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H.323信令协议的仿真研究开题报告-通信工程毕业

2013-05-15 21:30

本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等（列出主要参考文献）
 随着VoIP技术的发展和成熟，基于Internet的网络电话等产品逐渐兴起，并依靠其简单方便、价格低廉等优点迅速占领传统的电信领域。H.323协议是较早推出的VoIP协议，它功能强大，适应电信运营商的需求，并占有大量的市场份额。另外H.323协议族在视频通信领域也有着很强的优势，凭借着良好的可管理性和成熟性,成为建设运营级别视频会议和视频网络通信系统的首选。目前国内外大多数的运营商建设的商用视频会议系统基本都是基于H.323协议。
 鉴于H.323在IP电话中解决了如何寻找被叫方、如何建立应答、如何按照彼此的数据处理能力发送数据等问题，本课题将着重研究H.323的呼叫流程，并通过设定各项节点属性参数来保证H.323在无QoS保证的分组网络PBN（如IP网络）上传送话音业务。
 另外，若将H.323和其它的IP技术如IETF的资源预留协议RSVP相结合，则可以实现IP网络的多媒体通信。目前，基于IP的LAN正变得越来越强大，如IP over SDH/SONET、IP over ATM技术正在快速发展以及LAN 宽带正在不断的提高，这些都为H.323的应用创造了有利的条件。由于能提供设备与设备、应用与应用、供应商与供应商之间的互操作能力，因此，H.323能够保证所有H.323兼容设备的互操作性。更高速率的处理器、日益增强的图形器件和强大的多媒体加速芯片使PC成为一个越来越强大的多媒体平台。H.323可提供PBN与别的网络之间进行多媒体通信的互连互通标准。
 
主要参考文献：
[1] 龙华. OPNET Modeler 与计算机网络仿真[M]. 西安：西安电子科技大学出版社，2006.

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[2] 戴维森. VoIP技术构架[M]. 2版. 高艳，译. 北京：人民邮电出版社，2008.
[3] Kevin Wallace. Cisco VoIP(CVOICE)学习指南[M]. 3版. 刘丹宁，卢铭，译. 北京：人民邮电出版社，2010.
[4] 邹悦临，王茜. VoIP的关键技术[J]. 信息系统工程，2010, (02).
[5] 曹志强. 对VoIP电话QoS问题的研究[D]. 吉林：吉林大学，2004.
[6] 朱旭光. 基于VoIP的QoS实现技术[D]. 辽宁：辽宁工程技术大学，2006.
[7] 黄强. 基于H.323技术的呼叫系统及SCXML应用研究[D]. 贵州：贵州大学，2006.
[8] 张斌. 基于H.323协议的VoIP研究及C++实现[D]. 大连：大连海事大学，2006.
[9] 田力. 基于动态QoS控制的VoIP应用研究[D]. 湖南：湖南师范大学，2010.
[10] 朱奇凤，姚奕. VOIP中H.323和SIP的比较研究[N]. 石家庄铁路职业技术学院学报，2005-12.
研究的目标、内容和拟解决的关键问题
研究目标：
 通过对H.323呼叫流程的仿真研究，分析各项性能参数对其通信过程的影响。
研究内容：
 本课题将搭建一个运行H.323协议的VoIP网络，并对其呼叫流程进行模拟。
 OPNET定义了两大节点模型：H.323网守和H.323边界元素，本课题将对其进行参数配置。网守的功能是向H.323节点提供呼叫控制服务。边界元素是指介于两个管理域之间的设备，通常与网守在呼叫认证过程中交换地址信息。
 其中，网守需要配置的关键参数有： 大学排名
Assigned Administrative Domain，该参数指定此网守的管理域，所有包含在同一管理域的H.323设备此项必须配置相同。
Call Signaling Mode，该参数指定用于此网守的呼叫信号模式，若选择“Direct Endpoint Call Signaling”，H.323终端将和此网守交换H.225 RAS信令，若选择“Gatekeeper-routed Signaling (GKRCS)”，将会交换H.225 RAS和H.225呼叫信令。
H323 Device Role，该属性指定该设备在H.323网络中的角色，即“Gatekeeper”。
Max Number of Calls，该属性指定该网守能够同一时间处理呼叫的最大值，若选择“Unlimited”则没有限制。
而边界元素需要配置的关键参数有：
Assigned Administrative Domain，该属性指定此H.323边界元素的管理域，且一个管理域只能有一个边界元素。
H323 Device Role，该属性指定此设备的角色，此处应设为“Border Element”。
Max Number of Calls，该属性指定该边界元素能够同一时间处理呼叫的最大值。
 当VOIP网络配置完毕后，本文将借助仿真平台分析H.323各个参数对VOIP性能的影响。OPNET定义了以下统计量来帮助分析H.323在网络中的行为，其中有全局统计量和节点统计量。前者包括：
H323 Setup Time，该统计量记录一个H.323呼叫过程建立时间的平均值。
H323 Total Calls，该统计量记录在一次模拟中语音通信的H.323呼叫总数。
H323 Total Failed Calls，该统计量记录在一次模拟中语音通信的H.323呼叫失败总数。
H323 Total Successful Calls，该统计量记录在一次模拟中语音通信的H.323呼叫成功总数。
后者包括：
H323 Active Calls，该统计量记录在给定时间内H.323设备保持的在线电话数。
H323 Setup Time，该统计量记录该节点H.323呼叫建立时间的平均值。
H323 Total Calls，该统计量记录在一次模拟中该节点语音通信时H.323呼叫总数。

H323 Total Failed Calls，该统计量记录在一次模拟中该节点语音通信时H.323呼叫失败总数。 （科教作文网http://zw.ΝsΕac.cOM编辑）
H323 Total Successful Calls，该统计量记录在一次模拟中该节点语音通信时H.323呼叫成功总数。
 通过选择所需统计的Statistics，运行仿真并对其结果进行分析。最后再在应用层上选择Voice应用业务配置来评估各项网络性能（包括延迟、抖动、丢包率等），通过与SIP协议的对比分析，最终得出各项属性的最佳配置范围。
拟解决的关键问题：
（1）H.323呼叫流程的建模；
（2）H.323各节点属性参数的设计；
（3）H.323与SIP协议的仿真设计以及结果对比分析。

研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
研究方法：
 运用OPNET Modeler 仿真平台模拟H.323协议的呼叫流程，对其节点（网守和边界元素）的属性参数进行设定，并选择合适的统计量来分析H.323在网络中的行为。最后在应用层上选择Voice应用业务进行配置，分析整个网络环境下各项语音性能参数（包括延时、抖动及丢包率等）的结果。最后将其与目前IP电话方面另一主要协议SIP（Session Initiation Protocol）进行对比，最终得出各自在不同应用场景下性能的优劣。
技术路线及实验方案：
（1）构建一个基于IP的语音网络，并使其互联互通；
 （2）在该网络上运行H.323协议，设定节点属性参数，模拟其呼叫流程；
（3）将仿真结果与SIP协议相比较，得出结论。
可行性分析：
 鉴于OPNET Modeler 14.5（教育版）已具备H.323的模块，且H.323协议已较成熟，所以该研究课题能够及时顺利完成。

特色或创新之处
（1）利用仿真平台对H.323协议进行建模分析
（2）通过调整节点属性参数对H.323性能进行研究
（3）通过与SIP的对比，研究不同应用场景下二者性能的优劣。
研究计划及预期进展
2011年3月初：大量收集并阅读相关课题的文献资料，拟定研究方案，完成开题报告，准备开题。2011年3月10日——3月20日：进一步阅读相关资料，设计H.323网络拓扑并将其在OPNET上实现。2011年3月21日——4月7日：设定节点属性参数对H.323网络进行初步测试，准备中期检查。2011年4月8日——4月25日：对系统进行改进和优化，对仿真结果进行总结分析。2011年4月26日——5月12日：撰写，准备答辩。

 

已具备的条件、尚缺少的条件和拟解决的途径（包括利用教学实验中心、科研实验室、基地、校外其它企事业单位等条件的计划与落实情况）

已具备的条件：

 OPNET Modeler 14.5 （教育版）仿真平台

尚缺少的条件：
 在OPNET仿真方面经验不足，还需努力学习研究；
 在H.323协议方面的理论知识不足，还需大量阅读相关文献。

拟解决的途径：
 加强OPNET的仿真实验练习以及H.323协议的理论研究。