專利名稱：無線接入系統(tǒng)及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及第三代移動通信無線接入技術領域，更具體地，涉
及一種基于雙嵌入式樣t處理器，支持與PC機連接的以太網高速接 口，可滿足WCDMA/HSDPA網絡高速上網要求，同時支持基本通 -活業(yè)務的無線接入系統(tǒng)與方法。
背景技術：
在信息通信領域，發(fā)展速度最快、對人們影響最大的兩大技術 就是寬帶網絡才支術和無線移動通信才支術，這兩大技術的結合，即為 寬帶無線接入技術。寬帶無線接入技術指從用戶終端到業(yè)務交換點 之間通信鏈路采用無線鏈路的寬帶接入技術。
寬帶無線接入技術從覆蓋范圍上可以分為局域寬帶無線接入、 城域寬帶無線接入以及廣域網寬帶無線接入4支術這三類。而從是否 支持終端移動性上，寬帶無線接入技術可以分為移動寬帶無線接入 技術和固定寬帶無線接入。移動寬帶無線接入技術主要是指第三代 移動通信4支術(3G),如WCDMA/HSDPA、 CDMA2000等。這類移動通 信才支術支持終端移動性，可以實現(xiàn)終端移動狀態(tài)下的寬帶無線接 入，但是在不同的移動速度下，接入帶寬可能不同。
3G移動通信系統(tǒng)的目標是才是供移動寬帶多々某體通信，多址方式 基本都采用CDMA多址接入，屬于寬帶CDMA移動通信技術。3G移動 通信系統(tǒng)能提供多種類型的高質量多媒體業(yè)務，能實現(xiàn)全球無縫覆 蓋，具有全球漫游能力并與固定網絡相兼容。它可以實現(xiàn)小型便攜
式終端在任何時候、任何地點進行任何種類的通信。3G移動通信技 術的標準^f匕工作由3GPP和3GPP2兩個標準〗匕組織來"^動和實施。
隨著國際上3G網絡特別是WCDMA/HSDPA網絡商用化進程的力口 快，3G業(yè)務的迅猛發(fā)展，帶來終端多樣化需求，包括無線數(shù)據(jù)卡， 手機，無線接入盒。目前，全球市場已經推出了 300多款WCDMA 鄉(xiāng)冬端產品，其中有14l欠產品支持面向無線寬帶應用的HSDPA(高速 下行分組4妄入)4支術。
但目前所推出的3G無線接入終端，主要定位于高端商務用戶 及企事業(yè)用戶，無法普及到普通(PC機)用戶，及普及到偏遠地 理環(huán)境下的用戶的對i吾音及寬帶教:才居業(yè)務需求。
對于商務用戶來說，隨著其對海量數(shù)據(jù)業(yè)務和移動辦公的需 求，運營商、通信廠商、專業(yè)數(shù)據(jù)卡企業(yè)、筆記本電腦制造商在內 的業(yè)界巨頭都紛紛從各自的角度切入無線上網卡市場。但目前無線 凄史據(jù)卡^f又適用于高端的筆記本上網，無法滿足普通PC用戶的無線 上網需求，且受價格的影響，使得無線移動辦公并沒有得到充分釋 放與普及。
對于企業(yè)用戶來i兌，目前滿足無線上網的接入終端主要是無線 路由器，可以滿足多個PC或筆記本終端上網，但其內部實現(xiàn)實際 上是PC加無線上網卡技術解決方案，帶來了價格很高，無法普及 到個人或家庭用戶無線上網的要求。
對于使用PC機的用戶來說，現(xiàn)有的3G移動無線接入終端， 主要是基于PC機串口連接無線MODEM來實現(xiàn)無線上網功能，但 由于串口速度限制，無法利用3G網的寬帶多媒體特性。同時，需 要專門的PC側軟件，增加了用戶的使用負擔及技術要求。
<吏用USB端口的3G移動無線接入終端，雖然可以達到高速率 通信，但受到與PC機連接距離的限制，無法使無線接入終端的的 信號接收達到最佳，從而可能影響通信質量與速率。
目前市場上推出的無線公話、無線網卡、無線路由器，要么功 能單一，語音與數(shù)據(jù)業(yè)務分離，要么價格昂貴，無法普及。特別是 對于偏遠地區(qū)，有線無法達到的地理環(huán)境下，用戶要實現(xiàn)語音與數(shù) 據(jù)業(yè)務，將不得不購買二種接入終端，即增加了成本，也增加了用 戶的4支術負4a。
綜上，技術、市場、資源、竟爭等多種因素將迫使運營商，實 現(xiàn)業(yè)務擴展的最大化的同時，滿足用戶多樣化需求，對于設備供應 商，則要降低無線接入終端成本，提高利潤、增強產品在市場上的 竟爭力。
發(fā)明內容
因而，本發(fā)明提供了 一種WCDMA/GSM/GPRS/EDGE/HSDPA 多模無線接入系統(tǒng)與方法，其采用雙嵌入式微處理器，支持與PC 機連接的以太網高速接口 ，可滿足PC機實現(xiàn)HSDPA高速上網要 求，同時無線4妄入系統(tǒng)支持基本通話業(yè)務。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種寬帶無線接入系統(tǒng)，包括 控制子系統(tǒng)，其包括處理模塊，用于進行數(shù)據(jù)處理；接口模塊， 與所述處理模塊相連，并用于連接用戶終端；所述處理模塊通過所 述接口模塊收到來自所述用戶終端的輸入?yún)?shù)之后，調用后臺處理 程序，并轉換成AT命令；以及接入子系統(tǒng)，通過接口連接到所述 控制子系統(tǒng)，用于解析通過所述4妄口來自所述控制子系統(tǒng)的所述AT 命令，并調用相關的內部函數(shù)，使所述用戶終端與網絡建立連接或 斷開。
在上述寬帶無線接入系統(tǒng)中，所述接入子系統(tǒng)包括射頻模塊， 用于收發(fā)射頻信號，將接收到的射頻信號發(fā)送給基帶模塊，供其處 理；以及所述基帶才莫塊，用于對上行和/或下4于射頻信號進行如下至 少一種處理調制解調上、下4于空口4言號、4言道編解石馬、加密/解密、 音頻編解碼、視頻編解碼、模擬/數(shù)字轉換、數(shù)字/模擬轉換。所述接入子系統(tǒng)還可包括電源管理模塊，用于管理開機、檢測動態(tài)電壓、 以及為系統(tǒng)供電。所述接入子系統(tǒng)還可包括電話接口子模塊，用于 產生內部響鈴、產生和譯石馬雙音多頻、以及產生完整的電話i凡號。 所述接入子系統(tǒng)還可包括狀態(tài)指示燈，用于表示通電、連接、信號 強度、以及來電的狀態(tài)。
在上述寬帶無線接入系統(tǒng)中，所述接口是USB接口。所迷用 戶終端是個人計算才幾或筆記本電腦。所述AT命令為標準或擴展的 AT命令。
在上述寬帶無線接入系統(tǒng)，其特征在于，所述控制子系統(tǒng)包括 第一處理器；以太網驅動電路，通過RJ45接口與第一外部設備連 接，從而實現(xiàn)所述第一處理器和所述第一外部設備之間的數(shù)據(jù)交 換；以及電話用戶接口，通過RJll接口與第二外部設備連接，從 而實現(xiàn)所述第一處理器和所述第一外部設備之間的數(shù)據(jù)交換。所述 控制子系統(tǒng)還可包括串行外設接口，連接至所述電話用戶接口； 以及PCM接口，連接至所述電話用戶接口。
所述控制子系統(tǒng)還可包括DC/DC才莫塊，用于為所述第一處理 器和所述電話用戶接口提供直流電壓；以及USB接口，連接至所 述第一處理器。
在上述寬帶無線接入系統(tǒng)中，所述第一處理器是雙嵌入式微處 理器。所述第一外部設備選自包括以下的組個人計算機、筆記本 電腦、以及個人數(shù)字助理。所述第二外部設備為支持RJll接口的 任何通信設備。
在上述寬帶無線接入系統(tǒng)中，所述基帶模塊包括第二處理器； 以及電源管理模塊，連接至所述第二處理器，用于實現(xiàn)電流轉換， 為所述第二處理器供電。所述基帶模塊還包括調試接口，所述第二 處理器為嵌入式處理器。
在上述寬帶無線4妾入系統(tǒng)中，所述調試*接口包括JTAG串口和 UART串口 。所述基帶模塊還包括USIM卡接口和/或SIM卡接口 。 本發(fā)明的控制子系統(tǒng)還包括電話接口子模塊，用于產生內部響鈴、 產生和譯碼雙音多頻、以及產生完整的電話訊號。
控制子系統(tǒng)主要實現(xiàn)系統(tǒng)電源提供、用戶電話接口電路(SLIC) 的轉換、USB到RJ45信號的轉變。通過接口才莫塊，實現(xiàn)用戶PC 端上網的凄t據(jù)功能和通過RJll外接話4幾的語音通話功能。其中， 控制處理器(如ARM處理器)和接入子系統(tǒng)通過USB信號接口， 將以太網RJ45接口鏈路層協(xié)議轉換成USB串口通信協(xié)議，實現(xiàn)用 戶端PC通過RJ45上網的凄t據(jù)業(yè)務。用戶話4幾的語音業(yè)務，通過 SLIC接口進4亍轉換。當有來電時，4妄入子系統(tǒng)通過與控制子系統(tǒng) 的接口控制SLIC產生振鈴音通知用戶接聽電話，用戶接聽后，接 入子系統(tǒng)將主叫語音信號通過PCM總線和SLIC連接，SLIC實現(xiàn) 4妄入子系統(tǒng)和用戶話才幾間的語音雙向編解碼，實現(xiàn)語音通訊功能。
控制子系統(tǒng)的系統(tǒng)電源提供主要是通過直流/直流轉換模塊將 外接輸入的直流電源通過變換產生接入模塊和控制模塊所需的電 源，以滿足接入子系統(tǒng)中的基帶與射頻功放電路工作時的大電流需 求。
射頻模塊包括發(fā)射電路、接收電路、波段及收發(fā)開關選擇、天 線以及參考時鐘信號，用于收發(fā)射頻信號。UMTS發(fā)射電路功能處 理如下從基帶模塊出來的UMTS發(fā)射I/Q調制信號，經過基帶放 大器和低通濾波后，再進行從基帶(BB)到射頻(RF)的上變頻， 從而形成射頻發(fā)射信號。該信號在經過自動增益控制放大器放大， 再經過帶通濾波，送功率方文大器進行放大，最后再依次經過隔離器、 雙工器、多模開關及天線發(fā)射出去。為了完成UMTS最大功率控制， 在功》文和隔離器之間耦合射頻能量用來進行功率電壓4全測。
射頻模塊的接收電路功能是從多模開關來的WCDMA/GSM 頻段的信號經過相應聲表濾波器濾波后，進入低噪聲、包括增益控
制電路，進4亍4言號^:大，再送下變頻器完成乂人RF到BB的變才奐， 形成的I/Q基帶信號經過共同的基帶低通濾波器濾波和直流偏置校 正后，再通過基帶放大器放大后送基帶模塊主芯片處理。
波段及收發(fā)開關選擇、分別在GSM-900RX、 GSM-1800RX、 GSM-1900RX、 GSM-900TX、 GSM-1800/1900TX和UMTSRX/TX
之間進4亍選通，同時可以加大功》文的工作時隙和非工作時隙之間的 隔離。另夕卜，電路中的GSM-900, GSM-1800和GSM-1900發(fā)射濾 波器可以抑制發(fā)射的諧波和加大接收的隔離。
參考時鐘信號溫補壓控(VTVCXO)晶振產生。此晶振給射頻模 塊、電源模塊和基帶模塊提供19.2 MHz的模擬參考時鐘信號。
才艮據(jù)本發(fā)明的第二方面，還提供了一種寬帶無線接入方法，包 括以下步驟步驟S102,用戶終端通過接口連接到寬帶無線接入系 統(tǒng)；步驟S104，初始化所述寬帶無線接入系統(tǒng)的接入子系統(tǒng)和控制 子系統(tǒng)；步驟S106，所述控制子系統(tǒng)根據(jù)接收到的所述用戶輸入的 參凄t，調用后臺處理程序，解析所述參凄t，并轉換生成AT命令； 步驟S108,所述接入子系統(tǒng)解析從所述控制子系統(tǒng)接收的所述AT 命令，調用相關的內部函數(shù)，進行網絡設置，并建立或斷開網絡連 4妾；以及步驟SllO,如果建立了網絡連4妾，則所述用戶終端的IP 數(shù)據(jù)包發(fā)送到所述接入子系統(tǒng)，由所述接入子系統(tǒng)轉發(fā)到所述網絡 上，進行數(shù)據(jù)傳輸。所述接口為RJ45接口 。
在上述方法中，所述初始化4妻入子系統(tǒng)的步驟包括以下步驟 搜網、注冊并處理空閑狀態(tài)；等待接收所述控制子系統(tǒng)發(fā)送的AT 命令以控制網絡連接或斷開；以及響應于用戶撥號或網絡來電，完 成基本語音業(yè)務。
在上述方法中，所述初始化控制子系統(tǒng)的步驟包括以下步驟 初始化所述控制子系統(tǒng)的處理器及外圍石更件；以及啟動操作系統(tǒng)， 并加栽控制^莫塊。
其中，控制模塊包括WEB服務網關子模塊、AT命令解析和 生成子模塊、IP數(shù)據(jù)包轉發(fā)模塊、串口通信子模塊、以及USB驅 動子模塊。用戶終端是個人計算機或筆記本電腦。
根據(jù)本發(fā)明，可以實現(xiàn)以下優(yōu)點通過二個嵌入式處理器實現(xiàn) 了無線網絡控制及無線4矣入；將凄t據(jù)業(yè)務與語音業(yè)務集成為一體 化，降4氐用戶成本；PC側釆用以太網4妄口，適應寬帶無線移動網 的高速率；以及系統(tǒng)內部的控制子系統(tǒng)與無線接入子系統(tǒng)采用高速 USB總線，適應寬帶無線移動網的高速率。
因此，4艮據(jù)本發(fā)明的一個系統(tǒng)可同時滿足用戶語音與寬帶數(shù)據(jù) 業(yè)務。本發(fā)明充分發(fā)揮了 3G無線寬帶接入的特點，最大限度地滿 足普通PC終端用戶，特別是地廣人稀地理環(huán)境下、隨時隨地享受 到豐富的內容和服務。終端用戶不需要安裝任何專門的設備驅動及 應用軟件，也無需關心設備接入運營商網絡的技術細節(jié)。通過PC 機內的普通瀏覽器軟件，就可以輕^^實現(xiàn)業(yè)務使用的一致性和統(tǒng)一 性。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的寬帶無線接入系統(tǒng)的框圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的寬帶無線接入系統(tǒng)框
圖3是示出了寬帶無線接入系統(tǒng)的接入子系統(tǒng)中的基帶處理模 塊的框圖4是示出了寬帶無線接入系統(tǒng)的控制子系統(tǒng)的框圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的寬帶無線接入系統(tǒng)的軟件體系結構
圖6是4艮據(jù)本發(fā)明實施例的寬帶無線4姿入系統(tǒng)的RJ45-USB接 口協(xié)議轉換圖7是示出了沖艮據(jù)本發(fā)明的寬帶無線4妾入系統(tǒng)的方法的流程 圖；以及
圖8示出了才艮據(jù)本發(fā)明的寬帶移動網絡設置的流程圖。
具體實施例方式
以下將參考附圖描述本發(fā)明的實施例。
本發(fā)明針對WCDMA/HSDPA寬帶網絡特點，提供了一種基于 雙嵌入式處理器實現(xiàn)3G網移動寬帶接入及語音業(yè)務的系統(tǒng)與方 法。主要解決以下技術問題系統(tǒng)與用戶主機(PC/筆記本)之間 UI界面、網絡參數(shù)設置、連接控制通信狀態(tài)的指示、IP包透傳與 協(xié)議轉換等；控制子系統(tǒng)與無線接入子系統(tǒng)之間的通信控制、網絡 設置、連接建立、以太網接口與USB接口轉換；無線接入系統(tǒng)對 AT命令的擴展解析、無線網絡設置、連接建立、語音業(yè)務及數(shù)據(jù) 與語音并發(fā)等。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的寬帶無線接入系統(tǒng)的框圖。如圖1 所示，寬帶無線接入系統(tǒng)100包括控制子系統(tǒng)102，包括處理模 塊(第一嵌入式處理器)1022、內存1024、接口模塊(以太網接口 ) 1026以及驅動器1028，用于在收到來自用戶終端的輸入?yún)?shù)之后， 調用后臺處理程序，并轉換生成AT命令；以及接入子系統(tǒng)104， 通過接口連接到控制子系統(tǒng)，用于解析通過接口來自控制子系統(tǒng)的 AT命令，并調用相關的內部函數(shù)，使用戶終端與網絡建立連接或 斷開。
其中，接入子系統(tǒng)104包括基帶模塊1040,包括第二嵌入式 處理器、內存以及基帶信號處理器，用于調制解調上、下行空口信 號，信道編解碼，加密/解密；以及射頻才莫塊1042,包括發(fā)射電-各、 接收電路、波段及收發(fā)開關選擇、天線以及參考時鐘信號，用于收 發(fā)射頻信號。
另外，接入子系統(tǒng)104還包括電源管理才莫塊1044,用于管理開 機、檢測動態(tài)電壓、以及為模塊供電；電話接口子模塊1046,用于 產生內部響鈴、產生和i奪石馬^又音多頻、以及產生完整的電話4fl號； 以及狀態(tài)指示燈1048,用于表示通電、連接、信號強度、以及來電
的狀態(tài)。
在該實現(xiàn)寬帶無線接入的系統(tǒng)100中，接口是USB4妄口，用 戶終端是個人計算機或筆記本電腦。
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的寬帶無線接入系統(tǒng)的 沖匡圖。如圖2所示，it明了本發(fā)明實施例的方法如何基于雙嵌入式 處理器實現(xiàn)高速無線接入、網絡設置及連接控制過程。其中，假定 用戶已經是某一 WCDMA/HSDPA/GSM寬帶移動運營商合法用戶 并擁有運營商發(fā)it的USIM/SIM卡，擁有無線凄t據(jù)與語音業(yè)務的斗又 限。
才艮據(jù)本實施例的無線接入子系統(tǒng)204主要由射頻才莫塊2042與 基帶模塊2044組成。其中，射頻模塊2042主要由發(fā)射電路、接收 電路、波段及收發(fā)開關選擇、天線及參考時鐘信號等組成。射頻收 發(fā)電路內的射頻鏈路處理芯片組與功》文電路(PA)、帶通濾波器 (BPF)、鎖相環(huán)(PLL)、壓控晶體振蕩器(VCO)、天線開關等共 同構成了無線接入模塊的射頻收發(fā)系統(tǒng)。射頻模塊2042完成 WCDMA/HSDPA網絡下射頻信號的4妄收。
其中，射頻模塊2042的發(fā)送過程如下
(一 )UMTS ( WCDMA/HSDPA )網絡發(fā)射處理過程從基帶 模塊出來的UMTS發(fā)射I/Q調制信號，經過基帶放大器和低通濾波 后，再進行從BB到RF的上變頻，從而形成射頻發(fā)射信號。該信 號經過自動增益控制》i:大器;^大，再經過帶通濾波，送功率》t大器 進行放大，最后再依次經過隔離器、雙工器、多模開關及天線發(fā)射 出去。為了完成UMTS最大功率控制，在功放和隔離器之間耦合射 頻能量用來進行功率電壓檢測。
(二 ) GSM網絡發(fā)射處理過程從基帶才莫塊出來的GSM發(fā)射 1/Q調制信號，經過基帶放大器放大、低通濾波和DC偏置校正后， 再進行從基帶(BB)到中頻(IF)的上變頻，形成的中頻信號再利 用偏置鎖相環(huán)進行極化調制后送功率放大器進行放大，最后再依次 經過多模開關及天線發(fā)射出去。
另外，射頻模塊2042的接收過程如下
(1) UMTS (WCDMA/HSDPA)網絡4妄收處理過程從雙工 器來的UMTS射頻接收信號先經過具有增益控制的低噪放大器
(LNA)放大和接收帶通濾波器濾波后，送下變頻器完成從射頻 (RF )到基帶(BB )的變換，形成的I/Q基帶信號經過低通濾波器 濾波后，再通過基帶放大器放大后送基帶模塊處理。
(2) GSM網絡接收處理過程對于多模開關來的GSM頻段 的信號經過相應聲表濾波器濾波后，通過LNA (包括增益控制)進 行信號放大，再送下變頻器完成從射頻(RF)到基帶(BB)的變 換，形成的I/Q基帶信號經過共同的基帶低通濾波器濾波和DC偏 置校正后，再通過基帶放大器放大后送MSM6280主芯片處理。
其中，參考時鐘信號向射頻模塊2042、基帶模塊2044、以及 電源模塊2046提供模擬參考時鐘信號。天線開關分別在GSM和 UMTS信號收發(fā)之間進行選通，同時可以加大功放的工作時隙和非 工作時隙之間的隔離。 圖3是示出了寬帶無線接入系統(tǒng)的接入子系統(tǒng)中的基帶處理沖莫
塊的框圖。如圖3所示，無線接入才莫塊的基帶部分主要完成以下功 能
(1 ) WCDMA/HSDPA基帶信號處理與GSM/GPRS/EDGE基
帶信號處理；
(2) 存4諸器(Flash、 SRAM、 SDRAM) i方問4空弗,J;
(3) 電源管理直流電源經過直流/直流(DC/DC)轉換(各 種直流電壓輸出)，輸出給功放供電、電源管理和基帶(處理器) 才莫塊供電；以及
(4 )JTAG和UART串口等調試接口 、 USIM卡或SIM卡接口 。
數(shù)字基帶芯片主要由嵌入式處理器，例如，ARM系列處理器 內核及兩個DSP共同完成所有的WCDMA/HSDPA和 GSM/GPRS/EDGE基帶信號處理功能，包括上、下行信號的調制解 調、信道編解碼、音纟見頻編解碼、A/D、 D/A等。
基帶處理器支持二種擴展數(shù)據(jù)總線。 一種用于高速數(shù)據(jù)傳輸，
支持SRAM、 SDRAM及BURST NOR FLASH,另一種總線則用于
支持舉交'漫外部"i殳備，如NAND flash, SRAM等，用于存卞者禾呈序4、 碼與凄t據(jù)。
其中，電源管理模塊2046負責所有電源管理功能，可以接收 編程進行控制，以輸出各種所需要的直流電壓或電流。SIM/USIM 卡接口 2048完成對SIM/USIM卡的讀寫訪問和控制等，由電源管 理模塊對SIM/USIM卡，以適配其所要求的電平。
控制子系統(tǒng)主要實現(xiàn)系統(tǒng)電源提供、用戶電話接口電路(SLIC) 的轉換、USB到RJ45信號的轉變。通過接口才莫塊，實現(xiàn)用戶PC 端上網的凝:據(jù)功能和通過RJll外4妄話才幾的語音通話功能。其中，
控制處理器(如ARM處理器)和接入子系統(tǒng)通過USB信號接口 ， 將以太網RJ45接口鏈路層協(xié)議轉換成USB串口通信協(xié)議，實現(xiàn)用 戶端PC通過RJ45上網的數(shù)據(jù)業(yè)務。用戶i舌才幾的"i吾音業(yè)務，通過 SLIC4妄口進4亍4爭」換。當有來電時，4妄入子系統(tǒng)通過與控制子系統(tǒng) 的接口控制SLIC產生振鈴音通知用戶接聽電話，用戶接聽后，接 入子系統(tǒng)將主叫語音信號通過PCM總線和SLIC連接，SLIC實現(xiàn) 接入子系統(tǒng)和用戶話機間的語音雙向編解碼，實現(xiàn)語音通訊功能。
控制子系統(tǒng)的系統(tǒng)電源提供主要是通過直流/直流轉換模塊將 外接輸入的直流電源通過變換產生接入模塊和控制模塊所需的電 源，以滿足4妻入子系統(tǒng)中的基帶與射頻功》文電路工作時的大電流需 求。
射頻模塊包括發(fā)射電路、接收電路、波段及收發(fā)開關選擇、天 線以及參考時鐘信號，用于收發(fā)射頻信號。UMTS發(fā)射電路功能處 理如下從基帶模塊出來的UMTS發(fā)射I/Q調制信號，經過基帶放 大器和低通濾波后，再進行從基帶(BB)到射頻(RF)的上變頻， 從而形成射頻發(fā)射信號。該信號在經過自動增益控制放大器放大， 再經過帶通濾波，送功率放大器進行放大，最后再依次經過隔離器、 雙工器、多^t開關及天線發(fā)射出去。為了完成UMTS最大功率控制， 在功放和隔離器之間耦合射頻能量用來進行功率電壓檢測。
射頻模塊的接收電路功能是從多模開關來的WCDMA/GSM 頻段的信號經過相應聲表濾波器濾波后，進入低噪聲、包括增益控 制電路，進4于信號》文大，再送下變頻器完成/人RF到BB的變換， 形成的I/Q基帶信號經過共同的基帶低通濾波器濾波和直流偏置校 正后，再通過基帶放大器放大后送基帶模塊主芯片處理。
波段及收發(fā)開關選擇、分別在GSM-900RX、 GSM-1800RX、 GSM-1900RX、 GSM-900TX、 GSM-1800/1900TX和UMTSRX/TX 之間進4亍選通，同時可以力o大功》文的工作時隙和非工作時隙之間的
隔離。另外，電路中的GSM-900， GSM-1800和GSM-1900發(fā)射濾 波器可以抑制發(fā)射的諧波和加大接收的隔離。
參考時鐘信號溫補壓控(VTVCXO)晶振產生。此晶振給射頻模 塊、電源模塊和基帶模塊提供19.2 MHz的模擬參考時鐘信號。
圖4是示出了寬帶無線接入系統(tǒng)的控制子系統(tǒng)202的框圖。如 圖4所示，本發(fā)明的實施例中，控制子系統(tǒng)202的嵌入式處理器采 用的是ARM系列處理器。控制子系統(tǒng)202主要實現(xiàn)系統(tǒng)電源的提 供、用戶接口電路的轉換以及USB到RJ45信號的轉變。通過控制 子系統(tǒng)202,實現(xiàn)用戶PC/筆記本上網的數(shù)據(jù)業(yè)務功能和通過RJ11 外接話機的語音通話功能。
在控制子系統(tǒng)的嵌入式處理器中，包括以太網控制器，并且采 用網絡加速器NAT (網絡地址轉換)完成網絡數(shù)據(jù)包的轉換。以太 網驅動電路與基帶處理器以太網控制器相連接，并受基帶處理器控 制。主要功能符合IEEE802.3 /802.3u規(guī)范，包括物理編碼子層、 物理々某體附件、雙絞線物理々某體子層、10BASE-TX編碼/編解碼器 和雙絞線i某體訪問單元等。
其中，用戶語音業(yè)務實現(xiàn)過程包括以下步驟對于用戶話才幾的 語音業(yè)務，通過電話用戶接口電路進行控制與轉換。電話用戶接口 模塊402提供一套完整的模擬電話界面，使得普通電話機可以在移 動通信網內使用。當有來電時，無線接入子系統(tǒng)204的基帶處理模 塊2044通過串行外設接口 ( SPI)控制電話用戶接口產生振鈴音， 并通知用戶4妄聽電話。用戶4妄聽后，將主叫語音信號通過PCM總 線和用戶電話接口才莫塊402連4妄，用戶電話接口 402實現(xiàn)基帶4莫塊 和用戶話機間的語音雙向編解碼，實現(xiàn)語音通訊功能。
DC/DC模塊4 4將外接輸入電源通過變換產生無線接入子系 統(tǒng)204和控制子系統(tǒng)202所需的電源。以上附圖的描述示出了本發(fā)明實施例中寬帶無線接入系統(tǒng)100
的功能單元，下面結合系統(tǒng)的各功能單元，說明本發(fā)明系統(tǒng)的軟件 結構與協(xié)議實現(xiàn)流程。
圖5是示出了才艮據(jù)本發(fā)明的寬帶無線接入系統(tǒng)的軟件體系結構 圖。寬帶無線接入系統(tǒng)中控制子系統(tǒng)軟件是本發(fā)明的主要優(yōu)點之 一。即通過為PC/筆記本提供一個類似上網代理軟件，提供一個用 戶與寬帶移動網接入的橋梁。PC/筆記本用戶不需要安裝任何軟件， 只要有支持通用瀏覽器既可。與本發(fā)明系統(tǒng)連接的網卡及驅動程序 完全可以采用現(xiàn)有成熟產品，不需要考慮重新編程，通過操作系統(tǒng) 現(xiàn)有功能，即可透明為用戶實現(xiàn)無線凄t據(jù)業(yè)務，如上網瀏覽，下載 等數(shù)據(jù)業(yè)務。應用軟件分為用戶面、控制面與數(shù)據(jù)面三個軟件子模 塊。
其中，用戶面軟件模塊主要是指通用瀏覽器軟件，打開本發(fā)明 系統(tǒng)提供的網絡設置網頁，提供用戶對要連接的移動網絡進行相關 參凄史設置，如后面描述的實現(xiàn)邏輯功能部分內容。
控制面操作系統(tǒng)內核采用uclinux操作系統(tǒng)。控制面功能包含 以太網接口控制，中間IP包路由轉發(fā)及對無線接入才莫塊的控制功能。
由于無線接入子系統(tǒng)與控制子系統(tǒng)的連接是基于USB接口 ， 因此，控制子系統(tǒng)內提供了 USB驅動，并將這個USB驅動虛擬成 串口進行modem數(shù)據(jù)傳輸和接入控制。同時，由于基于寬帶接入 過程中，有許多標準AT命令所不支持的功能。為了不影響通信過 程中，modem數(shù)據(jù)傳輸和標準接入控制，本發(fā)明控制子系統(tǒng)增加了 一個虛擬擴展串口，并映射到同一個USB物理端口，用于網絡4空 制擴展AT命令的傳送。
控制面的功能流程是將從用戶處所接收的網頁進行分析，提取 網絡設置參數(shù)，通過后臺處理程序，如CGI (公共網關接口 )應用
程序，將網絡i殳置參凄t轉換成AT命令，通過擴展串口驅動和USB 物理端口發(fā)送到無線接入模塊進行無線接入控制。
數(shù)據(jù)面通過正確的網絡設置，并建立了網絡連接后，PC/筆 記本上應用凄t據(jù)，被打包成IP數(shù)據(jù)包，通過以太網接口送到控制子 系統(tǒng)內的IP轉發(fā)路由模塊，再通過Modem標準串口與USB物理 端口，傳送到無線接入子系統(tǒng)，并由無線接入通信軟件轉發(fā)到互聯(lián)網上。
控制子系統(tǒng)內的網絡配置程序采用C/S服務器或基于HTTP協(xié) 議的WEB設置。PC/筆記本側應用軟件(瀏覽器)通過高層應用命令， 基于TCP/IP協(xié)議與控制子系統(tǒng)內的以太網卡接口轉換控制模塊交 互，而以太網卡接口轉換控制軟件模塊根據(jù)相應命令，進行分析、 解釋、執(zhí)行及透傳，完成用戶數(shù)據(jù)業(yè)務功能，如設置與打開串口， 建立網絡連接等功能。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的寬帶無線接入系統(tǒng)的RJ45-USB接 口協(xié)議轉換圖。如圖6所示，示出了本發(fā)明控制子系統(tǒng)軟件如何完 成RJ45-USB協(xié)議與接口轉換功能。
其中，控制子系統(tǒng)軟件通過USB物理接口和無線接入子系統(tǒng)， 基于標準及擴展的AT命令進行通信；控制子系統(tǒng)通過RJ45接口和 PC/筆記本電腦的網口連接?？刂谱酉到y(tǒng)的軟件功能包括AT命令 的收發(fā)，數(shù)據(jù)連接撥號，內嵌的web服務器網頁(提供用戶通過網 頁來設置無線接入子系統(tǒng)，進面完成網絡連接的設置)，IP數(shù)據(jù)包 轉發(fā)功能，在數(shù)據(jù)連4妄建立后將用戶的IP數(shù)據(jù)包從用戶計算機轉發(fā) 到無線接入4莫塊。
圖7是示出了用于根據(jù)本發(fā)明的寬帶無線接入系統(tǒng)的方法的流 程圖。如圖7所示，寬帶無線接入系統(tǒng)的方法包括以下步驟
S702,用戶終端通過接口連接到寬帶無線4妻入系統(tǒng)；
S704,初始4匕寬帶無線4妻入系統(tǒng)的沖妻入子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)；
S706，控制子系統(tǒng)根據(jù)接收到的用戶輸入的參數(shù)，調用后臺處 理程序，解析參數(shù)，并轉換生成AT命令；
S708 ，接入子系統(tǒng)解析從控制子系統(tǒng)接收的AT命令，調用相 關的內部函數(shù)，進行網絡設置，并建立或斷開網絡連接；以及
S710,如果建立了網絡連接，則用戶終端的IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到 接入子系統(tǒng)，由接入子系統(tǒng)轉發(fā)到網絡上，進行數(shù)據(jù)傳輸。
以下，結合圖4和圖6，通過用戶數(shù)據(jù)業(yè)務的實現(xiàn)過程來說明 本發(fā)明的系鄉(xiāng)克和方法。
如圖8所示，示出了根據(jù)本發(fā)明的寬帶移動網絡設置的過程， 其包4舌以下步驟
5801, 為系統(tǒng)控制子系統(tǒng)分配一內部IP地址，并為用戶所知；
5802, 將本發(fā)明的系統(tǒng)上電，并將USIM/SIM卡插入，網絡注 冊正常；
S803， PC/筆記本用戶打開瀏覽器軟件，并輸入本發(fā)明系統(tǒng)控 制子系統(tǒng)網址，并建立與本發(fā)明系統(tǒng)的HTTP連接；
5804, 控制子系統(tǒng)內的WEB服務網關響應PC/筆記本發(fā)過來 的HTTP請求，將含有網絡設置及連接參數(shù)的網頁返回給用戶；
5805, 用戶對收到網絡設置網頁內的參數(shù)進行設置，并提交完 成的設置網頁給控制子系統(tǒng)；
5806, 控制子系統(tǒng)解析收到的網頁，并調用內部函凄t,如CGI 函數(shù)，將網頁中內含的網絡設置參數(shù)轉換成為標準或擴展的AT命 令；
5807, 控制子系統(tǒng)通過與無線接入子系統(tǒng)的USB串口，發(fā)送 網絡設置相關的AT命令給無線接入子系統(tǒng)；
S808，無線接入子系統(tǒng)解析AT命令，并調用相關網絡設置程 序完成無線網絡的設置；
5809, 無線接入子系統(tǒng)將網絡設置與失敗的狀態(tài)返回給控制子 系纟克；以及
5810, 才艮據(jù)控制子系統(tǒng)收到的成功或失敗的響應消息進行設置。
其中，如果成功則返回用戶一個新設置的刷新的頁面；如果不 成功，則返回用戶一個原始頁面，讓用戶重新進4亍i殳置。
如上所述的網絡i殳置參凄t包括用戶名、密碼、登陸號碼、DNS、 APN等信息。
在本發(fā)明的實施例中，建立網絡連接、斷開網絡連接、網絡選 擇等功能的操作過程與上述步驟和過程相類似。
在成功建立了網絡連接后，用戶上網時的應用層或HTTP協(xié)議 消息與數(shù)據(jù)通過TCP/IP協(xié)議封閉后，被傳送到控制子系統(tǒng)?？刂?子系統(tǒng)再收到IP包后，不進行任何判斷，直接將該IP包重新封裝 成PPP幀格式，通過USB接口透傳給無線接入子系統(tǒng)，并由無線 接入子系統(tǒng)轉發(fā)到互聯(lián)網上，從而完成用戶的上網數(shù)據(jù)業(yè)務。因而，在用戶上網的過程中，用戶通過無線接入子系統(tǒng)就可以同時發(fā)起電 話呼叫或來電4妾聽。
本發(fā)明的實施例是4十只t WCDMA/HSDPA/GSM網絡玉不境下來 進行描述的，但基于本發(fā)明系統(tǒng)與方法，完成可以應用到其它3G 網絡、如CDMA2000、 TD-CDMA等第三代移動通信網絡中。
以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對 于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本 發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均 應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種寬帶無線接入系統(tǒng)，其特征在于，包括控制子系統(tǒng)，其包括處理模塊，用于進行數(shù)據(jù)處理；接口模塊，與所述處理模塊相連，并用于連接用戶終端；所述處理模塊通過所述接口模塊收到來自所述用戶終端的輸入?yún)?shù)之后，調用后臺處理程序，并轉換成AT命令；以及接入子系統(tǒng)，通過接口連接到所述控制子系統(tǒng)，用于解析通過所述接口來自所述控制子系統(tǒng)的所述AT命令，并調用相關的內部函數(shù)，使所述用戶終端與網絡建立連接或斷開。
2. 根據(jù)權利要求1所述的寬帶無線接入系統(tǒng)，其特征在于，所述 接入子系統(tǒng)包括射頻模塊，用于收發(fā)射頻信號，將接收到的射頻信號發(fā) 送給基帶模塊；以及所述基帶模塊，用于對上行和/或下行射頻信號進行如下 至少一種處理調制解調上、下行空口信號、信道編解碼、加 密/解密、音頻編解碼、視頻編解碼、模擬/數(shù)字轉換、數(shù)字/ 模擬轉換。
3. 根據(jù)權利要求2所述的寬帶無線接入系統(tǒng)，其特征在于，所述 接入子系統(tǒng)還包括電源管理模塊，用于管理開機、檢測動態(tài) 電壓、以及為系統(tǒng)供電；電話接口子模塊，用于產生內部響鈴、 產生和譯碼雙音多頻、以及產生完整的電話訊號；以及狀態(tài)指示燈，用于表示通電、連接、信號強度、以及來電的狀態(tài)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的寬帶無線接入系統(tǒng)，其特征在于，所述接口是USB接口，所述用戶終端是個人計算機或筆記本電腦，以及所述AT命令為標準或擴展的AT命令。
5. 根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的寬帶無線接入系統(tǒng)，其特 征在于，所述控制子系統(tǒng)包括第一處理器；以太網驅動電路，通過RJ45接口與第一外部設備連接， 從而實現(xiàn)所述第一處理器和所述第一外部設備之間的數(shù)據(jù)交換；以及電話用戶接口，通過RJll接口與第二外部設備連接，從而實現(xiàn)所述第一處理器和所述第一外部設備之間的數(shù)據(jù)交換。
6. 根據(jù)權利要求5所述的寬帶無線接入系統(tǒng)，其特征在于，所述控制子系統(tǒng)還包括串行外設接口，連接至所述電話用戶接口；PCM接口，連接至所述電話用戶接口；DC/DC模塊，用于為所述第一處理器和所述電話用戶接口提供直流電壓；以及USB接口，連接至所述第一處理器。
7. 根據(jù)權利要求5所述的寬帶無線接入系統(tǒng)，其特征在于，所述第一處理器是嵌入式微處理器，所述第一外部設備選自包括以下的組個人計算機、筆記本電腦、以及個人數(shù)字助理，以及所述第二外部設備為支持RJ11接口的任何通信設備。
8. 根據(jù)權利要求2和3中任一項所述的寬帶無線接入系統(tǒng)，其特征在于，所述基帶模塊包括第二處理器；以及電源管理模塊，連接至所述第二處理器，用于實現(xiàn)電流 轉換，為所述第二處理器供電。
9. 根據(jù)利要求8所述的寬帶無線接入系統(tǒng)，其特征在于，所述 基帶模塊還包括調試接口，所述第二處理器為嵌入式處理器。
10. 根據(jù)權利要求9所述的寬帶無線接入系統(tǒng)，其特征在于，所述 調試接口包括JTAG串口和UART串口 。
11. 根據(jù)權利要求8至9中任一項所述的寬帶無線接入系統(tǒng)，其特征在于，所述基帶模塊還包括USIM卡接口和/或SIM卡接口 。
12. —種寬帶無線接入方法，其特征在于，包括以下步驟步驟S102，用戶終端通過接口連接到寬帶無線接入系統(tǒng)；步驟S104，初始化所述寬帶無線接入系統(tǒng)的接入子系統(tǒng) 和控制子系統(tǒng)；步驟S106，所述控制子系統(tǒng)才根據(jù)接收到的所述用戶輸入 的參數(shù)，調用后臺處理程序，解析所述參數(shù)，并轉換生成AT 命令；步驟S108,所述接入子系統(tǒng)解析從所述控制子系統(tǒng)接收 的所述AT命令，調用相關的內部函數(shù)，進行網絡設置，并建 立或斷開網絡連接；以及步驟SllO，如果建立了網絡連接，則所述用戶終端的IP 數(shù)據(jù)包發(fā)送到所述接入子系統(tǒng)，由所述接入子系統(tǒng)轉發(fā)到所述 網絡上，進行數(shù)據(jù)傳輸。
13. 根據(jù)權利要求12所述的寬帶無線接入方法，其特征在于，所 述接口為RJ45接口。
14. 根據(jù)權利要求12所述的寬帶無線接入方法，其特征在于，所述初始化接入子系統(tǒng)的步驟包括以下步驟 搜網、注冊并處理空閑狀態(tài)；等待接收所述控制子系統(tǒng)發(fā)送的AT命令以控制網絡連接或斷開；以及響應于用戶撥號或網絡來電，完成基本語音業(yè)務。
15. 根據(jù)權利要求12所述的寬帶無線接入方法，其特征在于，所 述初始化控制子系統(tǒng)的步驟包括以下步驟初始化所述控制子系統(tǒng)的處理器及外圍硬件；以及啟動操作系統(tǒng)，并加載控制模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種寬帶無線接入系統(tǒng)，包括控制子系統(tǒng)，其包括處理模塊，用于進行數(shù)據(jù)處理；接口模塊，與所述處理模塊相連，并用于連接用戶終端；所述處理模塊通過所述接口模塊收到來自所述用戶終端的輸入?yún)?shù)之后，調用后臺處理程序，并轉換成AT命令；以及接入子系統(tǒng)，通過接口連接到所述控制子系統(tǒng)，用于解析通過所述接口來自所述控制子系統(tǒng)的所述AT命令，并調用相關的內部函數(shù)，使所述用戶終端與網絡建立連接或斷開。從而，通過本發(fā)明，基于雙嵌入式微處理器，支持與PC機連接的以太網高速接口，就可滿足WCDMA/HSDPA網絡高速上網要求，同時支持基本通話業(yè)務。
文檔編號H04B7/26GK101175311SQ20061014386
公開日2008年5月7日 申請日期2006年11月3日 優(yōu)先權日2006年11月3日
發(fā)明者馮維昭, 忱 盧, 巖 李, 梁永勝, 王云峰 申請人:中興通訊股份有限公司