雙模智慧型手機
雙模智慧型手機簡介
同一台手機可以支持2G網路與3G網路，就說這手機是“雙模”手機。雙模手機也有非智慧型的，所以就有雙模智慧型手機與雙模非智慧型手機了。“雙卡雙模”就是一隻手機可以插兩張手機號碼卡，並且可以同時支持2G與3G網路。
基於IMS的雙模智慧型手機的設計與實現
移動手機的出現，實現了人們之間隨時隨地溝通，也引發了社會信息化的變革。手機從出現到現在經過幾個階段的發展，由封閉式作業系統變成開放式作業系統，可以實現多種擴展功能套用。
智慧型手機(SmartPhone)是由摩托羅拉、諾基亞、三星等國際著名手機製造公司聯合提出來的一種新型手機，它除了具備基本通話功能外，還具備了PDA的大部分功能，尤其是個人信息管理、上網瀏覽器和電子郵件功能。智慧型手機是具有開放式作業系統、較強功能的CPU、可以根據需求擴展硬體(如存儲卡等)和軟體功能(如遊戲、辦公軟體等)的多任務手機。近年來，隨著半導體技術的發展，使處理器能力的不斷增強，現在的智慧型手機不再只是手機與PDA的簡單組合，已經能實現很多電腦的性能和功能，包括高保真立體聲效、3D圖形效果、辦公、DVD效果的視頻播放、多媒體互聯遊戲、藍牙、WiFi等。
隨著智慧型手機功能性和實用性的增強，使用者越來越多，尤其適合"移動"商務人士使用。目前智慧型手機市場的競爭也很激烈，一方面諾基亞、摩托羅拉、三星等傳統巨頭想牢牢把握市場份額，另一方微軟、蘋果、谷歌等國際新巨頭也開始進入手機市場。未來的智慧型手機不僅在處理器速率上會有明顯提高，作業系統也會越來越開放和智慧型化，為軟體運行和內容服務提供了更好的平台。
隨著3G通信時代的到來和IMS技術的逐漸成熟，通信效率和頻寬將得到很大改善，手機多模接入必將成為一種趨勢，基於3G手機的套用服務也會越來越豐富，更多增值業務可以就此展開，如商品、天氣、新聞、股票、交通、應用程式下載等，因此廠商不再只關注智慧型手機，而是更加關心通信軟體和內容服務，因此通信軟體和移動網際網路領域具有強大的市場潛力，諸如手機電視、手機搜尋、手機網路遊戲等領域將具有廣闊的市場前景。
一、IMS、VCC和WIFI技術
1、IMS(IP多媒體子系統)
IMS(IPMultimediaSubsystem,IP多媒體子系統)是第三代移動通信核心網路的重要組成部分。是基於IP技術，融合Internet、行動網路、數據、語音、視頻的網路體系[1].IMS的目標是融合Internet和移動通信網路。現在IMS已被定義為支持所有IP接入網的多媒體業務核心網，可以支持任何一種移動的或固定的、有線的或無線的IP-CAN(IPConnectivityAccessNetworks)，包括W-CDMA,CDMA2000,TD-SCDMA,Ethernet,xDSL以及WirelessLAN等接入方式，從而實現其接入的無關性。
IMS核心網主要採用SIP(SessionInitiationProtocol)協定進行會話控制。通過IMS,3G(3rdGenerationMobileCommunicationsSystem)網路可以為用戶提供PoC(PushtotalkoverCellular,一鍵通)、多媒體會議、即時訊息、Presence等多種業務。從網路架構上來看，IMS是疊加在原有電路域和分組域網路之上的網路，通過分組域實現信令和用戶數據的承載，並可以實現和原有電路域的互通。
2、VCC(語音呼叫連續性)
無線區域網路(WLAN)技術在近年來得到很大的發展，已經廣泛用於辦公區、家庭、通信熱點地區等場合，用戶完全可以通過WLAN接入IMS核心網，從而使用基於IMS的VoIP(VoiceoverIP)電話服務。同時應該注意到以下兩點：第一，CS域提供的話音業務是基本的收入來源，不可能立即停用，會與IMS網路共存較長的時間。第二，IMS雖然採用基於SIP的業務實現方式支持VOIP業務，但其語音質量難以得到保證。語音呼叫連續性(VoiceCallContinuity,VCC)即是3GPP針對IMS域與CS域間語音呼叫連續性的解決方案。
基於VCC業務，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，通過WLAN方式接入IMS進行語音通話，當用戶移出WLAN服務區後，又會漫遊到移動蜂窩網路上繼續進行語音通話，並且可以在兩者之間進行無縫切換。
3、WIFI(無線保真技術)
是IEEE802.11網路規範的一種，最高頻寬可達11Mbps,根據實際情況，頻寬可自動調整三種不同的頻寬，分別為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps.頻寬的自動調整性有效地保障了網路的穩定性和可靠性。具有"速度快、可靠性高"等特性。在開放性區域，通訊距離可達305米，在封閉性區域，通訊距離為76米到122米，方便與現有的有線乙太網絡整合，且組網的成本更低。
WLAN(無線區域網路)是由AP(AccessPoint)和無線網卡組成的無線網路。AP稱為網路橋接器或接入點，它是傳統的有線區域網路絡與無線區域網路之間的橋樑或紐帶，因此任何一台裝有無線網卡的終端都可通過AP去分享有線區域網路或廣域網路的資源，它的工作原理相當於一個內置無線發射器的HUB或者是路由，而無線網卡則是負責接收由AP所發射信號的終端設備。
二、軟硬體架構體系設計
為創建本智慧型手機的軟硬體系統平台，需要基於IMS和VCC實現原理和具體功能需求來設計系統架構，下圖是基於Linux和IMS的系統架構圖。
基於IMS 的系統架構圖 在上圖中，最上層是根據實際需求開發的一些應用程式，採用分層實現的機制，為每種業務設計實現了一個相應的業務引擎，這些業務引擎都是基於底層的一些網路協定棧(如SIP)和設備驅動程式來實現的具體業務模組。上圖列舉了三種業務引擎，可以根據具體需求進行調整。移動通信中的音頻、視頻等多媒體數據通過使用基於gstreamer(一個開源的多媒體框架庫)的媒體播放工具來實現編解碼工作。圖中的IMSCore模組由一些公共的核心IMSAPI組成，以供具體業務引擎實現時進行調用。IMSSDK中的Driver層是在硬體設備驅動層的基礎上又進行了一次抽象，以達到與所用作業系統和具體硬體設備無關的目的。
1、硬體平台設計
為設計與實現好整個智慧型手機，首先需要從用戶的角度來考慮功能需求狀況，同時注意其開發成本。一般而言，智慧型手機的硬體平台須從兩部分考慮，即處理器和外設。
智慧型手機比普通手機有更高的性能，是因為所採用的核心處理器的不同。普通手機所選用的處理器的運行頻率不過幾十MHz、最多也只一百多MHz,這種處理器處理基本語音功能還可以，但在處理圖像視頻等多媒體數據時性能就遠不夠。可用於手機處理器有：三星的ARM系列、TI的OMAP系列、INTEL的XSCAL系列等。
隨著智慧型手機的發展，需要有更高性能的嵌入式微處理器。
本智慧型手機選用了Intel公司的基於XScale架構的PXA270高性能嵌入式處理器，其最高主頻可達624MHz,支持無線多媒體指令集擴展(WirelessMMX)，允許PXA270以較低的時鐘頻率實現增強的多媒體性能。該處理器提供了非常豐富的外設接口，如LCD、音頻、USB、I2C、SD/MMC、CF、藍牙、WiFi、數位相機、鍵盤等接口[7].PXA270處理器中採用了WirelessMMX和SpeedStep兩項Intel專利技術，進一步將高性能計算和動態電源管理技術相結合，使得該處理器與其他同類晶片相比，在多媒體處理能力和功耗方面有著非常大的優勢。
在選用傳統通信模組也有多種選擇，本智慧型手機系統選用了Philips的Sysol-3通信模組，該模組包含了基帶晶片、RF射頻晶片組、ComboFlash晶片以及GSM/GPRS終端所需的全部軟體功能。Sysol-3有著完善的功能和穩定的性能，此外還具有非常小的外形尺寸和非常輕的重量，能夠滿足智慧型手機、數碼通信設備等無線終端設備的薄、輕、小巧的需求。
現在流行的無線網卡接口主要有兩種，一種是基於標準PCMCIA接口，另一種是基於USB接口。因為IntelXscalePXA270處理器內部集成了雙通道16位PCMCIAPCCard/CF控制器，支持8位/16位I/O模式和Memory模式的訪問。所以我們採用PCMCIA接口來擴展88W8686無線網卡。
2、軟體平台設計
在設計好智慧型手機的硬體開發平台後，下面需要根據硬體平台設計軟體開發平台。系統的Bootloader通過編譯移植u-boot來實現，它對PXA270處理器有較好的支持。然後移植相應硬體設備的驅動程式，配置和裁減Linux核心，完成對Linux的交叉編譯[8].至於根檔案系統，採用busybox工具進行編譯生成，並使用mkfs.jffs2工具創建JFFS2類型的檔案系統映象。最後逐一將u-boot、Linux核心及檔案系統映象燒寫到Flash中進行測試運行。
3、DMSSKD層的設計
關於DMS(DualModeServices)SDK層，終端研發人員既可以自己設計實現，也可以通過購買使用第三方提供的SDK解決方案，諸如PicoMobile和Ecrio等公司就提供此類方案。SDK的設計既需要滿足本系統的功能要求，同時也要滿足模組化、簡約化的要求，從而方便日後進行新功能的擴展與集成。SDK層的工作主要是基於SIP協定、IMS通信的信令流程、GSM通話信令來進行設計與實現。與通話有關的API的實現過程主要是基於SIP協定通過傳送或接收相應的SIP信令來實現與伺服器的互動，與硬體有關的API主要是通過調用相關驅動程式來實現。以上主要實現了與電話業務相關的功能，根據業務的需要，還可以在此基礎上對SDK進行擴展。
4、DMS後台服務設計
DMSDaemonService,即DMS後台服務程式，是與DMSSDK層(主要是VCCEngine)互動的主體部分，它的實現工作主要是基於Qtopia把DMSSDK層提供的API封裝成可供上層套用調用的公共接口。
其中DMSDaemon是整體後台服務類;DMSTelephonyService負責實現電話相關的功能接口;IMSControlService用於回響上層控制程式的IMS服務請求;一切與底層DMSSDK子系統有關的調用由DMSLayer來完成。
三、WIFI驅動程式設計
同有線網路一樣，接入無線區域網路需要網卡設備，目前WLAN網卡常用的接口有PCI、USB、PCMCIA和CF卡接口，嵌入式系統常用的WLAN網卡接口一般有PCMCIA、USB和CF卡接口，其中PCMCIA和CF卡接口邏輯類似，在本系統的硬體設計中，採用PCMCIA接口擴展成WLAN接口，接入WiFi無線網卡。因此如果想要使用無線網卡，需要實現Linux下PCMCIA接口的驅動程式和具體無線網卡設備的驅動程式。Linux核心對常用的無線區域網路卡的支持都很好，通過核心配置時選擇NetworkdevicesupportàWirelessLAN,實現對無線網路的支持，因此無線網卡的驅動程式移植比較簡單。
隨著IMS標準的不斷補充與完善，對VCC標準也會不斷完善和擴充，勢必也會有更多的基於IMS的業務。同時有更多種接入方式的功能強大的智慧型手機終端，從而真正的實現任一時間、任一地點、任一設備地訪問網路，使用網路更加方便，以便更好的實現移動辦公。
