Перевод статьи на тему "Wi-Fi Call"

Перевод статьи на тему "Wi-Fi Call"

_ _ _

Группа _, кафедра _

Volume 5, No. 4, April 2014

Journal of Global Research in Computer Science

Wi-Fi Call

Authors: Darshan Rathi, Tomy Pallissery , Upendra Bangale, Ranjan Mujumdar, Ms.Monika Y Dangore (Pune, India)

Annotation

The use of Wi-Fi enabled cell phones to access internet away from the PC is increasing day-by-day. The use of Wi-Fi enabled phones as IP phones, and their communication within a local wireless LAN is discussed in this paper. This proposed model is a form of telecommunication that allows data and voice transmissions to be sent within a specific range of interconnected networks. The models, which are Wi-Fi enabled, can be used to communicate with each other through the Wi-Fi communication channel. Each mobile device connects to a device which hosts the Server which is a part of the network and identifies itself in the routing table. Our proposal allows free calls within the network with high quality voice transmission. This model will be a prototype of itinerant devices communicating through in the Wi-Fi bandwidth and will greatly reduce the communication cost in large organizations.

Key words: IP phone, VoIP, Android, UMA, GSM, Wi-Fi, Router

Аннотация

Использование сотовых телефонов с поддержкой Wi-Fi для доступа в Интернет вдали от ПК растет изо дня в день. В этой статье обсуждается использование телефонов с поддержкой Wi-Fi в качестве IP-телефонов и их связь в пределах локальной беспроводной сети. Эта предложенная модель является формой телекоммуникации, которая позволяет передавать данные и голосовые сообщения в пределах определенного диапазона взаимосвязанных сетей. Модели, поддерживающие Wi-Fi, могут использоваться для связи друг с другом по каналу связи Wi-Fi. Каждое мобильное устройство подключается к устройству, на котором размещён сервер, являющийся частью сети, и идентифицирует себя в таблице маршрутизации. Наше предложение позволяет бесплатно звонить внутри сети с высоким качеством передачи голоса. Эта модель будет прототипом передвижных устройств, которые будут взаимодействовать в ширине полосы Wi-Fi и значительно сократят расходы на связь в крупных организациях.

Ключевые слова: IP-телефон, VoIP, Android, UMA, GSM, Wi-Fi, Маршрутизатор

Glossary

Service provider - is a business that supplies expert care or specialized services rather than an actual product. The term is usually saved for companies related to communication or technology, such as mobile phone companies or Internet service providers. For example, a company that provides access to a telecommunications network or the Internet (ISP).

Android - is a mobile operating system developed by Google, based on the Linux kernel and designed primarily for touchscreen mobile devices such as smartphones and tablets.

GSM - Global System (or Standard) for Mobile, a standardized international system for digital mobile telecommunication.

IP-address (The Internet Protocol Address) - is a unique address that computing devices such as personal computers, tablets, and smartphones use to identify itself and communicate with other devices in the IP network.

IP phones - phones with logical IP address.

VoIP (Voice over IP) is a communication system that provides voice transmission over the Internet or any other IP network.

LAN (local area network) - is a computer network that interconnects computers within a limited area such as a residence, school, laboratory, university campus or office building and has its network equipment and interconnects locally managed. Ethernet and Wi-Fi are the two most common transmission technologies in use for local area networks.

Ethernet – is a family of packet data transmission technologies for computer networks.

Wi-Fi («Wireless Fidelity») - is a technology for wireless local area networking with devices based on the IEEE 802.11 standards. Under the abbreviation Wi-Fi, a whole family of standards for the transmission of digital data streams via radio channels is currently under development.

Router - is a networking device that forwards data packets between computer networks. Routers perform the traffic directing functions on the Internet. A data packet is typically forwarded from one router to another router through the networks that constitute the internetwork until it reaches its destination node. Located at the junction of the two networks, the router usually has a WAN port for connecting to an external network and several LAN ports, which include computers of the internal local network.

Routing table (or routing information base (RIB)) - is a data table stored in a router or a networked computer that lists the routes to particular network destinations, and in some cases, metrics (distances) associated with those routes.

Bandwidth (in computing) - is the bit-rate of available or consumed information capacity expressed typically in metric multiples of bits per second. However, the actual bit rate that can be achieved depends not only on the signal bandwidth, but also on the noise on the channel.

 «Seamless» Wi-Fi - is a model for broadcasting one WiFi network using a controller and dependent access points. Access points can be many, and control of their broadcasting is handled by one centralized device-controller.

Socket - is the name of a software interface for providing data exchange between processes. Processes with such an exchange can be performed both on one computer and on different computers connected by a network. A socket is an abstract object representing the endpoint of the connection. Concretely, it is a representation of this endpoint in networking software (protocol stack), such as an entry in a table (listing communication protocol, destination, status, etc.), and is a form of system resource.

I.   INTRODUCTION

Communication systems have developed steadily and new means of communications are being developed from time to time. Cell phones have evolved from being simple communication devices to a powerful portable computer. The instrument has become so commercial that it’s available as a key-item in everyone’s pocket, benefitting the user and serving as a lucrative business for the manufacturers. The increase in the number of service providers has made it a battle-field for each of them to gain more customers, and the cheaper one always manages to outstrip others. Service providers such as Vodafone, Airtel, Loop have already earned a name in market and are still expanding their service all over the world. The idea of having a common channel (air) for sending innumerable frequencies and use the bandwidth that’s available has always been fascinating for all of us – but at what cost? It is a hectic task to design a communication system knowing how badly it is susceptible to noise.

Existing technologies like the GSM based calling provided by the service providers cost users to pay for the services they use. Moreover the rates for these services vary over time and this causes the customers with inconvenience. So to eliminate the users dependence on the service providers we present a solution to this by creation of an application which gives its users the facilities like free calling within a Wireless network, Text messaging, any type of data sharing and that too in real time.

II. EXISTING TECHNOLOGY

Voice over Internet Protocol (VOIP) provides the ideas for connecting two clients through voice over the internet. The advent of Voice over Internet Protocol (VoIP) has fundamentally been transforming the way telecommunication evolves. Driven by the ongoing deployment of broadband infrastructure and the increasing demand of telecommunication service, VoIP technologies and applications have led to the development of economical IP phone equipment based on embedded systems. IP phone application can satisfyingly provide the necessary interfaces between telephony signals and IP networks. Although IP phone communication over the data networks such as LAN exists but these IP phones are fixed type. We implement wireless IP phone communication using the Wi-Fi network, VOIP phones call without the use of a computer; instead they connect directly to the IP network (using technologies such as Wi-Fi or Ethernet).

Unlicensed Mobile Access (UMA) is a 3rd Generation Partnership Program global specification that provides a standard for service providers to merge mobile networks and wireless LANs into a single seamless access network with one mobile device, one user interface, and a common set of network services for both voice and data. In fact, the UMA solution converge cellular networks with any IP-based access networks, including wired and wireless technologies such as IEEE 802.16 WiMAX networks, IEEE 802.20 Mobile Broadband Wireless Access, and Ultra Wideband (UWB)- based networks (Fig. 1).

Fig. 1. UMA connection mode.

With UMA, subscribers can move between mobile networks and WLANs with seamless voice and data session continuity as effortlessly and transparently as they move between cells within the mobile network. The UMA solution effectively creates a parallel radio access network, the UMA Network (UMAN), which interfaces to the mobile core network using existing mobility-enabled, standards-defined interfaces. The existing service provider Business Support Systems (BSS), service delivery systems, content services, regulatory compliance systems, and Operation Support Systems (OSS) will support the UMA network without change. Service enhancements and technology evolution of the mobile core network apply transparently to both the GSM access network and the UMA network.

III. CALLING WITHIN THE NETWORK

For a mobile device to communicate with a router it needs a platform. An Android application can be used in a mobile device that is Wi-Fi enabled to communicate with a router. This is a very useful tool because by communicating with the router directly, many processes of networking can be simplified. Android provides a robust, flexible environment for applications running on mobile. It includes flexible user interfaces, robust security, built-in network protocols, and support for networked and offline applications that can be downloaded dynamically. So this platform is what connects the user and his device to the server running on another laptop connected to the same network. The application will record the voice from the transmitter side and store it in a buffer and this data stored in the buffer will be received at the receiver’s side.

For placing a call to any person X a user needs to ensure that the person X is connected to the network and registered on the server running on the laptop. The user will request the server to send the IP of the person X which on receiving a request will reply with an IP (if available). On receiving the IP the caller device will create a socket and communication will begin over that particular socket.

If the person X moves out of the range of the network the call will automatically be terminated and the entry of person X will be removed from the server.

A. SEQUENCE OF STEPS:

·   When a device connects to the network it receives an IP from the Wireless router which is then added in the server’s routing table.

·   Each phone is identified by a user name. So the routing table updates its IP with a corresponding user name.

Calls can be made to any user in the routing table identified by user name and this information is made available to all users logged into the network.

IV. PROPOSED SYSTEM

The proposed system consists of a server and various devices connected within a wireless network whose proximity is up to 150 feet indoors and 300 feet outdoors. Initially all the devices need to register to the server with an IP assigned dynamically by the Wi-Fi router and a username chosen by the user. This creates a network of the registered users who can communicate within the network range. The registered users are listed out in the client list on server. The clients contact or request the server for the list of available users and can communicate with the other clients.

Fig. 2. System Architecture

The communication is done with the help of network sockets. Distinctive ports are used for different tasks of calling, connection with the server, and for file transfer. The proposed system allows for communication between people within a network in organizations without any cost. The communication uses the Wi-Fi channel as a medium and does not require any internet data usage as in VOIP. The channel bandwidth of WiFi allows for real time voice and file transfer without any delay.

Facilities provided are voice calling and text messaging; users can also share their files.

V. CONSTRAINTS

This model can service any number of users but it shows poor performance in a slow network and may be slowed down by problems like cross talk, delay, routing failure in high traffic situations. Initial cost is high and it will only work on phones that are Wi-Fi enabled (which are more expensive than non-Wi-Fi enabled handsets).

VI. ADVANTAGES

· It is highly secured, because no outside device has access to the data uploaded and downloaded between routers and the device;

· Easy to implement;

· Does not require any extra hardware to be installed in the device; only software is used.

VII.   CONCLUSION

This project provides a cheap, effective and secure means of communication within a specified network. The cost involved is only the initial set up cost and all calls within the network are free. This model will be very useful to solve the communication problems in large organizations, by making free voice calls through Wi-Fi.

Wi-Fi Вызов

ВВЕДЕНИЕ

Системы связи развиваются постоянно, и время от времени разрабатываются новые средства связи. Сотовые телефоны превратились из простых коммуникационных устройств в мощный портативный компьютер. Инструмент стал настолько ходовым товаром, что он доступен в качестве ключевого элемента в кармане у каждого, принося пользу, как пользователю, так и выступая в качестве прибыльного бизнеса для производителей. Увеличение числа сервис-провайдеров (поставщиков услуг) превратилось для каждого из них в поле битвы за привлечение большего числа клиентов, и более дешевому всегда удается опередить других. Поставщики услуг, такие как Vodafone, Airtel, Loop, уже заработали себе имя на рынке и все еще расширяют свои услуги по всему миру. Идея иметь общий (воздушный) канал для подачи сигналов по бессчетному количеству частот и использования доступной полосы пропускания всегда была обвораживающей для всех нас - но какой ценой? Учитывая то, насколько коммуникационная система чувствительна к шуму, задача её разработки становится довольно непростой задачей.

Существующие технологии, такие как вызов на базе GSM, используемые сервис-провайдерами, вынуждают пользователей оплачивать предоставляемые им услуги. Более того, тарифы на эти услуги со временем меняются, что вызывает неудобства у клиентов. Таким образом, чтобы исключить зависимость пользователей от поставщиков услуг, мы предлагаем решение этой проблемы, создав приложение, которое предоставляет своим пользователям такие возможности, как бесплатные звонки в беспроводной сети, текстовые сообщения, обмен данными любого типа, к тому же в режиме реального времени.

СУЩЕСТВУЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Протокол передачи голоса через Интернет (VOIP) реализует идею соединения двух клиентов голосом через Интернет. Появление Voice Over Internet Protocol (VoIP) в корне изменило процесс развития телекоммуникаций. Благодаря непрерывному развертыванию инфраструктуры широкополосной связи и возрастающему спросу на услуги электросвязи, технологии и приложения VoIP привели к разработке экономически выгодной оснастки IP-телефонов на основе встроенных систем. Приложение IP-телефона обеспечивает необходимые интерфейсы между сигналами телефонии и IP-сетями. Хотя IP-телефонная связь по сетям передачи данных, например LAN, уже существует, но эти IP-телефоны – телефоны стационарного типа. Мы же реализуем беспроводную IP-телефонную связь с использованием сети Wi-Fi, т.е. звонки с VOIP-телефонов без использования компьютера; для этого они подключаются непосредственно к IP-сети (используя такие технологии, как Wi-Fi или Ethernet).

Нелицензированный мобильный доступ (UMA) - это глобальная спецификация Партнёрской программы 3-го поколения, которая предоставляет собой стандарт для сервис-провайдеров, объединяющих мобильные сети и беспроводные локальные сети в единую сеть с «бесшовным» (беспрепятственным) доступом для одного мобильного устройства, с одним пользовательским интерфейсом и общим набором сервисов для сетевого обслуживания голоса и данных. Фактически, решение UMA объединяет сотовые сети с любыми сетями доступа на базе IP, включая проводные и беспроводные технологии, такие как сети WiMAX IEEE 802.16, IEEE 802.20 Mobile Broadband Wireless Access и сети, построенные на основе технологии Ultra Wideband (UWB) (рис.1).

Рис. 1 Режим подключения UMA

С UMA абоненты могут перемещаться между мобильными сетями и WLAN с плавным переходом сеанса передачи голоса и данных, так же легко и прозрачно, как когда они перемещаются между сотами в мобильной сети. Решение UMA эффективно создает параллельную сеть радиодоступа UMA (UMAN), которая взаимодействует с базовой сетью мобильной связи, используя имеющиеся у неё определяемые стандартами интерфейсы с поддержкой мобильности. Существующие поставщики услуг по поддержке бизнеса (BSS), системы услуг доставки, контент-услуг, системы нормативного регулирования и системы оперативной поддержки (OSS) будут поддерживать сеть UMA без изменений. Улучшения в обслуживании и развитие технологий в мобильной базовой сети прозрачно применяются как к сети доступа GSM, так и к сети UMA.

ЗВОНКИ ВНУТРИ СЕТИ

Для того, чтобы мобильное устройство связывалось с маршрутизатором, ему нужна платформа. Для связи с маршрутизатором в мобильном устройстве, которое поддерживает Wi-Fi, можно использовать приложение на Android. Это очень полезный инструмент, потому что, напрямую связавшись с маршрутизатором, многие процессы в сети могут быть упрощены. Android обеспечивает надежную и гибкую среду для приложений, работающих на мобильных устройствах. Он включает гибкие пользовательские интерфейсы, надежную защиту, встроенные сетевые протоколы и поддержку сетевых и автономных приложений, которые можно загружать динамически. Таким образом, эта платформа соединяет пользователя и его устройство с сервером, работающим на другом ноутбуке, подключенном к той же сети. Приложение будет считывать голос с микрофона и сохранять его в буфере, и далее эти данные, хранящиеся в буфере, будут приниматься со стороны приемника.

Для установления вызова любому человеку X пользователю необходимо убедиться, что человек X подключен к сети и зарегистрирован на сервере, работающем на ноутбуке. Пользователь попросит сервер отправить IP-адрес человека X, который при получении запроса будет отвечать IP-адресом (если он доступен). При получении IP-адреса вызывающее устройство создаст сокет, и соединение будет проходить через этот конкретный сокет.

Если человек X выходит из диапазона сети, вызов автоматически прекращается, и запись человека X будет удалена с сервера.

· Когда устройство подключается к сети, оно получает IP-адрес от беспроводного маршрутизатора, который затем добавляется в таблицу маршрутизации сервера.

· Каждый телефон идентифицируется по имени пользователя. Таким образом, таблица маршрутизации обновляет свой IP-адрес соответствующим именем пользователя.

· Вызовы могут быть сделаны любому пользователю в таблице маршрутизации, идентифицирующей по имени пользователя, и эта информация является доступной для всех пользователей, зарегистрированных в сети.

ПРЕДЛАГАЕМАЯ СИСТЕМА

Предлагаемая система состоит из сервера и различных устройств, подключенных в беспроводной сети, чья близость составляет до 150 футов в помещении и 300 футов на открытом воздухе. Первоначально все устройства должны регистрироваться на сервере с IP-адресом, назначенным динамически маршрутизатором Wi-Fi и с именем, выбранным пользователем. Таким образом, создаётся сеть зарегистрированных пользователей, которые могут общаться в пределах данной сети. Зарегистрированные пользователи перечислены в списке клиентов на сервере. Клиенты связываются или посылают запрос на сервер для получения списка доступных пользователей и могут общаться с другими клиентами.

Рис. 2 Архитектура Системы

Связь осуществляется с помощью сетевых сокетов. Отдельные порты используются для различных задач вызова, подключения к серверу и для передачи файлов. Предложенная система позволяет без каких-либо затрат общаться в сети между людьми в организациях. Связь использует канал Wi-Fi как среду и не требует использования каких-либо интернет-данных, как в VOIP. Полоса пропускания канала WiFi позволяет осуществлять передачу голоса и файлов в реальном времени без каких-либо задержек.

Предоставляемые услуги - голосовые вызовы и текстовые сообщения; пользователи также могут делиться своими файлами.

ОГРАНИЧЕНИЯ

Эта модель может обслуживать любое количество пользователей, но она демонстрирует низкую производительность в медленной сети и может замедляться из-за проблем, таких как перекрестный разговор, задержка или сбой маршрутизации в ситуациях с высоким трафиком. Первоначальная стоимость высокая, и она будет работать только на телефонах с поддержкой Wi-Fi (они дороже, чем мобильные телефоны, не поддерживающие Wi-Fi).

ПРЕИМУЩЕСТВА

· Позволяет осуществлять телефонные звонки с нулевой стоимостью;

· Они надежно защищены, поскольку никакое внешнее устройство не имеет доступа к загруженным данным или передаваемым между маршрутизаторами и устройством;

· Простота в использовании;

· Не требует установки в устройство дополнительных аппаратных средств; используется только программное обеспечение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Этот проект обеспечивает дешевые, эффективные и безопасные средства связи в определенной сети. Стоимость включает только начальную стоимость установки, и все звонки внутри сети бесплатны. Эта модель будет очень полезна для решения проблем связи в крупных организациях путем предоставления бесплатных голосовых вызовов через Wi-Fi.

REFERENCES

1). G. Eason, B. Noble, and I. N. Sneddon, “On certain integrals of Lipschitz-Hankel type involving products of Bessel functions,” Phil. Trans. Roy. Soc. London, vol. A247, pp. 529– 551, April 1955. (references)

2). J. Clerk Maxwell, A Treatise on Electricity and Magnetism, 3rd ed., vol. 2. Oxford: Clarendon, 1892, pp.68–73.

3). I. S. Jacobs and C. P. Bean, “Fine particles, thin films and exchange anisotropy,” in Magnetism, vol. III, G. T. Rado and H. Suhl, Eds. New York: Academic, 1963, pp. 271–350.

4). K. Elissa, “Title of paper if known,” unpublished.

5). R. Nicole, “Title of paper with only first word capitalized,” J. Name Stand. Abbrev., in press.

6). Y. Yorozu, M. Hirano, K. Oka, and Y. Tagawa, “Electron spectroscopy studies on magneto-optical media and plastic substrate interface,” IEEE Transl. J. Magn. Japan, vol. 2, pp. 740–741, August 1987 [Digests 9th Annual Conf. Magnetics Japan, p. 301, 1982].

7). M. Young, The Technical Writer's Handbook. Mill Valley, CA: University Science, 1989