专利名称：Wifi网络桥接器、基于wifi的通信方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体涉及一种WIFI网络桥接器和一种基于WIFI的通信方法及系统。
背景技术：
LTE (Long Term Evolution)是继第三代移动通信之后国际上主流的新一代移动通信标准，是在3GPP(3rd Generation Partnership Project)组织中作为第三代移动通信的长期演进技术进行可行性研究和标准化的，LTE及其增强版本LTE-Advanced的研究和标准化受到了全球运营商和设备商最为广泛的支持和参与。LTE系统以正交频分复用(0FDM，Orthogonal Frequency DivisionMul tip I exing)和多输入多输出(MIMI, Multiple InputMultiple Output)技术为基础，并在移动通信系统中全面采用和优化分组数据传输。WIFI是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。随着技术的发展，以及IEEE802.1la及IEEE 802.1lg等标准的出现，现在IEEE802.11这个标准已被统称作WIFI。它为用户提供了无线的宽带互联网访问。同时，它也是在家里、办公室或在旅途中上网的快速、便捷的途径。WIFI无线网络是由AP(AccessPoint)和无线网卡组成的无线网络。在开放性区域，通讯距离可达305米；在封闭性区域，通讯距离为76米到122米，方便与现有的线以太网络整合，组网的成本更低，且WIFI技术传输速度非常快，适合高速数据传输的业务；发射功率低，辐射更小，因此其应用也日益广泛。WIFI是由AP(Access Point)和无线网卡组成的无线网络。AP —般称为网络桥接器或接入点，它是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁，因此任何一台装有无线网卡的PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源，其工作原理相当于一个内置无线发射器的HUB或者是路由，而无线网卡则是负责接收由AP所发射信号的CLIENT端(用户端)设备。目前的WIFI AP普遍采用有线方式布网，即通过有线的方式与有线局域网连通，请参见图1，每开通一个WIFI AP网络，均需要先开通有线Backhaul (回线路程)，网络拓扑结构复杂，工程实现成本高，间接的提高了用户的使用成本，降低了用户体验的满意度。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种WIFI网络桥接器和一种基于WIFI的通信方法及系统，可简化WIFI通信的网络拓扑结构，降低工程成本和使用成本，提高用户体验的满意度。为解决上述技术问题，本发明提供一种基于WIFI的通信方法，包括:WIFI网络桥接器获取LTE通信链路信息；WIFI终端向所述WIFI网络桥接器发起建立WIFI连接请求，与所述WIFI网络桥接器建立WIFI通信链路；
所述WIFI网络桥接器向LTE基站收发器发送鉴权请求信息，在接收到所述LTE基站收发器反馈的鉴权成功响应后，根据获取的所述LTE通信链路信息建立与所述LTE基站收发器的LTE通信链路。在本发明的一种实施例中，所述WIFI网络桥接器与所述LTE基站收发器建立LTE通信链路后，还包括:所述WIFI网络桥接器接收到来自所述WIFI终端的WIFI格式的数据帧后，将其转换成LTE格式的数据帧发送给所述LTE基站收发器；所述WIFI网络桥接器接收到来自所述LTE基站收发器的LTE格式的数据帧后，将其转换成WIFI格式的数据帧发送给所述WIFI终端。在本发明的一种实施例中，所述WIFI网络桥接器将所述WIFI格式的数据帧转换成LTE格式的数据帧包括:从接收到的所述WIFI格式的数据帧中提取该数据帧的包头信息、路由信息以及数据信息，将提取的所述各信息与LTE格式的数据帧需要的射频连接控制信息组合，形成LTE格式的数据帧；所述WIFI网络桥接器将所述LTE格式的数据帧转换成WIFI格式的数据帧包括:从接收到的所述LTE格式的数据帧中提取该数据帧的包头信息、路由信息以及数据信息，将提取的所述各信息重新组合，形成WIFI格式的数据帧。在本发明的一种实施例中，所述WIFI网络桥接器向LTE基站收发器发送鉴权请求信息包括所述WIFI网络桥接器的鉴权信息和/或所述WIFI终端的鉴权信息；所述LTE网络的LTE鉴权设备根据所述鉴权请求信息对所述WIFI网络桥接器和/或所述WIFI终端进行鉴权处理。在本发明的一种实施例中，所述WIFI网络桥接器和所述WIFI终端的鉴权信息包括USIM卡信息和/或证书信息。在本发明的一种实施例中，所述LTE通信链路信息包括LTE网络的频段信息，所述WIFI网络桥接器根据所述LTE通信链路信息包括的LTE网络的频段信息选择相应的频段接ALTE网络。本发明还提供了一种WIFI网络桥接器，包括信息获取单元、鉴权单元、和通信链路建立单元；所述信息获取单元用于获取LTE通信链路信息；所述鉴权单元用于向LTE基站收发器发送鉴权请求信息，接收所述LTE基站收发器反馈的鉴权响应，还用于将所述鉴权响应发送给所述通信链路建立单元；所述通信链路建立单元用于接收WIFI终端发送的建立WIFI连接请求，与之建立WIFI通信链路；还用于接收到所述鉴权单元发送的鉴权成功响应后，根据所述信息获取单元获取的所述LTE通信链路信息建立与所述LTE基站收发器的LTE通信链路。在本发明的一种实施例中，所述WIFI网络桥接器还包括数据格式转换单元，所述数据格式转换单元用于接收到来自所述WIFI终端的WIFI格式的数据帧后，将其转换成LTE格式的数据帧发送给所述LTE基站收发器；还用于接收到来自所述LTE基站收发器的LTE格式的数据帧后，将其转换成WIFI格式的数据帧发送给所述WIFI终端。在本发明的一种实施例中，所述数据格式转换单元将所述WIFI格式的数据帧转换成LTE格式的数据帧包括:从接收到的所述WIFI格式的数据帧中提取该数据帧的包头信息、路由信息以及数据信息，将提取的所述各信息与LTE格式的数据帧需要的射频连接控制信息组合，形成LTE格式的数据帧；所述数据格式转换单元将所述LTE格式的数据帧转换成WIFI格式的数据帧包括:从接收到的所述LTE格式的数据帧中提取该数据帧的包头信息、路由信息以及数据信息，将提取的所述各信息重新组合，形成WIFI格式的数据帧。本发明还提供了一种基于WIFI的通信系统，包括至少一个WIFI终端、至少一个LTE基站收发器以及至少一个如上所述的WIFI网络桥接器；所述WIFI终端用于向所述WIFI网络桥接器发送建立WIFI连接请求；所述WIFI网络桥接器用于获取LTE通信链路信息，接收WIFI终端发送的建立WIFI连接请求，与之建立WIFI通信链路；还用于向LTE基站收发器发送鉴权请求信息，并接收到所述LTE基站收发器反馈的鉴权成功响应后，根据获取的所述LTE通信链路信息建立与所述LTE基站收发器的LTE通信链路；所述LTE基站收发器用于接收所述WIFI网络桥接器发送的鉴权请求信息，还用于向所述WIFI网络桥接器反馈鉴权响应。本发明的有益效果是:本发明中的WIFI网络桥接器(即WIFI AP)可先获取LTE通信链路信息，当收到WIFI终端发送的建立WIFI连接请求后，建立与该WIF终端的WIFI通信链路，并向LTE基站收发器发送鉴权请求信息，然后判断鉴权是否成功，若鉴权成功，则根据获取的LTE通信链路信息建立与LTE基站收发器建立LET通信链路。即本发明通过利用LTE无线网络实现了 WIFI AP网络的Backhaul (回线路程)，避免每开通一个WIFI AP网络，均需要先开通有线Backhaul，因此可简化WIFI通信的网络拓扑结构，降低工程成本和使用成本；且无线Backhaul的建立更灵活，受环境的制约度小，更利于WIFI AP网络的建立，提闻用户体验的满意度。
图1为本发明一种实施例的WIFI网络桥接器结构框图一；图2为本发明一种实施例的WIFI网络桥接器结构框图二 ；图3为本发明一种实施例的WIFI网络桥接器结构框图三；图4为本发明一种实施例的WIFI网络桥接器结构框图四；图5为本发明一种实施例的基于WIFI的通信系统的系统框图；图6为本发明一种实施例的基于WIFI的通信方法的流程图。
具体实施例方式下面通过具体实施方式
结合附图对本发明作进一步详细说明。请参考图2，本例中的WIFI网络桥接器(即WIFI AP)包括信息获取单元、鉴权单元、和通信链路建立单元，其中:信息获取单元用于获取LTE通信链路信息，即本例中的信息获取单元可检测其应用的场景是否具备有可靠的LTE接入信号，即是否处于相应的LTE基站收发器(LTE BTS)的有效覆盖范围内，若是，则获取相应的LTE通信链路信息，获取的LTE链路信息可包括LTE网络的频段信息，在建立LTE通信链路时，可根据LTE网络的频段信息自动选择最佳的通信信道；WIFI AP的鉴权单元用于向LTE基站收发器发送鉴权请求信息，并接收LTEBTS反馈的鉴权响应，该鉴权响应可包括鉴权成功的响应和鉴权失败的响应，还用于将接收到的鉴权响应发送给通信链路建立单元；通信链路建立单元用于接收WIFI终端发送的建立WIFI连接请求，与发送请求的WIFI终端建立WIFI通信链路；还用于接收到鉴权单元发送的鉴权成功响应后，根据信息获取单元获取的LTE通信链路信息建立与LTE基站收发器的LTE通信链路，具体可通过LTE通信链路信息包括的LTE网络的频段信息选择相应的频段接入LTE网络，例如根据获取到的LTE网络的频段信息自动选择最好的频段接入LTE网络，以实现最佳的Backhaul信道。值得注意的是，本例中的WIFI终端是指具有WIFI功能的设备，例如具备WIFI功能的手机、笔记本、平板电脑等。请参见图3，本例中的WIFI AP还包括数据格式转换单元，数据格式转换单元用于接收到来自WIFI终端的WIFI格式的数据帧后，将其转换成LTE格式的数据帧发送给LTE基站收发器，以便能够通过LTE网络接入到Internet中；还用于接收到来自LTE基站收发器的LTE格式的数据帧后，将其转换成WIFI格式的数据帧，以便将从Internet中接收的数据通过WIFI发送给WIFI终端。数据格式转换单元实现数据格式转换的具体过程如下，具体如下:数据格式转换单元接收到来自WIFI终端的WIFI格式的数据帧后，从接收到的WIFI格式的数据帧中提取该数据帧的包头信息、路由信息以及数据信息，然后加上LTE格式的数据帧所需要射频连接控制信息，将从WIFI格式的数据帧中提取的各信息与LTE格式的数据帧需要的射频连接控制信息重新组合，形成LTE格式的数据帧，以便能够通过LTE网络接入到Internet中。当接收的WIFI格式的数据包括多个子帧时，可先从接收到的WIFI格式的数据中分拆出各个WIFI格式的数据子帧，然后分别从各子帧中提取各子帧的包头信息、路由信息以及数据信息，按上述方式重新组合成LTE格式的数据子帧，将得到的各LTE格式的数据子帧组合在一起，形成一个完整的LTE格式的数据帧。对应的，数据格式转换单元接收到来自LTE BTS的LTE格式的数据帧后，去除该数据帧中的射频连接控制信息，从中提取该数据帧的包头信息、路由信息以及数据信息进行重新组合，以形成WIFI格式的数据帧，然后通过WIFI发送给终端。当接收的LTE格式的数据包括多个子帧时，可先从接收到的LTE格式的数据中分拆出各个LTE格式的数据子帧,将各子帧中的射频连接控制信息去除，分别从各子帧中提取各子帧的包头信息、路由信息以及数据信息，按上述方式重新组合成WIFI格式的数据帧。本例中WIFI AP的鉴权单元向LTE基站收发器发送的鉴权请求信息可包括WIFIAP自身的鉴权信息和/或WIFI终端的鉴权信息；LTE网络的LTE鉴权设备则根据接收到的鉴权请求信息对WIFI网络桥接器和/或WIFI终端进行鉴权处理。本例中的鉴权请求信息包括的具体鉴权信息可根据LTE对WIFI AP的管理策略进行选择，下面列举以下几种情况做进一步说明:1、对WIFI AP授权，同时WIFI AP下面的WIFI终端均可以无限制的接入Internet网络；一般情况下，WIFI AP具备有效授权的USM卡和/或证书，此时WIFI AP的鉴权单元向LTE基站收发器发送的鉴权请求信息可只包括WIFI AP自身的鉴权信息，即USIM卡信息和/或证书信息，LTE网络的LTE鉴权设备此时可只对WIFI网络桥接器的USM卡信息和/或证书信息进行鉴权处理；2、对WIFI AP授权，但同时也对其AP下面的WIFI终端进行认证鉴权，只有符合安全规定的WIFI终端才可以通过LTE基站接入到Internet网络，此时WIFI AP的鉴权单元向LTE基站收发器发送的鉴权请求信息包括WIFI AP自身的鉴权信息和WIFI终端的鉴权信息，还包括WIFI终端的USM卡信息和/或证书信息；LTE网络的LTE鉴权设备此时既要对WIFI网络桥接器的USM卡信息和/或证书信息进行鉴权处理，也要对WIFI终端的USM卡信息和/或证书信息进行鉴权处理，只有在二者同时鉴权通过时，WIFI终端才可以通过LTE基站接入到Internet ；3、对WIFI AP放开权限，具备LTE接入功能的WIFI AP可以随意接入LTE网络，只对WIFI AP下的WIFI终端进行鉴权管理，此时WIFI AP的鉴权单元向LTE基站收发器发送的鉴权请求信息可只包括WIFI终端的USIM卡信息和/或证书信息；LTE网络的LTE鉴权设备此时既要对WIFI网络桥接器的USIM卡信息和/或证书信息进行鉴权处理，也要对WIFI终端的USM卡信息和/或证书信息进行鉴权处理，只有在WIFI终端鉴权通过时，WIFI终端才可以通过LTE基站接入到Internet。本例中LTE对WIFI AP具体的管理策略可根据实际情况具体选择设置。值得注意的是，如果WIFI AP本身就属于无需授权类型，则需要使用WIFI终端自身的有效授权USIM卡和/或证书进行鉴权，WIFI终端设备需要使用WIFI功能时，通过WIFI AP直接向LTE网络的LTE鉴权设备发起USM卡或证书鉴权请求；如果鉴权成功，则WIFI AP在WIFI终端侧建立WIFI通信链路，在LTE BTS侧建立LTE通信链路，即根据之前获取的LTE通信链路信息建立最佳的无线Backhaul信道。请参见图4，本例中的WIFI AP还包括WIFI射频与基带处理单元，用于提供WIFIAP的覆盖，以及用于处理正常的WIFI流程。值得注意的是，本例中的WIFI AP还设有Ethernet电口，因此当不使用LTE做无线Backhaul时候，本例中的WIFI AP仍然可以判断是否需要在LTE网络中进行鉴权，以便保证是否利用LTE鉴权设备进行管理。请参见图5，本例还提供了基于WIFI通信的系统，包括至少一个上述WIFI终端、至少一个如上所述的LTE BTS以及至少一个如上所述的WIFI AP。从图4中可以看出，WIFIAP通过LTE BTS接入Internet,即WIFI AP建立的Backhaul是无线Backhaul,因此不需要像图1所示的系统中，每开通一个WIFI AP网络，均需要先开通有线Backhaul，因此可简化WIFI通信的网络拓扑结构，降低工程成本和使用成本；且无线Backhaul的建立更灵活，受环境的制约度小，更利于WIFI AP网络的建立，提高用户体验的满意度。本例还提供了一种基于WIFI的通信方法，请参见图6，包括以下步骤:WIFI AP按上述方式获取LTE通信链路信息，包括获取LTE网络的频段信息；WIFI终端向WIFI AP发起建立WIFI连接请求，建立与所述WIFI AP之间的WIFI通信链路；WIFI AP向LTE BTS发送鉴权请求信息，发送的鉴权请求信息包括WIFI AP的鉴权信息和/或WIFI终端的鉴权信息，LTE网络的LTE鉴权设备根据所述鉴权请求信息对所述WIFI AP和/或所述WIFI终端进行鉴权处理，将鉴权结果通过LTE BTS反馈给WIFI AP;WIFI AP在接收到LTE BTS反馈的鉴权成功响应后，根据WIFI AP获取的LTE通信链路信息建立与LTE BTS的LTE通信链路。在WIFI AP与LTE BTS建立LTE通信链路后，还包括:WIFI AP接收到来自所述WIFI终端的WIFI格式的数据帧后，按上述方法将其转换成LTE格式的数据帧发送给LTE BTS,以便能够通过LTE网络接入到Internet中，实现通信；同样WIFI AP接收到来自所述LTE BTS的LTE格式的数据帧后，按上述方法将其转换成WIFI格式的数据帧发送给所述WIFI终端，以将从Internet中接收到的数据通过WIFI发送给WIFI终端。综上可知，本发明通过WIFI AP利用LTE网络高宽带容量的优势实现了 WIFIAP的Backhaul以进行相应数据的传输，避免现有技术中每开通一个WIFI AP网络，均需要先开通有线Backhaul，因此可简化WIFI通信的网络拓扑结构，降低工程成本和使用成本；且由上可知无线Backhaul的建立更灵活，受环境的制约度小，更利于WIFI AP网络的建立，提高用户体验的满意度。以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基于WIFI的通信方法,其特征在于包括: WIFI网络桥接器获取LTE通信链路信息； WIFI终端向所述WIFI网络桥接器发起建立WIFI连接请求，与所述WIFI网络桥接器建立WIFI通信链路； 所述WIFI网络桥接器向LTE基站收发器发送鉴权请求信息，在接收到所述LTE基站收发器反馈的鉴权成功响应后，根据获取的所述LTE通信链路信息建立与所述LTE基站收发器的LTE通信链路。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述WIFI网络桥接器与所述LTE基站收发器建立LTE通信链路后，还包括: 所述WIFI网络桥接器接收到来自所述WIFI终端的WIFI格式的数据帧后，将其转换成LTE格式的数据帧发送给所述LTE基站收发器； 所述WIFI网络桥接器接收到来自所述LTE基站收发器的LTE格式的数据帧后，将其转换成WIFI格式的数据帧发送给所述WIFI终端。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述WIFI网络桥接器将所述WIFI格式的数据帧转换成LTE格式的数据帧包括: 从接收到的所述WIFI格式的数据帧中提取该数据帧的包头信息、路由信息以及数据信息，将提取的所述各信息与LTE格式的数据帧需要的射频连接控制信息组合，形成LTE格式的数据帧； 所述WIFI网络桥接器 将所述LTE格式的数据帧转换成WIFI格式的数据帧包括: 从接收到的所述LTE格式的数据帧中提取该数据帧的包头信息、路由信息以及数据信息，将提取的所述各信息重新组合，形成WIFI格式的数据帧。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述WIFI网络桥接器向LTE基站收发器发送鉴权请求信息包括所述WIFI网络桥接器的鉴权信息和/或所述WIFI终端的鉴权信息；所述LTE网络的LTE鉴权设备根据所述鉴权请求信息对所述WIFI网络桥接器和/或所述WIFI终端进行鉴权处理。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述WIFI网络桥接器和所述WIFI终端的鉴权信息包括USM卡信息和/或证书信息。
6.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述LTE通信链路信息包括LTE网络的频段信息，所述WIFI网络桥接器根据所述LTE通信链路信息包括的LTE网络的频段信息选择相应的频段接入LTE网络。
7.—种WIFI网络桥接器，其特征在于，包括信息获取单元、鉴权单元、和通信链路建立单元； 所述信息获取单元用于获取LTE通信链路信息； 所述鉴权单元用于向LTE基站收发器发送鉴权请求信息，接收所述LTE基站收发器反馈的鉴权响应，还用于将所述鉴权响应发送给所述通信链路建立单元； 所述通信链路建立单元用于接收WIFI终端发送的建立WIFI连接请求，与之建立WIFI通信链路；还用于接收到所述鉴权单元发送的鉴权成功响应后，根据所述信息获取单元获取的所述LTE通信链路信息建立与所述LTE基站收发器的LTE通信链路。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述WIFI网络桥接器还包括数据格式转换单元，所述数据格式转换单元用于接收到来自所述WIFI终端的WIFI格式的数据帧后，将其转换成LTE格式的数据帧发送给所述LTE基站收发器；还用于接收到来自所述LTE基站收发器的LTE格式的数据帧后，将其转换成WIFI格式的数据帧发送给所述WIFI终端。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述数据格式转换单元将所述WIFI格式的数据帧转换成LTE格式的数据帧包括:从接收到的所述WIFI格式的数据帧中提取该数据帧的包头信息、路由信息以及数据信息，将提取的所述各信息与LTE格式的数据帧需要的射频连接控制信息组合，形成LTE格式的数据帧； 所述数据格式转换单元将所述LTE格式的数据帧转换成WIFI格式的数据帧包括:从接收到的所述LTE格式的数据帧中提取该数据帧的包头信息、路由信息以及数据信息，将提取的所述各信息重新组合，形成WIFI格式的数据帧。
10.一种基于WIFI的通信系统，其特征在于，包括至少一个WIFI终端、至少一个LTE基站收发器以及至少一个如权利要求7-9任一项所述的WIFI网络桥接器； 所述WIFI终端用于向所述WIFI网络桥接器发送建立WIFI连接请求； 所述WIFI网络桥接器用于获取 LTE通信链路信息，接收WIFI终端发送的建立WIFI连接请求，与之建立WIFI通信链路；还用于向LTE基站收发器发送鉴权请求信息，并接收到所述LTE基站收发器反馈的鉴权成功响应后，根据获取的所述LTE通信链路信息建立与所述LTE基站收发器的LTE通信链路； 所述LTE基站收发器用于接收所述WIFI网络桥接器发送的鉴权请求信息，还用于向所述WIFI网络桥接器反馈鉴权响应。
全文摘要
本发明公开了一种WIFI网络桥接器、基于WIFI的通信方法及系统，WIFI网络桥接器可先获取LTE通信链路信息，当收到WIFI终端发送的建立WIFI连接请求后，建立与该WIF终端的WIFI通信链路，并向LTE基站收发器发送鉴权请求信息，然后判断鉴权是否成功，若鉴权成功，则根据获取的LTE通信链路信息建立与LTE基站收发器建立LET通信链路。即本发明通过利用LTE无线网络实现了WIFI AP网络的backhaul(回线路程)，避免每开通一个WIFI AP网络，均需要先开通有线backhaul，因此可简化WIFI通信的网络拓扑结构，降低工程成本和使用成本，提高用户体验的满意度。
文档编号H04W84/12GK103167626SQ20111042099
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者王雪松, 窦弟, 王喜瑜, 唐雄, 郑学进 申请人:中兴通讯股份有限公司