CN101888441A

CN101888441A - 一种与手机通讯系统互补的无线通讯系统及实现方法

Info

Publication number: CN101888441A
Application number: CN2010101364168A
Authority: CN
Inventors: 葛海彬; 潘吴
Original assignee: BEIJING ASIAN INTERNATIONAL CHIP OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Anhui Yaji Electronic Technology Co., Ltd.
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2010-11-17

Abstract

本发明公开了一种与手机通讯系统互补的无线通讯系统及实现方法，其特征在于：将有基站或无基站无线通讯系统与手机系统相结合从而形成一种新的无线通讯系统，即把无线系统通讯终端和手机通讯终端结合在一起并能像手机一样传输语音和数据，本发明优点是可以提供点对点的服务，同时也能提供点对站的服务，而且具备接力传递信号的功能；能够传递数字信号，包括收发短信息。当然，也能传递声音信号；能和所有其他无线通讯系统兼容，包括模拟对讲机无线通讯系统；以便人们在没有手机服务的地方或紧急情况下进行通讯；能够提供通讯信道的信息，以减小多个用户同时使用同一信道的几率；体积小，功能多，耗能低及成本低。

Description

一种与手机通讯系统互补的无线通讯系统及实现方法

技术领域

本发明涉及一种与手机通讯系统互补的无线通讯系统及实现方法，属于无线通讯技术领域。

背景技术

近十年来，随着无线通讯技术的飞速发展，手机在世界范围内已经变成家喻户晓，不可缺少的通讯工具。中国由于其经济的高速发展及通讯普及化起步较晚的原因，所以绕过座机，而直接进入了手机时代。现在中国已后来居上，成为世界上最大的手机使用国。使用的人数已超过七亿，年销售量达二亿只以上。手机的普及在于其功能的齐全，性能的优秀，使用的方便，以及大面积的覆盖率。这些都归功于基站的使用。但是，正是由于对基站的依赖，手机通讯系统存在着以下几个缺点：第一，如果基站受损或电力中断，基站将无法工作。手机通讯就会中断。这个问题在天灾人祸或恐怖袭击发生时，显得特别突出。一个最典型的例子是发生在2008年中国四川省汶川地震后，手机基站或被破坏或由于电力中断而无法工作。以致于整个通讯系统，包括手机系统的全面中断。而那时，通讯系统的存在尤为重要。人与人之间的联系需要它，救灾工作也需要它。因为，通讯是埋在瓦砾下的灾民和外界联系的唯一途径。没有通讯，一些原本可以避免的惨剧就无法避免了。因此，人们希望在手机通讯系统遭到天灾或人为的破坏后，能够有一个短暂的替代系统，以维持通讯的存在。手机通讯系统的第二个缺点是，随着手机用户的增加，手机的基站却不能随意的、成正比的增加。因此，手机通讯系统变的越来越拥挤了。尤其是近年来，无线通讯的应用领域越来越多，像全球定位系统(GPS)，无线电子识别系统(RFID)，移动式多媒体电视(CMMB)等等都需要一个数字信号传递系统。很显然，这一切单靠手机通讯系统是无法现实的。而且，手机通讯系统是一个公开的通信系统，其保密性有一定的局限。因此，一个提供中距离信号传递的替代系统，可与手机通讯系统互补的无线通讯系统是十分必要的。手机通讯系统的第三个缺点是有限的覆盖率。在乡村和偏远的人口密度较小的地区，由于手机用户少和建造基站费用的昂贵，而没有基站，进而没有手机的服务。另外，在山区和野外地势不好的地方或在楼群的拐角，由于电磁波的直线传递，而出现接收信号不好，通话质量低的问题。即所谓的“死角”。因此，提供一个能和手机互补的无线通讯系统是十分迫切和非常必要的。

以上所提到的手机通讯系统的缺点是基站造成的，因此，该互补系统必须具有无基站通讯的能力。即可以提供手持终端对手持终端(即点对点)的通讯，也可以提供手持终端对控制中心(即点对站)的服务。

因此，建立一个能和手机系统互补的，并能和其他所有通讯系统兼容的无线通讯系统是本专利所要阐述的主要观点。

发明内容

本发明的目的是克服上述问题，建立一个能和手机系统互补的并能和其他所有通信系统通讯的无线通讯系统，为此本发明提供了一种与手机通讯系统结合在一起的无线通讯系统及实现方法，以便于用户在任何时间和任何地点都可以根据需要选用不同方式进行通讯，以弥补手机通讯系统的不足。

本发明的一种与手机通讯系统互补的无线通讯系统的实现方法其特征在于：所述系统是一个有基站或无基站的无线通讯系统，即将无线通讯系统终端与手机通讯终端相结合并能像手机一样传输语音和数据，这样的结合使整个手机系统的成本略微增加，但附加值却能大大提高。

本发明把无线通讯系统终端和手机通讯系统终端结合在一起，并且和手机一样能够传输语音和数据，携带使用非常方便。

本发明除了可以像手机一样提供点对站服务，也可提供点对点(PTP)之间的直接无线通讯。原则上在没有控制中心的情况下，广泛应用于手机通讯系统中的时间划分方案(TDMA)不可使用。虽然频率划分方案(FDMA)可以使用，但是在没有TDMA的情况下，所能提供的信道还是十分有限。例如，在手机系统中，为了复杂的编码和大的信息量，使用的带宽为600KHz或1MHz。因此，FDMA仅提供几十个信道。为了增加信道，TDMA必须被使用。在PTP通讯系统中，无论是在应急情况下的通话，还是传输全球定位系统(GPS)的定位数据，无线电子识别系统(RFID)的信号，或中国移动多媒体系统(CMMB)的回传，所需要的带宽都不大。因此，可以利用窄带通讯系统来增加信道数。例如：如果使用12KHz的信道带宽，一个12MHz总带宽可以容纳1000个信道。因为点对点之间的通讯距离是有限的，对目前的应用而言，1000信道应该足够了。因此，一个能和手机终端结合具有窄带通讯能力的通讯系统之解决方案是本发明的一个基本点。

本发明主要包括依次连接的天线、开关、匹配电路、功率放大器、手机匹配器、手机射频芯片、手机基带芯片，所述开关依次与无线电匹配器、无线射频芯片、无线基带芯片连接，无线射频芯片通过无线电匹配器与功率放大器的输出端连接，所述开关依次与手机匹配器、手机射频芯片、手机基带芯片连接，麦克风依次与手机射频芯片与无线射频芯片连接，微控制器分别依次与手机射频芯片、无线射频芯片、手机基带芯片、无线基带芯片连接，石英振荡器依次与手机射频芯片、无线射频芯片连接，手机基带芯片和无线基带芯片相互连接后依次与音频放大器、扬声器连接，手机基带芯片和无线基带芯片的输出端分别与数字信号输出接口连接，数字信号输入接口依次与手机基带芯片和无线基带芯片连接。所述无线射频芯片和无线基带芯片是本发明的一种与手机通讯系统兼容的无线通讯系统里面的射频芯片和基带芯片。

综上所述，本发明具有以下的优点：

1、可以提供点对点的服务，以便在没有强电的情况下使用，且具备接力传递信号的功能。

2、能够传递数字信号，包括收发短信息。当然，也能传递声音信号。

3、是一个窄带通讯系统，可以在点对点服务时提供足够多的信道。

4、能和所有其他无线通讯系统兼容。

5、可以和手机通讯系统集合成一体，便于携带，以便人们在没有手机服务的地方或紧急情况下进行通讯。

6、本发明是一个免费而又实用的系统，可为广大用户所接受。

7、能够提供足够的信号传递距离，有较强的实用性。

8、能够提供信号加密及编码功能，以保证通讯安全。

9、能够提供用户识别功能和自我设置功能，方便使用。

10、能够提供通讯信道的信息，以减小多个用户同时使用同一信道的几率。

11、体积小，功能多，耗能低及成本低。

附图说明

图1是本发明所述一种与手机通讯系统互补的无线通讯系统及实现方法的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的介绍：如图1本发明的电路原理图所示。

本发明主要包括依次连接的天线1、开关2、上匹配电路10、下匹配电路15、功率放大器9、手机匹配器输出14、手机射频芯片12、手机基带芯片13，所述开关2依次与无线电匹配器输入3、无线射频芯片4、无线基带芯片5连接，无线射频芯片4通过无线电匹配器输出8与功率放大器9的输出端连接，所述开关2依次与手机匹配器输入11、手机射频芯片12、手机基带芯片13连接，麦克风18依次与手机射频芯片12与无线射频芯片4连接，微控制器17分别依次与手机射频芯片12、无线射频芯片4、手机基带芯片13、无线基带芯片5连接，石英振荡器20依次与手机射频芯片12、无线射频芯片4连接，手机基带芯片13和无线基带芯片5相互连接后依次与音频放大器6、扬声器7连接，手机基带芯片13和无线基带芯片5的输出端分别与数字信号输出接口16连接，数字信号输入接口19依次与手机基带芯片13和无线基带芯片5连接。

其他的器件可以与手机系统共享，例如功率放大器9、微控制器17、扬声器7、麦克风18等等。

本发明的工作原理是：如图1所示，天线1是用来收发信号的。因为，接受和发射信号共用同一根天线，需要一个开关2来做接收和发射的转换。无线电匹配器输入3内还包括匹配电路、声表面波滤波器及非平衡转换器，所述匹配电路是用来连接两个不同阻抗的电路，声表面波滤波器是用于阻挡不需要的信号，只让需要的信号通过。而非平衡转换器用来把不平衡的输入信号转换成平衡的输入信号；无线射频芯片4是外部电路和数字信号处理器(DSP)之间的接口，它承担着信号提取，滤波，放大，调制，发射，以及信号数字化等任务；而无线基带芯片5是用于数字信号处理并且高保真的还原被传输的信号，包括语音或图象等信号，还原后的音频信号通过音频放大器6的推动送到扬声器7，而图象信号则通过数字信号输出接口16送至显示器。无线电匹配器8是输出端匹配电路，不包含声表面波滤波器和非平衡转换器。它用来匹配芯片4的前置功率放大器的输出端和外接功率放大器9的输入端。放大后的信号再通过第二级匹配电路10送往天线1，并传递出去。相同原理，手机匹配器11用做手机系统的输入匹配电路，无线射频芯片12用做手机信号的选频和调制及放大等预处理，最后，转换成数字信号交由手机基带芯片13完成信号处理，再送至扬声器7或显示器；而手机匹配器14和匹配电路15是用来作为输出端的二级匹配电路。

所述微控制器17是用来控制手机射频芯片12、手机基带芯片13、无线射频芯片4、无线基带芯片5中的寄存器，以实现不同的工作状态。例如，手机的接收，本发明通讯系统的发射或待机状态等。麦克风18用来把声音转换成电信号，即语音信号，以便手机射频芯片12、无线射频芯片4处理。同理，数字信号输入接口19则直接接收数字信号输入，例如短信等。石英振荡器20用来产生原始时钟信号。

由上所述，本发明通讯系统的结构和手机通讯系统十分相似。因此，该系统可以很好地与手机通讯系统结合，而大大降低了成本。

在系统设计中，系统性能是一个最基本的要求，而系统成本也是系统设计中的一个重要考虑因素。本发明创造性地把无线通讯系统里面的射频芯片4和手机系统的射频芯片12结合在一起，将无线通讯系统里面的基带芯片5和手机系统的基带芯片13结合在一起。因为在芯片制造中，所述两种射频芯片的制造工艺是十分接近的，而所述两种基带芯片的制造工艺也是相近的。因此，这样可以提供最低的成本和最佳的性能。本发明把所述两种射频芯片结合在一起，除了低噪声放大器(LNA)和混频器(MIXER)外，大多数功能模块都可为两种系统共用。

作为本发明另外一种具体实施方式，本发明把基带芯片的功能通过软件程序来实现，利用程序在一个通用DSP数字处理芯片上实现所需要的功能，将实现该系统基带芯片的软件通过手机系统中的通用DSP芯片来运行，以替代基带芯片。这样可大大降低成本并提高性能。

本发明不限于上述实施例，对于本领域技术人员来说，对本发明的上述实施例所做出的任何改进或变更都不会超出仅以举例的方式示出的本发明的实施例和所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种与手机通讯系统互补的无线通讯系统的实现方法，其特征在于：所述系统是一个有基站或无基站的无线通讯系统，即将无线通讯系统终端与手机通讯终端相结合并能像手机一样传输语音和数据。

2.一种与手机通讯系统互补的无线通讯系统，其特征在于，包括：依次连接的天线、开关、匹配电路、功率放大器、手机匹配器、手机射频芯片、手机基带芯片，所述开关依次与无线电匹配器、无线射频芯片、无线基带芯片连接，无线射频芯片通过无线电匹配器与功率放大器的输出端连接，所述开关依次与手机匹配器、手机射频芯片、手机基带芯片连接，麦克风依次与手机射频芯片与无线射频芯片连接，微控制器分别依次与手机射频芯片、无线射频芯片、手机基带芯片、无线基带芯片连接，石英振荡器依次与手机射频芯片、无线射频芯片连接，手机基带芯片和无线基带芯片相互连接后依次与音频放大器、扬声器连接，手机基带芯片和无线基带芯片的输出端分别与数字信号输出接口连接，数字信号输入接口依次与手机基带芯片和无线基带芯片连接。

3.如权利要求2所述的一种与手机通讯系统互补的无线通讯系统，其特征在于：将无线通讯系统内的射频芯片和手机系统的射频芯片结合在一起，将无线通讯系统里面的基带芯片和手机系统的基带芯片结合在一起。

4.如权利要求2所述的一种与手机通讯系统互补的无线通讯系统，其特征在于：将实现该系统基带芯片的软件通过手机系统中的通用DSP芯片来运行，以替代基带芯片。

5.如权利要求2所述的一种与手机通讯系统互补的无线通讯系统，其特征在于：所述系统是一个能和手机终端结合的、具有窄带通讯能力的通讯系统。

6.如权利要求2所述的一种与手机通讯系统互补的无线通讯系统，其特征在于：所述系统是一个能够利用该系统手持终端进行接力信号传递的系统。