tesis270

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CIS0830-IS13 
 
MIDDLEWARE PARA LA DEFINICIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE SERVICIOS 
GENÉRICOS INDEPENDIENTES DE LA PLATAFORMA ORIENTADO A 
DISPOSITIVOS MÓVILES 
 
 
 
 
 
 
CÉSAR ESTÉBAN CASTAÑEDA RUÍZ 
 
 
 
 
 
 
 
 
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA 
FACULTAD DE INGENIERIA 
CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS 
BOGOTÁ, D.C. 
2009 
Ingeniería de Sistemas Istar CIS0830-IS13 
2 
 
CIS0830-IS13 
MIDDLEWARE PARA LA DEFINICIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE 
SERVICIOS GENÉRICOS INDEPENDIENTES DE LA 
PLATAFORMA ORIENTADO A DISPOSITIVOS MÓVILES 
 
 
 
 
Autor: 
César Estéban Castañeda Ruíz 
 
 
 
 
 
 
 
 
MEMORIA DEL TRABAJO DE GRADO REALIZADO PARA CUMPLIR UNO 
DE LOS REQUISITOS PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO DE 
SISTEMAS 
 
Director 
JAVIER FRANCISCO LÓPEZ PARRA 
Jurados del Trabajo de Grado 
 
ANDRÉS BARRERA 
CÉSAR DÍAZ 
 
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 Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008 
 
 
 
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA 
FACULTAD DE INGENIERIA 
CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS 
BOGOTÁ, D.C. 
DICIEMBRE, 2009 
 
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA 
FACULTAD DE INGENIERIA 
CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS 
 
 
 
 
Rector Magnífico 
Joaquín Emilio Sánchez García S.J. 
Decano Académico Facultad de Ingeniería 
Ingeniero Francisco Javier Rebolledo Muñoz 
Decano del Medio Universitario Facultad de Ingeniería 
Padre Sergio Bernal Restrepo S.J. 
Director de la Carrera de Ingeniería de Sistemas 
Ingeniero Luis Carlos Díaz Chaparro 
Ingeniería de Sistemas Istar CIS0830-IS13 
4 
 
Director Departamento de Ingeniería de Sistemas 
Ingeniero Germán Alberto Chavarro Flórez 
 
 
 
Artículo 23 de la Resolución No. 1 de Junio de 1946 
“La Universidad no se hace responsable de los conceptos emitidos por sus alumnos en sus 
proyectos de grado. Sólo velará porque no se publique nada contrario al dogma y la moral 
católica y porque no contengan ataques o polémicas puramente personales. Antes bien, que 
se vean en ellos el anhelo de buscar la verdad y la Justicia” 
 
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AGRADECIMIENTOS 
 
 
A mi familia, por su apoyo; 
A mis amigos, por su compañía; 
A mis profesores, por su paciencia. 
 
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6 
 
Contenido 
 
INTRODUCCIÓN .....................................................................................................16 
I - DESCRIPCION GENERAL DEL TRABAJO DE GRADO..............................18 
1. OPORTUNIDAD Ó PROBLEMÁTICA ..................................................................18 
1.1 Descripción del contexto ........................................................................................ 18 
1.2 Formulación ............................................................................................................ 19 
2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ........................................................................21 
2.1. Visión Global.......................................................................................................... 21 
2.2. Justificación ............................................................................................................ 21 
2.3. Objetivo general ..................................................................................................... 21 
2.4. Objetivos específicos .............................................................................................. 21 
II - MARCO TEÓRICO ............................................................................................23 
1. LBS ..................................................................................................................23 
1.1. Naturaleza de los LBS ............................................................................................ 23 
1.2. Tipos de LBS .......................................................................................................... 24 
1.3. Sistemas de Información Geográfica (SIG) ............................................................ 25 
1.4. Tecnologías de Localización (LCS) ....................................................................... 25 
III - PROCESO ...........................................................................................................34 
1. METODOLOGÍA PROPUESTA ...........................................................................34 
2. DESARROLLO DEL PROYECTO ........................................................................35 
I. Exploración previa .................................................................................................. 35 
II. Análisis ................................................................................................................... 35 
III. Diseño de la propuesta ............................................................................................ 35 
IV. Diseño de la arquitectura ........................................................................................ 37 
V. Implementación ...................................................................................................... 37 
3. REFLEXIÓN METODOLÓGICA ..........................................................................38 
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IV - RESULTADOS ...................................................................................................41 
1. EXPLORACIÓN SOBRE LAS PLATAFORMAS PARA DISPOSITIVOS MÓVILES ....41 
1.1. Plataformas más relevantes .................................................................................... 41 
1.2. Resultado del estudio de las plataformas ................................................................ 45 
2. PROPUESTA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LBS...........................................46 
2.1. Propuesta de operaciones básicas en los LBS ......................................................... 46 
2.2. Implementación de los diferentes tipos de LBS por medio de Invocación de 
Método Remoto y Generación de Evento Asincrónico ...................................................... 47 
2.3. La información de posición como parámetro ......................................................... 50 
2.4. Resultados del estudio sobre la implementación de LBS ....................................... 51 
3. ESTUDIO DE LAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LA SOLUCIÓN .................52 
3.1. Comparación entre los diferentes mecanismos de transferencia de datos .............. 52 
3.2. Resultados de la comparación entre los diferentes mecanismos de transferencia de 
datos para dispositivos móviles ......................................................................................... 54 
3.3. Formato de datos .................................................................................................... 55 
3.4. Resultados del estudio de los posibles formatos de datos ...................................... 56 
4. PROPUESTA DE SOLUCIÓN ..............................................................................57 
4.1. Compilación de las características de la Solución .................................................. 57 
4.2. El Middleware “OMNI” ......................................................................................... 57 
4.3. El Redirector y el Servidor OMNI ......................................................................... 58 
4.4. Sesión OMNI .......................................................................................................... 58 
4.5. Tipos de datos en OMNI ........................................................................................ 59 
4.6. Excepciones OMNI ................................................................................................60 
4.7. Servicios OMNI...................................................................................................... 60 
4.8. OMNI Middleware Protocol ................................................................................... 62 
5. IMPLEMENTACIÓN ...........................................................................................64 
5.1. Arquitectura ............................................................................................................ 64 
5.2. Componentes .......................................................................................................... 64 
5.3. Implementación de Servicios con OMNI ................................................................ 67 
5.4. Aplicaciones del Middleware OMNI ...................................................................... 68 
6. PRUEBAS ..........................................................................................................70 
6.1. Latencia y Glitter .................................................................................................... 70 
6.2. Servicio de prueba – “chatLBS” ............................................................................. 72 
6.3. Modificación en la especificación del Middleware OMNI como resultado de las 
pruebas............................................................................................................................... 77 
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8 
 
V - CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS ..................................................78 
1. CONCLUSIONES ................................................................................................78 
2. TRABAJOS FUTUROS ........................................................................................79 
VI - REFERENCIAS .................................................................................................80 
V- ANEXOS ................................................................................................................84 
 
 
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RESUMEN 
En los últimos años, se ha observado un crecimiento considerable en la disponibilidad y el 
uso de las redes inalámbricas. El acceso a los servicios remotos por medio de dispositivos 
móviles le otorga al desarrollador una nueva herramienta (la localización), la cual le permi-
tirá implementar gran variedad de servicios innovadores que solo hasta ahora comienzan a 
explorarse. 
 Sin embargo, existen múltiples plataformas para dispositivos móviles muy diferentes e in-
compatibles entre sí. Esto impone al desarrollador una carga extra para lograr que sus ser-
vicios sean accesibles desde todas ellas, trabajo que a menudo es más complejo que la im-
plementación del servicio en sí. 
El "Middleware para la Definición e Implementación de servicios Genéricos independientes 
de la plataforma orientado a dispositivos móviles", nace de la necesidad de crear un Midd-
leware independiente de la plataforma, que permita al desarrollador definir e implementar 
servicios genéricos de forma estándar, al mismo tiempo que mantiene brevedad y sencillez en 
consideración con los recursos limitados de un dispositivo móvil. 
 
ABSTRACT 
In the last years, the availability and use of wireless networks has experienced a substantial 
increase. Accessing remote services from mobile devices may bring developers information 
about user's position. This information allows the implementation of a wide variety of new 
and innovating services, most of them still unexplored. 
There are several platforms for mobile devices; it is a challenge for developers to achieve 
interoperability of their applications between different platforms. This effort is often more 
complex than the implementation of the service itself. 
The "Mobile-Device oriented Middleware for the Definition and Implementation of Platform-
independent Generic Services" is a platform-independent middleware that allows developers 
to define and implement standard and generic services while preserving valuable low re-
sources present in Mobile Devices. 
 
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RESUMEN EJECUTIVO 
 
Cuando se desea implementar un servicio que será accedido principalmente por dispositivos 
móviles, se enfrenta un gran problema: la interoperabilidad. 
En la actualidad, existe una variedad de plataformas que compiten por el mercado de disposi-
tivos móviles; esto dificulta la tarea de definición e implementación de servicios porque im-
pone al desarrollador la necesidad de ocuparse de las particularidades de cada una de ellas. 
Para solucionar este problema se estudiaron las tecnologías de transferencia inalámbrica de 
datos disponibles (WiFi, WiMax, GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA) y los protocolos que 
han sido utilizados para implementar servicios exitosamente (SMS, MMS, WAP, TCP/IP, 
UDP/IP). 
Tradicionalmente en Computación Móvil se reconocen dos tipos de servicios: 
 Servicios Pull: Son servicios de tipo RPC, que son invocados por el dispositivo 
móvil con ciertos parámetros para obtener un resultado como valor de retorno. 
 Servicios Push: En este caso, el dispositivo móvil recibe información de forma 
asincrónica sin haberla solicitado activamente. 
La solución propuesta debía pues proveer las herramientas necesarias para implementar ser-
vicios de tipo Pull y Push. 
Después del proceso de exploración, se decidió diseñar un Middleware sobre TCP basado en 
XML por las siguientes razones: 
 El protocolo orientado a conexión TCP permite la comunicación Full-dúplex, envío y 
recepción de información de forma asincrónica y es soportado por las principales 
tecnologías de comunicación inalámbrica que se usan actualmente (WiFi, WiMax, 
GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA). 
 El Lenguaje de Marcas Extensible (XML) provee un estándar independiente de la pla-
taforma para la serialización de los datos que serán transmitidos. 
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Un enfoque basado únicamente en Llamadas a Procedimientos remotos (RPC) no es suficien-
te, ya que la capacidad de enviar información desde el servidor al cliente de forma asincróni-
ca (Push) no puede implementarse eficientemente. Para suplir esto, muchas aplicaciones in-
vocan periódicamente un método remoto que verifica si determinado evento ha ocurrido o no. 
Esto se traduce en un tráfico de datos innecesario (y potencialmente costoso) así como en un 
desperdicio de la batería del dispositivo. En este trabajo, dicha aproximación se consideró 
inaceptable. 
Para eliminar este problema, además de la llamada a procedimientos remotos se decidió in-
cluir en el Middleware la capacidad de generar eventos. Los eventos difieren de los RPC en 
que no se espera ningún retorno como resultado de su invocación, simplemente se utilizan 
para avisar que algo de interés ha sucedido. 
De esta forma, el Middleware propuesto define un servicio así: 
 Una interfaz con los métodos Pull, que será implementada por el servidor. Estos 
métodos retornan un valor como resultado o lanzan una excepción consistente en un 
identificador numérico (int) y una cadena de caracteres. 
 Una interfaz con eventos Pull, que será implementada por el servidor. 
 Una interfaz con eventos Push, que será implementada por el cliente. 
Tanto los métodos remotos como los eventos pueden recibir cualquier cantidad de parámetros 
al ser invocados. 
Se definió un protocolo para la invocación de métodos remotos y la generación de eventos 
basado en XML-RPC, así como el estándar para los tipos de datos que se soportan y las ex-
cepciones que pueden ocurrir, tanto de usuario como de sistema. 
Para fines de validación de dicho protocolo, se implementóel middleware para RIM BlackBe-
rry OS y Google ANDROID OS en Java ME, y un servidor funcional para Java SE. 
Dada la popularidad creciente de accesorios como el GPS que permiten al dispositivo móvil 
conocer su posición geográfica con más o menos precisión, los servicios pueden utilizar la 
información de localización como un parámetro adicional que les permitirá contextualizar sus 
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12 
 
resultados a la ubicación del usuario. Estos servicios se conocen como LBS (Location Based 
Services). 
Durante el proceso de desarrollo se encontró que el middleware propuesto es suficiente para 
permitir la implementación de LBS de tipo Pull, Push y Tracking (objetivo general de este 
trabajo), y que además puede utilizarse para la creación de servicios genéricos que no necesa-
riamente hacen uso de la información de localización. 
Resultados: 
 La implementación del Middleware se realizó de tal forma que cumple con los obje-
tivos satisfactoriamente. 
 Los tipos de datos que soporta el Middleware fueron cuidadosamente escogidos y de-
finidos para lograr la interoperabilidad entre plataformas. 
 Gracias a las extensivas pruebas de rendimiento que se llevaron a cabo pudo evaluar-
se el desempeño del protocolo TCP a través de la red celular. Dicho desempeño pre-
senta ciertas particularidades que fueron tomadas en consideración. 
 La definición de las operaciones básicas propuestas Invocación de Método Remoto y 
Generación de Evento Asincrónico resultó ser adecuada para la implementación de 
servicios LBS. 
 El diseño de servicios bajo el esquema de interfaces remotas de Cliente y Servidor 
cubre el objetivo principal de la propuesta inicial para este Trabajo de Grado y lo ge-
neraliza para servicios que no son necesariamente LBS. 
 
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EXECUTIVE RESUME 
 
When a mobile device-oriented service needs to be implemented, the main problem faced by 
developers is interoperability. 
 
There are several platforms competing in the market of mobile devices, developers must take 
care of all their particular characteristics in order to successfully define and implement mo-
bile-based services. 
 
To overcome this problem, most important wireless data transfer technologies have been 
studied (WiFi, WiMax, GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA) and the protocols used by the 
time to successfully implement mobile-oriented services (SMS, MMS, WAP, TCP/IP, 
UDP/IP). 
 
Traditionally, there are two kinds of services in mobile-computing: 
 
 Pull-type Services: Similar to RPC services. Mobile devices perform a method invo-
cation with associated parameters to obtain results as return values. 
 
 Push-type Services: Mobile device receives data asynchronically, without explicit 
request from Client. 
 
The proposed Solution should provide the necessary tools to implement both Pull and Push 
services. 
 
After an exploration process, a XML-based Middleware running over TCP has been designed 
for some reasons: 
 
 TCP allows Full-Duplex transmissions, sending and receiving asynchronous data and 
is supported by main wireless data transfer technologies (WiFi, WiMax, GSM, GPRS, 
EDGE, UMTS, HSDPA). 
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 Extensible Markup Language (XML) provides a platform independent standard for 
serialization of transmitted data. 
 
RPC-based systems are not enough to efficiently implement Push-type services. To deal with 
this, some applications invoke RPC procedures on a periodic basis to ask servers if certain 
events have occurred. This creates an unnecessary and potentially expensive data flow. In this 
work, that approach has been rejected. 
 
The proposed Middleware includes generation events functionality. Differently from RPC, 
when events are invoked there are not results awaited from such invocation; they are used 
only for notification purposes (Push). 
 
In the Middleware, a service is defined as: 
 
 A Pull-interface implemented by Server. These procedures return a result or throw an 
exception. 
 A Pull-interface of events implemented by Server. 
 A Push-interface of events implemented by Clients. 
 
RPC procedures and Events can receive any number of parameters when being invoked. 
 
A protocol for Invocation of RPC Procedures and Remote Event generation has been defined, 
as well as the standard for supported data types and possible system and user exceptions. 
 
To successfully validate the proposed protocol, it has been implemented in Java ME and Java 
SE and tested over RIM BlackBerry OS and Google ANDROID OS platforms. 
 
Given the increased use of different LCS´s that allow devices to know their current position, 
services use location data as an additional parameter to contextualize their results to user 
position. These types of services are known as LBS (Location Based Services). 
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During developing process it has become evident that the proposed Middleware is capable of 
implementing LBS of Pull, Push and Tracking types (principal goal of this work) and can also 
be used to implement generic services not necessarily involved with position data. 
 
Results: 
 
 The Middleware was implemented in a way that successfully accomplishes all objec-
tives of this work. 
 
 Data types supported by the Middleware were carefully chosen and defined to 
achieve interoperability between platforms. 
 
 Thanks to extensive performance tests, TCP over cellular networks has demonstrated 
to have some particular behavior that has been considered when designing the Mid-
dleware. 
 
 Definition of proposed basic operations RPC and Remote Event Generation where 
enough to implement all types of LBS. 
 
 Service design under remote Client and Server interfaces layout successfully accom-
plishes main objectives of this work and generalizes it to implement generic services, 
including LBS. 
 
 
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INTRODUCCIÓN 
Este documento describe el proceso de desarrollo del Trabajo de grado titulado “Middleware 
para la definición e implementación de servicios genéricos independientes de la plataforma 
orientado a dispositivos móviles”. 
En el transcurso de este Trabajo se propone, implementa y prueba una solución al problema 
de interoperabilidad entre plataformas para dispositivos móviles que surge al desarrollar ser-
vicios accedidos por medio de esta clase de dispositivos. 
El proceso siempre estuvo dirigido al uso eficiente de los recursos limitados de los equipos y 
a la preferencia por las tecnologías más recientes que muy seguramente estarán disponibles 
para una gran cantidad de usuarios en el futuro cercano. 
En la sección I – Descripción general del Trabajo de Grado, el lector encontrará una visión 
global del Trabajo que incluye la formulación del problema, la justificación y los objetivos 
que se plantearon en la propuesta inicial. 
En la sección II – Marco teórico, se introducen los conceptos y definiciones necesarios para 
la compresión adecuada de este Trabajo. 
En la sección III – Proceso, se expone la metodología propuesta originalmente y qué se rea-
lizó en cada una de sus fases. Seguidamente, se consignan las diferencias entre lo propuesto y 
lo realizado y se justifican las modificaciones metodológicas que debieron ser realizadas du-
rante el transcurso del proceso. 
La sección IV – Resultados, se divide en subsecciones, cada una de las cuales trata de un 
factor diferente en la constitución de la solución. Al final de cada subsección se encuentran 
las conclusiones relevantes que finalmente son compiladas y empleadas para generar una 
propuesta.A continuación, dicha propuesta y su implementación asociada son explicadas y 
sus pruebas y resultados correspondientes presentados. 
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado 
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En la sección V – Conclusiones y trabajos futuros, se encuentran las conclusiones que se 
alcanzaron tras la realización del presente Trabajo de Grado y algunos de los caminos que 
éste abre a futuros desarrollos. 
La presente memoria no pretende ahondar en los detalles técnicos de la solución propuesta ni 
del software implementado. Dichos detalles se profundizan en los documentos que se entre-
gan como anexos. 
 
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I - DESCRIPCION GENERAL DEL TRABAJO DE GRADO 
1. Oportunidad ó Problemática 
1.1 Descripción del contexto 
En los últimos años, la creciente tecnología de interconexión entre diferentes dispositivos 
electrónicos y entre las redes mismas ha abierto una vasta gama de posibilidades para el 
desarrollo de servicios y aplicaciones. Por esto, es muy importante la exploración de las 
opciones que surgen al combinar las tecnologías existentes y las que muestran tendencia 
a popularizarse en el futuro cercano, pues se trata de una fuente de posibles aplicaciones 
innovadoras con gran potencial de éxito. 
 
Los teléfonos móviles han estado presentes en Colombia desde hace ya más de una déca-
da, y se han difundido ampliamente. Pero en los últimos años, con el advenimiento de la 
“revolución móvil” dejaron de ser sólo teléfonos y alcanzaron el nivel de pequeñas com-
putadoras de bolsillo. La miniaturización de los dispositivos, los avances en la interfaz 
hombre-máquina y la reorientación de los servicios que prestan los operadores celulares 
hacia una filosofía integradora, similar a la de Internet, permitirán que en pocos años una 
gran cantidad de personas en Colombia [CRTC2008] y en el mundo [SASA2007], lleven 
en su bolsillo un dispositivo capaz de mantener un flujo de datos constante, veloz y en 
tiempo real con Internet. 
 
Además, una red de dispositivos móviles como los descritos agrega una nueva variable: 
la posición geográfica del dispositivo en un determinado momento. Dicha información 
puede obtenerse por medio de Servicios de Localización (LoCation Services - LCS). El 
servicio GPS (Global Position System) resulta particularmente interesante; según 
[ABIR2008], es de esperarse que en los próximos 5 años se generalice la inclusión de es-
ta característica en los dispositivos móviles de todas las gamas. Sin embargo, la calidad 
del receptor GPS influye en su precisión y los dispositivos móviles de gama baja con 
GPS pueden no resultar lo suficientemente precisos para los servicios más exigentes. Pe-
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado 
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 Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008 
ro, según [SADO2007], En el futuro, la creciente demanda de dichos servicios incenti-
vará a los fabricantes a diseñar dispositivos más baratos y precisos. 
 
Cuando las tecnologías de conectividad inalámbrica y posicionamiento geográfico con-
vergen en un dispositivo móvil, nace la capacidad de relacionar los datos de posición 
con la información disponible en un sistema de información geográfica para contextuali-
zar la prestación de un servicio. Estos servicios se conocen como Sistemas Basados en la 
localización (Location Based Services - LBS). 
 
Recientemente, los LBS y los servicios para dispositivos móviles en general han desper-
tado la atención del mercado, ya que tienen un gran potencial que solo hasta ahora co-
mienza a apreciarse. A pesar de esto, las implementaciones a gran escala no han surgido 
rápidamente, ya que la mayoría de los servicios existentes son aplicaciones específicas 
para ámbitos empresariales cerrados, o son proyectos de exploración e investigación 
técnica para futuros desarrollos [MCMA2006]. 
 
Si bien los diferentes estándares de acceso a las redes de Internet y telefonía móvil son 
aceptados universalmente, La interoperabilidad entre la gran variedad de plataformas dis-
ponibles para dispositivos móviles no se había logrado [COST2002]. Era pues necesaria 
la búsqueda de un mecanismo que permitiera implementar Servicios genéricos para dis-
positivos móviles sin que los usuarios tuvieran que preocuparse por la marca o platafor-
ma de su dispositivo al acceder a ellos. 
1.2 Formulación 
Las redes inalámbricas y los dispositivos móviles ofrecen al usuario la posibilidad de es-
tar conectado permanentemente y en casi cualquier lugar donde se encuentre. Esto abre la 
puerta a toda una nueva gama de aplicaciones, servicios, juegos, redes sociales, etc. que 
solo hasta ahora está comenzando a ser explorada. 
El principal obstáculo para el desarrollador es la poca interoperabilidad existente entre la 
variedad de plataformas disponibles para dispositivos móviles. El desarrollador se ve 
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obligado a particularizar su servicio para una sola plataforma, con la consiguiente pérdida 
de mercado y oportunidades; o a abarcar varias de ellas con el esfuerzo y recursos que es-
to supone. 
En el caso de los dispositivos móviles la solución a los problemas de conexión y transfe-
rencia de datos frecuentemente es mucho más compleja que el servicio mismo que se está 
implementando. Dado que las operaciones de carga, ejecución, prueba y depuración de 
programas en dispositivos móviles resultan muy laboriosas aún disponiendo de emulado-
res; una aplicación sencilla puede demandar mucho tiempo para su implementación. 
Muchos servicios han resuelto el problema de la interoperabilidad haciendo uso de tecno-
logías que son comunes a todos los teléfonos (SMS) a costa de ser sumamente primitivos 
y de no aprovechar funcionalidades potencialmente presentes en el dispositivo. Dicha 
aproximación satisface efectivamente el esquema Pull-Push, ya que un mensaje de texto 
SMS puede enviarse como una solicitud de servicio (Pull), y un SMS recibido es en sí un 
evento asincrónico (Push). Sin embargo, la latencia de envío y recepción de un SMS difi-
cultan la implementación de servicios más complejos o que requieran algo cercano al 
tiempo real. 
Teniendo en cuenta la creciente disponibilidad de nuevos medios inalámbricos de alta ve-
locidad para la transferencia de datos (WiFi, EDGE, 3G) en los dispositivos móviles; se 
formuló la siguiente pregunta, que motivó el desarrollo del presente Trabajo de Grado: 
¿Cómo lograr la implementación de servicios genéricos para dispositivos móviles de 
tal forma que se utilicen eficientemente los recursos y sean independientes de la pla-
taforma de cada dispositivo? 
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2. Descripción del Proyecto 
2.1. Visión Global 
Durante el desarrollo de este proyecto, se realizó una exploración de las plataformas y 
tecnologías disponibles para la transferencia de datos en dispositivos móviles. 
Con los resultados de dicha exploración, se procedió a proponer una solución viable y a 
su implementación y prueba. 
Finalmente, haciendo uso del middleware obtenido como producto final, se implementó 
una aplicación que demuestra satisfactoriamente las funcionalidades necesarias para 
cumplir con el objetivo de este Trabajo de Grado. 
2.2. Justificación 
El proyecto se realizó con el fin de brindar a los desarrolladores una herramienta que les 
facilite la tarea de diseñar e implementar servicios orientados a dispositivos móviles sin 
que deban preocuparse por asuntos de compatibilidad entre las diferentes plataformas. 
Se busca que el desarrollador pueda concentrar sus esfuerzos en el diseño de su servicio, 
mientras que los asuntos técnicos, de interoperabilidad y transferenciade datos son mane-
jados por el middleware desarrollado en este trabajo. 
2.3. Objetivo general 
Proponer una solución para la implementación de LBS de tipo Pull, Push y Tracking de 
tal forma que sean independientes de la plataforma de cada dispositivo. 
2.4. Objetivos específicos 
I. Realizar una investigación exploratoria acerca de las diferentes plataformas exis-
tentes actualmente para dispositivos móviles. 
Ingeniería de Sistemas Istar CIS0830-IS13 
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II. Analizar los datos obtenidos y con base en los resultados, proponer una solución 
al problema. 
III. Desarrollar la propuesta y diseñar la arquitectura asociada. 
IV. Desarrollar una aplicación práctica que demuestre las funcionalidades básicas de 
la propuesta en LBS de tipo Pull, Push y Tracking. 
 
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II - MARCO TEÓRICO 
1. LBS 
1.1. Naturaleza de los LBS 
Según [GSMA2003] los LBS ofrecen a los usuarios un conjunto de servicios basándose 
en la posición geográfica del cliente que los solicita. Dichos servicios brindan la capaci-
dad a humanos o máquinas de localizar geográficamente a otras personas, dispositivos, 
vehículos o recursos, así como de poner a disposición su propia ubicación para otros 
usuarios interesados. Los LBS implican dos acciones principales: 
 Obtener la localización geográfica del usuario. 
 Utilizar la información de localización para proveer un servicio. 
Un LBS puede activarse automáticamente cuando el cliente se encuentra en una localiza-
ción específica. Alternativamente, el usuario mismo puede invocar el servicio para solici-
tar información que dependerá del sitio en que se encuentre actualmente (puntos de in-
terés, información de tráfico, vehículos, recursos o servicios de emergencia y rescate). 
En [STEI2006], un LBS es presentado como la intersección de tres tecnologías diferen-
tes: Conectividad Inalámbrica y LCS, Sistemas de información geográfica e Internet 
(fig. 1). 
Ingeniería de Sistemas Istar CIS0830-IS13 
24 
 
1.2. Tipos de LBS 
De acuerdo con [ADUS2004] existen básicamente tres tipos de LBS: Pull, Push y Trac-
king. 
1.2.1. Pull 
En un servicio de tipo Pull, el Cliente solicita activamente al Servidor el envío de in-
formación. Se reconocen dos tipos [GSMA2003]: 
a) Cuando el servicio Pull requiere la posición del solicitante: En este caso, 
el servicio solicitado requiere como parámetro la posición del dispositivo 
móvil que lo solicita. Este tipo de servicio puede responder a preguntas co-
mo: “¿Cuál es la estación de servicio más cercana a mi posición?”. 
b) Cuando el servicio Pull requiere la posición de otro dispositivo: El servi-
cio solicitado debe localizar a otro dispositivo móvil para poder ser ejecuta-
do. Un servicio de este tipo puede responder a preguntas como: “¿En dónde 
se encuentra mi hijo en este momento?”. 
En el primer caso, el servicio puede resolverse entre el Cliente que realizó la so-
licitud y el Servidor. En el segundo caso, el Servidor debe averiguar la posición 
de un tercer actor para poder ejecutar satisfactoriamente el servicio. 
1.2.2. Push 
En un servicio de tipo Push, El Servidor envía al Cliente información de forma 
asincrónica cuando ocurre un evento de interés. Este tipo de servicio responde a ne-
cesidades como: “Infórmeme todas las mañanas del clima local” o “Avíseme cuando 
mi hijo llegue al aeropuerto”. 
 
 
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado 
 Página 25 
 Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008 
1.2.3. Tracking 
Este tipo de servicio provee reportes constantes de la posición de un objetivo. De esta 
forma se puede trazar su posición con respecto al tiempo. Un ejemplo sería: “monito-
reo de rutas de transporte público” o “localización de vehículo robado”. 
Un LBS puede pertenecer a una o más de estas categorías. Por ejemplo, en un servicio 
para redes sociales, un usuario podría ser notificado de la cercanía con sus amigos (push, 
tracking), o podría solicitar información de cuantos de sus amigos han visitado el restau-
rante en que se encuentra en cierto momento (pull). 
1.3. Sistemas de Información Geográfica (SIG) 
Un Sistema de Información Geográfica (SIG) es un caso especial de un Sistema de In-
formación que tiene la capacidad de integrar datos espaciales y descriptivos 
[MURP1995]. 
Un SIG puede entenderse también como un modelo computarizado que representa una 
zona geográfica (real o imaginaria) con determinado grado de precisión por medio de un 
sistema de coordenadas que permiten identificar cualquier punto de forma unívoca. Adi-
cionalmente, para cada punto puede almacenarse la información relacionada que se con-
sidere de interés dependiendo del uso que se dará al SIG. 
Su potencial deviene de la posibilidad de relacionar la información en un contexto espa-
cial para después sacar conclusiones acerca de dicha relación. 
1.4. Tecnologías de Localización (LCS) 
Son las tecnologías que permiten obtener la información de localización geográfica del 
dispositivo móvil. 
En su forma más simple, el usuario mismo determina e introduce la información de posi-
ción en el dispositivo. Por ejemplo, se envía por medio de SMS un mensaje con el nom-
bre de cierto centro comercial. Unos segundos después, el usuario recibe un nuevo men-
Ingeniería de Sistemas Istar CIS0830-IS13 
26 
 
saje SMS con información sobre las promociones o eventos que se encuentran disponi-
bles en dicho centro comercial. 
1.4.1. Triangulación de antenas 
Según [ADUS2004], la más utilizada es la Observación de Diferencia de Tiempo Me-
jorada (Enhaced Observed Time Difference – EOTD) que hace parte del estándar 
GSM. En este sistema, el dispositivo móvil envía una señal a la torre y espera una 
respuesta. Como se conoce la velocidad a la cual se propagan las señales electro-
magnéticas, puede estimarse la distancia entre el dispositivo móvil y dicha antena. Si 
se realiza el mismo procedimiento con tres antenas cuya posición geográfica se cono-
ce, se puede estimar la localización del dispositivo utilizando triangulación. 
En muchos países, este servicio debe estar disponible obligatoriamente en cualquier 
red de teléfonos celulares, ya que permite a las autoridades rastrear los aparatos en 
caso de emergencia o secuestro. Sin embargo, no siempre están al servicio del públi-
co en general y son sumamente imprecisos. 
1.4.2. Sistemas de localización satelitales 
Actualmente solo existen tres de estos sistemas: ГЛОНАСС (sistema construido por 
la extinta CCCP, parcialmente operativo en la actualidad), GALILEO (iniciativa eu-
ropea en desarrollo), y el Sistema de 
Posicionamiento Global (Global Po-
sition System – GPS). Todos estos 
sistemas operan bajo el mismo prin-
cipio: 
Una constelación de satélites gira en 
órbita alrededor de la Tierra, de for-
ma tal que siempre son “visibles” por 
lo menos 6 de ellos desde cualquier 
punto en su superficie. 
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado 
 Página 27 
 Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008 
El dispositivo móvil está equipado con un receptor que tiene la capacidad de captar la 
señal que emiten constantemente los satélites. 
Se realiza un proceso similar al de la 
triangulación, pero en este caso en tres 
dimensiones. En lugar de buscar el punto 
de intersección entre tres circunferencias, 
se busca la intersección entre tres esferas. 
En realidad, existen dos puntos de inter-
sección, uno sobre la superficie de la 
Tierra, y el otro en el espacio, muy por 
encima de la órbita de los satélites. El 
sistema GPS proporciona una precisión 
de hasta 3 metros, y su señal está dispo-
nible para la población civil de forma gratuita. 
 
Ingeniería de Sistemas Istar CIS0830-IS13 
28 
 
2. Transferencia inalámbricade datos 
La capacidad de transferir datos de forma inalámbrica es la base para la creación de redes 
de dispositivos móviles. A continuación se expondrán las tecnologías más utilizadas en la 
actualidad. 
2.1. Redes telefónicas celulares 
Las redes telefónicas celulares fueron inicialmente concebidas para prestar el servicio de 
telefonía móvil pero han ido evolucionando hasta convertirse en redes de transferencia de 
datos genéricos. Una red celular está conformada por cierto número de células que sub-
dividen y cubren un espacio geográfico determinado. Cada una de estas células está equi-
pada con transmisor-receptor fijo, conocido como estación base. Los dispositivos que de-
seen acceder a dicha red deben conectarse con la estación base correspondiente a la célula 
en donde se encuentran en ese momento. Si un dispositivo se desplaza y cambia de célu-
la, también cambia de estación base de forma transparente para la aplicación que está uti-
lizando la conexión [TANE2003]. 
2.1.1. Evolución de las redes telefónicas celulares 
Según la tecnología utilizada, las redes telefónicas se clasifican en generaciones: 
 1G (Primera generación) 
Sistemas de transferencia de voz analógicos. 
 2G (Segunda generación) 
Sistemas de transferencia de voz digitales. Soportan la transferencia de 
paquetes de datos de forma limitada. 
 3G (Tercera generación) 
Sistemas de transferencia de voz y datos digitales. Permiten una co-
nexión de banda ancha para el envío y recepción de paquetes de datos. 
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado 
 Página 29 
 Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008 
 4G (Cuarta generación) 
Estos sistemas se encuentran en su etapa de desarrollo, actualmente no 
existe ninguna definición 4G. No diferenciarán entre la transmisión de 
voz o de datos y estarán completamente basadas en IP. 
2.1.2. Tecnologías de telefonía celular 
Se indica al inicio de la descripción de cada tecnología la generación a la cual perte-
nece. En algunos casos, una tecnología se considera como una transición de una ge-
neración a otra. En este caso se utilizan indicaciones como (2.5G). 
2.1.2.1. GSM (Global System for Mobile communications) 
(2G) Este sistema es utilizado aproximadamente en el 80% de las redes celulares 
a nivel mundial [GSMW2009]. Se trata del estándar utilizado en Colombia. En 
GSM se utiliza la multiplexión por división de frecuencia, en el que cada disposi-
tivo móvil transmite en una frecuencia y recibe en una frecuencia mayor. Se uti-
liza multiplexión por división de tiempo para dividir un solo par de frecuencia en 
ranuras de tiempo compartidas por múltiples teléfonos móviles. 
2.1.2.2. CDMA (Code Division Multiple Access) 
(2G) Se utiliza en Estados unidos y es completamente diferente a GSM, ya que 
no divide el rango de frecuencia permitida en varios rangos estrechos, sino que 
permite que cada estación transmita todo el tiempo a través de todo el espectro de 
frecuencia. Los receptores utilizan filtros para aislar únicamente la información 
que les interesa, mientras descartan todo lo demás como ruido aleatorio. 
2.1.2.3. GPRS (General Packet Radio Service) 
(2.5G) Se trata de una red de paquetes construida sobre GSM. Permite que las es-
taciones móviles envíen y reciban paquetes IP en una celda que se ejecuta en un 
Ingeniería de Sistemas Istar CIS0830-IS13 
30 
 
sistema de voz. Cuando GPRS se encuentra en operación, algunas ranuras de 
tiempo en algunas frecuencias se reservan para el tráfico de paquetes. 
2.1.2.4. EDGE (Enhaced Data rates for GSM Evolution) 
(2.5G - 3G) Es una red para el intercambio de paquetes construida sobre GSM. A 
diferencia de GPRS, agrega bits extra por baudio que son utilizados para la 
transmisión y recepción de los paquetes IP. Dependiendo de su implementación, 
permite mayor o menor velocidad en la transmisión de datos. Por esta razón no 
puede ubicarse específicamente en 2.5G o en 3G. 
2.1.2.5. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 
(3G) También conocido como W-CDMA, no es una evolución de GSM pero 
puede interactuar con ésta. Una celda CDMA puede entregar una llamada a una 
celda GSM de ser necesario. En teoría, permite velocidades de hasta 2Mbps. 
2.1.2.6. HSDPA 
(3.5G) Existen varios sistemas de transición entre 3G y 4G. HSDPA se expone 
aquí porque es el que ha sido escogido por Colombia. Se trata de la optimización 
de UMTS/CDMA y su ancho de banda permite videoconferencias. La latencia en 
este sistema es de alrededor de 100ms, lo cual permite aplicaciones requieran 
tiempo real. 
2.2. Redes inalámbricas no celulares 
Estos sistemas fueron concebidos para proporcionar acceso inalámbrico a Internet. 
2.2.1. WiFi (Wireless Fidelity) 
Es un sistema de transferencia de paquetes de datos que utiliza ondas electromagnéti-
cas en lugar de cables. Está definida por el estándar IEEE 802.11 con el fin de emular 
el comportamiento de las redes Ethernet (LAN) 802.3 pero inalámbricamente; por lo 
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado 
 Página 31 
 Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008 
tanto es completamente compatible con todos los servicios de éstas. Su cobertura 
práctica es de aproximadamente 100mts. 
2.2.2. WiMAX (Worldwide interoperability for Microwave Access) 
Fue diseñada para brindar acceso a internet en zonas en las que la instalación de fi-
bra óptica no resulta rentable. Utiliza antenas transmisoras de microondas que en te-
oría pueden transmitir a velocidades de hasta 70Mbps. Está descrita en el estándar 
IEEE 802.16. 
 
Ingeniería de Sistemas Istar CIS0830-IS13 
32 
 
3. Protocolos de transferencia de datos 
Se examinarán los principales mecanismos disponibles para la transferencia de datos desde y 
hacia los dispositivos móviles. 
3.1. SMS (Short Message Service) 
Este sencillo sistema fue diseñado para la transferencia de alrededor de 160 caracteres de 
7 bits desde un Servidor a un dispositivo o viceversa. Inicialmente hizo parte de la especi-
ficación de GSM, pero dada su gran popularidad las redes 3G actuales lo soportan. 
Es muy fiable y hace uso eficiente de las transmisiones por radio, ya que está relacionado 
estrechamente con el hardware del teléfono y la infraestructura de la red celular misma. 
Como parte de las funcionalidades de bajo nivel de las diferentes plataformas, el progra-
mador tiene acceso a un API que le permite implementar aplicaciones que envíen y reci-
ban SMS para suplir sus necesidades de transferencia de datos. En el caso de Java ME, 
este API está descrito en el documento jsr-120. 
En el pasado, este mecanismo ha sido utilizado con éxito para la implementación de LBS 
[GANG2004]. 
3.2. MMS (Multimedia Messaging System) 
Gracias al aumento en la complejidad de la información manejada por los teléfonos celu-
lares (música, imágenes, videos) SMS resulta muy limitado en la actualidad. Por esta 
razón se creó el estándar MMS con los mismos objetivos y estructura de SMS pero con 
una carga útil de aproximadamente 300kb (según las capacidades del dispositivo y los 
límites establecidos por el operador). 
Al igual que en SMS, existen funcionalidades de bajo nivel que permiten a las aplicacio-
nes utilizar este sistema para el envío y recepción de datos. 
 
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado 
 Página 33 
 Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008 
3.3. WAP (Wireless Application Protocol) 
Proporciona las especificaciones para un entorno de aplicaciones y una pila de protocolos 
que pretenden estandarizar la forma como los dispositivos móviles acceden a contenido 
de Internet, como correo electrónico y grupos de noticias. Su definición no especifica un 
protocolo para la capa de transporte pero se implementa casi siempre sobre SMS o 
GPRS. 
Un navegador WAP provee todos los servicios básicos que proporcionaun navegador 
WEB pero simplificados para operar con recursos limitados. WAP Push permite hacer uso 
de mensajes SMS o de paquetes enviados por GPRS para enviar un link a otro servicio 
WAP y descargar datos adicionales. 
3.4. BlackBerry Push 
Se trata de un servicio que permite al Servidor enviar datos al Cliente de forma asincróni-
ca (Push) sin hacer uso de ninguna conexión específica. Es muy eficiente porque utiliza 
una infraestructura basada en un hardware especial presente en los teléfonos y que los 
operadores deben estar preparados para soportar. Los servicios BlackBerry mail y Black-
Berry Messenger que han dado fama a estos dispositivos están construidos utilizando esta 
tecnología. Infortunadamente, este servicio solo funciona en teléfonos BlackBerry; el 
operador debe realizar cambios en su infraestructura para soportarlo y el usuario tiene 
que pagar por él. 
3.5. IP (Internet Protocol) 
A partir de GPRS existe la posibilidad de enviar datagramas IP tanto en UDP como en 
TCP. Sin embargo, el envío y recepción de paquetes UDP por parte de teléfonos celulares 
se encuentra frecuentemente restringido por los operadores de telefonía celular para evi-
tar el tráfico no autorizado de VOIP (Voz por IP). Las aplicaciones tienen acceso a la ca-
pa de transporte por medio de las funcionalidades de bajo nivel proporcionadas en el API 
de cada plataforma. En el caso de Java ME, este API está descrito en el documento jsr-
197. 
Ingeniería de Sistemas Istar CIS0830-IS13 
34 
 
III - PROCESO 
1. Metodología Propuesta 
En la propuesta original del presente Trabajo de Grado se planteó la siguiente metodología: 
I. Exploración Previa 
Durante esta etapa, se recopilará y clasificará información acerca de las diferentes 
plataformas existentes para dispositivos móviles. 
II. Análisis 
Con los datos recopilados, se analizarán las plataformas disponibles más utilizadas; 
sus fortalezas y debilidades en cuanto a la implementación de LBS. 
III. Diseño de la Propuesta 
Se hallará un subconjunto de funcionalidades de bajo nivel comunes en las platafor-
mas analizadas (manejo de puertos, interfaz con el hardware, etc.). Dichas funciona-
lidades se utilizarán para realizar una propuesta que permita implementar LBS de ti-
po pull, push y tracking. 
IV. Diseño de la Arquitectura 
Se diseñará una arquitectura acorde con la propuesta, de tal forma que proporcione 
todas las funcionalidades extraídas en la fase anterior. Asimismo, se diseñará un LBS 
básico que requiera para su implementación la utilización de las funcionalidades pull, 
push y tracking, con el fin de probar la arquitectura a medida que es implementada. 
V. Implementación 
Se realizará la codificación del software asociado a la arquitectura, paralelamente se 
desarrollará el LBS básico anteriormente descrito para validar las funcionalidades de 
forma incremental. 
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado 
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 Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008 
2. Desarrollo del Proyecto 
Durante el desarrollo del proyecto, la metodología propuesta resultó ser adecuada en las tres 
primeras fases. Las fases IV y V se llevaron a cabo de forma ligeramente diferente. 
A continuación se expondrá el trabajo realizado en cada una de las fases metodológicas. 
I. Exploración previa 
Durante esta fase de desarrollo fueron exploradas las plataformas para dispositivos 
móviles y su relevancia actual en el mercado. Las plataformas consideradas fueron 
Apple iPhone OS, Google Android, RIM Blackberry OS, Microsoft Windows Mobile, 
y Symbian OS. 
El marco teórico se complementó con los estándares de comunicación móvil que tra-
bajan con las plataformas anteriormente mencionadas: GSM, CDMA, GPRS, EDGE, 
UMTS y HSDPA. 
II. Análisis 
Esta fase se centró en analizar cada plataforma para averiguar las facilidades que 
proporciona al desarrollador para acceder a las funcionalidades de bajo nivel que son 
necesarias para la implementación de servicios LBS de tipo pull, push y tracking. 
Se consideró importante también la capacidad para ejecutar aplicaciones concurren-
temente así como varios hilos en cada aplicación. 
En todas menos una de las plataformas consideradas (Apple iPhone OS) dichas fun-
cionalidades son fácilmente utilizables por el desarrollador. 
III. Diseño de la propuesta 
Tras analizar las funcionalidades de red de bajo nivel que otorga cada plataforma al 
momento de implementar aplicaciones, se observó que todas permiten establecer co-
nexiones TCP por medio de sockets. 
Ingeniería de Sistemas Istar CIS0830-IS13 
36 
 
Un socket TCP otorga: 
 Comunicación full-dúplex. 
 Envío y recepción de datos de forma asincrónica. 
Las plataformas analizadas permiten la ejecución de varios hilos. Gracias a esto, pue-
de implementarse un mecanismo de espera para eventos asincrónicos. 
La capacidad para enviar datos asincrónicamente permite la implementación de ope-
raciones de tipo pull. La posibilidad de recibir eventos asincrónicos es la base para 
realizar operaciones de tipo push. Las operaciones de tracking pueden implementarse 
al combinar operaciones pull y push, como se examinará detenidamente más adelan-
te. 
En este punto de la metodología se concluyó que al considerar la información de po-
sición proveniente de un GPS o de cualquier otro LCS como un parámetro, entonces 
un sistema que permita operaciones pull y push también permite la implementación 
de LBS de tipo pull, push y tracking. Esta conclusión será analizada con más detalle 
en la sección de resultados 
De esta forma, se plantea una respuesta a la pregunta que motivó el presente Trabajo 
de Grado: 
¿Cómo lograr la implementación de servicios genéricos para dispositivos móviles 
de tal forma que se utilicen eficientemente los recursos y sean independientes de la 
plataforma de cada dispositivo? 
R. “Por medio de un Middleware que permita la definición e implementación de ser-
vicios genéricos de tipo pull push y tracking independientes de la plataforma orien-
tado a dispositivos móviles”. 
Con esta respuesta se procedió a diseñar el middleware y su protocolo asociado, des-
critos en el anexo 1. 
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado 
 Página 37 
 Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008 
IV. Diseño de la arquitectura 
Dentro de los objetivos de este Trabajo de Grado se encuentra la implementación de 
una aplicación de prueba para verificar la validez de la solución propuesta. 
Como resultado del paso metodológico III: Diseño de la propuesta, se obtuvo el do-
cumento que especifica un middleware (Anexo 1). 
Durante esta fase, se tomó dicho documento y se utilizó para diseñar una arquitectura 
para ser implementada en el paso metodológico V. 
Es importante aclarar que la arquitectura que se diseñó no está especificada en el do-
cumento de definición del middleware. Cualquier desarrollador que desee implemen-
tarlo es libre para diseñar su propia arquitectura, siempre y cuando su comportamien-
to se ajuste a lo especificado en el documento. 
La arquitectura diseñada está descrita en el anexo 2. 
V. Implementación 
El middleware fue implementado con base en la arquitectura diseñada en el paso IV 
en Java ME y Java SE haciendo uso de la metodología de desarrollo de software co-
nocida como Prototipo Incremental. 
Dicha implementación se ejecutó satisfactoriamente en un computador de escritorio y 
en los dispositivos móviles RIM Blackberry 8100 y HTC Google Android G1. 
El middleware fue probado utilizando las tecnologías EDGE, WiFi y Ethernet (con-
currentemente), con resultados igualmente positivos. 
Una vez probado el middleware, éste se utilizó para diseñar un servicio que requiere 
la utilización de las funcionalidades Pull, Push y Tracking necesarias para cumplir 
con los objetivos de este Trabajo de Grado. 
Ingeniería de Sistemas Istar CIS0830-IS1338 
 
3. Reflexión metodológica 
Como se mencionó anteriormente, la metodología propuesta fue apropiada para el desarrollo 
del proyecto durante las fases I, II y III. En las fases IV y V se introdujeron cambios para 
ajustarlas a las necesidades según el contexto, los cuales se exponen a continuación: 
IV. Diseño de la arquitectura 
 
a) Propuesta metodológica original 
Se diseñará una arquitectura acorde con la propuesta, de tal forma que proporcio-
ne todas las funcionalidades extraídas en la fase anterior. Asimismo, se diseñará 
un LBS básico que requiera para su implementación la utilización de las funcio-
nalidades Pull, Push y Tracking con el fin de probar la arquitectura a medida que 
es implementada. 
b) Ejecución ajustada 
Se diseñó una arquitectura con la propuesta, de tal forma que proporcionaba to-
das las funcionalidades extraídas en la fase anterior. Se aplazó el diseño del ser-
vicio LBS de prueba para la fase de implementación. 
c) Justificación 
Se consideró que el servicio de prueba era completamente independiente de la 
arquitectura; su única función era validarla cuando ya se encontrara implementa-
da. Por esta razón su especificación correspondía a la fase de pruebas. 
 
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado 
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 Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008 
V. Implementación 
 
d) Propuesta metodológica original 
Se realizará la codificación del software asociado a la arquitectura, paralelamente 
se desarrollará el LBS básico anteriormente descrito para validar las funcionali-
dades de forma incremental. 
e) Ejecución ajustada 
Se realizó la codificación del software asociado a la arquitectura. Las funciona-
lidades genéricas Pull y Push fueron implementadas sucesivamente. Una vez 
operativo el middleware, se utilizó para desarrollar servicios específicos para 
pruebas de rendimiento y un servicio de demostración. 
f) Justificación 
Diseñar previamente un servicio para ser desarrollado de forma paralela con el 
middleware añade las complejidades características de dicho servicio a la ya 
compleja implementación de la arquitectura. Se decidió entonces reducir el servi-
cio a su mínima expresión: Las funcionalidades básicas Pull y Push. Una vez 
probadas, se puede diseñar e implementar cualquier servicio para validar y de-
mostrar el middleware. 
El desempeño de los sockets TCP sobre la red de telefonía celular se desconocía. 
Por esta razón, el middleware desarrollado se empleó para implementar servicios 
de prueba que permitieron medir los valores de latencia y glitter de dicha tecno-
logía. 
 
Ingeniería de Sistemas Istar CIS0830-IS13 
40 
 
Reflexión sobre la metodología Prototipo Incremental 
La metodología de desarrollo de software Prototipo Incremental resultó adecuada pa-
ra el desarrollo del middleware, ya que permitió obtener prototipos funcionales desde 
el principio del proceso. Gracias a esto, varios problemas inherentes a la programa-
ción de dispositivos móviles emergieron en una etapa temprana y fueron soluciona-
dos primero. De esta forma se consiguió la separación entre los problemas técnicos y 
los bugs del middleware, lo cual facilitó enormemente el proceso de depuración. 
La principal desventaja consistió en la necesidad de refactorizar el código en sucesi-
vas iteraciones, ya que para obtener prototipos funcionales de forma rápida fue nece-
saria la escritura de código provisional que más tarde tuvo que ser mejorado o rees-
crito, como es típico en Prototipo Incremental. Sin embargo, a partir de la experien-
cia con este trabajo, el desarrollador considera que el esfuerzo y tiempo invertidos en 
refactorizar el código no son comparables con el gran trabajo que habría supuesto la 
depuración de una gran cantidad de módulos complejos desarrollados por separado y 
probados en conjunto al final de la etapa de implementación. 
 
Pontificia Universidad Javeriana Memoria de Trabajo de Grado 
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 Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008 
IV - RESULTADOS 
En esta sección se consignan los resultados que fueron obtenidos durante el desarrollo de este 
Trabajo de Grado. El orden de aparición corresponde con el orden de ejecución. 
1. Exploración sobre las plataformas para Dispositivos móviles 
1.1. Plataformas más relevantes 
Las plataformas para dispositivos móviles que presentan mayor relevancia en la actuali-
dad [MCCR2009], [YUNC2007] son: Google Android OS, RIM BlackBerry OS, Micro-
soft Windows Mobile, Symbian OS e iPhone OS. A continuación un resumen de cada una 
desde el punto de vista del desarrollador de aplicaciones. 
1.1.1. Google Android OS 
Se trata de un sistema operativo de código abierto 
desarrollado por Google que busca ser fácilmente 
adaptable a las necesidades de cada fabricante de 
dispositivos. El usuario puede interactuar con el 
sistema por medio de una pantalla sensible al tacto o 
un trackball. 
La base de este sistema es un kernel de Linux, que 
ejecuta a su vez varias máquinas virtuales Java para 
las aplicaciones del teléfono. Cada aplicación corre 
sobre su propia instancia de máquina virtual, y cada 
máquina virtual es un proceso en el sistema operativo. 
Sorprendentemente, esta plataforma no utiliza el estándar Java ME. Implementa la 
mayoría del estándar Java SE complementado con un API desarrollado especialmente 
para Android que permite al desarrollador un control muy profundo del sistema. 
Ingeniería de Sistemas Istar CIS0830-IS13 
42 
 
Android proporciona un emulador, un SDK, y un plugin de Eclipse para facilitar la 
implementación de aplicaciones. Las operaciones de depuración pueden realizarse en 
los dispositivos reales si así se desea e incluso existe un dispositivo especialmente di-
señado para ello (Android Developer Phone). 
1.1.2. RIM BlackBerry OS 
Es el sistema operativo utilizado 
por todos los dispositivos BlackBe-
rry fabricados por la compañía ca-
nadiense Research in Motion 
(RIM). Su interfaz ha cambiado 
muy poco en los últimos diez años, 
ya que siempre ha sido muy funcio-
nal, lógica y consistente. En la ma-
yoría de los modelos, todas las ope-
raciones se realizan gracias a un trackball, a un botón menu y un botón back. 
Las aplicaciones en esta plataforma se desarrollan utilizando Java ME. El programa-
dor tiene acceso a las funcionalidades de red de bajo nivel proporcionadas por dicho 
estándar además de un API para el manejo de la interfaz y las características particu-
lares de estos dispositivos. 
RIM pone a disposición de los programadores un IDE propio, un plugin para Eclipse 
y un emulador para cada uno de sus dispositivos. El IDE puede enlazarse con un dis-
positivo real por medio del puerto USB para realizar la depuración paso a paso. 
 
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 Preparado por el Grupo Investigación Istar- Versión 1.01 – 12/03/2008 
1.1.3. Microsoft Windows Mobile 
Windows Mobile es la versión móvil del sistema 
operativo Windows. Intenta emular su interfaz al 
incluir un botón de inicio y una barra de tareas. 
Esto resulta poco práctico, ya que las pantallas 
reducidas pueden dificultar la visualización de 
íconos tan pequeños. 
El código de este sistema operativo es completa-
mente cerrado. Sin embargo, los desarrolladores 
pueden utilizar el API .net Mobile y el entorno de 
desarrollo Visual Studio que es muy completo y 
permite el acceso a las funcionalidades de red de 
bajo nivel del dispositivo, aunque su licencia no es totalmente abierta. 
Esta plataforma ha perdido la gran popularidad que disfrutaba hace algunos años de-
bido a las malas políticas de mercadeo de Microsoft [SEGA2009]. 
1.1.4. Symbian 
Este sistema operativo es utilizado en dispositi-
vos fabricados por Motorola, Nokia, Samsung, 
Siemens, y Sony Ericsson. Data de una época en 
la que toda la interfaz de usuariose reducía a un 
teclado alfanumérico y unos pocos botones adi-
cionales. Las nuevas características como panta-
llas sensibles al tacto no están muy bien sopor-
tadas. 
Diseñado especialmente para procesadores 
ARM, su estructura está basada en un microkernel que contiene las unidades básicas 
del sistema operativo: planificador, administrador de memoria y drivers de dispositi-
Ingeniería de Sistemas Istar CIS0830-IS13 
44 
 
vo. Las aplicaciones pueden compilarse y ejecutarse en código de máquina, o correr 
en una máquina virtual de Java. 
El programador puede desarrollar aplicaciones para Symbian haciendo uso del com-
pilador de C++ que está disponible de forma gratuita, o de un SDK para Java ME. 
Dependiendo del fabricante, existen diferentes emuladores para dispositivos que uti-
lizan Symbian. Una aplicación implementada haciendo uso de cualquiera de estas 
herramientas tiene acceso a las funcionalidades de red de bajo nivel del dispositivo. 
1.1.5. Apple iPhone OS 
En la actualidad, solo los dispositivos iPhone e iPod 
Touch utilizan este sistema operativo. Es una versión 
reducida de Mac OS con gran énfasis en gráficas 3D de 
alta velocidad, lo cual le permite soportar la pesada y 
compleja interfaz de usuario que utiliza casi exclusi-
vamente una pantalla sensible al tacto y varios ace-
lerómetros que pueden detectar cambios en la posición 
e inclinación del dispositivo. 
Uno de los principales objetivos de Apple al desarrollar 
este sistema es la velocidad de respuesta de las aplica-
ciones. Por esta razón todas deben ser compiladas a código de máquina y está expre-
samente prohibida la instalación de una máquina virtual (como la necesaria para eje-
cutar Java) o un compilador en tiempo de ejecución (como el utilizado por .net). 
Aunque el SDK se puede descargar gratis, el desarrollador debe pagar para obtener 
las firmas digitales que necesita para instalar su aplicación en un dispositivo real. 
(Existen modificaciones no autorizadas de hardware que permiten instalar aplicacio-
nes no firmadas). Solo Apple puede desarrollar aplicaciones que se ejecuten concu-
rrentemente, y el acceso a las funcionalidades de red de bajo nivel está muy limitado. 
 
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1.2. Resultado del estudio de las plataformas 
Después de estudiar cada plataforma, se obtuvieron los siguientes resultados considera-
dos relevantes para este Trabajo de Grado: 
a) A excepción de Apple iPhone OS, todas las plataformas proporcionan las herra-
mientas y documentación necesarias para el desarrollo de aplicaciones de forma 
gratuita y abierta. 
b) RIM BlackBerry OS, Symbian OS soportan la tecnología Java ME, mientras que 
Google Android OS se basa en Java SE. 
c) A excepción de Apple iPhone OS, todas las plataformas permiten que las aplica-
ciones desarrolladas tengan acceso a las funcionalidades de red de bajo nivel de 
los dispositivos. 
d) A excepción de Apple iPhone OS, todas las plataformas permiten la ejecución 
concurrente de varias aplicaciones, al mismo tiempo que el uso de diferentes 
threads por cada aplicación. 
Teniendo en cuenta estos resultados, se concluye lo siguiente: 
a) El sistema operativo Apple iPhone OS no se tendrá en cuenta a la hora de diseñar 
la solución, dado que las políticas de Apple no permiten el desarrollo de ninguna 
aplicación compleja por parte de terceros. 
b) La arquitectura diseñada se implementará en este Trabajo de Grado utilizando 
Java ME y Java SE, ya que de esta forma quedarán cubiertas las plataformas 
BlackBerry OS, Google Android OS y Symbian OS. 
c) La solución propuesta debe estar diseñada de tal forma que en trabajos futuros 
pueda ser implementada en plataformas diferentes a Java ME y Java SE. 
 
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2. Propuesta para la implementación de LBS 
En esta sección se exponen las funcionalidades básicas propuestas para la implementación de 
LBS en cada una de sus modalidades. 
2.1. Propuesta de operaciones básicas en los LBS 
La solución a proponer debe tener la capacidad de implementar LBS en todas sus modali-
dades (Marco Teórico, secc. 2.1) o en cualquier combinación de las mismas. Para este 
propósito se halló un conjunto de operaciones básicas que ejecutadas en un determinado 
orden exhiben el comportamiento descrito. Este Trabajo de Grado propone dos operacio-
nes básicas genéricas: Invocación de Método Remoto y Generación de Evento Asincró-
nico. 
2.1.1. Invocación de Método Remoto (Pull) 
La ejecución de un método remoto se desencadena cuando es solicitada por el Clien-
te. De esta forma, una aplicación decide cuando los servicios son invocados. La Invo-
cación de Método Remoto se subdivide en: 
 El Cliente envía una solicitud compuesta por un nombre de método y una se-
rie de parámetros. 
 El Servidor ejecuta un método con los parámetros proporcionados y genera 
un resultado. 
 El Servidor envía el resultado al Cliente. 
Si se produce un error al invocar un método, o si por alguna razón dicho método no 
se puede ejecutar, el resultado recibido por el cliente es una notificación de fallo (Ex-
cepción). 
2.1.2. Generación de Evento Asincrónico (Push) 
Un evento asincrónico es generado por el Servidor en el Cliente cuando ocurre un 
suceso que el Cliente está interesado en conocer. Se subdivide en: 
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 El Servidor determina que ha ocurrido un suceso y un determinado Cliente 
debe ser informado. 
 El Servidor envía una notificación al Cliente compuesta por un nombre de 
evento y una serie de parámetros. 
Un evento es asincrónico porque el Cliente no puede determinar con exactitud cuán-
do ocurrirá. 
2.2. Implementación de los diferentes tipos de LBS por medio de Invocación 
de Método Remoto y Generación de Evento Asincrónico 
Una vez definidas las operaciones básicas Invocación de Método Remoto y Generación 
de Evento Asincrónico, se expone cómo estas pueden combinarse para implementar cada 
tipo de servicio LBS. 
2.2.1. Implementación de LBS tipo Pull 
Según (Marco Teórico, secc. 2.1), existen dos subtipos de LBS de tipo Pull: 
a) Cuando el servicio Pull requiere la posición del solicitante: 
 
En este caso, el Cliente realiza una Invocación de Método Remoto y envía como 
parámetro su propia posición. Si dicha posición no se puede determinar o 
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aproximar, el método no puede ser invocado. Si el método se ejecuta satisfacto-
riamente, el Servidor retorna al Cliente un resultado, si no, se retorna un error. 
b) El servicio Pull requiere la posición de otro dispositivo: 
El Cliente realiza una Invocación de Método Remoto. El Servidor necesita la po-
sición de otro dispositivo para ejecutar el método. La posición de este tercer ac-
tor puede determinarse de dos formas: 
i. El Servidor interroga al cliente: El Servidor genera un Evento 
Asincrónico en un Cliente para notificarle que su posición es reque-
rida. Seguidamente, el Cliente responde por medio de una Invoca-
ción de Método Remoto con su posición como parámetro. 
 
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ii. El Cliente anuncia periódicamente su posición: Si resulta más efi-
ciente debido a la naturaleza del servicio que se está implementando, 
un Cliente podría realizar una Invocación de Método Remoto en for-
ma regular para indicar al Servidor su posición actual o un cambio en 
la misma. Así, cuando el Servidor requiere una posición determinada 
consulta el registro de posiciones más actualizado en vez de interro-
gar a los dispositivos. 
 
Si no puede hallarse la posición,el método no puede ejecutarse y el Servidor re-
torna un error. 
2.2.2. Implementación de LBS tipo Push 
El Servidor utiliza una Generación de Evento Asincrónico en el Cliente con una serie 
de parámetros para notificar que cierto suceso ha ocurrido. 
2.2.3. Implementación de LBS tipo Tracking 
En un LBS de tipo Tracking, se utiliza un reporte periódico de la posición de un dis-
positivo móvil en particular para trazar una ruta en el tiempo. Esto puede lograrse uti-
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lizando una combinación de Invocación de Método Remoto y Generación de Evento 
Asincrónico, así: 
a) Los dispositivos que están siendo monitoreados realizan una Invocación de 
Método Remoto para indicar su posición periódicamente o lo hacen para in-
dicar un cambio en la misma. 
b) Los Clientes interesados en conocer la posición de otro u otros dispositivos 
en tiempo real reciben Eventos Asincrónicos desde el Servidor cada vez que 
está disponible nueva información de posición de los dispositivos monitorea-
dos. 
El tiempo real se encuentra limitado por las propiedades de latencia y glitter de la red 
que se utilice para la transmisión de los datos. 
2.3. La información de posición como parámetro 
En los LBS, se conoce como información de posición al conjunto de datos que permite 
ubicar un punto sobre el planeta de forma unívoca. Dependiendo del LCS que se esté uti-
lizando, esta información puede estar complementada con datos como orientación, velo-
cidad y altura sobre la superficie. En todo caso, la información de posición consistirá en 
una tupla de datos de algún tipo, muy probablemente numérico. Esta tupla puede consi-
derarse como un parámetro (o una serie de parámetros) que puede ser enviado al realizar 
una Invocación de Método Remoto o una Generación de Evento Asincrónico. 
Es importante recalcar que: una Invocación a Método Remoto o una Generación de 
Evento Asincrónico no necesariamente requiere de la información de posición para 
llevarse a cabo. 
Como ejemplo, el Cliente puede interrogar al Servidor acerca del valor de una acción en 
determinado momento. O el Servidor puede notificar asincrónicamente a un Cliente que 
una acción a alcanzado un valor crítico y debe vender. Ninguno de estas operaciones re-
quiere la información de posición. 
 
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2.4. Resultados del estudio sobre la implementación de LBS 
Después de estudiar los diferentes tipos de LBS y su implementación, se obtuvieron los 
siguientes resultados considerados relevantes para este Trabajo de Grado: 
a) Las operaciones básicas Invocación de Método Remoto y Generación de Even-
to Asincrónico son suficientes para la implementación de un LBS en cual-
quiera de sus modalidades. 
b) La información de posición puede considerarse como un parámetro más al mo-
mento de ejecutar cualquiera de las operaciones básicas. 
Teniendo en cuenta estos resultados, se concluye lo siguiente: 
a) Si la solución incluye un mecanismo para la implementación de las operaciones 
básicas Invocación de Método Remoto y Generación de Evento Asincrónico, en-
tonces tendrá la capacidad para implementar cualquier LBS y cumplir así con el 
principal objetivo del presente Trabajo de Grado. 
b) Si la solución puede utilizarse para implementar cualquier LBS, entonces también 
podrá emplearse para implementar servicios que no sean LBS, es decir, que no 
requieran de la información de posición para su funcionamiento. 
 
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3. Estudio de las características técnicas de la Solución 
Con los resultados obtenidos anteriormente, se procedió a hallar las características técnicas 
más adecuadas para una solución que permita la implementación de las operaciones básicas 
Invocación a Método Remoto y Generación de Evento Asincrónico. 
3.1. Comparación entre los diferentes mecanismos de transferencia de datos 
En (fig. 9) se comparan los diferentes mecanismos para la transferencia de datos entre 
dispositivos móviles (Marco Teórico secc. 3) por medio de la siguiente lista de criterios: 
 Disponibilidad: El mecanismo está disponible en una gran variedad de dispositi-
vos móviles. 
 Interoperabilidad: Las diferentes plataformas lo implementan, por esto pueden 
utilizarlo para interactuar entre ellas. 
 Capacidad de Pull: Tiene el potencial para implementar la operación básica In-
vocación de Método Remoto anteriormente definida. 
 Capacidad de Push: Tiene el potencial para implementar la operación básica 
Generación de Método Asincrónico anteriormente definida. 
 Latencia: El tiempo que le toma al Cliente enviar un mensaje al Servidor y vice-
versa. 
 Ancho de banda: El tamaño de los parámetros que pueden enviarse del Cliente 
al Servidor y viceversa. 
 
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1) Solo está disponible en las redes de telefonía celular; para interactuar con Internet 
se requieren adaptadores. 
2) WAP puede visualizar contenido de Internet, pero necesita un adaptador interme-
dio que interprete y transforme los datos. 
3) La definición de Invocación de Método Remoto requiere la capacidad de generar 
un retorno como parte de la misma transacción. En este caso es necesario generar 
un Evento Asincrónico aparte para enviar al Cliente el resultado de la invocación. 
4) La latencia depende mucho de la configuración del operador y la congestión ac-
tual de la red. Puede ser de algunos segundos, y en ocasiones, minutos. 
5) Entre 800ms y 2000ms. 
6) [ARZU2008] 500ms-2000ms, GPRS; 500ms-1000ms, EDGE; ~200ms, UMTS; 
~100ms, HSDPA. 
7) GPRS es práctico hasta ~500kb, dependiendo de la configuración del operador y 
la cobertura. EDGE, UMTS son útiles hasta decenas de Mb (Sin embargo, un 
dispositivo móvil en general no descarga o envía archivos de ese tamaño). 
HSDPA puede manejar voz y video en tiempo real. 
 
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3.2. Resultados de la comparación entre los diferentes mecanismos de trans-
ferencia de datos para dispositivos móviles 
Después de estudiar y comparar los diferentes mecanismos de transferencia de datos dis-
ponibles para dispositivos móviles, se llegó a los siguientes resultados, considerados re-
levantes para el presente Trabajo de Grado: 
a) Los sistemas SMS, MMS y WAP han sido utilizados satisfactoriamente en el pa-
sado para la construcción de LBS, y tienen el potencial para la implementación de 
las operaciones básicas Invocación de Método Remoto y Generación de Evento 
Asincrónico. 
b) Los sistemas SMS, MMS, y WAP son prácticamente universales, todas las plata-
formas para dispositivos móviles soportan los protocolos estandarizados. 
c) Los sistemas SMS, MMS, y WAP están estrechamente ligados con las redes de te-
lefonía celular, y no hacen parte de la pila de protocolos de IP. 
d) La latencia de los sistemas SMS, MMS y WAP tiende a ser muy alta e impredeci-
ble. 
e) El sistema BlackBerry Push es muy eficiente, pero solo está disponible para dis-
positivos BlackBerry y es necesario pagar por su utilización. 
f) Los protocolos TCP/IP y UDP/IP están soportados por las tecnologías GPRS, 
EDGE, UMTS, HSDPA. 
g) El protocolo UDP es de uso restringido en muchas redes de telefonía celular. 
Teniendo en cuenta estos resultados, se concluye lo siguiente: 
a) A pesar de su universalidad, los sistemas de transferencia de datos SMS, MMS y 
WAP no se utilizarán para diseñar la solución, ya que su interoperabilidad con 
Internet necesita desarrollos adicionales y su latencia es muy alta. 
b) El protocolo UDP/IP es muy eficiente pero será descartado, ya que los operado-
res de redes celulares restringen su uso. 
c) El protocolo TCP/IP será el utilizado para