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基于Android的手机通讯协议应用研究与实现论文
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更新于2023-03-03
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基于Android的手机通讯协议应用研究与实现论文基于Android的手机通讯协议应用研究与实现论文基于Android的手机通讯协议应用研究与实现论文基于Android的手机通讯协议应用研究与实现论文基于Android的手机通讯协议应用研究与实现论文基于Android的手机通讯协议应用研究与实现论文基于Android的手机通讯协议应用研究与实现论文
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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
Android平台是当前智能手机领域的研究热点。本论文以Android平台为
研 究基础,讨论如何在实际硬件中实现Android的通讯功能,包括通话、短信息服
务、GPRS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 Android
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Androi
d通讯架构的特点,GPRS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AT命令集,短信息服务规范,点对点协议等标准和协议
修改 Android的通讯应用程序架构,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GPRS数据业务等。
关键字:Android,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
AB STRACT
Currently,Android platform is the hot poin
t in the field of smart phone.Based Android
on
platform,this thesis
discusses the implementation of
Android communication
functions with real hardware,including di
aling,short message service,GPRS data
services,etc.The implementation of commu
nication functions is closely related with
mobile phone
communication protocols and
various
communication
standards.In this
thesis,communication protocols,used
will implement the
in mobile
terminal,will
bc researched.And it
or
communication functions,by
using the protocols
standards
and
taking the advantage of
Android telephony application framework.
as a
In the experimental environment,only one s
erial port is used
channel for the communication between base
band processor
communication
mobile phone
and
operating system.For the feature of Androi
d telephony framework,GPRS data
services would
not get the hardware resource to work.So it
would cause resources
conflict.To
solve that problem,it takes the advantage
of multiplexing protocol
and
produces some virtual data link
channels.And
a
new multiplexing radio interface
layer is constructed using those virtual d
ata link
channels.The
multiplexing radio
interface layer is to complete the communi
cation between hardware and It is actually
a
applications. and
hardware abstraction layer.In the impleme
ntation,many protocols
as
standards will be used,such
AT command set,short message service speci
fication,
and point to point protoc01.According to t
he above baseband
protocols and
the feature of the application
processor,the
implementation
will
modify
the telephony
framework,and improve the multiplexing ra
dio interface layer'SO as to complete the co
mmunication between the baseband
processor
and
the
system.The
system
validation shows that the phone,made by th
e way in this thesis,works correctly,and
can
make calls,receive calls,send SMS,receiv
e SMS and handle GPRS data services.
Keywords:Android,Mobi le Phone,Communica
tion Protocols, Radio Interface
Layer,Multiplexing,Communication
Function
2
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、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1章绪论
1.1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GSM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GPRS上网 业务,FM调频广播,彩信,以及一些Ja
va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[1]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USB、GPS
等先进功能。 另外,在运行Java程序方面,智能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Windows
Windows Mobile、
CE,诺基亚的Symbian OS,RIM的黑莓,苹果的iPhone以及Goo
gle
的Android。 市场研究公司Canalys 2010年2月8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[2]。2009年Sym
bian OS拥有市 场份额的47.2%,黑莓占了20.8个百分点,Apple占有
15.1%,微软拥有8.8%,
5
兰州大学硕十学位论文
Android拥有4.7%。相比来说,2008年Android占全球市场份额
很少,只有0.5%。 数据显示,短短的一年间,Android的市场占有率就增长了
4.2个百分点。由此 可见,Android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 Android的开发中。 Android[3][4]是一款智能手
机操作系统,同时,它也是基于Linux内核变 种的软件平台[5]。Android
现在是由Google公司牵头的开放手机联盟(Open
Handset
Alliance)[6]来开发和维护的。Android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,Android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
Android平台的源代码以及支持Android系统的Linux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
版本的产品。由于Android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,Android提供了一套免费的软件开发 工具
(Software
development
kit),而且与Android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Android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 Android的开发性获得好处。Android的前景很美好。2009年
lO月,市场研究 公司Gartner[7]预测,到2012年,Android将会
成为全球智能手机平台中的二号 人物。 智能手机的核心在于操作系统。在Android
问世之前,市面上智能手机的操 作系统,诸如微软的Windows
Mobi le,Windows
CE,苹果的iPhone,诺基亚的
Symbian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,Android无疑是国产手机在智能手机领域内的一个重要的
突
6
兰州大学硕士学位论文
破口。Android的开放性将推动智能手机在中国的快速发展。通过对Andro
id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Android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Androi
d 系统,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Android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。
1.2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,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E-mail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Android
智能手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
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