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IP网络语音技术及其应用研究

作　者: 蒋金弟
导　师: 毛培法
学　校: 浙江工业大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: IP网络语音技术：信令技术语音压缩：语音组播
分类号: TP393.01
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
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内容摘要

综合化、分组化、数字化、智能化和个人化一直是电信网和信息网的发展方向。在这一进程中，TCP/IP协议和WWW技术成了促使Internet蓬勃发展的两大技术。随着用户可接入带宽增加和信源压缩编码技术的逐步成熟，实时或准实时业务在Internet上传输已成为可能。同时，在Internet上传输语音具有了越来越多的优势，如：充分利用网络带宽，节省费用，支持更多的增值业务，可同时传输数据和语音等。所以，Internet应用在涵盖了几乎所有的数据业务之后，又向话音、视频等实时通信领域扩展。传统的基于电路交换的语音技术，虽然适合传输话音，但几乎不进行压缩、语音的静默处理，不能支持许多增值业务，且不能同时传输数据等业务。在单一网络上实现语音、数据、图像等多种综合业务成为网络发展目标和趋势的今天，这显得越来越不合时宜。这也促进了IP网络语音业务，使得在Internet上传输语音成了一个研究热点。本文首先对IP网络语音技术的传输和语音分组化进行了研究，对出现的问题提出了解决的方法。接着对IP网络语音的信令技术进行了研究，并比较了两种标准的优缺点，指出了在实际应用时应互取优点。然后深入研究了语音编码技术，并对IP网络上的语音编码进行了详细的分析。最后研究了多路广播技术，并解决了Windows环境下的IP多路广播问题。在对IP网络语音技术进行分析研究的基础上，编写了一个软件，通过软件对分组语音的一些问题进行了模拟、实验。这些问题包括IP网络的传输问题、Windows环境下RTP协议的实现、语音活动检测（VAD）、语音抖动、语音压缩及Windows环境下IP多播等问题。这些都是IP网络语音技术所面临的问题，它们直接影响了语音的质量，研究这些问题，对于在IP网络上实现语音技术具有十分重要的意义。

全文目录

中文摘要  5-6
英文摘要  6-7
第一章绪论  7-12
  1．1 传统PSTN话音业务  7-8
  1．2 Internet网络的现状及发展趋势  8-10
    1．2．1 技术的发展  8-9
    1．2．2 应用的发展  9-10
  1．3 利用IP网络传输语音的优点  10
  1．4 网络语音技术的关键技术  10-12
第二章分组语音的传输及其分组化技术  12-24
  2．1 IP网络语音通信协议  12-20
    2．1．1 IP协议  12-14
    2．1．2 UDP协议和TCP协议  14-16
    2．1．3 RTP和TRCP协议  16-19
    2．1．4 RSVP协议  19-20
  2．2 语音分组化技术  20-23
    2．2．1 时延问题  20-21
    2．2．2 抖动问题  21-22
    2．2．3 过高的速率  22
    2．2．4 静默语音问题  22-23
    2．2．5 丢包与重发问题  23
  2．3 本章小结  23-24
第三章 IP网络语音信令技术  24-36
  3．1 H．323标准  24-34
    3．1．1 H．323组件  24-28
    3．1．2 H．323协议栈  28-29
    3．1．3 H．225登记、接入、状态信道（RAS）  29-30
    3．1．4 H．225呼叫信令和H．245控制信令  30-31
    3．1．5 连接过程  31-33
    3．1．6 H．450：H．323补充服务协议  33-34
  3．2 会话启动协议（Session Initiation Protocol, SIP）  34-35
  3．3 本章小结  35-36
第四章语音数据的压缩技术  36-62
  4．1 人类语音特点及听觉属性  36-38
    4．1．1 语音信号的冗余度  36-37
    4．1．2 人类的听觉感知机理  37-38
  4．2 编码基本技术  38-47
    4．2．1 率失真理论  38-39
    4．2．2 语音的量化  39-41
    4．2．3 预测编码  41-44
    4．2．4 Z变换和数字滤波器  44-45
    4．2．5 子带编码SBC（Subband Coding）  45-47
  4．3 语音编码方法  47-54
    4．3．1 语音编码分类  47-48
    4．3．2 语音编码方法  48-54
  4．4 IP网络语音编码的标准  54-59
    4．4．1 ITU-TG．722标准  54-55
    4．4．2 ITU G．728标准  55
    4．4．3 ITU-T G．723．1标准  55-57
    4．4．4 ITU G．729标准  57-59
  4．5 编译码系统性能  59-61
  4．6 本章小结  61-62
第五章语音数据的多路传输  62-81
  5．1 IP多路广播的优越性  62-63
  5．2 IP多路广播地址  63-67
    5．2．1 IPv4的多路广播地址  64
    5．2．2 IPv6多路广播编址  64-65
    5．2．3 IP层地址到MAC层地址的转换  65-67
  5．3 组管理协议（IGMP）  67-71
    5．3．1 IGMPv1  67-69
    5．3．2 IGMPv2  69-71
  5．4 路由选择算法与协议  71-77
    5．4．1 组播分布树  71-74
    5．4．2 路由选择算法  74-75
    5．4．3 路由选择协议  75-77
  5．5 Windows环境下多路广播的实现  77-79
    5．5．1 多路广播包的TTL值  77-78
    5．5．2 发送数据  78
    5．5．3 加入组  78
    5．5．4 离开组  78
    5．5．5 接收数据  78-79
  5．6 多路广播遇到的问题  79-80
    5．6．1 多路广播的可靠性问题  79
    5．6．2 支持问题  79
    5．6．3 安全问题  79-80
    5．6．4 服务质量问题  80
  5．7 本章小结  80-81
第六章语音会议软件的设计及分组语音研究  81-92
  6．1 语音的实时处理  81-86
    6．1．1 语音输入实时处理的流程图  81-82
    6．1．2 缓冲区与语音抖动处理  82-84
    6．1．3 数据处理  84-86
  6．2 语音的传输  86-89
    6．2．1 Winsock编程  86-88
    6．2．2 使用RTP进行实时传输  88-89
  6．3 多路传输功能的实现  89-92
    6．3．1 语音发送部分的多路传输实现  90
    6．3．2 语音接收部分的实现  90-92
结束语  92-93
参考文献  93-95
致谢  95

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