本发明涉及一种支持802.11ac和蓝牙功能的车载无线通信模组及其实现方法。
背景技术：
目前，市场上主流的车载近距离通信产品为无线wifi，支持802.11n通信制式，该制式下单天线最高只能支持到150mbps带宽，双天线最高只能支持到300mbps带宽。根据市场对车上乘客的调研，乘客在车内需要进行屏幕分享，高速上网等功能时，802.11n方案通讯带宽上无法很好满足，需要引入更高带宽的产品。
基于扩展无线通信速率，提高车内无线带宽的要求，设计一款新型的无线通信模组，支持802.11ac方案，频带宽度最高支持80mhz，通讯带宽最高可以支持到867mbps。
本发明的目的是提供一种基于wifi802.11ac的通信制式，同时具有bt功能的无线模组方案，实现了车内近距离通信的高速化，高带宽。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种支持802.11ac和蓝牙功能的车载无线通信模组及其实现方法，通过sdio高速连接，将有线信号通过wifi和bt释放给手机用户；实现车内屏幕分享，蓝牙连接，热点覆盖，提升汽车内部的无线通信能力。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种支持802.11ac和蓝牙功能的车载无线通信模组，由主控cpu及与该主控cpu连接的射频电路、供电电路封装而成，主控cpu的控制部分引脚作为整个车载无线通信模组封装的引脚，主控cpu的射频部分引脚经所述射频电路作为整个车载无线通信模组封装的引脚，主控cpu的控制部分引脚、射频部分引脚还与所述供电电路连接；所述主控cpu的控制部分引脚包括sdio接口引脚、uart接口引脚。
在本发明一实施例中，所述射频电路包括第一射频芯片、第二射频芯片、双工芯片、第一至第五电感、第一至第四电阻、第一至第十六电容，所述第一射频芯片的lna_en、vrx、vtx引脚分别与主控cpu的rf_sw_ctrl_2、rf_sw_ctrl_4、rf_sw_ctrl_3引脚连接，第一射频芯片的rx引脚经第一电感与主控cpu的wrf_rfin_5g引脚，第一电感的两端还分别经第三电容、第四电容连接至gnd端，第一射频芯片的tx引脚经第一电容、第二电感与主控cpu的wrf_rfout_5g引脚连接，第一射频芯片的tx引脚经第一电容还经第二电容连接至gnd端，第一射频芯片的vdd引脚分别经第五电容、第六电容连接至gnd端，第一射频芯片的vdd引脚还与所述供电电路连接，第一射频芯片的ant引脚经第七电容分别与第八电容的一端、第一电阻的一端、第二电阻的一端连接，第八电容的另一端连接至gnd端，第一电阻的另一端与所述双工芯片的high端连接，第一电阻的另一端还经第三电阻连接至gnd端，第二电阻的另一端作为整个车载无线通信模组封装的ant1(5g)引脚，第一射频芯片的gnd引脚连接至gnd端；所述第二射频芯片的lna_en、vtx、vrx、vbt引脚分别与主控cpu的rf_sw_ctrl_1、rf_sw_ctrl_8、rf_sw_ctrl_0、rf_sw_ctrl_7引脚连接，第二射频芯片的tx引脚经第九电容、第三电感与主控cpu的wrf_rfout_2g引脚连接，第二射频芯片的tx引脚经第九电容还经第十电容连接至gnd端，第二射频芯片的rx引脚经第十一电容、第四电感与主控cpu的wrf_rfin_2g引脚连接，第二射频芯片的rx引脚经第十一电容还经第十二电容连接至gnd端，第二射频芯片的bt引脚经第十三电容连接至主控cpu的bt_rf_tx引脚，第二射频芯片的vdd引脚经第五电感与所述供电电路连接，第二射频芯片的vdd引脚经第五电感还经第十四电容连接至gnd端，第二射频芯片的ant引脚经第十五电容、第四电阻与所述双工芯片的low引脚连接，第二射频芯片的ant引脚经第十五电容还经第十六电容连接至gnd端，第二射频芯片的gnd引脚连接至gnd端；所述双工芯片的gnd1、gnd2、gnd3引脚均连接至gnd端，双工芯片的common引脚作为整个车载无线通信模组封装的ant1引脚。
在本发明一实施例中，主控cpu的控制部分引脚还连接有参考时钟电路。
在本发明一实施例中，所述参考时钟电路包括晶振、第十七电容、第十八电容、第六电感，晶振的output引脚经第十七电容与主控cpu的wrf_xtal_xin连接，晶振的vdd引脚经第六电感与所述供电电路连接，晶振的vdd引脚经第六电感还经第十八电容连接至gnd端，晶振的gnd1、gnd2引脚均连接至gnd端。
在本发明一实施例中，所述供电电路包括电源芯片、第五至第六电阻、第十九至第二十一电容，电源芯片的vin引脚经第十九电容连接至gnd端，电源芯片的vin引脚还经第五电阻连接至电源芯片的ce引脚，电源芯片的vin引脚还与所述射频电路连接，电源芯片的vin引脚作为整个车载无线通信模组封装的vbat引脚，电源芯片的ce引脚还经第六电阻与主控cpu的clk_req引脚连接，电源芯片的ce引脚还经第二十电容连接至gnd端，电源芯片的vout引脚经第二十一电容连接至gnd端，电源芯片的vss引脚连接至gnd端。
本发明还提供一种基于上述所述车载无线通信模组的实现方法，实现如下，
（1）通过主控cpu的sdio接口引脚、uart接口引脚与上位机连接，实现车载无线通信模组的主控cpu与上位机的通信；
（2）终端设备通过wifi或bt与车载无线通信模组的主控cpu通信；
（3）主控cpu采用最小的时间间隔来区分wifi工作的时间以及bt工作的时间，通过将工作时间做协调，使得wifi和bt以最大的效率进行工作，从而提升汽车内部的无线通信能力。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明模组通过sdio高速连接，将有线信号通过wifi和bt释放给手机用户，具体具有以下优点：
1、高速传输接口实现了模组和外围设备的高速数据传输；
2、wifi功能提供无线接入功能，让终端设备能够通过wifi连接到模组；
3、bt功能提供无线接入功能，让终端设备能够通过蓝牙连接到模组；
4、处理器提供处理能力，处理wifi和bt来的数据，并将需要传输给其他设备的数据进行处理并通过sdio进行传输；
5、该模组向下兼容802.11a/b/g/n；
6、蓝牙功能支持bt4.1，支持传统蓝牙2.0/3.0，支持低功耗蓝牙。
附图说明
图1为本发明车载无线通信模组实现原理框图。
图2是本发明车载无线通信模组主控cpu射频部分与射频电路、参考时钟电路连接电路原理图。
图3是本发明车载无线通信模组主控cpu射频部分、供电电路电路原理图。
图4是本发明车载无线通信模组主控cpu电源部分电路原理图。
图5是本发明车载无线通信模组封装引脚示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
如图1-5所示，本发明的一种支持802.11ac和蓝牙功能的车载无线通信模组，由主控cpu（本实施例采用bcm88335，也可采用其他具有类似功能芯片实现）及与该主控cpu连接的射频电路、供电电路封装而成，主控cpu的控制部分引脚作为整个车载无线通信模组封装的引脚，主控cpu的射频部分引脚经所述射频电路作为整个车载无线通信模组封装的引脚，主控cpu的控制部分引脚、射频部分引脚还与所述供电电路连接。所述主控cpu的控制部分引脚包括sdio接口引脚、uart接口引脚。
所述射频电路包括第一射频芯片（本实施例采用rffm8550，也可采用其他具有类似功能芯片实现）、第二射频芯片（本实施例采用rffm8550，也可采用其他具有类似功能芯片实现）、双工芯片（本实施例采用dpx165950dt-8048a1，也可采用其他具有类似功能芯片实现）、第一至第五电感、第一至第四电阻、第一至第十六电容，所述第一射频芯片的lna_en、vrx、vtx引脚分别与主控cpu的rf_sw_ctrl_2、rf_sw_ctrl_4、rf_sw_ctrl_3引脚连接，第一射频芯片的rx引脚经第一电感与主控cpu的wrf_rfin_5g引脚，第一电感的两端还分别经第三电容、第四电容连接至gnd端，第一射频芯片的tx引脚经第一电容、第二电感与主控cpu的wrf_rfout_5g引脚连接，第一射频芯片的tx引脚经第一电容还经第二电容连接至gnd端，第一射频芯片的vdd引脚分别经第五电容、第六电容连接至gnd端，第一射频芯片的vdd引脚还与所述供电电路连接，第一射频芯片的ant引脚经第七电容分别与第八电容的一端、第一电阻的一端、第二电阻的一端连接，第八电容的另一端连接至gnd端，第一电阻的另一端与所述双工芯片的high端连接，第一电阻的另一端还经第三电阻连接至gnd端，第二电阻的另一端作为整个车载无线通信模组封装的ant1(5g)引脚，第一射频芯片的gnd引脚连接至gnd端；所述第二射频芯片的lna_en、vtx、vrx、vbt引脚分别与主控cpu的rf_sw_ctrl_1、rf_sw_ctrl_8、rf_sw_ctrl_0、rf_sw_ctrl_7引脚连接，第二射频芯片的tx引脚经第九电容、第三电感与主控cpu的wrf_rfout_2g引脚连接，第二射频芯片的tx引脚经第九电容还经第十电容连接至gnd端，第二射频芯片的rx引脚经第十一电容、第四电感与主控cpu的wrf_rfin_2g引脚连接，第二射频芯片的rx引脚经第十一电容还经第十二电容连接至gnd端，第二射频芯片的bt引脚经第十三电容连接至主控cpu的bt_rf_tx引脚，第二射频芯片的vdd引脚经第五电感与所述供电电路连接，第二射频芯片的vdd引脚经第五电感还经第十四电容连接至gnd端，第二射频芯片的ant引脚经第十五电容、第四电阻与所述双工芯片的low引脚连接，第二射频芯片的ant引脚经第十五电容还经第十六电容连接至gnd端，第二射频芯片的gnd引脚连接至gnd端；所述双工芯片的gnd1、gnd2、gnd3引脚均连接至gnd端，双工芯片的common引脚作为整个车载无线通信模组封装的ant1引脚。
主控cpu的控制部分引脚还连接有参考时钟电路。所述参考时钟电路包括晶振、第十七电容、第十八电容、第六电感，晶振的output引脚经第十七电容与主控cpu的wrf_xtal_xin连接，晶振的vdd引脚经第六电感与所述供电电路连接，晶振的vdd引脚经第六电感还经第十八电容连接至gnd端，晶振的gnd1、gnd2引脚均连接至gnd端。
所述供电电路包括电源芯片（本实施例采用s-1339d18-m5t1u3，也可采用其他具有类似功能芯片实现）、第五至第六电阻、第十九至第二十一电容，电源芯片的vin引脚经第十九电容连接至gnd端，电源芯片的vin引脚还经第五电阻连接至电源芯片的ce引脚，电源芯片的vin引脚还与所述射频电路连接，电源芯片的vin引脚作为整个车载无线通信模组封装的vbat引脚，电源芯片的ce引脚还经第六电阻与主控cpu的clk_req引脚连接，电源芯片的ce引脚还经第二十电容连接至gnd端，电源芯片的vout引脚经第二十一电容连接至gnd端，电源芯片的vss引脚连接至gnd端。
本发明还提供一种基于上述所述车载无线通信模组的实现方法，实现如下，
（1）通过主控cpu的sdio接口引脚、uart接口引脚与上位机连接，实现车载无线通信模组的主控cpu与上位机的通信；
（2）终端设备通过wifi或bt与车载无线通信模组的主控cpu通信；
（3）主控cpu采用最小的时间间隔来区分wifi工作的时间以及bt工作的时间，通过将工作时间做协调，使得wifi和bt以最大的效率进行工作，从而提升汽车内部的无线通信能力。
本发明工作原理简述如下：
主控cpu连接通过sdio接口以及uart接口连接到模组引脚封装，提供使用者有线连接的方式。主控cpu同时需要处理内部的wifi以及bt信号，处理并协调wifi以及bt信号之后，无线功能能够正常使用。
rf部分提供了功率放大以及滤波，切换的功能。终端设备通过wifi或bt连接到模组，无线视频信号经过rf部分电路实现了功率放大，放大功能主要包括两个部分：一个是模块发送给终端的信号，此部分运用了功率放大的功能；一个是终端发送给模块的信号，此部分运用了低噪声放大的功能。
为了协调wifi以及bt的正常工作，还需要主控cpu介入处理wifi以及bt的共存问题。在处理器内部能够用最小的时间间隔来区分wifi工作的时间以及bt工作的时间，通过将工作时间做协调，从而能够使得wifi和bt以最大的效率进行工作。
将内部电路封装在图5所示的引脚定义的模组内部。使用该封装的模组能够快速建立具有802.11ac/a/b/g/n以及带有传统蓝牙和低功耗蓝牙的功能。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。