本申请属于无线通信技术领域，尤其涉及一种矿井用多模终端。
背景技术：
无线通信技术在近20年来经历了多个世代的发展，其不可避免地出现了一些技术上的兼容性问题。到目前为止，虽然主流的4G网络对在先技术会有一定程度的兼容，比如4G网络通常会兼容2G和部分3G网络，但无线通信网络的向下兼容也仅限于受众较广的那部分，对于被淘汰的过渡方案往往并不能有效兼容。
典型地，在技术发展过程中，采用PHS(Personal Handy-phone System，个人手持式电话系统，俗称“小灵通”)技术的通信系统曾经因为语音通话质量好、施工维护成本低、环保安全、工业调度与短信增值应用功能丰富等强大的技术优势而一度在某些领域或某些区域占据了主导地位。比如矿井用终端或日本全国，都曾因为在发展过程中恰逢该技术的优势期而普遍选择了PHS通信系统构建基础通信网络。但随着3G和4G技术的发展，PHS通信系统因为技术和市场等多方面的原因，并不被主流的3G/4G设备支持，上述领域或区域普遍存在这设备更换的问题。
对于矿井用(尤其是井下用)无线通信网络来说，由于PHS技术一度占据主导地位，随PHS的退频而带来的设备更换问题就更加严重。如果直接对现有的PHS通讯系统全部进行更换，势必会给相关企业带来极大的负担，造成大量的设备及资金的浪费。同时，最新的4G技术虽然具有传输速度快、组网方便、施工维护成本低、可为视频、数据及其他拓展业务提供复用平台等优点，但其同样存在基站功率较高、通信距离近等显著缺点。因此如何有效利用现有通讯系统并兼得两种技术的优点成为矿井企业中极为现实的一个技术问题。
现有技术中存在一些基站侧的解决方案，即在基站侧同时兼容PHS技术和最新的4G技术，分别为PHS终端和4G终端提供服务。但由于现实中PHS通讯系统和4G通讯系统的产权通常由矿井企业和运营商分别持有，该方案在现实中并不可行；同时该方案对于用户来说，由于PHS终端和4G终端是相对独立的，想同时享受两种技术的优势就必须携带两个终端，也存在诸多不便。
技术实现要素：
针对现有技术的上述缺陷，本申请实施例提供一种能够同时兼容PHS技术和4G技术的终端解决方案。
在一种可能的实施方式中，提供了一种矿井用多模终端，包括：天线、无线模块和核心处理器；其中，
所述无线模块同时连接所述天线和所述核心处理器；
所述无线模块包括多模RF子系统，所述多模RF子系统至少包括第一变频逻辑电路和第二变频逻辑电路；
其中，所述第一变频逻辑电路为PHS信号与基带信号的变频逻辑电路，所述第二变频逻辑电路为4G信号与基带信号的变频逻辑电路。
可选地，所述无线模块还包括：平衡/非平衡转换模块、基带滤波器、模数转换模块、基带处理器和基带调制解调器；其中，
所述无线模块的平衡/非平衡转换模块、多模RF子系统、基带滤波器、模数/模数转换模块、基带处理器和基带调制解调器依次连接，所述平衡/非平衡转换模块对外连接所述天线，所述基带调制解调器对外连接所述核心处理器。
可选地，所述多模RF子系统包括至少一个时钟源，所述至少一个时钟源连接所述第一变频逻辑电路和/或所述第二变频逻辑电路，为所述第一变频逻辑电路提供第一参考时钟信号和/或为所述第二变频逻辑电路提供第二参考时钟信号。
可选地，所述第一参考时钟信号为1.9GHz，所述第二参考时钟信号为2.1GHz。
可选地，所述无线模块还包括WiFi模块、蓝牙模块和NFC模块中的至少一种。
可选地，所述基带调制解调器包括加密模块、解密模块和校验模块。
可选地，所述多模终端还包括：音频模块和外壳；其中，
所述天线、无线模块、核心处理器和音频模块封装在所述外壳内，所述无线模块和所述音频模块分别与核心处理器的数据接口连接。
可选地，所述矿井用多模终端还包括：封装在外壳至少一个表面上的显示模块，所述显示模块与核心处理器连接。
可选地，所述矿井用多模终端还包括：封装在外壳至少一个表面上的键盘，所述键盘与所述核心处理器连接。
可选地，所述键盘为实体按键和/或触控面板。
本申请的实施例提供了一种矿井用多模终端，该方案通过提供终端侧的兼容方案，使得在不更换或升级矿井企业原有无线通信网络设备的基础上，用户可以同时利用PHS和4G两种技术的优势进行无线通信，在便利用户的同时也提供了一种延长原有PHS无线通信网络设备的生命期，并可逐步过渡到4G无线通信网络的解决方案。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的一个实施例中矿井用多模终端的结构示意图；
图2为本申请一个实施例中发送模式下无线模块中的信号处理过程示意图；
图3为本申请一个实施例中接收模式下无线模块中的信号处理过程示意图。
具体实施方式
为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本领域技术人员可以理解，本申请中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同设备、模块或参数等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。
对于矿井用(尤其是井下用)无线通信网络来说，由于其在国内的普及阶段恰逢PHS技术的优势期，故PHS基站和PHS终端一度成为了井下用无线通信网络的标配设备。现在由于PHS退频带来的设备退市，新老技术在兼容性、运营管理和设备维护等各方面均存在着不可忽视的问题。典型地，作为当前无线通信网络主力的4G设备并不兼容PHS技术，原有矿井用PHS无线通信网络的应用范围受到了极大的局限；另一方面，4G网络的基站设备通常由运营商来维护，而退频后的矿井用PHS网络的全部设备一般由矿井企业自行维护，如要在基站侧实现兼容，可能会造成设备和管理权责的纠纷，并不具备现实的可操作性；再一方面，如果直接将矿井现在所使用的PHS通讯系统全部更换为4G通讯系统，需要花费大量的财力和物力，会给企业造成极大的负担。此外，对于基站侧的兼容方案，由于PHS终端和4G终端仍然是相对独立的，在用户侧如果想同时享受两种技术的优势，就要求用户必须携带两个终端，也会给用户带来诸多不便。
在本申请的实施例中，通过提供终端侧的兼容方案，使得在不更换或升级矿井企业原有无线通信网络设备的基础上，用户可以同时利用两种技术的优势进行无线通信，在便利用户的同时也提供了一种延长原有PHS无线通信网络设备的生命期，并可逐步过渡到4G无线通信网络的解决方案。
如图1所示，在本申请的一个实施例中，提供了一种矿井用多模终端，包括：天线110、无线模块120和核心处理器130；其中，所述无线模块120同时连接所述天线110和所述核心处理器130；所述无线模块120包括多模RF(RadioFrequency，射频)子系统122，所述多模RF子系统122至少包括第一变频逻辑电路和第二变频逻辑电路(图1中未示出)，所述第一变频逻辑电路在天线侧收发的PHS信号与处理器侧的基带信号之间进行变频，所述第二变频逻辑电路在天线侧收发的4G信号与处理器侧的基带信号之间进行变频。
通过上述方式，本申请的实施例的多模终端可分别对PHS信号和4G信号进行收发处理，从而在不更换/升级矿井企业和运营商的无线通信网络基础设施的情况下，用户仅使用一个终端就可同时的到PHS无线通信网络和4G通信网络的支持，有效解决了矿井企业的PHS设备的生命期问题。
在本申请的一个实施例中，所述无线模块通过信号变频将天线侧收发的PHS信号或4G信号转换为处理器侧的基带信号。其中，天线侧收发的PHS信号或4G信号通常为模拟信号，处理器侧的基带信号通常为数字信号，故进一步如图2、3所示，所述无线模块还包括：平衡/非平衡转换模块121、基带滤波器123、数模/模数转换模块124(图2中使用数模转换模块，图3中使用模数转换模块)、基带处理器125和基带调制解调器126。在图2、3中，所述无线模块的平衡/非平衡转换模块121、RF子系统122、基带滤波器123、模数/模数转换模块124、基带处理器125和基带调制解调器126依次连接，平衡/非平衡转换模块121对外连接天线，基带调制解调器126对外连接核心处理器。
更进一步地，在本申请的一个优选实施例中，如图2所示，在发送模式下，核心处理器所产生的待发送数据的数字信号经过基带调制解调器126的调制，再通过基带处理器125转换为帧形式数据；帧形式数据的数字信号经过数模转换模块124转换为基带模拟信号，经基带滤波器123滤波后，送到RF子系统122；RF子系统122将基带模拟信号进行放大，并将放大后信号变频到PHS支持的频段(通过第一变频逻辑电路实现)或4G支持的频段(通过第二变频逻辑电路实现)，变频后的信号再通过平衡/非平衡转换模块121，将信号变换为非平衡的单端信号送到天线进行发射。
如图3所示，在接收模式下，天线接收到PHS支持频段或者4G支持频段的单端信号，单端信号经过平衡/非平衡转换模块121转换成平衡的差分信号，通过RF子系统122进行低噪放大，并(通过第一或第二变频逻辑电路)变频为基带信号(模拟信号)；经基带滤波器123滤波后的基带信号再经过模数转换模块124变换为数字信号，通过基带处理器125进行帧形式数据的接收后，由基带调制解调器126完成解调处理提供给核心处理器。
其中，PHS支持的频段通常是以1.9GHz为频率中心的一个范围内的信号，4G支持的频段通常是以2.1GHz为频率中心的一个范围内的信号。在本申请的一个实施例中，所述多模RF子系统通过时钟信号来控制变频逻辑电路。可选地，所述多模RF子系统包括至少一个时钟源，所述至少一个时钟源连接所述第一变频逻辑电路和/或所述第二变频逻辑电路，为所述第一变频逻辑电路提供第一参考时钟信号和/或为所述第二变频逻辑电路提供第二参考时钟信号。其中，第一参考时钟信号为1.9GHz，第二参考时钟信号为2.1GHz；所述多模RF子系统将接收到的信号与第一参考时钟信号和第二参考时钟信号进行比对，从而确定接收信号模式，再由对应的第一变频逻辑电路或第二变频逻辑电路对接收信号进行变频处理；在发送时，根据要发送的信号模式选择变频逻辑电路，再利用对应的参考时钟信号将基带信号变频到对应的频段。
在本申请的一个优选实施例中，所述多模RF子系统进一步还可包括第三变频逻辑电路，所述第三变频逻辑电路可用于实现3G信号与基带信号之间的变频。此外，所述无线模块还可包括WiFi模块、蓝牙模块和NFC模块中的至少一种，从而为所述矿井用多模终端提供更为强大的无线通信能力。
可选地，所述基带调制解调器包括加密模块、解密模块和校验模块，所述加密模块对待发送数据进行加密处理，所述校验模块在待发送数据中添加检验位信息(在加密前和/或加密后均可)；所述解密模块对接收后的数据进行解密处理，所述校验模块根据检验位信息对接收后的数据进行校验。可选地，所述校验模块为CRC校验模块。
在本申请的实施例中，进一步如图1所示，所述矿井用多模终端还包括：音频模块140、外壳170和键盘160；其中，所述天线110、无线模块120、核心处理器130和音频模块140都封装在所述外壳170内，所述键盘160封装在外壳170的至少一个表面上；所述无线模块120的输入端与天线110连接，所述无线模块120的输出端、音频模块140、键盘160分别与核心处理器130的数据接口连接。
在本申请的实施例中，核心处理器主要用于处理语音、信息和数据。可选地，核心处理器采用MT6737T处理器，该处理器是基于Cortex-A53内核的64位RISC嵌入式微处理器，共四颗Cortex-A53核心，每颗核心的运行频率可达1.5GHz，带DVFS技术，能够轻松地处理语音、图像等信息，可以支持前后摄像头，后摄最高支持达1300万像素的摄像头，支持1080P的视频的编码和解码。MT6737T主要由Cortex-A53、存储管理单元(MMU，Memory Management Unit)和高速缓存三部分组成。其中，MMU可以管理虚拟内存，MT6737T处理器高速缓存由独立的32KB地址和32KB数据高速cache组成，有512KB的二级缓存。
音频模块主要通过控制MT6328这个PMIC(Power Management IC，电源管理集成电路)来控制音频输入和输出，所述音频模块包括音频接口、麦克风和扬声器。其中，音频接口支持I2S、PCM，用于实现对模拟音频信号的采集和数字音频信号的模拟输出，并通过IIS数字音频接口，实现对音频信号的数字化处理。音频输入端口、输出端口分别和麦克风、扬声器相连接，音频采样频率支持8kHz到192kHz。
键盘主要用于录入信息。优选采用3×3键盘，比如分别是KPCOL0，KPCOL1，KPCOL2，KPROW0，KPROW1和KPROW2，组成3行3列。若使用扩展键盘，每个行与列之间加一个电阻，则可扩展成6x3的键盘。键盘模块可以采用中断方式来工作。
外壳主要为手机提供防护，外壳采用阻燃、防静电、硬质PC+ABC材料设计，并且表面有橡胶涂层，具备防震、防水、防尘的功能，并且达到了IP67的级别。
在本申请的实施例中，进一步如图1所示，所述矿井用多模终端还包括：封装在外壳170表面的显示模块150，所述显示模块150与核心处理器130连接。可选地，显示模块采用MT6737T的LCD控制器，最高支持4路mipi数据线，最高支持达FHD分辨率。可选地，在本申请的实施例中，键盘可以采用实体按键和/或触控面板实现；当采用触控面板时，更进一步地，所述触控面板可与显示模块结合，构成触摸屏设备。
在本申请的实施例中，采用上述矿井用多模终端，当用户拨打电话或发送短信时，用户通过键盘将需要处理的信息传送到核心处理器。核心处理器将需要处理的信息经过内部处理，通过显示模块进行显示，通过音频模块振铃，并将信号经无线模块通过天线经PHS或4G网络发送出去。发送的信号通过PHS或4G网络传送到接接收方，接收方的手机天线接收到PHS或4G信号，经无线模块处理，传输到核心处理器。核心处理器通过音频模块振铃，并将来电信息或短信通过显示模块显示，提示用户接听电话或查看短信。另外，为了方便智能终端的功能扩展，在设计上留有1个USB接口和4路模拟输入通道，可用于视频监控以及其他模拟量的输入。
综上所述，所述矿用PHS/4G双模手机支持PHS/4G信号的双模转换，当终端用户在地面时手机侦测到4G信号则待机在4G网络下，当终端用户在井下时手机侦测到PHS信号则待机在PHS网络下。如果4G网络和PHS网络同时有信号，则手机进入双待机模式，并且在手机界面上显示4G和PHS网络的信号。手机拨号盘和电话号码簿共用。
本实用新型采用上述技术方案，具有以下有益效果：可同时支持PHS通信模式和4G通信模式，可延长原有PHS无线网络的使用期限。为逐步过渡到4G网络提供了终端解决方案。原有PHS网络和新建4G网络的融合并存有利于技术经验的积累，避免盲目投资给客户带来损失。4G新技术肯定是未来的发展方向，但如何更有效的满足煤矿行业特有的应用需求以及技术和产品本身的成熟、可靠度都需要一定的时间来证明。PHS/4G双模通信系统的推出就是为更好的迎接4G时代提供了一个必要的缓冲期。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对原有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。