[讨论][原创]固定无线模块技术方案

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<p>1、概述 </p><p>当前，移动在话音业务上对<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&sup1;&Igrave;&Iacute;&oslash;" target="_blank">固网</a>的替代趋势愈来愈明显。2005年全球移动电话已经达到8亿部，目前全球<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/3G" target="_blank">3G</a>也在回暖，中国3G启动在即，中国国内早在2003年移动电话用户数就已经超过<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&sup1;&Igrave;&para;¨&micro;&ccedil;&raquo;°" target="_blank">固定电话</a>用户数，通话时长也已经超过固定电话，成为世界上第一个实现这一超越的大国。 </p><p>Ovum的调查资料显示，大约有1/3的移动话务量是在室内产生的。在国外，室内通信的话务量争夺比较激烈，从国际<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&micro;&ccedil;&ETH;&Aring;" target="_blank">电信</a>业<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/×&ordf;&ETH;&Iacute;" target="_blank">转型</a>轨迹来看，固定<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&Ocirc;&Euml;&Oacute;&ordf;&Eacute;&Igrave;" target="_blank">运营商</a>利用<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/FMC" target="_blank">FMC</a>（Fixed-Mobile Convergence）在固定<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&Iacute;&oslash;&Acirc;&ccedil;" target="_blank">网络</a>和移动网络之间实现无缝<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&Acirc;&thorn;&Oacute;&Icirc;" target="_blank">漫游</a>，来重新夺回室内语音市场是一种可行的选择。 </p><p>在这种严峻的形势下，固网运营商如何通过战略转型，集成各种可利用的资源，<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&Otilde;&ucirc;&ordm;&Iuml;" target="_blank">整合</a>后台支撑系统，有效抵御移动运营商的异质分流，成为固网运营商迫切需要解决的问题之一。 </p><p>近两年两大固网运营商和<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/UT&Euml;&sup1;&acute;&iuml;&iquest;&micro;" target="_blank">UT斯达康</a>公司联合推出的固网与无线<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&Egrave;&Uacute;&ordm;&Iuml;" target="_blank">融合</a>的“灵通无绳业务”（俗称QBOX），实质是通过无线市话捆绑普通固定电话，推进有线、无线终端的融合，实现<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&ETH;&iexcl;&Aacute;é&Iacute;¨" target="_blank">小灵通</a>和固定电话两大客户群的融合，提高客户的黏合力，为融合业务的推广和存量用户的保有奠定基础。从战略转型角度看，这是两家运营商在联合上游设备生产厂商共同打造价值链的进程中推出的，能够反映综合信息服务商“合适的时间、合适的地点、利用合适的资源”的特点，为用户提供的体验式服务。 </p><p>显然在固定无线融合进程中终端毫无疑问扮演最重要的角色，固网移动融合产生的深层次的市场需求也引导传统固定终端、移动终端在其发展过程中发生巨大的变革。 </p><p>传统固定终端主要作为语音通信工具，功能比较单一，硬件结构相对简单，其硬件和软件之间存在着很强的相关性和依赖性。时至今日，单一功能的语音设备已经发展为基于语音、数据、图像等多种应用和业务的承载平台，因此用户对其硬件性能要求不断提高，此外市场上新产品的生命周期越来越短，产品更新速度与日俱增，这些都导致终端生产产业链社会分工的日益细化，因此相似功能的技术和产品也越来越多。 </p><p>相应的，无线移动终端也随着<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/ASIC" target="_blank">ASIC</a>芯片、嵌入式操作系统等技术的进步，随着<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&Ograve;&AElig;&para;&macr;&Iacute;¨&ETH;&Aring;" target="_blank">移动通信</a>系统的演进，随着用户对移动通信需求的不断增加而不断更新演进。 </p><p>如何满足市场竞争对固网无线终端产品价格和产品功能的要求已经成为终端生产厂家技术攻关的重中之重，UT斯达康通过近几年的积累也在这些技术上有了一定成果，并创造性地提出了Fixed Mobile module的概念以及相关产品，本文就Fixed Mobile module主要技术点的实现原理、市场应用状况等情况简单进行了阐述，并提出未来一段时间内固定无线终端发展的一些建议。 </p><p>2、Fixed Mobile module技术方案介绍 </p><p>2.1　Fixed Mobile module产品的基本功能 </p><p>Fixed Mobile module产品的基本功能如下。 </p><p>（1）将基本的通话功能（Mobile Communication function）和终端的附加功能（如CPU、DisPlay、camera、disk、MP3等）完全隔离。 </p><p>（2）可以提供完整的通话功能以及相关处理。 </p><p>（3）支持PIM/SIM机卡分离。 </p><p>（4）采用标准的接口以及连接 </p><p>■提供灵活、功能强大的开放接口，完成Digital、RF、Audio、SIM的功能。 </p><p>■提供标准的接口和AT指令集，可以与不同厂家的终端配合使用。 </p><p>■支持Single Mode和<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/Modem" target="_blank">Modem</a> Mode两种工作模式，支持低端产品和高端产品的应用（前者应用下Fixed Mobile module可以作为标准的<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&Ecirc;&Ouml;&raquo;ú" target="_blank">手机</a>芯片配合Mic、Speaker等外设提供完整的通话功能，后者Fixed Mobile module作为无线Modem提供AT指令集配合手机CPU工作。通用的软件架构以及接口协议如图1所示。 </p><p align="center"><input type="image" src="http://image.c114.net/07090527.jpg"/></p><p align="center">图1　Fixed Mobile Module（Single Mode &amp; Modem Mode）硬件架构 </p><p>通过对比可以看出，Modem mode和Single mode的不同点在于Modem mode制式的手机在基带部分添加了一个应用处理器（Application Processor），同时将原来受基带处理器控制的液晶显示器、键盘、<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/SIM&iquest;¨" target="_blank">SIM卡</a>等外挂到应用处理器上。不仅如此，应用处理器还可以增添<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&Agrave;&para;&Ntilde;&Agrave;" target="_blank">蓝牙</a>、红外、摄像头、USB和SD/MMC/CF卡等众多接口。在这种硬件体系结构下，基带处理器只处理话音信号，其它的功能则全部交给应用处理器。这一硬件架构可以满足高端<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&Ouml;&Ccedil;&Auml;&Uuml;&Ecirc;&Ouml;&raquo;ú" target="_blank">智能手机</a>以及各种各样应用终端的功能要求。 </p><p>同时，obile module的Single mode（仅仅修改软件）可以提供功能强大的基带处理器芯片，完成所有的执行通信、人机界面和其它简单应用任务。 </p><p>2.2　技术优势 </p><p>（1）77%的元器件采用0201型，整个芯片的尺寸仅仅和SD卡大小一致，为24×32×3mm，如图3所示。 </p><p align="center"><input type="image" src="http://image.c114.net/07090528.jpg"/></p><p align="center">图2　Single Mode软件架构和odem Mode软件架构 </p><p align="center"><input type="image" src="http://image.c114.net/07090529.jpg"/></p><p align="center">图3 </p><p>（2）Fixed Mobile module技术可以应用到<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/PHS" target="_blank">HS</a>、<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/GSM" target="_blank">GSM</a>、<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/CDMA" target="_blank">CDMA</a>等无线领域，用户可以根据自身的需要选择不同的Fixed Mobile module而不需要更换终端（ID），降低了用户的换机成本，同时一个用户可以通过多个Fixed Mobile module接入不同的网络，易于安装。 </p><p>（3）Fixed Mobile module技术提供了统一的硬件平台，提供强大的二次开发能力，可以与多种厂家的产品兼容使用，减少了研发、生产的投入以及时间，有利于整个终端产业链的发展。 </p><p>（4）支持SIM/PIM机卡分离功能。 </p><p>（5）支持<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&Euml;&laquo;&Auml;&pound;" target="_blank">双模</a>制式：PHS/GSM，<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/UMTS" target="_blank">UMTS</a>/<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/WiMAX" target="_blank">WiMAX</a>。 </p><p>（6）相比较于目前市场上的产品，Fixed Mobile module的接口支持RF、Digital、Audio、SIM、Power等，而普通的PCMCIA卡、SD卡以及日本的WSIM卡仅仅支持Digital、Power接口。如图4所示。 </p><p align="center"><input type="image" src="http://image.c114.net/07090530.jpg"/></p><p align="center">图4 <br/>&nbsp;<br/></p><p align="left">3、关键技术点 </p><p>Fixed Mobile module微缩技术主要采用了以下几项技术： </p><p>●应用小尺寸的LCR器件 </p><p>77%的器件采用0201的微缩元器件。 </p><p>●散热处理技术 </p><p>●<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&micro;&yen;&ETH;&frac34;&AElig;&not;" target="_blank">单芯片</a>方案 </p><p>采用微缩技术将BB+Flash Stack Die集成到单芯片中。 </p><p>●Elastomeric Connector技术（人造橡胶接头），如图5所示。 </p><p align="center"><input type="image" src="http://image.c114.net/07090531.jpg"/></p><p align="center">图5 </p><p>同时支持RF、Digital、Audio、Power等接口；RF性能极佳，0～6G的频段插损小于0.5dB；具有高可靠性，防震，支持5000次以上的插拔；可扩展性强，可以支持不同的接口定义。 </p><p>4、Fixed Mobile module技术应用 </p><p>Fixed Mobile module支持Single Mode和Modem Mode，可以在不同的产品中应用，提供标准的AT指令集以及PIN脚定义。其中在低端小灵通终端、家庭电话中采用Single Mode的方式，Fixed Mobile module作为主CPU除完成无线协议处理、呼叫处理等功能以外，还同时提供10接口控制麦克、Speaker等外设，可以减少电话机以及PHS手机的MCU，降低终端成本。家庭<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&Iacute;&oslash;&sup1;&Oslash;" target="_blank">网关</a>、灵通无绳PHS<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&frac12;&Oacute;&Egrave;&euml;&Iacute;&oslash;" target="_blank">接入网</a>关、3G双模终端中Fixed Mobile module可以采用Modem Mode，此时Fixed Mobile module仅仅作为无线Modem提供<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&Icirc;&THORN;&Iuml;&szlig;&frac12;&Oacute;&Egrave;&euml;" target="_blank">无线接入</a>能力，网关以及3G手机的主CPU可以通过标准AT指令集完成对Fixed Mobile module的控制。 </p><p>由于Fixed Mobile module可以提供最终用户自行安装的便利，因此此卡本身可作为单独的产品销售。可以由配套的终端厂家生产（固定终端或者多模智能移动终端）符合现有Fixed Mobile module接口标范的外置设备，可以是通信产品，也可以是行业的应用终端，使更多不具备PHS、GSM、<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/WiFi" target="_blank">WiFi</a>等无线技术的厂家更快地开发出相关的应用产品，可以拓宽应用范围，有利于整个通信行业的发展。 </p><p>5、PHS Fixed Mobile module产品应用 </p><p>目前PHS制式的Fixed Mobile module产品已趋完善，其它制式的Fixed Mobile module产品正在开发过程中。 </p><p>当前，Fixed mobile module已经成功在手机类终端（如灵通无绳单头机、小灵通手机、GSM/PHS双模手机）和固定无线接入终端（家庭小额支付的无线POS机、灵通无绳座机、无线抄表系统的产品）完成了产品应用。 </p><p>产品应用一：PHS/GSM双模手机 </p><p>用户可以在GSM<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&Ecirc;&Ouml;&raquo;ú±ê×&frac14;" target="_blank">手机标准</a>接口槽中插入PHS Fixed mobile module提供PHS无线通话功能，图6是基于PHS Fixed mobile module开发的（Modem mode）的双模手机。</p><p align="center"><input type="image" src="http://image.c114.net/07090532.jpg"/></p><p align="center">图6　基于PHS Fixed mobile module开发的双模手机</p><p align="center"><input type="image" src="http://image.c114.net/07090533.jpg"/></p><p align="center">图7　灵通无绳接入网关</p><p>产品应用二：灵通无绳接入网关 </p><p>灵通无绳接入网关是基于PHS Fixed mobile Module开发的QBOX产品。普通的电话座机（提供相应插槽）插入PHS固定无线接入模块后可以提供PHS无绳接入功能。 </p><p>5.1　Fixed Mobile module PIN接口 </p><p>Fixed Mobile module接口为70pin的自定义接口，双面排布，定义了LCD、键盘、麦克风、扬声器、<a class="keyword" href="http://www.c114.net/keyword/&Eacute;&auml;&AElig;&micro;" target="_blank">射频</a>、GPIO等等PIN脚。根据Single mode和Modem mode应用场景的差异，基本PIN脚定义如表1所示。 </p><p align="center">表1　Fixed Mobile module接口的基本PIN脚定义 </p><p align="center"><input type="image" src="http://image.c114.net/07090534.jpg"/></p><p>5.2　Fixed Mobile module功耗 </p><p>通话状态下Fixed Mobile module的电流为100mA； </p><p>待机状态下Fixed Mobile module的电流小于1mA。 </p><p>5.3　Fixed Mobile module射频干扰 </p><p align="center">表2 </p><p align="center"><input type="image" src="http://image.c114.net/07090535(1).jpg"/></p><br/>