Android通信模块的设计与优化

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2024年5月18日发(作者：)

Android通信模块的设计与优化

作者：

学位授予单位：

刘必刚

武汉理工大学

1.学位论文

徐晶

基于Windows Mobile 5.0的智能手机移动通信模块的设计与实现

2006

随着2.5G网络的普及以及3G网络的推广，智能手机及Phone版PDA等将具有更加广阔的市场。

本课题将致力于一个基于微软最新发布的Windows Mobile 5.0系统和Intel PXA271芯片的智能手机的设计实现。希望通过研发这个系统平台，为手

机厂商提供一整套完善的Windows Mobile 5.0平台智能手机的解决方案。同时希望能使国内能掌握此类高端消费类电子产品系统设计的核心技术，减少

依靠国外技术，降低产品成本。本文将着重介绍该平台中最为复杂的移动通信模块的软硬件设计和实现方法。通过本项目一款基于GSM/GPRS智能手机的

设计实现，为以后开发基于Windows Mobile的3G智能手机积累经验，并为其他开发者提供参考。

本文从硬软件两方面描述了系统中GSM/GPRS模块的设计实现。首先第二章介绍了模块硬件设计实现及电路调试方法；第三章主要介绍了系统平台建

立和编译环境的配置方法；第四章介绍了Windows Mobile 5.0中移动通信模块的体系结构和两种RIL层结构设计。其后的五、六、七章详细描述了Window

Mobile平台驱动开发方法以及移动通信模块相关三个驱动：串口、CMUX及RIL的软件设计开发过程及实现要点。

软件设计中根据GSM模块和系统体系结构的具体特点，提出了RIL驱动的实现将单连接端口变为双端口的体系结构，并根据3GPP 07.10协议设计实现

了将单串口复用为多个虚拟串口的CMUX协议驱动，该结构设计使得模块实现了命令和网络数据的并发传输，从而增加了模块数据传输速度和稳定性。其

中CMUX驱动的设计中，文中提出了解决系统与GSM模块数据命令接口不相匹配问题的具体方法。并在各个驱动中介绍了如何分工协作提高模块稳定性、容

错性，降低模块功耗以及不同工作模式切换的具体实现要点。

本文最后给出了设计出的智能手机的实例，总结结论并提出了进一步的展望。

2.学位论文

黄佳荃

基于Symbian OS的串行通信模块研究

2008

随着智能手机与3G技术相结合，手机业者们已经注意到，智能手机也已成为各大厂商进入3G终端领域战役的预演，能够在智能手机产品方面有所突

破将成为手机研发商们在未来的3G之战中重要的基础和经验。因此如何优化智能手机的性能使其能顺应网络的发展要求，提高市场竞争力成为手机研发

商的重点关注方向。

作为智能手机的重要组成部分，开放式操作系统将在近年飞速发展。在现今智能手机市场上，开放式操作系统的领军人物是Symbian，Windows

Mobile和Linux。其中，Symbian以智能手机市场70％的占有率取得领先地位。然而Symbian手机平台的开发并非易事，只有具备足够实力和资源的公司才

能够保证开发的质量，产品的维护以及产品的创新。尤其是对于本文所要研究的串行通信系统模块-CSY模块(communication system module)，虽然它为

普通用户提供了编程接口供开发者自行开发CSY，但是由于该模块和硬件联系紧密，而且不优化的设计会影响其它通信模块的正常工作，因此普通用户对

CSY的研究非常的有限。

而对于一般的智能手机来说均采用双处理器设计，一个用来处理通信协议，另外一个由开放式操作系统控制，运行应用软件。两个处理器之间可以

根据硬件设备的不同采用串行通信或者并行通信的方式进行通信。本文所要研究的课题就是在选用串行通信设计的智能手机平台中，如何能结合Symbian

OS的串行通信系统模块，设计出一个理论上性能较为优化，能够适应高速数据传输的协议的实现。

实现一个串行通信协议是一个复杂浩大的工程，而且是在资源极为有限的手持设备之上，对设计者的要求比较高。此项对于开发环境要求也较高

，必须具有商用的SDK和相应的硬件设备才能够进行。因此本文主要从理论研究着手，分析Symbian OS的结构，特征，重点在于其通信框架的研究。并且

结合类似的设计，找出设计的关键点。而对于给出的初步设计中可能存在的问题，本文也给出了测试的方案，为实际的开发节省时间和资源。虽然没有

硬件设备，本文搭建了一些小的模型来验证Symbian OS通信框架的一些局限性，例如活动对象机制对通信框架性能造成的影响。

3.学位论文

刘妍

基于嵌入式Linux的智能手机在线游戏研究

2009

智能手机最大的特点就是具有一个开放性的操作系统，并且能够进行扩展并可支持第三方软件。随着移动通讯技术的发展和3G的推广，智能手机的

功能也越来越强大，用户对手机的要求也不只是简简单单的语音、收发短信息等基本功能，手机办公、手机娱乐等功能将会有很大的发展空间，智能手

机市场潜力巨大，因此智能手机是未来手机技术的发展趋势。

目前国内智能手机的操作系统和界面设计基本都是从国外几大厂商购买，针对这种现象，本项目给出了智能手机设计的基本框架，阐述了智能手机

操作系统的发展现状和发展趋势。智能手机终端的硬件平台由一个嵌入式系统和手机无线通信模块组成，是一个双核系统，具有操作系统软件。

本文系统的分析了智能手机的开发流程，使用三星公司基于ARM920T内核的32位RISC嵌入式处理器S3C2410X硬件平台和嵌入式Linux操作系统，同时

扩展了如UART、USB和FLASH等外围接口电路设计了一款智能手机，选择Qt/Embedded作为图形用户界面。编写socket程序监听网络端口，实现一个基于

Qt/Embedded游戏，游戏采用C++语言并使用了Qt/Embedded提供的丰富的库资源，充分发挥了QT的GUI的强大功能，实现了复杂的逻辑控制，交叉编译后

下载到客户机端，在客户机端调试并运行，通过无线通信模块与宿主机实现通信，实现了在线游戏。验证了Linux+Qt/Embedded+C++开发环境的有效性。

4.学位论文

路佳栋

智能手机终端的双工语音及通信设计与实现

2008

随着嵌入式技术的快速发展，智能终端逐步走向智能化、多样化，逐渐趋向个人电脑的标准，拥有了强大的CPU处理能力、较大的内存和更多扩展能

力。

智能手机厂商在智能手机中提供了具有无线接入(Wi-Fi)功能的硬件模块和软件模块，并提供了功能模块开放的接口(包括应用编程接口以及硬件接

口[1])。

WLAN接入服务应用于智能手机实现了手机接入到IP网络，为用户提供了免费浏览网络、无线个人数据管理、收发电子邮件以及多媒体数据通信功能

。

本论文是整个智能手机VOIP系统设计中的一个子系统模块，包括三部分：全双工语音通信设计、WLAN接入服务和RTP(Socket)通信。

本论文是以Nokia E61手机作为硬件平台，设计了基于Symbian OS操作系统的客户端/服务器架构的全双工语音通信机制。服务器APS(Audio Proxy

Server)是智能手机中的一个服务器的组件，提供了访问手机播放和录制音频子系统，并提供了第三方开发音频数据服务的APIs。客户端实现了与APS服

务器之间的通信，并负责将接收和发送的音频数据传输到缓存队列。

分析了IEEE802.11协议，并基于Nokia E61手机平台设备支持IEEE802.11b/g两种无线接入标准，实现了通过调用Symbian OS操作系统底层的API创建

WLAN接入点、状态设置、网络模式、安全模式、安全设置等。

同时在客户端应用程序中分别实现了RTP实时通信和Socket通信功能模块。RTP通信模块建立在Socket通信模块之上。当WLAN接入到IP网络的时候

，音频数据包首先进行RTP头封装，然后通过UDP方式并进行端到端的语音数据传输。

5.学位论文

谭磊

基于嵌入式Linux的智能移动终端的软件研究与设计

2005

智能移动终端是移动终端的一个重要发展方向，它通过在硬件上对应用处理能力的增强，可以为人们提供移动的商务办公及多媒体互动娱乐等功能

。目前，国际上几大移动终端厂商已经推出了几款具有商务功能的智能移动终端(也称智能手机)产品。国内的终端厂商也正在为智能手机的市场做着积

极的研发工作。但是，在2G/2.5G时代，由于起步较晚，国内终端厂商在无线通信标准研究及专利方面与国外厂商存在很大的差距，因此终端开发方面一

直存在技术壁垒，无法根据市场需求自主定义研发产品。

智能移动终端可以通过采用独立的应用处理器加无线通信模块的方式进行设计，对于独立的应用处理器部分，国内厂商可以从底层操作系统、中间

服务层及上层应用做全方位的研发。又由于底层可以采用开放源代码的操作系统，这样就使国内厂商可以突破技术壁垒，摆脱了长期经营贴牌手机的现

状，实现根据市场需求、进行自主研发，做出满足市场需求的智能移动终端产品。

本论文论述了一种基于嵌入式Linux的智能移动终端系统软件的设计方案，该方案就是基于这种应用处理器加无线通信模块的硬件环境。文中，作者

首先对智能移动终端与嵌入式Linux系统做了详尽的研究和阐述。论述了作为开放源代码的Linux操作系统移植到智能移动终端上的可行性。之后，作者

针对智能移动终端系统软件提出了三层结构的设计方案，论证了该方案的合理性和先进性。然后阐述了Linux移植过程中的技术难点及相应的解决方案。

接下来详细阐述了三层结构的中间层软件GSMServer及GUIServer的设计方案，并论证了在智能移动终端软件系统中采用多进程、多线程方式的必然性。

本方案的提出，为国内手机厂商提供了一种快速实现自主研发智能移动终端软件的参考设计解决方案。

6.学位论文

周秋珍

基于Linux智能手机设计与研究——电源管理程序、键盘和声卡的驱动与管理程序

2008

本论文基于企业的实际产品设计，对智能手机的设计过程进行了分析和研究。基于Linux的智能手机软件平台项目是联想研究院的重点项目，其目的

为统一联想高端智能手机软件平台。

电源管理系统、键盘驱动模块和声音系统是Linux智能手机开发中的核心模块，电源管理不仅控制着本系统通信模块和外围设备的背光，还控制着处

理器时钟域等；驱动程序是连接系统软件和系统硬件的桥梁，它们是智能手机开发成败的关键。文章首先对应用于智能手机的主流操作系统进行了分析

比较，然后对智能手机的开发进行了阐述，介绍了基于Linux平台的智能手机软件系统整体架构，分析了整个项目的硬件基础和软件基础；接着分别介绍

了电源管理系统，内外屏键盘驱动和声音系统三个模块的设计和研究。阐述了电源管理系统的驱动模型、系统策略；提出了本款智能手机的键盘驱动方

案，完成了键盘初始化、中断处理事件的实现过程；实现了声音系统调用接口和中断事件的设计。最后对模块进行了功能和性能测试，保证了模块的可

用性和可靠性。

7.学位论文

段涛

基于ARM9和嵌入式Linux智能手机开发平台的研究

2007

智能手机最根本的特点是具有一个开放性的操作系统，并且能够进行功能扩展和可以安装第三方应用软件。随着支持数据传输的2.5G/3G移动通信网

络的不断发展，支持数据、语音和图像服务的智能手机将很快成为引发中国手机市场消费高潮的主力产品，市场潜力巨大，因此智能手机的开发是未来

手机技术发展的趋势。然而传统手机解决方案的硬件性能比较低，无法在这种平台上实现多媒体功能；而一些新的手机解决方案又存在技术开发难度大

，开发周期长等问题。因此根据现有的GSM技术和应用处理器设计智能手机成为快速开发产品和低技术风险的首要选择。

论文研究了智能手机系统架构和智能手机操作系统的发展现状和趋势，采用基带处理器+应用处理器了智能手双处理器的系统架构设计机开发平台

，改善了传统手机单处理器处理能力的不足，也更便于手机基带芯片的升级。系统的无线通信模块Q2403A实现传统手机所做的呼叫/接听、数据传输等基

本的通信功能，应用处理器S3C2410负责处理高负荷的多媒体应用功能，二者通过UART连接，由AT命令实现通信。外围电路上，论文设计了系统时钟电路

、GSM控制电路、存储系统、音频系统、触摸屏和LCD等几个主要模块与应用处理器S3C2410的接口电路。

操作系统是智能手机不可或缺的软件环境。本文采用了免费、源代码公开的Linux作为操作系统不仅降低了成本，而且可为第三方应用软件提供一个

更为开放的嵌入式平台。在基于S3C2410+Q2403A双核的智能手机硬件平台上，本文针对嵌入式Linux，从进程调度、内存管理、文件系统、图形用户界面

几个方面进行了分析和定制。最后建立了交叉开发环境，可在此基础上实现对嵌入式Linux的调试和运行，并可在此环境下进行相关的应用软件开发。

8.学位论文

徐良平

基于Linux和Qtopia的智能手机设计与实现

2009

随着网络技术、通信技术和多媒体技术的发展，手机正在向智能化方向演进，在智能手机平台上集成更多的功能势必成为一种发展趋势。而影响手

机智能化程度的因素是由多方面共同决定的，主要涉及到系统的硬件资源和软件资源。在系统的硬件资源方面，体现在CPU的频率、内存的容量、以及各

个硬件模块上：而在软件资源方面，则由操作系统内核、图形用户接口、应用程序等方面决定。

智能手机的发展已经有几年的时间了，出现了几种解决方案，常见的如诺基亚、摩托罗拉生产的基于Symbian操作系统的智能手机，还有如三星、索

尼爱立信、LG等生产的基于Windows mobile的智能手机。目前，基于Linux的智能手机还比较少，典型的有摩托罗拉公司生产的A1200。

本智能手机采用Marvell公司生产的PXA270作为中央处理器，其最高主频能够达到624MHz，足以运行现在主流的嵌入式操作系统。在无线通信方面

，它不仅使用了传统的GSM/GPRS模块实现了语音和数据通信，还引入了目前比较热门的WiFi通信模块实现资费更加便宜的数据通信。此款智能手机的另

外一个特点是采用当前比较流行的Linux作为操作系统，使用了一款图形界面美观、功能强大、应用程序丰富、操作相当方便的图形用户接口Qtopia作为

GUI接口。基于以上软硬件的选型和设计，本智能手机除了具有传统电话的语音通信和短消息服务以外，还可以利用WiFi实现无线上网，进而实现VoIP语

音通信功能。

本文首先对课题的选题背景作了简单叙述，阐述了本课题的研究目的、意义和国内外研究的现状；然后分析本项目的需求，进而对软硬件进行设计

，硬件设计包括总体设计和硬件模块的设计，软件系统的设计包括平台的构建、启动代码的移植、操作系统内核的移植、驱动程序的开发、图形界面的

移植。接着对主要的功能模块进行了详细地研究，包括GSM/GPRS模块的设计与实现、WiFi模块的设计与实现、VoIP语音通讯模块的设计与实现。最后对

本课题所做的工作进行总结和展望。

9.期刊论文

胡倩.杨子华.曹燚.HU Yi

智能手机软件平台的研究与开发

-通信技术

2007,40(12)

文中研究了智能手机软件平台的基本功能,给出了智能手机的软件体系结构.结合手机和掌上电脑的特点,在PALM OS 6.1嵌入式操作系统平台上,基于

手机通信模块进行整机周边电路设计和智能手机软件平台开发.

10.学位论文

蒋媛

智能手机在Symbian OS S60平台下的应用开发

2009

目前，智能手机发展非常迅速，具有广阔的市场前景。之所以称之为智能手机，就是因为这种手机象PC一样，具有操作系统，能够安装运行软件。

智能手机操作系统主要有诺基亚的Symbian系统，微软的Windows Mobile系统和Linux系统。诺基亚公司开发的诺基亚手机在市场上占有巨大的份额，诺

基亚的Symbian系统占据了主要的市场地位。在此背景下对基于Symbian的智能手机软件开发具有重要的应用价值与重要意义。

本文首先简述课题的研究背景及意义，阐述智能手机的发展现状，对当前的几种比较流行的操作系统进行了研究，着重研究了Symbian操作系统，分

析并指出了Symbian操作系统在手机操作系统领域的优势和特点及其界面形式分类。

然后研究了Symbian OS的相关原理，如存储、通信、应用程序框架、S60平台的搭建以及Carbide C++开发工具。涉及到的主要技术包括文件流存储

、活动对象、HTTP通信、XML解析技术、观察者模式以及UI设计等。其中文件流存储包括数据的外化和内化；活动对象指一种实现多线程处理的机制，是

Symbian OS中一个十分重要的概念；HTTP是一个应用层协议，用于通过因特网传输信息；XML简易应用程序接口SAX(Simple APIfor XML，简称SAX)是一

个基于事件、采用“推”模式的解析模型；观察者模式定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得

到通知并被自动更新。

最后进行了智能手机在Symbian OS S60平台下的应用开发，即手机智能点餐系统的设计与实现。该系统是在基于Avkon视图的架构上设计实现的，主

要分为五个模块，分别是：数据模型模块、存储模块、通信模块、引擎模块和UI模块。文中对各个模块的设计思路和具体代码实现都进行了详细的研究

和说明，并最终给出测试结果，实现了智能点餐。该系统具有的特点与功能有：（1）利用网络节约投资，信号覆盖广，基本上无盲区。（2）在使用过

程中，消费者可以边点菜边下单，服务员可以为消费者提供点菜服务，能够及时、准确地发送菜单，并且与收银台的系统实现了信息同步，避免手写菜

单、下单出现漏单、错单现象，缩短服务响应时间和提高客户满意度。（3）由于不需要等所有的菜都点完之后才发送菜单，在点菜时就可以一个一个发

送，明显节省了手工记录菜单的时间。（4）菜品信息可在点菜时就予以提示，可及时进行退菜处理等问题。餐馆服务员指尖轻轻一点，移动网络就可以

通过手机终端满足消费者的一切需求。

本文链接：/Thesis_

授权使用：北京邮电大学(byab)，授权号：399d46c1-25de-4a62-99b9-9e9800ac474b

下载时间：2011年2月28日

本文标签： 智能手机模块设计实现手机