CN113965249A - 一种基于有线连接的天通卫星通信装置及其睡眠唤醒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于有线连接的天通卫星通信装置及其睡眠唤醒方法，基于有线连接的天通通信装置包括通过有线方式进行连接的天通卫星模块和移动通信终端两个部分，移动通信终端通过有线通道实现和天通卫星模块之间的数据传输和控制命令的收发，通过安装在移动通信终端上的天通卫星应用软件实现天通卫星通信业务；基于天通通信装置节约功耗的考虑，提出了天通卫星模块和移动通信终端之间的睡眠唤醒方法，该睡眠唤醒方法存在于天通卫星通信模块和移动通信终端中，通过各自终端上的2个GPIO接口实现天通卫星通信模块和移动通信终端之间的睡眠状态的指示及睡眠唤醒的功能，以达到降低天通通信装置功耗的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于有线连接的天通卫星通信装置及其睡眠唤醒方法，属于卫星移动通信领域。
背景技术
2016年8月6日我国在西昌卫星发射中心成功发射“天通一号”01星。这颗卫星的发射成功，开启了我国拥有自主卫星移动通信系统的时代，打破了国外在我国卫星移动通信领域和市场的垄断，使得基于天通卫星的移动通信终端应运而生。但现有的基于2G/3G/4G等公网和专网模式下的移动通信终端不具备天通卫星移动通信的能力，为了扩展现有移动通信终端的天通卫星通信的功能，现有的技术手段采用蓝牙等无线方式连接移动通信终端和天通通信模块的方式进行移动通信终端天通卫星通信功能的扩展，这种方法存在移动通信终端和天通卫星模块蓝牙匹配使用不方便、相互之间通信容易中断及存在安全隐患等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于有线连接的天通卫星通信装置及其睡眠唤醒方法，在不改变移动通信终端物理形态的基础上扩展其天通卫星通信功能，通过有线连接移动通信终端和天通卫星模块可实现其信号的可靠安全传输；装置的睡眠唤醒方法，可以显著降低移动通信终端和天通卫星通信模块的功耗，延长天通卫星通信装置的整体使用时间。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于有线连接的天通卫星通信装置，所述装置包括天通卫星模块和移动通信终端，所述天通卫星模块和所述移动通信终端之间通过有线方式进行连接，所述移动通信终端自带有第一对外物理接口，所述第一对外物理接口包括两个GPIO接口和一个异步接收/发送装置UART接口，所述天通卫星模块包括天通射频单元、天通基带单元、应用处理单元和第二对外物理接口，所述第二对外物理接口包括两个GPIO接口和一个异步接收/发送装置UART接口；所述天通射频单元与所述天通基带单元之间数据交互，所述天通基带单元与所述应用处理单元之间数据交互，所述应用处理单元与所述第二对外物理接口之间数据交互；
所述第一对外物理接口中的两个GPIO接口和所述第二对外物理接口中的两个GPIO接口用于所述移动通信终端和所述天通卫星模块的睡眠唤醒状态的指示及相互之间的唤醒；所述第一对外物理接口中的UART接口和所述第二对外物理接口中的UART接口用于所述移动通信终端和所述天通卫星模块之间数据和指令的收发；所述第一对外物理接口与所述第二对外物理接口之间通过有线方式连接。
作为本发明装置的一种优选方案，所述天通射频单元在所述天通卫星模块向天通卫星发射信号时，用于将所述天通基带单元发送的基带信号进行上变频、滤波和功率放大，使得到的射频信号放大到满足天通卫星天线端口的最低要求；所述天通射频单元在所述天通卫星模块接收天通卫星信号时，用于对卫星下行信号进行放大、下变频到所述天通基带单元，对所述天通基带单元产生的基带信号进行放大，并将放大后的信号转换为数字信号后，再次送往所述天通基带单元。
作为本发明装置的一种优选方案，所述天通基带单元用于根据传输协议标准实现高层协议栈、物理层标准，并与所述应用处理单元之间进行数据交互。
作为本发明装置的一种优选方案，所述应用处理单元用于运行上层应用、底层驱动程序，并实现对所述天通卫星模块各种外设的管理，实现与用户的交互，为天通卫星话音、短消息业务的应用提供软、硬件方面的支持。
一种睡眠唤醒方法，基于所述的基于有线连接的天通卫星通信装置实现，所述睡眠唤醒方法通过所述第一对外物理接口中的两个GPIO接口和所述第二对外物理接口中的两个GPIO接口实现，具体为：
定义第一对外物理接口中的两个GPIO接口分别为GPIO_0和GPIO_1，定义第二对外物理接口中的两个GPIO接口分别为GPIO_0和GPIO_1，第一对外物理接口中的GPIO_0与第二对外物理接口中的GPIO_0有线连接，第一对外物理接口中的GPIO_1与第二对外物理接口中的GPIO_1有线连接；
第一对外物理接口中的GPIO_0与第二对外物理接口中的GPIO_0均定义为AP_SLEEP_STATUS，用于实现所述移动通信终端唤醒所述天通卫星模块及所述移动通信终端睡眠唤醒状态的指示，所述移动通信终端侧的GPIO_0定义为GPIO_OUT，所述天通卫星模块侧的GPIO_0定义为GPIO_IN；
第一对外物理接口中的GPIO_1与第二对外物理接口中的GPIO_1均定义为CP_SLEEP_STATUS，用于实现所述天通卫星模块唤醒所述移动通信终端及所述天通卫星模块睡眠唤醒状态的指示，所述移动通信终端侧的GPIO_1定义为GPIO_IN，所述天通卫星模块侧的GPIO_1定义为GPIO_OUT；
所述天通卫星模块通过读取AP_SLEEP_STATUS的GPIO_IN的状态来获取所述移动通信终端的睡眠唤醒状态，如果GPIO_IN的状态为0，表示所述移动通信终端处于唤醒状态，如果GPIO_IN的状态为1，表示所述移动通信终端处于睡眠状态；所述移动通信终端通过读取CP_SLEEP_STATUS的GPIO_IN的状态来获取所述天通卫星模块的睡眠唤醒状态，如果GPIO_IN的状态为0，表示所述天通卫星模块处于唤醒状态，如果GPIO_IN的状态为1，表示所述天通卫星模块处于睡眠状态；
所述天通卫星模块和所述移动通信终端通过有线连接并开机后，都为唤醒状态，此时所述移动通信终端能够进行天通电话的拨打接听和短信的收发；当所述移动通信终端经过预设的时间未使用后，进入待机模式并进入睡眠状态，此时所述移动通信终端通过AP_SLEEP_STATUS的GPIO_OUT上升沿使得所述天通卫星模块进入睡眠状态；当所述天通卫星模块收到外部来电信号或外部短信被唤醒后，所述天通卫星模块通过CP_SLEEP_STATUS的GPIO_OUT下降沿唤醒所述移动通信终端，使得所述移动通信终端能够接听天通电话或接收短信；当需要使用所述移动通信终端进行天通电话的拨打或短信的发送时，所述移动通信终端被唤醒，并通过AP_SLEEP_STATUS的GPIO_OUT下降沿唤醒所述天通卫星模块，使得所述移动通信终端能够拨打天通电话或发送短信。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明提供一种基于有线连接的天通卫星通信装置，通过在不改变移动通信终端物理形态的情况下，根据其物理接口在设计天通卫星通信模块时进行针对性物理接口设计，用于以有线方式连接移动通信终端和天通通信模块，实现信号的可靠安全传输。
2、本发明提供一种基于有线连接的天通卫星通信装置的睡眠唤醒方法，利用对外物理接口中的GPIO接口，实现移动通信终端及天通卫星模块之间的睡眠状态指示及相关之间的睡眠唤醒功能，实现移动通信终端的天通卫星功能的扩展，并使得基于有线连接的天通卫星通信装置使用更加方便、通信稳定和安全可靠，有效降低天通卫星通信装置的使用功耗。
附图说明
图1是本发明天通通信装置的有线连接及组合示意图。
图2是本发明基于有线连接的天通卫星模块设计组成示意图。
图3是本发明天通卫星通信装置对外物理接口示意图。
图4是本发明天通通信装置睡眠及唤醒方法流程示意图。
图5是本发明一种基于有线连接的天通通信装置的使用方法示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图1所示，基于有线连接的天通通信装置包括天通卫星模块和移动通信终端两个部分，天通卫星模块和移动通信终端之间通过有线方式进行连接，通过有线连接后的移动通信终端和天通卫星模块就可以组合成一个天通通信装置，移动通信终端通过有线通道实现和天通卫星模块之间的数据传输和控制命令的收发，通过安装在移动通信终端上的天通卫星应用软件实现天通卫星通信业务；基于天通通信装置节约功耗的考虑，提出了天通卫星模块和移动通信终端之间的睡眠唤醒方法，该睡眠唤醒方法存在于天通卫星通信模块和移动通信终端中，通过各自终端上的2个GPIO接口实现天通卫星通信模块和移动通信终端之间的睡眠状态的指示及睡眠唤醒的功能，以达到降低天通通信装置功耗的目的。
如图2所示是基于有线连接的天通卫星模块设计组成示意图，天通卫星模块主要包括：天通射频单元、天通基带单元、应用处理单元和对外物理接口等部分。其中，天通射频单元主要实现天通基带信号的上变频、滤波和功率放大等功能，使射频信号放大到满足天通卫星天线端口的最低要求，对卫星下行信号进行放大、下变频到基带，基带信号再经放大器放大，通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号，数字信号再被送往天通基带处理；天通基带单元根据系统传输协议标准完成高层协议栈、物理层等标准的实现，并与应用处理部分实现数据交互；应用处理单元运行上层应用、底层驱动等程序，并实现对各种外设的管理，实现与用户的交互，为天通卫星话音、短消息等业务的应用提供软、硬件方面的支持；对外物理接口主要用于实现与移动通信终端的有线连接接口，该物理接口包含1个UART接口和2个GPIO接口，用于实现天通卫星模块和移动通信终端之间数据和指令的收发、睡眠状态的指示及睡眠唤醒的功能。
天通卫星通信装置的对外物理接口如图3所示，为方便描述，用AP表示移动通信终端，CP表示天通卫星模块，AP侧的对外物理接口包含有2个用户自定的GPIO接口和1个通用异步接收/发送装置UART接口，这是AP自带的对外物理接口，无需做设计改动；CP侧的对外物理接口是根据AP侧的对外物理接口对等设计有2个GPIO接口和1个UART接口；利用定制的有线将AP和CP的对外物理接口连接起来，其中的2个GPIO接口用作指示AP和CP的睡眠唤醒状态的指示及相互之间的睡眠唤醒，1个UART接口用作AP和CP之间的数据传输和控制指令收发的通道。
为了实现基于有线连接的天通卫星通信装置节约功耗的目的，提出了基于有线连接的天通通信装置的睡眠唤醒方法，该方法主要是通过AP和CP对外物理接口中的2个GPIO接口来实现的，天通卫星通信装置的对外物理接口中的2个GPIO接口的相关描述如表1所示。
表1天通卫星通信装置对外物理接口中的2个GPIO接口相关描述
其中，GPIO_0定义为AP_SLEEP_STATUS，用于实现AP唤醒CP及AP睡眠唤醒状态的指示，AP侧定义为GPIO_OUT，CP侧定义为GPIO_IN；GPIO_1定义为CP_SLEEP_STATUS，用于实现CP唤醒AP及CP睡眠唤醒状态的指示，AP侧定义为GPIO_IN，CP侧定义为GPIO_OUT。
CP通过读取AP_SLEEP_STATUS的GPIO_IN的状态来获取AP的睡眠唤醒状态，如果GPIO_IN的状态为0，表示AP处于唤醒状态，如果GPIO_IN的状态为1，表示AP处于睡眠状态；AP通过读取CP_SLEEP_STATUS的GPIO_IN的状态来获取CP的睡眠唤醒状态，如果GPIO_IN的状态为0，表示CP处于唤醒状态，如果GPIO_IN的状态为1，表示CP处于睡眠状态。
CP的睡眠状态由AP来决定，AP没有睡眠时，即AP_SLEEP_STATUS为0时，CP不能进入睡眠状态，AP利用AP_SLEEP_STATUS的GPIO_OUT下降沿唤醒CP，AP利用AP_SLEEP_STATUS的GPIO_OUT上升沿使得CP进入睡眠，CP利用CP_SLEEP_STATUS的GPIO_OUT下降沿来唤醒AP。
天通卫星通信装置开机后，AP和CP初始设置状态都为唤醒状态，设置在AP和CP的内核中完成，AP侧：设置AP_SLEEP_STATUS为输出态，输出为0，设置CP_SLEEP_STATUS为输入态，中断下拉使能，用于AP唤醒CP；CP侧：设置CP_SLEEP_STATUS为输出态，输出为0，设置AP_SLEEP_STATUS为输入态，中断上拉和下拉使能，中断上拉使能用于AP允许CP睡眠，中断下拉使能用于AP把CP唤醒。
具体的睡眠及唤醒流程如图4所示，AP和CP通过有线连接并开机后，都为唤醒状态，此时AP可以进行天通电话的拨打和短信的收发；AP如果经过一定时间没有使用，就进入待机模式并进入睡眠状态，此时AP通过AP_SLEEP_STATUS的GPIO_OUT上升沿使得CP进入睡眠状态；当CP收到外部信号，如有来电或短消息，CP将被唤醒，CP通过CP_SLEEP_STATUS的GPIO_OUT下降沿唤醒AP，这时AP就可以接听天通电话或接收短消息；AP如果经过一段时间没有使用，就进入待机模式并进入睡眠状态，并通过AP_SLEEP_STATUS的GPIO_OUT上升沿使得CP进入睡眠状态；如果需要使用AP进行天通电话的拨打或短信的发送，AP将被唤醒，并通过AP_SLEEP_STATUS的GPIO_OUT下降沿唤醒CP，这时就可以实现天通电话的拨打和短信的收发，后续重复前述的相应睡眠及唤醒的流程。
如图5所示，公开一种基于有线连接的天通通信装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、通过定制的有线线缆连接天通卫星模块和移动通信终端的物理接口。具体物理接口见图3。
S2、分别将天通卫星模块和移动通信终端开机上电。
S3、检查天通卫星模块和移动通信终端是否通信正常，若通信正常进入S5，若通信不正常进入S4。
S4、检查有线线缆和天通卫星模块和移动通信终端的物理接口连接是否可靠，直到表示天通卫星模块和移动通信终端的可靠通信的匹配指示灯点亮，说明此时天通卫星模块和移动通信终端通信正常。
S5、打开安装在移动通信终端上的天通卫星应用软件，该软件用于实现天通卫星电话的拨打及短信的收发，利用移动通信终端的听筒和麦克实现卫星话音通话功能。
S6、通过查看天通卫星应用软件上的状态栏，看天通卫星通信模块是否实现入网成功及入网信号强度，若入网成功则进入S8，否则进入S7。
S7、将天通通信装置拿到开阔地带，等待重新搜网，直到状态栏显示有天通卫星入网信号，这时表示天通通信模块入网成功。
S8、通过天通卫星应用软件的用户应用软件，可以实现天通卫星电话的拨打和短信的收发。
S9、如果不再使用天通卫星通信功能，可使得移动通信终端进入待机状态，由前述的睡眠唤醒方法，在移动通信终端进入睡眠后，天通卫星通信模块也进入睡眠状态，天通卫星通信模块如收到被叫信号及收到短信，天通卫星通信模块唤醒移动通信终端，实现相应的天通卫星电话及短信业务。
本发明提供了一种基于有线连接的天通卫星通信装置及其睡眠唤醒方法，通过天通卫星通信装置，可以在不改变移动通信终端物理形态的基础上扩展其天通卫星通信功能，通过有线连接移动通信终端和天通卫星模块可实现其信号的可靠安全传输；通过其睡眠唤醒方法，可以显著降低移动通信终端和天通卫星通信模块的功耗，延长天通卫星通信装置的整体使用时间。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于有线连接的天通卫星通信装置，其特征在于，所述装置包括天通卫星模块和移动通信终端，所述天通卫星模块和所述移动通信终端之间通过有线方式进行连接，所述移动通信终端自带有第一对外物理接口，所述第一对外物理接口包括两个GPIO接口和一个异步接收/发送装置UART接口，所述天通卫星模块包括天通射频单元、天通基带单元、应用处理单元和第二对外物理接口，所述第二对外物理接口包括两个GPIO接口和一个异步接收/发送装置UART接口；所述天通射频单元与所述天通基带单元之间数据交互，所述天通基带单元与所述应用处理单元之间数据交互，所述应用处理单元与所述第二对外物理接口之间数据交互；
所述第一对外物理接口中的两个GPIO接口和所述第二对外物理接口中的两个GPIO接口用于所述移动通信终端和所述天通卫星模块的睡眠唤醒状态的指示及相互之间的唤醒；所述第一对外物理接口中的UART接口和所述第二对外物理接口中的UART接口用于所述移动通信终端和所述天通卫星模块之间数据和指令的收发；所述第一对外物理接口与所述第二对外物理接口之间通过有线方式连接。
2.根据权利要求1所述的基于有线连接的天通卫星通信装置，其特征在于，所述天通射频单元在所述天通卫星模块向天通卫星发射信号时，用于将所述天通基带单元发送的基带信号进行上变频、滤波和功率放大，使得到的射频信号放大到满足天通卫星天线端口的最低要求；所述天通射频单元在所述天通卫星模块接收天通卫星信号时，用于对卫星下行信号进行放大、下变频到所述天通基带单元，对所述天通基带单元产生的基带信号进行放大，并将放大后的信号转换为数字信号后，再次送往所述天通基带单元。
3.根据权利要求1所述的基于有线连接的天通卫星通信装置，其特征在于，所述天通基带单元用于根据传输协议标准实现高层协议栈、物理层标准，并与所述应用处理单元之间进行数据交互。
4.根据权利要求1所述的基于有线连接的天通卫星通信装置，其特征在于，所述应用处理单元用于运行上层应用、底层驱动程序，并实现对所述天通卫星模块各种外设的管理，实现与用户的交互，为天通卫星话音、短消息业务的应用提供软、硬件方面的支持。
5.一种睡眠唤醒方法，基于权利要求1-4任一项所述的基于有线连接的天通卫星通信装置实现，其特征在于，所述睡眠唤醒方法通过所述第一对外物理接口中的两个GPIO接口和所述第二对外物理接口中的两个GPIO接口实现，具体为：
定义第一对外物理接口中的两个GPIO接口分别为GPIO_0和GPIO_1，定义第二对外物理接口中的两个GPIO接口分别为GPIO_0和GPIO_1，第一对外物理接口中的GPIO_0与第二对外物理接口中的GPIO_0有线连接，第一对外物理接口中的GPIO_1与第二对外物理接口中的GPIO_1有线连接；
第一对外物理接口中的GPIO_0与第二对外物理接口中的GPIO_0均定义为AP_SLEEP_STATUS，用于实现所述移动通信终端唤醒所述天通卫星模块及所述移动通信终端睡眠唤醒状态的指示，所述移动通信终端侧的GPIO_0定义为GPIO_OUT，所述天通卫星模块侧的GPIO_0定义为GPIO_IN；
第一对外物理接口中的GPIO_1与第二对外物理接口中的GPIO_1均定义为CP_SLEEP_STATUS，用于实现所述天通卫星模块唤醒所述移动通信终端及所述天通卫星模块睡眠唤醒状态的指示，所述移动通信终端侧的GPIO_1定义为GPIO_IN，所述天通卫星模块侧的GPIO_1定义为GPIO_OUT；
所述天通卫星模块通过读取AP_SLEEP_STATUS的GPIO_IN的状态来获取所述移动通信终端的睡眠唤醒状态，如果GPIO_IN的状态为0，表示所述移动通信终端处于唤醒状态，如果GPIO_IN的状态为1，表示所述移动通信终端处于睡眠状态；所述移动通信终端通过读取CP_SLEEP_STATUS的GPIO_IN的状态来获取所述天通卫星模块的睡眠唤醒状态，如果GPIO_IN的状态为0，表示所述天通卫星模块处于唤醒状态，如果GPIO_IN的状态为1，表示所述天通卫星模块处于睡眠状态；
所述天通卫星模块和所述移动通信终端通过有线连接并开机后，都为唤醒状态，此时所述移动通信终端能够进行天通电话的拨打接听和短信的收发；当所述移动通信终端经过预设的时间未使用后，进入待机模式并进入睡眠状态，此时所述移动通信终端通过AP_SLEEP_STATUS的GPIO_OUT上升沿使得所述天通卫星模块进入睡眠状态；当所述天通卫星模块收到外部来电信号或外部短信被唤醒后，所述天通卫星模块通过CP_SLEEP_STATUS的GPIO_OUT下降沿唤醒所述移动通信终端，使得所述移动通信终端能够接听天通电话或接收短信；当需要使用所述移动通信终端进行天通电话的拨打或短信的发送时，所述移动通信终端被唤醒，并通过AP_SLEEP_STATUS的GPIO_OUT下降沿唤醒所述天通卫星模块，使得所述移动通信终端能够拨打天通电话或发送短信。
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