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基于IMS的双模智能手机的设计与实现

作者:金桥电子  来源:本站整理  发布时间:2011-10-16 11:54:10

摘要双模智能手机是能利用CS域和IMS域进行通讯的移动终端设备。在分析采用的三种技术后,再从系统架构、硬件平台、软件平台,再到DMS进行设计,从而完成整个系统的设计,并结合实际使用的实物器件进行具体实现。

  移动手机的出现,实现了人们之间随时随地沟通,也引发了社会信息化的变革。手机从出现到现在经过几个阶段的发展,由封闭式操作系统变成开放式操作系统,可以实现多种扩展功能应用。

  智能手机(Smart Phone)是由摩托罗拉、诺基亚、三星等国际着名手机制造公司联合提出来的一种新型手机,它除了具备基本通话功能外,还具备了PDA的大部分功能,尤其是个人信息管理、上网浏览器和电子邮件功能。智能手机是具有开放式操作系统、较强功能的CPU、可以根据需求扩展硬件(如存储卡等)和软件功能(如游戏、办公软件等)的多任务手机。近年来,随着半导体技术的发展,使处理器能力的不断增强,现在的智能手机不再只是手机与PDA的简单组合,已经能实现很多电脑的性能和功能,包括高保真立体声效、3D图形效果、办公、DVD效果的视频播放、多媒体互联游戏、蓝牙、WiFi等。

  随着智能手机功能性和实用性的增强,使用者越来越多,尤其适合"移动"商务人士使用。目前智能手机市场的竞争也很激烈,一方面诺基亚、摩托罗拉、三星等传统巨头想牢牢把握市场份额,另一方微软、苹果、谷歌等国际新巨头也开始进入手机市场。未来的智能手机不仅在处理器速率上会有明显提高,操作系统也会越来越开放和智能化,为软件运行和内容服务提供了更好的平台。随着3G通信时代的到来和IMS技术的逐渐成熟,通信效率和带宽将得到很大改善,手机多模接入必将成为一种趋势,基于3G手机的应用服务也会越来越丰富,更多增值业务可以就此展开,如商品、天气、新闻、股票、交通、应用程序下载等,因此厂商不再只关注智能手机,而是更加关心通信软件和内容服务,因此通信软件和移动互联网领域具有强大的市场潜力,诸如手机电视、手机搜索、手机网络游戏等领域将具有广阔的市场前景。

  一、IMS、VCC 和WIFI技术

  1、IMS(IP 多媒体子系统)

  IMS(IP Multimedia Subsystem,IP多媒体子系统)是第三代移动通信核心网络的重要组成部分。是基于IP技术,融合Internet、移动网络、数据、语音、视频的网络体系[1].IMS的目标是融合Internet和移动通信网络。现在IMS已被定义为支持所有IP 接入网的多媒体业务核心网,可以支持任何一种移动的或固定的、有线的或无线的IP- CAN(IP Connectivity Access Networks),包括W- CDMA,CDMA2000,TD- SCDMA,Ethernet,xDSL以及WirelessLAN等接入方式,从而实现其接入的无关性。

  IMS核心网主要采用SIP(Session Initiation Protocol)协议进行会话控制。通过IMS,3G (3rd Generation Mobile CommunicationsSystem)网络可以为用户提供PoC(Push to talk over Cellular,一键通)、多媒体会议、即时消息、Presence 等多种业务。从网络架构上来看,IMS是叠加在原有电路域和分组域网络之上的网络,通过分组域实现信令和用户数据的承载,并可以实现和原有电路域的互通。

  2、VCC(语音呼叫连续性)

  无线局域网(WLAN)技术在近年来得到很大的发展,已经广泛用于办公区、家庭、通信热点地区等场合,用户完全可以通过WLAN接入IMS核心网,从而使用基于IMS的VoIP(Voiceover IP)电话服务。同时应该注意到以下两点:第一,CS域提供的话音业务是基本的收入来源,不可能立即停用,会与IMS网络共存较长的时间。第二,IMS虽然采用基于SIP的业务实现方式支持VoIP业务,但其语音质量难以得到保证。语音呼叫连续性(Voice Call Continuity,VCC)即是3GPP 针对IMS 域与CS 域间语音呼叫连续性的解决方案。基于VCC业务,通过引入支持GSM/CDMA/UMTS和WLAN接入方式的双模或多模移动终端设备,用户可以在有WLAN覆盖的地区,通过WLAN方式接入IMS进行语音通话,当用户移出WLAN服务区后,又会漫游到移动蜂窝网络上继续进行语音通话,并且可以在两者之间进行无缝切换。

  3、WIFI(无线保真技术)

  ,是IEEE 802.11 网络规范的一种,最高带宽可达11 Mbps,根据实际情况,带宽可自动调整三种不同的带宽,分别为5.5Mbps、2Mbps 和1Mbps.带宽的自动调整性有效地保障了网络的稳定性和可靠性。具有"速度快、可靠性高"等特性。在开放性区域,通讯距离可达305 米,在封闭性区域,通讯距离为76 米到122 米,方便与现有的有线以太网络整合,且组网的成本更低。

  WLAN(无线局域网)是由AP(Access Point)和无线网卡组成的无线网络。AP称为网络桥接器或接入点,它是传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁或纽带,因此任何一台装有无线网卡的终端都可通过AP去分享有线局域网络或广域网络的资源,它的工作原理相当于一个内置无线发射器的HUB或者是路由,而无线网卡则是负责接收由AP 所发射信号的终端设备。

  二、软硬件架构体系设计

  为创建本智能手机的软硬件系统平台,需要基于IMS和VCC实现原理和具体功能需求来设计系统架构,下图是基于Linux和IMS的系统架构图。

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