H.323信令协议的仿真研究开题报告

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.
[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.
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[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：
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。
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：撰写文档范文，准备文档答辩。

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、实习基地、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。