蜂窝路由器的制作方法

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种蜂窝路由器。

背景技术：

传统的路由器将有线网络信号(例如宽带信号)转发给附近的wifi设备，随着无线网络技术的不断发展，目前的4g乃至5g网络的传输速度已经不逊于传统的有线网络，由此产生了将蜂窝移动网络(3g/4g/5g等无线网络)信号转发给附近的wifi设备的产品，称为蜂窝路由器。

目前，4g-lte蜂窝移动网络已在国内外完成大规模部署，以我国为例，三大运营商(移动、联通、电信)在国内各城区范围内均已完成很高覆盖率的部署。

如前所述，目前的4g乃至5g网络的传输速度已经不逊于传统的有线网络，例如4g-lte网络的理论下行速率最高可达150mbps，实测在多人共享4g基站网络带宽的情况下，单终端下行速率也可达到50mbps的稳定速率，其通信线路稳定性在多年的发展中已得到了检验。

由此，蜂窝路由器目前已在诸多场景下有所应用。例如用于那些不方便布线的自动售货机中等。

现有技术中，如图1所示，市面上的蜂窝路由器(例如3g/4g路由器)通常主要包括如下3部分：linux硬件平台，主要用于实现路由转发、wifi模块，主要用于释放wifi信号和3g/4g模块，主要用于连接蜂窝移动网络)；其中，3g/4g模块通过pci-e与linux硬件平台相连，相当于传统路由器的一个wan口。上述现有技术方案能够兼容各种芯片方案下的核心板，具有很高的通用性、可靠性和便捷性，但仍然存在一定的缺陷。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：如何提供一种蜂窝路由器结构。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种蜂窝路由器，包括：处理器模块、交换芯片模块、射频芯片模块、点火卡模块和至少2个蜂窝通信模块；其中：

处理器模块，分别连接交换芯片模块、射频芯片模块、点火卡模块和各个蜂窝通信模块，适于进行报文的转发与控制；

交换芯片模块，连接一个或多个局域网网口，适于进行局域网网口上下行报文的转发；

射频芯片模块，适于进行局域网wifi信号链路的管理与流量转发；

点火卡模块，与云卡池控制平台对接，适于负责蜂窝通信模块的管理、通道的切换、以及云卡池卡号的下发与管理；

蜂窝通信模块，各个蜂窝通信模块分别包括各自的云卡池模块、贴片卡模块和esim模块，蜂窝通信模块能够其通过云卡池模块或esim模块来与多个不同通信运营商的蜂窝移动网络连接；

所述处理器模块根据预先配置的负载均衡策略，来将通过所述蜂窝路由器转发的流量分配给至少2个蜂窝通信模块。

可选的，处理器模块当检测到某个蜂窝通信模块无法正常工作时，停止该无法正常工作的蜂窝通信模块的工作，并控制所述蜂窝路由器通过其它蜂窝通信模块来工作。

可选的，所述某个蜂窝通信模块无法正常工作包括：该蜂窝通信模块出现宕机、正在升级、存在软件bug或硬件bug。

可选的，所述停止该无法正常工作的蜂窝通信模块的工作，并控制所述蜂窝路由器通过其它蜂窝通信模块来工作包括：处理器模块从当前的路由表中删除通向该无法正常工作的蜂窝通信模块的全部路由，并将被删除的路由原本所承担的全部流量路由至所述蜂窝路由器的其它蜂窝通信模块。

可选的，蜂窝通信模块优先通过其云卡池模块来连接蜂窝移动网络。

可选的，在蜂窝通信模块通过其云卡池模块来连接蜂窝移动网络无法达到预定效果的情况下，云卡池控制平台通过点火卡模块为该蜂窝通信模块中的云卡池模块下发另一个卡号，新下发的卡号与原卡号属于不同的通信运营商。

可选的，所述无法达到预定效果包括：符合信号强度弱于预定标准、传输速率低于预定标准、丢包率高于预定标准、时延高于预定标准和时延抖动高于预定标准中的一项或多项。

可选的，在某个蜂窝通信模块的云卡池模块无法正常工作的情况下，该蜂窝通信模块通过其esim模块来连接蜂窝移动网络。

可选的，蜂窝通信模块包括一个或多个贴片卡模块，分别对应于一个或多个通信运营商，能够通过所述贴片卡模块来连接其对应的通信运营商的蜂窝移动网络。

可选的，响应于用户对云卡池控制平台的操作，来通过某个蜂窝通信模块的贴片卡模块连接其对应的通信运营商的蜂窝移动网络。

可选的，处理器模块响应于用户的操作来预先配置负载均衡策略。

可选的，具有多种负载均衡策略，所述多种负载均衡策略为主备模式、基于实时流量的负载均衡、基于源ip数的负载均衡、基于实时连接数的负载均衡和基于新建连接数的负载均衡中的多项，能够响应于用户的操作来设定应用所述多种负载均衡策略中的一种或多种。

可选的，能够响应于用户的操作来调整负载均衡策略的负载比例，所述处理器模块根据设定的负载均衡策略和/或负载比例，来将通过所述蜂窝路由器转发的流量分配给至少2个蜂窝通信模块。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

蜂窝路由器包括：处理器模块，分别连接交换芯片模块、射频芯片模块、点火卡模块和各个蜂窝通信模块，适于进行报文的转发与控制；交换芯片模块，连接局域网网口，适于进行局域网网口上下行报文的转发；射频芯片模块，适于进行局域网wifi信号链路的管理与流量转发；点火卡模块，与云卡池控制平台对接，适于负责蜂窝通信模块的管理、通道的切换、以及云卡池卡号的下发与管理；至少2个蜂窝通信模块，分别包括各自的云卡池模块、贴片卡模块和esim模块；所述处理器模块根据预先配置的负载均衡策略，来将通过所述蜂窝路由器转发的流量分配给至少2个蜂窝通信模块，从而能够在基站负载较大的场景下保障蜂窝路由器的正常运行，多个蜂窝通信模块并行工作，避免了单点故障，大幅改善蜂窝路由器设备自身的稳定性和可靠性。

进一步的，处理器模块根据预先配置的负载均衡策略，来将通过所述蜂窝路由器转发的流量分配给至少2个蜂窝通信模块，从而大幅提高网络传输速率，满足高速率传输场景的需求。

进一步的，具有多种负载均衡策略，所述多种负载均衡策略为主备模式、基于实时流量的负载均衡、基于源ip数的负载均衡、基于实时连接数的负载均衡和基于新建连接数的负载均衡中的多项，能够响应于用户的操作来设定应用所述多种负载均衡策略中的一种或多种、以及响应于用户的操作来调整负载均衡策略的负载比例，所述处理器模块根据设定的负载均衡策略和/或负载比例，来将通过所述蜂窝路由器转发的流量分配给至少2个蜂窝通信模块，实现负载均衡、流量加速的效果，从而便于用户在不同的情形下使用适当的负载均衡策略，达到更好的加速效果。

进一步的，各个蜂窝通信模块分别包括各自的云卡池模块、esim模块和一个或多个贴片卡模块，蜂窝通信模块优先通过其云卡池模块来连接蜂窝移动网络，在某个蜂窝通信模块的云卡池模块无法正常工作的情况下，该蜂窝通信模块通过其esim模块来连接蜂窝移动网络，响应于用户对云卡池控制平台的操作，来通过某个蜂窝通信模块的贴片卡模块连接其对应的通信运营商的蜂窝移动网络，从而大幅提升了蜂窝通信模块的稳定性以及对各地域场所的适用性，同时避免了对单一通信运营商的过渡依赖，保证设备在市场环境极度恶略的情况下仍能正常工作。

进一步的，实现了控制平面(点火卡模组)与业务流量平面(蜂窝通信模块)分离，与现有技术相比，overlay的架构模式保证了控制流量的稳定可靠，与业务数据流量分离的方案不仅避免了报文的互相影响，降低可蜂窝通信模块处理时的难度，同时还使得控制策略可以灵活配置，最大化降低对业务数据流量的影响。

附图说明

图1为现有技术中蜂窝路由器结构框图；

图2为本发明实施例中蜂窝路由器结构框图；

图3为本发明实施例中蜂窝路由器通信链路切换示意图。

具体实施方式

根据背景技术部分的分析可知，现有技术中，如图1所示，市面上的蜂窝路由器(例如3g/4g路由器)通常主要包括如下3部分：linux硬件平台，主要用于实现路由转发、wifi模块，主要用于释放wifi信号和3g/4g模块，主要用于连接蜂窝移动网络)；其中，3g/4g模块通过pci-e与linux硬件平台相连，相当于传统路由器的一个wan口。上述现有技术方案能够兼容各种芯片方案下的核心板，具有很高的通用性、可靠性和便捷性。

发明人经研究后发现，上述现有技术方案仍存在一些缺陷，具体体现在以下几个方面：

1)传统的蜂窝路由器当所在场所中，通过蜂窝移动网络联网的终端设备较多时，会出现被限速、严重的网络波动，甚至出现网络连接被断开的情况；

2)传统的蜂窝路由器的传输速率仍有进一步的可提升空间，无法满足高速率传输场景(例如移动照相馆传输高清照片)的需求；

3)采用单一4g模组，存在单点故障(singlepointoffailure，spof，指的是系统中的某一点失效，会导致整个系统无法运作的部件)，故障或修复期间将导致整个蜂窝路由器都将处于离线状态，严重影响客户业务的正常运转。

针对现有技术中存在的上述缺陷，发明人进一步分析：

关于上述1)，随着4g-lte的发展以及4g通信资费的降低，使用4g网络的用户越来越多，4g基站的负载越来越大。由于传统的蜂窝路由器使用的是一张单一运营商的物联网卡，当所连基站下的终端设备较多时，人联网卡(例如手机)将会优先抢占有限的带宽资源，由此导致蜂窝路由器出现被限速、严重的网络波动，甚至出现网络连接被断开的情况；

关于上述2)，随着经济的发展，越来越多的可移动设备上承载了需要更高速率的应用程序，例如先前提到的移动照相馆传输高清照片的场景。受4g网络速率的限制，传统的蜂窝路由器在此类场景中往往无法满足高速率传输的需求；

关于上述3)，4g模组本质是一块基于arm架构的微型处理硬件方案，其本身的稳定性和可靠性远没有linux硬件平台方案高。由于4g模组承担了网络出口的作用，当4g模组出现线路松动、硬件故障或软件bug、以及为修复漏洞或bug需要进行固件升级时，整个蜂窝路由器都将处于离线状态，严重影响客户业务的正常运转。

本发明所提供的蜂窝路由器包括：处理器模块，分别连接交换芯片模块、射频芯片模块、点火卡模块和各个蜂窝通信模块，适于进行报文的转发与控制；交换芯片模块，连接局域网网口，适于进行局域网网口上下行报文的转发；射频芯片模块，适于进行局域网wifi信号链路的管理与流量转发；点火卡模块，与云卡池控制平台对接，适于负责蜂窝通信模块的管理、通道的切换、以及云卡池卡号的下发与管理；至少2个蜂窝通信模块，分别包括各自的云卡池模块、贴片卡模块和esim模块；所述处理器模块根据预先配置的负载均衡策略，来将通过所述蜂窝路由器转发的流量分配给至少2个蜂窝通信模块，从而能够在基站负载较大的场景下保障蜂窝路由器的正常运行，多个蜂窝通信模块并行工作，避免了单点故障，大幅改善蜂窝路由器设备自身的稳定性和可靠性。

为使本领域技术人员更好地理解和实现本发明，以下参照附图，通过具体实施例进行详细说明。

实施例一

如下所述，本发明实施例提供一种蜂窝路由器。

参考图2所示的蜂窝路由器结构框图。

蜂窝路由器包括：处理器模块、交换芯片模块、射频芯片模块、点火卡模块和至少2个蜂窝通信模块；其中各单元的主要功能如下：

处理器模块，分别连接交换芯片模块、射频芯片模块、点火卡模块和各个蜂窝通信模块，适于进行报文的转发与控制；

交换芯片模块，连接一个或多个局域网网口，适于进行局域网网口上下行报文的转发；

射频芯片模块，适于进行局域网wifi信号链路的管理与流量转发；

点火卡模块，与云卡池控制平台对接，适于负责蜂窝通信模块的管理、通道的切换、以及云卡池卡号的下发与管理；

蜂窝通信模块，各个蜂窝通信模块分别包括各自的云卡池模块、贴片卡模块和esim模块，蜂窝通信模块能够其通过云卡池模块或esim模块来与多个不同通信运营商的蜂窝移动网络连接；

所述处理器模块根据预先配置的负载均衡策略，来将通过所述蜂窝路由器转发的流量分配给至少2个蜂窝通信模块。

注：esim卡：即embedded-sim，嵌入式sim卡。esim卡的概念就是将传统sim卡直接嵌入到设备芯片上，而不是作为独立的可移除零部件加入设备中，用户无需插入物理sim卡。这一做法将允许用户更加灵活的选择运营商套餐，或者在无需解锁设备、购买新设备的前提下随时更换运营商。未来通用的esim标准建立将为普通消费者、企业用户节省更多移动设备使用成本，并带来更多的便利、安全性。

通过以上对技术方案的描述可以看出：本实施例中，蜂窝路由器包括：处理器模块，分别连接交换芯片模块、射频芯片模块、点火卡模块和各个蜂窝通信模块，适于进行报文的转发与控制；交换芯片模块，连接局域网网口，适于进行局域网网口上下行报文的转发；射频芯片模块，适于进行局域网wifi信号链路的管理与流量转发；点火卡模块，与云卡池控制平台对接，适于负责蜂窝通信模块的管理、通道的切换、以及云卡池卡号的下发与管理；至少2个蜂窝通信模块，分别包括各自的云卡池模块、贴片卡模块和esim模块；所述处理器模块根据预先配置的负载均衡策略，来将通过所述蜂窝路由器转发的流量分配给至少2个蜂窝通信模块，从而能够在基站负载较大的场景下保障蜂窝路由器的正常运行，多个蜂窝通信模块并行工作，避免了单点故障，大幅改善蜂窝路由器设备自身的稳定性和可靠性。

进一步的，处理器模块根据预先配置的负载均衡策略，来将通过所述蜂窝路由器转发的流量分配给至少2个蜂窝通信模块，从而大幅提高网络传输速率，满足高速率传输场景的需求。

进一步的，在一些实施例中，处理器模块当检测到某个蜂窝通信模块无法正常工作时，停止该无法正常工作的蜂窝通信模块的工作，并控制所述蜂窝路由器通过其它蜂窝通信模块来工作。

具体的，所述某个蜂窝通信模块无法正常工作包括：该蜂窝通信模块出现宕机、正在升级、存在软件bug或硬件bug。

具体的，所述停止该无法正常工作的蜂窝通信模块的工作，并控制所述蜂窝路由器通过其它蜂窝通信模块来工作包括：处理器模块从当前的路由表中删除通向该无法正常工作的蜂窝通信模块的全部路由，并将被删除的路由原本所承担的全部流量路由至所述蜂窝路由器的其它蜂窝通信模块。

在一些实施例中，蜂窝通信模块优先通过其云卡池模块来连接蜂窝移动网络。

在一些实施例中，在蜂窝通信模块通过其云卡池模块来连接蜂窝移动网络无法达到预定效果的情况下，云卡池控制平台通过点火卡模块为该蜂窝通信模块中的云卡池模块下发另一个卡号，新下发的卡号与原卡号属于不同的通信运营商。

具体的，所述无法达到预定效果包括：符合信号强度弱于预定标准、传输速率低于预定标准、丢包率高于预定标准、时延高于预定标准和时延抖动高于预定标准中的一项或多项。

进一步的，在一些实施例中，在某个蜂窝通信模块的云卡池模块无法正常工作的情况下，该蜂窝通信模块通过其esim模块来连接蜂窝移动网络。

在一些实施例中，蜂窝通信模块包括一个或多个贴片卡模块，分别对应于一个或多个通信运营商，能够通过所述贴片卡模块来连接其对应的通信运营商的蜂窝移动网络。

进一步的，在一些实施例中，响应于用户对云卡池控制平台的操作，来通过某个蜂窝通信模块的贴片卡模块连接其对应的通信运营商的蜂窝移动网络。

在一些实施例中，处理器模块响应于用户的操作来预先配置负载均衡策略。

进一步的，在一些实施例中，本实施例支持通过云端实时更新负载均衡策略的相关配置。

具体的，在一些实施例中，具有多种负载均衡策略，所述多种负载均衡策略为主备模式、基于实时流量的负载均衡、基于源ip数的负载均衡、基于实时连接数的负载均衡和基于新建连接数的负载均衡中的多项，能够响应于用户的操作来设定应用所述多种负载均衡策略中的一种或多种。进一步的，能够响应于用户的操作来调整负载均衡策略的负载比例，所述处理器模块根据设定的负载均衡策略和/或负载比例，来将通过所述蜂窝路由器转发的流量分配给至少2个蜂窝通信模块，实现负载均衡、流量加速的效果，从而便于用户在不同的情形下使用适当的负载均衡策略，达到更好的加速效果。

在一些实施例中，如图3所示，4g蜂窝路由器优先选用4g蜂窝通信模块当中的云卡池，作为主通道来连接蜂窝移动网络。当设备所在场所中，当前所使用运营商信号弱或速率低时，云卡池控制平台将通过点火卡模组，为4g通信模组中的云卡池下发另一个运营商卡号，从而保证4g蜂窝路由器的适用性。当云卡池出现故障时，4g蜂窝通信模块将自动切换为使用esim作为应急通道。

通过以上对技术方案的描述可以看出：本实施例中，各个蜂窝通信模块分别包括各自的云卡池模块、esim模块和一个或多个贴片卡模块，蜂窝通信模块优先通过其云卡池模块来连接蜂窝移动网络，在某个蜂窝通信模块的云卡池模块无法正常工作的情况下，该蜂窝通信模块通过其esim模块来连接蜂窝移动网络，响应于用户对云卡池控制平台的操作，来通过某个蜂窝通信模块的贴片卡模块连接其对应的通信运营商的蜂窝移动网络，从而大幅提升了蜂窝通信模块的稳定性以及对各地域场所的适用性，同时避免了对单一通信运营商的过渡依赖，保证设备在市场环境极度恶略的情况下仍能正常工作。

进一步的，实现了控制平面(点火卡模组)与业务流量平面(蜂窝通信模块)分离，与现有技术相比，overlay的架构模式保证了控制流量的稳定可靠，与业务数据流量分离的方案不仅避免了报文的互相影响，降低可蜂窝通信模块处理时的难度，同时还使得控制策略可以灵活配置，最大化降低对业务数据流量的影响。

本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中，全部或部分步骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成的，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：rom、ram、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。