專利名稱：一種向室內(nèi)用戶提供無線寬帶接入服務(wù)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電信網(wǎng)絡(luò)中提供無線寬帶接入服務(wù)的方法和裝置，尤
其涉及通過802. 11、 802. 16或3G等無線系統(tǒng)向室內(nèi)用戶提供無線寬帶 接入的方法和裝置。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)(Internet)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們在任何 時(shí)間、任何地點(diǎn)都可以享用Internet業(yè)務(wù)的需求越來越強(qiáng)烈。目前，在 這一領(lǐng)域有兩種發(fā)展方向 一是以現(xiàn)有的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)向全 IP網(wǎng)過渡，推動(dòng)第3代移動(dòng)通信進(jìn)行全I(xiàn)P化的組織為3GIP; 二是以無 線局域網(wǎng)WLAN (802. 11系列標(biāo)準(zhǔn))和全球微波互操作性WiMAX (802. 16 系列標(biāo)準(zhǔn))為代表的無線寬帶系統(tǒng)在空中接口上就已經(jīng)很好支持IP傳輸， 很容易將基于IP網(wǎng)絡(luò)的Internet服務(wù)延伸到無線接入網(wǎng)絡(luò)。這兩種發(fā) 展方向正在趨于融合，將來的無線通信系統(tǒng)必將實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電話業(yè)務(wù)和 Internet業(yè)務(wù)的"無縫"集成。
在無線寬帶領(lǐng)域，近年來全球無線熱點(diǎn)、無線熱區(qū)、無線城市的發(fā) 展勢不可擋，已經(jīng)形成當(dāng)今世界無線寬帶技術(shù)和市場領(lǐng)域的潮流。根據(jù) 有關(guān)報(bào)道，迄今為止全世界已經(jīng)有超過400個(gè)城市開始或正在建設(shè)無線 寬帶城域網(wǎng)絡(luò)以滿足公共接入、公共安全和公共服務(wù)的需要。同時(shí)還有 數(shù)百個(gè)城市正在計(jì)劃啟動(dòng)類似建設(shè)。
在技術(shù)方面，全球范圍的無線城市建設(shè)幾乎無疑例外地選擇了基于 WLAN (802. 11系列標(biāo)準(zhǔn))和WiMAX (802. 16系列標(biāo)準(zhǔn))技術(shù)的無線寬帶 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和產(chǎn)品。特別是基于802. 11系列標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)狀網(wǎng)(Mesh)技 術(shù)，由于其技術(shù)、產(chǎn)品和商業(yè)應(yīng)用的成熟性，在世界各地的無線城市建 設(shè)中被廣泛采用。這種選擇有其技術(shù)和市場方面的必然性。WLAN和WiMAX技術(shù)與固定寬帶接入技術(shù)(XDSL， Cable Modem)相比，有無線技術(shù)的靈 活性和支持移動(dòng)的優(yōu)勢，與移動(dòng)通信技術(shù)(CDMA lx， GPRS， 3G)相比， 有更高帶寬的優(yōu)勢。同時(shí)由于技術(shù)本身就是基于IP技術(shù)，結(jié)構(gòu)非常簡單， 其建設(shè)投資和運(yùn)營成本與包括3G在內(nèi)的其他網(wǎng)絡(luò)相比要低1-2個(gè)數(shù)量 級。另一方面，芯片化的無線接口幾乎己經(jīng)嵌入所有的便攜式PC和多種 PDA和智能手機(jī)，無線寬帶接入實(shí)際已經(jīng)擁有數(shù)量巨大的潛在用戶群。由 此可以看出基于WLAN和WiMAX的無線城域網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)作好推廣普及的技 術(shù)和市場準(zhǔn)備。據(jù)統(tǒng)計(jì)，基于WLAN技術(shù)的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)每年給運(yùn)營商帶 來數(shù)億美元的收入，并且保持逐年快速增長的勢頭。
在中國國內(nèi)，中國網(wǎng)通自2001年10月率先在上海APEC會(huì)議上提供
無線寬帶接入服務(wù)以來，已經(jīng)在全國數(shù)百個(gè)熱點(diǎn)地區(qū)敷設(shè)了 WLAN網(wǎng)絡(luò)。 中國電信的WLAN "天翼通"將非對稱用戶環(huán)路(ADSL)用戶端設(shè)備和無 線局域網(wǎng)的AP集成到一起，采用ADSL+WLAN的模式，解決了一個(gè)家庭多 個(gè)終端接入的問題，有效地發(fā)展了家庭寬帶用戶。中國移動(dòng)的"隨e行" 是面向商務(wù)人士、集團(tuán)客戶推出的無線上網(wǎng)服務(wù)，用戶可通過筆記本電 腦、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等終端以GPRS/WLAN接入因特網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)。 目前中國移動(dòng)已在全國1000多個(gè)熱點(diǎn)地區(qū)提供了 WLAN網(wǎng)絡(luò)覆蓋，并且 可以實(shí)現(xiàn)全國漫游。最近一兩年，各大運(yùn)營商開始和政府合作，開始規(guī) 劃建設(shè)WLAN無線城市建設(shè)，如上海嘉定"無線城市"、"數(shù)字北京"等。 世界各地的運(yùn)營商在建設(shè)城域無線寬帶接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)都面臨一個(gè)同樣 的技術(shù)難題，就是如何改善室內(nèi)用戶的覆蓋效果。運(yùn)營商建設(shè)無線城市 的方法和建設(shè)移動(dòng)蜂窩網(wǎng)類似通過在室外站點(diǎn)部署無線寬帶接入基站 (在WLAN系統(tǒng)中通常稱為接入點(diǎn)AP)形成城市范圍的連續(xù)覆蓋。對于道 路、公共廣場等室外環(huán)境，由于基站和覆蓋目標(biāo)之間的電磁波傳播路徑 較理想，比較容易實(shí)現(xiàn)良好的覆蓋效果；而對于室內(nèi)環(huán)境，尤其是一些 商務(wù)辦公樓、新建住宅小區(qū)，由于建筑密度高、墻體較厚且建筑材料對 電磁波的穿透損耗大，往往難以實(shí)現(xiàn)良好的覆蓋效果。而良好的覆蓋效 果(從技術(shù)上可進(jìn)一步表述為足夠高的信號強(qiáng)度、足夠好的信噪比和足 夠弱的干擾等)是無線寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用的基礎(chǔ)，沒有良好的覆蓋效果將無法保證用戶滿意的服務(wù)質(zhì)量，進(jìn)而意味著網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商商業(yè)上的失敗。同 時(shí)，寬帶業(yè)務(wù)本身的特點(diǎn)決定了用戶多數(shù)情況下將在室內(nèi)使用寬帶網(wǎng)絡(luò) 服務(wù)，而不是在室外環(huán)境。這些都表明改善室內(nèi)覆蓋效果對于無線城市 建設(shè)和運(yùn)營是至關(guān)重要的。值得主意的是，2G、 3G蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在越來 越多地開展多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)也同樣面臨上述問題。
以往無線領(lǐng)域?qū)τ谏鲜鰡栴}有幾種解決方案
一種方法是充分考慮建筑的穿透損耗，通過增加基站密度、縮小每 臺(tái)基站的覆蓋范圍來達(dá)到提高室內(nèi)覆蓋效果的目的。但是這種方法面臨 建設(shè)成本的巨大挑戰(zhàn)，尤其對于無線寬帶網(wǎng)絡(luò)特別是WLAN系統(tǒng)來說，往 往要求每棟樓需要一臺(tái)甚至數(shù)臺(tái)基站才能實(shí)現(xiàn)良好覆蓋，由此造成的設(shè) 備、基站站點(diǎn)建設(shè)成本在大多數(shù)情況下是無法接受的。
另一種方法是通過在建筑附近部署"直放站(R印eater)"將無線 信號延伸，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)覆蓋。但是這種方法會(huì)造成系統(tǒng)容量的顯著下降、 增加系統(tǒng)噪聲，從而影響系統(tǒng)性能。特別是對于無線寬帶應(yīng)用來說，每 使用一個(gè)Repeater就會(huì)造成其關(guān)聯(lián)的終端用戶損失一半的吞吐量帶寬， 因此在無線系統(tǒng)中特別是在無線寬帶系統(tǒng)中Repeater方案不宜大量使 用。
還有一種解決方案是在建筑內(nèi)部部署室內(nèi)分布系統(tǒng)，這也是移動(dòng)網(wǎng) 絡(luò)中對大多數(shù)商務(wù)樓覆蓋采用的解決方案。但這種方案仍然有很大的局 限性，比如對于已經(jīng)裝修好投入使用的商務(wù)樓，重新進(jìn)行室內(nèi)分布系統(tǒng) 的布線施工會(huì)帶來額外的成本支出并影響商務(wù)樓的日常使用和管理。而 對于大多數(shù)居民住宅樓，由于沒有合適的隱蔽走線通道，室內(nèi)分布系統(tǒng) 很難實(shí)施。另外，室內(nèi)分布系統(tǒng)成本較高、施工復(fù)雜、工程量大也是其 缺點(diǎn)。
通過和本說明書后續(xù)部分結(jié)合


的本發(fā)明提出的解決方案相 比較，現(xiàn)有解決方案的缺點(diǎn)和局限性對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是很明 顯的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對目前開展無線寬帶業(yè)務(wù)存在的問題提出一種能夠快速推 廣無線寬帶接入業(yè)務(wù)和有效改善室內(nèi)用戶無線寬帶接入服務(wù)質(zhì)量的方法 和裝置。
本發(fā)明提出一種向室內(nèi)用戶提供無線寬帶接入服務(wù)的方法，所述方 法包括下列步驟
1) 通過第一無線接口協(xié)議接收來自室外無線寬帶接入網(wǎng)的廣播消息；
2) 通過第一無線接口協(xié)議與室外無線寬帶接入點(diǎn)基站建立無線連接；
3) 通過第二無線接口協(xié)議向室內(nèi)無線客戶端發(fā)送廣播消息；
4) 通過第二無線接口協(xié)議接收來自室內(nèi)無線客戶端的接入請求并處 理，響應(yīng)來自合法用戶的接入請求并建立無線連接；
5) 將來自室外無線寬帶接入點(diǎn)基站和室內(nèi)無線客戶端的數(shù)據(jù)進(jìn)行交 換。
上述第一和第二無線接口協(xié)議支持傳輸控制協(xié)議(TCP)和網(wǎng)際協(xié)議 (IP)。其中第一無線接口協(xié)議是指無線客戶端一側(cè)的無線接口協(xié)議， 第二無線接口協(xié)議是指無線接入點(diǎn)基站一側(cè)的無線接口協(xié)議。上述數(shù)據(jù) 交換可發(fā)生在媒體接入(MAC)層或網(wǎng)際協(xié)議(工P)傳輸層。
本發(fā)明進(jìn)一步提出一個(gè)向室內(nèi)用戶提供無線寬帶接入服務(wù)的裝置， 它由若干功能單元組成的，包括
一個(gè)和運(yùn)營商無線寬帶接入基站連接的無線接口單元A;
一個(gè)負(fù)責(zé)室內(nèi)用戶接入的無線接口單元B;
一個(gè)本地以太網(wǎng)接口單元；
一個(gè)負(fù)責(zé)在上述三個(gè)接口單元間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)交換單元；
一個(gè)控制單元，負(fù)責(zé)對上述功能單元進(jìn)行控制管理。
所述無線接口單元A和B支持基于網(wǎng)際協(xié)議(IP)的無線接口協(xié)議， 其中無線接口單元A工作在無線客戶端模式，無線接口單元B工作在接入
點(diǎn)基站模式。所述控制單元可根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的配置信息指示數(shù)據(jù)交換單 元工作在透明橋接或路由模式，該配置信息可根據(jù)應(yīng)用需求隨時(shí)修改。 本發(fā)明的目的、創(chuàng)新特征、具體實(shí)施例細(xì)節(jié)以及優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書和附圖中詳細(xì)介紹。

圖1是本發(fā)明裝置在無線寬帶網(wǎng)絡(luò)中所處的位置示意圖。 圖2是本發(fā)明裝置的功能框圖。
圖3是本發(fā)明裝置一個(gè)實(shí)施例的硬件架構(gòu)圖'。 圖4是本發(fā)明裝置一個(gè)實(shí)施例的軟件架構(gòu)圖。
圖5是現(xiàn)有WLAN系統(tǒng)常用的PPPoE認(rèn)證協(xié)議棧在各網(wǎng)絡(luò)單元中的分 布圖。
圖6是引入本發(fā)明裝置后WLAN系統(tǒng)PPPoE認(rèn)證協(xié)議棧的分布圖，此 時(shí)本發(fā)明裝置工作在橋接模式。
圖7是引入本發(fā)明裝置后WLAN系統(tǒng)PPPoE認(rèn)證協(xié)議棧的分布圖，此 時(shí)本發(fā)明裝置工作在路由模式。
圖8是本發(fā)明裝置啟動(dòng)服務(wù)的流程。
圖9是本發(fā)明裝置通用接口協(xié)議棧。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
為了圖示和說明的簡潔性，附圖1至附圖8中均以無線局域網(wǎng)(WLAN) 系統(tǒng)為例說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是這并非表明本發(fā)明僅僅支持 WLAN系統(tǒng)。事實(shí)上，后面的描述將說明本發(fā)明同樣支持其它基于IP技術(shù) 的無線寬帶系統(tǒng)，包括WiMAX系統(tǒng)、3G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)和無線寬帶 網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)系統(tǒng)，如802. lln、后3G (B3G)、長期演進(jìn)系統(tǒng)(LTE) 、 4G
如圖l所示，本發(fā)明的裝置(無線寬帶橋接器WBB)是一個(gè)橋接室外 和室內(nèi)無線寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。在圖1中，本發(fā)明的裝置WBB 部署在用戶室內(nèi)，通過兩個(gè)天線接口分別連接位于室外或室內(nèi)臨窗的天 線和室內(nèi)覆蓋天線。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，上述"兩個(gè)"天線接 口是指功能上而非數(shù)量上的，即其中任何一個(gè)天線接口在具體實(shí)施例上對應(yīng)的可能是兩個(gè)或多個(gè)實(shí)際物理接口。比如實(shí)施例應(yīng)用雙天線分集技 術(shù)時(shí)，其對應(yīng)的物理接口就是兩個(gè)，而當(dāng)實(shí)施例應(yīng)用多進(jìn)多出(MIM0)
技術(shù)時(shí)則對應(yīng)多個(gè)物理接口。 WBB通過位于室外或室內(nèi)臨窗的天線和室外 無線局域網(wǎng)(WLAN)接入點(diǎn)基站通信，此時(shí)WBB作為WLAN系統(tǒng)的一個(gè)無 線客戶端接入系統(tǒng)；同時(shí)WBB通過位于室內(nèi)的覆蓋天線和位于室內(nèi)的用 戶終端(無線PDA，筆記本電腦等)通信，此時(shí)WBB作為WLAN系統(tǒng)的一 個(gè)無線接入點(diǎn)AP在工作；WBB還可通過以太網(wǎng)線和本地PC機(jī)通信；WBB 同時(shí)還對來自室外WLAN接入點(diǎn)、室內(nèi)WiFi終端以及本地以太網(wǎng)接口的 數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
圖2進(jìn)一步給出了本發(fā)朋裝置的功能框圖。圖中無線接口 A在控制 單元的控制下作為一個(gè)WLAN無線客戶端通過天線A和室外WLAN接入點(diǎn) 建立雙向TCP/IP通信，連接的建立過程遵從802. 11標(biāo)準(zhǔn)。無線接口 B 在控制單元的控制下作為一個(gè)WLAN室內(nèi)接入點(diǎn)通過天線B向室內(nèi)無線客 戶端提供無線接入服務(wù)。數(shù)據(jù)交換單元?jiǎng)t在控制單元控制下完成無線A、 B和本地接口之間的數(shù)據(jù)交換。
作為本發(fā)明裝置的一個(gè)實(shí)施例，圖3和圖4分別給出了硬件和軟件 架構(gòu)圖。圖3中，上述無線接口由RF收發(fā)信機(jī)和一個(gè)完成無線接口協(xié)議 至TCP/IP協(xié)議轉(zhuǎn)換的Modem組成。由一個(gè)多端口以太網(wǎng)交換芯片構(gòu)成的 數(shù)據(jù)交換單元?jiǎng)t完成本地多個(gè)10/100BaseT接口和兩個(gè)無線接口之間的 IP數(shù)據(jù)交換。中央處理器(CPU)外圍的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SDRAM)、 閃速存儲(chǔ)器(Flash)、電可擦寫可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)單元負(fù)責(zé) 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和軟件代碼存儲(chǔ)并可由CPU調(diào)用，時(shí)鐘(CLK)單元負(fù)責(zé)提供硬 件電路基準(zhǔn)工作時(shí)鐘。電源單元負(fù)責(zé)將輸入電源轉(zhuǎn)換成多路硬件電路使 用的直流電源，狀態(tài)指示單元根據(jù)CPU的指令將裝置的工作狀態(tài)采用聲 光等方式表現(xiàn)出來。CPU作為整個(gè)裝置的控制單元，其中運(yùn)行著一組基于 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)的軟件代碼。該軟件包括對兩個(gè)無線接口和有線 接口單元的驅(qū)動(dòng)模塊，完成二層、三層數(shù)據(jù)交換的橋接和路由功能模塊， 為無線接口通信提供數(shù)據(jù)加密、用戶認(rèn)證的安全功能模塊、為室內(nèi)寬帶 用戶提供IP地址分配和管理的動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(DHCP)功能模塊，以及提供基于命令行界面(CLI) 、 WEB或簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(S薩P)的設(shè) 備配置、性能監(jiān)測、軟件下載等管理功能模塊，如圖4所示。
應(yīng)用本發(fā)明的方法和裝置的一個(gè)優(yōu)勢是無需對現(xiàn)有無線寬帶網(wǎng)絡(luò)做
任何改造工作。以下以一個(gè)WLAN系統(tǒng)常用的基于以太網(wǎng)的點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議 (PPPoE)認(rèn)證方式為例，進(jìn)一步說明本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)勢。圖5給出了 現(xiàn)有WLAN網(wǎng)絡(luò)采用PPPoE認(rèn)證時(shí)的協(xié)議棧分布，由圖可以看出無線客戶 端與接入服務(wù)器之間透過無線接入點(diǎn)進(jìn)行PPPoE認(rèn)證消息傳遞，同時(shí)接 入服務(wù)器通過遠(yuǎn)程用戶撥號認(rèn)證服務(wù)(RADIUS)協(xié)議與認(rèn)證服務(wù)器完成 用戶的鑒權(quán)認(rèn)證。WLAN系統(tǒng)中引入本發(fā)明的裝置后，根據(jù)應(yīng)用場景不同 本發(fā)明裝置有兩種工作模式透明橋接模式和路由模式。圖6和圖7分別 給出了這兩種模式下PPPoE認(rèn)證協(xié)議棧分布。從圖6可以清楚地看出， 本發(fā)明裝置工作在透明橋接模式時(shí)，上述協(xié)議棧的分布未作任何改變， 只是在原有無線客戶端和接入點(diǎn)之間增加了一個(gè)無線橋接節(jié)點(diǎn)，對于本 發(fā)明裝置來說，所有802. 11MAC之上的承載數(shù)據(jù)都將在兩個(gè)無線端口之 間做透明橋接。這種工作模式適用于通過本發(fā)明裝置向室內(nèi)多個(gè)獨(dú)立客 戶提供無線寬帶接入服務(wù)的場合，如向商務(wù)辦公樓、咖啡廳、酒店賓館、 候車室等室內(nèi)公共場所提供無線寬帶覆蓋。另一種路由模式則適用于向 家庭用戶、小型企業(yè)提供室內(nèi)無線寬帶接入服務(wù)。從圖7可以看出，此時(shí) 本發(fā)明裝置對室外的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)而言就是一個(gè)家庭或小型企業(yè)的客戶 端設(shè)備，其中保存了用戶認(rèn)證所需的帳號、密碼等信息，并通過PPPoE 協(xié)議完成接入運(yùn)營商室外無線寬帶網(wǎng)絡(luò)的過程。同時(shí)對于室內(nèi)的無線客 戶端，本發(fā)明裝置則作為接入運(yùn)營商寬帶網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，提供DHCP、局域 網(wǎng)至外網(wǎng)的路由等功能。對于WLAN系統(tǒng)可能采用的其它認(rèn)證方式，本發(fā) 明裝置只需在軟件上實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的協(xié)議棧即可支持，這里不再一一贅述。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易理解，本發(fā)明的方法和裝置也同樣支持WLAN網(wǎng) 絡(luò)的計(jì)費(fèi)流程。
以上說明突出了對室內(nèi)無線客戶端如何通過本發(fā)明裝置實(shí)現(xiàn)接入運(yùn) 營商室外寬帶網(wǎng)絡(luò)的說明，事實(shí)上由于本發(fā)明裝置同時(shí)支持本地以太網(wǎng) (Ethernet)接口，對于室內(nèi)有線客戶端(通過以太網(wǎng)線連接至本發(fā)明裝置，如用戶PC)其連接至室外無線寬帶網(wǎng)絡(luò)的方法和過程完全類似，
只是與本發(fā)明裝置建立的連接是基于802. 3以太網(wǎng)協(xié)議而不再是802. 11
無線協(xié)議。
圖8描述了本發(fā)明裝置從上電啟動(dòng)到室內(nèi)用戶通過其接入室外無線 寬帶網(wǎng)絡(luò)的工作流程。WBB上電后首先通過無線接口 A與室外WL緒接入 點(diǎn)通過關(guān)聯(lián)過程建立802. 11PHY/MAC連接，這一無線連接工作在某個(gè)由 室外無線接入點(diǎn)預(yù)先設(shè)定的信道上。然后WBB根據(jù)預(yù)先設(shè)定的工作模式 進(jìn)入相應(yīng)流程。
如果是橋接模式，則WBB選擇另一個(gè)信道通過無線接口 B向室內(nèi)用 戶發(fā)送廣播信息，提供接入服務(wù)。當(dāng)室內(nèi)用戶需要使用無線寬帶業(yè)務(wù)時(shí) 無線用戶通過關(guān)聯(lián)過程建立與WBB的802. 11PHY/MAC連接，而有線用戶 則通過以太網(wǎng)線連接建立與WBB的802. 3PHY/MAC連接，然后啟動(dòng)用戶認(rèn) 證流程，如PPPoE撥號，當(dāng)運(yùn)營商的寬帶接入服務(wù)器和認(rèn)證服務(wù)器判定 該用戶為合法用戶后向該用戶發(fā)送認(rèn)證成功消息并開始計(jì)費(fèi)，該用戶即 可開始使用寬帶業(yè)務(wù)。
如果是路由模式，則WBB利用預(yù)先存儲(chǔ)的用戶信息啟動(dòng)用戶認(rèn)證流 程，如通過PPPoE協(xié)議與運(yùn)營商無線寬帶接入服務(wù)器進(jìn)行認(rèn)證消息交互。 當(dāng)運(yùn)營商的寬帶接入服務(wù)器和認(rèn)證服務(wù)器判定該用戶(WBB)為合法用戶 后向WBB發(fā)送認(rèn)證成功消息并開始計(jì)費(fèi)，WBB獲得認(rèn)證成功消息后選擇另 一個(gè)信道通過無線接口 B向室內(nèi)用戶發(fā)送廣播信息，提供接入服務(wù)，同時(shí) 啟動(dòng)針對室內(nèi)用戶預(yù)先設(shè)定的路由功能。此時(shí)如果室內(nèi)用戶需要使用無 線寬帶業(yè)務(wù)，無線用戶通過關(guān)聯(lián)過程建立與WBB的802. liraY/MAC連接 后即可使用寬帶業(yè)務(wù)，而有線用戶則通過以太網(wǎng)線連接建立與WBB的 802. 3PHY/MAC連接后開始使用寬帶業(yè)務(wù)。
在WLAN系統(tǒng)中應(yīng)用本發(fā)明裝置的好處是顯而易見的。部署本發(fā)明裝 置時(shí)，可將連接無線接口 A的天線放置在窗口或戶外，這樣只要室外無線 接入點(diǎn)的信號能夠有效覆蓋目標(biāo)區(qū)域的室外環(huán)境(如窗口附近)就可以 通過本發(fā)明裝置向室內(nèi)用戶提供無線寬帶接入服務(wù)，而不再需要為照顧 室內(nèi)覆蓋提高無線接入點(diǎn)部署密度或增加很多直放站。這樣就避免了為改善室內(nèi)覆蓋大量建設(shè)室外接入點(diǎn)、直放站所帶來的站點(diǎn)獲取、建設(shè)成 本壓力。由于本發(fā)明裝置可作為用戶家庭用接入設(shè)備直接部署在用戶家 里，不涉及復(fù)雜的設(shè)計(jì)、工程安裝工作，和室內(nèi)分布系統(tǒng)比較具有部署 方便快捷、可按需部署的優(yōu)點(diǎn)，因此具有顯著的成本優(yōu)勢。另外，部署
WLAN系統(tǒng)一個(gè)眾所周知的困難在于頻譜資源不夠，特別是2.4GHz頻段只 有三個(gè)非交疊的信道(如CH1、 CH6、 CH11)可被使用，大規(guī)模部署時(shí)往 往遇到頻率規(guī)劃困難。應(yīng)用本發(fā)明裝置可有效改善這一不利因素。本發(fā) 明裝置在應(yīng)用時(shí)無線接口 B可根據(jù)無線接口 A的連接情況自動(dòng)配置工作在 另一個(gè)信道上(如A工作在CH1而B工作在CH6)，并可根據(jù)目標(biāo)環(huán)境情 況調(diào)整室內(nèi)覆蓋的發(fā)射功率，通常這一功率遠(yuǎn)小于室外接入點(diǎn)的發(fā)射功 率，同時(shí)由于建筑物本身對無線信號的衰減作用使得即使是部署在臨近 家庭的兩臺(tái)本發(fā)明裝置B無線接口工作在相同信道上，它們也不會(huì)造成相 互干擾。也就是說多臺(tái)臨近的本發(fā)明裝置可通過仔細(xì)調(diào)整發(fā)射功率并利 用建筑墻體對無線信號的衰減作用實(shí)現(xiàn)用相同的信道各自向室內(nèi)用戶提 供無線寬帶覆蓋，從而有效地提高頻譜利用率。由此可見，本發(fā)明裝置 在利用微小功率實(shí)現(xiàn)室內(nèi)良好覆蓋的同時(shí)，有效提高了頻譜利用率，避 免了直放站帶來的系統(tǒng)干擾和性能下降問題，改善了大規(guī)模部署時(shí)頻譜 資源緊張的困難。
以上說明均基于WL緒系統(tǒng)來說明本發(fā)明的方法和裝置，但是本領(lǐng)域 的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能夠理解，本發(fā)明的方法和裝置同樣適用于其它基于IP 技術(shù)的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)，只要WBB中的無線接口 A和B采用相應(yīng)的無線技術(shù) 并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的無線協(xié)議棧即可。圖9描述了一個(gè)通用的WBB接口協(xié)議棧模 型，由圖可見本發(fā)明裝置的核心思想是通過兩個(gè)無線接口分別在兩個(gè)無 線接口終結(jié)無線協(xié)議A和B，并將無線接口 A和B承載的數(shù)據(jù)在IP及以 上層實(shí)現(xiàn)互通。進(jìn)一步的，本發(fā)明裝置的兩個(gè)無線接口也可分別支持不 同的無線技術(shù)，如無線接口 A支持WiMAX而單元B支持WLAN。
不脫離本發(fā)明的范圍和構(gòu)思，上述向室內(nèi)用戶提供無線寬帶接入服 務(wù)的方法和裝置可以做出多種改變和變形。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要 求書確定。
權(quán)利要求
1.一種向室內(nèi)用戶提供無線寬帶接入的方法，所述方法包括下列步驟1)通過第一無線接口協(xié)議接收來自室外無線寬帶接入網(wǎng)的廣播消息；2)通過第一無線接口協(xié)議與室外無線寬帶接入點(diǎn)基站建立無線連接；3)通過第二無線接口協(xié)議向室內(nèi)無線客戶端發(fā)送廣播消息；4)通過第二無線接口協(xié)議接收來自室內(nèi)無線客戶端的接入請求并處理，響應(yīng)來自合法用戶的接入請求并建立無線連接；5)將來自室外無線寬帶接入點(diǎn)基站和室內(nèi)無線客戶端的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二無線接口 協(xié)議支持傳輸控制協(xié)議(TCP)和網(wǎng)際協(xié)議(IP)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一無線接口協(xié) 議是指無線接入客戶端側(cè)的無線接口協(xié)議，所述第二無線接口協(xié)議是指 無線接入點(diǎn)基站偵'j的無線接口協(xié)議。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第5步驟 中的數(shù)據(jù)交換可發(fā)生在媒體接入(MAC)層或網(wǎng)際協(xié)議(IP)傳輸層。
5. —種向室內(nèi)用戶提供無線寬帶接入服務(wù)的裝置WBB，其特征在于，該 裝置包括一個(gè)和運(yùn)營商無線寬帶接入基站連接的無線接口單元A;一個(gè)負(fù)責(zé)室內(nèi)用戶接入的無線接口單元B;一個(gè)本地以太網(wǎng)接口單元；一個(gè)負(fù)責(zé)在上述三個(gè)接口單元間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)交換單元； 一個(gè)控制單元，負(fù)責(zé)對上述功能單元進(jìn)行控制管理。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述無線接口單元A和B 支持基于傳輸控制協(xié)議(TCP)和網(wǎng)際協(xié)議(IP)的無線接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于，所述無線接口單元A工 作在客戶端模式，所述無線接口單元B工作在無線接入點(diǎn)基站模式。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5 — 7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)交換單元在三個(gè)接口單元之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換可根據(jù)控制單元的指令工作在 透明橋接模式或路由模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求5 — 8中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述控制單元 對功能單元的控制管理根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在所述裝置內(nèi)的信息進(jìn)行，所述信 息可根據(jù)應(yīng)用需求隨時(shí)修改。
全文摘要
本發(fā)明提供一種向室內(nèi)用戶提供無線寬帶接入服務(wù)的方法和裝置，該裝置通過兩個(gè)獨(dú)立的無線接口單元完成室內(nèi)無線寬帶用戶終端和室外無線寬帶接入網(wǎng)之間的無線橋接和路由。所述裝置中的一個(gè)無線接口單元作為無線客戶端完成和室外無線寬帶接入網(wǎng)的無線連接，另一個(gè)無線接口單元作為微型覆蓋基站提供室內(nèi)用戶無線寬帶接入服務(wù)。所述無線接口單元支持基于傳輸控制協(xié)議(TCP)和網(wǎng)際協(xié)議(IP)的無線接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。通過實(shí)施本發(fā)明的方法和裝置，可以方便地開展室內(nèi)用戶的無線寬帶接入服務(wù)，改善服務(wù)質(zhì)量，提高頻譜利用率，降低大規(guī)模部署無線寬帶網(wǎng)絡(luò)和發(fā)展用戶的建設(shè)成本。
文檔編號H04L29/06GK101621495SQ20081004018
公開日2010年1月6日 申請日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者崴 唐, 軍 李, 王屏南, 胡樂樂 申請人:上海高恒通信技術(shù)有限公司