CN100380325C - 移动终端平台系统 - Google Patents

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CN100380325C CNB038040476A CN03804047A CN100380325C CN 100380325 C CN100380325 C CN 100380325C CN B038040476 A CNB038040476 A CN B038040476A CN 03804047 A CN03804047 A CN 03804047A CN 100380325 C CN100380325 C CN 100380325C
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Abstract

一种无线通信系统的移动终端的平台系统，包括：移动终端平台组件，所述移动终端平台组件包括具有多个功能软件单元的软件服务组件、具有与多个功能软件单元关联并受其控制的多个硬件单元的硬件组件，以及具有至少一个接口的接口组件，该接口提供对移动终端平台组件的访问；以及经由接口组件中所述至少一个接口在所述移动终端平台组件中加载、安装和运行的应用程序软件。所述移动终端平台组件适合于制造成单元并向用户传送，然后在组件中加载、安装和运行应用软件以提供平台系统。

Description

移动终端平台系统
本申请要求享有美国临时专利申请于2002年2月15日提交的No.60/357,366、于2002年2月15日提交的60/357,291、于2002年9月23日提交的60/412,756、于2002年9月23日提交的60/412,763，以及于2002年9月23日提交的60/412,875的优先权。
发明背景
发明技术领域
本发明一般涉及无线通信领域，更具体地说，涉及无线通信系统的移动终端平台系统。
相关技术说明
自蜂窝通信系统于1980年首先引入以来，系统中使用的移动终端(移动站)变得愈加复杂。最初，移动终端主要设计用来提供语音电话服务，即接收和传送语音通信。近年来，移动终端发展为还具有传送与语音电话呼叫无关的用户数据的能力。这种用户数据例如包括经个人计算机(PC)发出的通过拨号网络连接传送的数据。
目前正在开发称为“第三代”(3G)的系统，用于未来的蜂窝通信系统。3G系统将高速因特网访问与传统语音通信结合起来，使用户除了可以进行语音通信外，还可以使用因特网浏览、声频/视频流、定位、视讯会议等许多其他功能。
为确保世界范围内开发的几个3G系统具有兼容性，而成立了第三代合作项目(3GPP)。由3GPP所开发的通用移动电话系统(UMTS)，提供了包括陆上和卫星系统的3G系统，可在世界任何角落传送语音、数据和多媒体信息。
通过3GPP的标准化，在蜂窝通信系统中包括的极剧增加的功能对系统中使用的移动终端的开发商提出了更多的要求。而移动终端是在大小、存储器和功率方面都有限制的“资源短缺”环境这一事实更加剧了这种需求。
传统上，移动终端厂商设计、制造和销售了基本上完整的移动终端系统，包括操作基本终端所需的所有硬件和软件，以及可提供由厂商或个别用户根据其市场需要觉察出的特点和功能所必需的硬件和软件。但是，这种方式不具有快速适应市场要求或满足不同用户各种需求的灵活性。
相应地，需要一种3G移动终端的系统和其他无线通信系统，其允许多个用户执行标准应用程序，而无需为每个用户重新设计移动终端系统。
发明概要
本发明提出了一种用于无线通信系统的移动终端平台系统，其提供一致的环境，允许用户执行标准应用程序，而无需为每个用户重新设计平台系统。
根据本发明的无线通信系统的移动终端平台系统包括移动终端平台组件，移动终端平台组件包括具有多个功能软件单元的软件服务组件、具有与多个功能软件单元关联并受其控制的多个硬件单元的硬件组件，以及具有至少一个接口的接口组件，该接口提供对移动终端平台组件的访问；以及经由接口组件中至少一个接口在移动终端平台组件中加载、安装和运行的应用程序软件(此处使用的术语“加载”包括应用程序软件可以经接口与移动终端平台组件的软件结合的任何机制，例如包括从因特网下载或安装硬件芯片)。
本发明认为，通过将多个软件和硬件功能互补单元结合成为包括用于访问软件的接口组件的组件，可以构成移动终端平台组件，然后被推向市场供许多用户使用(此处使用的术语“用户”包括制造商、最终用户或其他客户或用户)。用户随后可以在组件中加载、安装和运行他们自己的应用程序软件，为移动终端提供完整的平台系统。根据本发明，可以独立开发移动终端平台组件和应用软件，然后结合成完整的平台系统。
由以下结合附图给出的详细说明，可以明白本发明的其他优点和具体细节。
附图简要说明
图1是根据本发明示例实施例，示意性说明无线通信系统的移动终端平台系统的框图；
图2是根据本发明另一个示例实施例，示意性说明图1中的平台系统移动终端平台组件布局的框图；
图3是根据本发明另一个示例实施例，示意性说明图1和图2中的移动终端平台组件软件架构的框图；
图4是根据本发明另一个示例实施例，示意性说明可以整合进图1和图2中的移动终端平台组件的安全机制的框图；
图5是根据本发明另一个示例实施例，示意性说明提供无线通信系统的移动终端平台系统的方法步骤的框图。
本发明示例实施例的详细说明
图1是根据本发明示例实施例，示意性说明无线通信系统的移动终端平台系统的框图。该平台系统总体用标号10表示，其包括移动终端平台组件12和一个或多个应用程序(即应用软件)14，这些软件已经在移动终端平台组件中加载、安装和运行。平台系统10适于结合于移动终端中，该终端总体由点线16表示。
移动终端平台组件12包括软件服务组件22、硬件组件24及接口组件26。
软件服务组件22包括多个良好构建的功能软件单元，用于经接口组件26向用户提供服务。在图1所示的示例实施例中，多个软件单元包括多个纵向向的功能性软件栈，其包括UMTS服务软件栈30、数据通信服务软件栈32、MMI(人机接口)服务软件栈34、应用程序平台服务软件栈36及操作和服务软件栈38。
硬件组件24包括一套硬件单元，其与各自的功能性软件栈相关并被控制。在图1所示的示例实施例中，硬件单元包括UMTS存取服务硬件40、数据通信服务硬件42、MMI服务硬件44、应用程序平台服务硬件46及操作和服务硬件48。
接口组件26最好包括中间件服务层，该层包括一个或多个应用程序接口(API)选项，用于开发特定用户应用程序。API可以包括标准(非本地)接口、事实标准接口和/或开放本地接口。例如，根据MIDP/CLDC(移动信息设备档/连接限制设备配置)，标准接口可以包括J2ME(JAVA 2微版)环境。后面将要说明，中间件服务层还用于通过一个或多个接口将组件与用户应用程序分隔。
平台系统10的移动终端平台组件12适于作为独立于应用软件14(本文使用的术语“应用软件”可以是提供用户可能希望得到的功能的任何软件)的完整封闭单元来进行设计、实现(组编)和测试。相应地，用户可以开发或者获得他们自己的应用软件，并在以后将该软件添加到移动终端平台组件12中，以完善平台系统12。因此，根据本发明的移动终端平台组件12可以被出售或者转给许多不同用户，为满足每个用户对于平台系统的特殊需要，用户可在组件中加载、安装和运行他们自己的应用软件来完善平台系统10。
软件服务组件22的软件栈30-38及其相关硬件单元40-48构成具有明确功能和接口的可管理件(软件模块和硬件块)功能栈。移动平台组件12的用户无需关心功能栈的内部细节，而可以通过中间件服务层26访问栈，获得设计希望应用软件所需的功能。
图2是根据本发明示例实施例，示意性说明图1中的移动终端平台组件12布局的框图。但应当清楚知道，移动终端平台组件12可以包括任何所需数量的功能单元、以多种不同方法配置，并提供任何所需的功能，因此，所示实施例不会构成对本发明的限制。
如图2所示，移动终端平台组件12由主CPU 50中执行的软件所控制。主CPU可以包括一个或多个处理器，如微处理器、微可编程处理器或DSP(数字信号处理器)。52处显示了MMI服务软件栈34的DSP。软件组件22的软件栈30-38各包括硬件驱动程序60-68，以操作与各栈关联的硬件单元。如图2所示，由功能软件栈控制的示例硬件单元包括接收器、发射器、功率和频率控制器、GSM收发器、蓝牙模块、多个通信和人机外设、电源管理和SIM接口、存储器及安全硬件。
移动平台组件12中集成的软件最好配置为使软件组织易于理解。当开发或修改复杂软件系统时，这种性能尤其重要。图3是根据本发明示例实施例，示意性说明移动终端平台组件12的软件架构的框图。
如图3所示，软件服务组件22除组织成为多个上述纵向的功能软件栈之外，还配置为构成多个水平层，使得中间服务层26的软件和软件服务组件22的软件一起构成分层结构，其总体用标号70表示，其中如降序从较高级别的服务层到较低级别的服务层来组织各层。
根据本发明实施例的软件架构与标准ISO/OSI(ISO开放系统互连)模型的区别在于，它包括多个水平分层的功能软件单元，补足了多个纵向分层的软件层。水平分层极大地促进了独立模块化(服务)组件的创建。
分层结构的最高层是中间件服务层26，其如上所述，向移动终端平台组件12提供一个或多个接口，并且隔离平台组件，不让应用程序使用它。中间件服务层26还为应用程序提供其他环境服务。软件服务组件22的各层包括提供应用服务的应用服务器层80、为应用程序提供平台特定服务的平台服务层82、提供会话协议和应用特定协议的平台协议层84、提供声音访问/控制、数据通信传输协议、消息传输协议等的传输层86、提供外部数据接口访问、结构存储服务及其他低层平台支持服务的数据访问层88、逻辑驱动层90以及封装硬件相关性的物理驱动层92。此外，软件服务组件22包括基本系统服务层94，其提供平台组件所需的一般服务。
底下的两层90和92构成硬件抽象层(HAL)，其隔开软件和硬件之间的相关性。仅物理驱动层涉及到硬件细节(如寻址ASIC硬件中的哪些寄存器)。逻辑驱动层90提供硬件逻辑映射，即此层在移动终端平台组件的硬件和软件部分之间提供桥梁。
软件本身由多个软件模块如模块102、104、106组成。在软件服务组件22中，单个模块仅可驻留在一个纵向功能栈和该栈中的一个水平层中。每层可以包含一个到多个模决，具体层和具体栈中的全部模块具有相同的抽象级。多个模块间的通信通过软件后平面
(SwBP)112来完成，软件后平面(SwBP)112遵循软件的模块到模块访问的一套基本规则。这些规则可以概括如下：
-软件模块可以调用其所在层之下所有层接口中的功能。
-对于通道事件或数据流的方向没有限制。
可以往任何方向传送通道事件或数据流。
-软件模块绝对不可以调用其所在层之上的层接口(在SwBP中)中的功能，与这些层所属的模块无关。
-软件模块可以调用相同纵向栈中其所在层内的层接口中的功能。
-软件模块可以调用另一个纵向栈中相同层中软件模块的功能。(允许此功能以限制纵向栈中的层数。)
在各个模块和SwBP中的接口之间没有硬连接。因此，可以自由改变接口的模块和/或实现，而不会对接口的客户端产生任何影响。这是个重要的性能，因为其允许添加、删除或改变单个模块，而不会影响平台组件中的其他模块。
分层结构还具有更多的具体功能和细节，其包括允许移动终端平台组件内各层间内部通信的SwBP软件结构，这些内容在与本申请同时提交的共同转让给本申请人的美国专利申请No.(代理人档案号No.53807-00023USPT)中进行过说明，该申请通过引用结合于本文中。
中间件服务层26为开发应用程序提供并支持一系列不同的应用环境。每个应用环境有其自身的特点并定义为：
-开发应用程序的方法(编程语言支持、编译和链接)。
-执行应用程序的方法(例如解释或本地代码执行)。
-提供的功能性服务。
-使用中的潜在限制。
通过提供许多应用环境替代方案，促进了一系列有着不同要求的产品的开发，例如成本、易用性、入市时间、功能集、大小、可移植性等。如图3中所示，中间件层提供的这些环境可以包括JAVAEXE执行环境域、开放应用框架(OAF)域及开放平台API(OPA)域。
如上所述，通过中间件服务层提供的接口，中间件服务层26还具有封装移动终端平台组件12和将平台组件与应用程序14隔开的功能。
在与本申请同时提交的共同转让给本申请人的美国专利申请No.(代理人档案号No.53807-00024)中介绍了中间件服务层的更多功能和细节，该申请通过引用结合于本文中。
本发明平台系统的一个重要方面是它的可扩展性，它允许开发成本和大小受限设备所需的服务配置。移动终端平台组件12提供的服务独立于平台组件的内部结构和数据类型。因此，只要功能保持不变，应用程序不受平台组件中任何内部改变的影响。这允许对平台组件的更新、改善或修改而不会以任何方式影响现有应用程序。
如上所述，UMTS将允许移动终端用于除了传统的语音通信之外的许多应用中。这些应用例如电子付款、赌博、彩票和/或公司访问服务将需要有效的安全机制。当前移动终端应用中的安全机制紧密跟随电脑市场中使用的方法，即在于安全软件与应用的纵向集成。纵向软件集成不适用于移动终端或其他资源紧缺装置，特别是当移动终端必须支持许多需要安全机制的不同应用时，因为纵向软件集成将导致各种应用中安全功能的重复，是终端资源的浪费。
根据本发明的其他实施例，平台系统10的移动终端平台组件12还包括用于保护有这种功能需要的应用程序的安全机制；同时在各个应用程序中尽可能地共享通常使用的功能，以减少计算能力、电池寿命和内存方面的需求。
根据本发明实施例的安全机制基本上结合了移动终端平台组件12的分层的模块化设计原则，并具备类属加密API如PKCS#11的功能。所实现的架构允许可移除和不可移除(固定安装)智能卡或多媒体卡(如MMC或SD卡)方便地集成于集成的安全机制中。
图4是根据本发明一个示例实施例，示意性说明可以整合进平台系统移动终端平台组件的安全机制的框图。在图4所示的实施例中，平台系统包括三个客户付款应用程序122、124、126；一个使用浏览器及其环境，一个实现为JAVA应用程序，一个作为本地(设备操作环境)应用程序。图4还说明一个功能栈128，其同时包括功能软件组件和硬件组件。具体地说，硬件包括用于加密服务的可移除和固定硬件，其具有可移除智能卡130和132、一块内置智能卡134及特别内置的加密硬件136的形式。
图4中还显示，安全机制120使用如图3说明的分层的模块化功能方式实现，其中软件设置在多个层140-152中，每层包括一个或多个软件模块。分层的模块化功能软件架构减少了开发成本，不仅在最初设计和测试阶段，在实现设计时也如此，因为功能只实现一次。此外，软件内存的成本减少了，并可实现设备(成本)区分，例如添加加密硬件加速器，而不会影响应用软件。
图5是根据本发明的另一个示例实施例，示意性说明提供无线通信系统的移动终端平台系统的方法步骤的框图。该方法总体由标号150表示，其开始于组合移动终端平台组件，包括软件服务组件、硬件组件及接口组件(步骤152)。在平台组件完全组合后，将应用软件添加到组件以完成平台系统(步骤156)。在出售平台组件或转给用户后，客户或其他用户可以添加应用软件(步骤154)。
以上所述构成本发明的示例实施例，应当认识到，本发明在不背离其精神的前提下，可以有许多不同的实现方式。例如，虽然本发明主要说明用于第三代蜂窝通信系统，但本发明也可用在第二代和其他蜂窝通信系统，以及其他无线通信系统中，例如蓝牙系统。因为本发明可以实现为多种方式，应当理解，本发明应仅受限于下列权利要求范围所需要的范围。

Claims (30)

1.一种无线通信系统的适于结合于移动终端的平台系统，包括：
移动终端平台组件，所述移动终端平台组件包括软件服务组件、具有与多个功能软件单元关联并受其控制的多个硬件单元的硬件组件，以及具有至少一个接口的接口组件，该接口适于提供对移动终端平台组件的访问；以及经由接口组件中所述至少一个接口在所述移动终端平台组件中加载、安装和运行的应用软件，其特征在于所述软件服务组件被组织到多个纵向功能栈、并进一步到按照从较高层服务层到较低层服务层的顺序来布置的多个水平层。
2.如权利要求1所述的平台系统，其特征在于，至少一个接口适于提供对所述移动终端平台组件的访问，用于在所述移动终端平台组件中加载、安装和运行所述应用软件。
3.如权利要求1所述的平台系统，其特征在于，所述多个纵向功能栈中的每个还包括所述硬件组件相关的硬件单元。
4.如权利要求1所述的平台系统，其特征在于，所述接口组件包括中间件服务层，所述中间件服务层包括所述至少一个接口，用于向所述应用软件提供对所述移动终端平台组件的访问。
5.如权利要求4所述的平台系统，其特征在于，所述中间件服务层还适于将所述应用软件与所述移动终端平台组件分隔开。
6.如权利要求5所述的平台系统，其特征在于，所述中间件服务层适于使用所述至少一个接口将所述应用软件与所述移动终端平台组件分隔开。
7.如权利要求5所述的平台系统，其特征在于，所述中间件服务层适于将所述应用软件与所述移动终端平台组件分隔开，除了通过所述至少一个接口外。
8.如权利要求1所述的平台系统，其特征在于，所述软件服务组件的所述软件进一步被组织到多个软件模块。
9.如权利要求1所述的平台系统，其特征在于，所述多个功能软件栈中的至少一个包括安全机制，用于为应用提供安全功能。
10.如权利要求9所述的平台系统，其特征在于，所述多个功能软件栈中的至少一个具有功能软件组件和硬件组件，所述硬件组件包括用于加密服务的可移除和/或固定硬件。
11.如权利要求9所述的平台系统，其特征在于，用于加密服务的所述可移除硬件是可移除智能卡。
12.如权利要求9所述的平台系统，其特征在于，用于加密服务的所述固定硬件是内置智能卡或特别内置的加密硬件。
13.如权利要求1所述的平台系统，其特征在于，所述无线通信系统包括蜂窝通信系统。
14.如权利要求13所述的平台系统，其特征在于，所述蜂窝通信系统包括第三代蜂窝通信系统。
15.一种无线通信系统的平台系统的移动终端平台组件，包括：
软件服务组件；
具有与多个功能软件单元关联并受其控制的多个硬件单元的硬件组件；以及
具有至少一个接口的接口组件，该接口为至少一个应用提供对移动终端平台组件的访问，用于在所述移动终端平台组件中加载、安装和运行所述至少一个应用，其特征在于所述软件服务组件被组织到多个纵向功能栈、并进一步到按照从较高层服务层到较低层服务层的顺序来布置的多个水平层。
16.如权利要求15所述的移动终端平台组件，其特征在于，所述多个纵向功能栈中的每个还包括所述硬件组件的相关的硬件单元。
17.如权利要求15所述的移动终端平台组件，其特征在于，所述接口组件包括中间件服务层，其包括所述至少一个接口，用于向所述至少一个应用提供对所述移动终端平台组件的访问，这样就将所述移动终端平台组件与所述至少一个应用隔离，除了通过所述至少一个接口以外。
18.如权利要求15所述的移动终端平台组件，其特征在于，所述软件还组织进多个软件模块。
19.如权利要求15所述的平台系统，其特征在于，所述多个功能软件栈中的至少一个包括安全机制，用于为应用提供安全功能。
20.如权利要求19所述的平台系统，其特征在于，所述多个功能软件栈中的至少一个具有功能软件组件和硬件组件，所述硬件组件包括用于加密服务的可移除和/或固定硬件。
21.如权利要求19所述的平台系统，其特征在于，用于加密服务的所述可移除硬件是可移除智能卡。
22.如权利要求19所述的平台系统，其特征在于，用于加密服务的所述固定硬件是内置智能卡或特别内置的加密硬件。
23.如权利要求15所述的移动终端平台组件，其特征在于，所述无线通信系统包括蜂窝通信系统。
24.如权利要求23所述的移动终端平台组件，其特征在于，所述蜂窝通信系统包括第三代蜂窝通信系统。
25.一种提供无线通信系统的适于结合于移动终端的平台系统的方法，其特征在于以下步骤：
组合移动终端平台组件，该组件包括被组织到多个纵向功能栈并进一步到按照从较高层服务层到较低层服务层的顺序来布置的多个水平层的软件服务组件、具有受多个功能软件单元控制的多个硬件单元的硬件组件，以及具有至少一个接口的接口组件，该接口提供对移动终端平台组件的访问；以及其后
经由所述接口组件中所述至少一个接口向所述移动终端平台组件添加至少一个应用软件。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，响应用户输入而执行添加至少一个应用软件的所述步骤。
27.如权利要求26所述的方法，其特征还在于以下步骤：
在向所述移动终端平台组件添加所述至少一个应用软件的所述步骤之前，向所述用户传送所述移动终端平台组件。
28.如权利要求25所述的方法，其特征在于，添加至少一个应用软件的所述步骤还包括以下步骤：
经由所述接口组件中的所述至少一个接口在所述移动终端平台组件中加载、安装和运行所述至少一个应用软件。
29.一种提供无线通信系统的移动终端平台系统的方法，包括：
厂商生产移动终端平台组件，该组件包括具有多个功能软件单元的软件服务组件、具有受多个功能软件单元控制的多个硬件单元的硬件组件，以及具有至少一个接口的接口组件，该接口提供对移动终端平台组件的访问；将所述移动终端平台组件转给用户；以及所述用户后来经由所述接口组件中所述至少一个接口向所述移动终端平台组件添加至少一个应用软件。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于以下步骤：
在向所述移动终端平台组件添加至少一个应用软件的步骤之前，开发出所述至少一个应用软件，开发出所述至少一个应用软件的步骤由所述用户执行。
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