CN103167509A - 无线局域网信号延伸设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无线局域网信号延伸设备及方法。方法包括：WLAN信号延伸设备将要连接的WLAN信号源的SSID携带在关联请求中通过上联天线发送出去；WLAN信号延伸设备配置AP发射信号的SSID、信号协议和频点；当WLAN信号延伸设备接收到要连接的WLAN信号源发来的WLAN信号后，将该WLAN信号由射频信号转换为电信号，再根据配置的AP发射信号的SSID、信号协议，将该WLAN电信号转换为射频信号，且设置该射频信号的频点为所述AP发射信号的频点，将该射频信号发送给用户端。本发明降低了WLAN信号延伸时的同频干扰。

Description

无线局域网信号延伸设备及方法

技术领域

本发明涉及数据业务技术领域，具体涉及无线局域网(WLAN，WirelessLocal Area Network)信号延伸设备及方法。

背景技术

WLAN是一种可以承载互联网业务、语音业务、和分组交换(PS，PacketSwitching)域数据业务的接入平台，近年来各大电信运营商都在大量的建设自己的WLAN接入网络，WLAN网络覆盖是今后数据网络发展的必然趋势。但是由于WLAN的技术规定，无线设备工作频段为5150MHz-5850MHz和2400-2483.5MHz，2.4GHz频段工作带宽仅为83.5MHz。采用直序扩频技术将工作带宽划分为14个子频，在同一信号范围内只能容纳三个互不重叠的信号(1、6、11)，否则就会产生频点干扰，影响WLAN接入的正常使用。而且WLAN最大信号发射功率也被限制，室外型限制在500mW以下，室内型限制在100mW以下。

在众多的技术规定限制下WLAN接入点(AP，Access point)的覆盖范围和抗干扰能力较弱。由于多家运营商及个人布放的AP较多，为避免AP间相互干扰，只有将新加入的AP避开相同频率信号源。这样，往往避开同频干扰后深度信号覆盖又出现了问题。

在政府、企事业单位、小区、酒店等区域的WLAN部署中，WLAN设备由于信号功率低，要将建筑物的所有房间无缝覆盖，AP就必须建设在每个室外无法覆盖到的室内或无信号场所，这样一来建设的成本就大大的提高，并且极大的增加了维护的成本和难度。特别是已经装修的办公室、小区居室和酒店房间等是无法协调将线路和设备部分进入室内的。

要解决上述问题，就要一种设备既能满足室内接收信号源又能满足将信号源放大的需要。目前，WLAN无线接收放大设备已经可以在满足特定条件的情况下使用，如无线分布式系统(WDS，Wireless Distribution System)。

WDS可以扩展面积比较大的无线组网环境，可以在扩展区域内做到无线覆盖。要建立WDS网络要满足一定条件，首先设备要支持WDS功能，所有无线AP或无线路由必须是同品牌、同型号才能很好地工作在一起，非同品牌存在较多兼容问题，要经过试验后再选择使用。WDS工作在媒体接入控制(MAC，Media Access Control)物理层，两个设备必须相互配置对方的MAC地址。WDS可以被链接在多个AP上，但对等的MAC地址必须配置正确，并且对等的两个AP须配置相同的信道和相同的服务集标识(SSID，ServiceSet Identifier)。支持WDS技术的无线AP具有混合的无线局域网工作模式，可以支持在点对点、点对多点、中继应用模式下的无线访问点即无线AP，同时工作在两种工作模式状态，即：中继桥接模式+AP模式。

采用WDS组网来解决覆盖问题和干扰问题存在以下缺陷：

第一、WDS组建的网络AP信道必须处于同一个频点，这样同频点延伸过大，遇到同一平面覆盖AP频率相同，会造成同频干扰，影响设备间的无线桥接和用户的接入。

第二、设备必须要支持WDS功能，而且必须在现场将AP桥接配对，造成兼容性差和建设维护成本较高。

发明内容

本发明提供的WLAN信号延伸设备及方法，以降低WLAN信号延伸时的同频干扰。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种无线局域网WLAN信号延伸设备，该设备包括：

主控单元：将要连接的WLAN信号源的服务集标识SSID、信号协议和频点发送给网卡单元，将自身配置的接入点AP发射信号的SSID、信号协议和频点发送给接入点AP单元；将网卡单元发来的WLAN信号发送给AP单元；

网卡单元：将主控单元发来的要连接的WLAN信号源的SSID携带在关联请求中通过上联天线发送出去；接收上联天线发来的来自要连接的WLAN信号源的WLAN信号，将该WLAN信号由射频信号转换为电信号后发送给主控单元；

AP单元：接收并保存主控单元发来的AP发射信号的SSID、信号协议和频点；当接收到主控单元发来的WLAN电信号时，根据AP发射信号的SSID、信号协议，将该WLAN电信号转换为射频信号，且设置该射频信号的频点为所述AP发射信号的频点，将该射频信号发送给用户端。

所述AP单元进一步用于，当接收到用户端发来的携带所述AP发射信号的SSID的关联请求时，向用户端返回关联成功响应

所述网卡单元进一步用于，接收要连接的WLAN信号源分配的WLAN上行IP地址，将该WLAN上行IP地址发送给主控单元；

所述主控单元进一步用于，当本WLAN信号延伸设备配置了用户IP地址段时，将所述WLAN上行IP地址作为该用户IP地址段的出口路由IP地址；且，当接收到AP单元发来的获取用户IP地址请求时，若发现本WLAN信号延伸设备配置了用户IP地址段，则从该IP地址段中选择一个IP地址返回给AP单元；否则，将所述WLAN上行IP地址返回给AP单元；

所述AP单元进一步用于，当接收到用户端发来的携带所述AP发射信号的SSID的关联请求时，向主控单元发送获取用户IP地址请求，将主控单元返回的IP地址分配给用户端。

所述主控单元进一步用于，将要连接的WLAN信号源的认证参数携带在关联请求中通过上联天线发送出去，以便要连接的WLAN信号源根据该认证参数对本WLAN信号延伸设备进行认证。

所述主控单元进一步用于，将配置的AP发射信号的认证参数发送给AP单元；

所述AP单元进一步用于，当接收到用户端发来的携带认证参数的关联请求时，将该请求中的认证参数与所述AP发射信号的认证参数进行匹配，若匹配上，则确定关联成功。

所述主控单元、网卡单元、AP单元间通过总线进行通信，总线接口为电气电子工程师协会IEEE802.3接口。

一种WLAN信号延伸方法，该方法包括：

WLAN信号延伸设备将要连接的WLAN信号源的SSID携带在关联请求中通过上联天线发送出去，以关联到要连接的WLAN信号源上；

WLAN信号延伸设备配置AP发射信号的SSID、信号协议和频点；

当WLAN信号延伸设备接收到要连接的WLAN信号源发来的WLAN信号后，将该WLAN信号由射频信号转换为电信号，再根据配置的AP发射信号的SSID和信号协议，将该WLAN电信号转换为射频信号，且设置该射频信号的频点为所述AP发射信号的频点，将该射频信号发送给用户端。

所述WLAN信号延伸设备配置AP发射信号的SSID、信号协议和频点之后进一步包括：

当WLAN信号延伸设备接收到用户端发来的携带所述AP发射信号的SSID的关联请求后，向用户端返回关联成功响应。

所述WLAN信号延伸设备将要连接的WLAN信号源的SSID携带在关联请求中通过上联天线发送出去之后进一步包括：

WLAN信号源接收该关联请求，若发现该请求中的SSID与自身的SSID相同，则分配一个WLAN上行IP地址，将该IP地址返回给WLAN信号延伸设备；

且，所述WLAN信号延伸设备收到用户端发来的携带所述AP发射信号的SSID的关联请求之后进一步包括：

WLAN信号延伸设备若发现自身配置了用户IP地址段，则从该IP地址段中选择一个IP地址分配给用户端；否则，将所述WLAN上行IP地址分配给用户端。

所述WLAN信号延伸设备将要连接的WLAN信号源的SSID携带在关联请求中通过上联天线发送出去包括：

WLAN信号延伸设备将要连接的WLAN信号源的SSID和认证参数携带在关联请求中通过上联天线发送出去，

且，要连接的WLAN信号源接收到该关联请求，根据该请求中的认证参数进行认证，认证通过，则确定关联成功。

所述WLAN信号延伸设备配置AP发射信号的SSID、信号协议和频点的同时进一步包括：配置AP发射信号的认证参数；

所述WLAN信号延伸设备接收到用户端发来的携带AP发射信号的SSID的关联请求之后、向用户端返回关联成功响应之前进一步包括：若该请求携带认证参数，则将该请求中的认证参数与所述AP发射信号的认证参数进行匹配，若匹配上，则确定关联成功。

与现有技术相比，本发明可以自行设置AP发射信号的频点，可有效缩小同频覆盖范围，有效降低了同频干扰的产生；且，不需将AP桥接配对，兼容性好。

附图说明

图1为本发明实施例提供的WLAN信号延伸设备的组成示意图；

图2为本发明实施例提供的WLAN信号延伸方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例提供的WLAN信号延伸设备的组成示意图，本设备位于上联WLAN信号源和用户端之间，如图1所示，其主要包括：主控单元11、网卡单元12和AP单元13，其中，主控单元11包括嵌入式系统111、CPU112和存储模块113，其中：

嵌入式系统111：上电后，接收并显示网卡单元12经由CPU112发来的搜索到的所有频点的上联WLAN信号源，当网管选定一个WLAN信号源后，将选定的WLAN信号源的SSID、信号协议和频点等参数值配置在存储单元113中，同时，将网管配置的AP发射信号的SSID、信号协议和频点等参数值配置在存储单元113中，配置完毕，向CPU112发送配置完毕指示。

若选定的WLAN信号源配置了认证参数，则嵌入式系统111将选定的WLAN信号源的认证参数也配置在存储单元113中。

若网管配置了用户IP地址段、认证参数，则嵌入式系统111将用户IP地址段、认证参数也配置在存储单元113中。

CPU112：上电后，接收网卡单元12发来的搜索到的所有WLAN信号源的SSID、信号协议和频点，并将该所有WLAN信号源的SSID、信号协议和频点发送给嵌入式系统111；接收嵌入式系统111发来的配置完毕指示，从存储单元113取出选定的WLAN信号源的SSID、信号协议和频点发送给网卡单元12，从存储单元113取出AP发射信号的SSID、信号协议和频点发送给AP单元13；接收网卡单元12发来的WLAN上行IP地址，当本WLAN信号延伸设备配置了用户IP地址段时，将WLAN上行IP地址作为该用户IP地址段的出口路由IP地址；且，当接收到AP单元13发来的获取用户IP地址请求时，若发现本WLAN信号延伸设备配置了用户IP地址段，则从该IP地址段中选择一个IP地址返回给AP单元13；否则，将该WLAN上行IP地址发送给AP单元13；接收网卡单元12发来的来自选定的WLAN信号源的WLAN信号，将该信号发送给AP单元13。

网卡单元12：上电后，搜索WLAN信号源，将搜索到的所有WLAN信号源的SSID、信号协议和频点发送给CPU112；接收CPU112发来的选定的WLAN信号源的SSID、信号协议和频点，若根据该WLAN信号源的信号协议和频点，发现已连接上该WLAN信号源，则将该WLAN信号源的SSID携带在关联请求中通过上联天线发送出去；接收该WLAN信号源返回的WLAN上行IP地址，将该WLAN上行IP地址发送给CPU112；接收该WLAN信号源发来的WLAN信号，将该WLAN信号由射频信号转换为电信号后发送给CPU112。

若存储单元113中配置了WLAN信号源的认证参数，则CPU112将WLAN信号源的认证参数一并从存储单元113取出发送给网卡单元12，以便网卡单元12将该认证参数一并携带在关联请求中通过上联天线发送出去。

AP单元13：接收并保存CPU112发来的AP发射信号的SSID、信号协议和频点，当接收到用户端发来的携带SSID的关联请求时，若发现该请求中的SSID与保存的AP发射信号的SSID相同，则向CPU112发送获取用户IP地址请求，将CPU112返回的用户IP地址携带在关联成功响应中返回给用户端；接收CPU112发来的WLAN信号，根据保存的AP发射信号的SSID、信号协议，将该WLAN信号由电信号转换为射频信号，且设置该射频信号的频点为保存的AP发射信号的频点，将该射频信号通过用户天线发送给用户端。

若存储单元113中配置了AP发射信号的认证参数，则CPU112将AP发射信号的认证参数一并从存储单元113取出发送给AP单元13，AP单元13保存该AP发射信号的认证参数。此后，当AP单元13接收到用户端发来的关联请求时，若该关联请求携带认证参数，则在确定该请求中的SSID与保存的AP发射信号的SSID相同时，将该请求中的认证参数与保存的AP发射信号的认证参数进行匹配，若匹配上，则确定认证通过，向用户端返回关联成功响应。

图2为本发明实施例提供的WLAN信号延伸方法流程图，本实施例中，设定主控单元11的存储模块采用电可擦可编程只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)，如图2所示，其具体步骤如下：

步骤201：网管通过RJ45接口登录到主控单元11的嵌入式系统上，在嵌入式系统上选择要连接的WLAN信号源，将上联天线放置在选定的上联WLAN信号源覆盖的范围内。

WLAN信号延伸设备上电后，网卡单元12会自动搜索到所有频点的上联WLAN信号源并通过主控单元11的CPU上送到主控单元11的嵌入式系统，这样嵌入式系统上会显示所有不同频点的上联WLAN信号源，其中，每个频点可能有多个上联WLAN信号源。当要选择的频点对应多个上联WLAN信号源，网管根据每个上联WLAN信号源发出的信号的强度，选择一个信号较强的信号源连接。

步骤202：网管通过嵌入式系统将选定的上联WLAN信号源的SSID、信号协议和频点等参数值配置在主控单元11的EEPROM中，同时，将AP发射信号的SSID、信号协议和频点等参数值配置在主控单元11的EEPROM中。

本步骤中，还可以同时配置上联WLAN信号源的认证参数、AP发射信号的认证参数、用户IP地址段等。其中，用户IP地址段应该与WLAN信号延伸设备的IP地址位于同一网段。

步骤203：配置完毕，主控单元11的嵌入式系统向CPU发送配置完毕指示，CPU将选定的上联WLAN信号源的SSID、信号协议和频点发送给网卡单元12，网卡单元12根据该上联WLAN信号源的信号协议和频点，发现已连接上该上联WLAN信号源，则将该上联WLAN信号源的SSID携带在关联请求中通过上联天线发送出去；同时，CPU将配置的AP发射信号的SSID、信号协议和频点发送给AP单元13，AP单元13记录AP发射信号的SSID、信号协议和频点。

若配置了选定的上联WLAN信号源的认证参数，则本步骤中，主控单元11的嵌入式系统向CPU发送配置完毕指示后，CPU会将选定的上联WLAN信号源的SSID、信号协议、频点连同认证参数发送给网卡单元12，网卡单元12根据该上联WLAN信号源的信号协议和频点，发现已连接上该上联WLAN信号源时，会将该上联WLAN信号源的SSID连同认证参数携带在关联请求中通过上联天线发送出去。

同时，若配置了AP发射信号的认证参数，则CPU在将配置的AP发射信号的SSID、信号协议、频点发送给AP单元13的同时，也会同时将配置的AP发射信号的认证参数发送给AP单元13。

步骤204：该上联WLAN信号源接收该关联请求，发现该请求中的SSID与自身的SSID匹配，则分配一个WLAN上行IP地址，将该IP地址携带在关联成功响应中通过网卡单元12发送至主控单元11的CPU，当本WLAN信号延伸设备配置了用户IP地址段时，CPU将WLAN上行IP地址作为该用户IP地址段的出口路由IP地址。

若步骤202中配置了选定的上联WLAN信号源的认证参数，则步骤203中CPU会将该认证参数同SSID一并携带在关联请求中发送，该上联WLAN信号源接收该关联请求后，会首先将该SSID与自身的SSID匹配，若匹配上，则再根据该认证参数进行认证，若认证通过，则分配一个WLAN上行IP地址。

步骤205：AP单元13接收用户端发来的携带SSID的关联请求，若发现该请求中的SSID与配置的AP发射信号的SSID相同，则为用户端分配IP地址，将该IP地址携带在关联成功响应中返回给用户。

若步骤202中配置了AP发射信号的认证参数，则步骤203中，CPU会将该认证参数发送给AP单元13，本步骤中，当AP单元13接收到一个用户端发来的携带SSID的关联请求后，首先将该请求中的SSID与配置的AP发射信号的SSID比较，若相同，且发现该请求中携带认证参数，则再将该请求中的认证参数与配置的AP发射信号的认证参数匹配，若匹配上，则为用户端分配IP地址，将该IP地址携带在关联成功响应中返回给用户。其中，AP单元13为用户端分配的IP地址需要向CPU请求，CPU收到该请求后，若发现WLAN信号延伸设备上配置了用户IP地址段，则从该IP地址段中选择一个IP地址返回给AP单元13；若WLAN信号延伸设备未配置用户IP地址段，则直接将选定的上联WLAN信号源分配的WLAN上行IP地址返回给AP单元13。

步骤206：该上联WLAN信号源发出一个WLAN信号，该信号经上联天线到达网卡单元12，网卡单元12将该WLAN信号由射频信号转换为电信号，将该信号发送给主控单元11的CPU。

步骤207：主控单元11的CPU将该电信号发送给AP单元13，AP单元13根据记录的AP发射信号的SSID和信号协议，将该电信号转换为射频信号，且设置该射频信号的频点为记录的AP发射信号的频点，将该射频信号通过用户天线发送给用户端。

本发明中，主控单元11、网卡单元12、AP单元13间可通过总线进行通信，总线接口可为电气电子工程师协会(IEEE，Institute of Electrical andElectronics Engineers)802.3接口。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种无线局域网WLAN信号延伸设备，其特征在于，该设备包括：

主控单元：将要连接的WLAN信号源的服务集标识SSID、信号协议和频点发送给网卡单元，将自身配置的接入点AP发射信号的SSID、信号协议和频点发送给接入点AP单元；将网卡单元发来的WLAN信号发送给AP单元；

网卡单元：将主控单元发来的要连接的WLAN信号源的SSID携带在关联请求中通过上联天线发送出去；接收上联天线发来的来自要连接的WLAN信号源的WLAN信号，将该WLAN信号由射频信号转换为电信号后发送给主控单元；

AP单元：接收并保存主控单元发来的AP发射信号的SSID、信号协议和频点；当接收到主控单元发来的WLAN电信号时，根据AP发射信号的SSID、信号协议，将该WLAN电信号转换为射频信号，且设置该射频信号的频点为所述AP发射信号的频点，将该射频信号发送给用户端。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述AP单元进一步用于，当接收到用户端发来的携带所述AP发射信号的SSID的关联请求时，向用户端返回关联成功响应。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述网卡单元进一步用于，接收要连接的WLAN信号源分配的WLAN上行IP地址，将该WLAN上行IP地址发送给主控单元；

所述主控单元进一步用于，当本WLAN信号延伸设备配置了用户IP地址段时，将所述WLAN上行IP地址作为该用户IP地址段的出口路由IP地址；且，当接收到AP单元发来的获取用户IP地址请求时，若发现本WLAN信号延伸设备配置了用户IP地址段，则从该IP地址段中选择一个IP地址返回给AP单元；否则，将所述WLAN上行IP地址返回给AP单元；

所述AP单元进一步用于，当接收到用户端发来的携带所述AP发射信 号的SSID的关联请求时，向主控单元发送获取用户IP地址请求，将主控单元返回的IP地址分配给用户端。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述主控单元进一步用于，将要连接的WLAN信号源的认证参数携带在关联请求中通过上联天线发送出去，以便要连接的WLAN信号源根据该认证参数对本WLAN信号延伸设备进行认证。

5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述主控单元进一步用于，将配置的AP发射信号的认证参数发送给AP单元；

所述AP单元进一步用于，当接收到用户端发来的携带认证参数的关联请求时，将该请求中的认证参数与所述AP发射信号的认证参数进行匹配，若匹配上，则确定关联成功。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述主控单元、网卡单元、AP单元间通过总线进行通信，总线接口为电气电子工程师协会IEEE802.3接口。

7.一种WLAN信号延伸方法，其特征在于，该方法包括：

WLAN信号延伸设备将要连接的WLAN信号源的SSID携带在关联请求中通过上联天线发送出去，以关联到要连接的WLAN信号源上；

WLAN信号延伸设备配置AP发射信号的SSID、信号协议和频点；

当WLAN信号延伸设备接收到要连接的WLAN信号源发来的WLAN信号后，将该WLAN信号由射频信号转换为电信号，再根据配置的AP发射信号的SSID和信号协议，将该WLAN电信号转换为射频信号，且设置该射频信号的频点为所述AP发射信号的频点，将该射频信号发送给用户端。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述WLAN信号延伸设备配置AP发射信号的SSID、信号协议和频点之后进一步包括：

当WLAN信号延伸设备接收到用户端发来的携带所述AP发射信号的SSID的关联请求后，向用户端返回关联成功响应。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述WLAN信号延伸设 备将要连接的WLAN信号源的SSID携带在关联请求中通过上联天线发送出去之后进一步包括：

WLAN信号源接收该关联请求，若发现该请求中的SSID与自身的SSID相同，则分配一个WLAN上行IP地址，将该IP地址返回给WLAN信号延伸设备；

且，所述WLAN信号延伸设备收到用户端发来的携带所述AP发射信号的SSID的关联请求之后进一步包括：

WLAN信号延伸设备若发现自身配置了用户IP地址段，则从该IP地址段中选择一个IP地址分配给用户端；否则，将所述WLAN上行IP地址分配给用户端。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述WLAN信号延伸设备将要连接的WLAN信号源的SSID携带在关联请求中通过上联天线发送出去包括：

WLAN信号延伸设备将要连接的WLAN信号源的SSID和认证参数携带在关联请求中通过上联天线发送出去，

且，要连接的WLAN信号源接收到该关联请求，根据该请求中的认证参数进行认证，认证通过，则确定关联成功。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述WLAN信号延伸设备配置AP发射信号的SSID、信号协议和频点的同时进一步包括：配置AP发射信号的认证参数；

所述WLAN信号延伸设备接收到用户端发来的携带AP发射信号的SSID的关联请求之后、向用户端返回关联成功响应之前进一步包括：若该请求携带认证参数，则将该请求中的认证参数与所述AP发射信号的认证参数进行匹配，若匹配上，则确定关联成功。 

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