基于IMS的系统架构的双模智能手机设计

　　随着智能手机功能性和实用性的增强，使用者越来越多，尤其适合"移动"商务人士使用。目前智能手机市场的竞争也很激烈，一方面诺基亚、摩托罗拉、三星等传统巨头想牢牢把握市场份额，另一方微软、苹果、谷歌等国际新巨头也开始进入手机市场。未来的智能手机不仅在处理器速率上会有明显提高，操作系统也会越来越开放和智能化，为软件运行和内容服务提供了更好的平台。随着3G通信时代的到来和IMS技术的逐渐成熟，通信效率和带宽将得到很大改善，手机多模接入必将成为一种趋势，基于3G手机的应用服务也会越来越丰富，更多增值业务可以就此展开，如商品、天气、新闻、股票、交通、应用程序下载等，因此厂商不再只关注智能手机，而是更加关心通信软件和内容服务，因此通信软件和移动互联网领域具有强大的市场潜力，诸如手机电视、手机搜索、手机网络游戏等领域将具有广阔的市场前景。

　　一、IMS、VCC 和WIFI技术

　　1、IMS(IP 多媒体子系统)

　　IMS(IP Multimedia Subsystem,IP多媒体子系统)是第三代移动通信核心网络的重要组成部分。是基于IP技术，融合Internet、移动网络、数据、语音、视频的网络体系[1].IMS的目标是融合Internet和移动通信网络。现在IMS已被定义为支持所有IP 接入网的多媒体业务核心网，可以支持任何一种移动的或固定的、有线的或无线的IP- CAN(IP Connectivity Access Networks)，包括W- CDMA,CDMA2000,TD- SCDMA,Ethernet,xDSL以及WirelessLAN等接入方式，从而实现其接入的无关性。

　　IMS核心网主要采用SIP(Session Initiation Protocol)协议进行会话控制。通过IMS,3G (3rd Generation Mobile CommunicationsSystem)网络可以为用户提供PoC(Push to talk over Cellular,一键通)、多媒体会议、即时消息、Presence 等多种业务。从网络架构上来看，IMS是叠加在原有电路域和分组域网络之上的网络，通过分组域实现信令和用户数据的承载，并可以实现和原有电路域的互通。

　　2、VCC(语音呼叫连续性)

　　无线局域网(WLAN)技术在近年来得到很大的发展，已经广泛用于办公区、家庭、通信热点地区等场合，用户完全可以通过WLAN接入IMS核心网，从而使用基于IMS的VoIP(Voiceover IP)电话服务。同时应该注意到以下两点：第一，CS域提供的话音业务是基本的收入来源，不可能立即停用，会与IMS网络共存较长的时间。第二，IMS虽然采用基于SIP的业务实现方式支持VoIP业务，但其语音质量难以得到保证。语音呼叫连续性(Voice Call Continuity,VCC)即是3GPP 针对IMS 域与CS 域间语音呼叫连续性的解决方案。基于VCC业务，通过引入支持GSM/CDMA/UMTS和WLAN接入方式的双模或多模移动终端设备，用户可以在有WLAN覆盖的地区，通过WLAN方式接入IMS进行语音通话，当用户移出WLAN服务区后，又会漫游到移动蜂窝网络上继续进行语音通话，并且可以在两者之间进行无缝切换。

　　3、WIFI(无线保真技术)

　　,是IEEE 802.11 网络规范的一种，最高带宽可达11 Mbps,根据实际情况，带宽可自动调整三种不同的带宽，分别为5.5Mbps、2Mbps 和1Mbps.带宽的自动调整性有效地保障了网络的稳定性和可靠性。具有"速度快、可靠性高"等特性。在开放性区域，通讯距离可达305 米，在封闭性区域，通讯距离为76 米到122 米，方便与现有的有线以太网络整合，且组网的成本更低。

　　WLAN(无线局域网)是由AP(Access Point)和无线网卡组成的无线网络。AP称为网络桥接器或接入点，它是传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁或纽带，因此任何一台装有无线网卡的终端都可通过AP去分享有线局域网络或广域网络的资源，它的工作原理相当于一个内置无线发射器的HUB或者是路由，而无线网卡则是负责接收由AP 所发射信号的终端设备。

　　二、软硬件架构体系设计

　　为创建本智能手机的软硬件系统平台，需要基于IMS和VCC实现原理和具体功能需求来设计系统架构，下图是基于Linux和IMS的系统架构图。

　　
基于IMS 的系统架构图

在上图中，最上层是根据实际需求开发的一些应用程序，采用分层实现的机制，为每种业务设计实现了一个相应的业务引擎，这些业务引擎都是基于底层的一些网络协议栈(如SIP)和设备驱动程序来实现的具体业务模块。上图列举了三种业务引擎，可以根据具体需求进行调整。移动通信中的音频、视频等多媒体数据通过使用基于GStreamer(一个开源的多媒体框架库)的媒体播放工具来实现编解码工作。图中的IMS Core模块由一些公共的核心IMS API组成，以供具体业务引擎实现时进行调用。IMS SDK中的Driver 层是在硬件设备驱动层的基础上又进行了一次抽象，以达到