CN1093726C

CN1093726C - 一种手持式移动台

Info

Publication number: CN1093726C
Application number: CN98113218.9A
Authority: CN
Inventors: 艾伟; 陈朝晖; 方志成
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 1998-05-16
Filing date: 1998-05-16
Publication date: 2002-10-30
Anticipated expiration: 2018-05-16
Also published as: CN1236281A

Abstract

本发明公开了一种手持式移动台，包括主机(202)和子机(201)，主机包括通讯协议处理部分，用于与基站系统(203)的联系，子机包括人机接口，手持式移动台还包括主机与子机以无线方式进行通信的装置。本发明采用分体式设计，使辐射源远离人脑，以减少电磁波对人体的辐射。

Description

一种手持式移动台

本发明属于手持式移动台系统，尤其涉及移动电话技术。

随着移动通信基站密度的提高，移动电话的发射功率趋向减小，但对人体的电磁辐射并未有大的变化。现有的一体式移动电话工作时贴近人脑，其高频脉冲功率可达2瓦，甚至更大，辐射天线离人脑在10厘米之内。电磁辐射对人体的危害正被医学界广泛证实，它已成为当今危害人类健康的一大致病源。电磁辐射能引起热效应、非热效应及累积效应对人体造成的伤害。电磁辐射对人脑的损害尤其严重，可引发头痛、白内障、脑肿瘤、痴呆、帕金森氏症等疾病。近年来电磁辐射对人体造成的潜在危害正日益引起人们的重视，开始对有关电磁辐射的电子设备和设施，如移动电话、通讯电缆的电磁辐射采取措施。对开机使用中的移动电话测试结果表明，当脉冲功率为2瓦时，耳机、耳机上部及天线中部位释放出的电磁功率分别为350uW/cm²、950uW/cm²、440uW/cm²，大大超过电磁环境标准一级区标准应小于10uW/cm²的规定。它释放出的电磁辐射对大脑的影响可引起疲乏、头痛等症状，甚至被眼球吸收而造成白内障，更严重的是损害脑细胞而导致脑癌。

本发明的目的就是为了减少电磁波对人体的辐射危害，使辐射源远离人脑。

本发明手持式移动台包括主机和子机，主机与子机以无线或有线方式进行通信，其中主机包括微处理器、通信协议处理电路、编解码器和射频电路，分机包括微处理器、编解码器、音频处理电路和射频电路。本发明手持式移动台还包含有主机与子机以无线或有线方式进行通信的装置。

脂用分体式设计后，将移动电话分为主机和子机两部分，子机和主机之间的联系媒介可采用多种模式，如无线电、红外线、有线等。采用红外线或有线方式，子机对人体无任何辐射影响，若采用无线电方式，因子机与主机间通信距离不超过5米，子机无线功率在1到2毫瓦之间，参照上述测试数据，当子机脉冲功率为2毫瓦时，耳机、耳机上部及天线中部各部位释放出的电磁功率分别为0.35uW/cm²(微瓦每平方厘米，以下同)、0.95uW/cm²、0.44uW/cm²，远低于中国卫生部颁发的GB9175-88电磁环境标准一级区标准应小于10uW/cm²的规定。另外，本发明采用内置式整合天线，在靠近人体侧采用多种反射措施，使电磁辐射对人体的危害进一步显著减少。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。在实施例中，子机与主机采用无线通信方式。

图1为现有GSM移动电话的原理框图。

图2为本发明手持式移动台的工作示意图。

图3为本发明手持式移动台子机的原理框图。

图4为本发明手持式移动台主机的原理框图。

如图1所示，现有GSM移动电话的核心控制部分为微处理器101，它控制所有的外围器件。显示器102为高点阵LCD，数据存储器103为静态随机存储器SPAM，程序存储器104为快闪存储器FLZSH ROM，GSM调制解调电路109完成高斯滤波最小移频键控GMSK调制解调功能，并完成变频用功率放大，工作频率范围符合ETSI关于GSM移动台协议规范，功率放大的瞬间功率一般不超过2瓦，功率大小受GSM基带处理电路108的控制。GSM基带处理电路108完成A/D、D/A转换及GSM协议处理，协议的处理采用的是全数字化方式。从GSM调制解调电路109接收到的信号经数字化处理后再转换成模拟音频信号，送往音频处理电路107。从音频处理电路107接收到的音频信号，经GSM基带处理电路108，送往GSM调制解调电路109。音频处理电路107完成两大功能，一是将GSM基带处理电路108送来的音频信号进行功率放大后驱动喇叭发声，二是将拾音器接收到的音频小信号放大后送往基带处理电路108进行编码。对键盘105的扫描由微处理器101完成。当有键被按下，相关线路连通，微处理器101即可获得按键的位置码，然后进行相应的处理。SIM卡106是GSM用户身份标识卡，它存有用户在GSM网络中的身份号等用于与网络通信所必需的内容，同时，SIM卡106也有半永久存储空间，可存放一定数量的电话号码、短消息等内容。

GSM基带处理的编码流程是指音频处理电路107将模拟音频信号送往GSM基带处理电路108后，GSM基带处理电路108对模拟音频进行编码处理后，送往GSM调制解调电路109的过程。编码流程包括语音A/D转换、语音编码、信道编码、交织、加密、基带D/A转换等六个过程。音频处理电路107将从拾音器送过来的模拟音频信号放大后，直接送到GSM基带处理电路108，GSM基带处理电路108将模拟音频信号进行A/D模拟到数字转换，变成串行数字信号，以便后续数字电路进行处理。A/D转换的采样频率为8kHz，13比特线性量化，串行传送，比特率为104kbit/s。语音编码模块将语音A/D转换模块送来的104kbit/s数据流，依据GSM协议进行压缩编码，转换成13kbit/s数据流。采用的算法为规则脉冲激励长期预测编码PRE-LTP。13kbit/s的数据流以20毫秒分块，各块并不处在同一优先级。不同优先级的数据块采用不同的信道编码，以保证数据传输的可靠性。为分化突发脉冲干扰的影响，数据流采用了交织技术。根据需要，数据流以GSM协议规范的A5/1和A5/2算法进行加密，再将数据流格式化为一个个的数据块。数字信息流经基带D/A转换模块进行差分D/A转换后，形成I、Q模拟信号，送往GSM调制解调电路109，以实现GMSK调制。

GSM基带处理的解码流程是指GSM调制解调电路109将接收解调出的模拟信号，经GSM基带处理电路108进行量化、数字化解码、再恢复成模拟音频信号，送往音频处理电路107的过程。解码流程包括基带A/D转换、均衡、解密、去交织、信道解码、语音解码、语音D/A转换等七个过程。

GSM调制解调电路109解调出来的I、Q信号，送往基带A/D转换模块，以270kHz频率采样，经双路A/D转换后，以串行方式送往均衡电路，均衡电路采用维特比最大似然序列算法。均衡电路可有效去除多径效应对信号造成的影响。均衡电路输出的数据流经解密、去交织、信道解码、语音解码，生成104kbit/s的数据流，送往语音D/A转换电路，经D/A转换，并进行滤波后，还原成模拟语音信号，送往音频处理电路107。

如图2所示，分体式手持移动台分为子机201及主机202两部分，它们在结构上是独立的。子机201包括人机接口，有键盘、显示器及电声转换等部件，外形类似卡片式计算器，可采用钮扣电池或其他小型高能电池工作，放在袋内，挂在脖子上或扣在主机202上。主机202负责GSM通信协议处理部分，完成与GSM基站系统203的联系，以全数字方式传送话音及控制信令。主机202与子机201以内部协议进行联系，用模拟方式传送话音，以数字方式传送控制信令，外形类似小盒子，可放在袋内或挂在腰间，靠近人体的一面可加屏蔽层。

以这种分体方式工作，子机201与主机202通信距离不超过5米，子机的射频电路及功耗均很小，且可采用简单的通信方式，射频调制解调及控制电路相当简单，成本极低。子机在结构上可做得小巧精致，功能上可做到更丰富。主机功能完全局限在通信协议的处理上，功能更简洁，结构更紧凑。从整机方面来说，子机和主机的组合更灵活。随着通信网络的升级，终端可更换主机，以实现更高的通信质量，而更换子机则可提供给用户更丰富的功能，给用户以更加灵活的选择。

主机采用内置式整合天线，加之在主机靠近人体侧采用反射措施，使天线具有一定的方向性，天线增益集中在远离人体的方向，减少了主机发射时对人体的辐射。而在接收方面，由于当前网络容量的逐步增大，GSM基站越来越密集，同时因城市环境中建筑物重重迭迭，GSM移动台与基站间的电波一般不能直线到达，而是反射或散射波形式，因此，天线的这种方向性，提高了天线增益，可相应地可降低主机发射功率，延长了电池的工作时间，反而有利于用户的使用。

与一体式移动电话相比，分体式移动电话增加了子机、主机间通信模块。由于子机与主机位置相对固定，距离也较近，子机和主机通信部分采用的是简单的控制方式，有效地控制了成本。通信模块的射频功率低于1mW，并进行自动频率选择，可有效地避免干扰，也有利于减少信息泄露及对外界的辐射干扰。

子机和主机之间通信频率为：子机发射、主机接收在48.250MHz～48.475MHz之间，子机接收、主机发射在45.250～45.475之间，收发频率间隔为3MHz，每信道带宽为25KHz，共10个信道，工作在无绳电话频段。

如图3所示，子机201的核心控制部分是为处理器301，它控制所有的外围器件。显示器302为高点阵LCD，数据存储器303为SRAM，程序存储器304为FLASH ROM，编解码器307用于最小移频键控MSK信令编解码。射频电路309为低功率调频收发电路，一方面将接收到的调频信号通过混频、鉴频，解调出音频信号，送到音频处理电路308，音频处理电路308将信号放大后，送往扬声器，另一方面，

308，音频处理电路308将音频信号放大后，送往射频电路309，射频电路309将信号调制后，辐射到空中。音频电路308和射频电路309的工作状态受微处理器301的控制。射频电路309解调出的信号，在送往音频处理电路308的同时，也送往编解码器307进行解码，若编解码器307解调出信令帧，则立即送往微处理器301，微处理器301根据信令内容，作出相应的处理。若微处理器301要发送信令，则将信令数据送往编解码器307后，启动编解码器307发送，编解码器307将信令转化成MSK信号后，送往射频电路309，射频电路309将信号调制后，辐射到空中。

如图4所示，主机202包括通信协议处理部分。它一方面与GSM基站系统203实现无线通信，另一方面，要与子机201实现无线通信。与GSM网络通信采用的是标准的GSM频段，与子机通信采用的是无绳电话频段。微处理器401负责整个电路的控制，数据存储器404存储动态数据，程序存储器405存储微处理器的程序代码。GSM基带处理电路402负责GSM基带信号的处理，将GSM调制解调电路403解调的信号经均衡、解密、去交织、信道解码、语音解码及D/A变换等处理后，变成单纯的音频信号，送往射频电路407，经调制后，辐射到空中，由子机201接收。相应地，射频电路407接收到子机201送来的射频信号后，解调成音频信号，送往GSM基带处理电路402，经A/D变换、语音编码、信道编码、交织、加密等处理后，送往GSM调制解调电路403，调制成GSM射频信号，辐射到空中，以便GSM基站系统203接收。射频电路407在解调出子机201送来的信号后，在送往GSM基带处理电路402的同时，也送往编解码器406，编解码器若解调出MSK信令，则送往微处理器401，微处理器401根据信令内容，作出相应的处理。微处理器401若要与子机201建立通信联络，可向编解码器406发送MSK信令帧数据，由编解码器406转换成MSK信号后，送往射频电路407，调制成射频信号，辐射到空中，以便子机201接收。主机部分还包括SIM卡408，SIM卡由运营商提供。

在天线的实现方式上，与射频电路407相连的的收发天线及与GSM调制解调电路403相连的天线采用微带线方式实现，即通过在印制电路板上布线，形成一个闭合的感性环路，通过外加电容，组成谐振选频电路。对900MHz，这种形式的天线较为匹配，效率较高，适合于较远距离的传输，而对100MHz以下频段，效率较低，但在本方案中，因主机202与子机201通信距离很近，对天线的效率要求不高。在具体实现中，与射频电路407相连的的收发天线及与GSM调制解调电路403相连的收发天线各置一侧，在电路上也采用了一些隔离措施，以尽量减少两天线间的干扰。

为避免天线对人体的辐射，在主机202上，在背胶壳靠近人体侧的胶壳内侧，喷涂金属屏蔽层，有效地减低了天线对人体辐射。实验证明，喷涂金属屏蔽层，对辐射的隔离有12dB以上。

子机与主机之间的内部通信协议采用最小移频键控MSK副载波调制方式，1200波特率，25kHz带宽。信令格式的基本组成示于下表：

建立等待

序言

信息

释放保持

建立等待：信令传输应当由链路建立等待时间保证，在这段时间内应产生不小于90％最大功率的未定调制的传输。

序言：信令传输应开始于交替比特1010....10，以便接收机解调，应包括至少16比特并以二进制0结束。

信息：信息是包含码字同步的连续传输序列，它有一个地址码字，有时还有一个或多个数据码字。

释放延迟比特：信令传输结束时应给最后传输的信息加一个用二进制“0”或“1”表示的释放延迟比特。

其中，信息格式如下：

信息包括码字同步序列，地址码字，需要时还有一个或多个数据码字。如下表所示。地址码字规定了信息的特征，而数据码字则补充了地址码字中的信息。

码字同步序列

地址码字

数据码字(需要时)

码字同步序列：码字同步序列的传输使译码器能形成码字帧，它包含16比特，见下表，第一比特最先传送。

比特序号	1 2 … … … … … … … 16
比特序号	1 2 … … … … … … … 16	比特内容	1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1

信息用64比特的码字传输。每个码字包括48个信息比特，后跟16检错比特。地址码字和数据码字用码字中第一比特A区别；见下表。第一个比特最先传送：

1	2………48	49………64
1	2………48	49………64	A	消息区	检错

比特数： 1 47 16

第1个比特A：二进制“1”表示地址码字

二进制“0”表示数据码字

第2至48比特：消息区

第49至64比特：检错比特

检错比特：前15个检错比特是从BCH(63，48)循环码中导出的。码字的1至48比特代表有Xexp(62)(X的62次幂，以下同)到Xexp(15)项的多项式系数。这个多项式用下列生成多项式模2相除得到：

X¹⁵+X¹⁴+X¹³+X¹¹+X⁴+X²+1

15个检查比特与余子多项式Xexp(14)到Xexp(0)的系数一致，将最后一个比特(循环码BCH(63、48)中码字比特63)再反向。最后，63比特块中再附加一个比特，提供64比特码字的偶校验。码字的纠、检错特性、码字的错误控制如下：“硬判”解码：

A、检所有奇数个错误，任何5个随机错，和任何长度最长为

16的突发错，

或者

B、纠一位错误，和检4个错和长度小于11的突发错，

或者

C、纠最多2位错，和检3个错及长度小于4的突发错，

或者

D、纠任一单个长度小于5的突发错。“软判”译码：

纠任何5位模糊比特和任一长度小于16位的单个突发模糊比特。

不同的信令可通过消息区内容的不同来区分，具体信令描述在此从略。

Claims

1、一种手持式移动台，包括主机和子机，所述主机与子机以无线或有线方式进行通信，其特征在于：所述主机(202)包括微处理器(401)、与微处理器(401)相连的通信协议处理电路、与微处理器(401)相接的编解码器(406)、与编解码器(406)及通信协议处理电路(402)分别相接的射频电路(407)；所述子机(201)包括微处理器(301)、与微处理器(301)相连的音频处理电路(308)、分别与微处理器(301)和音频处理电路(308)相连接的编解码器(307)、与编解码器(307)和音频处理器连接的射频电路(309)。

2、根据权利要求1所述的手持式移动台，其特征在于：所述主机(202)包括分别与微处理器(401)相接的数据存储器(404)和程序存储器(405)。

3、根据权利要求1所述的手持式移动台，其特征在于：所述主机(202)靠近人体的外壳内侧喷涂金属屏蔽层。

4、根据权利要求1所述的手持式移动台，其特征在于：所述主机(202)所包括的通信协议处理电路包括GSM基带处理电路(402)和GSM调制解调电路(403)。

5、根据权利要求1所述的手持式移动台，其特征在于：所述子机(201)所包括的编解码器(307)为最小移频键控MSK信令编解码器。

6、根据权利要求1所述的手持式移动台，其特征在于：所述子机(201)所包括的射频电路(309)为低功率调频收发电路。

7、根据权利要求1所述的手持式移动台，其特征在于：所述子机(201)还包括分别与微处理机相连的显示器(302)、数据存储器(303)、程序存储器(304)和键盘。

8、根据权利要求1所述的手持式移动台，其特征在于：所述手持式移动台包含有主机(202)与子机(201)以无线方式进行通信的装置。

9、根据权利要求8所述的手持式移动台，其特征在于：所述无线方式进行通信的装置包括编解码器和射频电路。

10、根据权利要求9所述的手持式移动台，其特征在于：所述无线方式进行通信的装置还包括内置式整合天线。