田茂青

摘要：論文介紹了安卓系統(tǒng)下的WLAN電話會(huì)議應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)局域網(wǎng)組播技術(shù)向網(wǎng)內(nèi)其他終端發(fā)起會(huì)議請(qǐng)求，終端收到請(qǐng)求后過(guò)濾參會(huì)人員名單，確定本機(jī)是否參與此次電話會(huì)議。各方建立起連接后，利用安卓的audioManager的audioTranck底層技術(shù)對(duì)語(yǔ)音采集，并將采集的語(yǔ)音數(shù)據(jù)封裝成包，自定義包頭類(lèi)型，利用組播技術(shù)和socket編程技術(shù)傳送到各個(gè)終端機(jī)。終端機(jī)對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)包解析并進(jìn)行混音處理，利用audioVoice技術(shù)播放收到的語(yǔ)音數(shù)據(jù)包，通過(guò)調(diào)整發(fā)包頻率，優(yōu)化語(yǔ)音效果，最終達(dá)到流暢清晰的語(yǔ)音效果。

該系統(tǒng)采用P2P的網(wǎng)絡(luò)輸出方式，不需要額外的服務(wù)器做支撐，安裝簡(jiǎn)單方便，大大降低了使用成本。

關(guān)鍵詞：安卓；組播；P2P；語(yǔ)音混音

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）20-0094-02

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和智能手機(jī)的普及，“運(yùn)營(yíng)商+設(shè)備廠商”的模式受到了嚴(yán)重的沖擊[1]，人們不再依賴數(shù)據(jù)流量上網(wǎng)，更青睞于不限流量、不限時(shí)長(zhǎng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。電話會(huì)議便是依于局域網(wǎng)Wifi的通話軟件，將企業(yè)成本降到最低，參會(huì)人員則從會(huì)議室被解救，人們只需一部安卓手機(jī)，連上同一網(wǎng)絡(luò)，就可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)中的會(huì)議。大大提高了工作效率。

1 需求分析

該系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的電話會(huì)議系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)能運(yùn)行在安卓操作系統(tǒng)的終端上，包括手機(jī)和平板。

指定管理員可對(duì)通訊錄進(jìn)行編輯，通訊錄的編輯包括對(duì)聯(lián)系人和群組的編輯，并且能夠?qū)⑼ㄓ嶄浲浇o局域網(wǎng)內(nèi)其他人員，保證終端設(shè)備能夠得到其他設(shè)備的唯一標(biāo)志（即設(shè)備ID）。使用者可以選擇聯(lián)系人，發(fā)出會(huì)議邀請(qǐng)，與會(huì)人員同意后進(jìn)入會(huì)議大廳，可以實(shí)現(xiàn)清晰的實(shí)時(shí)通話，并能支持多人同時(shí)發(fā)言。其次，要支持同一局域網(wǎng)內(nèi)可同時(shí)開(kāi)啟多個(gè)會(huì)議，并保證語(yǔ)音數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)混淆的發(fā)送到指定終端。

在實(shí)現(xiàn)以上基本功能的基礎(chǔ)上，應(yīng)能保證語(yǔ)音效果清晰完整，嚴(yán)格控制延時(shí)時(shí)間和丟包率。對(duì)于多人同時(shí)發(fā)言，應(yīng)能做好混音效果。

2 概要設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要分為兩層，第一層為用戶界面層，第二層為后臺(tái)監(jiān)聽(tīng)層。

用戶界面層：用戶選擇參加會(huì)議的人員，并向其發(fā)送會(huì)議邀請(qǐng)。對(duì)方同意后，雙方進(jìn)入會(huì)議大廳，可以點(diǎn)擊發(fā)言，同時(shí)收聽(tīng)各方的語(yǔ)音。

后臺(tái)監(jiān)聽(tīng)層：自用戶打開(kāi)該軟件，后臺(tái)Service就處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)，監(jiān)聽(tīng)來(lái)自組播地址239.1.1.1的數(shù)據(jù)包，這個(gè)組播組用于電話會(huì)議，一旦收到數(shù)據(jù)包，將解析該數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包包括發(fā)送人的ID，以及數(shù)據(jù)包類(lèi)型，判斷是會(huì)議邀請(qǐng)包，則發(fā)送廣播，手機(jī)狀態(tài)欄會(huì)出現(xiàn)通知，并伴有通知鈴聲，提示用戶收到會(huì)議邀請(qǐng)。

另一個(gè)service監(jiān)聽(tīng)來(lái)自組播組239.1.1.2的數(shù)據(jù)包，該組播組用于同步聯(lián)系人，該種類(lèi)型的數(shù)據(jù)包包括包類(lèi)型，以及包含聯(lián)系人姓名，號(hào)碼映射對(duì)的列表，用戶通過(guò)選擇更新，將數(shù)據(jù)包中的聯(lián)系人更新至本機(jī)。

2.2 電話會(huì)議系統(tǒng)各個(gè)功能模塊介紹

配置功能：配置功能需要憑借密碼進(jìn)入，此功能在用戶第一次使用該軟件時(shí)由管理員為其配置，包括用戶權(quán)限的配置和設(shè)備ID的配置，權(quán)限包括是否可以對(duì)通訊錄進(jìn)行編輯，是否可以向其他人發(fā)送通訊錄。設(shè)備ID則為一個(gè)四位數(shù)編號(hào)，具有唯一性，用來(lái)唯一標(biāo)識(shí)此臺(tái)設(shè)備。這樣設(shè)計(jì)的目的是為了強(qiáng)制控制用戶權(quán)限，避免使用人員隨意更改用戶名，使用不易識(shí)別身份的用戶名。

通訊錄功能：包括聯(lián)系人的增刪改查、群組的增刪改查。普通用戶只具有查看的功能，超級(jí)用戶（即通過(guò)配置有編輯權(quán)限的用戶）具有全部的功能，并可以將本機(jī)的通訊錄同步給其他人。

WLAN會(huì)議功能：任何用戶都可以選擇人員后，發(fā)送會(huì)議邀請(qǐng)，進(jìn)入會(huì)議大廳，對(duì)方接受邀請(qǐng)后，指示圖片變亮，此時(shí)可以點(diǎn)擊發(fā)言按鈕進(jìn)行講話，發(fā)言完畢，關(guān)閉發(fā)言按鈕。支持多人同時(shí)講話，支持耳機(jī)插入。

3 詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.1 主頁(yè)面

用戶主界面，如圖1所示，清晰地顯示了應(yīng)用的功能，可以點(diǎn)擊進(jìn)入通訊錄、配置、電話會(huì)議。除了用戶界面上顯現(xiàn)的功能外，在打開(kāi)主頁(yè)面這一過(guò)程中，還完成了系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的初始化功能。

3.2 配置

在初次使用該系統(tǒng)時(shí)，要對(duì)設(shè)備進(jìn)行一些必要的配置，界面如圖2所示。此配置應(yīng)由指定人員負(fù)責(zé)，指定人員憑借密碼進(jìn)入配置頁(yè)面，配置用戶的用戶名和權(quán)限[2]。

3.3 WLAN電話會(huì)議

電話會(huì)議功能是本系統(tǒng)的核心功能，它包括用戶向局域網(wǎng)中發(fā)送指定名單的會(huì)議邀請(qǐng)，通過(guò)邀請(qǐng)后，多方人員處于一個(gè)會(huì)議組中進(jìn)行會(huì)議。包括音頻的錄制與播放，數(shù)據(jù)包的發(fā)送與接收，多方語(yǔ)音的混音處理。以及同一局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)同時(shí)進(jìn)行多個(gè)會(huì)議。這個(gè)功能中用到了很多技術(shù)，包括局域網(wǎng)組播技術(shù)、安卓音頻錄制播放技術(shù)、混音處理技術(shù)、socket編程、數(shù)據(jù)包的解析等[3]。下面詳細(xì)介紹電話會(huì)議功能的處理流程。

第一步，會(huì)議發(fā)起人發(fā)起會(huì)議。選擇完參加會(huì)議的人員后，將包含本機(jī)ID、會(huì)議名稱、會(huì)議主題、會(huì)議邀請(qǐng)名單的數(shù)據(jù)包，通過(guò)組播組239.1.1.1組播[4]出去。

第二步，接受會(huì)議邀請(qǐng)。一旦有一臺(tái)主機(jī)向該局域網(wǎng)中的239.1.1.2組播組發(fā)送了一個(gè)數(shù)據(jù)包。所有處于該局域網(wǎng)中的主機(jī)都會(huì)做出反應(yīng)。首先將數(shù)據(jù)包接下。判斷是否屬于會(huì)議邀請(qǐng)包。如果是，則解析其中的會(huì)議邀請(qǐng)名單，與本機(jī)ID進(jìn)行比對(duì)，名單中包含本機(jī)則向該應(yīng)用中發(fā)送廣播，提示用戶收到會(huì)議邀請(qǐng)通知，用戶點(diǎn)擊接受邀請(qǐng)后進(jìn)入會(huì)議大廳界面。

第三步，錄制音頻。當(dāng)用戶按下發(fā)言按鈕時(shí)，圖片變亮，提示用戶可以講話了。此時(shí)啟動(dòng)AudioRec線程，該線程負(fù)責(zé)初始化組播信息，然后調(diào)用系統(tǒng)AudioRecord類(lèi)，開(kāi)始錄制音頻，定義錄制頻率為8000Hz，錄制的音頻放在緩存中，每隔3ms，將語(yǔ)音數(shù)據(jù)打包，封裝上4位用戶名的頭部，通過(guò)組播組廣播到其他手機(jī)。

第四步，播放混音后的音頻。接收到來(lái)自別的主機(jī)的音頻數(shù)據(jù)包時(shí)，首先判斷是否是新用戶發(fā)來(lái)的，如果是新的用戶將其數(shù)據(jù)包加在該會(huì)議的用戶列表中，將鏈表中的數(shù)據(jù)包解析，將音頻處理成16bit的字節(jié)數(shù)據(jù)，對(duì)這些字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行加和求平均的處理，最后將混合后的語(yǔ)音合成，調(diào)用AudioTrank類(lèi)播放。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉寶玲， 付長(zhǎng)東， 張軼凡. 3G移動(dòng)通信系統(tǒng)概述[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2008.

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[3] Reto Meier. Android 4高級(jí)編程[M]. 佘建偉， 趙凱， 譯. 3版.北京： 清華大學(xué)出版社， 2013.

[4] 劉瑩. Internet組播體系結(jié)構(gòu)[M].北京： 科學(xué)出版社， 2008.