一種簡(jiǎn)單的雙模切換實(shí)現方案(圖)

針對現存雙模終端無(wú)法實(shí)現雙網(wǎng)待機的缺陷，本文提出了一種簡(jiǎn)單的雙模終端實(shí)現方案。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(shí)為系統的升級和擴展預留空間。

雙模手機是指可以任意選擇使用兩種截然不同的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的手機。它的優(yōu)勢是可同時(shí)兼顧兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )，用戶(hù)可以在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )之間自由切換，并能有效地避免以往掉話(huà)、通話(huà)難和音質(zhì)差等問(wèn)題，較以往的單模終端通話(huà)更加方便。但現在市場(chǎng)上的雙模手機無(wú)法同時(shí)雙網(wǎng)待機，如市場(chǎng)上出現的GSM/CDMA雙模手機，如果在GSM 網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)下，別人撥打你的CDMA卡號時(shí)，聽(tīng)到的是關(guān)機的提示音；如果在CDMA網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)下，別人撥打你的GSM卡號時(shí)，聽(tīng)到的也是關(guān)機的提示音。因此，雙模手機雖然可兩網(wǎng)兩號，但要想做到來(lái)電一個(gè)不漏，必須設置呼叫轉移。盡管雙模手機設置有熱鍵，在兩種網(wǎng)絡(luò )之間進(jìn)行切換比較方便，但如果設置呼叫轉移后，需要支付額外的呼叫轉移費，給用戶(hù)增加了負擔。本文將介紹一種基于兩種通信模塊的雙模手機實(shí)現方案可以有效的解決這一問(wèn)題。

系統的設計要求
在基于雙模手機硬件平臺、Windows CE 5.0操作系統下通過(guò)通信錄、撥號、短消息、日歷、通信服務(wù)等應用程序，完成PDA的基本操作功能。由于通信服務(wù)程序是系統中較為重要的核心程序，必須一直運行在后臺。所以還需要設計一個(gè)功能簡(jiǎn)單、穩定的進(jìn)程守護程序，專(zhuān)門(mén)負責監控核心程序的運行。通過(guò)GSM和TD-SCDMA通信模塊實(shí)現話(huà)音和數據業(yè)務(wù)，同時(shí)為加密通信、視頻和定位功能預留接口。

圖1 業(yè)務(wù)處理流程圖

該方法在IntelPXA270微處理器，內存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(guò)加載TD-SCDMA和GSM通信模塊，在Windows CE 5.0嵌入式操作系統下實(shí)現雙模終端的基本功能。系統開(kāi)機后，通信服務(wù)程序進(jìn)行雙模終端的鑒權注冊，并通過(guò)進(jìn)程守護程序實(shí)時(shí)監控。當需要進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)時(shí)，可以選擇通信加密，并可進(jìn)行通信錄和通話(huà)記錄的查詢(xún)和保存，同時(shí)可以選擇視頻進(jìn)行圖像的發(fā)送和接收；當需要發(fā)送和接收短消息時(shí)，還可以進(jìn)行語(yǔ)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 系統結構層次圖

系統的整體結構
系統整體結構可劃分為四層，包括硬件平臺、驅動(dòng)程序、操作系統、應用軟件。系統的結構層次如圖2所示。
通過(guò)圖2可以看出所有的應用程序都相互獨立，分別通過(guò)串口對數據庫進(jìn)行讀和寫(xiě)操作，互不影響，并且可以同時(shí)進(jìn)行。因此，通信錄程序可以通過(guò)數據庫對短消息和撥號程序進(jìn)行用戶(hù)數據的管理，還可以在撥號的同時(shí)，進(jìn)行短消息的編輯、日歷和鬧鐘等其他應用程序的操作。這樣就可以方便地進(jìn)行應用程序的升級、移植和擴展，而不對其他應用程序造成影響。在硬件平臺上可以通過(guò)預留的串口進(jìn)行系統功能的擴展，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硬件平臺的基礎上，對系統的功能進(jìn)行擴展，方便了系統的升級改造。

圖3 系統的軟件架構

雙模終端的軟件架構
本文采用標準的通信軟件架構，可以方便進(jìn)行系統軟件的移植和升級，具體內容見(jiàn)圖3。其主要的應用程序包括撥號程序、短消息程序、串口程序、進(jìn)程守護程序、通信錄程序、日歷等，現簡(jiǎn)要對其說(shuō)明。

圖4 系統的硬件設計

1 撥號程序
● 初始化TAPI（調用lineInitialize），這里需要構建一個(gè)回調函數體，處理TAPI回顯信息。
● 確定TAPI的可用版本（調用lineNegotiateAPIVersion）。
● 獲取線(xiàn)路通信能力（調用line-GetDevCaps）比如串口、藍牙等，在Windows mobile中電話(huà)部分為cellcore。
● 打開(kāi)線(xiàn)路設備（調用lineOpen）。
● 翻譯目的電話(huà)號碼（調用line-TranslateAddress）。
● 呼叫目的號碼（調用lineMakeCall）。

圖5 UART口連接電路圖

2 短信程序
用戶(hù)輸入收件人手機號碼和短信內容，單擊發(fā)送按鈕后，通過(guò)短信AT指令格式封裝AT指令；通過(guò)WM_COPYDATA消息將數據發(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(xiě)數據，然后通過(guò)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，串口通信程序將接收到的回顯數據通過(guò)WM_COPYDATA消息回送給短信程序，短信程序解析數據，并通過(guò)顯示屏顯示給用戶(hù)。

3 串口通信程序
串口通信程序只負責將撥號程序、短消息程序通過(guò)WM_COPYDATA消息發(fā)送過(guò)來(lái)的數據寫(xiě)到串口中去，同時(shí)將串口回顯的數據通過(guò)WM_COPYDATA消息回送給撥號程序或短信程序。

4 進(jìn)程守護程序
進(jìn)程守護程序，只負責實(shí)時(shí)監控通信程序的運行，當通信程序運行異常時(shí)，及時(shí)中斷程序，并恢復通信程序的初始化設置，避免出現死機等現象。

雙模終端的硬件設計
該系統硬件電路由中央處理器、存儲器、電源模塊、LCD模塊、鍵盤(pán)、音頻、通信模塊等七部分組成，同時(shí)還可以通過(guò)預留的接口擴展視頻、加密通信和定位功能，見(jiàn)圖4。下面對其作簡(jiǎn)要的介紹。

① 主處理器通過(guò)UART口向通信模塊發(fā)送AT指令和數據來(lái)控制通信模塊的工作。PXA272處理器啟用了無(wú)線(xiàn)動(dòng)態(tài)節能技術(shù)和無(wú)線(xiàn)多媒體擴展技術(shù)可以根據系統運行的不同電源狀況,自動(dòng)切換工作頻率和電壓，使PXA262節約30%～70%的功耗。處理器的最高主頻可達到612MHz，處理速度快且可以加載個(gè)人操作系統?？梢蕴峁?21個(gè)GPIO口，因此可以擴展很多新的功能。

② 使用32MB的NOR Flash，可以大大減少設計的工作量和成本。選用英飛凌的2片32MB內存，它的數據線(xiàn)和控制線(xiàn)可以直接和處理器的GPIO口連接，中間不需要經(jīng)過(guò)轉換。該芯片易擴展，最多可擴展4片，存取速度快。在工作的時(shí)候只需要提供3.3V和1.8V穩定的電壓和104MHz的時(shí)鐘。

③ 選用TI的TPSC65020芯片，該芯片對輸出電壓具有自動(dòng)校正的功能，以保證對該系統有穩定的供電系統?？梢詫ν馓峁┍容^穩定的工作電壓有：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到2A。此外，還可通過(guò)CPU的IIC控制 TPSC65020的內部寄存器以實(shí)現電源的動(dòng)態(tài)管理。

④ 采用了26萬(wàn)色320240/3.5英寸液晶觸摸屏顯示器。

⑤ 中央處理器內置了LCD控制器,可以通過(guò)編程支持不同的LCD屏的要求，例如行和列像素數，數據總線(xiàn)寬度，接口時(shí)序和刷新頻率等。LCD控制器的主要工作是將定位在系統存儲器中的顯示緩沖區中的LCD圖像數據傳送到外部LCD驅動(dòng)器。

⑥ 處理器通過(guò)UART口向通信模塊發(fā)送AT指令和數據信息來(lái)使其工作。UART口的連接用最簡(jiǎn)單的五線(xiàn)連接方式。電路圖如圖5所示。

圖6 系統的呼叫流程

雙模待機和切換功能
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)設備和天線(xiàn)，因此很容易做到雙模待機功能，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(dòng)切換
系統通過(guò)不停的監測兩種網(wǎng)絡(luò )的信號強度，選擇較好的網(wǎng)絡(luò )，具體實(shí)現可以通過(guò)軟件的方式，也可通過(guò)硬件電路切換的方式。這種方式有利于選擇信號較強的網(wǎng)絡(luò )，使得通話(huà)質(zhì)量顯著(zhù)提高，但切換的頻繁帶來(lái)實(shí)現的困難和待機時(shí)間的縮短，同時(shí)用戶(hù)根本不知道到底現在使用的是何種網(wǎng)絡(luò )，因而網(wǎng)絡(luò )對用戶(hù)是不透明的。

2 手動(dòng)切換
在雙模終端的狀態(tài)欄中通過(guò)顯示圖標實(shí)時(shí)顯示兩種網(wǎng)絡(luò )的信號強度指示，用戶(hù)可以點(diǎn)擊圖標來(lái)自己選擇網(wǎng)絡(luò )，也可通過(guò)硬件設計一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于網(wǎng)絡(luò )切換的功能鍵。這種方式避免了多次重復的切換給網(wǎng)絡(luò )所帶來(lái)的負擔，也增加了用戶(hù)使用的自主性。同時(shí)用戶(hù)也可以選擇使某一網(wǎng)絡(luò )暫時(shí)休眠，增加雙模終端的待機時(shí)間。

系統的工作流程
雙模終端開(kāi)機，分別完成GSM和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò )的鑒權和注冊。在雙模終端的待機界面分別顯示兩種網(wǎng)絡(luò )的信號強度狀態(tài)指示；說(shuō)明此時(shí)，雙模終端正處于雙模待機狀態(tài)，當GSM網(wǎng)絡(luò )的用戶(hù)呼叫雙模終端時(shí)，雙模終端的GSM通信模塊捕獲到這一呼叫消息，通過(guò)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(guò)來(lái)的數據和語(yǔ)音保存在FLASH存儲器中，最后通過(guò)音頻接口傳送語(yǔ)音信號到用戶(hù)，通過(guò)顯示屏顯示數據信息。當TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò )的用戶(hù)呼叫雙模終端時(shí)，由雙模終端的TD-SCDMA模塊來(lái)捕獲呼叫信令，通過(guò)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(guò)來(lái)的數據和語(yǔ)音保存在FLASH存儲器中，最后通過(guò)音頻接口傳送語(yǔ)音信號到用戶(hù)，通過(guò)顯示屏顯示數據信息。當用戶(hù)需要屏蔽一種網(wǎng)絡(luò )工作模式時(shí)，可以通過(guò)雙模切換鍵來(lái)關(guān)閉其中的某一個(gè)通信模塊，使其暫時(shí)處于休眠狀態(tài)。系統的處理流程見(jiàn)圖6。

總結
通過(guò)本文提出的方法，可以較好的解決終端的雙模待機和雙模切換問(wèn)題，同時(shí)雙模終端使用了標準的軟件架構，易于軟件的升級和移植，通過(guò)預留的硬件接口，可以為視頻和定位功能提供硬件支撐。