移動無線網路多媒體互動系統設計分析論文

摘要：本文設計並實現了一種基於開源專案AllJoyn的鄰近移動無線網路多媒體互動系統，本系統具有多終端多跳傳輸、資料傳輸可靠高效等優點，它是對傳統的WiFi-Direct功能進一步優化，系統能夠實現在某個小型自組織無線網路內進行一對多或者多對多的檔案傳輸功能。

【關鍵詞】AllJoyn；無線網路；資料傳輸；Wi-Fi

隨著智慧裝置的普及，人們在日常生活中使用智慧裝置的頻率越來越高，移動的智慧裝置之間進行資訊傳遞的需求不斷增加，傳統蜂窩網路有著速度慢（2G）或是資費貴（3G/4G）的缺點，而可供接入公共的無線網路熱點（AP）少之又少，不方便進行資訊傳遞。若是有一個新的無線傳輸手段能達到移動智慧裝置之間的資訊傳遞，就可以滿足大眾的基本資料傳輸需求。本專案通過在Android手機上開發一款能夠在有限數量裝置之間進行多跳傳輸（Multihops）的應用來實現使用者智慧裝置脫離網際網路進行無線路由，設計一個應用場景實現一個資訊多跳傳輸的功能，並探討檔案傳輸的低成本解決方案。

1研究背景與技術

國際物聯網行業聯盟AllSeenAlliance提供的開源專案AllJoyn，可以讓智慧裝置之間通過多種無線技術實現跨平臺和基於服務發現的點對點連線。安裝了相應基於AllJoyn開發應用的智慧終端裝置，使用AllJoyn提供的技術可實現網內發現已存在服務並方便地進行無線連線，形成點對點連結，進行應用所需的基於服務的通訊。傳統的無線網路搭建需要無線接入點AP的參與，建立的網路存在一箇中心裝置（AP），如圖1左圖所示。而AllJoyn可以充分運用智慧裝置上的無線模組，利用Wi-Fi進行靈活的點對點的網路聯網，實現多個裝置之間的連線，如圖1右圖所示。因為Wi-Fi的連線擁有裝置發現和服務發現的特性，以及在節點的應用層實現資訊的儲存，這樣就可以實現節點之間的資訊轉發功能。AllJoyn技術通過在裝置程序或者服務之間建立一條虛擬的匯流排進行通訊（如圖2中的數字標號代表服務），而裝置間通訊則是將裝置間的虛擬匯流排連線成為一條匯流排，實現資訊在不同裝置之間通訊。

2系統功能概述

基於開源專案AllJoyn的鄰近移動無線網路多媒體互動系統，有以下幾個功能：

2.1建立網路、連線網路使用本系統能夠讓Host主機通過Wi-Fi建立一個小型自組織無線網路，每個客戶機可以連線該網路，從而達到所有使用者在同一個網路覆蓋範圍之內互相通訊的目的。

2.2傳輸檔案客戶機提供給主機一個檔名即可實現檔案的.上傳或下載。本系統與現在有藍芽技術對比情況如表1所示，由此我們可以知道，基於AllJoyn的多媒體互動系統其傳輸速度遠大於藍芽，且本系統支援多對多傳輸，不再是單一的一對多傳輸。本系統的有以下優點：

（1）檔案傳送者只需要加入無線頻道，並選擇需要上傳的檔名，接收方則可以有選擇地下載該檔案。傳送者不需要手動選擇下載的檔案，也不需要等待接收者確認接收，從而減少了傳送者的操作和等待時間。

（2）其他使用者可以中途加入並接收剩餘未傳送的檔案，減少了接收者等待時間和傳送者讀取的次數。但是，使用本系統的傳送者需要一直保持加入無線頻道的工作狀態，手機等移動終端裝置耗電會較大。圖3為系統原理圖。若有中途加入的接收者，則跟隨前面的接收者一起接收剩餘檔案。當傳送者傳送檔案結束標誌時，接收者判斷已接收到的檔案是否是完整的檔案，若是，則結束本次傳輸；若不是則請求傳送者傳送所缺失的檔案片段。傳送者接收到請求即傳送該片段，已完整接收的接收者不需接收該片段，未完整接收的接收者選擇接收該片段，傳送完後再次判斷接收者是否全部接收完成，若已完成則結束本次傳輸。

3系統使用說明

系統測試環境是在windows10作業系統下的mumu模擬器（Android版本：4.4.4）進行模擬試驗。

3.1主機建立無線頻道首先HOST主機設定無線頻道名，預設的頻道名稱改為輸入的頻道名，頻道狀態變“Idle”，如圖4所示。然後HOST主機點選建立無線頻道，則頻道狀態變為Advertised。這時客戶機就可以尋找並加入該頻道，如圖5所示。

3.2客戶機連線頻道使用者點選“加入頻道”，可從下拉頻道中選擇HOST主機設定的頻道並加入，如圖6所示。

3.3客戶機上傳檔案使用者點選“選擇”並選擇所需上傳的檔案。上傳之後HOST主機與客戶機會顯示一條包括檔名的提示資訊，如圖7所示。上述示例表示上傳2個檔案成功，可提供其它客戶機選擇性下載。

3.4客戶機下載檔案使用者只需點選所要下載的檔名，然後再即可完成下載檔案，如圖8所示。

3.5傳輸速率比較在模擬試驗中，系統環境為Windows10作業系統，CPU為i5-7300HQ,硬碟為SSD。測試中傳輸的檔案大小為4096Mb，平均傳輸時間為190S，傳輸速度為21.6Mb/s。

4測試

本次測試是為了對比在不同型號手機試驗下該系統與藍芽的傳輸速率比較。

4.1測試環境系統測試執行環境如表2所示。

4.2測試結果通過真機測試資料分析，基於開源專案AllJoyn的鄰近移動無線網路的多媒體互動系統的檔案傳輸速率遠大於藍芽的傳輸速率。表3是本次測試結果。

　　5結語

本文實現了一種基於開源專案AllJoyn的鄰近移動無線網路的多媒體互動系統。本專案系統能夠實現在某個小型自組織無線網路內進行一對多或者多對多的檔案傳輸功能。

參考文獻

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