Ad-hoc在Android手機多媒體通信開發中的應用

羅丹

(信陽農林學院，信息工程學院，河南 信陽 464000)

信息時代的到來為人們生活帶來了一定的便捷條件，人們已經可以使用多種移動式終端設備。當設備處于原始無網絡、無信號、無空間基站區域時，Ad-hoc作為一種無線通信式網絡，為手機使用者提供了一種新的網絡鏈接方式，該種網絡連接方式具備無線傳輸、P2P連接、自由組織等優勢[1]。使用該種方式可使多種移動終端脫離網線的控制，不需要以網絡設備作為聯網的基礎，多個網絡節點在使用中具有不固定性，均可以實現與其它網絡終端節點保持動態化聯絡。同時，各個節點均可作為手機設備的網絡起始點或網絡終端點，進而可實現網絡的不間斷連接，一旦出現單個節點故障時，便存在其它節點頂替該節點的位置，為移動設備的使用提供可持續運行的后臺。

隨著Ad-hoc連接方式的不斷優化，更是為手機多媒體通信提供了新的方向。基于上述背景，以Android手機為例，開展Ad-hoc在Android手機多媒體通信開發中應用的研究，促進無線多媒體移動終端滿足當下信息化背景下的通信要求，提高信息傳輸的效率，進而優化用戶的體驗感，實現Android手機多媒體通信在市場的可持續發展。

1 基于Ad-hoc的Android手機多媒體通信開發設計

結合Ad-hoc在應用過程中具有自由組合、無控制中心、無節點抑制、動態化拓撲結構等特點，進行基于Ad-hoc的Android手機多媒體通信開發的研究。通信流程如圖1所示。

首先，所有通信方式均是建立在Ad-hoc網絡連接上的，手機接收對應的信息數據，進行電子信號與模擬之間的轉換，整理信息實施數據集壓縮并編碼，收集具有關鍵信息的數據幀。其次，經過Ad-hoc網絡后采用相反的方式為用戶提供有價值的信息數據，實現手機多媒體通信的開發[2]。結合上述通信流程，從手機通訊數據幀提取及處理、路由通信協議選擇、手機通信路徑參數計算、手機多媒體通信線路選擇方面，開展基于Ad-hoc的Android手機多媒體通信開發研究。

1.1 手機通信串口接收幀數據及處理

手機通信的傳輸速率為19200bit/s，一般情況下，發送模式為：1起始位、8數據位(LSB)、1位奇校驗位、1終止位；接收模式為：1起始位、8數據位(LSB)、1位奇校驗位、1終止位。發送數據一幀包括2個字節，一個字節8位。連續發送數據時，發送周期40 ms，為了實現Android手機多媒體的無網絡通信，首先應分析Android手機內環形通信緩沖區域的編碼功能，該區域內主要包括多種鑲嵌式信息節點，信息在傳輸過程中，采用多線程通信的方式，將收集的信息數據進行解碼，在用戶播放過程中進行信號的轉換，設置圓環狀信息緩沖區域，該部分作為信息傳遞的臨界點可以為信息處理提供充足的時間[3]。如圖2所示。

圖2信息處理環形緩沖區域

圖2為基于Ad-hoc的Android手機多媒體通信緩沖區域。結合上述方法將包含多種激勵矢量的數據碼本作為傳輸中的數據幀，每次在進行對應數據幀傳輸的過程中均可在緩沖區域內檢索一個最佳碼本，進行碼本數值的編號[4]。利用CELP算法進行手機通訊數據幀提取，對于具有多元化形式的數據同樣可按照標準的算法流程進行數據提取。

將提取的信息進行數據傳輸類型、數據傳輸時比特數值、數據延遲傳輸實踐、數據幀是否存在空間時隙、數據集的復雜等級、MOS傳輸等，多種傳輸信息之間的對比，將較難處理的信息提取后進行信息分類，周期性地試探手機傳輸時的網絡通信狀態，在網絡傳輸比特數值超過15Kbps時選擇對應的數據解碼方案。例如，在基于Ad-hoc的網絡通信良好的情況下，有選擇性地分解數據幀，將數據幀分解成高清晰度高頻率的數據集。在網絡通信較差的情況下，選擇低頻率的解碼方案，確保信息傳遞不被影響，實現基于Ad-hoc的Android手機通訊數據幀提取及處理。

1.2 路由通信協議選擇

首先掌握信息在節點中傳輸的能量，結合節點具備的傳輸周期，依照不同信息數據在傳輸過程中損耗的能量，提出對應的通信輸出策略[5]。MTPR作為現代化信息背景下通信傳輸能耗最小的通信協議，假定其傳輸中能耗具有一定的可調節性，且忽略其它影響能耗的多種外界因素。可實現通信中，數據輸出時自動選擇發射功率較小、效率較高的信息節點，達到數據傳輸路徑中能耗最小的作用。信息數據在路徑中的一次迭代流程為：當節點收集到某一條傳輸鏈路的信息報文時，自動計算在該點傳輸時的能耗總量，并將計算結果與傳輸目的地節點耗能數據進行對比，若存在轉發能耗更小的現象，即應跳轉計算的路徑，若不滿足上述條件，自動跳轉至下一節點進行相同步驟的操作。若不采用上述方式直接進行節點信息的傳輸，即忽略信息傳輸能耗等問題，會造成信息傳輸中能量消耗過大，導致信息傳輸中斷，直接影響終端設備的生長壽命。

根據目前有關調查數顯示，MTPR路由傳輸協議是與Ad-hoc網絡連接方法最為匹配的協議，在此基礎上，采用基于Ad-hoc的MDR專用數據寄存器可實現將信息剩余能量與Android手機的平衡值進行綜合性對比，一方面可促進無線網絡傳輸的效率，另一方面可提升傳輸的綜合性能，實現最優化路由通信協議的選擇。

1.3 Android手機通信路徑參數計算

為了實現數據信息的穩定傳輸，首先進行通信中多種路徑總耗能的計算[6]。由于其通信過程中受到多種外界因素的影響，因此模擬信號在到達終端時，會具有一定的傳輸陰影效應、多路徑傳輸衰敗效應等。終端接收的功率會隨著通信路徑的增長而逐漸減弱。基于上述條件，能耗計算公式如下：

Pi=NPT+M?T+α

(1)

式(1)中，P表示總能耗；i表示選擇的節點；N表示選擇的通信路徑；T表示路徑的長度；M表示基于Ad-hoc的網絡傳輸環境；?表示通信終點；α表示影響傳輸的多種外界因素。通過上述計算公式，可有效的進行能耗的計算，通過路徑總能耗的計算，可同時進行通信接收端能耗值的計算。如公式(2)所示。

Pj=MPR

(2)

公式中j表示通信接收端點；R表示已經處理的能耗。根據能耗的計算進行信息傳遞時間的分析，考慮到Android手機的使用壽命，可將通信路徑從如下2個方面進行考慮。當基于Ad-hoc的耗能參數傳輸大于優化值時，表明通信中應放棄該節點。當基于Ad-hoc的耗能參數傳輸小于優化值時，表明該節點為能耗選擇較低點，可實施該條傳輸路徑。

1.4 手機多媒體通信線路選擇

應綜合考慮節點傳輸時間、通信傳輸質量、能耗影響因素，進而提升手機多媒體通信的質量，起到延長移動設備壽命的作用[7]。在析出的多條路徑中，從中選擇通信時間較低的線路最為最終通信線路。計算公式如下：

(3)

公式(3)中L表示具體選擇的通信線路；T表示通信時間；G表示該線路中所有節點的集合。通過計算公式(3)，可進行路徑的確定，實現Ad-hoc在Android手機多媒體通信開發中的應用研究[8-9]。

2 實驗

2.1 實驗步驟及數據

采用設計實驗的方法，驗證本文設計的基于Ad-hoc的Android手機多媒體通信方法具有一定的可利用性。實驗步驟如下：

(1)首先建設隨機網點模型，自定義網絡節點在規定范圍內可無限制移動，設置每個通信節點的傳輸效率為0～無窮大，信息節點到達某一位置后，可隨機選擇其它節點進行持續移動。

(2)模擬用在使用Android手機進行多媒體通信，設置手機的運行速度為1.6m/s，節點的最大移動速度為4.5m/s。設定Ad-hoc網絡區域內解碼壓縮包為729國際標準。

(3)采用傳統的通信方法在Ad-hoc區域內進行通信，計算信息數據傳輸到終端與原始傳輸數據的同步率，記為對照組；

(4)采用本文設計的通信方法進行相同的操作，計算信息數據同步率，記為實驗組。

取6部手機IP分別設置為192.168.88.1、192.l68.88.2、192.168.883、192.168.88.4、192.168.88.5、192.168.88.6,依次命名為A、B、C、D、E、F。在室內使用6部手機分別發送1000次數據消息,其中DEF手機通過設計方法接收數據消息，ABC在實驗中使用傳統方法接收數據消息,測試所用的文本、聲音和圖片數據量大小分別為12 kbyte、2.8 kbyte和29 kbyte。

2.2 實驗結果與分析

根據上述設計的仿真實驗，收集6組實驗數據，將數據進行整理并記錄，如圖3所示。

根據上述設計的實驗及對比曲線圖，可得出如下結論：本文設計的基于Ad-hoc的Android手機多媒體通信方法比傳統方法對于信息數據傳輸的同步程度高，因此，在后期的發展中，應加大該種方法的Android手機在多媒體通信中的應用。

圖3對比曲線圖

3 結束語

本文從通訊數據幀提取及處理、路由通信協議選擇、Android手機通信路徑參數計算、手機多媒體通信線路選擇方面，開展了基于Ad-hoc的Android手機多媒體通信方法的設計，有效地提升了信息傳輸的同步性，最后采用設計實驗的方式驗證了本文設計的方法具有一定的可使用性。