本文的实现方案采用了经由无线局域网IEEE 802.11b接入互联网的方式。IEEE 802.11b无线局域网工作在2.4G的ISM频段,采用扩频调制技术进行数据通信。IEEE 802.11b的媒体接入控制协议(MAC)原理类似于以太网络,采用载波侦听的方式来控制网络中信息的传送,区别是以太网采用的是CSMA/CD(载波侦听/冲突检测)技术,而IEEE 802.11b无线局域网则引进了冲突避免技术。IEEE 802.11b无线局域网在发射功率为100mW时,传输距离为100米左右。IEEE 802.11b最高可以提供11Mbps的数字传输速率,可以满足H.323或SIP的话音通信需求。
H.323和SIP是目前主流的多媒体的会话协议,二者都需要智能的终端设备支持,在某种程度上,H.323和SIP体现了NGN和软交换的思想,即基于简化和统一网络结构,而采用具有复杂计算和控制能力作为未来网络的终端设备,因此文中提出的基于智能终端设备的IP语音传送技术是面向未来NGN框架的。
3 系统实现
本文提出一种智能终端多媒体通信的实现方案,它采用高性能PDA作为移动终端,以嵌入式Linux为操作系统,通过无线局域网接入互联网,基于H.323协议实现IP语音和多媒体业务。
3.1 硬件,操作系统和软件架构
系统的核心部件是各种嵌入式处理器,它的选择根据实际情况决定。常用的嵌入式处理器包括ARM、MIPS以及M68000等,目前,Linux对以上提到的处理器都支持。其次,网络接口的实现也是一个重要的因素,一般的解决方案包括采用现有的802.11芯片或通过通用的总线与802.11无线网卡相连接等。存储系统、音视频设备以及用户输入设备则是一般嵌入式系统的基本组成部分,它们的实现主要取决于用户的需求,应用环境,开发成本和周期等因素了。智能终端可以完全定制,可以采用通用的高性能可扩展的PDA。操作系统采用嵌入式Linux,经过适当裁剪以适合嵌入式应用。网络协议支持IP v4和IP v6,网络的编程采用通用的套接字接口。
无线网络的选择可以根据当地的网络条件和应用需求而决定。本文选择IEEE802.11b无线局域网。通信应用层软件包括互联网浏览、文件传输、语音通信和视频通信等。智能终端的H.323或SIP(会话初始化协议)属于应用层软件,它运行在嵌入式操作系统上,通过访问网络设备和声音设备,实现"软"VoIP终端功能。通信应用的软件实现使得系统具备更好的灵活性和可扩展性,即在系统硬件不做任何改动的条件下,用户不仅可以实现目前流行的多媒体通信协议如SIP或H.323协议栈,也可以根据特殊的需要自行开发合适的通信协议,或者支持任何将来可能出现的通信协议。这是智能终端最大的特点,也是NGN业务驱动特征的体现。
3.2 典型应用场景
典型的智能终端应用的场景如图1所示。图中智能终端接入IEEE 802.11b无线网络,连接到IP网络。H.323网关连接IP网络和PSTN网。从PSTN来的呼叫被H.323网关受理,把其中的话音流转换成IP数据包经过IP网络传到智能终端;同时受理智能终端的呼叫,转向PSTN目的终端(电话)。智能终端也可以和其他的计算机或者智能终端通信,或者访问Internet网络的服务器。
3.3 实际方案
在实际实现中,我们采用了HP公司的iPAQ系列PDA作为硬件平台,采用Linux(内核版本2.4.18)作为操作系统,在应用层实现了H.323协议栈,并基于触摸屏实现了友好的用户界面。具体的硬件配置参数列表如下:
测试网络环境包含数个无线接入点,交换机,H.323网守和网关等,并连接到PSTN网和INTERNET。在搭建的测试环境上,我们进行了以下的测试:1. 通过智能终端上的H.323 VoIP客户端软件与PSTN的电话进行语音通信;2. 通过智能终端上的H.323 VoIP客户端软件与局域网的计算机进行话音通信;3. PSTN网络的电话呼叫移动智能终端并进行话音通信;4. 移动智能终端访问局域网及Internet的网络资源,包括Web浏览和文件传送。测试结果表明智能终端可以在移动的条件下和PSTN网络的固定电话(或IP网的计算机终端)进行相互间的话音呼叫和通信,话音质量较好,性能稳定,可以达到实际应用的要求,并且在语音通信期间,智能终端可以浏览互联网网页,传送文件。
若需要支持SIP协议,本文的终端仅需要安装支持SIP协议的应用层软件。网络中需要增加支持SIP的网关/代理等设备。
4 结束语
本文阐述和分析了NGN概念和核心思想,认为随着NGN和软交换技术的推进,网络将为语音、数据和视频等业务提供统一开放的平台,具有复杂计算能力的智能终端设备将取得传统的哑终端,成为未来NGN网络终端的主流。随后本文分析了面向NGN的智能移动终端涉及的技术,包括硬件体系、操作系统、应用层软件和网络接入方式,并给出了一种基于嵌入式Linux操作系统和无线局域网接入的,支持H.323协议和SIP协议的智能终端方案的实际实现。在可预见的将来,具有复杂计算能力和无线通信能力的终端设备,将支持丰富的网络应用,具有难以估量的产业机会和商业前景。
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