固定無線模塊技術(shù)方案

1、概述

當(dāng)前，移動在話音業(yè)務(wù)上對固網(wǎng)的替代趨勢愈來愈明顯。2005年全球移動電話已經(jīng)達到8億部，目前全球3G也在回暖，中國3G啟動在即，中國國內(nèi)早在2003年移動電話用戶數(shù)就已經(jīng)超過固定電話用戶數(shù)，通話時長也已經(jīng)超過固定電話，成為世界上第一個實現(xiàn)這一超越的大國。

Ovum的調(diào)查資料顯示，大約有1/3的移動話務(wù)量是在室內(nèi)產(chǎn)生的。在國外，室內(nèi)通信的話務(wù)量爭奪比較激烈，從國際電信業(yè)轉(zhuǎn)型軌跡來看，固定運營商利用FMC（Fixed-Mobile Convergence）在固定網(wǎng)絡(luò)和移動網(wǎng)絡(luò)之間實現(xiàn)無縫漫游，來重新奪回室內(nèi)語音市場是一種可行的選擇。

在這種嚴峻的形勢下，固網(wǎng)運營商如何通過戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，集成各種可利用的資源，整合后臺支撐系統(tǒng)，有效抵御移動運營商的異質(zhì)分流，成為固網(wǎng)運營商迫切需要解決的問題之一。

近兩年兩大固網(wǎng)運營商和UT斯達康公司聯(lián)合推出的固網(wǎng)與無線融合的“靈通無繩業(yè)務(wù)”（俗稱QBOX），實質(zhì)是通過無線市話捆綁普通固定電話，推進有線、無線終端的融合，實現(xiàn)小靈通和固定電話兩大客戶群的融合，提高客戶的黏合力，為融合業(yè)務(wù)的推廣和存量用戶的保有奠定基礎(chǔ)。從戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型角度看，這是兩家運營商在聯(lián)合上游設(shè)備生產(chǎn)廠商共同打造價值鏈的進程中推出的，能夠反映綜合信息服務(wù)商“合適的時間、合適的地點、利用合適的資源”的特點，為用戶提供的體驗式服務(wù)。

顯然在固定無線融合進程中終端毫無疑問扮演最重要的角色，固網(wǎng)移動融合產(chǎn)生的深層次的市場需求也引導(dǎo)傳統(tǒng)固定終端、移動終端在其發(fā)展過程中發(fā)生巨大的變革。

傳統(tǒng)固定終端主要作為語音通信工具，功能比較單一，硬件結(jié)構(gòu)相對簡單，其硬件和軟件之間存在著很強的相關(guān)性和依賴性。時至今日，單一功能的語音設(shè)備已經(jīng)發(fā)展為基于語音、數(shù)據(jù)、圖像等多種應(yīng)用和業(yè)務(wù)的承載平臺，因此用戶對其硬件性能要求不斷提高，此外市場上新產(chǎn)品的生命周期越來越短，產(chǎn)品更新速度與日俱增，這些都導(dǎo)致終端生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈社會分工的日益細化，因此相似功能的技術(shù)和產(chǎn)品也越來越多。

相應(yīng)的，無線移動終端也隨著ASIC芯片、嵌入式操作系統(tǒng)等技術(shù)的進步，隨著移動通信系統(tǒng)的演進，隨著用戶對移動通信需求的不斷增加而不斷更新演進。

如何滿足市場競爭對固網(wǎng)無線終端產(chǎn)品價格和產(chǎn)品功能的要求已經(jīng)成為終端生產(chǎn)廠家技術(shù)攻關(guān)的重中之重，UT斯達康通過近幾年的積累也在這些技術(shù)上有了一定成果，并創(chuàng)造性地提出了Fixed Mobile module的概念以及相關(guān)產(chǎn)品，本文就Fixed Mobile module主要技術(shù)點的實現(xiàn)原理、市場應(yīng)用狀況等情況簡單進行了闡述，并提出未來一段時間內(nèi)固定無線終端發(fā)展的一些建議。

2、Fixed Mobile module技術(shù)方案介紹

2.1　Fixed Mobile module產(chǎn)品的基本功能

Fixed Mobile module產(chǎn)品的基本功能如下。

（1）將基本的通話功能（Mobile Communication function）和終端的附加功能（如CPU、DisPlay、camera、disk、MP3等）完全隔離。

（2）可以提供完整的通話功能以及相關(guān)處理。

（3）支持PIM/SIM機卡分離。

（4）采用標準的接口以及連接

■提供靈活、功能強大的開放接口，完成Digital、RF、Audio、SIM的功能。

■提供標準的接口和AT指令集，可以與不同廠家的終端配合使用。

■支持Single Mode和Modem Mode兩種工作模式，支持低端產(chǎn)品和高端產(chǎn)品的應(yīng)用（前者應(yīng)用下Fixed Mobile module可以作為標準的手機芯片配合Mic、Speaker等外設(shè)提供完整的通話功能，后者Fixed Mobile module作為無線Modem提供AT指令集配合手機CPU工作。通用的軟件架構(gòu)以及接口協(xié)議如圖1所示。

圖1　Fixed Mobile Module（Single Mode & Modem Mode）硬件架構(gòu)

通過對比可以看出，Modem mode和Single mode的不同點在于Modem mode制式的手機在基帶部分添加了一個應(yīng)用處理器（Application Processor），同時將原來受基帶處理器控制的液晶顯示器、鍵盤、SIM卡等外掛到應(yīng)用處理器上。不僅如此，應(yīng)用處理器還可以增添藍牙、紅外、攝像頭、USB和SD/MMC/CF卡等眾多接口。在這種硬件體系結(jié)構(gòu)下，基帶處理器只處理話音信號，其它的功能則全部交給應(yīng)用處理器。這一硬件架構(gòu)可以滿足高端智能手機以及各種各樣應(yīng)用終端的功能要求。

同時，obile module的Single mode（僅僅修改軟件）可以提供功能強大的基帶處理器芯片，完成所有的執(zhí)行通信、人機界面和其它簡單應(yīng)用任務(wù)。

2.2　技術(shù)優(yōu)勢

（1）77%的元器件采用0201型，整個芯片的尺寸僅僅和SD卡大小一致，為24×32×3mm，如圖3所示。

圖2　Single Mode軟件架構(gòu)和odem Mode軟件架構(gòu)

圖3

（2）Fixed Mobile module技術(shù)可以應(yīng)用到PHS、GSM、CDMA等無線領(lǐng)域，用戶可以根據(jù)自身的需要選擇不同的Fixed Mobile module而不需要更換終端（ID），大大降低了用戶的換機成本，同時一個用戶可以通過多個Fixed Mobile module接入不同的網(wǎng)絡(luò)，易于安裝。

（3）Fixed Mobile module技術(shù)提供了統(tǒng)一的硬件平臺，提供強大的二次開發(fā)能力，可以與多種廠家的產(chǎn)品兼容使用，大大減少了研發(fā)、生產(chǎn)的投入以及時間，有利于整個終端產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

（4）支持SIM/PIM機卡分離功能。

（5）支持雙模制式：PHS/GSM，UMTS/WiMAX。

（6）相比較于目前市場上的產(chǎn)品，F(xiàn)ixed 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卡僅僅支持Digital、Power接口。如圖4所示。

圖4
 

3、關(guān)鍵技術(shù)點

Fixed Mobile module微縮技術(shù)主要采用了以下幾項技術(shù)：

●應(yīng)用小尺寸的LCR器件

77%的器件采用0201的微縮元器件。

●散熱處理技術(shù)

●單芯片方案

采用微縮技術(shù)將BB+Flash Stack Die集成到單芯片中。

●Elastomeric Connector技術(shù)（人造橡膠接頭），如圖5所示。

圖5

同時支持RF、Digital、Audio、Power等接口；RF性能極佳，0～6G的頻段插損小于0.5dB；具有高可靠性，防震，支持5000次以上的插拔；可擴展性強，可以支持不同的接口定義。

4、Fixed Mobile module技術(shù)應(yīng)用

Fixed Mobile module支持Single Mode和Modem Mode，可以在不同的產(chǎn)品中應(yīng)用，提供標準的AT指令集以及PIN腳定義。其中在低端小靈通終端、家庭電話中采用Single Mode的方式，F(xiàn)ixed Mobile module作為主CPU除完成無線協(xié)議處理、呼叫處理等功能以外，還同時提供10接口控制麥克、Speaker等外設(shè)，可以減少電話機以及PHS手機的MCU，降低終端成本。家庭網(wǎng)關(guān)、靈通無繩PHS接入網(wǎng)關(guān)、3G雙模終端中Fixed Mobile module可以采用Modem Mode，此時Fixed Mobile module僅僅作為無線Modem提供無線接入能力，網(wǎng)關(guān)以及3G手機的主CPU可以通過標準AT指令集完成對Fixed Mobile module的控制。

由于Fixed Mobile module可以提供最終用戶自行安裝的便利，因此此卡本身可作為單獨的產(chǎn)品銷售�？梢杂膳涮椎慕K端廠家生產(chǎn)（固定終端或者多模智能移動終端）符合現(xiàn)有Fixed Mobile module接口標范的外置設(shè)備，可以是通信產(chǎn)品，也可以是行業(yè)的應(yīng)用終端，使更多不具備PHS、GSM、WiFi等無線技術(shù)的廠家更快地開發(fā)出相關(guān)的應(yīng)用產(chǎn)品，可以大大拓寬應(yīng)用范圍，有利于整個通信行業(yè)的發(fā)展。

5、PHS Fixed Mobile module產(chǎn)品應(yīng)用

目前PHS制式的Fixed Mobile module產(chǎn)品已趨完善，其它制式的Fixed Mobile module產(chǎn)品正在開發(fā)過程中。

當(dāng)前，F(xiàn)ixed mobile module已經(jīng)成功在手機類終端（如靈通無繩單頭機、小靈通手機、GSM/PHS雙模手機）和固定無線接入終端（家庭小額支付的無線POS機、靈通無繩座機、無線抄表系統(tǒng)的產(chǎn)品）完成了產(chǎn)品應(yīng)用。

產(chǎn)品應(yīng)用一：PHS/GSM雙模手機

用戶可以在GSM手機標準接口槽中插入PHS Fixed mobile module提供PHS無線通話功能，圖6是基于PHS Fixed mobile module開發(fā)的（Modem mode）的雙模手機。

圖6　基于PHS Fixed mobile module開發(fā)的雙模手機

圖7　靈通無繩接入網(wǎng)關(guān)

產(chǎn)品應(yīng)用二：靈通無繩接入網(wǎng)關(guān)

靈通無繩接入網(wǎng)關(guān)是基于PHS Fixed mobile Module開發(fā)的QBOX產(chǎn)品。普通的電話座機（提供相應(yīng)插槽）插入PHS固定無線接入模塊后可以提供PHS無繩接入功能。

5.1　Fixed Mobile module PIN接口

Fixed Mobile module接口為70pin的自定義接口，雙面排布，定義了LCD、鍵盤、麥克風(fēng)、揚聲器、射頻、GPIO等等PIN腳。根據(jù)Single mode和Modem mode應(yīng)用場景的差異，基本PIN腳定義如表1所示。

表1　Fixed Mobile module接口的基本PIN腳定義

5.2　Fixed Mobile module功耗

通話狀態(tài)下Fixed Mobile module的電流為100mA；

待機狀態(tài)下Fixed Mobile module的電流小于1mA。

5.3　Fixed Mobile module射頻干擾

表2