专利名称：基于Wi-Fi的无缝网络接入设备及其网络接入方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于Wi-Fi的无缝网络接入设备及其 网络接入方法。
背景技术：
在核心网设备或系统设备基本成熟的情况下，作为“最后一公里”的接入网设 备表现仍很活跃。接入网设备是最贴近最终客户、最能影响用户的网络体验的，所以功 能完备的接入网设备是很重要的。目前，基于Wi-Fi的无线网络接入设备以其协议标准 普遍的接受度，方便的联网形式而广受欢迎。移动网络接入以其简单方便见长，而稳定性及对电磁环境依赖显其不足；而有 线网络接入以其稳定见长，而其连接不能移动及硬接线不方便是其不足。然而现有技术 还没有一种接入网设备能够将两者很好的融合并发挥两者的长处。
发明内容
本发明提供一种基于WHFi的无缝网络接入设备及其网络接入方法，用以解决 现有技术中网络接入设备无法同时提供有线网络接入及无线网络接入的问题。本发明所述技术方案包括一种基于Wi-Fi的无缝网络接入设备，包括Wi-Fi接入模块，用于接入Wi-Fi用户数据；主控模块，用于根据当前的网络流量状况或当前链路质量或用户的路由选择指 令为接入的Wi-Fi用户数据进行路由配置；无线网络接入模块，用于将WHFi接入模块接入的用户数据通过无线链路接入 到无线网络；有线网络接入模块，用于将Wi-Fi接入模块接入的用户数据通过有线链路接入 到有线网络。进一步地，所述无线网络为2G/3G无线网络。进一步地，所述有线网络接入模块包括USB接口模块，用于将Wi-Fi接入模块接入的用户数据通过USB接口接入到中 转机，由中转机提供数据路由功能将所述用户数据接入到有线网络；以太网接入模块，用于将Wi-Fi接入模块接入的用户数据通过RJ45接口接入到 有线网络。进一步地，所述主控模块在无线网络接入模块或有线网络接入模块接入的Wi-Fi 用户数据量大于其对应的门限值时，将大于门限值部分的Wi-Fi用户数据修改为通过另 一网络接入模块接入网络。进一步地，所述主控模块在无线网络信号强度小于预设门限值时，将当前无线 网络接入模块接入的Wi-Fi用户数据通过有线网络接入模块接入到有线网络。
进一步地，所述基于Wi-Fi的无缝网络接入设备还包括网络流量监控模块，用于对当前接入无线网络的WHFi用户数据量及接入有线 网络的Wi-Fi用户数据量进行实时统计，将实时流量统计数据上报给主控模块。进一步地，所述基于Wi-Fi的无缝网络接入设备还包括呼叫管理模块，用于管理无线网络连接及其参数配置。一种基于Wi-Fi的无缝网络接入设备的网络接入方法，包括步骤A、接入Wi-Fi用户数据；B、根据当前接入WHFi用户的总数据量或当前链路质量或用户的路由选择指令 为接入的Wi-Fi用户数据进行路由配置；C、根据所述路由配置结果将所述WHFi用户数据通过无线链路接入到无线网 络，或者，通过有线链路接入到有线网络。进一步地，所述通过有线链路接入到有线网络具体包括将接入的WHFi用户数据通过USB接口接入到中转机，由中转机提供数据路由功能将所述用户数据接入到有线网络；或者，将接入的Wi-Fi用户数据通过RJ45接口接入到有线网络。进一步地，所述无线网络为2G/3G无线网络。本发明所述Wi-Fi的无缝网络接入设备可以同时提供有线网络接入及无线网络 接入的能力，并具有智能切换的功能，提高了网络接入设备的适应性和网络连接的稳定 性，为使用者提供了更多的选择，同时为使用者节省了设备费用。
图1为本发明所述基于WHFi的无缝网络接入设备进行网络接入时的软件架构 图；图2为本发明所述基于Wi-Fi的无缝网络接入设备的结构框图；图3为本发明所述中转机的结构框图；图4为有线部分通过USB接口接入有线网络的场景图；图5为有线部分通过RJ45接口接入有线网络的场景图；图6为本发明所述基于Wi-Fi的无缝网络接入设备的网络接入方法的流程图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明的具体实现过程予以进一步详细的说明。请参阅图1，该图为本发明所述基于Wi-Fi的无缝网络接入设备进行网络接入时 的软件架构图，由图中可见，其主要包括有线网络侧，用于提供有线网络的接入；无线网络侧，用于提供2G/3G无线网络接入；中转机侧，用于完成USB接入及接入有线网络的能力；设备侧，用于完成WHFi无线用户数据的接入、路由转发、接入切换及设备运 行维护。下面分别对设备侧及中转机侧的具体结构进行详细描述。
请参阅图2，该图为本发明所述基于WHFi的无缝网络接入设备的结构框图，由 图中可见，本发明所述基于Wi-Fi的无缝网络接入设备主要包括Wi-Fi接入模块、主控模 块、无线网络接入模块和有线网络接入模块，其中，各个模块的具体作用如下Wi-Fi接入模块用于提供基本的Wi-Fi热点接入能力，将Wi-Fi用户数据接入到本发明所述无缝 网络接入设备中供进一步接入到网络；Wi-Fi接入模块由SDIO驱动及Wi-Fi功能驱动组成，在设备侧的操作系统内表 现为一个网卡设备，可以对这个网卡配置MAC地址及IP地址，Wi-Fi用户数据经由这个 网卡设备，再经由TCP/IP协议栈，按照预先配置好的路由，将Wi-Fi用户数据转发至其 它的网卡设备，直至最终接入网络。无线网络接入模块用于将WHFi接入模块接入的用户数据通过无线链路接入到无线网络，所述无 线网络在本发明中为2G/3G无线网络；无线网络接入模块的硬件部分由成熟的2G/3G模块组成，软件部分主要是 2G/3G协议栈，该协议栈的上层在设备侧的操作系统中表现为一个网卡设备可以对这个 网卡配置MAC地址及IP地址；按照预先配置好的路由，可以将Wi-Fi用户数据转发出设 备侧至无线网络侧。有线网络接入模块用于将WHFi接入模块接入的用户数据通过有线链路接入到有线网络，具体包 括USB接口模块，用于将Wi-Fi接入模块接入的用户数据通过USB接口接入到中 转机，由中转机提供数据路由功能将所述用户数据接入到本地有线网络进行上网；USB 接口模块由USB总线驱动以及对应的功能驱动——网络接口驱动组成，这样在设备侧操 作系统内，这个模块也表现为一个网卡设备，可以对这个网卡配置MAC地址及IP地址； 按照预先配置好的路由，可以将Wi-Fi用户数据转发出设备侧至PC侧，然后再通过PC 侧接入有线网络。以太网接入模块，用于将Wi-Fi接入模块接入的用户数据通过RJ45接口接入到 本地有线网络进行上网；以太网接入模块由以太网总线驱动以及对应的功能驱动——网 络接口驱动组成，这样在设备侧操作系统内，这个设备表现为一个网卡设备，可以对这 个网卡配置MAC地址及IP地址；按照预先配置好的路由，可以将Wi-Fi用户数据转发出 设备侧至有线网络。主控模块用于根据当前接入WHFi用户的总数据量或当前链路质量或用户的路由选择指 令为接入的Wi-Fi用户数据进行路由配置，具体包括1)提供在有线接入、无线接入间分担负荷的能力在无线网络接入模块或有 线网络接入模块接入的Wi-Fi用户数据量大于其对应的门限值时，将大于门限值部分的 Wi-Fi用户数据修改为通过另一网络接入模块接入网络。例如，此时有5个Wi-Fi用户同 时通过无线网络接入模块接入无线网络，数据量大于无线网络接入模块对应的门限值， 此时主控模块将大于门限值部分的2个Wi-Fi用户数据的路由进行修改，将其路由修改为
6从USB接口模块转发上网数据，这样就达到了分担无线网络接入的负荷。2)提供手动切换接入方式能力手动选择是提供通过有线方式还是通过无线方 式接入网络，这将导致相应的路由修改。3)提供根据无线信号的质量在有线接入、无线接入间进行切换的能力在无线 网络信号强度小于预设门限值时，将当前无线网络接入模块接入的Wi-Fi用户数据通过 有线网络接入模块接入到有线网络。例如在无线网络接入模块的信号质量数据比我们 预定的门限值还要差时，此时就将通过无线网络接入模块的路由全部配置为转向从USB 接口模块转发上网数据，这样就达到了在有线接入、无线接入间进行切换。进一步地，本发明所述基于Wi-Fi的无缝网络接入设备还包括网络流量监控模块，用于对当前接入WHFi用户的总数据量，接入无线网络的 Wi-Fi用户数据量及接入有线网络的Wi-Fi用户数据量进行实时统计，将实时流量统计数 据上报给主控模块。呼叫管理模块，用于管理无线网络连接及其参数配置。防火墙配置模块，用于提供对设备防火墙策略的设置。请参阅图3，该图为本发明所述中转机的结构框图，其主要包括USB接口模块 和以太网接入模块，其中，USB接口模块，提供对本发明所述基于WHFi的无缝网络接入设备数据的接入 功能，由中转机提供数据路由功能将其接入到本地网络进行上网；该模块由USB总线驱 动以及对应的功能驱动-网络设备接口驱动组成，这样在中转机侧的操作系统内，USB 接口模块也表现为一个网卡设备，可以对这个网卡配置MAC地址及IP地址；进行适当 路由配置后，可以将USB接口输入的数据路由转发至以太网接入模块，接入有线网络。以太网接入模块，提供对有线网络的接入功能，通过RJ45接口将USB接口模块 接入的数据接入到本地网络进行上网。利用以上模块，我们预设了两种使用场景，解释如下请参阅图4，该图为有线部分通过USB接口接入有线网络的场景图，该场景中 存在两种网络接入方式，分别为有线网络通过设备的USB接口模块，经由中转机的USB总线，通过中转机的 路由转发至有线网络，同时不影响中转机自身的上网功能。无线网络通过设备的无线网络接入模块，接入到无线网络。因为同时存在两种网络接入方式，所以网络接入管理很重要，在本场景中使用 基于TCP/IP的路由配置工具来对接入到设备上的连接进行管理，用户的连接可以被配置 到有线网络也可以被配置到无线网络，这取决于具体的实现策略。我们提供了基于流量 的策略和基于无线信号强度的策略供用户选择。基于无线信号强度的策略如果无线网络信号很弱或用户通过界面设置，可以 将数据流转发有线网络上网，经由内部网关，通过USB接口模块连接到中转机，经由中 转机接入802.3网络，然后再接入运营商的固定网络。基于流量的策略如果经由无线网络接入模块接入无线网络的Wi-Fi用户数据 量大于我们设定的一个门限值时(可以修改)，可以将大于门限值部分的数据量修改为通 过有线网络上网，经由内部网关，通过USB接口连接到中转机，经由中转机接入802.3网络，然后再接入运营商的固定网络。请参阅图5，该图为有线部分通过RJ45接口接口接入有线网络的场景图，该场 景中也存在两种网络接入方式，分别为有线网络通过设备的RJ45接口，直接接入到有线网络。无线网络通过设备的无线网络接入模块，接入到2G/3G无线网络。同样地，因为同时存在两种网络接入方式，所以网络接入管理很重要，我们使 用基于TCP/IP的路由配置工具来对接入到设备上的连接进行管理，用户的连接可以被配 置到有线网络也可以被配置到无线网络，这取决于具体的实现策略。我们提供了基于流 量的策略和基于无线信号强度的策略供用户选择。基于无线信号强度的策略如果无线网络信号很弱或用户通过界面设置，可以 将数据流转发有线网络上网，经由内部网关，通过设备的RJ45接口接入运营商的固定网基于流量的策略如果经由无线网络接入模块接入无线网络的Wi-Fi用户数据 量大于我们设定的一个门限值时(可以修改)，可以将大于门限值部分的数据量修改为通 过有线网络上网，经由内部网关，通过设备的RJ45接口接入运营商的固定网络。相应地，本发明还提供了一种基于Wi-Fi的无缝网络接入设备的网络接入方 法，请参阅图6，该图为本发明所述基于Wi-Fi的无缝网络接入设备的网络接入方法的流 程图，其主要包括如下步骤步骤S61、接入Wi-Fi用户数据；步骤S62、根据当前接入Wi-Fi用户的总数据量或当前链路质量或用户的路由选 择指令为接入的Wi-Fi用户数据进行路由配置；步骤S63、根据所述路由配置结果将所述Wi-Fi用户数据通过无线链路接入到无 线网络，或者，通过有线链路接入到有线网络；所述无线网络为2G/3G无线网络。其中，通过有线链路接入到有线网络具体包括将接入的WHFi用户数据通过USB接口接入到中转机，由中转机提供数据路由 功能将所述用户数据接入到有线网络；或者，将接入的Wi-Fi用户数据通过RJ45接口接 入到有线网络。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的 精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的 范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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权利要求
1.一种基于Wi-Fi的无缝网络接入设备，其特征在于，包括Wi-Fi接入模块，用于接入Wi-Fi用户数据；主控模块，用于根据当前的网络流量状况或当前链路质量或用户的路由选择指令为 接入的Wi-Fi用户数据进行路由配置；无线网络接入模块，用于将Wi-Fi接入模块接入的用户数据通过无线链路接入到无 线网络；有线网络接入模块，用于将Wi-Fi接入模块接入的用户数据通过有线链路接入到有 线网络。
2.如权利要求1所述的基于Wi-Fi的无缝网络接入设备，其特征在于，所述无线网络 为2G/3G无线网络。
3.如权利要求1所述的基于Wi-Fi的无缝网络接入设备，其特征在于，所述有线网络 接入模块包括USB接口模块，用于将Wi-Fi接入模块接入的用户数据通过USB接口接入到中转 机，由中转机提供数据路由功能将所述用户数据接入到有线网络；以太网接入模块，用于将Wi-Fi接入模块接入的用户数据通过RJ45接口接入到有线 网络。
4.如权利要求1所述的基于Wi-Fi的无缝网络接入设备，其特征在于，所述主控模块在无线网络接入模块或有线网络接入模块接入的Wi-Fi用户数据量大 于其对应的门限值时，将大于门限值部分的Wi-Fi用户数据修改为通过另一网络接入模 块接入网络。
5.如权利要求1所述的基于Wi-Fi的无缝网络接入设备，其特征在于，所述主控模块在无线网络信号强度小于预设门限值时，将当前无线网络接入模块接 入的Wi-Fi用户数据通过有线网络接入模块接入到有线网络。
6.如权利要求1所述的基于Wi-Fi的无缝网络接入设备，其特征在于，还包括网络流量监控模块，用于对当前接入无线网络的Wi-Fi用户数据量及接入有线网络的Wi-Fi用户数据量进行实时统计，将实时流量统计数据上报给主控模块。
7.如权利要求1或6所述的基于Wi-Fi的无缝网络接入设备，其特征在于，还包括呼叫管理模块，用于管理无线网络连接及其参数配置。
8.—种基于Wi-Fi的无缝网络接入设备的网络接入方法，其特征在于，包括步骤A、接入Wi-Fi用户数据；B、根据当前接入Wi-Fi用户的总数据量或当前链路质量或用户的路由选择指令为接 入的Wi-Fi用户数据进行路由配置；C、根据所述路由配置结果将所述Wi-Fi用户数据通过无线链路接入到无线网络，或 者，通过有线链路接入到有线网络。
9.如权利要求8所述的基于Wi-Fi的无缝网络接入设备的网络接入方法，其特征在 于，所述通过有线链路接入到有线网络具体包括将接入的Wi-Fi用户数据通过USB接口接入到中转机，由中转机提供数据路由功能 将所述用户数据接入到有线网络；或者，将接入的Wi-Fi用户数据通过RJ45接口接入到有线网络。
10.如权利要求8或9所述的基于Wi-Fi的无缝网络接入设备的网络接入方法，其特 征在于，所述无线网络为2G/3G无线网络。
全文摘要
本发明公开了一种基于Wi-Fi的无缝网络接入设备及其网络接入方法，所述设备包括Wi-Fi接入模块、主控模块、无线网络接入模块和有线网络接入模块；所述方法包括接入Wi-Fi用户数据，根据当前接入Wi-Fi用户的总数据量或当前链路质量或用户的路由选择指令为接入的Wi-Fi用户数据进行路由配置，根据所述路由配置结果将所述Wi-Fi用户数据通过无线链路接入到无线网络，或者，通过有线链路接入到有线网络。本发明所述Wi-Fi的无缝网络接入设备可以同时提供有线网络接入及无线网络接入的能力，并具有智能切换的功能，提高了网络接入设备的适应性和网络连接的稳定性，为使用者提供了更多的选择。
文档编号H04W48/06GK102025612SQ201010539728
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月11日 优先权日2010年11月11日
发明者冯应轩 申请人:中兴通讯股份有限公司