無線通信科技發(fā)展戰(zhàn)略應(yīng)用

　　文章是一篇通信論文，主要講述了無線通信終端的現(xiàn)狀和軟件結(jié)構(gòu)應(yīng)用措施等等。本文選自：《通信學(xué)報》，《通信學(xué)報》(月刊)是由中國通信學(xué)會主辦的一級學(xué)術(shù)性刊物，創(chuàng)刊于1980年，面向國內(nèi)外公開發(fā)行。其辦刊宗旨是及時反映中國通信科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平，交流國內(nèi)外通信科技新成果，促進學(xué)術(shù)進步和人才成長，探索新理論、新技術(shù)。主要讀者對象為信息通信領(lǐng)域的研究人員、大專院校通信及相關(guān)專業(yè)的教師和研究生。

　　摘要：目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)了很多功能強大的雙處理器(CPU)終端,現(xiàn)階段的智能移動終端一般就是指這種具備了兩個處理器的終端。圍繞這兩個CPU形成移動智能終端中的兩個子系統(tǒng):通信子系統(tǒng)和應(yīng)用子系統(tǒng)。目前的這種終端由于標(biāo)準(zhǔn)化程度還不夠,不能實現(xiàn)應(yīng)用的廣泛互通,不能實現(xiàn)外部功能接口的互通,也不能實現(xiàn)功能組件的相互替換,所以它們還僅僅是智能終端的雛形。但即便如此,這樣強大而復(fù)雜的硬件資源需要系統(tǒng)化管理,單獨的智能移動終端操作系統(tǒng)主要用來完成諸如進程、內(nèi)存、外部設(shè)備等系統(tǒng)資源的調(diào)度和管理,并提供或通過JAVA或BREW等應(yīng)用運行平臺為上層應(yīng)用軟件提供服務(wù)。

　　關(guān)鍵詞：無線通信,通信管理,通信制度,通信發(fā)展,通信論文

　　無線移動終端的現(xiàn)狀

　　針對不同的用戶群體,現(xiàn)階段無線移動終端高、中、低端三大類并存,而且多功能終端占據(jù)主要市場。多功能終端較傳統(tǒng)話音手機功能豐富,它可以攝像、拍照,可以有PDA、MP3甚至計算機的處理功能,它也可以看電視,下載視頻節(jié)目,還可以做電子錢包或成為電子商務(wù)終端。但這種終端由于通信能力和主CPU數(shù)據(jù)處理能力的限制,需要復(fù)雜數(shù)據(jù)處理能力的業(yè)務(wù)的實施不夠完善,例如攝像頭像素可能不夠,如果像素夠了又受移動網(wǎng)絡(luò)傳輸能力限制而出現(xiàn)不能無線傳輸?shù)膯栴},到了網(wǎng)絡(luò)電視和流媒體,對網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的要求就更高了。所以總的來說,現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)條件下,業(yè)務(wù)已經(jīng)多種多樣,但還是不能滿足用戶體驗需求,很多業(yè)務(wù)目前只是起步階段,是3G業(yè)務(wù)的一個雛形,到了3G或者后來的4G,開放的智能終端最終滿足用戶對移動通信的需求。

　　傳統(tǒng)意義上的移動業(yè)務(wù)局限于話音業(yè)務(wù),硬件結(jié)構(gòu)主要由射頻模塊和基帶處理模塊兩部分組成。在此硬件基礎(chǔ)上的軟件比較簡單,而且多由終端生產(chǎn)廠商自己研究開發(fā),軟件和用戶界面都已經(jīng)固化到終端里,不能修改,或只能通過廠家修改和升級。

　　如今移動終端數(shù)據(jù)處理能力不斷增強,其應(yīng)用也日益多樣化,對整個系統(tǒng)的軟硬件資源要求不斷提高,移動終端已不再是傳統(tǒng)意義上的移動電話,除了簡單的話音通信功能外,它還具備數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)計算功能�，F(xiàn)有的多功能終端能滿足一定的數(shù)據(jù)處理能力,它們多采用ARM9或者ARM11等功能較強的處理器作為控制芯片,而且具有較強的獨立終端操作系統(tǒng),操作系統(tǒng)或通過JAVA和BREW等應(yīng)用運行平臺對外開放應(yīng)用程序接口(API),以便第三方應(yīng)用和業(yè)務(wù)客戶端能通過下載運行于終端之上。

　　現(xiàn)階段存在的移動終端,除了傳統(tǒng)的話音終端外,多功能終端和初期的智能終端都逐漸趨于開放,功能組件逐漸模塊化,加上OMA、3GPP、OMTP等標(biāo)準(zhǔn)化組織的推動,無線移動終端日益具備了規(guī)范的邏輯體系結(jié)構(gòu),如圖1所示。

　　基于硬件平臺(ASIC、外部設(shè)備)上的包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用平臺、應(yīng)用程序和業(yè)務(wù)客戶端程序都是通過計算機軟件實現(xiàn),我們統(tǒng)稱之為終端軟件。

　　終端操作系統(tǒng)

　　移動終端操作系統(tǒng)作為連接軟硬件、承載應(yīng)用的關(guān)鍵平臺,在智能終端中扮演著舉足輕重的角色。目前市場上主流的普通多功能終端操作系統(tǒng)主要有Nucleus PLUS、pSOSystem等,主流的智能終端操作系統(tǒng)有Symbian、Windows CE、Palm OS、Linux等。

　　Nucleus PLUS 是由Accelerated Technology Inc.(ATI)公司推出的、專為實時嵌入式應(yīng)用設(shè)計的一個搶先式多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核,其95%的代碼是用ANSI C寫成的,因此非常便于移植并能夠支持大多數(shù)類型的處理器。從實現(xiàn)角度來看,Nucleus PLUS 是一組C函數(shù)庫,應(yīng)用程序代碼與核心函數(shù)庫連接在一起,生成一個目標(biāo)代碼,下載到目標(biāo)板的RAM中或直接燒錄到目標(biāo)板的ROM中執(zhí)行。在典型的目標(biāo)環(huán)境中,Nucleus PLUS 核心代碼區(qū)一般不超過20K字節(jié)大小。Nucleus PLUS 采用了軟件組件的方法,由于采用了軟件組件的方法,Nucleus PLUS 各個組件非常易于替換和復(fù)用。

　　pSOSystem(簡稱pSOS)是集成系統(tǒng)有限公司(Integrated Systems)研發(fā)的產(chǎn)品,它是一個由標(biāo)準(zhǔn)組件組成的、可擴展可裁減的嵌入式實時操作系統(tǒng),包含單處理器支持模塊(pSOS+),多處理器支持模塊(pSOS+m),文件管理器模塊(pHILE),TCP/IP通訊包(pNA),圖形界面,JAVA,HTTP等。pSOSystem功能模塊完全獨立,開發(fā)者可根據(jù)應(yīng)用要求擴展系統(tǒng)功能和存儲容量。pSOS在中國市場占有率較高,主要應(yīng)用領(lǐng)域包括通訊、航天、信息家電以及工業(yè)控制。pSOSystem的主要缺點在于其上下文切換時間長,實時性不強,采用的集成開發(fā)環(huán)境Sniff Plus與產(chǎn)品兼容性不好,部分關(guān)鍵功能無法使用。

　　Symbian公司是由諾基亞與松下、愛立信、Psion等公司聯(lián)合注資的,它的成立就是要防堵微軟的移動終端市場的進入和稱霸企圖,為未來智能無線移動終端提供一個標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)平臺。Symbian OS是一個實時性、多任務(wù)、多線程的純32位的操作系統(tǒng)。其前身是Psion Software公司的Epoc操作系統(tǒng)。它的特點是功耗低,內(nèi)存占用少,適合硬件受限的移動終端。再加上它的技術(shù)支持上都是一些老牌的具有豐富經(jīng)驗的手機制造商,所以它們與2G、2.5G、3G有平滑接口,而適應(yīng)手機范圍跨GSM/GPRS/WCDMA和CDMA2000兩大系列。對原有的通信協(xié)議,外設(shè)支持全部繼承,因此受到了占世界產(chǎn)量75%以上的終端制造商的歡迎。

　　最早微軟推出了用于手機的Windows CE 1.0和Windows CE 2.0,后來又于2000年推出了Windows CE 3.0,曾以Pocket PC和Smartphone命名該針對移動終端的操作系統(tǒng),目前用于移動通信終端的Windows CE 3.0統(tǒng)稱為Windows Mobile。Windows CE 3.0專門用于為包括移動與低能耗設(shè)備在內(nèi)的大量產(chǎn)品建立動態(tài)應(yīng)用程序及服務(wù)。此外,Windows CE 3.0的擴展平臺特性集實現(xiàn)了模塊化,因此,開發(fā)人員可以僅從200多個成熟的前沿操作系統(tǒng)組件中選擇自己所需的組件。Windows CE 3.0可以工作在12種不同的處理器體系結(jié)構(gòu)、180余種CPU上,可以用于許多種不同的設(shè)備,包括工業(yè)自動化、手持便攜式PC、高速數(shù)據(jù)獲取設(shè)備以及一些用戶應(yīng)用程序如游戲控制臺和機頂盒。目前主要被一些新興或有IT基礎(chǔ)的廠商所采用,并與PC應(yīng)用聯(lián)系緊密。

　　Palm OS是一種32位的嵌入式操作系統(tǒng)。此系統(tǒng)是3Com公司的Palm Computing 部開發(fā)的。Palm OS最初是定位于掌上電腦的操作系統(tǒng),但是隨著手機和掌上電腦的不斷融合,Palm OS已經(jīng)在通信方面作出了努力。Handspring已經(jīng)推出了支持GSM和CDMA等不同制式移動通訊網(wǎng)絡(luò)的掌上電腦,使用的就是Palm OS操作系統(tǒng)。

　　嵌入式設(shè)備非常適合像Linux這樣的操作系統(tǒng),因為Linux本身是開放源代碼的,而從源代碼級來對個性化的產(chǎn)品進行定制是最根本和最深入的。開發(fā)人員已經(jīng)開發(fā)出了諸如互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、工業(yè)控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)獲取設(shè)備的相關(guān)產(chǎn)品。隨著嵌入式Linux技術(shù)的不斷成熟,它已能夠滿足更加靈活的體積要求,并支持越來越多的不同體系結(jié)構(gòu)的處理器產(chǎn)品,開始逐步進入主流的嵌入式市場。然而,嵌入式Linux在發(fā)展過程中也遇到了一些制約瓶頸。首先,嵌入式Linux系統(tǒng)在這個領(lǐng)域的產(chǎn)品發(fā)展比較晚,開發(fā)的時間比較短,在某些方面還有待成熟;其次,嵌入式設(shè)備個性化比較強,導(dǎo)致從事嵌入式Linux開發(fā)的廠商所開發(fā)的產(chǎn)品現(xiàn)在互不兼容。在眾多Linux開發(fā)人員的共同努力下,它正在不斷地完善以滿足新一代消費產(chǎn)品的需求,在2003年,摩托羅拉推出了全球第一款采用Linux 操作系統(tǒng)的手機——A760。

　　操作系統(tǒng)的優(yōu)劣決定了手機的品位和性能,操作系統(tǒng)設(shè)計得越好,不僅用戶使用方便,而且可以為用戶提供眾多的新功能和應(yīng)用。從技術(shù)發(fā)展角度看,操作系統(tǒng)將為終端加快更新?lián)Q代提供必要和充分的條件。

　　應(yīng)用運行平臺

　　應(yīng)用運行平臺的引入使終端更加開放,允許終端從移動通信運營商的移動門戶上或互聯(lián)網(wǎng)上下載各種應(yīng)用程序,并在手機創(chuàng)造可執(zhí)行環(huán)境,然后以在線或離線的方式運行這些程序,從而得到所需的服務(wù)。由于定義了可執(zhí)行程序下載的標(biāo)準(zhǔn),并在手機上創(chuàng)立了可執(zhí)行環(huán)境,由此,在移動通信業(yè)第一次為軟件開發(fā)商創(chuàng)造了巨大的商業(yè)機會,手機用戶在得到豐富應(yīng)用體驗的同時,也大大提高了運營商的網(wǎng)絡(luò)流量。Java是目前最主流的應(yīng)用平臺,BREW在CDMA終端中應(yīng)用廣泛,Microsoft.NET也隨著Windows Mobile的推廣日益興盛。

　　Java由于它簡便易行、跨平臺、開放等特點受到了廣泛的歡迎。它可以做到與平臺無關(guān)“一次編寫,到處運行”。J2ME(Java 2 Micro Edition)作為Java 2平臺的一部分,與J2SE、J2EE一道,為無線應(yīng)用的客戶端和服務(wù)器端建立了完整的開發(fā)和部署環(huán)境。由于專門針對多樣化的嵌入設(shè)備和消費電子設(shè)備,J2ME的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的編程序語言和規(guī)范有一些不同,它是由配置(Configuration)、簡表(Profile)和可選包(Optional Package)三要素構(gòu)成。J2ME技術(shù)由一個虛擬機和一組API組成,這組API適合于為消費和嵌入式電子設(shè)備提供經(jīng)過剪裁的運行環(huán)境。Java的一個關(guān)鍵優(yōu)點是它能同時為多種連網(wǎng)的便攜機、臺式機或其它工作站和服務(wù)器提供服務(wù),無論運行在這些客戶機上的軟件是Java applets 、獨立的Java程序、HTML瀏覽器還是本地的應(yīng)用程序,它都可以同時支持。利用J2ME,這些企業(yè)系統(tǒng)也可以直接與各種電子設(shè)備進行通信。

　　J2ME體系的一般結(jié)構(gòu)是:由Configuration定義的Java虛擬機運行于設(shè)備的宿主操作系統(tǒng)之上,構(gòu)成整個平臺的基礎(chǔ)。Configuration提供了基本的語言特性,Profile提供針對設(shè)備的特殊功能API和擴展類庫。應(yīng)用程序的運行環(huán)境需要一個Configuration和至少一個Profile,多個Profile可以共存,也可以疊加。

　　BREW是高通2001年1月推出的無線移動終端應(yīng)用軟件的運行平臺,它擴展了Rex操作系統(tǒng)的功能,而又扮演開發(fā)平臺的角色。BREW平臺為無線設(shè)備提供開放式標(biāo)準(zhǔn)平臺的應(yīng)用程序執(zhí)行環(huán)境,是無線應(yīng)用程序開發(fā)、設(shè)備配置、應(yīng)用程序發(fā)布以及計費和支付的完整端到端解決方案的一部分。完整的BREW解決方案包括面向開發(fā)者的BREW SDK (軟件開發(fā)包)、面向設(shè)備制造商的BREW應(yīng)用程序平臺和移植工具以及由運營商控制和管理的BREW分發(fā)系統(tǒng)(BDS)。利用該系統(tǒng),開發(fā)者開發(fā)的應(yīng)用程序可以輕松投入市場并協(xié)調(diào)計費和支付過程。

　　Microsoft.NET 是Microsoft XML Web services平臺。XML Web services允許應(yīng)用程序通過Internet進行通訊和共享數(shù)據(jù),而不管所采用的是哪種操作系統(tǒng)、設(shè)備或編程語言。 Microsoft.NET平臺提供創(chuàng)建XML Web services 并將這些服務(wù)集成在一起之所需。對個人用戶的好處是無縫的、吸引人的體驗。