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随着无线3G网络技术的逐渐成熟和WIFI的大规模使用以及手机移动设备和移动操作系统Android，IOS的不断强大，传统的语音通信业务已经不能满足人们的需求。在不同的异构网络上进行多媒体通信各种业务成为一个有着广阔发展前景的领域，例如视频电话也成为时下热门的话题。虽然音视频通信在PC端有了很好的发展，但是在移动领域的发展却参差不齐，这取决于网络带宽，以及手机终端硬件技术和软件技术的发展。随着软件和硬件技术的发展，以及移动网络带宽的不断增大，移动的音视频通话必将在未来的通信市场有着广阔的发展前景。SIP协议的提出和迅速发展并已经成为通信领域的主流通信控制协议，Android系统的手机在全世界占有率达到约52%（2013年），在中国占有率达到约90%，因此，本文研究基于SIP的Android平台音视频通信很有意义。本文首先介绍了SIP协议以及在整个系统中要用的其他协议，然后对整个基于SIP的Android平台音视频通信系统进行架构，提出两种架构思路，一种是SIP客户端在通话前获取公网IP的方式，一种是SIP客户端在注册前获取公网IP的方式，比较两种方式，最后选择后者，并结合无法获取真实IP时的中继服务器方法对系统进行整体架构，提出UDP与RTP中继结合的域通用架构方案。接下来根据整个系统的功能，把系统分为六大模块，分别是：主服务模块、STUN NAT穿越模块、SIP注册代理模块、音视频编码解码播放模块、RTP/RTCP传输模块、界面模块，并对六大模块进行详细分析和设计。在主服务模块的设计提出了通过SOCKET连接池与线程池和任务队列相结合方法来实现，在音视频编码解码模块中，提出了对视频编码采用硬编码技术提取H264编码流，并进行分析给出详细过程。最后对本论文进行总结，分析本论文在研究上的不足，并提系统在并发以及多域服务器组网上等问题的展望。