蔣昌茂劉洪林

（1.桂林師范高等?？茖W(xué)校，廣西 桂林 541002；2.桂林電子科技大學(xué)，廣西 桂林 541004）

基于智能手機(jī)平臺(tái)的VoIP Callback設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

蔣昌茂1劉洪林2

（1.桂林師范高等?？茖W(xué)校，廣西 桂林 541002；2.桂林電子科技大學(xué)，廣西 桂林 541004）

在傳統(tǒng)的語音通信業(yè)務(wù)中，被叫接聽電話免費(fèi)是各大提供商早就推行的一種服務(wù)，統(tǒng)稱為回?fù)芟到y(tǒng)（Callback）。網(wǎng)絡(luò)電話回?fù)芟到y(tǒng)（VOIP CALLBACK）就是運(yùn)用接電話免費(fèi)的特點(diǎn)讓主叫方以非常低廉的資費(fèi)獲得較優(yōu)質(zhì)的語音通信服務(wù)的回?fù)芟到y(tǒng)。文章設(shè)計(jì)一款在智能手機(jī)平臺(tái)上通過WiFi、GPRS數(shù)據(jù)傳送呼叫信息形式的具備網(wǎng)絡(luò)電話回?fù)芄δ艿能浗K端和服務(wù)器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)VOIP語音通信的低成本、低功耗和便攜應(yīng)用，為軟交換的進(jìn)一步研究應(yīng)用拋磚引玉。

網(wǎng)絡(luò)電話回?fù)芟到y(tǒng)（VOIP CALLBACK）；WiFi；GPRS；智能手機(jī)

回?fù)芟到y(tǒng)簡稱Callback。就是在傳統(tǒng)的語音通信業(yè)務(wù)中，利用被叫接聽電話免費(fèi)方式實(shí)現(xiàn)的一種語音通信服務(wù)，也是各大ASP提供商早就推行的一種服務(wù)。然而隨著Internet的高速發(fā)展，在電信運(yùn)營領(lǐng)域傳統(tǒng)電信運(yùn)營商的壟斷地位正在逐漸被打破，隨著很多企業(yè)的經(jīng)營服務(wù)逐步地搬到互聯(lián)網(wǎng)上，為了增加與使用網(wǎng)上業(yè)務(wù)的用戶溝通，需要類似傳統(tǒng)的800、400電話服務(wù)，為此就出現(xiàn)了WEB800、WEB CALLBACK等業(yè)務(wù)。Callback回?fù)芫W(wǎng)絡(luò)電話可在任意時(shí)段內(nèi)撥打全球任意的固定電話，手機(jī)，小靈通，且話音清晰，完全脫離網(wǎng)絡(luò)的限制，達(dá)到較好的通話效果。它功能強(qiáng)大，價(jià)格低廉，已經(jīng)逐漸成為企業(yè)經(jīng)營服務(wù)、用戶辦公、商務(wù)、社交與生活的通訊好助手，這些業(yè)務(wù)都利用了網(wǎng)絡(luò)電話便宜的特點(diǎn)得到很好的推廣。目前網(wǎng)絡(luò)電話已經(jīng)有完整的解決方案，比如客戶端的軟電話、網(wǎng)頁軟電話、軟交換平臺(tái)、與PSTN相聯(lián)的數(shù)字中繼網(wǎng)關(guān)等，實(shí)現(xiàn)了寬帶網(wǎng)絡(luò)語音傳輸+落地的網(wǎng)絡(luò)電話服務(wù)。本文設(shè)計(jì)一款基于智能手機(jī)通過WiFi、GPRS數(shù)據(jù)傳送呼叫信息形式的CALLBACK網(wǎng)絡(luò)電話回?fù)芟到y(tǒng)，對(duì)大家了解應(yīng)用回?fù)茈娫捰幸欢ǖ膮⒖純r(jià)值，為軟交換的應(yīng)用研究拋磚引玉。

1 VOIP CALLBACK實(shí)現(xiàn)原理

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及，特別是3G、4G、WiFi網(wǎng)絡(luò)的使用，用手機(jī)撥打高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)電話已經(jīng)不再是夢想，如SKYPE、UUCALL都推出了基于手機(jī)的網(wǎng)絡(luò)電話服務(wù)，但由于網(wǎng)絡(luò)電話技術(shù)的要求比較高，實(shí)現(xiàn)它需要具備以下幾個(gè)方面：

（1）較高的系統(tǒng)硬件處理速度：目前只有智能手機(jī)可以達(dá)到上述要求，而普遍使用的功能手機(jī)從速度上沒有辦法滿足處理網(wǎng)絡(luò)電話語音包的要求；

（2）開放DSP接口應(yīng)用：由于手機(jī)技術(shù)的封閉性，手機(jī)底層的開發(fā)平臺(tái)門檻很高，一般不對(duì)普通用戶開放底層接口，想利用DSP強(qiáng)大的浮點(diǎn)運(yùn)算來處理語音編解碼不現(xiàn)實(shí)［1］。

為了在普通功能手機(jī)上推廣網(wǎng)絡(luò)電話業(yè)務(wù)，可以用Callback來實(shí)現(xiàn)，具體的方案就是在軟交換服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)語音的編解碼。同時(shí)軟交換服務(wù)器和 PSTN網(wǎng)絡(luò)及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通過數(shù)字中繼相連接，利用接電話免費(fèi)的特點(diǎn)，用Callback網(wǎng)絡(luò)通話來實(shí)現(xiàn)［2］。如圖1所示具體撥打流程如下：

①主叫用戶通過WiFi或者GPRS網(wǎng)絡(luò)向軟交換服務(wù)器發(fā)出被叫用戶號(hào)碼信息，號(hào)碼書寫格式如下：國家代碼+地區(qū)代碼+電話號(hào)碼，比如要撥打的國家為中國，地區(qū)為桂林，號(hào)碼為1234567，可以這樣寫008677312345678# 這里0086是中國代碼，773是區(qū)號(hào)，1234567是電話號(hào)碼。

②軟交換在收到主叫用戶發(fā)出的信息后，先確認(rèn)主叫號(hào)碼的合法性，既是否是合法注冊用戶，然后通過落地網(wǎng)關(guān)，自動(dòng)連接一條電信運(yùn)營商的線路來撥打主叫用戶，此時(shí)主叫用戶回接聽到一個(gè)有語音提示的電話服務(wù)。

③當(dāng)軟交換確認(rèn)主叫用戶已經(jīng)處于接聽狀態(tài)后，根據(jù)主叫發(fā)出的WiFi或者GPRS數(shù)據(jù)信息，也通過落地網(wǎng)關(guān)自動(dòng)連接一條運(yùn)營商的線路來撥打被叫用戶，當(dāng)被叫用戶接聽電話后，軟交換服務(wù)器就接通了主叫和被叫之間的通話聯(lián)系了，此時(shí)軟交換的主要工作就是語音編碼的轉(zhuǎn)換、計(jì)費(fèi)的處理、以及與PSTN網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)等的連接等工作［3］。

圖1 CALLBACK業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)原理

2 基于智能手機(jī)的VOIP CALLBACK系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 VOIP CALLBACK系統(tǒng)組件

該VOIP CALLBACK系統(tǒng)根據(jù)要求，包括客戶端軟件，服務(wù)器管理接口和軟交換服務(wù)器三個(gè)部分，所以可以簡單的分層如下：

（1）CALLBACK trigger層：其中配置文件config.xml，在這個(gè)文件里說明了CALLBACK.java中將要通過GCF連接VOS2009的連接端口、用戶名、密碼等。服務(wù)器處理外部文件CALLBACK.java執(zhí)行對(duì)應(yīng)主叫與被叫的撥號(hào)方案，并先后撥通主叫與被叫。

（2）軟交換 VOS2009管理接口 Generic Connection Framework （GCF）：GCF為了在外部程序中執(zhí)行VOS2009，需要賦予權(quán)限，就在manager.conf中設(shè)置。

（3）CALLBACK engine層：CALLBACK engine的撥號(hào)方案通過新建一個(gè)專用于這個(gè)項(xiàng)目的 IVR配置文件Extensions.conf來完成。所有語音活動(dòng)CDR記錄可以存儲(chǔ)到一個(gè)MYSQL數(shù)據(jù)庫中，也可以選擇以CSV文本文件的形式保存起來［4］。

圖2 VOIP CALLBACK系統(tǒng)分層

2.2 VOIP CALLBACK軟交換服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本方案中主叫呼叫是采用基于智能手機(jī)WiFi、GPRS傳送呼叫信息的形式，也就是通過打開一個(gè)HTTP連接，將要撥打的被叫號(hào)碼傳送給軟交換服務(wù)器，當(dāng)然，傳送到軟交換服務(wù)器的數(shù)據(jù)需要遵守一定的格式，發(fā)送的HIIP請(qǐng)求要通過MD5驗(yàn)證用戶是否符合通話活動(dòng)要求，Apache服務(wù)器會(huì)到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫查找，驗(yàn)證此主叫號(hào)碼是否能參加此次活動(dòng)，如果驗(yàn)證通過，Generic Connection Framework （GCF）模塊會(huì)連接VOS2009 PBX服務(wù)器，確定IVR配置方案，國內(nèi)語音落地網(wǎng)關(guān)將按照服務(wù)器的 IVR組件配置發(fā)送連接請(qǐng)求給主叫和被叫，建立通話連接［5］。當(dāng)然，如果Apache服務(wù)器到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫查找，主叫號(hào)碼未通過驗(yàn)證或者查找不到該號(hào)碼，Mysql 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器會(huì)反饋“對(duì)不起，你已經(jīng)參加過此類活動(dòng)，請(qǐng)您下載客戶端再使用本網(wǎng)絡(luò)電話”。該系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)如圖3：

圖3 基于智能手機(jī)WiFi、GPRS功能的VOIP CALLBACK系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

在本方案的 CALLBACK服務(wù)中，軟交換采用的是VOS2009軟交換系統(tǒng)，它提供了第三方接入接口，用于支撐第三方軟件開發(fā)商在 VOS2009基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)二次開發(fā)［6］。VOS2009軟交換的Web接口推薦使用Post方式：隱式提交，在瀏覽器地址欄不會(huì)出現(xiàn)參數(shù)，較為安全。Web接口回應(yīng)信息采用如下格式：

返回值格式：返回值|文本（返回值為 0，表示成功，返回值為負(fù)數(shù)，表示失敗，|后為失敗原因）。

以下為針對(duì)CALLBACK業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)接口格式如下：

http://VOS2009IP/thirdparty/CALLBACK.jsp？caller=&call ees=&number=&password=&CALLBACKBillingNumber=&CALLBACKBillingPassword=&calloutBillingNumber=&calloutBill ingPassword

該WEB格式各字段表示的含義如表1所示：

表1 CALLBACK業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)接口各參數(shù)字段

表1中的后四個(gè)參數(shù)段在VOIP CALLBACK業(yè)務(wù)中為不必填充參數(shù)的設(shè)置［7］［8］。根據(jù)上表很容易在PC機(jī)上用PHP腳本語言編寫實(shí)現(xiàn) CALLBACK 程序。然而用 PHP實(shí)現(xiàn)的CALLBACK腳本程序只能運(yùn)行在PC為終端平臺(tái)的設(shè)備中，不具備便攜特性。為了能在智能手機(jī)上正常使用，需要重新設(shè)計(jì)，本方案以JAVA語言來設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)CALLBACK功能。

3 客戶端CALLBACK APP設(shè)計(jì)

為了能在手機(jī)上實(shí)現(xiàn) CALLBACK功能，本方案選擇了JAVA語言作為手機(jī)端的應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，主要是考慮到該程序的良好移植性，所設(shè)計(jì)的 CALLBACK也可以用于其它型號(hào)的支持JAVA語言的手機(jī)。在本文的CALLBACK程序設(shè)計(jì)主要是完成了以下兩個(gè)方面的工作：

3.1 人機(jī)交互界面（MMI）的設(shè)計(jì)

本方案的MMI界面設(shè)置主要是完成主叫號(hào)碼的輸入、被叫號(hào)碼的輸入以及按鍵功能偵聽，具體界面如圖4所示

MMI界面設(shè)計(jì)中主要用到如下幾類API函數(shù)：

■ Command類：創(chuàng)建按鍵的顯示

■ CommandListener接口：用來響應(yīng)按下按鍵的事件；

■ Alert類：用于提醒發(fā)送成功、正在發(fā)送以及其它類似于對(duì)話框的功能

■ Form類：容納Item組合的屏幕顯示，包括只讀

■ 和可編輯的文本、圖象、日期指示器等；

■ StringItem類：用于只讀文本的顯示，本設(shè)計(jì)中用作功能說明文字；

■ TextField類：是一種可以編輯文本顯示框，用于主叫、被叫號(hào)碼的輸入及顯示；具體JAVA實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互部分程序核心代碼如下：

public void startApp（） ｛

//初始化 MIDlet，顯示 Form為當(dāng)前屏幕，用戶可以輸入U(xiǎn)RL。

display = Display.getDisplay（this）；

form = new Form（"輸入主叫被叫"）；

form.append（caller）；//向當(dāng)前屏幕添加主叫編輯框

form.append（called）；//向當(dāng)前屏幕添加被叫編輯框

form.append（state）；//向當(dāng)前屏幕添加使用說明文字

form.addCommand（getCommand）；//向當(dāng)前屏幕添加確認(rèn)按鈕

form.addCommand（exitCommand）；//向當(dāng)前屏幕添加退出按鈕

form.addCommand（phoneCommand）；//向當(dāng)前屏幕添加退出按鈕

由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以構(gòu)建非線性映射關(guān)系,故可應(yīng)用于六維力傳感器的靜態(tài)標(biāo)定解耦。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中一般使用的是結(jié)構(gòu)較為簡單的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),如圖3所示。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)特點(diǎn):一是網(wǎng)絡(luò)為全連接,即在任一層上的任意一個(gè)神經(jīng)元與它之前層上的所有節(jié)點(diǎn)、所有神經(jīng)元都是連接的;二是網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)多層前饋網(wǎng)絡(luò),具有一個(gè)或多個(gè)隱含層,信號(hào)從左到右一層一層逐步流過。該算法衡量誤差的標(biāo)準(zhǔn)為均方差,過程中每輸入一個(gè)樣本,便將網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸出與期望輸出進(jìn)行對(duì)比,進(jìn)而調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)以獲得最小的均方誤差。

form.setCommandListener（this）；//設(shè)置監(jiān)聽機(jī)制

SplashCanvas splash = new SplashCanvas（this，form）；

handler = new HttpHandler（this）；

handler.start（）；

display.setCurrent（splash）；

｝else｛

display.setCurrent（form）；

｝

｝

public void displayError（String message）｛

//提示出錯(cuò)信息

Alert alert = new Alert（"錯(cuò)誤信息"）；

alert.setType（AlertType.ERROR）；

alert.setString（message）；

alert.setTimeout（2000）；

display.setCurrent（alert， form）；

｝

圖4 MMI人機(jī)交互界面

3.2 WiFi、GPRS發(fā)送撥號(hào)信息程序設(shè)計(jì)

由于移動(dòng)信息設(shè)備的資源受限特性，在J2SE中可以使用java.net、java.io來訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的方法不適合在這里使用。Generic Connection Framework （以下簡稱 GCF）是在CLDC中定義的［9］。它的引入成功的解決了聯(lián)網(wǎng)的復(fù)雜類型，同時(shí)它基于接口設(shè)計(jì)，便于擴(kuò)展、提供創(chuàng)建連接的工作方法、使用標(biāo)準(zhǔn)URL 簡化了程序員的工作。在J2ME聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)中常采用三種聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：

①HTTP連接：該協(xié)議是基于TCP方式的協(xié)議，GCF在MIDP2.0中進(jìn)行了擴(kuò)展，提供了HttpConnection、HttpsConnection接口，這樣使得MIDlet 具備了通過Http 或者Https 協(xié)議與server 通信的能力。

②Socket連接：使用Socket也是采用可靠傳輸—TCP協(xié)議，是連接兩臺(tái)計(jì)算機(jī)最簡單的方法，但并不是所有的MIDP設(shè)備都能支持 Socket網(wǎng)絡(luò)，該連接涉及的兩個(gè)接口是SocketConnection、ServerSocketConnection。

③UDP連接：UDP協(xié)議也稱用戶報(bào)協(xié)議，它是無連接的、不可靠的、沒有流量控制的傳輸層協(xié)議，在語音包傳輸過程中廣泛應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)連接中采用UDPDatagramConnection（）方式［10］。

圖5 CALLBACK語音實(shí)現(xiàn)流程圖

本方案的手機(jī)CALLBACK功能是通過一個(gè)HTTP連接將在MMI界面中輸入的被叫號(hào)碼、主叫號(hào)碼經(jīng)MD5加密后傳送到服務(wù)器，以便服務(wù)器確定是否發(fā)起CALLBACK呼叫。

GCF的使用非常簡單，主要集中在Connector 的open（）方法上。所要做的就是提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) URL 參數(shù)傳遞給 open方法。例如為了得到一個(gè) HttpConnection 相關(guān)代碼應(yīng)該這樣寫：

String url = “http://myip:myport/myservlet”；

HttpConnection httpConn =

（HttpConnection）Connector.open（url）；

CALLBACK語音實(shí)現(xiàn)流程圖5所示。在本階段主要解決兩個(gè)問題，一個(gè)是數(shù)據(jù)加密，另一個(gè)是連接服務(wù)器設(shè)置，具體程序?qū)崿F(xiàn)部分核心代碼如下：

public void setURL（String url）｛

this.URL = url；

｝

public void stop（）｛

done = true；

｝

public void run（）｛

while（！done）｛

//線程啟動(dòng)進(jìn)入等待狀態(tài)

synchronized （midlet） ｛

try ｛ midlet.wait（）；

｝ catch （InterruptedException e） ｛

e.printStackTrace（）；

｝

｝

if（！done）｛

try｛

//建立HttpConnection連接

conn = （HttpConnection）Connector.open（URL）；

conn.setRequestMethod（HttpConnection.POST）；

conn.setRequestProperty（"User-Agent"，"Profile/MIDP-2.0 Configuration/CLDC-1.0"）；

conn.setRequestProperty（"Content-Type"，type）；

conn.setRequestProperty（"Content_Length"，

new Integer（encodeData_send.length（））.toString（））；

OutputStream os = conn.openOutputStream（）；

os.write（encodeData_send.getBytes（））；

int rc = conn.getResponseCode（）；

System.out.println（encodeData_send）；

｝catch（IOException ex）｛

midlet.displayError（ex.getMessage（））；

｝

｝

｝

4 系統(tǒng)運(yùn)行測試

客戶端Callback APP軟件在智能手機(jī)平臺(tái)上成功運(yùn)行，界面如圖4。VOS2009軟交換服務(wù)器系統(tǒng)的搭建如圖3，本測試租用了合作單位圣山電訊香港有限公司的VOS2009軟交換服務(wù)器及其落地網(wǎng)關(guān)進(jìn)行，通過 WiFi、GPRS兩種數(shù)據(jù)傳送呼叫信息的形式順利實(shí)現(xiàn)回?fù)茈娫挼膿艽?。?WiFi環(huán)境和GPRS環(huán)境下多次測試，通話雙方表示很滿意，話音質(zhì)量的MOS值都達(dá)到 4.5以上。對(duì)于IP電話質(zhì)量的評(píng)價(jià)一般采用MOS（主觀平均評(píng)分）值評(píng)價(jià)，評(píng)測方法在ITU-TP.800中定義［11］。實(shí)際采用PESQ（語音質(zhì)量的知覺評(píng)估）客觀測試方法，在ITU-TP.862（PESQ）中定義。MOS值的定義如表2所示：

表2 MOS值定義標(biāo)準(zhǔn)

5 小結(jié)

綜上所述，本文實(shí)現(xiàn)了一種網(wǎng)絡(luò)電話回?fù)芟到y(tǒng)（VOIP CALLBACK），不僅是對(duì)傳統(tǒng)回?fù)芟到y(tǒng)也是對(duì)傳統(tǒng)VOIP服務(wù)的一種改造和拓展應(yīng)用，它使得不具備使用 VOIP服務(wù)的設(shè)備，比如只要是可以運(yùn)行JAVA程序的智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)備，能夠通過這樣的方式使用到VOIP便利、廉價(jià)的服務(wù)，目前這樣的方式已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在一些 VOIP服務(wù)中如多打電話。本設(shè)計(jì)的運(yùn)行效果特別是通話質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)的基本要求，只是MMI界面可以做的更加美觀、應(yīng)用上還可以通過與軟交換服務(wù)器的WEB接口定制更多的服務(wù)。

［1］ 劉洪林，蔣昌茂.AR1688 VOIP話機(jī)無線升級(jí)方案設(shè)計(jì)［J］.單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)，2010（1）:44-46. ［2］ 王瑞剛，李燕.IP電話終端設(shè)備—原理、電路及應(yīng)用［M］.西安:電子科技大學(xué)出版社，2003:155-158.

［3］ 詹顯德.基于89C2051的電話回?fù)芷鳎跱］.電子報(bào)， 2010-10-31.

［4］ 貝高林.構(gòu)建VoIP Web callback系統(tǒng)［EB/OL］.［2007-10-14］. http://blog.csdn. net/lin_bei/article/details/1824366.

［5］ 宋茂強(qiáng).通信軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)［M］.北京:北京郵電大學(xué)出版社，2007:124-127.

［6］ 蔣昌茂，程小輝，劉洪林，等.無線IP語音通信原理［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2010:68-72.

［7］ 梁鴻斌.手機(jī) VoIP殘余回聲抑制技術(shù)的研究［J］.通信技術(shù)，2014（7）:39-44.

Design and implementation of VoIP callback based on smart phone platform

In the traditional voice communication services， that called subscriber answer the phone for free is a major service provider already implemented， collectively known as the call-back system （Callback）. Internet phone call-back system （VOIP CALLBACK） is to use the phone free features allow the caller to the very low rates of call-back system to obtain more quality voice communications services. This design on a smart phone platform via WiFi， GPRS data transfer information in the form of call-back functions with VoIP soft terminal and server systems， low cost， low power and portable applications VOIP voice communication for Softswitch initiate research and application.

VOIP CALLBACK； WiFi； GPRS； smart phone

TP393.04

A

1008-1151（2016）08-0001-04

2016-07-10

蔣昌茂（1971-），男，廣西桂林人，桂林師范高等?？茖W(xué)校副教授，高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)镮P通信及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用；劉洪林（1967-），男，廣西桂林人，桂林電子科技大學(xué)高級(jí)工程師，研究方向?yàn)槎嗝襟w技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信及新型硬件電路設(shè)計(jì)應(yīng)用。