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南京理工大学硕士学位论文基于b r e w 移动数据应用的研究与实现 摘要 随着移动通信技术的迅速发展和社会信息化程度的提高，移动通信业务从单纯的 语音业务向丰富多彩的移动数据业务过渡，手机从单纯的通话工具向用户可以定制功 能的移动工具转变；开发移动数据业务成为各网络运营商的当务之急。由于手机平台 的不统一性，如何开发跨平台的手机应用软件显得越来越重要。 本文介绍了主流的手机软件开发技术，讨论了移动数据应用平台的产生原因和特 点，比较分析了当前两大主流移动数据应用平台。 然后对基于b r e w 移动数据业务中的关键技术展开了深入的研究，包括内存管理、 事件处理机制、任务调度机制等。提出了b r e w 移动数据应用中内存使用、小程序结 构体定义的规则，指出了防止内存泄漏应采取的措施。提出并实现了在b r e w 中采用 类似p c 的基于窗口的事件处理机制。研究并实现了基于回调的协作式多线程。 最后运用前面研究的技术，针对b r e w 具体开发环境的特点，对定位终端的软件 构架进行了设计，实现了具备野外定位功能的“企业之星”定位终端系统。 关键诃：移动数据业务移动数据应用平台b r e wj 2 m e a b s t r a c t硕士论文 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g ya n di n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y ，t h em a i nb u s i n e s so fm o b i l ec o m m u n i c a t i o ni sc h a n g i n gf r o mv o i c eb u s i n e s s t od a t ab u s i n e s s m o b i l e sa r en o to n l yt r a d i t i o n a lp h o n et o o l s ，b u ta l s om i x t u r e so fa l lk i n d s o fn e wf e a t u r e s s on e t w o r ko p e r a t o r sh a v et o d e v e l o pn e wd a t a b u s i n e s s b u tt h e p l a t f o r m s0 1 1m o n l e sa r eq u i t ed i f f e r e n t ，s ot h ed e v e l o p m e n to ft h em o b i l ea p p f i c a t i o ni s b e c o m i n gm o r ea n dm o r ei m p o r t a n t t h i sp a p e rf i r s ti n t r o d u c e st h em a i nt e c h n o l o g y si nt h ed e v e l o p m e n to ft h em o b i l a p p l i c a t i o n ，d i s c u s s e st h ea p p e a r a n c ea n dt h ei m p o r t a n c eo ft h ep l a t f o r mo fw i r e l e s s a p p f i c a t i o nt h e ns t a t e st h eb a s i ci n f o r m a t i o na b o u ti t ，c o m p a r et h et w op o p u l a rp l a t f o r m s t h e p a p e rf o c u s e so nt h em a i nt e c h n o l o g yu s e di n t h ed e v e l o p m e n to fb r e wa p p l e t ， i n c l u d i n gm e m o r ym a n a g e m e n t 、e v e n tp r o c e s sm e c h a n i s m 、t a s kd i s p a t c ha n ds oo n p o p o s e t h er u l e su s e di nm e m o r ym a n a g e m e n ta n dd e f i n i t i o no ft h es t r u c t p o p o s ean e we v e n t p r o c e s s em e c h a n i s mb a s e do nw i n d o wd i s c u s s e sa n di m p l e m e n ti ti nb r e wa e e a n d i m p l e m e n tc o o p e r a t i v em u l t i t a s k i n gi nb r e w t h e nu s et h et e c h n o l o g yd i c u s s e da b o v e ，d e s i g nt h ef r a m e w o r ko ft h e “s t a r e n d ”，a n d i m p l e m e n t i t a tt h ee n do ft h ep a p e r , s u g g e s t ss o m ei m p r o v e m e n to nt h em o b i l e a p p l i c a t i o n k e y w o r d s ：b u s i n e s so fw i r e l e s sd a t a ，p l a t f o r mf o rw i r e l e s sd a t aa p p l i c a t i o n ，b r e w , j 2 m e i i 飞7 6 3 17 1 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在 本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 尸在论文中作了明确的说明。 研究生签名：生蜩蛆 年月 日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅 或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送 交并授权萁保存、5 借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。列 ，保密沦文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名国蛆蛆 年月 日 南京理工大学硕士学位论文基于b r e w 移动数据应用的研究与实现 1 绪论 i 1 开展移动数据业务的必要性 当前，移动通信技术的发展和应用如火如荼。全球移动通信经过短短2 0 多年的 发展，已经成为全球普及率最高，最广泛使用的通信手段。2 0 0 2 年底，全球移动用 户超过固定用户；2 0 0 3 年，全球移动用户超过1 3 亿；而且全球移动用户以每年2 亿 的速度在迅速增长，而固定电话每年基本上以5 0 0 0 万的速度增长u j 。 目前，中国移动用户已经超过3 亿，占全球的五分之一以上。特别值得一提的是， 中国每年新增用户都以6 0 0 0 万的速度在增长，也就是说全球新增用户有3 0 在中国。 i t s 随着社会信息化程度的提高，单纯的话音业务已经远远不能满足广大用户的需 求，移动运营商推出了一系列的增值业务。移动增值业务是指除传统的话音业务以外 的其他业务，但是移动运营商通常把与传统话音业务关系密切的增值业务称为话音附 加业务，比如呼叫转移、短信呼等。因此，移动增值业务主要是指附加在移动网络上 的移动数据业务u ，比如短消息、移动互联网业务等。新业务和新应用推动移动通 信业的新一轮增长。但是由于新增用户多为低端用户，预付费用户比例接近5 0 ， 再加上激烈的竞争导致资费下降，使得整体的a r p u ( 每户平均收入a v e r a g er e v e n u e p e ru s e r ) 在下降。因此，寻找新的收入来源，提供除语音业务之外的增值业务，已 经成为运营商的当务之急。 正如移动语音业务给用户带来方便一样，移动数据业务也因其方便、快捷、质量 可以保证、随时随地可用、用户基数大而得到用户，企业和服务供应商的普遍欢迎。 1 。2 当前移动数据业务发展的特点 从短信开始，移动数据业务就当仁不让地成为移动通信市场上最有活力、最具潜 力、最受瞩目的明星。2 0 0 4 年，伴随产业复苏的日益明朗，经过几年磨炼的移动数 据业务表现出强劲的发展势头，呈现出“应用多元化、营销品牌化、管理集中化、合 作纵深化”的特点。 2 1 2 0 0 4 年，移动数据业务已经全面渗透到人们的工作、生活、 学习、娱乐中，成为不可缺少的部分；3 g 来临之后，必将焕发更大的活力。 1 2 1 应用多元化 移动数据业务经过几年的发展，已经逐渐明晰了两大市场方向，一是面向大众的 个性化业务，一是面向行业的集团化应用。2 0 0 4 年，大众数据业务的种类更为丰富， 1 绪论 硕士论文 行业应用涉及的领域更为广泛，整体呈现出多元化的特点。 在大众市场，短信业务依然红红火火，当家老大的地位无“人”可撼。但是，往 日短信一枝独秀的格局己经在w a p 、手机游戏、彩信等的快速发展下出现了变化。 2 0 0 4 年，无论是中国移动铺天盖地的“o 手机上网”宣传，还是中国联通热火 朝天的“互动视界”推介，都向人们传递了同一个信息：w a p 手机上网又热起来了。 但是，与四年前运营商力捧、用户漠视不同，在终端、内容等方面逐步完善的w a p 业务获得了用户真正青睬。据有关数据显示，截至2 0 0 4 年9 月底，中国联通“互动 视界”用户数已经超过6 5 0 万；1 0 月份，中国移动已经拥有w a p 业务注册用户3 0 0 0 万，活跃用户平均达到1 0 0 0 万。u o 彩信业务在2 0 0 4 年也焕发出新的生机。虽然在商用初期未能如愿快速成长，但 随着中国移动下调彩信发送价格，彩信手机的普及和业务内容的丰富，业务呈现出快 速发展态势。手机游戏也给移动通信市场添了一把火，有人甚至将2 0 0 4 年称为“手 机游戏”年。从单机下载到联网对决，手机游戏已经成为年轻时尚用户的娱乐首选。 2 0 0 4 年，最值德一提的移动业务就是个性化回铃音业务，中国移动注册为“彩 铃”，中国联通称之为“炫铃”。该项业务由目韩传入我国，一经推出就受到了广大 用户的热力追捧，其火爆程度令移动运营商始料未及，也大喜过望。尽管目前该项业 务收入所占的份额并不多，但是其发展速度不可小觑，据专家预测，两年内移动用户 中将有8 0 的人使用彩铃业务。 在行业市场，基于g p r s 和c d m a1 x 网络的移动信息化整体解决方案已经在公安、 金融、政府、交通、物流等行业得到应用，并实现了由部分试点到全面启用的突破， 成为2 0 0 4 年移动通信市场的一大亮点。 在交通领域，“警务通”已经成为交警执法的得力助手；在证券领域，股民可以 通过手机实时查询大盘走势和k 线图，进行在线交易，真正做到运筹“掌中”决胜千 里；在电力领域，基于短信平台的自动抄表系统、基于u s s d 的路灯监控系统、基于 g p r s 的配电监控系统和电力负荷监控系统等为提高电力部门工作效率、实现科技节 能发挥了重要作用不少企业看到移动信息化建设在减少决策失误、实现信息共 享、提高决策的科学性中发挥的重要作用，对移动信息化的需求日益高涨。面向行业 市场的移动应用已经全面崛起。 1 2 2 营销品牌化 对于移动数据业务，营销的重要性甚至超过业务本身。以往，网络运营商在推广 数据业务时沿袭语音业务的营销方式，基于业务本身的宣传介绍占据主流。2 0 0 4 年， 随着“m o ”手机上网，可以看到，数据业务营销开始摆脱以业务为驱动的传统方式， 尝试以“品牌”为主打的新营销模式。 2 堕塞里三查兰堡主兰垒笙奎茎量呈! 型望垫垫塑生星堕堡塑皇壅翌 一 中国联通正在酝酿将其c d m ai x 增值业务品牌“联通无限u 叫a x ”提升为更具国 际化的品牌“u n i 一联通无限”，并最终过渡为“u n i ”。 3 0 中国联通相关部门表示， “u n i ”将是网络时代新形态媒体的门户品牌，这一整合后的中国联通增值业务品牌 将更有特色、更具吸引力、更适应市场，将成为一种潮流和时尚。 1 2 3 管理集中化 2 0 0 4 年第三季度，一场不大不小的“风暴”让s p ( 服务提供商s e r v i c ep r o v i d e r ) 至今难以忘却。由于强行定制等违规行为，新浪、搜狐等s p 的相关业务被中国移动 叫停。不可否认，在移动数据业务的发展中，s p 功不可没。但随着市场竞争的日益 激烈，一些s p 为了一时之利大打擦边球，侵害了消费者的利益，严重损害了整个行 业的形象，给数据业务的发展带来了危机。为了确保移动数据业务的可持续、健康发 展，移动运营商开始对各种不规范经营行为进行整治，并采取了新的管理手段加强对 s p 的监督。 中国移动建立了移动数据业务管理系统( m i s c ) ，并在今年开始全网启动。m i s c 平台是“移动梦网”的技术支撑平台，它采用统一门户的方式，把各类移动终端用户 ( w a p 手机用户、短消息用户、p d a 用户、i n t e r n e t 用户等) 连入m i s c 系统，系统向 用户和s p 提供各种接入服务和技术支持，如个性化定制、一次性登录与授权、用户 漫游、计费等。通过该支撑平台，中国移动实现对s p 业务订购和计费等信息的集中 化管理，变事后处罚为事前预防。以往由s p 掌握订购关系无法避免欺诈行为、业务 退订渠道不畅、s p 下发骚扰信息无法杜绝、投诉处理结果1 8 6 0 客服无法跟踪、退费 统计无法完成等问题将会得以解决，并能够有效地消除s p 侵害消费者利益的行为， 同时为运营商更好地规划业务与s p 进行合作提供了支撑。咄3 中国联通刚建立了“联通在信”业务s p 管理平台。该平台在全国范围内实施管 理，开了运营商使用技术手段在全国范围内对s p 进行管理的先河。“联通在信”业 务s p 管理平台的核心机制是建立“有求才应”的用户响应机制，可实现对短信业务 的实时管理，并能对定制业务、网上点播业务进行鉴权。同时，通过规范定制命令字 解决了s p 短信陷阱的洞口问题；直接实现业务的退订，彻底填平了s p 业务退订难的 陷阱，而用户的二次确认则解决了s p 非法定制业务的问题。 1 2 4 合作纵深化 数据业务的发展离不开产业联盟各方的共同努力。2 0 0 4 年，在移动数据业务价 值体系中，产业各方的合作进一步深化，在终端领域表现尤为突出。 移动“心机”全国上市，中国移动与移动终端厂商展开前历未有的合作。 i 绪论硕士论文 从个别试点到全国推广，心机上市标志着移动运营商与终端厂商的合作进入了新 的阶段。作为国内首次由运营商联合手机制造商、渠道合作商、服务提供商等多方为 客户量身定制预设品牌专属服务的手机，心机将产业链上的各个环节统一到中国移动 的要求上来。在中国移动的主导下，数据业务产业链各方共担风险、共享收益，形成 了以客户为中心、以为客户提供满意服务为目标的产业联盟，通过在终端标准化、业 务完善上的密切配合，为移动数据业务的发展注入了新的活力。 “掌中宽带”产业链延伸，中国联通与笔记本电脑厂商成为战略盟友。 中国联通与国际1 t 巨头英特尔、惠普、i b m 以及国内的联想、神州数码公司在 北京签署了“无线上网联合推广”协议。中国联通与英特尔联合宣布：惠普、i b m 、 联想等厂商已经推出或即将推出的为中国联通“掌中宽带”业务量身定制的笔记本 电脑，都将全面支持中国联通“掌中宽带”无线上网业务和英特尔迅驰移动计算技 术。比。该协议的签署标志着“掌中宽带”新产业链的形成，预示着中国联通该项业 务的推广步伐将全面加快。通过提供定制的笔记本电脑，大力推动中国联通“掌中宽 带”无线上网业务的发展。 1 3 主流技术的介绍 移动数据业务的发展促进了新技术的出现和发展。向手机提供应用的传统解决方 案是将处理能力转移到运营商网络的服务器中，或者通过互联网转移给第三方公司 ( 即所谓的服务器端执行) 。采用w a p 浏览器的门户网站以及移动游戏就是采用了这 种解决方案。内容和应用由远程服务器生成，通过网络传输，显示在用户手机的浏览 器上。之后，用户通过按键来选择手机屏幕上的选项，而这些选项要通过网络再返回 到服务器才能进行处理，然后将处理结果返回给用户。 基于浏览器的服务器端解决方案的弱点是显而易见的：移动设备中较长的时延以 及有限的互动性。这使得最激动人心的、具有丰富图像的互动游戏无法在手机上实现， 而这类游戏正是其他( 非无线) 手持平台上游戏内容的主流应用。在实际操作中，由 于基于浏览器的解决方案需要服务器端的处理，移动电话成为不必要的性能瓶颈；而 且无法实现信息本地化处理，阻碍了最佳应用的开发。 为了应对移动数据的发展，推进无线电子商务等业务的发展，美国s u n 公司的 j 2 m e ( j a v a2m i c r oe d i t i o n ) 和高通的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 r w i r e l e s s ) 技术相续进入该领域，它们为移动互联引入了一种新的模型，即允许手机 从互联网上下载各种应用程序，并在手机创造的可执行环境中可运行这些小程序。由 于定义了可执行程序下载的标准，并在手机上创建了可执行环境和程序开发语言，因 此，移动通信业第一次为软件开发商提供了巨大的商业机会，手机用户也到了丰富的 应用体验，与此同时还大大提高了无线网络运营商的网络流量。 4 南京理工大学硕士学位论文基于b r e w 移动数据应用的研究与实现 1 9 9 9 年，s u n 公司将广为普及的j a v a 技术架构进行了重新定义，j 2 m e 作为j a v a 技术在移动电话等小型设备的版本应运而生。它针对屏幕、电能和内存等资源有限的 移动设备进行了优化和定义，为了解决无线设备多样化的矛盾，s u n 依照各种设备的 资源特性将j 2 m e 技术架构分为j a v a 虚拟机( j a v av i r t u a lm a c h i n ej v m ) ，配置 ( c o n f i g u r a t i o n ) 和说明( p r o f i l e ) 三层。然后再进一步细分，这使j 2 m e 能够在每一 类设备的限制下工作，并且提供了最低限度的j a v a 语言功能性。自从应用于手机的 j a v a 推出之后，在全球掀起了一股应用热潮，诺基亚，摩托罗拉，爱立信，西门子， 三星等手机制造厂商都已经宣布在新一代手机里采用j 2 艇平台。据估计，到2 0 0 5 年，全球将有1 0 亿部j a v a 手机被使用。u b r e w 是高通公司在2 0 0 1 年推出的一个应用开发平台。同j 2 m e 类似，借助b r e w 技术，用户可以随时随地下载自己喜爱的应用，定制自己的手机功能，使之更加具有 个性化。依托高通在c d m a 芯片市场的垄断地位，b r e w 采用内置在其芯片的方式免费 销售，由于c d f f , & 手机的逐步升温，b r e w 也逐步走向世界。韩国的k t f ，日本的k d d i ， 美国的v e r i z o nw i r e l e s s ，以及中国联通都推出了b i e w 商用服务。截至目前，全球 共有3 7 家运营商在2 4 个国家推出b r e w 商用服务。诺基亚，摩托罗拉，三星，索尼 爱立信等设备制造商表示对b r e w 的支持，1 5 0 多款不同型号的b r e w 设备已在全球上 市。 1 8 1 4 论文时背景介绍 中国移动和中国联通作为国内两大无线网络运营商，根据自身的特点分别推出了 各具特色的移动数据业务服务。 中国移动推出了“移动梦网”业务，提供诸如信息点播，移动证券，手机银行等 功能。百宝箱服务也是中国移动推出的一项移动数据业务增值服务。它基于手机的 j a v a 功能，通过g p r s 接入中国移动百宝箱业务平台来进行使用的，用户可以从百宝 箱下载各种游戏、卡拉o k 、动漫画、小小说等，也可以进行各种在线应用，如联网 游戏、收发邮件、证券炒股信息查询等。支持“百宝箱。业务功能的手机内容将变得 更加丰富。 在世界c d m a 运营商中排名领先的中国联通，应对移动数据业务的策略包括许多 方面的内容。在提高网络质量方面，联通将进一步完善网络覆盖，全面升级为1 x 网 络，从而提升网络的数据能力，并加强网络优化。在数据业务投入方面，联通成立增 值业务部，专门从事数据业务的开发，创造竞争差异优势，如b r e w 下载、w a p 浏览、 多媒体邮件、g p s 定位等。 “神奇宝典”业务，是中国联通推出的，基于c d m ai x 网络的增值业务。“神奇 宝典”业务以b r e w 作为运行平台，用户使用支持b r e w 的手机，即可方便的实现程序 5 l 绪论 硕士论文 的购买、下载、安装及使用。42 0 0 4 年1 2 月，中国联通的神奇宝典b r e w 活跃用户已 经达到1 0 0 万，b r e w 应用的累计下载量达1 0 0 0 万。 本课题源于中国联通与中兴合作的定位项目一企业之星。该定位项目主要由三 大功能模块组成：供企业用户在p c 上通过浏览器访问的企业之星业务平台：可以查 询企业员工( 手机终端用户) 的位置信息，通过短信、电话等方式方便快速地进行人 员调度和管理；供联通等运营商使用的企业之星管理平台：用于企业用户的开户，计 费之类的日常管理工作；供手机终端使用的企业之星终端程序：它是“神奇宝典”的 一项新业务，主要提供以下功能：主动上报位置、被动接受定位、设定隐私保护、收 发短信等。 企业之星是中国联通在位置服务上推出的一种行业应用，使用企业之星的集团单 位用户，只须使用p c 接入互联网，即可通过浏览器访问企业之星系统网页，对其所 属的定位终端进行位置查询，调度和管理。推出“企业之星”业务的主要目的在于科 学地调度资源，最大限度地发挥管理效率，提升企业竞争力。 移动定位可以通过多种定位技术实现，如g p s o n e 定位技术，全球卫星定位( g p s ) 技术，辅助全球卫星定位( a s s i s t a n tg p s ，a g p s ) 技术，下行链路信号到达时间 差技术计源于蜂窝小区( c e l lo fo r i g i n ，c o o ) 定位技术等。比副本系统采用的是c d m a 网络下的g p s o n e 定位技术。 1 5 本文的内容和结构安摔 论文主要研究了基于b r e w 移动数据应用中的关键技术，设计并实现了基于b r e w 的移动数据应用“企业之星”定位终端。 本文的结构： 第一章绪论阐述了开展移动数据业务的必要性、现状、主流技术，介绍了论文的 背景和结构安排。 第二章讨论移动数据平台产生的原因、基本特征：比较分析了目前两大平台的优 劣，并以此为依据结合项目的特点选择系统采用的平台。 第三章深入研究“企业之星”定位终端系统使用的主要技术，包括内存管理、事 件处理机制、任务调度，提出并实现了基于窗口的事件处理机制。 第四章详细讨论了“企业之星”定位终端的设计与实现。 第五章描述了测试环境，分析了测试结果验证了系统的性能。 文章结束语部分总结已经进行的工作，分析了系统要进行的改进，指出了今后的 工作方向。 南京理理工大学硕士学位论文基于b r e w 移动数据应用的研究与实现 2 移动数据应用平台 2 1 移动数据应用平台概述 手机在它的出现之初，作为与固定电话相抗衡的移动语音终端，提供的仅仅是方 便快捷的语音服务：经过这些年来的发展，手机早已突破其初衷，破茧成蝶，朝着提 供各种功能的多媒体移动终端发展。这必然促使了为手机提供这些功能的新技术的出 现与发展。 2 1 1 移动数据应用平台的产生 移动数据行业的现状与2 0 年前个人电脑行业的情况非常相似。不同品牌、款式 的电脑没有一个统一的应用软件平台，程序员只能为特定设备开发程序，导致消费者 也被局限在狭小的范围内作选择。统一电脑平台的出现改变了这种状况，开发者可以 为几乎包括所有计算机的大众市场编写代码，新软件的数量呈爆炸性增长。软件产品 的普及推动了硬件的销售，消费者可以选择自己喜欢的应用安装到自己电脑中使之个 性化，可以通过升级系统来更好地发挥新软件的性能。 手机用户希望手机也具有这样的能力。因此，无线网络运营商就应该能够提供丰 富多彩的应用，让用户自由选择；而且这些能够更新手机功能的应用还应该是基于无 线传输的，即用户无需到指定的服务点，通过空中接口就可以将应用下载至4 手机上。 但是由于手机平台的不统一性及不开放性，基于手机终端的应用程序的开发难度极 大；就经验表明单纯依靠手机厂商自身的软件开发能力难以满足市场的需求，也会极 大地制约新应用的推广与普及；如果在手机平台之上提供一个统一的移动数据平台， 广大的第三方软件开发商能从该平台介入专门从事移动终端应用程序的开发，就可以 解决这个问题了。 因此，移动行业向用户提供移动数据应用的最佳途径就是利用如下解决方案：旧引 开放、全球统一标准、独立于硬件，并且可以应用于任何网络、任何移动设 备 提供端到端的解决方案，同时采用开放的技术平台以及完善的商业模型，能 够在整个价值链上实现收入共享 保证用户通过其移动设备就能够发现、购买、下载并管理应用 完成这一解决方案的核一t 5 问题是如何屏蔽手机硬件和操作系统的差别，在不开放 的手机操作系统之上提供一个统一、开放的移动数据应用平台。 有了统一、开放的移动数据应用平台，就可以彻底解决手机内置应用程序无法改 2 移动数据应用平台 硕士论文 变更新的问题。 2 1 2 移动数据应用平台的特点 移动数据应用平台是运行在移动终端上，可以通过网络运营商提供的数据服务访 问i n t e r n e t 的运行环境。u 剀移动数据应用平台能够管理移动终端的基本功能( 如电 话接听、短消息发送等功能) ，并能够为用户提供其它的附加功能( 应用空中下载等) 。 移动数据应用平台还应该为应用开发者提供各种数据管理功能( 如多媒体、数据库 等) ，以方便应用开发者迅速开发出丰富多彩的应用程序。 移动数据应用要在市场上取得成功，需要满足运营商、设备制造商以及用户等多 方面的需求。这就要求它的结构简单易于移植，同时模块化便于满足从低端到高端手 机的多种需要。为了达到设备制造商的要求，必须深入到芯片层管理终端。 置 移动数据应用平台位于应用程序和手机操作系统之间，如图2 1 2 1 所示。为了 管理手机终端的基本功能( 如电话接听播出信号处理流程、短消息发送接收流程 等) ，移动数据应用平台必须建立在手机的操作系统之上。为了方便移动终端上的应 用程序的移植，方便第三方开发商介入手机终端应用的开发，移动数据应用平台必然 将手机操作系统所提供的功能封装入统一定义的编程接口，这样就可以屏蔽不开放的 手机操作系统，向第三方开发商提供统一、开放的开发环境。同时也保证了具有相同 的移动数据应用平台，但是底层操作系统不同的手机，可以使用在同一个移动数据应 用平台下开发的程序。实现了移动终端程序的平台无关性。 可见，移动数据应用平台是移动数据服务的基础。在某种程度上，对第三方手机 终端开发人员而言，移动数据应用平台可以说是手机的操作系统。它使广大的第三方 软件开发商得以介入专门从事移动终端应用程序的开发；从提高手机用户体验的角度 来讲，该平台还应具有动态加载应用程序的能力，同时可以动态升级，并且可以访问 本地存贮区，使用户可以自行定制管理下载的应用程序。 移动数据应用平台为了保证其开放、统一陛具有如下的特点： 硬件无关 由于手机底层硬件的复杂性和多样性，使得移动数据应用平台需要不同的层次和 类别来适应，它必须可配置、模块化。这包括了两层功能：一、提供与具体的设备无 关的核心功能，这也是平台无关性的基础；二、提供针对设备的特殊功能a p i 和扩展 8 南京理理工大学硕士学位论文基于b r e w 移动数据应用的研究与实现 类厍。 无线下载 为了满足用户的多样化要求，手机软件不再仅仅是出厂时预装，更要能根据用户 自己的要求，让用户自己能够卸载和安装软件，让手机从内容上，更加个性化。作为 移动终端，用户安装软件，并不希望到专门的服务点去，这就要求提供空中接口，手 机用户可以利用空中接口下载自己所需要的软件到手机终端。因此，移动数据应用平 台必须支持应用程序的动态下载和安装。 运营模式 新的技术在其发展之初，能否会被业界所认可、广泛采用的决定性因素不在于它 是否多先进，而在于它采用何种商业模式运营，能否给参与者带来最大的利润。手机 软件的开发，至少包括如下的参与者：移动运营商、手机制造商、第三方介入的手机 软件开发商。因此，一个成功的移动数据应用平台必须能够保证：程序( 或者说应用) 的开发者只要遵循平台标准开发，就可以开发出具有特殊用途、通用性的手机的软件； 手机用户只要通过无线下载，就可以在手机上使用各种各样的应用程序：而运营商则 只要不断根据用户的需要推出新的业务，就可以从中盈利。l 2 4 j 2 2 目前的移动数据应用平台 目前，全球最具影响的两大移动数据应用平台是s u n 公司的j 2 m e ( 也就是j a v a 的无线版本) 和c d m a 的“总后台”高通主推的b r e w 。前者于1 9 9 9 年推出，迅速深入 人心，在终端数量上占据了绝对的上风；但2 0 0 1 年推出的b r e w 也不示弱，它的优势 在于有完整的解决方案，能够营造一个更加完整的c d m a 生态链，再加上技术上的一 些优势，大有后来居上之势。 1 9 2 2 1 脚m 平台 j a v a 语言由于其平台无关性、开放、网络功能强、面向对象、安全性等特点，一 经s u n 公司提出后，就随着i n t e r n e t 的发展而风靡全世界，在国外己成为软件开发人 员的必修语言。特别是它的“一次编写、到处运行”的跨平台性优点，对于手机领域 来说更具有重要的意义。目前手机种类繁多，各厂商都有自己的标准，如何使他们能够 运行同一种标准的程序成为必须要解决的问题。采用j a v a 语言后，各种手机只要实现 j a v a 虚拟机( j v m ) 就可以运行j a v a 程序。 j 2 m e 是s u n 公司对标准j a v a 版本j 2 s e 做了最大程度精简后得到的一种j a v a 应 用程序运行环境，在最简单的情况下，它只有几十l ( b ，特别适合在手机、p d a 等设备 中使用。手机厂商在自己的手机中实现了j 2 m e 规范，就可以从网络上下载并运行j a v a 9 2 移动数据应用平台硕士论文 程序，从而大大扩展手机的功能。 在手机等无线设备上，j 2 m e 构架分为四层构架，如图2 2 1 1 所示，从下到上依 次为：操作系统，c l d c ，m i d pp r o f i l e 和m i d p 应用程序。 2 e 无线设备一般具有区别于p c 的一些特性，包括：有限的内存、偶然性强的网络连 接、低电耗等。因此，j 2 m e 引入了配置的概念，配置定义了具有这些相似特性的一类 设备必须支持的最小j a v a 库和虚拟机的能力，是j 2 m e 平台的基本运行环境。j 2 m e 定 制了2 种配置：互联受限配置( c l d c ，c o n n e c t e dl i m i t e dd e v i c e sc o n f i g u r a t i o n ) 和移动信息设备描述( c d c ，c o n n e c t e dd e v i c ec o n f i g u r a t i o n ) 。两个配置根据设备 的处理能力、电力供应、内存、网络连接等特性将所有的嵌入式设备大致分为两类： 运算功能有限，电力有限( 一般是电池供电) ，内存较少，网络连接不太稳定( 一般是 无线连接) 的嵌入式设备( 如p d a ，手机) 定义在c l d c 配置之中；运算能力相对较佳， 电力供应相对充足，内存较多，网络连接较稳定的嵌入式设备( 如机顶盒等) 定义在 c d c 配置中。 c l d c 是为手机等c p u 和内存资源远低于标准j a v a 要求的设备所提供的一种配置 c l d c 定义了该类设备上运行7 2 m e 平台所要求的一套最基本的j a v a 库和j a v a 虚拟机 的特性。包括以下方面：j a v a 语言和虚拟机的特性，核心库，输入输出，网络连接 框架，安全性和国际化。它对j a v a 标准版本做了最大程度的缩减，其虚拟机和核心类 库通常为l o o k b 。“ 配置定义了设备必须实现的“最低标准”，给各种手持设备提供了能运行j a v a 程序的一种环境。但开发者很难在这种环境下开发程序，首先c l d c 核心库提供的是低 级别a p i ，不适合直接用于构建应用程序；其次，手持设备的系统结构千差万别，很难 保证应用程序的图形界面，网络等功能的移植性。因此，为了进一步增强j 2 m e 的功 能，s u n 公司允许设各供应商在实现c l d c 的基础一h 再为自己的设备提供专门的高级别 a p i 及程序管理方法，即p r o f i l e ，以简化应用程序的开发。同时，s u n 公司还与5 0 多 家知名的移动设备制造商及软件开发商一起，制订了专门用于手机等移动信息设备的 p r o f i l e m i d p ( m o b i l ei n f o r m a t i o nd e v i c ep r o f i l e ) 。描述和配置一样是一个规范， 在程序实现上，它们充分利用了j a v a 语言中接口的功能。通过定义一组接口，规定了 l o 南京理理工大学硕士学位论文基于b r e w 移动数据应用的研究与实现 来自不同制造商的移动信息设备都必须支持的最小功能集合。各个设备制造商都可以 提供更适合自己设备的实现，但必须符合c l d c 和m i d p 规范( 即实现这组接口) 。这样 就保证了基于j 2 m e 平台开发的程序具有跨设备的互操作性。皤刚 与a p p l e t 相似，m i d p 程序也称为m i d l e t ，它必须继承一个特定的类m i d l e t ，这样 m i d ie t 管理者才能控制它的运行。这个类包含了s t a r t a p p ，p a u s e a p p ，d e s t o r y a p p 三个用户可以重载的方法，分别在m i d l e t 进入运行状态，停止运行，退出时调用。 m i d p 程序一般要和各种资源文件一起压缩成一个j a r 文件。发布时，还需要有一 个扩展名为j a d 的描述文件，它包含了m i d p 程序的名称、版本、j a r 文件的位置及大 小等信息。j a v a 手机首先要访问的是描述文件，再根据描述文件的信息把m i d p 程序 安装到本手机，然后才能运行。 o e m 相关的a p i 是由o e m 厂商为某一特定的设备提供的，用于扩展m i d p 所定义的 功能，所以构建在o e m a p i 之上的应用程序不具有跨设备的可移植性。m i d p 应用程序 建构在c l d e 规范和m i d p 规范之上，因此具有可移植性。 2 2 2b r e w 技术 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) ，是 高通公司面向c d m a 网络无线互联网发射平台上增值业务开发运行的基本平台。它提 供了一个高效的、低成本的、可扩展的应用程序执行环境( a e e a p p l i c a t i o ne x e c u t i o n e n v i r o n m e n t ) 。b r a w 着重于开发可无缝移至到任何实际手持设备的应用程序。与建 立在对内存空间，处理器速度和相关硬件有较高要求的操作系统之上的高端产品不 同，b r e w 可以在现有的设备类型上运行。b r e w 提供的功能环境就好像p c 机上提供的 操作系统一样。用户只要通过服务提供商，下载指定类型的应用程序到手机终端上就 可以使用。同时，通过b r e w 接口功能，供应商可以提供成套的完整的资讯、商务、娱 乐功能。 2 2 2 1b r e w 的产生 今天的无线应用开发人员面临着众多不同的设备编程环境和操作系统，它们都有 自己独特的发展过程和风格。大量设备使用的是各自设备制造商自行开发的软件层和 界面，每种应用都必须单独集成到每种不同设备上，这一任务往往需要制造商或开发 商自己的团队花费几个月时间来完成。而且，由于第三方开发商与设备制造商或运营 商没有紧密的关系，他们就没有向无线产品用户分发和销售应用程序的渠道。简而言 之，大多数第三方开发商一直都被阻挡在无线市场之外。 高通公司在开发手机w a p 浏览器时，不同型号手机之间的a p 浏览器移植成了 2 移动数据应用平台硕士论文 困惑开发的一个问题，相同w a p 浏览器从一款手机到另一款手机的单纯移植工作往 往就需要几个月的时间。后来高通的开发人员逐渐开发出了芯片之上的应用环境平台 b r e w 。最初b r e w 作为高通自己内部使用，作为自己手机迅捷开发的工具，共没 有打算作为产品向市场推广，随着高通手机事业部卖给了京瓷，高通开始把b r e w 作 为单独的产品向市场全面推广。b r e w 可以使应用开发商在编写应用程序时不必考虑 不同终端的不通的构造，可以使应用开发商更快地编写应用程序进入大众市场，并确 保应用开发商能得到报酬，终端厂商仅需极少量内部开发和整合工作就可推出支持 b r e w 的终端，运营商在通过提供广泛且真正实用的应用内容和服务创造新的收入来 源并获得竞争优势。而消费者可以选择下载多种符合个人兴趣的无线应用，从而成为 无线数据应用和服务的推动力。总之，高通公司想通过b r e w 使整个无线应用市场处 于一种良性循环的状态。 2 2 2 2b r e w 体系结构 完整的b r e w 解决方案包含三个方面：1 b s j b r e w 平台：一种能够为无线设备提供标准开放平台的瘦应用程序环境 b r e ws d k ：可以使开发商在熟悉的p c 电脑环境中开发并测试b r e w 应用的软件 开发工具 b r e w 分发系统( b d s ) ：专为开发商和运营商设计，是全面的商业解决方案， 解决如何向用户分发应用并向开发商就应用付款的问题 三者的关系如图2 2 2 2 ，1 所示： 图2 2 2 2 1b r e w 解决方案结构图 运营商、发行商、开发者、制造商和用户共同构成了移动市场价值链。通过b r e w q u a l c o 删首次将价值链中的所有环节连接在一起，并为其中各方提供产品和服务： 南京理理工大学硕士学位论文基于b r e w 移动数据应用的研究与实现 3 5 对于手机制造商： 最新的b r e w 客户端软件、移植工具、测试工具；支持在手机产品上添加全 新特性；简化与第三方开发商之间的合作；减少培训、开发和集成；加快投 放市场的速度；技术支持、业务开发支持( 0 e m 关系) 以及设备规格和产品 路标功能的相关咨询服务 对于应用开发商： 开放、统一的开发平台；充分利用熟悉的模型；应用程序测试支持，应用程 序发布管理，准确实时的应用程序销售报告；b r e w 全球发行商( b o p ) 计划 为世界各地区间的进出口提供帮助 对于运营商： b r e w 提供了虚拟市场，供其选择应用程序并与开发者进行价格协商提供广 泛的实用的应用、内容和服务；加快推出新的应用和服务；创造收入来源并 获取竞争优势 对于消费者： 有大量的便宜的满足用户需求的应用可选择；可以根据自己的需要，删除或 安装手机上的软件，做到手机的个性化 2 2 2 3b 咖平台 b r e w 平台是高通公司利用其在a s i c 、移动设备和桌面应用领域的深厚经验开发 的一个高效、低成本、可扩展和熟悉的应用程序执行环境( a e e ) ，它着重支持无缝 植入任何实际手持设备的应用程序。与建立在对内存、处理器速度和相关硬件有较高 要求的操作系统之上的高端产品不同，b r e w 可在普通的设备上运行。 b r e w 平台内部按面向对象的方法组织，把a p i 作为对象提供，对象采用3 2 位 i d 标识。b r e w 平台可以有效地利用r a m 和持久存储器，其使用的对象仅在必要时 加卸载。b r e w 平台提供类似桌面操作系统的功能，如文件、套接字、数据库、浏览 器等，提供事件驱动型应用模型，是常见和高效的方法，简化了应用的开发，提供 u i 资源如文本、图像和对话，提供完全色彩支持( 单色到2 4 位彩色) ，支持多媒 体，支持类扩充，如虚拟机。 b r e w 平台在移动设备中的位置如图2 ，2 2 3 2 所示。 2 移动数据应用平台 硕士论文 图2 2 ，2 3 2b r e w 平台位置图 从图2 2 2 3 2 可以看出，b r e w 平台是一个软件接口层，位于移动设备的基础 平台之上( 如a s i c ) 之上，为应用开发提供了一致的程序运行环境。 b r e w 平台基于c c * * ，也兼容j 2 m e ，可以在移动手持设备和p c 环境下运行，调 试和编译。 b r e w 平台有以下优点： b r e w 平台不是一种操作系统，是一种应用运行环境。它并不妨碍在设备上运