（信号与信息处理专业论文）基于brew平台的数字业务的研究与开发.pdf

摘篮 摘要 本文阐述了在c d m a 系统终端中应用b r e w 平台进行集群p 1 t 加密呼叫终 端的开发方法。详细设计实现了有关加密p t t 的业务的流程，并对加密业务的管 理实现提出了设计思路并给予实现。在有关加密模块接口的设计上实现了软硬件 兼容，使得加密的算法模块可以独立地以硬件或者软件包的形式存在。设计并实 现了对外开放接口的需求，使得用户可以方便地实现加密算法的升级。在用户操 作界面的u i 软件设计上，为了支持多次重用的安全设定、密码验证以及各种交 互界面设计，提出了一套基于窗口机制的公用开发管理平台。在此平台上实现了 基本窗口的管理，数据的捆绑封装，以及平台辅助控件库的开发设计。利用这一 平台快速高效地开发出具有一定标准并且风格统一的操作界面。最终使具有加密 p 1 丌功能的终端有效地工作并具备良好的后续开发性。 关键词：i 开放式集群架构无线二进制运行环境一键呼用户接口 加密 a b s t r a c t a b s t r a c t am e t h o dt od e v e l o pt r u n k i n gs y s t e mm ( p u s ht ot a l k ) e n c r y p tc a l lt e r m i n a l b yu t i l i z i n gb r e wi nc d m as y s t e mh a sb e e ne l a b o r a t e d t h ed e t a i l e dd e s i g nh a s r e a l i z e dt h e p r o c e s so f t h e t r u n k i n gs y s t e me n c r y p tp 1 陌s e r v i c e ，c o m b i n e d m a n a g e m e n tt o w a r d se n c r y p tm s e r v i c et ob r i n gu pt h ed e s i g n i n gw a yo ft h i n k i n g a n de n s u r ei t sr e a l i z a t i o n t h ed e s i g nf o rs o f t w a r ea n dh a r d w a r ec o m p a t i b i l i t yo n r e l e v a n t l ye n c r y p td a t am o d u l ei n t e r f a c eh a sb e e nr e a l i z e d ，s oa st om a k et h ef o r mo f e n c r y p ta l g o r i t h me x i s tw i t hh a r d w a r e o rs o f t w a r ep a c k a g e a no p e nu s e ri n t e r f a c eh a s b e e nd e s i g n e dt om e e tc u s t o m e r s n e e d s ，s ot h a tt h ec o n s u m e rc a ne x p e d i e n t l yr e a l i z e t h eu p d a t eo fe n c r y p ta l g o r i t h m o nt h ed e s i g no ft h eu s e ri n t e r f a c eo fu is o f t w a r e ，i t s o w nw i n d o wm e c h a n i s mu s et h ed e v e l o p m e n tm a n a g e m e n tp l a t f o r mh a sb e e np u t f o r w a r df o r t h es u p p o r to fm u l t i p l er e u s e ，p a s s w o r dv e r i f i c a t i o na n dt h ek i n do f i n t e r a c t i v ei n t e r f a c ed e s i g n o nt h ep l a t f o r mt h em a n a g e m e n to fw i n d o wm e c h a n i s mi s r e a l i z e d ，e n c a p s u l a t et h ed a t ao ft h eb i n d i n g , a n dt h ed e s i g no fc o n t r o ll i b t h r o u g h m a k i n gu s eo ft h i sp l a t f o r mt h ef l e e t n e s st oe f f i c i e n t l yd e v e l o pt h ec e r t a i ns t a n d a r da n d u n i f i e ds t y l eo p e r a t i o ni n t e r f a c e f i n a l l y ，e n c r y p tp 1 i f u n c t i o nw i l lp e r f o r me f f e c t i v e w o r ka n dh a v et h eg o o da n df o l l o w u pd e v e l o p m e n t k e y w o r d ：g o t a b r e wp t tu i e n c r y p t 第一章概述 第一章概述 1 1 研究背景 移动电话仍是现今最常见的无线移动设备，这些设备的广泛使用，使之成为 应用程序开发市场中极具吸引力的应用对象。但是，在部署应用程序和移动门户 时，也面临着难题。首先是受设备功能限制。移动设备的处理能力和存储容量都 非常有限，如何在设计中力求小巧、价格便宜且尽可能地减少耗电? 无线应用程 序员无法拥有p c 环境下的各种有利条件，例如几乎无限的内存、存储容量和带 宽等。其次便是设备的多样性。移动设备从形状、用户输入界面、非标准标识语 言到无线协议，都大相径庭。而基于服务器的应用程序架构和中间件，也必须要 与比p c 领域更多样化的客户端环境进行交互。第三是浏览器和平台的多样性。 由于支持通用标识语言的设备浏览器种类迥异，以致于必须根据每种浏览器和设 备，对基于浏览器的应用程序进行重大改动。网络延迟和缺少脱机操作的特点， 使基于浏览器的应用程序无法适应重要的应用场合。目前开发客户端应用程序的 选择有：美国高通公司的b r e w ( b i n a r yr u n t i m ee n v i r o n m e n tf o rw i r e l e s s ，无线 二进制运行环境) 平台、s u n 的j 2 m e 标准和m i c r o s o f t 为移动计算改写的 w i n d o w s c e 。对于c d m a 系统上的开发人员来说，选择的余地比较狭窄，由于 c d m a 的标准制定者就是美国的高通公司，所以绝大多数厂家都会把b r e w 平 台作为首选【1 】【2 j 。 现在，移动增值服务，尤其是基于b r e w 的移动增值服务，在经历了相当长 一段时间的平缓发展后，正在出现快速增长的趋势。无线行业的惊人增长使无线 网络运营商意识到，要增加实际收益、更为有效地使用自有网络，引进新的服务 迫在眉睫。而在当前，服务主要集中于语音、游戏、娱乐、新闻和增效工具( 如 日历、电子邮件和即时消息) 等方面，这些数据驱动的应用已经成为网络运营商 衡量其竞争优势的依据。在中国，中国联通和美国高通公司主推的b r e w ，正成 为一个新的获利方式和技术主导力量。手持设备上应用程序太少的情况，正在迅 速改变，随着无线运营商在网络中增加数据服务，几乎任何手机基站附近的 i n t e m e t 设备均可以实现并保持与i n t e m e t 的连接。通过“无线”下载游戏、增效 工具和商用软件，将为同益增多的移动用户带来诸多便利。 b r e w 是美国高通公司为无线数据服务提供的一整套端到端解决方案。 b r e w 以b r e wa p i 和b r e ws d k 的方式提供了一个开发无线应用程序的编程 环境，同时也提供了一个运行环境( 或称为b r e w 应用执行环境，即b r e w a e e ) ， 2基于b r e w 平台的数字业务的研究与开发 这样可保证开发的应用在多种设备中运行一致：此外，b r e w 还包括一个分发环 境( 或称为b r e w 分发系统，即b r e wb d s ) ，b r e wb d s 为运营商向用户分 发销售b r e w 应用提供了捷径，用户可以通过无线方式把b r e w 应用下载到他 们的手机上或其他无线设备中，b d s 则提供无线应用提交和定价谈判的虚拟交易 机制4 1 。 b r e w 提供了新的市场机遇，激活了多种新的应用和服务，使各种o e m 厂 商的硬件和服务兼容，兼容市场上各种层次的众多手机程序，进而为整个产业链 提供新的收入来源，推动现有的程序下载，真正做到使开发商的应用程序货币化， 同时，b r e w 还巩固着运营商的客户关系，使运营商获得手机软件的控制权，从 而使手机和网络的安全得到保障。对于移动通信运营商来说，b r e w 平台是开放 的端到端的解决方案，利用统一平台，在运营商与最终用户之间引入第三方开发 商。众多开发商作为非常活跃的群体，可以面对不同的用户群开发出不同的应用 程序。同时，对于用户来说，b r e w 也具有友好的界面，用户可以方便地定制自 己的移动设备，下载新的应用并去除旧应用。对于应用程序开发商来说，b r e w 的开发平台很好。由于它基于c c + + 语言，许多程序员都非常熟悉这种开发语言， 因此应用开发商的学习曲线非常平滑。同时，b r e ws d k ( 软件开发工具包) 的 下载也免费，这有助于开发商节约投资。b r e w 的商业模型使开发商有能力同时 向全球所有支持b r e w 的网络运营商提供自己的应用。而在中国，低价位、新款 式的各种手机也正逐渐成为国内消费者的最爱。 借助b r e w ，移动设备制造商无需再开发专有的软件平台，或者自顶至底开 发从操作系统到最终应用程序。另外，专有平台对于制造商来说也是一场高风险 的赌注，因为在开发时还要考虑与其他平台的兼容性问题，兼容互通软件的开发 又会使移动设备的硬件成本提高，性能降低。使用单一开放式的b r e w 平台，移 动设备的技术门槛以及产品上市门槛都将得以降低。设备厂商、网络运营商以及 应用开发商可以高效开发、部署、购买并售卖最新的数据应用，并从中获益。对 于终端用户来说，他们需要的不仅仅是功能强大的手机。移动设备是一种面向最 普通用户的产品，强大的功能、简易的操作、良好的兼容性都非常重要，三者缺 一不可。无线应用程序的开发者需要这样一个平台：这个平台可以提供长期的用 户群，不会让他们陷入无法向其他平台移植的技术困境，无需为多个平台和设备 重写应用程序，能以较低的成本有效地将应用程序分发至用户群，并可以让他们 通过应用程序快速赢利。这些需求b r e w 都可以满足。优化的执行环境、众多 的b r e w 扩展、对不同开发环境的有效支持，以及较低的移植成本，都为b r e w 的应用铺设了广阔的道路。可以说b r e w 时代已经到来。 在此基础上，c d m a 的各种业务也迅速地展开，数字集群通讯正是利用了 b r e w 平台的良好特性将其作为其系统终端的开发平台。国内正在研发并投入使 第一章概述3 用的基于c d m a 数字集群系统到现在为止还只有中兴通讯的g o t a ( g l o b a lo p e n t r u n k i n g a r c h i t e c t u r e ) 系统。华为的g t 8 0 0 集群系统是基于g s m 的，正在研发的 c t 8 0 0 集群系统因为还处在开发阶段不具备竞争优势。随着c d m a 网络的普及， 基于该系统的集群业务将会迅速展开，市场的潜在客户极为庞大。由于g o t a 系 统是我国具有自主知识产权的数字集群系统，该系统正在被作为我国c d m a 集群 系统的行业标准而进行专家论证中。 1 2 国内外研究现状 市场调查公司z c l o sg r o u p 的调查表明，在美国，2 0 0 3 年的j a v a 电话销售量 在1 3 0 0 万部左右，而b r e w 电话销售量达到1 0 0 0 万部。而到2 0 0 4 年，j a v a 电 话销售量达2 7 0 0 万部，而b r e w 电话也增长到1 5 0 0 万部。尽管b r e w 和j a v a 的应用终端差距在加大，但从另一个方面可以看出，全球范围内基于b r e w 的热 门应用已经开始，特别在日本、韩国、中国，以及美国，这一现象在下一阶段将 更为明显。 基于j a v a 的应用程序要求为每种设备编写自定义j v m 处理系统级功能，如 访问s m s 消息层。此外，每家网络运营商都对j a v a 的执行定义了自己的规范， 要求为每种设备自定义构件。b r e w 由于其标准化的接口而简化了所有这些要 求。任何人都可以在b r e w 平台上编写v m 作为扩展，随即可供所有b r e w 设 备使用。例如，m m 引进单一的j v m 作为b r e w 扩展。j a v a 开发者可利用该j v m 一次性编写j a v a 应用程序，然后在所有具备足够内存空间的b r e w 设备上运行 该应用程序，而无需顾及设备制造商闱。如果开发者开发了基于j 2 m e 的应用程 序，并要部署在b r e w 电话上，则可以像提交其他任何b r e w 应用程序一样来 提交该应用程序。该应用程序描述符的一部分定义了其对j v m 的依存度。b r e w 执行环境非常智能化，它可以在运行时下载j v m 以正确配置j 2 m e 应用程序。标 准化的b r e w 平台简化了将应用程序从一个设备移植到另一个设备的过程。借助 b r e w 固有的应用程序分发模式，在手持设备上安装j a v a 应用程序将会轻而易 举。此外，它还能实现无线升级和j v m 调用1 6 j 1 7 j 。 b r e w 基于c c + + 的编程语言的特点，也使之具有极高的运行效率，以及很 好的移植性。与j 2 m e 相比，虽然b r e w 还在起步阶段，存在终端用户少、在市 场上处于弱势地位等不足因素，但b r e w 所提供的是目前最为完整的一套商业解 决方案。b r e w 解决方案为开发商、设备厂商和无线运营商提供了用于应用开发 和分发、设备配置、计费和支付的一系列必要工具和增值服判别，尤其重要的是 该解决方案很好地解决了盗版这一影响内容提供商成长的根本问题。这将大大推 动b r e w 应用的商业化进程，这是目前j 2 m e 解决方案所不及的。另外从发展的 4 基于b r e w 平台的数字业务的研究与开发 眼光来看，在2 5 g 时代，c d m a1 x 具有比其他系统更大的速度优势，这必定会 给b r e w 应用带来更好的发展，尤其在移动互联方面1 9 j 。 目前在b r e w 平台上开发商用程序已经成为各大设备厂商进军3 g 的关键。 由于高通在c d m a 技术的专利上面占有垄断地位，所以基本上基于c d m a 的开 发多数都基于b r e w 平台美国，韩国现在走在了前面，尤其是韩国在终端的研 发实力上大家有目共睹，市场上的c d m a 手机9 0 都是韩国的产品。当前我国 的企业在此领域也投入了相当多的资金，如中兴、康佳、u t 等等均推出了基与 c d m a 的终端。基于b r e w 平台的开发已经全面展开，很多开发人员都在此领 域内辛勤工作着。而在有关数字集群系统上，国际上已经有了多家厂商加入竞争。 如t e t r a 泛欧集群无线电系统( t r a n se u r o p e 觚t r u n k e dr a d i os y s t e m ，1 9 9 7 年 后又改称为t e r r e s t r i a lt r u n kr a d i os y s t e m ) 空中接1 2 1 采用t d m a 方式。主要应用 于专用集群系统，也可组建公用集群系统，在调度功能上考虑完备。但该系统的 生产厂家较多，欧洲各国基本都有自己的t e t r a ，从而造成了互联互通总会有许 多麻烦。还有i d e n ( i n t e g r a t e dd i g i t a le n h a n c e dn e t w o r k s ) 系统是通讯巨头m o t o r o l a 开发的基于数字蜂窝网络的集群通信系统。空中接口采用t d m a 方式，提供集群 呼叫方式，以及传统的蜂窝语音和数据业务，支持大区制和小区制方式组网。该 系统使用已经多年，现在还在不停的完善升级中。 1 3 研究内容和章节安排 本文的内容主要是研究如何在b r e w 平台上开发出加密的p 1 盯呼叫终端。研 究目标是开发出具有明晰层次的加密管理层任务，以及开发出具有开放性接口的 加密模块。在实现主要业务功能的基础上，建立与之配套的u i 框架机制，为终 端的软件开发提供一套方便使用的并具有后续扩展性的平台 章节安排如下： 第一章绪论综述了b r e w 平台的国内外研究背景与现状，并对集群系统的国 内外背景与现状作出了介绍，阐述了本文的研究内容与目标。 第二章系统与平台分析了数字集群业务的概念与框架内容并介绍g o t a 的相 关内容。对b r e w 平台的相关内容和架构开发方法做了分析。 第三章加密集群系统的设计研究分析了加密集群业务的系统概念与设计思 路，重点叙述如何在设计上实现该功能。 第四章终端软件的设计与实现介绍如何实现有关加密管理层、加密模块的开 放接口以及终端u i 软件的框架设计实现思路 第五章全文总结，并对未来的开发方向做出预测。 第二章系统与平台5 第二章系统与平台 2 1 数字集群系统 2 1 1 数字集群系统的概念 传统的专用业务移动通信系统指的是应用于某个行业或某个部门内以调度指 挥为主要特征的移动通信系统。这种通信方式顺其发展过程来看，从一对一单对 对讲开始，到单信道一呼百应且进一步到选呼系统，后来发展成多信道自动拨号 系统，它们的主要特点在于信道是“专有”的【1 0 l 。也就是说通话过程中用户使用的 频率是固定的，这就导致一旦用户选择了某信道，那么它的通话就只能在这一信 道上，直至通话结束；如果这一信道已被其它用户占用，则它就不能选择其它空 闲信道，从而出现阻塞。由此可见，传统的专用业务通信系统频率利用率低，而 导致通信质量降低。针对上述专用业务移动通信系统中存在的缺点，就产生了高 层次的专用业务移动通信形式集群通信系统( t r u n k e ds y s t e m ) 。 所谓集群通信系统，即系统所具有的可用信道可为系统的全体用户共用，具 有自动选择信道功能，它是共享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多用途、 高效能的无线调度通信系统。集群通信系统，是一种高级专用移动调度通讯系统， 代表着通信体制之一的专用移动通信网发展方向【1 1 j 。它诞生于7 0 年代末，其主 要原理是通过中央控制器集中控制和管理系统中的每一个信道，并以动态方式迅 速把空闲信道分配给欲发呼叫的用户，以实现通过少量的信道为大量的用户提供 通信服务的目的。由于集群移动通信所拥有独特的优点，使它在专用指挥调度通 信领域中一直扮演着举足轻重的角色。 数字集群通信系统则是利用了当今先进的数字技术的集群调度通信系统。它 采用了数字信令方式、语音数字编码技术，使得网络内传输的全部是数字信号， 从而使得接续速度快、可靠性高；并采用技术上更先进的调制解调技术。调度功 能强是其突出特点，它还具有更适合指挥调度网使用的紧急呼叫、动态呼叫限时、 动态重组等功能【1 2 j 。 2 1 2 数字集群系统的特点与优点 ( 一) 特点 根据数字集群通信的基本情况，它的主要特点可以归纳为以下几点： 6基于b r e w 平台的数字业务的研究与开发 共用频率：将配给各部门少量专有的频率加以集中管理，供各家一起使用。 共享覆盖区：将各家邻近覆盖区的网络互连起来，从而获得更大覆盖区域。 改善服务：由于多信道共用，可调剂余缺。因此集中建网，可加强管理、 维修，因此提高了服务等级，增强了系统功能。 具有调度指挥功能，包括内部团组通信，团体一对多，私密一对一，通话 提示( 寻呼) ，来电显示等调度功能。 更好的用户私密性，相同谈话组的用户在会话时使用一个独占的信道。 灵活扩展性，谈话组可以增加但不必增加附加通道或修改现存的对讲机。 高级别优先，高级别优先分配信道工作。 采用传输集群方式工作，只有当用户按键讲话( p 1 陌) 开关时才分配信道， 松键则释放信道，因此无线电信道利用率高。 ( - - ) 优点 模拟系统采用模拟话音进行通信，信令是数字的。由于其成本较低，实施方 便，因而迄今为止仍在使用。数字集群通信系统采用了数字话音编码、数字调制 技术、多址技术、抗衰落技术，具有比模拟系统更多的独特优点，主要体现在： 频谱利用率高，用户容量大模拟集群系统频谱利用率低，模拟调频技 术很难进一步压缩已调信号频谱，从而就限制了频谱利用率的提高。与此 相比，数字系统可采用多种技术来提高频谱利用率。如果用低速语音编码 技术，这样在信道间隔不变的情况下就可增加话路，还可采用高效数字调 制解调技术，压缩已调信号带宽，从而提高频谱利用率。另外，模拟网的 多址方式只采用频分多址( f d m a ) ，即一个载波话路传一路话音。而数字 网的多址方式可采用时分多址( t d m a ) 和码分址( c d m a ) ，即一个载波 传多路话音。尽管每个载波所占频谱较宽，但由于采用了有效的语音编码 技术和高效的调制解调技术，总地看来，数字网的频谱利用率比模拟网的 利用率提高很多。 信号质量高在模拟无线传输中主要的抗衰落技术是分集接收，在数字 系统中，无线传输的抗衰落技术除采用分集接收外，还可采用扩频、跳频、 交织编码及各种数字信号处理技术。所以数字网无线传输质量较高，话音 质量好。 信令功能由于数字通信的特点，在同一话音发送电平中可嵌入更多和 更丰富的信令功能。模拟系统的信令功能则比较简单。 高质量的网络管理与控制在模拟集群系统中，管理与控制依靠网内所 传输的各种信令来实现。而模拟集群网的管理与控制信令是以数字信号方 式传输的，用户信息是模拟信号，这种信令方式与信号方式的不一致，增 加了网络管理与控制的难度。在数字集群网中，用户话音比特源中插入控 第二章系统与平台 7 制比特是非常容易实现的，即信令和用户信息统一成数字信号。 2 1 3 数字集群系统的应用 当前世界上的数字集群产品主要有欧洲的t e t r a 系统和摩托罗拉的i d e n 系 统，国内自主开发数字集群系统有中兴通讯的g o t a 系统【1 3 l 、华为的g t 8 0 0 系统。 在应用上国外通讯厂商走在了前面，如1 9 9 5 年起在福建省集群无线电话公司开始 引进使用的i d e n 数字集群通讯系统，该系统已经在1 9 9 8 年开始商业运营。深圳 交通局就是使用了i d e n 标准的数字集群系统1 1 4 l 。上海市公安局使用的是符合 t e t r a 标准的数字集群系统。而国内的两大系统则落在后面，g o t a 系统正在不 少地方开实验局。2 0 0 5 年全国十运会采用了g o t a 系统作为指挥调度系统取得了 不错的效果，同年g o t a 系统分别在贝宁、印尼、俄罗斯展开了业务，发展的势 头迅猛。正由于其在c d m a 系统基础上组建集群功能，并且在世界范围内还没有 相同的产品能基于c d m a 开展相同的业务，可以看到未来几年市场的占有率会大 大增加。本文的作者有幸成为g o t a 研发团队的一名成员，本文正是在此系统的 基础上来研究课题和解决问题，下面就来为大家仔细介绍g o t a 系统。 2 2g o t a 数字集群系统 2 2 1g o t a 的概述 本文的工作环境是建立在中兴通讯的g o t a 数字集群通信系统基础之上。2 0 0 2 年，中兴通讯组织其在国内外的科研机构研究新的集群实现方式，并提出了g o t a 数字集群技术体制。g o t a 的含义是开放式集群架构( g l o b a lo p e nt r u n k i n g a r c h i t e c t u r e ) ，是基于c d m a 技术的集群系统( p 1 r 系统) ，又称为c f i t ( c d m a p u s ht o 砌k ) 。g o t a 采用最新的无线技术和协议标准，并进行了优化和改进，使 其能够符合集群系统的技术要求，同时又具有很强的共网运营能力和业务发展能 力，满足了集群未来发展的需求。由于采用了第三代移动通讯技术，系统也就具 备了c d m a 的所有技术优势。在提供数字集群业务的同时还可以提供多种增值业 务功能，包括呼叫普通用户、短消息、定位以及高速无线分组数据业务等，该系 统的业务可扩展潜力十分巨大1 1 5 。 2 2 2g o t a 的特点与优势 与目前比较成熟的几种国外集群技术体制相比，g o t a 具有自身鲜明的特点和 8基于b r e w 平台的数字业务的研究与开发 独特的优势。g o t a 技术具有自主知识产权，已经在国外申请了一系列的核心专利。 它的空中接口和体系结构采用了目前第三代移动通讯系统所采用的技术，无线侧 和网络侧均采用了标准接口，接口可以公开并标准化，这为今后的互联互通打下 了良好的基础，有利于实现供应商的多元化1 1 6 l 。其优势还有如下所述： g o t a 可以提供丰富多彩的业务，并能根据市场需求实时开发和实现具有竞争 力的多种业务。以p 1 丌呼叫方式进行的集群业务，与传统电话的互联业务，补充 的宽带无线数据业务，无线定位业务，短消息等丰富的增值业务。符合现阶段电 信消费市场的需求和电信运营商竞争的需求，也符合移动通讯应用未来发展的需 求，市场潜力巨大。 g o t a 以独特的差异化业务整合模式，对高端专业型客户群具有很强的吸引 力，可以提高话务量和a r p u 值，创造更多运营收入。同时，还会吸引一般的社 会型高端专业用户入网，例如工交、出租、酒店、医院、大型企业、建筑工地、 社会团体、旅游服务等。随着集群业务逐步与加密、定位等附加业务结合，g o t a 可以进一步吸引专网型的高端用户，例如公安、军队、缉私、机场、运输等专业 用户。 g o t a 能够在c d m a 网络上进行p 1 i 通信，而且不影响原有c d m a 系统已具 备的业务功能和性能，g o t a 围绕无线信道共享和快速连接这两项关键技术提出了 解决方案，使新增的集群业务不会对传统通信业务和网络资源带来不利影响。 g o t a 系统接口开放便于多家厂商供货。g o t a 系统的空中接口标准和体系结 构采用了目前第三代移动通信系统所采用的技术，无线一侧和网络一侧的接口均 以公开的标准接口为基础，有利于大规模的开发和生产。 g o t a 呼叫建立时间较短，首次呼叫建立时间在1 s 以内。为了加快呼叫建立 时间，g o t a 系统定义了一套相应的体制结构和协议栈，有效地提高了呼叫建立速 度。通过使用这些先进技术，g o t a 系统可确保首次呼叫建立时间在1 s 以内，会 话过程中，呼叫时间在2 0 0 m s 3 0 0 m s 之间。目前公司研发人员正针对呼叫建立 时间还在做大量的工作，争取做到更短。 2 2 3g o t a 系统结构 g o t a 方案成功解决了基于c d m a 技术的集群业务关键技术，在c d m a 领域 具有高的起点和高的市场竞争力，完全着眼于未来市场竞争。为了能够在c d m a 网络上进行p t t 通信，并且不影响原有c d m a 系统已具备的业务功能和性能， g o t a 围绕着无线信道共享和快速链接这两项关键技术提出解决方案，使新增的集 群业务不会对传统通信业务和网络资源带来不利影响。g o t a 网络结构图如下： 第二章系统与平台 苫 图2 1g o t a 集群系统网络结构图 g o t a 集群系统由g o t a 终端、基站子系统b s s 、调度子系统d s s 、交换子系 统m s s 、分组数据业务子系统p d s s 和相应的操作维护中心o m c 组成。 1 g o t a 终端 g o t a 终端是具有p 1 陌按键的移动终端，支持g o t a 系统提供的各种集群业务。 2 基站子系统( b s s ) 基站子系统b s s 主要完成各种集群业务、数据业务和普通电话业务的无线接 入功能。b s s 一般由基站收发机b t s 和基站控制器b s c 共同构成。b t s 完成g o t a 基带信号的调制与解调、射频信号收发等功能，b s c 则完成无线资源的分配、呼 叫处理、功率控制以及支持g o t a 终端的各类切换。辅助的还有调度客户端p d c ( p t rd i s p a t c hc l i e n t ) ，分组数据控制实体p c f ( p a c k e td a t ac o n t r o lf a c i l i t y ) 。p d c 作为集群呼叫接入到p d s n 的话音数据网关，对反向集群话音业务流进行汇集， 对前向集群话音流进行分发。p c f 参与多种分组数据呼叫控制全过程，包括分组 数据呼叫在起呼过程中通讯链路的建立，在释放过程和分组数据硬切换过程中的 通讯链路的释放。 3 调度子系统( d s s ) 调度子系统( d s s ) 由调度服务器p d s ( p t r d i s p a t c hs e r v e r ) 和调度数据库 p h r ( p 1 吓h o m er e g i s t e r ) 组成。p d s 完成的功能包括p 1 盯呼叫控制、p 订通话 管理、i y l 丌语音流报文分发、通过p h r 对用户进行鉴权、授权和计费，对用户进 1 0 基于b r e w 平台的数字业务的研究与开发 行群组管理和位置更新。p h r 完成的功能包括提供p 1 盯群组和用户注册的数据 库、提供i y l 陌群组和用户的本地信息、提供i y l 1 成员的业务权限鉴别、执行统 计计费功能以及位置更新。 4 交换子系统( m s s ) 交换子系统( m s s ) 由移动交换中心( m s c ) 、归属位寄存器( h l r ) 、访问 位置寄存器( v u t ) 、鉴权中心( a u c ) 以及短消息中心( s m s ) 组成。交换中 心m s c 是完成对位于其服务区域内的g o t a 终端的普通话音业务进行控制、交换 的实体。也是g o t a 系统与公用通讯网络在普通业务上进行互联互通的接续设备。 归属位寄存器h l r 提供用户信息的存储和管理功能。 5 分组数据业务子系统( p d s s ) 分组数据业务子系统由分组数据服务节点( p d s n ) 与地服务器组成。p d s n 作为g o t a 网络和口网络之间的接入网关，提供简单p 和移动坤的接入，使得 移动用户可以访问局域网，i n t e r a c t 网以及提供w a p 服务。并作为a a a 服务器 的客户端，完成计费信息的获取。a 认( a u t h c n t i c a t i o n , a c c o u n t i n g , a u t h o r i z a t i o n s e r v e r ) 是鉴权、计费、授权服务器，对用户文件信息进行鉴权认证、完成数据 服务授权、实现计费功能。 6 操作维护中心( o m c ) 操作维护中心为运营商提供对网络的操作和维护服务，管理签约用户的信息， 对网络进行规划，以提高系统的整体工作效率。操作维护中心能对b s s 、d s s 、 m s s 以及p d s s 实行集中和单独维护管理。 2 2 4g o t a 的关键技术 作为一套能够面向未来先进技术并能引入各种业务的集群系统g o t a ，针对集 群中的组呼的要求，改变了空中信道的使用方式，采用信道共享使多个用户能够 同时使用同一个信道进行通话。同时，g o t a 根据p 1 盯呼叫的特点，构造了新的 流程和协议体制，使呼叫连接速度加快。 ( 1 ) 信道共享 下行业务信道共享是集群系统的一个重要特征。在这一点上，g o t a 对无线信 道的使用做了优化，做到了下行业务信道的共享，并且为话音的快速接入提供了 可能。g o t a 集群通信系统包括两个层面，一是在空中链路上进行共享，二是在网 络通信链路上对群组用户也实行共享。空中链路的共享，意味着同一小区下的同 一群组成员共享前向业务信道，达到节省空中资源，扩大容量的目的。g o t a 系统 业务信道使用特点包括：采用半双工的通话方式，一个时刻仅允许一个用户讲话。 同一组内的用户均使用相同的前向业务信道和功率控制。 第二章系统与平台1 1 ( 2 ) 快速连接 g o t a 集群系统的另一个特点就是可以实现快速群组呼叫和私密呼叫连接。对 于集群组呼业务，采用数据通道建立快速的呼叫建立，而不是传统的电路域的方 式。在呼叫建立过程中，g o t a 系统无需建立专门的p p p 链路，从而省去大量的 接续时间。在基站处理过程中，尽量采用并发处理方式，节省用户接入时间，对 于被呼的组内成员，p d s 从p h r 调用群组成员的本地信息提供给p d c ，使p d c 可以快速地寻呼集群组内的其他用户。虽然在g o t a 集群系统中没有建立直达终 端的点对点p p p 连接，但是由于引入了c t m l 、s t d l 以及业务信道的共享特性， 同样可以为群组用户提供呼叫的“永远在线 方式，从而加快了集群群组呼叫的 接入时间。在网络侧的通信链路上，采用公共集群消息信道c t m l ，在p d c 和 p d s 之间建立共享的信息通道承载和传输集群消息，底层协议栈基于t ； ( 五) 基类定义 基类的定义如下： # d e f i n ei n h e r i tc c o m m c t l ( i n a m e ) d e c l a r e _ v t b l ( i n a m e ) a e e c l s i d m _ d w c l s l d ； i n t 3 2 m _ n r e f s ； i s h e l l m _ _ p l s h e l l ； i d i s p l a y m _ p l d i s p l a y ； a e e r e e t m j r c ； v o i d m _ p o w n e r ； u i n t 3 2 m _ d w p r o p s ； f i g m b a c t i v e ：l ； f i g m b e n a b l e d ：1 ； f i gm b v i s i b l e ：1 o b j e c t ( c c o m m c t l ) i n h e r l t _ c c o m m c t i ( i c o m m c t l ) ； ； ( 六) 实例创建接口 i n tc c o m m o l _ n e w ( i n t l 6n l n , i s h e l l p l s h e l l ，a e e c l s i dc l s ，v o i d p p o b j ， v t b l ( i c o m m c t l ) 宰p v t b l ) ； ( 七) 子类接口 子类接口的定义如下： q i n t e r f a c e ( i c h i l d c t i ) i n h e r i t _ i c o m m c t l ( i c h i l d c t l ) ；基类接口 c h i l dc l a s sf u n c t i o nm e m b e r ss t a r th e r e i n t ( 木f u n c l ) ( i c h i l d c t l ) ； i n t ( * f u n c 2 ) ( i c h i l d c t l ) ； ) ； ( 八) 子类定义 子类的定义如下 第四章终端软件的设计与实现4 7 o b j e c t ( c c h i l d c t l ) i n h e r i t _ c c o m m c t i ( i c h i l d c t l ) ；基类 c h i l dc l a s sd a t am e m b e r ss t a r th e r e i n t m _ d a t a l ； i n t m _ d a t a 2 ； ； ( 八) 子类实例创建 下面为子类实例创建的简化程序： h a tc c h i l d c t l _ n c w ( i s h e l l 幸p i s h e l l ，a e e c l s i dc l s ，v o i d p p o b j ) c c h i l d c t l 宰p m c = n u l l ； i n tr e t ； i n tn ； n = s i z e o f ( c c h i l d c t l ) ； s i z eo fc h i l dc l a s s ； r e t = c c o m m c t l _ n e w ( n ，p i s h c l l ，d s ，p p o b j ， ( v t s l ( i c o m m c t l ) 幸) & g c h i l d 0 1 f u n c s ) ； i f ( r e t ) = a e e _ s u c c e s s ) r c t u mr e t ； i i n i t i a l i z a t i o no fc h i l dc l a s sd a t am c m b c r ss t a r t sh e t c p m c = 幸p p o b j ； p m c 一 m _ d a t a l = 1 ； p m c 一 m _ d a t a = 2 ； 4 2 3c o n t a i n e r 模型 ( 一) 问题提出及分析 有了通用控件c o m m c t l 模型之后，新控件就可在此基础上进行开发，接下来 需要考虑控件管理问题。 1 单一控件管理 a ) 控件t i t l e 各手机应用模块中，经常需要提示用户当前交互内容，如下列电话本应用中 需求： 4 8 基于b r e w 平台的数字业务的研究与开发 幽陈向华i 0 7 5 5 2 6 0 1 0 6 0 0 一卜i 圆o 图4 1 1 控件示意图 这些都可称之为控件t i t l e ，可以是图标，也可以是文字信息，还可以两者皆 有，可以在控件左方，也可以在上方。虽然b r e w 提供的一些控件有t i t l e 功能， 但是风格不能统一，而且不能定制图片之所以会有这样的问题，是因为b r e w 的控件模型i c o n t r o l 没有t i t l e 相关的控制接口。我们可以重新定义一套新的控件 模型，以支持这一特性，但是为兼容b r e w 已有控件，以及新控件与b r e w 已 有控件操作的完全一致性，我们只能采取其它的办法扩展新特性，否则操作控件 时还需要判断控件是否支持此一特性。 b ) 控件风格 对我们某个产品而言，须要求风格统一，也就是要求控件的风格统一，我们 肯定不能要求控件静态绑定某个风格，否则换另一个产品还得修改控件。一个好 的控件，可以支持多种不同的风格以适应不同的需要。那么由谁来设置风格呢? 在b r e w 目前的平台下，只能是交由应用自己来控制，应用每创建一个控件，就 要根据控件类型预置其风格，虽然我们可以保证风格接口独立性，以保证风格变 化时不用修改应用代码，但是如果有新增一个控件，相应也要新增一个风格接口。 对应用而言，这始终都是一个额外的工作，应用完全可以不去关心风格的。 c ) 控件坐标 控件s e t r e c t 接口就是设置该控件在屏幕上的坐标位置，手机屏幕如此之小， 应用为实现某个稍复杂点的功能，或者交互信息稍多时，极有可能一屏不能显示 所有控件。 一种通常想到的解决方法是：由开发者人为将控件分页以控制显示。如果程 序员是采取静态分页的话，当显示屏高度发生改变，还得修改程序；如果程序员 采取动态分页，显示屏高度改变时，则可以不修改程序。但是无论采取何种方式， 程序员都要耗费额外的心力在界面上，而且其努力不能完全为其它应用界面所用， 最多也只是代码拷贝。 根本原因：控件只能设置物理坐标，不能设置逻辑坐标。开发人员期望的效 果是：给每一控件设置逻辑坐标，显示时由系统自动确定位于显示区域内部的控 件及其物理坐标。达到如此效果的话，又涉及到由谁来裁减控件物理坐标、控制 控件显示的问题，肯定不可能是控件自己，因为控件本身是不能知道其所在区域 大小的。控件显示在后面的控件统一管理问题中会提到。 2 控件统一管理 a ) 焦点控制问题 第四章终端软件的设计与实现 4 9 应用为实现其功能，势必要用到很多控件，控件对事件的响应驱动事务的处 理，从而完成功能。事件首先应该是交给当前拥有焦点的控件处理的。在b r e w 平台下，由控件本身根据其是否a c t i v e 来决定是否能执行某些操作，b r e w 平台 允许多个控件同时被设置为a c t i v e 。b r e w 平台没有焦点这一概念