CN1382275A

CN1382275A - 用于电路转换和分组转换数据传递的双端口无线调制解调器

Info

Publication number: CN1382275A
Application number: CN 00813084
Authority: CN
Inventors: 丹尼尔·门罗; 查尔斯·林赛
Original assignee: Xircom Inc
Current assignee: Xircom Inc
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2002-11-27
Anticipated expiration: 2020-09-20
Also published as: JP2003510865A; GB2373413B; CN100461779C; WO2001022193A2; GB0204100D0; CN1677963A; JP4755375B2; CN1193293C; WO2001022193A3; AU4019501A; GB2373413A

Abstract

本发明公开了一种双端口外部无线调制解调器。根据一个实施例,该外部无线调制解调器经第一串行端口(324)接收命令和控制信息,以及经第二串行端口(328)接收实时数据。第一串行端口还被配置成接收分组转换数据,例如短消息服务消息,而第二串行端口被配置成接收电路转换数据。无线调制解调器中的RF收发信机(316)最好利用GSM协议堆栈调制经相应串行端口接收的数据和控制信号。根据一个实施例,RF收发信机可以同时发送在无线调制解调器上接收的电路转换数据和分组转换数据,而不中断电路转换数据传递,从而避免了语境转换和信息通过量的损失。

Description

用于电路转换和分组转换数据传递的双端口无线调制解调器

背景技术

1.发明领域

本发明总体上涉及无线调制解调器，特别是涉及一种处理电路转换和分组转换数据的双端口无线调制解调器。

2.发明背景

在现有的外部无线调制解调器中，无线调制解调器被配置来连接单个外部装置，特别是经单串行端口连接单个外部装置。当希望使用无线调制解调器进行通信时，数据和控制信号经单个串行端口接收，并且经无线调制解调器进行调制，以便利用诸如GSM的无线协议将数据和控制信号通过空中接口进行传递。

例如，图1示出了已知的外部无线调制解调器100。无线调制解调器100包括：一个微处理器104；一个只读存储器(“ROM”)112；一个随机存取存储器(“RAM”)108，用于保持微处理器104的运行时间变量；和一个RF收发信机116，用于调制和接收到达和来自空中接口128的数据和控制信号。由于无线调制解调器100是外部部件，因此设置一个单串行端口120，它通常经过诸如一个串行电缆的物理通信线路将无线调制解调器100通信地链接到外部设备上。

已知的外部无线调制解调器的一个缺点是，与终端设备的所有通信都要经过相同的串行端口120。例如，一个特定的终端设备也许渴望通过对一个特定的远端设备的电路转换数据(以下称作“CSD”)呼叫来进行实时数据通信，如果由于某种原因，该远端设备突然需要将非实时数据发送给远端设备，则终端设备必须以某种方式将非实时数据与实时数据进行交替，然后传送到无线调制解调器100。

虽然非实时数据与实时数据的交替不会在终端设备上造成明显的问题，但是问题会出现在无线调制解调器100上。其原因是，当通常经过更有效的分组型数据传递，比如短消息服务(以下称作“SMS”)消息，而不是CSD传递，发送非实时数据时，无线调制解调器实际上必须进行非实时数据与实时数据之间的语境转换。

对于具有有限计算能力和资源的微处理器，当传递模式间转换的一个判定将造成实时数据流的中断时，对存储器资源的语境转换的影响可能是非常明显的。

例如，图2示出了无线调制解调器中传递模式(语境)间转换的一个已知处理。在步骤204，初始化单串行端口120。在步骤208，例如，通过发送或引发在无线调制解调器100将接收的一个“ATDTxxxxxxx”命令的终端设备，初始化一个CSD呼叫。步骤208中的命令将使无线调制解调器100拨电话号码(“xxxxxxx”)，并且经RF收发信机116连接远端设备。远端设备将回送一个“CONNECTxxxx”信号，在步骤212，无线调制解调器100接收该信号，从而建立一个CSD呼叫。

在步骤216，开始经无线调制解调器100的数据传递—将数据从终端设备传递到远端设备。在步骤220，将进行周期性轮询以确定无线调制解调器100是否收到终端设备的一个SMS命令。如果已经收到SMS命令，则在步骤232中断经串行端口120的CSD传递，并且在步骤236初始化SMS数据传递。在步骤240，SMS数据传递经RF收发信机发生。

在步骤244，执行一个检验以确定SMS数据传递是否完成。如果该传递没有完成，则该处理继续步骤240。否则，在步骤248中，经串行接口100接收一个命令，例如“AT0”，使无线接口100进行返回到CSD模式的语境转换。然后，该处理继续步骤216，重新开始CSD传递。

在步骤220之后，如果没有一个SMS消息，则在步骤224执行一个检验，以确定CSD呼叫是否已经结束。通常，当CSD呼叫已经结束时，经串行端口120接收一个“ATH”命令。如果CSD呼叫没有结束，则处理继续步骤216。否则，继续处理步骤228，在该步骤中结束CSD呼叫和中止处理。

在实时监督或控制环境中使用上述的无线调制解调器和处理可能有一些缺点。例如，无线调制解调器可以被设置在学校总线中以及可以经串行端口120馈送实时视频图像。一个报警条件可以出现在该学校总线中。当报警条件出现时，在报警条件经串行端口120被馈送的同时中断该实时数据流，从而使重要的实时信息丢失。

此外，人们也许还希望，例如经由进行CSD呼叫的一个SMS消息，由无线调制解调器100接收非实时数据。在无线调制解调器的目前配置条件下，在CSD呼叫被中止之前不可能进行SMS数据的接收。

在实时数据传递是临界的环境中，或者在非常不希望中断CSD传递的环境中，目前的无线调制解调器100具有一些明显的缺点。主要是，无线调制解调器100与终端设备之间的信道具有两个不相容的模式(CSD或SMS)，它们可能消耗无线调制解调器的处理资源并且中断临界实时通信。

发明概述

本发明公开了一种双端口外部无线调制解调器。根据一个实施例，无线调制解调器包括：微处理器；一个连接该微处理器的只读存储器；一个连接该微处理器的随机存取存储器，该随机存取存储器包括一个缓冲器；一个连接微处理器的RF收发信机，该RF收发信机被配置为用微处理器进行操作以发送和接收无线信号；以及一个连接微处理器的双端口串行端口，该双端口串行端口具有一个第一串行端口和一个第二串行端口，该第一串行端口被配置来接收用于电路转换数据传递的数据，该第二串行端口被配置来接收用于分组转换数据传递的数据。

根据本发明的一个实施例，只读存储器包括一个无线协议堆栈，一个命令分析器，和一个数据路由器；其中命令分析器检查经第一串行端口接收的命令和控制信号，数据路由器将经过第一串行端口接收的数据送往用于经RF收发信机进行传输的传输缓冲器，将经过第二串行端口接收数据送往RF收发信机，以及将RF收发信机接收的数据送往第一串行端口。

本发明还公开了操作双端口外部无线调制解调器的方法，和保持上述内容的一个计算机可读媒介。

附图简要描述

图1示出了一种已知的无线调制解调器。

图2是无线调制解调器的已知处理方法的流程图。

图3示出了双端口无线调制解调器的一个实施例。

图4是双端口无线调制解调器的方框图。

图5示出了一个无线协议堆栈，包括双端口无线调制解调器的功能单元。

图6是显示双端口无线调制解调器的一个处理方法的流程图。

优选实施例的详细描述

图3示出了双端口外部无线调制解调器300的一个方框图。根据该实施例，无线调制解调器300包括：一个微处理器304；一个用于存储运行时间数据的RAM 308；一个ROM 312，用于存储持久数据，比如，可执行目标码；和一个RF收发信机316，它最好被配置来以电路转换和分组转换模式发送和接收数据。RAM 308、ROM 312、和RF收发信机316通信地连接微处理器304。

无线调制解调器300还包括双端口串行端口320。根据本发明的一个实施例，双端口串行端口320是多端口RS-232通信芯片。重要的是，无线调制解调器300被配置成同时经双端口串行端口320的诸多串行端口接收数据。无线调制解调器300与终端设备之间的命令和控制通信流经双端口串行端口320中的第一串行端口324。有效数据，例如实时数据，通常流经双端口串行端口320中的第二串行端口328。然而，根据本发明的一个实施例，也允许有限数量的命令流经第二串行端口328。

一旦无线调制解调器300接收到数据，那么就经过空中接口332，例如，GSM或GPRS协议，选择对RF收发信机316的传送路由。下面，结合图4说明数据分析和路由选择的进一步细节，图4是双端口外部无线调制解调器300的方框图。

双端口串行驱动器404处理来自第一串行端口324和第二串行端口328的输入传送。当接收到数据时，该数据首先由AT命令分析器408进行检查。如果仅仅是经第一串行端口324传送命令和控制信号，那么AT命令分析器408仅需要检查来自第一串行端口324的信号。然而，如果AT命令也可以经第二串行端口328来传递时，则还需要检查第二串行端口328。根据一个实施例，AT命令分析器408仅仅监视第二串行端口328上的有限数量的命令。例如，AT命令分析器408可以监视用于“暂停”或“中断”信号的命令。然而，AT命令组可以被扩展到包括一个新命令“AT～S2PORT＝[value]”，其中“0”禁止第二串行端口328，“1”启动第二串行端口328。

至适当的传输区域的数据传送由数据路由器412完成。数据路由器412辨别实时数据与非实时数据，或者辨别电路转换数据与分组转换数据--诸如SMS的分组转换数据。如果接收到实时数据，那么就将它直接传送到RF收发信机316。然而，如果接收到非实时数据，比如SMS，该数据则被排队在RAM 308的非实时数据缓冲器416区域或RF收发信机316的一个等价区域。

图5示出了一个无线协议堆栈500。GSM协议堆栈500的基本组件通常是公知技术。例如，GSM协议堆栈500的基本软件组件可以从不同的出售商买到，例如，可以从德国柏林的debisSystemhaus、德国Hannover的CONDAT Datensystem Gmblt、和其它通信出售商中买到。根据一个实施例，GSM协议堆栈500可以在各种逻辑装置中实施或者在由无线调制解调器的一个嵌入式微处理器已有部分运行的计算机可读码中实施。然而，所示的协议堆栈500不同于现有无线调制解调器堆栈，它包括上述的AT命令分析器408和数据路由器412。

本发明的各个方面最好被实施为包括AT命令接口504的软件码。例如，AT命令接口504包括AT命令分析器408，它监视来自终端设备的用于AT命令的串行端口。根据AT命令接口的一个判定，命令或者被转到MN接口512，或者被转到微处理器304的另一个算法。本发明的其它方面被具体化为物理层540，它最好控制RF收发信机316和管理传输缓冲器416。来自远端装置的输入数据，例如SMS消息，可以由物理层540处理，然后传送到GSM协议堆栈500，用于AT命令分析器408的进一步处理。

现在适当地对无线协议堆栈500的剩余部分进行一般性说明。移动网络人机接口(MN)512接收数据(例如，来自AT命令接口504的数据)，并且把该数据传送给适当的消息服务器--例如，一个短消息服务器(SMS)516，一个呼叫控制服务器(CC)520，或一个辅助服务器(SS)524。注册部件508将为移动性管理层528提供关于数据和GSM网络的必要信息。层508、516、520和524每一个的数据流到达和来自移动性管理层(MM)528。

移动性管理层528建立、保持和释放与GSM网络的连接。来自移动性管理层528的数据和控制被传送给无线资源管理层(RR)532。无线资源管理层532经过用于呼叫信令和业务信道的无线接口(例如，RF收发信机120)建立与GSM网络的一个基站的连接。

连接无线资源管理层532的是物理层(L1)540。物理层540处理直接来自无线资源层532的呼叫信令和业务信道，并且还处理从数据链路(L2)536发送的数据。

图6示出了存储在ROM 312中的用于计算机可读媒介，比如可运行的目标码的具体流程图，该流程由无线调制解调器300或者微处理器304、双端口串行端口320和RF收发信机316的组合运行。通常，在运行之前，将计算机可读媒介从ROM 312移动到运行存储器区域，例如，ROM 308的一个保留部分。

在步骤604，初始化双端口串行端口320的第一串行端口324和第二串行端口328。通常，包括将命令串发送给串行端口320，以指定调制解调器操作的操作参数。例如，指定用于每个串行端口的波特、数据比特的数目、和奇偶校验选项。当然，这些数值可以依据附加到无线调制解调器300的终端设备的类型以及RF收发信机316的数据通过量而改变。

在步骤608，在第一串行端口324上接收一个指示将进行CSD呼叫的控制信号。在步骤612，“ATDTxxxxxxx”命令利用RF收发信机316将无线调制解调器链接到一个远端装置上。无线调制解调器通常将接收来自远端装置的“CONNECT baud”信号，以指示一个电路已经被建立。该“CONNECT baud”可以被重复，经过第一或第二串行接口返回到终端设备。

在步骤616，电路转换数据传递出现在无线调制解调器与远端装置之间。根据本发明的一个方面，无线调制解调器300经第二串行端口328接收来自终端设备的电路转换数据。在步骤620，RF收发信机316最好利用GSM协议调制在双端口串行端口320上接收的实时数据或电路转换数据。

在电路转换数据正在进行的时候，无线调制解调器300的第一串行端口324进行明确地轮询，或者等待来自终端设备的中断信号。在步骤624，所显示的是，为短消息服务(或“SMS”)消息命令检验第一串行端口324。如果接收到一个SMS命令，那么处理继续到步骤628，否则，处理继续到步骤640。

在步骤628，分析SMS命令，使该命令与SMS消息数据相分离。作为选择，后续消息可以包括SMS数据。在步骤632，来自SMS消息的数据被存储在传输缓冲器中，用于随后的RF收发信机316的传输。当RF收发信机316可以工作时，在步骤636将SMS数据发送给远端装置。需要注意的是，传输可以是直接的，或者可以有短暂的延迟。根据一个实施例，RF收发信机316同时发送SMS数据，但是，与实时数据或CSD相比，它是经过一个分开的频率(或信道)发送的。

在步骤640，执行一个检验，以确定用于SMS或CSD传递的数据传递是否已经完成。例如，如果数据传递已经完成，以及“ATH”或“AT～S2PORT0”命令被AT命令分析器408检测，那么无线调制解调器使一个中断或暂停命令由RF收发信机316发送。否则，如连接器644所示，处理继续到步骤616，在该步骤中，在步骤624至636执行期间连续不中断的CSD呼叫被继续。

本发明的优点是，当外部无线调制解调器接收到分组转换数据或者SMS数据时(来自终端设备或外部装置)时，电路转换数据呼叫或数据的实时传递也不会中断。第二，两个串行端口，而不是一个串行端口，可以有效地经RF收发信机发送和接收数据和命令。这样具有以下好处，允许经一个串行端口监视的强实时数据和低带宽报警触发事件同时经第二串行端口进行通信，或者由第二串行端口接收。再一个优点是可以将一个以上的外部装置链接到无线调制解调器。最后，尽管已经相对于从终端设备到远端装置的输出业务，描述了本发明的上述说明，但是，相反的情况，即从远端装置到终端设备(或者正好是外部无线调制解调器)的数据业务也可以按照实际上相似的方式发生。当回顾具体的说明和附图时，将会明白这些和其它的优点。

Claims

1.一种外部无线调制解调器，包括：

一个微处理器；

一个连接所述微处理器的只读存储器，所述只读存储器包括一个无线协议堆栈，一个命令分析器，和一个数据路由器；

一个连接所述微处理器的随机存取存储器，所述随机存取存储器包括一个缓冲器；

一个连接所述微处理器的RF收发信机，所述RF收发信机被配置成用所述微处理器进行操作以发送和接收无线信号；以及

一个连接所述微处理器的双端口串行端口，所述双端口串行端口具有一个第一串行端口和一个第二串行端口，所述第一串行端口被配置来接收用于电路转换数据传递的数据，所述第二串行端口被配置来接收用于分组转换数据传递的数据；

其中，所述命令分析器检查经所述第一串行端口接收的命令和控制信号，所述数据路由器将经过所述第一串行端口接收的数据送至用于经过所述RF收发信机传输的所述传输缓冲器，以及所述数据路由器进一步将经过所述第二串行端口接收的数据送至所述RF收发信机。

2.根据权利要求1所述的外部无线调制解调器，其中，所述双端口串行端口被配置成同时地接收经过所述第二串行端口的实时信号和经所述第一串行端口的命令和控制信号。

3.根据权利要求2所述的外部无线调制解调器，其中，所述的双端口串行端口被配置成用所述RF收发信机保持所述电路转换数据传递，并且使用所述RF收发信机发送所述分组转换数据传递。

4.根据权利要求1所述的外部无线调制解调器，其中，所述无线协议堆栈是一个GSM协议堆栈或GPRS协议堆栈，以及所述分组转换数据传递是一个短消息服务数据传递。

5.根据权利要求1所述的外部无线调制解调器，其中，还被配置成监视用于所述命令和控制信号的所述第二串行端口，以及所述数据路由器被配置成将所述命令和控制信号从所述第二端口传送到用于处理的所述随机存取存储器的一个运行存储器。

6.一种用于在双端口串行端口外部无线调制解调器中的多模式数据传递的方法，包括：

经一个第二串行端口接收电路转换数据；

用一个RF收发信机发送所述电路转换数据；

经一个第一串行端口接收分组转换数据，其中，同时接收所述分组转换数据与所述电路转换数据；以及

用所述RF收发信机发送所述分组转换数据，而不中断发送所述电路转换数据的步骤。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

分析经所述第一串行端口接收的命令；

运行已分析的命令；以及

将经过所述第一串行端口接收的数据传送给传送缓冲器；

其中，用所述RF收发信机发送所述分组转换数据的步骤包括在所述传送缓冲器中取出所述数据。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述分析步骤还包括分析经过所述第二串行端口接收的命令，所述路由选择步骤还包括将经过所述第二串行端口接收的数据路由选择到随机存取存储器的运行区域。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述发送分组转换数据的步骤包括所述RF收发信机利用短消息服务协议发送所述分组转换数据。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述发送电路转换数据的步骤包括所述RF收发信机利用GSM协议发送所述电路转换数据。

11.一种存有一个或多个指令序列的计算机可读媒介，在一个双端口串行端口外部无线调制解调器中，根据上述权利要求6-10所述的方法，使一个或多个微处理器执行多模式数据传递。

12.一种外部无线调制解调器，包括：

一个微处理器，包括一个连接所述微处理器的只读存储器，和一个连接所述微处理器的随机存取存储器；

一个无线发送机接收机装置，所述无线发送机接收机装置连接所述微处理器，并且被配置成同时发送电路转换数据和分组转换数据；以及

一个多端口串行端口，包括接收命令和控制信号以及所述分组转换数据的一个第一端口，和一个接收所述电路转换数据的第二端口，所述多端口串行端口连接所述微处理器；

其中，当所述第二端口正在接收电路转换数据的时候，所述第一端口被配置成接收分组转换数据而不中断所述电路转换数据。

13.根据权利要求12所述的外部无线调制解调器，其中，所述无线发送机接收机装置利用一个GSM协议调制所述电路转换数据，以及所述无线发送机接收机装置利用一个SMS协议调制所述分组转换数据。

14.根据权利要求17所述的外部无线调制解调器，其中，所述只读存储器包括可运行目标码，包括一个数据路由器装置和一个AT命令分析器，所述数据路由器装置被配置成将分组转换送至与所述无线发送机接收机装置相对应的一个传送缓冲器；以及所述AT命令分析器被配置成从经过所述第一端口接收的信号中提取命令，并且使所述微处理器执行所述可运行目标码中存储的命令。