CN101951691A - 一种无线热点共享接入方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无线热点共享接入方法和装置，方法包括：将TCP/IP协议栈、无线宽带接入模块和Wi-Fi AP模块加载到移动终端；利用加载的无线宽带接入模块，连接无线宽带接入侧，并获取无线宽带接入侧地址，配置给移动终端；利用加载的Wi-Fi AP模块，连接WLAN侧，获取WLAN侧接入的客户端信息，传送给移动终端；根据无线宽带接入侧地址和客户端信息，建立并保存路由表，根据所述路由表向WLAN侧或无线宽带接入侧进行数据包的路由转发。本发明利用移动终端的处理器和操作系统资源，实现了无线路由功能，使移动终端作为接入热点随时随地实现多人共享无线宽带接入。

Description

一种无线热点共享接入方法和装置
技术领域
本发明涉及无线通信设备领域，尤其涉及一种无线热点共享接入方法和装置。
背景技术
随着个人无线通讯技术的发展，个人无线宽带蜂窝网的接入方式也变得丰富多彩，逐渐以明显的优势替代了传统的ADSL等有线宽带接入方式。另一方面Wi-Fi(IEEE802.11a/b/g/n)作为一种无线接入方式，在个人电脑、手机、PDA、MID、便携多媒体娱乐设备等产品中有着广泛应用。
随着两者技术的融合，逐渐出现了利用EVDO/UMTS/WiMAX/LTE等制式实现无线宽带接入，通过Wi-Fi进行局域网覆盖，从而实现家庭或者小型企业的局域网组网，大大节省了建网成本，带来了优良的用户体验。与此同时，满足这种应用场景的无线路由设备也应运而生。图1显示了现有技术中无线路由的装置结构示意图，如图1所示，其采用的架构是“无线宽带接入模块+路由模块+AP管理模块”，这种架构中，所述路由模块需要一个独立的专用或者通用处理器，用于在其上运行嵌入式操作系统。此外，由于整个架构比较复杂，使用的器件较多，布板面积较大，在正常使用时功耗也很大，一般无线路由的电源管理模块以及供电组件中必须配有电源适配器用以满足其额外功率消耗，如果使用电池供电，又很难实现长时间的数据传输要求。因此，上述问题极大的限制了此类产品作为无线终端的可移动性和便携性的最大优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线热点共享接入方法和装置，通过利用各类移动终端自身具备的处理器和操作系统资源，解决了随时随地多人共享无线宽带接入的问题。
根据本发明的一个方面，本发明提出的一种无线热点共享接入方法包括：
利用移动终端自身的系统资源，完成TCP/IP网络协议栈的加载，实现路由功能，完成无线宽带接入模块以及Wi-Fi AP模块的加载和管理；
利用加载的无线宽带接入模块，连接无线宽带接入侧，并获取无线宽带接入侧地址，配置给移动终端；
利用加载的Wi-Fi AP模块，连接WLAN侧，并获取WLAN侧接入的客户端信息，传递给移动终端；
根据无线宽带接入侧地址和客户端信息，建立并保存路由表，根据所述路由表向WLAN侧或无线宽带接入侧进行数据包的路由转发。
根据本发明的另一个方面，本发明提出的一种无线热点共享接入装置包括：
网络协议栈模块，用于将TCP/IP协议栈、无线宽带接入模块和Wi-Fi AP模块加载到移动终端中；
路由模块，用于利用连接无线宽带接入侧的无线宽带接入模块获取无线宽带接入侧地址，利用连接WLAN侧的Wi-Fi AP模块，获取WLAN侧接入的客户端信息，并根据无线宽带接入侧地址和客户端信息，建立并保存路由表，根据所述路由表向WLAN侧或无线宽带接入侧进行数据包的路由转发。
所述装置还包括：
网络管理模块，用于在路由表建立后，对客户端进行包括访问限制、流量限制、服务限制和应用服务器架设的网络管理操作。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
本发明通过利用移动终端的处理器和操作系统资源，实现了无线路由功能，不仅使移动终端作为接入热点随时随地实现多人共享无线宽带接入，而且，完全节省了先前此类产品的AP Router处理器和其外围电路单元，包括电源，存储器，时钟电路等。
附图说明
图1是现有技术中无线路由的装置结构示意图；
图2是本发明实施例提供的无线热点共享接入装置结构示意图；
图3是本发明实施例提供的无线热点共享接入方法流程图；
图4是本发明实施例提供的Linux系统上TCP/IP协议栈加载的层次和结构图；
图5是本发明实施例提供的Linux系统上数据包处理流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图2显示了本发明实施例提供的无线热点共享接入装置结构示意图，如图2所示，所述装置包括：
网络协议栈模块，用于将TCP/IP协议栈、无线宽带接入模块、Wi-Fi AP模块加载到移动终端。加载的TCP/IP协议栈用于保持TCP/IP协议的主要功能，并能够仅使用几十KB的RAM和约40KB的ROM就能够运行，适合当前移动终端自身具备的系统资源；
路由模块，用于利用连接无线宽带接入侧的无线宽带接入模块获取无线宽带接入侧地址，利用连接WLAN侧的Wi-Fi AP模块，获取WLAN侧接入的客户端信息，并根据无线宽带接入侧地址和客户端信息，建立并保存路由表，根据所述路由表向WLAN侧或无线宽带接入侧进行数据包的路由转发；
网络管理模块，用于对WLAN侧接入的客户端进行网络管理，包括访问限制、流量限制、服务限制、在WLAN侧架设各种应用服务器等等。
所述网络协议栈模块、所述路由模块和所述网络管理模块是相互独立的逻辑功能模块，彼此间通过进程间的信号量来完成通信。其中，所述网络协议栈模块是所述路由模块和所述网络管理模块实现的基础，在网络协议栈模块完成加载TCP/IP协议栈后，才能进行数据包的路由转发，以及对WLAN侧连接的客户端的管理。
所述装置还包括连接无线宽带接入侧的无线宽带接入模块、连接WLAN侧的Wi-Fi AP模块、操作系统内核、以及电源供电模块。
所述装置的工作原理如下：
网络协议栈模块将TCP/IP协议栈、无线宽带接入模块和Wi-Fi AP模块加载到移动终端；
路由模块利用连接无线宽带接入侧的无线宽带接入模块获取无线宽带接入侧地址，并配置给移动终端；
路由模块利用连接WLAN侧的Wi-Fi AP模块获取WLAN侧接入的客户短信息，并传递给移动终端；
路由模块根据无线宽带接入侧地址和客户端信息，建立并保存路由表，并根据所述路由表把来自WLAN侧的数据包发送给无线宽带接入侧，或把来自无线宽带接入侧的数据包发送给WLAN侧；
网络管理模块在路由模块建立路由表后，对WLAN侧接入的客户端进行网络管理，包括访问限制、流量限制、服务限制、在WLAN侧架设各种应用服务器等等。
图3显示了本发明实施例提供的无线热点共享接入方法流程图，如图3所示，步骤如下：
操作系统初始化，完成硬件环境的初始化、缓冲与内存的管理、以及底层操作系统和网络协议层之间的接口的提供；
加载包含ARP、IP、ICMP、TCP、UDP应用协议的TCP/IP协议栈，以便最小化占用处理器等各类系统资源，实现路由功能，所述加载的应用协议也可以根据实际需要进行增加和裁剪；
TCP/IP协议栈加载完成后，加载和管理无线宽带接入模块和Wi-Fi AP模块；
利用加载的无线宽带接入模块，连接无线宽带接入侧，获得无线宽带接入侧的地址，并配置给移动终端；
利用加载的Wi-Fi AP模块，连接WLAN侧，获得WLAN侧接入的客户端信息，并传递给移动终端；
利用无线宽带接入侧地址和WLAN侧的客户端信息，建立路由表；
根据建立好的路由表，对到达的数据包进行转发。
图4显示了本发明实施例提供的Linux系统上TCP/IP协议栈加载的层次和结构图，如图4所示：
用户界面对应用进程的调用都由操作系统本身完成，处于整个架构的最高层，在这个层面可以根据需要定义各种实际应用；
由用户界面传递的数据由接口层接收，写入数据队列，通过内核函数调用传递给协议层；
协议层通过触发网络接口层中断信号把数据流传递给网络设备，从而完成数据包的处理。
图5显示了本发明实施例提供的Linux系统上数据包处理流程图，如图5所示：
建立收发数据的进程，定义中断信号量，定义数据队列的数据结构和缓冲区；
然后初始化网络设备接口，建立通讯端口，并侦听通讯端口；
当发送数据包时，将包含包头信息、发送序列号、校验码的数据包写入缓冲区，存入用于发送的数据队列，在侦听到通讯端口可用时，根据路由表发送数据包；
当接收数据包时，将数据包写入缓冲区，存入用于接收的数据队列，在侦听到通讯端口可用时读取接收的数据包。
以Linux系统的智能手机为例，结合图4和图5对本发明做进一步说明：
启动智能手机，完成Linux系统的初始化；
初始化完成后，在Linux系统上加载TCP/IP协议栈；
加载无线宽带接入模块，并利用加载的无线宽带接入模块，获取无线宽带接入侧地址，配置给移动终端；
加载Wi-Fi AP模块，并利用加载的Wi-Fi AP模块，获取WLAN侧接入的客户端的信息，传递给移动终端；
根据无线宽带接入侧地址和WLAN侧客户端信息，建立并保存路由表，进行WLAN侧和无线宽带接入侧之间的数据包的路由转发。
综上所述，本发明具有以下技术效果：
1、本发明节省了硬件成本，充分发挥了固有的硬件资源；
2、本发明由于电路的减少，使得产品体积显著减小，大大增强了此类产品的便携性和移动性；
3、本发明可以使大多数的移动终端产品应用场景由半固定的游牧方式改变为一个随时随地可以通过无线热点多人共享无线宽带接入的产品。
上述具体实施例用于更详细的描述本发明所述的技术，不用于限制本发明，因此，凡在本发明的基础上所做的任何修改、改进和替换，都包含在发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线热点共享接入方法和装置，其特征在于，包括：
利用移动终端自身的系统资源，完成TCP/IP网络协议栈的加载，实现路由功能，完成无线宽带接入模块以及Wi-Fi AP模块的加载和管理；
利用加载的无线宽带接入模块，连接无线宽带接入侧，并获取无线宽带接入侧地址，配置给移动终端；
利用加载的Wi-Fi AP模块，连接WLAN侧，并获取WLAN侧接入的客户端信息，传送给移动终端；
根据无线宽带接入侧地址和客户端信息，建立并保存路由表，根据所述路由表向WLAN侧或无线宽带接入侧进行数据包的路由转发。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：加载TCP/IP协议栈、无线宽带接入模块和Wi-Fi AP模块前，移动终端初始化硬件环境、管理缓冲和内存、并提供操作系统与网络协议栈之间接口。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
路由表建立后，网络管理模块对客户端进行包括访问限制、流量限制、服务限制和应用服务器架设的网络管理操作。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，TCP/IP协议栈的加载步骤具体为：
操作系统调用应用程序，将用户界面传递的数据经由接口层传递至接口队列，并调用内核函数传递给协议层；
协议层通过触发接口层的中断信号把所述数据传递给网络设备。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据包的路由转发步骤具体为：
TCP/IP协议栈建立收发数据进程，定义中断信号，定义数据队列的数据结构和缓冲区，并初始化网络设备接口，建立通讯端口并侦听；
当判断移动终端发送数据包时，将数据包写入缓冲区，存入数据队列，并侦听通信端口可用时，发送数据包；
当判断移动终端接收数据包时，将数据包写入缓冲区，存入数据队列，并侦听到通信端口可用时，接收数据包。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述数据包包含包头信息、发送序列号和校验码。
7.一种无线热点共享接入装置，其特征在于，包括：
网络协议栈模块，用于将TCP/IP协议栈、无线宽带接入模块和Wi-Fi AP模块加载到移动终端中；
路由模块，用于利用连接无线宽带接入侧的无线宽带接入模块获取无线宽带接入侧地址，利用连接WLAN侧的Wi-Fi AP模块，获取WLAN侧接入的客户端信息，并根据无线宽带接入侧地址和客户端信息，建立并保存路由表，根据所述路由表向WLAN侧或无线宽带接入侧进行数据包的路由转发。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
网络管理模块，用于在路由表建立后，对客户端进行包括访问限制、流量限制、服务限制和应用服务器架设的网络管理操作。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述加载TCP/IP协议栈的步骤具体为：
操作系统调用应用程序，将用户界面传递的数据经由接口层传递至接口队列，并调用内核函数传递把所述数据传递给协议层；
协议层通过触发接口层的中断信号把数据流传递给网络设备。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述数据包的路由转发步骤具体为：
网络协议栈模块建立收发数据进程，定义中断信号，定义数据队列的数据结构和缓冲区，并初始化网络设备接口，建立通讯端口并侦听；
当路由模块判断移动终端发送数据包时，将数据包写入缓冲区，存入数据队列，并在侦听到通信端口可用时，发送数据包；
当路由模块判断移动终端接收数据包时，将数据包写入缓冲区，存入数据队列，并在侦听到通信端口可用时，接收数据包。
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