CN107241751A - 无线通信模块外置拨号联网方法和系统 - Google Patents

无线通信模块外置拨号联网方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种无线通信模块外置拨号联网方法和系统。首先，接收外部设备发送的PDP激活AT命令激活PDP，利用激活的PDP获取配置参数，根据配置参数配置DHCP服务器。然后，无线通信模块作为DHCP服务器与外部设备进行DHCP协议交互，发送配置参数至外部设备。最后，建立核心网与根据配置参数完成配置的外部设备之间的协议栈数据通道，并通过协议栈数据通道在外部设备和核心网间透传IP报文，实现外部设备联网功能。利用激活PDP获取的配置参数配置外部设备和无线通信模块内部的DHCP服务器，并建立核心网与外部设备之间的协议栈数据通道透传IP数据报文。无线通信模块直接在核心网和外部设备间透传IP数据报文，不需要对报文进行封装或解析，相比传统的拨号联网方式具有更快的网络数据传输速度，网络数据传输效率高。

Description

无线通信模块外置拨号联网方法和系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种无线通信模块外置拨号联网方法和系统。
背景技术
随着无线通信技术的发展，4G LTE(Long Term Evolution，长期演进技术)网络逐渐普及，其应用领域越来越广。相比2G和3G无线通信技术，4G LTE无线通信技术的网络传输速度更快，可以提供更全面的无线数据传输服务。在LTE无线通信技术的应用领域中，外置设备通过无线通信模块外置拨号直接连到Internet具有广泛的应用价值，是物联网技术的重要实现手段。
传统的无线通信模块外置拨号联网方式是PPP(Point-to-Point Protocol)拨号。由于PPP拨号过程需要进行通信双方对通信参数进行协商；建立PPP连接后，在传输IP数据包时需先在发送端将IP数据报封装成PPP报文，在数据接收端需先对接收到的PPP报文进行解析，再做其他处理，因此PPP拨号是一种低速率、低效率的外置拨号联网方式，网络数据传输速度很慢。传统的无线通信模块外置拨号联网方式存在网络数据传输效率低的缺点。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种网络数据传输效率高的无线通信模块外置拨号联网方法和系统。
一种无线通信模块外置拨号联网方法，包括以下步骤：
接收外部设备发送的PDP激活AT命令，根据所述PDP激活AT命令激活PDP；
利用激活的PDP获取配置参数，根据所述配置参数配置DHCP服务器；
通过所述DHCP服务器与所述外部设备进行DHCP协议交互，发送所述配置参数至所述外部设备；
建立核心网与根据所述配置参数完成配置的所述外部设备之间的协议栈数据通道；
利用所述协议栈数据通道进行所述外部设备和所述核心网间透传IP数据报文。
一种无线通信模块外置拨号联网系统，包括：
命令接收模块，用于接收外部设备发送的PDP激活AT命令，根据所述PDP激活AT命令激活PDP；
参数配置模块，用于利用激活的PDP获取配置参数，根据所述配置参数配置DHCP服务器；
数据交互模块，用于通过所述DHCP服务器与所述外部设备进行DHCP协议交互，发送所述配置参数至所述外部设备；
通道建立模块，用于建立核心网与根据所述配置参数完成配置的所述外部设备之间的协议栈数据通道；
数据收发模块，用于利用所述协议栈数据通道进行所述外部设备和所述核心网间透传IP数据报文。
上述无线通信模块外置拨号联网方法和系统，接收外部设备发送的PDP激活AT命令，根据PDP激活AT命令激活PDP，利用激活的PDP获取配置参数，根据配置参数配置DHCP服务器。通过DHCP服务器与外部设备进行DHCP协议交互，发送配置参数至外部设备。建立核心网与根据配置参数完成配置的外部设备之间的协议栈数据通道，利用协议栈数据通道进行外部设备和核心网间透传IP数据报文。利用激活PDP获取的配置参数配置外部设备和无线通信模块内部的DHCP服务器，并建立核心网与外部设备之间的协议栈数据通道透传IP数据报文，实现外部设备网络数据收发功能。无线通信模块直接在核心网和外部设备间透传IP数据报文，不需要对报文进行封装或解析，相比传统的拨号联网方式具有更快的网络数据传输速度，网络数据传输效率高。
附图说明
图1为一实施例中无线通信模块外置拨号联网方法的流程图；
图2为一实施例中无线通信模块的软件框架示意图；
图3为一实施例中无线通信模块外置拨号联网系统的结构图。
具体实施方式
在一个实施例中，一种无线通信模块外置拨号联网方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S110：接收外部设备发送的PDP激活AT命令，根据PDP激活AT命令激活PDP。
外部设备具体可以是基于Linux或Android的设备，如手机、嵌入式Android设备等。在无线通信模块开机注网后，用户可通过外部设备发送PDP激活AT命令，以激活PDP(Packet Data Protoco1，分组数据协议)并获取配置参数。接收PDP激活AT命令的方式并不唯一，在一个实施例中，具体可通过USB驱动层的AT通道与外部设备通信，接收外部设备发送的PDP激活AT命令。AT命令(AT Commands)是一种调制解调器命令语言，应用于设备应用之间的连接与通信。通过发送AT命令激活PDP获取通信所需的配置参数，用于后续对无线通信模块和外部设备进行参数配置。
步骤S120：利用激活的PDP获取配置参数，根据配置参数配置DHCP服务器。
本实施例中，配置参数具体可包括IP(Internet Protocol，网络协议)、DNS(Domain Name System，域名系统)和网关。DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机设置协议)服务器指保存在无线通信模块的软件，无线通信模块根据获取的配置参数对DHCP服务器进行配置，用作后续与外部设备建立DHCP协议通信。
在一个实施例中，步骤S120之后，无线通信模块外置拨号联网方法还包括返回配置完成命令至外部设备的步骤。
无线通信模块在完成对DHCP服务器的配置之后，通知外部设备DHCP服务器配置完成，为后续步骤接收配置参数完成外部设备的配置做好准备，提高操作便利性。
步骤S130：通过DHCP服务器与外部设备进行DHCP协议交互，发送配置参数至外部设备。
无线通信模块通过DHCP协议与外部设备进行通信，发送配置参数至外部设备。外部设备根据配置参数完成配置，包括IP、DNS和网关的配置，作为后续建立核心网与外部设备之间数据通道的基础。
无线通信模块与外部设备进行DHCP协议交互的方式并不唯一，在一个实施例中，具体可通过USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)驱动层的数据通道与外部设备通信，发送配置参数至外部设备。USB驱动层的数据通道的类型也不是唯一的，具体可以是ECM(Ethernet Control Model，以太网控制模型)通道或RNDIS(Remote Network DriverInterface Specification，远程网络驱动接口规范)通道。用户可根据实际需求通过AT命令选择数据通道的具体类型，便于操作。
步骤S140：建立核心网与根据配置参数完成配置的外部设备之间的协议栈数据通道。
核心网位于移动运营商提供的移动网络的网络子系统中，其作用是响应接入设备(如手机、无线通信模块等)发送的AT命令，以及在不同网络和接入设备间转发数据。在完成对无线通信模块的DHCP服务器和外部设备的配置之后，通过无线通信模块与核心网通信连接，然后建立核心网与外部设备之间的协议栈数据通道，将外部设备接入核心网并与其他终端进行报文传输。
进一步地，在一个实施例中，步骤S140包括：通过协议栈与核心网、USB驱动层的数据通道通信，建立协议栈数据通道。
协议栈用于处理与核心网间的数据收发。通过协议栈与核心网进行通信，并建立协议栈与USB驱动层的数据通道的通信，从而完成外部设备与核心网的数据通道的建立。
步骤S150：利用协议栈数据通道进行外部设备和核心网间透传IP数据报文。
无线通信模块通过协议栈数据通道在外部设备和核心网间透传IP数据报，实现外部设备网络数据收发功能。
在一个实施例中，步骤S150之后，无线通信模块外置拨号联网方法还包括以下步骤：接收USB网卡类型切换指令，并根据USB网卡类型切换指令配置USB驱动层的数据通道的类型。
USB网卡类型包括ECM和RNDIS两种。用户可通过向无线通信模块发送USB网卡类型切换指令对USB驱动层的数据通道的类型进行切换配置，以支持ECM(如Linux/Android平台)和RNDIS(如Windows平台)拨号联网。
为了更好地理解上述无线通信模块外置拨号联网方法，下面结合无线通信模块的软件框架进行详细的解释说明。
如图2所示，无线通信模块的软件框架包括USB驱动层(USB Driver)、AT层(ATlayer)、控制管理层(Control Manager)和协议栈(PS)等。USB驱动层处理无线通信模块与外部设备间的数据收发；AT层处理无线通信模块收到的AT命令(包括命令解析和执行)；控制管理层用于控制无线通信模块的状态；协议栈用于处理与核心网间的数据收发。
无线通信模块和外部设备间通过DHCP协议，将模块PDP激活获取的IP、DNS和网关等分配给外部设备。模块USB驱动层枚举出两个通道：AT通道和ECM/RNDIS通道，通过AT命令切换通道类型。AT通道用于接收和响应外部设备向模块发送的AT命令；ECM/RNDIS通道用于收发IP报文(包括DHCP报文)。
外部设备(Device)通过无线通信模块(Module)实现外置拨号联网的流程分为以下几步：
1)无线通信模块开机注网后，外部设备向无线通信模块发送PDP激活AT命令，激活PDP，并获取IP和DNS。
2)无线通信模块利用PDP激活获取的IP和DNS配置DHCP服务器(DHCP Server)，打开协议栈数据通道(Data Channel)，并通知外部设备DHCP服务器配置完成。
3)无线通信模块和外部设备间通过DHCP协议进行数据交互(Data Switch)，完成外部设备的配置，包括IP、DNS和网关等。
4)ECM/RNDIS连接建立完成后，模块通过PS数据通道在外部设备和核心网间透传IP数据报，实现外部设备网络数据收发功能。
可以通过向无线通信模块发送AT命令，控制管理层切换USB网卡类型，将模块USB层配置成ECM或RNDIS。由于建立ECM/RNDIS连接后，无线通信模块直接在核心网和外部设备间透传IP数据报，不需要对IP报文进行封装或解析，因此，相比PPP拨号，具有更快的网络数据传输速度。
上述无线通信模块外置拨号联网方法，利用激活PDP获取的配置参数配置外部设备和无线通信模块内部的DHCP服务器，并建立核心网与外部设备之间的协议栈数据通道透传IP数据报文，实现外部设备网络数据收发功能。无线通信模块直接在核心网和外部设备间透传IP数据报文，不需要对报文进行封装或解析，相比传统的拨号联网方式具有更快的网络数据传输速度，网络数据传输效率高。此外，由于是将无线通信模块作为DHCP服务器，外部设备作为DHCP客户端，因此，上述方法还可实现一个无线通信模块同时给多个外部设备提供联网服务，提高了无线联网通信的效率。
在一个实施例中，一种无线通信模块外置拨号联网系统，如图3所示，包括命令接收模块110、参数配置模块120、数据交互模块130、通道建立模块140和数据收发模块150。
命令接收模块110用于接收外部设备发送的PDP激活AT命令，根据PDP激活AT命令激活PDP。
在无线通信模块开机注网后，用户可通过外部设备发送PDP激活AT命令，以激活PDP并获取配置参数。接收PDP激活AT命令的方式并不唯一，在一个实施例中，命令接收模块110具体可通过USB驱动层的AT通道与外部设备通信，接收外部设备发送的PDP激活AT命令。通过发送AT命令激活PDP获取通信所需的配置参数，用于后续对无线通信模块和外部设备进行参数配置。
参数配置模块120用于利用激活的PDP获取配置参数，根据配置参数配置DHCP服务器。
本实施例中，配置参数具体可包括IP、DNS和网关。无线通信模块根据获取的配置参数对DHCP服务器进行配置，用作后续与外部设备建立DHCP协议通信。
此外，无线通信模块外置拨号联网系统还可包括命令返回模块。命令返回模块用于在参数配置模块120通过激活PDP获取配置参数，以及根据配置参数配置DHCP服务器之后，返回配置完成命令至外部设备。
在完成对DHCP服务器的配置之后，还返回配置完成命令至外部设备，为后续步骤接收配置参数完成外部设备的配置做好准备，提高操作便利性。
数据交互模块130用于通过DHCP服务器与外部设备进行DHCP协议交互，发送配置参数至外部设备。
无线通信模块利用通过DHCP协议与外部设备进行通信，发送配置参数至外部设备。外部设备根据配置参数完成配置，包括IP、DNS和网关的配置，作为后续建立核心网与外部设备之间数据通道的基础。
无线通信模块与外部设备进行DHCP协议交互的方式并不唯一，在一个实施例中，通道建立模块140具体可通过USB驱动层的数据通道与外部设备通信，发送配置参数至外部设备。USB驱动层的数据通道的类型也不是唯一的，具体可以是ECM通道或RNDIS通道。用户可根据实际需求通过AT命令选择数据通道的具体类型，便于操作。
通道建立模块140用于建立核心网与根据配置参数完成配置的外部设备之间的协议栈数据通道。
在完成对无线通信模块的DHCP服务器和外部设备的配置之后，通过无线通信模块与核心网通信连接，然后建立核心网与外部设备之间的协议栈数据通道，将外部设备接入核心网并与其他终端进行报文传输。
进一步地，在一个实施例中，通道建立模块140通过协议栈与核心网、USB驱动层的数据通道通信，建立协议栈数据通道。
协议栈用于处理与核心网间的数据收发。通过协议栈与核心网进行通信，并建立协议栈与USB驱动层的数据通道的通信，从而完成外部设备与核心网的数据通道的建立。
数据收发模块150用于利用协议栈数据通道进行外部设备和核心网间透传IP数据报文。
无线通信模块通过协议栈数据通道在外部设备和核心网间透传IP数据报，实现外部设备网络数据收发功能。
在一个实施例中，无线通信模块外置拨号联网系统还包括网卡类型切换模块。
网卡类型切换模块用于在数据收发模块150利用协议栈数据通道进行外部设备和核心网间透传IP数据报文之后，接收USB网卡类型切换指令，并根据USB网卡类型切换指令配置USB驱动层的数据通道的类型。
上述无线通信模块外置拨号联网系统，利用激活PDP获取的配置参数配置外部设备和无线通信模块内部的DHCP服务器，并建立核心网与外部设备之间的协议栈数据通道透传IP数据报文，实现外部设备网络数据收发功能。无线通信模块直接在核心网和外部设备间透传IP数据报文，不需要对报文进行封装或解析，相比传统的拨号联网方式具有更快的网络数据传输速度，网络数据传输效率高。此外，将无线通信模块作为DHCP服务器，外部设备作为DHCP客户端，因此，上述方法还可实现一个无线通信模块同时给多个外部设备提供联网服务，提高了无线联网通信的效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种无线通信模块外置拨号联网方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收外部设备发送的PDP激活AT命令，根据所述PDP激活AT命令激活PDP；
利用激活的PDP获取配置参数，根据所述配置参数配置DHCP服务器；
通过所述DHCP服务器与所述外部设备进行DHCP协议交互，发送所述配置参数至所述外部设备；
建立核心网与根据所述配置参数完成配置的所述外部设备之间的协议栈数据通道；
利用所述协议栈数据通道进行所述外部设备和所述核心网间透传IP数据报文。
2.根据权利要求1所述的无线通信模块外置拨号联网方法，其特征在于，通过USB驱动层的AT通道与所述外部设备通信，接收外部设备发送的PDP激活AT命令。
3.根据权利要求1所述的无线通信模块外置拨号联网方法，其特征在于，通过USB驱动层的数据通道与所述外部设备通信，发送所述配置参数至所述外部设备。
4.根据权利要求3所述的无线通信模块外置拨号联网方法，其特征在于，所述建立核心网与根据所述配置参数完成配置的所述外部设备之间的协议栈数据通道，包括：通过协议栈与所述核心网、所述USB驱动层的数据通道通信，建立所述协议栈数据通道。
5.根据权利要求3所述的无线通信模块外置拨号联网方法，其特征在于，所述USB驱动层的数据通道为ECM通道或RNDIS通道。
6.根据权利要求4所述的无线通信模块外置拨号联网方法，其特征在于，所述利用所述协议栈数据通道进行所述外部设备和所述核心网间透传IP数据报之后，还包括以下步骤：
接收USB网卡类型切换指令，并根据所述USB网卡类型切换指令配置所述USB驱动层的数据通道的类型。
7.根据权利要求1所述的无线通信模块外置拨号联网方法，其特征在于，所述利用激活的PDP获取配置参数，根据所述配置参数配置DHCP服务器之后，还包括返回配置完成命令至所述外部设备的步骤。
8.根据权利要求1所述的无线通信模块外置拨号联网方法，其特征在于，所述配置参数包括IP、DNS和网关。
9.一种无线通信模块外置拨号联网系统，其特征在于，包括：
命令接收模块，用于接收外部设备发送的PDP激活AT命令，根据所述PDP激活AT命令激活PDP；
参数配置模块，用于利用激活的PDP获取配置参数，根据所述配置参数配置DHCP服务器；
数据交互模块，用于通过所述DHCP服务器与所述外部设备进行DHCP协议交互，发送所述配置参数至所述外部设备；
通道建立模块，用于建立核心网与根据所述配置参数完成配置的所述外部设备之间的协议栈数据通道；
数据收发模块，用于利用所述协议栈数据通道进行所述外部设备和所述核心网间透传IP数据报文。
10.根据权利要求9所述的无线通信模块外置拨号联网系统，其特征在于，还包括：
命令返回模块，用于在所述参数配置模块利用激活的PDP获取配置参数，根据所述配置参数配置DHCP服务器之后，返回配置完成命令至所述外部设备。
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