基于td-lte技术的无线通信手持终端的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于TD-LTE技术的无线通信手持终端，终端电路包括控制单元、EM350模块、电源单元、对外接口、液晶显示屏、音量旋纽、PTT即快速建立呼叫按键、MIC和按键键盘；控制单元分别与EM350模块、电源单元、对外接口、液晶显示屏、音量旋纽、PTT即快速建立呼叫按键、MIC和按键连接；控制单元由微处理器DM3730及存储芯片、摄像头、补光灯、重力传感器、GPS、TF卡，连接构成；具有指挥调度功能齐全，快速传输数据、高质量、音频、视频和图像优势，可实现高速数据传输，可传输视频业务，具有完全兼容的接入TD-LTE专网的能力，采用高性能CPU，选配DSP芯片，可传输大数据信号并对其进行各种分析和压缩处理、编解码处理，系统稳定性极高。
【专利说明】基于TD-LTE技术的无线通信手持终端
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信设备，特别涉及一种基于TD-LTE技术的无线通信手持终端。
【背景技术】
[0002]目前，4G技术在不断的发展，4G的传输速率更快，可以满足宽带宽的视频通话、大数据传输。4G技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式。4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像。4G能够以10Mbps以上的速度下载，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。很明显，4G有着不可比拟的优越性。同时把4G技术应用到轨道交通、铁路等行业，也是势在必行。
[0003]
【发明内容】
[0004]鉴于上述4G技术在不断的发展的需求，本发明的目的就是研制一种能够快速建立通话、快速传输数据、高质量、音频、视频和图像，适应于轨道交通、铁路通信等行业需求的，基于TD-LTE技术的无线通信终端设备一手持台，以此适应市场的需求。
[0005]本发明采取的技术方案是:基于TD-LTE技术的无线通信手持终端，包括终端电路，其特征在于:终端电路包括控制单元、EM350模块、电源单元、对外接口、液晶显示屏、音量旋纽、PTT即快速建立呼叫按键、MIC和按键键盘；
控制单元分别与EM350模块、电源单元、对外接口、液晶显示屏、音量旋纽、PTT即快速建立呼叫按键、MIC和按键连接；
所述控制单元由微处理器DM3730及存储芯片、摄像头、补光灯、重力传感器、GPS、TF卡，连接构成；
EM350模块采用华为公司生产的TD-LTE制式的Mini PCIe语音数据模块EM350模块； 所述终端电路处理无线通信信号处理的方法和过程为:
1)、语音通话过程:控制单元通过程序命令控制EM350模块打开麦克，EM350模块把麦克的声音信号经过处理之后通过天线传输出去，与此同时控制单元控制液晶屏进行相应的语音通话界面更新；
2)视频通话过程:控制单元打开摄像头，进行画面录制并显示到液晶上，同时给EM350模块程序命令，把视频数据传送给EM350模块，EM350模块把数字信号转化为模拟信号，通过天线传输出去；
来自于天线即无线数据接口的语音或视频信号，经EM350模块接收，经EM350模块进行模拟到数字的处理，语音信号通过扬声器外放，同时EM350模块给控制单元一些命令，进行界面更新，视频信号，EM350模块把声音部分直接外放，把视频画面传送给控制单元，控制单元通过液晶显示出来；
用户通过操作UI界面产生相应的AT命令，由控制单元将AT命令存储在EM350模块Act1nBuffer即AT命令缓存器的缓存中，在控制单元的定时器的作用下每隔一段时间就会通过串口交付EM350模块作处理；
EM350模块将接收到的网络侧的消息传递给串口，这些字节流形式的消息被存储在EM350模块Act1nBuffer即AT命令缓存器的缓存中，然后被处理成一条条有具体意义的报文再进一步处理:
当控制单元收到EM350模块的AT命令的情况下:控制单元能触发界面的改变，
当控制单元要发起语音或视频通话情况下:控制单元能触发EM350模块的下一步操作；
控制单元主要进行呼叫控制、数据的存储、对外通信、液晶的控制显示、按键扫描、各单元的开关、内置MIC、耳机和扬声器控制；
手持台对射频模块EM350模块的调用是通过JNI封装调用实现，根据串口的收发进行AT命令的交互，应用APP通过解析射频单元的命令，进行当前状态的确认，同时更新界面。
[0006]有益效果是:本发明的特点是:手持台为用户提供可靠的话音、视频和数据信息传送服务，保证手台使用者与调度员或其他手台使用者的正常通话与视频通话，满足日常的调度指挥。并有短信业务、语音业务、录音业务、视频业务，频繁的界面切换和声音提示；采用高分辨率和大屏幕的液晶屏，实现界面之间更新时的大量的数据刷新。
[0007]本发明与其它手持台相比，具有指挥调度功能比较齐全，快速传输数据、高质量、音频、视频和图像优势。可实现高速数据传输，单用户吞吐量8Mbps (上行最大数据率)，2Mbps (下行最大数据率)，可传输视频业务，具有完全兼容的接入TD-LTE专网的能力，采用高性能CPU，可选配DSP芯片，不仅可以传输大数据信号，也可以对其进行各种分析和压缩处理、编解码处理。采用android操作系统，系统经过深度优化，稳定性极高。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1、是本发明整机硬件框图；
图2、是控制单元框图；
图3、是开关机电路图；
图4、是电源单元框图；
图5、是软件总体框架图；
图6、是应用层方案。
【具体实施方式】
[0009]为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明。
【具体实施方式】
[0010]为了更清楚的理解本发明，以下结合附图和实施例详细描述:
如图1所示，基于TD-LTE技术的无线通信手持终端，包括终端电路，终端电路包括控制单元、EM350模块、电源单元、对外接口、液晶显示屏、音量旋纽、PTT即快速建立呼叫按键、MIC和按键键盘；
控制单元分别与EM350模块、电源单元、对外接口、液晶显示屏、音量旋纽、PTT即快速建立呼叫按键、MIC和按键连接； 所述控制单元由微处理器DM3730及存储芯片、摄像头、补光灯、重力传感器、GPS、TF卡，连接构成；
EM350模块采用华为公司生产的TD-LTE制式的Mini PCIe语音数据模块EM350模块； 所述终端电路处理无线通信信号处理的方法和过程为:
1)、语音通话过程:控制单元通过程序命令控制EM350模块打开麦克，EM350模块把麦克的声音信号经过处理之后通过天线传输出去，与此同时控制单元控制液晶屏进行相应的语音通话界面更新；
2)视频通话过程:控制单元打开摄像头，进行画面录制并显示到液晶上，同时给EM350模块程序命令，把视频数据传送给EM350模块，EM350模块把数字信号转化为模拟信号，通过天线传输出去；
来自于天线即无线数据接口的语音或视频信号，经EM350模块接收，经EM350模块进行模拟到数字的处理。语音信号通过扬声器外放，同时EM350模块给控制单元一些命令，进行界面更新。视频信号，EM350模块把声音部分直接外放，把视频画面传送给控制单元，控制单元通过液晶显示出来。
[0011]用户通过操作Π界面产生相应的AT命令，由控制单元将AT命令存储在EM350模块Act1nBuffer即AT命令缓存器的缓存中，在控制单元的定时器的作用下每隔一段时间就会通过串口交付EM350模块作处理；
EM350模块将接收到的网络侧的消息传递给串口，这些字节流形式的消息被存储在EM350模块Act1nBuffer即AT命令缓存器的缓存中，然后被处理成一条条有具体意义的报文再进一步处理:
当控制单元收到EM350模块的AT命令的情况下:控制单元能触发界面的改变，
当控制单元要发起语音或视频通话情况下:控制单元能触发EM350模块的下一步操作。
[0012]控制单元主要进行呼叫控制、数据的存储、对外通信、液晶的控制显示、按键扫描、各单元的开关、内置MIC、耳机和扬声器控制。
[0013]手持台对射频模块EM350模块的调用是通过JNI封装调用实现，根据串口的收发进行AT命令的交互，应用APP通过解析射频单元的命令，进行当前状态的确认，同时更新界面。
[0014]整机大体分为EM350模块、控制单元、电源单元、对外接口部分以及一些外设，配件主要有充电器、数据线、耳机。
[0015]EM350模块主要进行呼叫处理和数据的传输功能；基带单元主要进行呼叫控制，数据的存储，对外通信，液晶的控制显示，按键扫描，各单元的开关控制；内置MIC、耳机和扬声器。
[0016]EM350模块是一块TD-LTE制式的Mini PCIe语音数据模块，该模块集成到终端中，作为LTE Modem使用，提供无线数据接口，实现集群语音通话以及空口数据传输功能。
[0017]如图2所示，是控制单元框图，主要功能是呼叫控制，数据的存储，对外通信，液晶的控制显示，按键扫描，各单元开关控制。
[0018](I) CPU选用Ti的微处理器DM3730作为主控芯片。DM3730高性能、低功耗、低价格的16/32位ARM Cortex ? -A8内核的微控制器芯片，主频最高达IGHz ;具有分开的32KB指令 cache、32KB 数据 cache 和 256KB L2 Cache ;片上包含 64KB RAM; 32KB ROM ;支持图形加速；支持Thumb-2指令集。DM3730处理器提供了丰富的外设接口。
[0019](2) MCP 选用 MICRON 公司的 MCP 存储器 MT29C4G96MAZAP，集成了 512MB 的nandflash (16 位)和 512MB 的 SDRAM DDR (32 位)，nandflash 通过 GPMC 总线实现数据访问，DDR则是使用SDRAM controller (SDRC)实现数据访问。具有存储容量大，运行速度快、价格低廉的优势。
[0020](3)液晶
采用深圳亚视科技的2.4寸液晶，分辨率为320 X 240，工作电压2.5-3.3V，工作温度一20 V?+60 V，储存温度一30°C?+70 V。
[0021](4)摄像头
后置摄像头由东莞光阵显示器制品有限公司生产，采用0V3640芯片，300W像素，焦距3.78mm，视场角65.5度，光圈2.8，镜头4P，相面尺寸1/4，畸变〈1.0%。模拟电压(AVDD)2.8V, GP1 口数字电压(DOVDD) 2.8V，核工作电压(DVDD) 1.5V。
[0022]前置摄像头由东莞光阵显示器制品有限公司生产，采用0V7675芯片，30W像素，焦距2.1mm，视场角64.5度，相面尺寸1/9，光圈2.8，镜头2P，畸变〈0.5%。模拟电压(AVDD)
2.8V, GP1 口数字电压(DOVDD) 2.8V，核工作电压(DVDD) 1.5V
(5)LED补光灯驱动器
白光LED驱动芯片为Sipex公司的SP7685，最大输出电流1.2A，输入电压范围2.7V到5.5V，最高操作频率2.4M，10-pin，3mm x 3mm DFN0可以工作在Flash (照相机补光灯)和Torch (照明、录像)两种工作模式，并具有Flash模式2.6分后自动关闭和大电流保护、高温保护功能。
[0023](6)音频
输入端具有话筒、内置上MIC和内置下MIC三种，输出具有内置喇叭、内置听筒和外部耳机。在接入耳机话筒时，内置MIC和扬声器功能无效。去掉外部耳机话筒时内部MIC和扬声器重新开启。
[0024]耳机和扬声器音频功放选用Analog Devices的SSM2301,D类功放,供电电压支持
2.5V-5.0V，最大功率可到1.4W。
[0025](7)传感器
重力传感器，选用BOSCH公司的BM250，实现检测倾角和重力加速度的功能。
[0026]如图3所示，开开关机电路由三极管N21A、三极管N21B、三极管N19A、三极管N19B、二极管以及电阻、电容构成，
三极管N21A的三极连接后接地；
三极管N21 B的基极连接电阻R81 —端，电阻R81另一端为0N/0FF端，0N/0FF端连接开关机按键；
0N/0FF端连接二极管VD4A 一端，二极管VD4A另一端为PW_SW端，PW_SW端为连接无线通信手持终端电路的CPU的一个1/0端口的连接点；
三极管N21 B的集电极连接电阻R75，通过电阻R75连接三极管N19A的基极；
三极管N21 B的发射极为VBAT端，VBAT端连接电池，电阻R76连接在三极管N21 B的发射极和基极之间； 三极管N19A的基极经电阻R78连接PWR_ON端，经电阻R75连接VCHG端，经电阻R86连接地端，VCHG端为连接充电器端；
PWR_ON端和PW_SW端分别作为连接无线通信手持终端电路的CPU的I/O端口的连接占.三极管N19A的集电极经电阻R74连接三极管N19B的基极，三极管N19A的集电极与三极管N19B的发射极之间连接二极管VD2A，三极管N19B的集电极为输出高电平的PSU_EN端，三极管N19B的集电极经电阻R77接地。
[0027]在关机状态下持续按住开关机键2秒，N21B导通，BUTT0N_0N输出高点平，将N19A和N19B2个三极管导通，PSU_EN输出高电平使能TPS62091芯片，输出3.3V供给各个电路，手持台开机，2秒后CPU启动PWR_0N输出高电平用于保持PSU_EN信号。
[0028]在开机状态下，持续按下开关机键2秒，CPU检测到PW_SW关机信号，去使能PWR_ON信号将手持台关机。
[0029]如图3所示，开关机电路，在关机状态下持续按开关机键2秒，N2A导通，BUTTON.0N输出高点平，将NI的2个三极管导通，PSU_EN输出高电平使能TPS62091芯片，输出3.3V供给各个电路，手持台开机，CPU启动后输出PWR_0N输出高电平用于保持PSU_EN信号，同样，在充电状态下，VCHG或VUSB电压也可手持台开机。
[0030]在开机状态下，持续按下开关机键2秒，CPU检测到关机信号，去使能PWR_0N信号将手持台关机。
[0031]如图4所示，是电源单元框图，TPS65930是用于0ΜΑΡ?系列的电源管理芯片，它包括电源管理控制器、USB高速传输控制、LED驱动控制、模数转换(ADC)、实时时钟(RTC)和嵌入式时钟管理(EPC)，TPS65930还包括完整的两路数模转换音频信号和两个ADC双语音频道、一路标准的音频采样率(I2S? ) /时分复用(TDM)接口，可以在立体声下行通道播放标准的音频。
[0032]电源芯片采用TI的TPS62091开关电源芯片。此电源芯片为固定3.3V输出，电流最大支持到3A，满足整机供电需求。其效率可达95%，并且还具有欠压锁定和空载休眠功倉泛。
[0033]充电管理芯片采用MICROCHIP的MCP73837。此充电管理芯片专门为单节锂离子/锂聚合物电池设计。支持交流适配器和USB端口电源自动切换选择，最大充电电流为1000mA。芯片内部集成了功率晶体管、电流检测、反向放电保护，最大限度地简化了外围电路设计。此外MCP73837还有充电过温截止，充电电压正常指示功能。
[0034]如图5软件总体框架图，软件采用android系统,深度定制，Android基于Linux操作系统，由硬件、系统内核、系统服务和应用程序四大部分组成。其中，内核(Kernel)是最核心的部分。其主要作用在于与硬件进行交互，实现对硬件的编程控制和接口操作。
[0035]Android内核是在标准Linux内核的基础上修改而成。为了适应嵌入式硬件环境和移动应用程序的开发。Android对标准Linux内核进行了一定的修改。
[0036]和标准的Linux内核一样，Android内核主要实现内存管理、进程调度、进程间通信功能。
[0037]设备驱动模块包括前置摄像头驱动、后置摄像头驱动、LED补光灯驱动、TF卡驱动、键盘驱动、MCP驱动、液晶驱动描述说明:
(1)底层驱动:主控芯片DM3730的SPI驱动、1端口驱动、定时器驱动、内部ADC驱动、UART驱动；
(2)扫描键盘驱动、单独按键驱动、液晶驱动、外部串行Flash驱动；
(3)整机参数存储:存储整机设置参数；
存储通信录；
存储呼叫记录；
存储短信记录；
存储预制短信；
(4)休眠控制:控制整机进入或退出休眠状态；
(5)自检单元:整机的自检与测试状态；
(6)输入法单元:支持数字、字母、符号输入法；
(7)对外通信模块:实现对外的数据交互；
(8)AT命令通信模块:实现对EM350的命令控制和数据交互；
如图6应用层流程图，手持台对射频模块EM350的调用是通过JNI封装调用实现，根据串口的收发进行AT命令的交互，应用APP通过解析射频单元的命令，进行当前状态的确认，同时更新界面。
[0038]应用层流程归纳为:用户通过操作Π界面产生相应的AT命令，AT命令被缓存在EM350Act1nBuffer中，在定时器的作用下每隔一段时间就会通过串口交付EM350作处理。EM350将接收到的网络侧的消息传递给串口，这些字节流形式的消息被缓存在readBuffer中，然后被处理成一条条有具体意义的报文再进一步处理:有的能触发界面的改变，有的能触发EM350的下一步操作。
[0039]本发明可实现的功能如下:
I双工个呼功能
2组呼叫功能 3短消息功能 4紧急呼叫功能。
[0040]5可以在终和终％5之间或终与中心之间传递图片、视频文件 6终端根据内置的GPS模块来获取自己的定位信息。
[0041]7终端通过分组数据业务来定时向中心发送的自己的GPS位置信息。
[0042]8跌倒报警
9可以实现对语音、分组数据进行加密处理。
[0043]10手持台软件预置记事本功能、通讯录功能、照相功能、摄像功能、录音功能。
[0044]根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。
【权利要求】
1.基于TD-LTE技术的无线通信手持终端，包括终端电路，其特征在于:终端电路包括控制单元、EM350模块、电源单元、对外接口、液晶显示屏、音量旋纽、PTT即快速建立呼叫按键、MIC和按键键盘； 控制单元分别与EM350模块、电源单元、对外接口、液晶显示屏、音量旋纽、PTT即快速建立呼叫按键、MIC和按键连接； 所述控制单元由微处理器DM3730及存储芯片、摄像头、补光灯、重力传感器、GPS、TF卡，连接构成； EM350模块采用华为公司生产的TD-LTE制式的Mini PCIe语音数据模块EM350模块； 所述终端电路处理无线通信信号处理的方法和过程为: 1)、语音通话过程:控制单元通过程序命令控制EM350模块打开麦克，EM350模块把麦克的声音信号经过处理之后通过天线传输出去，与此同时控制单元控制液晶屏进行相应的语音通话界面更新； 2)视频通话过程:控制单元打开摄像头，进行画面录制并显示到液晶上，同时给EM350模块程序命令，把视频数据传送给EM350模块，EM350模块把数字信号转化为模拟信号，通过天线传输出去； 来自于天线即无线数据接口的语音或视频信号，经EM350模块接收，经EM350模块进行模拟到数字的处理，语音信号通过扬声器外放，同时EM350模块给控制单元一些命令，进行界面更新，视频信号，EM350模块把声音部分直接外放，把视频画面传送给控制单元，控制单元通过液晶显示出来； 用户通过操作UI界面产生相应的AT命令，由控制单元将AT命令存储在EM350模块Act1nBuffer即AT命令缓存器的缓存中，在控制单元的定时器的作用下每隔一段时间就会通过串口交付EM350模块作处理； EM350模块将接收到的网络侧的消息传递给串口，这些字节流形式的消息被存储在EM350模块Act1nBuffer即AT命令缓存器的缓存中，然后被处理成一条条有具体意义的报文再进一步处理: 当控制单元收到EM350模块的AT命令的情况下:控制单元能触发界面的改变， 当控制单元要发起语音或视频通话情况下:控制单元能触发EM350模块的下一步操作； 控制单元主要进行呼叫控制、数据的存储、对外通信、液晶的控制显示、按键扫描、各单元的开关、内置MIC、耳机和扬声器控制； 手持台对射频模块EM350模块的调用是通过JNI封装调用实现，根据串口的收发进行AT命令的交互，应用APP通过解析射频单元的命令，进行当前状态的确认，同时更新界面。
【文档编号】H04B1/3827GK104393888SQ201410647112
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】姚金龙, 陈春梅, 王智超, 时勇 申请人:天津七一二通信广播有限公司