專利名稱：Wifi網絡橋接器、基于wifi的通信方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，具體涉及一種WIFI網絡橋接器和一種基于WIFI的通信方法及系統。
背景技術：
LTE (Long Term Evolution)是繼第三代移動通信之后國際上主流的新一代移動通信標準，是在3GPP(3rd Generation Partnership Project)組織中作為第三代移動通信的長期演進技術進行可行性研究和標準化的，LTE及其增強版本LTE-Advanced的研究和標準化受到了全球運營商和設備商最為廣泛的支持和參與。LTE系統以正交頻分復用(0FDM，Orthogonal Frequency DivisionMul tip I exing)和多輸入多輸出(MIMI, Multiple InputMultiple Output)技術為基礎，并在移動通信系統中全面采用和優化分組數據傳輸。WIFI是一種可以將個人電腦、手持設備(如PDA、手機)等終端以無線方式互相連接的技術。隨著技術的發展，以及IEEE802.1la及IEEE 802.1lg等標準的出現，現在IEEE802.11這個標準已被統稱作WIFI。它為用戶提供了無線的寬帶互聯網訪問。同時，它也是在家里、辦公室或在旅途中上網的快速、便捷的途徑。WIFI無線網絡是由AP(AccessPoint)和無線網卡組成的無線網絡。在開放性區域，通訊距離可達305米；在封閉性區域，通訊距離為76米到122米，方便與現有的線以太網絡整合，組網的成本更低，且WIFI技術傳輸速度非常快，適合高速數據傳輸的業務；發射功率低，輻射更小，因此其應用也日益廣泛。WIFI是由AP(Access Point)和無線網卡組成的無線網絡。AP —般稱為網絡橋接器或接入點，它是當作傳統的有線局域網絡與無線局域網絡之間的橋梁，因此任何一臺裝有無線網卡的PC均可透過AP去分享有線局域網絡甚至廣域網絡的資源，其工作原理相當于一個內置無線發射器的HUB或者是路由，而無線網卡則是負責接收由AP所發射信號的CLIENT端(用戶端)設備。目前的WIFI AP普遍采用有線方式布網，即通過有線的方式與有線局域網連通，請參見圖1，每開通一個WIFI AP網絡，均需要先開通有線Backhaul (回線路程)，網絡拓撲結構復雜，工程實現成本高，間接的提高了用戶的使用成本，降低了用戶體驗的滿意度。
發明內容
本發明要解決的主要技術問題是，提供一種WIFI網絡橋接器和一種基于WIFI的通信方法及系統，可簡化WIFI通信的網絡拓撲結構，降低工程成本和使用成本，提高用戶體驗的滿意度。為解決上述技術問題，本發明提供一種基于WIFI的通信方法，包括:WIFI網絡橋接器獲取LTE通信鏈路信息；WIFI終端向所述WIFI網絡橋接器發起建立WIFI連接請求，與所述WIFI網絡橋接器建立WIFI通信鏈路；
所述WIFI網絡橋接器向LTE基站收發器發送鑒權請求信息，在接收到所述LTE基站收發器反饋的鑒權成功響應后，根據獲取的所述LTE通信鏈路信息建立與所述LTE基站收發器的LTE通信鏈路。在本發明的一種實施例中，所述WIFI網絡橋接器與所述LTE基站收發器建立LTE通信鏈路后，還包括:所述WIFI網絡橋接器接收到來自所述WIFI終端的WIFI格式的數據幀后，將其轉換成LTE格式的數據幀發送給所述LTE基站收發器；所述WIFI網絡橋接器接收到來自所述LTE基站收發器的LTE格式的數據幀后，將其轉換成WIFI格式的數據幀發送給所述WIFI終端。在本發明的一種實施例中，所述WIFI網絡橋接器將所述WIFI格式的數據幀轉換成LTE格式的數據幀包括:從接收到的所述WIFI格式的數據幀中提取該數據幀的包頭信息、路由信息以及數據信息，將提取的所述各信息與LTE格式的數據幀需要的射頻連接控制信息組合，形成LTE格式的數據幀；所述WIFI網絡橋接器將所述LTE格式的數據幀轉換成WIFI格式的數據幀包括:從接收到的所述LTE格式的數據幀中提取該數據幀的包頭信息、路由信息以及數據信息，將提取的所述各信息重新組合，形成WIFI格式的數據幀。在本發明的一種實施例中，所述WIFI網絡橋接器向LTE基站收發器發送鑒權請求信息包括所述WIFI網絡橋接器的鑒權信息和/或所述WIFI終端的鑒權信息；所述LTE網絡的LTE鑒權設備根據所述鑒權請求信息對所述WIFI網絡橋接器和/或所述WIFI終端進行鑒權處理。在本發明的一種實施例中，所述WIFI網絡橋接器和所述WIFI終端的鑒權信息包括USIM卡信息和/或證書信息。在本發明的一種實施例中，所述LTE通信鏈路信息包括LTE網絡的頻段信息，所述WIFI網絡橋接器根據所述LTE通信鏈路信息包括的LTE網絡的頻段信息選擇相應的頻段接ALTE網絡。本發明還提供了一種WIFI網絡橋接器，包括信息獲取單元、鑒權單元、和通信鏈路建立單元；所述信息獲取單元用于獲取LTE通信鏈路信息；所述鑒權單元用于向LTE基站收發器發送鑒權請求信息，接收所述LTE基站收發器反饋的鑒權響應，還用于將所述鑒權響應發送給所述通信鏈路建立單元；所述通信鏈路建立單元用于接收WIFI終端發送的建立WIFI連接請求，與之建立WIFI通信鏈路；還用于接收到所述鑒權單元發送的鑒權成功響應后，根據所述信息獲取單元獲取的所述LTE通信鏈路信息建立與所述LTE基站收發器的LTE通信鏈路。在本發明的一種實施例中，所述WIFI網絡橋接器還包括數據格式轉換單元，所述數據格式轉換單元用于接收到來自所述WIFI終端的WIFI格式的數據幀后，將其轉換成LTE格式的數據幀發送給所述LTE基站收發器；還用于接收到來自所述LTE基站收發器的LTE格式的數據幀后，將其轉換成WIFI格式的數據幀發送給所述WIFI終端。在本發明的一種實施例中，所述數據格式轉換單元將所述WIFI格式的數據幀轉換成LTE格式的數據幀包括:從接收到的所述WIFI格式的數據幀中提取該數據幀的包頭信息、路由信息以及數據信息，將提取的所述各信息與LTE格式的數據幀需要的射頻連接控制信息組合，形成LTE格式的數據幀；所述數據格式轉換單元將所述LTE格式的數據幀轉換成WIFI格式的數據幀包括:從接收到的所述LTE格式的數據幀中提取該數據幀的包頭信息、路由信息以及數據信息，將提取的所述各信息重新組合，形成WIFI格式的數據幀。本發明還提供了一種基于WIFI的通信系統，包括至少一個WIFI終端、至少一個LTE基站收發器以及至少一個如上所述的WIFI網絡橋接器；所述WIFI終端用于向所述WIFI網絡橋接器發送建立WIFI連接請求；所述WIFI網絡橋接器用于獲取LTE通信鏈路信息，接收WIFI終端發送的建立WIFI連接請求，與之建立WIFI通信鏈路；還用于向LTE基站收發器發送鑒權請求信息，并接收到所述LTE基站收發器反饋的鑒權成功響應后，根據獲取的所述LTE通信鏈路信息建立與所述LTE基站收發器的LTE通信鏈路；所述LTE基站收發器用于接收所述WIFI網絡橋接器發送的鑒權請求信息，還用于向所述WIFI網絡橋接器反饋鑒權響應。本發明的有益效果是:本發明中的WIFI網絡橋接器(即WIFI AP)可先獲取LTE通信鏈路信息，當收到WIFI終端發送的建立WIFI連接請求后，建立與該WIF終端的WIFI通信鏈路，并向LTE基站收發器發送鑒權請求信息，然后判斷鑒權是否成功，若鑒權成功，則根據獲取的LTE通信鏈路信息建立與LTE基站收發器建立LET通信鏈路。即本發明通過利用LTE無線網絡實現了 WIFI AP網絡的Backhaul (回線路程)，避免每開通一個WIFI AP網絡，均需要先開通有線Backhaul，因此可簡化WIFI通信的網絡拓撲結構，降低工程成本和使用成本；且無線Backhaul的建立更靈活，受環境的制約度小，更利于WIFI AP網絡的建立，提聞用戶體驗的滿意度。
圖1為本發明一種實施例的WIFI網絡橋接器結構框圖一；圖2為本發明一種實施例的WIFI網絡橋接器結構框圖二 ；圖3為本發明一種實施例的WIFI網絡橋接器結構框圖三；圖4為本發明一種實施例的WIFI網絡橋接器結構框圖四；圖5為本發明一種實施例的基于WIFI的通信系統的系統框圖；圖6為本發明一種實施例的基于WIFI的通信方法的流程圖。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
結合附圖對本發明作進一步詳細說明。請參考圖2，本例中的WIFI網絡橋接器(即WIFI AP)包括信息獲取單元、鑒權單元、和通信鏈路建立單元，其中:信息獲取單元用于獲取LTE通信鏈路信息，即本例中的信息獲取單元可檢測其應用的場景是否具備有可靠的LTE接入信號，即是否處于相應的LTE基站收發器(LTE BTS)的有效覆蓋范圍內，若是，則獲取相應的LTE通信鏈路信息，獲取的LTE鏈路信息可包括LTE網絡的頻段信息，在建立LTE通信鏈路時，可根據LTE網絡的頻段信息自動選擇最佳的通信信道；WIFI AP的鑒權單元用于向LTE基站收發器發送鑒權請求信息，并接收LTEBTS反饋的鑒權響應，該鑒權響應可包括鑒權成功的響應和鑒權失敗的響應，還用于將接收到的鑒權響應發送給通信鏈路建立單元；通信鏈路建立單元用于接收WIFI終端發送的建立WIFI連接請求，與發送請求的WIFI終端建立WIFI通信鏈路；還用于接收到鑒權單元發送的鑒權成功響應后，根據信息獲取單元獲取的LTE通信鏈路信息建立與LTE基站收發器的LTE通信鏈路，具體可通過LTE通信鏈路信息包括的LTE網絡的頻段信息選擇相應的頻段接入LTE網絡，例如根據獲取到的LTE網絡的頻段信息自動選擇最好的頻段接入LTE網絡，以實現最佳的Backhaul信道。值得注意的是，本例中的WIFI終端是指具有WIFI功能的設備，例如具備WIFI功能的手機、筆記本、平板電腦等。請參見圖3，本例中的WIFI AP還包括數據格式轉換單元，數據格式轉換單元用于接收到來自WIFI終端的WIFI格式的數據幀后，將其轉換成LTE格式的數據幀發送給LTE基站收發器，以便能夠通過LTE網絡接入到Internet中；還用于接收到來自LTE基站收發器的LTE格式的數據幀后，將其轉換成WIFI格式的數據幀，以便將從Internet中接收的數據通過WIFI發送給WIFI終端。數據格式轉換單元實現數據格式轉換的具體過程如下，具體如下:數據格式轉換單元接收到來自WIFI終端的WIFI格式的數據幀后，從接收到的WIFI格式的數據幀中提取該數據幀的包頭信息、路由信息以及數據信息，然后加上LTE格式的數據幀所需要射頻連接控制信息，將從WIFI格式的數據幀中提取的各信息與LTE格式的數據幀需要的射頻連接控制信息重新組合，形成LTE格式的數據幀，以便能夠通過LTE網絡接入到Internet中。當接收的WIFI格式的數據包括多個子幀時，可先從接收到的WIFI格式的數據中分拆出各個WIFI格式的數據子幀，然后分別從各子幀中提取各子幀的包頭信息、路由信息以及數據信息，按上述方式重新組合成LTE格式的數據子幀，將得到的各LTE格式的數據子幀組合在一起，形成一個完整的LTE格式的數據幀。對應的，數據格式轉換單元接收到來自LTE BTS的LTE格式的數據幀后，去除該數據幀中的射頻連接控制信息，從中提取該數據幀的包頭信息、路由信息以及數據信息進行重新組合，以形成WIFI格式的數據幀，然后通過WIFI發送給終端。當接收的LTE格式的數據包括多個子幀時，可先從接收到的LTE格式的數據中分拆出各個LTE格式的數據子幀,將各子幀中的射頻連接控制信息去除，分別從各子幀中提取各子幀的包頭信息、路由信息以及數據信息，按上述方式重新組合成WIFI格式的數據幀。本例中WIFI AP的鑒權單元向LTE基站收發器發送的鑒權請求信息可包括WIFIAP自身的鑒權信息和/或WIFI終端的鑒權信息；LTE網絡的LTE鑒權設備則根據接收到的鑒權請求信息對WIFI網絡橋接器和/或WIFI終端進行鑒權處理。本例中的鑒權請求信息包括的具體鑒權信息可根據LTE對WIFI AP的管理策略進行選擇，下面列舉以下幾種情況做進一步說明:1、對WIFI AP授權，同時WIFI AP下面的WIFI終端均可以無限制的接入Internet網絡；一般情況下，WIFI AP具備有效授權的USM卡和/或證書，此時WIFI AP的鑒權單元向LTE基站收發器發送的鑒權請求信息可只包括WIFI AP自身的鑒權信息，即USIM卡信息和/或證書信息，LTE網絡的LTE鑒權設備此時可只對WIFI網絡橋接器的USM卡信息和/或證書信息進行鑒權處理；2、對WIFI AP授權，但同時也對其AP下面的WIFI終端進行認證鑒權，只有符合安全規定的WIFI終端才可以通過LTE基站接入到Internet網絡，此時WIFI AP的鑒權單元向LTE基站收發器發送的鑒權請求信息包括WIFI AP自身的鑒權信息和WIFI終端的鑒權信息，還包括WIFI終端的USM卡信息和/或證書信息；LTE網絡的LTE鑒權設備此時既要對WIFI網絡橋接器的USM卡信息和/或證書信息進行鑒權處理，也要對WIFI終端的USM卡信息和/或證書信息進行鑒權處理，只有在二者同時鑒權通過時，WIFI終端才可以通過LTE基站接入到Internet ；3、對WIFI AP放開權限，具備LTE接入功能的WIFI AP可以隨意接入LTE網絡，只對WIFI AP下的WIFI終端進行鑒權管理，此時WIFI AP的鑒權單元向LTE基站收發器發送的鑒權請求信息可只包括WIFI終端的USIM卡信息和/或證書信息；LTE網絡的LTE鑒權設備此時既要對WIFI網絡橋接器的USIM卡信息和/或證書信息進行鑒權處理，也要對WIFI終端的USM卡信息和/或證書信息進行鑒權處理，只有在WIFI終端鑒權通過時，WIFI終端才可以通過LTE基站接入到Internet。本例中LTE對WIFI AP具體的管理策略可根據實際情況具體選擇設置。值得注意的是，如果WIFI AP本身就屬于無需授權類型，則需要使用WIFI終端自身的有效授權USIM卡和/或證書進行鑒權，WIFI終端設備需要使用WIFI功能時，通過WIFI AP直接向LTE網絡的LTE鑒權設備發起USM卡或證書鑒權請求；如果鑒權成功，則WIFI AP在WIFI終端側建立WIFI通信鏈路，在LTE BTS側建立LTE通信鏈路，即根據之前獲取的LTE通信鏈路信息建立最佳的無線Backhaul信道。請參見圖4，本例中的WIFI AP還包括WIFI射頻與基帶處理單元，用于提供WIFIAP的覆蓋，以及用于處理正常的WIFI流程。值得注意的是，本例中的WIFI AP還設有Ethernet電口，因此當不使用LTE做無線Backhaul時候，本例中的WIFI AP仍然可以判斷是否需要在LTE網絡中進行鑒權，以便保證是否利用LTE鑒權設備進行管理。請參見圖5，本例還提供了基于WIFI通信的系統，包括至少一個上述WIFI終端、至少一個如上所述的LTE BTS以及至少一個如上所述的WIFI AP。從圖4中可以看出，WIFIAP通過LTE BTS接入Internet,即WIFI AP建立的Backhaul是無線Backhaul,因此不需要像圖1所示的系統中，每開通一個WIFI AP網絡，均需要先開通有線Backhaul，因此可簡化WIFI通信的網絡拓撲結構，降低工程成本和使用成本；且無線Backhaul的建立更靈活，受環境的制約度小，更利于WIFI AP網絡的建立，提高用戶體驗的滿意度。本例還提供了一種基于WIFI的通信方法，請參見圖6，包括以下步驟:WIFI AP按上述方式獲取LTE通信鏈路信息，包括獲取LTE網絡的頻段信息；WIFI終端向WIFI AP發起建立WIFI連接請求，建立與所述WIFI AP之間的WIFI通信鏈路；WIFI AP向LTE BTS發送鑒權請求信息，發送的鑒權請求信息包括WIFI AP的鑒權信息和/或WIFI終端的鑒權信息，LTE網絡的LTE鑒權設備根據所述鑒權請求信息對所述WIFI AP和/或所述WIFI終端進行鑒權處理，將鑒權結果通過LTE BTS反饋給WIFI AP;WIFI AP在接收到LTE BTS反饋的鑒權成功響應后，根據WIFI AP獲取的LTE通信鏈路信息建立與LTE BTS的LTE通信鏈路。在WIFI AP與LTE BTS建立LTE通信鏈路后，還包括:WIFI AP接收到來自所述WIFI終端的WIFI格式的數據幀后，按上述方法將其轉換成LTE格式的數據幀發送給LTE BTS,以便能夠通過LTE網絡接入到Internet中，實現通信；同樣WIFI AP接收到來自所述LTE BTS的LTE格式的數據幀后，按上述方法將其轉換成WIFI格式的數據幀發送給所述WIFI終端，以將從Internet中接收到的數據通過WIFI發送給WIFI終端。綜上可知，本發明通過WIFI AP利用LTE網絡高寬帶容量的優勢實現了 WIFIAP的Backhaul以進行相應數據的傳輸，避免現有技術中每開通一個WIFI AP網絡，均需要先開通有線Backhaul，因此可簡化WIFI通信的網絡拓撲結構，降低工程成本和使用成本；且由上可知無線Backhaul的建立更靈活，受環境的制約度小，更利于WIFI AP網絡的建立，提高用戶體驗的滿意度。以上內容是結合具體的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種基于WIFI的通信方法,其特征在于包括: WIFI網絡橋接器獲取LTE通信鏈路信息； WIFI終端向所述WIFI網絡橋接器發起建立WIFI連接請求，與所述WIFI網絡橋接器建立WIFI通信鏈路； 所述WIFI網絡橋接器向LTE基站收發器發送鑒權請求信息，在接收到所述LTE基站收發器反饋的鑒權成功響應后，根據獲取的所述LTE通信鏈路信息建立與所述LTE基站收發器的LTE通信鏈路。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述WIFI網絡橋接器與所述LTE基站收發器建立LTE通信鏈路后，還包括: 所述WIFI網絡橋接器接收到來自所述WIFI終端的WIFI格式的數據幀后，將其轉換成LTE格式的數據幀發送給所述LTE基站收發器； 所述WIFI網絡橋接器接收到來自所述LTE基站收發器的LTE格式的數據幀后，將其轉換成WIFI格式的數據幀發送給所述WIFI終端。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述WIFI網絡橋接器將所述WIFI格式的數據幀轉換成LTE格式的數據幀包括: 從接收到的所述WIFI格式的數據幀中提取該數據幀的包頭信息、路由信息以及數據信息，將提取的所述各信息與LTE格式的數據幀需要的射頻連接控制信息組合，形成LTE格式的數據幀； 所述WIFI網絡橋接器 將所述LTE格式的數據幀轉換成WIFI格式的數據幀包括: 從接收到的所述LTE格式的數據幀中提取該數據幀的包頭信息、路由信息以及數據信息，將提取的所述各信息重新組合，形成WIFI格式的數據幀。
4.如權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述WIFI網絡橋接器向LTE基站收發器發送鑒權請求信息包括所述WIFI網絡橋接器的鑒權信息和/或所述WIFI終端的鑒權信息；所述LTE網絡的LTE鑒權設備根據所述鑒權請求信息對所述WIFI網絡橋接器和/或所述WIFI終端進行鑒權處理。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述WIFI網絡橋接器和所述WIFI終端的鑒權信息包括USM卡信息和/或證書信息。
6.如權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述LTE通信鏈路信息包括LTE網絡的頻段信息，所述WIFI網絡橋接器根據所述LTE通信鏈路信息包括的LTE網絡的頻段信息選擇相應的頻段接入LTE網絡。
7.—種WIFI網絡橋接器，其特征在于，包括信息獲取單元、鑒權單元、和通信鏈路建立單元； 所述信息獲取單元用于獲取LTE通信鏈路信息； 所述鑒權單元用于向LTE基站收發器發送鑒權請求信息，接收所述LTE基站收發器反饋的鑒權響應，還用于將所述鑒權響應發送給所述通信鏈路建立單元； 所述通信鏈路建立單元用于接收WIFI終端發送的建立WIFI連接請求，與之建立WIFI通信鏈路；還用于接收到所述鑒權單元發送的鑒權成功響應后，根據所述信息獲取單元獲取的所述LTE通信鏈路信息建立與所述LTE基站收發器的LTE通信鏈路。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述WIFI網絡橋接器還包括數據格式轉換單元，所述數據格式轉換單元用于接收到來自所述WIFI終端的WIFI格式的數據幀后，將其轉換成LTE格式的數據幀發送給所述LTE基站收發器；還用于接收到來自所述LTE基站收發器的LTE格式的數據幀后，將其轉換成WIFI格式的數據幀發送給所述WIFI終端。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述數據格式轉換單元將所述WIFI格式的數據幀轉換成LTE格式的數據幀包括:從接收到的所述WIFI格式的數據幀中提取該數據幀的包頭信息、路由信息以及數據信息，將提取的所述各信息與LTE格式的數據幀需要的射頻連接控制信息組合，形成LTE格式的數據幀； 所述數據格式轉換單元將所述LTE格式的數據幀轉換成WIFI格式的數據幀包括:從接收到的所述LTE格式的數據幀中提取該數據幀的包頭信息、路由信息以及數據信息，將提取的所述各信息重新組合，形成WIFI格式的數據幀。
10.一種基于WIFI的通信系統，其特征在于，包括至少一個WIFI終端、至少一個LTE基站收發器以及至少一個如權利要求7-9任一項所述的WIFI網絡橋接器； 所述WIFI終端用于向所述WIFI網絡橋接器發送建立WIFI連接請求； 所述WIFI網絡橋接器用于獲取 LTE通信鏈路信息，接收WIFI終端發送的建立WIFI連接請求，與之建立WIFI通信鏈路；還用于向LTE基站收發器發送鑒權請求信息，并接收到所述LTE基站收發器反饋的鑒權成功響應后，根據獲取的所述LTE通信鏈路信息建立與所述LTE基站收發器的LTE通信鏈路； 所述LTE基站收發器用于接收所述WIFI網絡橋接器發送的鑒權請求信息，還用于向所述WIFI網絡橋接器反饋鑒權響應。
全文摘要
本發明公開了一種WIFI網絡橋接器、基于WIFI的通信方法及系統，WIFI網絡橋接器可先獲取LTE通信鏈路信息，當收到WIFI終端發送的建立WIFI連接請求后，建立與該WIF終端的WIFI通信鏈路，并向LTE基站收發器發送鑒權請求信息，然后判斷鑒權是否成功，若鑒權成功，則根據獲取的LTE通信鏈路信息建立與LTE基站收發器建立LET通信鏈路。即本發明通過利用LTE無線網絡實現了WIFI AP網絡的backhaul(回線路程)，避免每開通一個WIFI AP網絡，均需要先開通有線backhaul，因此可簡化WIFI通信的網絡拓撲結構，降低工程成本和使用成本，提高用戶體驗的滿意度。
文檔編號H04W84/12GK103167626SQ20111042099
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者王雪松, 竇弟, 王喜瑜, 唐雄, 鄭學進 申請人:中興通訊股份有限公司