一种应用于家庭的lte无线网关设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型为一种应用于家庭的LTE无线网关设备。它包括3GTD-SCDMA单元、4GLTE单元、路由WiFi单元、USB切换电路、电源转换电路；所述USB切换电路分别与3GTD-SCDMA单元、4GLTE单元、路由WiFi单元相连；所述电源转换电路分别与3GTD-SCDMA单元、4GLTE单元、路由WiFi单元、USB切换电路相连；所述USB切换电路包括信号输入开关控制模块、信号切换芯片；所述信号输入开关控制模块分别与4GLTE单元、路由WiFi单元相连，所述信号切换芯片分别与路由WiFi单元、3GTD-SCDMA单元、4GLTE单元相连。本实用新型优点：减少基础建设投入、简化网络管理、降低维护成本。
【专利说明】一种应用于家庭的LTE无线网关设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种无线网关设备，特别是公开一种应用于家庭的LTE无线网关设备。
【背景技术】
[0002]目前无线通讯系统发展设备中，多数以智能机、数据卡、MIFI为主，主要提供语音服务及低速率且少量的数据服务，大多数的数据服务还是通过传统的ADSL/光纤网络提供；而ADSL/光纤网络必须要铺设到每个家庭，经由调制解调设备后为用户提供网络服务，尤其是在基础建设薄弱及偏远地区，ADSL/光纤网络管线铺设难度大，成本高，维护费困难，导致有线网络覆盖率低。
[0003]运营商无线基站的建设遍布全国大街小巷以及偏远的地区，在提供基本语音通话服务的同时，随着4G LTE无线技术的发展，还能满足大众浏览网页，可视通话，高清电视，在线游戏的需求，使重大赛事、展会等通过LTE网络在线直播成为可能。
[0004]在现有技术中，最常用的是家用无线固定电话机和家用路由器；家用无线固定电话机通过运营商无线基站提供语音通话服务，但不能提供高速数据业务以及光纤路由的功能。而家用路由器只能提供ADSL/光纤网络服务，不能实现语音通话业务。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种利用有限的现有资源，打通无线与有线的隔阂，将无线设备与有线设备融为一体，极大地减少基础建设投入，并简化网络管理，降低维护成本，为终端用户提供更好的服务和增值服务的应用于家庭的LTE无线网关设备。
[0006]本实用新型是这样实现的:一种应用于家庭的LTE无线网关设备，其特征在于:包括3G TD-SCDMA单元、4G LTE单元、路由WiFi单元、USB切换电路、电源转换电路；所述USB切换电路分别与所述3G TD-SCDMA单元、4G LTE单元、路由WiFi单元相连；所述电源转换电路分别与所述3G TD-SCDMA单元、4G LTE单元、路由WiFi单元、USB切换电路相连；
[0007]所述路由WiFi单元包括路由处理单元、WiFi射频收发单元、RJ45网络接口 ；所述路由处理单元分别与所述WiFi射频收发单元、RJ45网络接口、USB切换电路相连；
[0008]所述USB切换电路主要由信号输入开关控制模块、信号切换芯片组成；所述信号输入开关控制模块分别与所述4G LTE单元、路由WiFi单元的路由处理单元相连，所述信号切换芯片分别与所述路由WiFi单元的路由处理单元、所述3G TD-SCDMA单元、4G LTE单元相连。
[0009]所述信号输入开关控制模块由第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、三极管Ql组成；所述第一电阻Rl的一端作为所述信号输入开关控制模块的输入端与所述4G LTE单元相连，所述第一电阻Rl的另一端分别与所述第二电阻R2的一端、三极管Ql的基极相连；所述第二电阻R2的另一端、所述三极管Ql的发射极分别接地；所述三极管Ql的集电极分别与所述第三电阻R3的一端、路由WiFi单元的路由处理单元相连，所述第三电阻R3的另一端接电源；
[0010]所述信号切换芯片包括SEL控制引脚、第一正输入/输出引脚HSD1+、第二正输入/输出引脚HSD2+、第一负输入/输出引脚HSD1-、第二负输入/输出引脚HSD2-;所述SEL控制引脚与所述路由WiFi单元的路由处理单元相连，所述第一正输入/输出引脚HSD1+、第一负输入/输出引脚HSDl-分别与所述3G TD-SCDMA单元相连，所述第二正输入/输出引脚HSD2+、第二负输入/输出引脚HSD2-分别与所述4G LTE单元相连。
[0011]所述4G LTE单元包括4G基带处理单元、与所述4G基带处理单元相连的4G射频收发电路；所述4G基带处理单元与所述USB切换电路相连；所述4G射频收发电路由调制解调器、主路收发电路、辅路接收电路组成，其中所述主路收发电路由依次相连的第一滤波器、功率放大器、主路双工器、第二滤波器、第一低噪声放大器、第三滤波器组成，所述主路双工器上连有主路天线，所述第一滤波器、第三滤波器分别与所述调制解调器相连；所述辅路接收电路由依次相连的辅路天线、第四滤波器、第二低噪声放大器、第五滤波器组成，所述第五滤波器与所述调制解调器相连。
[0012]所述3G TD-SCDMA单元包括3G基带处理单元、3G射频处理单元、音频电路、显示控制电路、按键控制电路，所述3G基带处理单元分别与3G射频处理单元、音频电路、显示控制电路、按键控制电路、USB切换电路的信号切换芯片相连。
[0013]还包括分别与所述3G TD-SCDMA单元、电源转换电路相连的充电控制电路。
[0014]本实用新型不仅兼具了家用无线固定电话机和家用路由器这两种产品的功能，而且还弥补了这两种产品的缺陷，即本实用新型在实现高速数据业务的同时，还能提供无线语音通话功能，且只需要这一种设备，便能实现无线与有线的融合。
[0015]本实用新型的有益效果是:充分利用现有运营商搭建的无线基站，提供语音和高速数据传输服务，打通了无线与有线的隔阂，将无线设备与有线设备融为一体，极大地减少基础建设投入，并简化网络管理，降低维护成本，为终端用户提供更好的服务和增值的服务，并保证了使用的稳定和可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型方框原理图。
[0017]图2是本实用新型USB切换电路与路由处理单元的电路连接结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]根据图1、图2，本实用新型包括3G TD-SCDMA单元、4G LTE单元、路由WiFi单元、USB切换电路、电源转换电路、充电控制电路。所述USB切换电路分别与所述3G TD-SCDMA单元、4G LTE单元、路由WiFi单元、电源转换电路相连；所述电源转换电路分别与所述3GTD-SCDMA单元、4G LTE单元、路由WiFi单元、USB切换电路、充电控制电路相连；所述充电控制电路还与所述3G TD-SCDMA单元相连。所述充电控制电路包括电池和充电器并通过电源转换电路给各单元供电。
[0019]所述路由WiFi单元包括路由处理单元、WiFi射频收发单元、RJ45网络接口 ；所述路由处理单元分别与所述WiFi射频收发单元、RJ45网络接口、USB切换电路相连。[0020]所述USB切换电路主要由信号输入开关控制模块、信号切换芯片组成；所述信号输入开关控制模块分别与所述4G LTE单元、路由WiFi单元的路由处理单元相连，所述信号切换芯片分别与所述路由WiFi单元的路由处理单元、所述3G TD-SCDMA单元、4G LTE单元相连。
[0021]所述4G LTE单元包括4G基带处理单元、与所述4G基带处理单元相连的4G射频收发电路。所述4G基带处理单元与所述USB切换电路的信号输入开关控制模块、信号切换芯片分别相连。所述4G射频收发电路由调制解调器、主路收发电路、辅路接收电路组成，其中所述主路收发电路由依次相连的第一滤波器、功率放大器、主路双工器、第二滤波器、第一低噪声放大器、第三滤波器组成，所述主路双工器上连有主路天线，所述第一滤波器、第三滤波器分别与所述调制解调器相连。所述辅路接收电路由依次相连的辅路天线、第四滤波器、第二低噪声放大器、第五滤波器组成，所述第五滤波器与所述调制解调器相连，所述调制解调器与所述4G基带处理单元相连。
[0022]所述3G TD-SCDMA单元包括3G基带处理单元、3G射频处理单元、音频电路、显示控制电路、按键控制电路，所述3G基带处理单元分别与所述3G射频处理单元、音频电路、显示控制电路、按键控制电路、USB切换电路的信号切换芯片相连。
[0023]根据图2结合图1，所述USB切换电路的信号输入开关控制模块由第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、三极管Ql组成；所述第一电阻Rl的一端作为所述信号输入开关控制模块的输入端与所述4G LTE单元相连，所述第一电阻Rl的另一端分别与所述第二电阻R2的一端、三极管Ql的基极相连；所述第二电阻R2的另一端、所述三极管Ql的发射极分别接地；所述三极管Ql的集电极分别与所述第三电阻R3的一端、路由WiFi单元的路由处理单元相连，所述第三电阻R3的另一端接电源。
[0024]所述USB切换电路的信号切换芯片包括SEL控制引脚、第一正输入/输出引脚HSD1+、第二正输入/输出引脚HSD2+、第一负输入/输出引脚HSD1-、第二负输入/输出引脚HSD2-、电源输入引脚VCC。所述SEL控制引脚与所述路由WiFi单元的路由处理单元相连，所述SEL控制引脚与所述路由单元之间连有第二电容C2，所述第二电容C2的一端接地。所述第一正输入/输出引脚HSD1+、第一负输入/输出引脚HSDl-分别通过USB接口与所述3G TD-SCDMA单元相连，所述第二正输入/输出引脚HSD2+、第二负输入/输出引脚HSD2-分别通过USB接口与所述4G LTE单元相连。所述电源输入引脚VCC与第五电阻R5的一端相连，所述第五电阻R5的另一端分别连接电源输入端、第一电容Cl的一端,所述第一电容Cl的另一端接地。
[0025]所述3G TD-SCDMA单元的3G基带处理单元采用展讯通信有限公司生产的型号为SC8800系列芯片，支持GSM/GPRS以及3GTD-SCDMA制式，采用该SC8800系列芯片支持无线电话语音服务、TD-SCDMA数据服务、IXD显示、音频处理、按键及电源管理。所述4G LTE单元的4G基带处理单元采用Altair Semiconductor公司生产的型号为ALT3100H-B2芯片，所述调制解调器米用Altair Semiconductor公司生产的型号为ALT6202H-Q1的调制解调器芯片，该芯片组产品集成度高、性能稳定、支持FDD-LTE及TDD-LTE制式高速网络连接，方便拆卸及更换、易于维护和管理。所述路由WiFi单元的路由处理单元采用雷凌(RalinkTechnology)公司生产的信号为RT3352芯片，支持高速以太网接口及802.ll/b/g/η协议，具有出色的吞吐量、WiFi覆盖范围、低功耗及可靠性。[0026]本实用新型将3G TD-SCDMA单元、4G LTE单元、路由WiFi单元通过USB切换电路整合在一起，采用充电控制电路实现电池或充电器供电。本实用新型可放置于家庭中的客厅或者卧室，以及小型办公场所；既能提供电话语音服务，还能提供高速上网数据服务，将无线与有线集成统一在一台终端设备中，提高家居环境空间使用率，极大地减少基础建设投入，降低维护成本，为终端用户提供更好的服务和增值的服务，并保证了使用的稳定和可靠性。
[0027]本实用新型工作过程如下:在没有来自4G LTD单元的信号时，所述USB切换电路的信号切换芯片与3G TD-SCDMA单元联通，即所述信号切换芯片的第一正输入/输出引脚HSD1+、第一负输入/输出引脚HSDl-工作并与3G TD-SCDMA单元进行数据交互。
[0028]当所述4G LTE单元通过无线的方式与无线电信基站进行数据交互时，无线电信基站的模拟信号通过4G射频收发电路的主路收发电路、辅路接收电路进入调制解调器，经调制解调器将模拟信号转换成数字信号后传送至4G基带处理单元，4G基带处理单元再将数字信号转换成高低电频信号通过USB接口传送至USB切换电路的信号输入开关控制模块。
[0029]当信号输入开关控制模块接收到来自4GLTE单元的高低电频信号后，三极管Ql被打开，所述路由WiFi单元的路由处理单元接收到三极管Ql的打开信号后，控制USB切换电路的信号切换芯片切换到与4G LTE单元联通的状态，即所述第二正输入/输出引脚HSD2+、第二负输入/输出引脚HSD2-进入工作状态，并与所述4G LTE单元进行数据交互。
[0030]当USB切换电路失去4G LTE单元的信号时，所述信号输入开关控制模块失去高低电频信号、所述三极管Ql被关闭，路由处理单元接收到三极管Ql的关闭信号后，控制信号切换芯片切换到与3G TD-SCDMA单元联通的状态，即所述信号切换芯片的第一正输入/输出引脚HSD1+、第一负输入/输出引脚HSDl-工作并与3G TD-SCDMA单元进行数据交互。
[0031]所述路由WiFi单元通过路由处理单元接收来自4G LTE单元的4G信号或来自3GTD-SCDMA单元的3G信号，并将4G信号或3G信号分别发送至WiFi射频收发单元、RJ45网络接口，来为需要上网的无线上网设备或有线上网设备提供网络数据服务。
【权利要求】
1.一种应用于家庭的LTE无线网关设备，其特征在于:包括3G TD-SCDMA单元、4GLTE单元、路由WiFi单元、USB切换电路、电源转换电路；所述USB切换电路分别与所述3G TD-SCDMA单元、4G LTE单元、路由WiFi单元相连；所述电源转换电路分别与所述3GTD-SCDMA单元、4G LTE单元、路由WiFi单元、USB切换电路相连； 所述路由WiFi单元包括路由处理单元、WiFi射频收发单元、RJ45网络接口 ；所述路由处理单元分别与所述WiFi射频收发单元、RJ45网络接口、USB切换电路相连； 所述USB切换电路包括信号输入开关控制模块、信号切换芯片；所述信号输入开关控制模块分别与所述4G LTE单元、路由WiFi单元的路由处理单元相连，所述信号切换芯片分别与所述路由WiFi单元的路由处理单元、所述3G TD-SCDMA单元、4G LTE单元相连。
2.根据权利要求1所述的一种应用于家庭的LTE无线网关设备，其特征在于:所述信号输入开关控制模块由第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、三极管Ql组成；所述第一电阻Rl的一端作为所述信号输入开关控制模块的输入端与所述4G LTE单兀相连,所述第一电阻Rl的另一端分别与所述第二电阻R2的一端、三极管Ql的基极相连；所述第二电阻R2的另一端、所述三极管Ql的发射极分别接地；所述三极管Ql的集电极分别与所述第三电阻R3的一端、路由WiFi单元的路由处理单元相连，所述第三电阻R3的另一端接电源； 所述信号切换芯片包括SEL控制引脚、第一正输入/输出引脚HSD1+、第二正输入/输出引脚HSD2+、第一负输入/输出引脚HSD1-、第二负输入/输出引脚HSD2-;所述SEL控制引脚与所述路由WiFi单元的路由处理单元相连，所述第一正输入/输出引脚HSD1+、第一负输入/输出引脚HSDl-分别与所述3G TD-SCDMA单元相连，所述第二正输入/输出引脚HSD2+、第二负输入/输出引脚HSD2-分别与所述4G LTE单元相连。
3.根据权利要求1所述的一种应用于家庭的LTE无线网关设备，其特征在于:所述4GLTE单元包括4G基带处理单元、与所述4G基带处理单元相连的4G射频收发电路；所述4G基带处理单元与所述USB切换电路相连；所述4G射频收发电路由调制解调器、主路收发电路、辅路接收电路组成，其中所述主路收发电路由依次相连的第一滤波器、功率放大器、主路双工器、第二滤波器、第一低噪声放大器、第三滤波器组成，所述主路双工器上连有主路天线，所述第一滤波器、第三滤波器分别与所述调制解调器相连；所述辅路接收电路由依次相连的辅路天线、第四滤波器、第二低噪声放大器、第五滤波器组成，所述第五滤波器与所述调制解调器相连。
4.根据权利要求1所述的一种应用于家庭的LTE无线网关设备，其特征在于:所述3GTD-SCDMA单元包括3G基带处理单元、3G射频处理单元、音频电路、显示控制电路、按键控制电路，所述3G基带处理单元分别与3G射频处理单元、音频电路、显示控制电路、按键控制电路、USB切换电路的信号切换芯片相连。
5.根据权利要求1所述的一种应用于家庭的LTE无线网关设备，其特征在于:还包括分别与所述3G TD-SCDMA单元、电源转换电路相连的充电控制电路。
【文档编号】H04L12/66GK203406899SQ201320548445
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】付文彬, 冯卫国 申请人:德明通讯（上海）股份有限公司