基于IMS的雙模智能手機系統的設計

一、IMS、VCC和WIFI技術(shù)

1、IMS(IP多媒體子系統)

IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒體子系統)是第三代移動(dòng)通信核心網(wǎng)絡(luò )的重要組成部分。它是基于IP技術(shù)，融合Internet、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )、數據、語(yǔ)音、視頻的網(wǎng)絡(luò )體系。IMS的目標是融合Internet和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )?，F在IMS已被定義為支持所有IP接入網(wǎng)的多媒體業(yè)務(wù)核心網(wǎng)，可以支持任何一種移動(dòng)的或固定的、有線(xiàn)的或無(wú)線(xiàn)的IP-CAN(IP Connectivity Access Networks)，包括W-CDMA，CDMA2000，TD-SCDMA，Ethernet，xDSL以及Wireless LAN等接入方式，從而實(shí)現其接入的無(wú)關(guān)性。

IMS核心網(wǎng)主要采用SIP(Session Initiation Protocol)協(xié)議進(jìn)行會(huì )話(huà)控制。通過(guò)IMS，3G(3rd Generation Mobile Communications System)網(wǎng)絡(luò )可以為用戶(hù)提供PoC(Push to talk over Cellular，一鍵通)、多媒體會(huì )議、即時(shí)消息、Presence等多種業(yè)務(wù)。從網(wǎng)絡(luò )架構上來(lái)看，IMS是疊加在原有電路域和分組域網(wǎng)絡(luò )之上的網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)分組域實(shí)現信令和用戶(hù)數據的承載，并可以實(shí)現和原有電路域的互通。

2、VCC(語(yǔ)音呼叫連續性)

無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)技術(shù)在近年來(lái)得到很大的發(fā)展，已經(jīng)廣泛用于辦公區、家庭、通信熱點(diǎn)地區等場(chǎng)合，用戶(hù)完全可以通過(guò)WLAN接入IMS核心網(wǎng)，從而使用基于IMS的VoIP(Voice over IP)電話(huà)服務(wù)。同時(shí)應該注意到以下兩點(diǎn)：第一，CS域提供的話(huà)音業(yè)務(wù)是基本的收入來(lái)源，不可能立即停用，會(huì )與IMS網(wǎng)絡(luò )共存較長(cháng)的時(shí)間。第二，IMS雖然采用基于SIP的業(yè)務(wù)實(shí)現方式支持VoIP業(yè)務(wù)，但其語(yǔ)音質(zhì)量難以得到保證。語(yǔ)音呼叫連續性(Voice Call Continuity，VCC)即是3GPP針對IMS域與CS域間語(yǔ)音呼叫連續性的解決方案?；赩CC業(yè)務(wù)，通過(guò)引入支持GSM/CDMA/UMTS和WLAN接入方式的雙模或多模移動(dòng)終端設備，用戶(hù)可以在有WLAN覆蓋的地區，通過(guò)WLAN方式接入IMS進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)，當用戶(hù)移出WLAN服務(wù)區后，又會(huì )漫游到移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò )上繼續進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)，并且可以在兩者之間進(jìn)行無(wú)縫切換。

3、WIFI(無(wú)線(xiàn)保真技術(shù))

WIFI是IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò )規范的一種，最高帶寬可達11Mbps，根據實(shí)際情況，帶寬可自動(dòng)調整三種不同的帶寬，分別為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps。帶寬的自動(dòng)調整性有效地保障了網(wǎng)絡(luò )的穩定性和可靠性。具有"速度快、可靠性高"等特性。在開(kāi)放性區域，通訊距離可達305米，在封閉性區域，通訊距離為76米到122米，方便與現有的有線(xiàn)以太網(wǎng)絡(luò )整合，且組網(wǎng)的成本更低。

WLAN(無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng))是由AP(Access Point)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡組成的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。AP稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò )橋接器或接入點(diǎn)，它是傳統的有線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò )與無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò )之間的橋梁或紐帶，因此任何一臺裝有無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡的終端都可通過(guò)AP去分享有線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò )或廣域網(wǎng)絡(luò )的資源，它的工作原理相當于一個(gè)內置無(wú)線(xiàn)發(fā)射器的HUB或者是路由，而無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡則是負責接收由AP所發(fā)射信號的終端設備。

二、軟硬件架構體系設計

為創(chuàng )建本智能手機的軟硬件系統平臺，需要基于IMS和VCC實(shí)現原理和具體功能需求來(lái)設計系統架構，下圖是基于Linux和IMS的系統架構圖。

基于IMS的系統架構圖

在上圖中，最上層是根據實(shí)際需求開(kāi)發(fā)的一些應用程序，采用分層實(shí)現的機制，為每種業(yè)務(wù)設計實(shí)現了一個(gè)相應的業(yè)務(wù)引擎，這些業(yè)務(wù)引擎都是基于底層的一些網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧(如SIP)和設備驅動(dòng)程序來(lái)實(shí)現的具體業(yè)務(wù)模塊。上圖列舉了三種業(yè)務(wù)引擎，可以根據具體需求進(jìn)行調整。移動(dòng)通信中的音頻、視頻等多媒體數據通過(guò)使用基于GStreamer(一個(gè)開(kāi)源的多媒體框架庫)的媒體播放工具來(lái)實(shí)現編解碼工作。圖中的IMS Core模塊由一些公共的核心IMS API組成，以供具體業(yè)務(wù)引擎實(shí)現時(shí)進(jìn)行調用。IMS SDK中的Driver層是在硬件設備驅動(dòng)層的基礎上又進(jìn)行了一次抽象，以達到與所用操作系統和具體硬件設備無(wú)關(guān)的目的。