CN101175311B - 无线接入系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种宽带无线接入系统，包括：控制子系统，其包括：处理模块，用于进行数据处理；接口模块，与所述处理模块相连，并用于连接用户终端；所述处理模块通过所述接口模块收到来自所述用户终端的输入参数之后，调用后台处理程序，并转换成AT命令；以及接入子系统，通过接口连接到所述控制子系统，用于解析通过所述接口来自所述控制子系统的所述AT命令，并调用相关的内部函数，使所述用户终端与网络建立连接或断开。从而，通过本发明，基于双嵌入式微处理器，支持与PC机连接的以太网高速接口，就可满足WCDMA/HSDPA网络高速上网要求，同时支持基本通话业务。

Description

无线接入系统及其方法

技术领域

本发明涉及第三代移动通信无线接入技术领域，更具体地，涉及一种基于双嵌入式微处理器，支持与PC机连接的以太网高速接口，可满足WCDMA/HSDPA网络高速上网要求，同时支持基本通话业务的无线接入系统与方法。

背景技术

在信息通信领域，发展速度最快、对人们影响最大的两大技术就是宽带网络技术和无线移动通信技术，这两大技术的结合，即为宽带无线接入技术。宽带无线接入技术指从用户终端到业务交换点之间通信链路采用无线链路的宽带接入技术。

宽带无线接入技术从覆盖范围上可以分为局域宽带无线接入、城域宽带无线接入以及广域网宽带无线接入技术这三类。而从是否支持终端移动性上，宽带无线接入技术可以分为移动宽带无线接入技术和固定宽带无线接入。移动宽带无线接入技术主要是指第三代移动通信技术(3G)，如WCDMA/HSDPA、CDMA2000等。这类移动通信技术支持终端移动性，可以实现终端移动状态下的宽带无线接入，但是在不同的移动速度下，接入带宽可能不同。

3G移动通信系统的目标是提供移动宽带多媒体通信，多址方式基本都采用CDMA多址接入，属于宽带CDMA移动通信技术。3G移动通信系统能提供多种类型的高质量多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力并与固定网络相兼容。它可以实现小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类的通信。3G移动通信技术的标准化工作由3GPP和3GPP2两个标准化组织来推动和实施。

随着国际上3G网络特别是WCDMA/HSDPA网络商用化进程的加快，3G业务的迅猛发展，带来终端多样化需求，包括无线数据卡，手机，无线接入盒。目前，全球市场已经推出了300多款WCDMA终端产品，其中有14款产品支持面向无线宽带应用的HSDPA(高速下行分组接入)技术。

但目前所推出的3G无线接入终端，主要定位于高端商务用户及企事业用户，无法普及到普通(PC机)用户，及普及到偏远地理环境下的用户的对语音及宽带数据业务需求。

对于商务用户来说，随着其对海量数据业务和移动办公的需求，运营商、通信厂商、专业数据卡企业、笔记本电脑制造商在内的业界巨头都纷纷从各自的角度切入无线上网卡市场。但目前无线数据卡仅适用于高端的笔记本上网，无法满足普通PC用户的无线上网需求，且受价格的影响，使得无线移动办公并没有得到充分释放与普及。

对于企业用户来说，目前满足无线上网的接入终端主要是无线路由器，可以满足多个PC或笔记本终端上网，但其内部实现实际上是PC加无线上网卡技术解决方案，带来了价格很高，无法普及到个人或家庭用户无线上网的要求。

对于使用PC机的用户来说，现有的3G移动无线接入终端，主要是基于PC机串口连接无线MODEM来实现无线上网功能，但由于串口速度限制，无法利用3G网的宽带多媒体特性。同时，需要专门的PC侧软件，增加了用户的使用负担及技术要求。

使用USB端口的3G移动无线接入终端，虽然可以达到高速率通信，但受到与PC机连接距离的限制，无法使无线接入终端的的信号接收达到最佳，从而可能影响通信质量与速率.

目前市场上推出的无线公话、无线网卡、无线路由器，要么功能单一，语音与数据业务分离，要么价格昂贵，无法普及。特别是对于偏远地区，有线无法达到的地理环境下，用户要实现语音与数据业务，将不得不购买二种接入终端，即增加了成本，也增加了用户的技术负担。

综上，技术、市场、资源、竞争等多种因素将迫使运营商，实现业务扩展的最大化的同时，满足用户多样化需求，对于设备供应商，则要降低无线接入终端成本，提高利润、增强产品在市场上的竞争力。

发明内容

因而，本发明提供了一种WCDMA/GSM/GPRS/EDGE/HSDPA多模无线接入系统与方法，其采用双嵌入式微处理器，支持与PC机连接的以太网高速接口，可满足PC机实现HSDPA高速上网要求，同时无线接入系统支持基本通话业务。

根据本发明的一个方面，提供了一种宽带无线接入系统，包括：控制子系统，其包括：处理模块，用于进行数据处理；接口模块，与所述处理模块相连，并用于连接用户终端；所述处理模块通过所述接口模块收到来自所述用户终端的输入参数之后，调用后台处理程序，并转换成AT命令；以及无线接入子系统，通过接口连接到所述控制子系统，用于解析通过所述接口来自所述控制子系统的所述AT命令，并调用相关的内部函数，使所述用户终端与无线网络建立连接或断开。

在上述宽带无线接入系统中，所述接入子系统包括：射频模块，用于收发射频信号，将接收到的射频信号发送给基带模块，供其处理；以及所述基带模块，用于对上行和/或下行射频信号进行如下至少一种处理：调制解调上、下行空口信号、信道编解码、加密/解密、音频编解码、视频编解码、模拟/数字转换、数字/模拟转换。所述接入子系统还可包括电源管理模块，用于管理开机、检测动态电压、以及为系统供电。所述接入子系统还可包括电话接口子模块，用于产生内部响铃、产生和译码双音多频、以及产生完整的电话讯号。所述接入子系统还可包括状态指示灯，用于表示通电、连接、信号强度、以及来电的状态。

在上述宽带无线接入系统中，所述接口是USB接口。所述用户终端是个人计算机。所述AT命令为标准或扩展的AT命令。

在上述宽带无线接入系统，其特征在于，所述处理模块包括：第一处理器；所述用户终端包括：第一外部设备、第二外部设备。所述接口模块包括：以太网驱动电路，通过RJ45接口与所述第一外部设备连接，从而实现所述第一处理器和所述第一外部设备之间的数据交换；以及电话用户接口，通过RJ11接口与所述第二外部设备连接，从而实现所述第一处理器和所述第二外部设备之间的数据交换。

所述控制子系统还可包括：DC/DC模块，用于为所述第一处理器和所述电话用户接口提供直流电压；以及USB接口，连接至所述第一处理器。

在上述宽带无线接入系统中，所述第一处理器是双嵌入式微处理器。所述第一外部设备选自包括以下的组：个人计算机、以及个人数字助理。所述第二外部设备为支持RJ11接口的任何通信设备。

在上述宽带无线接入系统中，所述基带模块包括：第二处理器；以及电源管理模块，连接至所述第二处理器，用于实现电流转换，为所述第二处理器供电。所述基带模块还包括调试接口，所述第二处理器为嵌入式处理器。

在上述宽带无线接入系统中，所述调试接口包括JTAG串口和UART串口。所述基带模块还包括USIM卡接口和/或SIM卡接口。本发明的控制子系统还包括电话接口子模块，用于产生内部响铃、产生和译码双音多频、以及产生完整的电话讯号。

控制子系统主要实现系统电源提供、用户电话接口电路(SLIC)的转换、USB到RJ45信号的转变。通过接口模块，实现用户PC端上网的数据功能和通过RJ11外接话机的语音通话功能。其中，控制处理器(如ARM处理器)和接入子系统通过USB信号接口，将以太网RJ45接口链路层协议转换成USB串口通信协议，实现用户端PC通过RJ45上网的数据业务。用户话机的语音业务，通过SLIC接口进行转换。当有来电时，接入子系统通过与控制子系统的接口控制SLIC产生振铃音通知用户接听电话，用户接听后，接入子系统将主叫语音信号通过PCM总线和SLIC连接，SLIC实现接入子系统和用户话机间的语音双向编解码，实现语音通讯功能。

控制子系统的系统电源提供主要是通过直流/直流转换模块将外接输入的直流电源通过变换产生接入模块和控制模块所需的电源，以满足接入子系统中的基带与射频功放电路工作时的大电流需求。

射频模块包括发射电路、接收电路、波段及收发开关选择、天线以及参考时钟信号，用于收发射频信号。UMTS发射电路功能处理如下：从基带模块出来的UMTS发射I/Q调制信号，经过基带放大器和低通滤波后，再进行从基带(BB)到射频(RF)的上变频，从而形成射频发射信号。该信号在经过自动增益控制放大器放大，再经过带通滤波，送功率放大器进行放大，最后再依次经过隔离器、双工器、多模开关及天线发射出去。为了完成UMTS最大功率控制，在功放和隔离器之间耦合射频能量用来进行功率电压检测。

射频模块的接收电路功能是：从多模开关来的WCDMA/GSM频段的信号经过相应声表滤波器滤波后，进入低噪声、包括增益控制电路，进行信号放大，再送下变频器完成从RF到BB的变换，形成的I/Q基带信号经过共同的基带低通滤波器滤波和直流偏置校正后，再通过基带放大器放大后送基带模决主芯片处理。

波段及收发开关选择、分别在GSM-900RX、GSM-1800RX、GSM-1900RX、GSM-900TX、GSM-1800/1900TX和UMTSRX/TX之间进行选通，同时可以加大功放的工作时隙和非工作时隙之间的隔离。另外，电路中的GSM-900，GSM-1800和GSM-1900发射滤波器可以抑制发射的谐波和加大接收的隔离。

参考时钟信号温补压控(VTVCXO)晶振产生。此晶振给射频模块、电源模块和基带模块提供19.2MHz的模拟参考时钟信号。

根据本发明的第二方面，还提供了一种宽带无线接入方法，包括以下步骤：步骤S102，用户终端通过接口连接到宽带无线接入系统；步骤S104，初始化所述宽带无线接入系统的无线接入子系统和控制子系统；步骤S106，所述控制子系统根据接收到的所述用户输入的参数，调用后台处理程序，解析所述参数，并转换生成AT命令；步骤S108，所述无线接入子系统解析从所述控制子系统接收的所述AT命令，调用相关的内部函数，进行无线网络设置，并建立或断开无线网络连接；以及步骤S110，如果建立了无线网络连接，则所述用户终端的IP数据包发送到所述无线接入子系统，由所述无线接入子系统转发到所述无线网络上，进行数据传输.所述接口为RJ45接口.

在上述方法中，所述初始化接入子系统的步骤包括以下步骤：搜网、注册并处理空闲状态；等待接收所述控制子系统发送的AT命令以控制网络连接或断开；以及响应于用户拨号或网络来电，完成基本语音业务。

在上述方法中，所述初始化控制子系统的步骤包括以下步骤：初始化所述控制子系统的处理器及外围硬件；以及启动操作系统，并加载控制模块。

其中，控制模块包括：WEB服务网关子模块、AT命令解析和生成子模块、IP数据包转发模块、串口通信子模块、以及USB驱动子模块。用户终端是个人计算机或笔记本电脑。

根据本发明，可以实现以下优点：通过二个嵌入式处理器实现了无线网络控制及无线接入；将数据业务与语音业务集成为一体化，降低用户成本；PC侧采用以太网接口，适应宽带无线移动网的高速率；以及系统内部的控制子系统与无线接入子系统采用高速USB总线，适应宽带无线移动网的高速率。

因此，根据本发明的一个系统可同时满足用户语音与宽带数据业务。本发明充分发挥了3G无线宽带接入的特点，最大限度地满足普通PC终端用户，特别是地广人稀地理环境下、随时随地享受到丰富的内容和服务。终端用户不需要安装任何专门的设备驱动及应用软件，也无需关心设备接入运营商网络的技术细节。通过PC机内的普通浏览器软件，就可以轻松实现业务使用的一致性和统一性。

附图说明

图1是示出了根据本发明的宽带无线接入系统的框图；

图2是示出了根据本发明的具体实施例的宽带无线接入系统框图；

图3是示出了宽带无线接入系统的接入子系统中的基带处理模块的框图；

图4是示出了宽带无线接入系统的控制子系统的框图；

图5是示出了根据本发明的宽带无线接入系统的软件体系结构图；

图6是根据本发明实施例的宽带无线接入系统的RJ45-USB接口协议转换图；

图7是示出了根据本发明的宽带无线接入系统的方法的流程图；以及

图8示出了根据本发明的宽带移动网络设置的流程图。

具体实施方式

以下将参考附图描述本发明的实施例。

本发明针对WCDMA/HSDPA宽带网络特点，提供了一种基于双嵌入式处理器实现3G网移动宽带接入及语音业务的系统与方法。主要解决以下技术问题：系统与用户主机(PC/笔记本)之间UI界面、网络参数设置、连接控制通信状态的指示、IP包透传与协议转换等；控制子系统与无线接入子系统之间的通信控制、网络设置、连接建立、以太网接口与USB接口转换；无线接入系统对AT命令的扩展解析、无线网络设置、连接建立、语音业务及数据与语音并发等。

图1是示出了根据本发明的宽带无线接入系统的框图.如图1所示，宽带无线接入系统100包括：控制子系统102，包括处理模块(第一嵌入式处理器)1022、内存1024、接口模块(以太网接口)1026以及驱动器1028，用于在收到来自用户终端的输入参数之后，调用后台处理程序，并转换生成AT命令；以及接入子系统104，通过接口连接到控制子系统，用于解析通过接口来自控制子系统的AT命令，并调用相关的内部函数，使用户终端与网络建立连接或断开.

其中，接入子系统104包括：基带模块1040，包括第二嵌入式处理器、内存以及基带信号处理器，用于调制解调上、下行空口信号，信道编解码，加密/解密；以及射频模块1042，包括发射电路、接收电路、波段及收发开关选择、天线以及参考时钟信号，用于收发射频信号。

另外，接入子系统104还包括电源管理模块1044，用于管理开机、检测动态电压、以及为模块供电；电话接口子模块1046，用于产生内部响铃、产生和译码双音多频、以及产生完整的电话讯号；以及状态指示灯1048，用于表示通电、连接、信号强度、以及来电的状态。

在该实现宽带无线接入的系统100中，接口是USB接口，用户终端是个人计算机或笔记本电脑。

图2是示出了根据本发明的具体实施例的宽带无线接入系统的框图。如图2所示，说明了本发明实施例的方法如何基于双嵌入式处理器实现高速无线接入、网络设置及连接控制过程。其中，假定用户已经是某一WCDMA/HSDPA/GSM宽带移动运营商合法用户并拥有运营商发放的USIM/SIM卡，拥有无线数据与语音业务的权限。

根据本实施例的无线接入子系统204主要由射频模块2042与基带模块2044组成。其中，射频模块2042主要由发射电路、接收电路、波段及收发开关选择、天线及参考时钟信号等组成。射频收发电路内的射频链路处理芯片组与功放电路(PA)、带通滤波器(BPF)、锁相环(PLL)、压控晶体振荡器(VCO)、天线开关等共同构成了无线接入模块的射频收发系统。射频模块2042完成WCDMA/HSDPA网络下射频信号的接收。

其中，射频模块2042的发送过程如下：

(一)UMTS(WCDMA/HSDPA)网络发射处理过程：从基带模块出来的UMTS发射I/Q调制信号，经过基带放大器和低通滤波后，再进行从BB到RF的上变频，从而形成射频发射信号。该信号经过自动增益控制放大器放大，再经过带通滤波，送功率放大器进行放大，最后再依次经过隔离器、双工器、多模开关及天线发射出去。为了完成UMTS最大功率控制，在功放和隔离器之间耦合射频能量用来进行功率电压检测。

(二)GSM网络发射处理过程：从基带模块出来的GSM发射I/Q调制信号，经过基带放大器放大、低通滤波和DC偏置校正后，再进行从基带(BB)到中频(IF)的上变频，形成的中频信号再利用偏置锁相环进行极化调制后送功率放大器进行放大，最后再依次经过多模开关及天线发射出去。

另外，射频模块2042的接收过程如下：

(1)UMTS(WCDMA/HSDPA)网络接收处理过程：从双工器来的UMTS射频接收信号先经过具有增益控制的低噪放大器(LNA)放大和接收带通滤波器滤波后，送下变频器完成从射频(RF)到基带(BB)的变换，形成的I/Q基带信号经过低通滤波器滤波后，再通过基带放大器放大后送基带模块处理。

(2)GSM网络接收处理过程：对于多模开关来的GSM频段的信号经过相应声表滤波器滤波后，通过LNA(包括增益控制)进行信号放大，再送下变频器完成从射频(RF)到基带(BB)的变换，形成的I/Q基带信号经过共同的基带低通滤波器滤波和DC偏置校正后，再通过基带放大器放大后送MSM6280主芯片处理.

其中，参考时钟信号向射频模块2042、基带模块2044、以及电源模块2046提供模拟参考时钟信号。天线开关分别在GSM和UMTS信号收发之间进行选通，同时可以加大功放的工作时隙和非工作时隙之间的隔离。

图3是示出了宽带无线接入系统的接入子系统中的基带处理模块的框图。如图3所示，无线接入模块的基带部分主要完成以下功能：

(1)WCDMA/HSDPA基带信号处理与GSM/GPRS/EDGE基带信号处理；

(2)存储器(Flash、SRAM、SDRAM)访问控制；

(3)电源管理：直流电源经过直流/直流(DC/DC)转换(各种直流电压输出)，输出给功放供电、电源管理和基带(处理器)模块供电；以及

(4)JTAG和UART串口等调试接口、USIM卡或SIM卡接口。

数字基带芯片主要由嵌入式处理器，例如，ARM系列处理器内核及两个DSP共同完成所有的WCDMA/HSDPA和GSM/GPRS/EDGE基带信号处理功能，包括上、下行信号的调制解调、信道编解码、音视频编解码、A/D、D/A等。

基带处理器支持二种扩展数据总线。一种用于高速数据传输，支持SRAM、SDRAM及BURST NOR FLASH，另一种总线则用于支持较慢外部设备，如NAND flash，SRAM等，用于存储程序代码与数据。

其中，电源管理模块2046负责所有电源管理功能，可以接收编程进行控制，以输出各种所需要的直流电压或电流。SIM/USIM卡接口2048完成对SIM/USIM卡的读写访问和控制等，由电源管理模块对SIM/USIM卡，以适配其所要求的电平。

控制子系统主要实现系统电源提供、用户电话接口电路(SLIC)的转换、USB到RJ45信号的转变。通过接口模块，实现用户PC端上网的数据功能和通过RJ11外接话机的语音通话功能。其中，控制处理器(如ARM处理器)和接入子系统通过USB信号接口，将以太网RJ45接口链路层协议转换成USB串口通信协议，实现用户端PC通过RJ45上网的数据业务。用户话机的语音业务，通过SLIC接口进行转换。当有来电时，接入子系统通过与控制子系统的接口控制SLIC产生振铃音通知用户接听电话，用户接听后，接入子系统将主叫语音信号通过PCM总线和SLIC连接，SLIC实现接入子系统和用户话机间的语音双向编解码，实现语音通讯功能。

控制子系统的系统电源提供主要是通过直流/直流转换模块将外接输入的直流电源通过变换产生接入模块和控制模块所需的电源，以满足接入子系统中的基带与射频功放电路工作时的大电流需求。

射频模块包括发射电路、接收电路、波段及收发开关选择、天线以及参考时钟信号，用于收发射频信号。UMTS发射电路功能处理如下：从基带模块出来的UMTS发射I/Q调制信号，经过基带放大器和低通滤波后，再进行从基带(BB)到射频(RF)的上变频，从而形成射频发射信号。该信号在经过自动增益控制放大器放大，再经过带通滤波，送功率放大器进行放大，最后再依次经过隔离器、双工器、多模开关及天线发射出去。为了完成UMTS最大功率控制，在功放和隔离器之间耦合射频能量用来进行功率电压检测。

射频模块的接收电路功能是：从多模开关来的WCDMA/GSM频段的信号经过相应声表滤波器滤波后，进入低噪声、包括增益控制电路，进行信号放大，再送下变频器完成从RF到BB的变换，形成的I/Q基带信号经过共同的基带低通滤波器滤波和直流偏置校正后，再通过基带放大器放大后送基带模块主芯片处理。

波段及收发开关选择、分别在GSM-900RX、GSM-1800RX、GSM-1900RX、GSM-900TX、GSM-1800/1900TX和UMTSRX/TX之间进行选通，同时可以加大功放的工作时隙和非工作时隙之间的隔离。另外，电路中的GSM-900，GSM-1800和GSM-1900发射滤波器可以抑制发射的谐波和加大接收的隔离。

参考时钟信号温补压控(VTVCXO)晶振产生。此晶振给射频模块、电源模块和基带模块提供19.2MHz的模拟参考时钟信号。

图4是示出了宽带无线接入系统的控制子系统202的框图。如图4所示，本发明的实施例中，控制子系统202的嵌入式处理器采用的是ARM系列处理器。控制子系统202主要实现系统电源的提供、用户接口电路的转换以及USB到RJ45信号的转变。通过控制子系统202，实现用户PC/笔记本上网的数据业务功能和通过RJ11外接话机的语音通话功能。

在控制子系统的嵌入式处理器中，包括以太网控制器，并且采用网络加速器NAT(网络地址转换)完成网络数据包的转换。以太网驱动电路与基带处理器以太网控制器相连接，并受基带处理器控制。主要功能符合IEEE802.3/802.3u规范，包括物理编码子层、物理媒体附件、双绞线物理媒体子层、10BASE-TX编码/编解码器和双绞线媒体访问单元等。

其中，用户语音业务实现过程包括以下步骤：对于用户话机的语音业务，通过电话用户接口电路进行控制与转换。电话用户接口模块402提供一套完整的模拟电话界面，使得普通电话机可以在移动通信网内使用。当有来电时，无线接入子系统204的基带处理模块2044通过串行外设接口(SPI)控制电话用户接口产生振铃音，并通知用户接听电话。用户接听后，将主叫语音信号通过PCM总线和用户电话接口模块402连接，用户电话接口402实现基带模块和用户话机间的语音双向编解码，实现语音通讯功能。

DC/DC模块404将外接输入电源通过变换产生无线接入子系统204和控制子系统202所需的电源。

以上附图的描述示出了本发明实施例中宽带无线接入系统100的功能单元，下面结合系统的各功能单元，说明本发明系统的软件结构与协议实现流程。

图5是示出了根据本发明的宽带无线接入系统的软件体系结构图。宽带无线接入系统中控制子系统软件是本发明的主要优点之一。即通过为PC/笔记本提供一个类似上网代理软件，提供一个用户与宽带移动网接入的桥梁。PC/笔记本用户不需要安装任何软件，只要有支持通用浏览器既可。与本发明系统连接的网卡及驱动程序完全可以采用现有成熟产品，不需要考虑重新编程，通过操作系统现有功能，即可透明为用户实现无线数据业务，如上网浏览，下载等数据业务。应用软件分为用户面、控制面与数据面三个软件子模块。

其中，用户面软件模块主要是指通用浏览器软件，打开本发明系统提供的网络设置网页，提供用户对要连接的移动网络进行相关参数设置，如后面描述的实现逻辑功能部分内容。

控制面操作系统内核采用uclinux操作系统.控制面功能包含以太网接口控制，中间IP包路由转发及对无线接入模块的控制功能.

由于无线接入子系统与控制子系统的连接是基于USB接口，因此，控制子系统内提供了USB驱动，并将这个USB驱动虚拟成串口进行modem数据传输和接入控制。同时，由于基于宽带接入过程中，有许多标准AT命令所不支持的功能。为了不影响通信过程中，modem数据传输和标准接入控制，本发明控制子系统增加了一个虚拟扩展串口，并映射到同一个USB物理端口，用于网络控制扩展AT命令的传送。

控制面的功能流程是将从用户处所接收的网页进行分析，提取网络设置参数，通过后台处理程序，如CGI(公共网关接口)应用程序，将网络设置参数转换成AT命令，通过扩展串口驱动和USB物理端口发送到无线接入模块进行无线接入控制。

数据面：通过正确的网络设置，并建立了网络连接后，PC/笔记本上应用数据，被打包成IP数据包，通过以太网接口送到控制子系统内的IP转发路由模块，再通过Modem标准串口与USB物理端口，传送到无线接入子系统，并由无线接入通信软件转发到互联网上。

控制子系统内的网络配置程序采用C/S服务器或基于HTTP协议的WEB设置。PC/笔记本侧应用软件(浏览器)通过高层应用命令，基于TCP/IP协议与控制子系统内的以太网卡接口转换控制模块交互，而以太网卡接口转换控制软件模块根据相应命令，进行分析、解释、执行及透传，完成用户数据业务功能，如设置与打开串口，建立网络连接等功能。

图6是根据本发明实施例的宽带无线接入系统的RJ45-USB接口协议转换图。如图6所示，示出了本发明控制子系统软件如何完成RJ45-USB协议与接口转换功能。

其中，控制子系统软件通过USB物理接口和无线接入子系统，基于标准及扩展的AT命令进行通信；控制子系统通过RJ45接口和PC/笔记本电脑的网口连接。控制子系统的软件功能包括：AT命令的收发，数据连接拨号，内嵌的web服务器网页(提供用户通过网页来设置无线接入子系统，进面完成网络连接的设置)，IP数据包转发功能，在数据连接建立后将用户的IP数据包从用户计算机转发到无线接入模块。

图7是示出了用于根据本发明的宽带无线接入系统的方法的流程图。如图7所示，宽带无线接入系统的方法包括以下步骤：

S702，用户终端通过接口连接到宽带无线接入系统；

S704，初始化宽带无线接入系统的接入子系统和控制子系统；

S706，控制子系统根据接收到的用户输入的参数，调用后台处理程序，解析参数，并转换生成AT命令；

S708，接入子系统解析从控制子系统接收的AT命令，调用相关的内部函数，进行网络设置，并建立或断开网络连接；以及

S710，如果建立了网络连接，则用户终端的IP数据包发送到接入子系统，由接入子系统转发到网络上，进行数据传输。

以下，结合图4和图6，通过用户数据业务的实现过程来说明本发明的系统和方法。

如图8所示，示出了根据本发明的宽带移动网络设置的过程，其包括以下步骤：

S801，为系统控制子系统分配一内部IP地址，并为用户所知；

S802，将本发明的系统上电，并将USIM/SIM卡插入，网络注册正常；

S803，PC/笔记本用户打开浏览器软件，并输入本发明系统控制子系统网址，并建立与本发明系统的HTTP连接；

S804，控制子系统内的WEB服务网关响应PC/笔记本发过来的HTTP请求，将含有网络设置及连接参数的网页返回给用户；

S805，用户对收到网络设置网页内的参数进行设置，并提交完成的设置网页给控制子系统；

S806，控制子系统解析收到的网页，并调用内部函数，如CGI函数，将网页中内含的网络设置参数转换成为标准或扩展的AT命令；

S807，控制子系统通过与无线接入子系统的USB串口，发送网络设置相关的AT命令给无线接入子系统；

S808，无线接入子系统解析AT命令，并调用相关网络设置程序完成无线网络的设置；

S809，无线接入子系统将网络设置与失败的状态返回给控制子系统；以及

S810，根据控制子系统收到的成功或失败的响应消息进行设置。

其中，如果成功则返回用户一个新设置的刷新的页面；如果不成功，则返回用户一个原始页面，让用户重新进行设置。

如上所述的网络设置参数包括用户名、密码、登陆号码、DNS、APN等信息。

在本发明的实施例中，建立网络连接、断开网络连接、网络选择等功能的操作过程与上述步骤和过程相类似。

在成功建立了网络连接后，用户上网时的应用层或HTTP协议消息与数据通过TCP/IP协议封闭后，被传送到控制子系统。控制子系统再收到IP包后，不进行任何判断，直接将该IP包重新封装成PPP帧格式，通过USB接口透传给无线接入子系统，并由无线接入子系统转发到互联网上，从而完成用户的上网数据业务。因而，在用户上网的过程中，用户通过无线接入子系统就可以同时发起电话呼叫或来电接听。

本发明的实施例是针对WCDMA/HSDPA/GSM网络环境下来进行描述的，但基于本发明系统与方法，完成可以应用到其它3G网络、如CDMA 2000、TD-CDMA等第三代移动通信网络中。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种宽带无线接入系统，其特征在于，包括：

控制子系统，其包括：处理模块，用于进行数据处理；

接口模块，与所述处理模块相连，并用于连接用户终端；所述处理模块通过所述接口模块收到来自所述用户终端的输入参数之后，调用后台处理程序，并转换成AT命令；以及

无线接入子系统，通过第一接口连接到所述控制子系统，用于解析通过所述第一接口来自所述控制子系统的所述AT命令，并调用相关的内部函数，使所述用户终端与无线网络建立连接或断开。

2.根据权利要求1所述的宽带无线接入系统，其特征在于，所述接入子系统包括：

射频模块，用于收发射频信号，将接收到的射频信号发送给基带模块；以及

所述基带模块，用于对上行和/或下行射频信号进行如下至少一种处理：调制解调上、下行空口信号、信道编解码、加密/解密、音频编解码、视频编解码、模拟/数字转换、数字/模拟转换。

3.根据权利要求2所述的宽带无线接入系统，其特征在于，所述接入子系统还包括：电源管理模块，用于管理开机、检测动态电压、以及为系统供电；电话接口子模块，用于产生内部响铃、产生和译码双音多频、以及产生完整的电话讯号；以及状态指示灯，用于表示通电、连接、信号强度、以及来电的状态。

4.根据权利要求1所述的宽带无线接入系统，其特征在于，所述第一接口是USB接口，所述用户终端是个人计算机，以及所述AT命令为标准或扩展的AT命令。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的宽带无线接入系统，其特征在于，所述控制子系统进一步包括：

第一处理器；

以太网驱动电路，通过RJ45接口与第一外部设备连接，从而实现所述第一处理器和所述第一外部设备之间的数据交换；以及

电话用户接口，通过RJ11接口与第二外部设备连接，从而实现所述第一处理器和所述第二外部设备之间的数据交换；

其中，所述处理模块包括：所述第一处理器，所述接口模块包括：所述以太网驱动电路、所述电话用户接口，所述用户终端包括：所述第一外部设备、所述第二外部设备。

6.根据权利要求5所述的宽带无线接入系统，其特征在于，所述控制子系统还包括：

串行外设接口，连接至所述电话用户接口；

PCM接口，连接至所述电话用户接口；

DC/DC模块，用于为所述第一处理器和所述电话用户接口提供直流电压；以及

USB接口，连接至所述第一处理器。

7.根据权利要求5所述的宽带无线接入系统，其特征在于，所述第一处理器是嵌入式微处理器，所述第一外部设备选自包括以下的组：个人计算机以及个人数字助理，以及所述第二外部设备为支持RJ11接口的任何通信设备。

8.根据权利要求2和3中任一项所述的宽带无线接入系统，其特征在于，所述基带模块包括：

第二处理器；以及

电源管理模块，连接至所述第二处理器，用于实现电流转换，为所述第二处理器供电。

9.根据权利要求8所述的宽带无线接入系统，其特征在于，所述基带模块还包括调试接口，所述第二处理器为嵌入式处理器。

10.根据权利要求9所述的宽带无线接入系统，其特征在于，所述调试接口包括JTAG串口和UART串口。

11.根据权利要求8至9中任一项所述的宽带无线接入系统，其特征在于，所述基带模块还包括USIM卡接口和/或SIM卡接口。

12.一种宽带无线接入方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S102，用户终端通过接口连接到宽带无线接入系统；

步骤S104，初始化所述宽带无线接入系统的无线接入子系统和控制子系统；

步骤S106，所述控制子系统根据接收到的所述用户输入的参数，调用后台处理程序，解析所述参数，并转换生成AT命令；

步骤S108，所述无线接入子系统解析从所述控制子系统接收的所述AT命令，调用相关的内部函数，进行无线网络设置，并建立或断开无线网络连接；以及

步骤S110，如果建立了无线网络连接，则所述用户终端的IP数据包发送到所述无线接入子系统，由所述无线接入子系统转发到所述无线网络上，进行数据传输。

13.根据权利要求12所述的宽带无线接入方法，其特征在于，所述接口为RJ45接口。

14.根据权利要求12所述的宽带无线接入方法，其特征在于，所述初始化接入子系统的步骤包括以下步骤：

搜网、注册并处理空闲状态；

等待接收所述控制子系统发送的AT命令以控制网络连接或断开；以及

响应于用户拨号或网络来电，完成基本语音业务。

15.根据权利要求12所述的宽带无线接入方法，其特征在于，所述初始化控制子系统的步骤包括以下步骤：

初始化所述控制子系统的处理器及外围硬件；以及

启动操作系统，并加载控制模块。

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