基于3G_324M協(xié)議的可視電話終端軟件設(shè)計(jì)

摘要:可視電話是驅(qū)動(dòng)3G業(yè)務(wù)開展的關(guān)鍵。在3G移動(dòng)視頻市場，支持移動(dòng)視頻手機(jī)和應(yīng)用系統(tǒng)通訊的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)被統(tǒng)稱為3G一324M泛標(biāo)準(zhǔn)(Umbrella

Standards)。課題提出了基于商用3G一324M協(xié)議棧的3G可視電話解決方案，該解決方案采用WindowsMobile操作系統(tǒng)，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)基于3GPP3G一324M協(xié)議的3G手機(jī)可視電話應(yīng)用。該方案具有良好的互操作性，較低的成本，具有重要的現(xiàn)實(shí)和工程意義。

關(guān)鍵詞:3g可視電話終端設(shè)計(jì)

隨著全球3G商用網(wǎng)絡(luò)的增長和3G用戶的大幅攀升，移動(dòng)運(yùn)營商逐步向公眾提供了3G可視電話服務(wù)，但是早期的3G可視電話終端普遍存在著互通性差、視頻質(zhì)量低下、終端容易死機(jī)、待機(jī)時(shí)間短、費(fèi)用昂貴等問題，導(dǎo)致用戶增長數(shù)量緩慢，大大低于設(shè)備商和運(yùn)營商的期望。這些問題已隨著市場需求的擴(kuò)大、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的積而得到了一定程度的改善，可視電話用戶數(shù)量開始穩(wěn)步增長。目前，雖然我國的3G還沒有開始大規(guī)模的商用部署，但是消費(fèi)市場對移動(dòng)視頻業(yè)務(wù)的認(rèn)可程度和期望值很高，從日本的3G運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)來看，預(yù)計(jì)在不久的將來移動(dòng)可視電話業(yè)務(wù)將是推動(dòng)3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的源動(dòng)力。

3G一324M可視電話終端的硬件平臺(tái)是預(yù)裝WindowSMobile5.0操作系統(tǒng)的3G手機(jī)，預(yù)裝的WindowsMobile5.0forSmartphone操作系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面、簡單靈活的二次開發(fā)接口、低廉的開發(fā)成本以及優(yōu)良的性能。綜合由生產(chǎn)廠家提供的R工L(Radio工 nterfaCeLayer)驅(qū)動(dòng)以及Camera驅(qū)動(dòng)AP工，3G一324MStaCkToolkit協(xié)議棧的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了3G一324M可視電話終端。

一、系統(tǒng)硬件平臺(tái)

3G手機(jī)是課題的硬件開發(fā)平臺(tái)，硬件配置上該手機(jī)內(nèi)置了300MHzSamsung2442處理器，以及128MBROM，64MBRAM;擁有主流的2.2英寸65536色QvGA分辨率TFT屏幕130萬像素?cái)z象頭; 正面右上角布置了一個(gè)10萬像素?cái)z像頭，以支持3G一324M可視電話;系統(tǒng)支持，miCroSD卡擴(kuò)展，其他功能方面還支持藍(lán)牙、紅外和USB數(shù)據(jù)線傳輸?shù)戎髁鞯墓δ?系統(tǒng)采用1200mAh的鏗電池作為電源。內(nèi)部自帶的平臺(tái)資源列表。

二、系統(tǒng)軟件框架

軟件方面采用了WindowsMobile5.0

Smartphone操作系統(tǒng)，不但能良好的支持辦公類的各種軟件，如word，PowerPoint，Excel，PDF，TxT等，它還預(yù)裝了windowsMediaPlayer10.2播放軟件，支持幾乎各種主流的音視頻格式。

系統(tǒng)強(qiáng)大的硬件資源保證了3G一324M可視電話終端的資源需求;功能強(qiáng)大的WindowsMobile5.0系統(tǒng)，為3G一324M可視電話終端的開發(fā)建立了一個(gè)高效快捷的開發(fā)平臺(tái)。

三、系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

1、3G一324M模塊

3G一324M模塊是本方案的核心，實(shí)現(xiàn)了全部的3G一324M協(xié)議，主要包括Call模塊、Capab111ty模塊、Channel模塊。鑒于3G鏈路層與3G一324M模塊的緊密聯(lián)系，這里對其一起進(jìn)行論述。

1.1Ca11模塊

Call模塊提供了3G一324M終端的呼叫管理功能，包括3G一324M呼叫中的“低

電平連接”和“協(xié)議連接”。具體為:

(1)呼叫建立管理，包括主動(dòng)發(fā)起呼叫和接受呼叫;

(2)呼叫結(jié)束管理，包括主動(dòng)結(jié)束呼叫和遠(yuǎn)端結(jié)束呼叫;

(3)與3G一324M協(xié)議棧的交互;

(4)與 3GRIL層的交互;

(5)與GUI的交互;

(6)與視頻編解碼模塊的交互。

1.2Capabi一1tv模塊

CaPability模塊主要處理3G一324M之間的能力集交換，以設(shè)定合適的Codec模塊。Capab11ity模塊完成的工作，是從3G一324M協(xié)議棧提供的PVT樹里面，獲取3G一324M終端所需的能力集信息，從而選取實(shí)際通信過程中使用的Codec模塊。

1.33G鏈路模塊

這里的3G鏈路是指64kbit/S的透明數(shù)據(jù)傳輸鏈路，3G一324M的比特流依靠這條鏈路進(jìn)行傳輸。3G一324M協(xié)議中，建議每ZOms發(fā)送160個(gè)字節(jié)到3G鏈路層。由于這條鏈路承接在3G的CS域上，對數(shù)據(jù)填充的時(shí)間準(zhǔn)確性要求非常高。

當(dāng)鏈路上填充的3G一324M碼流不足64K時(shí)，3G底層鏈路驅(qū)動(dòng)會(huì)填充oxff或者Ox55;當(dāng)鏈路上填充的3G一324M碼流超過64K時(shí)，3G底層鏈路驅(qū)動(dòng)會(huì)丟棄一部分3G一324M碼流。這部分填充或者丟棄的碼流，很難用軟件把它從正常的3G一324M碼流分離或者恢復(fù)出來，導(dǎo)致有效帶寬降低。當(dāng)發(fā)生無用碼流填充(oxff、0x55)或者碼流被丟棄的情況時(shí)，會(huì)導(dǎo)致音視頻質(zhì)量惡化，甚至連可視電話呼叫的“協(xié)議連接”過程都沒法順利完成，原因是3G一 324MH.223層無法處理如此高的誤碼率。

2、視頻模塊

視頻模塊主要處理有關(guān)視頻部分的操作，具體有:

.視頻采集

.視頻編碼器接口

.視頻解碼器接口

2.1視頻采集模塊

系統(tǒng)配置了一個(gè)130萬象素和一個(gè)10萬象素的攝像頭，本方案中使用10萬

象素的攝像頭。攝像頭支持RGB和YUV格式的視頻數(shù)據(jù)采集。視頻編碼器支持YUV格式的視頻數(shù)據(jù)輸入，基于3G一324M標(biāo)準(zhǔn)，本方案采集QC工F(176x144)格式的YUv視頻數(shù)據(jù)，即采集攝像頭視頻數(shù)據(jù)緩存內(nèi)偏移為O的數(shù)據(jù)，采集到的數(shù)據(jù)存入視頻編碼緩存。

2.2視頻編解碼模塊

視頻編解碼模塊是系統(tǒng)的重要組成部分，直接關(guān)系到視頻質(zhì)量和系統(tǒng)資源消耗。由于系統(tǒng)硬件上沒有配置協(xié)處理器，使用的是30OMHz的ARM處理器，要完成巧幀的視頻編解碼，處理器資源較為緊張。系統(tǒng)使用針對平臺(tái)優(yōu)化的視頻編解碼庫。

3、GUI模塊

基于VISualStudio2005的開發(fā)平臺(tái)，有2種模式開發(fā)WindowSMobile設(shè)備上的應(yīng)用程序。

.Win32應(yīng)用程序

.精簡的.NET架構(gòu)應(yīng)用程序

.NET架構(gòu)是微軟提出的為跨平臺(tái)開發(fā)開發(fā)框架，可以創(chuàng)建和使用基于XML的應(yīng)用程序。由于使用托管代碼，實(shí)際程序運(yùn)行時(shí)，由底層解釋器進(jìn)行解釋執(zhí)行，因此執(zhí)行效率較低。

本方案中，由于系統(tǒng)CPU資源比較緊張，需要提高程序執(zhí)行效率，因此采用win32應(yīng)用程序架構(gòu)。

GUI的實(shí)現(xiàn)基于w1ndowsMobile的Dialog對話框。本文中，GUI響應(yīng)兩類基本的消息:.按鍵消息.用戶自定義消息對于按鍵消息來說，消息的分發(fā)由操作系統(tǒng)完成，消息的響應(yīng)由預(yù)先向系統(tǒng)注冊的函數(shù)實(shí)現(xiàn)。向操作系統(tǒng)注冊按鍵消息響應(yīng)函數(shù)的工作，由Dial。g對話框應(yīng)用程序框架自動(dòng)完成，按鍵消息響應(yīng)函數(shù)具體實(shí)現(xiàn)由應(yīng)用層定義。

對于用戶自定義消息而言，需要完成4部分工作:定義消息，向系統(tǒng)注冊用戶自定義消息的響應(yīng)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)用戶自定義消息的響應(yīng)函數(shù)，在應(yīng)用程序中分發(fā)消息。

四、模塊間交互接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、3G一324M與GUI模塊的接口3G一324M模塊GUI的交互主要通過消息機(jī)制，這個(gè)消息機(jī)制有Windows Mobile系統(tǒng)提供。

2、3G一324M模塊與編解碼模塊的接口

視頻編碼碼流通過調(diào)用函數(shù)Rv3G324mCalILogiCa1Channe1SendData實(shí)現(xiàn)向3G一324M模塊發(fā)送視頻碼流。本系統(tǒng)也存在一些不足:首先是沒有加入音頻通話功能;其次，系統(tǒng)沒有加入3G一324M強(qiáng)制的H.263視頻編解碼器;最后，系統(tǒng)GUI只實(shí)現(xiàn)了基本的呼叫界面顯示，在呼叫通話中，無法顯示本地視頻。

以上問題，相信可以在目前研究的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能齊全、媒體互通性好、操作方便的3G一324M可視電話終端。