引 言
下一代网络NGN(Next Generation Network)已经成为通信网络发展的方向,VoIP是NGN研究的一个热点,具有广阔的应用市场。VoIP技术可以在分组交换网络上传输语音业务,满足人们在数据通信网上对语音业务的需求。目前,IP电话领域存在两个呼叫信令和控制标准:ITU—T的H.323协议和1ETF的SIP协议。H.323协议因其提出时间较早已经获得了成熟的应用,而IETF提出的SIP协议,因其简单、灵活的技术特点而呈现出后来居上的趋势。
与此同时无线局域网(WLAN)技术发展迅速。
WLAN主流技术标准已从802.11发展到802.11a/b/g,接入速率已从最高l Mbps发展到54 Mbps,而且技术成熟,成本低,普及率提高迅速,迎合了便携式终端的发展要求,已得到大量国际厂商的支持和市场的广泛认同。但是目前802.11a/b/g技术只提供高速数据接入业务,不能提供语音业务,因此有必要在该数据业务基础上采用VoIP技术,研制一种无线VoIP电话(VOWiFi),以适应嵌入式通信网络设备应用越来越广泛的现实。实现VoWiFi的软硬件平台,可以采用当前最流行的嵌入式开发平台和开源的Linux操作系统。基于以上技术可以构建一个嵌入式VoWiFi电话终端,具有重要的应用价值。
1 技术方案
嵌入式VoWiFi电话是能够在802.11a/b/g无线局域网上进行电话通信的设备。为了能在802.1la/b/g上实现电话通信,必须采用VoIP技术,本系统VoIP标准可以选择更灵活的SIP协议。为了能实现各种通信协议,完成各种控制和管理工作,满足今后进一步开发需要,需采用基于微控制器的嵌入式系统。为了提高硬件设计的灵活性和软件代码在平台间的可移植性,本系统软硬件的设计采用了模块化的方法。在硬件上,把系统划分为以太网接口、USB无线网卡接口、音频接口、串行接口等几个功能单元;在软件上,利用嵌入式操作系统分离底层硬件平台和上层应用,通过对终端系统的模块划分和模块间的接口定义,有效分离各模块间的相关性,从而使得各个模块可以同时进行开发,提高开发效率。
2 硬件设计
2.1 总体方案
VoWiFi电话硬件技术方案如图1所示。ARM9处理器是整个终端的核心部分,外围包括802.11b/g无线模块、语音信号处理模块、键盘和LCD电路。ARM嵌入式系统是VoWiFi电话通信控制和管理的核心,它负责操作系统的运行、资源的管理和分配、信息数据的处理以及与外部扩展单元的通信,完成与各个模块的接口和通信、TCP/IP协议和SIP协议的操作等。综合考虑各种因素,本系统采用ARM9微控制器芯片EP9302。为了使系统能够支持多任务,使得程序开发更加容易、便于维护,同时能够提高系统的稳定性和可靠性,采用嵌入式操作系统Linux。
802.11b/g无线模块实现空中无线接口和无线局域网接入功能。选用VIA威盛公司的VT6656 USB无线网卡,VT6656 wLAN控制器包括1个IEEE802.11a/b/gMAC,并集成了一枚基带处理器支持USB2.O。该控制器可提供54Mbps高速的无线连接。
在ARM9开发板内部含有1个USB2.O接口控制器,接口电路如图2所示。共有3个LISB接口(2个Host和1个Device),通过选择开关SW800进行选通控制。74HC08作为4个二输入与门逻辑电路,负责控制信号的逻辑组合。该接口用来连接USB接口的外部设备。