探究RM310无线通信模块的设计与实现

探究 RM310无线通信模块的设计与实现

韦秋园

【摘 要】 RM310是以 ASR1802S通信处理器方案作为基础而研发的无线通信模块，适用于 M2M与 IoT，适用于 TD-LTE/FDD-LTE等多种不同通信协议，通过 LTE3GPPRel.11技术满足下行速率最低值与上行速率峰值，内涵多个网络协议，参照工业标准形成多个接口，为驱动和各项功能提供支持，围绕系统框架以及硬件设备制定方案。通信模块应用广泛，如笔记本电脑、监控设备、路由器等不同设备均可使用该通信模块。基于此，文章对 RM310无线通信模块的设计与实现进行分析探讨。

【关键词】RM310；无线通信模块；设计与实现

无线模块对于物联网运行而言具有十分重要的作用，实现网络连接与位置确定的主要设施，用于实现不同设备数据传递。伴随科学技术水平提升，物联网深入社会各个领域当中，在这种环境的影响下LTE无线通信模组应用愈发频繁。本文以物联网实际应用作为入手点，设计通信模块包含基带处理装置、存储设施、射频发射以及接收装置、外围接口，运用LCC标准封装模块，适应基于物联网形成的环境，体现模块具有的价值。

1无线通信模块具有的优势

1.1成本廉价

有线通信方式的建立必须架设电缆，或挖掘电缆沟，因此需要大星的人力和物力;而用无线数传电台建立专用无线数据传输方式则无需架设电缆或挖掘电缆沟，只需要在每个终端连接无线数传电台和架设适当高度的天线就可以了。相比之下用无线数传模块建立专用无线数据传输方式，节省了人力物力，投资是相当节省的。

1.2建设工程周期短

当要把相距数公里到数十公里距离的远程站点相互连接通讯的时候，采用有线的方式，必须架设长距离的电缆或者挖掘漫长的电缆沟，这个工程周期可能就需要数个月的时间，而用数传模块建立专用无线数据传输的方式，只需要架设适当高度的天线,工程周期只需要几天或者几周就可以，相比之下，无线的方式可以迅速组建起通信链路，工程周期大大缩短。

1.3适应性好

有线通讯的局限性太大，在遇到一些特殊的应用环境，比如遇到山地、湖泊、林区等特殊的地理环境或是移动物体等布线比较困难的应用环境的时候，将对有线网络的布线工程有着极强的制约力，而用无线数传模块建立专用无线数据传输方式将不受这些限制，所以说用无线数传模块建立专用无线数据传输方式将比有线通讯有更好的更广泛的适应性，几乎不受地理环境限制。

1.4扩展性好

在用户组建好一个通讯网络之后，常常因为系统的需要增加新的设备。如果采用有线的方式，需要重新的布线，施工比较麻烦，而且还有可能破坏原来的通讯线路，但是如果采用无线数传电台建立专用无线数据传输方式，只需将新增设备与无线数传电台相连接就可以实现系统的扩充了，相比之下有更好的扩展性。

2RM310无线通信模块系统组成

RM310无线通信模组成较为复杂包含多个部分，例如基带处理装置、电源管理、存储装置等。机电处理装置所用芯片为ASR1802S芯片，该芯片具有集成特性，是现代科学技术不断发展创新生成的产物，可实现信息快速处理，能够满足3GPP协议的2G/3G/4G等不同制式提出的通信需求，基于此可生成应用处理装置，为Linux环境各类程序运行提供支持。电源管理分为不同电压域，用于为基带和射频部分提供电力能源。存储装置采取GD25LQ128DWIGR 128 Mbit的NOR Flash，因模块所用芯片适用RTOS操作系统，规格较小，使用128 Mbit的NOR Flash即可满足具体需求。射频接收以及发送装置选用ASRRF858芯片，这类芯片具有多个频段以及模式，可满足HSPA+、EGPRS等数据通信提出的需求。外部接口类型繁多，分作USB接口、USIM卡接口等。

3RM310无线通信模块设计

3.1电源系统

RM310模块运行过程中电源维持在3.3-4.3这一范围内，为使模块具有的作用得到充分发挥，所输入的电压不能超过上述范围。电源对模块运行而言具有十分重要的作用，是保证模块稳定的要素，模块运行过程中，射频发出之后电流会在短时间内上升，引起突发脉冲，监测VBAT电源能够看出电压呈下降趋势，正因如此模块电源进行设计IDE过程中要掌握模块具有的性能，这关乎设计合理性与可靠性。RM310模块所提供的电流不能低于2A，模块拥有多个VBAT引脚，用于和外部电源及电池连接。模块所拥有的电源分为两个部分，为射频以及基带供电。模块内部的PMIC ASRPM802运作效率较高，具有集成特性，可对电路进行管理，具备自动采样ADC测量单以及RTC等功能，可结合实际应用情况提供相应的BUCK以及多路LDO。

3.2无线射频收发系统

通信模块配备的射频系统包含发射机和接收装置等，是由不同工作单元组成，如功率放大模块、射频开关模块等。接收装置又分作主分集、单分集接收等。ASRRF858具有多种模式同时能够实现高频发射，体现集成特性，能够为HSPA+、LTE FDD&TDD提供支持，适用于20 MHz信号带宽当中。主集接收集成分作多个端口、高频端口、甚高频端口以及低频端口等多种，而分集接收包含输入端口、甚高频端口、高低频端口等多种。可以为26 MHz DCXO和VCTCXO提供支持。功率放大模块以SKY77643 MMPA作为主体，适用3G/4G频段，同时处于WCDMA、TD-SCDMA和LTE模式的情况下工作效率有搜提升，而且模式繁多功率随之增加。射频开关又包括主集与分集两种完全不同的开关模块，前者选用SKY77916芯片，这是具备发射及接收的射频前端模组，在这一前端组的支持之下，模块能够实现3G/4G射频之间的切换，集成2G四频功率放大器射频输入，配备多个发射/接收天线切换端口。分集开关模块所用SKY13418-485LF可为0.1~3.0 GHz这一范围内的频段提供支持，SP8T天线开关损耗较低，具有较好的隔离效果反应速度更快。

3.3模块外围接口电路

模块外围接口电路有串口、USB、USIM、天线等接口。RM310的USB接口符合USB2.0规范，支持高速（480 Mbps）和全速（12 Mbps）模式。可用于AT命令传送、数据传输、软件调试、软件升级使用。模块有两个串口：主串口和调试串口。主串口支持多种波特率，默认波特率为115 200 bps，用于数据传输和AT命令传送；调试串口支持115 200 bps波特率，用于部分日志输出。SIM卡接口支持ETSI和IMT-2000卡规范，支持1.8 V和3.0 V（U）SIM卡。模块设计有一个主天线接口、一个分集接收天线接口，天线端口阻抗为50Ω。

4实现结果

针对设计的系统进行了整体性能测试，给出了射频测试指标和功耗数据，测试结果满足3GPP规范要求。

4.1射频指标测试主要射频指标发射功率及接收灵敏度指标如表1所示。

表1主要射频指标

4.2功耗测试

关机功耗20μA；空闲功耗40 mA。

4.3实物开发板

图1是RM310无线通信模块应用开发板。

图1 RM310模组开发板实物

5结语

结合上述内容可以看出，文章所提及的无线通信模块适应3GPP协议，经过一系列认证，该模块符合国家质量标准提出需求的，得到专业机构认可，同时由该模块为主体的电信设备得到进网许可，适用不同频段，可为不同系统驱动提供支持，操作简单便捷难度较低，在物联网方面得到广泛应用，为我国通信产业发展贡献了力量，使我国信息化水平逐渐提升。基于此要对模块设计给予足够重视，认识到模块运行过程中发挥的作用，体现其价值所在。

参考文献

[1]柳春青.RM310无线通信模块的设计与实现[J].通讯世界,2020,27(7):2.

[2]吴鸿,王益斌,余秋军.基于ZigBee无线通信技术的PLC控制系统设计与实现[J].能源与环保,2022,44(2):7.

[3]林学听.一种无线通信模块:,CN206181021U[P].

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