專利名稱：網絡媒體話機的無線網絡接口設置方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種網絡媒體話機終端的無線網絡接口的設置方法和系統(tǒng)裝置，尤其是通過采用帶有DSP處理器的無線網絡通信外設適配接口模塊，使網絡媒體話機終端成為支持室內無線互聯(lián)終端、固定寬帶無線網絡終端和移動網絡通信媒體終端。涉及網絡媒體話機終端通過無線網絡通信外接設備可擴展多種無線網絡環(huán)境的應用功能。
背景技術：
目前通信網絡的發(fā)展遵循著這樣一個趨勢，即由傳統(tǒng)的面向語音傳輸的單一業(yè)務網向著新一代的面向數據、語音、視頻的綜合業(yè)務網演進。傳統(tǒng)的語音通信網是在電話網的基礎上建立的，雖然經歷了多年的數字化改進，出現了面向數據傳輸的DDN(DigitalData Network)技術，面向綜合業(yè)務的B-ISDN技術以及高速的數字接入技術，但整個網絡的結構特征依然沒有改變，其交換方式仍以電路交換為主，而其復雜的信令體系使網絡控制高度集中化，缺乏靈活性，這些特征對于實現包括數據，多媒體信息在內的綜合業(yè)務來說都是不利的因素。為了解決這個問題，業(yè)界提出了下一代網絡(NGNNextGeneration Network)的概念，其核心思想是業(yè)務驅動，即媒體與傳輸分離，傳輸與控制分離，它并不要求物理層面上實現電視網，電信網和計算機網的結合，而是在高層業(yè)務上實現三網的融合，為語音，數據，視頻等各種業(yè)務在三網上的傳輸提供一個統(tǒng)一開放的平臺。在這種情況下，新的網絡體系結構要求進一步簡化網絡的控制功能以實現平臺的統(tǒng)一，這就要求終端的智能化，以取代傳統(tǒng)的包括語音電話、電視在內的啞終端。
隨著無線LAN的迅速發(fā)展，包括提供802.11無線LAN通信系統(tǒng)、無線LAN通信方法等無線技術多種類和多標準的方式共存，尤其是涉及在2.4GHz的ISM頻帶上支持無線LAN和無線PAN標準的多模式硬件也可以實現語音，數據，視頻等各種業(yè)務在三網上的傳輸。
CN200420078125.8和CN200410041512.8公開了一種網絡媒體話機終端和其應用通信方法，此終端以網絡為通信傳播媒介，設有將目標被叫號碼映射為相應的網關IP地址的IP電話模塊，整機設有PCI總線、主CPU、在PCI總線上設有以太網接口，和支持流媒體的MPEG-4解碼、視音頻編碼處理、A/D轉換的多媒體處理模塊，所述多媒體處理模塊包括語音/多媒體處理器和DSP處理模塊、在所述語音/多媒體處理器通過D/A轉換連接出電話和視頻信號媒體端口，在主CPU硬件和操作系統(tǒng)軟件協(xié)調下的實現I/O通訊，在SIP通訊協(xié)議和MPEG-4流媒體格式的基礎上進行通信。支持INTERNET漫游和PSTN同一帳戶PSTN接入漫游；具有話機功能無線適配支持可視電話；多媒體功能在線支持電視機，音響等。智能化的終端——網絡媒體話機終端具有強大的計算處理能力，能夠完成應用層面各種通信協(xié)議。智能化的通信終端和傳統(tǒng)的終端相比，其軟硬件結構的設計都要復雜的多。網絡媒體話機終端作為接入網絡呼叫中心平臺的用戶端設備，除了需要具備多業(yè)務的傳送能力，還需具備接入手段的多樣化。在無線接入日益普及的情況下，考慮無線接入是其值得改進之處。
如果網絡媒體話機終端具備了無線網絡接入的功能，那么電信服務商就可以在無線覆蓋的范圍內快速地為用戶提供業(yè)務，節(jié)省接入線路的投資，縮短業(yè)務開通的時間，也使網絡的統(tǒng)一管理延伸到了用戶側。
如何快速、有效、靈活、低成本提供客戶所需要的各種業(yè)務成為電信服務商首要考慮的問題。而無線接入方式在一定程度上滿足了電信服務商的這一需要。隨著IP網成為基礎網以及三網融合的發(fā)展，互聯(lián)網在向有線寬帶發(fā)展的同時開始向無線網絡方向發(fā)展。無線通信方式是通訊網絡的最靈活的接入方式，而數據通信產業(yè)和無線通信產業(yè)的技術融合是最終實現“Any to Any”的通信的關鍵所在。互聯(lián)網及數據通信產業(yè)的發(fā)展加快了無線通信產業(yè)的演進，使無線通信產業(yè)在技術上能更好的滿足對數據業(yè)務(主要是IP業(yè)務)快速增長的需求。目前，主流的無線網絡數據技術包括1、GSM/GPRS接入技術GSM是一種起源于歐洲的移動通信技術標準，是第二代移動通信技術。該技術是目前個人通信的一種常見技術代表。它用的是窄帶TDMA，允許在一個射頻即′蜂窩′同時進行8組通話。GSM是1991年開始投入使用的。到1997年底，已經在100多個國家運營，成為歐洲和亞洲實際上的標準。GSM數字網具有較強的保密性和抗干擾性，音質清晰，通話穩(wěn)定，并具備容量大，頻率資源利用率高，接口開放，功能強大等優(yōu)點。我國于20世紀90年代初引進采用此項技術標準，此前一直是采用蜂窩模擬移動技術，即第一代GSM技術(2001年12月31日我國關閉了模擬移動網絡)。目前，中國移動、中國聯(lián)通各擁有一個GSM網，GSM手機用戶總數在1.4億以上，為世界最大的移動通信網絡。GPRS是分組交換技術。由于使用了＂分組＂的技術，下載資料和通話是可以同時進行的。發(fā)展GPRS技術十分＂經濟＂，因為它只需對現有的GSM網絡進行升級即可。GPRS的用途十分廣泛，包括通過手機發(fā)送及接收電子郵件，在互聯(lián)網上瀏覽等。
GPRS的最大優(yōu)勢在于它的數據傳輸速度非WAP所能比擬。目前的GSM移動通信網的數據傳輸速度為每秒9.6K字節(jié)，而GPRS達到了115Kbps，此速度是常用56Kmodem理想速率的兩倍。除了速度上的優(yōu)勢，GPRS還有′永遠在線′的特點，即用戶隨時與網絡保持聯(lián)系。
2、CDMA接入技術CDMA＂碼分多址分組數據傳輸技術＂，被稱為第2.5代移動通信技術。CDMA手機具有話音清晰、不易掉話、發(fā)射功率低和保密性強等特點，發(fā)射功率只有GSM手機發(fā)射功率的1/60，被稱為＂綠色手機＂。更為重要的是，基于寬帶技術的CDMA使得移動通信中視頻應用成為可能。CDMA并不給每一個通話者分配一個確定的頻率，而是讓每一個頻道使用所能提供的全部頻譜。因此，CDMA數字網具有以下幾個優(yōu)勢高效的頻帶利用率和更大的網絡容量、簡化的網絡規(guī)化、通話質量高、保密性及信號覆蓋好，不易掉話等。另外，CDMA系統(tǒng)采用編碼技術，其編碼有4.4億種數字排列，每部手機的編碼還隨時變化，這使得盜碼只能成為理論上的可能。
WCDMA技術能為用戶帶來了最高2Mbit/s的數據傳輸速率，在這樣的條件下，現在計算機中應用的任何媒體都能通過無線網絡輕松的傳遞。WCDMA的優(yōu)勢在于，碼片速率高，有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發(fā)射分集，可以解決多徑問題和衰落問題，相比第二代的移動通信技術，WCDMA具有更大的系統(tǒng)容量、更優(yōu)的話音質量、更高的頻譜效率、更快的數據速率、更強的抗衰落能力、更好的抗多徑性、通過有效的利用寬頻帶，不僅能順暢的處理聲音、圖象數據、與互聯(lián)網快速連接；此外WCDMA和MPEG-4技術結合起來還可以處理真實的動態(tài)圖象。
3、CDPD接入技術CDPD接入技術最大的特點就是傳輸速度快，最高的通信速度可以達到19.2kbps。另外，在數據的安全性方面，由于采用了RC4加密技術，所以安全性相對較高；正反向信道密鑰不對稱，密鑰由交換中心掌握，移動終端登錄一次，交換中心自動核對舊密鑰更換新的密鑰一次，實行動態(tài)管理。此外，由于CDPD系統(tǒng)是基于TCP/IP的開放系統(tǒng)，因此我們可以很方便地接入Internet，所有基于TCP/IP協(xié)議的應用軟件都可以無需修改直接使用；應用軟件開發(fā)簡便；移動終端通信編號直接使用IP地址。CDPD系統(tǒng)可與公用有線數據網絡互聯(lián)互通。
4、固定寬帶無線接入(MMDS/LMDS)技術寬帶無線接入系統(tǒng)可以按使用頻段的不同劃分為MMDS(Multi-channel Multi-pointDistribution Service)和LMDS(Local Multi-point Distribution Service)兩大系列，中文含義叫本地多點分配業(yè)務。這是一種微波的寬帶技術，又被喻為＂無線光纖＂技術。它可在較近的距離實現雙向傳輸話音、數據圖像、視頻、會議電視等寬帶業(yè)務，并支持ATM、TCP22IP和MPEG2等標準。采用一種類似蜂窩的服務區(qū)結構，將一個需要提供業(yè)務的地區(qū)劃分為若干服務區(qū)，每個服務區(qū)內設基站，基站設備經點到多點無線鏈路與服務區(qū)內的用戶端通信。每個服務區(qū)覆蓋范圍為幾公里至十幾公里，并可相互重疊。由于NMDS/LMDS具有更高帶寬和雙向數據傳輸的特點，可提供多種寬帶交互式數據及多媒體業(yè)務，克服傳統(tǒng)的本地環(huán)路的瓶頸，滿足用戶對高速數據和圖像通信日益增長的需求，因此是解決通信網接入問題的利器。
5、藍牙技術藍牙的英文名稱為＂Bluetooth＂，實際上它是一種實現多種設備之間無線連接的協(xié)議。通過這種協(xié)議能使相關電腦外設和家庭Hub等包括家庭RF的眾多設備之間進行信息交換。藍牙應用于手機與計算機的相連，可節(jié)省手機費用，實現數據共享、因特網接入、無線免提、同步資料、影像傳遞等。藍牙具有一對多點的數據交換能力，基本通信速度為750kbits/s，不過現在帶4Mbits/s IR端口的產品已經非常普遍，而且最近16Mbits/s的無線適配也已經被批準。
6、Home RF技術Home RF主要為家庭網絡設計，旨在降低語音數據成本。為了實現對數據包的高效傳輸，Home RF采用了IEEE802.11標準中的CSMA22CA模式，以競爭的方式來獲取對信道的控制權，在一個時間點上只能有一個接入點在網絡中傳輸數據。HomeR F提供了對流業(yè)務(StreamMedia)的真正意義上的支持。由于對流業(yè)務規(guī)定了高級別的優(yōu)先權并采用了帶有優(yōu)先權的重發(fā)機制，這樣就確保了實時性流業(yè)務所需的帶寬和低干擾、低誤碼。HomeRF工作在2.4GHz頻段采用數字跳頻擴頻技術，速率為50跳/s共有75個帶寬為1MHz跳頻信道。調制方式為恒定包絡的FSK調制，分為2FSK與4FSK兩種。采用調頻調制可以有效地抑制無線環(huán)境下的干擾和衰落。在2FSK方式下，最大數據的傳輸速率為1Mb/s；在4FSK方式下，速率可達2Mb/s。最新版Home RF2.x中，采用了WBFH(widebandfrequencyhopping)技術來增加跳頻帶寬，從原來的1MHz增加到3MHz、5MHz，跳頻的速率也增加到75跳22s，其數據峰值也高達10Mb/s，接近.IEEE802. 11b標準的11Mb/s，基本能滿足未來的家庭寬帶通信。
7、無線局域網無線局域網wireless LAN，簡稱WLAN 是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物。它不受電纜束縛，可移動，能解決因有線網布線困難等帶來的問題，并且組網靈活，擴容方便，與多種網絡標準兼容，應用廣泛等優(yōu)點。WLAN既可滿足各類便攜機的入網要求，也可實現計算機局域網遠端接入、圖文傳真、電子郵件等多種功能。
8、3G通信技術3G是第三代移動通信系統(tǒng)的通稱。與現有的移動語音網絡技術相比，3G技術的主要優(yōu)點是利用先進的空中接口技術(包括對頻譜的高效利用)、核心網全面的IP包交換及控制技術，能極大地增加系統(tǒng)容量、提高端到端通信質量和提供更高數據傳輸速率，包括實現實時語音視頻、高速多媒體和移動Internet訪問及相關業(yè)務。室外靜止或步行時速率為384kbps，而室內為2Mbps。但這些要求并不意味著用戶可用速率就可達2Mbps，因為室內速率還將依賴于建筑物內詳細的頻率規(guī)劃以及組織與運營商協(xié)作的緊密程度。3G的核心網絡將向全IP網絡演進，符合演進中網絡融合的大勢所趨。
無論電信服務商選擇何種無線接入技術標準，在很大的程度上它們的核心網絡CN都是可以共用的，并且必將朝著面向全IP的方向演進和發(fā)展網絡媒體話機終端語音、數據、多媒體等業(yè)務形式的承載是基于IP的；網絡媒體話機終端端到端的業(yè)務呼叫模型是基于IP的；網絡媒體話機終端和網絡呼叫中心平臺設備組網、業(yè)務傳送是基于IP的；核心的網絡交換和呼叫控制信令也將是基于IP的；面向網絡媒體話機終端系統(tǒng)開發(fā)的所有網絡應用也是基于IP的。而且從用戶應用的角度看終端用戶并不關心運用商所采用的無線網絡空中接口技術類型，而是通過無線網絡可以用網絡媒體話機終端做什么樣的應用，所以從業(yè)務種類及應用的角度來看，最終的網絡媒體話機終端系統(tǒng)可以看作是一套采用網絡(包括無線網絡)接入手段的、端到端的基于IP的多媒體應用系統(tǒng)。
CN01219806公開了一種可互聯(lián)網訪問的無線通信終端及輔助通信終端上述終端均包含微處理器、存儲器和用于進行無線通信的無線接口和無線收發(fā)裝置，并且無線通信終端還包括的PC接口和網絡接口，使其能與PC機和與計算機網絡進行通信，使用時將輔助通信終端嵌入到受控設備中，組成電器設備的無線智能信息網，這樣對電器設備的控制能力較強、受環(huán)境的影響較小，便于設備的集中和遠程監(jiān)控。
CN02140673公開了一種便攜式信息終端包括帶有數據輸入部分的輸入面板和位于上述輸入面板相反位置的背面?？稍谄渖习惭b具有無線通信功能的無線通信模塊，并且，通過將無線通信模塊插槽配置在上述背面盡可能遠離上述輸入面板方向的位置，從而可抑制安裝在無線模塊插槽上的無線模塊用天線電波的收發(fā)效率的惡化。
上述類似機頂盒的方案成本和價格均不利于普及的進入家用，而且在運營增值服務方面也受限較多。
技術方案本發(fā)明目的是提供一種網絡媒體話機終端的無線網絡接口的設置方法和系統(tǒng)裝置，包括對CN200410041512.8公開了一種網絡媒體話機終端和其應用的擴展和改進，提供一種具備了無線網絡接入的功能網絡媒體話機終端，具備多業(yè)務的傳送能力，具備接入手段的多樣化。電信或內容服務商就可以在無線覆蓋的范圍內快速地為用戶提供業(yè)務，節(jié)省接入線路的投資，縮短業(yè)務開通的時間，也使網絡的統(tǒng)一管理延伸到了用戶側。
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于多標準無線驅動器網絡媒體話機終端，可設有多標準無線驅動的軟件和裝置。通過設計和配置針對無線網絡接入通信設備的一般接口的網絡適配接口模塊，使網絡媒體話機終端支持與無線網絡收發(fā)終端的連接。網絡媒體話機終端通過設計通用、系列化的網絡適配接口模塊，使網絡媒體話機終端通過無線網絡通信外設擴展多種無線網絡環(huán)境的應用功能。
本發(fā)明的目的還在于提供一種成本和價格適于普及和進入家用，而且在運營增值服務方面開展一個廣闊的應用空間。
本發(fā)明的目的還在于將以太網和無線通信結合起來，尤其是將藍牙，GSM/GPRS，CDMA等現有的手機終端與網絡媒體話機終端進行充分的結合。充分發(fā)揮二者的優(yōu)越性，可以大大提高網絡媒體話機終端的應用范圍和可靠性。
本發(fā)明的技術方案是網絡媒體話機終端的無線網絡接口的設置方法，以網絡媒體話機終端作為的無線網絡接口的基礎，網絡媒體話機終端設有將目標被叫號碼映射為相應的網關IP地址的IP電話模塊，終端整機設有PCI總線、CPU、在PCI總線上和支持流媒體的MPEG2-4解碼、視音頻編碼處理、A/D轉換的多媒體處理模塊，所述多媒體處理模塊包括語音/多媒體處理器和DSP處理模塊、在所述語音/多媒體處理器通過D/A轉換連接出電話和音視頻信號媒體端口，其特征是PCI總線上設有無線網絡適配接口模塊或無線適配接口模塊與局域或廣域連接模塊，采用針對無線網絡接入設備接口特征的適配接口模塊作為網絡媒體話機終端的網絡擴展適配接口模塊，所述無線網絡適配接口模塊與網絡媒體話機終端內部的系統(tǒng)總線連接。
所述適配接口模塊應對網絡媒體話機終端的無線網絡應用環(huán)境，采用系列化的功能接口協(xié)議及對應的設計方案，無線網絡適配接口模塊支持通過系列無線網絡外設接入網絡媒體話機終端，支持其業(yè)務應用；適配接口模塊采用通用的嵌入式接口，結合采用多端口存儲器來支持處理器間的通信方法，通過系統(tǒng)總線與網絡媒體話機終端集成，啟動后，適配接口模塊在軟件驅動下自動完成初始化和數據收發(fā)轉存任務。適配接口模塊電路板制作采用電磁兼容性(EMC)設計。
但適配接口模塊不采用通用的嵌入式接口也是一種方式，可用網絡媒體話機終端的CPU支持，通過系統(tǒng)總線(如PCI總線)支持多協(xié)議的無線接入模塊PC CARD(PCMCIA)接入模塊(包括擴展的模塊)工作。無線接入模塊還包括多款無線通信中繼模塊。
網絡媒體話機終端的無線網絡接口的裝置所述適配接口模塊作為網絡媒體話機終端的網絡擴展接口模塊，適配接口模塊包括主控模塊及接入模塊，并與網絡媒體話機終端的系統(tǒng)內部總線相應位置連接；接入模塊采用PC CARD(PCMCIA)接入模塊，網絡媒體話機終端設置PCMCIA無線適配接口模塊的PC卡插槽?？墒咕W絡媒體話機終端通過PIN-68接口經無線NIC接入無線網絡；無線適配接口模塊包括主控模塊及包括USB2.0接入模塊，可使網絡媒體話機終端通過與無線收發(fā)外設RNT連接，接入無線網絡；適配接口模塊包括主控模塊及包括藍牙(Bluetooth)接入模塊，配合帶有藍牙(Bluetooth)通信功能的手機(MT)，可使網絡媒體話機終端接入2.5G-3G無線移動數據網絡。
網絡媒體話機終端通過接入中的標準RJ-45網絡接口模塊和配置系列無線網絡MCU適配接口模塊，便于網絡媒體話機終端在室內、局域網、廣域網、移動網等不同無線網絡應用環(huán)境下與無線通信外設的兼容連接，并通過無線通信外設，進入IP核心網絡。
本發(fā)明可應用于網絡媒體話機終端在多種無線接入網環(huán)境的接入，采用上述結構后的網絡媒體話機終端具有適用范圍廣、接續(xù)速度快，組網靈活，擴容方便與及成本低等優(yōu)點。此終端以網絡為通信傳播媒介。網絡媒體話機終端作為接入網絡呼叫中心平臺的用戶端設備，除了需要具備多業(yè)務的傳送能力，還需具備接入手段的多樣化。
網絡媒體話機終端采用嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)，基于IP網絡接入技術，遵循以太網TCP/IP協(xié)議，可支持IPv4和IPv6，并支持符合SIP標準的多媒體通信業(yè)務。該終端具備很強的靈活性和網絡擴展性，可以支持通信網絡技術和未來新型多媒體會話協(xié)議。從網絡媒體話機終端的技術框架分析在硬件體系上網絡媒體話機終端設備擁有核心處理器(CPU)、存儲器(Memory)、外圍設備和網絡通信能力，相當于超微型的計算機設備。
在軟件體系上嵌入式操作系統(tǒng)運行在網絡媒體話機終端設備的硬件上，向用戶應用提供任務調度、設備管理、內存及其他資源分配等基本功能。采用主流的通用嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE系列(含Pocket PC)或嵌入式Linux。網絡接口的解決方案采用現有的通過通用的總線與外圍設備相連接。
網絡媒體話機終端的接口一般是指主板和某類外設之間的適配電路，其功能是解決主板和外設之間在電壓等級、信號形式和速度上的匹配問題。因此適配不同類型的外設需要不同的接口，這些接口可以是部分通用的。存儲系統(tǒng)、電話手柄、音視頻設備以及輸入設備則是網絡媒體話機終端系統(tǒng)的基本組成部分，它們的實現主要取決于用戶的需求，應用環(huán)境，開發(fā)成本和周期等因素。網絡媒體話機終端接口可以完全定制，可以采用通用的高性能可擴展適配功能的接口模塊。由于DSP芯片解決方案的網絡媒體話機終端集成了CPU、解復用、音頻視頻解、二維圖形處理、編碼和外設端口等模塊。為節(jié)省芯片面積，這些獨立部分是通過總線方式連接在一起的。為改進系統(tǒng)的性能，通常是從提高CPU的速度、增強二維乃至三維圖形的處理能力、增加外設端口的接口數目和類型等方面著手，從而從總體上提高系統(tǒng)的交互處理能力。
針對無線網絡的環(huán)境條件和業(yè)務應用需求無線網絡的接入可以在以太網基礎上通過無線Hub、無線接入站(Access Point，RNT，亦譯作網絡橋通器)、無線網橋、無線Modem及無線網卡等來實現。目前無線設備通信廠商除了生產通用接口無線網卡外，通常還提供多款無線通信中繼模塊供配套使用。
在不改變網絡媒體話機終端整體硬件結構及適配機外總線(Peripheral Bus-外設總線)的情況下通過對嵌入式軟件的升級可以達到對無線網絡接入的支持。硬件上，網絡媒體話機終端要求小型化、高可靠性。在網絡媒體話機終端中集成針對無線通信外設的適配網絡接口模塊，采用專用集成電路。在設計過程中同時還需考慮到電磁干擾的抑制和電磁兼容性設計。
具有無線網絡接口模塊的網絡媒體話機終端的機外總線指與外部設備接口的總線，實際上是一種外設的接口標準。目前流行的無線通信外設接口標準有RJ-45、USB和PCMCIA三種。前兩種是無線通信中繼模塊的設備接口，后一種新型外部總線可以用來連接通用接口無線網卡。網絡媒體話機終端基于機內總線協(xié)議的網絡適配接口模塊的基本功能是能夠自主地與符合系列無線通信協(xié)議的無線通信設備進行通信。網絡適配接口模塊其硬件電路包括與網絡媒體話機終端系統(tǒng)總線的通信接口、與外設無線通信控制器的硬件接口、機外總線數據緩沖存儲器的接口等部分。
接口還可以采用多端口存儲器來支持處理器間的通信，用業(yè)界標準的簡單SRAM接口對基帶處理器之間的數據傳輸，集成了存儲器和控制邏輯，同時存取共用的中心存儲器。每個端口具有獨立的控制、地址和I/O引腳，因此可實現存儲器中任何位置的獨立、異步讀寫操作。UART驅動，通過對主控模塊控制寄存器的直接編程，實現AT命令的發(fā)送、無線通信外設應答信號以及工作狀態(tài)的檢測。
本發(fā)明的特點是這是具備了無線網絡接入的功能網絡媒體話機終端，具備多業(yè)務的傳送能力，具備接入手段的多樣化。使網絡的統(tǒng)一管理延伸到了用戶側。適用于多標準無線驅動器，網絡媒體話機終端可支持與無線網絡收發(fā)終端的連接。網絡媒體話機終端通過設計通用、系列化的網絡適配接口模塊，使網絡媒體話機終端通過無線網絡通信外設擴展多種無線網絡環(huán)境的應用功能。
因為無線通信能力包括多種無線接入手段，如無線局域網(WLAN)，藍牙，GSM/GPRS，CDMA和未來的3G網絡。無線網絡接入可以通過物理層接口使用無線信道替代通常的有線信道，而物理層以上各層不變。這樣做的最大優(yōu)點是上層的網絡操作系統(tǒng)及相應的驅動程序可不做任何修改。無線網絡也從數據鏈路層接入。這種接口方法并不沿用有線局域網的MCA協(xié)議，而采用更適合無線傳輸環(huán)境的MAC協(xié)議。在實現時，MAC層及其及其以下層對上層是透明的，配置相應的驅動程序來完成域上層的接口，這樣可保證現有的有線網操作系統(tǒng)或應用軟件可在無線局域網上正常運轉。
目前，大部分無線網絡通信設備廠商提供的無線網絡通信系統(tǒng)收發(fā)設備除了采用數據鏈路層接口方法外，還采用了標準接口技術，其目的是為了便于終端應用系統(tǒng)的模塊結構設計，可以得到不同無線網絡技術標準的廣泛支持，也便于生產與之兼容的無線網絡通信外部設備和軟件。
網絡媒體話機終端增加針對不同的無線網絡通信外設MCU的適配接口通過不同無線技術和協(xié)議標準的無線通信收發(fā)終端設備，就可以接入不同的無線網絡。網絡接口可以選擇在OSI參考模型的物理層或數據鏈路層。
本發(fā)明的意義還在于從NGN的概念提出到ITU-T對NGN的特征形成共識，反映了電信界對于分組交換(IP)技術可能帶來的業(yè)務模式創(chuàng)新能力的理解在不斷加深。為了在圍繞統(tǒng)一和穩(wěn)定的核心承載網絡的技術下由多種多樣的接入網絡支持開放的、客戶化的業(yè)務，業(yè)務和承載的分離是必要的條件。但是，為了能夠在分離的環(huán)境下支持開放的、可管理的業(yè)務，必須要建立一個接入無關、業(yè)務無關、應用無關的分布式的可管理的用戶—網絡接口環(huán)境。網絡媒體話機終端網絡適配接口通過對無線網絡技術和需求的分析，提出了一種以支持MCU接口為目標的，基于無線網格業(yè)務基礎設施體系結構的，建立在業(yè)務會聚平臺上，由一系列接入業(yè)務會聚點、訪問網絡用戶承載會聚點、訪問網絡用戶業(yè)務會聚點、無線本地網絡業(yè)務集成點和業(yè)務會聚平臺組成的網絡媒體話機終端網絡適配接口模塊方案。
針對網絡媒體話機終端的設計，網絡運營商和用戶可能要求多種不同類型的應用。除了標準的有線網絡接入外，用戶還需要適應無線網絡接入環(huán)境對應的解決方案。作為網絡擴展應用，網絡媒體話機終端都提供三個方面的能力豐富而全面的多媒體體驗、通過電視用戶界面(UI)實現最佳的Web瀏覽體驗以及可擴展的應用和服務(以增強用戶體驗)。這些應用包括通過無線網絡接入的多媒體功能、高級瀏覽功能、豐富的應用程序功能和軟件式服務、個人視頻錄制器(PVR)。視頻點播(VOD)。電子節(jié)目指南(EPG)。電子郵件/Internet訪問。電子商務、增強的節(jié)目功能。Voice over IP(VoIP)和即時信息(IM)。
網絡媒體話機終端通過無線網絡環(huán)境可以智能化地更新服務。為了保證積極的投資回報，在部署網絡媒體話機終端時，其接口必須易于在更新網絡環(huán)境時使用。通過更新網絡，可以提高維護效率和增進用戶的滿意度。由于可以通過接口不斷地刷新網絡接口設備，因此，設備不會迅速被淘汰，而用戶也可以獲得最新的網絡應用環(huán)境。
以往的無線通信模塊只能配合網絡業(yè)務應用終端構成一整套全面的解決方案，這往往是一個大而全的系統(tǒng)，價格也比較昂貴。無線通信模塊無法脫離終端系統(tǒng)獨立選擇使用，這也使得無線網絡的業(yè)務終端受制于特定無線網絡對應用的限制。但是隨著多種無線網絡標準的逐步推廣應用，廣大的普通消費者的消費需求開始提升，無線通信模塊必須把安裝、維護、使用都變得簡單，并且，將不再依賴于終端業(yè)務應用系統(tǒng)而自成系統(tǒng)。目前大多數無線網絡產品都被拆分成很純粹的獨立設備供無線組網應用。這一趨勢的出現將徹底做大無線網絡終端市場并引起一場革命。
無線網絡的發(fā)展軌跡符合當今新技術發(fā)展的理想模式即競爭前合作。越來越多的網絡應用要求給其對應的終端設備增加無線連接，并逐步顯現無線技術的快速部署和低成本解決方案是理想的。無線網絡不僅僅是電纜替代品，其使用范圍已不僅僅局限于工業(yè)監(jiān)控和蜂窩電話，無線網絡通信設備(收發(fā)器)已經越來越多地連接到從PC機到網絡業(yè)務終端的多種設備中。當然需要克服無線網絡協(xié)議的實現與標準不一致，使硬件的互操作性、軟件的互操作性以及軟硬件之間的互操作性不佳。及軟件開發(fā)還需要為無線應用提供完整的解決方案，跨平臺移植。
由于市場機制要求通信開展更多的增值業(yè)務，我國無線網絡也正從單一話音業(yè)務向多種業(yè)務發(fā)展。新業(yè)務的出現不僅是技術進步的產物，而且成為競爭和增值的新手段。從語音、數據到多媒體業(yè)務的出現，日趨激烈的競爭反過來促使技術革新的步伐不斷加快。在分組化的網絡平臺上，開放并統(tǒng)一IP應用可以很好地滿足用戶對易用、便攜、低成本等特性的要求，這無疑是目前最具吸引力的選擇?；贗P軟交換規(guī)范的網絡媒體話機終端是固網終端升級的一個理想的發(fā)展模式。本發(fā)明網絡媒體話機終端具有“應用驅動”的特點，就目前市場情況而言，依據前面分析，如果可以通過網絡適配接口方便連接基于高速的廉價無線數據通信系統(tǒng)，可以肯定在有著廣闊的應用前景。
因此，在原有的網絡媒體話機終端系統(tǒng)上，簡單地增加新的網絡適配接口模塊，便可使網絡媒體話機終端支持現有有線網絡接入的同時支持無線網絡接入，無線接口技術應用后，網絡運營商可根據市場需求，有選擇地在部分地區(qū)針對網絡媒體話機終端，利用其網絡無線適配接口模塊，配置適當的無線網絡接入支持設備，通過較少的投入，就可使用戶逐漸熟悉第三代的業(yè)務，引導用戶認可目前和未來的主要業(yè)務，進而通過無線網絡擴展用戶群。通過若干年努力，到建設第三代無線移動通信系統(tǒng)時，用戶對業(yè)務的熟悉和認可程度足以使網絡媒體話機終端系統(tǒng)業(yè)務和應用升級變得相當平滑。把“無線通信網絡”的開發(fā)成果，最終落實到的網絡媒體話機終端的業(yè)務應用中，符合目前所倡導的將3G和3C應用等進一步延展到更廣的家庭空間中，將呈現出全新的家庭數碼通信和娛樂模式。從網絡適配接口落實無線接入網的關聯(lián)應用，將以低成本的模式，使網絡媒體話機終端無線網絡關聯(lián)應用產品化，從而形成互聯(lián)互通的優(yōu)勢。
現階段無線終端、數字終端領域的龐大市場規(guī)模，需要運營商、服務商、渠道、廠家、用戶共同推進。結合未來網絡媒體話機終端市場發(fā)展的特殊性，適應后寬帶產業(yè)市場的發(fā)展需要。面對未來終端產業(yè)，機遇與挑戰(zhàn)并存。本發(fā)明推出的網絡媒體話機終端無線網絡接口解決方案，不僅增強了網絡媒體話機終端運營商、服務商和終端設備制造商在無線多媒體市場的核心競爭力，同時也將對我國剛剛起步的NGN應用市場的拓展提供有力支撐。網絡媒體話機終端的整個產業(yè)鏈需要提供專而精的實用的系列化新型產品，這將在未來無線用戶應用和運營商的無線寬帶價值鏈中占據越來越重要的地位。


圖1本發(fā)明適配無線通信網絡接入網絡媒體話機終端解決方案示意2本發(fā)明帶網絡適配接口模塊的網絡媒體話機終端功能接口框3本發(fā)明網絡適配接口模塊結構圖、圖4本發(fā)明網絡適配接口模塊實現TCT/IP的層次結構5本發(fā)明無線通信PCMIC卡與接口示意6本發(fā)明網絡適配接口模塊與網絡媒體話機終端系統(tǒng)板的集成圖7本發(fā)明PCI內部結構框8本發(fā)明PCI硬件FIFO電路9本發(fā)明網絡適配接口模塊初始化與數據收發(fā)框10本發(fā)明網絡適配接口模塊的物理接口轉換圖11本發(fā)明網絡媒體話機終端無線通信連接原理框架12本發(fā)明網絡媒體話機終端的典型無線應用圖1中DSP芯片解決方案的網絡媒體話機終端集成了CPU、解復用、音頻視頻解、二維圖形處理、編碼和外設端口等模塊。為節(jié)省芯片面積，這些獨立部分是通過總線方式連接在一起的。為改進系統(tǒng)的性能，通常是從提高CPU的速度、增強二維乃至三維圖形的處理能力、增加外設端口的接口數目和類型等方面著手，從而從總體上提高系統(tǒng)的交互處理能力。網絡媒體話機終端設計適配網絡接口經由外接系列無線網絡通信(收發(fā))設備接入互聯(lián)網；無線網絡通信(收發(fā))設備的選擇可以根據無線網絡條件和應用需求而選擇。通信應用層軟件包括互聯(lián)網瀏覽、文件傳輸、語音通信和視頻通信等。智能終端的SIP(會話初始化協(xié)議)屬于應用層軟件，它運行在嵌入式操作系統(tǒng)上，通過訪問無線網絡設備，實現網絡媒體話機的無線終端功能。
圖2中，帶集成適配網絡接口功能的基于嵌入式處理器的網絡媒體話機終端，考慮到運行網絡軟件應用程序的復雜性，采用主頻較高的處理芯片。針對模塊適配接口功能，網絡媒體話機終端在話筒輸入接口和耳機輸出接口、音視頻編/解碼接口和一個USB接口、一個RJ-45接口基礎上，再擴展適配一個USB2.0接口和一個PCMCIA接口。在網絡媒體話機終端網絡適配接口模塊設計中使用了32M字節(jié)的程序/數據存儲器，便于網絡適配無線網絡應用程序。
圖3中網絡適配接口模塊的主控模塊為DSP模塊，在DSP的外部數據空間還配置了32K×16的高速SRAM，可以緩存80余幀數據，用于提高系統(tǒng)的差錯控制能力。DSP利用同步串行口接收送來的同步串行數據，利用異步串行口接收無線通信外設送來時間信息(用于初始化FPGA授時時鐘)，利用外部總線接口訪問無線外設授時時鐘、外部SRAM、通信設備通信控制器的片內寄存器。主控模塊用于完成數據幀的接收、重組以及轉存調度等任務。
圖4在網絡層中實現了IP和ICMP。IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議簇中最核心的協(xié)議，它提供無連接的數據報傳送服務，所有上層協(xié)議都要以IP數據包格式傳輸。IP協(xié)議由兩個文件ipin.c和ipout.c實現。ipin.c負責接收IP數據包，收到IP包后，首先判斷其版本號、數據長度、目的地址、檢驗和是否正確，再根據IP首部的協(xié)議類型字段的值交給相應的上層協(xié)議處理；ipout.c負責發(fā)送IP數據包，接收上層協(xié)議傳遞下來的數據，加上20字節(jié)的IP首部，正確設置源IP地址和目的IP地址、協(xié)議類型，計算檢驗和，交給下面的鏈路層發(fā)送。PC機上的IP數據包，當它的長度超過網絡的MTU時，允許對它分段；在DSP中，則不支持IP數據包分段，也不支持IP選項字段。ICMP協(xié)議負責傳遞差錯報文以及其它需要注意的信息，且由ICMP首部8位的類型字段和8位的代碼字段決定信息的種類。在DSP中只實現了對回顯請求(類型代碼為80)報文的處理，從IP層收到ICMP包后，判斷其類型代碼段是否為80。如果是，將這兩個字段設置為00(回顯應答)，計算檢驗和，再交給IP層發(fā)送；如果不是，則予以丟棄。從而實現了對ping功能的支持。
圖5網絡無線適配接口模塊底板提供一個主控處理模塊和占用專有PCI插槽的無線接口模塊背板，PCMCIA插槽是網絡媒體話機終端重要的網絡適配接口，可以用來插入無線網卡，無線NIC為了擴大它們的有效范圍根據需要可以加上外部天線。PCMCIA的主要優(yōu)勢是可以帶電插拔，配合適當軟件后可以實現即插即用。模塊底板的內部排線接頭為68PIN高性能無線網CARD規(guī)格-CardBus，典型的卡的尺寸為54*85.6mm2。
圖6網絡媒體話機終端網絡適配接口模塊與終端母板的通信主要通過系統(tǒng)PCI總線完成。通過專用芯片來實現完整的PCI主控模塊和目標模塊的功能，將復雜的PCI總線接口轉換為相對簡單的用戶接口，用戶只需設計轉換后的總線接口。本設計中選用PCI總線專用接口芯片來開發(fā)接口卡。從結構上看，PCI是在CPU和原來的網絡媒體話機終端系統(tǒng)總線之間插入的一級總線，具體由一個橋接電路實現對這一層的管理，并實現上下之間的接口以協(xié)調數據的傳送。DSP提供了信號緩沖，使之能支持多種外設，并能在高時鐘頻率下保持高性能。PCI總線(包括PCI-Express)也支持總線主控技術，允許外部設備在需要時取得總線控制權，以加速數據傳送。
圖7和圖8中PCI9054(接口及芯片組)符合PCI V2.1，V2.2規(guī)范，包含PCI電源管理特性。*支持VPD(Vital Product Data)的PCI擴展。
*提供了兩個獨立的可編程DMA控制器，每個通道均支持塊和Scatter/Gather的DMA方式，DMA通道0支持請求DMA方式。
*在PCI啟動模式，可插入類型1和類型2的配置周期。PCI←→Local Bus數據傳送速率高達132MB/S。
*支持本地總線(Local Bus)直接接口總線協(xié)議設備。
*具有可選的串行EEPROM接口。
*本地總線時鐘由外部提供，該時鐘可和PCI時鐘異步。
*具有8個32位Mailbox寄存器和2個32位Doorbell寄存器。
圖9所示，UDP協(xié)議是一種面向無連接的不可靠的協(xié)議，用兩個文件udpin.c和udpout.c來實現。udpin.c實現對udp包輸入的處理，判斷其端口號、檢驗和是否正確，正確則將其數據交給相應端口的應用程序，不正確則丟棄；udpout.c實現對udp包輸出的處理，從應用程序接收數據，設置相應的源端口號和目的端口號，再交給IP層發(fā)送。值得注意的是，計算UDP包的檢驗和與計算IP包的檢驗和是不一樣的，IP包的檢驗和只覆蓋了IP包的首部，而UDP包的檢驗和則覆蓋了UDP包的首部和所有的數據。UDP包計算檢驗和時還引入了一個12字節(jié)的偽首部，包括4字節(jié)的源IP地址、4字節(jié)的目的IP地址、1字節(jié)的零段、1字節(jié)的協(xié)議段和兩字節(jié)的檢驗和，其目的是讓UDP兩次檢查數據是否正確地到達了目的地。TCP協(xié)議與UDP協(xié)議雖然同是運輸層協(xié)議，但是它提供一種面向連接的可靠的字節(jié)流服務。TCP協(xié)議是所有協(xié)議中最復雜、也是最難實現的一塊，主要由tcpin.c、tcpout.c、tcptimer.c和tcpstatem.c四個文件分塊實現，并根據具體應用的需要進行簡化。TCP的控制塊tcb用結構體來實現，每一個tcb包含一條TCP連接的所有控制和狀態(tài)信息，全部的tcb形成了一個雙向鏈表，有利于在所有TCP連接中進行搜索。tcptimer.c負責管理TCP協(xié)議中的各種狀態(tài)信息，它內含前向后向指針，使之形成定時器超時，PC機上的TCP協(xié)議包含快慢兩個定時器，這里僅僅實現了一個500ms的慢速定時器，因為沒有快速定時器，所以不支持ACK報文延遲，收到一幀即立即發(fā)送ACK；tcpstatem.c是TCP的狀態(tài)機函數，根據TCP連接所處的不同狀態(tài)以及發(fā)生的事件來決定TCP連接的狀態(tài)變遷；tcpout.c負責tcp報文的發(fā)送，典型的發(fā)送過程是當接收到上層應用程序的數據時，首先發(fā)送SYN幀，與目標節(jié)點三次握手建立連接，之后加上TCP首部，交給下層IP模塊發(fā)送，并通過重傳定時器實現超時重發(fā)、持續(xù)定時器發(fā)送窗口探測幀等功能，待所有數據發(fā)送完畢并得到確認后發(fā)送FIN幀，通過四次握手關閉連接，tcpout.c還可在不同狀態(tài)和事件下被其它程序調用發(fā)送ACK幀、RST幀等其它TCP報文；tcpin.c負責接收從下層IP模塊接收到的TCP數據包，并根據TCP連接的狀態(tài)信息以及TCP首部的各個標志位進行分支處理，將數據交給對應端口的上層應用程序，并調用其它函數實現對TCP包的響應和狀態(tài)變遷。在PC機上往往可以同時維護多條TCP連接；但在DSP上，由于DSP速度和RAM容量的限制，只支持一條TCP連接；這樣大大簡化了程序的復雜度，同時也滿足了實際需要，如果今后有需要，還可以進行擴展。
圖10中網絡適配接口模塊中的接口模塊根據外接網絡的接口適配需要，配置PCISIG、USB2.0和RJ-45等標準接口連接器與以上接口聯(lián)接配合。
CompactPCI熱插拔單板的電氣設計必須滿足熱插拔規(guī)范《CompactPCI Host SwapSpecification》的要求。要保證在拔插單板時，不能對CompactPCI總線產生較大的沖擊，不能影響CompactPCI總線上數據傳輸的正確，在進行熱插拔單板的電氣設計時，必須考慮到靜電放電、預充電、信號串聯(lián)匹配、信號線長度限定以及濾波電容大小的限制等幾個方面。
高度集成的USB轉UART橋接器芯片，包含有USB2.0全速功能控制器、USB收發(fā)器振蕩器和異步串行接口(UART)。該芯片的全部功能集成在一個5mm×5mm的MLP28封裝的IC中。CP2101內置有與計算機通信的USB協(xié)議，工作時，會上產生一個虛擬COM口，用戶就可以按照通用串行口的控制方式來使用這個COM口。
圖11、12中，多種無線網絡環(huán)境包含數個不同無線接入終端設備，IP呼叫中心平臺，SIP網關等連接在IP骨干網，并連接到PSTN網和INTERNET?；緲I(yè)務程序如下1.通過無線接入網網絡媒體話機終端與PSTN的電話進行語音通信；2.通過無線接入網網絡媒體話機終端與無線網絡計算機上的SIP-VoIP客戶端軟件進行話音通信；3.PSTN網絡的電話呼叫無線網絡上的網絡媒體話機終端并進行話音通信；4.網絡媒體話機終端外接電視機/音響通過IP呼叫中心平臺訪問媒體服務器和Internet的網絡資源，包括媒體信息瀏覽和多媒體文件傳送。
無線接入方式包括Bluetooth無線接入網室內短距離無線互聯(lián)網，室內無線接入網；接入通信外設為無線AP+籃牙INC；
Home RF無線接入網室內短距離無線網橋，接入通信外設為無線調制解調器；802.11系列無線接入網室內/局域網/室外固定無線網，接入通信外設為無線AP+無線INC、無線HUB；LMDS/MMDS無線接入網區(qū)域或城域固定無線寬帶接入網，接入通信外設為無線AP；CDPD無線接入網固定區(qū)域無線寬帶接入網+無線局域網，接入通信外設為無線HUB；GMS-GPRS/WCDMA/TD-SCDMA移動蜂窩無線語音/數據通信網，接入終端為INC或手機；3G網絡多種無線寬帶技術在移動網的融合，新3G系統(tǒng)各個無線基站直接連接統(tǒng)一的IP核心網、邊緣網，不再建立專門的無線接入網。有兩種方案，第一種方法在統(tǒng)一的IP網上通過隧道建立虛擬專網，仍然采用現在移動通信系統(tǒng)的第二層的越區(qū)切換技術和設備。這種方法可以采用分層移動IP技術統(tǒng)一解決越區(qū)切換和IP漫游問題，即可以解決同一種無線系統(tǒng)基站子網之間水平漫游也可以解決不同無線系統(tǒng)之間的垂直漫游問題。新3G系統(tǒng)不再設置專門的電路交換電話系統(tǒng)，而代之以提供基于SIP的功能更強的移動IP網絡媒體話機終端。移動網絡媒體話機終端和固定網絡媒體話機終端使用共同的IP核心網，共同的控制管理和計費系統(tǒng)、共同的軟交換機和網關系統(tǒng)。這樣可以大幅度降低網絡建設和網絡媒體話機終端運營成本。
具體實施例方式
1、支持無線網絡接入的網絡媒體話機終端的實現方案網絡媒體話機終端設計適配網絡接口模塊可以經由外接系列無線網絡通信(收發(fā))設備接入互聯(lián)網；無線網絡通信(收發(fā))設備的選擇可以根據無線網絡條件和應用需求而選擇。通信應用層軟件包括互聯(lián)網瀏覽、文件傳輸、語音通信和視頻通信等。智能終端的SIP(會話初始化協(xié)議)屬于應用層軟件，它運行在嵌入式操作系統(tǒng)上，通過訪問無線網絡設備，實現網絡媒體話機的無線終端功能。通信應用的軟件實現將使系統(tǒng)具備更好的靈活性和可無線適配性，即在系統(tǒng)硬件不做太大改動的條件下，用戶不僅可以實現目前流行的多媒體通信協(xié)議如SIP協(xié)議棧，也可以根據特殊的需要開發(fā)合適的接入網無線通信協(xié)議，符合NGN業(yè)務驅動特征的體現。(圖1)2.無線網絡接口模塊的功能接口帶集成適配網絡接口功能的基于嵌入式處理器的網絡媒體話機終端，考慮到運行網絡軟件應用程序的復雜性，采用主頻較高的處理芯片。針對模塊適配接口功能，網絡媒體話機終端在話筒輸入接口和耳機輸出接口、音視頻編/解碼接口和一個USB接口、一個RJ-45接口基礎上，再擴展適配一個USB2.0接口和一個PCMCIA接口(當然不限于此接口)。在網絡媒體話機終端網絡適配接口模塊設計中使用了32M字節(jié)的程序/數據存儲器，便于網絡適配無線網絡應用程序。使用的操作系統(tǒng)為類Linux嵌入式實時操作系統(tǒng)THOS[1]，配合相應的底層驅動，可實現通過系列外設無線模塊對Internet的訪問。(圖2)
為了增強設計靈活性并能采用高度模塊化的接口系統(tǒng)架構，采用與大多數無線設備供應商的無線基帶處理器應用和無線通信設備兼容的通用接口方案。利用最小的設計資源，采用相同的基本設計和簡單地更換處理器即可提供針對系列無線網絡環(huán)境的統(tǒng)一網絡適配接口方案。
第一是利用通用的嵌入式接口集成UART、I2C或USB。這些嵌入式接口可提供高度壓縮的占位尺寸，并有助于降低系統(tǒng)成本，因為它們不需要額外的邏輯。此外，它們的功耗也很小。盡管如此，這些接口還是有各自的性能局限。
基于UART的接口具有230kbps的傳輸速率，可支持文本信息及GPRS等基本的2.5G無線接口?；贗2C的設計可達到400kbps的速率，能夠支持Edge實現。但是，對于更新一些的網絡，比如cdma2000 3x、W-CDMA或cdma2000 1xEV-DO，該接口就成為主要的性能瓶頸。
現在很多嵌入式處理器都支持低速USB 1.1接口，在補償重復和握手等操作之前可提供最大為1.5Mbps的傳輸率。但是，即便這一額外的帶寬在高性能3G網絡中也是捉襟見肘。當接入11Mbps或更高速率的802.11b Wi-Fi網絡時，這些局限就會變得更加明顯。第二個實施的可選方案是采用專有方案從性能的角度看這種方法更加實際。實現多處理器通信方案可采用定制ASIC，或者由一些嵌入式處理器供應商所提供的專有總線。這樣可為網絡媒體話機終端提供更好的接口支持802.11和DMB等無線標準的高速數據流。但考慮到網絡媒體話機終端在大規(guī)模批量生產前難以達到足夠的生產量，以補償設計和制造定制專用適配接口模塊的高成本。專有總線架構的多處理器方案限制了對于無線收發(fā)設備的選擇，因為所選設備必須支持這種專有總線。
第三種實施的可選方案是采用多端口存儲器來支持處理器間的通信這種器件集成了存儲器和控制邏輯，可同時存取共用的中心存儲器。每個端口具有獨立的控制、地址和I/O引腳，因此可實現存儲器中任何位置的獨立、異步讀寫操作。
從設計網絡媒體話機終端網絡適配接口的角度看，這種處理器間通信方法所提供的性能裕量可確保足夠的帶寬，不但能支持cdma2000 1xEV-DO等現有3G標準，而且還可支持運行速度為10Mbps的HSPDA及54Mbps的802.11g等新一代無線數據通信接口。此外，這一額外的帶寬對下一代網絡運行新興多媒體應用也至關重要，部分新興應用所需要的處理能力是當前應用所需性能的2至5倍。視頻應用要求應用和基帶處理器之間的數據傳輸速率至少要達到2Mbps。
基于多端口器件而構建的多處理器通信方案還有另一個重要優(yōu)點，即它們采用業(yè)界標準的簡單SRAM接口。目前市面上幾乎所有的嵌入式處理器都支持這種接口，因此很容易創(chuàng)建模塊化的系統(tǒng)，從而可以輕便地更換模塊以滿足不同的接口標準或市場的需求。不但有廣泛的器件選擇范圍，而且可以降低系統(tǒng)成本，因為針對不同市場的基本設計是相同的。
3.硬件設計
網絡媒體話機終端網絡適配接口采用模塊化的方法來控制和連接不同類型的無線通信網接入系統(tǒng)。其基本組件是具有特定設計的適配接口模塊，每一種接口模塊對應特定的通訊介質無線外設(如無線局域網(WLAN)，藍牙，GSM/GPRS，CDMA和未來的3G網絡等的無線接入終端等)。網絡無線適配接口模塊主要由主控模塊、接口模塊以及一個在網絡媒體話機終端系統(tǒng)各模塊間交換和控制信號的背板構成，底板包含容納這些模塊。
3-1.主控模塊網絡媒體話機終端網絡適配接口模塊包括一主控模塊對外提供了一個控制系統(tǒng)操作的AT命令集，通過接收來自外接無線通信設備通信控制器發(fā)送的AT命令，解釋并執(zhí)行相應的操作，從而實現無線通信設備的對應功能。這樣可以節(jié)省網絡媒體話機終端系統(tǒng)的資源。主控模塊通過接口模塊與無線外設(無線網接入設備通信控制器)通信所用到的AT命令集包括以下幾個方面(1)一般控制命令包括外接無線通信設備檢測、狀態(tài)設置。
(2)網絡服務命令包括信號質量、服務提供商選擇等。
(3)數據控制命令等。
(4)完全管理命令包括PIN輸入、話機鎖、密碼修改等。
網絡媒體話機終端母板提供了與主控模塊兼容的UART驅動，可以通過對主控模塊控制寄存器的直接編程，實現AT命令的發(fā)送、無線通信外設應答信號以及工作狀態(tài)的檢測。
網絡無線適配接口模塊的主控模塊為DSP模塊，在DSP的外部數據空間還配置了32K×16的高速SRAM，可以緩存80余幀數據，用于提高系統(tǒng)的差錯控制能力。DSP利用同步串行口接收送來的同步串行數據，利用異步串行口接收無線通信外設送來時間信息(用于初始化FPGA授時時鐘)，利用外部總線接口訪問無線外設授時時鐘、外部SRAM、通信設備通信控制器的片內寄存器。主控模塊主要用于完成數據幀的接收、重組以及轉存調度等任務。(見圖3)3.2.接口模塊目前主流的無線通信設備(AdRNTter)的接口，都與計算機容易配接，而不管它是那種無線網絡的收發(fā)設備.這就給網絡媒體話機終端網絡適配接口模塊的設計帶來很多方便，從現有產品來看主要是PC CARD(PCMCIA)、USB接口和標準RJ-45網絡接口。PCISIG接口PCISIG(Peripheral Component Interconnect Special Inter-est Group)因其具有32/64位寬度、最高傳輸率在64業(yè)標準結構)總線的趨勢，考慮到當前需求及今后發(fā)展，無線NIC的接口以PCI插卡的形式出現，PC CARD形式的高效能無線網絡外設(CardBus)的特色除了輕、小外，還具有即插即用(plug and play)功能，可於關機狀態(tài)下安裝或更換；其接口界面均為68pin接頭，面積85.6×54mm，通用厚度為5mm。具有PCISIG接口的無線通信設備可以不需要電纜而使網絡媒體話機終端在網絡上通信。
主流的無線NIC(PIC插槽無線網卡)采用CardBus高性能PC卡總線接口標準，與原來的PC卡標準相比，具有以下的優(yōu)勢第一，32位數據傳輸和33MHz操作。CardBus快速以太網PC卡的最大吞吐量接近90Mbps，第二，總線自主。使PC卡可以獨立于主CPU，與計算機內存間直接交換數據，這樣CPU就可以處理其它的任務。第三，低功耗，降低了內部的熱擴散，增強了系統(tǒng)的可靠性。第四，后向兼容16位的PC卡。
網絡媒體話機終端針對無線NIC的適配接口模塊通過機內68-PIN標準接口排線提供占用專有PCI插槽的無線接口模塊背板，并和主控模塊連接，PCMCIA插槽是網絡媒體話機終端重要的網絡適配接口，可以用來插入無線網卡，無線NIC為了擴大其有效范圍可根據需要加上外部天線。PCMCIA的優(yōu)勢是可以帶電插拔，配合適當軟件后實現即插即用。
USB接口傳統(tǒng)外設接口技術不但數據傳輸速率較低，獨占中斷、I/O地址、DMA通道等計算機系統(tǒng)關鍵資源，容易造成資源沖突問題，而且使用時繁雜的安裝配置手續(xù)也給終端用戶帶來了諸多不便。近年來，USB接口技術迅速發(fā)展，新型計算機終端紛紛對其提供支持。USB2.0是USB技術發(fā)展的最新成果，利用USB2.0接口技術開發(fā)網絡無線適配接口模塊，不但可以借用其差錯控制機制減輕開發(fā)負擔、獲得高速數據傳輸能力(480Mb/s)，而且可以實現便捷的接口外即插即用特性，方便網絡媒體話機終端用戶的使用。背板可以在模塊間交換控制信號的數據總線結構。插在背板內部一個連接插槽內的主控處理模塊模塊，通過一個接口模塊USB連接器連接到外部。模塊間通過一個8位串行數碼控制和數據總線進行通訊。擴展的高速USB2.0接口可以通過蓮花型連接方式增加。
RJ-45接口網絡媒體話機終端的網絡接口為標準RJ-45接口，此接口支持與有線以太網的連接，RJ-45接口是以太網最為常用接口，RJ-45是一個常用名稱，指的是由IEC(60)603-7標準化，使用由國際性的接插件標準定義的8個位置(8針)的模塊化插孔或者插頭。針對配備標準RJ-45接口無線外設，其連接與使用方式與有線以太網等同。
4.軟件設計網絡適配接口模塊的軟件采用嵌入式設計方法進行設計(圖4)。其基本工作過程為當外部有信號時，無線通信外設(收發(fā)單元)首先接收信號并發(fā)送給通信控制器，通信控制器接收并發(fā)給網絡媒體話機終端網絡適配接口模塊上的接收緩沖區(qū)，然后通過主控模塊進行應答。能處理的命令、數據立即處理，其余內容通過PCI雙口RAM接口傳給上位機處理。反之，當上位機需要發(fā)送信息到基于無線通信外設的無線網絡時，信號先通過PCI雙口RAM，再經適配接口模塊傳遞至通信控制器發(fā)送緩沖區(qū)，最后由通信控制器將發(fā)送緩沖區(qū)中的內容通過無線收發(fā)單元發(fā)送給無線網絡。
其中通信控制器經無線收發(fā)單元接收報文以及將報文發(fā)送給無線收發(fā)單元均采用DMA方式。網絡適配接口模塊擁有一個直接內存存取表，從而極大地方便了網絡媒體話機終端接口的數據接收及發(fā)送工作。利用這個DMA表，網絡適配接口模塊能夠將接收信息直接存入內存，或從內存中發(fā)送信息，而不需要CPU的干預。
在接收時網絡媒體話機終端只需要指定接收緩存區(qū)的內存區(qū)域，網絡適配接口模塊自動將信息按順序存入緩沖區(qū)。緩沖區(qū)是一個循環(huán)連續(xù)空間，所以當數據(信息)存入緩沖區(qū)末尾時，網絡適配接口模塊將返回到緩沖區(qū)起始位指針并繼續(xù)寫下一個已接收字節(jié)。緩沖區(qū)需要16KB或更大空間。在發(fā)送時使用者只需要指定信息的開始指針的長度，網絡適配接口模塊在接收到發(fā)送命令的同時發(fā)送此信息到無線通信外設，再通過無線收發(fā)單元傳送到線網絡上。
軟件可以固化在網絡適配接口模塊的主控模塊的內存中，或專門存儲在主控模塊附設的存儲器內?？梢钥刂婆c外界進行協(xié)同通信的不同類型的網絡適配接口模塊。相對應于不同的接口模塊，存儲在主控模塊中的控制軟件需要關聯(lián)對應的性能參數(例如收發(fā)無線網絡信號外設接口的電平等級)。當系統(tǒng)開機時這些性能參數被重新載入接口模塊中。這些特點大大減少了MTTP(平均修復時間)，這使得維修人員在更換一塊壞掉的模塊時不必再調整相關數據。
5.系統(tǒng)集成網絡媒體話機終端網絡適配接口模塊與終端母板的通信主要通過系統(tǒng)PCI總線完成。
目前，PCI總線接口電路的選擇主要有兩種方案。一種是選用可編輯邏輯器件(PLD)。使用PLD，用戶可以靈活地開發(fā)出適合自己需要的具有特定功能的芯片，但PCI總線協(xié)議比較復雜，設計PCI控制接口難度較大，對于網絡適配接口模塊的設計來說，成本較大?，F在有許多生產可編程邏輯器件的廠商都提供經過嚴格測試的PCI接口功能模塊，用戶只需進行組合即可?；蜻x用PCI專用芯片組(又稱橋接電路)，通過專用芯片來實現完整的PCI主控模塊和目標模塊的功能，將復雜的PCI總線接口轉換為相對簡單的用戶接口，用戶只需設計轉換后的總線接口。本設計中選用PCI總線專用接口芯片來開發(fā)接口卡。從結構上看，PCI是在CPU和原來的網絡媒體話機終端系統(tǒng)總線之間插入的一級總線，具體由一個橋接電路實現對這一層管理，并實現上下之間的接口以協(xié)調數據的傳送。DSP提供了信號緩沖，使之能支持多種外設，并能在高時鐘頻率下保持高性能。PCI總線也支持總線主控技術，允許外部設備在需要時取得總線控制權，以加速數據傳送(見圖5)。
在網絡適配接口模塊中，主控模塊用于處理與外部網絡的高速數據傳輸。它工作在普通處理器接口模式下，DSP芯片控制選通信號。在FPGA譯碼邏輯的作用下，主控模塊的片內寄存器被映射在DSP的片外數據空間中。DSP通過8位地址線選擇要訪問的寄存器，在讀寫選通信號的控制下，利用16位數據線與選定的寄存器交換數據。在訪問單字節(jié)寄存器時，數據總線高字節(jié)內容無關緊要。寄存器通過中斷引腳INT向DSP報告發(fā)生的總線事件，利用D+、D-引腳完成與主機的數據交換。
現有的PCI接口芯片主要有AMCC公司的AMCCS59xx系列和PLX公司的PCI905x系列；本實施例設計中選用PLX公司的PCI9052目標設備芯片來設計網絡適配接口模塊的主控模塊。9052、9056亦可以用于本發(fā)明。
5-1.PCI9054介紹PCI9054是由美國PLX公司生產的先進的PCI I/O加速器，采用了先進的PLX數據流水線結構技術，是32位、33MHz的PCI總線主I/O加速器；符合PCI本地總線規(guī)范2.2版，突發(fā)傳輸速率達到132MB/s，本地總線支持復用/非復用的32位地址/數據；有M、C、J三種模式；針對不同的處理器及局總線特性可選，盡量減少中間邏輯；具有可選的串行E2PROM接口，本地總線時鐘可和PCI時鐘異步。PC9054內部有6種可編程的FIFO，以實現零等待突發(fā)傳輸及本地總線和PCI總線之間的異步操作；支持主模式、從模式、DMA傳輸方式，因其強大的功能可應用于適配卡和嵌入式系統(tǒng)中。PCI 9054是一種性比高的PCI橋路芯片，比PCI9080、PCI9050等性能更優(yōu)越。
5-2.硬件設計主控模塊選用PCI9054芯片，原因如下①目前AMCC公司的S5920、PLX公司的PCI9052/50等芯片已在市場上廣泛應用，它們的優(yōu)越性主要是實現了PCI目標設備的功能，并提供了與ISA總線信號兼容或時序相似的本地總線信號，是從ISA到PCI總線平臺平滑過渡的最佳選擇；但它們都不支持PCI 2.2協(xié)議，無論是操作速度還是傳輸帶寬在性能上已屬落后，而且從DSP和適配卡的發(fā)展方向來說，3.3V低電壓的信號環(huán)境是更主流的選擇。②如果只是與局總處理器相連，采用CY7C09449PV-AC將是上佳之先；但由于本系統(tǒng)各功能模塊作用不同，與主機交換信息的方式不同，不能同時共享CY7C09449PV-AC的右邊接口，因此不選用；③信號產生模塊中的DSP在需要的時候，也會發(fā)起傳輸，所以，決定采用主/從控制器更好些。所以選擇PCI9054。PCI9054也是目前業(yè)界設計適配器選用的主流芯片。PCI9054以其強大的功能和簡單的用戶接口，為PCI總線接口的開發(fā)提供了一種簡潔的方法(見圖7、8)。
PCI9054只能依賴于主控設備從其中讀取數據或向其傳送數據，所以需要一個微處理器對通過PCI9054從PCI總線發(fā)送到局部總線的命令作出處理響應，或者把用戶想要傳送的數據以中斷的方式通知PCI總線來讀取。本實施例中微處理器選用TI公司的C2000系列的16位DSP芯片TMS320LF2407(當然也可以選用ARM核心芯片)。
接口模塊電路包括網絡接口、接收電路、發(fā)送電路及與DSP的接口電路。選擇TMS320LF2407作為主控模塊PCI9052的外圍電路。TMS320LF2407是TI公司推出的定點DSP處理器，是一款性價比較高的芯片。它采用高性能靜態(tài)CMOS技術，供電電壓為3.3V，指令周期可達25ns，片內有高達32K字的FLASH程序存儲器、1.5K字的數據/程序RAM、544字雙口RAM(DARAM)和2K字的單口RAM(SARAM)，可以分別擴展64K字外部程序存儲器、64K字外部數據存儲器和64K字I/O尋址空間；片內還集成了包括CAN控制器在內的多個外圍模塊及存儲器，可以運用于高速數據通訊的控制中；10位16通道的A/D轉換器最小轉換時間為500ns；內部自帶看門狗定時器模塊(WDT)和16位的串行外設接口模塊(SPI)。另外，該芯片有高達40個可單獨編程或復用的通用輸入/輸出引腳、一個串行通信接口(SCI)、一個并口和5個外部中斷。目前投入市場試用的C2000系列的32位DSP芯片TMS320LF2812采用的是150MHz的時鐘速率，其指令周期只為6.7ns，存儲器可以擴展到1M，速度更快，功能更強大。
由于TMS320LF2407內部自帶32K字的FLASH程序存儲器，程序調試完畢后可以燒寫進去，但程序調試過程中需要頻繁修改程序，所以可擴展一片存儲器，調試程序時當作程序存儲器用，程序調試完畢后再作為數據存儲器用，這樣既方便又實用。TMS320LF2407有一個串行通信接口和一個16位并行通信接口，串口可以做成RS485、RS232、RS422、SDI總線接口等，并行通信接口可以做成16位并行輸入輸出接口。(圖6)為了從PCI總線配置寄存器中獲得主機動態(tài)分配的映射基址并對映射端口進行讀寫，必須編寫驅動程序。為了簡化驅動程序開發(fā)，可使用Jungo公司推出的開發(fā)工具包。Driver可自動生成VxD驅動程序及相應的高級函數。所生成的高級函數可直接在VC或CBuilder等高級編程語言中調用。
系統(tǒng)加電后，當主控模塊配置過程結束時，如果有串行數據輸入，位同步邏輯和幀同步邏輯便啟動同步過程。同時，DSP片內FLASH中復位中斷服務程序被立即執(zhí)行，在建立好C語言的工作環(huán)境下，它會調用主函數。在主函數中，需要安排好一系列有先后順序的初始化工作。其中，主控模塊的初始化過程比較復雜，采用的供電方式(這里為系統(tǒng)供電方式)、插接主機和系統(tǒng)上電的先后次序，并需要與系統(tǒng)總線枚舉過程相結合。
在CPLD(或FPGA)中的位同步邏輯和幀同步邏輯均進入同步狀態(tài)，且主控模塊配合主機完成初始化任務后，即可啟動數據的傳輸過程。
5-3.初始化在初始化過程中，首先需要設置影響主控模塊PCI9054自身工作方式的一些寄存器，然后與接口模塊配合進行，應答來自接口端的網絡通信外設請求。當網絡通信外設通過接口連接器連到網絡媒體話機終端網絡連接器上的一個端口時，主機便可檢測到這一連接，接著給該端口加電，檢測設備并激活該端口，向主控模塊PCI9054發(fā)送復位信號。主控模塊收到這一復位信號后，即進入缺省狀態(tài)，此后就能夠通過缺省通信通道響應主機端送來的設備請求。主機通過獲得描述符請求獲得設備端的詳細信息，通過設置地址請求設置設備地址，通過設置配置請求選定合適的設備配置。在主控模塊成功響應了這些設備請求之后，就可以與主機通信了。
在主控模塊響應主機請求的過程中，PCI9054需要配置接口模塊的端點以實現不同類型的傳輸通道。根據數據傳輸速率的要求，除了缺省的控制通道外，系統(tǒng)中實現了一個批傳輸類型的輸入通道。這樣，接口模塊就可以像FIFO一樣方便地從主控模塊數據轉存系統(tǒng)向主機傳輸數據，而且具有差錯控制能力，簡化了設備端軟件設計的復雜性。
5-4.收發(fā)轉存網絡適配接口模塊正常工作時，需要與主機端程序相互配合。主機端需要實現的程序包括設備驅動程序和應用程序。驅動程序接收應用程序的請求，利用總線驅動程序和主機控制器驅動程序(HCD)通過主機控制器安排總線事務，主控模塊PCI9054則根據這些事務調度相應外設的數據幀的傳輸。
數據幀的接收轉存過程主要由主控模塊PCI9054負責在外部SRAM中建立了一個數據幀的隊列。系統(tǒng)主要工作在中斷驅動模式下，與同步串行口相關的中斷服務程序負責建立隊列的尾部，對應于TMS320LF2407接口模塊中斷服務程序負責建立隊列的頭部。當以幀同步字打頭的一幀數據以串行位流的形式到來時，FPGA產生的幀同步脈沖可以直接啟動DSP同步串行口接收數據，該同步脈沖同時以中斷方式通知DSP為一幀數據的接收做好準備。PCI9054接到通知后，首先檢查外部SRAM中是否有足夠的空間容納一幀數據。如果沒有空間，則丟棄當前數據幀(根據設計，這種情況是很少見的)；如果有空間，則為當前數據幀保留足夠的空間。接著在幀起始位置填寫幀同步字，讀取授時時鐘的當前值并填寫在幀同步字后。這樣，一個新的數據幀就建立了，但是并沒有加入到隊列中，而是要等待來自同步串行口的后繼數據嵌入該幀中后再加入到隊列中。
同步串行口的接收緩沖區(qū)在接收到若干字(由初始化時的設置決定)后，會向PCI9054提出中斷請求。在中斷服務程序中，PCI9052讀取接收緩沖區(qū)中的內容，并將其填入上述新開辟的幀F_N中。在一幀數據接收完畢后，就將該幀添加到隊列的尾部，表示該幀數據已經準備好，可以通過接口模塊送給主機硬盤保存。
PCI9054在查詢到隊列中有已經準備好的數據幀存在時，就設置接口模塊TMS320LF2407的端點索引寄存器(Endpoint Index Register)使其指向初始化時配置的批傳輸輸入端點，然后將隊列首幀數據通過接口模塊TMS320LF2407數據端口寄存器(Data Port Register)填寫在端點緩沖區(qū)中。在端點緩沖區(qū)被填滿后，它就自動生效。在不能填滿端點緩沖區(qū)的情況下，可以通過設置控制功能寄存器(Control FunctionRegister)的VENDP位強制該端點緩沖區(qū)生效。端點緩沖區(qū)生效后，在系統(tǒng)總線上下一IN令牌到來時，該端點緩沖區(qū)中的數據就通過系統(tǒng)總線傳輸到主機中。主機成功接收到數據后，會給接口模塊TMS320LF2407以ACK應答。接口模塊TMS320LF2407在得到ACK應答后，能夠通過INT引腳報告給DSP，DSP就可以繼續(xù)往端點中填寫該幀其余數據。
在隊列首幀數據被成功轉移到主機后，PCI9054就丟棄首幀數據。如果隊列中還有數據幀，則將次首幀作為首幀，繼續(xù)前述傳輸過程；如果沒有要傳輸的數據幀，則為隊列首幀指針Head_Ptr賦空值(NULL)，等待新的數據幀的到來。(圖7)5-5.電路板制作在連線上只要將PCI9042芯片TMS320LF2407芯片的引腳對應連接，并連在總線上就可以了。PCI總線信號中必須有一個接地。如果都不接地，系統(tǒng)找不到開發(fā)板。它們接地有兩個用途，其一，用來表明槽位上實際存在一塊板；其二，提供該板對電源要求的有關信息。而且，對3.3V引腳應提供一個交流回路，這時對地去耦應符合高頻信號技術的要求。為此，應在3.3V平面上均勻排列12個高速電容，容易為0.01μF。為了穩(wěn)定性，局部總線中PCI9052芯片和外圍電路TMS320LF2407的所有的信號線都應考慮拉電阻(5kΩ～10kΩ)或下拉電阻(一般選150kΩ)。為防止干擾，局部總線時鐘也應對地屏蔽。
網絡適配接口模塊中的接口模塊根據外接網絡的接口適配需要，配置PCISIG、USB2.0和RJ-45等標準接口連接器與以上接口聯(lián)接配合。(圖8)CompactPCI熱插拔單板的電氣設計必須滿足熱插拔規(guī)范《CompactPCI Host SwapSpecification》的要求。要保證在拔插單板時，不能對CompactPCI總線產生較大的沖擊，不能影響CompactPCI總線上數據傳輸的正確，在進行熱插拔單板的電氣設計時，必須考慮到靜電放電、預充電、信號串聯(lián)匹配、信號線長度限定以及濾波電容大小的限制等幾個方面。
高度集成的USB轉UART橋接器芯片，包含有USB2.0全速功能控制器、USB收發(fā)器振蕩器和異步串行接口(UART)。該芯片的全部功能集成在一個5mm×5mm的MLP28封裝的IC中。CP2101內置有與計算機通信的USB協(xié)議，工作時，會上產生一個虛擬COM口，用戶就可以按照通用串行口的控制方式來使用這個COM口。
電磁兼容性(EMC)設計電磁干擾(EMI)是網絡媒體話機終端系統(tǒng)與連接無線外設的網絡適配接口模塊集成中的難點。如果處理不當，將互相成為對方的重大干擾源。如何克服射頻干擾確保整個系統(tǒng)的正常工作，是一個首要的也是最重要的問題。主要應從以下幾個方面采取必要措施。
(1)器件的選擇，盡量采用SMD封裝的器件，避免采用DIP類型的器件，盡量減少電流發(fā)射(感應)環(huán)路面積，同時節(jié)約版圖面積。
(2)采用多層PCB板，對重點信號線布線(SIM時鐘、數據線等)著重考慮，如采用地線隔離，屏蔽等措施單獨布線[6]。
(3)合理布置器件的位置，敏感器件采取屏蔽措施。通過將無線通信模塊插槽配置盡可能遠離上述輸入面板方向的位置，避免平行。抑制安裝在無線模塊插槽上的無線通信外設使用用天線電波的收發(fā)效率的惡化。
典型應用嚴格意義上說網絡媒體話機終端是在相對靜止的情況下使用寬帶資源，而這些活動往往發(fā)生在室內。Internet的飛速發(fā)展得宜于Internet服務提供商(ISP)所提供的固定的室內連接，這些服務提供商往往與當地的電信服務商是同出一門。而與此形成鮮明對比的是，在無線通信領域，運營商為了購買帶寬頻率資源的使用權、建設戶外的無線移動覆蓋投入了大量資本。因此他們一直難以涉足于室內領域。而且，所有現行的第二代數字無線通信系統(tǒng)都主要著眼于提供以話音為主的業(yè)務。這就在過去的若干年中將室內的數據通信業(yè)務拱手讓給了有線通信系統(tǒng)。
在未來十年，提供寬帶數據業(yè)務的無線網絡接入將成為無線通信領域最重要的議題。蜂窩和個人通信的發(fā)展要求第三代無線通信設備以能為室內用戶提供類似于Internet的網絡業(yè)務為核心。絕大多數電信服務商都沒有現存的系統(tǒng)來提供這樣的室內覆蓋。這就為可以提供低成本的無線設備的基于無線接入網的新業(yè)務競爭者提供了一個切入點。
無線接入以無線電波為核心的蜂窩/個人移動通信系統(tǒng)將成為基于IP的有線網絡結構的有力競爭者，無線網絡正試圖將其勢力范圍從戶外無線擴展到室內。利用建筑物或區(qū)域內現有的有線以太網絡結構，將2.5G和3G的蜂窩技術與WLAN技術融合，就可以快速并廉價的使用無線網絡接入，并可以達到比昂貴的有線寬帶接入相同或更高的數據率。接下來的十年中，高速無線數據業(yè)務將更為成熟。而使這成為現實的關鍵在于頻帶利用率的提高。現在有許多無線通信設備提供商在研制和生產能完成各種室內鏈接和寬帶接入業(yè)務的無線設備。網絡媒體話機終端采用網絡適配接口模塊的通用設計方法，可以最大限度地繼承與利用無線網絡通信設備已有的硬件和軟件技術研究成果，從而降低研制風險，避免同一水平上的重復研制，縮短研制周期，節(jié)省研制費用，并且，采用開放性的適配接口模塊結構，便于實現與無線網絡的平滑互連、信息互通和功能互操作。網絡媒體話機終端網絡適配接口模塊化設計的初衷是為了滿足網絡媒體話機終端多品種小批量要求下實現無線網接入的最佳效益和質量要求，它的受益方應該是研制廠商、電信服務商和無線通信設備供應商。
無線網絡系統(tǒng)一般由基站和遠端站構成，一個基站可在自己的無線覆蓋范圍內同時與多個遠端站通信?；緦⑦h端站的數據進行匯聚，然后可以通過光線環(huán)路或微波SDH環(huán)路接入骨干數據網絡。
無線網絡遠端站是針對基站進行接入通信的無線收發(fā)器。通常包括PCI插槽無線網卡(NIC)、USB接口/RJ-45接口RNT接入點ACCESS POINT，又稱無線網收發(fā)器(包括帶有無線移動數據通信能力的手機)系列無線通信外接或插入式設備(無線收發(fā)器)通過網絡適配接口模塊為網絡媒體話機終端提供了一種將現有有線網絡接入升級到無線接入的簡易方法。
1.網絡媒體話機終端接入無線網絡在實際應用中的的業(yè)務特征如下(1).無線網絡可以和固網使用統(tǒng)一的IP核心網。(2).為了適應不同用戶對接入速率的要求，將采用優(yōu)化的多種使用不同技術的空中無線接口。(3).無線接入網的全IP化可以將不同的空中無線接口無縫連接到IP核心網。(4).終端電話可以是IP電話，使用統(tǒng)一的SIP軟交換和管理計費系統(tǒng)。(5).可以使用移動IP解決越區(qū)切換和漫游問題。
2.網絡媒體話機終端無線數據網絡解決方案網絡媒體話機終端網絡適配接口模塊提供了功能豐富、可與無線通信設備適配的網絡接口系統(tǒng)平臺，這為快速開發(fā)在無線網絡服務方面應用的網絡媒體話機終端系統(tǒng)創(chuàng)造了條件。由于網絡適配接口模塊在設計上同現有和將來的無線網絡設備的接口標準技術兼容，因此電信服務商可以用高性價比的方式部署網絡媒體話機終端，并且可以在今后進行平滑的無線網絡接入升級。就這個方面來說，可以保證網絡媒體話機終端面向無線應用時所需要的靈活性和選擇余地。網絡媒體話機終端可以通過網絡無線適配接口模塊支持具有附加值的無線網絡通信中間件以及系列無線網絡通信產品。
3.典型的網絡媒體話機終端的無線應用網絡媒體話機終端通過外接無線通信(收發(fā))設備接入無線本地網絡，并由無線接入網經傳輸網連接到IP網絡。SIP的網關/IP呼叫中心平臺等設備連接骨干IP網絡和PSTN網。從PSTN來的呼叫被SIP網關受理，把其中的話音流轉換成IP數據包經過IP網絡經無線網絡傳到網絡媒體話機終端；同時受理網絡媒體話機終端的呼叫，轉向PSTN目的終端(電話)。網絡媒體話機終端也可以和Internet網絡其他的計算機或者網絡媒體話機終端通信，或者通過撥號(IP地址翻譯)方式經過無線網絡訪問Internet網絡IP呼叫中心的媒體服務器。(圖9)3-1.無線個人網主要用于個人用戶工作空間，典型距離覆蓋幾米，網絡媒體話機終端通過藍牙(Bluetooth)或HomeRF無線PCI插槽無線網卡(NIC)可以與計算機類外設同步傳輸文件，訪問本地外圍設備，如手機、打印機等。
網絡媒體話機終端借助采用了藍牙技術的無線網絡適配接口模塊，可以很方便地與內置藍牙無線功能的手機無線聯(lián)網，并通過手機經移動數據網絡進人因特網。
HomeRF可以為家庭環(huán)境創(chuàng)建一個無線基礎設施，可用于網絡媒體話機終端與家用信息終端(如家用PC、VCR、照相機和打印機等)的聯(lián)網。HomeRF的高輸出和QoS特性可以滿足網絡媒體話機終端視頻傳輸與數據通信的要求。在這種情況下，RNT可能會提供一個到公眾Internet的“上行”鏈路。
3-2.無線局域網主要用于寬帶家庭、大樓內部以及園區(qū)內部，典型距離覆蓋幾十米至上百米。網絡媒體話機終端通過無線802.11系列PCI插槽無線網卡(NIC)可以接入無線HUB，訪問Internet。WLAN技術可在MSRNT設備側一定范圍內為用戶提供寬帶上網或各種增值業(yè)務，由于其高帶寬及很好的可移動性，使其在需要寬帶接入的小范圍的業(yè)務提供中具有很大的優(yōu)勢，并且可以在MSRNT網絡管理平臺上進行統(tǒng)一管理?？苫?02.11無線L AN具有形成寬帶移動數據連接的潛在能力，它提供數據業(yè)務的能力遠遠超過蜂窩電話系統(tǒng)。目前802.11標準的無線LAN大約最多可以容納127個用戶。
3-3.固定無線寬帶接入網覆蓋區(qū)域和廣域環(huán)境，LMDS/MMDS主要用于較大范圍的固定寬帶無線接入。網絡媒體話機終端RJ-45接口連接無線LMDS/MMDS系列無線收發(fā)器RNT，LMDS/MMDS由于其無線傳輸距離遠，帶寬比較大，并且可以同時支持語音業(yè)務及數據業(yè)務的傳輸，因此該技術對比較偏遠的地區(qū)，目前有線線路還無法到達的區(qū)域可以說是最理想的接入方式；或者新興運營商無法再鋪設線路的情況下，該技術可以為運營商在沒有有線線路的情況下為用戶提供各種業(yè)務。
作為一項主要的固定無線寬帶接入技術，LMDS正逐漸走向成熟，成為企業(yè)、住宅用戶的一個選擇。LMDS提供的是類光纖速率可高達155Mbps的業(yè)務，能將話音和高速數據業(yè)務捆綁在一起提供，這對業(yè)務量較大的企業(yè)很有吸引力，特別適用于未得到寬帶服務的特定市場。在那些基礎設施不發(fā)達的國家，LMDS也是一種便宜、風險低、靈活的系統(tǒng)，能在幾個月內迅速地提供業(yè)務，以滿足用戶的需要。
網絡媒體話機終端USB或RJ-45接口連接通過CDPD無線收發(fā)器RNT，主要用于Internet訪問3-4.無線移動蜂窩網絡覆蓋城域和廣域環(huán)境，提供無線語音/數據的移動通信服務.
網絡媒體話機終端通過GSM-GPRS、CDMA-1X、W-CDMA、TD-SCDM系列PCI插槽無線網卡(NIC)可以接入無線移動蜂窩網絡，通過移動數據網絡訪問Internet，無論是3GPP還是3GPP2，它們所定義的核心網絡最終必將是全分布式的、全IP多媒體網絡體系結構。無論采用何種無線網絡技術，它們的技術演進方向將是在移動終端信息交流的源與目的之間，話音和數據自始至終都是以同一種方式進行處理的，而IP則是這個統(tǒng)一化的技術平臺。無線移動蜂窩網絡的核心網采用傳統(tǒng)的有線SDH技術，以骨干SDH技術為基礎，采用先進的GFP、VCAT和LCAS技術，融合以太網交換技術和ATM交換技術，實現TDM業(yè)務、以太網業(yè)務和ATM業(yè)務的綜合傳輸?？梢砸揽吭摷夹g將SDH網絡向任何方向延伸，因此，網絡媒體話機終端還可以通過USB接口連接3G無線收發(fā)器RNT，接入無線IP-V4或IP-V6通信網絡，訪問Internet(圖10-12)。
3GPP、3GPP2規(guī)范的方向均確定IPv6是網絡承載、業(yè)務應用的發(fā)展方向。這樣必然要求運營商在3G網絡的建設初期，對3G系統(tǒng)的端到端的所有網元對IPv6的支持能力或平滑演進的實現方式、應用模式進行充分考慮。包括雙棧UE連接到IPv4、IPv6的網絡中，IPv4的UE通過IPv6網絡連接到IPv4的節(jié)點上，IPv6的UE通過IPv4網絡連接到IPv6的節(jié)點上，或者IPv4/IPv6UE連接到IPv6/IPV4的節(jié)點上等應用模式。需要指出的是，在面向3G組網時，3G分組網關設備及為RAN、CN的IP承載網絡方案均充分保證對未來IPv6應用提供解決方案。包括分組網GGSN/PDSN的雙棧支持(終結PDP、PPP并提供兩種IPv4、IPv6網絡的連接)，以及IP承載網絡的各種IPv4承載IPv6應用、IPv6承載IPv4應用，或純IPv6組網。
目前無線通信網正從以硬件設備為主向以軟件功能為主轉變，追求與平臺無關的單元設計以及良好的接口定義。廣泛采用基于軟總線的軟件組件技術、基于組件技術的客戶機/服務器結構技術和基于軟定義的業(yè)務管理、通路配置、系統(tǒng)監(jiān)視和網絡恢復功能等技術，通過軟件配置、數據設置及軟件重構等方法定義無線通信系統(tǒng)的各個功能模塊，以支持多協(xié)議棧、多種業(yè)務軟件的運行。網絡媒體話機終端基于網絡適配接口的模塊化設計，通過裝配或擴展連接可方便地增加對無線網絡設備的接入新功能，實現中間件的即插即用，由此增加網絡媒體話機終端的靈活性、適應性，提高系統(tǒng)資源的全利用度，并使網絡媒體話機終端系統(tǒng)具備軟容量的特性。
部分中英文對照A/L音頻/邏輯板、BIC總線接口芯片、BDR接收數據信號、BDX發(fā)送數據信號、CONNECTOR連接器、CS RAM隨機存儲器片選、CS ROM只讀存儲器片選、CDMA碼分多址、FDMA頻分多址、MS移動臺、NC未連接、空腳、PCM脈沖編碼調制、PIN個人識別碼、PCN個人通信網、Radio Network Terminal無線網絡終端、RX接收、RX OUT接收輸出。
權利要求
1.網絡媒體話機終端的無線網絡接口的設置方法，以網絡媒體話機終端作為的無線網絡接口的基礎，網絡媒體話機終端設有將目標被叫號碼映射為相應的網關IP地址的IP電話模塊，終端整機設有PCI總線、CPU、在PCI總線上和支持流媒體的MPEG2-4解碼、視音頻編碼處理、A/D轉換的多媒體處理模塊，所述多媒體處理模塊包括語音/多媒體處理器和DSP處理模塊、在所述語音/多媒體處理器通過D/A轉換連接出電話和音視頻信號媒體端口，其特征是PCI總線上設有無線網絡適配接口模塊或無線適配接口模塊與局域或廣域連接模塊，采用針對無線網絡接入設備接口特征的適配接口模塊作為網絡媒體話機終端的網絡擴展適配接口模塊，所述無線網絡適配接口模塊與網絡媒體話機終端內部的系統(tǒng)總線連接。
2.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端的無線網絡接口的設置方法，其特征是所述適配接口模塊對應網絡媒體話機終端的無線網絡應用環(huán)境，采用系列化的功能接口協(xié)議，支持通過系列無線網絡外設接入網絡媒體話機終端。
3.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端的無線網絡接口的設置方法，其特征是適配接口模塊采用通用的嵌入式接口，結合采用多端口存儲器來支持處理器間的通信方法，通過系統(tǒng)總線與網絡媒體話機終端集成，啟動后，適配接口模塊在軟件驅動下自動完成初始化和數據收發(fā)轉存任務。
4.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端的無線網絡接口的設置方法，其特征是網絡媒體話機終端的CPU支持，通過系統(tǒng)總線支持多協(xié)議的無線接入模塊和擴展的接口工作。
5.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端的無線網絡接口的設置方法，其特征是接口采用多端口存儲器來支持處理器間的通信，采用HCI接口對基帶處理器之間的數據傳輸，以異步接收器與發(fā)射器與通信串行總線連接；集成存儲器和控制邏輯，同時存取共用的中心存儲器；每個端口具有獨立的控制、地址和I/O引腳，實現存儲器中任何位置的獨立、異步讀寫操作。
6.網絡媒體話機終端的無線網絡接口的裝置網絡適配接口模塊其硬件電路包括與網絡媒體話機終端系統(tǒng)總線的通信接口，其特征是設有與外設無線通信控制器的硬件接口、機外總線數據緩沖存儲器的接口，所述適配接口模塊作為網絡媒體話機終端的網絡擴展接口模塊，適配接口模塊包括主控模塊及接入模塊，主控模塊包括CPU和總線接口電路，并與網絡媒體話機終端的系統(tǒng)內部總線相應位置連接；接入模塊采用PC CARD(PCMCIA)接入模塊，網絡媒體話機終端設置PCMCIA無線適配接口模塊的PC卡插槽。
7.由權利要求6所述的網絡媒體話機終端的無線網絡接口的裝置其特征是無線適配接口模塊包括接入模塊中包括USB2.0接入模塊，網絡媒體話機終端通過PCMCIA接入模塊與無線收發(fā)外設RNT連接，接入無線網絡；或適配接口模塊包括接入模塊中包括藍牙(Bluetooth)接入模塊，與帶有藍牙(Bluetooth)通信功能的手機(MT)，網絡媒體話機終端接入2.5G-3G無線移動數據網絡。
8.由權利要求6所述的網絡媒體話機終端的無線網絡接口的裝置其特征是網絡媒體話機終端接入模塊中設有標準RJ-45網絡接口模塊和配置系列無線網絡MCU適配接口模塊。
9.由權利要求6或8所述的網絡媒體話機終端的無線網絡接口的裝置其特征是系列無線網絡MCU適配接口模塊包括無線Hub、無線接入站、無線網橋、無線Modem及無線網卡中的一種或數種。
10.由權利要求6或8所述的網絡媒體話機終端的無線網絡接口的裝置其特征是主控模塊采用DSP芯片，以UART驅動，通過對主控模塊控制寄存器的直接編程，實現AT命令的發(fā)送、無線通信外設應答信號以及工作狀態(tài)的檢測。
全文摘要
網絡媒體話機終端的無線網絡接口的設置方法及裝置，以網絡媒體話機終端作為的無線網絡接口的基礎，網絡媒體話機終端設有將目標被叫號碼映射為相應的網關IP地址的IP電話模塊，終端整機設有PCI總線、CPU、在PCI總線上和支持流媒體的MPEG2－4解碼、視音頻編碼處理、A/D轉換的多媒體處理模塊，所述多媒體處理模塊包括語音/多媒體處理器和DSP處理模塊，PCI總線上設有無線網絡適配接口模塊或無線適配接口模塊與局域或廣域連接模塊，采用針對無線網絡接入設備接口特征的適配接口模塊作為網絡媒體話機終端的網絡擴展適配接口模塊，所述無線網絡適配接口模塊與網絡媒體話機終端內部的系統(tǒng)總線連接。
文檔編號H04L29/00GK1805473SQ20051012299
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月12日 優(yōu)先權日2005年12月12日
發(fā)明者沈逸林, 陳楚生 申請人:沈逸林, 陳楚生