專利名稱：Lte無線網(wǎng)卡終端裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無線通訊裝置，特別是公開一種LTE無線網(wǎng)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(wǎng)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(jù)網(wǎng)絡環(huán)境及小區(qū)用戶數(shù)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(shù)的設備，如PC、路由器、工控機、上網(wǎng)本、高清攝像裝置等等， 均具備USB接口 ；USB接口的無線上網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(guī)模商用，中國移動也在大力推廣具有我國自主制式產(chǎn)權的 TD-LTE，并在北京，上海，杭州，南京，廣州，深圳，廈門七個城市建立TD-LTE網(wǎng)絡，預計2011 年年底可小規(guī)模試用。LTE制式，可同時支持TD-LTE和FDD-LTE的無線網(wǎng)卡終端裝置，由于集成度較低， 一般采用兩套射頻芯片，參閱圖1，一套支持TD-LTE，另一套支持FDD-LTE，將兩套射頻芯片通過開關相連，并需要在數(shù)字基帶(即主處理模塊)和射頻芯片間使用數(shù)模轉換(ADC)及模數(shù)轉換(DAC)芯片，在數(shù)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卡擴展芯片。這種由分離器件實現(xiàn)的方案，尺寸很大、成本很高、功耗較大、穩(wěn)定性很差、 產(chǎn)品離散性很大、一致性很不好。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)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(wǎng)卡終端裝置。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種LTE無線網(wǎng)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，其特征在于所述主處理模塊包括控制器、分別與控制器相連的LTE協(xié)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(fā)射、接收、待機或關閉；所述LTE協(xié)議處理器對LTE協(xié)議進行處理，并根據(jù)網(wǎng)絡選擇調制解調方式；所述應用處理器處理數(shù)據(jù)，所述擴展應用處理器控制光盤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(fā)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(shù)據(jù)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(wěn)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(wěn)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(tài)存儲器和雙倍速動態(tài)隨機存儲器構成，所述靜態(tài)存儲器用于存放操作軟件、用戶數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡參數(shù)、射頻校準參數(shù)、光盤鏡像文件，所述雙倍速動態(tài)隨機存儲器用于運行操作軟件及運行應用程序。所述控制器通過串口或并口或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(fā)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(xiàn)傳統(tǒng)的存儲代碼、數(shù)據(jù)、運行軟件等功能，亦可映射為光盤，實現(xiàn)自動安裝(Aut0Rim)功能；采用雙天線設計，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(shù)據(jù)業(yè)務，本發(fā)明采用集成與分離器件相結合的方式，體積小，功耗低。


圖1是現(xiàn)有技術LTE制式無線網(wǎng)卡終端裝置的結構框圖。圖2是本發(fā)明的方框原理圖。圖3是本發(fā)明電源管理模塊的結構框圖。圖4是本發(fā)明插入PC后的工作流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步闡述。
根據(jù)圖2、圖3，本發(fā)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(xié)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(fā)射、接收、待機或關閉；所述 LTE協(xié)議處理器對LTE協(xié)議進行處理，并根據(jù)網(wǎng)絡選擇調制解調方式；所述應用處理器處理數(shù)據(jù)，所述擴展應用處理器控制光盤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(fā)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(shù)據(jù)的方式為MIMO傳輸方式。MIMO傳輸方式，發(fā)射端使用多個天線，將發(fā)送數(shù)據(jù)分為諾干個子數(shù)據(jù)流，并通過多個天線發(fā)射出去；接收端使用兩個接收天線，將發(fā)射端發(fā)出來的多個數(shù)據(jù)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(wěn)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(wěn)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(wǎng)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，占主板空間?。簧祲弘娫磳SB接口輸入的5V電源轉換為中、低電壓，低電壓直接為系統(tǒng)模塊供電，效率高，發(fā)熱少，中電壓作為電源管理單元和線性穩(wěn)壓電源的部分輸入，提升了電源轉換的效率，減少系統(tǒng)發(fā)熱，確保系統(tǒng)在最大功耗時仍能滿足 USB2. 0標準的2. 5W要求。當系統(tǒng)異常，功耗大于2. 5W時，為防止與本發(fā)明相連的外圍設備如電腦、上網(wǎng)本、路由器等出現(xiàn)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(tǒng)供電，待系統(tǒng)恢復后，再自動打開系統(tǒng)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(tǒng)可自動檢測當前插入的USIM卡類型，電源管理模塊會根據(jù)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(shù)據(jù)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(tài)存儲器和雙倍速動態(tài)隨機存儲器構成，所述靜態(tài)存儲器用于存放操作軟件、用戶數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡參數(shù)、射頻校準參數(shù)、光盤鏡像文件(ISO文件)，所述雙倍速動態(tài)隨機存儲器用于運行操作軟件及運行應用程序。光盤鏡像文件(ISO文件)的安裝與驅動加載流程如圖4，以本發(fā)明網(wǎng)卡在PC機上應用為例，初次插入本發(fā)明網(wǎng)卡時，系統(tǒng)提示自動安裝驅動及客戶端應用軟件，通過讀取本發(fā)明存儲器模塊中的信息后自動安裝，安裝完成后，PC自動加載已安裝在PC上的本發(fā)明LTE無線網(wǎng)卡終端裝置的驅動，將本發(fā)明的 USB端口映射為COM 口和網(wǎng)口，COM 口用于AT指令通信與調試及跟蹤信息(log)打印，網(wǎng)口用于LTE網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸，此后，再次在該安裝過驅動的PC上使用本發(fā)明無線網(wǎng)卡時，本發(fā)明由主處理模塊控制自動檢測到PC已經(jīng)安裝過驅動，無需再次安裝，系統(tǒng)自動加載驅動并運行啟動客戶端應用軟件，用戶可以通過PC端客戶應用軟件進行撥號上網(wǎng)，短信收發(fā)及其他網(wǎng)絡應用服務。所述控制器通過串口或并口或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(fā)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(fā)射與接收狀態(tài)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(tài)存儲器相連，通過雙片選或不同地址讀取靜態(tài)存儲器中的軟件數(shù)據(jù)或光盤文件；控制器通過存儲器接口與雙倍速動態(tài)隨機存儲器(DDRAM)相連，控制及監(jiān)控軟件、算法、應用程序的執(zhí)行；控制器使用USB2. 0 高速接口與外部設備連接，可以實現(xiàn)軟件更新、數(shù)據(jù)上傳下載、調試及跟蹤信息(log)打印等功能；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(xiàn)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(xiàn)鑒權，對USIM卡進行電話號碼，短信等的讀寫操作。LTE協(xié)議處理器負責LTE協(xié)議處理，根據(jù)網(wǎng)絡情況選擇正交相移鍵控(QPSK)，16階正交幅度調制(16QAM)，64階正交振幅調制(64QAM)等調制解調方式；應用處理器負責數(shù)據(jù)業(yè)務及其他應用處理；擴展應用處理器負責光盤自動安裝(AutoRim)及其他擴展應用處理。
權利要求
1.一種LTE無線網(wǎng)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，其特征在于所述主處理模塊包括控制器、分別與控制器相連的LTE協(xié)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(fā)射、接收、待機或關閉；所述LTE協(xié)議處理器對LTE協(xié)議進行處理，并根據(jù)網(wǎng)絡選擇調制解調方式； 所述應用處理器處理數(shù)據(jù)，所述擴展應用處理器控制光盤自動安裝和擴展應用處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的LTE無線網(wǎng)卡終端裝置，其特征在于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(fā)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(shù)據(jù)的方式為MIMO傳輸方式。
3.根據(jù)權利要求1所述的LTE無線網(wǎng)卡終端裝置，其特征在于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(wěn)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(wěn)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(jù)權利要求1所述的LTE無線網(wǎng)卡終端裝置，其特征在于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(jù)權利要求1所述的LTE無線網(wǎng)卡終端裝置，其特征在于所述存儲器模塊由靜態(tài)存儲器和雙倍速動態(tài)隨機存儲器構成，所述靜態(tài)存儲器用于存放操作軟件、用戶數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡參數(shù)、射頻校準參數(shù)、光盤鏡像文件，所述雙倍速動態(tài)隨機存儲器用于運行操作軟件及運行應用程序。
6.根據(jù)權利要求1所述的LTE無線網(wǎng)卡終端裝置，其特征在于所述控制器通過串口或并口或GPIO接口與無線接入模塊相連。
7.根據(jù)權利要求1所述的LTE無線網(wǎng)卡終端裝置，其特征在于所述控制器通過I2C 或SPI或GPIO接口與電源管理模塊相連。
全文摘要
本發(fā)明為一種LTE無線網(wǎng)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(xié)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(fā)明的優(yōu)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(xiàn)傳統(tǒng)的存儲代碼、數(shù)據(jù)、運行軟件等功能，亦可映射為光盤，實現(xiàn)自動安裝功能；采用雙天線設計，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(shù)據(jù)業(yè)務，本發(fā)明采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(yōu)先權日2011年8月23日
發(fā)明者丁俊明, 馮小圣, 雷力 申請人:德明通訊(上海)有限公司