基于Android的手机通讯协议应用研究与实现

1、基于Android的手机通讯协议应用研究与实现 作者： 日期：39 个人收集整理 勿做商业用途 本文由gidi521贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 兰州大学 硕士学位论文 基于Android的手机通讯协议应用研究与实现 姓名：黄星文 申请学位级别：硕士 专业：计算机软件与理论 指导教师：周庆国 20100501 兰州人学硕士学位论文 摘要 平台是当前智能手机领域的研究热点。本论文以平台为研 究基础,讨论如何在实际硬件中实现的通讯功能,包括通话、短信息服 务、数据业务等.通讯功能的实现与手机通讯协议以及各种通讯标准密切 相关.文章就是对

2、运用在手机终端上的各种手机通讯协议进行应用研究,并结合 的通讯应用程序框架，应用这些协议或标准，实现手机的通讯功能。 在实验环境中,只有一个串口资源作为通讯设备部件基带与手机操作系统进 行对话的通道。基于通讯架构的特点,数据业务在此硬件环境中 不能获取硬件资源，造成资源冲突问题。文章通过应用多路复用协议，虚拟出多 个数据链路通道，来解决硬件资源冲突的问题，并以此为基础,构建了一个新的 多路复用无线接口层。多路复用无线接口层的职责在于完成应用程序与硬件之间 的通讯.它实际上就是一个硬件抽象层。而在通讯功能的实现中，文章结合基带 的特点，根据命令集，短信息服务规范，点对点协议等标准和协议，修改 的

3、通讯应用程序架构，完善多路复用无线接口层，从而完成基带与系统 的通讯。经系统验证，运用文章中的方案构建出来的手机能够正常运行,能够拨 打电话，接听电话，发送短信，接收短信以及处理数据业务等。个人收集整理，勿做商业用途个人收集整理，勿做商业用途 关键字:,手机，通讯协议，无线接口层，多路复用，通讯功能 兰州火学硕士学位论文 ， ， ， ， ， ， ， , ， ， ， , ， ， ， ， , , ， ， , , ， , ， ：， , , ， 兰州人学硕士学位论文 原创性声明 本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是在导师的指导下独立 进行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发 表的成果

4、、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明 引用的内容外，不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研 成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以 明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：彩之 日 期： 缈歹纱 兰州人学硕士学位论文 关于学位论文使用授权的声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 属兰州大学.本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定， 同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版, 允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用任何

5、复制手段保存和 汇编本学位论文.本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相 关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为兰州大学。 保密论文在解密后应遵守此规定。 论文作者签名：篚蔓聊签名:嗍日期：丝竺 兰州入学硕士学位论文 第章绪论 研究背景 纵观手机的发展历史,智能手机必将成为手机市场的主导，引领潮流。在国 内曾经出现了数字通讯网络与模拟网共存的阶段。随后由于模拟手机天生的 局限性，以及其明显的使用缺点，它越来越不受欢迎。而且，数字移动电话的出 现，为移动通讯领域带来了崭新的理念和更友好的功能。通过对比，生产厂商看 到了行业的发展方向，用户趋于性能更好、功能更多的产品。这样导致模拟手机 停产

6、而用户选择数字移动电话的趋势。最终，模拟网和模拟手机退出了历史的舞 台。新的技术成为市场的导向。 数字移动电话发展到今天,不管是手机功能，还是手机外观,都得到广泛的 关注和重视。除了手机的通话，短信息服务功能外,普通手机还支持上网 业务，调频广播,彩信，以及一些程序.这些都可以满足人们日常生活 的基本需求。而智能手机与普通手机的区别在于，智能手机拥有自己的开放 式操作系统，允许任何人根据操作系统属性来开发应用程序，随意装卸应用程序； 具备友好易用的人机交互界面，丰富的通讯功能、完善的个人信息管理、特色的 多媒体服务、电子邮件、电子书阅读、网页浏览、扩展、等先进功能。 另外,在运行程序方面，智能

7、手机比普通手机效率更高，操控性更好。 随着技术的改进与创新,智能手机的生产成本逐渐下降,其低端产品凭借合 适的价格，更出众的功能，逐步挤压普通手机在市场中的生存空间；其高端产品 会慢慢渗透到笔记本领域中.普通手机将步模拟手机的后尘，将逐渐退出中国市 场，智能手机成为市场主导。 目前，在智能手机上运行的操作系统主要有：微软的文档为个人收集整理，来源于网络文档为个人收集整理，来源于网络 、 ，诺基亚的 ，的黑莓,苹果的以及 的. 市场研究公司 年月日发表的研究报告,描述了在全球范 围内各种智能手机操作系统所占有的市场份额。年 拥有市 场份额的%，黑莓占了个百分点,占有，微软拥有， 兰州大学硕十学位

8、论文 拥有%。相比来说，年占全球市场份额很少，只有。 数据显示，短短的一年间，的市场占有率就增长了个百分点。由此 可见，在最近几年内的发展势头将会很火爆,更多的手机厂家会加入 的开发中. 是一款智能手机操作系统，同时，它也是基于内核变 种的软件平台。现在是由公司牵头的开放手机联盟（ ）来开发和维护的.的官方版本就是以开放手机 联盟的名义发布的。 与市场中的其他智能手机操作系统比较,的核心竞争力在于它公开 了源代码，而且允许第三方软件自由加入.任何手机开发商都可以下载到 平台的源代码以及支持系统的内核变种,然后根据手机 设计方案的具体配置，修改驱动，修改与硬件紧密关联的代码，就可以生产出原 始版

9、本的产品。由于公开源代码,并允许自由修改,开发商可以定制自 己的功能，增强产品的竞争力。另一方面，提供了一套免费的软件开发 工具（ ），而且与的源代码同步更新.任何 第三方开发者都可以随时随地下载该软件开发工具，利用该工具开发出具有个性 化的第三方软件，例如手机游戏，即时通讯软件，股票等满足手机用户需求，丰 富用户体验的软件。对于手机用户，功能强大、时尚的基于平台的智能 手机以及丰富的第三方软件支持,都很有吸引力。 无论是手机开发商，第三方软件开发者还是普通手机用户，都可以从 的开发性获得好处.的前景很美好。年月，市场研究 公司预测,到年，将会成为全球智能手机平台中的二号 人物. 智能手机的核

10、心在于操作系统.在问世之前，市面上智能手机的操 作系统，诸如微软的 ， ，苹果的，诺基亚的 等都是有专利的.国内的手机开发商开发智能手机时,需要交付版权费 以及培训费用.可以说，智能手机的核心技术一直掌握在外国大厂商上，国内仅 仅处于从属地位。 基于上述情况，无疑是国产手机在智能手机领域内的一个重要的突 兰州大学硕士学位论文 破口。的开放性将推动智能手机在中国的快速发展。通过对源 代码的分析和研究，在智能手机领域将会涌现一批又一批的高素质人才。而且, 知识的积累，有助于创新。为此文章选择智能手机操作系统作为研究平 台，很有意义。 现阶段,国内有很多手机方案设计公司、手机生产厂商都在研究 系统,

11、争取尽早做出具有竞争力的产品。在我们的研究开题时，市面上还没有国 内厂家生产的基于平台的手机出售。通讯功能作为手机的基本功能，必 须是首要的实现目标。不能通话，不能发短信，不能上网的手机，完全不能满足 手机用户的要求。基于整机的开发，是与硬件直接相关的。不同的设计方案,通 讯功能实现的方式有差异。而通讯功能的实现,在于手机通讯协议的应用和实现。 手机通讯协议在这里起到了关键的作用。 研究内容 通话和短信是手机的两个基本功能。在手机业务高速发展的阶段，这两种通 讯方式为手机积累了大量的用户，是手机市场茁壮成长的基石.然而，在社会高 速发展的今天,人们的生活越来越多元化,需求也就越来越多，永无止境

12、，仅仅 是通话和短信两种功能是不能满足要求的。对于手机制造商来说,只有紧跟市场 的脉搏,迎合用户的口味，增强手机功能，才能获得商机.因此,拍照手机,隐 形手机,音乐手机，商务手机等应运而生。手机功能多样化、应用软件智能化， 多媒体技术的应用，都需要高效率的处理器以及智能操作系统的支持.智能手机 是现今手机发展的趋势。 随着互联网技术的发展,人们的工作和生活越来越离不开网络。人们的通讯 方式也发生了巨大的改变-传统的书信被取代，利用即时聊天工具来 联系业务，网上购物,电子支付，网上交友等等。因此，在通讯方面，仅仅具有 通话和短信功能的手机不能满足需求，手机必须要接入互联网络。 文章就是研究智能手

13、机平台上通讯协议的应用,并实现相关功能, 包括通话,短信息服务，以及手机接入互联网络。这罩涉及到的内容很多，包括 数据是如何组织的，手机和手机之问是怎么通讯的，手机是如何实现上网的等等. 文章中，我们不仅要解析通讯的过程，还要根据特定硬件的属性，构建 兰州大学硕七学位论文 智能手机平台，并实现相关通讯功能。 文章结构 作为智能操作系统的新贵，其发展历史很短暂。从年月首 个官方版本发布到日前，仅有年半左右的时间。但在这期间,迅猛发 展，国内外众多公司都在研究和开发产品。而本文主要是对 系统的通讯功能进行研究，了解和运用相关的通讯协议，其中会涉及到一些概念。 为了让读者更好的了解文章论述的内容,在

14、第章中，我将通过介绍目前市面上 的一些产品以及它们的通讯功能，从而引出论文相关的概念和协议,并 较粗略地描述协议的应用过程。 的系统平台源代码，勾勒了一个手机原型的大体框架，以及提供了 一些相关的应用程序。然而在通讯方面，的架构并不完善，要根据特定 的硬件进行修改或者重建。这主要是因为开发的时候，就是以高通的芯 片作为基准的。由制造的,首款智能手机， 就是采 用高通的芯片.而发布的自主品牌 采用的中央处理器也同样 是高通的芯片。在第章中，我将分析原有的通讯框架以及讨论可 能存在的问题,并根据实验中用到的芯片设计出新的结构。 在第章中，我将以第章设计的架构作为蓝图,一步一步地在实验平台中 构建一

15、个结合我们通讯架构的系统。另外,还要根据各种协议和规范， 实现通话、短信息服务、手机连接互联网络的功能.同时，在第章，我将对系 统进行验证，包括系统启动后的运行情况，通话、短信息服务、上网通讯 功能实现情况以及实现效果等.在第章中，我们将会对文章做一个总结，并根 据官方系统更新的特点，明确对当前的工作进行更新和维护的方向。而 且，我们将根据智能手机发展的趋势以及当前出现的研究观点，简单阐述在手机 通讯方面，未来可能的研究方向。文档为个人收集整理，来源于网络个人收集整理，勿做商业用途 兰州大学硕七学位论文 第章论文相关 平台介绍 在全球范围内,截止年底,手机开发平台至少被装备到款 手机中。新研发

16、出来的 手机比 手机强大很 多。 装备了更快的处理器，更清晰的摄像头，蓝牙和 的功能有很大的改进,且具有功能。我们可以看到，智能手机 的性能在不断的改进，更多的新技术，新功能会被不断地添加到平台中。 但从两者的共性来看,他们都运行在网络中，支持和，具有 通话、短信息服务等基本通讯功能.总的来说，基本的功能在保留和改进，新的 技术被应用。 平台的特征 系统是智能手机的平台，功能强大，其主要特征如下： 组件的重用和替代。 在系统中组件的重用和替代是利用应用程序框架来实现。任何一个 运行在系统中的应用程序,在遵循应用程序框架安全性限制的 前提下，都可以发布它特有的功能模块，使得别的应用程序可以调用该

17、 功能模块. 系统专有的虚拟机。 虚拟机是平台中的核心部件之一。它与通用的虚拟机 有所不同。虚拟机使用自己特有的字节码文件，以满足内存大小有限， 处理器速度受限的手机终端设备的需求.为此，在中运行的应用程序, 必须编译成的字节码文件，由解释执行。 集成的浏览器。 系统中的浏览器运用到了一款丌源的浏览器引擎一。 的代码简洁,结构合理，有利于开发。另外浏览器引擎优点明显， 消耗很少的内存资源，运行效率高。已经普遍应用在手机的浏览器中. 兰州大学硕士学位论文 、图形库。 系统中提供了和的图形库，开发者可以利用这些图形库开发 各种图形效果。除了手机的造型外，手机的图形界面也是用户关注的重点。图形 界面

18、是体现手机个性化的一个载体。优美，华丽，宁静,平和，时尚，热情等不 同元素可以满足不同的手机用户。 利用数据库存储数据. 是一种关系型数据库管理系统，主要应用在嵌入式领域中. 在实际的应用中，数据库提供了一个独立的程序来管理数据库中 的文件，进行各种操作,例如查询,添加和删除等。数据库允许多个进 程以读的方式并行地访问同一个数据。而对于写操作，只有当数据空闲的时候才 能进行操作，否则就会出错.对于写错误，提供重试功能。在 系统中,每个应用程序在运行的过程中都可以创建和访问数据库.其所 需要的系统资源很少，而且运行效率高。在手机终端设备硬件能力较低的情况下， 是优良的选择. 支持多媒体技术。 提

19、供了多媒体相关的系统函数库，支持查看多种格式的静态图像文 件，如、等;提供了应用程序接口，处理各种常用格式的音频和视 频，如播放音视频，录制音视频，视频会议以及播放流媒体等。多媒体技术在 系统中的应用,为平台提供更多丰富多彩的功能,吸引了用户 眼球,满足用户越来越多的需求。 无线电话技术。 系统支持网络。无线电话技术中的标准，是当前最成 熟，应用最广泛的标准.世界上绝大多数的手机都是使用网络.从用户的角 度来说，网络能提供较好的语音质量以及各种不同的通讯方式，例如短信息， 从而满足用户的需求.从设备生产商来说,标准是开放的，这有利于他们在 自己的无线设备中实现相关功能，而且能和其他设备无缝连接

20、。从运营商来说, 利用网络，可以节省成本。文章将在下文继续深入探讨网络以及在 标准中的通讯协议. 支持蓝牙、卜、摄像头、等多种时尚应用。本文为互联网收集，请勿用作商业用途个人收集整理，勿做商业用途 兰州人学硕士学位论文 针对、摄像头、蓝牙等多种手机功能提供了支持，但要 实现这些功能,手机设计方案中必须要有相对的硬件模块。例如，硬件中要有摄 像头，然后我们在实现中需要利用驱动程序来控制这个摄像头，并且利用 提供的应用程序接口实现与上层应用程序的交互。 提供了充足简便的开发工具. 在开发应用时，集成开发环境是最常用的。平台上的 应用程序都是用来开发的。由于需要编译出自己的字节码文件， 所以利用标准

21、的，开发的应用程序不能运行在系统中。为 了解决这个问题,开发工具插件被开发出来,且被集成到环境 中.每个新建的应用程序都是一个项目.另外,还可以通过 虚拟设备以及调试工具来辅助开发应用程序。利用集成环境开发的应用 程序，能够部署到手机开发平台上。 手机通讯 网络 从和 的功能中可以发现，两者都用到了网络.也正是通 过网络,手机设备间才能进行通讯。是 的简称，我们称他为全球移动通讯系统。利用全球移动通讯系 统，用户使用一台手机就可以在全球范围内活动。只要有信号覆盖，用户就能随 时随地与世界各地的人们进行通讯.这主要是因为提供了一系列的开放标准 和协议,并且能够被更好的部署在各种设备中。只要用户开

22、通漫游服务，就能穿 梭在全球的各个子网中。 概要网络结构如图所示。系统分成三部分，分别为基站子系统， 网络和交换子系统也称核心网,核心网。这三个部分具体涉及到的内容很 多，很复杂，而且其设备都是由运营商投资建设的。为此我们只需要了解它们的 作用,不妨把它们抽象成三朵云，或者说看成个黑盒。 基站子系统中，每个基站都有特定的信号覆盖范围。用户活动时,会在不同 的基站中穿梭。而基站子系统的作用就是切换手机终端与基站间的连接,维持无 -燮塑燮 线信号传输的连续性。另一方面，基站子系统分析数据内容后，把数据路由到下 图 概要网络结构 一级目的地，如核心网、 心网、其他基站。核心网和核心网是为了 对数据进

23、行路由建立起来的.核心网管理移动电话和固定电话网络的通讯； 核心网管理移动电话和互联网络的通讯。 通讯协议 通讯时，数据从手机终端传输到基站，最后到达目标设备，其过程是由 标准中的一系列通讯协议所控制的。这些协议规定了数据的组织方式,包括数据 内容的格式，封装字段的长度,字段中每一个数据位所代表的含义等等。随着数 据的流动，这些通讯协议层层叠加,形成了庞大而复杂的堆栈结构,我们称之为 通讯协议栈。通讯协议栈遍布整个网络，它好比交通规则，指引着数据 在网络中传递。而文章的着重点在于智能操作系统平台上的通讯协议的应用。为 此，我们侧重研究手机终端 在手机终端方面，通讯协议栈、数字信号和语音信号的处

24、理都是由智能手机 的基带来实现.手机上的应用程序按照相关的协议和规范，处理用户提供的数据， 然后把满足要求的数据发送给基带.基带获取数据后，分析数据，并按照相关的 协议栈处理数据，最后发送给基站。下文将描述与上层应用相关的协议'以及探 讨这牲协议在实现相关功能时的应用过程. 兰州大学硕士学位论文 命令规范 命令集是通讯协议实现的一种形式，每条命令都由“开头。在 实际的通讯中，应用程序和基带的对话,就是通过命令来完成的.例如，拨 打电话的时候,应用程序用命令来控制基带建立通话链路。当有来电时,基 带会用命令主动通知应用程序.（第三代合作伙伴计划标准化机构）公 布了用于控制手机的命令标准文

25、档 。然而在实际 的应用中，由于基带提供商的不同，命令的实现形式可能有所不同。具体体 现在命令的参数设置不同；针对自有产品的特性，提供扩展的命令，完成 特定功能等等.为此，在应用命令的时候，必须参考提供商的命令文档。 指令就是通讯协议的载体和应用。我们讨论的内容就是如何把数据封装 在指令中，以及对指令的操控，最后使得应用程序可以通过指令进行 通话，发送接收短信息，手机上网等。 通话 语音信号的编码和解码在基带中已经实现。从软件的角度来说，应用程序只 需要根据当前通话所处于的状态,向基带发送不同的命令,控制通讯流程. 而查询当前通话状态需要用到命令。基带返回一组数据作为回应， 其中就有一个数据字

26、段的值表示了通话状态，如通话中、通话保留、正在拨号、 来电、振铃、等待接听等。不管是拨号还是来电，在整个通话的过程中，应用程 序都应该周期性查询呼叫状态，根据状态的切换，改变应用程序的流程。 短信息服务 短信息服务是系统中提供的一种便捷的通讯服务,用来传输文本信 息。手机终端间发送的短信息必须遵循标准的通讯协议，如 ， 才能够实现信息的互通.而短信息的互通还依赖于短信息服务中心。短信息服务 过程如图所示。短信发送后，先被保存在短信服务中心，然后服务中心发送 给目标终端。如果目标终端暂时不能接收，服务中心会按设定重发短信息。 短信息的常用编码模式有模式和模式。而在系统中 兰州大学硕士学位论文 手

27、机终端 短信服务 中心 手机终端 图短信服务过程 用的是模式.为此文章中仅讨论模式.是指协议通讯单元，它规定 了数据中除了用户发送的信息外，应该包含的字段，而且规定字段中每个数据位 为或为所代表的意义。编码是十六进制的。从终端设备发送出去的 编码包含了大量的信息，系统通过这些信息来完成短信息服务的全过程. 在通讯协议的实际应用中,短信息应用程序必须把用户输入的短信息进行 编码，补全其他字段的内容，利用命令把数据发送给基带,然后基带与 短信服务中心进行交互。当获得短信息时，应用程序对数据进行解码,获取信息, 并显示给用户。 手机连接互联网络 (通用分组无线服务)技术是一种分组交换数据处理技术。使

28、用 ,系统能够提供高效、稳定的连接，并且这种连接是端到端的、广域的 无线连接。通过分组的方式,让多个用户使用同一条信道.当用户需要 传输数据时，将会在时间片内占据整个信道。那么,用户就可以利用信道中所有 可用的带宽，获得高效、稳定的数据传输。 实现手机上网，比较常用的方法有两种。第一种是使用命令来接入 网。基带的供应商会提供实现协议的命令集，方便开发人员处理数据 流程。相关的命令的组合,可以实现各种功能,如设置工作环境，建立和关 闭连接，建立和关闭连接，设置工作端口，获取地址,传输数据， 检查连接状态等等。这种方法把工作过程分为命令模式和数据模式。当处理上网 业务时，要切换到数据模式，通话的时

29、候要切换到命令模式。模式的不断切换, 要注意的情况很多很复杂，不利于实现应用程序与硬件的交互，而且还会影响效 率。 第二种方法是利用基带提供的多路复用功能,虚拟出多个通道.例如命 兰州大学硕士学位论文 令通道和数据通道。那么,通话和短信业务可以在命令通道中实现,数据通道处 理上网的业务。两者互相独立，互不影响.上层应用不需要知道通道中的 数据如何被传输到基带，而响应的消息又是怎样分发到合适通道的。上层应用只 需要在对应的通道中进行读写就可以了。然而，在底层实现中，我们要根据相关 的协议，实现数据的传输和分发。另外，获得数据通道后,系统需要利用 协议和协议来连接访问网络. 在实际的应用中，我们用

30、到开源的点对点协议服务程序与网络服务器 进行协商.协商成功后，可以获取地址、域名服务器地址和网关地址等 信息. 兰州人学硕士学位论文 第章平台通讯架构 通过前面的介绍，读者应该对于手机网络有了一定的认识，了解了相关 的通讯协议，以及了解应用协议实现通讯功能的相关过程与方法.而我们最终的 目的是在平台中运用这些通讯协议，实现通话,短信服务,上网 等功能。本章中,我们将会简单的阐述系统的架构，了解系统 的一些概念,然后详细的介绍开放的代码中勾勒出来的通讯架构。因为 中与通信相关的开放代码是针对模拟器来实现的，所以直接运用开源的 代码是不能在硬件平台上实现通讯功能。另一方面,由于没有考虑各种 硬件平

31、台的接口资源,在实际应用中，可能会造成资源冲突。为此，我们将结合 硬件的特性，对架构进行适当的修改，提出新的通讯架构。 架构简述 架构包括应用程序,中间件、内核。架构如图 所示.应用程序的实现是基于语言,但与标准的 语言有不同. 这是因为有自己专用的虚拟机,而且开发应用程序时必须用到 系统自带的类库。在 环境中生成的字节码是不能被 系统的虚拟机所解析。应用程序层包括两个部分，一是应用程序包,主要 负责与用户之间的交互，是程序的主体界面；另一个是应用程序框架,提供系统 中可用的所有应用程序接口。运用这些接口,应用程序可以访问硬件资源。 虽囹 图架构 中间件运行在应用程序和内核之间,是两者沟通的桥

32、梁，支持各种标准协议 和接口，满足各种应用的需求。它主要包括各种系统函数库、的 兰州人学硕士学位论文 虚拟机以及硬件抽象层。硬件抽象层与应用程序框架以及设备驱动相关联，实现 应用程序框架与设备驱动之间应用程序接口的转换。硬件抽象层以动态库文 件的形式存在。 的内核掌管着存储器，进程管理，文件系统管理，系统安全， 网络堆栈等资源。然而，的内核是标准内核的变种。它为 了适应商业应用要求，把设备驱动从内核空间移动到用户空间,而且重写了内核 中的一些功能。 通讯架构分析 架构描述 通讯架构是平台架构的子集，符合系统的设计思路. 通讯架构如图所示。 在的通讯中，主要用到的应用程序就是通话、短信息服务和数

33、据业 务（上网）。通话应用程序提供拨号界面，通讯记录,电话本等。短信息服 务界面中显示了手机上存储的所有短信息,以及提供消息编写和发送操作的图形 界面. 在应用程序框架层，由通讯资源管理器( )管理所有的 通讯功能.通讯资源管理器是通讯资源管理器的子集,用来管理与网络 相关的电话功能。在这一层中，我们还需要应用各种通讯协议的规范,对数据进 行编码和解码。以短信息服务为例,用户在应用主界面中输入数据,发送短信息. 通讯资源管理器获取数据后，把目的地址、用户数据等信息按模式构造 数据包，然后发送给下一层.当通讯资源管理器从下层获取到消息时，它将 按照协议对消息进行解包，提取有用的信息，传输给应用程

34、序,展示给用户. 另外，数据业务在应用程序层是以浏览器作为与用户交互的界面。当用户设 定启动上网业务时，系统就会进行拨号，然后利用点到点协议服务程序与 网络服务器连接,获取地址.最后浏览器就可以通过函数调用，访问内核, 利用网络协议栈,通过网络设备节点访问网络资源。 在硬件层，基带提供了一个通讯接口(一般是串口）作为与上层联系的通道。本文为互联网收集，请勿用作商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途 兰州大学硕士学位论文 应用程序 通话 短信息服务 数据业务 口 应用程序框架 通用通讯管理器 网络通讯管理器 丫 弋， 中间件（无线接口 ；） 无线接口监控程序（） 硬件抽象层 内核 衄 硬件

35、|晰 基带 图 通讯架构 上层应用通过调用内核的系统函数 和 对串口读写，完成与 基带的通讯过程. 然而，在数据业务的实现中,不是采用命令规范对数据进行封 装，而是采用读写基带的通讯接口的方法。但是，在通话和短信息服务的实现过 程中，系统已经把基带的通讯接口分配出去了,这样造成数据业务启动时，又需 要请求使用同一个串口，资源发生冲突。这个问题将在下文给出解决方案。 无线接口层 在的通信中，中间件部分又称为无线接口层。它是通讯架 构中的关键。这是因为无线接口层实现了对硬件基带的抽象，向上提供各种功能 的操作接口.无线接口层中各种功能的实现，实际上就是利用不同的命令的 组合，对基带进行初始化配置，

36、让它按照相关协议进行工作；另一方面，就是迸 兰州人学硕士学位论文 行数据的传输以及应用程序接口的转换。 无线接口层这一层是和硬件密切相关的,不同供应商提供的基带指令的 规范存在差异，而且附带一些属于自有功能的命令集合。为此，平 台仅仅针对标准指令规范，构建了一个无线接口层。在实际的开发中，必须 要根据硬件平台重新改写。中的无线接口层结构如图所示。 网络通讯管理器 节 上觚 ¨ 硬件抽象层 印 殴 串口 基带 图无线接口层的结构图 图中虚线部分为的无线接口层,它包括无线接口层监控程序 以及通讯功能的硬件抽象层（以下简称)。无线接口层监控程序 是网络通讯管理器和沟通的桥梁。无线接口层监控

37、程序通过 通讯方法与网络通讯管理器进行消息的发送和接收，巧妙地解决了进程间的 通讯的问题。的服务器端在无线接口层监控程序中构建，客户端在 网络通讯管理器中的文件中建立.当应用程序调用中提供的 应用程序接口时，进程会把数据从通道中发送给。根据传输过 来的数据，调用匹配的函数接口 ,让硬件抽象层来进行对应 的处理.从硬件抽象层返回消息，称作，即响应。会把返回的数 据通过通道传送给通讯管理器。 在中，我们把主动向基带发送请求的操作称之为，例如拨 兰州大学硕士学位论文 号,呼叫转移、发送短消息等.响应的消息称为 , 表示主动请求的响应消息.另外，在中,我们把基带主动上报的消息称 为 ，表示非请求的响应

38、。例如来电,接收到短信息,短 信消息报告等等。在这里,主动请求,主动请求的响应消息以及非请求的响应， 都是命令的集合。在硬件抽象层，数据的处理需要按照命令的规范进行, 做到把数据封装到命令中,再传输给与基带通信的串口。串口回来的数据, 需要从指令中解包，最后传输给上层。因为指令就是大部分通信协议的载 体，所以这样操作才能做到真正应用通讯协议，才能与基带无缝连接,无缝通信. 通过对无线接口层代码的研究，我们可以发现提供了一个 虚拟的。它模拟了实际硬件的功能，针对应用程序的函数调用,进行合适的 操作。在的模拟器中，用到的就是这种功能.为此，在开发过程中，要 注意两者之间的区别,把虚拟去除. 新的架

39、构的设计 上文提到在处理通话和上网时，会产生资源的冲突。解决冲 突的办法有三个，一是增加一个基带，二是修改中关于的实现方 法，使用命令规范进行封装，三是运用多路复用协议，虚拟出多个串口资源。 基带作为手机设计方案中必备的关键部件,成本相对其他部件来兑，比较高昂. 增加一个基带，必然会大大提高手机产品的出厂价，造成产品竞争力低下，而且 利润空间少。这个方法是一定不会使用的。 另外，修改平台中关于的实现方法，这个途径虽然可行，但 是工作量很庞大且复杂。在平台上运行的应用程序，都可以利用现有的 应用程序框架访问网络资源。为此，应用程序的用户必然会特别关注数据的传输 效率。我们已经知道，使用命令实现，

40、需要不断的切换数据模式和命令 模式,这样会造成数据传输的低效。有时候，用户很难接受这种情况。 运用多路复用协议，虚拟出多个串口资源提供系统使用，这个方法比较符合 系统的需要。串口多路复用方法的实现有两个关键点，一是串口的虚拟 化的实现；二是多路复用协议的实现。这两个关键点的实现我们将在下一章节相 关的部分进行具体分析。个人收集整理，勿做商业用途文档为个人收集整理，来源于网络 兰州大学硕士学位论文 文章中选择多路复用技术来解决资源冲突的问题。在接下来的部分，我将具 体分析串口多路复用协议在系统中的应用。 串口多路复用协议 多路复用是指在一条通讯信道中，实现多路信号或者多种数据流并行传 输的技术.运用多路复用技术，多条低速的数据流可以合并到同一条高速的通讯 信道中，以此来避免产生高额的器件成本。 在手机平台中，主要的通信部件是基带。而基带仅仅提供了一个串口让系统 使用。为了使得在一条串行接口中同时存在多个会话，如语音信号、短信息服务、 数据业务等，供应商在基带中实现了串口多路复用协议.在开发中，用户 需要在一条物理串口接口上实现多个数据链路连接