（通信与信息系统专业论文）基于3g多媒体广告管理平台的设计与实现.pdf

摘要 摘要 随着我国经济的快速发展，广告已成为商家、企事业部门宣传自己的重要手 段，利用广告机来发布广告已经逐渐被人们普遍认同和接受。目前大多数公共场 所采用的都是单板广告机，其内容的更新周期比较长且更新过程需要较高的人工 维护费用；少数场所虽然采用了流媒体技术，但其播放效果常常受到网络不良状 况困扰；而基于具有高速性、移动性和实时性3 g 网络的多媒体广告系统使得广告 内容更新便捷、人工参与环节少。正是基于以上背景，本文开发了基于3 g 网络的 多媒体广告平台系统，这也必然是多媒体广告系统今后的发展趋势。 本文主要研究了基于3 g 多媒体广告管理平台的软件部分的设计与实现。文章 首先论述了多媒体广告平台的发展状况和市场需求；其次，结合本文介绍的3 g 网 络及多媒体业务相关基本理论知识，分析了多媒体广告平台系统的工作原理；再 次，根据无线远程多媒体广告平台的实际应用场景，归纳出多媒体中心管理软件 的功能需求，在此基础之上，论证分析了传统和新型多媒体广告平台系统的设计 方案，给出了基于本文系统设计方案的硬件平台和软件平台的主体设计方案；然 后，在充分考虑软件结构的健壮性、可移植性以及可扩展性的情况下，进行了软 件系统的结构设计和功能定义，论文同时采用面向对象的软件开发方法和模块化 的设计思想对无线多媒体信息管理软件进行了功能模块的划分，并完成了基于服 务器中心端的管理软件的设计与实现，在各模块的实现中结合了不同技术的应用 和设计，在界面g u i 的的实现过程中，利用独立的界面库对软件界面进行美化； 在系统环境参数配置、日志信息等子模块的实现过程中，突出了面向对象的编程 思想，提高了代码的安全性和重用性；最后，对本文所做的工作进行了测试与评 估，并对该课题的后续工作进行了展望。 关键词：广告机，多媒体广告平台，管理软件，软件设计 重庆邮电大学硕士论文 a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p i n gq u i c k l yo fc h i n a se c o n o m y , a d v e r t i s i n gh a sb e c o m ea n i m p o r t a n tm e a n so fb u s i n e s sa n de n t e r p r i s et op r o m o t et h e i ro w nd e p a r t m e n t u s eo f a d v e r t i s i n gm a c h i n et op u b l i s ha d v e r t i s e m e n t sh a sb e e ng r a d u a l l yr e c o g n i z e da n d a c c e p t e dw i d e l yp r e s e n tm o s tp u b l i cp l a c e sa r eu s e ds i n g l eb o a r da d v e r t i s i n gm a c h i n e ， i t sc o n t e n t sh a v eal o n gu p d a t ec y c l ea n dt h eu p d a t ep r o c e s sr e q u i r e sah i g h e rl a b o ra n d m a i n t e n a n c ec o s t s a l t h o u g haf e wp l a c e su s i n gs t r e a m i n gm e d i at e c h n o l o g y , b u tt h e p l a ye f f e c ti so f t e nt r o u b l e db y t h ep o o rc o n d i t i o no ft h en e t w o r k b a s e do nh i g h s p e e d ， m o b i l i t ya n dr e a l t i m e 3 gm u l t i m e d i an e t w o r k a d v e r t i s i n gs y s t e m m a k e st h e a d v e r t i s i n gc o n t e n tu p d a t e se a s y , m a np a r t i c i p a t ei nf e w e rl i n k s i ti sa g a i n s tt h i s b a c k g r o u n d ，t h ep a p e r h a sd e v e l o p e dam u l t i m e d i aa d v e r t i s i n gp l a t f o r ms y s t e mb a s e d o nt h e3 gn e t w o r k ，w h i c ha l s om u s tb et r e n d so fm u l t i m e d i aa d v e r t i s i n gs y s t e mi nt h e f u t u r e t h i sp a p e rm a i n l ys t u d i e st h es o f t w a r ep a r td e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h e m u l t i m e d i aa d v e r t i s i n gm a n a g e m e n tp l a t f o r mb a s e do n3 ( if i r s t ，t h ea r t i c l ed i s c u s s e s t h e d e v e l o p m e n t o ft r e n d so fm u l t i - m e d i a a d v e r t i s i n gp l a t f o r m ，a n d m a r k e t d e m a n d s e c o n d l y , t h ec o m b i n a t i o no ft h i sp a p e rd e s c r i b e sn e t w o r k so f3 ga n dt h eb a s i c t h e o r e t i c a lk n o w l e d g er e l a t e dt om u l t i m e d i as e r v i c e s ，a n a l y z i n gw o r k so fm u l t i - m e d i a a d v e r t i s i n gp l a t f o r ms y s t e m a g a i n ，a c c o r d i n gt ot h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o ns c e n e s o f w i r e l e s sr e m o t em u l t i m e d i a a d v e r t i s i n gp l a t f o r m ，c o n c l u d i n g t h ef u n c t i o n a l r e q u i r e m e n t so fm e d i ac e n t e rm a n a g e m e n ts o f t w a r e o nt h i sb a s i s ，d e m o n s t r a t i o na n d a n a l y s i st h ed e s i g ns c h e m eo ft r a d i t i o n a la n dn e wm u l t i m e d i aa d v e r t i s i n gp l a t f o r m s y s t e m ，g i v e st h es y s t e md e s i g ns c h e m eo ft h eh a r d w a r ep l a t f o r m sa n ds o f t w a r e p l a t f o r mo ft h e m a i nd e s i g n ；t h e n ，i nf u l lc o n s i d e r a t i o no fs o f t w a r ea r c h i t e c t u r e r o b u s t n e s s ，p o r t a b i l i t ya n ds c a l a b i l i t yi ns i t u a t i o n ，as o f t w a r es y s t e md e s i g n e da n d f u n c t i o nd e f i n e d , p a p e ra l s ou s eo b j e c to r i e n t e ds o f t w a r ed e v e l o p m e n tm e t h o d sa n d m o d u l a r i z e dd e s i g ni d e af o rw i r e l e s sm u l t i m e d i ai n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts o f t w a r e d i v i s i o no ff u n c t i o n a lm o d u l e s ，a n dc o m p l e t e dm a n a g e m e n ts o f t w a r ed e s i g na n d i m p l e m e n t a t i o nb a s e do nt h es e r v e ro fc e n t e rs i d e ，i nt h ei m p l e m e n t a t i o no fe a c h m o d u l ew i t had i f f e r e n tt e c h n o l o g ya p p l i c a t i o n sa n dd e s i g n ，i m p l e m e n t a t i o np r o c e s si n t h eg u ii n t e r f a c e ，u s i n gas e p a r a t ei n t e r f a c el i b r a r yt o l a n d s c a p i n g t h es o f t w a r e i n t e r f a c e ；i ns y s t e me n v i r o n m e n to fc o n f i g u r a t i o np a r a m e t e r sa n dt h el o gi n f o r m a t i o n ， i n 一一 重鏖些皇奎兰堡主笙奎 一一一_ ，l - _ - _ - - - _ - - - - _ - _ l _ _ - - _ _ 一 o r0 t h e rs u b m o d l l l ea b o u tt h ei m p l e m e n t a t i o np r o c e s s ，h i g h l i g h t i n g t h eo b j e c t - o r i e n t e d p r o g r a m m i n gi d e a s ，i m p r o v e ds e c u r i t ya n dr e u s eo fc o d e f i n a l l y , t h e p a p e rw o r k c a r r i e do u tt e s t i n ga n de v a l u a t i o na n df o l l o w - u pw o r ko nt h es u b j e c td i s c u s s e d k e y w o r d s ：a d v e r t i s i n gm a c h i n e ，m u l t i m e d i aa d v e r t i s i n gp l a t f o r m ，m a n a g e m e n t s o f t w a r e ，s o f t w a r ed e s i g n 。 i v 插图清单 插图清单 第二章 图2 12 5 g 无线上网卡架构图1 l 图2 23 g 无线上网卡架构图11 第三章 图3 1 媒体广告机数据传输系统15 图3 2 多媒体广告平台系统原理1 6 图3 3 多媒体广告平台系统硬件功能结构图2 2 图3 4e m 7 7 0 无线模块2 5 图3 5 内核配置界面2 7 图3 6 系统软件结构图3 0 图3 7 软件总体流程3 1 第四章 图4 1 系统软件用例图3 3 图4 2 软件系统模块结构3 4 图4 3 用户管理模块流程3 7 图4 4 参数配置模块流程4 1 图4 5 终端控制模块流程图4 6 第五章 图5 1 系统调试环境搭建平台实物图6 1 图5 2 实验室测试场景6 2 图5 3 软件启动画面6 3 图5 4 软件功能界面6 3 图5 5 用户权限分配6 4 图5 6 数据库表6 5 图5 7 系统日志信息6 5 图5 8 终端即时插入字幕功能6 6 图5 9 终端控制功能6 6 图5 1 0 管理台测试列表图6 7 i x 重庆邮电大学硕士论文 x 表格清单 表格清单 第二章 。 表2 12 g ，2 5 g ，3 g 对照表7 第三章 表3 1 系统支撑环境17 表3 2 集中多媒体广告平台系统方案对比1 8 表3 3 终端硬件设计方案对比2 4 表3 4 几种最流行的嵌入式操作系统比较2 6 第四章 表4 1 登陆消息表。3 7 表4 2 参数设置表4 1 表4 3 通信协议定义表4 6 表4 4 控制命令表4 8 表4 5 数据库及数据表功能结构表5 3 表4 6 用户登记表5 4 表4 7 管理员注册表5 4 表4 8 广告机数据表5 5 表4 9 系统状态数据表5 5 表4 1 0 数据操作绑定表5 6 第五章 表5 1 系统平台搭建软硬件配置表6 1 表5 2 软件功能测试结果表6 8 x i 重庆邮电大学硕士论文 ) 第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 众所周知，广告的出现是商业发展的必然，好的广告能带来好的商机，促进 商业的兴旺，两者是互利共存的。近年来，随着我国经济建设和城市建设的快速 发展，国内的广告业也进入了一个全新的阶段，从五六十年代收音机的听觉媒体， 到七八十年代显像管的视觉媒体，再到今天的视听触多媒体广告的出现，掀起了 广告业历史性的新篇章。目前，促成国内广告机快速发展的主要原因有两个，其 一是国民经济的快速发展，扩大了商业消费的需求，为广告机的发展提供了契机。 其二是广告机的硬件成本下降和嵌入式技术的飞速发展，提高了广告机的市场竞 争力【。 通常，四大媒体指的是传统的报刊、广播、电视和互联网。如今，有了跟随 时代发展应运而生的“第五媒体 。“第五媒体”是指大量分布在酒店、银行、商 场、高档住宅、连锁店、影剧院、车站、机场、地铁、公交车等公共场所形成的 一种分散安装且独立的媒体播放设备，并统一播放多媒体信息的专业的新型媒体 1 2 】。多媒体广告机是“第五媒体”传输、发布、管理和控制的平台，社会上的各行 各业也正在逐渐地加以推广和应用。多媒体信息有效快速的传播，使得广告真正 的达到广而告之的良好作用，在“第五媒体”市场以及其他多媒体信息领域，多 媒体广告机都无疑具备无可限量的市场潜在发展力。以此同时，该类型的多媒体 信息发布还可以用于大型体育和文化娱乐活动以及各种重大国内外会议，如奥运 会、亚运会、博览会等。 多媒体广告机是传达视觉艺术的一种设备，其价值包括多媒体广告系统为企 业从信息展示、品牌提升、信息管理等几个方面带来价值。信息展示：安装液晶 互动系统后，可将企业的形象宣传、产品介绍、内部新闻、通知公告等内容即时 展现到各播放网点。品牌提升：借助统一的宣传窗口、统一的节目内容、统一实 时的节目更新，提升企业整体形象及认识度。播放终端信息管理：由总部统一、 实时管理各播放终端内的信息内容，针对不同的播放终端可播放个性化的节目内 容，无需重复制作光盘或文件，通过网络传输即可将个性化内容发布至各播放终 端。 随着移动通信的发展，移动办公和基于各种无线模块的信息系统正成为当今 信息技术发展的重要方向，第三代移动通信网络( 3 g ) 提供的高速接入互联网 重庆邮电大学硕士论文 ( i n t e m e t ) 能力得到了越来越大的关注。t d s c d m a 、w c d m a 、c d m a2 0 0 0 为 目前3 g 三大主流标准【3 】o 以w c d m a 标准为例，其最高理论速度可达1 4 4 m b p s ， 在中国香港、中国台湾、韩国、欧洲、美国等国家或地区，基本可实现3 6 m b p s 速率，少部分地区可实现7 2m b p s 速率。据测试，联通的w c d m a 上网卡实际平 均下行速率1 7 0 1 8 0 k b s ，实际平均上行速率1 3 0 1 5 0 k b s 。而传统的g s m c d m a 上网卡的实际速率只能在2 0 k b s 左右，3 g 网络的速度优势可见一斑。正是由于 3 g 上网卡良好的高速性、移动性和实时性，使得它在远程监控系统、远程组网以 及各种基于短信息的信息系统中大有用途。由此得知，我们可以发挥3 g 网络特有 的优势，开发出基于嵌入式的3 g 多媒体广告系统，这也必然是多媒体广告系统方 面今后发展和创新的趋势。 本文选取3 g 通信技术作为数据传输方式，有如下原因。第一，3 g 通信技术 目前应用已经成熟，各服务提供商已经在商业区、公共场所等地架设了基站，已 经处在3 g 网络的覆盖中；第二，由于广告机数量多且分布广泛，通过铺设光缆的 方式不能满足集中管理和维护的需要，而且有线方式灵活性不足；第三，由于户 外环境变化大，光缆容易损坏，如果采用有线方式，一旦光缆发生故障则无法进 行监控和维护，而如果采用无线方式，设备出现问题，只需要工作人员立即去广 告终端更换或修理设备；第四，本文选取3 g 通信技术，而不选用2 g 或者2 5 g ， 因为广告终端设备更新播放内容时产生的数据量比较大，只有3 g 的数据传输速率 才能满足要求。基于以上原因，本文通过在广告终端设备集成3 g 无线通讯模块， 实现了基于3 g 网络的多媒体广告管理平台，带有中心管理软件，提供完善的无线 远程管理和监控功能【4 儿5 1 ，而广告机终端带有操作系统，支持多种媒体播放格式， 具有无线数据传输功能。 1 2 发展现状 近几年，传媒行业发展迅速，据调查，1 0 年我国传媒行业上市公司实现超过 3 0 的业绩增长，较0 9 年业绩增长持续性增强，截止至2 0 1 0 年底，国内户外广告 机投放量约为7 0 万台。国外广告主也在不断寻求变化，以吸引观众从电视媒体和 印刷媒体转而关注户外媒体。仅在2 0 1 0 第二季度，美国户外广告联合会的数据就 显示：户外商业广告增长7 ，销售达到6 2 亿美元，已连续2 1 个月处于上升趋势。 随着传媒行业的持续发展，国内广告机制造业也迈入黄金阶段，发展十分迅猛， 生产厂家以及代理商也如雨后春笋般诞生，但是，国内真正自主研发生产的企业 并不多，大多以代理国外产品为主。 目前，我国大多数公共场所采用的广告机都是单板广告机( 0 8 年国内投放的 2 第一章绪论 广告机9 4 均为单板广告机) ，顾名思义就是没有网络管理，单纯实现广告内容循 环播放。而流媒体广告是近几年兴起的一种广告技术，其原理就是通过有线宽带 网络采用流式传输方式对多媒体广告进行实时播放。目前市面上存在以下两种类 型的广告机系统。 重庆分众传媒公司的c f 卡单板广告机系统。单板广告机主要由广告机终端和 显示屏组成，当需要进行广告播放时，打开终端开关，系统初始化后，便可进行 广告内容的自动播放。其存储在终端的多媒体文件可以反复不断地播放，此设计 方案足以体现出广告机的最根本用途。我们可以看出这套广告机的劣势所在，那 就是其可支持媒体格式少，更新周期长，因为它主要是通过人工现场更新c f 存储。 在更新存储过程中，维护人员需要对分散在各个不同位置的广告机终端进行单独 更新，因此不但效率低而且需要付出较多的人工管理费用。 广州锐目数码科技有限公司的a m s $ 9 4 5 h d 高清网络广告机。中心管理人员 先把要播放的视频、声音或图片信息按照特定的格式压缩处理后放在流媒体服务 器上，然后通过网络操作广告机终端一边下载缓存一边播放。这种流式媒体技术 对广告机的硬件要求不太高，不需要很大的存储空间，操作起来也较为方便，但 是系统不太稳定，网络的延迟和抖动会影响数据包传输的正确，使媒体数据不能 连续输出，容易造成播放停顿，并且面对未来浩如烟海的流媒体内容，其管理也 是一个难题【6 1 。 综上所述，本课题的研究主要是为了解决目前市场上多媒体广告机系统存在 的一些弊端，针对广告运营商的要求来对产品进行规划和设计。 从目前单板广告机和流媒体广告机的运行情况来看，其功能已经能满足用户 的初级要求，并具备一定的扩展能力，但仍然存在一些不足，现总结如下： 实时性差：播放内容存放在c f 卡、硬盘等外部存储设备中，需要人工现 场操作，更新周期长，造成广告机播放实时性差。例如天气预报、临时通 知、现场隹息等等都没有办法及时播放。 支持媒体格式少：不支持高清视频解码，不支持封装格式为f l v 、r m v b 、r l t l 、 m k v 、t s 等视频，且播放清晰度不高。 模式单一：播放画面不能分屏分区，大部分播放设备都是整屏幕播放一个 广告节目，显示方式单一，显示信息量不够，设备的利用率不高。 管理困难：设备多，分布广，且单独运行，无法知道其运行状态，不能集 中管理，需要大量人员定期进行巡回检查、维护和更新。这将给使用该设 备的运营公司带来一笔巨大的维护开销。 因此本文根据运行商的需求，借助如今成熟的i n t e m e t 和3 g 网络化条件，采 用高性能媒体通信处理器等设备，在住宅小区，企业，整个城市，乃至全国部署 重庆邮电大学硕士论文 一整套全网络化的多媒体广告管理平台系统，该系统不仅在硬件上使p c ，编码服 务器和嵌入式解码器等各种设备更高效地协同工作，而且还在软件上对内容管理 系统和信息发布系统等进行了无缝地整合，以提供完善的网络远程管理和监控功 能，构成完整的无线、远程、集中管理的多媒体广告机播放系统，具有十分重要 的意义7 】【8 】。 基于3 g 网络的多媒体广告管理平台系统，集先进的无线网络传输技术、嵌入 式控制技术、视频解码技术、软件管理技术于一体，是传统广告播放机理想的升 级换代产品【9 1 。 1 3 课题来源及工作 本论文是校企合作项目基于3 g 网络的无线远程传输多媒体广告系统的设计 与实现展开的，旨在从技术和应用层面打破传统单机广告机的垄断局面，以期研 发出功能完备、界面友好、易于操作的无线广告播放系统，为将来国内的多媒体 广告播放系统提供设计方面的参考。 本文以海思公司生产的h i 3 51 0 双核高性能通信媒体处理器开发的新型多媒 体广告平台系统，将信息管理技术、3 g 无线网络技术与嵌入式技术相结合，提出 了一套无线、远程、集中管理的新型多媒体广告系统平台。在整个研发过程中， 本人主要承担无线多媒体广告平台服务器端( 本文以下简称无线多媒体广告系统) 管理系统软件的相关设计与实现。在多媒体广告系统管理软件部分的开发过程中， 本人主要参与完成了以下几项工作： 无线多媒体广告平台的市场调研工作； 多媒体广告发布系统的需求分析； 在实验室老师指导下参与多媒体管理软件的整体结构设计； 完成部分子模块详细设计，实现了软件界面、系统及参数配置模块、知道 控制模块、数据库模块等功能模块； 完成子模块的功能测试及系统的集成功能验证，并对测试结果进行分析； 完成相关文档的编写和整理。 1 4 论文结构安排 第一章绪论。介绍了本课题研究的背景、广告机的发展现状，指出课题来源 和本人工作。 第二章对3 g 网络和多媒体业务进行了简介，并介绍了系统的开发平台和开发 4 第一章绪论 工具。 第三章描述了无线多媒体广告平台的需求分析，分析得出系统具备的基本功 能；然后介绍了无线多媒体广告平台和硬件设计，重点阐述了软件部分的设计思 想和功能模块的划分；最后进一步介绍了在系统实现过程中涉及的关键技术和基 本理论知识。 。 第四章详细阐述了软件u i 、用户管理模块、系统参数设置模块、终端控制模 块、数据库模块和3 g 模块的详细设计及具体实现过程。 第五章对各个模块的功能进行验证，并通过在实验室搭建测试平台对系统的 功能进行测试，验证软件功能满足设计要求。 最后对本文的贡献进行了总结，并对本课题未来的研究方向进行了展望。 重庆邮电大学硕士论文 6 第二章相关技术背景及开发平台选择 第二章相关技术背景及开发平台选择 本章首先介绍了第三代移动通信系统和第三代移动通信系统所提供的多媒体 业务，然后对多媒体广告机的相关技术背景做了简单的阐述。 2 13 g 网络及其多媒体业务简介 2 1 1 第三代移动通信系统( 3 g ) 2 0 世纪7 0 年代术至8 0 年代初，集成电路技术、微型计算机和微处理器的发 展，由美国贝尔实验室推出的蜂窝系统的概念和理论所应用，许多国家纷纷推出 以频分多址f d m a ( f r e q u e n c yd i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ) 和频分双工技术为基础的第 一代模拟移动通信系统( 1 g ) 技术。具有代表性的有美国的a m p s 系统、英国的 t a c s 系统、北欧的n m t 系统和日本的n a m t s 系统等。第一代模拟移动通信系 统存在着频谱利用率低、容量有限、制式太多、互不兼容、只能提供语音业务、 不利于漫游等缺点，逐渐被数字蜂窝移动通信系统所代替。对照如表2 1 所示。 表2 12 g ，2 5 g ，3 g 对照表 2 g2 5 g3 g 标准制式 g s m i s 9 5g p r s c d m a1 ) 【e d g ew c d 删c d n 队2 0 0 0 厂i d s c d m a 数据传输速率 9 6 k b p s9 6 k b p s 一3 8 4 k b p 1 14 k b p s - 2 4 m t , o s 主要服务 话音、w a p 话音、无线上网、m m s 、话音、可视电话、网页浏览、电话 上网 铃声、图片、下载等会议、电子商务、流媒体、视频点 播、音乐、电影、手机电视等 交换方式 电路交换分组交换分组交换 2 0 世纪9 0 年代以来，随着数字技术的发展，以数字传输、时分多址频分双 工、码分多址频分双工为主体的第二代数字移动通信系统( 2 g ) 逐渐代替了第一代 模拟移动通信系统。其技术进步表现在以下几个方面：完善了呼叫处理和网络管 理功能、频谱效率提高、系统容量增大、保密性好、标准化程度高。第二代数字 移动系统的成功不仅体现在技术上，在商业上也取得很大的成就，国际上商用的 2 g 系统有欧洲的g s m 系统、日本的p d c 和美国的c d m a ( i s 一9 5 ) 等。 1 9 9 8 年起，i t u t 综合标准化组织综合各国标准化组织提出的建议，开始制 定和不断完善第三代移动通信标准i m t - 2 0 0 0 。第一、二代蜂窝移动通信系统主要 重庆邮电大学硕士论文 针对传统的语音和低速率数据业务，而第三代移动通信系统( 3 g ) 主要面向高速率数 据业务。3 g 有更大的系统容量和更灵活的高速率、多速率数据传输，除了语音和 数据传输业务，还能提供高达2 m b p s 的高质量多媒体业务。 根据无线空中接口技术的不同，现有3 g 技术大致可以分为3 类：由欧洲和日 本提出的w c d m a 系统、由美国提出的c d m a 2 0 0 0 系统和由中国提出的 t d s c d m a 系统。其中w c d m a f d d 系统采用码分多址、频分双工的工作方式， 上下行频率间隔为9 5 m h z ，采用直接序列( d s ) 作为信息扩频方式。而 w c d m a t d d 系统和t d s c m d a 系统都采用码分多址时分多址、时分双工的工 作方式，两者的区别在于扩频码的速率不同，前者采用高码片速率3 8 4 m o p s ，而 后者采用地码片速率1 2 8 m o p s 。c d m a 2 0 0 0 采用码分多址、频分双工的工作方式， 在下行链路传输中，定义了直扩和多载波两种工作方式，码片速率分别为 3 6 8 6 4 m c p s 和1 2 2 m c p s 。而在欧洲，采用w c d m a 作为无线空中接口技术的3 g 系统又被称为通用移动通信系统u m t s ( u n i v e r s a lm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o n s s y s t e m ) 。 现有支持i m t - 2 0 0 0 的标准化组织主要是3 g p p 和3 g p p 2 。其中3 g p p 称为3 g 合作伙伴项目，负责制定以原有g s m 核心网络演变的3 g 标准，以w c d m a ， t d s c d m a 为空中接口技术。3 g p p 称为3 g 合作伙伴项目，负责制定a n s i i 4 1 核心网为基础，c d m a 2 0 0 0 为无线空中接口的3 g 技术规范。现在成熟的3 g p p 2 版本主要有c d m a 2 0 0 0 1 x 和c d m a 2 0 0 0 1 x e ，其中后者是前者的增强技术。 从以上的描述和表可以看出，在与之前的网络相比，3 g 网络有着带宽高，交 换快的优点。非常适合视频传输，而目前所提供的2 5 g 网络还远远达不到视频传 输所需要的带宽，我们有理由相信，3 g 网络的到来代表着视频传输的新时代到来。 2 1 2 第三代移动通信系统提供的业务 ( 1 ) 3 g 系统提供的业务分类 基本电信业务：包括语音业务、紧急呼叫业务、短消息业务。这些都是无 线运营商最基本的业务，按照很多咨询商的估测和参考国外已投入运营的 3 g 网络的业务数据，未来运营商的3 g 业务收入的绝对主体依然会来自那 些以话音业务为核心的基本电信业务。 补充业务：包括呼叫转移、主加号码显示等，这些补充业务与g s m2 5 g 是相同的。 智能网i n ( i n t e l l i g e n tn e t w o r k ) 业务：移动智能网业务是结合移动通信网和 智能网业务平台提供给用户的各种补充业务，包括预付费业务、移动虚拟 第二章相关技术背景及开发平台选择 专用网业务、被叫集中付费业务、通用个人通信业务、无线广告业务、分 时分区计费业务、统一接人号码业务和号码可携带性业务等。 d 承载业务：面向数据服务的承载业务包括基于电路交换的承载业务和基 于分组交换的承载业务，承载业务带宽的增加和q o s 的保障是3 g 业务相 对与2 5 g 的一个显著特点。 位置业务：- 主要包括分时分区的计费业务，移动位置黄页、紧急定位、以 及其他很多基于位置的应用等。 多媒体业务( 增值业务) ：包括以可视电话为代表的电路型实时多媒体业务： 以可以看在线新闻、在线体育转播等应用为代表的基于流媒体的分组型实 时多媒体业务：支持多媒体文件下载播放或转发的非实时存储转发型多媒 体消息业务等【。 ( 2 ) 第三代移动通信系统提供的业务 多媒体业务是同时综合两种或多种媒体( 例如、声音、音频、数据、视频、图 像) 的业务。一般多媒体业务可以分为交互式和分发式两种。交互式的多媒体业务 又可以分为对话式、多媒体消息和查询业务等3 种 1 1 1 。 对话式业务是一种实时的业务，在业务双方同时进行，对时延要求高( 通常 系统成本 市场成熟度和技术支持 可移植性 可利用资源 系统定制能力 目前市场上流行的操作系统有：w i n d o w sc e 、嵌入式l i n u x 、e p o c 、p a l mo s 、 v x w o r k s 等。 下面将对这几种操作系统进行比较说明，并结合本项目的时间需要来进行选 择合适的操作系统。 重庆邮电大学硕士论文 表3 4 几种最流行的嵌入式操作系统比较 嵌入式操作系统 优点不足 w i n d o w sc e 多媒体功能，更强i n t e m e t非开放导致很难定制，应 功能，高度模块化，很好 用程序庞大，非高效节能， 的开发支持环境，与 版权费昂贵。 w i n d o w s 系列兼容。 嵌入式l i n u x跨平台，裁剪性好，性能自身过于庞大，开发难度 稳定，开放源代码，内核较高，标准未成形。 小，效率高，免费，无线 连接，开发速度快，支援 软件有限。 瞻w o r k s 良好的可靠性和卓越的实实际应用中不是所有的实 时性，在工业控制领域有时性要求都必须那么高， 广泛应用。在其它使用中并不普遍。 在本课题中我们选择了a r m l i n u x 是基于以下几点： 开放源码，应用软件种类丰富，大量的技术支持； 内核高效稳定，模块化l i n u x 内核的高效和稳定已经在各个领域内得到了 大量事实的验证。l i n u x 内核设计非常精巧，其独特的模块化机制使得它 可以根据用户的需要，实时地对内核功能进行定制与扩展； 完善的文件管理机制和网络功能。l i n u x 支持j f f s 2 ，r o m f s 等许多文件 系统，l i n u x 还支持几乎所有的网络协议和网络接口； 提供优秀的开发工具。嵌入式l i n u x 的开发有一套完整免费的工具链，它 利用g n u 的g c c 做编译器，用g d b ，k g d b 做调试工具，能够很方便 地实现从操作系统到应用软件上各个级别的调试； 广泛的硬件支持l i n u x 能够运行在所有流行的c p u 上，如x 8 6 ，a r m ， m i p s ，p o w e rp c 等等。 综合比较，本课题采用a r m l i n u x 作为终端的操作系统。不过需要根据课题 的设计要求对a r m l i n u x 内核进行定向配置。 嵌入式l i n u x 内核部分初始化并控制大部分硬件设备，为内存管理、进程管理、 设备读写等工作做好一切准备。需要注意，所移植的内核要屏蔽不相关的设备驱 动和内核功能，使内核支持的选项尽可能的少，以便构造更加精炼的内核，在确 保移植正确后，再根据需要逐步添加相应硬件支持和功能支持。 本课题选用的嵌入式操作系统是a r m l i n u x 。采用w i n d o w s 自带的超级终 端来将内核和文件系统烧写进a r m 的f l a s h 中。 第三章3 g 多媒体广告管理平台总体设计 l i n u x 内核编译移植过程中最重要的一步就是内核裁减。由于目标板硬件平台 的不同以及内核版本的不同，所以涉及的内容往往也有很大不同。下面针对我们 选用的h i 3 5 1 0 平台来对内核进行裁剪编译和移植。 内核的编译根据不同的情况会有不同的步骤，但其中最主要分为3 个步骤：内 核配置、建立依存关系、建立内核。 内核配置 内核支持4 种不同的配置方式，这几种方式只是与用户交互的界面不同，其实 现的功能是一样的。每种方法都会通过读入了一个默认的配置文件根目录下 “c o n f i g ”隐藏文件( 用户也可以手动修改该文件，但不推荐使用) 。 四种配置方式如下： m a k e c o n f i g ：基于文本的最为传统的配置界面，进入命令行，可以一行一 行的配置，这不好使用，并且很烦琐； m a k e m e n u c o n f i g ：基于文本菜单的配置界面，是字符终端下常用的方式； m a k e x c o n f i g ：基于图形窗口模式的配置界面，x x i n d o w 下推荐使用。 m a k eo l d c o n f i g ：自动读入 c o n f i g ”配置文件，并且只要求用户设定前次没 有设定过的选项。 前三个命令中m a k ex c o n f i g 的界面最为友好，如果机器可以使用x w i n d o w ，那 么就推荐你使用这个命令。如果不能使用x w i n d o w ，那么就可以使用m a k e m e n u c o n f i g 。界面虽然比上面一个差点，但比, m a k ec o n f i g 的要好多了。 进入内核源代码目录，选用“m a k em e n u c o n f i g ”命令，执行该命令，出现配置 内核乔面。配置内核界面如下图3 5 所示。 图3 5 内核配置界面 重庆邮电大学硕士论文 接下来，我们就需要对l i n u x p 勺核进行裁剪，使其在支持多媒体广告机的功能 要求的同时，能够占用更少的存储空间和系统资源。 在实际配置时，大部分选项可以使用其缺省值。只有小部分需要根据用户不 同的需要选择。选择的原则是将与内核其它部分关系较远且不经常使用的部分功 能代码编译成为可加载模块。有利于减小内核的长度。减小内核消耗的内存，简 化该功能相应的环境改变时对内核的影响；不需要的功能就不要选；与内核关心 紧密而且经常使用的部分功能代码直接编译到内核中。 所以在我们进行内核裁剪前，要根据多媒体广告机系统的需求和软硬件设计， 总结出成像仪可能会需要使用到的驱动及需要支持的一些功能，在内核裁剪时需 要把这些要求考虑进去。 3 5 2 多媒体广告平台软件设计原则 论文主要从系统设计和软件设计两个方面阐述了设计所要遵循的主要原则。 ( 1 ) 系统设计遵循的原则： “软件构架”的先进性和系统的可靠性，由于软件系统规模和复杂度的设计 速度不断提高，系统总体结构的设计和软件构架比算法和数据结构的选择更为重 要。可靠是系统的生命，合理的“软件构架是实现系统实用又可靠的前提。所 以，在系统开发的全部过程中，突出实用性、可靠性，主宰问题的发展方向，避 免一味地追求新颖的技术，以完成适用新特点的企业生产管理的系统开发为最终 目的。 系统的科学性、开放性和可操作性，该系统的涉及面广、关系复杂、动态性 强。则系统必须具备良好的开放性和灵活性，能够适应不同系统业务的管理和变 化发展的需要。系统的软件硬件环境尽可能地采用如今已经成熟且多为通用的技 术，则系统设计含较高的科学性。系统也应具备良好的人机交互功能，友好的界 面和简便的操作。 设计方法的模块化，系统的各个功能模块能够根据管理工作的需要实时地变 化和调整是因为系统采用模块化的设计技术，而用户也可以根据自己的情况方便 地调用各个不同的功能模块【2 0 1 。 ( 2 ) 程序设计遵循的设计准则 平台准则：对不同的企业作相应的二次开发的时候，都依靠该平台系统。用 户自主地根据需要选择所需要的功能模块，适当地输入需要添加的仪表数据及固 定的数据库结构，即可达到符合企业使用需要的一般的生产管理相应的系统。 通用准则：管理的平台化系统需要做到通用准则，即统一定义数据库结构。 第三章3 g 多媒体广告管理平台总体设计 大部分的企业，只要确定其需要的管理数据的参数，按照定义好的结构，则可生 成所需的功能模块。 适度准则：当然，对平台的开发也要遵循适度的原则，对各个子系统的模块 进行适当的综合。因为，虽然化工企业有其相似性，同时也有针对个别企业的独 立的需要，因此要适度。 先进性准则：平台化的开发工作不能丢掉原有系统的先进思想和方法。 升级原则：平台化的综合管理子系统，除了能够针对企业作二次开发，还应 该可以进行版本的升级，并对作二次开发的模块无需修改