專利名稱：無線移動終端設(shè)備的開放無線結(jié)構(gòu)虛擬系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信結(jié)構(gòu)，包括信號處理系統(tǒng)，允許對物理傳輸層與用戶應(yīng)用和操作系統(tǒng)層之間的開放無線結(jié)構(gòu)(OWA)層進行虛擬，以保證其在結(jié)構(gòu)和操作上的完全獨立 與開放。
背景技術(shù)：
商業(yè)無線移動通信已經(jīng)發(fā)展了近30年，在今天的信息和通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)中扮演著 特殊角色。自去年以來，全球移動手機的數(shù)量已經(jīng)超過電腦的數(shù)量，并繼續(xù)快速增長?；?上，移動無線終端設(shè)備已成為我們生活的一部分，就像internet —樣，它將繼續(xù)在全球范 圍內(nèi)扮演更重要的角色。然而，傳統(tǒng)的移動終端設(shè)備包括移動電話系統(tǒng)存在許多技術(shù)上的限制，而這些限 制成為將來發(fā)展的關(guān)鍵問題。傳統(tǒng)移動終端系統(tǒng)的主要問題包括a)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常封閉。每個移動電話供應(yīng)商有其自己的結(jié)構(gòu)，并且其所有系統(tǒng)模 塊僅來源于同一供應(yīng)商或它的伙伴。b)每個移動電話局限于其特殊的無線標準或稱為RTT (無線傳輸技術(shù))，不允許選 擇不同的RTTs。c) 一些多-標準移動電話僅把幾種獨立的RTTs耦合在系統(tǒng)中導致功耗及系統(tǒng)資 源消耗更大，且不用的RTTs無法從系統(tǒng)中移除。d)每個移動電話鎖定在自己特定的操作系統(tǒng)(OS)，并且不支持任何與其自身操 作系統(tǒng)不同的應(yīng)用。e)整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)直接或間接依賴于物理無線傳輸層。由于這些結(jié)構(gòu)方面的問題，據(jù)2007年世界無線大會報告所述，移動電話成為成本 效益最低的消費產(chǎn)品之一。由于移動電話的封閉結(jié)構(gòu)以及鎖定在特定的RTT與OS平臺，導 致用戶不能提升或改善它。橫跨全球的移動應(yīng)用面臨著巨大的發(fā)展與變化，并且將持續(xù)從傳統(tǒng)的語音為中心 的服務(wù)發(fā)展到包括語音、數(shù)據(jù)、信息和視頻的多媒體服務(wù)。這些多媒體服務(wù)也許會運行在相 同OS平臺或第三供應(yīng)商開發(fā)的不同OS平臺，或從其他系統(tǒng)平臺如計算機系統(tǒng)移植過來。開 發(fā)基于單OS平臺的所有移動應(yīng)用成本非常高，并且在商業(yè)業(yè)務(wù)市場上沒有任何意義。同時，這些多媒體應(yīng)用要求基本的無線傳輸是寬帶、高速及全移動的。然而，從無 線通信的觀點來看，基于通信理論，沒有一個單一的無線標準(或者稱為無線傳輸技術(shù))同 時具有寬帶高速以及無縫移動的特點。因此，為了支持移動電話設(shè)備的多媒體應(yīng)用，多種無線傳輸技術(shù)(RTTs)必須是在 統(tǒng)一的無線平臺協(xié)同工作而不是基于單RTT系統(tǒng)。已有許多不同種類的應(yīng)用被提出用于解決上述移動通信問題。包括軟件無線電 (SDR)，多無線平臺(MRP) ,Google Android平臺以及Symbian OS等。下面對這幾個系統(tǒng)進 行簡單描述。
軟件無線電(SDR)軟件無線電(SDR)是可以預設(shè)操作參數(shù)，這些參數(shù)包含抗混疊頻率范圍、調(diào)制類 型、輸出功率限制(可由軟件重置或更改)的寬帶無線電。實際上，SDR開始是寬帶收發(fā)機， 其后是能夠設(shè)定工作參數(shù)及軟件設(shè)定無線標準的無線電。SDR是非常好的軍用無線通信解決方案，由于它解決不了如下幾 個棘手問題，故于 商業(yè)無線通信沒有意義a) SDR寬帶發(fā)收機的成本太高，不適合用于商業(yè)及消費市場；b) SDR構(gòu)建寬帶無線的發(fā)收機占用太多頻譜；c) SDR并不是可擴展、可移除以及可更新的開發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。商業(yè)無線通信需要成本有效及頻譜有效的無線傳輸，因此無線傳輸?shù)碾娕_帶寬必 須足夠窄以適應(yīng)所需RTT變化的場合。如此能夠使移動終端設(shè)備的成本、移動設(shè)備以及頻 譜使用達到最小化。因此，SDR不能解決任何上述列出的問題(對于商業(yè)通信而言)。多無線電平臺(Multi-RadioPlatform-MRP)為了支持商業(yè)移動通信的多種無線電平臺，許多公司開發(fā)了 MRP產(chǎn)品，包括諾基 亞，三星，摩托羅拉以及愛立信公司，這些產(chǎn)品基于Infineon，TI及三星半導體等公司的芯 片進行開發(fā)。以Nokia6680為例，MRP方案不能有效解決問題，因為a)MRP僅將幾種分立的無線發(fā)收機耦合成一個功耗更高的RF (射頻)部件；b)MRP不能從系統(tǒng)中去除不使用的無線電，因為它們是和產(chǎn)品綁定在一起的；c)MRP由于受功率和處理資源的限制，很難支持多個無線電(最多支持2到3 個)；d)MRP系統(tǒng)完全依賴于所支持的特定RTTs ；e)MRP系統(tǒng)沒有基于開放結(jié)構(gòu)平臺設(shè)計，即所有的MRP模塊來源于相同的供應(yīng)商， 而不是對用戶開放。因此，當用戶切換于不同服務(wù)區(qū)域的多媒體應(yīng)用時，MRP系統(tǒng)不能正確工作。Google Android 平臺在WAP(無線應(yīng)用協(xié)議)論壇之后，OMA(開放移動聯(lián)盟)及NGMN(下一代移動網(wǎng) 絡(luò))，Google推出0ΗΑ(開放手持聯(lián)盟)提出了基于Android平臺構(gòu)建開放移動應(yīng)用平臺。但是，Android平臺僅是另一新的基于Linux Kernel的OS (操作系統(tǒng))平臺，不 提供支持其他OS平臺或映射到其他OS平臺的能力。而且，Android平臺僅基于用戶應(yīng)用層及高端OS層，不提供獨立于移動電話系統(tǒng) 層和傳輸層的解決方案。然而Android假設(shè)下層獨立于上層，事實是無線低層不同于有線 低層，因為至少，無線傳輸帶寬受限于線端傳輸。Android平臺由于是單操作系統(tǒng)OS (無論Google、微軟或者其他操作系統(tǒng))而無 法解決上述問題，也不支持日益增加的全球范圍的移動應(yīng)用。Symbian 操作系統(tǒng)與Google Android平臺一樣，同樣也是微軟移動OS平臺，一個單Symbian操作系 統(tǒng)平臺如Symbian軟件有限公司(UK)開發(fā)的Symbian OS v8. 0不能解決將來移動通信需 求各種跨不同OS平臺的多媒體應(yīng)用。
現(xiàn)有技術(shù)的缺點所有已知系統(tǒng)都不能實現(xiàn)下面的一或多個目標a)提供可擴展、可移除、可升級及成本低的融合多無線電傳輸平臺；b)提供在寬范圍無線系統(tǒng)平臺間操作系統(tǒng)的可移植性；c)提供應(yīng)用和OS層獨立于無線傳輸層的解決方案；d)通過盡量多的使用底層無線硬件來使性能最大化。本發(fā)明提供的系統(tǒng)能夠很好的達到上述目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標之一是克服與上述現(xiàn)有系統(tǒng)折中設(shè)計相關(guān)的某些缺陷。為了解決傳統(tǒng)移動無線通信存在的問題，并且達到上述目標，對現(xiàn)有無線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進是唯一和最終的解決方案。本發(fā)明所提出的開放無線結(jié)構(gòu)(OWA)方案解決達到了 上述目標并將無線移動終端技術(shù)從具體無線電傳輸系統(tǒng)到基于接口的開放系統(tǒng)平臺以適 應(yīng)完全開放和簡潔的未來移動終端設(shè)備。本發(fā)明對在物理傳輸層和高用戶應(yīng)用及操作系統(tǒng)層間的OWA系統(tǒng)層進行虛擬，來保證它們在結(jié)構(gòu)和操作兩方面的完全獨立與開放。OWA虛擬層基本上完成下述任務(wù)和功能a)映射下層傳輸具體無線接口及信號為基于開放接口的接口參數(shù)和信號，反之亦 然；b)支持基于開放接口參數(shù)(OIP)而不是特定無線傳輸方法的不同的現(xiàn)有和未來 無線傳輸技術(shù)(RTTs)；c)經(jīng)由外部存儲卡或外部模塊定義可移植到相應(yīng)物理傳輸技術(shù)的無線空中_接 口模塊來使能不同RTTs的移植變更；d)使訪問者OS(操作系統(tǒng))操作移動電話的Host 0S，支持不同OS平臺的無縫遞 手與切換；e)在Host OS、訪問者OS和提供開放OS API(應(yīng)用程序接口)到用戶應(yīng)用層之間 進行調(diào)度。通過使用OWA虛擬層，下述兼容多RTTs的物理傳輸層假設(shè)為在虛擬層上的一個通 用OS平臺，且兼容多OSs及應(yīng)用平臺的用戶層假設(shè)在此虛擬層下有一個通用RTT。實際上，移動終端系統(tǒng)對于同時存在的多RTTs及多OSs是完全開放的。移動電話 能支持任何OS平臺上的應(yīng)用，并且通過插入必要的空中接口外部存儲卡在任何無線標準 或RTT下無縫操作。OWA虛擬層基本上是一批基帶處理模塊和子系統(tǒng)能在一片稱為OWA基帶芯片的 SoC硅芯片上實現(xiàn)。不同的多RTTs兼容主RTT及補充RTTs，并且主RTT是用戶使用最多和最好的RTT。 不同的多OSs兼容主OS及補充OSs，并且主OS是用戶使用最多和最好的0S。通過優(yōu)化系統(tǒng)的主操作模式，包括主OS及主RTT，能優(yōu)化無線移動終端系統(tǒng)的性 能，并且無線頻譜使用效率最大化。同時，不同OS及RTT平臺下操作，包括補充OSs及補充 RTTs，在補充操作模式下可以操作終端系統(tǒng)。
除射頻前端系統(tǒng)外，射頻前端系統(tǒng)仍然是行業(yè)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，多RTTs通過軟件定義 模塊(SDM)能被移植到外部存儲卡，外部模塊或內(nèi)部模塊中。再有，SDM與SDR(軟件無線 電)不同而且無關(guān)。所有OWA虛擬層的子系統(tǒng)模塊受OWA BIOS (基本輸入/輸出系統(tǒng))接口及框架控 制，并且基于開放接口參數(shù)(OIP)而非受限于具體RTT的傳輸方法。因此，虛擬層對于任 何RTT基帶處理是完全開放的。在由SDM定義的外部存儲器卡中，不同的RTTs對應(yīng)不同的 OIPs，并且不使用的RTTs能被很容易的從外存卡中移除。OffA BIOS接口及框架除無線BIOS外還包括計算機BIOS，使它與計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 完全兼容與融合。這是無線結(jié)構(gòu)方面非常重要的改進，因為未來的移動電話將首先是臺計 算機，然后才是基于開放無線結(jié)構(gòu)的終端系統(tǒng)。而且，此OWA BIOS接口和框架具有系統(tǒng)靈活性，能將計算機模塊包括硬件和軟件 模塊平滑有效的轉(zhuǎn)到OWA無線移動終端設(shè)備。從本發(fā)明的所有上述公開的過程來看，OWA虛擬層很好的滿足前述目標。本發(fā)明 詳細過程如下述圖形所示，說明及聲明基于上述元素。對于那些具有通常技能的人，在結(jié)合相應(yīng)圖示對下述詳細描述仔細考慮后，將會 更深入理解發(fā)明的不同方面、特點和優(yōu)勢。


上面對本發(fā)明進行了一般性描述，現(xiàn)在將結(jié)合圖示進行進一步描述.當然，所示 圖只供參考，圖中尺寸大小并不代表最終具體設(shè)計方案。圖1是基于具體無線電傳輸技術(shù)及具體操作系統(tǒng)的傳統(tǒng)移動電話系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框 圖。圖2是提出的含一個OWA虛擬層的基于OWA無線移動終端平臺結(jié)構(gòu)，圖示為所提 出的基于OWA的OWA虛擬層的無線移動終端平臺結(jié)構(gòu)。圖3示出用于在“基于具體傳輸技術(shù)的無線電收發(fā)機”及“基于接口的開放結(jié)構(gòu)平 臺”之間映射，并且處理所有OWA系統(tǒng)基帶功能模塊的詳細OWA虛擬層。系統(tǒng)級基帶處理功 能在一個SoC硅片上實現(xiàn)(片上系統(tǒng))，此硅芯片被稱為OWA基帶芯片。圖4進一步描繪了本發(fā)明提出的無線適配及虛擬子層，此子層用于映射不同的無 線傳輸技術(shù)(RTTs)至由OWA平臺定義的開放接口參數(shù)(0ΙΡ)，反之亦然。圖5是用于定義、處理10(輸入/輸出)結(jié)構(gòu)、接口定義及所提OWA無線移動終端 設(shè)備系統(tǒng)初始化的OWA BIOS(基本輸入/輸出系統(tǒng))接口與框架的結(jié)構(gòu)。圖6是OIP(開放接口參數(shù))定義的結(jié)構(gòu)，包含映射的各種無線傳輸技術(shù)(RTTs或 稱為無線標準)。 各圖中的有關(guān)參考數(shù)值對應(yīng)于相關(guān)的系統(tǒng)部件，但并不局限于圖中所示。
具體實施例方式
以下結(jié)合相關(guān)圖示更全面描述本發(fā)明，并給出一些具體實現(xiàn)例子。事實上，這些發(fā) 明可以以許多不同的方式實現(xiàn)，并不僅僅局限于本發(fā)明指出的實現(xiàn)；并且，例子只是提供這 些實現(xiàn)的樣式，以便揭示它滿足相關(guān)的法律需求。
為更清晰闡述本發(fā)明，下面一個部分一個部分敘述。首先，為了更容易看出本發(fā)明 的獨特特點，描述了一下傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)以便于比較。接著，對本發(fā)明的詳細系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行總體描 述。最后，逐個描述本發(fā)明的主要新特點。傳統(tǒng)無線移動電話結(jié)構(gòu)
圖.1是傳統(tǒng)移動電話結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)含有傳輸-專屬無線硬件及源于應(yīng)用平臺的專 屬操作系統(tǒng)(OS)。所述傳輸-專屬無線技術(shù)(RTTs)包括GSM(全球移動通信系統(tǒng))，CDMA(碼分多 址)，0FDMA(正交頻分復用)，WLAN(無線局域網(wǎng))及BWA(寬帶無線接入)等。傳統(tǒng)的移動電話系統(tǒng)設(shè)計用于具體RTT或稱為“無線標準”，例如，GSM電話或CDMA 電話。在市場上可以買到一些多模式移動電話，如Nokia6680，它支持GSM、CDMA及藍牙，但 是它們受限制并且固定于設(shè)計時采用的RTTs，用戶和系統(tǒng)都不能改變到其他RTTs。而且， 這些專屬的RTTs模塊(硬件和軟件模塊)在用戶不使用某RTT時無法去除，從而消耗了大 量的系統(tǒng)資源和無線傳輸資源。傳統(tǒng)移動OS (操作系統(tǒng))設(shè)計用于專屬RTT (s)，如Symbian軟件有限公司(英國) 設(shè)計的Symbian OS v8. 0，支持GSM和藍牙。一旦初始的OS被執(zhí)行，用戶不能轉(zhuǎn)換到其他 0S，整個電話系統(tǒng)實際上被鎖定在特定的OS上。因為移動電話被鎖定在特定OS平臺，所有用戶應(yīng)用軟件必需遵循此特定OS平臺 的定義和要求。因此，從下層的無線電硬件到應(yīng)用層，整個電話系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上是封閉的，導致的結(jié) 果是系統(tǒng)性能及傳輸性能效率非常低。未來移動通信由傳統(tǒng)聲音為中心的服務(wù)到多媒體服務(wù)包括語音，信息，數(shù)據(jù)和視 頻。一個單RTT(無線標準)不能提供寬帶高速傳輸(視頻和數(shù)據(jù))和移動終端的無縫移 動，因此，多RTT融合和集成在一個通用移動電話設(shè)備中變成發(fā)展中的下一代無線移動設(shè) 備終端的最終解決方案。同時，越來越多的移動應(yīng)用被用于下一代移動Smartphone設(shè)備，例如移動TW，視 頻流，MMS (多媒體信息服務(wù))等。然而，多數(shù)這些新應(yīng)用來源于計算機結(jié)構(gòu)平臺或現(xiàn)有的 為節(jié)省軟件開發(fā)及研發(fā)成本而改進的計算機，等。計算機系統(tǒng)中的這些OS平臺不同于移動 系統(tǒng)中的OS平臺，許多不同的Oss同時跨計算機系統(tǒng)及移動終端系統(tǒng)兩個平臺共存。在不同OS平臺下修復計算機系統(tǒng)應(yīng)用或者其他移動系統(tǒng)應(yīng)用很貴，于商業(yè)操作 而言是無意義的。因此，尋找一個基于便攜應(yīng)用平臺的開放OS對于移動終端設(shè)備而言非常 重要。而且，將來移動電話將首先是計算機，其次是開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的無線終端設(shè)備。因 此，如何將無線結(jié)構(gòu)域計算機結(jié)構(gòu)銜接對于未來無線移動終端設(shè)計變得必需和非常重要。本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如前所述，許多新移動應(yīng)用可來源于不同的OS平臺，例如Microsoft Windows LinUX，Symbian ，等?；谕挥布脚_，在不同OS平臺下運行不同應(yīng)用對于移動終端系 統(tǒng)設(shè)計來說是個挑戰(zhàn)。同時，為了支持全多媒體移動服務(wù)的寬帶高速無線傳輸和移動終端設(shè)備的無縫移 動，需要整合與集成多無線傳輸技術(shù)(RTTs)到移動終端設(shè)備的同一系統(tǒng)平臺中。
多模式移動電話結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)方案，例如Nokia 6680電話，耦合了多個無線系統(tǒng)， 包括基帶及無線電收發(fā)子系統(tǒng)，在硬件平臺上配有一個統(tǒng)一的OS。這個傳統(tǒng)解決方案具有 如下主要問題1. RTT耦合是閉的，在系統(tǒng)性能和無線傳輸性能方面效率是非常低的，2.在不改變服務(wù)、區(qū)域和用戶指令條件下，耦合的RTTs不可改變、移除和升級，3.在底層無線硬件基礎(chǔ)上的應(yīng)用是完全獨立的，
4.不可變的OS平臺限制了新應(yīng)用的開發(fā)和操作，并且5.整個終端系統(tǒng)(從低層到高層)是受限于具體傳輸方式的，很難與其他系統(tǒng)融 合(包括計算機結(jié)構(gòu)系統(tǒng))。為解決下一代無線移動終端發(fā)展的上述難題，圖2示出一個基于本發(fā)明OWA(開放 無線結(jié)構(gòu))技術(shù)平臺的結(jié)構(gòu)。圖2中，OWA虛擬層是一個具有如下功能的創(chuàng)新發(fā)明1.將RTT層與OS層分離，并使它們完全獨立，2.為RTT及OS層提供雙向虛擬化了的通用平臺，3.映射具體傳輸RTTs到基于開放接口的參數(shù)，并且反之亦然，4.映射不同的訪問者Oss(操作系統(tǒng))到主機OS以支持不同的OS平臺，反之亦 然，5.支持映射到或從其它不同的RTTs映射過來的便攜空中接口模塊，6.支持便攜應(yīng)用-來源于其他無線及/或計算機平臺的OS模塊。通過使用前述OWA虛擬層、OS層和應(yīng)用(APP)層，這些層完全獨立于根本的RTT傳 輸層并幫助用戶方便、經(jīng)濟和快速開發(fā)新的移動應(yīng)用。另外，因為高層(前述OWA虛擬層或 者稱為用戶層)基于開放接口(而不是傳輸-專屬)，用戶能把不同的應(yīng)用在不同的OS平 臺間移動，并支持外來OS需求的應(yīng)用(稱為訪問者OS)。且由于高層(前述OWA虛擬層上 或稱為用戶層)是基于開放接口(而不是傳輸-專屬)，用戶能把不同的應(yīng)用用于不同OS 平臺下，并支持不同0S(或稱為訪問者OS)的應(yīng)用。主OS (或稱為首要OS或缺省OS)意思是用戶使用的最頻繁也最偏愛的操作系統(tǒng)。 主OS能被用戶在任何時間被任何可獲得的OS重新配置。通過使用主OS作為用戶的主0S， 系統(tǒng)性能能被優(yōu)化。OWA虛擬層，如前所述，能在一個單SoC芯片(片上系統(tǒng))硅芯片上實現(xiàn)，將于圖3 中論述。OWA虛擬層，如前所述，覆蓋了從基于用戶的高層到物理傳輸層的多系統(tǒng)處理功 能。基于OWA的無線移動終端，如圖2所示，在工作時被分成傳輸級、系統(tǒng)級及用戶 級.操作系統(tǒng)(OS)在用戶級，前述OWA虛擬層在系統(tǒng)級。OWA虛擬層，如前所述，由所有系統(tǒng)級功能包括OWA基帶處理、無線適配和虛擬、 OffA BIOS(基本輸入/輸出系統(tǒng))接口和框架、軟件定義模塊、主要和訪問OS接口及開放OS BIOS (基本輸入/輸出系統(tǒng))將在一片單SoC (片上芯片)硅芯片，稱為OWA基帶芯片上實 現(xiàn)。本發(fā)明的主要特點
本發(fā)明即無線移動終端設(shè)備的開放無線結(jié)構(gòu)虛擬系統(tǒng)由如下功能模塊及子系統(tǒng) 組成，如圖3所示a)0WA基帶處理子層整合不同的現(xiàn)有和未來的帶有OIP及基帶處理系統(tǒng)的無線 電傳輸技術(shù)為開放基帶處理。b)無線適配和虛擬子層映射前述具體RTT基帶信號為開放基帶信號以及前述 OWA基帶處理子層中的0ΙΡ，或反之，彼此在數(shù)據(jù)速率、帶寬和定時等方面適配。
c) OffA BIOS (基本輸入/輸出系統(tǒng))接口及框架處理系統(tǒng)輸入/輸出結(jié)構(gòu)，系統(tǒng) 接口定義、控制以及OWA系統(tǒng)平臺的初始化。d)軟件定義模塊(SDM)定義基于OWA系統(tǒng)平臺的便攜空中接口模塊，此模塊允許 靈活改變前述RTTs或者通過外擴存儲卡或SIM(外部智能集成模塊)卡的無線標準。e)主操作系統(tǒng)(OS)接口 與前述無線移動終端設(shè)備的主要以及原來操作系統(tǒng)接 口，用戶能用不同的操作系統(tǒng)重新配置這個前述主操作系統(tǒng)。f)訪問者操作系統(tǒng)接口 接口到補充、外來或訪問者操作系統(tǒng)(此系統(tǒng)不同于前 述主操作系統(tǒng))，以便系統(tǒng)能運行新的應(yīng)用或外來訪問應(yīng)用。g)虛擬機管理者1 支持不同操作系統(tǒng)之間的無縫切換與交換，處理訪問者操作 系統(tǒng)和主操作系統(tǒng)之間的虛擬機映射和監(jiān)控。h)開放操作系統(tǒng)B I OS (基本輸入/輸出系統(tǒng))復用和調(diào)度前述主操作系統(tǒng)以 及補充操作系統(tǒng)，并為用戶的應(yīng)用層提供開放操作系統(tǒng)API (應(yīng)用程序接口)。無線適配和虛擬子層，如前所述，用于傳輸專有傳輸方式的基帶信號，從不同的 RTT收發(fā)器輸出的開放基帶信號及以前述開放接口參數(shù)(OIP)形式的相應(yīng)空中接口，反之 亦然。OWA基帶處理子層，如前所述，用于去除信道影響、解調(diào)以及解碼前述相關(guān)開放基 帶信號以及前述OIP為數(shù)據(jù)流量及控制流量到主操作系統(tǒng)接口，如前所述，反之亦然。適配及虛擬子層、OWA基帶處理子層、主操作系統(tǒng)接口以及開放操作系統(tǒng)BIOS，如 前所述，被前述OWA(開放無線結(jié)構(gòu))BIOS接口與框架控制。因此，OWA BIOS接口與框架， 如前所述，是OWA (開放無線結(jié)構(gòu))系統(tǒng)平臺最重要的系統(tǒng)1/0(輸入/輸出)接口。而且， 前述OWA BIOS接口與框架從根本上來說是OWA無線移動終端設(shè)備的系統(tǒng)級控制總線。軟件定義模塊(SDM)，如前所述，能被存儲到或從一些內(nèi)部存儲器模塊、外部存儲 器或Internet網(wǎng)絡(luò)加載。前述OWA基帶處理子層是本發(fā)明即OWA無線終端設(shè)備中最重要的子層之一，并且 已經(jīng)被USPTO授權(quán)，授權(quán)專利號為7283838。所有系統(tǒng)級基帶功能包括前述OWA基帶處理子層、無線適配及虛擬子層、主OS接 口、訪問者OS接口、開放OS接口、開放OS BIOS,OffA BIOS接口與框架及軟件定義模塊將在 一個名為OWA的SoC(片上系統(tǒng))基帶硅芯片上實現(xiàn)。前述OWA基帶芯片被開發(fā)用于下一 代無線及移動智能手機系統(tǒng)平臺包括iPhone，Google Phone, iPAQ，iHand以及其他智能電話等。圖4為包含下述系統(tǒng)功能的詳細無線適配及虛擬子層a) OWA空中接口映射及適配映射下面基本的物理層無線電傳輸技術(shù)(RTT)至OWA 基帶信號和空中接口，反之亦然，并在接口 /信號結(jié)構(gòu)，緩沖、復用以及調(diào)度方面彼此適配。
b)開放接口參數(shù)(OIP)產(chǎn)生器轉(zhuǎn)換空中接口參數(shù)至OWA OIP格式，反之亦然。c)虛擬機管理2 映射補充基帶信號成為開放基帶信號，從而優(yōu)化主信號，反之亦然，并且處理補充基帶信號出入OWA基帶處理子層的預處理與后處理。當OWA無線移動終端系統(tǒng)能夠基于任何RTT、空中接口或無線標準操作時，缺省RTT被稱為主RTT。這個主RTT是移動用戶使用最頻繁、最偏愛的RTT。用戶能夠在業(yè)務(wù)服 務(wù)區(qū)域內(nèi)用任何可獲得的RTT重新配置主RTT。通過使用前述主RTT作為用戶缺省RTT，優(yōu)化了系統(tǒng)性能與傳輸性能，頻譜利用率也能最大化。所有可能的RTTs而非主RTT被稱為補充RTTs。用戶在移動終端設(shè)備上重新配置 RTT安裝可將任一補充RTT變?yōu)橹鱎TT。對應(yīng)于主RTT及補充RTT的基帶信號，如前所述，被稱為主信號及補充信號。前述主RTT的主信號不經(jīng)前述虛擬機管理2，如前所述，直接與OWA基帶處理子層 相連，以優(yōu)化系統(tǒng)處理性能。前述RTT可以是現(xiàn)有RTT或?qū)鞷TT包括TDMA (時分多址)，CDMA (碼分多址)， OFDMA(正交頻分多址)，PDMA(包分多址)以及新定義的無線標準。圖5是OWA BIOS接口和框架的結(jié)構(gòu)，如前所述，它包括a) OffA頭即OWA BIOS接口及框架的開始部分包括頭、識別及安全加密字，b)訪問處理到OWA BIOS接口和框架的訪問控制，并且給由OWA BIOS接口和框 架控制的系統(tǒng)模塊分配訪問地址。c)計算機BIOS:在PC(個人電腦)系統(tǒng)包括膝上筆記本系統(tǒng)內(nèi)定義的標準 BIOS (基本輸入/輸出系統(tǒng))。d)無線BIOS 定義OWA功能模塊的地址、句柄及指針以及包括前述開放接口參數(shù) (OIP)以及多種系統(tǒng)級OWA基帶模塊的OWA數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。e)同步0WA BIOS接口及框架的同步部分，如前所述，它由主系統(tǒng)時鐘與定時模 塊實現(xiàn)，并更進一步控制相應(yīng)OWA基帶模塊的定時以及所述的OWA虛擬系統(tǒng)。前述計算機BIOS保證了和計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的完全兼容與融合，且系統(tǒng)靈活性強， 能把基于計算機的模塊靈活移至OWA無線終端系統(tǒng)，反之亦然。計算機BIOS及無線BIOS的集成和融合，如前所述，是未來無線及移動通信結(jié)構(gòu)的 新解決方案，因為未來的移動終端設(shè)備將首先是計算機，之后是OWA無線終端。OffA BIOS接口與框架，如前所述，是所有系統(tǒng)模塊、子系統(tǒng)模塊及子層模塊的系統(tǒng) 接口，因此在系統(tǒng)控制及系統(tǒng)性能方面非常重要。OffA BIOS接口和框架，如前所述，也是協(xié)調(diào)OWA虛擬層處理任務(wù)的系統(tǒng)級控制總線。圖6是開放接口參數(shù)(OIP)結(jié)構(gòu)，包括a) OffA識別當前OIP數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的全球ID (識別)，b)系統(tǒng)參數(shù)包括處理參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、無線參數(shù)、功率參數(shù)、天線參數(shù)、帶寬、容 量、性能及服務(wù)質(zhì)量，這些對于移植到其他移動終端平臺非常重要，c)傳輸參數(shù)包含現(xiàn)有基于傳輸?shù)牡讓訁?shù)包括物理(PHY)域、傳輸融合(TC) 域、介質(zhì)訪問控制(MAC)域及為網(wǎng)絡(luò)/傳輸優(yōu)化的鏈路預算(LB)域，
d)頻譜參數(shù)包括現(xiàn)有頻譜識別、頻譜定位、頻譜條件、頻譜指數(shù)及開放頻譜管理 的頻譜優(yōu)化以及頻譜共享技術(shù)，e)0WA校驗和包含用于誤差糾正編解碼的OIP域，及信息加密校驗等.前述傳輸融合(TC)域用于融合網(wǎng)絡(luò)訪問、不同RTTs(空中接口)間的垂直切換以 及多RTTs間的自適應(yīng)調(diào)制編碼。前述鏈路預算(LB)域用于網(wǎng)絡(luò)部署及多RTT環(huán)境融合的網(wǎng)絡(luò)/傳輸優(yōu)化。前述OIP數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能通過OWA識別被排序，此OWA識別與下面相應(yīng)的RTT空中接口的信道號相關(guān)。OIP陣列包含完整的用戶注冊到服務(wù)提供商的RTT空中接口(無線標準)。前述OIP能被從SDM定義的內(nèi)部或外部存儲器模塊存儲或下載，為了適應(yīng)前述的 OWA無線移動終端設(shè)備的便攜空中接口模塊。這樣，用戶通過簡單更換外部存儲卡就能改變 無線標準(或稱為RTT空中接口)，而不需要換掉整個移動終端設(shè)備。如果用戶不需要任何 無線標準，他/她也能很方便的去掉外部存儲卡或者改變外部存儲卡。當用戶在同一電話 上需要多無線標準(RTTs)時，他/她能裝載OIP陣列(0ΙΡ數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)塊)到外部存儲卡中。通過使用本發(fā)明提出的技術(shù)，OWA無線移動終端結(jié)構(gòu)的無線傳輸技術(shù)、基帶處理及 操作系統(tǒng)是完全開放的。專有射頻前端(RF頭)技術(shù)是本發(fā)明未涉及的最大技術(shù)挑戰(zhàn)。本 發(fā)明OWA無線移動終端系統(tǒng)的系統(tǒng)實現(xiàn)非常簡單，因為所有的OWA基帶功能包含前述無線 適配與虛擬子層，OWA基帶處理子層，OWA BIOS接口與框架，軟件定義模塊及主/訪問者OS 接口都能在一片OWA基帶芯片的SoC (片上系統(tǒng))上實現(xiàn)。并且，前述便攜空中接口模塊能 被存儲在或下載于前述的外部存儲卡。而且，不同OS平臺下的多種移動應(yīng)用可以在本發(fā)明 提出的OWA無線移動終端系統(tǒng)下操作和運行。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳 細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保 護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本 發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種無線移動終端設(shè)備的開放無線結(jié)構(gòu)(OPEN WIRELESS ARCHITECTURE-OWA)虛擬系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包含a)OWA基帶處理子層，以支持各種現(xiàn)有和未來的無線電傳輸技術(shù)(RTT)的開放基帶處理，并基于開放接口參數(shù)(OIP)和基帶管理系統(tǒng)，b)無線適配與虛擬子層，以映射前述具體RTT基帶信號(包括主RTT及補充RTT)為開放基帶信號以及前述OWA基帶處理子層中的OIP，或反之，并且在數(shù)據(jù)速率、帶寬和定時等方面互相適配，c)OWA BIOS(基本輸入/輸出系統(tǒng))接口及框架，以處理系統(tǒng)輸入/輸出結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)接口定義、控制以及OWA系統(tǒng)平臺的初始化，d)軟件定義模塊(SDM)，以定義基于OWA系統(tǒng)平臺的便攜空中接口模塊，此模塊允許靈活改變前述RTTs或者通過外擴存儲卡或SIM(外部智能集成模塊)卡的無線標準，e)主操作系統(tǒng)(OS)接口，以提供與前述無線移動終端設(shè)備的主要以及原來操作系統(tǒng)接口，以便用戶能用不同的操作系統(tǒng)重新配置這個前述主操作系統(tǒng)，f)訪問者操作系統(tǒng)接口，以連接補充、外來或訪問者操作系統(tǒng)，以便系統(tǒng)能運行新的應(yīng)用或外來訪問應(yīng)用，g)虛擬機管理者1，以支持不同操作系統(tǒng)之間的無縫切換與交換，處理訪問者操作系統(tǒng)和主操作系統(tǒng)之間的虛擬機映射和監(jiān)控，以及h)開放操作系統(tǒng)BIOS(基本輸入/輸出系統(tǒng))，以支持復用和調(diào)度前述主操作系統(tǒng)以及補充操作系統(tǒng)，并為用戶的應(yīng)用層提供開放操作系統(tǒng)API(應(yīng)用程序接口)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線適配與虛擬子層是用來轉(zhuǎn)換 由所述各種各樣RTT收發(fā)機輸出的基于具體傳輸方式的基帶信號成為所述的開放基帶信 號及所述的開放接口參數(shù)(OIP)，并且反之也然。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的OWA基帶處理子層是用來解調(diào)和解 碼所述的開放基帶信號及所述的開放接口參數(shù)(OIP)，并轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息和控制信息，送往 所述的主操作系統(tǒng)(OS)接口，并且反之也然。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的軟件定義模塊(SDM)是用來存儲 所述的開放接口參數(shù)(OIP)及所述OWA虛擬系統(tǒng)的重要系統(tǒng)信息，以便提供相應(yīng)于各種RTT 的所述的便攜空中接口模塊，以及提供基帶處理的有關(guān)開放模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的軟件定義模塊(SDM)可以存儲在系 統(tǒng)內(nèi)部存儲模塊，外部存儲模塊或從互聯(lián)網(wǎng)(Internet)裝載。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線適配與虛擬子層，所述的OWA 基帶處理子層，所述的主操作系統(tǒng)(OS)接口和所述的開放操作系統(tǒng)BIOS均通過所述的OWA BIOS接口及框架作為重要的系統(tǒng)輸入輸出接口和系統(tǒng)控制總線以協(xié)調(diào)所述OWA虛擬系統(tǒng) 的處理任務(wù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的主操作系統(tǒng)(OS)是用戶最頻繁 使用的或最喜愛的操作系統(tǒng)，并且該所述的主操作系統(tǒng)可以由用戶隨時隨地重新配置或更 改。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的OWABIOS (基本輸入/輸出系統(tǒng)) 接口及框架進一步包括a)OWA頭即所述OWABIOS接口及框架的開始部分包括頭、識別及安全加密字，b)訪問處理與所述OWABIOS接口和框架的訪問控制，并且給由所述0WABI0S接口和 框架控制的系統(tǒng)模塊分配訪問地址，c)計算機BIOS在PC(個人電腦)系統(tǒng)包括膝上筆記本系統(tǒng)內(nèi)定義的標準BIOS (基本 輸入/輸出系統(tǒng))，d)無線BIOS定義OWA功能模塊和OWA數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地址、句柄及指針，其中包括前述開 放接口參數(shù)(OIP)以及多種系統(tǒng)級OWA基帶模塊，e)同步所述OWABIOS接口及框架的同步部分，它由主系統(tǒng)時鐘與定時模塊實現(xiàn)，并 更進一步控制相應(yīng)OWA基帶模塊的定時以及所述的OWA虛擬系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的計算機BIOS能確保與現(xiàn)有計算機 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的兼容性和融合性，并提供系統(tǒng)的靈活性以支持將基于計算機的軟硬件模塊自由 移植到所述的OWA無線移動終端設(shè)備，并且反之也然。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的開放接口參數(shù)(OIP)進一步包括a)OffA識別當前所述OIP數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的全球ID(識別號)，b)系統(tǒng)參數(shù)包括處理參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、無線參數(shù)、功率參數(shù)、天線參數(shù)、帶寬、容量、性 能及服務(wù)質(zhì)量，這些對于移植到其他移動終端平臺非常重要，c)傳輸參數(shù)包含現(xiàn)有基于傳輸?shù)牡讓訁?shù)包括物理(PHY)域、傳輸融合(TC)域、介 質(zhì)訪問控制(MAC)域及為網(wǎng)絡(luò)/傳輸優(yōu)化的鏈路預算(LB)域，d)頻譜參數(shù)包括現(xiàn)有頻譜識別、頻譜定位、頻譜條件、頻譜指數(shù)及開放頻譜管理的頻 譜優(yōu)化以及頻譜共享技術(shù)，e)OWA校驗和包含用于誤差糾正編解碼的OIP域，及信息加密校驗等。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的傳輸融合(TC)域是用來實現(xiàn)融 合的網(wǎng)絡(luò)接入，在所述不同RTT間的垂直移動切換以及為所述多種RTT的自適應(yīng)調(diào)制解調(diào) 和編碼解碼。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的鏈路預算(LB)域是用來支持在 所述多種RTT融合環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)開通，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及傳輸優(yōu)化設(shè)計。
13.一種無線移動終端設(shè)備的開放無線結(jié)構(gòu)(OPEN WIRELESS ARCHITECTURE-OffΑ)無線 適配與虛擬子系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包含a)OffA空中接口映射及適配映射下面基本的物理層無線電傳輸技術(shù)(RTT)至OWA基 帶信號和空中接口，反之亦然，并在接口 /信號結(jié)構(gòu)，緩沖、復用以及調(diào)度方面彼此適配，b)開放接口參數(shù)(OIP)產(chǎn)生器轉(zhuǎn)換空中接口參數(shù)至OWAOIP格式，反之亦然，c)虛擬機管理2映射補充信號成為開放基帶信號，從而優(yōu)化主信號，反之亦然，并且 處理補充信號出入OWA基帶處理子層的預處理與后處理。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的主信號對應(yīng)于主RTT(無線電傳 輸技術(shù))，它是用戶最頻繁使用的或最喜歡的缺省RTT，并可由用戶根據(jù)業(yè)務(wù)區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)有 RTT重新配制所述的主RTT。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的補充信號對應(yīng)于補充RTT，它是 除了所述主RTT以外的其他現(xiàn)有RTT，用戶可以重新配制該無線移動終端設(shè)備中的RTT建立表以實現(xiàn)將任一所述補充RTT轉(zhuǎn)換為所述主RTT。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的主信號繞過所述的虛擬機管理 2，直接連接到所述的OWA基帶處理子層，以優(yōu)化和提升系統(tǒng)處理的性能。
17.一個基于開放無線結(jié)構(gòu)(OPEN WIRELESS ARCHITECTURE-OffΑ)的無線移動終端設(shè) 備，其特征在于，該系統(tǒng)包含a)OWA虛擬層，以支持所述基于OWA的無線移動終端設(shè)備的系統(tǒng)級實現(xiàn)，b)開放和便攜式應(yīng)用與操作系統(tǒng)(OS)層，以支持所述基于OWA的無線移動終端設(shè)備的 用戶級實現(xiàn)，c)開放和多重RTT(無線電傳輸技術(shù))層，以支持所述基于OWA的無線移動終端設(shè)備的 傳輸級實現(xiàn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的OWA虛擬層允許在所述的RTT層 和所述的應(yīng)用與操作系統(tǒng)(OS)層之間實現(xiàn)OWA層的虛擬化，以保證它們之間在結(jié)構(gòu)與操作 上的完全獨立性和開放性，并使用戶能開發(fā)基于不同RTT的移動應(yīng)用，而且在不同的OS平 臺上自由移動不同的用戶應(yīng)用，同時能使基于OWA的無線移動終端設(shè)備上的訪問者OS運行 在主OS上，以充分支持不同OS平臺間的無縫切換和交換。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的OWA虛擬層由所有所述的系統(tǒng)級 功能組成，包括OWA基帶處理，無線適配與虛擬，OffA BIOS (基本輸入/輸出系統(tǒng))接口及 框架，軟件定義模塊(SDM)，主操作系統(tǒng)(OS)接口和訪問者操作系統(tǒng)接口及開放操作系統(tǒng) BIOS (基本輸入/輸出系統(tǒng))，所有這些都可以在一片OWA基帶芯片上實現(xiàn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的主OS和所述的主RTT負責所述無 線移動終端設(shè)備的主系統(tǒng)操作模式以最大提升系統(tǒng)性能，同時也使所述無線移動終端設(shè)備 可以在補充操作模式下自由工作在不同的OS和不同的RTT平臺上包括所述的補充OS和補 充 RTT。
全文摘要
通過在物理傳輸層和用戶應(yīng)用與操作系統(tǒng)層之間構(gòu)建一個虛擬的開放無線結(jié)構(gòu)(OWA)層以提供一個融合的開放無線電傳輸平臺，并保證用戶的應(yīng)用與操作系統(tǒng)層完全獨立于無線傳輸層。OWA虛擬層定義了對應(yīng)于物理層無線電傳輸技術(shù)(RTT)的便攜式無線空中接口模塊以便能通過一個簡單的外部存儲卡以靈活地轉(zhuǎn)換不同的RTT，并使任何訪問者操作系統(tǒng)能運行在移動終端設(shè)備的主操作系統(tǒng)上以支持不同操作系統(tǒng)下的無縫切換。
文檔編號H04W88/02GK101808128SQ201010126369
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月18日
發(fā)明者盧偉 申請人:盧偉