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摘要：为实现Android 平台上的双网双待功能，研究Android 平台的系统架构以及Android framework 层上已经实现的双卡处理机制。提出一种在无线接口层（ RIL） 上依样建立一套新的RIL Driver 处理机制，从而将双卡分别进行处理的方法。实现基于Android系统平台的GSM 和CDMA 双网双待机制，对Android 系统平台和主要的Phone 应用模块进行了详细的分析。结果表明，在Android系统原有架构基础上进行双网双待设计，具有简单、易扩展的优点，且更好地满足广大Android 手机用户的需求。
0 引言
智能手机逐渐成为人们的日常消费品，智能手机的用户也与日俱增。为了方便人们的生活，追求双网双待已成为手机研发的一种普遍现象。双网双待解决了一部手机可以同时接入两个网络的难题，最大的优点是保证了GSM 与CDMA 两种网络在同一手机中同时工作，真正实现了两网自由连通。双网的连通还具有差异化优势，可以将CDMA 较高的接入速度和通信保密等强大功能体现在终端方面，使双网双待手机用户能够尽享CDMA 网络支持的丰富多彩的数据增值业务。同时GSM 与CDMA 两网的和谐整合将为手机厂商带来巨大的市场价值。
Android 作为当前众多智能手机系统平台的后起之秀，以其优势正逐渐获得广大手机开发人员和手机消费者的青睐。实现双网双待也必将成为Android 不断创新和发展的重要因素。
Android 系统由嵌入式Linux 和Java 构成，因此基于Android 系统平台的双网双待设计区别于其他手机对双网双待的实现，它充分地利用了Android 平台清晰的系统架构、简易的工作原理和已经实现的部分Phone 核心应用程序进行双网双待的功能扩展，提高了Android 平台双网双待设计的效率。
1 Android 操作系统介绍
Android 是Google 于2007 年11 月份宣布的基于Linux 2. 6. 23平台的开源手机操作系统，号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。Google 重新设计了Android Java 虚拟机和系统，使得Android 的Java 应用更接近于底层系统，效率更高； 另外使用虚拟机技术使得Android 的应用在被监控的情况下运行，安全性更高。Android 包括移动电话工作所需的全部软件，而且不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍，具有平台标准化、用户可定制以及服务免费等特色，是一个对第三方软件完全开放的平台，突破了iPhone 等只能添加为数不多的固定软件的枷锁； 同时与Windows Mobile、Symbian、iPhone OS 等厂商不同，Android 操作系统免费向开发人员提供，大大节省了开发成本。
Android 平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成。Linux 内核层用来提供系统的底层服务，位于硬件和其他软件之间。Android 运行库包含一组核心库和Dalvik 虚拟机，Android 提供丰富的类库支持且大部分为开源代码，如采用嵌入式数据库SQLite.应用框架层为Android 开发人员提供了访问框架应用程序接口的全部权限，采用结构化设计简化了组件间的重用。在应用程序层，Android 本身附带了一些核心的应用程序，大大简化了Android 应用程序的开发。
因此，利用Android 平台更易于开发具有双网双待功能的智能手机系统，同时也便于在原有系统的基础上进行不断的完善和功能扩展。
2 Android 平台双网双待框架设计
Android 平台上实现的双网双待手机是将GSM 网络和CDMA网络相结合，使得一部手机可同时插入两张不同网络的号卡，并同时处于开机状态，用户无需切换网络，即可任意拨打、接听和收发短信，且这些手机均可支持中国电信自有的增值业务，使商务人士尽享移动办公的自由以及休息娱乐的乐趣。此外，用户还可预设接听和拨打电话的顺序，使用起来非常方便。
ARM（ modem） 侧的实现机制。通过在RIL 上依样建立一套新的处理机制，将双卡分别进行处理。
比如，打电话的时候，发送哪套请求就先选择向哪套机制发送请求，然后还在这套机制中等待消息的返回。Android 平台双网双待框架如图1 所示。
图1 Android 平台双网双待框架
图1 中GSM 网络和CDMA 网络分别拥有一套独立的RIL处理机制，从而可以根据上层不同的Phone 服务执行framework层以及RIL 层的相应处理，真正实现双网的协同工作，达到同一手机中双网双卡之间互不干扰的效果。
3 Android 平台双网双待软件设计
Android 平台双网双待功能设计主要涉及到Android 软件平台的四大功能模块，分别是Linux 内核层、本机库/运行时、应用程序框架层以及应用程序层。其中在应用程序层利用Android的各种组件API 实现PhoneApp 并在Linux 内核层提供相应的底层驱动。Android 系统架构如图2 所示。
图2 Android 系统架构
（ 1） Linux 内核。
CPU 以及Android 运行所需的特定驱动代码。该层用来提供系统的底层服务，提供诸如内存管理、进程管理、设备驱动、安全管理、电源管理等驱动模块，作为一个虚拟的中间层，该层位于硬件与其他软件层之间，采用YAFFS2 文件系统，同时也是手机软硬件的连接层。在系统开发中，也需要针对自身的硬件模块添加对应的驱动，如Phone 驱动、GPRS 驱动、GPS 驱动、液晶和触摸板驱动等。
（ 2） 本机库/Android 运行时。
人机界面友好的应用程序接口，极大地缩短了开发过程。
Android 运行时包含一组Java 内核库和Dalvik 虚拟机，它们有效地优化了Java 程序的运行过程。
（ 3） 应用程序框架层。
Android 应用程序开发是基于框架和组件的，该层提供了在创建应用程序时需要使用的各种高级构建块，因此在该层中，开发人员拥有访问框架API 的全部权限，在开发应用程序时调用Android 本身自带的许多组件，也可以开发新的组件，并将该组件放入应用程序框架中，以供自己和其它应用程序调用，这样的模块大大提高了应用程序的开发效率。
（ 4） 应用程序层。
相机、播放器、充电相框等。
3. 1 Android 双网双待实现方案
在GSM 单模状态下通过添加一套支持CDMA 的无线接口层RIL 来实现双网双待机制的方案如图3 所示。
图3 Android 双网双待电话部分结构
在PhoneAPP 中new 一个GSMPhone 和一个CDMAPhone,分别对应两种framework （ 不同的CallTracker） 和RIL （ 不同的RIL） ,实现单模向双网双待的改进。
ST
CallList 类中包含attached（ ） ,detach（ ） ,update（ ） ,clear（ ） ,get-CurrentCall（ ） ,getDefault（ ） 等方法。使得两个Phone 的Call 得到控制。挂掉的时候就从表中删除，来电话的时候加入表中。
上层显示的时候，只要调用CallList 中的最后存入Call 就不会出现界面出错的情况。
在包含GSM 网络和CDMA 网络的双网双待模块中，因为有了CDMA 部分的整合不少代码已经发生改变，原来的CallTracker只被GSM 使用，在这里改为CallTracker 和GsmCallTracker,抽象出CallTracker 基类，使其也可以被CDMA 利用； GSMCall 变成GsmCall,更加符合统一的命名规则； 另外，比如pppd 的启动部分，也从Java 框架层放到RIL 层。
3. 2 Android RIL 层的改进
在Android 系统中RIL 是电话系统的本地实现，它提供了Android 电话服务（ android. telephony） 与无线电硬件之间的抽象层，主要负责AT 命令的发送和响应解析，这也是电话服务的实现基础。另外，RIL 还负责数据的可靠传输。因此RIL 在Android电话部分起核心作用。本方案设计过程中主要涉及到RIL以下四个部分的修改：
socket
（ 2） 无线电仲裁管理者（ Radio Service Arbitration Manager），这是实现双网双待方案中新增加的模块，主要用来为每个RIL 实例进行语音和短消息业务的仲裁，数据服务的仲裁由MODEM 来进行。
AMSS 事件到通信服务管理模块进行的处理。
（ 4） 无线电服务管理者（ Radio Service Manager） ,Android 通话应用首先需要通过子系统信息来从framework 层获得通话服务，然后每个SIM 卡子系统将会映射到一个特定的RIL 实例ID上，服务管理将使用RIL 实例的ID 来识别子系统ID 中DSS API的参数。
3. 3 Android 双网双待通话机制的实现
串口或者USB 虚拟串口向modem 侧发送AT 指令的方式，进行实际的无线通信。比如，UI上层向RIL 层发送RIL_REQUEST_DIAL 请求，RIL 层在接收到该请求的时候，通过串口向modem 发送"AT***"命令，发起呼叫，当然，最终真正实现通话的是modem 侧的功能，此时，与Android 就无关了。Android 平台RIL 与modem 的工作原理如图4 所示。
图4 RIL 与modem 的工作原理
呼叫（ call） 构建于电话服务的基本架构之上。
与呼叫相关的主要用户接口，其实就是基于ITelephony 接口实现Phone 应用中的"Phone"服务，通过TelephonyManager 提供访问接口。此服务内部通过PhonyFactory 获取的GSMPhone /CDMAPhone 来访问RIL,提供诸如拨号、接通、挂断、保持通话等服务功能。Android 双网双待呼叫部分的结构如图5 所示。
图5 android 双网双待呼叫部分结构
Android 系统双网双待呼叫部分的实现，从GSMPhone /CDMAPhone到对应RIL 的路径中间主要涉及几个关键数据结构，即GSMCall /CDMACall、CallNotifiter、GSMConnection /CDMAConnection、CallTracker 等类。
其中GSMCall 和CDMAPhone 都继承Call 基类，提供基本的呼叫控制结构以及呼叫状态，如Hold、Active 等信息，每个接通的GSMCall / CDMACall 都拥有一个或多个（ conference call）GSMConnection /CDMAConnection 结构，用于维护呼叫时长等相关信息。CallTracker 是呼叫模块的核心，它提供与呼叫相关的接口，如通话、挂断等。GSMPhone /CDMAPhone 拥有CallTracker的实例，并封装相应的接口，这个接口通过调用GSMPhone /CDMAPhone中的CommandsInterface 实现，即提交的RIL 封装。
除此之外，CallTracker 还维护当前的GSMCall 和CDMACall列表，保持对所有呼叫状态的追踪，提供对来去电等呼叫状态的管理。实现追踪的方法为pollCallsWhenSafe,通过CommandsInterface的getCurrentCalls 接口获取当前活动的呼叫列表。这一操作的底层实现为AT + CLCC（ 不同的Modem 实现可能不同） ,这是从Modem 获取呼叫状态列表的主要接口。回调通过ENENT_ POLL _ CALLS-RESULT 完成，回调函数为handlePollCalls,这是获取Modem 中实际呼叫信息的核心方法，也是Tracker的含义所在。handlePollCalls 完成实际的追踪功能，根据底层上报的Outgoing、Incomming 以及Active、Hold 等状态更新Call列表的信息，每个呼叫在其生命周期内的状态转换，在Call-Tracker 中都可得到体现，并将这些变化信息及时通知其关注者，也就是实现Phone 的应用。
4 结果分析
基于Android 操作系统实现的双网双待功能模块设计，利用Android 通用的系统架构和设备无关的应用程序开发平台，实现了双网双待单通系统电话部分的框架设计和上层Phone 应用程序设计。改进后的Android 系统平台同时支持GSM 和CDMA两种网络同时待机，这大大方便了许多拥有两张手机卡并且不在同一制式网络的用户。图6 为Android 系统平台上GSM和CDMA 双网同时待机的状态图。
图6 GSM 和CDMA 双网同时待机界面
5 结语
利用Android 原有系统架构和本身包含一些Java 核心应用程序，通过添加一套新的支持CDMA 的RIL 来实现基于Android平台的双网双待设计，使得一部手机同时维护两套独立的RIL,既支持GSM 又支持CDMA,分别对双SIM 卡进行各自独立的处理，极大地方便了广大Android 手机用户。Android 作为目前被给予厚望的智能手机操作系统，实现双网双待必将为其赢得更广阔的发展空间以及更多的拥护者，也将为未来的发展奠定坚实的基础。尽管本方案的部分设计还不完善，许多细节的实现还有待解决。但随着Google 对Android 版本的不断升级以及Android 应用的不断丰富，基于Android 平台的双网双待设计将会不断地完善与发展。
