Lte無線網卡終端裝置的製作方法
2023-06-04 14:34:21
專利名稱：Lte無線網卡終端裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無線通訊裝置，特別是公開一種LTE無線網卡終端裝置。
背景技術：
隨著無線通訊的普及，越來越多人對無線通訊的帶寬及運用也越來越多，目前3G 的網絡速率及容量已不能滿足大部分人員的需求，如CDMA 2000 Ix EVDO Rev A理論最大上下行速率分別為3. IMbps和1. 8Mbps ；WCDMA理論最大上下行速率分別為14. 4Mbps和 5. 8Mbps, TD-SCDMA(HSUPA)理論最大上下行速率分別為2. 8Mbps和1.6Mbps。而實際使用過程中，根據網絡環境及小區用戶數量的增加，實際速率往往只有幾十或上百Kbps。在通訊領域，絕大多數的設備，如PC、路由器、工控機、上網本、高清攝像裝置等等， 均具備USB接口 ；USB接口的無線上網卡、以其體積小、重量輕、方便攜帶、即插即用、使用主機USB接口供電、無需額外電源等特點，深受廣大消費者喜愛。目前，USB接口的無線網卡均為2G或3G制式，LTE制式，同時支持TD-LTE和 FDD-LTE的可商用小型化的無線網卡基本是一片空白。隨著LTE的逐步普及和推廣，目前，美國FDD-LTE已開始小規模商用，中國移動也在大力推廣具有我國自主制式產權的 TD-LTE，並在北京，上海，杭州，南京，廣州，深圳，廈門七個城市建立TD-LTE網絡，預計2011 年年底可小規模試用。LTE制式，可同時支持TD-LTE和FDD-LTE的無線網卡終端裝置，由於集成度較低， 一般採用兩套射頻晶片，參閱圖1，一套支持TD-LTE，另一套支持FDD-LTE，將兩套射頻晶片通過開關相連，並需要在數字基帶(即主處理模塊)和射頻晶片間使用數模轉換(ADC)及模數轉換(DAC)晶片，在數字基帶(即主處理模塊)和外圍接口中間使用USB橋接(USB PHY)及 SD卡擴展晶片。這種由分離器件實現的方案，尺寸很大、成本很高、功耗較大、穩定性很差、 產品離散性很大、一致性很不好。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中存在的缺陷，提供一種體積小、功耗低，支持 TD-LTE與FDD-LTE制式的LTE無線網卡終端裝置。本發明是這樣實現的一種LTE無線網卡終端裝置，包括主處理模塊、外部接口模塊、存儲器模塊、電源管理模塊、無線接入模塊、天線，其特徵在於所述主處理模塊包括控制器、分別與控制器相連的LTE協議處理器、應用處理器、擴展應用處理器；所述控制器還分別與無線接入模塊、存儲器模塊、電源管理模塊、外部接口模塊相連；所述控制器控制無線接入模塊進行發射、接收、待機或關閉；所述LTE協議處理器對LTE協議進行處理，並根據網絡選擇調製解調方式；所述應用處理器處理數據，所述擴展應用處理器控制光碟自動安裝和擴展應用處理。所述無線接入模塊與2根天線相連，所述無線接入模塊包括一個主通道和一個輔助通道，所述主通道為發射和接收通道，所述輔助通道為接收通道，所述無線接入模塊傳送數據的方式為MIMO傳輸方式。所述電源管理模塊通過USB連接器與外部設備相連進行供電，所述電源管理模塊由過壓過流保護、電源管理單元、升降壓電源、線性穩壓電源構成；所述過壓過流保護分別與USB連接器、電源管理單元、升降壓電源、線性穩壓電源相連；所述電源管理單元還與升降壓電源相連。所述外部接口模塊包括分別與主處理模塊相連的USIM卡接口、SD卡接口、高速 USB2. 0 接口。所述存儲器模塊由靜態存儲器和雙倍速動態隨機存儲器構成，所述靜態存儲器用於存放操作軟體、用戶數據、網絡參數、射頻校準參數、光碟鏡像文件，所述雙倍速動態隨機存儲器用於運行操作軟體及運行應用程式。所述控制器通過串口或並口或GPIO接口與無線接入模塊相連。所述控制器通過I2C或SPI或GPIO接口與電源管理模塊相連。本發明的有益效果是能同時支持TD-LTE及FDD-LTE兩種制式，存儲器不僅可以實現傳統的存儲代碼、數據、運行軟體等功能，亦可映射為光碟，實現自動安裝(Aut0Rim)功能；採用雙天線設計，支持MIMO傳輸方式，最高下載速率可達100Mbps，上傳可達50Mbps，支持各種高速上傳下載服務，能承載在線高清視頻會議等寬帶數據業務，本發明採用集成與分離器件相結合的方式，體積小，功耗低。
圖1是現有技術LTE制式無線網卡終端裝置的結構框圖。圖2是本發明的方框原理圖。圖3是本發明電源管理模塊的結構框圖。圖4是本發明插入PC後的工作流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步闡述。
根據圖2、圖3，本發明包括主處理模塊、外部接口模塊、存儲器模塊、電源管理模塊、無線接入模塊、天線。所述主處理模塊包括控制器、分別與控制器相連的LTE協議處理器、應用處理器、擴展應用處理器；所述控制器還分別與無線接入模塊、存儲器模塊、電源管理模塊、外部接口模塊相連。所述控制器控制無線接入模塊進行發射、接收、待機或關閉；所述 LTE協議處理器對LTE協議進行處理，並根據網絡選擇調製解調方式；所述應用處理器處理數據，所述擴展應用處理器控制光碟自動安裝和擴展應用處理。所述無線接入模塊與2根天線相連，所述無線接入模塊包括一個主通道和一個輔助通道，所述主通道為發射和接收通道，所述輔助通道為接收通道，所述無線接入模塊傳送數據的方式為MIMO傳輸方式。MIMO傳輸方式，發射端使用多個天線，將發送數據分為諾幹個子數據流，並通過多個天線發射出去；接收端使用兩個接收天線，將發射端發出來的多個數據流接收、整合、恢復。MIMO傳輸方式可以有效的抗擊多徑衰減，提高無線傳輸速率，保障高速移動時的無線傳輸性能。 所述電源管理模塊通過USB連接器與外部設備相連進行供電，所述電源管理模塊由過壓過流保護、電源管理單元、升降壓電源、線性穩壓電源構成；所述過壓過流保護分別與USB連接器、電源管理單元、升降壓電源、線性穩壓電源相連；所述電源管理單元還與升降壓電源相連。所述USB連接器為USB2. 0，其供電能力為5伏500毫安，也即功率2. 5瓦。 過壓過流保護，可以有效的保護與無線網卡連接的外部設備；電源管理單元具有多路輸入與多路輸出，效率高，佔主板空間小；升降壓電源將USB接口輸入的5V電源轉換為中、低電壓，低電壓直接為系統模塊供電，效率高，發熱少，中電壓作為電源管理單元和線性穩壓電源的部分輸入，提升了電源轉換的效率，減少系統發熱，確保系統在最大功耗時仍能滿足 USB2. 0標準的2. 5W要求。當系統異常，功耗大於2. 5W時，為防止與本發明相連的外圍設備如電腦、上網本、路由器等出現藍屏或過流損壞，過壓過流保護會開啟保護功能，暫時切斷系統供電，待系統恢復後，再自動打開系統供電。所述外部接口模塊包括分別與主處理模塊相連的USIM卡接口、SD卡接口、高速 USB2. 0接口。USIM卡接口支持多種電平的USIM卡，系統可自動檢測當前插入的USIM卡類型，電源管理模塊會根據USIM卡類型為其提供匹配的供電；SD卡接口支持Ibit和4bit的標準SD卡，可以用來擴展存儲空間或當U盤使用；高速USB2. 0接口為數據通信接口，速率可達480Mbps，可與任何具備USB2. 0 OTG的設備相連，接口簡單，即插即用。所述存儲器模塊由靜態存儲器和雙倍速動態隨機存儲器構成，所述靜態存儲器用於存放操作軟體、用戶數據、網絡參數、射頻校準參數、光碟鏡像文件(ISO文件)，所述雙倍速動態隨機存儲器用於運行操作軟體及運行應用程式。光碟鏡像文件(ISO文件)的安裝與驅動加載流程如圖4，以本發明網卡在PC機上應用為例，初次插入本發明網卡時，系統提示自動安裝驅動及客戶端應用軟體，通過讀取本發明存儲器模塊中的信息後自動安裝，安裝完成後，PC自動加載已安裝在PC上的本發明LTE無線網卡終端裝置的驅動，將本發明的 USB埠映射為COM 口和網口，COM 口用於AT指令通信與調試及跟蹤信息(log)列印，網口用於LTE網絡數據傳輸，此後，再次在該安裝過驅動的PC上使用本發明無線網卡時，本發明由主處理模塊控制自動檢測到PC已經安裝過驅動，無需再次安裝，系統自動加載驅動並運行啟動客戶端應用軟體，用戶可以通過PC端客戶應用軟體進行撥號上網，簡訊收發及其他網絡應用服務。所述控制器通過串口或並口或GPIO接口與無線接入模塊相連，控制器控制無線接入模塊進行發射、接收、待機或關閉，通過專用控制接口或GPIO接口控制射頻主輔通路選擇、發射與接收狀態切換、功放開關及功率增益等級切換；所述控制器通過I2C(兩線式串行總線)或SPI (3線或4線串行式總線)或GPIO接口與電源管理模塊相連，控制器控制電源管理模塊輸出；控制器通過I2C或SPI接口與存儲器模塊的靜態存儲器相連，通過雙片選或不同地址讀取靜態存儲器中的軟體數據或光碟文件；控制器通過存儲器接口與雙倍速動態隨機存儲器(DDRAM)相連，控制及監控軟體、算法、應用程式的執行；控制器使用USB2. 0 高速接口與外部設備連接，可以實現軟體更新、數據上傳下載、調試及跟蹤信息(log)列印等功能；控制器通過標準SDIO接口與外部SD卡相連，支持lbit、4bit標準SD卡，可實現存儲及U盤功能；控制器通過USIM接口與外部USIM卡連接，可自適應檢測外部USIM卡類型，實現鑑權，對USIM卡進行電話號碼，簡訊等的讀寫操作。LTE協議處理器負責LTE協議處理，根據網絡情況選擇正交相移鍵控(QPSK)，16階正交幅度調製(16QAM)，64階正交振幅調製(64QAM)等調製解調方式；應用處理器負責數據業務及其他應用處理；擴展應用處理器負責光碟自動安裝(AutoRim)及其他擴展應用處理。
權利要求
1.一種LTE無線網卡終端裝置，包括主處理模塊、外部接口模塊、存儲器模塊、電源管理模塊、無線接入模塊、天線，其特徵在於所述主處理模塊包括控制器、分別與控制器相連的LTE協議處理器、應用處理器、擴展應用處理器；所述控制器還分別與無線接入模塊、存儲器模塊、電源管理模塊、外部接口模塊相連；所述控制器控制無線接入模塊進行發射、接收、待機或關閉；所述LTE協議處理器對LTE協議進行處理，並根據網絡選擇調製解調方式； 所述應用處理器處理數據，所述擴展應用處理器控制光碟自動安裝和擴展應用處理。
2.根據權利要求1所述的LTE無線網卡終端裝置，其特徵在於所述無線接入模塊與 2根天線相連，所述無線接入模塊包括一個主通道和一個輔助通道，所述主通道為發射和接收通道，所述輔助通道為接收通道，所述無線接入模塊傳送數據的方式為MIMO傳輸方式。
3.根據權利要求1所述的LTE無線網卡終端裝置，其特徵在於所述電源管理模塊通過USB連接器與外部設備相連進行供電，所述電源管理模塊由過壓過流保護、電源管理單元、升降壓電源、線性穩壓電源構成；所述過壓過流保護分別與USB連接器、電源管理單元、 升降壓電源、線性穩壓電源相連；所述電源管理單元還與升降壓電源相連。
4.根據權利要求1所述的LTE無線網卡終端裝置，其特徵在於所述外部接口模塊包括分別與主處理模塊相連的USIM卡接口、SD卡接口、高速USB2. 0接口。
5.根據權利要求1所述的LTE無線網卡終端裝置，其特徵在於所述存儲器模塊由靜態存儲器和雙倍速動態隨機存儲器構成，所述靜態存儲器用於存放操作軟體、用戶數據、網絡參數、射頻校準參數、光碟鏡像文件，所述雙倍速動態隨機存儲器用於運行操作軟體及運行應用程式。
6.根據權利要求1所述的LTE無線網卡終端裝置，其特徵在於所述控制器通過串口或並口或GPIO接口與無線接入模塊相連。
7.根據權利要求1所述的LTE無線網卡終端裝置，其特徵在於所述控制器通過I2C 或SPI或GPIO接口與電源管理模塊相連。
全文摘要
本發明為一種LTE無線網卡終端裝置，包括主處理模塊、外部接口模塊、存儲器模塊、電源管理模塊、無線接入模塊、天線，所述主處理模塊包括控制器、分別與控制器相連的LTE協議處理器、應用處理器、擴展應用處理器；所述控制器還分別與無線接入模塊、存儲器模塊、電源管理模塊、外部接口模塊相連。本發明的優點是能同時支持TD-LTE及FDD-LTE兩種制式，存儲器不僅可以實現傳統的存儲代碼、數據、運行軟體等功能，亦可映射為光碟，實現自動安裝功能；採用雙天線設計，支持MIMO傳輸方式，下載和上傳速率高，能承載在線高清視頻會議等寬帶數據業務，本發明採用集成與分離器件相結合的方式，體積小，功耗低。
文檔編號H04W88/02GK102291854SQ201110242558
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月23日 優先權日2011年8月23日
發明者丁俊明, 馮小聖, 雷力 申請人:德明通訊(上海)有限公司