CN107426050A - 数据中继传输系统及其构建方法与无线中继设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种数据中继传输系统的构建方法，所述方法在两台相同的无线中继设备中分别执行，包括：本设备检测是否有对端设备通过级联线与本设备连接；所述对端设备为与本设备相同的另一无线中继设备；在检测有对端设备通过级联线与本设备连接时，本设备与对端设备协商主设备和从设备以构成数据中继传输系统。通过以上方法构建的数据中继传输系统可以实现数据的全双工传输，实现高速率、高吞吐率的无线中继网络，并且只需要利用现有的两台无线中继设备进行软件配置即可实现，无需对无线中继设备进行任何的硬件设计。同时，本发明还提供了一种无线中继设备以及数据中继传输系统。

Description

数据中继传输系统及其构建方法与无线中继设备
技术领域
本发明涉及无线中继设备技术领域，具体涉及一种数据中继传输系统及其构建方法与无线中继设备。
背景技术
无线中继器(RE)作为无线路由器(Rooter)或无线接入点(AP)的无线信号扩展器，用于无线客户端(Client)与Rooter/AP之间数据传输的中继。如图1所示，其是现有技术的无线中继器的信号连接原理图。
现有技术1中的RE内置一个无线收发模块，这种RE对无线数据的处理是半双工的，也就是在t时间内，RE的t/2时间用于接收从Rooter/AP(或Client)发来的数据，t/2时间用于发送数据到Client(或Rooter/AP)。这种无线中继器对于信号的处理是半双工的，信号吞吐率不高。如图2所示，其是现有技术1中的无线单频中继器的数据传输原理图。
为提高数据处理效率，现有技术2的一种解决方案是：在一个无线中继器中内置两个不同工作频率的无线收发模块(即市场上的无线双频中继器)。无线收发模块A工作在2.4G频段，无线收发模块B工作在5G频段。这种无线中继器有两种工作模式，见下图3a和图3b。
第一种应用模式(中继模式)如图3a所示，2.4g无线模块作为2.4g无线Rooter/AP和2.4g无线Client的无线中继，5g无线模块作为5g无线Rooter/AP和5g无线Client的无线中继；和现有技术1一样，这种工作模式同样存在Rooter/AP(Client)的数据吞吐量不高的问题。
第二种应用模式如图3b所示，2.4g无线模块连接2.4g无线Rooter/AP、5g无线模块连接5g无线Client，或者5g无线模块连接5g无线Rooter/AP、2.4g无线模块连接2.4g无线Client，Rooter/AP与Client之间通过2.4g无线模块、PCI总线、缓存、5g无线模块等进行通信。
现有技术2的缺点在于：
1、虽然2.4g无线Rooter/AP(或Client)能有较高的数据吞吐量，但由于2.4g无线传输速率较5g无线传输速率低很多，该应用大大牺牲了5g的高速率无线性能，降低了5g无线Client(或Rooter/AP)的数据吞吐量。
2、这个方案对于Rooter/AP和Client是有比较高的要求的，如果Rooter/AP和Client都只能支持一个相同的单一频段(比如都只支持2.4G频段或只支持5G频段)，那么中继器仍然只能在第一种应用模式(半双工)下工作。
3、严格意义上来说现有技术2实现的是分频双工技术(即接收和发射的无线模块工作在不同的频段)，不能算是真正意义上的全双工。
发明内容
本发明实施例提供了一种数据中继传输系统及其构建方法与无线中继设备，可以简单方便的实现高速率、高吞吐率的无线中继网络。
本发明实施例一方面提高了一种数据中继传输系统的构建方法，所述方法在两台相同的无线中继设备中分别执行，包括：
本设备检测是否有对端设备通过级联线与本设备连接；所述对端设备为与本设备相同的另一无线中继设备；
在检测有对端设备通过级联线与本设备连接时，本设备与对端设备协商主设备和从设备以构成数据中继传输系统；
其中，所述数据中继传输系统用于通过所述主设备接收无线路由器或无线接入点的下行数据并通过所述级联线传输到所述从设备，通过所述从设备将所述下行数据发送给无线客户端，以及用于通过所述从设备接收无线客户端发送的上行数据并通过所述级联线传输到所述主设备，通过所述主设备将所述上行数据发送给所述无线路由器或无线接入点。
优选地，本设备在上电或复位时将本设备的级联PCIE端口设置为非透明桥；所述级联线用于连接本设备的级联PCIE端口以及对端设备的PCIE端口以连接两台无线中继设备；
优选地，所述方法还包括：
本设备在上电或复位时将本设备的无线模块设置为普通RE模式；
本设备在协商为主设备时将本设备的无线模块设置为Client模式；
本设备在协商为从设备时将本设备的无线模块设置为AP模式。
优选地，所述在检测有对端设备通过级联线与本设备连接时，本设备与对端设备协商主设备和从设备以构成数据中继传输系统，具体包括：
在检测有对端设备通过级联线与本设备连接时，本设备向对端设备发送设置主RE请求；
本设备在每次获取到对端设备发送的设置主RE请求时，立即向对端设备发送确认应答；
当本设备在发出设置主RE请求到规定的时间T1内，没收到对端设备发送的设置主RE请求而只收到对端设备发送的确认应答时，设置本设备为主设备；
当本设备在发出设置主RE请求到规定的时间T1内，没收到所述对端设备发送的确认应答而只收到对端设备发送的设置主RE请求时，向对端设备发送确认应答并设置本设备为从设备。
优选地，所述在检测有对端设备通过级联线与本设备连接时，本设备与对端设备协商主设备和从设备以构成数据中继传输系统，还包括：
当本设备在发出设置主RE请求到接收到对端设备发送的确认应答之间还收到了对端设备发送的设置主RE请求时，本设备等待随机时间T2；
当本设备在随机时间T2内收到对端设备发送的设置主RE请求时，本设备向对端设备发送确认应答，并设置本设备为从设备；
当本设备在随机时间T2内未收到对端设备发送的设置主RE请求，继续向对端设备发送设置主RE请求。
优选地，所述在检测有对端设备通过级联线与本设备连接时，本设备与对端设备协商主设备和从设备以构成数据中继传输系统，还包括：
当本设备在发出设置主RE请求到规定的时间T1内，既没收到对端设备发送的确认应答又没收到对端设备发送的设置主RE请求，本设备判定本次协商失败并重新向对端设备发送设置主RE请求；
当协商失败的次数达到预设的阈值时，本设备判定主从设备协商失败并停止与对端设备协商。
优选地，所述方法还包括：
当本设备连续多次没有接收到对端设备发送的心跳消息或心跳消息回应时，将本设备的无线模块设置为普通RE模式；
其中，所述心跳消息由主设备定时向从设备发送；所述心跳消息回应由从设备响应于每条接收到的心跳消息向主设备所发送。
优选地，所述方法还包括：
当本设备为从设备时，本设备计算并选择最小干扰信道作为无线信道。
优选地，所述当本设备为从设备时，本设备计算并选择最小干扰信道作为无线信道，包括：
对于本设备中的2.4G无线模块，计算2.4G频段每个信道的干扰值；
选取2.4G频段中干扰值最小的信道并配置到2.4G无线模块；
其中第n个信道的干扰值的计算公式为：
DirtyNess(n)＝S(n-3)*a+S(n-2)*b+S(n-1)*c+S(n)*d+S(n+1)*c+S(n+2)*b+S(n+3)*a
公式中S(x)为信道x的信号强度；a、b、c、d为预设的权重参数，且a<b<c<d。
优选地，所述当本设备为从设备时，本设备计算并选择最小干扰信道作为无线信道，包括：
对于本设备中的5G无线模块，获取20MHZ带宽下每个信道的信号干扰强度；
根据20MHZ带宽下每个信道的信号干扰强度计算80MHZ带宽下每个信道的信号干扰强度；
根据80MHZ带宽下每个信道的信号干扰强度确定80MHZ带宽下干扰强度最小的信道m；
根据20MHZ带宽下每个信道的信号干扰强度计算40MH带宽下信道(m-4)和信道(m+4)的信号干扰强度；
根据40MH带宽下信道(m-4)和信道(m+4)的信号干扰强度确定40MHZ带宽下干扰强度最小的信道n；
根据20MH带宽下信道(n-2)和信道(n+2)的信号干扰强度确定20MHZ带宽下干扰强度最小的信道k；
将信道k作为5G频段中干扰值最小的信道并配置到5G无线模块。
本发明第二方面提供了一种无线中继设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面所述的数据中继传输系统的构建方法。
本发明第三方面提供了一种数据中继传输系统，包括两台如第二方面所述的无线中继设备；两台所述无线中继设备通过级联构成所述数据中继传输系统并分别协商为主设备和从设备；所述数据中继传输系统用于通过所述主设备接收无线路由器或无线接入点的下行数据并通过所述级联线传输到所述从设备，通过所述从设备将所述下行数据发送给无线客户端，以及用于通过所述从设备接收无线客户端发送的上行数据并通过所述级联线传输到所述主设备，通过所述主设备将所述上行数据发送给所述无线路由器或无线接入点。
相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例提供了一种数据中继传输系统的构建方法，所述方法在两台相同的无线中继设备中分别执行，包括：本设备检测是否有对端设备通过级联线与本设备连接；所述对端设备为与本设备相同的另一无线中继设备；在检测有对端设备通过级联线与本设备连接时，本设备与对端设备协商主设备和从设备以构成数据中继传输系统；所述数据中继传输系统用于通过所述主设备接收无线路由器或无线接入点的下行数据并通过所述级联线传输到所述从设备，通过所述从设备将所述下行数据发送给无线客户端，以及用于通过所述从设备接收无线客户端发送的上行数据并通过所述级联线传输到所述主设备，通过所述主设备将所述上行数据发送给所述无线路由器或无线接入点。通过以上方法构建的数据中继传输系统可以实现数据的全双工传输，实现高速率、高吞吐率的无线中继网络，并且只需要利用现有的两台无线中继设备进行软件配置即可实现，无需对无线中继设备进行任何的硬件设计。同时，本发明实施例还提供了一种无线中继设备以及数据中继传输系统。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术的无线中继器的信号连接原理图；
图2是现有技术1中的无线单频中继器的数据传输原理图；
图3a是现有技术2中无线双频中继器的第一种应用模式原理图；
图3b是现有技术2中无线双频中继器的第二种应用模式原理图；
图4是本发明实施例提供的一种数据中继传输系统的构建方法的流程示意图；
图5是通过图4的方法构建的数据中继传输系统的数据传输示意图；
图6a是无线单频中继器的内部结构示意图；
图6b是无线双频中继器的内部结构示意图；
图7a为两台无线单频中继设备的级联连接方式示意图；
图7b为两台无线双频中继设备的级联连接方式示意图；
图8a为2.4G频段的信道分布图；
图8b为2.4G频段的信道2、3、6的频段分布示意图；
图8c为2.4G频段的信道3、5、6的频段分布示意图；
图9为5G频段的信道分布图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参与图4，其是本发明实施例提供的一种数据中继传输系统的构建方法的流程示意图，所述方法在两台相同的无线中继设备中分别执行，包括：
S1，本设备检测是否有对端设备通过级联线与本设备连接；所述对端设备为与本设备相同的另一无线中继设备；
S2，在检测有对端设备通过级联线与本设备连接时，本设备与对端设备协商主设备和从设备以构成数据中继传输系统；
其中，所述数据中继传输系统用于通过所述主设备接收无线路由器或无线接入点的下行数据并通过所述级联线传输到所述从设备，通过所述从设备将所述下行数据发送给无线客户端，以及用于通过所述从设备接收无线客户端发送的上行数据并通过所述级联线传输到所述主设备，通过所述主设备将所述上行数据发送给所述无线路由器或无线接入点。
请参阅图5，其是通过图4的方法构建的数据中继传输系统的数据传输示意图。其中，RE(a)在数据中继传输系统为主设备，RE(b)在数据中继传输系统为从设备，Client为无线客户端，Rooter/AP为无线路由器/无线接入点。
以下行数据为例，说明所述数据中继传输系统是如何提高吞吐量的。无线路由器或无线接入点向主设备发送下行数据，由于主设备中的无线模块在同一时间只能做发送/接收的工作，因此按照现有技术主设备是无法立刻发送给无线客户端的。但通过与从设备级联，主设备可以将下行数据发送给从设备，通过从设备发送给无线客户端，从而减小了数据传输所需的时间，即提高了吞吐量，实现了数据的全双工传输。
需要说明的是，用于构成所述数据中继传输系统的两台无线中继设备均执行上述的方法，两台无线中继设备是对等的。本方法以其中一台无线中继设备作为执行主体进行描述(即本设备)，则另一台无线中继设备称为对端设备，实际上两台无线中继设备互为本设备和对端设备，这是本领域技术人员在面对两台无线中继设备时能够理解的。
优选的是，两台无线中继设备中分别配置的无线模块是相同的。即两台无线中继设备均配置2.4G无线模块，或者两台无线中继设备均配置5G无线模块，或者两台无线中继设备均同时配置2.4G无线模块和5G无线模块，因此不会出现由于2.4g无线传输速率较5g无线传输速率低很多而牺牲5g速率的情况。
在本发明实施例中，每台无线中继设备均配置有级联PCIE端口，所述级联线用于连接本设备的级联PCIE端口以及对端设备的PCIE端口以连接两台无线中继设备。
现有无线中继设备的级联PCIE端口(部分现有无线中继设备没有级联PCIE端口)都是使用透明桥(Transparent Bridge，简称TB)，使用透明桥时，处理器可以定义桥另一侧设备的CSR地址，即透明桥一侧的处理器可以对其另一侧的设备进行配置和控制。如图6a，RE中的处理器使用透明桥对RE里面无线模块的配置和控制。如图6b，RE中的处理器使用透明桥对RE里面两个无线模块的配置和控制。
如果将两个无线中继设备的级联PCIE端口通过级联线连接起来构成数据中继传输系统，则该系统中存在多个处理器。如果级联PCIE端口采用透明桥，则RE(a)处理器和RE(b)处理器在上电或复位初始化都会尝试枚举和配置整个系统，引起系统竞争，导致系统无法正常工作。因此，在本发明实施例中本设备在上电或复位时将本设备的级联PCIE端口设置为非透明桥。非透明桥能隔离不同处理器域，每一个处理器只能访问到非透明桥一侧的终端设备为止，从而消除了多个处理器枚举和配置竞争的问题。其中，两台无线单频中继设备的级联连接方式如图7a所示，两台无线双频中继设备的级联连接方式如图7b所示。
作为一种可选的实施方式，所述方法还包括：
本设备在上电或复位时将本设备的无线模块设置为普通RE模式；
本设备在协商为主设备时将本设备的无线模块设置为Client模式；
本设备在协商为从设备时将本设备的无线模块设置为AP模式。
其中，普通RE模式无线既能连接AP(无线接入点，Access point)也能连接Client(客户端)；AP模式的无线只能连接Client；Client模式的无线只能连接AP。因此，在没有构成数据中继传输系统时，无线中继设备的无线模块工作在普通RE模式作为普通的RE使用；在构成数据中继传输系统时，无线无线中继设备的无线模块工作在Client模式从而与无线路由器或无线接入点传输数据，或者工作在AP模式从而与无线客户端传输数据。
作为一种可选的实施方式，在步骤S3中，所述在检测有对端设备通过级联线与本设备连接时，本设备与对端设备协商主设备和从设备以构成数据中继传输系统，具体包括：
在检测有对端设备通过级联线与本设备连接时，本设备向对端设备发送设置主RE请求；
本设备在每次获取到对端设备发送的设置主RE请求时，立即向对端设备发送确认应答；
当本设备在发出设置主RE请求到规定的时间T1内，没收到对端设备发送的设置主RE请求而只收到对端设备发送的确认应答时，设置本设备为主设备；
当本设备在发出设置主RE请求到规定的时间T1内，没收到所述对端设备发送的确认应答而只收到对端设备发送的设置主RE请求时，向对端设备发送确认应答并设置本设备为从设备。
由于两台无线中继设备发出主RE请求的时间可能不一样，响应于接收到主RE请求所返回的确认应答的时间也可能不一样，通过以上的方式两台无线中继设备可以协商主设备和从设备。
作为一种可选的实施方式，步骤S3还包括：
当本设备在发出设置主RE请求到接收到对端设备发送的确认应答之间还收到了对端设备发送的设置主RE请求时，本设备等待随机时间T2；
当本设备在随机时间T2内收到对端设备发送的设置主RE请求时，本设备向对端设备发送确认应答，并设置本设备为从设备；
当本设备在随机时间T2内未收到对端设备发送的设置主RE请求，继续向对端设备发送设置主RE请求。
等待随机时间T2的原因是：假设两个设备在同一时间(或者非常接近的时间)发出设置主RE的请求，而对端设备也在同一时间(或者非常接近的时间)接收请求并发出请求应答。两个设备因此也将在同一时间(或者非常接近的时间)收到请求应答，从而判定无效，此时两个设备又将在同一时间(或者非常接近的时间)重新发出设置主RE的请求，……，进入一个死循环。
因此在第二次等待随机时间T2后重新发送设置主RE请求，可以避免两个设备再次在同一时间(或者非常接近的时间)发送设置主RE请求的导致失败的问题。优选地，考虑协商主设备和从设备的效率，随机时间T2在毫秒级以内。
作为一种可选的实施方式，步骤S3还包括：
当本设备在发出设置主RE请求到规定的时间T1内，既没收到对端设备发送的确认应答又没收到对端设备发送的设置主RE请求，本设备判定本次协商失败并重新向对端设备发送设置主RE请求；
当协商失败的次数达到预设的阈值时，本设备判定主从设备协商失败并停止与对端设备协商。
由于连接异常的原因，虽然本设备检测到有对端设备通过级联线连接，但可能出现在发出设置主RE请求到规定的时间T1内既没收到对端设备发送的确认应答又没收到对端设备发送的设置主RE请求的情况。本发明实施例统计出现这种情况(协商失败)的次数，如果达到了一定的次数则停止与对端设备协商。
在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：
当本设备连续多次没有接收到对端设备发送的心跳消息或心跳消息回应时，将本设备的无线模块设置为普通RE模式；
其中，所述心跳消息由主设备定时向从设备发送；所述心跳消息回应由从设备响应于每条接收到的心跳消息向主设备所发送。
即作为从设备，如果连续多次没有接收到主设备发送的心跳消息时，从设备的无线模块从AP模式切换为普通RE模式；作为主设备，如果连续多次没有接收到从设备响应于心跳消息所返回的心跳消息回应时，主设备的无线模块从Client模式切换为普通RE模式。
在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：
当本设备为从设备时，本设备计算并选择最小干扰信道作为无线信道。
在一种可选的实施方式中，当本设备为从设备时，本设备计算并选择最小干扰信道作为无线信道，包括：
对于本设备中的2.4G无线模块，计算2.4G频段每个信道的干扰值；
选取2.4G频段中干扰值最小的信道并配置到2.4G无线模块；
其中第n个信道的干扰值的计算公式为：
DirtyNess(n)＝S(n-3)*a+S(n-2)*b+S(n-1)*c+S(n)*d+S(n+1)*c+S(n+2)*b+S(n+3)*a
公式中S(x)为信道x的信号强度，由无线中继设备监听其他无线路由器发出的beacon帧，然后解析beacon帧的信号强度并经过转换得到；a、b、c、d为预设的权重参数，且a<b<c<d。
如图8a所示，其是2.4G频段的信道分布图。由于2.4G频段每个信道占20M带宽，而两个信道的间隔为5M带宽，因此，要使两个信道之间没有重叠(干扰)，则两个信道要相差4个信道。如下图8b例子，假设ch6为选用信道，ch3和ch6还有重叠(干扰)的区域，而ch2和ch6则完全没有重叠。因此，在计算2.4G频段第n个信道的干扰值时，只需考虑信道n-3、n-2、n-1、n、n+1、n+2、n+3七个信道的信道强度。
信道之间的信号带宽重叠导致信道之间的干扰，而信号重叠越多则干扰越严重。因此距离越近的两个信道重叠面积越多，干扰越严重。如下图8c的例子，由于信道ch5跟ch6的重叠面积比信道ch3跟ch6的重叠面积要大，则信道ch5对ch6的干扰强度比同样信号强度的ch3对ch6的干扰强度要大。因此就有权重值a<b<c<d的关系。
需要说明的是，在计算DirtyNess(n)时，可能出现S(n-3)、S(n-2)、S(n-1)、S(n+1)、S(n+2)、S(n+3)中的一个或多个不存在的情况，此时将不存在的信号强度配置为0，默认为信号强度为0。例如，当n＝2时，即计算ch2的干扰值，由于不存在S(-1)、S(0)，则在计算DirtyNess(2)时，S(-1)、S(0)均配置为0。
无线中继设备中的无线模块还可以是5G无线模块。由于后来的5G协议的制定者看到2.4g信道之间存在重叠干扰的问题，因此在5G的协议中规避了这个问题，如下图9所示，20MHz带宽的信道(36,40,44…)之间不会有重叠干扰；40MHz带宽的信道(38,46,54…)之间不会有重叠干扰；80MHz带宽的信道(42,58,106…)之间不会有重叠干扰；但会存在同信道的竞争干扰，例如选择36信道路由和选择40信道的路由，如果都工作在80MHz带宽的42信道时存在同频干扰竞争，如果都工作在40MHz带宽的38信道时也存在同频干扰竞争；另外，存在不同带宽之间的干扰，例如80MHz带宽的42信道与40MHz的38和46信道干扰，与20MHz带宽的36,40,44和48信道干扰，但还好5G协议制定了干扰回避机制，例如，36信道的路由器一开始工作在高速率的80MHz带宽的42信道，但发现被干扰导致丢包率达到了阈值，于是降到40MHz带宽的38信道工作，如果在40MHz带宽发现被干扰导致丢包率也达到了阈值，最后就降到20MHz带宽的36信道工作。
为了使设备在5G能工作在较高的带宽工作，寻找较少同信道竞争的信道，在一种可选的实施方式中，当本设备为从设备时，本设备计算并选择最小干扰信道作为无线信道，包括：
对于本设备中的5G无线模块，获取20MHZ带宽下每个信道的信号干扰强度S(x)；如图9所示，x∈{36,40,44,48,52,56,60,64,100,104,108,112,116,120,124,128,132,136,140,149,153,157,161,165}；
根据20MHZ带宽下每个信道的信号干扰强度计算80MHZ带宽下每个信道的信号干扰强度SE(y)；
其中，SE(y)＝[S(y-6)+S(y-2)+S(y+2)+S(y+6)]，y∈{42,58,106,122,155}
根据80MHZ带宽下每个信道的信号干扰强度确定80MHZ带宽下干扰强度最小的信道m；m∈{42,58,106,122,155}
根据20MHZ带宽下每个信道的信号干扰强度计算40MH带宽下信道(m-4)和信道(m+4)的信号干扰强度SF(z)；
其中，SF(z)＝[S(z-2)+S(z+2)]，z∈{(m-4),(m+4)}；
根据40MH带宽下信道(m-4)和信道(m+4)的信号干扰强度确定40MHZ带宽下干扰强度最小的信道n；n∈{(m-4),(m+4)}
根据20MH带宽下信道(n-2)和信道(n+2)的信号干扰强度确定20MHZ带宽下干扰强度最小的信道k；k∈{(n-2),(n+2)}
将20MHZ带宽下干扰强度最小的信道k作为5G频段中干扰值最小的信道并配置到5G无线模块。
通过以上的方法，可以使无线中继设备在5G能工作在较高的带宽工作，寻找较少同信道竞争的信道。
需要说明的是，如果本设备协商为从设备，并且本设备同时具有2.4G无线模块和5G无线模块，则本设备按照上述的方案分别为2.4G无线模块和5G无线模块寻找干扰值最小的信道。
同时，本发明实施例还提供了一种无线中继设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述本发明实施例提供的数据中继传输系统的构建方法。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述**装置/终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个**装置/终端设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述**装置/终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述**装置/终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
同时，本发明实施例还提供了一种数据中继传输系统，包括两台上述的无线中继设备；两台所述无线中继设备通过级联构成所述数据中继传输系统并分别协商为主设备和从设备；所述数据中继传输系统用于通过所述主设备接收无线路由器或无线接入点的下行数据并通过所述级联线传输到所述从设备，通过所述从设备将所述下行数据发送给无线客户端，以及用于通过所述从设备接收无线客户端发送的上行数据并通过所述级联线传输到所述主设备，通过所述主设备将所述上行数据发送给所述无线路由器或无线接入点。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例提供了一种数据中继传输系统的构建方法，所述方法在两台相同的无线中继设备中分别执行，包括：本设备检测是否有对端设备通过级联线与本设备连接；所述对端设备为与本设备相同的另一无线中继设备；在检测有对端设备通过级联线与本设备连接时，本设备与对端设备协商主设备和从设备以构成数据中继传输系统；所述数据中继传输系统用于通过所述主设备接收无线路由器或无线接入点的下行数据并通过所述级联线传输到所述从设备，通过所述从设备将所述下行数据发送给无线客户端，以及用于通过所述从设备接收无线客户端发送的上行数据并通过所述级联线传输到所述主设备，通过所述主设备将所述上行数据发送给所述无线路由器或无线接入点。通过以上方法构建的数据中继传输系统可以实现数据的全双工传输，实现高速率、高吞吐率的无线中继网络，并且只需要利用现有的两台无线中继设备进行软件配置即可实现，无需对无线中继设备进行任何的硬件设计。同时，本发明实施例还提供了一种无线中继设备以及数据中继传输系统。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种数据中继传输系统的构建方法，其特征在于，所述方法在两台相同的无线中继设备中分别执行，包括：
本设备检测是否有对端设备通过级联线与本设备连接；所述对端设备为与本设备相同的另一无线中继设备；
在检测有对端设备通过级联线与本设备连接时，本设备与对端设备协商主设备和从设备以构成数据中继传输系统；
其中，所述数据中继传输系统用于通过所述主设备接收无线路由器或无线接入点的下行数据并通过所述级联线传输到所述从设备，通过所述从设备将所述下行数据发送给无线客户端，以及用于通过所述从设备接收无线客户端发送的上行数据并通过所述级联线传输到所述主设备，通过所述主设备将所述上行数据发送给所述无线路由器或无线接入点。
2.如权利要求1所述的数据中继传输系统的构建方法，其特征在于，本设备在上电或复位时将本设备的级联PCIE端口设置为非透明桥；所述级联线用于连接本设备的级联PCIE端口以及对端设备的PCIE端口以连接两台无线中继设备。
3.如权利要求1所述的数据中继传输系统的构建方法，其特征在于，所述方法还包括：
本设备在上电或复位时将本设备的无线模块设置为普通RE模式；
本设备在协商为主设备时将本设备的无线模块设置为Client模式；
本设备在协商为从设备时将本设备的无线模块设置为AP模式。
4.如权利要求1所述的数据中继传输系统的构建方法，其特征在于，所述在检测有对端设备通过级联线与本设备连接时，本设备与对端设备协商主设备和从设备以构成数据中继传输系统，具体包括：
在检测有对端设备通过级联线与本设备连接时，本设备向对端设备发送设置主RE请求；
本设备在每次获取到对端设备发送的设置主RE请求时，立即向对端设备发送确认应答；
当本设备在发出设置主RE请求到规定的时间T1内，没收到对端设备发送的设置主RE请求而只收到对端设备发送的确认应答时，设置本设备为主设备；
当本设备在发出设置主RE请求到规定的时间T1内，没收到所述对端设备发送的确认应答而只收到对端设备发送的设置主RE请求时，向对端设备发送确认应答并设置本设备为从设备。
5.如权利要求4所述的数据中继传输系统的构建方法，其特征在于，所述在检测有对端设备通过级联线与本设备连接时，本设备与对端设备协商主设备和从设备以构成数据中继传输系统，还包括：
当本设备在发出设置主RE请求到接收到对端设备发送的确认应答之间还收到了对端设备发送的设置主RE请求时，本设备等待随机时间T2；
当本设备在随机时间T2内收到对端设备发送的设置主RE请求时，本设备向对端设备发送确认应答，并设置本设备为从设备；
当本设备在随机时间T2内未收到对端设备发送的设置主RE请求，继续向对端设备发送设置主RE请求。
6.如权利要求4所述的数据中继传输系统的构建方法，其特征在于，所述在检测有对端设备通过级联线与本设备连接时，本设备与对端设备协商主设备和从设备以构成数据中继传输系统，还包括：
当本设备在发出设置主RE请求到规定的时间T1内，既没收到对端设备发送的确认应答又没收到对端设备发送的设置主RE请求，本设备判定本次协商失败并重新向对端设备发送设置主RE请求；
当协商失败的次数达到预设的阈值时，本设备判定主从设备协商失败并停止与对端设备协商。
7.如权利要求3所述的数据中继传输系统的构建方法，其特征在于，所述方法还包括：
当本设备连续多次没有接收到对端设备发送的心跳消息或心跳消息回应时，将本设备的无线模块设置为普通RE模式；
其中，所述心跳消息由主设备定时向从设备发送；所述心跳消息回应由从设备响应于每条接收到的心跳消息向主设备所发送。
8.如权利要求1所述的数据中继传输系统的构建方法，其特征在于，所述方法还包括：
当本设备为从设备时，本设备计算并选择最小干扰信道作为无线信道。
9.如权利要求8所述的数据中继传输系统的构建方法，其特征在于，所述当本设备为从设备时，本设备计算并选择最小干扰信道作为无线信道，包括：
对于本设备中的2.4G无线模块，计算2.4G频段每个信道的干扰值；
选取2.4G频段中干扰值最小的信道并配置到2.4G无线模块；
其中第n个信道的干扰值的计算公式为：
DirtyNess(n)＝S(n-3)*a+S(n-2)*b+S(n-1)*c+S(n)*d+S(n+1)*c+S(n+2)*b+S(n+3)*a
公式中S(x)为信道x的信号强度；a、b、c、d为预设的权重参数，且a<b<c<d。
10.如权利要求8或9所述的数据中继传输系统的构建方法，其特征在于，所述当本设备为从设备时，本设备计算并选择最小干扰信道作为无线信道，包括：
对于本设备中的5G无线模块，获取20MHZ带宽下每个信道的信号干扰强度；
根据20MHZ带宽下每个信道的信号干扰强度计算80MHZ带宽下每个信道的信号干扰强度；
根据80MHZ带宽下每个信道的信号干扰强度确定80MHZ带宽下干扰强度最小的信道m；
根据20MHZ带宽下每个信道的信号干扰强度计算40MH带宽下信道(m-4)和信道(m+4)的信号干扰强度；
根据40MH带宽下信道(m-4)和信道(m+4)的信号干扰强度确定40MHZ带宽下干扰强度最小的信道n；
根据20MH带宽下信道(n-2)和信道(n+2)的信号干扰强度确定20MHZ带宽下干扰强度最小的信道k；
将信道k作为5G频段中干扰值最小的信道并配置到5G无线模块。
11.一种无线中继设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至10中任意一项所述的数据中继传输系统的构建方法。
12.一种数据中继传输系统，其特征在于，包括两台如权利要求11所述的无线中继设备；两台所述无线中继设备通过级联构成所述数据中继传输系统并分别协商为主设备和从设备；所述数据中继传输系统用于通过所述主设备接收无线路由器或无线接入点的下行数据并通过所述级联线传输到所述从设备，通过所述从设备将所述下行数据发送给无线客户端，以及用于通过所述从设备接收无线客户端发送的上行数据并通过所述级联线传输到所述主设备，通过所述主设备将所述上行数据发送给所述无线路由器或无线接入点。
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