CN101267455A - 基于WUSB技术的WiMAX终端及终端系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于WUSB技术的WiMAX终端和终端系统，其中，上述的终端包括WiMAX基带模块、与WiMAX基带模块连接的WiMAX射频模块、与WiMAX射频模块连接的天线模块，并且进一步包括WUSB接口模块，该WUSB接口模块通过其中的控制逻辑模块与WiMAX基带模块连接，并且终端通过WUSB接口模块实现与外部设备的无线连接。通过本发明，实现了一种将WUSB技术与WiMAX技术相结合的终端，提高了传输效率。

Description

基于WUSB技术的WiMAX终端及终端系统
技术领域
本发明涉及通信领域中的WUSB(Wireless USB，无线USB)和WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access，微波接入全球互通)技术，并且具体地，涉及基于WUSB技术的WiMAX终端和终端系统。
背景技术
WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access，微波接入全球互通)作为一种无线宽带技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。WiMAX技术是在电信网络融合的大趋势下发展起来的无线城域网(Wireless Metropolitan AreaNetwork，简称为WMAN)技术，在未来将会实现与全IP网络的无缝融合。
移动WiMAX技术提供的数据下行速率将达到32M bps(每秒字节)以上，目前，这项技术在多个国家已经实现商业化运作，各国的运营商也在积极开展该技术的相关测试工作。为了支持移动特性，WiMAX Forum在IEEE802.16d的基础上加入了切换、QoS(Quality of Service，服务质量)、MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多输入多输出)、AMC(Adaptive Coding &Modulation，自适应编码和调制)、安全等新的技术特性，形成了802.16e。IEEE802.16e用于便携和移动场景，同时也支持固定场景，其中，移动数据业务是移动场景的主要应用。
其中，MIMO技术使用多天线来抑制信道衰落，根据收发两端天线数量的不同，相对于普通的SISO(Single-Input Single-Output，单输入单输出)系统，MIMO还可以包括SIMO(Single-InputMultiple-Output，单输入多输出)系统和MISO(Multiple-InputSingle-Output，多输入单输出)系统。由于信道容量随着天线数量的增多而线性增大，因此可以利用MIMO信道成倍地提高无线信道容量，这样，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高。
UWB(Ultra Wide Band，超宽带无线技术)是由IEEE 802.15.3定义的一种使用1GHz以上带宽的最先进的无线通信技术，其通信速度可以达到几百M bit/秒以上。UWB的特点在于不使用载波，这与此前的无线通信截然不同。由于原来的无线通信在通信时需要连续发出载波(电波)，自然要消耗电能，而UWB是发出瞬间尖波形电波-也就是所谓的脉冲电波-直接按照0或1发送出去，这样，由于只在需要时发送出脉冲电波，因而大大减少了耗电量。
基于UWB，2004英特尔春季技术峰会提出的一个全新无线传输标准——WUSB(Wireless USB，无线USB)，它运作在3.1-10.6GHz的带宽范围。众所周知，目前的USB外设都是有线的，WUSB的目的就是消除线缆的负担，使用无线的方式收发信号，让USB更自由自在，WUSB的使用，将使得打印机、扫描仪、外接硬盘和数码相机等不使用电线而直接连接到电脑上，还能够使得整个家庭娱乐中心的所有附件都不需要使用电线就能够连接。显然，WUSB产品将具备优良表现和良好的移动性，当然，作为一种短距宽带技术，WUSB在设备之间或者设备与主机之间连接时，最大的距离不超过10米，才能够保证数据高质高速互相传输。
显然，如果能够在WiMAX系统中将上述的WUSB技术加以应用无疑是理想的，然而，目前还没有于此相关的技术。
发明内容
考虑到相关技术中存在的需要一种技术来实现WUSB技术在WiMAX系统中的应用的问题而提出本发明。为此，本发明旨在提供一种基于WUSB技术的WiMAX终端和终端系统。
根据本发明的一个方面，提供了一种基于WUSB技术的WiMAX终端。
在根据本发明实施例的基于WUSB技术的WiMAX终端中，包括WiMAX基带模块、与WiMAX基带模块连接的WiMAX射频模块、与WiMAX射频模块连接的天线模块，并且进一步包括WUSB接口模块，其中，该WUSB接口模块通过其中的控制逻辑模块与WiMAX基带模块连接，终端通过WUSB接口实现与外部设备的无线连接。
优选地，除了上述的控制逻辑模块，WUSB接口模块进一步包括：缓存模块，与控制逻辑模块连接，用于进行数据缓存；媒体接入控制层芯片，与控制逻辑模块和缓存模块连接，用于实现媒体接入控制层数据的管理；物理层芯片，与控制逻辑模块和媒体接入控制层模块连接，用于实现物理层数据的管理。
优选地，根据本发明实施例的WiMAX终端的天线模块包括两个外置天线，两个外置天线的其中一个为用于发送和接收的主天线，另一个为只用于进行接收的辅天线。
优选地，根据本发明实施例的基于WUSB技术的WiMAX终端进一步包括：DDR RAM和EEPROM，其与WiMAX基带模块连接，用于存储终端从外部加载的固件。
根据本发明的另一方面，提供了一种基于WUSB技术的WiMAX终端系统，该系统包括宿主计算机和上文中给出的终端。
其中，根据本发明实施例的基于WUSB技术的WiMAX系统中的终端通过WUSB接口模块与宿主计算机无线连接，并通过WiMAX基带模块从宿主计算机下载固件。
根据本发明提供的上述至少一个技术方案，通过在WiMAX环境下的终端或系统中使用WUSB接口，实现了WiMAX技术与WUSB技术的结合，相比于传统的使用USB接口的终端，可以提供更高的传输速率，具备友好的连接管理特性和稳定性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明实施例的基于WUSB的WiMAX终端的结构框图；
图2示出了图1所示的终端的WUSB接口模块的结构示意图；
图3是根据本发明优选实施例的基于WUSB的WiMAX终端的硬件子系统的示意图；
图4是根据本发明实施例的基于WUSB技术的WiMAX终端系统的示意图；
图5是根据本发明实施例的基于WUSB技术的WiMAX终端系统的软件子系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
根据本发明实施例，首先提供了一种基于WUSB的WiMAX终端，也可以成为上网终端或数据终端等，这不影响本发明的本质，其中，该终端的空中接口满足IEEE 802.16e标准，提供下行32Mbps/上行7Mbps的数据传输能力。图1示出了该终端的结构框图，图2示出了图1中的WUSB接口模块的结构示意图。
如图1所示，该终端1包括：WiMAX基带模块10、与WiMAX基带模块10连接的WiMAX射频模块20、与WiMAX射频模块20连接的天线模块30，并且进一步包括WUSB接口模块40，其中，该WUSB接口模块40通过其中的控制逻辑模块41与WiMAX基带模块10连接，其中，终端1通过WUSB接口模块40实现与外部设备的无线连接。
其中，上述的WUSB接口模块40满足WUSB规范的数据传输，在3米范围内速率至少为480Mbps。
图2给出了WUSB接口模块40的结构示意图。如图2所示，WUSB接口模块40除了包括上述的控制逻辑模块(Control logic)41，还包括：缓存模块(Buffer Memory)42，与控制逻辑模块连接，用于进行数据缓存；媒体接入控制层芯片(MAC)43，与控制逻辑模块41和缓存模块42连接，用于实现媒体接入控制层数据的管理；物理层芯片(PHY)44，与控制逻辑模块41和媒体接入控制层模块43连接，用于实现物理层数据的管理。
通过以上给出的实施例，实现了基于WUSB技术的WiMAX终端，实现了WUSB技术和WiMAX技术的结合，充分利用了WUSB技术的无线传输特性，相比于现有技术，可以提供更高的传输速率。
图3给出了根据本发明优选实施例的基于WUSB技术的WiMAX终端。如图3所示，基于WUSB技术的WiMAX终端的硬件子系统由WiMAX基带模块(WiMAX BB)302、WiMAX射频模块(WiMAX RF)304、WUSB接口模块306、天线单元308等四个主要单元构成。该子系统方案提供WUSB介面，采用DDR RAM(Double Data Rate RAM，双数据传输RAM)310和串行EEPROM312。
其中，上述的WiMAX基带模块302采用高性能的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)调制模式，支持OFDM-256(IEEE 802.16d)和OFDMA(IEEE 802.16e)的PHY和MAC分配，并对这些PHY提供独立的固件/软件。其中，信道带宽和数据速率都是可编程控制的，支持宽范围的应用和调整。另外，该WiMAX基带模块302还支持完成从宿主(Host)侧加载固件(Firmware)至RAM(DDR RAM 310、串行EEPROM 312)，并使协议栈和应用层运行。
上述的WiMAX射频模块304支持2×1的射频天线接口，支持WiMAX标准定义的频段，可以进行QPSK、16QAM和64QAM三种调制方式。WiMAX基带模块302和WiMAX射频模块304配合完成数字信号处理、信号收发、外设管理、数据处理和子系统控制等功能，具有功能强大、集成度高、低功耗、可扩展性好等特点。
上述的WUSB接口模块306可以参照图2来理解，在此不再进行详细描述。
上述的天线单元308采用两个外置天线，其中一个是双向主天线，用于进行接收和发送，另外一个天线是单向辅助天线，只进行接收；另外，该终端同时还提供两个射频测试座，该测试座也可以作为拉远天线的接口。
通过以上给出的优选实施例，实现了具有WUSB特性的WiMAX终端，能够提供更高的传输速率、更高的稳定性，并且还能够完成版本固件的OTA下载和升级。
根据本发实施例，还提供了一种基于WUSB技术的WiMAX系统，该系统包括宿主计算机(Host)和上文中给出的终端(例如，图1或图3所示的终端)。
其中，根据本发明实施例的基于WUSB技术的WiMAX系统，终端通过WUSB接口模块与宿主计算机无线连接，并通过WiMAX基带模块从宿主计算机下载固件。图4给出了终端与宿主计算机的交互示意图，如图4所示，终端上电后，通过WUSB与Host连接，并将固件(Firmware)下载到DDR RAM。
以上给出的实施例大都是关于硬件的描述，通过图5给出的软件子系统的结构示意图可以更好地理解上述方案。如图5所示，该基于WUSB技术的WiMAX系统的软件子系统分为宿主(Host)侧软件和设备(Device)侧软件。其中，宿主(Host)指为终端提供工作环境和应用场景的应用主体，一般指PC；设备(Device)指的是使用WiMAX无线WUSB介面的终端(例如，图1或图3给出的终端)。
设备侧包括固件、芯片启动自举程序、固件下载程序等，并通过接口驱动(在本发明中为WUSB接口驱动)与宿主侧连接，进行固件的下载和升级。
进一步参照图5，宿主侧软件由Host驱动和管理控制模块(Manage Control，简称为MCD)组成，管理控制模块又包含OMA、管理控制、数据库等多个子模块，并与图形用户界面(包括连接管理、设备管理)连接。Host驱动包括操作系统内核(OS kernel)、WiMAX驱动，具体有汇聚子层、净荷报头压缩、脉冲编码调制等。其中，管理控制模块与Host驱动之间还存在应用层和封装层，其中，应用层通过OS API与Host驱动连接，封装层通过芯片API与Host驱动连接。
其中，上面给出的系统基于OMA1.2、FUMO1.0标准的OMA-DM(Open Mobile Alliance-Device Management)功能，能够完成版本固件的OTA下载和升级，以及有关参数的更新和部分信息的统计反馈。
根据本发明提供的上述至少一个技术方案，通过在WiMAX环境下的终端或系统中使用WUSB接口，实现了WiMAX技术与WUSB技术的结合，相比于现有技术，可以提供更高的传输速率，具备友好的连接管理特性和稳定性。
以上所述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 (5)

1.一种基于WUSB技术的WiMAX终端，包括，WiMAX基带模块、与所述WiMAX基带模块连接的WiMAX射频模块、与所述WiMAX射频模块连接的天线模块，其特征在于，所述终端进一步包括：
WUSB接口模块，通过其中的控制逻辑模块与所述WiMAX基带模块连接，所述终端通过所述WUSB接口模块实现与外部设备的无线连接。
2.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述WUSB接口模块进一步包括：
缓存模块，与所述控制逻辑模块连接，用于进行数据缓存；
媒体接入控制层芯片，与所述控制逻辑模块和所述缓存模块连接，用于实现媒体接入控制层数据的管理；
物理层芯片，与所述控制逻辑模块和所述媒体接入控制层模块连接，用于实现物理层数据的管理。
3.根据权利要求1的终端，其特征在于，所述天线模块包括两个外置天线，所述两个外置天线的其中一个为用于发送和接收的主天线，另一个为只用于进行接收的辅天线。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的终端，其特征在于，进一步包括：
DDR RAM和EEPROM，与所述WiMAX基带模块连接，用于存储所述终端从外部加载的固件。
5.一种基于WUSB技术的WiMAX终端系统，包括宿主计算机和根据权利要求1至4中任一项所述的终端，其特征在于：
所述终端通过所述WUSB接口模块与所述宿主计算机无线连接，并通过所述WiMAX基带模块从所述宿主计算机下载固件。
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