针对不同的用户群体，现阶段无线移动终端高、中、低端三大类并存，而且多功能终端占据主要市场，本文主要探讨无线通信终端的未来发展与现状。
《光通信研究》通信科技期刊。创刊于1975年，是国家光纤通信技术工程研究中心、光纤通信技术和网络国家重点实验室——武汉邮电科学研究院主办的光通信方面的专业刊物，本刊主要刊载光通信领域的学术论文、研究成果的技术报告、工程设计方案、施工及维护经验，综述国内外光纤通信先进技术和有关理论及最新动态等。
由于功能软件和应用软件之间兼容性和互通性差,因此终端上的软件开发也就成为终端生产厂商研发的重点。随着终端技术发展和标准化工作的推进,移动终端必然更加开放和功能标准化,到时,终端成本降低,成为用户使用全业务的载体,到时终端的发展受限于通信业务发展。
无线移动终端的现状
多功能终端较传统话音手机功能丰富,它可以摄像、拍照,可以有PDA、MP3甚至计算机的处理功能,它也可以看电视,下载视频节目,还可以做电子钱包或成为电子商务终端。但这种终端由于通信能力和主CPU数据处理能力的限制,需要复杂数据处理能力的业务的实施不够完善,例如摄像头像素可能不够,如果像素够了又受移动网络传输能力限制而出现不能无线传输的问题,到了网络电视和流媒体,对网络传输能力的要求就更高了。所以总的来说,现有网络条件下,业务已经多种多样,但还是不能满足用户体验需求,很多业务目前只是起步阶段,是3G业务的一个雏形,到了3G或者后来的4G,开放的智能终端最终满足用户对移动通信的需求。
传统意义上的移动业务局限于话音业务,硬件结构主要由射频模块和基带处理模块两部分组成。在此硬件基础上的软件比较简单,而且多由终端生产厂商自己研究开发,软件和用户界面都已经固化到终端里,不能修改,或只能通过厂家修改和升级。
如今移动终端数据处理能力不断增强,其应用也日益多样化,对整个系统的软硬件资源要求不断提高,移动终端已不再是传统意义上的移动电话,除了简单的话音通信功能外,它还具备数据通信和数据计算功能。现有的多功能终端能满足一定的数据处理能力,它们多采用ARM9或者ARM11等功能较强的处理器作为控制芯片,而且具有较强的独立终端操作系统,操作系统或通过JAVA和BREW等应用运行平台对外开放应用程序接口(API),以便第三方应用和业务客户端能通过下载运行于终端之上。
目前市场上已经出现了很多功能强大的双处理器(CPU)终端,现阶段的智能移动终端一般就是指这种具备了两个处理器的终端。围绕这两个CPU形成移动智能终端中的两个子系统:通信子系统和应用子系统。目前的这种终端由于标准化程度还不够,不能实现应用的广泛互通,不能实现外部功能接口的互通,也不能实现功能组件的相互替换,所以它们还仅仅是智能终端的雏形。但即便如此,这样强大而复杂的硬件资源需要系统化管理,单独的智能移动终端操作系统主要用来完成诸如进程、内存、外部设备等系统资源的调度和管理,并提供或通过JAVA或BREW等应用运行平台为上层应用软件提供服务。
现阶段存在的移动终端,除了传统的话音终端外,多功能终端和初期的智能终端都逐渐趋于开放,功能组件逐渐模块化,加上OMA、3GPP、OMTP等标准化组织的推动,无线移动终端日益具备了规范的逻辑体系结构,如图1所示。 基于硬件平台(ASIC、外部设备)上的包括操作系统、应用平台、应用程序和业务客户端程序都是通过计算机软件实现,我们统称之为终端软件。
终端操作系统
移动终端操作系统作为连接软硬件、承载应用的关键平台,在智能终端中扮演着举足轻重的角色。目前市场上主流的普通多功能终端操作系统主要有Nucleus PLUS、pSOSystem等,主流的智能终端操作系统有Symbian、Windows CE、Palm OS、Linux等。
Nucleus PLUS 是由Accelerated Technology Inc.(ATI)公司推出的、专为实时嵌入式应用设计的一个抢先式多任务操作系统内核,其95%的代码是用ANSI C写成的,因此非常便于移植并能够支持大多数类型的处理器。从实现角度来看,Nucleus PLUS 是一组C函数库,应用程序代码与核心函数库连接在一起,生成一个目标代码,下载到目标板的RAM中或直接烧录到目标板的ROM中执行。在典型的目标环境中,Nucleus PLUS 核心代码区一般不超过20K字节大小。Nucleus PLUS 采用了软件组件的方法,由于采用了软件组件的方法,Nucleus PLUS 各个组件非常易于替换和复用。
pSOSystem(简称pSOS)是集成系统有限公司(Integrated Systems)研发的产品,它是一个由标准组件组成的、可扩展可裁减的嵌入式实时操作系统,包含单处理器支持模块(pSOS+),多处理器支持模块(pSOS+m),文件管理器模块(pHILE),TCP/IP通讯包(pNA),图形界面,JAVA,HTTP等。pSOSystem功能模块完全独立,开发者可根据应用要求扩展系统功能和存储容量。pSOS在中国市场占有率较高,主要应用领域包括通讯、航天、信息家电以及工业控制。pSOSystem的主要缺点在于其上下文切换时间长,实时性不强,采用的集成开发环境Sniff Plus与产品兼容性不好,部分关键功能无法使用。
Symbian公司是由诺基亚与松下、爱立信、Psion等公司联合注资的,它的成立就是要防堵微软的移动终端市场的进入和称霸企图,为未来智能无线移动终端提供一个标准作业平台。Symbian OS是一个实时性、多任务、多线程的纯32位的操作系统。其前身是Psion Software公司的Epoc操作系统。它的特点是功耗低,内存占用少,适合硬件受限的移动终端。再加上它的技术支持上都是一些老牌的具有丰富经验的手机制造商,所以它们与2G、2.5G、3G有平滑接口,而适应手机范围跨GSM/GPRS/WCDMA和CDMA2000两大系列。对原有的通信协议,外设支持全部继承,因此受到了占世界产量75%以上的终端制造商的欢迎。
最早微软推出了用于手机的Windows CE 1.0和Windows CE 2.0,后来又于2000年推出了Windows CE 3.0,曾以Pocket PC和Smartphone命名该针对移动终端的操作系统,目前用于移动通信终端的Windows CE 3.0统称为Windows Mobile。Windows CE 3.0专门用于为包括移动与低能耗设备在内的大量产品建立动态应用程序及服务。此外,Windows CE 3.0的扩展平台特性集实现了模块化,因此,开发人员可以仅从200多个成熟的前沿操作系统组件中选择自己所需的组件。Windows CE 3.0可以工作在12种不同的处理器体系结构、180余种CPU上,可以用于许多种不同的设备,包括工业自动化、手持便携式PC、高速数据获取设备以及一些用户应用程序如游戏控制台和机顶盒。目前主要被一些新兴或有IT基础的厂商所采用,并与PC应用联系紧密。
Palm OS是一种32位的嵌入式操作系统。此系统是3Com公司的Palm Computing 部开发的。Palm OS最初是定位于掌上电脑的操作系统,但是随着手机和掌上电脑的不断融合,Palm OS已经在通信方面作出了努力。Handspring已经推出了支持GSM和CDMA等不同制式移动通讯网络的掌上电脑,使用的就是Palm OS操作系统。
嵌入式设备非常适合像Linux这样的操作系统,因为Linux本身是开放源代码的,而从源代码级来对个性化的产品进行定制是最根本和最深入的。开发人员已经开发出了诸如互联网应用、工业控制系统以及数据获取设备的相关产品。随着嵌入式Linux技术的不断成熟,它已能够满足更加灵活的体积要求,并支持越来越多的不同体系结构的处理器产品,开始逐步进入主流的嵌入式市场。然而,嵌入式Linux在发展过程中也遇到了一些制约瓶颈。首先,嵌入式Linux系统在这个领域的产品发展比较晚,开发的时间比较短,在某些方面还有待成熟;其次,嵌入式设备个性化比较强,导致从事嵌入式Linux开发的厂商所开发的产品现在互不兼容。在众多Linux开发人员的共同努力下,它正在不断地完善以满足新一代消费产品的需求,在2003年,摩托罗拉推出了全球第一款采用Linux 操作系统的手机——A760。
操作系统的优劣决定了手机的品位和性能,操作系统设计得越好,不仅用户使用方便,而且可以为用户提供众多的新功能和应用。从技术发展角度看,操作系统将为终端加快更新换代提供必要和充分的条件。
