基于IMS的雙模智能手機系統(tǒng)的設計

一、IMS、VCC和WIFI技術

1、IMS(IP多媒體子系統(tǒng))

IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒體子系統(tǒng))是第三代移動通信核心網(wǎng)絡的重要組成部分。它是基于IP技術，融合Internet、移動網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)、語音、視頻的網(wǎng)絡體系。IMS的目標是融合Internet和移動通信網(wǎng)絡?，F(xiàn)在IMS已被定義為支持所有IP接入網(wǎng)的多媒體業(yè)務核心網(wǎng)，可以支持任何一種移動的或固定的、有線的或無線的IP-CAN(IP Connectivity Access Networks)，包括W-CDMA，CDMA2000，TD-SCDMA，Ethernet，xDSL以及Wireless LAN等接入方式，從而實現(xiàn)其接入的無關性。

IMS核心網(wǎng)主要采用SIP(Session Initiation Protocol)協(xié)議進行會話控制。通過IMS，3G(3rd Generation Mobile Communications System)網(wǎng)絡可以為用戶提供PoC(Push to talk over Cellular，一鍵通)、多媒體會議、即時消息、Presence等多種業(yè)務。從網(wǎng)絡架構上來看，IMS是疊加在原有電路域和分組域網(wǎng)絡之上的網(wǎng)絡，通過分組域?qū)崿F(xiàn)信令和用戶數(shù)據(jù)的承載，并可以實現(xiàn)和原有電路域的互通。

2、VCC(語音呼叫連續(xù)性)

無線局域網(wǎng)(WLAN)技術在近年來得到很大的發(fā)展，已經(jīng)廣泛用于辦公區(qū)、家庭、通信熱點地區(qū)等場合，用戶完全可以通過WLAN接入IMS核心網(wǎng)，從而使用基于IMS的VoIP(Voice over IP)電話服務。同時應該注意到以下兩點：第一，CS域提供的話音業(yè)務是基本的收入來源，不可能立即停用，會與IMS網(wǎng)絡共存較長的時間。第二，IMS雖然采用基于SIP的業(yè)務實現(xiàn)方式支持VoIP業(yè)務，但其語音質(zhì)量難以得到保證。語音呼叫連續(xù)性(Voice Call Continuity，VCC)即是3GPP針對IMS域與CS域間語音呼叫連續(xù)性的解決方案?；赩CC業(yè)務，通過引入支持GSM/CDMA/UMTS和WLAN接入方式的雙模或多模移動終端設備，用戶可以在有WLAN覆蓋的地區(qū)，通過WLAN方式接入IMS進行語音通話，當用戶移出WLAN服務區(qū)后，又會漫游到移動蜂窩網(wǎng)絡上繼續(xù)進行語音通話，并且可以在兩者之間進行無縫切換。

3、WIFI(無線保真技術)

WIFI是IEEE 802.11網(wǎng)絡規(guī)范的一種，最高帶寬可達11Mbps，根據(jù)實際情況，帶寬可自動調(diào)整三種不同的帶寬，分別為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps。帶寬的自動調(diào)整性有效地保障了網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和可靠性。具有"速度快、可靠性高"等特性。在開放性區(qū)域，通訊距離可達305米，在封閉性區(qū)域，通訊距離為76米到122米，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡整合，且組網(wǎng)的成本更低。

WLAN(無線局域網(wǎng))是由AP(Access Point)和無線網(wǎng)卡組成的無線網(wǎng)絡。AP稱為網(wǎng)絡橋接器或接入點，它是傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)絡與無線局域網(wǎng)絡之間的橋梁或紐帶，因此任何一臺裝有無線網(wǎng)卡的終端都可通過AP去分享有線局域網(wǎng)絡或廣域網(wǎng)絡的資源，它的工作原理相當于一個內(nèi)置無線發(fā)射器的HUB或者是路由，而無線網(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(tǒng)平臺，需要基于IMS和VCC實現(xiàn)原理和具體功能需求來設計系統(tǒng)架構，下圖是基于Linux和IMS的系統(tǒng)架構圖。

基于IMS的系統(tǒng)架構圖

在上圖中，最上層是根據(jù)實際需求開發(fā)的一些應用程序，采用分層實現(xiàn)的機制，為每種業(yè)務設計實現(xiàn)了一個相應的業(yè)務引擎，這些業(yè)務引擎都是基于底層的一些網(wǎng)絡協(xié)議棧(如SIP)和設備驅(qū)動程序來實現(xiàn)的具體業(yè)務模塊。上圖列舉了三種業(yè)務引擎，可以根據(jù)具體需求進行調(diào)整。移動通信中的音頻、視頻等多媒體數(shù)據(jù)通過使用基于GStreamer(一個開源的多媒體框架庫)的媒體播放工具來實現(xiàn)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)務引擎實現(xiàn)時進行調(diào)用。IMS SDK中的Driver層是在硬件設備驅(qū)動層的基礎上又進行了一次抽象，以達到與所用操作系統(tǒng)和具體硬件設備無關的目的。