专利名称：无线局域网多频合路信号分布系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线局域网(WLAN)信号分布系统，特别是一种无线局域网多频合路信号分布系统。
背景技术：
随着无线局域网技术的快速发展，人们迫切需要解决其频段分配的局限性以满足网络需求。
目前市场上主要使用IEEE(国际电子电气工程标准组织)制定的无线局域网标准包括IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g。其中IEEE802.11b和IEEE 802.11g在2.4GHz频段工作，频段区间为2400MHz-2497MHz，最多可划分14个工作信道，各国都在此范围内根据实际情况来授权许可使用的频率区间。IEEE 802.11a在5.8GHz频段工作，共分为三个频段区间U-NII低频段(5.15-5.25GHz)、U-NII中频段(5.25-5.35GHz)、高频段(5.725-5.850GHz)，共计带宽325MHz，理论上最多可划分13个工作信道，同2.4GHz使用情况相似，各国都在此范围内根据实际情况来授权许可使用的频率区间。
2.4GHz和5.8GHz都属于高频范围，高频电波由于波长较短，因此信号在室内的分布往往受到建筑物的阻挡而容易产生很多死角，尤其是大型建筑物里这种现象将更加严重。
为了使无线信号在复杂建筑屋内无缝覆盖，同时保证无线网络拥有均匀、稳定和充足的带宽，一种方法是增加同一覆盖区内的无线接入点(AP)数量(每个AP覆盖范围较小，通常称为离散式覆盖方案)，这种离散式覆盖方法虽然能达到无缝信号覆盖的目的，但会带来信道干扰，从而影响无线网络带宽和系统稳定性，增加设备安全隐患和系统维护成本；另一种方法是使用室内信号分布系统，这种方法克服了上述用大量AP来做室内覆盖的种种弊端，但传统中按照一个信道对应一套室内信号分布系统的覆盖方式会带来无线网络带宽不足的问题，为了提高无线网络带宽，就需要同时铺设多套室内信号分布系统，这种做法不仅成本太高，对建筑物的装修破坏太大，而且还很不美观。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种无线局域网(IEEE 802.11x)多频合路信号分布系统，用以解决采用多个AP覆盖大面积环境复杂的室内时，无线信号无缝覆盖与近频、同频干扰之间的矛盾，以及信号的信噪比差，带宽低，误码率高，时延长等问题。
本发明的另一个目的是提供一种无线局域网多频合路信号分布系统，用以解决采用一个信道或频率段对应一路室内信号分布系统的铺设方法所带来的带宽不足的问题。
本发明的又一目的是提供一种无线局域网多频合路信号分布系统，用以解决采用多个AP覆盖大面积结构复杂的室内环境时，无法提供合理的无线网络冗余备份方案的问题。
本发明的再一目的是提供一种无线局域网多频合路信号分布系统，用以解决采用多个AP覆盖大面积结构复杂的室内环境时，不能保障有源设备的运行环境和物理安全的问题。
为实现上述目的，本发明提出的一种无线局域网(WLAN)多频合路信号分布系统，其中一个以上的AP连接到多频合路器的输入端，该多频合路器的输出端通过馈线连接到腔体耦合器，该腔体耦合器与一个或一个以上的天线和/或腔体耦合器连接。
用多频合路信号分布系统能够有效增加单台AP的覆盖范围，增强信号覆盖的均匀性，减少AP的数量，进而有效地减少了信道干扰。由于天线、腔体耦合器、多频合路器等都是无源设备，通常不易出现故障，只有AP是唯一的有源设备，通常放置在机房或弱电井等良好的工作环境中，这样就改善了有源设备的运行环境，并保障了有源设备的物理安全，便于统一管理和维护，降低系统故障率。
同时，上述合路信号分布系统中任何一个AP出现故障都不会造成整个无线网络系统的中断，实现了对系统的冗余备份，有效地提高了系统工作效率。
此外，移动终端在同一WLAN合路信号分布系统下移动时，将始终与同一个AP保持良好连接，不存在AP间切换问题，这样就减少了移动终端在AP切换，为实时应用(如VoIP)提供高性能保障，具有较高的可升级能力。
由于WLAN信号分布多频合路信号分布系统可以实现线性扩容、负载均衡，当用户数量不断的增多时，可在信号分布系统前端的多频合路器输入口载入更多数量的AP，来满足用户增长的需要。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明实施例一的结构示意图。
图2为本发明实施例二的结构示意图。
图3为本发明实施例三的结构示意图。
图4为本发明实施例四的结构示意图。
附图标记说明1 多频合路器2 腔体耦合器3 吸顶天线4 功率放大器5 功分器具体实施方式
图1为无线局域网多频合路信号分布系统实施例一，采用两个工作在不同信道上的AP连接到802.11多频合路器1的两个输入端口进行合路，然后通过低损耗馈线连接到腔体耦合器2，腔体耦合器2通过馈线与连接吸顶天线3和腔体耦合器2，腔体耦合器2通过馈线连接到吸顶天线3和腔体耦合器2，依次连接，最后腔体耦合器2通过馈线分别连接到天线3。
所述多频合路器1为802.11x系列无线局域网多频合路器。无线局域网多频合路器为无源部件，是具有频率选择特性的多频合路器，频率范围包括IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11a标准下所有工作频段，其主要用于不同频段信号的合并与分离。
多频合路器可以有两个或两个以上输入口，一个输出口，可将两个或两个以上的IEEE802.11b、IEEE802.11g或IEEE802.11a不同信道的信号合路到一路信号分布系统中，使得两个或两个以上的信道可以同时独立工作，即一个天线辐射出两个或两个以上频率的WLAN信号，并同时无干扰地工作。当两信道要求同时工作时，对两个频段通道的隔离度要求极高，插损要做到尽可能小。通常合路后任意两通道的隔离度设置在大于85dB，插损小于1.5dB。
多频合路器1通道(输入口)的信道输入频率固定，来确定与之相连的AP的工作信道频段，如2.4G频段的1信道与11信道合路两个通道的频段分别为2401-2423MHz和2451-2473MHz，中心频率分别固定为2412MHz和2462MHz。
这里用三个吸顶天线3来对整个楼面进行信号覆盖，以替代使用三个AP覆盖的传统覆盖方案。移动终端在同一WLAN多频合路信号分布系统下移动时，会始终与同一个AP保持良好连接，不存在AP间切换问题。同一楼层内只有两个AP分别占用两个非重叠信道，也没有信道干扰问题。可以根据实际需要来确定天线3的数量，以保证信号的均匀覆盖，其中任何一个AP掉线都不会造成无线网络中断，并且天线3、腔体耦合器2、多频合路器1等都是无源设备，通常不易出现故障，而AP是WLAN多频合路信号分布系统中仅有的有源设备，它们可以被很好地保护在基业箱内，并加锁以保证设备的物理安全，同时基业箱可以选择性地安装在良好的工作环境中，如弱电井或设备间内，集中管理，方便维护。相比之下，如果在楼层内安装三个独立的AP，信道不能保证完全独立，由于走道比较空旷，AP的无线信号传输得更远，不可避免地会形成信号间的干扰。另外，有源设备被安装在走道的各个地方，不能保证AP作为有源设备的工作环境和设备的物理安全，同时不利于故障的快速定位与排除，以及日常的维护和管理。
实施例二为了进一步增加信号的覆盖范围和强度，避免分配到每个天线上的功率太小，本发明在AP后端根据天线的数量选配了功率放大器4。如图2所示，AP分别通过功率放大器4与多频合路器1相连接，从而保证了天线上的功率需求，更加有效地增强了信号的均匀覆盖。
实施例三为了成倍增加信号覆盖范围，本发明在多频合路器和腔体耦合器之间连接有一功分器5，将一路信号分为两路，如图3所示，多频合路器1通过馈线连接到功分器5，然后功分器5通过馈线分别与两路腔体耦合器2连接，耦合器2依次通过馈线分别与耦合器2、吸顶天线3连接，然后耦合器2通过馈线与天线3连接，耦合器2通过馈线与天线3连接。
这样，两个AP就可以覆盖原先需要六个AP才能覆盖的范围，有效地扩大了AP覆盖范围，减少了有源设备，便于设备统一管理和维护。此外，还可以根据实际需要将信号分为三路、四路甚至更多路来扩大信号覆盖范围。
图4为多频合路信号分布系统实施例四，两个AP分别通过功率放大器4连接到多频合路器1的两个输入端口，多频合路器1通过功分器5连接到腔体耦合器2，耦合器2依次通过馈线分别与腔体耦合器2、吸顶天线3连接，然后腔体耦合器2通过馈线与天线3连接，腔体耦合器2通过馈线与天线3连接。
2.4GHz单个AP的最大输出功率一般为20dbm，具体参照各国相关标准。然而，在多频合路信号分布系统中需要组合使用较多的天线数量，每个天线设计的输出功率控制在相关标准许可范围内(在中国设计的输出范围一般在15dBm至20dBm之间)。根据多频合路信号分布系统各天线输出口信号强度设计指标，计算线路和连接器件上信号的损耗指标，选配相应指标的功率放大器、功分器、腔体耦合器设备，以保证输送到每个天线接口的信号能量满足需要。
这里，WLAN多频合路信号分布系统采用两个工作在不同信道上的AP经功率放大器放大后通过802.11多频合路器进行合路，再用六个天线3来对整个楼面进行信号覆盖，以替代使用六个AP覆盖的传统覆盖方案。移动终端在同一WLAN多频合路信号分布系统下移动时，会始终与同一个AP保持良好连接，不存在AP间切换问题。同一楼层内只有两个无线接入点AP分别占用两个非重叠信道，也没有信道干扰问题。可以根据实际需要来确定天线数量和功率放大器功率以保证信号的均匀覆盖，其中任何一个AP掉线都不会造成无线网络中断，并且天线、腔体耦合器、多频合路器、功分器等都是无源设备，通常不易出现故障，而AP和功率放大器4是WLAN多频合路信号分布系统中仅有的有源设备，它们可以被很好地保护在基业箱内，并加锁以保证设备的物理安全，同时基业箱可以选择性地安装在良好的工作环境中，如弱电井或设备间内，集中管理，方便维护。相比之下，如果在楼层内安装六个独立的AP，信道不能保证完全独立，由于走道比较空旷，AP的无线信号传输得更远，不可避免地会形成信号间的干扰，另外有源设备也被安装在走道的各个地方，不能保证AP作为有源设备的工作环境和设备的物理安全，同时不利于故障的快速定位与排除，以及日常的维护和管理。
上述实施例中，多频合路信号分布系统采用的是两个AP和有两个输入端口的多频合路器，根据实际情况的需要，也可以增加AP的数量，同时使用有相应数量输入口的多频合路器。如，若采用三个AP及三通道多频合路器、四个AP及四通道多频合路器等等来实现建筑物内稳定、均匀、高带宽的无线信号覆盖，使得多个工作于不同信道的AP可以通过802.11多频合路器合路到一套室内信号分布系统中，同时为同一套信号分布系统的无线信号覆盖区服务，这样可以成倍地增加有效带宽和用户数量。并且当其中任何一个AP出现故障时，移动终端会自动关联到同一网络区域内工作在其他信道上的AP上，使得网络IP层及以上的服务不会中断。
本发明还可以实现频段的延拓，理论上可以将在802.11x下的2.4G频段与5.8G频段的所有不重叠信道进行合路。2.4GHz频段含有三个完合不重叠的信道；美国FCC规定用于5.8GHz无线局域网的频段区间U-NII低频段(5.15-5.25GHz)、U-NII中频段(5.25-5.35GHz)、高频段(5.725-5.825GHz)，频率带宽共计300MHz。国际标准中规范的用于FCC U-NII的频率和信道分配方案为在总带宽为200MHz的低、中U-NII频段内提供8个不重叠信道，在高U-NII频段的100M带宽内提供4个不重叠信道。在中国规定5.8GHz无线局域网使用频段为5.725-5.850GHz频段，频率带宽共计125MHz，提供5个不重叠信道，5.15-5.35GHz频段现阶段在中国不能用于无线局域网。对于具体选择那些不重叠信道合路，可以根据实际情况和具体国家的规定来自由选择多频组合的合路方式，甚至可作2.4GHz频段与5.8GHz频段之间的合路，从而找到最好的覆盖方式。
最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种无线局域网多频合路信号分布系统，其特征在于一个以上的无线接入点通过多频合路器连接到腔体耦合器，所述腔体耦合器与一个或一个以上的天线和/或所述腔体耦合器连接。
2.根据权利要求1所述的无线局域网多频合路信号分布系统，其特征在于所述无线接入点各通过一个功率放大器连接到所述多频合路器。
3.根据权利要求1或2所述的无线局域网多频合路信号分布系统，其特征在于所述多频合路器和所述腔体耦合器之间连接有功分器，所述功分器通过多路馈线连接多个分别与所述馈线相对应的所述腔体耦合器。
4.根据权利要求1所述的无线局域网多频合路信号分布系统，其特征在于所述无线接入点工作频率为2.4GHz频段射频信号或5.8GHz频段射频信号，或者2.4GHz频段射频信号和5.8GHz频段射频信号。
5.根据权利要求1所述的无线局域网多频合路信号分布系统，其特征在于所述多频合路器是具有频率选择特性的多频合路器，所述多频合路器的输入端口频率固定，且任意两路信号隔离度大于85dB，插损小于1.5dB。
全文摘要
本发明涉及一种无线局域网(WLAN)多频合路信号分布系统，具体是一个以上的无线接入点(AP)信号通过馈线输送到多频合路器，多频合路器连接到腔体耦合器，腔体耦合器与一个或一个以上的天线和/或腔体耦合器连接。即利用多频合路信号分布系统代替多个AP覆盖的传统分布方案，一套信号分布系统可合路多个AP来增加有效带宽或作备份。多频合路信号分布系统扩大了单个AP信号覆盖范围，有效解决了同频干扰问题，降低了系统故障率，同时AP等有源设备集中在一起，可实现统一管理，保障运行环境和物理安全，并且当合路信号分布系统中的一个AP出现故障时，另一个或多个AP也能确保无线网络通信状态，即提供了合理的无线网络冗余备份方案。
文档编号H04L12/28GK1764142SQ20051011031
公开日2006年4月26日 申请日期2005年11月8日 优先权日2005年11月8日
发明者孙东辉, 潘求恩, 陆彩莲, 曹华云, 邢军 申请人:昂科信息技术(上海)有限公司