一種簡單的雙模切換實現(xiàn)方案(圖)

針對現(xiàn)存雙模終端無法實現(xiàn)雙網(wǎng)待機(jī)的缺陷，本文提出了一種簡單的雙模終端實現(xiàn)方案。它不僅可以雙網(wǎng)雙待，而且可以在兩種網(wǎng)絡(luò)間自由切換，同時為系統(tǒng)的升級和擴(kuò)展預(yù)留空間。

雙模手機(jī)是指可以任意選擇使用兩種截然不同的移動網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)。它的優(yōu)勢是可同時兼顧兩個網(wǎng)絡(luò)，用戶可以在兩個網(wǎng)絡(luò)之間自由切換，并能有效地避免以往掉話、通話難和音質(zhì)差等問題，較以往的單模終端通話更加方便。但現(xiàn)在市場上的雙模手機(jī)無法同時雙網(wǎng)待機(jī)，如市場上出現(xiàn)的GSM/CDMA雙模手機(jī)，如果在GSM 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下，別人撥打你的CDMA卡號時，聽到的是關(guān)機(jī)的提示音；如果在CDMA網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下，別人撥打你的GSM卡號時，聽到的也是關(guān)機(jī)的提示音。因此，雙模手機(jī)雖然可兩網(wǎng)兩號，但要想做到來電一個不漏，必須設(shè)置呼叫轉(zhuǎn)移。盡管雙模手機(jī)設(shè)置有熱鍵，在兩種網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行切換比較方便，但如果設(shè)置呼叫轉(zhuǎn)移后，需要支付額外的呼叫轉(zhuǎn)移費，給用戶增加了負(fù)擔(dān)。本文將介紹一種基于兩種通信模塊的雙模手機(jī)實現(xiàn)方案可以有效的解決這一問題。

系統(tǒng)的設(shè)計要求
在基于雙模手機(jī)硬件平臺、Windows CE 5.0操作系統(tǒng)下通過通信錄、撥號、短消息、日歷、通信服務(wù)等應(yīng)用程序，完成PDA的基本操作功能。由于通信服務(wù)程序是系統(tǒng)中較為重要的核心程序，必須一直運(yùn)行在后臺。所以還需要設(shè)計一個功能簡單、穩(wěn)定的進(jìn)程守護(hù)程序，專門負(fù)責(zé)監(jiān)控核心程序的運(yùn)行。通過GSM和TD-SCDMA通信模塊實現(xiàn)話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，同時為加密通信、視頻和定位功能預(yù)留接口。

圖1 業(yè)務(wù)處理流程圖

該方法在IntelPXA270微處理器，內(nèi)存64MB、32MB Flash存儲和320240/3.5英寸LCD顯示觸摸屏的硬件平臺上通過加載TD-SCDMA和GSM通信模塊，在Windows CE 5.0嵌入式操作系統(tǒng)下實現(xiàn)雙模終端的基本功能。系統(tǒng)開機(jī)后，通信服務(wù)程序進(jìn)行雙模終端的鑒權(quán)注冊，并通過進(jìn)程守護(hù)程序?qū)崟r監(jiān)控。當(dāng)需要進(jìn)行語音通話時，可以選擇通信加密，并可進(jìn)行通信錄和通話記錄的查詢和保存，同時可以選擇視頻進(jìn)行圖像的發(fā)送和接收；當(dāng)需要發(fā)送和接收短消息時，還可以進(jìn)行語音通信和日歷、通信錄的操作。具體業(yè)務(wù)流程如圖1所示。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次圖

系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)可劃分為四層，包括硬件平臺、驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次如圖2所示。
通過圖2可以看出所有的應(yīng)用程序都相互獨立，分別通過串口對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行讀和寫操作，互不影響，并且可以同時進(jìn)行。因此，通信錄程序可以通過數(shù)據(jù)庫對短消息和撥號程序進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)的管理，還可以在撥號的同時，進(jìn)行短消息的編輯、日歷和鬧鐘等其他應(yīng)用程序的操作。這樣就可以方便地進(jìn)行應(yīng)用程序的升級、移植和擴(kuò)展，而不對其他應(yīng)用程序造成影響。在硬件平臺上可以通過預(yù)留的串口進(jìn)行系統(tǒng)功能的擴(kuò)展，如保密通信模塊、定位解算模塊和視頻采樣模塊等，這樣可以在不改變系統(tǒng)硬件平臺的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的功能進(jìn)行擴(kuò)展，方便了系統(tǒng)的升級改造。

圖3 系統(tǒng)的軟件架構(gòu)

雙模終端的軟件架構(gòu)
本文采用標(biāo)準(zhǔn)的通信軟件架構(gòu)，可以方便進(jìn)行系統(tǒng)軟件的移植和升級，具體內(nèi)容見圖3。其主要的應(yīng)用程序包括撥號程序、短消息程序、串口程序、進(jìn)程守護(hù)程序、通信錄程序、日歷等，現(xiàn)簡要對其說明。

圖4 系統(tǒng)的硬件設(shè)計

1 撥號程序
● 初始化TAPI（調(diào)用lineInitialize），這里需要構(gòu)建一個回調(diào)函數(shù)體，處理TAPI回顯信息。
● 確定TAPI的可用版本（調(diào)用lineNegotiateAPIVersion）。
● 獲取線路通信能力（調(diào)用line-GetDevCaps）比如串口、藍(lán)牙等，在Windows mobile中電話部分為cellcore。
● 打開線路設(shè)備（調(diào)用lineOpen）。
● 翻譯目的電話號碼（調(diào)用line-TranslateAddress）。
● 呼叫目的號碼（調(diào)用lineMakeCall）。

圖5 UART口連接電路圖

2 短信程序
用戶輸入收件人手機(jī)號碼和短信內(nèi)容，單擊發(fā)送按鈕后，通過短信AT指令格式封裝AT指令；通過WM_COPYDATA消息將數(shù)據(jù)發(fā)送給串口通信程序，串口通信程序收到該消息后向串口寫數(shù)據(jù)，然后通過通信模塊發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)；通信模塊將網(wǎng)絡(luò)上接收到的短消息發(fā)送到串口，串口通信程序?qū)⒔邮盏降幕仫@數(shù)據(jù)通過WM_COPYDATA消息回送給短信程序，短信程序解析數(shù)據(jù)，并通過顯示屏顯示給用戶。

3 串口通信程序
串口通信程序只負(fù)責(zé)將撥號程序、短消息程序通過WM_COPYDATA消息發(fā)送過來的數(shù)據(jù)寫到串口中去，同時將串口回顯的數(shù)據(jù)通過WM_COPYDATA消息回送給撥號程序或短信程序。

4 進(jìn)程守護(hù)程序
進(jìn)程守護(hù)程序，只負(fù)責(zé)實時監(jiān)控通信程序的運(yùn)行，當(dāng)通信程序運(yùn)行異常時，及時中斷程序，并恢復(fù)通信程序的初始化設(shè)置，避免出現(xiàn)死機(jī)等現(xiàn)象。

雙模終端的硬件設(shè)計
該系統(tǒng)硬件電路由中央處理器、存儲器、電源模塊、LCD模塊、鍵盤、音頻、通信模塊等七部分組成，同時還可以通過預(yù)留的接口擴(kuò)展視頻、加密通信和定位功能，見圖4。下面對其作簡要的介紹。

① 主處理器通過UART口向通信模塊發(fā)送AT指令和數(shù)據(jù)來控制通信模塊的工作。PXA272處理器啟用了無線動態(tài)節(jié)能技術(shù)和無線多媒體擴(kuò)展技術(shù)可以根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的不同電源狀況,自動切換工作頻率和電壓，使PXA262節(jié)約30%～70%的功耗。處理器的最高主頻可達(dá)到612MHz，處理速度快且可以加載個人操作系統(tǒng)?？梢蕴峁?21個GPIO口，因此可以擴(kuò)展很多新的功能。

② 使用32MB的NOR Flash，可以大大減少設(shè)計的工作量和成本。選用英飛凌的2片32MB內(nèi)存，它的數(shù)據(jù)線和控制線可以直接和處理器的GPIO口連接，中間不需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換。該芯片易擴(kuò)展，最多可擴(kuò)展4片，存取速度快。在工作的時候只需要提供3.3V和1.8V穩(wěn)定的電壓和104MHz的時鐘。

③ 選用TI的TPSC65020芯片，該芯片對輸出電壓具有自動校正的功能，以保證對該系統(tǒng)有穩(wěn)定的供電系統(tǒng)。可以對外提供比較穩(wěn)定的工作電壓有：0.85V、1.1V、1.3V、1.8V、3.0V、3.3V等六種典型電壓。1.8V和3.3V兩種電壓的電流可以達(dá)到2A。此外，還可通過CPU的IIC控制 TPSC65020的內(nèi)部寄存器以實現(xiàn)電源的動態(tài)管理。

④ 采用了26萬色320240/3.5英寸液晶觸摸屏顯示器。

⑤ 中央處理器內(nèi)置了LCD控制器,可以通過編程支持不同的LCD屏的要求，例如行和列像素數(shù)，數(shù)據(jù)總線寬度，接口時序和刷新頻率等。LCD控制器的主要工作是將定位在系統(tǒng)存儲器中的顯示緩沖區(qū)中的LCD圖像數(shù)據(jù)傳送到外部LCD驅(qū)動器。

⑥ 處理器通過UART口向通信模塊發(fā)送AT指令和數(shù)據(jù)信息來使其工作。UART口的連接用最簡單的五線連接方式。電路圖如圖5所示。

圖6 系統(tǒng)的呼叫流程

雙模待機(jī)和切換功能
由于雙模終端使用兩種不同網(wǎng)絡(luò)的通信模塊，具有不同的收發(fā)設(shè)備和天線，因此很容易做到雙模待機(jī)功能，關(guān)鍵是怎么在它們之間進(jìn)行自由切換，這里介紹兩種不同的方法。
1 自動切換
系統(tǒng)通過不停的監(jiān)測兩種網(wǎng)絡(luò)的信號強(qiáng)度，選擇較好的網(wǎng)絡(luò)，具體實現(xiàn)可以通過軟件的方式，也可通過硬件電路切換的方式。這種方式有利于選擇信號較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)，使得通話質(zhì)量顯著提高，但切換的頻繁帶來實現(xiàn)的困難和待機(jī)時間的縮短，同時用戶根本不知道到底現(xiàn)在使用的是何種網(wǎng)絡(luò)，因而網(wǎng)絡(luò)對用戶是不透明的。

2 手動切換
在雙模終端的狀態(tài)欄中通過顯示圖標(biāo)實時顯示兩種網(wǎng)絡(luò)的信號強(qiáng)度指示，用戶可以點擊圖標(biāo)來自己選擇網(wǎng)絡(luò)，也可通過硬件設(shè)計一個專門用于網(wǎng)絡(luò)切換的功能鍵。這種方式避免了多次重復(fù)的切換給網(wǎng)絡(luò)所帶來的負(fù)擔(dān)，也增加了用戶使用的自主性。同時用戶也可以選擇使某一網(wǎng)絡(luò)暫時休眠，增加雙模終端的待機(jī)時間。

系統(tǒng)的工作流程
雙模終端開機(jī)，分別完成GSM和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的鑒權(quán)和注冊。在雙模終端的待機(jī)界面分別顯示兩種網(wǎng)絡(luò)的信號強(qiáng)度狀態(tài)指示；說明此時，雙模終端正處于雙模待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)GSM網(wǎng)絡(luò)的用戶呼叫雙模終端時，雙模終端的GSM通信模塊捕獲到這一呼叫消息，通過UART將GSM通信模塊接收到的信令傳送到中央處理器中，在中央處理器的控制下，將UART傳送過來的數(shù)據(jù)和語音保存在FLASH存儲器中，最后通過音頻接口傳送語音信號到用戶，通過顯示屏顯示數(shù)據(jù)信息。當(dāng)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的用戶呼叫雙模終端時，由雙模終端的TD-SCDMA模塊來捕獲呼叫信令，通過UART將TD-SCDMA通信模塊接收到的信令傳送到中央處理器中，在中央處理器的控制下，將UART傳送過來的數(shù)據(jù)和語音保存在FLASH存儲器中，最后通過音頻接口傳送語音信號到用戶，通過顯示屏顯示數(shù)據(jù)信息。當(dāng)用戶需要屏蔽一種網(wǎng)絡(luò)工作模式時，可以通過雙模切換鍵來關(guān)閉其中的某一個通信模塊，使其暫時處于休眠狀態(tài)。系統(tǒng)的處理流程見圖6。

總結(jié)
通過本文提出的方法，可以較好的解決終端的雙模待機(jī)和雙模切換問題，同時雙模終端使用了標(biāo)準(zhǔn)的軟件架構(gòu)，易于軟件的升級和移植，通過預(yù)留的硬件接口，可以為視頻和定位功能提供硬件支撐。