CN101212313A - 第三代移动通信系统用无线局域网路由器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种第三代移动通信系统用无线局域网路由器，包括微控制器、WLAN模块和3G无线通信模块以及电源部件，其特征在于：设有通过SPI总线与CPU连接的语音处理部件，语音处理部件还与3G无线通信模块连接，且设有模拟的标准电话接口RJ11，是一个支持数据和语音业务的3G无线通信终端。用户向运营商支付3G无线通信服务费，就可以通过3G无线通信网络以无线方式连接Internet，并拨打语音电话，同时享受数据服务和语音服务。此外，本发明的路由器连接公、内网都采用无线方式，适应近些年大部分电脑尤其是笔记本电脑配置无线网卡的发展趋势，突破了有线网络在组网结构方面的局限性，可以进一步提高企业的工作效率，甚至可以在业界促成全新的无线应用的商业模式。

Description

第三代移动通信系统用无线局域网路由器

技术领域

本发明涉及路由器，尤其是涉及一种第三代移动通信系统用无线局域网路由器。

背景技术

路由器Router是一种连接多个网络或网段的网络设备，它执行将数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作，并对不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，使它们相互“读懂”对方的数据，构成一个更大的网络。现有被称为SOHO宽带路由器就是一种位于运营商网络边缘的高速接入路由器，具有ADSL/Cable/FTTx+LAN连接能力，可以使包括家庭用户、SOHO用户、网吧、小公司或小企业用户的多用户共享一个账号高速接入包括宽带互联网Internet或基带总线局域网Ethernet，简称以太网的骨干网，但是，所有用户的PC机都是通过有线连接方式接入骨干网的，网络布线繁琐、复杂，使用极不灵活，给用户造成不便。近几年来出现的第三代移动通信系统用无线局域网路由器(简称3G路由器，3G是3rdGeneration的缩写)，它们或许支持有线局域网，或许仍然支持有线接入Internet，其实质只是在具有ADSL/Cable/FTTx+LAN连接能力的SOHO宽带路由器中增加3G模块，实现无线连接方式接入Internet。它只能支持3G网络的数据接入，并不支持3G网络的语音服务，造成网络资源的浪费，而且，在组建局域网(Local-Area Network，简称LAN)时仍然是有线方式，需要繁琐和复杂的网络布线。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有技术的缺陷，提出一种第三代移动通信系统用无线局域网路由器，其不仅基于第三代移动通信系统接入Internet，并支持无线局域网(Wireless Local-Area Network，简称WLAN)，包括目前常用的IEEE 802.11a/b/g在内的整个IEEE 802.11协议族)。而且提供标准电话接口RJ11，用户只需要连接上电话线和电话机，就能够通过第三代移动通信网络进行语音呼叫。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

这种第三代移动通信系统用无线局域网路由器，包括由中央处理器CPU、掉电易失存储器RAM和掉电非易失存储器FLASH组成的微控制器、无线局域网(Wireless Local-Area Network，简称WLAN)模块和第三代移动通信系统用无线通信(简称3G无线通信)模块以及电源部件，所述微控制器分别与WLAN模块、3G无线通信模块相连接，程序固化在掉电非易失存储器FLASH里保存，系统上电后由引导程序将程序从掉电非易失存储器FLASH复制到掉电易失存储器RAM里，嵌入式操作系统随后从掉电易失存储器RAM里开始运行，控制各组成部分的工作。

这种第三代移动通信系统用无线局域网路由器的特点是：

设有通过SPI总线与中央处理器CPU连接的语音处理部件，所述语音处理部件还与3G无线通信模块连接，以转换3G无线网络和普通电话网之间的语音信号。

本发明的技术问题通过以下的进一步技术方案予以解决：

所述语音处理部件包括模拟的标准电话接口RJ11，通过RJ11与电话机连接。

所述语音处理部件还包括用户线接口电路芯片SLIC、解码芯片CODEC和用户线接口电路芯片SLIC通过SPI总线与中央处理器CPU连接，解码芯片CODEC与3G无线通信模块连接。

所述用户线接口电路芯片内置有DC/DC转换控制器、音频信号发生器、双音多频(Dual Tone Multi-Frequency，简称DTMF)解码器。所述DC/DC转换控制器产生电话机工作所需要的直流馈电；所述音频信号发生器产生包括电话机振铃时所需要的振铃信号、语音呼叫时所需要的提示音：拨号音和忙音，以及DTMF信号和频移键控(Frequency-shift keying，简称FSK)信号，将来电号码(Caller ID，简称CID)通过DTMF或FSK方式传送至电话机，实现来电显示；所述DTMF解码器对DTMF信号进行硬解码，以检测电话机的按键。

所述3G无线通信模块通过USB接口与中央处理器CPU连接，通过控制WLAN模块可进行拨号接入相应的无线网络，通过运营商提供的接入服务连接至Internet。

所述3G无线通信模块设有3G无线通信天线。

所述WLAN模块通过PCI总线与中央处理器CPU连接，支持IEEE802.11a/b/g协议，对WLAN的无线数据包进行处理与转换。

所述WLAN模块设有WLAN用天线。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明的路由器是一个支持数据和语音业务的3G无线通信终端。用户向运营商支付3G无线通信服务费，就可以通过3G无线通信网络以无线方式连接Internet，并拨打语音电话，同时享受数据服务和语音服务。此外，本发明的路由器连接公、内网都采用无线方式，适应近些年大部分电脑尤其是笔记本电脑配置无线网卡的发展趋势，突破了有线网络在组网结构方面的局限性，可以进一步提高企业的工作效率，甚至可以在业界促成全新的无线应用的商业模式，例如采用本发明路由器的汽车、火车可以成为移动的无线热点，又能支持语音业务，从而实现很多新的无线商业应用。

附图说明

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的电路方框图；

图2是本发明具体实施方式的电路方框图。

具体实施方式

一种第三代移动通信系统用无线局域网路由器

如图1、2所示的路由器，包括由CPU、RAM和FLASH组成的微控制器2、WLAN模块3和3G无线通信模块4以及电源部件1，微控制器2分别与WLAN模块3、3G无线通信模块4相连接，程序固化在FLASH里保存，系统上电后由引导程序将程序从FLASH复制到RAM里，嵌入式操作系统随后从RAM里开始运行，控制各组成部分的工作。

设有通过SPI总线与CPU连接的语音处理部件5，语音处理部件5还与3G无线通信模块4连接，语音处理部件5包括模拟的标准电话接口RJ11，通过RJ11与电话机连接，还包括用户线接口电路芯片SLIC和解码芯片CODEC，用户线接口电路芯片SLIC通过SPI总线与中央处理器CPU连接，解码芯片CODEC与3G无线通信模块连接。

用户线接口电路芯片SLIC是SILICON LABORATORIES公司出品的ProSLIC芯片Si3210，其内置有DC/DC转换控制器、音频信号发生器、双DTMF解码器。DC/DC转换控制器产生电话机工作所需要的直流馈电；音频信号发生器产生包括电话机振铃时所需要的振铃信号、语音呼叫时所需要的提示音：拨号音和忙音，以及DTMF信号和FSK信号，将CID通过DTMF或FSK方式传送至电话机，实现来电显示；DTMF解码器对DTMF信号进行硬解码，以检测电话机的按键。

解码芯片CODEC是Winbond公司出品的语音编解码芯片W681511，可以将模拟语音信号转换为数字PCM编码，也可以将数字PCM编码转换为模拟语音信号。

CPU是Realtek公司出品的专用WLAN控制器RTL8185L，支持PCI2.2，采用Linux嵌入式操作系统，外联串行通信控制器NET2282，将PCI总线信号转为USB 2.0串行信号，RTL8185L通过NET2282以USB 2.0串行方式连接3G无线通信模块4，通过Linux嵌入式系统的相应驱动程序控制3G无线通信模块4工作，进而能通过拨号连接到Internet。

SDRAM是三星公司出品的K4S561632E，2×256MBit。

FLASH是三星公司出品的K9F5608U0C，256MBit。

WLAN模块3是Intel公司出品的Mini PCI接口的Intel 2200BG，支持IEEE 802.11b/g协议，RTL8185L通过PCI总线连接WLAN模块3，通过Linux嵌入式系统的相应驱动程序控制WLAN模块3的工作，构建满足IEEE 802.11b/g协议的无线局域网。

3G无线通信模块4是韩国CMOTech公司设计的EVDO无线模块，它基于美国Qualcomm公司的专用芯片组，支持在CDMA2000 1xEVDO(IS-856)网络的语音呼叫和数据业务接入，并且向下兼容CDMA2000 1x(IS-2000)。

本具体实施方式的无线局域网路由器的工作流程如下：

(1)上电后，由固化在FLASH里的引导程序将程序从FLASH复制到RAM里，Linux嵌入式系统随后从RAM里开始运行；

(2)CPU通过USB2.0连接3G无线通信模块4，通过拨号接入Internet，负责连接、处理及传输3G通信协定的由3G无线通信天线收发的无线信号；

(3)CPU通过PCI总线控制WLAN模块3建立无线局域网，负责连接、处理及转换WLAN的封包资料及无线信号，将CPU传来的封包资料转换成无线信号，并传送至WLAN用天线；或将WLAN用天线所传送来的无线信号转换成封包资料，再传送至CPU；

(4)广域网(WAN)和局域网(LAN)都连接成功后，Linux嵌入式系统将数据包通过网络地址转换协议(NAT)在路由器的广域网和局域网之间转换，使得局域网的用户可以同时访问Internet；

(5)当用户需要访问Internet时，本具体实施方式的无线局域网路由器将用户从局域网发来的数据包的IP地址和端口转换成路由器广域网的IP地址，然后将数据包从广域网转发出去，当Internet有数据发送到广域网时，本具体实施方式的无线局域网路由器根据NAT表将数据包转发到相应的局域网中的用户；

(6)实现在WLAN内对3G无线通信带宽的共享，用户在WLAN内通过使用无线终端设备便可连接本具体实施方式的无线局域网路由器，并通过其提供的宽带便可连接上网，进行浏览网页，传输资料和收发电子邮件等。

(7)使用路由器的语音功能，用户只需要将普通电话线的一头插入到本路由器的模拟标准电话接口RJ11，另一头插入到电话机的RJ11接口，就能够通过3G无线通信网络拨打语音电话，其效果就如同使用普通电话一样。

当需要拨打语音电话的时候，系统工作过程如下：

1)用户摘机，Si3210产生拨号音并输送到电话机；

2)用户进行拨号，Si3210检测出相应的DTMF信号并告知CPU；

3)CPU通过USB总线控制3G无线通信模块4进行拨号；

4)在拨号过程中，CPU实时检测3G无线通信模块4的状态信息，通过SPI总线控制Si3210向电话机输送回铃音或忙音；

5)CPU检测到3G无线通信模块4拨号成功，便控制Si3210停止输送回铃音，完成语音链路的建立；

6)语音链路建立后，从3G无线通信模块4来的模拟语音信号经过W681511转换为数字PCM编码，Si3210再将数字PCM编码转换为电话线上的模拟语音信号，并送到电话机；

7)从电话线来的模拟语音信号经过Si3210转换为数字PCM编码，W681511再将数字PCM编码转换为模拟语音信号送到3G无线通信模块4，从而完成整个语音交互的控制。

当用户作为被叫的时候，系统工作过程如下：

1)3G无线通信模块4检测到呼入信息并通过USB总线告知CPU；

2)CPU通过SPI总线控制Si3210产生振铃信号，输送到电话机，控制电话振铃；

3)CPU控制在第一次振铃和第二次振铃之间把主叫号码以DTMF或FSK的方式送到电话机，用户通过电话机能看到来电显示；

4)Si3210检测到用户摘机后告知CPU控制3G无线通信模块4完成语音链路的建立；

5)随后的语音交互过程同前述拨打语音电话。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种第三代移动通信系统用无线局域网路由器，包括由CPU、RAM和FLASH组成的微控制器、WLAN模块和3G无线通信模块以及电源部件，所述微控制器分别与WLAN模块、3G无线通信模块相连接，程序固化在FLASH里保存，其特征在于：

设有通过SPI总线与CPU连接的语音处理部件，所述语音处理部件还与3G无线通信模块连接，以转换3G无线网络和普通电话网之间的语音信号。

2.按照权利要求1所述的第三代移动通信系统用无线局域网路由器，其特征在于：

所述语音处理部件包括模拟的标准电话接口RJ11，通过RJ11与电话机连接。

3.按照权利要求1或2所述的第三代移动通信系统用无线局域网路由器，其特征在于：

所述语音处理部件还包括用户线接口电路芯片、解码芯片，用户线接口电路芯片通过SPI总线与CPU连接，解码芯片与3G无线通信模块连接。

4.按照权利要求3所述的第三代移动通信系统用无线局域网路由器，其特征在于：

所述用户线接口电路芯片内置有DC/DC转换控制器、音频信号发生器、DTMF解码器。

5.按照权利要求4所述的第三代移动通信系统用无线局域网路由器，其特征在于：

所述3G无线通信模块通过USB接口与CPU连接，通过控制WLAN模块可进行拨号接入相应的无线网络，通过运营商提供的接入服务连接至Internet。

6.按照权利要求5所述的第三代移动通信系统用无线局域网路由器，其特征在于：

所述3G无线通信模块设有3G无线通信天线。

7.按照权利要求6所述的第三代移动通信系统用无线局域网路由器，其特征在于：

所述WLAN模块通过PCI总线与CPU连接，支持IEEE 802.11a/b/g协议，对WLAN的无线数据包进行处理与转换。

8.按照权利要求7所述的第三代移动通信系统用无线局域网路由器，其特征在于：

所述WLAN模块设有WLAN用天线。

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