VoIP语音通信技术的研究与问题分析

王海波

【摘要】    在近些年的信息高速发展背景下，使得我国各个行业都受到信息技术的影响，发生了不同程度的变革发展。在传统的PSTN技术上的语音业务已经被转移到了IP网络当中。另外，在IP技术的框架下，可以很好的促进各种技术的发展。在本文的研究中，主要基于VoIP语音通信技术的研究与相关问题进行全面的分析与阐述。

【关键字】    VoIP语音通信技术    控制信令    编码技术    丢报处理

引言：

VoIP技術是一种基于IP电话为主要的增值业务技术。在该技术的使用过程中，形成的是一种分组化、数字化的传输技术类型。在VoIP技术的发展中，使得人们经常会使用一些较为简单的通话服务，因此该技术具备着较强的灵活性以及智能型的特征。

一、VoIP技术

VoIP技术已经发展了较长的时间，但是却始终在通话质量方面存在着一定的弊端问题。因此，在过去的发展中，对于这种VoIP技术始终没有得到大面积的应用。但是，伴随着近些年的发展，使得互联网技术得到了广泛的应用，用户数量在不断加大的过程中，加上政策方面的鼓励，同时投入方面也得到了全面的提升，这样的发展背景下，让VoIP技术也相应的得到了发展和变革。

这种技术在原理方面，主要的是一种模拟声音信号进行数字化的转化之后，基于数据封包的形式，在IP数据网络上进行实时的传递。同时，对于VoIP技术而言，在使用的过程中，可以在全球的范围内，采用IP互联的方式，形成一种十分重要的传输载体。因此，相比较传统的业务而言，具备着更高的服务能力，并让其设备可以实现语音、传真、视频、数据等各种业务类型，这样就可以很好的实现信息的处理。

对于传统的电话网络而言，具备着较强的稳定性、实用性以及安全性，因此所需要的传输带宽仅仅为64kbit/s即可。在运行的过程中，基于电路交换方式进行语音信号的传输。而对于VoIP技术而言，是基于互联网的方式进行语音信号的传输，因此可以很好的将语音信号转变成数字信号，之后利用压缩、打包等一系列处理方式，最终形成语音信号，进行高效率的传输。

二、VoIP的关键技术

在VoIP关键技术当中，其包含着信息技术、编码技术、实时传输技术、业务保证技术等诸多方面的技术类型，以此构成一个较为完整的信息技术体系。

2.1 媒体编码技术

在近些年的发展中，语音和图像压缩技术得到了全面的发展，并成功的在市场当中研发出了高效压缩解码技术。例如CELP技术，就是基于基础的话音压缩编码技术所发展起来的技术类型。在实际的使用过程中，几乎可以完全不失真的情况下，能够将其采样到的信息数据，成功的进行压缩处理，极大的降低信息数据的体积，因此成为了IP电话的关键技术之一。在图像编码技术的发展中，研发出了活动图像编码与低速率活动图像编码技术，这两种编码技术运行的过程中，基本原理都是基于IP网络会议系统的方式。而对于分组交换网络而言，则需要将话音与图像编码具备着一定的灵活属性，以此可以很好的在编码速率、编码尺度方面具备着较强的可适应性。

2.2 互联网话音分组传输技术

在目前的VoIP网络传输技术的应用过程中，主要涉及到TCP与UDP这两种技术类型，同时都是IP网当中传输层的两个协议内容。在传输控制协议当中，主要是对于面向连接的一种协议方式，可以有着较高的可靠性。另外，在传输数据包协议的过程中，由于面向协议，因此就会使得有着较高的服务型。对于可靠性较高的传输控制协议而言，可以在实际的交换过程中，进行大量报文的传输使用，同时也能够让一些效率比较高的用户，在数据包协议的过程中，可以很好的实现以此少量的交换，也可以保障传输的高效率。

对于建立在UDP上的实时传输协议中，可以提供数据业务的端到端的特征。因此基本上包含着装载数据的序列号、标识符以及传送监视等类型的功能。对于这些服务特征而言，都可以很好的保障在未来的声音与活动图像的传送中，可以有着较高的质量。一般情况下，在用户数据包的协议当中，可以将其分组承载了一定的实时传输协议当中的数据单元。其次，在话音净荷方面，基本上都比较短暂，因此可以在用户数据包协议当中，以及实时传输协议的控制头当中，都基于最小的长度，进行针对性的运算分析。

2.3 控制信令技术

对于媒体而言，这种传输技术的特征，充分保障了语音传输过程中的实时性，同时也让控制信令技术可以确保电话呼叫的出现。在当今的控制信令的技术使用，可以很好的实现高级别的电话业务。例如，可以在公共电话交换网络上，实现智能网业务的开展，同时在综合业务数字网上，可以添加一些附加的业务。

在目前的网络规范当中，对于多组网络的多媒体通信技术已经被明确的规范，特别是在无业务质量保障的过程中，明确出了互联网的具体规范。在桌面网络系统的开展中，基本上都被分组网络占据了绝大部分。因此，就使得H.323标准对互联网、广域网以及局域网上的多媒体技术基础得到了全面的应用。

在会话初始协议SIP上，是一种具有IETE的特征，因此就需要研制出应用层控制信令的协议类型。以此可以在使用的过程中，能够利用SIP进行创建、修改以及终止一个或者多个参与者，并参加会话进程，在具体的会话过程中，可以邀请到其他的参与者参与其中。例如，在当今互联网技术上，两方进行信息通信的过程中，可以利用单播联网的方式，实现通信的目的。

三、目前VoIP技术问题处理方法

3.1 实时性

在IP网络的发展中，其进行的音频传输，需要保障信息传输过程中的较高连续性，应形成语音传输的实时性。在实时通信的过程中，其具体的要求方面，相比较传统的高速和一些非实时性的通信传输工作不相同。在一般情况下的互联网当中，主要关注的性能指标为吞吐率与时延。同时，在充分的保障实时性的前提下，其系统的可靠性也需要得到相应的规定。因此，在相关技术在被使用之后，可以很好的保障在传输数据的过程中，不会出现突然消失的问题。另外，也可以很好的避免出现消失、损坏的问题。需要注意的是，在实际的应用过程中，其数据块都会在最后的时间，一旦超出了界限数据就会导致失去相应的作用。

3.2 网络时延处理

在目前的电话发展中，基本上都是利用数据包进行语音数据的传输，但是对于网络而言，其网络的拥堵会对传输造成一定的影响。在通常情况下，基本上时延都在150ms一下的程度，因此对于通话者而言，基本上不会感受到一定的延迟问题，但是在时延超出了450ms的标准之后，就会造成交流的缓慢。同时，还会对人们的日常生活造成一定的麻烦。例如，会出现数据包顺序出错、丢失的问题出现。因此，在进行系统构建的过程中，需要有效的利用IP优先级，进行网络时延问题的有效处理。在这种优先级确定中，主要是基于不同的数据包，进行分门别类进行的管理，将不同类型的数据包都得到有效的处理。之后，利用不同级别的处理方式，可以很好的将一些级别较高的数据包进行通信。其次，还要针对语音、图像等实时性要求较高的数据包，实现科学合理的处理方式。

3.3 数据包丢失处理

为了很好的解决数据包的丢失问题，目前主要有两种思路：一种是尽量避免丢包，即在输出源对丢包进行控制，称为丢包恢复技术PLR。这种技术相对复杂，会增加网络带宽和延时，一般包括前向纠错技术、交织技术、低比特率荣誉编码等技术。另一种是减少丢包后的影响，即在接收端通过一定的措施对丢包进行隐藏，称为丢包隐藏技术PLC。这种技术根据接收到的数据特点，并利用人耳的掩蔽效应，被动地对丢失利用与原始信号相似的替代物进行补偿。在丢包率小于15%并且包尺寸为4-40ms时有效。一般包括插入技术、插值技术、帧间插值技术、基于模型的技术等。下图1展示了每个IP数据包包含4个单元的语音的交织技术方式。

其工作原理是：IP数据包在发送之前，先把原始语音数据分成若干个比IP包还小的单元，然后通过预先设定的规则重新排列顺序，使每个IP包中的数据不在是来自于同一个数据包，而是来自于不同的语音数据。当发生丢包现象时，虽然丢失的还是完整的IP包，但并没有丢失原始语音中这个IP包的全部数据，而仅仅只是不同IP包中的一小部分单元，最后在接收端再将这些单元通过之前规则的逆过程恢复到原来的顺序。这样一来，本来丢失的一个完整语音包的数据，就被分散在了不同的数据包中，虽然丢失的数据在总体数量上保持不变，但是通过人耳的掩蔽特性能够自动修复丢失的少量数据。对听着产生的影响很小，从而提高语音的质量。这种方式有点类似于数据存储广泛应用的RAID5技术。

四、结束语

综上所述，在当下的发展中，伴随着科学技术的高速发展，使得人们在进行信息通信的过程中，研发出了各种先进的技术类型，同时也进一步的保障了当下技术在实际的发展过程中，可以很好的受到一些传统技术的影响，使得信息传输过程中的质量受到影响。因此，就需要在实际的发展中，可以很好的基于VoIP技术进行设计。

参  考  文  献

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