WO2008052407A1 - Système et procédé d'accès sans fil - Google Patents

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WO2008052407A1
WO2008052407A1 PCT/CN2007/001761 CN2007001761W WO2008052407A1 WO 2008052407 A1 WO2008052407 A1 WO 2008052407A1 CN 2007001761 W CN2007001761 W CN 2007001761W WO 2008052407 A1 WO2008052407 A1 WO 2008052407A1
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interface
wireless access
module
subsystem
broadband wireless
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PCT/CN2007/001761
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French (fr)
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Chen Lu
Yongsheng Liang
Yunfeng Wang
Yan Li
Weizhao Feng
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Zte Corporation
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00—Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/04—Interfaces between hierarchically different network devices
    • H04W92/08—Interfaces between hierarchically different network devices between user and terminal device
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices
    • H04W88/06—Terminal devices adapted for operation in multiple networks or having at least two operational modes, e.g. multi-mode terminals

Definitions

  • the present invention relates to the field of third generation mobile communication radio access technologies, and more particularly to an Ethernet high-speed interface based on a dual embedded processor that supports connection with a PC.
  • BACKGROUND In the field of information communication, the two technologies that have the fastest development and have the greatest impact on people are broadband network technology and wireless mobile communication technology. The combination of these two technologies is broadband wireless access technology.
  • Broadband wireless access technology refers to a broadband access technology that uses a wireless link from a user terminal to a service switching point. Broadband wireless access technology can be divided into three categories: local broadband wireless access, metro broadband wireless access, and wide area network broadband wireless access technology.
  • Broadband wireless access technology can be divided into mobile broadband wireless access technology and fixed broadband wireless access.
  • Mobile broadband wireless access technology mainly refers to third-generation mobile communication technologies (3G), such as WCDMA/HSDPA, CDMA2000, etc.
  • 3G third-generation mobile communication technologies
  • WCDMA/HSDPA Wideband Code Division Multiple Access
  • CDMA2000 Code Division Multiple Access 2000
  • This type of mobile communication technology supports terminal mobility, which enables broadband wireless access in the mobile state of the terminal, but the access bandwidth may be different at different moving speeds.
  • the goal of 3G mobile communication system is to provide mobile broadband multimedia communication.
  • the multiple access method basically adopts CDMA multiple access, and belongs to broadband CDMA mobile communication technology.
  • 3G mobile communication systems offer many types of high-quality multimedia services, enabling seamless global coverage, global roaming capabilities and compatibility with fixed networks. It enables small portable terminals to perform any kind of communication at any time and any place.
  • the standardization of 3G mobile communication technology is promoted and implemented by two standardization organizations, 3GPP and 3GPP2. With the acceleration of the commercialization of international 3G networks, especially WCDMA/HSDPA networks,
  • 3G wireless access terminals are mainly targeted at high-end business users and enterprises, and cannot be popularized to ordinary (PC) users, and users' demand for voice and broadband data services in remote geographical environments.
  • PC ordinary
  • industry giants such as operators, communication vendors, professional data card companies, and notebook computer manufacturers have all cut into the wireless network card market from their respective perspectives. .
  • the current wireless data card is only suitable for high-end laptop Internet access, can not meet the wireless Internet access requirements of ordinary PC users, and affected by the price, so that wireless mobile office has not been fully released and popularized.
  • the access terminals that currently satisfy wireless Internet access are mainly wireless routers, which can satisfy multiple PCs or laptop terminals to access the Internet, but the internal implementation is actually a PC plus wireless network card technology solution, which brings a very high price. High, unable to popularize the requirements of wireless Internet access for individuals or home users.
  • the existing 3G mobile wireless access terminals are mainly based on the PC serial port connected to the wireless MODEM to achieve wireless Internet access, but due to the serial port speed limitation, the broadband multimedia features of the 3G network cannot be utilized.
  • a 3G mobile wireless access terminal using a USB port can achieve high-speed communication, but is limited by the connection distance with the PC, and the signal reception of the wireless access terminal cannot be optimized, which may affect the communication quality and speed.
  • wireless public telephones, wireless network cards, wireless routers, or single functions are introduced on the market, and voice and data services are separated, or expensive, and cannot be popularized.
  • voice and data services are separated, or expensive, and cannot be popularized.
  • users need to purchase two kinds of access terminals to realize voice and data services, which increases the cost and increases the technical burden of users.
  • the present invention provides a WCDMA/GSM/GPRS/EDGE/HSDPA multimode wireless access system and method that employs a dual embedded microprocessor to support Ethernet connected to a PC.
  • the high-speed interface can meet the requirements of HSDPA high-speed Internet access for PCs, and the wireless access system supports basic call services.
  • a broadband wireless access system including: a control subsystem, comprising: a processing module, configured to perform data processing; an interface module, connected to the processing module, and configured to connect to a user terminal After the processing module receives the input parameters from the user terminal through the interface module, the background processing program is invoked and converted into an AT command; and the access subsystem is connected to the control subsystem through the interface for parsing through the interface to control The subsystem's AT command, and call the relevant internal functions, to make the user terminal establish or disconnect with the network.
  • a control subsystem comprising: a processing module, configured to perform data processing; an interface module, connected to the processing module, and configured to connect to a user terminal After the processing module receives the input parameters from the user terminal through the interface module, the background processing program is invoked and converted into an AT command; and the access subsystem is connected to the control subsystem through the interface for parsing through the interface to control The subsystem's AT command, and call the relevant internal functions, to make the user terminal establish or disconnect with the network.
  • the access subsystem includes: a radio frequency module for transmitting and receiving radio frequency signals, transmitting the received radio frequency signals to the baseband module for processing thereof; and a baseband module for uplinking and/or
  • the downlink radio frequency signal performs at least one of the following processes: modulation and demodulation, downlink air interface signal, channel codec, encryption/decryption, audio codec, video codec, analog/digital conversion, and digital/analog conversion.
  • the access subsystem may also include a power management module for managing power up, detecting dynamic voltages, and powering the system.
  • the access subsystem may also include a telephone interface sub-module for generating internal ringing, generating and decoding dual tone multi-frequency, and generating a complete telephone signal.
  • the access subsystem may also include status indicators to indicate power up, connection, signal strength, and status of incoming calls.
  • the interface is a USB interface.
  • the user terminal is a personal computer or a laptop.
  • the AT command is a standard or extended AT command.
  • the control subsystem includes: a first processor; an Ethernet driver circuit connected to the first external device through the RJ45 interface, thereby implementing between the first processor and the first external device Data exchange; and a telephone user interface, connected to the second external device through the RJ11 interface, thereby implementing data exchange between the first processor and the first external device.
  • the control subsystem can also include: a serial peripheral interface coupled to the telephone user interface; and a PCM (Pulse Code Modulation) interface coupled to the telephone user interface.
  • the control subsystem can also include: a DC/DC module for providing a DC voltage to the first processor and the telephone user interface; and a USB interface coupled to the first processor.
  • the first processor is a dual embedded ⁇ processor.
  • the first external device includes a terminal device such as a personal computer, a notebook computer, and a personal digital assistant.
  • the second external device is any communication device that supports the RJ11 interface.
  • the baseband module includes: a second processor; and a power management module connected to the second processor for implementing current conversion to supply power to the second processor.
  • the baseband module also includes a debug interface, and the second processor is an embedded processor.
  • the debug interface includes a JTAG serial port and a UART serial port.
  • the baseband module also includes a USIM card interface and/or a SIM card interface.
  • the control subsystem of the present invention also includes a telephone interface sub-module for generating internal ringing, generating and decoding dual tone multi-frequency, and generating a complete telephone signal.
  • the control subsystem mainly implements system power supply, user telephone interface circuit (SLIC) conversion, and USB to RJ45 signal conversion. Through the interface module, the data function of the user's PC-side Internet access and the voice call function of the RJ11 external telephone are realized.
  • SLIC user telephone interface circuit
  • the control processor (such as the ARM processor) and the access subsystem convert the Ethernet RJ45 interface link layer protocol into a USB serial communication protocol through the USB signal interface, thereby realizing the data service of the client PC through the RJ45.
  • the voice service of the user's phone is converted through the SLIC interface.
  • the access subsystem controls the SLIC to generate a ringing tone to notify the user to answer the call through the interface with the control subsystem.
  • the access subsystem connects the calling voice signal through the PCM bus and the SLIC, and the SLIC implements the connection. Voice two-way codec between the subsystem and the user's phone to realize voice communication.
  • the system power supply of the control subsystem mainly uses the DC/DC conversion module to convert the external input DC power supply to generate the power required by the access module and the control module to meet the baseband and RF power amplifier circuits in the access subsystem.
  • the radio frequency module includes a transmitting circuit, a receiving circuit, a band and a transceiver switch selection, an antenna, and a reference clock signal for transmitting and receiving radio frequency signals.
  • the UMTS transmit circuit functions as follows: The UMTS from the baseband module transmits the I/Q modulated signal, and after baseband amplifier and low-pass filtering, it performs up-conversion from baseband (BB) to radio frequency (RF) to form a radio frequency transmit signal. .
  • the signal is amplified by an automatic gain control amplifier, then filtered by a bandpass, sent to a power amplifier for amplification, and finally transmitted through an isolator, duplexer, multimode switch, and antenna.
  • RF energy is coupled between the amplifier and the isolator for power voltage detection.
  • the receiving circuit function of the RF module is: after the signal of the WCDMA/GSM frequency band from the multimode switch is filtered by the corresponding acoustic table filter, it enters low noise, including the gain control circuit, performs signal amplification, and then sends the down converter to complete from RF to After the transformation of BB, the formed I/Q baseband signal is subjected to common baseband low-pass filter filtering and DC offset correction, and then amplified by the baseband amplifier and sent to the baseband module main chip for processing.
  • the reference clock signal is generated by a temperature compensated voltage control (VTVCXO) crystal. This crystal provides an 19.2 MHz analog reference clock signal to the RF module, power module, and baseband module.
  • VTVCXO temperature compensated voltage control
  • a broadband wireless access method including the following steps: Step S102: A user terminal is connected to a broadband wireless access system through an interface; Step S104, initializing access of a broadband wireless access system Subsystem and control subsystem; Step S106, the control subsystem calls the background processing program according to the received parameter input by the user, parses the parameter, and converts and generates an AT command; Step S108, the access subsystem parses the slave controller The AT command received by the system invokes the relevant internal function, performs network setting, and establishes or disconnects the network connection; and in step S110, if the network connection is established, the IP data packet of the user terminal is sent to the access subsystem, and the connection is received.
  • the incoming subsystem forwards to the network for data transmission.
  • the interface is an RJ45 interface.
  • the step of initializing the access subsystem comprises the steps of: searching the network, registering and processing the idle state; waiting to receive the AT command sent by the control subsystem to control the network connection or disconnection; and responding to the user dialing or network call , complete the basic voice business.
  • the step of initializing the control subsystem comprises the steps of: initializing the processor and peripheral hardware of the control subsystem; and starting the operating system and loading the control module.
  • the control module includes: a WEB service gateway sub-module, an AT command parsing and generating sub-module, an IP packet forwarding module, a serial communication sub-module, and a USB driving sub-module.
  • the user terminal is a personal computer or a laptop.
  • wireless network control and wireless access are realized by two embedded processors; data service and voice service are integrated into one to reduce user cost; PC side adopts Ethernet interface to adapt to broadband The high speed of the wireless mobile network; and the control subsystem and wireless access subsystem inside the system use a high-speed USB bus to adapt to the high rate of the broadband wireless mobile network. Therefore, a system in accordance with the present invention can simultaneously satisfy user voice and broadband data services.
  • the invention fully utilizes the characteristics of 3G wireless broadband access and maximizes the satisfaction of ordinary PC terminal users. Especially in the geographically sparsely populated geographical environment, enjoy rich content and services anytime, anywhere.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a broadband wireless access system according to the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram showing a broadband wireless access system according to a specific embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a diagram showing broadband wireless A block diagram of a baseband processing module in an access subsystem of an access system
  • FIG. 4 is a diagram showing a control subsystem of a broadband wireless access system
  • FIG. 5 is a software architecture diagram showing a broadband wireless access system according to the present invention
  • FIG. 6 is a RJ45-USB interface protocol conversion diagram of a broadband wireless access system according to an embodiment of the present invention
  • Figure 8 illustrates a flow diagram of a broadband mobile network setup in accordance with the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a broadband wireless access system in accordance with the present invention. As shown in FIG.
  • the broadband wireless access system 100 includes: a control subsystem 102, including a processing module (first embedded location a processor 1022, a memory 1024, an interface module (Ethernet interface) 1026, and a driver 1028, configured to: after receiving an input parameter from the user terminal, invoke a background processing program, and convert and generate an AT command; and access the subsystem 104.
  • a control subsystem 102 including a processing module (first embedded location a processor 1022, a memory 1024, an interface module (Ethernet interface) 1026, and a driver 1028, configured to: after receiving an input parameter from the user terminal, invoke a background processing program, and convert and generate an AT command; and access the subsystem 104.
  • a control subsystem 102 including a processing module (first embedded location a processor 1022, a memory 1024, an interface module (Ethernet interface) 1026, and a driver 1028, configured to: after receiving an input parameter from the user terminal, invoke a background processing program, and convert and generate an
  • the access subsystem 104 includes: a baseband module 1040, including a second embedded processor, a memory, and a baseband signal processor, configured to modulate the uplink and downlink air interface signals, channel codec, and encrypt/decrypt; and the radio frequency module
  • the 1042 includes a transmitting circuit, a receiving circuit, a band and a transceiver switch selection, an antenna, and a reference clock signal for transmitting and receiving radio frequency signals.
  • the access subsystem 104 further includes a power management module 1044 for managing power-on, detecting dynamic voltage, and powering the module.
  • the telephone interface sub-module 1046 is configured to generate internal ringing, generate and decode dual-tone multi-frequency, And generating a complete telephone signal; and a status indicator 1048 for indicating power, connection, signal strength, and status of the incoming call.
  • the interface is a USB interface
  • the user terminal is a personal computer or a pen.
  • 2 is a block diagram showing a broadband wireless access system in accordance with a particular embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, how the method of the embodiment of the present invention implements high-speed wireless access, network setup, and connection control processes based on dual embedded processors is illustrated.
  • the wireless access subsystem 204 is mainly composed of a radio frequency module 2042 and a baseband module 2044.
  • the radio frequency module 2042 is mainly composed of a transmitting circuit, a receiving circuit, a band and a transceiver switch selection, an antenna and a reference clock signal.
  • the RF link processing chipset in the RF transceiver circuit and the power amplifier circuit (PA), bandpass filter (BPF), phase-locked loop (PLL), voltage-controlled crystal oscillator (VCO), antenna switch, etc. together form a wireless connection.
  • PA power amplifier circuit
  • BPF bandpass filter
  • PLL phase-locked loop
  • VCO voltage-controlled crystal oscillator
  • UMTS (WCDMA/HSDPA) network transmission processing: UMTS from the baseband module transmits I/Q modulated signals, after baseband amplifier and 4th pass filtering, then upconverts from BB to RF to form RF transmit a signal. The signal is amplified by automatic gain control The amplifier is amplified, then filtered by bandpass, sent to the power amplifier for amplification, and finally transmitted through the isolator, duplexer, multimode switch and antenna. In order to complete the UMTS maximum power control, RF energy is coupled between the power amplifier and the isolator for power voltage detection.
  • the GSM transmission I/Q modulation signal from the baseband module is subjected to baseband amplifier amplification, low-pass filtering and DC offset correction, and then from baseband (BB) to intermediate frequency (IF). Upconversion, the formed intermediate frequency signal is then polarized and modulated by an offset phase-locked loop, and then sent to the power amplifier for amplification, and finally transmitted through the multimode switch and the antenna in turn.
  • the receiving process of the radio frequency module 2042 is as follows:
  • UMTS (WCDMA/HSDPA) network receiving process The UMTS radio receiving signal from the duplexer is first filtered by a low noise amplifier (LNA) with gain control and filtered by a receive bandpass filter, and then sent to the downconverter. The conversion from radio frequency (RF) to baseband (BB) is completed, and the formed I/Q baseband signal is filtered by a low-pass filter, and then amplified by a baseband amplifier and sent to the baseband module for processing.
  • LNA low noise amplifier
  • BB baseband
  • (2) GSM network receiving process After the signal of the GSM band from the multi-mode switch is filtered by the corresponding SAW filter, the signal is amplified by the LNA (including the gain control), and then sent to the inverter to complete the radio frequency (RF).
  • the baseband (BB) is transformed, and the formed I/Q baseband signal is subjected to common baseband low-pass filter filtering and DC offset correction, and then amplified by the baseband amplifier and sent to the MSM6280 main chip for processing.
  • the reference clock signal provides an analog reference clock signal to the RF module 2042, the baseband module 2044, and the power module 2046.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a baseband processing module in an access subsystem of a broadband wireless access system. As shown in Figure 3, the baseband part of the wireless access module mainly performs the following functions:
  • the digital baseband chip is mainly composed of an embedded processor, for example, the ARM series processor core and two DSPs to complete all WCDMA/HSDPA and GSM/GPRS/EDGE baseband signal processing functions, including modulation and demodulation of uplink and downlink signals, and channel. Codec, audio frequency codec, A/D, D/A, etc.
  • the baseband processor supports two extended data buses.
  • the power management module 2046 is responsible for all power management functions, and can receive programming to control to output various required DC voltages or currents.
  • the SIM/USIM card interface 2048 performs read and write access and control of the SIM/USIM card, and the power management module pairs the SIM/USIM card to match its required level.
  • the control subsystem mainly implements system power supply, user telephone interface circuit (SLIC) conversion, and USB to RJ45 signal conversion.
  • the control processor (such as the ARM processor) and the access subsystem convert the Ethernet RJ45 interface link layer protocol into a USB serial communication protocol through the USB signal interface, thereby realizing the data service of the client PC through the RJ45.
  • the voice service of the user's phone is converted through the SLIC interface.
  • the access subsystem controls the SLIC to generate a ringing tone to notify the user to answer the call through the interface with the control subsystem.
  • the access subsystem connects the calling voice signal through the PCM bus and the SLIC, and the SLIC implements the connection.
  • the system power supply of the control subsystem mainly uses the DC/DC conversion module to convert the external input DC power supply to generate the power required by the access module and the control module to meet the baseband and RF power amplifier circuits in the access subsystem. High current demand.
  • the radio frequency module includes a transmitting circuit, a receiving circuit, a band and a transceiver switch selection, an antenna, and a reference clock signal for transmitting and receiving radio frequency signals.
  • the UMTS transmit circuit functions as follows: The UMTS from the baseband module transmits the I/Q modulated signal, and after baseband amplifier and low-pass filtering, it performs up-conversion from baseband (BB) to radio frequency (RF) to form a radio frequency transmit signal. .
  • the signal is amplified by an automatic gain control amplifier, then filtered by a bandpass, sent to a power amplifier for amplification, and finally transmitted through an isolator, duplexer, multimode switch, and antenna.
  • BB baseband
  • RF radio frequency
  • the receiving circuit function of the RF module is: After the signal of the WCDMA/GSM band from the multimode switch is filtered by the corresponding SAW filter, it enters the noise, including the gain control circuit, performs signal amplification, and then sends the inverter to complete the RF from After the ⁇ transformation, the formed I/Q baseband signal is subjected to common baseband low-pass filter filtering and DC offset correction, and then amplified by the baseband amplifier and sent to the baseband module main chip for processing.
  • Band and transceiver switch selection strobe between GSM-900RX, GSM-1800RX, GSM-1900RX GSM-900TX, GSM-1800/1900TX and UMTSI /TX, and can increase the working time slot and non-working of the power amplifier Isolation between time slots.
  • the GSM-900, GSM-1800 and GSM-1900 transmit filters in the circuit can suppress the isolation of transmitted i-waves and increased reception.
  • the reference clock signal is generated by a temperature compensated voltage control (VTVCXO) crystal. This crystal provides an 19.2 MHz analog reference clock signal to the RF module, power module, and baseband module.
  • VTVCXO temperature compensated voltage control
  • the embedded processor of the control subsystem 202 uses an ARM series processor.
  • Control subsystem 202 primarily implements the provision of system power, the conversion of user interface circuitry, and the transition of USB to RJ45 signals. Through the control subsystem 202, the data service function of the user PC/laptop Internet access and the voice call function of the RJ11 external telephone are realized.
  • the embedded processor of the control subsystem including the Ethernet controller, and using network accelerator NAT (Network Address Translation) to complete the conversion of network packets.
  • the Ethernet driver circuit is connected to the baseband processor Ethernet controller and is controlled by the baseband processor.
  • the main functions are in accordance with IEEE802.3 / 802.3u specifications, including physical coding sublayer, physical media attachment, twisted pair physical media sublayer, 10BASE-TX encoding/codec and twisted pair media access unit.
  • the user voice service implementation process includes the following steps: controlling and converting the voice service of the user's phone through the telephone user interface circuit.
  • the telephone user interface module 402 provides a complete set of analog telephone interfaces that allow ordinary telephones to be used within the mobile communication network.
  • the baseband processing module 2044 of the wireless access subsystem 204 When there is an incoming call, the baseband processing module 2044 of the wireless access subsystem 204 generates a ringing tone through the serial peripheral interface (SPI) control telephone user interface and notifies the user to answer the call.
  • SPI serial peripheral interface
  • the calling voice signal is connected to the user telephone interface module 402 through the PCM bus, and the user telephone interface 402 realizes the voice bidirectional codec between the baseband module and the user telephone to implement the voice communication function.
  • the DC/DC module 404 generates the power required by the wireless access subsystem 204 and the control subsystem 202 by transforming the external input power.
  • the above description of the drawings shows the functional units of the broadband wireless access system 100 in the embodiment of the present invention.
  • the software structure and protocol implementation flow of the system of the present invention will be described below in conjunction with the functional units of the system.
  • Figure 5 is a software architecture diagram showing a broadband wireless access system in accordance with the present invention. Control subsystem software in a broadband wireless access system is one of the main advantages of the present invention.
  • PC/notebook users do not need to install any software, as long as they support a universal browser.
  • the network card and the driver connected to the system of the present invention can completely adopt the existing mature products, and do not need to consider re-programming.
  • the wireless data service can be transparently implemented for the user, such as browsing and downloading data services.
  • the application software is divided into three software sub-modules: user plane, control plane and data plane.
  • the user plane software module mainly refers to the universal browser software, and opens the network setting webpage provided by the system of the present invention, and provides the user with relevant parameter settings for the mobile network to be connected, such as the implementation of the logical function part content described later.
  • the control plane operating system kernel uses the uClinux operating system.
  • the control plane functions include Ethernet interface control, intermediate IP packet routing and forwarding, and control functions for the wireless access module. Since the connection between the wireless access subsystem and the control subsystem is based on the USB interface, a USB driver is provided in the control subsystem, and the USB driver is virtualized into a serial port for modem data transmission and access control.
  • the control subsystem of the present invention adds a virtual extended serial port, and Maps to the same USB physical port for network control to extend the transfer of AT commands.
  • the functional flow of the control plane is to analyze the webpage received from the user's premises, extract the network setting parameters, and convert the network setting parameters into AT commands through a background processing program, such as a CGI (Common Gateway Interface) application, by extending the serial port driver and The USB physical port is sent to the wireless access module for wireless access control.
  • a background processing program such as a CGI (Common Gateway Interface) application
  • the application data on the PC/laptop is packaged into IP data packets and sent to the IP forwarding in the control subsystem via the Ethernet interface.
  • the routing module is then transmitted to the wireless access subsystem through the Modem standard serial port and the USB physical port, and forwarded to the Internet by the wireless access communication software.
  • the network configuration program within the control subsystem uses a C/S server or WEB settings based on the HTTP protocol.
  • the PC/notebook side application software (browser) interacts with the Ethernet card interface conversion control module in the control subsystem through the high-level application command based on the TCP/IP protocol, and the Ethernet card interface conversion control software module analyzes and interprets according to the corresponding command.
  • FIG. 6 is a RJ45-USB interface protocol conversion diagram of a broadband wireless access system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, how the control subsystem software of the present invention performs the RJ45-USB protocol and interface conversion functions is shown.
  • the control subsystem software communicates via the USB physical interface and the wireless access subsystem based on the standard and widely deployed AT commands; the control subsystem is connected to the network port of the PC/pen via the RJ45 interface.
  • the software functions of the control subsystem include: AT command transmission and reception, data connection dialing, embedded web server webpage (providing users to set the wireless access subsystem through the webpage, and then complete the network connection setting), IP packet forwarding function, The user's IP data packet is forwarded from the user's computer to the wireless access module after the data connection is established.
  • 7 is a flow chart showing a method for a broadband wireless access system in accordance with the present invention. As shown in FIG. 7, the method of the broadband wireless access system includes the following steps:
  • the user terminal is connected to the broadband wireless access system through an interface;
  • S704 initializing an access subsystem and a control subsystem of the broadband wireless access system;
  • the control subsystem invokes a background processing program according to the received parameter input by the user, parses the parameter, and converts and generates an AT command.
  • the access subsystem parses an AT command received from the control subsystem, invokes an associated internal function, performs network setting, and establishes or disconnects a network connection; and S710, if a network connection is established, the IP data packet of the user terminal It is sent to the access subsystem and forwarded by the access subsystem to the network for data transmission.
  • FIG. 8 a process of broadband mobile network setup according to the present invention is shown, which includes the following steps:
  • the WEB month service gateway in the control subsystem responds to the HTTP request sent by the PC/notebook, and returns a webpage containing the network setting and connection parameters to the user;
  • the user sets the parameters in the network setting webpage, and submits the completed setting webpage to the control subsystem;
  • control subsystem parses the received webpage, and calls an internal function, such as a CGI function, to convert the network setting parameters included in the webpage into standard or extended AT commands;
  • control subsystem sends an AT command related to the network setting to the wireless access subsystem through a USB serial port of the wireless access subsystem;
  • wireless access subsystem resolves the AT command, and invokes a related network setting program to complete the wireless network. setting;
  • the wireless access subsystem returns the network setting and the failed state to the control subsystem;
  • Network setup parameters as described above include username, password, login number, DNS, APN
  • the operation of establishing a network connection, disconnecting a network connection, network selection, and the like is similar to the above steps and processes.
  • the application layer or HTTP protocol message and number when the user accesses the Internet After being closed by the TCP/IP protocol, it is transmitted to the control subsystem.
  • the control subsystem After receiving the IP packet, the control subsystem does not make any judgment, and directly repackages the IP packet into a PPP frame format, transparently transmits it to the wireless access subsystem through the USB interface, and is forwarded to the Internet by the wireless access subsystem. , thereby completing the user's online data service.
  • the user can initiate a telephone call or a call answering through the wireless access subsystem.
  • the embodiments of the present invention are described in the WCDMA/HSDPA/GSM network environment, but based on the system and method of the present invention, can be applied to other 3G networks, such as CDMA 2000, TD-CDMA, etc. in third generation mobile communication networks. .
  • the above is only a preferred embodiment of the present invention, and is not intended to limit the present invention, and various modifications and changes can be made to the present invention. Any modifications, equivalent substitutions, improvements, etc. made within the spirit and scope of the present invention are intended to be included within the scope of the present invention.

Description

无线接入系统及其方法 技术领域 本发明涉及第三代移动通信无线接入技术领域， 更具体地， 涉及一种基 于双嵌入式 处理器， 支持与 PC 机连接的以太网高速接口， 可满足 WCDMA/HSDPA 网络高速上网要求， 同时支持基本通话业务的无线接入系 统与方法。 背景技术 在信息通信领域，发展速度最快、对人们影响最大的两大技术就是宽带 网络技术和无线移动通信技术，这两大技术的结合， 即为宽带无线接入技术。 宽带无线接入技术指从用户终端到业务交换点之间通信链路采用无线链路的 宽带接入技术。 宽带无线接入技术从覆盖范围上可以分为局域宽带无线接入、城域宽带 无线接入以及广域网宽带无线接入技术这三类。而从是否支持终端移动性上， 宽带无线接入技术可以分为移动宽带无线接入技术和固定宽带无线接入。 移 动宽带无线接入技术主要是指第三代移动通信技术 （ 3G ) , 如 WCDMA/HSDPA, CDMA2000等。 这类移动通信技术支持终端移动性， 可 以实现终端移动状态下的宽带无线接入， 但是在不同的移动速度下， 接入带 宽可能不同。
3G移动通信系统的目标是提供移动宽带多媒体通信， 多址方式基本都 采用 CDMA多址接入， 属于宽带 CDMA移动通信技术。 3G移动通信系统 能提供多种类型的高质量多媒体业务， 能实现全球无缝覆盖， 具有全球漫游 能力并与固定网络相兼容。 它可以实现小型便携式终端在任何时候、 任何地 点进行任何种类的通信。 3G移动通信技术的标准化工作由 3GPP和 3GPP2 两个标准化组织来推动和实施。 随着国际上 3G网络特别是 WCDMA/HSDPA网络商用化进程的加快，
3G业务的迅猛发展， 带来终端多样化需求， 包括无线数据卡， 手机， 无线接 入盒。 目前， 全球市场已经推出了 300多款 WCDMA终端产品， 其中有 14 款产品支持面向无线宽带应用的 HSDPA (高速下行分组接入)技术。 但目前所推出的 3G无线接入终端， 主要定位于高端商务用户及企事业 用户， 无法普及到普通（ PC机）用户， 及普及到偏远地理环境下的用户的对 语音及宽带数据业务需求。 对于商务用户来说，随着其对海量数据业务和移动办公的需求，运营商、 通信厂商、 专业数据卡企业、 笔记本电脑制造商在内的业界巨头都纷纷从各 自的角度切入无线上网卡市场。 但目前无线数据卡仅适用于高端的笔记本上 网， 无法满足普通 PC用户的无线上网需求， 且受价格的影响， 使得无线移 动办公并没有得到充分释放与普及。 对于企业用户来说， 目前满足无线上网的接入终端主要是无线路由器， 可以满足多个 PC或笔记本终端上网，但其内部实现实际上是 PC加无线上网 卡技术解决方案， 带来了价格很高， 无法普及到个人或家庭用户无线上网的 要求。 对于使用 PC机的用户来说， 现有的 3G移动无线接入终端， 主要是基 于 PC机串口连接无线 MODEM来实现无线上网功能，但由于串口速度限制， 无法利用 3G网的宽带多媒体特性。 同时， 需要专门的 PC侧软件， 增加了用 户的使用负担及技术要求。 使用 USB端口的 3G移动无线接入终端， 虽然可以达到高速率通信， 但受到与 PC机连接距离的限制， 无法使无线接入终端的信号接收达到最佳， 从而可能影响通信质量与速率。 目前市场上推出的无线公话、 无线网卡、 无线路由器， 或者功能单一， 语音与数据业务分离， 或者价格昂贵， 无法普及。 特别是对于偏远地区， 有 线无法达到的地理环境下， 用户要实现语音与数据业务， 将不得不购买二种 接入终端， 既增加了成本， 也增加了用户的技术负担。 综上所述， 技术、 市场、 资源、 竟争等多种因素将迫使运营商在实现业 务扩展的最大化的同时， 要满足用户多样化需求， 对于设备供应商， 则要降 低无线接入终端成本， 提高利润、 增强产品在市场上的竟争力。 发明内容 因而， 本发明提供了一种 WCDMA/GSM/GPRS/EDGE/HSDPA 多模无 线接入系统与方法， 其采用双嵌入式微处理器， 支持与 PC机连接的以太网 高速接口，可满足 PC机实现 HSDPA高速上网要求， 同时无线接入系统支持 基本通话业务。 根据本发明的一个方面， 提供了一种宽带无线接入系统， 包括： 控制子 系统， 其包括： 处理模块， 用于进行数据处理； 接口模块， 与所述处理模块 相连， 并用于连接用户终端； 处理模块通过接口模块收到来自用户终端的输 入参数之后， 调用后台处理程序， 并转换成 AT命令； 以及接入子系统， 通 过接口连接到控制子系统， 用于解析通过所述接口来自控制子系统的 AT命 令， 并调用相关的内部函数， 使用户终端与网络建立连接或断开。 在上述宽带无线接入系统中， 接入子系统包括： 射频模块， 用于收发射 频信号， 将接收到的射频信号发送给基带模块， 供其处理； 以及基带模块， 用于对上行和 /或下行射频信号进行如下至少一种处理： 调制解调上、 下行空 口信号、 信道编解码、 加密 /解密、 音频编解码、 视频编解码、 模拟 /数字转 换、以及数字 /模拟转换。接入子系统还可包括电源管理模块，用于管理开机、 检测动态电压、 以及为系统供电。 接入子系统还可包括电话接口子模块， 用 于产生内部响铃、 产生和译码双音多频、 以及产生完整的电话讯号。 接入子 系统还可包括状态指示灯， 用于表示通电、 连接、 信号强度、 以及来电的状 态。 在上述宽带无线接入系统中， 接口是 USB接口。 用户终端是个人计算 机或笔记本电脑。 AT命令为标准或扩展的 AT命令。 在上述宽带无线接入系统，其特征在于，控制子系统包括：第一处理器； 以太网驱动电路， 通过 RJ45接口与第一外部设备连接， 从而实现第一处理 器和第一外部设备之间的数据交换； 以及电话用户接口， 通过 RJ11 接口与 第二外部设备连接， 从而实现第一处理器和第一外部设备之间的数据交换。 控制子系统还可包括： 串行外设接口， 连接至电话用户接口； 以及 PCM (脉 冲编码调制）接口， 连接至电话用户接口。 控制子系统还可包括： DC/DC模块， 用于为第一处理器和电话用户接 口提供直流电压； 以及 USB接口， 连接至第一处理器。 在上述宽带无线接入系统中， 第一处理器是双嵌入式敖处理器。 第一外 部设备包括个人计算机、 笔记本电脑、 以及个人数字助理等终端设备。 第二 外部设备为支持 RJ11接口的任何通信设备。 在上述宽带无线接入系统中， 基带模块包括： 第二处理器； 以及电源管 理模块， 连接至第二处理器， 用于实现电流转换， 为第二处理器供电。 基带 模块还包括调试接口， 第二处理器为嵌入式处理器。 在上述宽带无线接入系统中， 调试接口包括 JTAG串口和 UART串口。 基带模块还包括 USIM卡接口和 /或 SIM卡接口。 本发明的控制子系统还包 括电话接口子模块， 用于产生内部响铃、 产生和译码双音多频、 以及产生完 整的电话讯号。 控制子系统主要实现系统电源提供、 用户电话接口电路 (SLIC)的转换、 USB到 RJ45信号的转变。 通过接口模块， 实现用户 PC端上网的数据功能 和通过 RJ11外接话机的语音通话功能。其中，控制处理器（如 ARM处理器） 和接入子系统通过 USB 信号接口， 将以太网 RJ45 接口链路层协议转换成 USB 串口通信协议， 实现用户端 PC通过 RJ45上网的数据业务。 用户话机 的语音业务， 通过 SLIC接口进行转换。 当有来电时， 接入子系统通过与控 制子系统的接口控制 SLIC产生振铃音通知用户接听电话， 用户接听后， 接 入子系统将主叫语音信号通过 PCM总线和 SLIC连接， SLIC实现接入子系 统和用户话机间的语音双向编解码， 实现语音通讯功能。 控制子系统的系统电源提供主要是通过直流 /直流转换模块将外接输入 的直流电源通过变换产生接入模块和控制模块所需的电源， 以满足接入子系 统中的基带与射频功放电路工作时的大电流需求。 射频模块包括发射电路、 接收电路、 波段及收发开关选择、 天线以及参 考时钟信号， 用于收发射频信号。 UMTS发射电路功能处理如下： 从基带模 块出来的 UMTS发射 I/Q调制信号 , 经过基带放大器和低通滤波后， 再进行 从基带 （BB ) 到射频 （RF ) 的上变频， 从而形成射频发射信号。 该信号在 经过自动增益控制放大器放大， 再经过带通滤波， 送功率放大器进行放大， 最后再依次经过隔离器、双工器、多模开关及天线发射出去。为了完成 UMTS 最大功率控制， 在功放和隔离器之间耦合射频能量用来进行功率电压检测。 射频模块的接收电路功能是：从多模开关来的 WCDMA/GSM频段的信 号经过相应声表滤波器滤波后， 进入低噪声、 包括增益控制电路， 进行信号 放大，再送下变频器完成从 RF到 BB的变换，形成的 I/Q基带信号经过共同 的基带低通滤波器滤波和直流偏置校正后， 再通过基带放大器放大后送基带 模块主芯片处理。 波段及收发开关选择、 分别在 GSM-900RX、 GSM-1800RX、 GSM-1900RX, GSM-900TX, GSM-1800/1900TX和 UMTSRX/TX之间进行 选通， 同时可以加大功放的工作时隙和非工作时隙之间的隔离。 另外， 电路 中的 GSM-900, GSM-1800和 GSM-1900发射滤波器可以抑制发射的谐波和 加大接收的隔离。 参考时钟信号温补压控 (VTVCXO)晶振产生。 此晶振给射频模块、 电源 模块和基带模块提供 19.2 MHz的模拟参考时钟信号。 根据本发明的第二方面，还提供了一种宽带无线接入方法， 包括以下步 骤： 步骤 S102， 用户终端通过接口连接到宽带无线接入系统； 步骤 S104, 初始化宽带无线接入系统的接入子系统和控制子系统； 步骤 S106, 控制子系 统才艮据接收到的用户输入的参数， 调用后台处理程序， 解析参数， 并转换生 成 AT命令； 步骤 S 108 , 接入子系统解析从控制子系统接收的 AT命令， 调 用相关的内部函数，进行网络设置，并建立或断开网络连接； 以及步骤 S110, 如果建立了网络连接， 则用户终端的 IP数据包发送到接入子系统， 由接入子 系统转发到网络上 , 进行数据传输。 接口为 RJ45接口。 在上述方法中， 初始化接入子系统的步骤包括以下步骤： 搜网、 注册并 处理空闲状态； 等待接收控制子系统发送的 AT命令以控制网络连接或断开； 以及响应于用户拨号或网络来电， 完成基本语音业务。 在上述方法中， 初始化控制子系统的步骤包括以下步骤： 初始化控制子 系统的处理器及外围硬件； 以及启动操作系统， 并加载控制模块。 其中， 控制模块包括： WEB服务网关子模块、 AT命令解析和生成子模 块、 IP数据包转发模块、 串口通信子模块、 以及 USB驱动子模块。 用户终 端是个人计算机或笔记本电脑。 根据本发明，可以实现以下优点： 通过二个嵌入式处理器实现了无线网 络控制及无线接入； 将数据业务与语音业务集成为一体化， 降低用户成本； PC侧采用以太网接口，适应宽带无线移动网的高速率； 以及系统内部的控制 子系统与无线接入子系统采用高速 USB 总线， 适应宽带无线移动网的高速 率。 因此，根据本发明的一个系统可同时满足用户语音与宽带数据业务。本 发明充分发挥了 3G无线宽带接入的特点，最大限度地满足普通 PC终端用户， 特别是地广人稀地理环境下、 随时随地享受到丰富的内容和服务。 终端用户 不需要安装任何专门的设备驱动及应用软件， 也无需关心设备接入运营商网 絡的技术细节。 通过 PC机内的普通浏览器软件， 就可以轻松实现业务使用 的一致 '1·生和统一' 1·生。 附图说明 图 1是示出了根据本发明的宽带无线接入系统的框图； 图 2是示出了根据本发明的具体实施例的宽带无线接入系统框图； 图 3 是示出了宽带无线接入系统的接入子系统中的基带处理模块的框 图； 图 4是示出了宽带无线接入系统的控制子系统的 4匡图；
. 图 5是示出了根据本发明的宽带无线接入系统的软件体系结构图； 图 6是根据本发明实施例的宽带无线接入系统的 RJ45-USB接口协议转 换图； 图 7是示出了根据本发明的宽带无线接入系统的方法的流程图； 以及 图 8示出了才艮据本发明的宽带移动网络设置的流程图。 具体实施方式 以下将参考附图描述本发明的实施例。 本发明针对 WCDMA/HSDPA宽带网络特点，提供了一种基于双嵌入式 处理器实现 3G网移动宽带接入及语音业务的系统与方法。 主要解决以下技 术问题： 系统与用户主机（PC/笔记本）之间 UI界面、 网络参数设置、 连接 控制通信状态的指示、 IP包透传与协议转换等； 控制子系统与无线接入子系 统之间的通信控制、 网络设置、 连接建立、 以太网接口与 USB接口转换； 无 线接入系统对 AT命令的扩展解析、 无线网络设置、 连接建立、 语音业务及 数据与语音并发等。 图 1是示出了根据本发明的宽带无线接入系统的框图。 如图 1所示， 宽 带无线接入系统 100包括： 控制子系统 102, 包括处理模块（第一嵌入式处 理器），1022、 内存 1024、 接口模块（以太网接口） 1026以及驱动器 1028, 用于在收到来自用户终端的输入参数之后， 调用后台处理程序， 并转换生成 AT命令； 以及接入子系统 104, 通过接口连接到控制子系统， 用于解析通过 接口来自控制子系统的 AT命令， 并调用相关的内部函数， 使用户终端与网 络建立连接或断开。 其中， 接入子系统 104包括： 基带模块 1040, 包括第二嵌入式处理器、 内存以及基带信号处理器， 用于调制解调上、 下行空口信号， 信道编解码， 加密 /解密； 以及射频模块 1042, 包括发射电路、 接收电路、 波段及收发开 关选择、 天线以及参考时钟信号， 用于收发射频信号。 另外， 接入子系统 104还包括电源管理模块 1044， 用于管理开机、 检 测动态电压、 以及为模块供电； 电话接口子模块 1046, 用于产生内部响铃、 产生和译码双音多频、 以及产生完整的电话讯号； 以及状态指示灯 1048, 用 于表示通电、 连接、 信号强度、 以及来电的状态。 在该实现宽带无线接入的系统 100中， 接口是 USB接口， 用户终端是 个人计算机或笔 i己本电月卤。 图 2是示出了根据本发明的具体实施例的宽带无线接入系统的框图。如 图 2所示， 说明了本发明实施例的方法如何基于双嵌入式处理器实现高速无 线接入、 网络设置及连接控制过程。 其中， 假定用户 已经是某一 WCDMA/HSDPA/GSM 宽带移动运营商合法用户并拥有运营商发放的 USIM/SIM卡， 拥有无线数据与语音业务的权限。 根据本实施例的无线接入子系统 204主要由射频模块 2042与基带模块 2044组成。 其中， 射频模块 2042主要由发射电路、 接收电路、 波段及收发 开关选择、 天线及参考时钟信号等组成。 射频收发电路内的射频链路处理芯 片组与功放电路（ PA ), 带通滤波器（ BPF )、 锁相环（ PLL ), 压控晶体振荡 器 （VCO )、 天线开关等共同构成了无线接入模块的射频收发系统。 射频模 块 2042完成 WCDMA/HSDPA网络下射频信号的接收。 其中， 射频模块 2042的发送过程如下：
(―) UMTS ( WCDMA/HSDPA ) 网络发射处理过程： 从基带模块出 来的 UMTS发射 I/Q调制信号， 经过基带放大器和 4氏通滤波后， 再进行从 BB到 RF的上变频， 从而形成射频发射信号。 该信号经过自动增益控制放大 器放大， 再经过带通滤波， 送功率放大器进行放大， 最后再依次经过隔离器、 双工器、 多模开关及天线发射出去。 为了完成 UMTS最大功率控制， 在功放 和隔离器之间耦合射频能量用来进行功率电压检测。
(二） GSM网络发射处理过程： 从基带模块出来的 GSM发射 I/Q调制 信号，经过基带放大器放大、低通滤波和 DC偏置校正后，再进行从基带（ BB ) 到中频（IF ) 的上变频， 形成的中频信号再利用偏置锁相环进行极化调制后 送功率放大器进行放大， 最后再依次经过多模开关及天线发射出去。 另外， 射频模块 2042的接收过程如下：
( 1 ) UMTS ( WCDMA/HSDPA ) 网络接收处理过程： 从双工器来的 UMTS射频接收信号先经过具有增益控制的低噪放大器（ LNA )放大和接收 带通滤波器滤波后， 送下变频器完成从射频 （RF )到基带 （BB ) 的变换， 形成的 I/Q基带信号经过低通滤波器滤波后， 再通过基带放大器放大后送基 带模块处理。
( 2 ) GSM网络接收处理过程： 对于多模开关来的 GSM频段的信号经 过相应声表滤波器滤波后， 通过 LNA (包括增益控制）进行信号放大， 再送 下变频器完成从射频（RF )到基带（BB )的变换， 形成的 I/Q基带信号经过 共同的基带低通滤波器滤波和 DC偏置校正后， 再通过基带放大器放大后送 MSM6280主芯片处理。 其中， 参考时钟信号向射频模块 2042、 基带模块 2044、 以及电源模块 2046提供模拟参考时钟信号。天线开关分别在 GSM和 UMTS信号收发之间 进行选通， 同时可以加大功放的工作时隙和非工作时隙之间的隔离。 图 3 是示出了宽带无线接入系统的接入子系统中的基带处理模块的框 图。 如图 3所示， 无线接入模块的基带部分主要完成以下功能：
( 1 ) WCDMA/HSDPA基带信号处理与 GSM/GPRS/EDGE基带信号处 理；
( 2 )存储器 （ Flash、 SRAM, SDRAM )访问控制；
( 3 ) 电源管理： 直流电源经过直流 /直流（DC/DC )转换（各种直流电 压输出）， 输出给功放、 电源管理和基带 （处理器）模块供电； 以及 ( 4 ) JTAG和 UART串口等调试接口、 USIM卡或 SIM卡接口。 数字基带芯片主要由嵌入式处理器， 例如， ARM系列处理器内核及两 个 DSP共同完成所有的 WCDMA/HSDPA和 GSM/GPRS/EDGE基带信号处 理功能， 包括上、 下行信号的调制解调、 信道编解码、 音枧频编解码、 A/D、 D/A等。 基带处理器支持二种扩展数据总线。 一种用于高速数据传输， 支持 SRAM、 SDRAM及 BURST NOR FLASH , 另一种总线则用于支持较 'I曼外部 设备， 如 NAND flash, SRAM等， 用于存储程序代码与数据。 其中， 电源管理模块 2046负责所有电源管理功能， 可以接收编程进行 控制， 以输出各种所需要的直流电压或电流。 SIM/USIM卡接口 2048完成对 SIM/USIM卡的读写访问和控制等， 由电源管理模块对 SIM/USIM卡， 以适 配其所要求的电平。 控制子系统主要实现系统电源提供、 用户电话接口电路 (SLIC)的转换、 USB到 RJ45信号的转变。 通过接口模块， 实现用户 PC端上网的数据功能 和通过 RJ11外接话机的语音通话功能。其中，控制处理器（如 ARM处理器） 和接入子系统通过 USB 信号接口， 将以太网 RJ45 接口链路层协议转换成 USB 串口通信协议， 实现用户端 PC通过 RJ45上网的数据业务。 用户话机 的语音业务， 通过 SLIC接口进行转换。 当有来电时， 接入子系统通过与控 制子系统的接口控制 SLIC产生振铃音通知用户接听电话， 用户接听后， 接 入子系统将主叫语音信号通过 PCM总线和 SLIC连接， SLIC实现接入子系 统和用户话机间的语音双向编解码， 实现语音通讯功能。 控制子系统的系统电源提供主要是通过直流 /直流转换模块将外接输入 的直流电源通过变换产生接入模块和控制模块所需的电源， 以满足接入子系 统中的基带与射频功放电路工作时的大电流需求。 射频模块包括发射电路、 接收电路、 波段及收发开关选择、 天线以及参 考时钟信号， 用于收发射频信号。 UMTS发射电路功能处理如下： 从基带模 块出来的 UMTS发射 I/Q调制信号， 经过基带放大器和低通滤波后， 再进行 从基带 （BB ) 到射频 （RF ) 的上变频， 从而形成射频发射信号。 该信号在 经过自动增益控制放大器放大， 再经过带通滤波， 送功率放大器进行放大， 最后再依次经过隔离器、双工器、多模开关及天线发射出去。为了完成 UMTS 最大功率控制， 在功放和隔离器之间耦合射频能量用来进行功率电压检测。 射频模块的接收电路功能是： 从多模开关来的 WCDMA/GSM频段的 信号经过相应声表滤波器滤波后， 进入氐噪声、 包括增益控制电路， 进行信 号放大，再送下变频器完成从 RF到 ΒΒ的变换， 形成的 I/Q基带信号经过共 同的基带低通滤波器滤波和直流偏置校正后， 再通过基带放大器放大后送基 带模块主芯片处理。 波段及收发开关选择、 分别在 GSM-900RX、 GSM-1800RX、 GSM-1900RX GSM-900TX, GSM-1800/1900TX和 UMTSI /TX之间进行 选通， 同时可以加大功放的工作时隙和非工作时隙之间的隔离。 另外， 电路 中的 GSM-900, GSM-1800和 GSM-1900发射滤波器可以抑制发射的 i皆波和 加大接收的隔离。 参考时钟信号温补压控 (VTVCXO)晶振产生。 此晶振给射频模块、 电源 模块和基带模块提供 19.2 MHz的模拟参考时钟信号。 图 4是示出了宽带无线接入系统的控制子系统 202的框图。如图 4所示， 本发明的实施例中 , 控制子系统 202的嵌入式处理器采用的是 ARM系列处 理器。 控制子系统 202主要实现系统电源的提供、 用户接口电路的转换以及 USB到 RJ45信号的转变。 通过控制子系统 202 , 实现用户 PC/笔记本上网的 数据业务功能和通过 RJ11外接话机的语音通话功能。 在控制子系统的嵌入式处理器中， 包括以太网控制器， 并且采用网络加 速器 NAT (网络地址转换）完成网络数据包的转换。 以太网驱动电路与基带 处理器以太网控制器相连接，并受基带处理器控制。主要功能符合 IEEE802.3 / 802.3u规范， 包括物理编码子层、 物理媒体附件、 双绞线物理媒体子层、 10BASE-TX编码 /编解码器和双绞线媒体访问单元等。 其中，用户语音业务实现过程包括以下步骤：对于用户话机的语音业务， 通过电话用户接口电路进行控制与转换。 电话用户接口模块 402提供一套完 整的模拟电话界面，使得普通电话机可以在移动通信网内使用。 当有来电时， 无线接入子系统 204的基带处理模块 2044通过串行外设接口 （ SPI )控制电 话用户接口产生振铃音， 并通知用户接听电话。 用户接听后， 将主叫语音信 号通过 PCM总线和用户电话接口模块 402连接， 用户电话接口 402实现基 带模块和用户话机间的语音双向编解码， 实现语音通讯功能。 DC/DC模块 404将外接输入电源通过变换产生无线接入子系统 204和 控制子系统 202所需的电源。 以上附图的描述示出了本发明实施例中宽带无线接入系统 100 的功能 单元， 下面结合系统的各功能单元， 说明本发明系统的软件结构与协议实现 流程。 图 5是示出了根据本发明的宽带无线接入系统的软件体系结构图。宽带 无线接入系统中控制子系统软件是本发明的主要优点之一。 即通过为 PC/笔 记本提供一个类似上网代理软件， 提供一个用户与宽带移动网接入的桥梁。 PC/笔记本用户不需要安装任何软件， 只要支持通用浏览器既可。 与本发明 系统连接的网卡及驱动程序完全可以采用现有成熟产品， 不需要考虑重新编 程， 通过操作系统现有功能， 即可透明为用户实现无线数据业务， 如上网浏 览， 下载等数据业务。 应用软件分为用户面、 控制面与数据面三个软件子模 块。 其中， 用户面软件模块主要是指通用浏览器软件， 打开本发明系统提供 的网络设置网页， 提供用户对要连接的移动网络进行相关参数设置， 如后面 描述的实现逻辑功能部分内容。 控制面操作系统内核采用 uClinux操作系统。 控制面功能包含以太网接 口控制， 中间 IP包路由转发及对无线接入模块的控制功能。 由于无线接入子系统与控制子系统的连接是基于 USB接口， 因此， 控 制子系统内提供了 USB驱动，并将这个 USB驱动虚拟成串口进行 modem数 据传输和接入控制。 同时， 由于基于宽带接入过程中， 有许多标准 AT命令 所不支持的功能，为了不影响通信过程中， modem数据传输和标准接入控制 , 本发明控制子系统增加了一个虚拟扩展串口， 并映射到同一个 USB 物理端 口， 用于网络控制扩展 AT命令的传送。 控制面的功能流程是将从用户处所接收的网页进行分析，提取网络设置 参数， 通过后台处理程序， 如 CGI (公共网关接口）应用程序， 将网络设置 参数转换成 AT命令， 通过扩展串口驱动和 USB物理端口发送到无线接入模 块进行无线接入控制。 数据面： 通过正确的网络设置， 并建立了网络连接后， PC/笔记本上应 用数据， 被打包成 IP数据包， 通过以太网接口送到控制子系统内的 IP转发 路由模块， 再通过 Modem标准串口与 USB物理端口， 传送到无线接入子系 统， 并由无线接入通信软件转发到互联网上。 控制子系统内的网络配置程序采用 C/S 服务器或基于 HTTP 协议的 WEB设置。 PC/笔记本侧应用软件 (浏览器)通过高层应用命令， 基于 TCP/IP 协议与控制子系统内的以太网卡接口转换控制模块交互， 而以太网卡接口转 换控制软件模块根据相应命令， 进行分析、 解释、 执行及透传， 完成用户数 据业务功能， 如设置与打开串口， 建立网络连接等功能。 图 6是根据本发明实施例的宽带无线接入系统的 RJ45-USB接口协议转 换图。 如图 6所示， 示出了本发明控制子系统软件如何完成 RJ45-USB协议 与接口转换功能。 其中， 控制子系统软件通过 USB物理接口和无线接入子系统， 基于标 准及才广展的 AT命令进行通信； 控制子系统通过 RJ45接口和 PC/笔 i己本电脑 的网口连接。 控制子系统的软件功能包括： AT命令的收发， 数据连接拨号， 内嵌的 web服务器网页（提供用户通过网页来设置无线接入子系统， 进而完 成网络连接的设置）， IP数据包转发功能， 在数据连接建立后将用户的 IP数 据包从用户计算机转发到无线接入模块。 图 7是示出了用于根据本发明的宽带无线接入系统的方法的流程图。如 图 7所示， 宽带无线接入系统的方法包括以下步骤：
S702, 用户终端通过接口连接到宽带无线接入系统； S704, 初始化宽带无线接入系统的接入子系统和控制子系统；
S706, 控制子系统根据接收到的用户输入的参数， 调用后台处理程序， 解析参数， 并转换生成 AT命令；
S708 , 接入子系统解析从控制子系统接收的 AT命令， 调用相关的内部 函数， 进行网络设置， 并建立或断开网络连接； 以及 S710, 如果建立了网络连接， 则用户终端的 IP数据包发送到接入子系 统， 由接入子系统转发到网络上， 进行数据传输。 以下， 结合图 4和图 6, 通过用户数据业务的实现过程来说明本发明的 系统和方法。 如图 8所示， 示出了根据本发明的宽带移动网络设置的过程， 其包括以 下步骤：
5801 , 为系统控制子系统分配一内部 IP地址， 并为用户所知；
5802 , 将本发明的系统上电， 并将 USIM/SIM卡插入， 网络注册正常； S803 , PC/笔记本用户打开浏览器软件， 并输入本发明系统控制子系统 网址， 并建立与本发明系统的 HTTP连接；
5804, 控制子系统内的 WEB月良务网关响应 PC/笔记本发过来的 HTTP 请求， 将含有网络设置及连接参数的网页返回给用户；
5805 , 用户对收到网络设置网页内的参数进行设置，并提交完成的设置 网页给控制子系统；
5806, 控制子系统解析收到的网页， 并调用内部函数， 如 CGI函数， 将网页中内含的网络设置参数转换成为标准或扩展的 AT命令；
5807, 控制子系统通过与无线接入子系统的 USB串口， 发送网络设置 相关的 AT命令给无线接入子系统； S808, 无线接入子系统解析 AT命令， 并调用相关网络设置程序完成无 线网络的设置；
5809, 无线接入子系统将网络设置与失败的状态返回给控制子系统； 以 及
5810, 根据控制子系统收到的成功或失败的响应消息进行设置。 其中， 如果成功则返回用户一个新设置的刷新的页面； 如果不成功， 则 返回用户一个原始页面， 让用户重新进行设置。 如上所述的网络设置参数包括用户名、 密码、 登陆号码、 DNS、 APN
"^"^息 在本发明的实施例中， 建立网络连接、 断开网络连接、 网络选择等功能 的操作过程与上述步驟和过程相类似。 在成功建立了网络连接后，用户上网时的应用层或 HTTP协议消息与数 据通过 TCP/IP协议封闭后， 被传送到控制子系统。 控制子系统在收到 IP包 后， 不进行任何判断， 直接将该 IP包重新封装成 PPP帧格式， 通过 USB接 口透传给无线接入子系统， 并由无线接入子系统转发到互联网上， 从而完成 用户的上网数据业务。 因而， 在用户上网的过程中， 用户通过无线接入子系 统就可以同时发起电话呼叫或来电接听。 本发明的实施例是针对 WCDMA/HSDPA/GSM网络环境下来进行描述 的，但基于本发明系统与方法，完全可以应用到其它 3G网络、如 CDMA 2000、 TD-CDMA等第三代移动通信网络中。 以上仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明，对于本领域 的技术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则 之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围 之内。

Claims

权 利 要 求 书 一种宽带无线接入系统， 其特征在于， 包括：
控制子系统， 其包括： 处理模块， 用于进行数据处理；接口模块， 与所述处理模块相连， 并用于连接用户终端； 所述处理模块通过所述 接口模块收到来自所述用户终端的输入参数之后，调用后台处理程序， 并转换成 AT命令； 以及
接入子系统， 通过接口连接到所述控制子系统， 用于解析通过所 述接口来自所述控制子系统的所述 AT命令， 并调用相关的内部函数， 使所述用户终端与网络建立连接或断开。 根据权利要求 1所述的宽带无线接入系统， 其特征在于， 所述接入子 系统包括： 射频模块和基带模块，
所述射频模块， 用于收发射频信号 , 将接收到的射频信号发送给 所述基带模块； 以及
所述基带模块，用于对上行和 /或下行射频信号进行如下至少一种 处理： 调制解调上、 下行空口信号、 信道编解码、 加密 /解密、 音频编 解码、 视频编解码、 模拟 /数字转换、 以及数字 /模拟转换。 根据权利要求 2所述的宽带无线接入系统， 其特征在于， 所述接入子 系统还包括： 电源管理模块， 用于管理开机、 检测动态电压、 以及为 系统供电； 电话接口子模块， 用于产生内部响铃、 产生和译码双音多 频、 以及产生完整的电话讯号； 以及状态指示灯， 用于表示通电、 连 接、 信号强度、 以及来电的状态。 根据权利要求 1所述的宽带无线接入系统， 其特征在于， 所述接口是 USB接口， 所述用户终端是个人计算机或笔记本电脑， 以及所迷 AT 命令为标准或扩展的 AT命令。 根据权利要求 1至 4中任一项所述的宽带无线接入系统，其特征在于， 所述控制子系统包括：
第一处理器；
以太网驱动电路， 通过 RJ45接口与第一外部设备连接， 从而实 现所述第一处理器和所述第一外部设备之间的数据交换； 以及 电话用户接口， 通过 RJ11接口与第二外部设备连接， 从而实现 所述第一处理器和所述第一外部设备之间的数据交换。
6. 根据权利要求 5所述的宽带无线接入系统， 其特征在于， 所述控制子 系统还包括：
串行外设接口， 连接至所述电话用户接口；
PCM接口， 连接至所述电话用户接口；
DC/DC模块， 用于为所述第一处理器和所述电话用户接口提供 直¾¾电压； 以及
USB接口， 连接至所述第一处理器。
7. 根据权利要求 5所述的宽带无线接入系统， 其特征在于， 所述第一处 理器是嵌入式微处理器， 所述第一外部设备选自包括个人计算机、 笔 记本电脑、以及个人数字助理的组，以及所述第二外部设备为支持 RJ11 接口的任何通信设备。
8. 根据权利要求 2所述的宽带无线接入系统， 其特征在于， 所述基带模 块包括：
第二处理器； 以及
电源管理模块， 连接至所述第二处理器， 用于实现电流转换， 为 所述第二处理器供电。
9. 根据权利要求 8所述的宽带无线接入系统 , 其特征在于， 所述基带模 块还包括调试接口， 所述第二处理器为嵌入式处理器。
10. 根据权利要求 9所述的宽带无线接入系统， 其特征在于， 所述调试接 口包括 JTAG串口和 UART串口。
11. 根据权利要求 8或 9所述的宽带无线接入系统， 其特征在于， 所述基 带模块还包括 USIM卡接口和 /或 SIM卡接口。
12. 一种宽带无线接入方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 步骤 S 102 , 用户终端通过接口连接到宽带无线接入系统； 步骤 S104, 初始 所述宽带无线接入系统的接入子系统和控制 子系统；
步骤 S 106 , 所述控制子系统 居接收到的所述用户输入的参数， 调用后台处理程序， 解析所述参数， 并转换生成 AT命令；
步驟 S108 , 所述接入子系统解析从所述控制子系统接收的所述 AT命令， 调用相关的内部函数， 进行网络设置， 并建立或断开网络连 接； 以及
步骤 S 110 , 如果建立了网络连接， 则所述用户终端的 IP数据包 发送到所述接入子系统， 由所述接入子系统转发到所述网络上， 进行 数据传输。
13. 根据权利要求 12所述的宽带无线接入方法， 其特征在于， 所述接口为 RJ45接口。
14. 根据权利要求 12所述的宽带无线接入方法， 其特征在于， 所述初始化 接入子系统的步驟包括以下步骤：
搜网、 注册并处理空闲状态；
等待接收所述控制子系统发送的 AT 命令以控制网络连接或断 开； 以及
响应于用户拨号或网络来电， 完成基本语音业务。
15. 根据权利要求 12所述的宽带无线接入方法， 其特征在于， 所述初始化 控制子系统的步骤包括以下步骤：
初始化所述控制子系统的处理器及外围硬件； 以及
启动操作系统， 并加载控制模块。
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