無線通訊終端的現狀和軟體結構論文
通訊終端是人們享有不同資訊應用***通訊業務***的直接工具，承擔著為使用者提供良好的使用者介面、完成所需業務功能和接入通訊網路等多方面任務。以下是今天小編為大家精心準備的：無線通訊終端的現狀和軟體結構相關論文。內容僅供參考閱讀!
無線通訊終端的現狀和軟體結構全文如下：
由於計算機硬體發展的超前,為移動終端硬體提供了強大的技術支援,無線移動終端硬體基礎設施也因此相對穩定。隨著網際網路的推動以及通訊業的自身發展,無線移動終端產業長期存在的“壟斷性”將被淡化,從封閉、垂直生產正走向開放、合作、橫向整合,各種終端作業系統、執行平臺、應用程式琳琅滿目,各種網路業務也正向互相融合的方向發展,而支撐終端產業發展和變化的主要技術基礎從硬體的演進轉變成了軟體的發展。
本文與上一講“無線移動終端的歷史及其硬體結構演進”和下一講“通訊業務引領無線移動終端發展未來”合起來,將對我國無線移動終端的過去、現狀和未來以及無線移動終端上的主要技術有一個較詳細的介紹。
無線移動終端的現狀
針對不同的使用者群體,現階段無線移動終端高、中、低端三大類並存,而且多功能終端佔據主要市場。多功能終端較傳統話音手機功能豐富,它可以攝像、拍照,可以有PDA、MP3甚至計算機的處理功能,它也可以看電視,下載視訊節目,還可以做電子錢包或成為電子商務終端。但這種終端由於通訊能力和主CPU資料處理能力的限制,需要複雜資料處理能力的業務的實施不夠完善,例如攝像頭畫素可能不夠,如果畫素夠了又受行動網路傳輸能力限制而出現不能無線傳輸的問題,到了網路電視和流媒體,對網路傳輸能力的要求就更高了。所以總的來說,現有網路條件下,業務已經多種多樣,但還是不能滿足使用者體驗需求,很多業務目前只是起步階段,是3G業務的一個雛形,到了3G或者後來的4G,開放的智慧終端最終滿足使用者對行動通訊的需求。
傳統意義上的移動業務侷限於話音業務,硬體結構主要由射頻模組和基帶處理模組兩部分組成。在此硬體基礎上的軟體比較簡單,而且多由終端生產廠商自己研究開發,軟體和使用者介面都已經固化到終端裡,不能修改,或只能通過廠家修改和升級。
如今移動終端資料處理能力不斷增強,其應用也日益多樣化,對整個系統的軟硬體資源要求不斷提高,移動終端已不再是傳統意義上的行動電話,除了簡單的話音通訊功能外,它還具備資料通訊和資料計算功能。現有的多功能終端能滿足一定的資料處理能力,它們多采用ARM9或者ARM11等功能較強的處理器作為控制晶片,而且具有較強的獨立終端作業系統,作業系統或通過JAVA和BREW等應用執行平臺對外開放應用程式介面***API***,以便第三方應用和業務客戶端能通過下載運行於終端之上。
目前市場上已經出現了很多功能強大的雙處理器***CPU***終端,現階段的智慧移動終端一般就是指這種具備了兩個處理器的終端。圍繞這兩個CPU形成移動智慧終端中的兩個子系統:通訊子系統和應用子系統。目前的這種終端由於標準化程度還不夠,不能實現應用的廣泛互通,不能實現外部功能介面的互通,也不能實現功能元件的相互替換,所以它們還僅僅是智慧終端的雛形。但即便如此,這樣強大而複雜的硬體資源需要系統化管理,單獨的智慧移動終端作業系統主要用來完成諸如程序、記憶體、外部裝置等系統資源的排程和管理,並提供或通過JAVA或BREW等應用執行平臺為上層應用軟體提供服務。
現階段存在的移動終端,除了傳統的話音終端外,多功能終端和初期的智慧終端都逐漸趨於開放,功能元件逐漸模組化,加上OMA、3GPP、OMTP等標準化組織的推動,無線移動終端日益具備了規範的邏輯體系結構,如圖1所示。
基於硬體平臺***ASIC、外部裝置***上的包括作業系統、應用平臺、應用程式和業務客戶端程式都是通過計算機軟體實現,我們統稱之為終端軟體。
終端作業系統
移動終端作業系統作為連線軟硬體、承載應用的關鍵平臺,在智慧終端中扮演著舉足輕重的角色。目前市場上主流的普通多功能終端作業系統主要有Nucleus PLUS、pSOSystem等,主流的智慧終端作業系統有Symbian、Windows CE、Palm OS、Linux等。
Nucleus PLUS 是由Accelerated Technology Inc.***ATI***公司推出的、專為實時嵌入式應用設計的一個搶先式多工作業系統核心,其95%的程式碼是用ANSI C寫成的,因此非常便於移植並能夠支援大多數型別的處理器。從實現角度來看,Nucleus PLUS 是一組C函式庫,應用程式程式碼與核心函式庫連線在一起,生成一個目的碼,下載到目標板的RAM中或直接燒錄到目標板的ROM中執行。在典型的目標環境中,Nucleus PLUS 核心程式碼區一般不超過20K位元組大小。Nucleus PLUS 採用了軟體元件的方法,由於採用了軟體元件的方法,Nucleus PLUS 各個元件非常易於替換和複用。
pSOSystem***簡稱pSOS***是整合系統有限公司***Integrated
Systems***研發的產品,它是一個由標準組件組成的、可擴充套件可裁減的嵌入式實時作業系統,包含單處理器支援模組***pSOS+***,多處理器支援模組***pSOS+m***,檔案管理器模組***pHILE***,TCP/IP通訊包***pNA***,圖形介面,JAVA,HTTP等。pSOSystem功能模組完全獨立,開發者可根據應用要求擴充套件系統功能和儲存容量。pSOS在中國市場佔有率較高,主要應用領域包括通訊、航天、資訊家電以及工業控制。pSOSystem的主要缺點在於其上下文切換時間長,實時性不強,採用的整合開發環境Sniff
Plus與產品相容性不好,部分關鍵功能無法使用。
Symbian公司是由諾基亞與松下、愛立信、Psion等公司聯合注資的,它的成立就是要防堵微軟的移動終端市場的進入和稱霸企圖,為未來智慧無線移動終端提供一個標準作業平臺。Symbian OS是一個實時性、多工、多執行緒的純32位的作業系統。其前身是Psion Software公司的Epoc作業系統。它的特點是功耗低,記憶體佔用少,適合硬體受限的移動終端。再加上它的技術支援上都是一些老牌的具有豐富經驗的手機制造商,所以它們與2G、2.5G、3G有平滑介面,而適應手機範圍跨GSM/GPRS/WCDMA和CDMA2000兩大系列。對原有的通訊協議,外設支援全部繼承,因此受到了佔世界產量75%以上的終端製造商的歡迎。
最早微軟推出了用於手機的Windows CE 1.0和Windows CE 2.0,後來又於2000年推出了Windows CE 3.0,曾以Pocket PC和Smartphone命名該針對移動終端的作業系統,目前用於行動通訊終端的Windows CE 3.0統稱為Windows Mobile。Windows CE 3.0專門用於為包括移動與低能耗裝置在內的大量產品建立動態應用程式及服務。此外,Windows CE 3.0的擴充套件平臺特性集實現了模組化,因此,開發人員可以僅從200多個成熟的前沿作業系統元件中選擇自己所需的元件。Windows CE 3.0可以工作在12種不同的處理器體系結構、180餘種CPU上,可以用於許多種不同的裝置,包括工業自動化、手持行動式PC、高速資料獲取裝置以及一些使用者應用程式如遊戲控制檯和機頂盒。目前主要被一些新興或有IT基礎的廠商所採用,並與PC應用聯絡緊密。
Palm OS是一種32位的嵌入式作業系統。此係統是3Com公司的Palm Computing 部開發的。Palm OS最初是定位於掌上電腦的作業系統,但是隨著手機和掌上電腦的不斷融合,Palm OS已經在通訊方面作出了努力。Handspring已經推出了支援GSM和CDMA等不同制式移動通訊網路的掌上電腦,使用的就是Palm OS作業系統。
嵌入式裝置非常適合像Linux這樣的作業系統,因為Linux本身是開放原始碼的,而從原始碼級來對個性化的產品進行定製是最根本和最深入的。開發人員已經開發出了諸如網際網路應用、工業控制系統以及資料獲取裝置的相關產品。隨著嵌入式Linux技術的不斷成熟,它已能夠滿足更加靈活的體積要求,並支援越來越多的不同體系結構的處理器產品,開始逐步進入主流的嵌入式市場。然而,嵌入式Linux在發展過程中也遇到了一些制約瓶頸。首先,嵌入式Linux系統在這個領域的產品發展比較晚,開發的時間比較短,在某些方面還有待成熟;其次,嵌入式裝置個性化比較強,導致從事嵌入式Linux開發的廠商所開發的產品現在互不相容。在眾多Linux開發人員的共同努力下,它正在不斷地完善以滿足新一代消費產品的需求,在2003年,摩托羅拉推出了全球第一款採用Linux 作業系統的手機——A760。
作業系統的優劣決定了手機的品位和效能,作業系統設計得越好,不僅使用者使用方便,而且可以為使用者提供眾多的新功能和應用。從技術發展角度看,作業系統將為終端加快更新換代提供必要和充分的條件。
應用執行平臺
應用執行平臺的引入使終端更加開放,允許終端從行動通訊運營商的移動門戶上或網際網路上下載各種應用程式,並在手機創造可執行環境,然後以線上或離線的方式執行這些程式,從而得到所需的服務。由於定義了可執行程式下載的標準,並在手機上創立了可執行環境,由此,在行動通訊業第一次為軟體開發商創造了巨大的商業機會,手機使用者在得到豐富應用體驗的同時,也大大提高了運營商的網路流量。Java是目前最主流的應用平臺,BREW在CDMA終端中應用廣泛,Microsoft.NET也隨著Windows Mobile的推廣日益興盛。
Java由於它簡便易行、跨平臺、開放等特點受到了廣泛的歡迎。它可以做到與平臺無關“一次編寫,到處執行”。J2ME***Java 2 Micro Edition***作為Java 2平臺的一部分,與J2SE、J2EE一道,為無線應用的客戶端和伺服器端建立了完整的開發和部署環境。由於專門針對多樣化的嵌入裝置和消費電子裝置,J2ME的結構與傳統的程式設計序語言和規範有一些不同,它是由配置***Configuration***、簡表***Profile***和可選包***Optional Package***三要素構成。J2ME技術由一個虛擬機器和一組API組成,這組API適合於為消費和嵌入式電子裝置提供經過剪裁的執行環境。Java的一個關鍵優點是它能同時為多種連網的便攜機、桌上型電腦或其它工作站和伺服器提供服務,無論執行在這些客戶機上的軟體是Java applets 、獨立的Java程式、HTML瀏覽器還是本地的應用程式,它都可以同時支援。利用J2ME,這些企業系統也可以直接與各種電子裝置進行通訊。
J2ME體系的一般結構是:由Configuration定義的Java虛擬機器運行於裝置的宿主作業系統之上,構成整個平臺的基礎。Configuration提供了基本的語言特性,Profile提供針對裝置的特殊功能API和擴充套件類庫。應用程式的執行環境需要一個Configuration和至少一個Profile,多個Profile可以共存,也可以疊加。
圖2J2ME的體系結構
BREW是高通2001年1月推出的無線移動終端應用軟體的執行平臺,它擴充套件了Rex作業系統的功能,而又扮演開發平臺的角色。BREW平臺為無線裝置提供開放式標準平臺的應用程式執行環境,是無線應用程式開發、裝置配置、應用程式釋出以及計費和支付的完整端到端解決方案的一部分。完整的BREW解決方案包括面向開發者的BREW SDK ***軟體開發包***、面向裝置製造商的BREW應用程式平臺和移植工具以及由運營商控制和管理的BREW分發系統***BDS***。利用該系統,開發者開發的應用程式可以輕鬆投入市場並協調計費和支付過程。
Microsoft.NET 是Microsoft XML Web services平臺。XML Web services允許應用程式通過Internet進行通訊和共享資料,而不管所採用的是哪種作業系統、裝置或程式語言。 Microsoft.NET平臺提供建立XML Web services 並將這些服務整合在一起之所需。對個人使用者的好處是無縫的、吸引人的體驗。
本講小結
目前市場上高、中、低端無線移動終端並存,分別滿足不同使用者群體的需要,但在未來相當長一段時間內具備獨立作業系統和一定開放介面的多功能終端將繼續佔據主導地位,在這段時間內,終端硬體平臺由TI、Qualcomm等公司提供核心Modem晶片和解決方案,協處理器和雙處理器結構相對穩定,所以終端上的作業系統、執行平臺、遊戲、客戶端等應用程式成為決定終端功能的主要因素,而且由於功能軟體和應用軟體之間相容性和互通性差,因此終端上的軟體開發也就成為終端生產廠商研發的重點。隨著終端技術發展和標準化工作的推進,移動終端必然更加開放和功能標準化,到時,終端成本降低,成為使用者使用全業務的載體,到時終端的發展受限於通訊業務發展。
也正因為移動終端和業務現階段的多樣性以及技術產品的非嚴格規範性,在將來很長一段時間內另外一個發展動向也值得注意,即運營商將向終端製造商直接定製某些特殊要求的終端,這對運營商來說是競爭所需。另外,由於終端的多業務、多服務也不可能製造出萬能的全標準化終端,未來無線移動終端發展將會根據使用者需要和各方利益在定製和標準化之間取得平衡。