基于Android的VoIP系統的設計與實現

摘要：為實現一個Android平臺的網絡電話，提出一個基于PJSIP堆棧的VoIP系統設計方案。該方案符合Android NDK開發規范，即上層使用Java語言開發，下層采用純C語言的PJSIP庫開發其協議棧，并使用JNI連接上下兩部分。在此敘述了PJSIP的原理，并以此為出發點，分析并設計了一個具體的VoIP系統。最后通過測試，該方案能很好地完成會話的發起、應答、通信，以及會話的注銷等功能，達到了設計要求。
關鍵詞：Android；網絡電話；PJSIP；JNI；NDK

0 引言
VoIP(Voice over Internet Protocol)即首先數字化語音信號并壓縮成幀，轉換為IP數據包在網絡上傳輸，以此完成語音通話的業務，是一種利用IP協議傳輸語音數據的、新興的通信技術。
隨著我國三網融合的推進，VoIP與IPTV(Interactive Personality TV)一起成為這一龐大工程的重要標志。而目前手機中，VoIP的解決方案并不是很多，特別是在Google公司推出的開源操作系統Android中。盡管該系統推出時間不長，憑借強大的功能、良好的界面、廣泛的商業支持，為用戶帶來很好的體驗，成為2010年最熱門且發展最快的手機操作系統。因此，兩者的結合，將是未來的發展趨勢。本文提出一種基于PJSIP協議棧的解決方案，通過Android本地開發工具(NDK)，實現一個高效、穩定且功能強大的VoIP系統，具有較高的參考和實用價值。

1 VoIP設計方案
1．1 設計目標
本方案所設計的系統包含以下功能：首先，完成用戶終端(如手機)中語音數據的采集與編碼，并通過RTP(實時傳輸協議)／RTCP(RTP傳輸控制協議)進行傳輸和控制；其次，完成會話的控制，包括會話的注冊、發起、維護與結束、注銷等；再次，作為一個應用程序，必須實現一個良好的界面，與用戶交互；最后，作為一個開放系統，需具有良好的可擴展性。
1．2 總體設計
本方案基本上符合Android的NDK框架的開發規范，將系統分為4層，如圖1所示。最上層為應用層，該層將在Android SDK的框架內，采用Java語言來實現；第二層為JNI層，SIP協議棧有很多種實現，其中，采用C語言的SIP協議棧在效率、速度、系統占用方面有著超越其他庫(如Java協議棧)的優勢，因此，該方案將在第三層采用純C語言實現的PJSIP協議棧。為了讓Java應用層能調用協議棧層，在兩層之間需要一個銜接的橋梁，這就是JNI層。最后一層是驅動層，這部分一般是由手機廠商來實現的，本文將不做重點介紹。