专利名称：一种兼容多种无线传输模块的系统及其实现方法
技术领域：
本发明涉及一种通信系统及其实现方法，尤其涉及一种兼容多种无线传输模块的
系统及其实现方法。
背景技术：
目前在通信设备的常规应用中，如图l所述，一般多用于一个模块至4个模块，又 受限于USB或HUB接口 ，同时只能是一种模块在系统中，要么是TD-SCDMA，要么是WCDMA，要 么是CDMA2000，而不能使这3种模块统一在一个系统中使用，而实际使用中上述三个网络 的信号却是大大的不同，可能此时TD-SCDMA信号好，而一会WCDMA信号好，而且在现有的山 区TD-SCDMA以及WCDMA都没有完全的覆盖，而对于应用却是必须满足每个区域；同时管理 多个模块在系统使用，无形中也增加了应用处理器的负担，因为不同的模块需要不同的驱 动以及数据格式、PPP拨号程序等；难于有效解决网络问题、数据发送问题、带宽问题以及 降低处理器对底层无线模块的依赖问题，目前很多人对此作了研究，但依然用单一应用处 理器(AP)控制单一制式通信网络无线模块的模式，该模式下无法解决有效兼容现有存在 的3G无线通信网络无线模块，包括了兼容原有2. 5G的通信网络无线模块，也无法实现了复 杂环境下的数据信息传输快速、可靠和安全。
发明内容
本发明针对现有技术存在的应用处理器受限于USB或HUB接口 ，不能使多种模块 统一在一个系统中使用，无形中增加应用处理器的负担，难于有效解决网络问题、数据发送 问题、带宽问题及降低处理器对底层无线模块的依赖的问题，提供了一种兼容多种无线传 输模块的系统及其实现方法。 为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决 —种兼容多种无线传输模块的系统，包括终端软件运用处理器、无线模块、UIM卡 接口交换器、UIM卡，UIM卡接口交换器连接无线模块和UIM卡，其特征在于所述终端软件 运用处理器的底层有通用多路由交换适配器，通用多路由交换适配器下有1-4组可监听无 线模块的USB数据的路由交换器。这样通过在由路由标记交换器建立的网络上建立直接IP 对等网络，提高了无线数据的可切换性与可靠性，改变了单一无线数据传送控制器控制单 一基带模块的模式。 作为优选，所述无线模块为TD-SCDMA无线模块或WCDMA无线模块或CDMA2000无 线模块。 作为优选，所述底层路由交换器有3组。此最有利于提高了无线数据的可切换性
与可靠性，改变了单一无线数据传送控制器控制单一基带模块的模式。有效解决了网络问
题、数据发送问题、带宽问题及降低处理器对底层无线模块的依赖问题。 作为优选，所述路由交换器构建有3个USB2. 0端口， USB2. 0端口采用全速模式。
可以有效适配所有类型的无线模块，最大程度的降低由于无线模块的更换而导致的硬件接口不匹配。USB2.0接口采用全速模式，全速模式下数据的传输速率具有12MHZ，对于无线模 块的无线模块的速率可以达到完全满足本发明的设计要求。 作为优选，所述路由交换器的UIM卡连接有4组16通道的模拟电子开关交换器。 可以有效实现这信号的切换。 作为优选，路由交换器与通用多路由交换适配器之间有一个高速串行口。可以提 高全速的USB2. 0数据传输数率。 —种兼容多种无线传输模块的系统的实现方法，步骤如下 a).通用多路由交换适配器接收到路由交换器的信号数据后，通用多路由交换适 配器经过分析，再传给终端软件运用处理器，终端软件运用处理器经过处理，将处理后的数 据再反馈给通用多路由交换适配器，通用多路由交换适配器根据内部的通用路由标示库进 行数据分包，再把信号数据传给3组路由交换器； b).三组路由交换器把接收到的信号数据分别传给TD-SCDMA或WCDMA或 CDMA2000无线模块，无线模块构建的USB2. 0接口采用全速模式； c).无线模块把接收到的信号数据通过UIM卡接口交换器发送给UIM卡后，无线模 块读出一条信号数据，无线模块和UIM卡保持链路连接； d).无线模块通过无线形式把路由交换器传过来信号数据发送后台的运营商 Internet网路接收后，Internet网路发出接收到的信号数据，再反馈给无线模块，无线模 块再把信号数据转送给路由交换器，路由交换器再传给通用多路由交换适配器，通用多路 由交换适配器信号数据进行合并处理后，再反馈给终端软件运用处理器。此方法可以有效 解决了网络问题、数据发送问题、带宽问题及降低处理器对底层无线模块的依赖问题。
作为优选，通用多路由交换适配器和路由交换器都采用了 altera的FPGA来完成。 可以有效的节省应用处理器对网络数据的处理耗费的时间，而且FPGA的IP核底层可根据 实际情况更改，能适应各类特殊协议的完成。 作为优选，通用多路由交换适配器根据通用路由标示库进行数据分包的依据参数 是通用路由标示库中路由的类型、路由方向的权重，通用路由标示库的数据参数的获取来 自于路由交换器。 作为优选，终端软件运用处理器经过处理，将处理后的数据通过VLYNQ接口再反 馈给通用多路由交换适配器，通用多路由交换适配器根据内部的通用路由标示库进行数据 分包后通过高速串行口把信号数据传给3组路由交换器。 按照本发明的技术方案，通过在由路由标记交换器建立的网络上建立直接IP对 等网络，提高了无线数据的可切换性与可靠性，改变了单一无线数据传送控制器控制单一 基带模块的模式，允许所有制式的通信网络的基带模块处于解调状态， 一直处于待机，并分 时得到CP的有效控制，有效解决了网络问题、数据发送问题、带宽问题及降低处理器对底 层无线模块的依赖问题。
图1为常规无线模块的应用框图； 图2为本发明由3组路由交换器组成的系统框架图； 图3为本发明中路由交换器构建有3个USB2. 0端口和链接高速串行口的无线模块的驱动连接框架图； 图4为本发明中UIM卡的切换连接图； 图5为本发明中模拟电子交叉开关和无线模块的连接图；
图6为本发明中模拟电子交叉开关和UIM卡的连接图；
图7为一种实现兼容多种无线传输模块系统的方法流程图。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明作进一步详细描述
实施例1 —种兼容多种无线传输模块的系统，如图2所示，包括终端软件运用处理器、无线 模块、UM卡接口交换器、UIM卡，UIM卡接口交换器连接无线模块和UIM卡，所述终端软件 运用处理器的底层有通用多路由交换适配器，通用多路由交换适配器下有3组可监听无线 模块的USB数据的路由交换器。所述无线模块为TD-SCDMA无线模块。所述路由交换器构 建有3个USB2.0端口， USB2.0端口采用全速模式。所述路由交换器的UIM卡连接有4组 16通道的模拟电子开关交换器。路由交换器与通用多路由交换适配器之间有一个高速串行 □。 —种兼容多种无线传输模块的系统的实现方法，如图7所示，步骤如下 a)、通用多路由交换适配器接收到路由交换器的信号数据后，通用多路由交换适
配器经过分析，再传给终端软件运用处理器，终端软件运用处理器经过处理，将处理后的数
据再反馈给通用多路由交换适配器，通用多路由交换适配器根据内部的通用路由标示库进
行数据分包，再把信号数据传给3组路由交换器； b) 、3组路由交换器把接收到的信号数据分别传给TD-SCDMA无线模块，无线模块 构建的USB2. 0接口采用全速模式； c)、无线模块把接收到的信号数据通过UIM卡接口交换器发送给UIM卡后，无线模 块读出一条信号数据，使无线模块和UIM卡保持链路连接； d)、无线模块通过无线形式把路由交换器传过来信号数据发送后台的运营商 Internet网路接收后，Internet网路发出接收到的信号数据，再反馈给无线模块，无线模 块再把信号数据转送给路由交换器，路由交换器再传给通用多路由交换适配器，通用多路 由交换适配器信号数据进行合并处理后，再反馈给终端软件运用处理器。作为优选，通用多 路由交换适配器和路由交换器都采用了 altera的FPGA来完成，作为优选，通用多路由交换 适配器根据通用路由标示库进行数据分包的依据参数是通用路由标示库中路由的类型、路 由方向的权重，通用路由标示库的数据参数的获取来自于路由交换器；作为优选，终端软件 运用处理器经过处理，将处理后的数据通过VLYNQ接口再反馈给通用多路由交换适配器， 通用多路由交换适配器根据内部的通用路由标示库进行数据分包后通过高速串行口把信 号数据传给3组路由交换器。 按照本发明的技术方案，通过在由路由标记交换器建立的网络上建立直接IP对 等网络，提高了无线数据的可切换性与可靠性，改变了单一无线数据传送控制器控制单一 基带模块的模式，允许所有制式的通信网络的基带模块处于解调状态， 一直处于待机，并分 时得到CP的有效控制，有效解决了网络问题、数据发送问题、带宽问题及降低处理器对底
5层无线模块的依赖问题。
实施例2 通用多路由交换适配器采用了 altera的FPGA来完成，原因是通过FPGA可以封装 一个IP的核，有效的节省应用处理器对网络数据的处理耗费的时间，而且FPGA的IP核底 层可根据实际情况更改，能适应各类特殊协议的完成，而且要做到多路由的兼容，需要一个 高速的数据口来交互数据，VLYNQ接口有效的满足了要求，同时FPGA能通过逻辑阵列组合 和拆分由通用多路由交换适配器发送来的数据并将数据递交给路由交换器，该部分为整个 装置的最上层连接，主要功能是在应用处理器底层构建一个通用路由链路通路，上层应用 处理器不再去关心数据的流向以及数据的物理层链路层，上层应用处理器只需要将需要发 送的数据通过VLYNQ接口送给通用多路由交换适配器即可，上层应用程序不需要知道通用 多路由交换适配器当前管理的实际分路由数量、分路由的方式，只需要在数据发送时按照 一定包长度大小来传输数据即可，而多路由进行的实际分包，封包不必关心。通用多路由交 换适配器是路由交换器的一个数据业务合成、数据综合分包过程，它将由应用处理器发送 过来的数据根据通用路由标示库进行数据分包，依据参数主要是通用路由标示库中路由的 类型、路由方向的权重，通用路由标示库的数据实际存放在多路由处理器中，参数的获取主 要来自于路由交换器，通用多路由交换适配器将这些参数分类比较，得到当前路由最好途 径，以便为数据分发做标示。 路由交换器采用了 altera的FPGA来完成，原因是通过FPGA可以构建一个CPU核 以及封装3个USB2. 0的接口 ；该核主要功能在于管理多个无线传输模块，即管理USB接口、 判断无线模块类型、驱动无线模块、判断模块网络信号强度、计算网络延时值、计算网络数 据发送效率，然后根据以上参数计算得到该路由的权重，将权重发送给通用多路由交换适 配器，登记在通用标示库中。路由交换器与通用多路由交换适配器处理的数据交互主要通 过高速串行口进行，高速串行口是两层路由器之间私有的一个通信接口 ，该接口数据交互 数率达到12MHZ，即一个全速的USB2. 0数据传输数率。该接口上的数据主要是经过底层路 由器分析的网络数据包，实际传输中底层路由器是监听无线模块的USB数据，然后透传给 上层路由器，由上层路由器进一步处理数据。路由交换器构建了 3个USB2.0全速口，该口 主要是连接通用的3G无线模块，由于是标注的一个数据连接接口，因此路由器交换在构建 的CPU中嵌入了对3G无线模块的驱动，主要是一个AT指令的测试， 一个PPP拨号的协议。
如图3所示，无线模块现有的连接通常是串行口或者USB接口 ，而USB接口由于其 具有接口硬件简单，传输数率高以及支持热插拔，已经是一个通用的技术接口标准，应用十 分广泛，现有的3G无线传输模块基本都是采用了标准USB2. 0接口 ，因此在与无线模块连接 时对HOST主机的要求相对简单，只要支持USB2. 0即可。路由交换器为了适应多种3G网络 的无线模块，特别构建了 3个USB2. 0端口 ，有效适配所有类型的无线模块，最大程度的降低 由于无线模块的更换而导致的硬件接口不匹配。USB2.0接口具有高速、全速以及低速三种 模式，而对于本系统的应用主要定位于全速模式，全速模式下数据的传输速率具有12MHZ， 对于本系统的设计是主要应用在数据的上传即无线模块的UPLINK模式，因此12MHZ的速率 对于无线模块的无线模块的UPLINK速率已经远远超过，完全满足设计要求，而对于以后的 LTE模式的4G网络速度完全可以通过提升FPGA的时钟速率来完成设计到USB 2. 0的高速 模式，高速模式下速率可达到480MHZ。
如图4所示，UIM卡切换器主要功能运用在于使本装置的发明设计基于整体考虑，因为路由交换器实际工作的有效无线模块只有一个，因此路由交换器的UIM卡只需要一个，将3个UIM卡合并设计也是一个重要的环节。UIM卡是一个IC卡，它具有实际的信号包括了 VCC， RST， VPP， 10， CLK， GND。而这些信号在现有的B类卡中都是同一个标准，不存在其他电气接口的不同，因此满足了同一个卡座的设计基础，而不同的3G模块需要不同的卡的原因是各自的RST， 10， CLK不同，因此有效实现这3个信号的切换是设计的基本，由于现有电子开关能满足独立的信号切换，包括了电压，电流的接续，因此使用现有的模拟电子开关，能满足设计。4组16通道模拟电子开关交换器的特点在于16通道可以任意通道通过4个组线交叉点连接器相互接通，而对于本设计的运用是希望能实现3个4通道的信号能分时段的切换到另外1组通道上，实现信号互通，因此设计上需要首先分配通道的分组，然后对组进行切换，有效分组的方法是VCC —组，RST —组，10 —组，CLK 一组。同时对16通道进行组配置，O 3配置到VCC组，4 7配置到RST组，8 11配置到10组，12 15配置到CLK组，0-4-8-12为第一控制接口 ， 1-5-9-13为第二控制接口 ， 2-6-10-14为第三控制接口， 3-7-11-15为第四控制接口。模拟开关16通道的接通管理方法是通过外部GPI0控制内部SWITCH交叉控制寄存器，完成有效配置。 控制方式举例配置第一控制口分别进入组，配置第二控制口分别进入组，这样就实现了 0-1接通在VCC组，4-5接通在RST组，8-9接通在10组，12-13接通在CLK组。
无线模块与模拟电子交叉开关的连接如下图5所示，根据模拟电子交叉开关的定义，只要将无线模块的标准UIM卡接口对应连接即可。 由于已经规定了模拟电子交叉开关的定义，因此只需要按照标准UIM卡接口方式连接即能满足设计要求，下图6是具体的设计接口连接图。由于UIM卡中的VPP引脚在现有的B类卡中不使用，因此不做连接，同时GND是地信号，与路由交换器的GND —起连通即可以，也是不做交叉开关连接的。 总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
权利要求
一种兼容多种无线传输模块的系统，包括终端软件运用处理器、无线模块、UIM卡接口交换器、UIM卡，UIM卡接口交换器连接无线模块和UIM卡，其特征在于所述终端软件运用处理器的底层有通用多路由交换适配器，通用多路由交换适配器下有1-4组可监听无线模块的USB数据的路由交换器。
2. 根据权利要求1所述的一种兼容多种无线传输模块的系统，其特征在于所述无线 模块为TD-SCDMA无线模块或WCDMA无线模块或CDMA2000无线模块。
3. 根据权利要求1所述的一种兼容多种无线传输模块的系统，其特征在于所述底层 路由交换器有3组。
4. 根据权利要求1所述的一种兼容多种无线传输模块的系统，其特征在于所述路由 交换器构建有3个USB2. 0端口 ， USB2. 0端口采用全速模式。
5. 根据权利要求1所述的一种兼容多种无线传输模块的系统，其特征在于所述路由 交换器的UIM卡连接有4组16通道的模拟电子开关交换器。
6. 根据权利要求1所述的一种兼容多种无线传输模块的系统，其特征在于路由交换 器与通用多路由交换适配器之间有一个高速串行口。
7. —种兼容多种无线传输模块的系统的实现方法，其特征在于步骤如下a) 、通用多路由交换适配器接收到路由交换器的信号数据后，通用多路由交换适配器 经过分析，再传给终端软件运用处理器，终端软件运用处理器经过处理，将处理后的数据再 反馈给通用多路由交换适配器，通用多路由交换适配器根据内部的通用路由标示库进行数据分包，再把信号数据传给3组路由交换器；b) 、3组路由交换器把接收到的信号数据分别传给TD-SCDMA或WCDMA或CDMA2000无线 模块，无线模块构建的USB2. 0接口采用全速模式；c) 、无线模块把接收到的信号数据通过UIM卡接口交换器发送给UIM卡后，无线模块读 出一条信号数据，无线模块和UIM卡保持链路连接；d) 、无线模块通过无线形式把路由交换器传过来信号数据发送后台的运营商Internet 网路接收后，Internet网路发出接收到的信号数据，再反馈给无线模块，无线模块再把信号 数据转送给路由交换器，路由交换器再传给通用多路由交换适配器，通用多路由交换适配 器信号数据进行合并处理后，再反馈给终端软件运用处理器。
8. 根据权利要求7所述的一种兼容多种无线传输模块的系统的实现方法，其特征在 于通用多路由交换适配器和路由交换器都采用了 altera的FPGA来完成。
9. 根据权利要求7所述的一种兼容多种无线传输模块的系统的实现方法，其特征在 于通用多路由交换适配器根据通用路由标示库进行数据分包的依据参数是通用路由标示 库中路由的类型、路由方向的权重，通用路由标示库的数据参数的获取来自于路由交换器。
10. 根据权利要求7所述的一种兼容多种无线传输模块的系统的实现方法，其特征在 于终端软件运用处理器经过处理，将处理后的数据通过VLYNQ接口再反馈给通用多路由 交换适配器，通用多路由交换适配器根据内部的通用路由标示库进行数据分包后通过高速 串行口把信号数据传给3组路由交换器。
全文摘要
本发明涉及一种通信系统及其实现方法，公开了一种兼容多种无线传输模块的系统，包括终端软件运用处理器、无线模块、UIM卡接口交换器、UIM卡，UIM卡接口交换器连接无线模块和UIM卡，终端软件运用处理器的底层有通用多路由交换适配器，通用多路由交换适配器下有1-4组可监听无线模块的USB数据的路由交换器，同时公开了一种兼容多种无线传输模块的系统的实现方法，改变了单一无线数据传送控制器控制单一基带模块的模式，有效解决了网络问题、数据发送问题、带宽问题及降低处理器对底层无线模块的依赖问题。
文档编号H04W88/06GK101730303SQ200910154299
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月19日 优先权日2009年11月19日
发明者黄戟 申请人:杭州竞天数码科技有限公司