第一章绪论
1.1研究背景及意义
无基站通信条件下,超短波无线通信技术被广泛地应用于军用、救灾现场和应急保障通信等场景中。在超短波通信应用于个人通信领域之后,超短波通信设备也逐渐向着小型化、智能化和高性能化发展。
当前,随着超短波通信设备小型化和高性能化,小型平台如常见手持式平台为支撑高效的无线通信承载能力或满足多元化应用,通过硬件更新和升级,配备性能更强劲的处理芯片和功能更丰富的板上资源。然而高速复杂的信息处理和大量外部设备的运行都会导致整个平台在电能消耗上大幅度攀升。
在电池续航能力有限的情况下,如果没有一个高智能化的电源管理机制,在常规使用中通过实施有效的功耗控制来弥补或平衡电能消耗,手持式设备的户外使用时间将会变短,可用性变差,最终失去实用价值。传统的无线通信平台软件由于其系统性不够强,对硬件的整合度不够高,功能较为单一,难以提供一个完善的电源管理机制来保证手持式平台的持久运行。
基于嵌入式平台的智能操作系统在功耗控制上则大有改观,它能实现动态的电源管理,有效地降低手持式平台的平均功率消耗,提高供电效率,延长电池使用寿命。此外,智能操作系统针对硬件进行高度优化,提升它在手持式设备上的运行效率,通过合理安排和调度软硬件资源,提供高效的无线通信业务处理能力。
然而,当前大部分在开发和应用上做的比较成熟的智能手持操作系统要么是封闭的,要么处于半开源状态,不利于自定义通信协议栈功能,也不利于针对特定硬件的无线通信平台开发和优化。于是,本文选择使用开放源代码的Android操作系统来开发和搭载超短波通信手持式平台。
Android能够提供开源的系统级解决方案,具有标准、规范的层次和接口划分,方便特定硬件平台或第三方应用软件的接入。Android充分地利用了Linux提供的电源管理框架,来完善自身的电源管理机制,除了支持常规的睡眠、唤醒功能外,还能够根据当前系统的运行情况来动态地调整处理器工作模式[3],关闭或暂停不必要的外部设备,平衡系统功耗开销。
以开源为主的多种优良特性使得Android操作系统在移动通信领域的开发中具备强大的竞争力。针对这样一个当前广受欢迎的无线终端操作系统,基于它开发的无线通信业务极富开发价值和应用潜能。而Android与短波、超短波无线通信事业的结合也具有更新的意义,超短波通信的开发也拓宽了Android在手持式平台上的无线业务,在其他网络不可用或不畅时完成应急通信功能。
1.2研究内容与安排
本文基于Android操作系统框架,在自主研发的手持式平台上设计并开发了超短波通信的软件功能,主要贡献如下:
(1)成功地在自主研发的硬件平台上搭建并运行了基于嵌入式系统的Android智能操作系统。
(2)设计了业务应用层功能。人机交互符合Android平台的界面显示和操作控制,满足用户基本的语音和短信业务操作,并可提供通信状态实时通知。
(3)构建了业务管理框架。详细定义业务信令的含义、类型和格式以及从上层至底层以信令为主线的完整业务流程,有效支持通信业务管理和运作;基于Android操作系统的系统框架和内部运行机制,划分了业务层次和功能模块,给出了具体实现方式和流程控制。
3.3 超短波通信软件性能....... 41-42
3.3.1 数据传输率....... 41-42
3.3.2 通信误码率....... 42
3.4 小结....... 42-43
第四章 超短波通信手持式平台软....... 43-71
4.1 引言....... 43
4.2 通信协议栈....... 43-54
4.2.1 呼叫发起方....... 46-50
4.2.2 呼叫应答方....... 50-53
4.2.3 信令定义....... 53-54
4.3 硬件结构....... 54-58
4.3.1 主控制功能模块....... 54-55
4.6 小结....... 70-71
第五章 超短波通信手持式平台.......71-99
5.1 引言....... 71
5.2 基于 Android 的总体....... 71-74
5.3 软件模块设计....... 74-88
总结
本文基于Android操作系统框架,在自主研发的无线电平台上设计并开发了超短波无线通信平台软件,主要贡献如下:
(1)成功地在自主研发的硬件平台上搭建并运行了基于嵌入式系统的Android智能操作系统。
(2)设计了业务应用层功能。人机交互符合Android平台的界面显示和操作控制,满足用户基本的语音和短信业务操作,并可提供通信状态实时通知。
(3)构建了业务管理框架。详细定义业务信令的含义、类型和格式以及从上层至底层以信令为主线的完整业务流程,有效支持通信业务管理和运作;基于Android操作系统的系统框架和内部运行机制,划分了业务层次和功能模块,给出了具体实现方式和流程控制。
参考文献
1.Android source site. . 2012
2.Marko Gargenta. Learning Android. O'Relly Media, Inc.2011
3.Android Project一Power Manager.
4.pdk docs power management.html. 2012
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6.Darren Murph. Google's AnRobin defines 'Android activation,' trumpets 700,000 per day
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7.Egham. Gartner Says Sales of Mobile Devices Grew 5.6 Percent in Third Quarter of 2011;
8.Smartphone Sales Increased 42 Percent. 2011.
9.Android developers reference. 2012
10.Wikipedia.开放手持设备联盟. Handset Alliance. 2012