双模双卡双待双通无线终端及其通信方法

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.3

(22)申请日 2009.03.03

(71)申请人 展讯通信(上海)有限公司

地址 201203 上海市浦东张江高科技园区祖冲之路2288弄展讯中心1号楼

(72)发明人 江平

(74)专利代理机构 上海明成云知识产权代理有限公司

代理人 成春荣

(51)

H04W88/06

H04M1/725

(10)申请公布号 CN 101827464 A

(43)申请公布日 2010.09.08

权利要求说明书 说明书 幅图

(54)发明名称

双模双卡双待双通无线终端及其通

信方法

(57)摘要

本发明涉及无线通信领域，公开了

一种双模双卡双待双通无线终端及其通信

方法。本发明中，USIM卡驻留在GSM小

区时，两卡时分复用GSM射频物理层，

USIM卡驻留在WCDMA小区时，两卡分

别使用GSM和WCDMA射频物理层，这

样就以较少的射频器件实现了双卡双待双

通，包括GSM+GSM方式和

WCDMA+GSM方式，其中一个卡还可在

GSM和WCDMA之间双模无缝切换。SIM

卡和USIM卡发生寻呼信道冲突时，其中

一卡进行小区重选，如果依然冲突，则可

以放弃SIM卡。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

1.一种双模双卡双待双通无线终端，其特征在于，包括：

支持全球移动通信系统GSM和宽带码分多址第三代移动通信系统3G双模的用户

服务识别模块USIM卡、和支持GSM的用户识别模块SIM卡；

支持SIM卡的接入层和支持USIM卡的接入层；

一个GSM射频物理层和一个3G射频物理层；

当USIM卡驻留在GSM小区时，两个所述接入层以时分复用方式共享所述GSM

射频物理层；

当USIM卡驻留在3G小区时，所述支持SIM卡的接入层使用GSM射频物理层，

所述支持USIM卡的接入层使用3G射频物理层。

2.根据权利要求1所述的双模双卡双待双通无线终端，其特征在于，

所述第三代移动通信系统是以下之一：

宽带码分多址WCDMA、时分同步码分多址TD-SCDMA、码分多址CDMA2000。

3.根据权利要求2所述的双模双卡双待双通无线终端，其特征在于，当USIM卡驻

留在GSM小区时，如果SIM卡和USIM卡发生寻呼信道冲突，则SIM卡或USIM

卡进行小区重选，直到无冲突为止。

4.根据权利要求3所述的双模双卡双待双通无线终端，其特征在于，如果SIM卡和

USIM卡无法通过小区重选解决寻呼信道的冲突问题，则放弃SIM卡。

5.根据权利要求4所述的双模双卡双待双通无线终端，其特征在于，USIM卡和

SIM卡同时需要进行小区驻留时，优先进行USIM卡的小区驻留，USIM卡完成小

区驻留后再进行SIM卡的小区驻留。

6.一种双模双卡双待双通通信方法，用于使用USIM卡和SIM卡的无线终端，其中

USIM卡支持GSM和3G，SIM卡支持GSM，其特征在于，包括以下步骤：

如果USIM卡驻留在GSM小区，则支持USIM卡的接入层和支持SIM卡的接入层

以时分复用方式使用GSM射频物理层；

如果USIM卡驻留在3G小区，则所述支持SIM卡的接入层使用GSM射频物理层，

所述支持USIM卡的接入层使用3G射频物理层。

7.根据权利要求6所述的双模双卡双待双通通信方法，其特征在于，所述第三代移

动通信系统是以下之一：

WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000。

8.根据权利要求7所述的双模双卡双待双通通信方法，其特征在于，当USIM卡驻

留在GSM小区时，如果SIM卡和USIM卡发生寻呼信道冲突，则SIM卡或USIM

卡进行小区重选，直到无冲突为止。

9.根据权利要求8所述的双模双卡双待双通通信方法，其特征在于，如果SIM卡和

USIM卡无法通过小区重选解决寻呼信道的冲突问题，则放弃SIM卡。

10.根据权利要求9所述的双模双卡双待双通通信方法，其特征在于，如果USIM

卡和SIM卡同时需要进行小区驻留，则优先进行USIM卡的小区驻留，USIM卡完

成小区驻留后再进行SIM卡的小区驻留。

说 明 书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及双模双卡双待双通的通信技术。

背景技术

随着无线通信的迅猛发展，手机成为人们必不可少的通信工具。人们对通信的需求

也从简单的语音通信向视频、上网、定位等全方位的业务发展。为了顺应用户需求

的发展，通信系统也在不断的演进中。目前在许多国家已经从全球移动通信系统

(Global System for Mobile communication，简称“GSM”)、码分多址

(Code Division Multiple Access，简称“CDMA”)等第二代移动通信系统向宽带码分

多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称“WCDMA”)、时分同步码分多

址(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access，简称“TD-SCDMA”)等

第三代移动通信系统演进，将来还会演进成第四代移动通信系统。

在通信系统演进的过程中，出于成本和覆盖率的考虑，新旧通信系统通常会共存相

当长的时间。例如，在部署WCDMA时，因为初期WCDMA系统的覆盖面积有限，

原有的GSM系统会成为一种有益的补充。为了同时享有新旧两种系统的好处，双

模手机应运而生。申请号为11/094611的美国专利就公开了一种GSM/WCDMA的

双模方案。典型的双模手机方案是用一张用户服务识别模块

(User Service Identify Module，简称“USIM”)卡实现GSM模式或WCDMA模式，并

可以在这两个模式之间自由转换。

为了能为用户提供良好的通信服务，并能享受低廉的价格，政府通常会在同一地区

引入多个无线运营商，以形成良性竟争。一般来说，一张卡只能支持一个无线运营

商，所以上述以一张USIM卡实现的双模手机无法用同一个手机同时在两个无线运

营商的网络待机，也就是说不能实现双卡双待。

为了能够实现双卡双待，有人提出了如图1所示的方案。该方案的实质是将SIM

卡的系统和USIM卡的系统集成在一个手机中。该方案的问题是需要两套射频

(Radio Frequency，简称“RF”)物理层器件，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双模双卡双待双通无线终端及其通信方法，能够以较少

的射频器件实现双卡双待双通，包括GSM+GSM方式和WCDMA+GSM方式。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种双模双卡双待双通无线终端，

包括：

支持全球移动通信系统GSM和宽带码分多址WCDMA双模的用户服务识别模块

USIM卡、和支持GSM的用户识别模块SIM卡；

支持SIM卡的接入层和支持USIM卡的接入层；

一个GSM射频物理层和一个WCDMA射频物理层；

当USIM卡驻留在GSM小区时，两个接入层以时分复用方式共享GSM射频物理

层；

当USIM卡驻留在WCDMA小区时，支持SIM卡的接入层使用GSM射频物理层，

支持USIM卡的接入层使用WCDMA射频物理层。

本发明的实施方式还提供了一种双模双卡双待双通通信方法，用于使用USIM卡和

SIM卡的无线终端，其中USIM卡支持GSM和WCDMA，SIM卡支持GSM，包

括以下步骤：

如果USIM卡驻留在GSM小区，则支持USIM卡的接入层和支持SIM卡的接入层

以时分复用方式使用GSM射频物理层；

如果USIM卡驻留在WCDMA小区，则支持SIM卡的接入层使用GSM射频物理

层，支持USIM卡的接入层使用WCDMA射频物理层。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

USIM卡驻留在GSM小区时，两卡时分复用GSM射频物理层，USIM卡驻留在

WCDMA小区时，两卡分别使用GSM和WCDMA射频物理层，这样就以较少的

射频器件实现了双卡双待双通，包括GSM+GSM方式和WCDMA+GSM方式，其

中一个卡还可在GSM和WCDMA之间双模无缝切换。

进一步地，SIM卡和USIM卡发生寻呼信道冲突时，其中一卡进行一次或多次小区

重选，一般可以顺利解决冲突问题，如果依然冲突，则可以放弃SIM卡，从而保

证用户可以使用功能更广更强的WCDMA业务。

进一步地，优先进行USI M卡的小区驻留，两卡寻呼信道冲突时直接对SIM卡进

行小区重选乃至放弃，实现起来较为方便。

附图说明

图1是现有技术中实现双卡双待的手机逻辑结构图；

图2是本发明第一实施方式中双模双卡双待双通无线终端逻辑结构图；

图3是本发明第一实施方式中双模双卡双待双通协议栈软件实现架构图；

图4是支持本发明第一实施方式的硬件结构图；

图5是本发明第二实施方式中双模双卡双待双通通信方法流程图；

图6是本发明第二实施方式中SIM卡和USIM卡寻呼信道冲突的解决方法流程图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本

领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种

种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方

式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种双模双卡双待双通无线终端，其逻辑结构如图2所示。

该双模双卡双待双通无线终端包括：

支持GSM和WCDMA双模的USIM卡；

支持GSM的SIM卡；

支持SIM卡的接入层(GSM AS1)，其中AS是接入层(Access Stratum)的缩写；

支持USIM卡的接入层(包括GSM AS2和WCDMA AS)；

一个GSM射频(RF)物理层和一个WCDMA射频物理层，供支持SIM卡和接入层

和支持USIM卡的接入层使用。

支持SIM卡的非接入层(NAS1)，其中NAS是非接入层(Non Access Stratum)的缩写，

NAS1与GSM AS1配合使用；

支持USIM卡的非接入层(NAS2)，NAS2与GSM AS2、WCDMA AS配合使用。

下面说明上述逻辑模块的工作过程，这可以通过软件来实现：

当USIM卡驻留在GSM小区时，两个接入层以时分复用方式共享GSM射频物理

层。也就是说SIM卡和USIM卡同时驻留在两个不同的GSM小区内，并监听两张

卡的寻呼信道，从而达到双待机的效果。因为PCH寻呼侦听周期为0.5s-2s，有足

够的时间可以调度。

如果SIM卡和USIM卡发生寻呼信道冲突，则SIM卡或USIM卡进行小区重选，

直到无冲突为止。如果SIM卡和USIM卡无法通过小区重选解决寻呼信道的冲突

问题，则放弃SIM卡，从而保证用户可以使用功能更广更强的WCDMA业务。可

以理解，无法解决寻呼信道冲突问题时，放弃SIM卡并非唯一的选项，在一些特

定的场景下，也可以放弃USIM卡，例如WCDMA系统负载很高时等等。

USIM卡和SIM卡同时需要进行小区驻留时，优先进行USIM卡的小区驻留，并监

听其寻呼信道，USIM卡完成小区驻留后再进行SIM卡的小区驻留，并监听其寻呼

信道。如SIM卡和USIM卡的寻呼信道冲突，则进行小区重选至无冲突为止，如

不能则放弃功能较弱的单模SIM卡。可以理解，在一些特定的场景下，例如SIM

卡的网络价格低，而用户对价格较为敏感，也可以先进行SIM卡的小区驻留再进

行USIM卡的小区驻留，必要时放弃USIM卡。

当USIM卡驻留在WCDMA小区时，支持SIM卡的接入层使用GSM射频物理层，

支持USIM卡的接入层使用WCDMA射频物理层。

通过上述方案，在略微增加硬件成本的情况下，成功地做到了两张SIM卡/USIM

卡同时待机，同时通信，而且没有丝毫影响其中一张USIM卡的WCDMA/GSM的

自动双模功能。具体地说：可以在GSM/WCDMA的双待硬件平台上，仅增加一个

SIM卡槽，并修改软件，就可以实现：手机支持1张USIM卡和1张SIM卡；可

以实现2个相同或不同运营商的双待机双通，包括两种方式GSM+GSM和

WCDMA+GSM；可以实现其中一个运营商的双模无缝切换，即GSM<-

>WCDMA的无缝切换。

在一个实例中，具体的双模双卡双待单通协议栈软件实现架构图如图3所示。

图中，G-LAYER1是GSM的射频物理层，U-LAYER1是WCDMA的射频物理层。

G-LAYER1之上是无线资源配置(Radio Resource Allocation，简称“RRA”)。

GAS1就是GSM AS1，其中包括无线资源控制(Radio Resource Control，简称

“RRC”)和GSM无线资源(GSM Radio Resource，简称“GRR”)

GAS2就是GSM AS2，其中包括媒体访问控制(Medium Access Control，简称

“MAC”)，无线链路控制(Radio Link Control，简称“RLC”)，逻辑链路控制

(Logical Link Control，简称“LLC”)，RRC和GRR。

UAS就是WCDMA AS，其中包括用户设备无线资源控制

(UE Radio Resource Control，简称“URRC”)。

NAS1进一步包括：移动性管理层(MM Layer)，压缩模式层(CM Layer)，移动节点

层(MN Layer)和SIM卡。

NAS2进一包括：移动性管理层(MM Layer)，压缩模式层(CM Layer)，移动节点层

(MN Layer)、USIM卡、寻呼信道(Paging Channel，简称“PCH”)，子网相关会聚协

议(SubNetwork Dependent Convergence Protocol，简称“SNDCP”)，和无线接入承载

管理(Radio Access Bearer Management，简称“RABM”)。

NAS1和NAS2上层还各有自适应变换编码(Adaptive TransformCoding，简称

“ATC”)。

支持本实施方式的硬件结构如图4所示。由于要实现一张WCDMA/GSM双模网络

和另一张GSM网络的双模双卡双待，需要时分复用接收WCDMA和GSM或者

GSM和GSM网络的信号，这样必须在接收WCDMA信号和GSM信号时进行时分

复用。通过main switch来时分控制RF的切换。

本发明第二实施方式涉及一种双模双卡双待双通通信方法，该方法第一实施方式所

述的无线终端，其流程如图5所示。

在步骤501中，系统判断当前USIM卡驻留在哪一个网络？如果是驻留在GSM小

区中，则进入步骤502，如果是驻留在WCDMA小区中，则进入步骤503。

在步骤502中，因为USIM卡驻留在GSM小区，故支持USIM卡的接入层和支持

SIM卡的接入层以时分复用方式使用GSM射频物理层，从而实现GSM+GSM的双

待双通。

在步骤503，因为USIM卡驻留在WCDMA小区，故支持SIM卡的接入层使用

GSM射频物理层，支持USIM卡的接入层使用WCDMA射频物理层，从而实现

GSM+WCDMA的双待双通。

当USIM卡驻留在GSM小区时，有可能会发生SIM卡和USIM卡的寻呼信道冲突，

此时SIM卡或USIM卡可进行小区重选，直到无冲突为止。如果SIM卡和USIM

卡无法通过小区重选解决寻呼信道的冲突问题，则放弃SIM卡。

下面举一个USIM卡驻留在GSM小区时，USIM卡和SIM卡同时需要进行小区驻

留的例子，该例子的流程如图6所示。

在步骤601中，USIM卡优先进行小区驻留，并监听其寻呼信道。

此后进入步骤602，在USIM卡完成小区驻留后，SIM卡进行小区驻留，并监听其

寻呼信道。

此后进入步骤603，系统判断SIM卡和USIM卡是否发生寻呼信道冲突，如果有冲

突则进入步骤604，如果没有冲突则结束本流程。

在步骤604中，判断是否还有可供SIM卡重选的小区，如果有则进入步骤605，否

则进入步骤606。

在步骤605中，SIM卡进行小区重选，并回到步骤602。

在步骤606中，因为已尝试了所有可供SIM卡重选的小区都没有成功，故放弃对

SIM卡的寻呼监听。

本实施方式是与第一实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方

式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，

为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应

用在第一实施方式中。

本发明的方法实施方式可以以软件、硬件、固件等等方式实现。不管本发明是以软

件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的

存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固

态的，固定的或者可是换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑

(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，

简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称

“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存

储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数

字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。

为了说明的方便，以上的各实施方式是以WCDMA为例进行说明的，本领域的普

通技术人员可以理解，WCDMA和TD-SCDMA、CDMA2000同为3G系统，本发

明的技术方案也可以应用于TD-SCDMA或CDMA2000，实现方式是类似的。

WCDMA和TD-SCDMA、CDMA2000在细节上会有不同，例如状态的名称、设备

的名称和细节功能等等，不过对于技术人员来说，找到本发明的技术方案所涉及的

WCDMA的细节在TD-SCDMA或CDMA2000中相应的细节是不困难的。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本

领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离

本发明的精神和范围。