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近年来，随着因特网的崛起和语音技术的发展，VoIP已经占有相当比重的市场份额，成为当今电信业和计算机业最热门的话题之一。SIP协议以其灵活性、简单性和可扩展性成为VoIP技术中最重要的协议之一，被认为是下一代网络技术和3G技术中的核心协议。 3GPP在Release5中提出了IMS的概念，IMS与软交换在网络结构上存在很大的区别，如何在IMS中能够继续使用现有的VoIP终端产品成为一个重要的问题；此外，由于传统的PSTN用户仍然很多，VoIP发展面临的一个重要问题就是与PSTN的互通性问题，特别对于中小企业，他们需要的是一种成本相对低廉的解决方案。IMS中基于SIP的中继服务器就是针对以上两个问题所提出的解决办法。 本文从VoIP中的关键技术入手，介绍了VoIP中的重要协议和体系结构，通过对VoIP与PSTN互通技术的分析以及对IMS与软交换体系结构的对比，阐述了IMS中基于SIP的中继服务器的研究与实现。 本文重点论述了IMS中基于SIP的中继服务器在应用中遇到的若干特殊问题及其解决方案：SIP的NAT穿越、抽象的呼叫控制、MGCP在中继上的实现等。 NAT穿越是VoIP中经常遇到的一个问题，本文设计了一个用于SIP协议穿越NAT和防火墙的多媒体代理系统。 呼叫控制是语音产品中非常重要的部分，本文针对中继服务器的特点，设计了一个抽象的统一呼叫控制机制。 MGCP在中继上的实现是一个比较复杂的问题，本文提出了一种在中继上实现MGCP的解决方案。 本文是作者在研究生期间对以SIP为主的VoIP技术实践和经验的总结。