基于android平臺的通信系統設計與實現

董思博，周園園，王祿祿

沈陽師范大學物理科學與技術學院，遼寧 沈陽 110034

隨著移動通信的發展以及互聯網向移動終端的普及，網絡和用戶對移動終端的要求越來越高，而Symbian，Windows Mobile，Iphone OS等手機平臺過于封閉。隨著通信產業的不斷發展，智能手機也向集通話，上網，多媒體，郵件多功能于一體的掌上電腦方向發展。Android支持wifi，采用webKit瀏覽器，擁有pushmail，Google地圖和搜索等眾多網絡應用，它的出現讓人耳目一新，它的發展更是手機與互聯網結合的必然趨勢。Android包括操作系統、中間件和一些關鍵的平臺應用，是一款真正意義的開放性的移動設備綜合平臺。Android是允許所有廠商和個人在其基礎上進行開發，由Linux+Java構成的開源軟件。Android平臺的開放性特點既有助于降低開發成本，由能促進技術的創新，更可使運營商能方便的定制自己的特色化產品，具有相當強大的市場發展潛力。

Android在框架結構的設計包含一組核心應用程序的應用層，提供包括系統各式組建的庫層、應用層需API接口的應用程序框架層，android的核心庫提供Java類庫提供的絕大部分功能，每個Android應用都運行在自己的進程上。最下面是提供安全、內存管理、進程管理、網絡組、驅動模塊的和硬件抽象層的內核層。

為了簡化通訊模塊設計的復雜性，Android的通訊模塊的設計采用分層的模式，這樣使各層相互獨立而又相互高效的協調工作，當其中一層發生變化時，其他上下兩層均不受到任何影響，這樣各層更加靈活，更加獨立，各層只用提供標準化的接口，方便了模塊間的替換，增強了其平臺代碼的可移植性。目前市面上的智能機在硬件上多采用雙CPU的架構，一個是應用處理器，運行操作系統和各種應用程序，另一個是基帶處理器，主要處理語音信號的編碼，數字信號以及GSM，WCDMA的通信協議。基帶處理器、射頻和其他外圍芯片作為一個模塊，成為GSM/GPRS，WCDMA modem，提供AT命令接口。我們需要在AP系統中有一個負責數據的可靠傳輸、AT命令的發送以及response的解析的模塊。Android系統提供了RIL這樣一個模塊來滿足我們的要求。通信系統的構架框圖如圖1。

圖1

通信系統的構架主要包括電話應用層、應用框架層、庫層、內核層、基帶層五部分。電話應用層，主要為電話，聯系人，短信，以及上網等跟電話相關的應用程序，負責完成通過調用framework的借口，人機調用，實現引用等各個功能。應用框架層則是將電話應用層傳下來的數據通過Phone相關借口封裝，通過CommandInterface發送給RIL，RIL負責將數據打包，通過socket傳送給下層的RILD（Radio Interface Layer Deamon）層，并且從RILD接收反饋信息傳送給應用層。內核層存在于在通信框架中，內核含有軟件與基帶通信的驅動，作為硬件與軟件之間的抽象層。基帶層則為獨立的通訊模塊，其實現了無線通訊功能。可以把它看作一個硬件設備，通過標準的RSR232串口連接，用標準的AT指令命令控制，可以更換。

Android包括操作系統、中間件和一些關鍵的平臺應用，是一款真正意義的開放性的移動設備綜合平臺。他是一組面向移動設備的軟件包，由操作系統，中間和關鍵應用程序組成。由于Android的RIL和RILD的通訊是負責連接上層應用程序和底層modem，所以RIL和RILD的通訊時Android通訊的關鍵技術，對于不同的硬件系帶，只要在RILD作對應的修改，既可以完成android通訊功能在不同硬件環境，不同的基帶上的實現。Android平臺的數據傳送方式按照消息可分為兩類，第一類是從上層發送數據，然后經過RIL將數據打包，發送到RILD庫層，轉換成AT命令，發送給modem，處理后，由modem發送反饋信息，通過后由RILD和RIL的反饋到上一層，這樣表示一次數據的發送成功，已發送短信為例，其實現流程如下：

1）建立RILSender線程，通過sokcet向rild發送數據；

2）建立dispatch線程，接受由soket發送過來的數據；

3）獲取到對應的dispatch函數，然后將數據解析成AT命令；

4）通過onRequest發送請求；

5）writeline寫到初始化打開的設備中；

6）建立線程readerLoop監聽來自modem的反饋信息，轉化成上層能夠識別的數據包；

7）將接受的數據和信息網上發，反饋給ril層；

8）建立RILReceiver線程，處理由下層反饋上來的信息，給應用層處理。

第二類是有modem直接上報的消息，通過RILD和RIL將數據發送給上層對應用的應用程序，然后由應用程序解析數據。這一類中，實現過程與上層發送數據之后的反饋過程大致相同，只是這里由OnUnsolicitedResponse（）來處理直接由modem上報來的信息。

Android平臺的通信系統設計通過RIL（Radio Interface Layer）和RILD（Radio Interface Layer Deamon）連接了上層應用程序和底層的modem，由于RIL和RILD數據通過打包傳輸，只需根據所用硬件修改RILD對數據的解析以及反饋部分的代碼就可以將Android移植到不同的modem和不同的硬件環境，既可以保證通信的順利進行，所以，本文對android到不同硬件環境以及modem的移植做了較為詮釋。

[1]McGraw Hill.Android A Programmers Guide[M].Bettina Faltermeier，2008，7.

[2]胥袁，劉乃琦，郝玉潔.基于Symbian操作系統的套接字通信研究[D].電子科技大學，2008.

[3]黃佳荃，陳偉.基于Symbian OS的串行通信模塊研究[D].武漢理工大學，2008.

[4]Tuukka Karvonen.Implementation of the GSM 07.10 Linux Device Driver，2004.