作者：51Testing 软件测试网,宋光照 傅江如,等
出版社：电子工业出版社
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手机软件测试最佳实践试读：
前言
本书编写的背景
近年来，随着手机产业在世界范围内向中国大陆的转移，我国已逐步成为全球最大的手机制造基地和最大的出口基地。2008年中国的手机产量、内销量和外销量继续延续两位数的增长势头，产业规模持续扩大。2008年上半年中国市场手机生产量达到2.79亿部，与2007年同期相比实现了21.20%的增长，继续维持良好的发展势头，国内与出口两个市场双重驱动了中国手机制造规模再创新高。2009年1月7日，工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通三家公司发放了第三代移动通信（3G）牌照，标志着我国已经正式进入了3G时代。
与前两代系统相比，3G系统的主要特征是提供丰富多彩的移动多媒体业务，提供更大的系统容量、更好的通信质量，而且在全球范围内更好地实现无缝漫游及为用户提供包括话音、数据及多媒体等在内的多种业务。在市场和用户潜在需求的推动下，手机相关技术的发展日新月异，技术、应用已经成为3G手机产品的关键词，介绍手机各种设计实现技术的出版物也如雨后春笋般地不断涌现。然而，在这些林林总总的书目中，系统介绍手机测试的书却尚属空白，这对于打算进入手机测试领域的初学者，或者希望继续提高自己测试水平的在职手机测试工程师，不能不说是一种缺憾。本书，《手机软件测试最佳实践》就是在这样的背景下诞生的。
作为国内唯一的一本定位于手机软件测试技术的指导用书，本书的笔者从实际应用角度出发，以智能终端和3G业务规划为基础，系统地介绍了手机软件测试的各个主要方面，旨在为手机终端研发、测试人员提供帮助和指导，也可为项目经理、业务规划人员、移动通信研究人员、系统平台设计师、标准化工程师提供一定的参考。
本书的内容
本书的内容包含三个部分共8章。第1部分包括第1章和第2章，从整体上介绍了手机设备的软硬件现状与趋势。第2部分包括第3章、第4章和第5章，从操作系统、中间件和业务应用三个层次讲解了手机软件的测试技术。第3部分包括第6章、第7章和第8章，介绍了手机的测试实践以及手机软件的质量问题。因此，对于从事手机测试的工程师和广大手机爱好者来说，本书是一本手机软件测试的专业指导用书。而关于具体的手机软件测试实践问题，则主要涉及手机的平台、手机测试的设计方法和手机的业务测试和专项测试三个方面。
关于手机平台，本书在第1章、第3章、第4章分别对目前业界主流手机的硬件架构、操作系统平台、以及基于Java的开发平台做了详细的描述，使手机测试工程师能够很好地理解不同的手机平台，以及不同平台的差异性，对提高测试设计水平和发现测试设计的缺陷是有很大帮助的。
关于手机测试的设计方法，在本书第2章中，列举了七种常用的手机测试的用例设计方法，并把传统的软件测试用例设计方法和手机测试用例设计方法有机地加以结合。因此，第2章的内容将成为手机测试设计工程师案头必备的参考资料。
关于手机的业务测试和专项测试，本书在第5章将阐述基于手机业务的测试，包括语音、消息、视频、浏览器、位置服务、个人信息管理、数字版权管理、即时消息和游戏类九大业务；在第6章和第7章阐述了无线通信类产品特有的两种测试类型：外场测试和一致性测试。第8章深入讨论了手机软件质量保证问题，这是近年来手机测试行业的热门话题，目的是引导读者恰当地运用测试技术和工具，保障手机软件的品质。
全书的最后附有常用缩略语、硬件测试大纲和实验室配置以及手机行业相关标准，方便读者在阅读和实践的过程中查阅或作为进一步学习和研究的导航资料。
致谢
作者在本书的写作过程中，参考了大量国内外文献及技术规范，没有这些学者的努力及其成果的指引，本书不会如此顺利地完成。在此，作者谨向书中提到的和参考文献中列出的诸位学者专家表示真诚的感谢。
本书由宋光照、傅江如、刘世军共同编著完成，傅江如负责全面校稿和统稿工作。
感谢吴建锋、郑银华、赵双林、王娟等同志对本书的认真审阅和宝贵意见，感谢电子工业出版社博文视点公司的策划编辑李冰对本书作者的支持与鼓励，特别是在出版过程中的热心支持和许多改进建议。
感谢在写作过程中给予我们支持的同事，特别是邱继进（台湾）、王峰，与我们经常在一起讨论一些外场测试的具体问题；另外还有郑小磊、李斌等，是他们的全力参与，本书才得以及时完稿。非常感谢51Testing的工作人员，他们的辛勤劳动使本书能及时面市；也感谢参与本书编写的全体专家和技术人员，以及本书的责任编辑和责任美编，他们的忘我工作，令本书的质量得以进一步的提升。
作者希望本书能够给读者有益的帮助，然而由于作者能力有限，书中难免有疏漏甚至错误之处，衷心希望读者能够予以指正，以期再版时修订。
编著者
2009年02月第1部分 手机设备的软硬件现状与趋势第1章 移动终端简介
本章要点：
●移动终端设备简介；
●终端软件现状和趋势。1.1 移动终端设备简介
随着移动通信网络的发展，移动终端不仅可以用来打电话、发消息，还可以上网，使用多种多样的数据业务，而且多种在计算机领域中应用成熟的技术也出现在移动终端上。移动终端不仅是一部无线电话，也是集通信、娱乐、办公等多种功能于一体的智能终端。1.1.1 概述
通常，移动终端系统可以被看做是一种具有无线通信功能的嵌入式计算机系统。包含支持通用嵌入式计算机系统的必要组件、用来执行通信任务的特别组件和面向应用的高层组件。从功能角度讲，一个移动终端系统可以由多个子系统组成，如图1.1所示。图1.1 移动终端系统组成
子系统通常有以下几个部分：通信子系统、操作系统子系统、内存子系统、应用子系统、应用与通信接口子系统、多媒体子系统、安全子系统和电源管理子系统。每一个子系统都与其他子系统相互连接通信。不同终端可以采用不同的体系结构，相应地也就采用不同的子系统划分方式。
1.移动通信终端体系结构（1）通信子系统
通信子系统包含无线通信协议软件及必要的数据访问协议，可支持蜂窝广域网和局域网语音与数据通信。
① AT分析程序
AT命令分析程序在GSM和WCDMA/UMTS的标准中都进行了详细说明。AT接口的标准为基本协议堆栈的实现提供了一个基础摘要。AT分析程序可与协议堆栈一起实施，也可使用专有协议堆栈，或者使用服务访问控制器接口进行独立开发来支持多协议堆栈实施。
② 服务访问控制器（SAC）
服务访问控制器（SAC）可提供专有协议堆栈接口。SAC通过应用子系统内的多个实体提供了一个单独的协议堆栈接入点。服务访问层（SAL）和数据链路层（DL）用于支持逻辑通信在通信子系统中的发送和接收。
③ SIM管理程序
SIM管理程序是一个单独的公共接入点，可用来访问SIM卡中的信息。它通过多个实体访问SIM卡。协议堆栈接口位于协议堆栈模块内部，并且通常是专用的。它还可以通过SAC或AT分析程序向蜂窝子系统的外部输出一整套功能，以支持应用子系统访问SIM数据和功能。对于所有通过SIM卡来进行用户认证和鉴权的蜂窝技术，该模块都是强制性的。如果不需要SIM卡，则协议堆栈中必须含有可提供相同功能的模块。
④ 实时操作系统
实时操作系统是可选的，可以根据实际情况，采用轻型内核或功能强大的操作系统来进行替换。但这种情况要求在通信子系统内存中执行的线程不受应用子系统内的操作系统的控制。（2）操作系统子系统
操作系统子系统包含基础任务的执行，诸如输入信息识别、显示屏信息输出、保存文件和目录记录等。操作系统子系统还可以对硬件提供管理和维护。（3）内存子系统
内存子系统管理并控制静态和动态存储。（4）应用子系统
用户应用在应用子系统内执行。这一子系统提供了通用的编程设计和执行环境，并不依赖于移动终端的底层通信技术。通信子系统的通信服务接口也常驻在应用子系统内。（5）应用与通信接口子系统
应用子系统中的许多应用都需要靠通信子系统的支持才能和外界联系以实现各种功能。在终端系统内部需要由应用与通信的接口子系统来完成这个任务，一方面完成从应用子系统向通信子系统传递将要传送出去的数据，另一方面将从通信子系统收到的数据传递给适合的应用。（6）多媒体子系统
多媒体子系统软件可控制不同平台技术，允许利用图形和音频媒体并把它们相结合，以用于通信目的。数据流音频和视频只是多媒体服务的两个实例，由多媒体子系统支持。（7）安全子系统
安全子系统的软件组件为集成的硬件安全构建模块、软件安装功能和框架提供了接口。这些服务可支持：
●构建可信且安全的平台；
●进行安全交易；
●确保用户及其数据的安全与机密性。（8）电源管理子系统
电源管理子系统负责控制处理器和设备电源状态，以及支持应用和设备驱动程序的接口，从而满足性能和功耗需求。
2.移动终端体系结构发展（1）分离应用和通信子系统
终端系统体系结构应把对无线通信协议的处理从用户应用程序中分离出来。这种分离既可以基于硬件实现也可以基于软件实现。这种情况下用户应用和其他驻留在应用子系统内的软件或硬件模块都不能破坏通信子系统的完整性。同时，通信子系统也不能破坏用户数据和应用。将应用程序与通信子系统分离可以加快开发、部署、升级或修改应用的速度。（2）支持互联网协议
终端系统需要能够支持通用的互联网协议，诸如目前的IPv4及未来的IPv6等。现阶段终端设备只可用于IPv4，当IP网将来升级到IPv6阶段时，新的终端设备将可支持IPv4和IPv6标准。终端系统还将能够支持更多的互联网协议，诸如TCP、UDP、FTP、Telnet、HTTP等。终端可支持多种互联网内容格式和语言，如HTML、X-HTML、XML等。利用这些功能应用开发商将会开发出可与台式机相媲美的功能强大的应用。（3）支持开放的操作系统
终端系统应支持开放的操作系统。随着终端处理能力的增强，无线互联网带宽的扩大，运行于移动终端上的应用必将越来越丰富。但终端厂商不可能开发出所有功能完备的应用软件，在出厂之前将这些应用软件都预装在终端里面。即使终端制造商开发能力足够强，可以提供足够多的应用软件，但终端一旦销售到用户手中，便不再受终端制造商的掌控。当新业务出现，要求终端支持更多更新功能时，终端能够随时下载安装新的应用软件，提升终端能力，便成为极为迫切的需求。终端支持开放的操作系统，可以促进终端应用和移动业务的发展。运营商推出新业务之时就不必再过多的顾忌市面上销售的终端有多少能够支持，用户已购的终端又有多少能够支持这个业务。用户也不必因为自己的手机陈旧而遗憾不能享用新业务。（4）操作系统标准化
终端操作系统标准化对于移动增值业务产业也至关重要。应用软件基本上都是基于操作系统提供的通用接口开发出来的。如果接口不同，应用软件就必然不同。终端操作系统的接口有多少种，应用开发商要满足所有用户，就必须为同一种应用开发多少种软件版本。操作系统的种类越多，整个产业链为此付出的成本越大。对用户而言，也带来了极大的不便，用户要准确了解所用终端的品牌型号，以便在使用业务时能够对号入座。这种开发方式严重阻碍了移动应用的发展。因此推动移动终端操作系统标准化已经势在必行。（5）软件平台与硬件平台分离
终端系统的底层硬件平台与软件平台应该相对独立，并通过标准的接口相互通信。终端操作系统及应用可以安装在任意基于标准平台的终端上。对于终端设备商及运营商而言，将具有更多自由度，可以自由选择性价比高、适应产品定位的硬件平台及软件平台的组合。1.1.2 硬件设计平台介绍
基本终端和功能终端的硬件平台主要由射频模块和基带处理模块组成，射频模块主要负责射频信号滤波、放大、调制解调等功能。基带处理部分分为模拟基带和数字基带两部分。模拟基带主要承担话音A/D、D/A转换，及数字控制信号的D/A转换等工作。数字基带还包括微控制器、数字信号处理器、存储器和硬件逻辑等。微控制器主要采用ARM7处理器，负责完成应用层、网络层和数据链路层的处理，控制移动终端的外围电路连接及整个通信协议栈的实现，倾向于系统控制。数字信号处理器主要用于物理层、数据链路层的处理，负责话音信号的编解码处理，倾向于数字基带信号的处理。存储部分包括ROM和RAM。硬件逻辑主要指一些外围电路，包括键盘控制器电路、显示电路，各种外部接口电路等。
智能终端拥有开放式操作系统并能扩展第三方应用功能，可下载大量应用程序来扩展自身用户界面和多媒体、数据业务功能，故一般为双CPU结构：通信处理器和应用处理器，应用处理器通过AT指令与通信处理器进行控制和交互。
通信处理器保留了基本和功能终端的数字基带部分，即MCU+DSP结构，MCU实现高层协议，DSP完成基带功能，适应各种无线接口协议标准，选择适当的移动通信网络，建立和维护网络连接，实现话音和数据通信。
应用处理器采用嵌入式操作系统并加载多种协议，以支持各种业务，如MPEG-4、MP3、VoIP及JPEG2000等，并负责管理存储器、外围设备、外部接口等系统资源，运行应用程序，提供用户界面，外加终端的电源管理功能。
根据处理器核的分类，有用于开放性平台的核和用于实时嵌入式操作系统的核，前者拥有ARM处理器性能和特征集，MMU虚拟存储器和复杂的存储保护特性，可广泛用于Windows CE、Linux、Palm OS和Symbian平台。后者通常运行实时操作系统满足特定的应用处理器市场需求。
根据参考设计方案的分类，可分为开放式和封闭式平台两种，开放式平台有Symbian、Windows Mobile、Linux、iPhone、Android、BlackBerry、J2ME、BREW等，支持手机应用程序通过OTA下载和安装；封闭式平台有MTK、展讯、TI、飞利浦等。1.1.3 终端业务概述
目前我国的移动用户数已接近3亿，运营商积极开拓移动数据业务的运营模式，打造了“移动梦网”、“联通在线”等业务品牌，与ICP、设备制造商建立了良好的合作模式，但在业务模式、销售策略等方面仍然存在一些问题。其中，移动数据业务标准的不完善性是制约业务发展的一个重要因素。产业界一致希望通过运营商、设备制造商、移动终端商、ICP、科研单位等的共同努力，形成面向市场、科学有效的技术规范，促进移动通信市场的发展。几个影响因素列举如下：
●终端性价比影响业务推广；
●终端可用、易用性影响业务推广；
●用户需求的差异影响业务个性化定制；
●终端漫游、2G和3G互联互通影响业务平滑过渡。
移动终端业务将实现从基本话音、消息服务向Internet浏览、视频电话及聚合业务方向转变，新业务和新应用的开发推广与终端业务规范的发展之间的关系越来越密切。同时，终端的功能、款式和性价比也影响着用户的消费行为。
1.业务规范及3G业务的相关组织
综上所述几点影响因素，很多移动业务已不再局限于系统设备厂商、品牌手机厂商、内容提供商及运营商局部业务应用，不再局限于业务标准不完备和不统一的问题。目前制定移动业务相关技术规范的论坛和组织包括3GPP、3GPP2、OMA等，所制定的技术规范种类和版本较多，加上很多厂商自行推广的标准，以致目前还没有形成完备的、业界普遍公认的标准。
对于业务规范和标准框架结构，业界尚处于研究探讨之中，没有形成共识，其主要原因为：
●业务规范标准由业务和应用驱动，而不是由技术驱动。根据运营商提供的业务特征不同，需要调用不同的业务引擎；
●对市场需求考虑不周全。市场对于业务规范的接受程度和反应是极为重要。往往制定了大量的标准，而真正能够应用到实际业务中的却并不多；
●缺乏统一的互操作性计划和实施。一些被市场接受的标准，其设备在市场准入前，缺乏统一的互操作性计划，也没有专门的部门对此进行测试和检验，给运营商的业务实施造成很大困难；
●移动业务和应用标准的更新速度快，新技术和新产品层出不穷。厂家往往以尝试打开市场为先导，在获得一定市场份额后，产品即成为了事实标准草案，故与传统的标准制定有很大的区别；
●运营商寻求差异化，与业界整体互通性差。（1）3GPP/3GPP2（3rd Generation Partnership project）技术规范机构
3GPP TS22.101指出，从承载网络方面，可分为电路域业务和分组域业务。图1.2显示了3GPP的业务分类，电路域业务分为基本业务和补充业务，基本业务又分为电信业务和承载业务；分组域业务包括IP承载业务，即IP多媒体业务和非语音类增值业务。IP多媒体业务是与IP电话相关的各种业务，基于GPRS承载的语音、聊天、白板等业务；非语音增值业务是指与呼叫无关的增值业务，如电子邮件、彩信、网页浏览、新闻等；SMS、UUS、USSD是承载业务，如利用SMS承载用户位置信息等。运营商也可以用3GPP定义的工具箱（如CAMEL或LCS）或外部解决方案来创建或修改上述业务，如预付费业务就是采用CAMEL工具生成的一个典型例子。图1.2 3GPP的业务分类
IP承载业务有：
●IP多媒体业务（SIP Telephony，Chat，WhiteBord，etc…）；
●非话音增值业务（E-mail、MMS、WWW、News，etc…）。
其他类型承载业务（SMS、UUS、USSD）有：
●电路承载业务参考3GPP TS 22.002；补充业务参考3GPP TS 22.004；电路域电信业务参考3GPP TS 22.003（Telephony，Fax，SMS）；
●工具箱（CAMEL，MExE，USAT，OSA，J2ME/BREW，WAP，OISP，LCS，Internet Tools，etc…），其中MExE利用移动终端和SIM卡的资源，在执行过程中，MExE协议独立于具体承载，可以采用SMS或其他承载网络的数据业务。因MExE允许编程，故需要有严格的安全措施以防止未鉴权的用户。其中SIM卡应用工具箱与第三代UTK技术基本相同，一旦引入SAT功能，终端可以直接利用其生成的菜单和短消息方式与网络服务器进行通信，SAT与移动终端的接口支持预激活功能，即SIM卡通过移动终端发送主动激活，要求移动终端进行特定操作。3GPP2于2002年也为CDMA的UIM卡制定了CAT标准。（2）OMA（Open Mobile Architecture）标准化组织
■ 移动多媒体广播业务的应用层能力规范
OMA看好移动多媒体广播业务的应用前景，如可以发展手机电视。OMA认为DVB-H，3GPP的MBMS，3GPP2的BCMCS等无线数据广播技术是移动广播业务的底层网络基础，移动多媒体广播业务是需要结合多种技术包括DRM技术在内的总体式业务。在内容保护、设备管理、通知和文件传输等方面进行了详细定义，对承载网络独立的移动多媒体广播业务的相关技术进行详细的规范定义。
① 音视频编解码技术：将可能和3GPP，3GPP2保持兼容和一致，如视频可采用H.264/AVC，音频可采用AAC+和AMR-WB+等。
② 业务导航技术：将采用对用户友好的数据模型和数据管理，从而支持合适的使用场景、移动性与蜂窝网络的兼容，业务指南称将能在传输层使用FLUTE和HTTP，使用SRTP进行文件压缩。
③ 内容保护技术：将可使用OMA DRM来进行内容保护，也可能基于智能卡（USIM/R-UIM）方式。
④ 业务鉴权、计费实现方式：将可使用OMA DRM实现业务鉴权，使用移动网络现有的计费系统。
■ 数字版权管理
3GPP制定了DRM需求规范，而架构、功能规范、IOP测试方法等则由OMA完成。OMA DRM目前已经产生了三个版本：
① OMA DRM 1.0正式批准发布，基本能够满足Forward-Lock方式的商用需求；
② OMA DRM 2.0也已经正式批准发布。增强支持Combined Delivery，Separate Delivery等方式和流媒体业务，满足规模商用的需求；
③ OMA DRM 2.1。主要在2.0版本的基础上进行增强。
OMA DRM 2.0规范主要包括版权表达语言、内容封装格式、版权对象获取协议、在线证书状态协议及下载业务方面的规范。
OMA DRM是一种与终端相关的方案，需要终端配合，此外还有数字水印、KJava Wrapper等与终端无关的DRM方案，可以作为OMA DRM方案很好的补充。
■ 消息类业务能力
Messaging工作组负责消息类业务相关的技术规范，包括互操作的要求，它的目标主要是定义消息类业务能力基本的消息特性，并提供Messaging业务能力实体和其他不同的移动应用之间交互方法。
目前MWG有三个正式的子工作组。
① MWG MMSG：即多媒体消息子工作组，主要是继承原来在3GPP、3GPP2中MMS方面的工作，其首要目标是通过为MMS客户端架构制定规范来满足3GPP已经定义的MMS规范接口和参考点。继续和其他的MMS相关组织进行研究，特别是3GPP2，使得MMS可以实现不同运营商的不同网络之间的互操作。在3GPP将MMS的工作移交至OMA之后，3GPP2也已经将MMS方面的工作移交至OMA。
② IM SWG：即时消息子工作组，包括两个方面。一方面对原来基于Wireless Village的IMPS中即时消息部分进行维护和更新，另一方面制定基于SIMPLE的即时消息规范。
③ MEM SWG：Mobile E-mail，移动邮件子工作组。移动邮件也就是通常所说的Black Berry或者Push E-mail等，目前已经开始了技术规范的制定。
此外，MWG新近确立了CPM（Converged IP Messaging）项目，主要研究消息类业务融合的规范，也是一个非常值得关注的规范项目。
MWG还有一个非正式的子工作组：消息业务互操作（Messaging Services Interworking），主要致力于解决消息类业务互连互通方面出现的问题，例如制定Wireless Village IMPS与SIMPLE IM之间的互通规范。
■ 定位服务
OMA的LOC工作组专门制定互连互通的定位业务标准，制定移动位置业务的规范，确保端到端的互操作，在漫游、Le接口等研究领域逐步取代3GPP和3GPP2，成为Location业务标准的主要国际规范制定者。
目前LOC工作组的内容主要有以下几个部分：
MLS（Mobile Location Service）：主要是继承原LIF论坛MLP（Mobile Location Protocol）协议的制定和维护工作，同时包含后来立项的RLP（Roaming Location Protocol），PCP（Privacy Checking Protocol）等协议，也就是在3GPP R6定义的架构中Le接口、Lr接口和私密性检查的协议。
SUPL方面，目前已经有两个版本。SUPL1已经完成，正在进行IOP测试，预计将在近期成为批准发布的业务能力规范。SUPL2早在2007年3月完成候选规范，其研发已经完成，目前主要是广告和测试方面的工作。
■ DM和DS
DM和DS最初作为一个工作组（DSDM）在OMA开展工作，后来由于在DM方面不断出现新的内容，OMA将这个领域的工作分为以下两个工作组：
Device Management（DM）组：主要提供对分布、移动设备管理的机制，从而优化用户的经验数据，并减少运营商的成本。内容包括设备初始配置参数的设定、设备数据的更新、从设备获得管理数据、处理设备产生的时间和告警等。
Data Synchronization（DS）组：继续原SyncML组织在数据同步规范方面的工作，同时制定一些新的相关规范，包括一致性规范，以及如何在OMA体系结构下使用数据同步技术规范的说明等。
■ 移动电子商务和计费工作组
目的是为OMA的其他能力制定统一的计费接口，确保OMA中尽可能多的能力能支持移动电子商务的开发和实施，为OMA其他工作组及外部标准组织提供需求分析支持，为OMA其他工作组提供移动电子商务和计费方面的技术支持。
■ 业务安全
SEC（Security）工作组主要负责终端与业务服务器之间的安全通信协议，包括传输层面和业务层面，以及与一些保密性相关的实体之间的交互协议。为移动用户提供安全相关的服务。
■ 互操作规范和测试
IOP工作组负责与互操作相关的规范制定和测试组织工作。其主要职能是确保业务端到端的互操作性，保证业务链中每个元素的互操作能力，这种能力要符合预先规范定义的准则，包括业务和应用互操作测试流程、测试的组织形式、测试方法的制定流程等。图1.3 业务应用接口
为了简化业务应用层的架构模型，OMA首先对各种应用接口进行了分类。如图1.3所示，OMA在OSE中定义了四类接口：
① IO：Enabler的内在功能接口类，由OMA进行定义。若没有Policy部分，该接口直接提供给Application和其他Enabler，便于不同Enabler之间的功能重用；
② IO+P：应用了Policy的IO接口，提供给Application和其他Enabler。其中，P是IO接口上的一个附加参数集，部分P参数的语法和语义在OMA中进行定义；
③ I1：Enabler资源与Service Provider Execution Environment之间的接口，例如软件生命周期管理。它在OMA中进行规范，作为OSPE的一个部分；
④ I2：Enabler实体调用底层资源功能的接口类，例如IMS提供给应用层的开放接口。这一类接口不在OMA中进行规范。
OMA由工作组组成，组织结构图如图1.4所示。图1.4 OMA组织结构图（3）IETF
IETF（互联网工程任务组，成立于1985年底，http：//www.ietf.org）负责互联网基础协议标准化，任何非IETF成员都可以参与IETF标准化。IETF体系结构分为三类，一个是互联网架构委员会（IAB），第二个是互联网工程指导委员会（IESG），第三个是在八个领域里面的工作组（Working Group）。标准制定工作具体由工作组承担，工作组又根据主题的不同划分到若干个领域，如路由、传输和网络安全等，包括如下的八个研究领域，133个处于活动状态的工作组：
●应用研究领域，含20个工作组；
●通用研究领域，含5个工作组；
●网际互联研究领域，含21个工作组；
●操作与管理研究领域，含24个工作组；
●路由研究领域，含14个工作组；
●安全研究领域，含21个工作组；
●传输研究领域，含1个工作组；
●临时研究领域，含27个工作组。
标准化协议包括互联网协议IPv4/6、传输控制协议TCP、用户数据报协议UDP和超文本传输协议HTTP等。
在业务引擎层面，IETF扮演的角色是互联网相关协议的标准化论坛，与W3C及其他论坛一同对网络服务相关协议进行标准化，用于纯基于IP的系统或用作标准化体系结构（如3GPP和3GPP2系统）中的构件。
同时，对很多管理接口也进行了标准化，如简单网络管理协议SNMP、轻量级目录访问协议LDAP、公用开放政策业务COPS、管理信息库MIB。还有一个工作组负责基于政策的管理，以产生政策核心信息模型和QoS信息模型的RFC。
IETF由过去关注信息模型，转变为现在主要关注业务协议的标准化。进而，它和OMA一起将提出能够影响3GPP架构设计的一致性意见。（4）W3C
W3C（万维网联盟，于1994年10月在麻省理工学院计算机科学实验室成立，http：//www.w3c.org）是对网络标准制定的一个非营利组织，如HTML、XHTML、CSS、XML的标准就是由W3C定制的。
W3C以开发“Web事实标准”的各种技术规范作为其核心任务，目前已开发了50多个技术规范。这些技术规范中大部分是由各个功能组开发的各种功能性规范，同时也包括WWW的核心体系结构。W3C的这些成果基本上已由企业和研究机构进行了实现。
基于W3C的组织原则和工作宗旨，以及Web的实际应用情况，W3C提出了其长远目标，包括3个方面的内容，分别是：
●建立一个普遍的、全社会易于使用的公共网络环境；
●Web上的语义可管理和正确使用；
●Web应该是安全可信的。
W3C制定的核心Web业务规范包括：
●核心标准：XML、XML schema、DOM；
●Web业务：架构注释、SOAP、WSDL；
●XML安全：XML标签、XML加密、XML规范化和XML密钥管理；
●基础设施：RDF、OWL。
2.3G业务分类
根据QoS分类，3GPP将业务划分为会话类、流媒体类、交互类和后台类四种业务类型。会话类和流媒体类业务对时延敏感，但允许较高误码率，而交互类和后台类业务对时延要求低，但对误码率要求高。会话类业务主要为语音通信和视频电话业务；流媒体类业务根据不同业务特性，分为长流媒体和短流媒体业务、群组流媒体和个人流媒体业务、广播式流媒体和交互式流媒体业务；交互类业务包括基于定位的业务、网络游戏等；后台类业务有E-mail、SMS、MMS和下载等，如图1.5所示。图1.5 用户中心性能需求
语音通信始终是3G的基本业务，但数据业务是3G业务区别于传统话音业务的重要特征，3G数据业务重点是个人交互式流媒体业务、交互类和后台类业务，均具有面向个人需求的个性化特征。
3G业务将提供实时在线的数据环境，可以在任何时间、地点连接到多媒体内容服务，UMTS论坛将3G业务分为六类：移动Internet接入、移动Internet/Extranet接入、定制娱乐信息、多媒体信息、基于位置业务和高级话音业务。UMTS业务的分类建议如图1.6所示。图1.6 UMTS业务分类建议
■ 按照媒体形式划分，如表1.1所示。表1.1 按照媒体形式划分
■ 按照业务性质划分，如表1.2所示。表1.2 按照业务性质划分续表
■ 按照用户需求划分，如表1.3所示。表1.3 按照用户需求划分1.1.4 终端体系结构与协议简介
移动终端集成了复杂的通信协议栈，具有跟其他设备互连互操作功能，支持丰富的多媒体应用，却必须在一个资源受限的嵌入式系统下实现。L1、L2、L3层协议栈、低层驱动程序和MMI及应用程序构成终端软件的三大部分。同时架构终端软件通常分三层，第一层由一个DSP来执行，第二层和第三层则由ARM处理器来执行，DSP还提供自适应多速率的语音编解码器功能，第三层用于实现数据链路层之上的信号传输，并负责无线资源管理、移动性管理和呼叫控制功能。
1.终端的系统结构和主要功能
如图1.7所示的MMI结构图由内核部分，底层驱动部分，L、1L、L层协议部分和人机界面部分组成。对于基本终端和功能终端一23般功能包括：电话簿、消息、设置、WAP、其他应用（时钟、计算器、游戏、字典等）。终端软件最重要的是它的内核部分，对外提供可供修改的外部程序及设置功能表，一般不随意改动，往往牵一发而动全身，可能因小小改动导致一系列资源的重新分配。一般参考设计平台提供给终端研发厂商，对内核和协议栈部分只提供目标代码，提供驱动程序和MMI部分源代码。图1.7 MMI结构图
MMI完全由事件驱动，每一个状态机的运行都是在消息触发下，通过调度程序来执行任务。MMI结构的各个组成部分，由接口部分、对话部分、核心应用部分、核心功能部分和用户组成，如表1.4所示。表1.4 MMI结构的各个组成部分
2.终端的协议及接口介绍
MMI并不是独立工作的，它要和其他模块合作来完成事件任务，各模块间关系如图1.8所示。图1.8 MMI各模块关系图（1）MMI接口部分
●OM，操作与维护模块向MMI提供有关系统资源、电池电量监视等方面的信息，在开关机时，由MMI向OM发出通知。
●SI，SIM卡应用部分模块完成读取SIM卡上数据的操作。
●MN，移动网络服务模块向MMI提供网络注册、语音通话、消息收发、补充业务和小区广播等功能。
●L3模块把当前射频强度反馈给MMI。
●L1模块向DSP发送音量控制等命令，传送传输bit数据流所要求的所有功能。
●Keyboard模块负责监视按键操作，PMI收到消息，发出unique码供MMI处理并显示。
●Display模块用来显示文字、符号，PMI收到消息由显示驱动程序发送消息来进行显示操作。
●Sound模块，用来发出音乐播放指令，由PMI发送消息进行操作。
●EEPROM保存整机运行数据。（2）MMI对话部分
对话部分提供了用户与手机之间的各种对话，通过这个部分用户可以使用手机提供的各项功能来完成用户的需求。同时手机也可以从这部分得到用户指令。在参考设计方案中MMI提供了一套对话部分，但对手机软件开发者，通常不使用标准MMI提供的对话部分，开发属于自己的对话部分，即可根据自己掌握的手机使用者的需要、开发难度等开发出有特色的、有竞争力的手机软件。根据某品牌手机的软件来看，主要包括以下功能：
●提供人工输入电话号码和MMI命令的对话；
●提供激活、禁止和修改SIM卡上CHV的对话；
●提供建立通话和取消通话的对话；
●提供有关电话本各项操作的对话；
●提供输入信箱地址的对话；
●提供接收短消息的对话；
●提供发送新短消息的对话；
●提供发送已存短消息的对话；
●提供设定短消息有限期限的对话；
●提供设定短消息服务中心号码的对话；
●提供通话计时计费的对话；
●提供设定键盘锁的对话；
●提供设定开机问候语的对话；
●提供进行语言选择的对话；
●提供显示已接/未接电话的菜单的对话；
●提供设定通话计时计费格式的对话；
●提供进行网络选择的对话；
●提供显示隐藏/显示本机号码的菜单的对话；
●提供设定任意键应答开关的对话；
●提供设定按键音的对话；
●提供设定闹铃模式的对话；
●提供设定充电模式的对话；
●提供使用计算器的对话；
●提供设定来电铃声音乐和音量的对话；
●提供设定收到短消息的音乐盒音量的对话；
●提供锁SIM卡的对话；
●提供通话计时器的对话；
●提供设定闹铃时间的对话。（3）MMI核心应用部分
核心应用部分用于执行对话部分的功能，供很多应用程序可在不同的对话中使用。一旦手机从对话部分搜集到信息，就可以完成用户指定的功能。包括菜单管理器、行编辑器、文字信息库、语言管理器、输入电话号码、输入短消息和SIM卡的CHV处理。
菜单管理器用来对菜单结构进行操作。一个菜单结构是函数n维的树。
行编辑器负责实现用户输入数字和字符数据的功能。在GSM03.38中详细介绍了行编辑器是怎样产生字符码、怎样用数字键来输入文本的。
所有提示信息和菜单标题样的固定文字信息是存储在文字信息库中的，每种文字信息有一个唯一ID，且按照手机所支持的语言单独被存储。文字的类型是用来指出文字数据是按照默认字母还是Unicode码来解释的，当前的语言则由语言管理器得到。因为每种语言的文字信息结构不同，所以不管文字信息是被一行显示还是多行显示的，它都是作为一个字符串被保存的。语言管理器是在用户选择了自动选择语言或其他支持的语言时用来维护和管理当前显示的语言的。（4）MMI核心功能部分
该部分MMI的功能是独立于硬件和用户的，是由其他GSM模块提供的服务，包括启动MMI、网络选择、电话本、处理MSISDN号码、处理上次拨号部分、处理短消息部分、处理补充业务部分等。1.2 终端软件现状与趋势1.2.1 3G时代的机遇与挑战
相对于2.5G移动通信，3G移动通信的标志是宽带数据通信。3G移动通信标准TD-SCDMA与WCDMA的数据带宽能达到384kb/s，并逐步过渡到2Mb/s或更高的通信速率，基本可以与现在已经普及的家庭计算机宽带网ADSL相媲美。随着3G时代的到来，人们会明显感觉到以下两点：
●数据通信的带宽快速增长；
●新闻、多媒体、游戏的下载将随着带宽增长而增长。
计算机宽带网的流行，在很大程度上受益于浏览器技术的发明。宽带网技术属于硬件的范畴，而浏览器则是一种互联网软件运行的平台。浏览器技术极大地推动了互联网的发展，如果没有众多计算机用户对互联网服务的需求，宽带网本身很难发展，更不要说给社会带来经济效益了。过去十多年来，宽带网与浏览器的发展相互依赖，缺一不可。
传统的互联网软件必须在计算机上运行。计算机通过安装不同的软件可以完成不同的工作。计算机的维护对大多数消费者来说非常复杂。3G移动通信增值业务运行平台跟传统的计算机互联网软件运行平台有着本质的区别：消费类电子产品的特点是没有安装软件的概念。
总之，用户无须自行安装软件的智能电子产品都可以称为嵌入式系统。其实，智能电子产品也就是用于某种特殊用途的专用计算机。嵌入式系统的特点是目的明确，使用简单。目前，嵌入式系统已广泛应用于消费类电子产品、工业控制、航空航天、医疗电子、国防应用等领域。
具体举几个例子：WiFi无线路由器是一种常见的嵌入式设备，里面一般都安装了Linux之类的操作系统。路由器的用途非常明确，用户只需按照说明配置一下即可使用。同样是安装了Linux操作系统的PDA则不然，用户不但能使用其预装的软件功能，还可以自行安装软件来扩展PDA的用途。严格来说，PDA是掌上电脑，也就是掌上计算机，而不属于嵌入式设备。
未来的3G智能手机、数字电视和汽车电子到底应该更类似计算机，还是更类似嵌入式系统呢?消费者是否需要安装、卸载、管理软件就成了“试金石”。如何让用户感觉不到软件安装，而把3G智能手机变成万能的“瑞士军刀”就是我们面临3G时代的挑战。
我们大致可以把未来的嵌入式系统分为两类：传统的专用设备类嵌入式系统和网络增值业务类嵌入式系统。相对来讲，网络增值业务类嵌入式系统是网络时代的一个新生事物。移动通信技术的进步，需要通过增值业务来展现给消费者。手机数据传输的带宽越宽，移动增值业务发展就越快。智能手机是移动信息终端，是各种增值业务的载体平台。如何兼容已经提供的业务?如何发展正在提供的业务?如何策划丰富多彩的未来业务?新一代嵌入式增值业务类嵌入式操作系统的软件技术架构必须能支持不同生产厂家的业务、不同版本的业务、以及不同类型的业务。
互联网曾经给PC软件产业带来革命性的变化。3G时代即将来临，作为未来通信产业基础设施的一个重要组成部分，移动信息终端上的增值业务运行平台正面临巨大的变革。
所以，移动通信服务的发展趋势是无线增值业务将逐步取代语音通信业务，成为移动运营商的核心服务和手机用户的核心需求，如图1.9所示。图1.9 移动通信服务的发展趋势1.2.2 3G手机终端的发展趋势
一般消费者可以将3G简单理解为无线移动宽带网。目前的手机或者智能手机的基本功能是通话和短信。智能手机跟一般手机的区别是智能手机安装了所谓“开放式操作系统”，也就是消费者可以自己为智能手机安装软件。可以想像，无线移动宽带网是推进手机业务更快发展的前提条件，必将促进开放式操作系统发展迅猛。随着智能手机自动化程度越来越高，功能越来越强，开放式操作系统必须具备完善的多进程管理和强大的内存管理能力；必须为开发增值业务的程序员提供非常方便的软件开发环境；为消费者搭建非常好用、易用的增值业务使用平台。目前开放式操作系统在国内手机市场已经有将近10%的占有率，以后这个比例还会逐步增加。
手机操作系统在3G时代将面临如下的机遇与挑战。
1.统一的增值业务平台
目前市场上缺乏统一的智能手机操作系统API，导致不同手机终端之间的业务适配能力不高，使用不方便。第三方移动增值业务需要针对不同系统，重复多次开发，必将影响业务快速推广与普及。虽说Symbian、WinCE、Linux等已经占领2.5G智能手机市场的大部分份额，但是它们离3G市场要求的XML、URL、构件化三原则都还有一定的距离。
用不断增加原有操作系统API数量的办法来适应业务的不断发展，而直接从各自现有技术演变到3G时代的可能性几乎为零。因3G业务多得如同天上的星星，Symbian、WinCE、Linux等也都必须通过中间件软件平台重新定义一组面向构件的API集合（参见JAVA、.NET的API文档），是通过专用构件，而不是扩展API来适应3G业务发展的需要。这时，它们原有的宿主操作系统API的地位势必减弱。
时代的变革创造机会。移动运营商与合作伙伴共同开发统一的终端软件操作系统API及中间件，有利于进一步提升终端对各类业务适配能力，也有利于第三方软件应用开发，并且便于更好地支持业务推广、为用户提供更好的服务。在整合各类业务需求的基础上，制定智能手机终端的API，符合产业链多方利益，并且确保第三方业务模块的可扩展性。
2.改善用户业务体验
设计智能手机的UI（用户界面）时，首先要深入研究用户需求，改善用户对业务的使用体验，降低用户使用业务的门。由于每一款智能手机的制造厂家对UI设计的理念不一致，消费更者换一部手机就要重新学一遍；这对中老年人比较困难，对年轻人也很麻烦。消费者更换手机之后，如何能继续保留自己对某项增值业务使用习惯?另一方面，中老年人需要键盘显示的字符大一些，年轻人希望用户界面炫一些。而现在同一厂家的每款手机，千“人”一面，原因就是手机使用的操作系统没有给厂家细分市场的机会。
Smalltalk-80在1980年就提出了所谓MVC架构。MVC是Model-View-Controller（模型-视图-控制器）的缩写，分别代表程序逻辑、图形界面、异步事件控制等编程三要素。其基本思想就是要提高软件架构的灵活性和复用性。虽然研发了20多年，但是由于通常使用同一种语言来描述三件既相关又独立的事情，而且软件模块嵌套软件模块，很难有好的结果。而新一代操作系统利用JavaScript等脚本语言描述Model，用XML描述View，用DLL来实现Controller，三种语言各司其职，分工明确，概念清晰。软件分割好之后，仍然可以使用C/C++来描述Model或者View，也可以用JAVA 来实现DLL，因此发展前途很大。
众所周知，WORD文本编辑器可以在Windows 95、Windows XP甚至Linux上直接运行。新一代操作系统能够把程序模块分得更细一些，利用构件化技术，让中文输入法自成体系，能通过中间件的适配，运行在不同宿主操作系统之上。大家也知道Windows XP可以让媒体播放器“换肤”。新一代操作系统应该能够利用 XML 来完成所谓的“换肤”技术，像写网页那样简单地把按钮之类的控件动态变大、变小。如果我们还能通过全球唯一地址（URL），像搜索网页那样，从网上找到自己 欢的“皮肤”、输入法，然后选择把它们永久驻留在本地。那么，3G时代的手机用户体验就会有所改善。
3.通信技术多模化
一款移动终端可以同时集成多种无线通信技术，包括GSM、GPRS、WCDMA、TD-SCDMA、WiFi、WiMax技术等。这些技术都可以支持语音业务，也支持各种移动数据业务和多媒体业务。不远的将来，移动终端还会集成手机电视技术，让各种业务在不同制式上平滑切换，使得我们的用户有一个良好的体验。
传统计算机的存储体系结构是由 存器、内存、硬盘等组成的，前者是后者的缓存（cache），它们之间由北桥、IDE等加以连接，如图1.10所示。传统计算机编程与不同存储体系结构间的连接技术是无关的。目前，随着网络传输速度的提高，传统的冯·诺 计算机体系结构已经从分立计算机演变为网络计算机，网络计算机的硬盘只是互联网上存储信息的缓存；可以设想，TCP/IP等属于连接硬盘与互联网的技术，应该与网络时代的编程模型是无关的。
除了通信协议跟软件模型无关之外，另外一个必须解决的问题是“多模”问题。多模问题不仅限于通信协议，多种IO端口，多个存储标准等也都属于多模问题。成熟的解决方案涉及“泛型编程”（Generic-Programming）理论。用程序员的语言来说，就是支持关于“类对象”（Class-Object）进行编程，重载创建构件的New（）操作。创建网络构件的时候，动态检查当前什么通讯协议信号最强，然后采用GSM、WiFi、TD-SCDMA等构件之一作为网络构件。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]