[发明专利]无线车域网网关

说明书

一、技术领域：

本发明是用于汽车、火车等高速运行的交通工具上，使车厢内的移动终端组成无线车域网，属于天线个域网(WPAN)设计的技术领域。

二、背景技术：

自上世纪末以来，信息产业保持着迅猛的发展势头，特别是通信和计算机技术，已渗透到各行各业和人们生活的各个角落。人们期望能够随时随地的进行话音与数据通信。这就需要使用无线通信技术。具体的说就是要使用广泛覆盖的GSM系统或CDMA系统。这些系统应用在静止或准静止的场合非常的理想，但是当移动终端处于高速运动的汽车或火车等的车厢里面时，由于金属车厢的屏蔽效应以及多普勒频移等影响电磁波传播的因素存在，通信将遇到下列问题：1、由于信号减弱，移动终端将不得不提高自己的发射功率，以维持与基站之间的通信，这一方面加大了移动终端的功耗，使得电池的使用时间减短，另一方面过大(1瓦特左右)的辐射将对人的身体造成伤害，这是用户所不想的。2、当信号弱到一定程度，即使移动终端以最大的功率发射，通信还是不能正常进行，这时就造成了通信的不可靠甚至中断。这更是用户所不希望的。归结起来就是，要提高通信的有效性、可靠性就必须提高发射功率，而由于移动终端的结构以及使用特性的限制不能将功率抬的太高。现在已经有两种方法解决这一矛盾：1、直接在移动终端上接外置天线。一般移动终端上都会预留一个天线接口，使用该接口把天线引到车厢外即可。这种方式有三个局限：其一限制了移动终端的移动性，其二性能提高的幅度有限，其三仍旧使用移动终端的电池供电。2、使用直接功率放大器。该方法把GSM或CDMA系统的所有频段进行双向的放大，即把车内移动终端发出的信号放大后发送到车外，把车外信号放大后发射到车内。这样做需要克服一些诸如微波功率自反馈之类的难点，需用到一些昂贵的微波器件，因而设备的成本很高，而在功能上仅实现了功率放大，总体讲应用成本太高。

近年来，以蓝牙(Blue Tooth)为代表的WPAN发展迅猛。WPAN以低功耗、低辐射、近距离、低成本为特点，必将成为个人移动通信的一种通用设备。把WPAN应用于车内就构成了无线车域网，简称车域网。通过使用车域网网关，让移动终端在车内组网并通过网关的转接连接到车外的蜂窝网。通过这种方式就可以很好的解决发射功率与通信质量之间的矛盾，实现通信系统的优化，而且由于形成了WPAN，还能提供很多新的功能，比如同时为几个移动终端提供数据、语音通信服务；在不同移动终端之间交换电子名片；甚至可以在车内玩联网游戏。

三、发明内容：

(1)发明目的

本发明的目的是提供一种在汽车、火车等运动的车厢内构架由各种支持WPAN的移动终端，如手机、笔记本电脑、PDA等，组成的无线车域网的无线车域网网关。

(2)技术方案

本发明是一种无线车域网网关，该网关由WPAN模块与车内天线、微处理器、PCM编解码器、蜂窝网模块、D/A变换器、可控增益射频功放车外1/4波长天线所组成，微处理器和PCM编解码器分别与WPAN模块与车内无线和蜂窝网模块相连接，D/A变换器的输入端接微处理器，D/A变换器和蜂窝网模块的输出端接可控增益射频功放，可控增益射频功放的输出端接车外1/4波长天线，车外1/4波长天线的射频输入端接蜂窝网模块；微处理器通过“R232”接口分别与WPAN模块和蜂窝网模块相接，微处理器通过4位并行数据线与D/A变换器相接；PCM编解码器通过模拟语音接口与蜂窝网模块相接，通过PCM码流接口与WPAN模块与车内天线中的单片蓝牙模块相接。