專利名稱：一種三合一手機集成系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通訊裝置，主要是一種三合一手機集成系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
移動電話市場是目前通信業(yè)發(fā)展最快的一種業(yè)務，據(jù)預測今后移動通訊業(yè)務要占總通訊業(yè)務量的25％。2002年世界移動電話累計用戶數(shù)將增加到8.3億戶，普及率從1996年的2.9％，提高到2002年的15％。毋庸質(zhì)疑，經(jīng)濟高速發(fā)展的中國在移動通訊市場上具有巨大的市場潛力。據(jù)預測，到2010年中國移動電話的總需求量可達到40000萬戶。自從無線個人通信業(yè)用數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)了無線個人通信系統(tǒng)，并具有完整性及成熟的業(yè)務以來，數(shù)字系統(tǒng)之間就掀起了競爭激烈的“數(shù)字領(lǐng)域世界大戰(zhàn)”。其中主要蜂窩系統(tǒng)有全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、先進數(shù)字化移動電話系統(tǒng)(D-AMPS)、窄帶碼分多址(N-CDMA)系統(tǒng)、公共數(shù)字蜂窩系統(tǒng)(PDC)。主要的數(shù)字無繩系統(tǒng)有歐洲數(shù)字化無繩電信系統(tǒng)(DECT)、個人訪問通信系統(tǒng)(PACS)及個人手持電話系統(tǒng)(PHS)。GSM全球通移動電話制式的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相對比較成熟，發(fā)展相對較快。目前，世界上有三種GSM體制，按其頻率不同，可分為GSM900(900MHZ)、DCS1800(1800MHZ)和PCS1900(1900)。一種符合GSM PHASE 2標準，可通用于上述三種頻率的“全球通手機”將快速發(fā)展，用一臺“全球通手機”可在全球上述三種體制中漫游通話。由于GSM的開放性(插入SIM卡即可工作)和全球電信業(yè)務市場的開放，發(fā)展有競爭力的GSM手機可以直接面向全球市場的競爭。移動通信技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了第一代模擬移動通信技術(shù)以及第二代數(shù)字的、以電話業(yè)務為主的窄帶移動通信技術(shù)，正在向第三代以有限多媒體業(yè)務為目的的寬帶移動通信技術(shù)發(fā)展，第四代以多媒體為目的的廣帶移動通信技術(shù)也正在大力研究中。移動通信經(jīng)歷了AMPS，TACS，NMT模擬移動通信，到D-AMPS，IS-95，GSM數(shù)字移動通信，現(xiàn)正處于向第三代移動通信--寬帶CDMA的發(fā)展過程中。這同時，也出現(xiàn)了多種通信體制并存、各種標準層出不窮和頻率資源缺乏的現(xiàn)象。以硬件為主的傳統(tǒng)通信體制難以適應這種局面，這些新標準由于射頻載波頻率和調(diào)制方式不同而限制了各種設(shè)備的互通和兼容。移動通信技術(shù)發(fā)展的最終目標是與固定的公用網(wǎng)發(fā)展相結(jié)合相補充實現(xiàn)全球個人通信。由于通信業(yè)的發(fā)展，相對傳統(tǒng)的電話業(yè)務，無線電話業(yè)務飛速增長，但不適應巨大需求，正是這種不適應，在技術(shù)層面上就產(chǎn)生了具大的推動力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能接受手機信號，也能接受無繩電話和小靈通的信號的三合一手機集成系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案。這種三合一手機集成系統(tǒng)，主要包括CPU處理器、天線系統(tǒng)、顯示、鍵盤模塊、SIM卡模塊、語音合成模塊和電源模塊，在CPU處理器的外圍還設(shè)有RAM、Flash存儲器、可編程器件和其他接口芯片，設(shè)有能與CPU處理器進行數(shù)據(jù)交換的數(shù)字信號處理器DSP；設(shè)有GSM射頻模塊、小靈通射頻模塊、無繩電話子機射頻模塊，分別通過AD和DA轉(zhuǎn)換器與數(shù)字信號處理器DSP相連接。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案還可以進一步完善。GSM射頻模塊、小靈通射頻模塊共用一個頻率合成器，無繩電話子機射頻模塊單獨一個頻率合成器，射頻模塊電路包括接收電路，發(fā)射電路以及頻率合成器。所述的接收、發(fā)射電路為，天線通過天線射頻開關(guān)輸入與接收前端高頻濾波、放大電路及接收濾波器相連，同時與GSM和PHS本振電路的輸出端一起和混頻管的基極相連接，進行混頻處理；混頻管的輸出端通過平品濾波器和中頻放大管與中頻模塊連接；同時與二本振電路的輸出端一起和另一混頻管的基極相連接，輸出端通過開關(guān)控制解調(diào)與數(shù)字信號處理器DSP相連。頻率合成器具有兩套本振電路，本振電路由中頻頻率合成器，變?nèi)荻O管，本振管，放大管，900MHZ本振開關(guān)管，1900MHZ本振開關(guān)管，控制模塊及相應外圍電路組成。
本發(fā)明有益的效果是1)、能接受手機信號，也能接受無繩電話和小靈通的信號；2)、隨時、隨地與外界傳遞交換信息的輕便易攜的個人通訊終端。3)、三合一移動電話手機適應用戶的需求，因此它有巨大的市場需求。


圖1是本發(fā)明實施例1的原理方框示意圖；圖2是本發(fā)明實施例1的接收電路原理示意圖；圖3是本發(fā)明實施例1的發(fā)射電路原理示意圖；圖4是本發(fā)明實施例2的原理方框示意圖；具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述。這種三合一手機集成系統(tǒng)，主要包括CPU處理器、天線系統(tǒng)、顯示、鍵盤模塊、SIM卡模塊、語音合成模塊和電源模塊，在CPU處理器的外圍還設(shè)有RAM、Flash存儲器、可編程器件和其他接口芯片，設(shè)有能與CPU處理器進行數(shù)據(jù)交換的數(shù)字信號處理器DSP；設(shè)有GSM射頻模塊、小靈通射頻模塊、無繩電話子機射頻模塊，分別通過AD和DA轉(zhuǎn)換器與數(shù)字信號處理器DSP相連接。GSM射頻模塊、小靈通射頻模塊，無繩電話子機射頻模塊單獨一個頻率合成器，射頻模塊電路包括接收電路，發(fā)射電路以及頻率合成器。所述的接收、發(fā)射電路為，天線通過天線射頻開關(guān)輸入與接收前端高頻濾波、放大電路及接收濾波器相連，同時與GSM和PHS本振電路的輸出端一起和混頻管的基極相連接，進行混頻處理；混頻管的輸出端通過平品濾波器和中頻放大管與中頻模塊連接；同時與二本振電路的輸出端一起和另一混頻管的基極相連接，輸出端通過開關(guān)控制解調(diào)與數(shù)字信號處理器DSP相連。頻率合成器具有兩套本振電路，本振電路由中頻頻率合成器，變?nèi)荻O管，本振管，放大管，900MHZ本振開關(guān)管，1900MHZ本振開關(guān)管，控制模塊及相應外圍電路組成。
工作原理DSP處理器和CPU處理器是此方案的核心部分。GSM系統(tǒng)和小靈通無線市話系統(tǒng)都涉及到復雜的調(diào)制解調(diào)、協(xié)議實現(xiàn)和語音編解碼、壓縮等處理，所以必須將高速、高性能的數(shù)字信號處理器DSP芯片和擅長于邏輯操作、位運算、比較運算的通用16位或32位單片處理器芯片結(jié)合起來，共同完成一個復雜的系統(tǒng)。一般而言，DSP處理器完成物理層和MAC子層的協(xié)議實體，而CPU處理器實現(xiàn)邏輯鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和其他接口層面的協(xié)議實體和管理實體，包括電源管理、人機對話接口和系統(tǒng)資源調(diào)配等。比如，在GSM終端系統(tǒng)中，物理層和MAC層的實體包括信號打包/拆包、信道編碼/解碼、擾碼/解擾、脈沖序列訓練、GMSK調(diào)制/解調(diào)、語音的PCM編碼/解碼、語音壓縮/解壓縮，等等。在邏輯鏈路層中，包括邏輯鏈路層實體、加密/解碼和管理實體。邏輯鏈路層實體對語音的處理和對短消息、命令的處理方式大不相同。對短消息和命令，具有反饋重傳機制，而對實時語音，沒有反饋重傳。各種邏輯信道的管理也在鏈路層完成。GSM是一個非常復雜的系統(tǒng)。對DSP，我們可用TI公司的TMS320C54X系列處理器芯片，Nokia就曾經(jīng)用它來開發(fā)GSM手機。而對CPU，我們可以Intel的ARM系列Core來完成鏈路層及其之上的功能。一旦硬件平臺建立后，軟件開發(fā)平臺的選擇也很重要。對DSP子系統(tǒng)，我們可以選擇TI公司的DSP/BIOS實時操作系統(tǒng)，而對CPU平臺，VxWorks系統(tǒng)是公認的性能極佳的嵌入式實時操作系統(tǒng)，但價格也及其昂貴。
工作過程接收和發(fā)送支路都采用兩級調(diào)制方案。其中末級采用正交調(diào)制解調(diào)方案。第一本振的振蕩頻率可以通過頻率合成器來調(diào)節(jié)，以選擇信道?；鶞暑l率源的頻率穩(wěn)定度應該在10-6量級。無繩電話手持機模塊和FM接收模塊都采用模擬調(diào)制技術(shù)，而且頻率只有幾十MHz，因此比較容易實現(xiàn)。
1)、接收過程從天線接收下來的信號(GSM為936~960MHZ，PHS為1895~1907MHZ)從天線射頻開關(guān)輸入，送到接收前端高頻濾波及放大電路。A)、當手機工作在GSM900MHZ頻段時，GSM900MHZ接收信號被送到高頻接收濾波器進行濾波，濾波器的中心頻率是947.4MHZ，帶寬為25MHZ。經(jīng)過濾波的935~960MHZ高頻信號再送到900MHZ高頻放大管的基極，經(jīng)過放大后送到接收濾波器，同時由900MHZ本振電路送來的720~745MHZ接受一本振頻率也送到，兩信號經(jīng)過濾波后同時送到混頻管的基極，混頻產(chǎn)生215MHZ的接收中頻信號。B)、當手機工作在PHS1900MHZ頻段時，輸出的PHS1900MHZ接收信號被送到接受高頻帶同濾波器進行濾波。經(jīng)濾波的PHS1895~1907MHZ頻段信號接著被送到高頻放大管進行放大，放大后的信號從高頻濾波器輸出，接受進一步的濾波。此時1900MHZ本振電路送來的1680MHZ~1692MHZ接收一本振頻率信號，濾波后兩信號同時送入混頻管，進行混頻處理以產(chǎn)生接收中頻215MHZ。C)、輸出的215MHZ的接收中頻信號，經(jīng)過平品濾波器的濾波和中頻放大管放大后送入中頻模塊，215MHZ接收二本振信號與接收二本振信號混頻，得到67.768KHZ的接受基帶信號，該信號經(jīng)過放大后輸出，有開關(guān)控制解調(diào)，然后送到，送到DSP處理。
2)、發(fā)射過程語音信號經(jīng)過音頻處理電路處理后得到發(fā)射基帶信號，然后分別從數(shù)字信號處理器，送到中頻模塊。壓控振蕩器(GSM為340MHZ)，該振蕩頻率二分頻器二分頻后產(chǎn)生170MHZ(GSM)發(fā)射二本振信號，該信號經(jīng)內(nèi)部的調(diào)頻電路將二本振信號調(diào)制到相位的載波上(即將發(fā)射基帶信號與發(fā)射二本振混頻)，以產(chǎn)生發(fā)射中頻信號(GSM為1700MHZ)，一本振信號與發(fā)射取樣信號混頻。發(fā)射信號從發(fā)射壓控振蕩器產(chǎn)生后，經(jīng)過預放，然后送到功率放大器進行功率放大。放大后的信號送到天線發(fā)射出去。
3)、頻率合成器與單頻手機相比，”三合一”GSM手機的頻率合成電路比較復雜，具有兩套本振電路。它需要產(chǎn)生兩種本振頻率720~745MHZ(GSM900MHZ頻段)與1680~1692MHZ(PHS1900MHZ頻段)。本振電路由中頻頻率合成器，變?nèi)荻O管，本振管，放大管，900MHZ本振開關(guān)管，1900MHZ本振開關(guān)管，控制模塊及相應外圍電路組成。由于PHS和GSM是不同的傳輸速率和不同的協(xié)議標準，GSM是每個頻率分8個信道。所以要使用兩個定時的時鐘，以使其達到同步。
4)、信號判定手機掃描接收信號，順序是無繩電話信號，小靈通信號，GSM手機信號。選擇接通無繩電話。掃描到頻率后，由手機鑒別是何種信號源，GSM是TDMA，GMSK調(diào)制的系統(tǒng)，PHS是TDMA，TDD的π/4DQPSK系統(tǒng)，而無繩電話是模擬系統(tǒng)，是FM調(diào)制的模擬系統(tǒng)。無繩電話也可能是數(shù)字的。
5)、軟件無線電的應用軟件無線電系統(tǒng)的工作過程是在射頻(RF)或中頻(IF)對接收信號進行數(shù)字化，通過軟件編程來靈活實現(xiàn)各種寬帶數(shù)字濾波、直接數(shù)字頻率合成、數(shù)字下變頻、調(diào)制解調(diào)、差錯編碼、信令控制、信源編碼及解碼功能。在接收時，來自天線的信號經(jīng)過RF處理和變換，由寬帶A/D數(shù)字化，然后通過可編程DSP模塊實現(xiàn)所需的各種信號處理，并將結(jié)果送至多功能用戶終端。發(fā)送時，通過類似接收信號的流程將數(shù)據(jù)通過天線發(fā)射出去。為用戶提供在無線與有線環(huán)境下統(tǒng)一的業(yè)務使用方式，又適應多種業(yè)務環(huán)境，且與GSM手機兼容，便于平滑升級，對通信終端而言，它面對的是多種網(wǎng)絡(luò)的綜合系統(tǒng)，因而需要多頻多模手機?！叭弦弧笔謾C的天線跨多個頻段，形式統(tǒng)一，損耗低。射頻部分完成輸出功率的產(chǎn)生及前置放大，將射頻信號轉(zhuǎn)換成標準中頻信號，或?qū)藴手蓄l信號轉(zhuǎn)換成射頻信號，該標準中頻信號適合A/D和D/A轉(zhuǎn)換。中頻部分完成中頻信號與已調(diào)基帶信號之間的變換(接收和發(fā)射)，它的主要功能是頻率變換和濾波?；鶐盘柼幚聿糠职褦?shù)據(jù)流變換成適合信道傳輸?shù)幕鶐盘柡徒庹{(diào)基帶信號(含定時恢復)。靈活應用軟件無線電的基本硬軟件模塊，可使軟件無線電設(shè)備對傳播條件具有多種自適應能力(包括頻率、功率、速率及多徑分集等)，多種抗干擾能力(包括自適應天線調(diào)零、自適應干擾抵消、擴頻及跳頻等)，靈活可變的多址方式(包括FDMA、TDMA、CDMA、SDMA及其混合等)，用戶需要的多種業(yè)務(包括話音、傳真、數(shù)據(jù)，圖象等)及多種組網(wǎng)與接口能力等。軟件無線電為通信系統(tǒng)提供一種新型的結(jié)構(gòu)，那就是利用統(tǒng)一的硬件平臺，不同的軟件來實現(xiàn)不同的功能。只有軟件無線電技術(shù)才能解決多頻多模多業(yè)務終端問題。手機的寬帶射頻前端要求器件有較寬的頻率范圍，主要完成寬帶低噪聲放大、濾波、混頻、自動增益控制以及輸出功率放大等功能。射頻前端可分三段實現(xiàn)，做成可置換的標準化模塊。軟件無線電通過硬件平臺安裝不同的軟件，完成不同的功能，因此可以在不改變硬件設(shè)備的條件下，通過軟件升級來實現(xiàn)系統(tǒng)功能。將軟件無線電技術(shù)用于設(shè)計多頻多模(MBMM，multiband multimode，可兼容GSM/DSC，PHS，CORDLESS)可編程手機。它自動檢測接收信號，接入不同的網(wǎng)絡(luò)而且能滿足不同接續(xù)時間的要求。軟件無線電技術(shù)可以用不同的軟件實現(xiàn)不同的無線電設(shè)備的各種功能，可以任意改變信道接入方式或調(diào)制方式，利用不同軟件即可適應，不同標準，構(gòu)成多模手機。它的出現(xiàn)，使無線通信的發(fā)展經(jīng)理的由固定到移動，由模擬到數(shù)字，由硬件到軟件的三次變革。
實施例2如圖4所示，在本系統(tǒng)中，使GSM手機和小靈通手機的射頻部分共用一個頻率合成器，而無繩電話子機采用一個單獨的頻率合成器，這樣可以使解調(diào)出來的中頻部分的頻率一致，GSM和小靈通收發(fā)模塊就可以共享AD轉(zhuǎn)換器，DA轉(zhuǎn)換器，頻率合成器，正交調(diào)制器等，有利于降低成本.但其缺點也是顯然的，GSM網(wǎng)絡(luò)和小靈通網(wǎng)絡(luò)無法同時工作。當希望從GSM網(wǎng)絡(luò)切換到小靈通網(wǎng)絡(luò)時，必須先與GSM網(wǎng)絡(luò)斷線，然后掃描小靈通網(wǎng)絡(luò)，此時若不在小靈通網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)，必須再次切換到GSM網(wǎng)絡(luò)。兩個網(wǎng)絡(luò)之間的頻繁切換，將降低接通質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種三合一手機集成系統(tǒng)，主要包括CPU處理器、天線系統(tǒng)、顯示、鍵盤模塊、SIM卡模塊、語音合成模塊和電源模塊，在CPU處理器的外圍還設(shè)有RAM、Flash存儲器、可編程器件和其他接口芯片，其特征是設(shè)有能與CPU處理器進行數(shù)據(jù)交換的數(shù)字信號處理器DSP；設(shè)有GSM射頻模塊、小靈通射頻模塊、無繩電話子機射頻模塊，分別通過AD和DA轉(zhuǎn)換器與數(shù)字信號處理器DSP相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三合一手機集成系統(tǒng)，其特征在于GSM射頻模塊、小靈通射頻模塊共用一個頻率合成器，無繩電話子機射頻模塊單獨一個頻率合成器，射頻模塊電路包括接收電路，發(fā)射電路以及頻率合成器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三合一手機集成系統(tǒng)，其特征在于所述的接收、發(fā)射電路為，天線通過天線射頻開關(guān)輸入與接收前端高頻濾波、放大電路及接收濾波器相連，同時與GSM和PHS本振電路的輸出端一起和混頻管的基極相連接，進行混頻處理；混頻管的輸出端通過平品濾波器和中頻放大管與中頻模塊連接；同時與二本振電路的輸出端一起和另一混頻管的基極相連接，輸出端通過開關(guān)控制解調(diào)與數(shù)字信號處理器DSP相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三合一手機集成系統(tǒng)，其特征在于頻率合成器具有兩套本振電路，本振電路由中頻頻率合成器，變?nèi)荻O管，本振管，放大管，900MHZ本振開關(guān)管，1900MHZ本振開關(guān)管，控制模塊及相應外圍電路組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三合一手機集成系統(tǒng)，主要包括CPU處理器、天線系統(tǒng)、顯示、鍵盤模塊、SIM卡模塊、語音合成模塊和電源模塊，在CPU處理器的外圍還設(shè)有RAM、Flash存儲器、可編程器件和其他接口芯片，設(shè)有能與CPU處理器進行數(shù)據(jù)交換的數(shù)字信號處理器DSP；設(shè)有GSM射頻模塊、小靈通射頻模塊、無繩電話子機射頻模塊，分別通過AD和DA轉(zhuǎn)換器與數(shù)字信號處理器DSP相連接。本發(fā)明有益的效果是1)、能接受手機信號，也能接受無繩電話和小靈通的信號；2)、隨時、隨地與外界傳遞交換信息的輕便易攜的個人通訊終端。3)、三合一移動電話手機適應用戶的需求，因此它有巨大的市場需求。
文檔編號H04M1/21GK1395442SQ0213642
公開日2003年2月5日 申請日期2002年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月8日
發(fā)明者宋榮宗 申請人:宋榮宗