CN101710834B - 无线数据终端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，提供了一种无线数据终端设备。该无线数据终端设备包括无线通信单元及外壳，可用于数据处理设备的网络连接，其中，无线通信单元包括：天线***，与外壳相连，用于接收和发送射频信号；PCB主板，位于外壳内部，对所述射频信号进行处理，以供无线通信，至少设有射频处理模块和基带处理模块。本发明无线数据终端设备在无线通信单元设置天线***和PCB主板，可与数据处理设备移动或固定连接，以便无线通信，改善了现有技术中无线数据终端的天线接收效果；并且本发明无线数据终端设备体积小，方便携带。

Description

无线数据终端设备
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，更具体地说，涉及一种无线数据终端设备。
背景技术
移动通信是当今社会发展最为迅猛的产业之一，随着各种3G/4G技术的不断发展，无线网络所能提供宽带数据业务的能力越来越高，而能够为用户提供这种移动数据业务的各种各样的终端，也越来越多的被人们关注。
目前的无线数据终端产品主要分为三大类：第一类是数据卡形式的终端，大多以USB Dongle(USB蓝牙适配器)形式为主，大小与U盘相当，主要满足移动的数据业务，例如，用户可通过数据卡与笔记本电脑相连，实现网络连接并与外界进行数据交互；第二类为CPE(Customer Premise Equipment，宽带用户端设备)，例如电话、路由器等，外形各异，主要满足于固定的室内综合应用，包括数据业务、传真业务等，该类设备需要独立电源供电；第三类主要是内嵌了相应无线传输模块的手机、PDA(Personal Digital Assistant，个人数码助理)等设备，该类设备可不依靠于宿主设备(电脑)，具有丰富的上层应用及集成度较高的多媒体终端。
上述数据卡和CPE两类终端产品，作为专门用于提供数据接入的设备，各有优缺点：数据卡体积小携带方便，且不需要独立电源，因此成本较低。但是由于其体积小，带来了射频增益的缺陷，通常数据卡的天线增益普遍在0～2dBi左右，EIRP(Effective Isotropic Radiated Power，有效全向辐射功率)值为23dBm，较低的增益导致用户在室内信号衰减较差的情况下应用时的性能较差；CPE体积相对较大，由于采用了较大的功放和天线，天线增益可以达到5～6dBi，EIRP值可以达到32～33dBm，因此加强了室内覆盖效果，但同时由于体积大，且内嵌了独立CPU等模块，导致成本增加，且需要独立电源供电，不方便用户携带和移动使用。
发明内容
本发明的主要目的在于针对现有技术缺陷，提供一种便于用户携带并且具有较高的射频增益无线数据终端设备。
本发明无线数据终端设备包括无线通信单元及外壳，用于数据处理设备的无线网络连接，其中，无线通信单元包括：
天线***，与所述外壳相连，用于接收和发送射频信号；
PCB主板，位于所述外壳内部，对所述射频信号进行处理，以供无线通信，至少设有射频处理模块和基带处理模块。
优选地，所述天线***包括CPE天线，所述PCB主板为数据卡式PCB主板。
优选地，上述CPE天线为平板式天线或柱状伸缩式天线，包括两接收天线和一发射天线。
优选地，上述CPE天线为平板式天线，可水平位于所述外壳内腔。
优选地，所述CPE天线为平板式天线，可竖向立于所述外壳两侧，并可相向旋转打开。
上述外壳还可包括支架，位于所述外壳的背面，支撑外壳竖向放置。
优选地，所述PCB主板包括电源管理模块，对PCB主板及无线通信单元供电。
优选地，所述接收天线的增益大于5dBi。
优选地，所述接收天线间的间距为80～120mm。
优选地，所述PCB主板还包括USB接口及以太网接口。
由上可知，本发明无线数据终端设备在无线通信单元设置天线***和可PCB主板，可与数据处理设备移动或固定连接，以便无线通信，改善了现有技术中无线数据终端的天线接收效果；并且本发明无线数据终端设备体积小，方便携带。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式中无线数据终端设备的结构示意图；
图2是上述实施方式的一个实施例中无线通信单元的结构示意图；
图3是上述实施方式的一个实施例中天线***的结构示意图；
图4是上述实施方式的另一个实施例中天线***的结构示意图；
图5是上述实施方式的又一个实施例中天线***的结构示意图；
图6是上述实施方式的又一个实施例中天线***的结构示意图。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明的一个实施方式中无线数据终端设备的结构。如图1所示，本发明无线数据终端设备10可与数据处理设备20相连，用于数据处理设备20的网络连接，该无线数据终端设备10可包括无线通信单元11以及外壳12。
无线通信单元11可包括天线***110，其与外壳12相连，用于接收和发送射频信号。
上述无线通信单元11还可包括PCB主板111，位于外壳12的内部，该PCB主板111至少设有射频处理模块112及基带处理模块113，用于射频信号的滤波、转换及基带的编解码和协议栈加载、运行等，以满足数据处理设备20与网络之间的无线通信。
本发明无线数据终端设备10将设有天线***110和PCB主板111的无线通信单元11集成到外壳12，可移动或固定连接数据处理设备以便网络连接，室内覆盖效果较好，并且便于移动和携带。
图2示出了上述实施方式中无线通信单元11的结构。如图2所示，天线***110可以是CPE(Customer Premise Equipment，宽带用户端设备)天线，其设有接收天线114和发射天线115，用于接收和发射射频信号。
众所周知，CPE(例如路由器、电话等)采用了较大的功放和天线，天线增益可以达到5～6dBi，EIRP值可以达到32～33dBm，因此室内覆盖效果较好。
在一实施例中，天线***110可包括两组天线，一组用于接收射频信号，另一组用于接收和发射射频信号。在一示例中，天线***110可以为柱状收缩式天线；在另一示例中，天线***110可以为平板式天线。
PCB主板111可以为数据卡PCB主板。如本领域普通技术人员所周知，数据卡的大小与U盘相当，内置有PCB主板，利用该PCB主板，可实现数据处理设备(例如，个人电脑等)的网络连接，并且，由于数据卡外形小巧，携带方便。上述PCB主板111中的功能模块可以与数据卡中的PCB主板一致，至少包括射频处理模块112及基带处理模块113。其中，所述射频处理模块112可将天线111接收的射频信号转换成数据信号并传输至基带处理模块113。基带处理模块113用于处理射频处理模块112转换的数据信号，以供数据处理设备20读取，并可将数据处理设备20端的数据信号转换成射频信号，通过发射天线115发射。数据卡中的PCB主板结构及原理为本领域普通技术人员所周知，在此不再赘述。
上述实施例中，还可在PCB主板111设置电源管理模块116，以对本发明无线数据终端设备10供电。例如，可在电源管理模块116设置一电池，以提供电能。为了更好地与外部数据处理设备20连接，可在PCB主板111中设置USB接口117，以供数据处理设备20与网络进行数据交互。
应当说明的是，本发明中所称网络可以是WiMAX、WIFI、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA-EVDO以及GSM中的任一网络。
如图3所示，上述实施例中，CPE天线可以为平板式天线，设有两组，水平位于外壳12的内部。两组天线中，其中接收天线114可用于接收射频信号，另一组发射天线115可用于接收射频信号并将在数据交互过程中基带处理模块113所转换的射频信号发射。为使天线***110获得较好的接收效果并且不至相互干扰，将接收天线114和发射天线115相隔一定距离。在一实施例中，可设置上述两组天线相隔80mm，在另一实施例中，可设置两组天线相隔100mm，在又一实施例中，还可设置上述两组天线相隔120mm。实验证明，两天线的距离大于100mm时，可保证天线的隔离度大于-17dB，天线增益可以达6dBi的峰值。
相对CPE装置，本发明无线数据终端设备10中的PCB主板111不需要单独的CPU，相应的处理是由数据处理设备20(例如，个人电脑等)端的CPU来分担的，因此实际的上下行数据吞吐量通常可以达到的理论值。CPE由于必须由内嵌的CPU平台来支撑某些应用，但内嵌的CPU通常由于处理能力不够，限制了上下行数据吞吐量，使之不能达到理论值。本发明无线数据终端设备10由于采用数据卡式PCB主板，不需要内嵌CPU模块，不受内嵌CPU模块处理能力的限制，数据吞吐量可以保持和数据卡一致的优势。
在一示例中，外壳12还可设有USB接口117，用于与外部数据处理设备相连并进行数据交互。
外壳12的大小可根据天线的尺寸紧凑设置，例如，外壳12的长度和宽度方向尺寸可根据上述接收天线114和发射天线115之间的距离及两天线的宽度和长度进行确定，而厚度则可根据PCB主板111的高度进行设置。
如图4所示，上述实施例中，考虑天线竖向放置时，接收效果相对更好，可在外壳12的背面设置一支架121，当利用本发明无线数据终端工作时，可利用该支架121将外壳12支撑，使天线竖向放置，以便更好地接收射频信号。
由于将天线置于外壳12内部，相对来说，数据卡式PCB主板111的工作空间得以扩展，改善了现有技术中数据卡内部PCB主板的散热，解决了现有技术中数据卡经常发热的技术问题。
相对现有CPE装置，本发明无线数据终端体积大为减少，而相对现有的数据卡，本发明无线数据终端的天线增益大为增加，从而使室内覆盖效果得以改善。
如图5所示，上述实施例中，为了进一步提高接收灵敏度，改善弱信号的情况下，网络接入能力，还可将上述两组平板天线竖向设置于外壳12的两侧。并且，如图6所示，在一实施例中，可设置上述接收天线114和发射天线可相向旋转打开。
由于两组天线竖向设置于外壳12的两侧，外壳12的厚度可根据天线的高度设置，并且，可适当增加两组天线的间距，使其不但具有更好的接入能力及接收灵敏度，还可增加外壳12的内部空间，以方便其它模块的设置，例如，可在PCB主板111增加电源管理模块，以对本发明无线数据终端设备10进行供电，还可设置存储卡模块、LCD液晶显示屏、VoIP、以太网接口等功能模块，使本发明无线数据终端设备10的功能更加全面。
本发明无线数据终端设备10相对现有技术中数据卡和CPE装置两类设备，其有益效果请参考下表：
  对比项   数据卡   CPE   无线数据终端设备10
  体积   小   大   紧凑
  供电方式   USB供电   电源供电   同数据卡或电池供电
  应用场景   移动   固定   移动+固定
  TX发射功率   23dBm   27dBm   23dBm
  天线增益   0～2dBi   5～6dBi   5～6dBi
  EIPR值   23dBm   32～33dBm   28～29dBm
  平均吞吐量DL/UL   以WiMAX为例可以达到其理论值：18Mbps/6Mbps   实际只能达到：10Mbps/4Mbps   18Mbps/6Mbps
  功耗   小   大   小
  散热效果   差   好   良好
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无线数据终端设备，包括无线通信单元及外壳，用于数据处理设备的无线网络连接，其特征在于，所述无线通信单元包括：
天线***，与所述外壳相连，用于接收和发送射频信号；
PCB主板，位于所述外壳内部，对所述射频信号进行处理，以供无线通信，设有射频处理模块和基带处理模块；所述天线***包括CPE天线，所述PCB主板为数据卡PCB主板；所述CPE天线为平板式天线或柱状伸缩式天线，设置在外壳两侧，设有两组，其中一组接收射频信号，另一组接收和发送射频信号；所述接收天线间的间距为80～120mm；所述CPE天线为平板式天线，竖向立于所述外壳两侧，并可相向旋转打开；所述无线数据终端设备还包括支架，位于所述外壳的背面，支撑外壳竖向放置。
2.根据权利要求1所述的无线数据终端设备，其特征在于，所述PCB主板还包括电源管理模块，对PCB主板及无线通信单元供电。
3.根据权利要求2所述的无线数据终端设备，其特征在于，接收天线的增益大于5dBi。
4.根据权利要求2所述的无线数据终端设备，其特征在于，所述PCB主板还包括USB接口及以太网接口。
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