基于ARM的IP网络电话系统设计.doc

海思工作室

杭州汇文教育咨询有限公司
——VoIP电话方案投标书

海思工作室

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目 录
一、公司介绍以及项目综述 1
1.1 公司介绍 1
1.2 公司在本项目中优势 1
1.3 VoIP简述 2
二、项目技术方案 2
2.1 系统框架 2
2.2 项目目标 3
2.2.1 系统实现基本功能 3
2.2.2 系统实现拓展功能 3
2.3 技术路线 4
2.3.1 VoIP电话基本传输过程 4
2.3.2 VoIP电话关键技术 4
2.3.3 嵌入式VoIP终端软件设计和实现 6
2.4 使用及维护 7
2.4.1 维护简介 7
2.4.2 承诺及服务 8
三、项目管理方案 9
3.1 项目计划成熟度 9
3.1.1 整体管理 9
3.1.2 沟通管理 9
3.1.3 项目状态周报制度 11
3.2 质量控制管理 11
3.2.1 质量基本规划 11
3.2.2 质量保证 11
3.2.3 质量检查 12
3.3 配置管理 12
3.4 风险控制 12
四、项目实施 12
4.1 实施计划 12
4.2 所需资源列表 13
4.2.1 硬件资源 13
4.2.2 人力资源 13
4.2.3 软件资源 14
4.3 项目报价 14

VoIP电话方案投标书
首先，感谢杭州汇文教育咨询有限公司关注，以及提供我们参及此次项目机会，让我们工作室学员们能够更好地积累实战经验，为踏上社会之路做充分准备。冀望于此次接触机会及交流过程，能够成为中国计量学院和杭州汇文教育咨询有限公司打开双方合作之门良好基石。
在调查和理解VoIP电话项目目标，以及对VoIP电话相关背景分析基础上，我们撰写本文。旨在向杭州汇文教育咨询有限公司介绍我们对此项目思路及相关建议，且展示海思工作室在此次项目上计划及执行能力。
一、公司介绍以及项目综述
1.1 公司介绍
本公司全称：海思工作室。公司成立于2010年3日12日，位于风景秀丽西子湖畔。海思是HSS（Happy、Strive、Solidarity）谐音，代表着快乐、奋斗以及团结精神。海思成员一致把这个作为心中理念。
公司目前拥有12名人员，人员结构分配合理。其中包括CEO&PM、CTO&SE、PJM&CFO、人事执行经理、客户代表、软件工程师、测试工程师等。其中公司里不少精英在电子领域方面取得了许多奖项，因此本公司擅长有关电子产品开发，目前专业从事于一些嵌入式产品技术研究和开发。公司设有两个技术团队，分别进行2个项目工程。团队成员各司其职，分工明确，工作严谨。公司成员从大一开始就已经学习掌握C语言知识，距今已近三年，因此底蕴深厚，对于C语言和嵌入式也是非常了解。部分成员在校期间曾获多次奖学金和各类奖项。我们竭尽所能把一切资源投在产品开发上，力求高效、质优、价廉、款佳。面对任何机遇及挑战，我们正以饱满热情，坚定不移信心，在嵌入式道路上阔步前进。以一流人才，一流管理，一流服务，立足中国，面向世界，及您携手并肩，共创美好明天。
我们理想和目标是：生产出让客户满意产品。
1.2 VoIP简述
VoIP又称IP电话或IP网络电话，是Voice over IP缩写。VoIP是建立在IP技术上分组化、数字化语音传输技术。其基本原理是：通过语音压缩算法对语音数据进行压缩编码处理，然后把这些语音数据按IP等相关协议进行打包，经过IP网络把数据包传输到接收地，再把这些语音数据包串起来，经过解码解压处理后，恢复成原来语音信号，从而达到由IP网络传送语音目。VoIP系统把传统电话模拟信号转换成计算机可联入因特网传送IP数据包,同时也将收到IP数据包转换成声音模拟电信号。作为ngn（下一代网络） 中重要组成部分，VoIP是面向未来、可持续发展语音解决方案，可以为商业和家庭用户提供质优价廉IP语音服务。随着ngn网络技术快速发展，VoIP通信量也已得到快速增长，并以其低廉价格优势迅速占有市场。VoIP最大优势是能广泛地采用Internet和全球IP互连环境，提供比传统业务更多、更好服务。因此目前VoIP网络电话在市场上有很大潜力可以挖掘。
VoIP电话特点：
ü 带宽和设备使用率高。
ü 通信费用低。
ü 易融于商业应用。
1.3 公司在本项目中优势
在研发VoIP网络电话方面，我公司有着得天独厚优势。不少成员在有关方面有着深入研究并获得过许多奖项，并且我们有过开发类似此类项目先例。此项目，在Linux下比较容易实现，而我公司成员对Linux上一些操作比较熟悉。同时在配置S2440开发板内部设置方面，公司成员有比较强设计能力。我们所有成员都学过计算机网络和数据通信及网络课程等有关方面课程，在制作VoIP网络电话方面有着丰富经验，另外，我公司CTO，他在电子竞赛方面取得了骄人成绩，获得了学校三等奖。他本人也对此项目有着很大信心。因此在技术运用上我公司有比较大优势。此外，公司一些成员同时还在参及另外一个类似项目，客户完全可以对我们操作能力放心。我们承诺用性价比高材料制作项目，因此在质量方面客户可以完全放心。同时，我们将对客户给出最适合价位和周到售后服务工作，尽一切可能满足客户，让客户满意。所以我们深信我们能够在这个项目比其他公司取得更理想成果，令客户满意。
二、项目技术方案
2.1 系统框架
当一端PC机通过软件形式IP电话进行通话时，另一端可以是软件形式IP电话，也可以是传统电话。但是传统电话必须通过一个语音网关，来将数字信号转换成模拟信号。本方案是采用软件形式IP电话进行通信。即通过两块开发板实现简单通话。
系统环境框图如图1所示，其中应用服务器（Application server）是用来存放IP电话机应用和配置文件，当一方IP电话用户需要读取一些数据库中信息时，就会到应用服务器中来查找。MCU (Multipoint Control Unit)是用在做多媒体视讯会议(Video Conference)时所用到设备，主要功能是在协调及控制多个终端间视讯传输。语音网关是用来提供IP电话到传统电话转换功能。网守主要用于提供呼叫选路和呼叫请求接纳技术。

图1 系统环境框图
2.2 项目目标
2.2.1 系统实现基本功能
1．输入对方IP地址和自己希望对方看到自己昵称。
2．可以拨号、挂断、暂停、声音调整等功能。
3．可以进行顺畅地通话。
4．可进行新用户注册并把注册信息存储于服务器。
2.2.2 系统实现拓展功能
1. PC端软件形式IP电话拨打普通电话。
2. 客户端可对好友进行增、删、改、查操作。
3. 客户端可实现文本短信功能。
4. 客户端可实现来电显示功能。
5. 客户端之间可实现视频聊天。
6. 实现呼叫详细记录功能。
7. 实现多人同时通话。
2.3 技术路线
2.3.1 VoIP电话基本传输过程
语音信号在IP网络上传送之前要经过从模拟信号到数字信号转换、语音压缩算法对语音数据进行压缩编码处理、数字语音封装成IP数据报、IP数据报通过网络传送、IP分组解包、解码解压处理和数字语音还原到模拟信号等过程。整个过程如图2所示。

图2 VoIP数据处理流程图
2.3.2 VoIP电话关键技术
传统IP网络主要是用来传输数据业务，采用是尽力而为、无连接技术，因此没有服务质量保证,存在分组丢失、失序到达和时延抖动等情况。数据业务对此要求不高，但话音属于实时业务，对时序、时延等有严格要求。因此必须采取特殊措施来保障一定业务质量。VoIP电话关键技术包括：信令技术、编码技术、实时传输技术以及网络传输技术等。
信令技术
信令技术保证电话呼叫顺利实现和语音质量，目前IP电话中比较流行是H.323、会话发起协议（SIP）、MEGACO和MGCP。SIP是建立VoIP连接IETF标准。SIP是一种应用层控制协议，用于和一个或多个参及者创建、修改和终止会话。SIP结构及HTTP（客户－服务器协议）相似。客户机发出请求，并发送给服务器，服务器处理这些请求后给客户机发送一个响应。该请求及响应形成一次事务。本方案采用SIP协议。
编码技术
话音压缩编码技术是VoIP电话技术一个重要组成部分。目前,主要编码技术有G.711、G.726、G.728、G.729、G.723.1、iLBC等。其中G.729可将经过采样64kbit/s话音以几乎不失真质量压缩至8kbit/s。由于在分组交换网络中,业务质量不能得到很好保证,因而需要话音编码具有一定灵活性,即编码速率、编码尺度可变可适应性。G.729是8kbit/s话音编码标准,现在工作范围扩展至6.4～11.8kbit/s。G723.1采用5.3和6.3Kbit/s双速率话音编码,其话音质量好,但是处理时延较大,它是目前已标准化最低速率话音编码算法。G.711采用64kbit/sPCM语音编码技术，经过G.711编码后语音已经可以在公共电话网上或PBX上作为数字语音传输。本方案选用G.711编码技术。
实时传输技术
实时传输技术主要是采用实时传输协议RTP。RTP是提供端到端包括音频在内实时数据传送协议。RTP包括数据和控制两部分,后者叫RTCP。RTP提供了时间标签和控制不同数据流同步特性机制,可以让接收端重组发送端数据包,可以提供接收端到多点发送组服务质量反馈。
服务质量（QoS）保证技术
VoIP电话中主要采用资源预留协议(RSVP)以及进行服务质量监控实时传输控制协议RTCP来避免网络拥塞,保障通话质量。
网络传输技术
VoIP电话中网络传输技术主要是TCP和UDP,此外还包括网关互联技术、路由选择技术、网络管理技术以及安全认证和计费技术等。由于实时传输协议RTP提供具有实时特征、端到端数据传输业务，因此VoIP电话中可用UDP和RTP来传送话音数据。在RTP报头中包含装载数据标识符、序列号、时间以及传送监视等，通常RTP协议数据单元是用UDP分组来承载，而且为了尽量减少时延，话音净荷通常都很短。IP、UDP和RTP报头都按最小长度计算。VoIP话音分组开销很大，采用RTP协议VoIP电话格式，在这种方式中将多路话音插入话音数据段中，这样提高了传输效率。
此外，静音检测技术和回声消除技术也是VoIP电话中十分关键技术。静音检测技术可有效剔除静默信号，从而使话音信号占用带宽进一步降低到3.5ｋbit/s左右；回声消除技术主要利用数字滤波器技术来消除对通话质量影响很大回声干扰，保证通话质量。
2.3.3 嵌入式VoIP终端软件设计和实现
嵌入式VoIP终端软件主要指系统层次结构中协议栈和用户程序两个层次。协议栈层担负SIP消息解析，UAS和UAC事务处理，多媒体流传输等任务。主要包括SIP模块、RTP模块和语音处理模块三个模块。
SIP模块
系统选用了开源协议栈oSIP。oSIP主要包括三个模块：解析器模块、状态机模块和工具模块。解析器模块：该模块主要完成对SIP消息（INVITE、ACK、OPTIONS、CANCEL、BYE、REGISTER消息）结构剖析、SDP消息结构剖析以及URI结构剖析。此外，该模块还可以解析一部分SIP头域。状态机模块：SIP中是以事务为单位来描述各种请求和响应交互过程。该模块主要完成对某个SIP事务（注册过程、呼叫过程等）状态记录，并在特定状态下触发相应时间或回调函数。回调函数为上层应用程序控制SIP会话提供了丰富接口。工具模块：该模块为可选项，主要提供一些处理SDP协商及会话等一些工具。
RTP模块
本系统RTP模块采用开源RTP协议栈oRTP，利用该协议栈可以较方便实现对实时媒体传输和控制，如对本地待发数据RTP封装，对接收到RTP包拆包以及通过对网络RTCP监测，适当调整本地编解码器策略。
语音处理模块
语音处理模块工作是完成语音信号采集、编码、解码和回放，分为语音数据发送和语音数据接收两个部分。语音数据发送过程为：通过编解码芯片完成语音信号脉冲编码调制(PCM)，将模拟信号转化成数字信号；采用选定编码标准对数字信号进行压缩编码；加上RTP头和其它头部字段，封装数据包送到UDP协议层传输，完成音频信号发送。
2.4 使用及维护
2.4.1 维护简介
软件系统维护
提供每台机器操作系统安装及配置，另外，还提供使用过程中技术支持和应用培训工作。前者是每个软件项目都必须具备，后者在实际操作中，管理人员培训有利于系统稳定运行。
数据备份
数据备份工作关键是制度建立，除了技术上要求外，数据备份流程、所使用介质、备份周期、档案管理等都必须形成一整套制度和规定。
人员培训
系统使用和管理是否恰当，直接影响系统运行稳定性。因此系统维护工作还包括对管理人员、使用人员培训。培训应针对不同对象采用不同培训方法和内容，其目是让管理人员能及时发现问题，排除简单故障；使用人员能按操作流程和规章使用网络。
2.4.2 承诺及服务
文档提供承诺
项目系统在开发、安装、发布后，并且经过客户验收后，向客户提交符合国家软件开发标准有关文档。文档清单如下：
ü 《项目需求文档》
ü 《用户使用手册》
ü 《客户培训文档》
维护承诺
项目系统在开发、安装、发布后：
ü 第一年提供免费维护支持。
ü 第二年开始有偿维护支持。
系统安装
ü 项目系统在开发完成后，在硬件到位前提下负责软件安装调试。
ü 安装承诺：免费提供系统安装、使用、技术培训和维护资料及介质。
服务响应承诺
ü 无论软件发生何种故障（不可抗拒因素及自然灾害出外），我们承诺在4小时内做出反应，24小时内完成修复。
ü 平时提供7*24小时技术支持承诺。
三、项目管理方案
3.1 项目计划成熟度
3.1.1 整体管理
项目整体管理是做一个项目之前一个比较重要过程，它包括了项目计划制定和项目计划执行。在项目计划制定中，我们小组每个人都行动起来，去找资料，整体了解这个项目，把一些有关信息都罗列出来，然后大家一起再进行刷选、一起讨论，把整体一个思路搞清楚。
3.1.2 沟通管理
项目会议制定
（1）定期会议
会议目标：沟通项目状态，提出项目问题、风险和依赖条件；协调项目资源；对项目提出建议，问题解决方法，行动计划。
会议时间：每周周日下午6点。
参加人员：甲乙两方项目经理，和各自项目经理制定几个工作人员。
主要内容：更新项目状态，包括：项目状态信息，时间进度表；问题，风险，技术和管理；对提出问题讨论和决定计划；甲乙双方做会议记录，并讨论下一步行动计划。
（2）不定期会议
会议目标：使项目全体人员明确目前项目状态、问题、解决方法。
会议时间：根据实际情况需要确定。
参加人员：全体项目人员。
会议内容：项目状态，存在问题及解决方法；下阶段项目计划。
（3）重大问题汇报会议
会议目标：汇报项目进行中发现重大问题，讨论并决定采取方案。
会议时间：出现重大情况时。
参加人员：问题发起人，全体项目人员。
会议内容：汇报项目出现重大问题，找出解决方案，制定计划。
（4）项目内部讨论
会议目标：对项目组内部遇到问题进行讨论，找出解决方案，并讨论决定采取何行动。
会议时间：根据开发进程和状态。
参加人员：所有有关该项目人员。
会议内容：讨论出现各种相关问题，找出解决方案，决定行动计划。
沟通手段
（1）开会或直接交谈
按需要组织会议进行沟通，或直接找相关人进行讨论，注意记录沟通和讨论结果，重要问题讨论必须有书面会议记录。
（2）电话或电话会议
通过电话方式进行信息沟通。对比较重要事情，需要包括开发地点以外人员，则需要利用电话会议方式进行讨论，沟通。
（3）电子邮件
建立项目组电子邮件系统及及外界联系电子邮件系统。
3.1.3 项目状态周报制度
项目各组人员每周写下周报，包括内容：上一周所完成内容，这周计划将要完成内容。每一组统一上交到已方项目经理处，再有乙方项目经理在每周定期会议上提交给甲方项目经理。甲方项目经理根据周报情况，做总结形成项目组状态周报，记录在案。
3.2 质量控制管理
3.2.1 质量基本规划
（1）质量目标：针对VoIP电话，保证100%满足项目需求，并做到正确性和精确性，用户满意度达90%以上，甲乙双方应针对项目质量目标进行质量管理。
（2）质量管理原则：
客户满足优先。
开发人员责任。
持续改进。
可进行维护。
（3）质量保证计划：合同生效后，甲乙双方应在质量方针、质量目标、质量原则及项目范围等前提下建立质量保证计划，明确相关干系人质量管理职责、项目质量管理任务定义及责任人、需遵守制度、规程、规范及标准、质量控制方法、工具、记录及跟踪等，便以此为基础，有效地开展质量管理活动。
（4）测试要求：在初步测试当中，产品通过甲乙双方认同。在进一步改进后，要通过评审及试用户肯定。
3.2.2 质量保证
（1）规则指导：双方项目经理组织各自项目人员做有关制度、规程、标准等等指导。
（2）文档管理：每期文档要有统一且有序文档标号，所有文档必须经项目经理或质量保证人员审核通过，正式提交件必须经过相关评审认可。双方必须明确文档存储人员。
（3）问题跟踪：乙方负责指定专人对项目实施过程中出现问题及缺陷进行跟踪解决，每周出具相关统计信息。
（4）质量汇报：双方项目经理应本着实事求是原则，向双方管理层及时准确地汇报项目情况，保证项目可视性。
3.2.3 质量检查
甲乙双方应就项目进展情况定期进行质量检查工作，保证项目按既定计划，保证质量地实施。乙方应配合甲方有关项目管理部门进行质量检查，并及时根据检查结果，进行跟踪解决。
3.3 配置管理
配置库分为文档库和代码库。文档库管理项目所有有关文档，代码库就管理项目中所有代码。配置库按照项目进行阶段，有序存放。经测试和审核，配置库统一由甲方管理，不得向任何无关人员透露，也不得对任何项进行任何更改。
3.4 风险控制
做什么项目都存在风险，所以我们不保证一定不存在风险，但尽可能把风险降至最低。我们目标是实现项目需求，但对我们而言，刚接受做一个项目，可以说存在难度，不管是技术上，还是管理上…我们尽自己最大努力去完成它。当我们发现问题及时讨论并找出解决方案，从自个方面寻找资料、信息，每一次都进行组内沟通和交流，力争把项目做好，降低项目风险程度。
四、项目实施
4.1 实施计划
阶段
主要内容
起止日期
第一阶段
分析项目要求及需求，搜集、整理项目素材，制定项目规划方案、书写概要（初步细化）理清项目实施思路，攥写《产品需求文档》，学习所需相关知识
5.18~6.18
第二阶段
平台搭建
6 .01~7.01
SIP模块设计
6. 21~ 7.31
RTP模块设计
6.21~7.31
语音处理模块设计
6 .21~7.31
第三阶段
整机组装测试、项目优化、细化及成品运行、修改及完善、确认测试
8.01~ 8.25
第四阶段
技术报告书写、部署，项目收尾工作
8.26~9.01
详见附件：VoIP.mpp。
4.2 所需资源列表
4.2.1 硬件资源
1、两块 S2440 嵌入式开发板
（1）S3C2440A:32bit ARM920T内核，标称工作频率：400MHz
（2）系统时钟：内部PLL产生400MHz CPU内核工作频率，外部总线频率：100~133MHz
（3）100MHz以太网控制器
（4）音频输入输出接口
（5）触摸屏
（6）5V电源
（7）支持操作系统：WINCE /Linux
2、PC机
（1）CPU
（2）内存
（3）硬盘
（4）网卡：普通以太网卡一块或无线以太网卡一块(IEEE 802.11g、IEEE 802.11b网络标准)
（5）显示器
（6）普通键盘/鼠标一个
3、两个摄像头
4、两个耳麦（耳机+麦克）
5、两根网线
4.2.2 人力资源
1、相关专业研发人员
2、资深专家技术指导（如有需要）
3、检测人员
4.2.3 软件资源
1、LINUX系统开发平台
2、语音压缩编码、语音解码
3、视频压缩编码、视频解码
4、INTERNET接入环境
4.3 项目报价

VOIP电话项目报价单
序号
名称型号
单位
单价
数量
合计
备注
1
Utu2440-S-V4.1开发板
块
550元
2
1100元

2
计算机
台

公司提供
3
摄像头（根据客户需求）
个
50元
2
100元

4
耳麦（耳机+麦克）
个
50元
2
100元

5
网线
根
5元
2
10元

6
LINUX系统
套
免费
2
0

7
工程费
每人月
3000元
12*3
108000元

总计
109310
RMB