GPRS网络的附加业务：VoIP over GPRS(06-100)

　　导言

　　近年来，IP语音(VoIP)变得越来越普及。与传统的汇接解决方案相比，VoIP能够降低初始部署成本和长途费用。互联网工程任务组(IETF)制定的会话发起协议(SIP)是使用最广泛的信令协议之一，该协议凝聚了互联网行业的很大努力，适用于互联网会议、电话、在线状态、事件通知和即时信息处理。过去，人们无法以合理的低成本来实施这些附加功能，但现在使用会话发起协议(SIP)，只需向对方发送一些数据包，然后建立一个具有所需功能的会话，即可实现这些功能。因而，相对于传统电话网络来说，VoIP具备了一些优势。

　　接下来，人们可能会提出如何连接互联网的问题。无线局域网(WLAN)是一种可行方法。无线局域网提供了一定的移动性，用户能在WLAN接入点的附近区域内移动，从而实现VoIP over WiFi应用。但是，由于WLAN属于局域网，只限于室内应用，一旦用户离开接入点的覆盖范围，VoIP呼叫就会掉线。尽管GSM和VoIP之间可以切换，但这些机制和协议又增加了额外成本。

　　WiMax 和 GPRS 是提供移动性的两种可能解决方案。WiMax是城域网，覆盖范围长达数英里。但是，它需要引入802.16e标准，才能支持移动。虽然与GPRS相比，WiMax的数据速率快得多，但它目前仍然是一种正在演进的技术，尚未确定最终标准。几家公司提供的现有芯片组没有遵循一定的标准，因而无法进行互操作。此外，这种芯片组的成本也比较高。因此，VoIP over WiMax可能是未来的发展趋势，但就目前而言，这种技术还没有推广。 

　　相反，GPRS现在已经成为最常见的无线数据业务，在几乎所有GSM网络上部署。它通过互联网协议(IP)接入互联网网关。其吞吐速率高达40KB/秒，用户可以获得适当的接入速率，能够非常便利地从任何地方连接到互联网。目前，全球有1/5以上的人口使用GSM技术，截至2006年3月中旬，GSM用户人数超过17亿，占据全球手机市场的77%左右。GSM的渗透率如此之高，使得GPRS成为连接互联网、提供VoIP业务的合适物理移动媒介。 

　　早期模拟表明，在GSM网络中，VoIP over GPRS比电路切换语音的容量更大。在本文中，我们将重点介绍VoIP over GPRS在运行实时操作系统(RTOS)的低成本GSM移动电话上的实施。我们还将介绍VoIP over GPRS的系统和架构，以及它的设计局限。接下来，我们将介绍在飞思卡尔i.250 2.5G 平台上实施的概念验证原型。

　　概况

　　IP语音(VoIP)是利用IP网络来传送语音信息的一系列新技术。在发送端，语音首先进行数字化、压缩、打包，然后通过IP网络，将这些数据包发送到目的地。一旦在远端收到这些语音数据包，它们就会被记录、解压，然后重新生成语音。由于IP网络的带宽远高于传统的固话汇接网络，VoIP的呼叫费用也远低于传统呼叫。然而，IP网络最初设计用于传输非实时数据，因此，对于VoIP而言，如何实时传输语音服务，确保语音服务质量就成为一种挑战。随着IP技术和宽带互联网业务的发展，这些问题已经部分地得到解决，VoIP进入实际应用阶段。ITU(国际电信联盟)和IETF(互联网工程任务组)是制定VoIP协议的两个主要标准机构，负责确保VoIP的更好质量和互操作性。

　　与非实时通信不同，VoIP要求对等方在实际语音传输之前建立会话。会话的功能包括：位置搜索、功能协调、呼叫建立和资源预留等。当前，人们单独使用 H.323 (ITU) 和SIP (IETF)来实施呼叫控制功能。就简单性而言，SIP优于H.323，因此这个VoIP项目选择了SIP。

　　图1显示了典型的VoIP协议堆栈。呼叫控制协议包括两个选项：H.323 和SIP。H.323只能通过TCP接入IP网络，而SIP可以同时通过TCP或UDP接入IP网络。绿色方块表示支持实时语音会话的媒介引擎和IP协议。黄色方块表示用于数据包传输的MAC/PHY层。我们的重点将放在 SIP、 RTP、 RTCP、 UDP、 TCP、 IP和 GPRS上。