to Telecom 2

munications.Proceedings of the IEEE ,1994,82(2):199

228.

[9]Eric W M Yu ,Cheung

Fat Chan.Variable Bit Rate MB EL P

Speech Coding via V/UV Distribution Dependent Spectral

Quantization.ICASSP ′1997:1607

1610.

作者简介 潘 健 男,1980年出生,甘肃兰州市人,助教。主要从事数字通信、信号完整性分析研究。

  (上接第107页)

器获得会议状态信息。会议管理服务器和会议控制服务器之间的通信接口采用请求/响应的方式,并且视频会议系统可以支持同时召开多个会议。一个会议管理服务器可以管理多个会议控制系统,而每个会议必须有一个会议控制系统。3.4 用户终端

会议终端系统由3部分组成:

(1)用户端可视化的图形界面,以便用户操作会议;(2)消息处理模块,发送、接收和解析会议控制消息,

采集用户的音视频信号,并将之压缩传送给会议服务器;

(3)音视频模块,从网络上接收会议的音视频信号,

并根据会议的控制策略选择合适的音视频编解码技术来

播放或发送多媒体数据。4 结 语

随着Internet 的迅猛发展,视频通信的大众化以及

SIP 相关技术的逐渐成熟,SIP 将逐渐成为视频通信领域

的主流信令控制协议之一。SIP 终端业务计费、SIP 视频应用和现有视频会议系统的融合问题将会逐步得到解决。

参 考 文 献

[1]Rosenberg J ,Schulzrinne H.SIP :Session Initiation Protocol.

RFC3261,2002.

[2]张键,李恒文,魏绍亮.SIP 协议应用研究[J ].现代电子技

术,2006,29(5):1921.

作者简介 刘晓鸣 女,1982年出生,硕士研究生。研究方向为光网络。

11多媒体技术潘 健等:简化的L PC 10语音编码算法研究与仿真

。

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