CN102421204A - 一种无线接入点和无线局域网 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线接入点和无线局域网，包括：在包括上联到交换机的上联口、中央处理器CPU、存储模块和无线保真WIFI网卡的无线接入点中，通过利用馈线连接WIFI网卡的天线与WIFI网卡天线端口的方式，可以将WIFI网卡的天线与WIFI网卡分离开一定的距离，从而通过馈线延伸一个无线接入点的覆盖范围，解决现有技术中存在的无线接入点覆盖范围有限的问题。

Description

一种无线接入点和无线局域网

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线接入点和无线局域网。

背景技术

无线局域网络(WLAN，Wireless Local Area Networks)是一种便利的数据传输系统，利用射频(RF，Radio Frequency)技术，以无线方式构成局域网，取代由双绞铜线(Coaxial)所构成的局域网。

在WLAN覆盖的区域中，终端设备可以通过无线网卡STA(Station)以无线的方式接入到WLAN的无线接入点(AP，Access Point)，从而接入WLAN。AP是无线网络的核心，是用于无线网络的无线交换机，现有技术中，一般一台AP支持同时并发的用户(终端设备)数量为20个以内，若该AP支持的同时并发的用户数量更多时，射频信号在空中发生冲突的概率大大增加，导致整个无线局域网性能下降，用户体验降低，例如，用户在观看视频时会存在视频不流畅的问题，甚至用户在浏览网页时，会导致网页无法打开，浏览网页失败。并且，一台AP的覆盖范围受到AP本身射频特性，如功率的限制，在办公室环境覆盖半径一般在25米内，覆盖范围比较有限。WLAN在包括一台AP时，支持的同时并发的用户数量有限，且覆盖范围也受到该AP的覆盖范围的限制。

因此，在现有技术中，为了支持更多数量的同时并发的用户接入WLAN，并不影响无线网络性能以及扩大WLAN的覆盖范围，一般采用多台AP组成WLAN的方案，此时，需要通过无线控制器(AC，Access Controller)对多台AP进行控制，但这样必然导致网络结构的复杂化，并导致网络构成成本的增加。

发明内容

本发明提供一种无线接入点和无线局域网，用于解决现有的无线接入点覆盖范围有限的问题。

一种无线接入点，该无线接入点包括上联到交换机的上联口、中央处理器CPU、存储模块和无线保真WIFI网卡，CPU和存储模块通过系统接口与所述WIFI网卡实现连接，所述WIFI网卡对应的天线，通过馈线连接到WIFI网卡的天线端口。

一种无线局域网，包括上述无线接入点。

根据本发明实施例提供的方案，在包括上联到交换机的上联口、中央处理器CPU、存储模块和无线保真WIFI网卡的无线接入点中，通过利用馈线连接WIFI网卡的天线与WIFI网卡天线端口的方式，可以将WIFI网卡的天线与WIFI网卡分离开一定的距离，从而通过馈线延伸一个无线接入点的覆盖范围，解决现有技术中存在的无线接入点覆盖范围有限的问题。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的无线接入点的原理系统框图；

图2为本发明实施例三提供的WIFI网卡、馈线及天线的部署示意图；

图3为本发明实施例三提供的无线接入点覆盖范围示意图；

图4为本发明实施例三提供的确定覆盖范围的原理示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和各实施例对本发明方案进行说明。

实施例一、

本发明实施例一提供一种无线接入点，该无线接入点的原理系统框图可以如图1所示，该无线接入点包括上联到交换机的上联口，具体的，该上联口可以为千兆口，如光口或电口、中央处理器CPU、存储模块和无线保真(WIFI，wireless fidelity)网卡，CPU和存储模块是AP的处理单元，可以完成WIFI网卡的解包、封包、管理等工作，CPU和存储模块通过系统接口与所述WIFI网卡实现连接，且WIFI网卡对应的天线，通过馈线连接到WIFI网卡的天线端口。

通过利用馈线连接WIFI网卡的天线与WIFI网卡的方式，可以将WIFI网卡的天线与WIFI网卡分离开一定的距离，从而通过馈线延伸一个无线接入点的覆盖范围

进一步的，所述无线接入点可以包括至少两块WIFI网卡，每块WIFI网卡对应的天线，通过馈线连接到该WIFI网卡的天线端口。从而通过扩展无线接入点中WIFI网卡的数量，提高一个无线接入点支持的同时并发的用户数量。

当所述无线接入点包括至少两块WIFI网卡时，若天线之间距离较小，天线之间存在的邻道干扰较为严重，会影响无线网络的网络性能。所述邻道干扰是指在两个信道频率间隔(Δf)一定时，落在邻道中的带外辐射功率与所需信道总功率的比值。

而发明人通过实际试验验证，当天线之间距离不小于3米时，可以有效降低天线之间的邻道干扰，使得天线信号的信噪比较优。因此，较优的，可以设定任意两根天线之间的距离不小于3米。

当所述无线接入点包括至少两块WIFI网卡时，为了避免同频干扰的问题，所述同频干扰是指无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰，在本实施例中，可以设定所述至少两块WIFI网卡工作在互不重叠的信道。

更进一步的，还可以设定每根用于连接天线和WIFI网卡的天线端口的馈线的长度相同，且任意两根相邻馈线之间的夹角相同，从而使得各天线所在位置的连线可以构成等边多边形，使得在天线数量较少时，可以尽量扩大该无线接入点的覆盖范围。

实施例二、

本发明实施例二提供一种无线局域网，包括本发明实施例一提供的无线接入点，从而使得利用较少数量的无线接入点即可实现较大的覆盖范围，并可以进一步实现利用较少数量的无线接入点，实现该无线局域网支持较高数量的同时并发的用户数量。

802.11是美国电气和电子工程师协会(IEEE，Institute of Electrical andElectronics Engineers)最初制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网等中，用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取。802.11标准中定义了WLAN规范，具体的，定义了各种速率。但由于存在帧头等，标准中定义的速率和有效吞吐率是有差距的，如：在802.11b中，定义的速率为5.5M时，有效吞吐率为4.44Mbps；定义的速率为11M时，有效吞吐率为7.57Mbps；又如，在802.11n中，在40M频宽时(HT mixed模式)，定义的速率为270Mbps，有效吞吐率为237.5Mbps，在40M频宽时(HT GF模式)，定义的速率为300Mbps，有效吞吐率为266.5Mbps，在20M频宽时，定义的速率为130Mbps，有效吞吐率为90Mbps。

而上述的有效吞吐率实际上也是一种理论值，实际应用中，存在冲突等，导致传输速率(实际吞吐率)更低。在现有技术中，AP可以工作在胖AP工作模式下或瘦AP工作模式下。发明人发现，工作在胖AP工作模式下的AP的实际吞吐率比工作在瘦AP工作模式下的AP的实际吞吐率高。当AP依赖于AC工作时，必须工作在瘦AP工作模式下。而在本实施例中，由于可以通过一个实施例一中提供的AP来提高无线局域网支持同时并发的用户数量并扩大无线局域网的覆盖范围，该无线局域网中可以不设置AC，此时，为了提高无线局域网的实际吞吐量，可以将该AP设置成胖AP的工作模式。

下面通过一个具体的实例对本发明实施例一的方案进行说明。

实施例三、

本发明实施例三提供一种无线接入点，无线接入点一般都是采用千兆口，如电口或光口上联，因此AP的带宽不会受限于上联口，主要是受到无线条件的限制。在目前CPU处理能力下，一般情况下一个AP的CPU处理能力可以支撑起对3块WIFI网卡的处理。在本实施例中，以所述无线接入点包括三块WIFI网卡为例进行说明。

根据802.11定义，在2.4GHz频段中定义了13个信道，所述信道是指在两点之间用于收发信号的单向或双向通路，每个信道用数字1到13表示。且根据定义，相隔5个信道的2个信道频率不重叠，如1、6、11信道不重叠。在本实施例中，可以设定三块WIFI网卡分别工作在2.4GHz频段下的第1、6、11信道，从而尽量避免同频干扰。此时由于本实施例中的AP有3个信道，因此可以接入60个用户左右，相对于现有技术中一个AP中有一个信道，可以接入20个用户左右，明显提升了用户的接入密度。

较优的，在本实施例中，可以设定每根用于连接天线和WIFI网卡的天线端口的馈线的长度相同，且任意两根相邻馈线之间的夹角均为120度，三块WIFI网卡分别对应的三根天线所在的位置构成一个等边三角形。WIFI网卡、馈线及天线的部署示意图可以如图2所示。

根据现有技术提供的AP，该AP的覆盖范围可以用图3中用数字0表示的圆的面积表示，而根据本实施例中提供的AP，该AP的覆盖范围可以用图3中用数字1、6、11表示的圆的面积的并集表示，从图3中可以明显看出，本实施例中提供的AP的覆盖范围明显大于现有技术提供的AP。

具体的，在本实施例中，可以设定三根天线所在的位置(分别用A、B、C表示)构成的等边三角形每边的长度为10米(即任意两根天线之间的距离为10米)，WIFI网卡所在的位置可以用点E表示，如图4所示，可以取ED⊥BC，根据等边三角形和直角三角形的性质，由于∠ECD＝30°，CD＝5米，可以获得

米，即每个天线的覆盖半径为

米，此时本实施例中提供的AP的覆盖面积为每个圆的覆盖面积减掉重叠的部分，具体可以通过以下公式确定：

$3*{(10\sqrt{3}/3)}^2*\mathrm{\π}-6*({(10\sqrt{3}/3)}^2*\mathrm{\π}/12-\frac{1}{2}*5*5\sqrt{3}/3)$

可以达到290平方米左右，而若根据现有技术提供的AP，在天线的覆盖半径为

米时，现有技术提供的AP的覆盖面积仅为100平方米左右。即本实施例中提供的AP的覆盖范围可以达到现有技术提供的AP的覆盖范围的3倍左右。

根据本发明实施例一～实施例三提供的方案，本发明实施例提供的无线接入点不仅可以扩大覆盖范围，且可以有效提高接入的同时并发的用户数量，并可以通过设定两两天线之间的距离，以及设置WIFI网卡的工作信道，进一步降低同频干扰和邻道干扰。利用本发明实施例提供的无线接入点构建无线局域网时，可以在保证相同的覆盖范围和支持接入的同时并发的用户数量的情况下，相对于现有技术减少使用的AP数量，从而可以减少构建无线局域网时需要的AC数量甚至无需设置AC，从而降低构建无线局域网的成本，并简化网络结构。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种无线接入点，该无线接入点包括上联到交换机的上联口、中央处理器CPU、存储模块和无线保真WIFI网卡，CPU和存储模块通过系统接口与所述WIFI网卡实现连接，其特征在于，

WIFI网卡对应的天线，通过馈线连接到WIFI网卡的天线端口。

2.如权利要求1所述的无线接入点，其特征在于，所述无线接入点包括至少两块WIFI网卡；

每块WIFI网卡对应的天线，通过馈线连接到该WIFI网卡的天线端口。

3.如权利要求2所述的无线接入点，其特征在于，任意两根天线之间的距离不小于3米。

4.如权利要求2所述的无线接入点，其特征在于，所述至少两块WIFI网卡工作在互不重叠的信道。

5.如权利要求2所述的无线接入点，其特征在于，每根用于连接天线和WIFI网卡的天线端口的馈线的长度相同，且任意两根相邻馈线之间的夹角相同。

6.如权利要求1所述的无线接入点，其特征在于，所述无线接入点包括三块WIFI网卡；

三块WIFI网卡分别工作在2.4GHz频段下的第1、6、11信道。

7.一种无线局域网，其特征在于，包括如权利要求1～6任一所述的无线接入点。

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