（电磁场与微波技术专业论文）应急通信系统中移动电子白板会议的研究与实现.pdf

应急通信系统中移动电子白板会议的研究与实现 摘要 随着计算机、通信和电子技术的发展，移动通信技术在人们的生 活中发挥着越来越重要的作用。自从2 5 g 出现后，手机便可以通过 g p r s 上网。随着3 g 牌照在国内的发放，无线通信将会更大地改变人 们的生活，为人类提供更多的便利和新的体验。3 g 旨在融合蜂窝移 动通信网和因特网，而这两个网络是目前最成功和最有发展潜力的网 络。一个3 g 终端可以通过无线接入移动网络，然后享有因特网丰富 的服务。目前手机的c p u 处理能力越来越强，存储空间和显示屏也越 来越大，可以浏览网页、收发电子邮件、看电影或参加音视频会议等。 然而，有些情况下，用户要想清楚、准确和简洁地表达和交流，仅靠 语音和文本是不够的，如果具备图形辅助说明，会达到更好的效果。 本论文首先介绍了应急通信的背景和发展现状，开发数据会议的 t 1 2 0 系列标准，以及如何在j 2 m e 平台上开发手机应用程序。然后， 介绍了本系统的主要功能、开发环境以及如何进行系统搭建。详细阐 述了移动电子白板会议系统的设计与实现。其中，介绍了系统的结构， 实现了会议中心服务器和会议终端这两个重要组成部分，并描述了会 议功能实现的具体流程。重点介绍了会议中心服务器的多点通信和会 议功能的实现，以及手机电子白板功能的实现过程。最后，对本系统 功能进行测试，并对所有工作进行总结和展望。 关键词：t 1 2 0 ；电子白板；j 2 m e ；应急通信 t h er e s e a r c ha n di m 啤l e m e n t a t i o n0 f m o b i l ee l e c t r o n i cw h i t e b o a r dc o n f e r e n c e i ne m 匝r g e n c yc o m n n 刀呵i c a t i o ns y s t e m a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e r , c o m m u n i c a t i o na n de l e c t r o n i c t e c h n o l o g y ，m o b i l ec o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g yi sp l a y i n gam o r ea n d m o r ei m p o r t a n tr o l en o wi np e o p l e sl i v e s s i n c et h ee m e r g e n c eo f 2 5 g ， m o b i l ep h o n e sc a nb ea b l et oa c c e s st h en e t w o r k st h r o u g hg p r s a st h e i s s u a n c eo f3 gl i c e n s ei nc h i n a w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n sw i l lp r o d u c e e v e ng r e a t e rc h a n g e si np e o p l e sl i v e s ，p r o v i d i n gm o r ec o n v e n i e n c ea n d n e we x p e r i e n c ef o rh u m a nb e i n g s 3 gi s a i m e da tt h ei n t e g r a t i o no f c e l l u l a rm o b i l ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r ka n dt h ei n t e r n e t ，w h i c ha r e c u r r e n t l yt h em o s ts u c c e s s f u la n dp o t e n t i a ln e t w o r k s a3 gt e r m i n a lc a n a c c e s st h em o b i l en e t w o r k , t h e nu s e r sc a ne n jo yaw e a l t ho fi n t e r n e t s e r v i c e s a tp r e s e n t ，t h ec p up r o c e s s i n ga b i l i t yo fm o b i l ep h o n e sa r e m o r ea n dm o r ep o w e r f u l ，a n dt h es t o r a g es p a c ea n dd i s p l a ys c r e e ni s b e c o m i n gb i g g e ra n db i g g e r n o ww i t ham o b i l e ，y o uc a nb r o w s et h e w 曲，s e n do rr e c e i v ea ne - m a i l ，w a t c hm o v i e so rp a r t i c i p a t ei na l la u d i o o rv i d e oc o n f e r e n c e h o w e v e r ，i ns o m es i t u a t i o n s ，u s e r sc a l ln o tm a k ea c l e a r , a c c u r a t ea n ds i m p l ee x p r e s s i o no n l yw i t ht h ec o m m u n i c a t i o no f v o i c ea n dt e x t u s i n gt h eg r a p h i c sa sas u p p l e m e n t a r ye x p l a n a t i o n ，p e o p l e w i l lr e a c hb e t t e rr e s u l t s i nt h i sp a p e r , f i r s ti ti n t r o d u c e st h eb a c k g r o u n da n dt h ed e v e l o p m e n t s t a t u so fe m e r g e n c yc o m m u n i c a t i o n , t h e ni td e s c r i b e st h es t a n d a r d so f t 12 0w h i c hi su s e dt o d e v e l o pd a t ac o n f e r e n c es y s t e m s a n di ta l s o s h o w sh o wt o d e v e l o ps o f f w a r e so n aj 2 m ep l a t f o r mf o rm o b i l e a p p l i c a t i o n s t h e ni ti n t r o d u c e st h em a i nf u n c t i o n so ft h es y s t e m t h e d e v e l o p m e n te n v i r o n m e n ta n dh o wt ob u i l dt h es y s t e m i ta l s od e s c r i b e s t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h em o b i l ew h i t e b o a r dc o n f e f e n c e s y s t e m i nt h i sp a r t ，i ti n t r o d u c e st h es y s t e m ss t r u c t u r e ，a n di m p l e m e n t s t h es e r v e ro ft h ec o n f e r e n c ec e n t e ra n dc o n f e r e n c et e r m i n a l s w h i c ha r e t h em o s ti m p o r t a n tt w oc o m p o n e n t s ，t h e ni ti n t r o d u c e st h ep r o c e d u r e so f r e a l i z i n gt h ec o n f e r e n c ef u n c t i o n i t a l s os h o w st h er e a l i z a t i o no ft h e m u l t i p o i n tc o m m u n i c a t i o n s a n dc o n f e r e n c ef u n c t i o n a n di ta l s o d e s c r i b e st h ep r o c e s so fh o wt or e a l i z et h ee l e c t r o n i cw h i t e b o a r df u n c t i o n i nm o b i l ep h o n e s f i n a l l y , t h i sp a p e rd e s c r i b e st h es y s t e mt e s t ，a n ds u m s u pf o ra 1 1t h ew o r ka n dm a k e sp r o s p e c t s k e yw o r d s ：t 12 0 ；e l e c t r o n i cw h i t eb o a r d ；j 2 m e ；e m e r g e n c y c o m m u n i c a t i o n 声明 独创性声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 础鬓 日期： 丝2 ：垄：! 三 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 北京邮电大学工学硕士学位论文 1 1 课题研究的目的和意义 第一章绪论 突发公共事件发生时，需要立即采取紧急预案，尽可能减少财产损失并降低 人员伤亡。自然灾害、事故灾难、社会安全事件等突发公共事件频繁发生，应急 通信系统发挥着越来越重要的作用，应急通信发展成为社会必不可少的一个领 域。 移动电子白板会议在应急通信系统的指挥应战中发挥着十分重要的作用。通 过安装客户端应用程序，手机终端便具有电子白板和会议功能。电子白板是一个 可以编辑的区域，用户通过触摸屏即可在手机的电子白板上进行绘图操作。每个 手机都可以加入电子白板会议，并共享一个电子白板。任何一个手机对白板的绘 图操作，都会在会议中其他的手机屏幕上进行实时同步的显示。指挥中心的领导 可以组织电子白板会议，在电子白板上绘图，对各个手机用户进行指挥作战，如 同在一个会议室一样直观便捷。由于手机可以通过g p r s 接入移动网，然后通过 h i t e r n e t 网络与服务器进行t c p m 数据通信。应急作战人员在现场就可以通过手 机随时加入电子白板会议系统，听从指挥人员的调度。所以，移动电子白板会议 系统提高了应急通信的应战指挥效率。 根据工业与信息化部对通信产业的调查数据显示，截至2 0 0 8 年1 0 月份，移 动电话用户的数量为6 2 7 2 6 5 万，相比去年末增长了7 9 9 5 9 万，移动分组数据用 户数量为2 4 4 7 6 1 万，相比去年末增长了9 5 6 1 6 万【z 1 移动分组数据通信呈加速 增长态势，数字化和网络化已成为不可逆转的趋势。从巨大的市场空间和庞大的 用户需求来看，由因特网、移动通信技术和移动终端共同组成的新模式逐渐成为 各方关注的焦点由此可以预见，移动电子自板会议有很好的发展前景。 随着移动数据通信的发展，g p r s 无线分组交换技术提供了高速的无线i p 接 入速率，最高速率可达1 7 1 2 k b p s 。智能手机的性能也在飞速的发展，智能手机 开始拥有更快的c p u 存储速率，更大的内存，更快的接入速率同时也具有更 强大的新功能。然而，目前的手机还没有图形交互功能，因此研发移动手机的电 子白板会议系统是有意义的【1 3 1 。通过移动手机的电子白板会议功能，人们可以 通过图形的方式进行讨论和交流，大大丰富了人们的生活。无论在应急通信系统 中还是社会活动中，都会发挥重要的作用。 北京邮电大学工学硕上学位论文 1 2 移动电子白板会议的应用前景 随着移动通信行业的迅速发展，数据业务拥有了大量的用户，i n t e m e t 技术 在移动通信中发挥着越来越重要的作用。基于移动手机的电子白板系统，将计算 机的数据通信技术应用于移动通信中，为手机用户提供了更丰富的功能。 本系统中电子白板基于手机平台开发，手机之间可以建立电子白板会议。会 议建立后，手机终端可以对电子白板背景地图进行移动、放大和缩小等操作，并 在地图上用画笔进行绘图，一个终端对电子白板的操作，可以实时同步地显示在 其它终端。虽然基于计算机的电子白板系统早就诞生，如n e t m e e t i n g 。但是，基 于移动平台的此类产品还没有出现【3 】。手机电子白板使用灵活，可用于生活娱乐， 给人们带来了方便和乐趣【4 】。所以，本系统具有一定的商用意义。 1 3 本论文实现工作 本论文对应急通信、t 1 2 0 系列标准和手机的j 2 m e 开发平台进行了研究， 并实现了一个基于手机的电子白板会议系统。 本软件系统包括两个应用程序：客户端应用程序和服务器端应用程序。 客户端应用程序可以移植到手机上，实现了电子白板的功能，即手机可以显 示一个可以编辑的白板界面，用户可以通过触笔在白板上任意绘图；同时，用户 可以选择地图并加载为电子自板的背景。 服务器端应用程序部署在计算机服务器上，提供多点通信服务和会议的功 能。通过服务器的多点通信服务，多个手机可以同时在电子白板上绘图，其他手 机将同步显示所有用户的绘图。通过服务器的会议功能，每个手机都可以发起会 议结束会议，或加入和退出会议，以及在会议中创建讨论小组等 1 4 论文的组织形式 本论文章节安排如下： 第一章绪论，主要介绍课题研究的目的和意义，以及本系统的应用前景。最 后概述本文的主要工作及篇章结构 第二章关键技术及相关协议介绍，介绍了应急通信的几种情况以及发展现 状，介绍了t 1 2 0 系列协议，并着重介绍了其中的多点通信服务协 议和通用会议控制协议，最后介绍了手机的j 2 m e 开发平台。 第三章移动电子白板会议的总体设计，介绍本系统的需求分析以及所具备 2 北京邮电大学工学硕士学位论文 的系统功能。 第四章移动电子白板会议的具体实现，首先介绍会议系统的系统结构，然 后分别介绍会议中心与会议终端两个模块的设计与实现，最后详细 介绍了整个会议功能实现的流程图。 第五章总结，对系统功能进行测试，总结并展望。 北京邮电大学t 学硕士学位论文 第二章关键技术及相关协议介绍 2 1 应急通信技术 2 1 1 概述 应急通信是指在出现自然的或人为的突发性紧急情况时，综合利用各种通信 资源，保障救援、紧急救助和必要通信所需的通信手段和方法，是一种具有暂时 性的特殊通信机制。应急通信具有随机性、不确定性、紧急性、灵活性、安全性 等特点【l 】。 2 1 2 应急通信的分类 在不同的紧急情况下，对应急通信的需求不同，使用的技术手段也不相同。 应急通信所涉及的紧急情况包括个人紧急情况以及公众紧急情况。 2 1 2 1 个人紧急情况 人紧急情况指个人在某种情况下其生命或财产受到威胁，通过向应急联动 系统报送求助信息以获得救助。如用户遇到紧急情况，拨打等获得救助。 在个人紧急情况下，要保证用户的紧急呼叫准确到达应急指挥中心、联动平 台，保证应急指挥中心和联动平台能够从c d m a 、g s m 、p s t n 和小灵通等用 户报警所使用的公网得到报警用户的位置信息，找到用户的物理位置，保证应急 指挥中心联动平台与现场之间的通信畅通，完成现场的指挥调度 2 1 2 2 公众紧急情况 公众紧急情况包括突发公共事件和突发话务高峰两种情况。 根据国务院2 0 0 6 年初颁布的国家突发公共事件总体应急预案： ，所谓突发 公共事件是指突然发生，造成或者可能造成重大人员伤亡、财产损失、生态环境 破坏和严重社会危害，危及公共安全的紧急事件。 根据突发公共事件的发生过程、性质和机理，突发公共事件主要分为以下四 类【2 0 1 ： 1 ) 自然灾害。主要包括水旱灾害，气象灾害，地震灾害，地质灾害，海洋 灾害，生物灾害和森林草原火灾等。 4 北京邮电大学工学硕上学位论文 自然灾害引发通信网络本身出现故障造成通信中断，这种情况下，通信网络 通过应急手段保障重要通信和指挥通信。此时，应急通信的目标即是利用各种管 理和技术手段尽快恢复通信，保证用户正常使用通信业务。 此时，通信主管部门、运营商首先要按照国家通信保障应急预案的规 定，启动预警发布、应急处置等流程，尽快恢复广大公众的通信。运营商可以 采用网络故障恢复、故障定位、网络优化等技术尽快恢复网络，不同运营商之 间可以相互借用网络，实现通信资源共享和统一调配。当自然灾害发生而通信网 络可以正常使用时，需要通过应急手段保障重要通信和指挥通信，实现如下目 标，即应急指挥中心联动平台与现场之间的通信畅通及时向用户发布、调整或解 除预警信息保证国家应急平台之间的互联互通和数据交互疏通灾害地区通信网 话务，防止网络拥塞，保证用户正常使用。 2 ) 事故灾难。主要包括工矿商贸等企业的各类安全事故，交通运输事故， 公共设施和设备事故，环境污染和生态破坏事件等。 3 ) 公共卫生事件。主要包括传染病疫情，群体性不明原因疾病，食品安全 和职业危害，动物疫情，以及其它严重影响公众健康和生命安全的事件。 通信网络首先要通过应急手段保障重要通信和指挥通信，实现应急目标， 满足上述需求。另外，由于公共卫生事件的传染性，还需要对现场进行监测，及 时向指挥中心通报监测结果。 4 ) 社会安全事件。主要包括恐怖袭击事件，经济安全事件和涉外突发事件 等 发生社会安全事件时，一方面要利用应急手段保证重要通信和指挥通信， 另一方面，要防止恐怖分子或其他非法分子利用通信网络进行恐怖活动或其它危 害社会安全的活动，即通过通信网络跟踪和定位破毁分子、抑制部分或全部通信， 防止利用通信网络进行破坏 突发话务高峰与突发公共事件不同，是正常使用但由于话务量大可能导致 网络拥塞，如由于大型体育运动会、大型演唱会等重大活动，一五一 、“十 一静、中秋节、春节等重大节日，产生突发话务造成网络拥塞、导致用户无法 正常使用。由于各种原因发生突发话务高峰时，应急通信要避免网络拥塞或阻 断，保证用户正常使用通信业务。通信网络可以通过增开中继、应急通信车、 交换机的过负荷控制等技术手段扩容或减轻网络负荷。 2 1 3 应急通信技术发展的现状 2 1 3 1 概述 5 北京邮电人学工学硕上学位论文 卫星通信、微波通信等通信手段由于本来就具备较强的抗毁能力，因此一直 以来是应急通信的主要技术手段。这些通信系统，一般不对普通大众开放，属于 专用的应急通信系统。相对专用的应急系统而言，通过公众电信网提供应急通信 服务，也是一种提供应急通信的方法，并且逐渐成为国际应急通信领域研究的重 点。 从总体技术层面划分，应急通信主要分为有线和无线两种方式。 有线应急通信即常规的国内、国际电话网，互联网等。特别是有线公众电信 网是全国分布最广泛的信息交换网络，它通达范围广、适应性强、费用低，在自 然灾害应急通信中是最基本的信息传递手段。利用有线公共电话交换网的语音信 道，通过综合通信终端设备可以方便地实现中央救灾指挥中心与各地救灾指挥中 心的电话、传真、计算机数据等综合信息的传递业务。但有线应急通信主要通过 光缆、电缆进行传输，受到地理条件的限制且抗毁能力差，一旦被摧毁，通信立 刻被阻断且很难恢复。 无线应急通信即以电磁波传输信息。早期无线应急通信以中、短波通信为主， 在2 0 世纪4 0 年代后，超短波、微波通信业务得到迅猛发展，特别是卫星通信的 出现使得“通信不受时空限制 的愿望成为现实。无线通信抗毁能力强，具有机 动灵活、组网方便的优点，是应急通信的有效手段 2 1 3 2 卫星通信 卫星通信是指地球上( 包括地面、水面和低层大气中) 的无线电通信站之间 利用人造卫星作中继站进行的通信。卫星通信实际上是地面微波接力通信的继承 和发展，是微波接力通信的一种特殊形式 卫星通信业务主要包括三类： 固定卫星业务，其基本特点是地球站固定不动地球站架设时，必须防止与 其它地面微波通信系统以及其它卫星通信系统之间的相互干扰。 移动卫星业务，是指舰船、飞机、车辆等利用卫星进行通信的业务，包括舰 船之间、飞机之间、或它们与固定站之间的通信。 广播卫星业务，包括电视广播和语言广播。 应用于应急通信的卫星通信，主要是采用固定和移动卫星业务。 2 1 3 3 数字集成通信 集群通信是指系统可用信道可为系统中全体用户共用，具有自动选择信道功 能，资源共享、费用分担、信道设备共用的多用途、高效能的无线调度通信系统。 从广义上讲，包括无线对讲系统在内的具有调度通信功能的各种无线通信系统均 可纳入集群通信系统范畴。所谓数字集群系统就是采用数字通信技术的集群通信 6 北京邮电大学- t 学硕士学位论文 系统。 从历史上看，集群通信的发展要远远早于公众移动通信。由于无线通信技术 复杂、成本高昂，起初只是用于诸如军队、铁路、航海等必须需要无线通信的特 殊部门和单位，之后随着技术的进步、成本的降低和经济的发展，才出现了能够 适合社会个体用户无线通信需要的公众移动通信。 集群通信经历了从简单对讲系统到单基站小系统，再到大容量多区域系统的 发展历程，后来经历了从模拟集群到数字集群的飞跃。其主要应用范围是对指挥 调度功能要求较高的部门和企业，主要包括政府部门( 如军队、公安部门、国家 安全部门和紧急事件服务部门) 、铁道、水利、电力、民航等单位。随着经济的 发展，出租、物流、物业管理和工厂制造业也越来越需要集群通信。集群通信正 逐渐成为公众移动通信之外的一大专用通信系统。 2 1 3 4 短波电台 尽管当前新型无线电通信系统不断涌现，短波这一古老和传统的通信方式仍 然受到全世界普遍重视，不仅没有被淘太，还在快速发展。其原因主要有三：一、 短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段，一但发生战争或灾 害，各种通信网络都可能受到破坏，卫星也可能受到攻击。无论哪种通信方式， 其抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比；二、在山区、戈壁、海洋等地区， 超短波覆盖不到，主要依靠短波；三、与卫星通信相比，短波通信不用支付话费， 运行成本低。 近年来，短波通信技术在世界范围内获得了长足进步。这些技术成果理应被 中国这样的短波通信大国所用。用现代化的短波设备改造和充实我国各个重要领 域的无线通信网，使之更加先进和有效，满足新时代各项工作的需要，无疑是非 常有意义的。 2 1 3 5 自组织网 自组网络是一种特殊的无线移动网络。网络中所有节点地位平等，无需设置 任何的中心控制节点。网络中的节点不仅具有普通移动终端所需的功能，而且具 有报文转发能力。与普通的移动网络和固有网络相比，它具有以下特点： 1 ) 无中心节点 自组网是一种完全意义的分布网络，网络中没有严格的控制中心节点所有 节点的地位平等，即是一个对等式网络。节点可以随时加入和离开网络。任何节 点的故障不会影响整个网络的运行，因此具有很强的抗毁性。 2 ) 自组织 自组网相对常规通信网络而言，最大的区别就是可以在任何时刻、任何地点 7 北京邮电大学1 = 学硕士学位论文 不需依靠现有信息基础网络设施( 包括有线和无线网络) 的支持，快速构建起一 个移动通信网络。 3 ) 多跳路由 当节点要与覆盖范围之外的节点进行通信时，需要中间节点的多跳转发。与 固定网络的多跳不同，a dh o c 网络中的多跳路由是由普通的网络节点完成的， 而不是专用的路有设备( 如路由器) 完成的。网络中的每一个网络节点扮演着多 个角色，它们可以使服务器、终端，也可以是路由器。 4 ) 动态变化的网络拓扑结构 网络的拓扑结构是指从网络层角度来看是物理网络结构的逻辑视图。自组网 中，移动用户终端可以以任意速度和任意方式在网中移动，加上无线发送装置发 送功率的变化、无线信道间的相互干扰因素、地形等综合因素的影响，移动终端 间通过无线信道形成的网络拓扑结构随时可能发生变化，而且变化的方式和速度 都是不可预测的，具体的体现就是拓扑结构中代表移动终端顶点的增加或消失， 代表无线信道的有向边的增加和消失，网络拓扑结构的分割和合并等等。而对于 常规网络而言，网络拓扑结构则表现为稳定。 5 ) 存在单向的无线信道 自组网采用无线信道通信，由于地形环境或发射功率等因素影响可能产生单 向无线信道。在常规网络中，节点间通常基于双向的有线或无线信道进行通信。 这些单向信道为常规路由协议带来三个严重的影响：感知的单向性、路由单向性 和汇点不可达性。 6 ) 有限的无线传输带宽 由于自组网采用无线传输技术作为底层通信手段，而由于无线信道本身的物 理特性，它所能提供的网络带宽相对有线信道要低得多。除此以外，考虑到竞争 共享无线信道产生的碰撞、信号衰减、噪声干扰、信道间干扰等多种因素，移动 终端可得到的实际带宽远远小于理论上的最大带宽值 7 ) 受限的安全性 自组网是一种特殊的无线移动网络，由于采用无线信道、有线电源、分布式控制 等技术和方式，所以更加容易受到被动窃听、主动入侵、拒绝服务、剥夺“睡眠 ( 终端无法进入睡眠模式) 、伪造等各种网络攻击。 2 2t 12 0 系列协议 2 2 1t 1 2 0 系列协议概述 t 1 2 0 系列协议是由国际电信联盟( i n t e r n a t i o n a l t e l e c o m m u n i c a t i o n u n i o n ， 8 北京邮电大学工学硕士学位论文 1 1 r u ) 制订的用于实现数据会议的多点数据应用服务的标准，包括一系列支持实 时、多点数据通信的通信协议、应用协议和服务协议。通过t 1 2 0 系列协议可以 实现数据会议中的文件传输及各种多用户的数据应用，包括电子白板、应用程序 共享、文件传输等【l 2 1 。 t 1 2 0 系列协议可以在多种网络下应用。目前已经发展成了一个比较成熟的 系列标准，成为业内多媒体数据会议开发事实上的标准。t 1 2 0 协议大体可以分 为三类：底层核心服务协议，包括一致的网络传输栈定义协议t 1 2 3 、多点通信 服务协议t 1 2 2 t 1 2 5 、通用会议控制服务协议t 1 2 4 ；应用框架层，包括通用应 用模板服务协议t 1 2 6 ；会议应用层，包括静态图像交换和标注服务协议t 1 2 6 、 多点二进制文件传输( m b f t ) 协议t 1 2 7 以及音视频控制服务协议t 1 2 8 。 t 1 2 0 系列协议是一个庞大而复杂的协议簇，由这些协议共同定义了一个计 算机支持的多点通信服务环境，并提供了来自不同类型网络的多个与会者之间建 立和管理交互通信的方法。它为上层应用提供了网络无关的数据控制和传输服 务，并根据上层应用的类型对具体的应用做了协议划分和规定。 在国际电信联盟( i t u t ) 制订的协议中t 1 2 0 系列协议是作为h 3 2 3 系列 协议的一部分而存在的，用以处理静态的多媒体数据和负责部分会议的管理控 制h 3 2 3 是i t u t 制订的用以规范计算机多媒体会议的实现和开发的系列协议 簇，它主要负责定义提供处理音视频数据信息的服务。 t 1 2 0 协议是一系列协议组成的协议簇，各个子协议完成独立的功能。图2 一l 为各个子协议之间的相互关系。 9 北京邮电人学工学硕士学位论文 图2 - 1t 1 2 0 系统模型 从图中可以看出t 1 2 0 系列协议自顶向下是一个十分清晰的分层结构，整体 的模块性强，每一层都以下层的存在为基础。具体实现时，上层依赖干下层提供 的数据通信服务，同时也向上层提供自己的数据服务通过层层组数据包p d u 和分析解剖数据包p d u 的形式，在逻辑上对等的实体层之问进行可靠的通信。 协议t 1 2 3 、t 1 2 2 t 1 2 5 、t 1 2 4 共同组成了t 1 2 0 协议应用的基础，提供了 网络透明的多点传输服务和通用会议控制的接口；协议t 1 2 1 为上层标准非标准 的协议应用提供了通用的应用程序模板；上层应用协议包括标准的多点文件传输 协议t 1 2 7 、静态图像交换协议t 1 2 6 和非标准的其它一些应用协议 2 2 2m c s 多点通信服务协议 m c s ( m u l t i p o i n tc o m m u n i c a t i o ns e r v i c e ) 为多点通信服务协议。m c s 是t 1 2 0 基础设施的核心，它采用其下层提供的点到点的传输连接，把它们组合成一个多 点域。其中，t 1 2 2 定义了m c s 服务，t 1 2 5 提供m c s 必备的协议。在t 1 2 3 协议中指定的不同的网络之上，多点通信服务使已连接的应用实体之间可以进行 1 0 北京邮电大学工学硕士学位论文 全双工多点通信。除了实现多点通信，m c s 提供信道和令牌管理。 多点通信服务协议可以提供灵活的数据传输模式、多点寻址和多点路由，通 过提供令牌来解决资源争夺问题。 2 2 2 1m c s 模型 多点通信服务可以在点对点的m c s 连接之上建立多点域，如图2 2 所示。 在一个多点域中，客户端应用程序能够发送数据给域内的其他成员，并能够争取 令牌，从而获得操作资源的权刚6 1 。 m c u 厂m 砖一司 图2 2m c s 模型 首先，m c s 用户的m c s 提供者与远端的m c s 提供者之间建立m c s 连接。 通过此连接，用户绑定到了可附属的域内。对于没有加入此域中的用户，通过与 域中用户的m c s 连接，可以绑定到此域。域建立之后，m c s 用户请求加入特定 的信道，就可以接收或发送数据了。多点通信服务提供信道资源，但是信道的使 用是依赖于上层应用的。多点通信服务也提供了令牌资源，管理用户可使用的资 源，解决资源争夺的问题。 多点通信服务协议使t 1 2 0 系列协议具有了处理多个域的能力。其中，每个 域都是一个独立的会议或工作组，每个节点可以参加一个或多个域。一个只有两 个终端节点参与的域正好对应于传统的点到点通信模式，可完全为m c s 支持， 不过m c s 有接受更多点加入该域的能力。每个域按等级上升直至一个顶级节点， 顶级节点上的m c s 提供者被指定为顶级提供者，它起到作为该域的资源服务器 的作用。通过多点通信服务，一个终端可以与此会议中其它任何一个或所有终端 传输控制流和数据流。 北京邮电人学工学硕士学位论文 2 2 2 2m c s 信道管理 多点通信服务中提出了信道的概念，用来提供一个域内的数据分发。一个 m c s 信道把所有加入的节点连接起来，m c s 信道不必因为要发送数据而加入， 信道上传送的数据将被发送到加入在信道上的所有节点上。m c s 支持4 类信道： 静态信道、组播信道、专用信道和单成员信道，后三种都属于动态信道。动态信 道由各个节点或应用程序申请产生 7 】o 1 ) 静态信道 当一个域建立时，静态信道即存在。m c s 为静态使用保留了一块信道标识 符。使用m c s 服务的上层协议可以提供一种预分配角色，这种角色分配与m c s 层无关。任何节点均可以加入一个静态信道，在此信道中没有“物主”。 2 ) 组播信道 组播信道与静态信道相似。组播信道也是路径开放的，任何终端均可加入此 信道，信道也没有“物主。 3 ) 专用信道 “专用 信道则由它们的创建者所有，各终端只有被邀请才允许加入该信道， 从而形成一个专用的或封闭的用户群。 4 ) 单成员信道 “单成员”信道是一般用来提供一个用户识别符，同时在该域里给“物主 一个唯一的地址。 m c s 信道上还有两个特定的数据类型：普通数据和一致排序数据。普通数 据经由最短的路由发送到它的目的地，对不同源终端发送来的信息不作任何次序 的控制，因此对不同用户的显现是不同的而一致排序数据则先被传送到一个共 用点，然后以相同的次序发送到各相关终端，因此它的传输时间较普通数据长。 2 2 2 3m c s 令牌管理 通过令牌管理，可以实现独占访问的方法。例如，在多点应用中的给定时间 内，为了确保有且只有一个用户能拥有的资源，令牌必须跟每一个资源相关联。 当一个用户希望使用一种指定资源时，必须查询相应的令牌是否被授权，只有其 他人没占用此资源时，该用户才能获得令牌并使用资源。当两个用户同时申请令 牌时，只有一个用户能够获得令牌的持有权。如图2 3 所示。 1 2 北京邮电大学工学硕士学位论文 t o k e n - g r a br e q u e s t t o k e n - g r a br e q u e s t 图2 - 3 两个用户同时申请令牌 m c s 的上层应用层可以定义令牌的意义，令牌服务允许一个用户独占给定 的令牌。其他用户可以使用令牌测试服务来确定某时刻令牌的状态，当令牌没有 被任何用户占有时，用户可以通过令牌请求来获得持有者权限。令牌的所有者可 以通过令牌转让命令将令牌控制权转移到另一个指定用户，也可以使用令牌释放 服务释放令牌，从而令牌达到可用状态。m c s 支持令牌的抓获、禁止、转让、 申请和释放。只有定义m c s 提供者可以对令牌执行操作，从而保证了令牌在一 个域中保持一致。 m c s 的大多数功能都采用与下层网络互连无关的方式，这就保证了在多种 网络中m c s 的可通达性，以及在不同网络上终端之间进行网络操作的灵活性【1 6 j 。 2 2 3g c c 通用会议控制协议 2 2 3 1 概述 g c c 协议为多媒体终端设备和多点控制单元的会议管理和控制提供了一个 高层框架它包括通用会议管理功能，例如：会议的建立和终止，会议终端设备 的信息管理，与会人员在会议中的应用及应用能力的管理，注册服务的提供，会 议领导权的协调等等。在1 1 2 0 系列协议中的t 1 2 4 协议中介绍了g c c 标准。 参加g c c 会议的每一个节点都包含一个m c s 层、一个g c c 层和一个节点 控制器，可能也包括一个或多个应用协议实体。在一个独立节点中这些组成部分 之间的关系如图2 4 所示。 北京邮电人学工学硕士学位论文 n o d e c o n r o e i a p p l i c a t j o np r o t o c o l c o n t r o l ig c c s e r v i c ea c e s s p o i n t g c cs e 而 a c e s sd o i n t e n t i t i e s g c cp r o v i d e r c o n t r o l im c sa c e s sp o i n t m c sa c e s sp o i n t m c sp r o v i d e r 图2 - 4c - c c 与m c s 关系图 节点控制器是节点中的控制实体，负责与会议中其它的部分进行交互。节点 控制器可以与g c c 层交换信息，但是不能与m c s 直接进行交互。应用协议实 体可以与g c c 进行交互，也可以与m c s 直接交互。g c c 首先通过m c s 完成直 接通信，然后再为应用协议实体提供服务。在一个节点内，多个应用协议实体可 能基于同一个应用协议【8 】 2 2 3 2 会议的建立和终止 g c c 为会议的建立和终止提供了一系列的服务。 先前加入会议，节点的参与者可以不知道所有加入要求的信息g c c 为参加 者提供了一个方法来查看会议名称的列表和选择一个想加入的会议【1 7 】 会议可由会议参与者或会议管理员创建。一个会议创建时，创建者会指定会 议的特征和设置文件。会议信息包括会议名称，是否有会议口令来限制权限，是 否可以公开地自由加入或者只能通过邀请来加入。如果会议由口令保护，加入的 节点必须提供正确的口令才允许进入会议。如果一个会议是锁定的，则只允许会 议召集者或会议召集者指定的节点来加入。会议期间其它节点可以加入会议一 个节点可以同时加入多个会议。一个参与者可以从一个会议转移到另一个会议， 这样可以完成合并两个会议，或者把一个会议分成多个会议 如果某节点退出会议并与会议断开连接，其余节点将继续会议。根据所选择 的终端方式不同，当所有的节点都退出会议时会议自动终止，或者可以通过一个 明确的终端请求手动终止会议。会议召集者或会议召集者指定的节点可以在任何 1 4 北京邮电大学工学硕士学位论文 时候强制终止会议或将某个节点逐出会议。 2 2 3 3 会议信息表 一个节点一旦加入会议，就会向会议中所有其它节点宣布它的出现。g c c 提 供的服务允许会议中的每一个节点在会议中宣布它的到场。另外，每一个节点的 资料都会更新到会议信息表或完全的会议信息表。会议信息表示一个有关会议中 常规和可数节点的列表。对于每一个节点来讲，会议信息表中保存的信息有节点 的名称、节点的参与者列表和其它节点间通信所需的信息。一个常规的或可数节 点直到包括在会议信息表中，才被认为是会议的一部分。 2 。2 3 4 应用信息表 常规节点拥有本地的应用信息表，该节点可以向其它的应用协议实体广播它 的本地应用信息表，并随时更新。这样，会议应用信息表就形成了，并广播到所 有感兴趣的节点。通过应用信息表，节点可以鉴别其它节点的哪个应用协议实体 是可用的，还能为对等应用协议实体间的相互通信提供必要的信息。除简单的信 息表外，g c c 也提供了其它服务，包括信息交换中应用协议能力细节的列表【1 8 】。 g c c 对这个信息申请了一个固定设置规则。 2 2 3 5 应用注册 应用注册是由顶端g c c 服务提供者保存的一个数据库，可以用来管理通道、 令牌和其它会议中共享的资源。应用注册可以帮助对等应用协议实体间建立通 信。 2 2 3 6 会议领导权 在会议中允许一个节点成为领导者。通过使用令牌，g c c 可以决定会议是可 领导模式还是不可领导模式。会议创建时，可以指定会议期间是否允许管理模式。 抢夺到管理者令牌的节点将会成为会议的领导者。节点可以通过请求来获得领导 权，或者接受当前领导者授予的领导权【1 9 1 。 2 2 3 7 其它功能 g c c 协议提供了会议协调定时的机制。通过此机制，节点可以在一个定时的 会议中查询会议剩余时间，也可以向会议的所有节点宣布会议剩余时间一般这 种功能在会议定时时间即将用完时使用。节点也可以申请更多的时间来延长会 议。 t 1 2 4 协议的设计可以扩展，包括小型的“紧耦合”的会议，中型的“公认 的会议，非常大型的“松耦合”的会议。通过常规、可数和匿名三种类型实现， 每一个都允许不同程度的扩展。 1 5 北京邮电人学工学硕士学位论文 2 3 手机开发平台j 2 m e 2 3 1j 2 m e 简介 j 2 m e 是j a v a2m i c r oe d i t i o n 的缩写，由s u n 公司开发，是为了将i a v a 应用 于移动通讯设备、嵌入式设备或消费性电子设备而推出的一项技术【5 1 。 然而，在这些领域中，内存、处理器和显示屏等等的硬件条件差异很大。为 了适应这个复杂的领域，j 2 m e 的标准制定了不同的层次和类别，因此相比之下 j 2 m e 就比j 2 s e 和j 2 e e 的标准要复杂得多。 j 2 m e 具有平台无关性，j 2 m e 应用程序与主机操作系统平台无关。这是因为 j 2 m e 平台在虚拟机之上，不同的操作系统上的虚拟机满足同样的规范和标准， 虚拟机的上层是平台无关的。 2 - 3 2j 2 m e 体系结构 根据移动通讯设备、嵌入式设备或消费性电子设备等不同的计算能力和硬件 条件，j 2 m e 将其划分为两类【i o 】： 1 ) 具备间断网络通讯能力的个人移动信息设备 这一类往往是个人化的移动设备。由于使用电池，体积和功耗有限，所以功 能和计算能力是有限的。如智能手机、双向呼机、p d a 等。 2 ) 有固定的不问断网络连接的共享连接信息设备 这类设备一般是固定的，体积没有太大限制，可以有持续电源供应，因此功 耗没有太大问题，计算能力较强如置项盒、网络电视、汽车娱乐、导航系统等。 配置就是支持一组通用设备的最小j a v a 平台，其分类是根据计算能力的不同 来划分的在同一类设备中，计算能力和功能也是有差异的。配置平台规范定义 了这类设备的共同j a v a 平台，以及与设备无关的j a v a