基于Android的VoIP系统的设计与实现

摘要：为实现一个Android平台的网络电话，提出一个基于PJSIP堆栈的VoIP系统设计方案。该方案符合AndroidNDK开发规范，即上层使用Java语言开发，下层采用纯C语言的PJSIP库开发其协议栈，并使用JNI连接上下两部分。在此叙述了PJSIP的原理，并以此为出发点，分析并设计了一个具体的VoIP系统。最后通过测试，该方案能很好地完成会话的发起、应答、通信，以及会话的注销等功能，达到了设计要求。
关键词：Android；网络电话；PJSIP；JNI；NDK

0 引言
VoIP(Voice over Internet Protocol)即首先数字化语音信号并压缩成帧，转换为IP数据包在网络上传输，以此完成语音通话的业务，是一种利用IP协议传输语音数据的、新兴的通信技术。
随着我国三网融合的推进，VoIP与IPTV(Interactive Personality TV)一起成为这一庞大工程的重要标志。而目前手机中，VoIP的解决方案并不是很多，特别是在Google公司推出的开源操作系统Android中。尽管该系统推出时间不长，凭借强大的功能、良好的界面、广泛的商业支持，为用户带来很好的体验，成为2010年最热门且发展最快的手机操作系统。因此，两者的结合，将是未来的发展趋势。本文提出一种基于PJSIP协议栈的解决方案，通过Android本地开发工具(NDK)，实现一个高效、稳定且功能强大的VoIP系统，具有较高的参考和实用价值。

1 VoIP设计方案
1．1 设计目标
本方案所设计的系统包含以下功能：首先，完成用户终端(如手机)中语音数据的采集与编码，并通过RTP(实时传输协议)／RTCP(RTP传输控制协议)进行传输和控制；其次，完成会话的控制，包括会话的注册、发起、维护与结束、注销等；再次，作为一个应用程序，必须实现一个良好的界面，与用户交互；最后，作为一个开放系统，需具有良好的可扩展性。
1．2 总体设计
本方案基本上符合Android的NDK框架的开发规范，将系统分为4层，如图1所示。最上层为应用层，该层将在Android SDK的框架内，采用Java语言来实现；第二层为JNI层，SIP协议栈有很多种实现，其中，采用C语言的SIP协议栈在效率、速度、系统占用方面有着超越其他库(如Java协议栈)的优势，因此，该方案将在第三层采用纯C语言实现的PJSIP协议栈。为了让Java应用层能调用协议栈层，在两层之间需要一个衔接的桥梁，这就是JNI层。最后一层是驱动层，这部分一般是由手机厂商来实现的，本文将不做重点介绍。