【正文】 ０。建立數(shù)據(jù)鏈路通道的具體過程 如下： １．向控制信道發(fā)送ＳＡＢＭ數(shù)據(jù)幀，確認(rèn)控制信道建立。 ２．向控制信道發(fā)送ＵＩＨ數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)內(nèi)容為ＤＬＣ １的配置信息， 從而在處理器中注冊(cè)上第ｌ條數(shù)據(jù)鏈路通道。 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 ３．向數(shù)據(jù)鏈路通道ｌ發(fā)送ＳＡＢＭ數(shù)據(jù)幀，確認(rèn)數(shù)據(jù)鏈路通道已經(jīng)建立。 ４．向控制信道發(fā)送ＵＩＨ數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)內(nèi)容為ＤＬＣ ２的配置信息， 從而在處理器中注冊(cè)上第２條數(shù)據(jù)鏈路通道。 ５．向數(shù)據(jù)鏈路通道２發(fā)送ＳＡＢＭ數(shù)據(jù)幀，確認(rèn)數(shù)據(jù)鏈路通道已經(jīng)建立。 ６．向控制信道發(fā)送ＵＩＨ數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)內(nèi)容為ＤＬＣ ３的配置信息， 從而在處理器中注冊(cè)上第３條數(shù)據(jù)鏈路通道。 ７．向數(shù)據(jù)鏈路通道３發(fā)送ＳＡＢＭ數(shù)據(jù)幀，確認(rèn)數(shù)據(jù)鏈路通道已經(jīng)建立。 ４．２．３匯聚層信息處理 實(shí)現(xiàn)匯聚層的目的是允許數(shù)據(jù)通過多路復(fù)用控制器時(shí)，保留原有的結(jié)構(gòu)或與 數(shù)據(jù)流相關(guān)的其他參數(shù)。匯聚層常見用法是在數(shù)據(jù)流中嵌入滿足Ｖ．２４通訊協(xié)議 的控制信號(hào)。Ｖ．２４控制信號(hào)是只有一個(gè)字節(jié)大小的數(shù)據(jù)。 因?yàn)椋郑玻词亲鳛閿?shù)據(jù)流的一部分，并且嵌入到用戶消息的數(shù)據(jù)流的頭部， 所以要在封裝數(shù)據(jù)之前，就要把Ｖ．２４控制信號(hào)寫到數(shù)據(jù)流中。而當(dāng)從基帶獲取 數(shù)據(jù)幀時(shí)，要先把數(shù)據(jù)內(nèi)容從數(shù)據(jù)幀中解碼出來，然后去除Ｖ．２４控制信號(hào)，最 后才傳輸給用戶。多路復(fù)用監(jiān)控程序數(shù)據(jù)流程如圖４．１和圖４．２所示。圖４．１ 描述了數(shù)據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)流程，圖４．２描述了數(shù)據(jù)接收的數(shù)據(jù)流程。 圖４．１數(shù)據(jù)發(fā)送流程 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包 圖４．２數(shù)據(jù)接收流程 在數(shù)據(jù)發(fā)送流程中，數(shù)據(jù)頭添加控制信號(hào)的操作是在多路復(fù)用監(jiān)控程序獲得 消息信息時(shí)就馬上進(jìn)行操作。在實(shí)際的實(shí)現(xiàn)中，增加一個(gè)緩存區(qū)。這個(gè)緩存區(qū)的 首個(gè)字節(jié)寫入控制信號(hào)。然后，需要把消息信息一個(gè)字節(jié)不漏的復(fù)制到新增加的 緩存區(qū)內(nèi)，緊跟在控制信號(hào)之后。那么，它就是我們要發(fā)送的數(shù)據(jù)流，可以進(jìn)入 封裝階段。 在數(shù)據(jù)接收流程中，去除數(shù)據(jù)頭部信號(hào)的操作是在獲取了數(shù)據(jù)流之后再進(jìn)行 的。在實(shí)際的實(shí)現(xiàn)中，我們也增加了一個(gè)緩存區(qū)，存儲(chǔ)從數(shù)據(jù)流第二個(gè)元素開始 的所有內(nèi)容。那么，這個(gè)新增的緩存區(qū)就是系統(tǒng)要接收的消息。 ４．３基于多路復(fù)用的硬件抽象層 硬件抽象層與應(yīng)用程序框架層的通訊是通過無線接口層監(jiān)控程序ｒｉｌｄ完成 的。ｒｉｌｄ只是負(fù)責(zé)建立Ｓｏｃｋｅｔ通道，完成數(shù)據(jù)的傳輸。它只相當(dāng)于一座橋梁， 與多路復(fù)用無關(guān)。而硬件抽象層是與多路復(fù)用監(jiān)控程序創(chuàng)建出來的３個(gè)虛擬串口 蘭州人學(xué)碩士學(xué)位論文 直接通訊的。為此，我們需要實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用的硬件抽象層。 虛擬串口是以設(shè)備文件的形式存在于系統(tǒng)中，名字可能為 ／ｄｅｖ／ｐｔｓｌ，／ｄｅｖ／ｐｔｓ２，／ｄｅｖ／ｐｔｓ３。多路復(fù)用硬件抽象層的實(shí)現(xiàn)，就是對(duì)這些設(shè) 備文件進(jìn)行打開操作，讀操作和寫操作。 為了方便操作，我們?cè)诙嗦窂?fù)用監(jiān)控程序中為這些設(shè)備文件建立了對(duì)應(yīng)的符 號(hào)連接，分別為／ｄｅｖ／ｄａｔａ，／ｄｅｖ／ｕｒｃ，／ｄｅｖ／ａｔ。／ｄｅｖ／ａｔ對(duì)應(yīng)的是系統(tǒng)主要的數(shù) 據(jù)鏈路，／ｄｅｖ／ｕｒｃ對(duì)應(yīng)的是主動(dòng)上報(bào)消息的數(shù)據(jù)鏈路，／ｄｅｖ／ｄａｔａ對(duì)應(yīng)的是數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)鏈路。 首先，我們需要打開這些文件。因?yàn)槿齻€(gè)數(shù)據(jù)鏈路都是同時(shí)運(yùn)行的，所以我 們用不可阻斷的、可讀寫的方式打開這些虛擬串口設(shè)備。相關(guān)代碼如下： ｉｎｔ ｉｎｔ ｉ ｎｔ ｆｄ＿ａｔ＝ｏｐｅｎ（“／ｄｅｖ／ａｔ”，Ｏ＿＿ＲＤＷＲ ０一ＮＯＮＢＬＯＣＫ）： ｆｄ—ｕｒｃ＝ｏｐｅｎ（“／ｄｅｖ／ｕｒｃ”，０一ＲＤＷＲ １ ０一ＮＯＮＢＬＯＣＫ）： ｆｄ—ｄａｔａ＝ｏｐｅｎ（“／ｄｅｖ／ｄａｔａ”，０一ＲＤＷＲ ０一ＮＯＮＢＬＯＣＫ）： 其次，我們需要解決數(shù)據(jù)讀取的問題。在硬件抽象層中，創(chuàng)建了一個(gè)不斷循 環(huán)的讀線程ｒｅａｄｅｒＬｏｏｐ０。它的作用是檢測(cè)三個(gè)數(shù)據(jù)通道文件是否被修改。如 果文件被修改，則說明，在這個(gè)數(shù)據(jù)通道中可以讀取到數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程，我 們運(yùn)用Ｌｉｎｕｘ的系統(tǒng)調(diào)用ｓｅｌｅｃｔ［３７］來完成。 最后，我們要解決寫數(shù)據(jù)的問題。 在Ａｎｄｒｏｉｄ原有的參考設(shè)計(jì)中，寫數(shù)據(jù)是通過ａｔ—ｓｅｎｄ—ｃｏｍｍａｎｄ ０等多個(gè)類 似的函數(shù)來調(diào)用。但最后都是通過ｗｒｉｔｅｌ ｉｎｅ（）把數(shù)據(jù)寫到數(shù)據(jù)鏈路通道中。而， 我們要實(shí)現(xiàn)的架構(gòu)中，ＡＴ數(shù)據(jù)鏈路通道和ＤＡＴＡ數(shù)據(jù)鏈路通道都是可以寫數(shù)據(jù)的。 為了區(qū)分ＡＴ和ＤＡＴＡ數(shù)據(jù)通道，我們需要在ａｔ—ｓｅｎｄ—ｃｏｍｍａｎｄ ０以及ｗｒｉｔｅｌ ｉｎｅ ０ 等相關(guān)函數(shù)中，增加一個(gè)可以傳遞數(shù)據(jù)鏈路通道的文件描述符的參數(shù)。 ４．４通話實(shí)現(xiàn) 通話功能是手機(jī)的核心價(jià)值，是手機(jī)的身份標(biāo)記。換句話說，只有具備了通 話功能的設(shè)備才能夠稱之為手機(jī)。在我們的方案中，Ａｎｄｒｏｉｄ系統(tǒng)平臺(tái)是通過串 口來訪問基帶的。要真正實(shí)現(xiàn)通話，必須打通整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)的所有數(shù)據(jù)通道，包 括應(yīng)用程序框架與多路復(fù)用無線接口層之間的Ｓｏｃｋｅｔ通道；根據(jù)硬件特性，設(shè) ３１ 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 置系統(tǒng)中用到的所有串口，包括三個(gè)虛擬串口，一個(gè)與基帶通訊的實(shí)際串口。 ４．４．１ Ｓｏｃｋｅｔ通訊建立 在應(yīng)用程序框架中，建立Ｓｏｃｋｅｔ客戶端，在無線接口層監(jiān)控程序ｒｉｌｄ中建 立一個(gè)Ｓｏｃｋｅｔ服務(wù)器端。相關(guān)的代碼如下： 在無線接口層監(jiān)控程序中： ｆｄ＝ｓｏｃｋｅｔ—ｌｏｃａｌ—ｓｅｒｖｅｒ （“ｒｉ ｌｄ”，０，１）： ｓｏｃｋｅｔ—ｌｏｃａｌ—ｓｅｒｖｅｒ是Ａｎｄｒｏｉｄ系統(tǒng)中提供的一個(gè)接口，我們應(yīng)用這個(gè)接 口通知系統(tǒng)建立一個(gè)新的ｓｏｃｋｅｔ通信通道，采用ＵＮＩＸ進(jìn)程通訊協(xié)議規(guī)定的地址 類型，提供ＴＣＰ的支持，而且ｓｏｃｋｅｔ通道的名字被綁定為“ｒｉｌｄ＂。等待ｓｏｃｋｅｔ 連線啟動(dòng)后，返回ｓｏｃｋｅｔ的文件描述符ｆｄ。 當(dāng)上層應(yīng)用提出連線時(shí)，通過ａｃｃｅｐｔ ０函數(shù)接管客戶端要求的連線，以ｆｄ 作為參數(shù)之一，成功后返回新的文件描述符ｓｏｃｋｅｔ—ｆｄ。往后的操作都是通過讀 寫這個(gè)新的文件ｓｏｃｋｅｔ—ｆｄ來完成。 在應(yīng)用程序框架層： Ｓ＝ｎｅｗ ＬｏｃａｌＳｏｃｋｅｔ（）： ＬｏｃａｌＳｏｃｋｅｔＡｄｄｒｅｓｓ（“ｒｉｌｄ”，Ｏ）： １＝ｎｅｗ Ｓ．ｃｏｎｎｅｃｔ（１）： Ａｎｄｒｏｉｄ開放的應(yīng)用程序框架提供了上述代碼，創(chuàng)建了本地的Ｓｏｃｋｅｔ客戶 端，并發(fā)送了連接請(qǐng)求。但是在參數(shù)上我們進(jìn)行了修改，因?yàn)檫@需要與我們?cè)跓o 線接口層監(jiān)控程序中建立的服務(wù)器相匹配。 Ｓｏｃｋｅｔ通訊建立之后，就可以通過ｇｅｔ ｌｎｐｕｔＳｔｒｅａｍ方法獲取無線接口層返 回的數(shù)據(jù)，通過ｇｅｔＯｕｔｐｕｔＳｔｒｅａｍ０．ｗｒｉｔｅ ０方法把數(shù)據(jù)傳送給無線接口層。 ４．４．２串口配置 串口通訊［３８］主要是設(shè)置串口的工作模式，來控制串口的行為。關(guān)于串口的 配置，我們?cè)诙嗦窂?fù)用監(jiān)控程序中完成，每打開一個(gè)串口時(shí)，就配置該串口。首 先，需要通過ｔｃｇｅｔａｔｔｒ函數(shù)獲取存儲(chǔ)串口屬性設(shè)置的結(jié)構(gòu)體，然后修改結(jié)構(gòu)體 的值域，設(shè)置串口輸入輸出的波特率，最后通過ｔｃｓｅｔａｔｔｒ函數(shù)保存串口屬性設(shè) ３２ 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 置。波特率的設(shè)置尤為重要，必須符合基帶所要求工作的波特率。只有兩者的波 特率相同，通訊才能進(jìn)行。另外，其他串口屬性的設(shè)置，會(huì)影響串口工作的效率。 這些都需要根據(jù)硬件的情況來設(shè)置。 ４．４．３通話 系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的通話過程存在多種通話狀態(tài)，包括待機(jī)狀態(tài)，來電等待，撥號(hào) 等待和通話中四種狀態(tài)。系統(tǒng)的通話狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖４．３所示，展示了各種通話 狀態(tài)之間的聯(lián)系以及狀態(tài)間相互轉(zhuǎn)換時(shí)所依賴的各種操作。 圖４．３通話狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 手機(jī)的初始狀態(tài)是待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)有來電時(shí)，基帶向系統(tǒng)周期性地主動(dòng)上報(bào)消 息，消息內(nèi)容是“ＲＩＮＧ”，表示有鏈接請(qǐng)求。系統(tǒng)獲得“ＲＩＮＧ＂消息后，切換到 來電等待狀態(tài)，并在主界面中調(diào)出來電顯示通知，等待用戶操作。用戶接聽時(shí)， 應(yīng)用程序會(huì)調(diào)用ａｃｃｅｐｔＣａｌｌ（）函數(shù)，多路復(fù)用無線接口層會(huì)對(duì)應(yīng)發(fā)送ＡＴ指令ＡＴＡ 來應(yīng)答對(duì)方的請(qǐng)求。接聽后，通訊鏈路建立，系統(tǒng)進(jìn)入通話中狀態(tài)。用戶需要結(jié) 束通話時(shí)，進(jìn)行掛斷電話的操作。此時(shí)，應(yīng)用程序會(huì)調(diào)用ｒｅｊｅｃｔＣａｌ ｌ（）應(yīng)用程 序接口，要求底層向基帶發(fā)送ＡＴ命令ＡＴＨ來結(jié)束通話過程。至此，手機(jī)重新回 到待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)然，在來電狀態(tài)時(shí)，用戶可以根據(jù)來電的信息決定接聽或者掛斷， ３３ 蘭州人學(xué)碩士學(xué)位論文 當(dāng)進(jìn)行掛斷電話操作時(shí)，手機(jī)狀態(tài)也將回到待機(jī)狀態(tài)。 當(dāng)需要撥打電話時(shí)，用戶在撥號(hào)界面輸入對(duì)方號(hào)碼，然后確認(rèn)撥出，接著應(yīng) 用程序會(huì)接管工作。它會(huì)調(diào)用ｄｉａｌ ０應(yīng)用程序接口，把對(duì)方號(hào)碼作為參數(shù)傳輸 給多路復(fù)用無線接口層。然后，多路復(fù)用接口層會(huì)對(duì)應(yīng)的發(fā)送ＡＴ命令來進(jìn)行撥 號(hào)。例如，用戶要撥打的電話號(hào)碼是“１２３４５６７８９１２”，對(duì)應(yīng)的ＡＴ命令是“ＡＴＤ １２３４５６７８９１２；＂。撥號(hào)操作進(jìn)行后，系統(tǒng)進(jìn)入撥號(hào)等待狀態(tài)。在等待狀態(tài)中，若 用戶需要取消通話，只要進(jìn)行掛斷操作就可以返回待機(jī)狀態(tài)，取消撥號(hào)。 另外，從撥號(hào)等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換到通話中狀態(tài)，需要確定鏈路已經(jīng)鏈接成功。為 了解決這個(gè)問題，我們需要利用一種操作來獲取當(dāng)前鏈路的情況，并根據(jù)反饋信 息來確定對(duì)方是否接聽了，鏈路是否建立起來了。 在ＡＴ命令集標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議［２２］中，設(shè)定了一條ＡＴ命令一ＡＴ＋ＣＬＣＣ，來查詢 當(dāng)前的通話狀態(tài)。若應(yīng)用該命令向基帶發(fā)送請(qǐng)求，會(huì)返回一系列的參數(shù)，例如 ＋ＣＬＣＣ：ｌ，０，３，０，０，９１３６２０８４８３７４”，１２９。在標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議中，規(guī)定了這些參數(shù)的意義。 而在這些參數(shù)中，我們關(guān)注的是第三個(gè)參數(shù)，它表示的是通話的狀態(tài)。表４．２ 描述了ＣＬＣＣ查詢通話狀態(tài)的狀態(tài)字段。 表４．２ ＣＬＣＣ查詢通話狀態(tài)的狀態(tài)字段 通話狀態(tài) 數(shù)值表示 通話中 Ｏ 通話保留 ｌ 撥號(hào)中 ２ 對(duì)方響鈴 ３ 來電 ４ 等待對(duì)方 ５ 在通話狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中，我們注意到有一種鏈接中斷的操作，可以使得手機(jī)從 來電等待狀態(tài)、撥號(hào)等待狀態(tài)以及通話中狀態(tài)，切換到待機(jī)狀態(tài)。鏈接中斷，表 示當(dāng)前鏈接中發(fā)生異常致使鏈接失敗，如對(duì)方掛斷，無人接聽，不在服務(wù)區(qū)，對(duì) 方關(guān)機(jī)，無此號(hào)碼等等。如果存在這些狀況時(shí)，基帶會(huì)主動(dòng)上報(bào)消息“ＮＯ ＣＡＲＲＩＥＲ”，告訴系統(tǒng)鏈路已經(jīng)斷開或者鏈路不能建立。 通話狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖描述了整個(gè)通話的過程，強(qiáng)調(diào)了各種狀態(tài)和操作的對(duì)應(yīng)關(guān) 系。而通話功能的實(shí)現(xiàn)，就是每個(gè)操作與ＡＴ命令的調(diào)用關(guān)系。 ４．５短信息服務(wù)實(shí)現(xiàn) 短信息服務(wù)是手機(jī)終端中的重要組成部分之一。除了通話功能外，短信息服 務(wù)也是必不可少的。短信功能擁有最廣泛的用戶群體，創(chuàng)造著巨大的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 好用的短信息功能，成為了用戶選購(gòu)手機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)。在短信息服務(wù)中，與 通訊相關(guān)的功能主要是接收信息，發(fā)送信息以及接收信息報(bào)告。我們主要是實(shí)現(xiàn) 這３種功能。 ４．５．１發(fā)送短信息 我們分析過Ａｎｄｒｏｉｄ的通訊架構(gòu)，而短信息服務(wù)的相關(guān)操作就分布在各個(gè)架 構(gòu)層中。圖４．４給出了短信息發(fā)送的流程圖。獲取相關(guān)信息的操作位于應(yīng)用程序 層；ＰＤＵ編碼在應(yīng)用程序框架層中實(shí)現(xiàn)；把信息以ＡＴ命令的格式發(fā)送出去的操 作是在多路復(fù)用無線接口層中完成。 如圖４．４所示，發(fā)送短信息的第一步是獲取相關(guān)信息，主要是短信息的目的 地址以及短信息的內(nèi)容。這些信息可以在用戶輸入信息并提出發(fā)送請(qǐng)求時(shí)獲取。 Ａｎｄｒｏｉｄ自帶的應(yīng)用程序中提供了這個(gè)入口。 開始 上 ｌ ｌ 獲取相關(guān)信息 上 ｍＵ編碼 上 卜絮敞 上 結(jié)束 圖４．４短信息發(fā)送流程圖 ＰＤＵ編碼階段主要在ＧＳＭ網(wǎng)絡(luò)通訊資源管理器中完成。而關(guān)于ＰＤＵ的概念我 們?cè)诘诙陆榻B短信息服務(wù)的時(shí)候已經(jīng)大概提過。在此階段，我們需要依據(jù)ＰＤＵ 編碼標(biāo)準(zhǔn)［２５］來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。完整的ＰＤＵ編碼，應(yīng)該包含短信息服務(wù)中心的 地址、短信類型、是否接收短信報(bào)告、未發(fā)送到的短信息在服務(wù)中心存儲(chǔ)的時(shí)間、 目標(biāo)地址、用戶數(shù)據(jù)的編碼方式、用戶數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、用戶數(shù)據(jù)等信息。 短信息服務(wù)中心是短信息的中轉(zhuǎn)站，我們可以把它當(dāng)作是一臺(tái)終端設(shè)備，或 蘭州大學(xué)碩十學(xué)位論文 者是郵差，而短信息就是郵件。短信息服務(wù)中心有自己的地址，不同地方的短信 息服務(wù)中心的地址不同。我們可以通過ＡＴ命令“ＡＴ＋ＣＳＣＡ＂來獲取其地址。另 外，在我們的手機(jī)ＳＩＭ卡中也可能存儲(chǔ)了短信服務(wù)中心的地址，如果是那樣的話， 短信服務(wù)中心地址可以用Ｏｘ００來替代，表示利用ＳＩＭ卡上的服務(wù)中心地址。 短信息類型、是否接收短信報(bào)告、是否拒絕發(fā)送相同內(nèi)容的短信息、是否需 要回復(fù)等信息被封裝在一個(gè)８位的字段中。置０或置１刻畫了短信息的屬性。而 關(guān)于短信息的類型，我們常用到的是ＳＭＳ—ＳＵＢＭＩＴ（信息發(fā)送），ＳＭＳ—ＤＥＬＩＶＥＲ（信 息接收），ＳＭＳ－ＳＴＡＴＵＳ ＲＥＰＯＲＴ（短信狀態(tài)報(bào)告）。 目標(biāo)地址是短信息所要到達(dá)的地址，如對(duì)方的手機(jī)號(hào)等。緊跟目標(biāo)地址有個(gè) 協(xié)議標(biāo)識(shí)符字段，一般默認(rèn)為Ｏｘ００。而短信息在服務(wù)中心存儲(chǔ)的時(shí)間，這個(gè)字 段決定了發(fā)送失敗的短信息在短信息服務(wù)中心存儲(chǔ)的時(shí)間。在服務(wù)中心保存的信 息會(huì)進(jìn)行重新發(fā)送的操作，直到發(fā)送成功或不再存儲(chǔ)。最后，用戶數(shù)據(jù)的編碼方 式、用戶數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、用戶數(shù)據(jù)決定了數(shù)據(jù)在ＰＤＵ編碼中的表現(xiàn)方式。只有這樣， 對(duì)方才能夠運(yùn)用相應(yīng)的解碼方式來處理用戶數(shù)據(jù)。 例如我們發(fā)送一條短信息，其ＰＤＵ編碼是００１ １０００ｂ８１３１２６８０８４７３ｆ４００００ａ７０３ ｂ３ｄ９０ｃ。我們可以從中獲得的有用的信息，包括短信