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      一種三合一手機(jī)集成系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:7923610閱讀:328來源:國知局
      專利名稱:一種三合一手機(jī)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(jī)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(wù),據(jù)預(yù)測今后移動通訊業(yè)務(wù)要占總通訊業(yè)務(wù)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(jì)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(yù)測,到2010年中國移動電話的總需求量可達(dá)到40000萬戶。自從無線個人通信業(yè)用數(shù)字技術(shù)實(shí)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(wù)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn),可通用于上述三種頻率的“全球通手機(jī)”將快速發(fā)展,用一臺“全球通手機(jī)”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(wù)市場的開放,發(fā)展有競爭力的GSM手機(jī)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(wù)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(wù)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)這種局面,這些新標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)是與固定的公用網(wǎng)發(fā)展相結(jié)合相補(bǔ)充實(shí)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(wù),無線電話業(yè)務(wù)飛速增長,但不適應(yīng)巨大需求,正是這種不適應(yīng),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(jī)信號,也能接受無繩電話和小靈通的信號的三合一手機(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jìn)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(jī)射頻模塊單獨(dú)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(jìn)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(yīng)外圍電路組成。
      本發(fā)明有益的效果是1)、能接受手機(jī)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(jī)適應(yīng)用戶的需求,因此它有巨大的市場需求。


      圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的原理方框示意圖;圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的接收電路原理示意圖;圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的發(fā)射電路原理示意圖;圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的原理方框示意圖;具體實(shí)施方式
      下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。這種三合一手機(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)射頻模塊單獨(dú)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(jìn)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(yīng)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(fù)雜的調(diào)制解調(diào)、協(xié)議實(shí)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(yùn)算、比較運(yùn)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(fù)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(shí)體,而CPU處理器實(shí)現(xiàn)邏輯鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和其他接口層面的協(xié)議實(shí)體和管理實(shí)體,包括電源管理、人機(jī)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(shí)體包括信號打包/拆包、信道編碼/解碼、擾碼/解擾、脈沖序列訓(xùn)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(shí)體、加密/解碼和管理實(shí)體。邏輯鏈路層實(shí)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(jī)制,而對實(shí)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(fù)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(jī)。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(shí)時操作系統(tǒng),而對CPU平臺,VxWorks系統(tǒng)是公認(rèn)的性能極佳的嵌入式實(shí)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?zhǔn)頻率源的頻率穩(wěn)定度應(yīng)該在10-6量級。無繩電話手持機(jī)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(shí)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(dāng)手機(jī)工作在GSM900MHZ頻段時,GSM900MHZ接收信號被送到高頻接收濾波器進(jìn)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(dāng)手機(jī)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(jìn)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(jìn)行放大,放大后的信號從高頻濾波器輸出,接受進(jìn)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(jìn)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(yù)放,然后送到功率放大器進(jìn)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(jī)相比,”三合一”GSM手機(jī)的頻率合成電路比較復(fù)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn),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(dá)到同步。
      4)、信號判定手機(jī)掃描接收信號,順序是無繩電話信號,小靈通信號,GSM手機(jī)信號。選擇接通無繩電話。掃描到頻率后,由手機(jī)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(yīng)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(jìn)行數(shù)字化,通過軟件編程來靈活實(shí)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(shí)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(wù)使用方式,又適應(yīng)多種業(yè)務(wù)環(huán)境,且與GSM手機(jī)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(jī)?!叭弦弧笔謾C(jī)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(biāo)準(zhǔn)中頻信號,或?qū)?biāo)準(zhǔn)中頻信號轉(zhuǎn)換成射頻信號,該標(biāo)準(zhǔn)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。基帶信號處理部分把數(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(fù))。靈活應(yīng)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(yīng)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(yīng)天線調(diào)零、自適應(yīng)干擾抵消、擴(kuò)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(wù)(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(shí)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(wù)終端問題。手機(jī)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(shí)現(xiàn),做成可置換的標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(jī)。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(shí)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(yīng),不同標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)成多模手機(jī)。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(shí)施例2如圖4所示,在本系統(tǒng)中,使GSM手機(jī)和小靈通手機(jī)的射頻部分共用一個頻率合成器,而無繩電話子機(jī)采用一個單獨(dú)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(diǎn)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(dāng)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)射頻模塊單獨(dú)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(jī)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(jìn)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(jī)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(yīng)外圍電路組成。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及一種三合一手機(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)適應(yīng)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
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