CN115104223A - 用于固定无线网络的多功能、软件可配置装置 - Google Patents

Abstract

描述涉及无线网络装置的技术，所述无线网络装置具有通过软件配置支持多个装置角色的单个硬件架构。一种无线网络装置包括具有RF连接器的外壳和电路板，所述电路板具有耦合至内部天线的第一无线电和经由所述RF连接器耦合至外部天线的第二无线电。所述外部天线安装在建筑物的外表面上并经由RF电缆耦合至所述RF连接器。所述无线网络装置经由所述第一天线在所述第一无线电与第二装置的无线电之间建立第一无线链路，以及经由所述第二天线在所述第二无线电与第三装置的无线电之间建立第二无线链路。所述第二装置可以是编程为作为网关操作的第二无线网络装置，所述网关安装在所述建筑物外部。所述第三装置位于所述建筑物内，可以是客户驻地设备(CPE)站或无线端点装置。所述无线网络装置、所述第二无线网络装置和所述CPE站中的每一个都包括相同的硬件。

Description

用于固定无线网络的多功能、软件可配置装置

背景技术

大量且不断增长的用户正在通过消费例如音乐、电影、图像、电子书等数字媒体项目来享受娱乐。用户使用各种电子装置来消费这些媒体项目。这些电子装置(本文称为端点装置、用户装置、客户端、客户端装置或用户设备)中，有电子书阅读器、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、便携式媒体播放器、平板计算机、上网本、膝上型计算机等。这些电子装置与通信基础设施进行无线通信，以实现数字媒体项目的消费。为了与其他装置无线地通信，这些电子装置包括一个或多个天线。

附图说明

本发明将从以下给出的详细描述和本发明的各个实施方案的附图中得到更充分的理解，然而，这些附图不应被理解为将本发明限制于特定的实施方案，而是仅用于解释和理解。

图1是示出根据一个实施方案的用于固定无线网络的多功能、软件可配置网络装置的简化硬件架构的框图。

图2是示出根据一个实施方案的固定无线网络中的多功能、软件可配置网络装置的各种使用的图表。

图3是根据一个实施方案的被配置为家庭单元(IHU)的无线网络装置的框图。

图4示出根据一个实施方案的被配置为客户IHU的无线网络装置。

图5是根据一个实施方案的被配置为公共区域网关(CA-GW)的无线网络装置的框图。

图6示出根据一个实施方案的被配置为CA-GW的无线网络装置。

图7是根据一个实施方案的被配置为室外站(STA)的无线网络装置的框图。

图8示出根据一个实施方案的被配置为室外STA的无线网络装置，其中外部定向天线设置在客户驻地的窗户上。

图9是根据一个实施方案的被配置为基站装置、中继装置或网关装置的室外单元(ODU)的无线网络装置的框图。

图10示出根据一个实施方案的在多扇区基站中继(BS/RL)模式、多扇区GW模式和混合模式中被配置为ODU的三个无线网络装置。

图11是根据另一实施方案的部署在多住宅单元(MDU)处的网络装置的网络图。

图12是根据一个实施方案的具有星形拓扑中的三种节点类型的无线网络的网络图。

图13示出根据一个实施方案的无线网络的示例性节点配置。

图14是根据一个实施方案的电子装置的框图，所述电子装置可以被配置为作为如本文所述的多个装置功能中的一个操作。

具体实施方式

描述涉及无线网络装置的技术，所述无线网络装置具有通过软件配置支持多个装置角色的单个硬件架构。2.4GHz和5GHz工业、科学和医疗(ISM)无线电频带允许未经许可的无线通信。由于其未经许可的性质，许多短距离、低功率无线通信系统在这些频带中操作。因此，在包括印度的各种位置中，取消许可的频谱有限(例如，2.4GHz ISM和5GHz U-NII频带)。本文描述各种装置，包括在2.4GHz和5GHz U-NII-1频带中操作的无线局域网(WLAN)无线电并利用各种WLAN协议，例如

协议(例如，802.11n、802.11ac等)。无线电可以利用2x2空间复用多输入多输出(MIMO)和从20MHz到40MHz的信道带宽。无线电可以看到所有5.x GHz信道，包括动态频率选择(DFS)信道，并且可以在高达36dBmi的等效全向辐射功率(EIRP)下运行，这具体取决于信道。本文描述的装置可以部署在无线网络中，所述无线网络在互联网服务提供商(ISP)入口到订户之间具有分层拓扑。在各种实施方案中，无线网络在逻辑上被组织为级联星形拓扑，如下面更详细描述。

本文描述的网络架构能够为客户大规模提供视频点播(VoD)和互联网服务。本文描述的网络架构可以部署在具有有限的传统ISP基础设施的区域(例如，印度)中。这些服务可以通过本文描述的网络架构中的有线入口、无线连接和分层内容缓存的组合来实现。如本文所述，网络架构包括用于使用有线和无线链路向客户分发VoD和互联网服务的技术。网络装置被组织成称为节点的三个逻辑单元：基站节点(BSN)、中继节点(RLN)和客户驻地设备(CPE)节点(也称为家庭接入节点(HAN))。每个节点都支持独特的一组网络功能。CPE节点为家庭客户装置(FireTV、膝上型计算机)提供与室外无线接入网络的连接。RLN聚合来自CPE的无线接入流量，并通过无线分布网络将此数据传回中央BSN。BSN将RLN无线分布和本地无线接入流量聚合到光纤入口点。节点处的装置可以被制造为通用装置类型，并根据以下装置角色中的任一个进行编程：路由器(RT)角色、基站(BS)角色、网关(GW)角色、中继器(RL)角色或客户站(STA)角色。

在一个实施方案中，具有单个硬件架构的无线网络装置可以包括具有RF连接器的外壳和电路板，所述电路板具有耦合至内部天线的第一无线电和经由RF连接器耦合至外部天线的第二无线电。第二天线安装在住宅单元(即建筑物)的第一外表面上并经由RF电缆耦合至RF连接器。无线网络装置可以安装在建筑物的第二外表面上，例如客户驻地的阳台上。或者，无线网络装置可以安装到建筑物的柱子或其他结构。无线网络装置经由第一天线在第一无线电与第二装置的无线电之间建立第一无线链路，以及经由第二天线在第二无线电与第三装置的无线电之间建立第二无线链路。第二装置可以是编程为作为网关操作的第二无线网络装置，网关安装在住宅单元的外部。网关可以安装到建筑物的第三外表面，例如建筑物的屋顶上。或者，网关可以安装到从建筑物伸出的柱子等。还应注意，在一些情况下，第二无线网络装置可以编程为操作混合模式装置(例如，BS/RL+GW)(也称为混合装置)。位于住宅单元内的第三装置可以是CPE站或无线端点装置。无线网络装置、第二无线网络装置和CPE站中的每一个都包括相同的硬件，如下面关于图1至图12所描述。本文描述的装置可以部署在级联星形拓扑中，如关于图13至图14所示出和描述。

图1是示出根据一个实施方案的用于固定无线网络的多功能、软件可配置网络装置100的简化硬件架构的框图。无线网络装置100具有简化的硬件架构，可以通过软件根据多种功能对所述硬件架构进行编程。无线网络装置100的硬件可以是与无线网络中其他无线网络装置的硬件相同的硬件。也就是说，无线网络装置可以被制造为常见类型的装置(例如，单个SKU产品)并根据以下装置角色中的任何一个进行编程：操作为。无线网络装置100可以根据各种装置角色进行配置和重新配置，包括：路由器(RT)角色、基站(BS)角色、中继器(RL)角色、网关(GW)角色、公共区域网关(CA-GW)、客户站(STA)角色(例如，家庭单元(IHU)或室外单元(OHU))，或存储(NAS)角色。通常，网关是经由建筑物的有线网络连接至基站装置或中继装置并且无线地连接至一个或多个客户STA(例如，IHU或OHU)的装置。公共区域网关是一种特定类型的网关，它位于公共区域中的建筑物内部，与设置在建筑物外部(例如建筑物屋顶上)的网关相反。公共区域网关还连接至建筑物的有线网络并且无线地连接至一个或多个客户STA。与位于屋顶上的网关相比，公共区域网关可以更靠近建筑物内的一些客户STA定位。

“装置角色”是与一个或多个网络装置相关联的一组特定网络功能，例如主要无线网络装置(本文中还称为“无线装置”、“网络装置”或“D2”)，它们根据装置角色(例如，网关装置、客户站等)进行配置。应注意，特定装置角色可以基于无线节点中的节点类型而变化。无线网络在逻辑上被组织为例如级联星形拓扑等分层拓扑中的节点，而特定节点的一个或多个装置在物理上组织在客户驻地的位置，例如单住宅单元(SDU)、MDU或如下所述的其他建筑物或结构处。

如图1所示，无线网络装置100包括一个或多个处理器102(下文称为“处理器”)、一个或多个存储器装置(下文称为“存储器装置”)104、耦合至内部天线108的第一无线电106、耦合至一个或多个RF连接器112(例如，SMA连接器)的第二无线电110，所述RF连接器经由一个或多个RF电缆116耦合至外部天线114。无线网络装置100包括一个或多个有线接口，包括：串行接口收发器118，其耦合在处理器102与串行接口连接器120之间；网络交换机122，其耦合在处理器102与第一网络接口连接器124和第二网络接口连接器126两者之间；以及电源调节电路128，其耦合至电源连接器129。

处理器102可以是各种类型的处理装置，例如一个或多个中央处理单元(CPU)、微控制器、现场可编程门阵列或其他类型的处理器或处理装置。处理器102可以实现处理逻辑，所述处理逻辑包括硬件(例如，电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码等)、软件、固件或其组合。处理逻辑可以配置无线网络装置100以使用装置角色信息根据装置角色并且使用如本文描述的节点配置信息根据级联起始拓扑的节点来操作。此信息可以存储在存储器装置104中。存储器装置104可以是任何类型的存储器或存储装置并且可以存储实现处理逻辑、装置角色信息和节点配置信息的指令。处理器102可以通过有线接口、无线接口(例如，第一无线电106、第二无线电110)或其任何组合与其他装置通信。

如图1所示，无线网络装置100包括装置外壳130。在外壳130内部，无线网络装置100可以包括电路板，所述电路板具有处理器102、第一无线电106、内部天线108、第二无线电110、一个或多个RF连接器112、串行接口收发器118、串行接口连接器120、网络交换机122、第一网络接口连接器124、第二网络接口连接器126、电源调节电路128和电源连接器129。这些组件可以被视为内部组件。电路板可以是印刷电路板(PCB)并且内部天线108可以是设置在PCB的第一平面上的PCB天线。存储器装置104可以设置在电路板上。或者，存储器装置104可以设置在电路板外部并经由电路板上的连接器连接至处理器102。串行接口收发器118和串行接口连接器120可以实现各种技术中的一个，例如USB技术(例如，USB2.0或USB3.0标准等)。在这些实现方式中，串行接口收发器118可以包括USB收发器并且串行接口连接器120可以是USB连接器，例如USB-A连接器。USB连接的存储介质可以附接至串行接口连接器120以提供额外的存储。或者，串行接口收发器118可以包括其他收发器，例如通用异步收发器(UART)等。网络交换机122可以是以太网交换机(例如，千兆以太网交换机)，并且第一网络接口连接器124和第二网络接口连接器126可以是RJ45连接器。以太网供电(PoE)控制器可以用于经由一个或两个RJ45连接器供电。无线网络装置100还可以包括其他接口，例如一个或多个存储器接口(DDR存储器接口和NAND闪存接口)，以将易失性和非易失性存储器连接至处理器102。在另一实施方案中，处理器102可以耦合至实现

技术的附加PAN无线电。

串行接口连接器120、第一网络接口连接器124、第二网络接口连接器126、电源调节电路128和电源连接器129可以是可以连接至外壳130外部的组件的外部连接器。外部天线114、RF电缆116以及例如以太网电缆、USB电缆和电源电缆的其他项可以被视为外部组件，因为它们在外壳130的外部；而处理器102、第一无线电106、第二无线电110、内部天线108、RF连接器112、网络交换机122、串行接口连接器120、第一网络接口连接器124、第二网络接口连接器126、电源调节电路128和电源连接器129可以被视为内部组件，因为它们在外壳130的内部。如本文所述，存储器装置104可以是外部或内部组件。第一无线电106和第二无线电110可以实现或者是一种或多种类型的无线电技术，例如WLAN技术、无线个域网(WPAN)技术、蜂窝技术、远程(LoRa)技术、体域网(BAN)技术、Near-Me(NAN)技术等。在一个实施方案中，第一无线电106和第二无线电110是实现

技术的

无线电。例如，第一无线电106可以实现2.4GHz

技术，而第二无线电110可以实现5GHz

技术。在一些实现方式中，第一无线电106可以是根据IEEE 802.11n操作的2x2 MIMO无线电，而第二无线电110可以是根据IEEE 802.11ac操作的2x2 MIMO无线电。

如图所示，第一无线电106包括耦合至处理器102的第一中央处理单元(CPU)132、耦合至第一CPU 132的第一收发器134、耦合至第一收发器134的第一带通滤波器(BPF)136、耦合至第一BPF 136和内部天线108的第一低通滤波器(LPF)138、耦合至第一CPU 132的第二收发器140、耦合至第二收发器140的第二BPF 142，以及耦合至第二BPF 142和内部天线108的第二LPF 144。第二无线电110包括耦合至处理器102的第二CPU 146；耦合至第二CPU146的第三收发器148；耦合至第三收发器148的第三BPF 150；以及耦合至第三BPF 150和RF连接器112的第三LPF 152，RF连接器112经由第一RF电缆116耦合至外部天线114；耦合至第二CPU 146的第四收发器154；耦合至第四收发器154的第四BPF 156；以及耦合至第四LPF156和第二RF连接器112的第四LPF 158，第二RF连接器112经由第二RF电缆116耦合至外部天线114。第一BPF 136和第二BPF 142被配置为在第一频率范围(例如，5GHz频带)内对经由内部天线108接收到的RF信号进行滤波，并且第三BPF 150和第四BPF 156被配置为在第二频率范围(例如，2.4GHz频带)内对经由外部天线114接收到的RF信号进行滤波。第一频带不同于第二频带。应注意，无线装置100的各种组件可以在一个或多个半导体裸片中实现。例如，在一个实现方式中，处理器102、第一CPU 132和第二CPU 142可以在例如片上系统(SoC)的第一集成电路上实现。在另一个实施方案中，第一无线电106和第二无线电110的其他组件也可以在第一集成电路上实现。无线装置100的其他组件可以在一个或多个附加集成电路或组件中实现。

在一个实施方案中，内部天线108是设置在装置外壳130内的电路板的第一平面上的第一定向天线，并且外部天线114是设置在例如单住宅单元、多住宅单元等的建筑物的外表面的第二平面上的第二定向天线。住宅单元可以是客户的家，例如单户单元或多户单元、办公楼等。第二平面可以与第一平面正交或近似正交。在另一实施方案中，外部天线114是双频全向天线(例如，5GHz/2.4GHz WLAN天线)，而内部天线108可以是单频定向天线(例如，5GHz WLAN天线或2.4GHz天线)。或者，内部天线108也可以是全向的。在另一个实施方案中，第一无线电108可以选择性地耦合至第二内部天线160。内部天线108可以设计为5GHz WLAN天线并且第二内部天线160可以设计为2.4GHz WLAN天线。应注意，当第一无线电106包括两个TX-RX链(即，第一TX-RX链包括第一收发器134、第一BPF 136和第一LPF 138)时，内部天线108(和第二内部天线160)可以包括多个天线元件，每个天线元件耦合至两个链中的一个。类似地，第二无线电110可以包括两个TX-RX链，如图所示，并且外部天线114可以包括一个或多个天线元件。

在一个实施方案中，一个或多个存储器装置104存储装置角色信息和节点配置信息。装置角色信息可以包括以下每个装置角色的装置设置：路由器装置角色、BS装置角色、RL装置角色、GW装置角色、客户STA装置角色(例如，室内或室外客户STA)、公共区域网关(CA-GW)装置角色、NAS装置角色等。节点配置信息可以包括以下每个节点类型中的每个装置角色的节点设置：BSN、RLN或CPE节点。节点配置信息还可以包括关于在无线网络装置100处可用的硬件的信息，包括插入到无线网络装置100的硬件端口中的硬件。例如，节点配置信息可以在启动过程中例如通过基本输入/输出系统(BIOS)确定。装置角色信息和节点配置信息可以存储在存储器、寄存器、指定文件等中。节点配置信息还可以包括存储装置是否附接至无线网络装置100的硬件端口的指示。装置角色信息可以用于允许将无线网络装置100配置为本文描述的装置类型中的一个。节点配置信息可以包括关于无线网络装置100的连接的信息。例如，节点配置信息可以列出例如通过有线接口或无线接口与其他装置的每个外部连接。在一个实施方案中，节点配置信息包括WAN端口的IP地址。在其他实施方案中，节点配置信息包括私有子网的IP地址。如本文所述，节点配置信息可以由无线网络装置100使用，以根据无线网络装置100的特定角色进行配置，这取决于无线网络装置100设置在级联星形拓扑中的位置。

在操作期间和在通电事件之后，处理器102可以使用装置角色信息和节点配置信息来配置装置角色和节点配置。执行装置角色过程的操作可以由处理器102的处理逻辑来完成。处理器102可以接收识别无线网络的第一节点和第一节点的第一节点类型的第一命令。第一节点是无线网络的级联星形拓扑中的节点。响应于第一命令，处理器102使用节点配置信息根据第一节点类型将无线网络装置100配置为第一节点处的一组装置的一部分。处理器102接收识别无线网络装置100的第一装置角色的第二命令。响应于第二命令，处理器102使用装置角色信息根据第一装置角色配置无线网络装置100。为了根据第一装置角色配置无线网络装置100，处理器102在第一节点处与所述一组装置中的其他装置(例如，第二网络装置113)建立有线连接。处理器102配置无线接口的无线电中的至少一个，以通过无线链路与第二节点中的另一装置(例如，第三网络装置)通信。在另一个实施方案中，处理器102接收识别无线网络装置100的装置角色的命令。响应于第二命令，处理器102使用装置设置根据装置角色配置无线网络装置100。如本文所述，处理器102可以与其他装置建立适当的有线和无线链路。

在另一实施方案中，处理器102在第一命令和第二命令之后接收第三命令，所述第三命令识别无线网络的第三节点和第三节点的第二节点类型。第三命令可以作为将无线网络装置100再用作不同装置类型或不同节点类型的再利用过程的一部分来启动。响应于第三命令，处理器102使用节点配置信息根据第二节点类型将无线网络装置100配置为第三节点处的第二组装置的一部分。在第一命令和第二命令之后，处理器102接收识别无线网络装置100的第二装置角色的第四命令。响应于第四命令，处理器102使用装置角色信息根据第二装置角色配置无线网络装置100。为了根据第二装置角色配置无线网络装置100，处理器102根据分配给无线网络装置100的角色和节点与其他装置建立适当的有线和有线连接。

在其他实施方案中，无线网络装置100包括其他组件，例如外围端口、有线接口端口(例如，以太网端口)、定向天线、全向天线、串行接口(例如，USB、PCIe、PSGMII)、读卡器、易失性存储器、非易失性存储器、UART、通用输入-输出终端、具有或不具有专用CPU内核的集成无线电、多层开关/路由器、RF模块、允许外部天线耦合至无线网络装置100的引脚连接器等。应注意，在一些实施方案中，除了存储器装置104之外，单个硬件架构固定为仅包括图1所示的内部组件。也就是说，单个PCB可以用于本文所述的各种类型的装置的相同或不同外壳中，所述装置例如，例如图2中所示的BS/RL装置、网关装置、室外客户STA、室内客户STA、CA-GW装置，或NAS装置。

图2是示出根据一个实施方案的固定无线网络中的多功能、软件可配置网络装置200(下文称为“无线网络装置”)的各种使用的图表。无线网络装置200可以是以上关于图1描述的无线网络装置100的任何变体。无线网络装置200具有相同的硬件架构202，所述硬件架构可以用于不同的PCB版本，例如PCB SKU(版本1)204和PCB SKU(版本2)206)。PCB SKU204、206中的任一个都可以用于物理装置单元，包括室内单元(IDU)208和室外单元(ODU)210。IDU 208可以包括一种类型的装置外壳，而ODU 210可以具有另一种类型的装置外壳。例如，ODU 210可以包括为户外使用而设计的装置外壳(例如，保护电子装置免受元素(例如，水、风、温度、湿度等)影响的特征)。或者，IDU 208和ODU 210可以包括相同类型的装置外壳。根据无线网络装置200将在室内的装置角色，IDU 208可以针对特定装置用例进行编程。例如，IDU 208可以编程为室内客户STA 212(也称为家庭单元(IHU))。根据无线网络装置200将在室外的装置角色，IDU 210可以针对特定装置用例进行编程。例如，ODU 210可以编程为CA-GW装置214、室外客户STA 216(也称为STA)，或者基站装置、中继装置和网关装置的任意组合，统称为BS、RL、GW 218。以下描述设置这些不同装置用例的一些细节。

图3是根据一个实施方案的被配置为客户IHU 300的无线网络装置的框图。客户IHU 300可以是IDU 208的物理装置SKU，包括具有宽度304(例如，120-140mm)、长度306(例如，120-140mm)和高度308(例如，20-40mm)的装置外壳302。客户IHU 300包括例如上面关于图1所描述的第一网络接口连接器310和第二网络接口连接器312、RF连接器314和电源连接器316。RF连接器314耦合至外部天线114(例如，2.4/5GHz天线)。

图4说明根据一个实施方案的图3的客户IHU 300。当客户IHU 300设置在客户家中时，两个外部全向天线414可以插入RF连接器314，以太网电缆410可以插入网络接口连接器310(仅数据)，并且电源电缆416可以插入电源连接器316。外部全向天线414可以在2.4GHz频带或5GHz频带中辐射。

图5是根据一个实施方案的被配置为公共区域网关(CA-GW)500的无线网络装置的框图。CA-GW 500可以是ODU 210的物理装置SKU，包括具有宽度504(例如，130-170mm)、长度506(例如，130-170mm)和高度508(例如，20-40mm)的装置外壳502。CA-GW 500包括例如上面关于图1所描述的第一网络接口连接器510和第二网络接口连接器512、RF连接器514和电源连接器516、PoE控制器518和串行接口连接器520。RF连接器514耦合至外部天线114(例如，2.4/5GHz全向天线)。

图6示出根据一个实施方案的图5的CA-GW 500。当CA-GW 500设置在客户家中时，两个外部全向天线614可以插入RF连接器514，以太网电缆610可以插入网络接口连接器510(48V PoE))，并且电源电缆616可以插入电源连接器516。外部全向天线614可以在2.4GHz频带或5GHz频带中辐射。

图7是根据一个实施方案的被配置为室外STA 700的无线网络装置的框图。室外STA 700可以是ODU 210的物理装置SKU，包括具有宽度704(例如，130-170mm)、长度706(例如，130-170mm)和高度708(例如，20-40mm)的装置外壳702。室外STA 700包括例如上面关于图1所描述的第一网络接口连接器710和第二网络接口连接器712、RF连接器714和电源连接器716、PoE控制器718和串行接口连接器720。RF连接器714耦合至外部天线114(例如，2.4/5GHz全向天线)。室外STA 700还包括内部天线108(例如，定向5.x GHz天线)。

图8示出根据一个实施方案的图7的室外STA 700。当室外STA 700设置在客户家外部800时，两个外部天线814可以经由RF电缆816插入RF连接器714。以太网电缆810可以插入网络接口连接器710(48V PoE)。外部天线814可以是全向的并且可以在2.4G Hz频带中辐射，并且室外STA 700的内部天线108(图8中未示出)可以在5GHz频带中辐射。外部天线814可以是外部定向天线并且内部天线108可以是内部定向天线。或者，外部天线814可以是全向天线。

图9是根据一个实施方案的被配置为基站装置、中继装置或网关装置的室外单元(ODU)900的无线网络装置的框图。ODU 900是物理装置SKU，包括具有宽度904(例如，130-170mm)、长度906(例如，130-170mm)和高度908(例如，20-40mm)的装置外壳902。ODU 900包括例如上面关于图1所描述的第一网络接口连接器910和第二网络接口连接器912、RF连接器914和电源连接器916、PoE控制器918和串行接口连接器920。RF连接器914耦合至外部天线114(例如，2.4/5GHz全向天线)。ODU 900还包括内部天线108(例如，定向5.x GHz天线)。

图10示出根据一个实施方案的在多扇区基站中继(BS/RL)模式、多扇区GW模式和混合模式中被配置为ODU 1000、1004、1008的三个无线网络装置。ODU 1000包括在5GHz频带中操作的内部天线和连接至外部天线1002的RF连接器。内部天线可以是设置在第一平面中的定向天线并且在第一方向上辐射电磁能。外部天线1002可以设置在第二平面中并且在第二方向上辐射电磁能，第二方向与第一方向相反。在此实施方案中，ODU 1000编程为在多扇区BS/RL模式1014中作为基站(BS)和中继节点(RL)操作。ODU 1000可以设置在建筑物1012的屋顶上。ODU 1000可以使用内部天线作为基站进行通信，并且可以使用外部天线1002作为中继节点进行通信。在其他实施方案中，ODU 1000和外部天线1002可以设置在其他定向上。ODU 1000可以被配置用于多扇区BS/RL模式1014以向多个扇区提供回程功能。例如，无线网络装置可以包括RL功能和基站功能。可以将基站功能提供给位于第一扇区(例如第一建筑物)中的装置，而可以将RL功能提供给位于第二扇区(例如第二建筑物)中的装置。在其他实施方案中，单个无线网络装置可以为多于两个扇区提供服务。

ODU 1004包括在5GHz频带中操作的内部天线和连接至外部天线1006的RF连接器。内部天线可以是设置在第一平面中的定向天线并且在第一方向上辐射电磁能。外部天线1006可以设置在第二平面中并且在第二方向上辐射电磁能，第二方向与第一方向正交。在此实施方案中，ODU 1004编程为在(BS/RL+GW)模式1016中作为BS和网关(GW)或RL和GW操作。ODU 1004可以设置在建筑物1012的屋顶上。ODU 1004可以使用内部天线作为BS或RL进行通信，并且可以使用外部天线1006作为GW进行通信。外部天线1006可以设置在建筑物1012的一侧上并且定向成将电磁能从屋顶向下辐射到如本文所述设置在的客户家外部的装置。在其他实施方案中，ODU 1004和外部天线1006可以设置在其他定向上。ODU 1004可以针对BS/RL+GW模式1016进行配置，以在单个装置中提供多种回程功能，包括基站功能、中继功能和网关功能。例如，BS或RL功能可以使用内部天线作为BS或RL与其他装置进行通信，并且GW功能可以使用外部天线1006作为GW与其他装置进行通信。以这种方式，单个无线网络装置以混合模式操作。

ODU 1008包括在5GHz频带中操作的内部天线和连接至外部天线1010的RF连接器。内部天线可以是设置在第一平面中的定向天线并且在第一方向上辐射电磁能。外部天线1010可以设置在第二平面中并且在第二方向上辐射电磁能，第二方向与第一方向成指定角度。在此实施方案中，ODU 1008编程为在多扇区GW模式1018中作为GW操作。ODU 1008可以设置在建筑物1012的屋顶上或建筑物1012的一侧上。ODU 1004可以使用内部天线作为第一GW进行通信，并且可以使用外部天线1010作为第二GW进行通信。如所描绘，外部天线1010可以与ODU 1008一起设置在建筑物1012的一侧上，并且外部天线1010和ODU 1008可以以不同的角度设置，以在两个不同方向上将电磁能从屋顶向下辐射到装置。例如，ODU 1008可以使用内部天线与在第一位置的第一客户家外部的第一装置通信，并且可以与在第二位置的第二客户家外部的第二装置通信。在其他实施方案中，ODU 1008和外部天线1010可以设置在其他定向上。ODU 1008可以被配置用于多扇区GW模式1018以向多个扇区提供GW功能。例如，无线网络装置可以包括用于位于第一扇区(例如，第一建筑物)中的装置的GW功能，并且提供用于位于第二扇区(例如，第二建筑物)中的装置的GW功能。以这种方式，单个无线网络装置作为两个扇区的两个单独网关操作。在其他实施方案中，单个无线网络装置可以为多于两个扇区提供服务。

图11是根据另一实施方案的部署在MDU 1100处的网络装置的网络图。在MDU 1100处，有基站(BS)装置或中继(RL)装置(以下称为BS/RL装置1102)设置在MDU 1100的屋顶上。BS/RL装置1102耦合至有线网络1104。有线网络1104可以包括PoE交换机、NAS存储装置等。

有线网络1104可以沿着MDU 1100的屋顶以及在MDU 1100的公共区域1106中延伸。有线网络1104可以将BS/RL装置1102连接至公共区域1106中的一个或多个公共区域网关装置1108(CA-GW)，以及屋顶上的一个或多个网关装置1110。CA-GW 1108可以经由有线或无线连接彼此连接。例如，CA-GW 1108可以在以太网上以环形拓扑菊花链式连接以实现冗余。CA-GW 1108可以通过有线连接或无线连接(例如，5.x GHz)以各种方式(本文称为MDU选项：N1-N4)连接至客户家中的CPE。例如，屋顶上的网关装置1110可以沿着MDU 1100的表面(称为N2网络(表面))无线连接至室外客户站1112。室外客户站1112可以作为到客户家1119(即，客户驻地)中的其他端点装置(CPE)的接入点操作，所述其他端点装置例如平板计算机、电话、娱乐装置等。接入点可以使用外部天线1114在2.4GHz频带上与这些装置通信。室外客户站1112还包括内部定向天线，所述内部定向天线用于与沿着MDU 1100的表面(或建筑物外部)的屋顶上的网关装置1110通信。室外客户站1112可以是客户安装的ODU，其通过外部定向2.4GHz天线唯一地提供客户连接。ODU可以提供物理安全和环境密封。如本文所述，ODU可以使用通过软件配置支持多个网络角色的单个PCB设计架构。

在另一实现方式中，CA-GW 1108中的一个可以无线连接至客户家1118(本文称为N1/N4网络(WLTH))中的室内客户站1116(也称为IHU)。室内客户站1116可以作为到客户驻地内的其他端点装置的接入点操作，所述其他端点装置例如平板计算机、电话、娱乐装置等。接入点可以使用内部天线或外部天线在2.4GHz频带和/或5GHz频带上与这些装置通信。第二客户家1122中的第二室内客户站1120可以包括经由有线网络1104(本文称为N3网络(WTH))与BS/RL装置1102的有线连接。第二室内客户站1120可以作为到客户驻地内的其他端点装置的接入点操作，所述其他端点装置例如平板计算机、电话、娱乐装置等。接入点可以使用内部天线或外部天线在2.4GHz频带和/或5GHz频带上与这些装置通信。

在一个实施方案中，室外客户站1112包括处理器、2.4GHz WLAN无线电、5GHz WLAN无线电、耦合至5GHz WLAN无线电的第一内部天线，以及耦合至2.4GHz WLAN无线电的外部天线端口。外部天线端口可以是超小型版本A(SMA)连接器，它们是具有螺旋型耦合机制的同轴RF连接器。或者，可以使用其他RF连接器。外部天线1114经由RF电缆耦合至2.4GHzWLAN无线电，所述RF电缆耦合至外部天线端口。外部天线1114安装在MDU 1100的外表面上，并且室外客户站1112安装在MDU外部，例如安装在从建筑物延伸出的柱子上。室外客户站1112可以安装在建筑物的外表面上、柱子上或与建筑物相关联的其他结构上。网关装置1110包括第二处理器、第三WLAN无线电、耦合至第三WLAN无线电的第二内部天线，以及耦合至有线网络1104中的网络交换机的有线端口。网关装置1110安装在建筑物外部，例如安装在MDU 1100延伸出的柱子上。CPE站1126包括第四WLAN无线电和耦合至第四WLAN无线电的第三天线。CPE站1126位于建筑物内，例如位于客户家1119中。室外客户站1112的第一处理器在2.4GHz WLAN无线电与网关1110的第三WLAN无线电之间建立第一无线链路1128。第一无线链路1128可以是MDU 1100外部的视距(LOS)链路。例如，室外客户站1112可以使用沿着MDU 1100的外表面聚焦的电磁能的辐射图。第一无线链路可以是建筑物外的非视距(NLOS)链路或近视距(nLOS)链路。nLOS链路可以在发射器的位置与接收器的位置之间具有部分阻塞的路径，而NLOS链路可以由墙壁、结构等阻塞。室外客户站1112的第一处理器在5GHzWLAN无线电与CPE站1126的第四WLAN无线电之间建立第二无线链路1130。第二无线链路1130是通过至少建筑物的窗户的LOS链路或者通过或围绕建筑物的单个墙壁或单个地板的NLOS链路。在此实施方案中，室外客户站1112的内部天线设置在第一平面上，例如室外客户站1112内的PCB平面上，而外部天线1114设置在第二平面上，例如MDU 1100的外表面上。第二平面可以与第一平面正交或近似正交。外表面可以是客户家1119的窗户或外墙壁。或者，外部天线1114可以安装在另一个结构上，例如客户家1119的阳台上的结构上。

应注意，上述各种装置可以使用能够提供多种功能中的一个的单个装置架构，例如，BS、RL、BS/RL、GW、CA-GW、IDU、室外客户站等。单个装置架构还能够提供各种多扇区和混合模式中的一个，例如多扇区BS/RL模式、BS/RL+GW模式、多扇区GW模式等。单个装置架构还可以满足具有相似或不同装置外壳的室内和室外装置用例，例如提供物理和环境保护的用于IDU的第一装置外壳和用于ODU的第二装置外壳。各种装置可以包括在单个装置架构中的相同硬件。可以对相同硬件进行编程以根据本文所述的各种装置角色进行操作。本文描述的装置的技术克服固定无线网络中的问题，所述固定无线网络由提供不同覆盖范围和连接配置文件的装置组成，例如向多个客户端提供广泛RF覆盖范围的PtMP接入点(AP)、提供从客户端到AP的狭窄覆盖范围或用于回程功能或特定网络架构可能需要的多扇区(PtP或PtMP)或混合模式(PtP和PtMP)功能的PtP装置。在无线通信的上下文中，网络装置用于在无线接入点与网络中的其他节点之间传输数据的回程功能，例如在无线接入点与公共网络(例如，互联网)之间传输数据。例如，具有回程功能的无线网络装置可以与网络中的另一个无线网络装置建立回程连接。具有AP功能的无线网络装置可以与客户端装置建立连接。无线网络装置可以包括回程功能和AP功能。

如图11所示，室外客户站1112是无线网络装置，所述无线网络装置可以编程为作为室外CPE站操作，所述室外CPE站使用建筑物的窗户/墙壁上的外部天线1114并与网关装置1110连接以进行回程连接并为建筑物内的多个客户提供AP功能。无线网络装置包括具有一个或多个RF连接器的外壳，以及电路板。一个或多个RF连接器经由一个或多个RF电缆耦合至一个或多个外部天线114。电路板设置在外壳内并且可以包括本文所述的单个装置架构。电路板可以包括第一天线、耦合至第一天线的第一无线电、耦合至RF连接器的第二无线电、处理器和存器器装置。存储器装置可以存储装置设置，以将无线网络装置配置为作为安装在住宅单元(MDU 1100)外部的室外CPE站操作。外部天线1114安装在住宅单元的外表面上并经由RF电缆耦合至RF连接器。处理器经由外壳内部的第一天线在第一无线电与第二装置的无线电之间建立第一无线链路。第二装置也可以是第二无线网络装置，所述第二无线网络装置编程为作为例如图11中所示的安装在建筑物的第一外表面上的网关与网关装置1110一起操作。处理器还经由外部天线1114在第二无线电与第三装置的无线电之间建立第二无线链路。外部天线1114可以安装在建筑物的第二外表面上并经由RF电缆耦合至RF连接器。第三装置位于建筑物内，并且为室内CPE站或无线端点装置。室外客户站1112、网关装置1110和室内客户站都可以包括相同的硬件。在一个实施方案中，第一无线电仅包括第一CPU、第一收发器、第一BPF、第一LPF、第一天线、第二收发器、第二BPF和第二LPF。第二无线电仅包括第二CPU、第三收发器、第三BPF、第三LPF、RF连接器、第四收发器、第四BPF和第四LPF。

在另一个实施方案中，室外客户站1112的无线网络装置可以再用于另一个装置角色或执行不同的功能。存储器装置可以存储附加装置设置，以将无线网络装置重新配置为作为BS、RL、GW、CA-GW、室内CPE站等中的一个操作。

除了编程为作为室外CPE站(例如，1112)操作之外，具有单个装置架构的无线网络装置还可以被配置为IHU、CA-GW、STA、BS、RL或GW、混合模式、多扇区模式等。在一个实施方案中，无线网络装置包括具有RF连接器的外壳和设置在外壳内的电路板。电路板包括第一天线、耦合至第一天线的第一无线电、耦合至RF连接器的第二无线电、处理器和存储器装置，其中存储器装置用于存储装置设置以将无线网络装置配置为当安装在住宅单元外部时作为室外CPE站操作，当设置在住宅单元内时作为室内CPE站操作，当设置在住宅单元的公共区域中时作为CA-GW操作，或者当设置在住宅单元的屋顶上时作为基站、中继器或网关(BS-RL-GW)操作。处理器可以接收识别无线网络装置的装置角色的命令。响应于命令，处理器使用装置设置根据装置角色配置无线网络装置。通常，处理器可以将无线网络装置配置为经由有线或无线链路连接至两个或更多个装置。例如，处理器可以经由第一无线电与第二装置的无线电之间的第一无线链路连接至第二装置，经由第二天线通过第二无线电与第三装置的无线电之间的第二无线链路连接至第三装置，和/或通过无线网络装置与网络交换机之间的有线链路连接至网络交换机，所述网络交换机至少耦合至第四装置。

在一个实现方式中，响应于识别室外CPE站的命令中的装置角色，处理器经由第一天线在第一无线电与第二装置的无线电之间建立第一无线链路，其中第二装置是编程为作为网关操作的第二无线网络装置；并且经由第二天线在第二无线电与第三装置的无线电之间建立第二无线链路，其中第三装置是位于住宅单元内部的无线端点装置。

在另一实现方式中，响应于将室内CPE站识别为无线室内CPE站的命令中的装置角色，处理器经由第一天线在第一无线电与第二装置的无线电之间建立第一无线链路，其中第二装置是编程为作为CA-GW操作的第二无线网络装置。CA-GW位于住宅单元的公共区域中，并且无线室内CPE站位于住宅单元内的客户家中。处理器还经由第二天线在第二无线电与CA-GW的无线电之间建立第二无线链路，并且在第一无线电与位于客户家中的第一无线端点装置的无线电之间建立第三无线链路。第一无线链路和第三无线链路是分时无线链路。处理器还在第二无线电与位于客户家中的第二无线端点装置的无线电之间建立第四无线链路。第二无线链路和第四无线链路是分时无线链路。

在另一实现方式中，响应于识别CA-GW的命令中的装置角色，处理器经由网络交换机在CA-GW与第四装置之间建立有线链路，其中第四装置是编程为作为基站或中继器操作的第二无线网络装置。基站或中继器位于屋顶上，并且CA-GW位于公共区域中。处理器还经由第一天线在第一无线电与第二装置的无线电之间建立第一无线链路，其中第二装置是编程为作为无线室内CPE站操作的第三无线网络装置。无线室内CPE站位于住宅单元内的客户家中。处理器还在第二无线电与无线室内CPE站的无线电之间建立第二无线链路。

在另一实现方式中，响应于识别多扇区BS/RL模式中的BS/RL的命令中的装置角色，处理器经由网络交换机在BS/RL与第四装置之间建立有线链路，其中第四装置是编程为作为网关或CA-GW操作的第二无线网络装置。BS/RL和网关位于屋顶上，并且CA-GW位于公共区域中。处理器还经由第一天线在第一无线电与第二装置的无线电之间建立第一无线链路，其中第二装置是编程为作为第二BS/RL操作的第三无线网络装置。第二BS/RL位于第二住宅单元的屋顶上。处理器还经由第二天线在第二无线电与第三装置的无线电之间建立第二无线链路，其中第三装置是编程为作为第三BS/RL操作的第四无线网络装置。第三BS/RL位于第三住宅单元的屋顶上。

在另一实现方式中，响应于响应于识别混合BS/RL+GW模式中的BS/RL+GW的命令中的装置角色，处理器经由网络交换机在BS/RL+GW与第四装置之间建立有线链路，其中第四装置是编程为作为网关或CA-GW操作的第二无线网络装置。BS/RL+GW和网关位于屋顶上，并且CA-GW位于公共区域中。处理器还经由第一天线在第一无线电与第二装置的无线电之间建立第一无线链路，其中第二装置是编程为作为第二BS/RL操作的第三无线网络装置。第二BS/RL位于第二住宅单元的屋顶上。处理器还经由第二天线在第二无线电与第三装置的无线电之间建立第二无线链路，其中第三装置是编程为室外CPE站的第四无线网络装置。室外CPE站安装到住宅单元的外表面。

在另一实现方式中，响应于识别多扇区GW模式中的网关的命令中的装置角色，处理器经由网络交换机在网关与第四装置之间建立有线链路，其中第四装置是编程为作为BS/RL操作的第二无线网络装置。网关和BS/RL位于屋顶上。处理器还经由第一天线在第一无线电与第二装置的无线电之间建立第一无线链路，其中第二装置是编程为作为第一室外CPE站操作的第三无线网络装置。室外CPE站安装到第一客户家外部的住宅单元的外表面。处理器还经由第二天线在第二无线电与第三装置的无线电之间建立第二无线链路，其中第三装置是编程为第二室外CPE站的第四无线网络装置。第二室外CPE站安装到第二客户家外部的外表面。

在另一实现方式中，响应于将室内CPE站识别为有线室内CPE站的命令中的装置角色，处理器经由网络交换机在有线室内CPE站与第四装置之间建立有线链路，其中第四装置是编程为作为BS/RL操作的第二无线网络装置。BS/RL位于屋顶上，并且有线室内CPE站位于住宅单元内的客户家中。处理器还经由第一天线在第一无线电与第二装置的无线电之间建立第一无线链路，其中第二装置是位于住宅单元内的客户家中的第一无线端点装置。处理器还经由第二天线在第二无线电与第三装置的无线电之间建立第二无线链路，其中第三装置是位于客户家中的第二无线端点装置。

上面关于图1到图11描述的装置可以是在逻辑上组织成分层拓扑的无线网络的一部分。在一个实施方案中，根据一个实施方案，装置可以在逻辑上组织成包括以下分层单元的级联环形拓扑：小区、节点和装置。“小区单元”是布置在蜂窝结构中的有线连接和无线连接的集合。应注意，小区单元不是蜂窝无线网络的小区。小区单元由称为微微小区单元、纳米小区单元和微小区单元的更小的小区单元组成。如本文所述，微微小区单元是包括在客户驻地(例如，建筑物、房屋等)处的客户驻地设备的小区单元。微微小区单元由来自单个基站节点或中继节点的网关装置提供服务。纳米小区单元是包括一个或多个微微小区单元的小区单元。纳米小区单元由来自单个基站节点的基站装置提供服务。微小区单元是包括一个或多个纳米小区单元的小区单元。微小区的纳米小区单元经由无线网络连接。“节点”是细分为“基础设施”(例如，基站节点、中继节点等)和“CPE”的逻辑网络构建块。无线网络可以包括以下“节点”：基站节点(BSN)、中继节点(RLN)、存储(NAS)节点和CPE节点(也称为家庭接入节点(HAN)。BSN经由路由器装置连接至互联网服务提供商(ISP)入口，向RLN提供第一覆盖范围(例如，BS覆盖范围)，并向例如CPE节点的第一CPE节点提供第二覆盖范围(例如，网关覆盖范围)。RLN通过中继装置连接至BSN，并向第二CPE节点提供第三覆盖范围(例如，网关覆盖范围)。CPE节点可以包括一个或多个客户站，所述客户站为客户驻地处的一个或多个端点装置提供一个或多个接入点。在级联星形拓扑中，BSN可以是相对于RLN和第一CPE节点的第一层集线器。另外，在级联星形拓扑中，RLN可以是相对于第二CPE节点的第二层集线器。级联星形拓扑是星形网络的一种配置，其可以使用星形网络辐条上的集线器将网络扩展或级联成额外的星形网络。或者，BSN、RLN和CPE节点可以组织在其他多星网络或其他链式接口配置中。无线网络可以利用无线网络装置，所述无线网络装置各自制造为通用装置类型(例如，单个SKU产品)，并且编程为根据“装置角色”操作。“装置角色”是与一个或多个网络装置相关联的一组特定网络功能，例如根据装置角色(例如，网关装置、客户站等)配置的主要无线网络装置(本文也称为“无线装置”、“网络装置”或“D2”)。在各种实施方案中，通用装置类型可以编程为根据以下装置角色中的一个操作：RT、BS、RL、GW、STA、NAS、多扇区GW、多扇区BS/RL或混合BS/RL+GW等。应注意，无线网络的节点在逻辑上进行组织，而具有多个装置的节点可以物理地组织在例如SDU、MDU的客户驻地的位置处，或者如本文所述的其他建筑物或结构处。

BS/RL连接可以通过纳米小区单元的连接，并且BS/RL装置1102下面的装置是微微小区单元的一部分。微微小区单元可以按客户装置连接(GW-STA或GW端点)进行细分。每个小区类型都可以进一步扇区化，以便在管理网络内接口时增加网络容量。当无线网络中无法同步传输和接收窗口时，例如对于使用带冲突避免的载波侦听多址(CSMA-CA)的基于

的网络，微微小区和纳米小区单元的扇区化可以增加网络容量并管理网络内干扰，例如，在微微小区扇区化方案和纳米小区扇区化方案中阐述。

图12是根据一个实施方案的具有星形拓扑中的三种节点类型的无线网络1200的网络图。无线网络1200是用于将VoD和互联网传送到有限基础设施区域(例如印度)中的客户的网络架构。入口1201可以是高容量入口(通常是光纤交换)以及使用有线和无线链路向客户分发的手段。网络内的网络装置被组织成称为节点的三个逻辑单元：BSN、RLN和HAN。无线网络1200包括BSN 1202，所述BSN具有光纤入口1201并使用室外分发链路1203与RLN1204、1206、1208通信。BSN 1202还使用室外接入链路1205与HAN 1210、1212、1214通信。RLN1204、1206、1208使用室外接入链路1205与HAN 1216-1232通信。HAN 1210-1232使用家庭连接1207与装置1234-1256通信。每个节点都支持独特的一组网络功能。HAN为家庭客户装置(例如，Fire TV、膝上型计算机等)提供与室外无线接入网络(例如，1205)的连接。RLN聚合HAN无线接入流量并将此数据通过无线分发网络(例如，1203)传回中心BSN 1202。BSN聚合RLN无线分发和本地无线接入流量。BSN 1202还可以包括光纤入口点(例如入口1201)。

在一个实施方案中，BSN 1202可以包括网络交换机和普通装置类型的一个或多个无线网络装置。一个或多个装置可以包括基站装置、网关装置和可选的存储装置。基站装置是编程为根据BS装置角色操作的无线网络装置。网关装置是编程为根据GW装置角色操作的无线网络装置。存储装置是包括一个或多个附接存储介质的无线网络装置，例如USB连接的存储介质(例如，HDD、SSD等)，所述存储装置编程为根据NAS装置角色操作。也就是说，存储装置可以编程为作为附接存储介质的存储控制器来操作。在一个实施方案中，基站装置(即，BS装置角色)可以使用一个或多个无线电向一个或多个中继装置提供第一多扇区、点对多点(PtMP)覆盖范围达第一距离，所述第一距离约为100米。

RLN 1204-1208可以包括网络交换机和通用装置类型的多个无线装置。RLN的多个无线装置可以包括中继装置、网关装置和可选存储装置。中继装置是编程为根据RL装置角色操作的无线网络装置。网关装置是编程为根据GW装置角色操作的无线网络装置。可选存储装置是包括一个或多个附接存储介质的无线网络装置，例如USB连接的存储介质(例如，HDD、SSD等)，所述存储装置编程为根据NAS装置角色操作。也就是说，可选存储装置可以编程为作为附接存储介质的存储控制器来操作。通过使用这些装置的通用装置类型，可以以相对较低的成本和易于软件开发来实现跨无线网络1200的灵活多用途能力。还应注意，普通装置类型可以用于路由器装置，以及内容存储功能。或者，其他类型的装置可以用于无线网络1200的路由和存储功能。中继装置可以使用一个或多个无线电向基站装置提供单扇区、点对点(PtP)连接达第二距离，所述第二距离约为100米。第一网关装置(在BSN处)可以使用一个或多个无线电向一个或多个客户站提供第二多扇区PtMP覆盖范围达第三距离，所述第三距离约为30米。第二网关装置(在RLN处)可以使用一个或多个无线电向一个或多个额外客户站提供第三多扇区PtMP覆盖范围达第四距离，所述第四距离约为30米。如上所述，一个或多个外部存储介质(在BSN处)可以耦合至存储装置，并且存储装置作为一个或多个外部存储介质的第一存储控制器操作。类似地，一个或多个额外外部存储介质耦合至RLN处的可选存储装置，并且第二存储装置作为一个或多个外部存储介质的第二存储控制器操作。

HAN节点1210-1232可以包括一个或多个装置(本文称为客户驻地设备)，包括一个或多个客户站和一个或多个端点装置。例如，客户站可以是根据普通装置类型制造并且编程为根据客户STA装置角色操作的无线网络装置。一个或多个端点装置可以是各种类型的无线装置，例如移动装置、智能TV、TV加密狗、手表、IoT装置、恒温器、家庭自动化设备、笔记本电脑、计算机、娱乐控制台、游戏控制台、语音控制装置等。

如上所述，无线网络1200可以根据图12中所示的层次结构在逻辑上进行组织。或者，无线网络1200的无线网络装置可以在逻辑上和物理上以其他配置和拓扑组织。

图13示出根据一个实施方案的无线网络的示例性节点配置1300。在节点配置1300中，可以存在多个节点，每个建筑物一个节点。如图所示，第一建筑物包括BSN 1302，包括两个基站装置1304和两个网关装置1306。五个其他建筑物包括RLN 1308，每个RLN包括至少一个中继装置1310和多个网关装置1312。

图14是根据一个实施方案的电子装置的框图，所述电子装置可以被配置为作为如本文所述的多个装置功能中的一个操作。电子装置1400可以对应于上面关于图1至图13描述的电子装置。或者，电子装置1400可以是其他电子装置，如本文所述。

电子装置1400包括一个或多个处理器1430，例如一个或多个CPU、微控制器、现场可编程门阵列或其他类型的处理器。电子装置1400还包括系统存储器1406，所述系统存储器可以对应于易失性和/或非易失性存储机制的任何组合。系统存储器1406存储提供操作系统组件1408、各种程序模块1410、程序数据1412和/或其他组件的信息。在一个实施方案中，系统存储器1406存储控制电子装置1400的操作的方法的指令。电子装置1400通过使用处理器1430来执行由系统存储器1406提供的指令来执行功能。在一个实施方案中，程序模块1410可以包括处理逻辑1424。处理逻辑1424可以执行本文所描述的一些或所有操作。

电子装置1400还包括数据存储装置1414，所述数据存储装置可以由一种或多种类型的可移动存储装置和/或一种或多种类型的不可移动存储装置组成。数据存储装置1414包括计算机可读存储介质1416，其上存储体现本文所描述的任何方法或功能的一组或多组指令。用于程序模块1410(例如，处理逻辑1424)的指令可以在由电子装置1400执行期间完全或至少部分地驻留在计算机可读存储介质1416、系统存储器1406和/或处理器1430内，系统存储器1406和处理器1430也构成计算机可读介质。电子装置1400还可以包括一个或多个输入装置1418(键盘、鼠标装置、专用选择键等)和一个或多个输出装置1420(显示器、打印机、音频输出机制等)。

电子装置1400还包括调制解调器1422以允许电子装置1400经由无线连接(例如，由无线通信系统提供)与例如远程计算机、物品提供系统等其他计算装置通信。调制解调器1422可以连接至一个或多个射频(RF)模块1486。RF模块1486可以是WLAN模块、WAN模块、WPAN模块、全球定位系统(GPS)模块等。天线结构(天线1484、1485、1487)耦合至前端电路1490，所述前端电路耦合至调制解调器1022。前端电路1490可以包括无线电前端电路、天线切换电路、阻抗匹配电路等。天线1484可以是GPS天线、近场通信(NFC)天线、其他WAN天线、WLAN或PAN天线等。调制解调器1422允许电子装置1400处理与无线通信系统的语音和非语音通信(例如用于文本消息、多媒体消息、媒体下载、网页浏览等的通信)。调制解调器1422可以使用任何类型的移动网络技术来提供网络连接，包括例如蜂窝数字分组数据(CDPD)、通用分组无线电服务(GPRS)、EDGE、通用移动电信系统(UMTS)、单载波无线电传输技术(1xRTT)、评估数据优化(EVDO)、高速下行链路分组接入(HSDPA)、

长期演进(LTE)和高级LTE(有时通常称为4G)等。

调制解调器1422可以生成信号并经由如本文所描述的前端电路1490和RF模块1486将这些信号发送到第一类型的天线1484(例如，WLAN 5GHz)、第二类型的天线1485(例如，WLAN 2.4GHz)和/或第三类型的天线1487(例如，WAN)。天线1484、1485、1487可以被配置为在不同的频带中和/或使用不同的无线通信协议进行传输。天线1484、1485、1487可以是定向、全向或非定向天线。除了发送数据之外，天线1484、1485、1487还可以接收数据，将所述数据发送到连接至天线的适当RF模块。天线1484、1485、1487中的一个可以是本文所述的天线结构的任何组合。

在一个实施方案中，电子装置1400使用第一无线通信协议建立第一连接，以及使用不同的无线通信协议建立第二连接。第一无线连接和第二无线连接可以同时激活，例如，如果电子装置正在经由第一连接)从另一个电子装置接收介质项目并且同时将文件传输到另一个电子装置(例如，经由第二连接)。或者，在与多个装置进行无线通信期间，两个连接可以同时激活。在一个实施方案中，第一无线连接与在第一频带下操作的天线结构的第一谐振模式相关联，并且第二无线连接与在第二频带下操作的天线结构的第二谐振模式相关联。在另一个实施方案中，第一无线连接与第一天线结构相关联并且第二无线连接与第二天线相关联。

尽管调制解调器1422被示为经由天线(1484、1485、1487)控制传输和接收，但是电子装置1400可以替代地包括多个调制解调器，每个调制解调器被配置为经由不同的天线和/或无线传输协议传输/接收数据。

在以上描述中，阐述了许多细节。然而，受益于本公开的本领域普通技术人员将明白，可以在不具有这些具体细节的情况下实践所实施方案。在一些情况下，众所周知的结构和装置以框图形式示出，而不是详细示出，以避免混淆描述。

详细描述的一些部分根据对计算机存储器内的数据位的操作的算法和符号表示来呈现。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用于最有效地将其工作的实质传达给本领域的其他技术人员的手段。本文使用的算法通常被认为是导致期望结果的自相一致的步骤序列。步骤是需要对物理量的物理操控的步骤。尽管并非必要，但这些量通常采取能够被存储、转移、组合、比较及以其他方式操控的电信号或磁信号的形式。已经证实，主要出于普遍使用原因，有时可以适宜地将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、项、数字等。

然而，应当牢记，所有这些和类似的术语均与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的适宜标记。除非如从以上论述中显而易见另外特别指出，否则应理解，在整个描述中，使用例如“引发”、“寄生引发”、“辐射”、“检测”、“确定”、“生成”、“通信”、“接收”、“停用”等术语的讨论指计算机系统或类似电子计算装置的动作和过程，所述计算机系统或类似电子计算装置操纵计算机系统的寄存器和存储器内的表示为物理(电子)量的数据，并将所述数据转换成计算机系统存储器或寄存器或者其他此类信息存储、传输或显示装置内的类似地表示为物理量的其他数据。

实施方案还涉及一种用于执行本文中的操作的设备。此设备可以出于所需目的专门构造，或设备可以包括由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。此计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，例如但不限于任何类型的磁盘，包括软盘、光盘、只读存储器(ROM)、压缩盘ROM(CD-ROM)和磁光盘、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡，或适合于存储电子指令的任何类型的介质。

本文中呈现的算法和显示本质上与任何特定计算机或其他设备无关。各种通用系统可以与根据本文的教示的程序一起使用，或者可以证明构造更专用的设备来执行所需的方法步骤是方便的。各种这些系统所需的结构将在下面的描述中出现。另外，没有参考任何特定的编程语言来描述本实施方案。应理解，可以使用各种编程语言来实现本文所述的本实施方案的教示。还应注意，本文使用的术语“何时”或短语“响应于”应理解为指示在执行所识别的操作之前可能存在中间时间、中间事件或两者。

应理解，以上描述旨在为说明性的并非限制性的。在阅读和理解上述描述后，许多其他实施方案对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，本实施方案的范围应参考所附权利要求以及此类权利要求被授权的等效物的全部范围来确定。

Claims (20)

1.一种系统，所述系统包括：

第一无线网络装置，所述第一无线网络装置包括第一处理器、2.4GHz局域网(WLAN)无线电、5GHz WLAN无线电、耦合至所述5GHz WLAN无线电的第一内部天线，以及耦合至所述2.4GHz LAN无线电的外部天线端口；

外部天线，所述外部天线经由耦合至所述外部天线端口的射频(RF)电缆耦合至所述2.4GHz WLAN无线电，其中所述外部天线安装在建筑物的第一外表面上，并且所述第一无线网络装置安装在所述建筑物的第二外表面上；

第二无线网络装置，所述第二无线网络装置包括第二处理器、第三WLAN无线电、耦合至所述第三WLAN无线电的第二内部天线和耦合至网络交换机的有线端口，其中所述第二无线网络装置安装在所述建筑物的第三外表面上；以及

第三无线装置，所述第三无线装置包括第四WLAN无线电和耦合至所述第四WLAN无线电的第三天线，其中所述第三无线装置是客户驻地设备(CPE)站或端点装置，其中所述第三无线装置位于所述建筑物内，其中所述第一处理器：

在所述2.4GHz WLAN无线电与所述第三WLAN无线电之间建立第一无线链路，其中所述第一无线链路是视距(LOS)链路；并且

在所述5GHz WLAN无线电与所述第四WLAN无线电之间建立第二无线链路，其中所述第二无线链路是通过至少所述建筑物的窗户的LOS链路、近视距(nLOS)链路，或通过或围绕所述建筑物的单个墙壁或单个地板的非视距(NLOS)链路。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一内部天线是设置在所述第一无线网络装置的第一平面上的第一定向天线，其中所述外部天线是设置在所述外表面的第二平面上的第二定向天线，其中所述第二平面与所述第一平面正交，其中所述第一无线网络装置、所述第二无线网络装置和所述CPE站中的每一个包括相同的硬件。

3.一种无线网络装置，所述无线网络装置包括：

外壳，所述外壳包括射频(RF)连接器；以及

电路板，所述电路板设置在所述外壳内，所述电路板包括第一天线、耦合至所述第一天线的第一无线电、耦合至所述RF连接器的第二无线电、处理器和存储器装置，其中所述存储器装置将存储装置设置以将所述无线网络装置配置为作为第一客户驻地设备(CPE)站操作，其中所述处理器被配置为：

经由所述第一天线在所述第一无线电与第二装置的无线电之间建立第一无线链路，其中所述第二装置是第二无线网络装置，所述第二无线网络装置编程为作为安装在建筑物的第一外表面上的网关操作；并且

经由第二天线在所述第二无线电与第三装置的无线电之间建立第二无线链路，所述第二天线安装在所述建筑物的第二外表面上并经由RF电缆耦合至所述RF连接器，其中所述第三装置位于所述建筑物内部并且是第二CPE站或无线端点装置，其中所述无线网络装置、所述第二无线网络装置和所述第二CPE站中的每一个包括相同的硬件。

4.如权利要求3所述的无线网络装置，其中所述存储器装置还将存储额外装置设置，以将所述无线网络装置重新配置为作为以下项中的一个操作：基站、中继器、公共区域网关(CA-GW)，或网关。

5.如权利要求3所述的无线网络装置，其中：

所述第一无线电包括耦合至所述处理器的第一中央处理单元(CPU)、耦合至所述第一CPU的第一收发器、耦合至所述第一收发器的第一带通滤波器(BPF)、耦合至所述第一BPF和所述第一天线的第一低通滤波器(LPF)、耦合至所述第一CPU的第二收发器、耦合至所述第二收发器的第二BPF，以及耦合至所述第二BPF和所述第一天线的第二LPF；并且

所述第二无线电包括耦合至所述处理器的第二CPU、耦合至所述第二CPU的第三收发器、耦合至所述第三收发器的第三BPF，以及耦合至所述第三BPF和所述RF连接器的第三LPF、耦合至所述第二CPU的第四收发器、耦合至所述第四收发器的第四BPF，以及耦合至所述第四BPF和第二RF连接器的第四LPF，其中：

(i)所述第二RF连接器经由第二RF电缆耦合至所述第二天线，

(ii)所述第一BPF和所述第二BPF被配置为在第一频率范围内对经由所述第一天线接收到的RF信号进行滤波，

(iii)所述第三BPF和所述第四BPF被配置为在不同于所述第一频率范围的第二频率范围内对经由所述第二天线接收到的RF信号进行滤波；

(iv)所述第一频率范围是5GHz频段；并且

(v)所述第二频率范围是2.4GHz频段。

6.如权利要求3所述的无线网络装置，其中所述第一天线是设置在所述电路板的第一平面上的第一定向天线，其中所述第二天线是设置在所述外表面的第二平面上的第二定向天线，其中所述第二平面与所述第一平面正交。

7.如权利要求3所述的无线网络装置，其中：

所述外壳还包括：

电源连接器；

串行接口连接器；

第一网络接口连接器；

第二网络接口连接器；以及

第二RF连接器，所述第二RF连接器耦合至所述第二无线电；

所述电路板还包括：

串行接口收发器，所述串行接口收发器耦合在所述处理器与所述串行接口连接器之间；以及

交换机，所述交换机耦合在所述处理器与所述第一网络接口连接器和所述第二网络接口连接器两者之间。

8.如权利要求3所述的无线网络装置，其中所述第二无线链路是视距(LOS)无线链路。

9.如权利要求3所述的无线网络装置，其中所述第二无线链路是非视距(NLOS)无线链路或近视距(nLOS)无线链路。

10.如权利要求3所述的无线网络装置，其中：

所述第一无线电是包括第一多输入多输出(MIMO)端口和第二MIMO端口的第一2x2MIMO无线电，所述第一MIMO端口耦合至所述第一天线的第一元件并且所述第二MIMO端口耦合至所述第一天线的第二元件，其中所述第一2x2 MIMO无线电通过所述第一无线链路与所述第二无线网络装置的所述无线电通信；并且

所述第二无线电是包括第三MIMO端口和第四MIMO端口的第二2x2 MIMO无线电，所述第三MIMO端口经由所述RF电缆耦合至所述第二天线的第一元件，并且所述第四MIMO端口经由第二RF电缆耦合至所述第二天线的第二元件，其中所述第二2x2 MIMO无线电通过所述第二无线链路与所述第三装置的所述无线电通信，其中所述第二2x2 MIMO无线电通过第三无线链路与第四装置的无线电通信，并且其中所述第四装置位于所述建筑物内部。

11.如权利要求3所述的无线网络装置，其中：

所述第一无线电是包括第一多输入多输出(MIMO)端口和第二MIMO端口的第一2x2MIMO无线电，所述第一MIMO端口耦合至所述第一天线的第一元件并且所述第二MIMO端口耦合至所述第一天线的第二元件，其中所述第一2x2 MIMO无线电通过点对点(PtP)连接在所述无线网络装置与所述第二无线网络装置之间提供回程功能；并且

所述第二无线电是包括第三MIMO端口和第四MIMO端口的第二2x2 MIMO无线电，所述第三MIMO端口经由所述RF电缆耦合至所述第二天线的第一元件，并且所述第四MIMO端口经由第二RF电缆耦合至所述第二天线的第二元件，其中所述第二2x2 MIMO无线电通过与至少所述第三装置的点对多点(PtMP)连接提供接入点(AP)功能。

12.一种无线网络装置，所述无线网络装置包括：

外壳，所述外壳包括射频(RF)连接器；以及

电路板，所述电路板设置在所述外壳内，所述电路板包括第一天线、耦合至所述第一天线的第一无线电、耦合至所述RF连接器的第二无线电、处理器和存储器装置，其中所述存储器装置将存储装置设置以将所述无线网络装置配置为作为第一客户驻地设备(CPE)站、第二CPE站、公共区域网关(CA-GW)、基站、中继器，或网关(BS-RL-GW)操作，其中所述处理器被配置为：

接收识别所述无线网络装置的装置角色的命令；

响应于所述命令，使用所述装置设置根据所述装置角色配置所述无线网络装置；

响应于所述命令，连接至以下项中的至少两个：

经由所述第一无线电与所述第二装置的无线电之间的第一无线链路连接至第二装置；或

通过第二天线经由所述第二无线电与所述第三装置的无线电之间的第二无线链路连接至第三装置，所述第二天线在所述外壳外部；或

经由所述无线网络装置与网络交换机之间的有线链路连接至所述网络交换机，所述网络交换机耦合至到至少第四装置。

13.如权利要求12所述的无线网络装置，其中所述装置角色对应于所述第一CPE站，其中所述第一CPE站设置在建筑物外部，并且所述处理器还被配置为：

经由所述第一天线在所述第一无线电与所述第二装置的所述无线电之间建立所述第一无线链路，其中所述第二装置是编程为作为网关操作的第二无线网络装置；并且

经由所述第二天线在所述第二无线电与所述第三装置的所述无线电之间建立所述第二无线链路，其中所述第三装置是位于所述建筑物内部的无线端点装置。

14.如权利要求12所述的无线网络装置，其中所述装置角色对应于所述第二CPE站，并且所述处理器还被配置为：

经由所述第一天线在所述第一无线电与所述第二装置的所述无线电之间建立所述第一无线链路，其中所述第二装置是编程为作为CA-GW操作的第二无线网络装置，其中所述CA-GW位于建筑物的公共区域中并且所述第二CPE站位于所述建筑物内的客户家中；

经由所述第二天线在所述第二无线电与所述CA-GW的所述无线电之间建立所述第二无线链路；

在所述第一无线电与位于所述客户家中的第一无线端点装置的无线电之间建立第三无线链路，其中所述第一无线链路和所述第三无线链路是分时无线链路；并且

在所述第二无线电与位于所述客户家中的第二无线端点装置的无线电之间建立第四无线链路，其中所述第二无线链路和所述第四无线链路是分时无线链路。

15.如权利要求12所述的无线网络装置，其中所述装置角色对应于所述CA-GW，并且所述处理器还被配置为：

经由所述网络交换机通过所述有线链路连接所述CA-GW和所述第四装置，其中所述第四装置是编程为作为基站或中继器(BS/RL)操作的第二无线网络装置，其中所述(BS/RL)位于屋顶，并且所述CA-GW位于所述公共区域中；

经由所述第一天线在所述第一无线电与所述第二装置的所述无线电之间建立所述第一无线链路，其中所述第二装置是编程为作为所述第二CPE站操作的第三无线网络装置，其中所述第二CPE站位于所述建筑物内的客户家中；并且

在所述第二无线电与所述第二CPE站的所述无线电之间建立所述第二无线链路。

16.如权利要求12所述的无线网络装置，其中所述装置角色对应于多扇区基站和中继器(BS/RL)模式下的BS/RL，并且所述处理器还被配置为：

通过所述有线链路经由所述网络交换机连接所述BS/RL和所述第四装置，其中所述第四装置是编程为作为网关或CA-GW操作的第二无线网络装置；

经由所述第一天线在所述第一无线电与所述第二装置的所述无线电之间建立所述第一无线链路，其中所述第二装置是编程为作为第二BS/RL操作的第三无线网络装置；并且

经由所述第二天线在所述第二无线电与所述第三装置的所述无线电之间建立所述第二无线链路，其中所述第三装置是编程为作为第三BS/RL操作的第四无线网络装置。

17.如权利要求12所述的无线网络装置，其中所述装置角色对应于混合基站或中继器和网关(BS/RL+GW)模式下的BS/RL+GW，并且其中所述处理器还被配置为：

通过所述有线链路经由所述网络交换机连接所述BS/RL+GW和所述第四装置，其中所述第四装置是编程为作为网关或CA-GW操作的第二无线网络装置；

经由所述第一天线在所述第一无线电与所述第二装置的所述无线电之间建立所述第一无线链路，其中所述第二装置是编程为作为第二BS/RL操作的第三无线网络装置；并且

经由所述第二天线在所述第二无线电与所述第三装置的所述无线电之间建立所述第二无线链路，其中所述第三装置是编程为所述第一CPE站的第四无线网络装置，其中所述第一CPE站安装到第一建筑物的外表面。

18.如权利要求12所述的无线网络装置，其中所述装置角色对应于多扇区网关(GW)模式下的网关，并且其中所述处理器还被配置为：

通过所述有线链路经由所述网络交换机连接所述网关和所述第四装置，其中所述第四装置是编程为作为基站或中继器(BS/RL操作的第二无线网络装置；

经由所述第一天线在所述第一无线电与所述第二装置的所述无线电之间建立所述第一无线链路，其中所述第二装置是编程为作为所述第一CPE站操作的第三无线网络装置，其中所述第一CPE站安装到第一客户家外部的所述建筑物的外表面；并且

经由所述第二天线在所述第二无线电与所述第三装置的所述无线电之间建立所述第二无线链路，其中所述第三装置是编程为所述第一CPE站的第四无线网络装置，其中所述第一CPE站安装到第二客户家外部的外表面。

19.如权利要求12所述的无线网络装置，其中所述装置角色对应于所述第二CPE站，并且所述第二CPE站是有线CPE站，所述处理器还被配置为：

通过所述有线链路经由所述网络交换机连接所述有线CPE站和所述第四装置，其中所述第四装置是编程为作为基站或中继器(BS/RL)操作的第二无线网络装置；

经由所述第一天线在所述第一无线电与所述第二装置的所述无线电之间建立所述第一无线链路，其中所述第二装置是位于所述建筑物内的客户家中的第一无线端点装置；并且

经由所述第二天线在所述第二无线电与所述第三装置的所述无线电之间建立所述第二无线链路，其中所述第三装置是位于所述客户家中的第二无线端点装置。

20.如权利要求12所述的无线网络装置，其中所述处理装置还被配置为：

接收识别所述无线网络装置的第二装置角色的第二命令；以及

响应于所述第二命令，使用所述装置设置根据所述第二装置角色重新配置所述无线网络装置。

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