CN108449807A - 一种手持终端通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及手持终端技术领域，更具体地，涉及一种手持终端通信设备，包括：基带单元、射频单元、按键板、电源模块，所述的基带单元、按键板分别电连接射频单元，所述的射频单元与宽带和/或信道天线连接，所述的射频单元与北斗和/或WIFI天线连接，所述的电源模块为整个通信设备提供电源。

Description

一种手持终端通信设备

技术领域

本发明涉及手持终端的技术领域，更具体地，涉及一种手持终端通信设备。

背景技术

近年来的多起突发事件充分暴露出：在应急事件处理中，缺乏可靠的信息采集和通信保障手段，现场信息无法传出，指挥信息无法下达，物资无法精准到位。

在复杂环境下，建立健全对自然灾害监测、预警、抢险和突发事情应急管理机制，是社会发展的迫切需要。在极端灾害发生后，灾害主要区域内的通信基础设施受到严重损毁，通信服务全面中断，且短期内难以恢复，因此，需要一种不依赖与通信基础设施的通信手段。虽然有应急卫星通信系统可以提供远距离通信的应急通信服务，但现场的抢险单位和救援人员的通信量过多容易造成负荷过重，难以保证实时通信。现阶段的北斗卫星系统也只能提供简语通信，难以满足通信要求。因此，具有能够在复杂地形环境进行远距离直接通信的窄带信道、能够通过自组网功能实现远距离通信的宽带信道的手持通信终端通信设备便成为了有效的解决方法之一。

在目前已有的专利中，如专利号“201320848760.9”的名为“一种支持窄带和宽带双模融合的移动终端系统”的专利提供了一种支持窄带和宽带双模融合的移动终端系统，解决现有的移动终端系统只有单一的窄带通信功能的问题。其所述的移动终端系统包括具有3G通信功能的主控芯片和采用的Wimax和LTE技术4G通信模块，虽然提供了宽带和窄带的双模通信方式，但这种构建中心集群组网方式的移动通信终端，需要相对应基站的支持，无法构建自组织多跳网络，这本身就提高了应用的成本，降低了其使用的便利性，也限制了这种移动通信系统的应用领域。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种手持终端通信设备。该设备能够复杂地形环境实现可靠通畅的无线通信。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种手持终端通信设备，包括基带单元、射频单元、按键板、电源模块，所述的基带单元、按键板分别电连接射频单元，所述的射频单元包括定位模块，所述的射频单元与宽带和/或信道天线连接，所述的射频单元与北斗和/或WIFI天线连接，所述的电源模块为整个通信设备提供电源。

进一步的，所述的射频单元包括FPGA芯片、窄带射频收发芯片、功放、高稳晶振、时钟发生器、滤波器、电源管理电路、定位模块，电源管理电路分别连接FPGA芯片、始终发生器、定位模块、窄带手法芯片、功放和开关，所述的时钟发生器还与FPGA芯片及高稳晶振连接，所述的FPGA芯片还与定位模块、窄带手法芯片模块连接、所述的窄带首发芯片与功放连接所述的功放还与开关和滤波器连接，所述的开关能够接受基带板宽带信号，所述的定位模块能够接受基带板WIFI信号，所述的滤波器负责窄带信号频段、宽带信号频段的共址工作。

进一步的，所述的基带单元包括主控CPU、WIFI芯片、宽带收发芯片、接口电路，所述的宽带收发芯片能够发出射频宽带信号所述的CPU分别连接宽带手法芯片、接口电路和WIFI芯片，所述的WIFI芯片能够发出WIFI信号，且该射频信号能够通过射频信号传输线与射频单元的宽带收发信道连接。

进一步的，所述的基带单元WIFI芯片输出信号和定位模块的卫星信号接口合路之后使用同一天线接口。

进一步的，该手持终端通信设备还包括3个网络接口，分别为WIFI热点接口、有线网口、宽带无线网口，所述的WIFI热点接口及有线网口为外部终端连接的网络接口。

进一步的，所述的WIFI热点和有线网口间桥接有虚拟网卡，WIFI热点、有线网口、虚拟网卡构成一个本地的局域网络，使得WIFI热点、有线网口、虚拟网卡能够实现网络通信。

进一步的，该设备还包括防火墙模块，所述的防火墙模块能够实现虚拟网卡与宽带网络接口之间的IP数据相互转发及IP转换。

进一步的，所述的手持终端通信设备能够与外部终端连接连接。

进一步的，外部终端连接手持终端通信设备包括宽带信道，所述的宽带信道能够为外部中断提供自组网络通信使得外部中断之间联网并能够通过变成实现数据传输。

与现有技术相比，有益效果是：

窄带信道采用U波段，并且传输速率低，传输距离远，能够复杂地形环境实现可靠通畅的无线通信，主要用于应急救援小分队内的话音广播、位置信息、短报文等业务传输；宽带信道传输速率高，具备无中心自组网功能，能够对宽带业务数据进行中继转发，实现宽带业务数据的远距离传输。通过利用本专利发明的手持通信终端通信设备，能够灵活机动地实现应急救援小分队内的信息贡享，以及采集灾害或者事故现场信息，并通过无线网络传送至后端监控中心，实现智能交互。将传感融合到节点通信装备中，具备信息采集、计算、传递、监控能力，支持指挥中心、人、无人传感节点之间的信息传递与共享，支撑整个现场的信息通信。

附图说明

图1是本发明窄带信道通信应用示意图。

图2是本发明下部结构示意图。

图3是本发明宽带信道通信应用示意图。

图4是本发明硬件架构。

图5是本发明射频单元具体结构。

图6是本发明基带单元具体结构。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1-6所示：

1.硬件设计：

手持通信终端通信设备硬件部分主要由基带单元、射频单元、按键板等组成，其硬件组成框图，如图3所示:

射频单元板由FPGA芯片、窄带射频收发芯片、功放、高稳晶振、时钟发生器、滤波器、电源管理电路等电路组成。其中，滤波器组负责窄带信号频段、宽带信号频段的共址工作；基带单元的WIFI芯片输出信号和定位模块的卫星信号接口合路之后使用同一天线接口。

基带单元板由主控CPU及外围芯片、WIFI芯片、宽带收发芯片、接口电路等组成。其中，网口、串口、电源接口、数据接口等通过同一软排线与射频单元连接；宽带收发芯片的射频信号通过射频信号传输线与射频单元的宽带收发信道连接。

2.协议架构：

手持终端拟采用TCP/IP协议架构，通过分组IP将有线网口、WIFI、窄带无线信道和宽带无线信道统一为一体。宽带信道主要用于不同手持通信终端通信设备之间无线自组网和数据传输，具备IP数据透传的能力；有线以太网口、WIFI、宽带信道的传输协议可以提供外部终端之间的数据传输通道；窄带信号主要用于话音以及短报文传输。协议的整体架构如下表1所示:

表1协议体系架构

外部终端与手持通信终端通信设备通过WIFI或者网线连接组成通信节点后，外部终端可根据业务数据的类型，选择手持通信终端通信设备的通信模式。图片、视频等要求传输速率高，以及其他需要通过自组网功能传输的业务数据可选择宽带自组网的传输方式；不需要自组网功能的短报文，以及手持通信终端通信设备之间的话音广播对讲通过窄带通信进行业务数据传输。窄带和宽带数据传输的手持通信终端通信设备具体实现方案如下：

1)窄带传输的实现

窄带传输的实现可细分为三部分。

第一部分，源外部终端通过TCP协议将业务数据发送给源手持通信终端通信设备，数据包的格式如表2，其中，“目的终端号”为目的手持通信终端通信设备的终端号；“网络端口号”为目的手持通信终端通信设备将业务数据发送给目的外部终端所使用的网络端口号。

表2源外部终端与源手持通信终端通信设备之间的短报文数据包格式

目的终端号	网络端口号	业务数据
			1byte	2bytes	1-248bytes

第二部分，源手持通信终端通信设备接收到源外部终端的业务数据后，通过窄带链路控制和窄带物理层将业务数据生成时域信号，由射频信道进行信号发送；目的手持通信终端通信设备的接收过程为源手持通信终端通信设备发送的逆过程。链路控制层与窄带物理层之间的数据包格式如表3，其中，数据校验采用CRC16的校验。

表3链路控制层与窄带物理层之间的数据包格式

目的终端号	源终端号	网络端口号	数据长度	数据	校验码
						1byte	1byte	2bytes	1-248bytes	1byte	2bytes

第三部分，目的手持通信终端通信设备利用从窄带物理层数据包中的网络端口号创建基于TCP的socket，将业务数据发送到目的外部终端。Socket的传输的数据格式如表4。

表4目的手持通信终端通信设备与目的外部终端之间的数据包格式

源终端号	业务数据
		1byte	1-248bytes

2)宽带传输的实现

首先是需要构建一个局域网络。手持通信终端通信设备有3个网络接口，分别为WIFI热点、有线网口、宽带无线网口，WIFI其中，热点和有线网口属于与外部终端连接的网络接口。利用网络桥接的方式将WIFI热点和有线网口创建一个虚拟网卡br0，与连接此手持通信终端通信设备的WIFI热点和有线网口的外部终端构成一个本地的局域网络，相互之间能够进行网络通信。虚拟网卡的IP的段与手持通信终端通信设备的终端号相对应。

然后，通过配置手持通信终端通信设备的防火墙，实现虚拟网卡与宽带网络接口之间的IP数据相互转发和IP转换。此外，配置本手持通信终端通信设备的本地局域网络到各个手持通信终端通信设备的局域网络的路由，将各个手持通信终端通信设备的宽带网络接口的IP分别设置为各个路由的网关。

通过上述的网络配置，手持通信终端通信设备的内部网络关系如图4所示。

最后，外部终端连接手持通信终端通信设备时应将IP设置为与该手持通信终端通信设备的虚拟网卡同一个IP段，并且将该手持通信终端通信设备的虚拟网卡的IP设置为网关。

通过上述的配置，手持通信终端通信设备宽带信道即可为各个外部终端提供宽带自组网通信的功能，各个外部终端之间构成了一个可互通的网络，相互之间通过网络编程即可实现业务数据传输。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种手持终端通信设备，其特征在于，包括：基带单元、射频单元、按键板、电源模块，所述的基带单元、按键板分别电连接射频单元，所述的射频单元包括定位模块，所述的射频单元与宽带和/或信道天线连接，所述的射频单元与北斗和/或WIFI天线连接，所述的电源模块为整个通信设备提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种手持终端通信设备，其特征在于：所述的射频单元包括FPGA芯片、窄带射频收发芯片、功放、高稳晶振、时钟发生器、滤波器、电源管理电路、定位模块，电源管理电路分别连接FPGA芯片、始终发生器、定位模块、窄带手法芯片、功放和开关，所述的时钟发生器还与FPGA芯片及高稳晶振连接，所述的FPGA芯片还与定位模块、窄带手法芯片模块连接、所述的窄带首发芯片与功放连接所述的功放还与开关和滤波器连接，所述的开关能够接受基带板宽带信号，所述的定位模块能够接受基带板WIFI信号，所述的滤波器负责窄带信号频段、宽带信号频段的共址工作。

3.根据权利要求2所述的一种手持终端通信设备，其特征在于：所述的基带单元包括主控CPU、WIFI芯片、宽带收发芯片、接口电路，所述的宽带收发芯片能够发出射频信号，且该射频信号能够通过射频信号传输线与射频单元的宽带收发信道连接。

4.根据权利要求3所述的一种手持终端通信设备，其特征在于：所述的基带单元WIFI芯片输出信号和定位模块的卫星信号接口合路之后使用同一天线接口。

5.根据权利要求4所述的一种手持终端通信设备，其特征在于：该手持终端通信设备还包括3个网络接口，分别为WIFI热点接口、有线网口、宽带无线网口，所述的WIFI热点接口及有线网口为外部终端连接的网络接口。

6.根据权利要求5所述的一种手持终端通信设备，其特征在于：所述的WIFI热点和有线网口间桥接有虚拟网卡，WIFI热点、有线网口、虚拟网卡构成一个本地的局域网络，使得WIFI热点、有线网口、虚拟网卡能够实现网络通信。

7.根据权利要求6所述的一种手持终端通信设备，其特征在于：该设备还包括防火墙模块，所述的防火墙模块能够实现虚拟网卡与宽带网络接口之间的IP数据相互转发及IP转换。

8.根据权利要求7所述的一种手持终端通信设备，其特征在于：所述的手持终端通信设备能够与外部终端连接连接。

9.根据权利要求8所述的一种手持终端通信设备，其特征在于：外部终端连接手持终端通信设备包括宽带信道，所述的宽带信道能够为外部中断提供自组网络通信使得外部中断之间联网并能够通过变成实现数据传输。