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CN101764817A - 无线接入数据终端及其实现数据通信的系统和方法 - Google Patents

无线接入数据终端及其实现数据通信的系统和方法 Download PDF

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CN101764817A CN200910260172A CN200910260172A CN101764817A CN 101764817 A CN101764817 A CN 101764817A CN 200910260172 A CN200910260172 A CN 200910260172A CN 200910260172 A CN200910260172 A CN 200910260172A CN 101764817 A CN101764817 A CN 101764817A
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Abstract

本发明公开了一种无线接入数据终端及其实现数据通信的系统和方法，用以解决现有无线接入数据终端功耗大、散热量高并且导致通用计算机的CPU使用率较低的问题。无线接入数据终端实现数据通信的系统，包括：无线接入数据终端，用于将来自空中接口的下行无线信号进行混频，并通过模数转换得到下行数字IQ信号，所述下行数字IQ信号通过总线协议转换后连接到通用计算机的CPU的系统总线上，以及对CPU输出的上行数字信息通过总线协议转换后得到的上行数字IQ信号进行数模转换，并通过调制后发射；通用计算机的CPU，用于对系统总线上接收到的下行数字IQ信号进行数据业务处理，以及通过系统总线输出需要发送的上行数字信息。

Description

无线接入数据终端及其实现数据通信的系统和方法
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种无线接入数据终端及其实现数据通信的系统和方法。
背景技术
应用在通用计算机上的无线接入数据终端，例如USB Dongle、ExpressCARD(扩展数据卡)、PCMCIA(Personal Computer Memory Card InternationalAssociation，个人电脑内存卡国际联合会)数据卡等均带有基带处理器，基带处理器一般采用ARM(Advanced RISC Machines，高级RISC微处理器；RISC：Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机)+DSP(Digital SignalProcessing，数字信号处理)的架构，用以处理信令、协议等数据业务；并通过USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)、PCM(Pulse Code Modulation，脉码调制)总线等形式与通用计算机进行数据交互，以实现数据通信。所述的通用计算机包括PC(Personal Computer，个人电脑/台式电脑)、Laptop(笔记本电脑)等。基于无线接入数据终端的上述结构，信令、协议的处理无需占用通用计算机的CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)资源，虽然带来了无线接入数据终端的独立性较高的优点，但是同时存在着基带处理器的功耗大、散热量高且成本昂贵等问题，而且基带处理器对信令和协议的处理导致通用计算机的CPU使用率较低，处理能力无法得到充分的利用。
可见，现有技术中，应用在通用计算机上的无线接入数据终端，存在着功耗大、散热量高等问题，并且将导致通用计算机的CPU使用率较低的问题，造成资源和成本的浪费。特别是对于采用电池供电的笔记本电脑来说，无线接入数据终端还将导致笔记本电脑的待机时间下降以及用户的散热体验满意度下降等问题。
发明内容
本发明提供一种无线接入数据终端及其实现数据通信的系统和方法，用以解决现有无线接入数据终端功耗大、散热量高并且导致通用计算机的CPU使用率较低的问题。
本发明提供一种无线接入数据终端实现数据通信的系统，包括无线接入数据终端和通用计算机，其中：
所述无线接入数据终端，用于将来自空中接口的下行无线信号进行混频，并通过模数转换得到下行数字同相正交相IQ信号，所述下行数字IQ信号通过总线协议转换后连接到通用计算机的中央处理单元CPU的系统总线上，以及对CPU输出的上行数字信息通过总线协议转换后得到的上行数字IQ信号进行数模转换，并通过调制后发射；
所述通用计算机的CPU，用于对系统总线上接收到的下行数字IQ信号进行数据业务处理，以及通过系统总线输出需要发送的上行数字信息。
本发明提供一种无线接入数据终端，包括收发信机和数字模拟A/D转换器，其中：
所述收发信机与A/D转换器相连，用于将来自空中接口的下行无线信号进行混频，并将混频得到的下行模拟IQ信号发送给A/D转换器，以及将A/D转换器输出的上行模拟IQ信号进行调制后发射；
所述A/D转换器，用于将所述收发信机输出的下行模拟IQ信号转换为下行数字IQ信号，所述下行数字IQ信号通过总线协议转换后供通用计算机的中央处理单元CPU进行数据业务处理，以及将CPU输出的上行数字信息通过总线协议转换后得到的上行数字IQ信号转换为上行模拟IQ信号供收发信机进行发射。
基于同一技术构思，本发明还提供一种无线接入数据终端实现下行数据通信的方法，包括：
无线接入数据终端将来自空中接口的下行无线信号进行混频，并通过模数转换得到下行数字同相正交相IQ信号，所述下行数字IQ信号通过总线协议转换后连接到通用计算机的中央处理单元CPU的系统总线上；
所述CPU对系统总线上接收到的下行数字IQ信号进行数据业务处理；
所述CPU通过系统总线输出需要发送的上行数字信息；
所述无线接入数据终端对CPU输出的上行数字信息通过总线协议转换后得到的上行数字IQ信号进行数模转换，并通过调制后发射。
本发明提供的无线接入数据终端及其实现数据通信的系统和方法，通过将现有无线接入数据终端中基带处理器的功能移植到通用计算机的CPU上，使得CPU直接处理来自、以及发送给无线接入数据终端的数字IQ信号，应用在通用计算机上的无线接入数据终端中不再带有基带处理器，从而降低了无线接入数据终端的功率损耗，抑制了无线接入数据终端的散热，提升了用户体验满意度，并有效提升了通用计算机的CPU使用率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为现有无线接入数据终端的结构框图；
图2为本发明实施例提供的无线接入数据终端的具体结构框图；
图3为本发明实施例提供的无线接入数据终端实现数据通信的方法流程图。
具体实施方式
本发明实施例中，为了解决现有无线接入数据终端功耗大、散热量高并且导致通用计算机的CPU使用率较低的问题，特提供了一种新型的无线接入数据终端，该新型的无线接入数据终端主要应用在通用计算机上，用于实现通用计算机通过无线方式接入移动互联网，通用计算机通过无线接入数据终端能够建立到城域网、广域网等的数据连接，从而满足用户无线上网的需求。
为了便于理解，首先对现有无线接入数据终端的结构进行简要说明，现有无线接入数据终端的基本结构如图1所示，包括基带处理器101，基带处理器101中集成有A/D(数字/模拟)转换器102，以及收发信机103，其中：
基带处理器101，用于处理信令、协议等数据业务，并通过USB、PCM总线(包括但不限于上述总线)等形式与通用计算机进行数据交互，以实现数据通信；
A/D转换器102，用于将收发信机103输出的模拟IQ(In-phase/Quadrature，同相正交相)信号转换成数字基带信号并发送给基带处理器101进行数据业务处理，以及将基带处理器101输出的数字基带信号转换成模拟IQ信号并发送给收发信机103；
收发信机103，用于将来自空中接口的无线信号混频成模拟IQ信号后发送给A/D转换器102，以及将A/D转换器102输出的模拟IQ信号进行调制后发射到空中接口。
可以看出，现有无线接入数据终端由于带有基带处理器，存在着功耗大、散热量高等问题，并且由基带处理器进行数据业务处理将导致通用计算机的CPU使用率较低，从而造成资源和成本的浪费。
以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图2所示，本发明实施例首先提供了一种无线接入数据终端实现数据通信的系统，包括无线接入数据终端21和通用计算机22，其中：
无线接入数据终端21，用于将来自空中接口的下行无线信号进行混频，并通过模数转换得到下行数字IQ信号，所述下行数字IQ信号通过总线协议转换后连接到通用计算机的CPU(中央处理单元)的系统总线上，以及对CPU输出的上行数字信息通过总线协议转换后得到的上行数字IQ信号进行数模转换，并通过调制后发射；
通用计算机22的CPU 221，用于对系统总线上接收到的下行数字IQ信号进行数据业务处理，以及通过系统总线输出需要发送的上行数字信息。
所述的需要发送的上行数字信息一般在具体的数据业务(例如下载业务、浏览业务等)中根据用户通过通用计算机人机接口输入的数据信息确定。
具体实施中，可以通过对通用计算机22增加相应的应用软件，使CPU 221具备基带处理器的功能。
另外，总线协议转换的功能可以由无线接入数据终端实现，也可以由通用计算机实现。如果总线协议转换的功能由无线接入数据终端实现，则：
无线接入数据终端21，还用于对通过模数转换得到的下行数字IQ信号进行总线协议转换，以及将CPU的系统总线上输出的上行数字信息进行总线协议转换得到上行数字IQ信号。
如果总线协议转换的功能由通用计算机实现，一般在通用计算机的主板上增加总线协议转换模块，具体实施中，总线协议转换模块可以集成在显卡中。
本发明实施例同时提供了无线接入数据终端的具体结构，如图2所示，包括收发信机211和A/D转换器212，其中：
收发信机211与A/D转换器相连212，用于将来自空中接口的下行无线信号进行混频，并将混频得到的下行模拟IQ信号发送给A/D转换器212，以及将A/D转换器212输出的上行模拟IQ信号进行调制后发射；
A/D转换器212，用于将收发信机211输出的下行模拟IQ信号转换为下行数字IQ信号，所述下行数字IQ信号通过总线协议转换后供通用计算机的CPU进行数据业务处理，以及将CPU输出的上行数字信息通过总线协议转换后得到的上行数字IQ信号转换为上行模拟IQ信号供收发信机211进行发射。
具体实施中，如图2所示，所述的A/D转换器212可以采用软件或硬件形式集成在收发信机211中，当然A/D转换器212和收发信机211也可以设置为两个独立的功能模块。
较佳的，无线接入数据终端为了具备总线协议转换的功能，还可以包括总线协议转换模块213，其中：
总线协议转换模块213与A/D转换器212和通用计算机的CPU 221相连，用于将A/D转换器212输出的下行数字IQ信号进行总线协议转换后连接到CPU的系统总线上，以及将CPU的系统总线上输出的上行数字信息进行总线协议转换得到上行数字IQ信号并发送给A/D转换器212；
具体实施中，所述的总线协议例如为PCI(Peripheral ComponentInterconnect，周边元件接口)协议、PCI-X(并联的周边元件接口)协议、PCMCIA协议、USB协议、ISA(Industrial Standard Architecture，工业标准结构总线)协议、或者Express CARD协议等，通过总线形式将数字IQ信号连接到CPU的系统总线上，可以达到通用计算机的CPU直接处理数字IQ信号的目的。
所述的总线协议转换模块213可以采用软件或硬件形式集成在收发信机211中，当然如图2所示，总线协议转换模块213和收发信机211也可以设置为两个独立的功能模块。
较佳的，为了提升无线接入数据终端的数据传输可靠性，无线接入数据终端中还包括低噪声放大器214、功率放大器215和双工器216，其中：
低噪声放大器214与收发信机211相连，用于通过天线接收来自空中接口的下行无线信号，并将接收到的下行无线信号进行低噪声放大后输出给收发信机211；
功率放大器215与收发信机211相连，用于将收发信机211调制得到的上行无线信号进行功率放大后通过天线发射；
双工器216与低噪声放大器214和功率放大器215相连，用于将接收和发射的信号相隔离，从而保证接收和发射均能同时正常工作。
本发明实施例中，通过将现有无线接入数据终端中基带处理器的功能移植到通用计算机的CPU上，使得CPU直接处理来自、以及发送给无线接入数据终端的数字IQ信号，应用在通用计算机上的无线接入数据终端中不再带有基带处理器，从而降低了无线接入数据终端的功率损耗，抑制了无线接入数据终端的散热，提升了用户体验满意度，并有效提升了通用计算机的CPU使用率。
基于同一技术构思，本发明实施例提供了无线接入数据终端实现数据通信的方法，包括无线接入数据终端实现下行数据通信和上行数据通信两种具体实施流程。如图3所示，无线接入数据终端实现数据通信的方法，包括：
S301、无线接入数据终端将来自空中接口的下行无线信号进行混频，并通过模数转换得到下行数字IQ信号，所述下行数字IQ信号通过总线协议转换后连接到通用计算机的CPU的系统总线上；
S302、CPU对系统总线上接收到的下行数字IQ信号进行数据业务处理；
S303、CPU通过系统总线输出需要发送的上行数字信息；
与现有技术中一致，需要发送的上行数字信息一般由CPU对用户通过通用计算机人机接口输入的数据信息进行处理得到；
S304、无线接入数据终端对CPU输出上行数字信息通过总线协议转换后得到的上行数字IQ信号进行数模转换，并通过调制后发射。
需要说明的是，本发明实施例中只是为了描述方便而为各步骤设置了编号，具体实施中是通过若干次上下行数据交互实现数据通信的，而下行数据通信(S301和S302)与上行数据通信(S303和S304)并无严格的时序关系，也就是说S303和S304也可以在S301和S302之前执行。
具体实施中，无线接入数据终端的一种较佳结构包括收发信机、A/D转换器和总线协议转换模块，基于无线接入数据终端的该具体结构，在S301的具体实施中，包括如下步骤：
步骤a1、收发信机将来自空中接口的下行无线信号进行混频，并将混频得到的下行模拟IQ信号发送给A/D转换器；
步骤a2、A/D转换器将收发信机输出的下行模拟IQ信号转换为下行数字IQ信号；
步骤a3、总线协议转换模块将下行数字IQ信号进行总线协议转换后连接到CPU的系统总线上。
同样基于无线接入数据终端的上述具体结构，在S304的具体实施中，包括如下步骤：
步骤b1、总线协议转换模块将CPU的系统总线上输出的上行数字信息进行总线协议转换得到上行上行数字IQ信号；
步骤b2、A/D转换器将总线协议转换模块输出的上行数字IQ信号转换为上行模拟IQ信号；
步骤b3、收发信机将A/D转换器输出的上行模拟IQ信号进行调制后发射。
具体实施中，无线接入数据终端可能还包括低噪声放大器和功率放大器，基于无线接入数据终端的该具体结构，无线接入数据终端实现数据通信的方法还包括无线接入数据终端对接收到的下行无线信号进行低噪声放大、以及对调制得到的上行无线信号进行功率放大的步骤。
本领域的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、设备(系统)、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种无线接入数据终端实现数据通信的系统，其特征在于，包括无线接入数据终端和通用计算机，其中：
所述无线接入数据终端，用于将来自空中接口的下行无线信号进行混频，并通过模数转换得到下行数字同相正交相IQ信号，所述下行数字IQ信号通过总线协议转换后连接到通用计算机的中央处理单元CPU的系统总线上，以及对CPU输出的上行数字信息通过总线协议转换后得到的上行数字IQ信号进行数模转换，并通过调制后发射；
所述通用计算机的CPU，用于对系统总线上接收到的下行数字IQ信号进行数据业务处理，以及通过系统总线输出需要发送的上行数字信息。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述无线接入数据终端，还用于对通过模数转换得到的下行数字IQ信号进行总线协议转换，以及将CPU的系统总线上输出的上行数字信息进行总线协议转换得到所述上行数字IQ信号。
3.一种无线接入数据终端，其特征在于，包括收发信机和数字模拟A/D转换器，其中：
所述收发信机与A/D转换器相连，用于将来自空中接口的下行无线信号进行混频，并将混频得到的下行模拟IQ信号发送给A/D转换器，以及将A/D转换器输出的上行模拟IQ信号进行调制后发射；
所述A/D转换器，用于将所述收发信机输出的下行模拟IQ信号转换为下行数字IQ信号，所述下行数字IQ信号通过总线协议转换后供通用计算机的中央处理单元CPU进行数据业务处理，以及将CPU输出的上行数字信息通过总线协议转换后得到的上行数字IQ信号转换为上行模拟IQ信号供收发信机进行发射。
4.如权利要求3所述的无线接入数据终端，其特征在于，还包括总线协议转换模块，其中：
所述总线协议转换模块与A/D转换器和通用计算机的CPU相连，用于将A/D转换器输出的下行数字IQ信号进行总线协议转换后连接到CPU的系统总线上，以及将CPU的系统总线上输出的上行数字信息进行总线协议转换得到上行数字IQ信号并发送给A/D转换器。
5.如权利要求4所述的无线接入数据终端，其特征在于，所述A/D转换器、和/或所述总线协议转换模块集成在所述收发信机中。
6.如权利要求3至5任一所述的无线接入数据终端，其特征在于，还包括低噪声放大器、功率放大器和双工器，其中：
所述低噪声放大器与收发信机相连，用于通过天线接收来自空中接口的下行无线信号，并将接收到的下行无线信号进行低噪声放大后输出给收发信机；
所述功率放大器与收发信机相连，用于将收发信机调制得到的上行无线信号进行功率放大后通过天线发射；
所述双工器与低噪声放大器和功率放大器相连，用于将接收和发射的信号相隔离。
7.一种无线接入数据终端实现数据通信的方法，其特征在于，包括：
无线接入数据终端将来自空中接口的下行无线信号进行混频，并通过模数转换得到下行数字同相正交相IQ信号，所述下行数字IQ信号通过总线协议转换后连接到通用计算机的中央处理单元CPU的系统总线上；
所述CPU对系统总线上接收到的下行数字IQ信号进行数据业务处理；
所述CPU通过系统总线输出需要发送的上行数字信息；
所述无线接入数据终端对CPU输出的上行数字信息通过总线协议转换后得到的上行数字IQ信号进行数模转换，并通过调制后发射。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述无线接入数据终端将来自空中接口的下行无线信号进行混频，并通过模数转换得到下行数字IQ信号，所述下行数字IQ信号通过总线协议转换后连接到通用计算机的CPU的系统总线上，具体包括：
无线接入数据终端将来自空中接口的下行无线信号进行混频，得到下行模拟IQ信号；
将下行模拟IQ信号通过模数转换得到下行数字IQ信号；并
将下行数字IQ信号进行总线协议转换后连接到通用计算机的CPU的系统总线上。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述无线接入数据终端对CPU输出的上行数字信息通过总线协议转换后得到的上行数字IQ信号进行数模转换，并通过调制后发射，具体包括：
所述无线接入数据终端将CPU的系统总线上输出的上行数字信息进行总线协议转换得到上行数字IQ信号；
将上行数字IQ信号通过数模转换得到上行模拟IQ信号；并
将上行模拟IQ信号进行调制后发射。
10.如权利要求7至9任一所述的方法，其特征在于，还包括所述无线接入数据终端对接收到的下行无线信号进行低噪声放大、以及对调制得到的上行无线信号进行功率放大的步骤。
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