CN103634943B - 一种WiFi接入方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种WiFi接入方法及装置，本发明的方法包括：位于室内不同位置且分配有同一服务集标识SSID/BSSID的多个远端接入设备通过分别将各自的第一标准上行帧转换为模拟信号后，经由有线传输介质传送给集中控制设备；集中控制设备将来自每个远端接入设备的模拟信号转换为第一标准上行帧，进行上行处理后，将其发送至核心网；集中控制设备对来自核心网的用于发送给客户端的IP包进行下行处理后变换为模拟信号，然后经由有线传输介质发送给与所述客户端对应的远端接入设备。本发明可以使客户端在远端接入设备之间移动漫游时，避免了传统的以客户端为主导的漫游切换方式。

Description

一种WiFi接入方法及装置

技术领域

发明涉及无线局域网领域，特别涉及可以提升家庭WiFi网络覆盖质量与用户感知的一种WiFi接入方法及装置。

背景技术

随着固定和移动宽带技术的发展，加之终端种类和内容应用的丰富，推动了家庭业务迅速发展。人们对家庭网络的质量越来越重视。根据网络调查，接近一半的用户经常使用网络的房间不是网络接入网关放置的房间。因此这类用户很容易遇到家庭网络互联问题。为了保证美观不拉扯明线，目前大多数用户通过购买WIFI设备来解决家庭网络覆盖问题。现阶段WiFi用户遇到最多的问题为网络不稳定和覆盖效果不佳，这和WiFi无线传输易受环境的影响有关(如无线干扰，以及穿墙能力等限制)。从主观上，90％的用户都希望改善家庭网络的使用效果。

现阶段单AP覆盖，或者大功率的单AP的覆盖均不能很好的满足用户的需求。在上述情况下，一些家庭会额外购买一个或多个无线接入点(AP：Access Point)设备，来扩展WiFi的覆盖。这种分散部署、独立控制的组网方式在一定程度上，可以提高某点的覆盖性能，但对于普通用户来说，存在设备配置复杂、无线辐射增多、系统内干扰加大等无线资源利用率不高的不足。例如，为了保证移动智能终端的漫游体验，需要对独立AP设备手动配置相同的SSID、认证方式和密钥。独立AP一般无法做到根据环境自适应调整发射功率和工作信道，通常按照最大发射功率辐射，这样会带来不必要的能源消耗和辐射安全隐患，同时，越多的覆盖重叠面积也意味着越大的干扰存在，甚至出现整网性能的降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种WiFi接入方法，用于解决单一WLAN接入点和多WLAN接入点存在的诸多不足，为用户提供更加易用，更加节能，更加安全的网路。

本发明的另一目的是提供一种实施上述方法的一种WiFi接入装置。

根据本发明第一方面，本发明提供的一种WiFi接入方法包括以下步骤：

位于室内不同位置且分配有同一服务集标识SSID/BSSID的多个远端接入设备通过分别将各自的第一标准上行帧转换为模拟信号后，经由有线传输介质传送给集中控制设备；

集中控制设备将来自每个远端接入设备的模拟信号转换为第一标准上行帧，进行上行处理后，将其发送至核心网；

集中控制设备对来自核心网的用于发送给客户端的IP包进行下行处理后变换为模拟信号，然后经由有线传输介质发送给与所述客户端对应的远端接入设备。

优选地，集中控制设备将所有远端接入设备的数据汇聚到同一队列中进行处理，以便用户端在各个远端接入设备间无缝漫游。

优选地，所述远端接入设备通过封装处理，将来自客户端的第二标准数据帧封装为所述第一标准上行帧。

优选地，由集中控制设备执行的所述上行处理包括：将所述第一标准上行帧解封装得到所述第二标准上行帧；对所得到的第二标准上行帧进行分类判断处理，以判断是属于数据帧还是属于管理帧；若所述第二标准上行帧属于数据帧，则将所述第二标准上行帧转换成第一标准上行帧后进行上行传送；若所述第二标准上行帧属于管理帧，则构造响应帧以便按原路径送回远端接入设备。

优选地，由集中控制设备执行的所述下行处理包括：将所述IP转换为第一标准下行帧后，再将其转换成第二标准下行帧进行相应的数据帧处理；把进行了数据帧处理后的第二标准下行帧转换成待发送第一标准下行帧；以及通过查找列表获得所述客户端的远端接入设备对应的标识号，以便把待发送第一标准下行帧变换为模拟信号后经由有线传输介质传送给该标识号对应的远端接入设备。

本发明的方法还包括由所述远端接入设备执行的上行步骤，包括：在收到客户端的第二标准上行帧后，判断其是否为控制帧或者信标帧；若不是控制帧或者信标帧，则将其封装为所述第一标准上行帧，反之则将其在本地进行MAC处理。

本发明的方法还包括由所述远端接入设备执行的下行步骤，包括：将集中控制设备经由有线传输介质发送的模拟信号转换为第一标准下行帧；将所述第一标准下行帧转换成第二标准下行帧后，发送给客户端。

优选地，所述第一标准上行帧是802.3上行帧，所述第二标准上行帧是适合于WLAN的802.11上行帧；所述第一标准下行帧是802.3下行帧，所述第二标准下行帧是适合于WLAN的802.11下行帧。

根据本发明第二方面，所提供的一种WiFi接入装置包括：

位于室内不同位置且分配有同一服务集标识SSID/BSSID多个远端接入设备，用于通过分别将第一标准上行帧转换为模拟信号后，经由有线传输介质传送给集中控制设备；

集中控制设备，用于将来自每个远端接入设备的模拟信号转换为第一标准上行帧，进行上行处理后，将其发送至核心网；并且对来自核心网的发送给客户端的IP包进行下行处理后变换为模拟信号，然后经由有线传输介质发送给与所述客户端对应的远端接入设备。

优选地，所述集中控制设备包括：

公共接口模块，用于经由有线传输介质接收来自各个远端接入设备的上行模拟信号，以及经由有线传输介质向各个远端接入设备发送下行模拟信号；

有线回传模块，用于把所述上行模拟信号转换为第一标准上行帧，以及把来自核心网的待发送第一标准下行帧转换为所述下行模拟信号。

客户端维护模块，用于维护客户端和远端接入设备的对应关系，并通过查找所述对应关系，得到所述的待发送第一标准下行帧的客户端的远端接入设备对应标识号。

此外，所述集中控制设备还包括：

协议转换模块，用于对有线回传模块送入的第一标准上行帧进行解封装处理，得到所述远端接入设备所收到的客户端的第二标准上行帧；

第二标准帧处理模块，用于对所述协议转换模块送入的第二标准上行帧进行分类判断处理，以判断属于数据帧还是属于管理帧；

数据帧处理模块，用于把第二标准帧处理模块送入的被判断为数据帧的第二标准上行帧转换成第一标准上行数据帧后发送至核心网，以及将所述IP包转换成第一标准下行帧；

管理帧处理模块，用于将第二标准帧处理模块送入的被判断为管理帧的第二标准上行帧构造成响应帧，以便送回给远端接入设备；

其中，所述协议转换模块还把所述第一标准下行帧转换为第二标准下行帧；所述数据帧处理模块还对所述第二标准下行帧进行数据帧处理；所述协议转换模块还把已进行数据帧处理的第二标准下行帧转换为所述的待发送第一标准下行帧。

相对于现有技术，本发明的技术效果是，客户端在所有远端接入设备的覆盖范围下，都能接收到来自同一个标识号(如SSID/BSSID)的网络信号，因此，当客户端在远端接入设备之间移动漫游时，避免了传统的以客户端为主导的漫游切换方式。

附图说明

图1是家庭组网架构示意图；

图2是本发明的WiFi接入设备的示意图；

图3是本发明方法的示意图；

图4是上行数据发送流程图；

图5是下行数据发送流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术方案的实施作进一步的详细描述：

家庭网络组网形式如图1所示，包含两种设备：

●远端接入设备

●集中控制设备

本发明利用有线(如电力线，网线，电话线)回传WiFi信号，并且在集中控制设备实现集中的数据处理。集中控制器为各个远端接入设备提供公共数据接口，所有远端接入设备的数据共用同一个IP队列。各个远端接入设备使用同一个BSSID，用户可以享受无缝漫游。集中控制设备为各个远端接入设备分配不同的标识号，以标识用户数据通过哪个远端接入设备传输至集中控制设备的公共接口。

图2显示了本发明的WiFi接入设备的基本结构，从图1和图2中可以清楚地看到，本发明的WiFi接入装置包括：

位于室内不同位置且分配有同一服务集标识SSID/BSSID多个远端接入设备，用于通过分别将第一标准上行帧转换为模拟信号后，经由有线传输介质传送给集中控制设备；

集中控制设备，用于将来自每个远端接入设备的模拟信号转换为第一标准上行帧，进行上行处理后，将其发送至核心网；并且对来自核心网的发送给客户端的IP包进行下行处理后变换为模拟信号，然后经由有线传输介质发送给与客户端对应的远端接入设备。

如图2所示，本发明WiFi接入装置的集中控制设备包括：

公共接口模块，用于经由有线传输介质接收来自各个远端接入设备的上行模拟信号，以及经由有线传输介质向各个远端接入设备发送下行模拟信号；

有线回传模块，用于把上行模拟信号转换为第一标准上行帧，以及把来自核心网的待发送第一标准下行帧转换为下行模拟信号。

客户端维护模块，用于维护客户端和远端接入设备的对应关系，并通过查找对应关系，得到待发送第一标准下行帧的客户端的远端接入设备对应标识号。

此外，如图2所示，本发明WiFi接入装置的集中控制设备还包括：

协议转换模块，用于对有线回传模块送入的第一标准上行帧进行解封装处理，得到远端接入设备所收到的客户端的第二标准上行帧；

第二标准帧处理模块，用于对协议转换模块送入的第二标准上行帧进行分类判断处理，以判断属于数据帧还是属于管理帧；

数据帧处理模块，用于把第二标准帧处理模块送入的被判断为数据帧的第二标准上行帧转换成第一标准上行数据帧后发送至核心网，以及将IP包转换成第一标准下行帧；

管理帧处理模块，用于将第二标准帧处理模块送入的被判断为管理帧的第二标准上行帧构造成响应帧，以便送回给远端接入设备；

其中，协议转换模块还把第一标准下行帧转换为第二标准下行帧；数据帧处理模块还对第二标准下行帧进行数据帧处理；协议转换模块还把已进行数据帧处理的第二标准下行帧转换为的待发送第一标准下行帧。

此外，如图2所示，本发明的WiFi接入设备还包括位于远端接入设备上的第二标准帧发送和接收模块、协议处理模块和有线回传模块，这些模块的功能将在下文中进行详细说明。

作为一个具体实施例，上述的第一标准上行帧是802.3上行帧，第二标准上行帧是适合于WLAN的802.11上行帧；上述第一标准下行帧是802.3下行帧，第二标准下行帧是适合于WLAN的802.11下行帧。

图3显示了本发明的一种WiFi接入方法，包括：

位于室内不同位置且分配有同一服务集标识SSID/BSSID的多个远端接入设备通过分别将第一标准上行帧转换为模拟信号后，经由有线传输介质传送给集中控制设备；

集中控制设备将来自每个远端接入设备的模拟信号转换为第一标准上行帧，进行上行处理后，将其发送至核心网；

集中控制设备对来自核心网的用于发送给客户端的IP包进行下行处理后变换为模拟信号，然后经由有线传输介质发送给与所述客户端对应的远端接入设备。

其中，集中控制设备将所有远端接入设备的数据汇聚到同一队列中进行处理，以便用户端在各个远端接入设备间无缝漫游。

其中，远端接入设备通过封装处理，将来自客户端的第二标准数据帧封装为所述第一标准上行帧。

其中，由集中控制设备执行的所述上行处理包括：将所述第一标准上行帧解封装得到所述第二标准上行帧；对所得到的第二标准上行帧进行分类判断处理，以判断是属于数据帧还是属于管理帧；若所述第二标准上行帧属于数据帧，则将所述第二标准上行帧转换成第一标准上行帧后进行上行传送；若所述第二标准上行帧属于管理帧，则构造响应帧以便按原路径送回远端接入设备。

其中，由集中控制设备执行的所述下行处理包括：将所述IP转换为第一标准下行帧后，再将其转换成第二标准下行帧进行相应的数据帧处理；把进行了数据帧处理后的第二标准下行帧转换成待发送第一标准下行帧；以及通过查找列表获得所述客户端的远端接入设备对应的标识号，以便把待发送第一标准下行帧变换为模拟信号后经由有线传输介质传送给该标识号对应的远端接入设备。

此外，本发明的WiFi接入方法还包括由所述远端接入设备执行的上行步骤，包括：在收到客户端的第二标准上行帧后，判断其是否为控制帧或者信标帧；若不是控制帧或者信标帧，则将其封装为所述第一标准上行帧，反之则将其在本地进行MAC处理。

此外，本发明的WiFi接入方法还包括由所述远端接入设备执行的下行步骤，包括：将集中控制设备经由有线传输介质发送的模拟信号转换为第一标准下行帧；将所述第一标准下行帧转换成第二标准下行帧后，发送给客户端。

作为本发明的一个具体实施例，上述第一标准上行帧是802.3上行帧，上述第二标准上行帧是适合于WLAN的802.11上行帧；上述第一标准下行帧是802.3下行帧，上述第二标准下行帧是适合于WLAN的802.11下行帧。

下面再结合图4和图5显示的第一标准为802.3，第二标准为802.11的WiFi接入的具体实施例，对本发明进行详细说明。

本发明将802.11的MAC拆成两部分。远端接入设备上，仅处理与物理层关系密切的MAC功能：控制帧以及beacon帧的产生。其余的MAC实现均在集中控制设备上处理。

本实例中的系统架构包括两个部分：远端接入设备和集中控制设备。

远端接入设备包括：

√802.11帧接收和发送模块：提供802.11帧的发送和接收接口。

√简易MAC处理模块：处理控制帧以及beacon帧。

√协议转换模块：负责802.11帧与802.3帧之间的转换。

√MII接口模块：通过此接口与有线回传模块相连

√有线回传模块(PLC、MOCA、cable)：负责802.3帧与可在有线传输介质上传输的模拟信号之间的转换。

集中控制设备包括：

√公共接口模块：负责接收所有远端接入设备的数据。

√有线回传模块(PLC、MOCA、cable)：负责802.3帧与可在有线传输介质上传输的模拟信号之间的转换。

√协议转换模块：负责802.11帧与802.3帧之间的转换。

√802.11帧处理模块：负责验证802.11帧的正确性，并对管理帧和数据帧进行分类。

√管理帧处理模块：处理客户端发送给远端控制设备的802.11管理帧，并作出响应。

√数据帧处理模块：处理客户端发送或者发送给客户端的802.11数据帧。

√客户端维护模块：维护客户端和远端设备的对应关系。

√配置模块：负责对远端接入设备进行配置如：分配BSSID，以及标识号。

本实例的数据处理过程如下：

1.初始化

√远端接入设备上电后，向集中控制设备发送注册报文。

√集中控制设备收到注册报文后，向远端接入设备下发配置信息，包括远端接入设备标识号，BSSID，SSID。

2.数据处理流程：

上行数据处理流程如图4所示，包括以下步骤：

√远端接入设备的802.11帧接收和发送模块收到客户端的数据后，先判断它是否为控制帧或者beacon帧。如果是则交给简易MAC处理模块进行处理。如果不是则交给协议转换模块将802.11帧转换为802.3帧。

√802.3帧通过MII接口模块进入有线回传模块(PLC、MOCA、cable)将802.3帧转换为可以在有线传输介质上传输的模拟信号。

√集中控制设备上公共接口模块收到有线传输介质上的模拟信号将其交给有线回传模块(PLC、MOCA、cable)。有线回传模块将有线传输介质上传输的模拟信号转换为802.3帧。

√客户端维护模块及时更新STA对应远端接入设备的标识号，以便确认来自核心网的客户端数据通过哪个远端接入设备发送给客户端。

√协议转换模块将收到的802.3帧转换为802.11帧，并交给802.11帧处理模块。

√802.11帧处理模块验证802.11数据的正确性和有效性，并将802.11数据帧和管理帧进行分类。若为802.11管理帧则转交给管理帧处理模块，并构造响应帧按照原路径送回远端接入设备。若为802.11数据帧则转交给数据帧处理模块，将其转化为802.3帧发送出去。

数据下行过程(假定以PLC作为回传链路)如图5所示，包括以下步骤：

√集中控制设备从核心网接收发送至客户端的IP包。同时将IP包转换为802.3帧。

√集中控制设备中的协议转换模块将802.3帧转化为802.11帧，并交给数据帧处理模块。数据帧处理模块对客户端的数据帧进行处理。处理完毕后交给协议转换模块将其转换为802.3帧。

√有线回传模块将转换后的802.3帧，再转换为可以在有线传输介质上传输的模拟信号。同时通过查找客户端维护模块获得客户端对应的远端接入设备。将模拟信号发送至对应的远端接入设备。

√远端接入设备收到有线介质上的模拟信号，由有线回传模块将其转换给802.3帧。

√远端设备中的协议处理模块将802.3帧转化为802.11帧。

√802.11帧接收和发送模块将802.11帧发送给最终客户端。

综上所述，在本发明中，客户端在所有远端接入设备的覆盖范围下，都能接收到来自同一个SSID/BSSID的网络信号，因此，当客户端在远端接入设备之间移动漫游时，避免了传统的以客户端为主导的漫游切换方式。此外，本发明还可以在保证业务体验前提下，可降低射频辐射范围，安全稳定。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种WiFi接入方法，其特征在于，包括：

位于室内不同位置且分配有同一服务集标识的所有远端接入设备向客户端发送具有同一服务集标识的网络信号，并通过分别将来自客户端的第一标准上行帧转换为模拟信号后，经由有线传输介质传送给集中控制设备；

集中控制设备接收来自每个远端接入设备的模拟信号，将其转换为第一标准上行帧，进行上行处理后，发送至核心网；

集中控制设备接收来自核心网的用于发送给客户端的IP包，将其进行下行处理后变换为模拟信号，然后经由有线传输介质发送给与所述客户端对应的远端接入设备；

其中，所述客户端在所有远端接入设备覆盖范围下，接收来自同一服务集标识的网络信号；

其中，集中控制设备将所有远端接入设备的数据汇聚到同一队列中进行处理，以便客户端在各个远端接入设备间无缝漫游。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括由所述远端接入设备执行的以下上行步骤：

在收到客户端的第二标准上行帧后，判断其是否为控制帧或者信标帧；

若不是控制帧或者信标帧，则将其封装为所述第一标准上行帧，反之则将其在本地进行MAC处理。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，由集中控制设备执行的所述上行处理包括：

将所述第一标准上行帧解封装得到所述第二标准上行帧；

对所得到的第二标准上行帧进行分类判断处理，以判断是属于数据帧还是属于管理帧；

若所述第二标准上行帧属于数据帧，则将所述第二标准上行帧转换成第一标准上行帧后进行上行传送；

若所述第二标准上行帧属于管理帧，则构造响应帧以便按原路径送回远端接入设备。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，由集中控制设备执行的所述下行处理包括：

将所述IP转换为第一标准下行帧后，再将其转换成第二标准下行帧进行相应的数据帧处理；

把进行了数据帧处理后的第二标准下行帧转换成待发送第一标准下行帧；以及

通过查找列表获得所述客户端的远端接入设备对应的标识号，以便把待发送第一标准下行帧变换为模拟信号后经由有线传输介质传送给该标识号对应的远端接入设备。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括由所述远端接入设备执行的以下下行步骤：

将集中控制设备经由有线传输介质发送的模拟信号转换为第一标准下行帧；

将所述第一标准下行帧转换成第二标准下行帧后，发送给客户端。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一标准上行帧是802.3上行帧。

7.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述第二标准上行帧是适合于WLAN的802.11上行帧。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一标准下行帧是802.3下行帧，所述第二标准下行帧是适合于WLAN的802.11下行帧。

9.一种WiFi接入装置，其特征在于，包括：

位于室内不同位置且分配有同一服务集标识多个远端接入设备，用于向客户端发送具有同一服务集标识的网络信号，并通过分别将来自客户端的第一标准上行帧转换为模拟信号后，经由有线传输介质传送给集中控制设备；

集中控制设备，用于接收来自每个远端接入设备的模拟信号，将其转换为第一标准上行帧，进行上行处理后，发送至核心网；并且接收来自核心网的发送给客户端的IP包，将其进行下行处理后变换为模拟信号，然后经由有线传输介质发送给与所述客户端对应的远端接入设备；

其中，所述客户端在所有远端接入设备覆盖范围下，接收来自同一服务集标识的网络信号；

其中，集中控制设备将所有远端接入设备的数据汇聚到同一队列中进行处理，以便客户端在各个远端接入设备间无缝漫游。

10.根据权利要求9所述的接入装置，其特征在于，所述集中控制设备包括：

公共接口模块，用于经由有线传输介质接收来自各个远端接入设备的上行模拟信号，以及经由有线传输介质向各个远端接入设备发送下行模拟信号；

有线回传模块，用于把所述上行模拟信号转换为第一标准上行帧，以及把来自核心网的待发送第一标准下行帧转换为所述下行模拟信号；

客户端维护模块，用于维护客户端和远端接入设备的对应关系，并通过查找所述对应关系，得到所述的待发送第一标准下行帧的客户端的远端接入设备对应标识号。

11.根据权利要求10所述的接入装置，其特征在于，所述集中控制设备还包括：

协议转换模块，用于对有线回传模块送入的第一标准上行帧进行解封装处理，得到所述远端接入设备所收到的客户端的第二标准上行帧；

第二标准帧处理模块，用于对所述协议转换模块送入的第二标准上行帧进行分类判断处理，以判断属于数据帧还是属于管理帧；

数据帧处理模块，用于把第二标准帧处理模块送入的被判断为数据帧的第二标准上行帧转换成第一标准上行数据帧后发送至核心网，以及将所述IP包转换成第一标准下行帧；

管理帧处理模块，用于将第二标准帧处理模块送入的被判断为管理帧的第二标准上行帧构造成响应帧，以便送回给远端接入设备；

其中，所述协议转换模块还把所述第一标准下行帧转换为第二标准下行帧；所述数据帧处理模块还对所述第二标准下行帧进行数据帧处理；所述协议转换模块还把已进行数据帧处理的第二标准下行帧转换为所述的待发送第一标准下行帧。