0 引言
VoIP" title="VoIP">VoIP（Voice over Internet Protocol）即首先數(shù)字化語(yǔ)音信號(hào)并壓縮成幀,，轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上傳輸,，以此完成語(yǔ)音通話的業(yè)務(wù),，是一種利用IP協(xié)議傳輸語(yǔ)音數(shù)據(jù)的,、新興的通信技術(shù),。
隨著我國(guó)三網(wǎng)融合" title="三網(wǎng)融合">三網(wǎng)融合的推進(jìn)，VoIP與IPTV（Interactive Personality TV）一起成為這一龐大工程的重要標(biāo)志,。而目前手機(jī)中,，VoIP的解決方案并不是很多，特別是在Google公司推出的開(kāi)源操作系統(tǒng)Android" title="Android">Android中,。盡管該系統(tǒng)推出時(shí)間不長(zhǎng),，憑借強(qiáng)大的功能、良好的界面,、廣泛的商業(yè)支持,，為用戶帶來(lái)很好的體驗(yàn)，成為2010年最熱門(mén)且發(fā)展最快的手機(jī)操作系統(tǒng),。因此,，兩者的結(jié)合，將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),。本文提出一種基于PJSIP協(xié)議棧的解決方案,，通過(guò)Android本地開(kāi)發(fā)工具（NDK），實(shí)現(xiàn)一個(gè)高效,、穩(wěn)定且功能強(qiáng)大的VoIP系統(tǒng),，具有較高的參考和實(shí)用價(jià)值。
1 VoIP設(shè)計(jì)方案
1．1 設(shè)計(jì)目標(biāo)
本方案所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)包含以下功能：首先,，完成用戶終端（如手機(jī)）中語(yǔ)音數(shù)據(jù)的采集與編碼,，并通過(guò)RTP（實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議）／RTCP（RTP傳輸控制協(xié)議）進(jìn)行傳輸和控制；其次,，完成會(huì)話的控制,，包括會(huì)話的注冊(cè)、發(fā)起,、維護(hù)與結(jié)束,、注銷等,；再次,，作為一個(gè)應(yīng)用程序,，必須實(shí)現(xiàn)一個(gè)良好的界面，與用戶交互,；最后,，作為一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，需具有良好的可擴(kuò)展性,。
1．2 總體設(shè)計(jì)
本方案基本上符合Android的NDK框架的開(kāi)發(fā)規(guī)范,，將系統(tǒng)分為4層，如圖1所示,。最上層為應(yīng)用層,，該層將在Android SDK的框架內(nèi)，采用Java語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn),；第二層為JNI層,，SIP協(xié)議棧有很多種實(shí)現(xiàn)，其中,，采用C語(yǔ)言的SIP協(xié)議棧在效率,、速度、系統(tǒng)占用方面有著超越其他庫(kù)（如Java協(xié)議棧）的優(yōu)勢(shì),，因此,，該方案將在第三層采用純C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的PJSIP協(xié)議棧。為了讓Java應(yīng)用層能調(diào)用協(xié)議棧層,，在兩層之間需要一個(gè)銜接的橋梁,，這就是JNI層。最后一層是驅(qū)動(dòng)層,，這部分一般是由手機(jī)廠商來(lái)實(shí)現(xiàn)的,，本文將不做重點(diǎn)介紹。
2 VoIP的具體實(shí)現(xiàn)
這里將實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的VoIP系統(tǒng),，包括協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn),、JNI的編寫(xiě)以及上層UI的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)等。
2．1 SIP協(xié)議棧及UA
SIP協(xié)議棧直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量與效率,，本文將采用純C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的PJSIP庫(kù),。該庫(kù)采用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，且源碼開(kāi)放,，在兼容性與效率上有明顯優(yōu)勢(shì),，不僅體積小（完整的SIP封裝也不過(guò)150 KB）,，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了一個(gè)內(nèi)存池,，使得安全系數(shù)與運(yùn)行效率大為提高，該系統(tǒng)所采用的就是優(yōu)化后的PJSIP庫(kù),。
2．1．1 PJSIP協(xié)議棧
PJSIP協(xié)議棧遵循標(biāo)準(zhǔn)的SIP協(xié)議,，采用分層架構(gòu)：SIP／SDP消息編碼解析層,、傳輸管理層、SIP終端,、事務(wù)層,、會(huì)話層以及應(yīng)用層等。由于SIP協(xié)議采用文本消息發(fā)送請(qǐng)求和響應(yīng),，所以首先需要將SIP消息按照巴斯克范式（ABNF）編碼和解析,，這就是SIP／SDP消息編碼解析層所完成的功能。傳輸管理層用來(lái)管理用戶代理與服務(wù)器之間的請(qǐng)求和相應(yīng),；SIP終端是PJSIP中轉(zhuǎn)機(jī)制的實(shí)現(xiàn),，它主要負(fù)責(zé)管理各個(gè)SIP組建，例如像SIP終端實(shí)例注冊(cè)組件,，分發(fā)消息到事務(wù)層,、會(huì)話層及應(yīng)用層，回傳處理結(jié)果,，管理定時(shí)器,、I／O隊(duì)列等；事務(wù)層通過(guò)狀態(tài)機(jī)機(jī)制管理SIP信令,，每一次狀態(tài)機(jī)狀態(tài)的改變都將觸發(fā)回調(diào)函數(shù),；會(huì)話層負(fù)責(zé)會(huì)話的發(fā)起與響應(yīng)，一般與應(yīng)用層結(jié)合在一起,，用于用戶交互,，不同的平臺(tái)有不同的實(shí)現(xiàn)，本文使用Andriod的GUI來(lái)實(shí)現(xiàn),。
PJSIP是一個(gè)高度封裝的庫(kù),，實(shí)際上它是通過(guò)PJSUA子庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的。一個(gè)完整的PJSUA生命周期,，首先需要初始化,，通過(guò)函數(shù)init（）來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)函數(shù)中,，將創(chuàng)建代理,、初始化變量和堆棧，以及創(chuàng)建一個(gè)UDP傳輸并在最后啟動(dòng)代理,；第二步將為UA添加用戶,，如果需要的話，還要向服務(wù)器注冊(cè)用戶,；當(dāng)用戶添加成功后,，此時(shí)可以建立一個(gè)呼叫連接，發(fā)起會(huì)話,；當(dāng)會(huì)話連接成功后,，就可以使用SRTP協(xié)議實(shí)時(shí)傳輸加密后的數(shù)據(jù),，進(jìn)行通話。最后的過(guò)程是掛起或銷毀呼叫,。
2．1．2 UA原理
UA（User Agency）是協(xié)議棧的具體實(shí)現(xiàn),，PJSIP通過(guò)封裝了的PJSUA來(lái)實(shí)現(xiàn),，在這一點(diǎn)上,，大部分的SIP庫(kù)都大同小異，在此將介紹UA的工作原理,。
一個(gè)典型的UA包含UAC（User Agency Client）和UAS（User Agency Server）兩部分,。會(huì)話由UAC發(fā)起。當(dāng)呼叫發(fā)起時(shí),，UAC將首先發(fā)送“IN-VITE”消息給SIP代理服務(wù)器,，服務(wù)器收到“INVITE”消息后將返回一個(gè)應(yīng)答“200 OK”，并回答“ACK”進(jìn)行確認(rèn),，同時(shí)通知主叫用戶（即會(huì)話發(fā)起用戶）上線通話,。如果主叫端（用戶端）主動(dòng)結(jié)束會(huì)話，UAC將返回“BYE”消息,，同時(shí)通知服務(wù)器,；如果用戶端收到服務(wù)器傳來(lái)的“BY-E”消息，回答“200”,，并結(jié)束會(huì)話,。
服務(wù)器端，UAS收到UAC（用戶端）發(fā)來(lái)的“INVITE”消息,，首先從消息中提取出主,、被叫對(duì)象，然后檢查當(dāng)前是否有空閑信道,，若沒(méi)有則返回“486 BUSY HERE”（即系統(tǒng)忙）消息,；接著將檢查被叫用戶是否在服務(wù)區(qū)，如果被叫對(duì)象不在服務(wù)范圍,，則返回“404 NOT FOUND”（即用戶不在服務(wù)區(qū)）,；若被叫用戶成功上線，則返回“200 OK”,，同時(shí)準(zhǔn)備開(kāi)始會(huì)話,。
SIP協(xié)議棧一般使用SIP統(tǒng)一資源定位符（URL）來(lái)標(biāo)識(shí)，它根據(jù)URL來(lái)尋址,，如集群用戶“200”,，“300”分別對(duì)應(yīng)SIP用戶為“[email protected]. 1.100”，“300@192．168．1．100”,。本文中也使用這種方式來(lái)測(cè)試通信,。
2．2 JNI的實(shí)現(xiàn)
PJSIP庫(kù)和Java類連接是通過(guò)JNI來(lái)實(shí)現(xiàn)的,，這也是Android NDK的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，JNI是SUN公司推出的用于Java調(diào)用其他語(yǔ)言的接口,。
首先需要一個(gè)中間類,，這個(gè)類中主要建立一些方法用于調(diào)用C／C++本地函數(shù)。它們的類型均為“publicstatic native int”,，以便其他的Java類能夠調(diào)用,。
2．2．1 新建PJSIP類
為各個(gè)待實(shí)現(xiàn)的類新建一個(gè)包，可以命名為“com．a(chǎn)ndroid．VoIP．pjsip”,，在該包中添加該系統(tǒng)相關(guān)的一些類,，主要有如下6個(gè)類：
這些類分別為上節(jié)中原理各個(gè)步驟的實(shí)現(xiàn)。這部分僅僅是為C庫(kù)的調(diào)用提供一個(gè)接口,，因此具體的實(shí)現(xiàn)將放在本地C／C++程序中,。
2．2．2 頭文件的生成
C庫(kù)與Java間還需通過(guò)一個(gè)后綴為“．h”的頭文件來(lái)銜接，這個(gè)頭文件可以手動(dòng)編寫(xiě),，也可以通過(guò)“Javah”來(lái)生成,，該工具包含在JDK中，是由SUN公司提供的,。
Javah生產(chǎn)的頭文件包含一定的規(guī)則,，例如，本例中,，它將生成的函數(shù)聲明為“Java_com_android_IMSandroid_pjsip_**”的形式,，以便在調(diào)用C庫(kù)時(shí)能正確識(shí)別。
由于Java中的數(shù)據(jù)類型與C／C++不盡相同,，因此還必須注意參數(shù)傳遞時(shí)參數(shù)類型的轉(zhuǎn)換,。本文所涉及到的Java數(shù)據(jù)類型有String和int型，Javah生成的頭文件中會(huì)先定義好需要傳遞的參數(shù)類型以及函數(shù)返回類型,，例如方法“add_account（String sip_user,，Stringsip_dom-ain，String sip_passwd）”,，在頭文件中將定義函數(shù)的形式為“JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_android_IMSandroid_pjsip_add_lac-count（JNIEnv*,，jclass，jstring,，jstring,，jstring）”，其中JNIEXPORT為JNI外部函數(shù)聲明,，jint是“jni．h”中定義C語(yǔ)言中整形的對(duì)應(yīng)類型,，JNCALL是JNI關(guān)鍵字。比較特殊的是JNIEnv，它是一個(gè)指向類型為JNIEnv_的一個(gè)特殊JNI數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針,，它的每個(gè)元素都指向一個(gè)JNI函數(shù)的指針,，jclass會(huì)根據(jù)引用Java類的不同而不同，本文中“pjsip．class”是靜態(tài)類,，因此這里的jclass指的是類本身,，如果是非靜態(tài)類則指的是對(duì)象。后面幾個(gè)就是pjsip類需要傳遞的參數(shù),，根據(jù)“jni．h”的定義,，String類型對(duì)應(yīng)jstring，int對(duì)應(yīng)jint,。然而這只是函數(shù)申明與類中方法的形式對(duì)應(yīng),，參數(shù)的具體傳遞還需要相應(yīng)的轉(zhuǎn)化,，具體實(shí)現(xiàn)將在下一節(jié)詳細(xì)介紹,。
2．2．3 JNI接口函數(shù)的實(shí)現(xiàn)
創(chuàng)建了pjsip庫(kù)類和頭文件之后，必須應(yīng)用一個(gè)庫(kù)接口函數(shù),，這部分是pjsip接口的實(shí)現(xiàn),，限于篇幅，本文只講解幾個(gè)重要函數(shù)的實(shí)現(xiàn),。
?。?）init函數(shù)
首先是init函數(shù)，對(duì)應(yīng)的接口函數(shù)為JNICALL Java_com_android_IMSandroid_pjsip_init,。該函數(shù)在系統(tǒng)初始化時(shí)調(diào)用,，其作用是配置相關(guān)參數(shù)，并發(fā)起一個(gè)pjsua應(yīng)用,。它先通過(guò)函數(shù)“pjsua_create（）”創(chuàng)建一個(gè)“pjsua”應(yīng)用,，然后通過(guò)三個(gè)函數(shù)“pjsua_config_default（＆cfg）”，“pjsua_logging_config_default（&log_cfg”）,，“pjsua_media_config_default（＆media_cfg）”配置其相關(guān)參數(shù),，其中cfg是pjsua的相關(guān)參數(shù)，主要是狀態(tài)改變時(shí)的回調(diào)函數(shù),；log_cfg用來(lái)配置log級(jí)別,；media_cfg中包含時(shí)鐘頻率、聲道數(shù)目等相關(guān)參數(shù),。
完成配置之后就可以使用pjsua_init（＆cfg,，＆log_cfg，＆media_cfg）將先前配置的參數(shù)初始化,。在初始化之后,，還需為pjsua添加一個(gè)udp傳輸，這一步是通過(guò)pjsua_transport_create（PJSIP_TRANSPORT_UDP，&cfg,，NULL）來(lái)實(shí)現(xiàn)的,，cfg中包含指定的通訊端口，3GPP建議使用5060,。
需要注意的是,，配置完以上參數(shù)之后，還需指定SPEEX編碼優(yōu)先級(jí),，一般將其設(shè)為最大,，可以通過(guò)函數(shù)pisua_codec_set_priority（＆-speex_codec_id，255）來(lái)實(shí)現(xiàn),。所有配置完成之后,，就可以發(fā)起pjsua，即最后調(diào)用pjsua_start（）,。成功的話,，本函數(shù)的返回類型為PJ_SUCCESS。
?。?）make_call函數(shù)
另一個(gè)很重要的函數(shù)是make_call,，其在本接口文件中對(duì)應(yīng)的函數(shù)為Java_com_Android_IMSandroid_pjsip_make_lcall，這個(gè)函數(shù)一般在發(fā)起會(huì)話時(shí)調(diào)用,，它與上一個(gè)函數(shù)在結(jié)構(gòu)上最大的不同在于本函數(shù)需要傳遞一個(gè)字符串參數(shù),，前面提到，Java與C／C++在參數(shù)結(jié)構(gòu)上并不完全相同,，因此這里需要將Java傳遞過(guò)來(lái)的String類型的參數(shù)轉(zhuǎn)化,，可以通過(guò)“url_ptr=（char*）env-》GetStringUTFChars（url，&iscopy）”來(lái)實(shí)現(xiàn),。env-》GetStringUTFChars在“jni．h”中定義,，其功能是將jsting類型（Java）的url復(fù)制到char*類型（C）的url_ptr中，以此來(lái)完成參數(shù)類型的轉(zhuǎn)換,。
為了保證傳遞地址的有效性,，還需要使用pjsua_verify_sip_url（url_ptr）驗(yàn)證，這個(gè)函數(shù)主要驗(yàn)證url_ptr是符合SIP的規(guī)則,，即是否是一個(gè)合法的SIP地址,。然而char*型的地址pjsua中還是不能直接使用的，這是因?yàn)閜jsua重新封裝了參數(shù)類型,，所以最后還需要將其轉(zhuǎn)化成pj_ str_t類型,，pjlib提供pj_str（）函數(shù)可以完成轉(zhuǎn)化。在完成了參數(shù)的轉(zhuǎn)化后,，調(diào)用“pjsua_call_make_call（）”,，將發(fā)起會(huì)話,。
（3）hangup函數(shù)和pjsua_destroy函數(shù)
這兩個(gè)函數(shù)用來(lái)銷毀和掛斷會(huì)話,，一般在需結(jié)束的時(shí)候調(diào)用,，它們?cè)诮涌诤瘮?shù)中對(duì)應(yīng)Java_com_android_
IMSandroid_pjsip_hangup和Java_com_android_IMSandroid_pjsip_destroy，由于沒(méi)有參數(shù)傳遞,，也沒(méi)有其他的調(diào)用,，因此這兩個(gè)函數(shù)非常簡(jiǎn)單，基本上直接調(diào)用pjsua提供的pjsua_call_hangup_all（）和pjsua_destroy（）就能實(shí)現(xiàn),。pisua中這兩個(gè)函數(shù)將完成內(nèi)存釋放,、賬戶注銷等工作。
?。?）add_account函數(shù)
該函數(shù)在基本的pjsua中并不是必須的,，但如果要使用SIP服務(wù)器的話，就必須實(shí)現(xiàn)該函數(shù),，它在接口函數(shù)中對(duì)應(yīng)“Java_com_android_I-MSandroid_pjsip_add_1account”,，同“make_call”一樣，也需要傳遞參數(shù),，不同的是,，它傳遞三個(gè)參數(shù),，只是原理大體一樣,。
首先它將參數(shù)轉(zhuǎn)化后保持到cfg，通過(guò)“pjsua_acc_add（＆cfg,，PJ_TRUE,，＆ace_id）”將參數(shù)添加到pjsua。pjsua將以其中的sip服務(wù)器為目的地址,，注冊(cè)會(huì)話發(fā)起申請(qǐng),，經(jīng)過(guò)一系列的操作之后，與目的地址發(fā)起會(huì)話,。
0 引言
VoIP（Voice over Internet Protocol）即首先數(shù)字化語(yǔ)音信號(hào)并壓縮成幀,，轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，以此完成語(yǔ)音通話的業(yè)務(wù),，是一種利用IP協(xié)議傳輸語(yǔ)音數(shù)據(jù)的,、新興的通信技術(shù)。
隨著我國(guó)三網(wǎng)融合的推進(jìn),，VoIP與IPTV（Interactive Personality TV）一起成為這一龐大工程的重要標(biāo)志,。而目前手機(jī)中，VoIP的解決方案并不是很多,，特別是在Google公司推出的開(kāi)源操作系統(tǒng)Android中,。盡管該系統(tǒng)推出時(shí)間不長(zhǎng)，憑借強(qiáng)大的功能、良好的界面,、廣泛的商業(yè)支持,，為用戶帶來(lái)很好的體驗(yàn)，成為2010年最熱門(mén)且發(fā)展最快的手機(jī)操作系統(tǒng),。因此,，兩者的結(jié)合，將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),。本文提出一種基于PJSIP協(xié)議棧的解決方案,，通過(guò)Android本地開(kāi)發(fā)工具（NDK），實(shí)現(xiàn)一個(gè)高效,、穩(wěn)定且功能強(qiáng)大的VoIP系統(tǒng),，具有較高的參考和實(shí)用價(jià)值。
1 VoIP設(shè)計(jì)方案
1．1 設(shè)計(jì)目標(biāo)
本方案所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)包含以下功能：首先,，完成用戶終端（如手機(jī)）中語(yǔ)音數(shù)據(jù)的采集與編碼,，并通過(guò)RTP（實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議）／RTCP（RTP傳輸控制協(xié)議）進(jìn)行傳輸和控制；其次,，完成會(huì)話的控制,，包括會(huì)話的注冊(cè)、發(fā)起,、維護(hù)與結(jié)束,、注銷等；再次,，作為一個(gè)應(yīng)用程序,，必須實(shí)現(xiàn)一個(gè)良好的界面，與用戶交互,；最后,，作為一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，需具有良好的可擴(kuò)展性,。
1．2 總體設(shè)計(jì)
本方案基本上符合Android的NDK框架的開(kāi)發(fā)規(guī)范,，將系統(tǒng)分為4層，如圖1所示,。最上層為應(yīng)用層,，該層將在Android SDK的框架內(nèi)，采用Java語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn),；第二層為JNI層,，SIP協(xié)議棧有很多種實(shí)現(xiàn)，其中,，采用C語(yǔ)言的SIP協(xié)議棧在效率,、速度,、系統(tǒng)占用方面有著超越其他庫(kù)（如Java協(xié)議棧）的優(yōu)勢(shì)，因此,，該方案將在第三層采用純C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的PJSIP協(xié)議棧,。為了讓Java應(yīng)用層能調(diào)用協(xié)議棧層，在兩層之間需要一個(gè)銜接的橋梁,，這就是JNI層,。最后一層是驅(qū)動(dòng)層，這部分一般是由手機(jī)廠商來(lái)實(shí)現(xiàn)的,，本文將不做重點(diǎn)介紹,。
2 VoIP的具體實(shí)現(xiàn)
這里將實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的VoIP系統(tǒng)，包括協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn),、JNI的編寫(xiě)以及上層UI的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)等,。
2．1 SIP協(xié)議棧及UA
SIP協(xié)議棧直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量與效率，本文將采用純C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的PJSIP庫(kù),。該庫(kù)采用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā),，且源碼開(kāi)放，在兼容性與效率上有明顯優(yōu)勢(shì),，不僅體積?。ㄍ暾腟IP封裝也不過(guò)150 KB），同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了一個(gè)內(nèi)存池,，使得安全系數(shù)與運(yùn)行效率大為提高,，該系統(tǒng)所采用的就是優(yōu)化后的PJSIP庫(kù)。
2．1．1 PJSIP協(xié)議棧
PJSIP協(xié)議棧遵循標(biāo)準(zhǔn)的SIP協(xié)議,，采用分層架構(gòu)：SIP／SDP消息編碼解析層,、傳輸管理層、SIP終端,、事務(wù)層、會(huì)話層以及應(yīng)用層等,。由于SIP協(xié)議采用文本消息發(fā)送請(qǐng)求和響應(yīng),，所以首先需要將SIP消息按照巴斯克范式（ABNF）編碼和解析，這就是SIP／SDP消息編碼解析層所完成的功能,。傳輸管理層用來(lái)管理用戶代理與服務(wù)器之間的請(qǐng)求和相應(yīng),；SIP終端是PJSIP中轉(zhuǎn)機(jī)制的實(shí)現(xiàn)，它主要負(fù)責(zé)管理各個(gè)SIP組建,，例如像SIP終端實(shí)例注冊(cè)組件,，分發(fā)消息到事務(wù)層、會(huì)話層及應(yīng)用層,，回傳處理結(jié)果,，管理定時(shí)器,、I／O隊(duì)列等；事務(wù)層通過(guò)狀態(tài)機(jī)機(jī)制管理SIP信令,，每一次狀態(tài)機(jī)狀態(tài)的改變都將觸發(fā)回調(diào)函數(shù),；會(huì)話層負(fù)責(zé)會(huì)話的發(fā)起與響應(yīng)，一般與應(yīng)用層結(jié)合在一起,，用于用戶交互,，不同的平臺(tái)有不同的實(shí)現(xiàn)，本文使用Andriod的GUI來(lái)實(shí)現(xiàn),。
PJSIP是一個(gè)高度封裝的庫(kù),，實(shí)際上它是通過(guò)PJSUA子庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的。一個(gè)完整的PJSUA生命周期,，首先需要初始化,，通過(guò)函數(shù)init（）來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)函數(shù)中,，將創(chuàng)建代理,、初始化變量和堆棧，以及創(chuàng)建一個(gè)UDP傳輸并在最后啟動(dòng)代理,；第二步將為UA添加用戶,，如果需要的話，還要向服務(wù)器注冊(cè)用戶,；當(dāng)用戶添加成功后,，此時(shí)可以建立一個(gè)呼叫連接，發(fā)起會(huì)話,；當(dāng)會(huì)話連接成功后,，就可以使用SRTP協(xié)議實(shí)時(shí)傳輸加密后的數(shù)據(jù)，進(jìn)行通話,。最后的過(guò)程是掛起或銷毀呼叫,。
2．1．2 UA原理
UA（User Agency）是協(xié)議棧的具體實(shí)現(xiàn)，PJSIP通過(guò)封裝了的PJSUA來(lái)實(shí)現(xiàn),，在這一點(diǎn)上,，大部分的SIP庫(kù)都大同小異，在此將介紹UA的工作原理,。
一個(gè)典型的UA包含UAC（User Agency Client）和UAS（User Agency Server）兩部分,。會(huì)話由UAC發(fā)起。當(dāng)呼叫發(fā)起時(shí),，UAC將首先發(fā)送“IN-VITE”消息給SIP代理服務(wù)器,，服務(wù)器收到“INVITE”消息后將返回一個(gè)應(yīng)答“200 OK”，并回答“ACK”進(jìn)行確認(rèn),，同時(shí)通知主叫用戶（即會(huì)話發(fā)起用戶）上線通話,。如果主叫端（用戶端）主動(dòng)結(jié)束會(huì)話,，UAC將返回“BYE”消息，同時(shí)通知服務(wù)器,；如果用戶端收到服務(wù)器傳來(lái)的“BY-E”消息,，回答“200”，并結(jié)束會(huì)話,。
服務(wù)器端,，UAS收到UAC（用戶端）發(fā)來(lái)的“INVITE”消息，首先從消息中提取出主,、被叫對(duì)象,，然后檢查當(dāng)前是否有空閑信道，若沒(méi)有則返回“486 BUSY HERE”（即系統(tǒng)忙）消息,；接著將檢查被叫用戶是否在服務(wù)區(qū),，如果被叫對(duì)象不在服務(wù)范圍，則返回“404 NOT FOUND”（即用戶不在服務(wù)區(qū)）,；若被叫用戶成功上線,，則返回“200 OK”，同時(shí)準(zhǔn)備開(kāi)始會(huì)話,。
SIP協(xié)議棧一般使用SIP統(tǒng)一資源定位符（URL）來(lái)標(biāo)識(shí),，它根據(jù)URL來(lái)尋址，如集群用戶“200”,，“300”分別對(duì)應(yīng)SIP用戶為“[email protected]. 1.100”,，“300@192．168．1．100”。本文中也使用這種方式來(lái)測(cè)試通信,。
2．2 JNI的實(shí)現(xiàn)
PJSIP庫(kù)和Java類連接是通過(guò)JNI來(lái)實(shí)現(xiàn)的,，這也是Android NDK的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，JNI是SUN公司推出的用于Java調(diào)用其他語(yǔ)言的接口,。
首先需要一個(gè)中間類,，這個(gè)類中主要建立一些方法用于調(diào)用C／C++本地函數(shù)。它們的類型均為“publicstatic native int”,，以便其他的Java類能夠調(diào)用,。
2．2．1 新建PJSIP類
為各個(gè)待實(shí)現(xiàn)的類新建一個(gè)包，可以命名為“com．a(chǎn)ndroid．VoIP．pjsip”,，在該包中添加該系統(tǒng)相關(guān)的一些類，主要有如下6個(gè)類：
這些類分別為上節(jié)中原理各個(gè)步驟的實(shí)現(xiàn),。這部分僅僅是為C庫(kù)的調(diào)用提供一個(gè)接口,，因此具體的實(shí)現(xiàn)將放在本地C／C++程序中。
2．2．2 頭文件的生成
C庫(kù)與Java間還需通過(guò)一個(gè)后綴為“．h”的頭文件來(lái)銜接,，這個(gè)頭文件可以手動(dòng)編寫(xiě),，也可以通過(guò)“Javah”來(lái)生成,，該工具包含在JDK中，是由SUN公司提供的,。
Javah生產(chǎn)的頭文件包含一定的規(guī)則,，例如，本例中,，它將生成的函數(shù)聲明為“Java_com_android_IMSandroid_pjsip_**”的形式,，以便在調(diào)用C庫(kù)時(shí)能正確識(shí)別。
由于Java中的數(shù)據(jù)類型與C／C++不盡相同,，因此還必須注意參數(shù)傳遞時(shí)參數(shù)類型的轉(zhuǎn)換,。本文所涉及到的Java數(shù)據(jù)類型有String和int型，Javah生成的頭文件中會(huì)先定義好需要傳遞的參數(shù)類型以及函數(shù)返回類型,，例如方法“add_account（String sip_user,，Stringsip_dom-ain，String sip_passwd）”,，在頭文件中將定義函數(shù)的形式為“JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_android_IMSandroid_pjsip_add_lac-count（JNIEnv*,，jclass，jstring,，jstring,，jstring）”，其中JNIEXPORT為JNI外部函數(shù)聲明,，jint是“jni．h”中定義C語(yǔ)言中整形的對(duì)應(yīng)類型,，JNCALL是JNI關(guān)鍵字。比較特殊的是JNIEnv,，它是一個(gè)指向類型為JNIEnv_的一個(gè)特殊JNI數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針,，它的每個(gè)元素都指向一個(gè)JNI函數(shù)的指針，jclass會(huì)根據(jù)引用Java類的不同而不同,，本文中“pjsip．class”是靜態(tài)類,，因此這里的jclass指的是類本身，如果是非靜態(tài)類則指的是對(duì)象,。后面幾個(gè)就是pjsip類需要傳遞的參數(shù),，根據(jù)“jni．h”的定義，String類型對(duì)應(yīng)jstring,，int對(duì)應(yīng)jint,。然而這只是函數(shù)申明與類中方法的形式對(duì)應(yīng)，參數(shù)的具體傳遞還需要相應(yīng)的轉(zhuǎn)化,，具體實(shí)現(xiàn)將在下一節(jié)詳細(xì)介紹,。
2．2．3 JNI接口函數(shù)的實(shí)現(xiàn)
創(chuàng)建了pjsip庫(kù)類和頭文件之后，必須應(yīng)用一個(gè)庫(kù)接口函數(shù),，這部分是pjsip接口的實(shí)現(xiàn),，限于篇幅,，本文只講解幾個(gè)重要函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。
?。?）init函數(shù)
首先是init函數(shù),，對(duì)應(yīng)的接口函數(shù)為JNICALL Java_com_android_IMSandroid_pjsip_init。該函數(shù)在系統(tǒng)初始化時(shí)調(diào)用,，其作用是配置相關(guān)參數(shù),，并發(fā)起一個(gè)pjsua應(yīng)用。它先通過(guò)函數(shù)“pjsua_create（）”創(chuàng)建一個(gè)“pjsua”應(yīng)用,，然后通過(guò)三個(gè)函數(shù)“pjsua_config_default（＆cfg）”,，“pjsua_logging_config_default（&log_cfg”），“pjsua_media_config_default（＆media_cfg）”配置其相關(guān)參數(shù),，其中cfg是pjsua的相關(guān)參數(shù),，主要是狀態(tài)改變時(shí)的回調(diào)函數(shù)；log_cfg用來(lái)配置log級(jí)別,；media_cfg中包含時(shí)鐘頻率,、聲道數(shù)目等相關(guān)參數(shù)。
完成配置之后就可以使用pjsua_init（＆cfg,，＆log_cfg,，＆media_cfg）將先前配置的參數(shù)初始化。在初始化之后,，還需為pjsua添加一個(gè)udp傳輸,，這一步是通過(guò)pjsua_transport_create（PJSIP_TRANSPORT_UDP，&cfg,，NULL）來(lái)實(shí)現(xiàn)的,，cfg中包含指定的通訊端口，3GPP建議使用5060,。
需要注意的是,，配置完以上參數(shù)之后，還需指定SPEEX編碼優(yōu)先級(jí),，一般將其設(shè)為最大,，可以通過(guò)函數(shù)pisua_codec_set_priority（＆-speex_codec_id，255）來(lái)實(shí)現(xiàn),。所有配置完成之后,，就可以發(fā)起pjsua，即最后調(diào)用pjsua_start（）,。成功的話,，本函數(shù)的返回類型為PJ_SUCCESS。
?。?）make_call函數(shù)
另一個(gè)很重要的函數(shù)是make_call,，其在本接口文件中對(duì)應(yīng)的函數(shù)為Java_com_Android_IMSandroid_pjsip_make_lcall，這個(gè)函數(shù)一般在發(fā)起會(huì)話時(shí)調(diào)用,，它與上一個(gè)函數(shù)在結(jié)構(gòu)上最大的不同在于本函數(shù)需要傳遞一個(gè)字符串參數(shù),，前面提到，Java與C／C++在參數(shù)結(jié)構(gòu)上并不完全相同,，因此這里需要將Java傳遞過(guò)來(lái)的String類型的參數(shù)轉(zhuǎn)化,，可以通過(guò)“url_ptr=（char*）env-》GetStringUTFChars（url，&iscopy）”來(lái)實(shí)現(xiàn),。env-》GetStringUTFChars在“jni．h”中定義,，其功能是將jsting類型（Java）的url復(fù)制到char*類型（C）的url_ptr中，以此來(lái)完成參數(shù)類型的轉(zhuǎn)換,。
為了保證傳遞地址的有效性,，還需要使用pjsua_verify_sip_url（url_ptr）驗(yàn)證，這個(gè)函數(shù)主要驗(yàn)證url_ptr是符合SIP的規(guī)則,，即是否是一個(gè)合法的SIP地址,。然而char*型的地址pjsua中還是不能直接使用的，這是因?yàn)閜jsua重新封裝了參數(shù)類型,，所以最后還需要將其轉(zhuǎn)化成pj_ str_t類型,，pjlib提供pj_str（）函數(shù)可以完成轉(zhuǎn)化。在完成了參數(shù)的轉(zhuǎn)化后,，調(diào)用“pjsua_call_make_call（）”,，將發(fā)起會(huì)話。
?。?）hangup函數(shù)和pjsua_destroy函數(shù)
這兩個(gè)函數(shù)用來(lái)銷毀和掛斷會(huì)話,，一般在需結(jié)束的時(shí)候調(diào)用，它們?cè)诮涌诤瘮?shù)中對(duì)應(yīng)Java_com_android_
IMSandroid_pjsip_hangup和Java_com_android_IMSandroid_pjsip_destroy,，由于沒(méi)有參數(shù)傳遞,，也沒(méi)有其他的調(diào)用，因此這兩個(gè)函數(shù)非常簡(jiǎn)單,，基本上直接調(diào)用pjsua提供的pjsua_call_hangup_all（）和pjsua_destroy（）就能實(shí)現(xiàn),。pisua中這兩個(gè)函數(shù)將完成內(nèi)存釋放、賬戶注銷等工作,。
?。?）add_account函數(shù)
該函數(shù)在基本的pjsua中并不是必須的，但如果要使用SIP服務(wù)器的話,，就必須實(shí)現(xiàn)該函數(shù),，它在接口函數(shù)中對(duì)應(yīng)“Java_com_android_I-MSandroid_pjsip_add_1account”，同“make_call”一樣，也需要傳遞參數(shù),，不同的是,，它傳遞三個(gè)參數(shù)，只是原理大體一樣,。
首先它將參數(shù)轉(zhuǎn)化后保持到cfg,，通過(guò)“pjsua_acc_add（＆cfg，PJ_TRUE,，＆ace_id）”將參數(shù)添加到pjsua,。pjsua將以其中的sip服務(wù)器為目的地址，注冊(cè)會(huì)話發(fā)起申請(qǐng),，經(jīng)過(guò)一系列的操作之后,，與目的地址發(fā)起會(huì)話。
2．2．4 主程序與用戶界面
系統(tǒng)的主程序是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Android應(yīng)用程序,，它使用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā),，符合SDK規(guī)范。與一般的SDK程序不同的是,，該類中必須使用Syst-em．loadLibrary加載PJSIP庫(kù)文件,。形式如下：
System．loadLibrary（“pjsip-jni”）；
其中,，pjsip-jni就是上節(jié)中PJSIP協(xié)議棧生成的庫(kù),。
主程序中的基本方式均按照上節(jié)中的過(guò)程，創(chuàng)建并初始化PJSUA,；當(dāng)call按鍵被觸發(fā)時(shí)發(fā)起會(huì)話,，調(diào)用make-call（）方法；當(dāng)用戶接受通話時(shí),，點(diǎn)擊hang或cancel按鍵,，觸發(fā)hang（）或采用destry（）方法等。
用戶接口是通過(guò)Android SDK來(lái)實(shí)現(xiàn)的,，這部分幾乎全都是Java語(yǔ)言,，由于UI不是本文的重點(diǎn)，因此只介紹一個(gè)簡(jiǎn)單的界面,，實(shí)際應(yīng)用中用戶交互是非常重要的,。為了實(shí)現(xiàn)所需的功能，至少需要一個(gè)文本框來(lái)提供SIP地址,，以及兩個(gè)按鍵來(lái)控制會(huì)話發(fā)起和結(jié)束,。另外，在呼叫與通話過(guò)程中,，還需要一個(gè)頁(yè)面來(lái)顯示,，這里可以通過(guò)對(duì)話框來(lái)顯示,，最后的界面如圖2所示。
3 封裝與調(diào)試
為了能在Android平臺(tái)上方便地使用該系統(tǒng),，在實(shí)現(xiàn)了PJSIP協(xié)議棧,、JNI接口以及UI之后，還需將上面所有的模塊進(jìn)行封裝,。Android SDK提供了一些很有用的工具,，如aapt等，由于本文重點(diǎn)不在AndriodSDK,，所以可以采用集成開(kāi)發(fā)工具（如集成在Eclipse中的ADT）來(lái)封裝。在工程libs（如果不存在則新建）目錄下新建一個(gè)名為armeabi的目錄,，將上節(jié)生成的．so庫(kù)文件放到該目錄下,。ADT在封裝資源時(shí)會(huì)自動(dòng)將該庫(kù)文件封裝到apk文件中，apk是Android操作系統(tǒng)中應(yīng)用程序的封裝形式,，在所有android平臺(tái)中均能使用,。
封裝后安裝到Android手機(jī)、MID或虛擬機(jī)中,，并發(fā)起會(huì)話,。與開(kāi)源SIP軟件Linphone通信的結(jié)果如圖2所示。
4 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)測(cè)試表明,，該系統(tǒng)能夠?qū)Πl(fā)起并很好地控制SIP信令,，該系統(tǒng)由于采用SIP協(xié)議，因此與所有采用這一協(xié)議的軟件均能通信,，如Lin-phone,，Kphone等，功能測(cè)試中表現(xiàn)良好,，實(shí)現(xiàn)了VoIP的基本需求,。同時(shí)如果要增加功能，可以在Java類中添加相應(yīng)的方法并在應(yīng)用層調(diào)用即可,，具有一定的可擴(kuò)展性,。
由于手機(jī)等手持設(shè)備在規(guī)格和配置上的差異，該系統(tǒng)在具體的設(shè)備上使用時(shí),，界面略有不同,，但是同系統(tǒng)架構(gòu)的手機(jī)使用時(shí)并不影響功能，在HTC Desire和MOTO Milestone上測(cè)試均能正常使用,。但是,，當(dāng)移植到不同的架構(gòu)時(shí)（即使同時(shí)ARM架構(gòu)），仍需做一定的優(yōu)化,，一般采取主流平臺(tái)的多種版本方式來(lái)解決,，這也是所有多廠商移動(dòng)設(shè)備上一個(gè)無(wú)法避免的問(wèn)題,。