《一种无线接入点.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种无线接入点.pdf（9页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 104080096 A (43)申请公布日 2014.10.01 CN 104080096 A (21)申请号 201310109496.1 (22)申请日 2013.03.29 H04W 16/20(2009.01) H04W 16/28(2009.01) (71)申请人 杭州华三通信技术有限公司 地址 310053 浙江省杭州市高新技术开发区 之江科技园六和路 310 号 (72)发明人 雷艳兵 周国军 岳宁煜 郭行闯 (74)专利代理机构 北京润泽恒知识产权代理有 限公司 11319 代理人 苏培华 (54) 发明名称 一种无线接入点 (57) 摘要 本发明提供。
2、一种无线接入点， 应用于室内天 线分布式部署环境中， 用于为无线终端提供接入 服务， 该无线接入点包括 CPU、 射频处理单元以及 M 个射频开关， 每一射频开关包括第一引脚以及 至少两个用于分别通过射频馈线连接到部署在不 同室内区域中的至少两个天线的第二引脚 ； 所述 射频处理单元包括 M 个射频通道， 每一射频通道 连接到射频开关的第一引脚 ； 所述 CPU 用于在需 要发送报文时， 先查询终端服务表中与无线终端 对应的天线组合， 所述射频处理单元用于在发送 报文时根据 CPU 查询到的天线组合控制射频开关 选通该查询到的天线组合包括的多个天线。本发 明部署容易且成本较低， 回避了功分器等。
3、高成本 且难部署的手段， 终端接入体验好。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104080096 A CN 104080096 A 1/1 页 2 1. 一种无线接入点， 应用于室内天线分布式部署环境中， 用于为无线终端提供接入服 务， 该无线接入点包括 CPU、 N 个射频处理单元以及 N*M 个射频开关， 其中 N 为大于或等于 1 的自然数， M 为大于或等于 1 的自然数， 其特征在于 ： 每一射频开关包括第一引脚以及至少两。
4、个用于分别通过射频馈线连接到部署在不同 室内区域中的至少两个天线的第二引脚 ； 并用于在射频单元的控制下将任意一个第二引脚 与第一引脚相连实现选通该第二引脚对应连接的天线 ； 所述射频处理单元包括 M 个射频通道， 每一个射频通道对应连接到一个射频开关的第 一引脚 ； 其中 所述 CPU 用于在需要发送报文给无线终端时， 先查询终端服务表中与该无线终端对应 的天线组合， 将该报文以及查询到的天线组合提交给射频处理单元 ； 所述射频处理单元用 于在发送报文时根据 CPU 查询到的天线组合控制射频开关选通该查询到的天线组合包括 的多个天线， 然后通过射频通道经由所述多个天线将报文发送出去。 2.如。
5、权利要求1所述的无线接入点， 其特征在于， 所述CPU进一步用于在需要接收报文 时， 确定需要使用天线组合， 然后将该天线组合发送射频处理单元， 所述射频处理单元用于 根据 CPU 确定的天线组合控制射频开关选通该天线组合包括的多个天线， 然后通过所述多 个天线接收报文。 3.如权利要求2所述的无线接入点， 其特征在于， 所述CPU进一步用于按照预定的时间 间隔变更天线组合， 并将天线组合发送给射频处理单元， 射频处理单元根据 CPU 提供的天 线组合控制射频开关选通对应的多个天线来接收无线终端的报文。 4. 如权利要求 2 所述的无线接入点， 其特征在于， 所述射频处理单元进一步用于将接 收。
6、到的报文以及对应的当前信号强度提交给 CPU， 所述 CPU 进一步用于在收到报文后根据发送该报文的无线终端的标识查询终端服务 表， 如果没有命中对应表项， 则将该无线终端标识、 当前天线组合以及当前信号强度作为新 的表项保存在该终端服务表中 ； 如果命中到对应的表项， 则进一步判断用于接收该报文的当前天线组合与终端服务表 中的天线组合是否一致， 如果一致则将该表项中对应的信号强度更新为当前信号强度 ； 如 果不一致比较当前信号强度与该表项中的信号强度的差值是否达到预设的阈值， 如果是则 将该表项中的天线组合与信号强度更新为当前天线组合以及当前信号强度。 5. 如权利要求 1 所述的无线接入点。
7、， 其特征在于， 所述天线为多频天线， 该无线接入点 包括工作在不同频段的第一及第二射频处理单元， 其中每个射频处理单元共用相同数量的 多频天线。 6.如权利要求4所述的无线接入点， 其特征在于， 所述CPU进一步用于将同时支持第一 及第二射频处理单元工作频段的无线终端牵引到第二射频处理单元上。 7.如权利要求1所述的无线接入点， 其特征在于， 所述射频处理单元的M个射频通道为 M 个同频射频通道。 8. 如权利要求 1 所述的无线接入点， 其特征在于， 所述 CPU 进一步用于定期变更发送 Beacon 所需使用的天线组合。 9. 如权利要求 1 所述的无线接入点， 其特征在于， 所述 M 。
8、为大于或等于 2 的自然数。 权 利 要 求 书 CN 104080096 A 2 1/5 页 3 一种无线接入点 技术领域 0001 本发明涉及 WLAN（Wireless Local Area Network， 无线局域网） 无线网络接入技 术， 尤其涉及一种利用天线进行分布式部署的无线接入点。 背景技术 0002 在 MIMO（Multiple Input Mutiple Output， 多路输入多路输出的无线传输技术） 和智能天线技术日益发展的今天， 采用智能天线技术的 MIMO AP 已经在室外覆盖上获得了 广泛的应用。 但对于室内分布式覆盖， 由于其特殊的部署方式， 基本上都是采用。
9、单频单流的 传统 AP， 多频 MIMO 技术在室内分布式覆盖难以有很好的应用。 0003 请参考图 1， 对于室内分布式覆盖无线接入点 （Access Point， AP） 的设计来说， 其 通常是通过射频功率分配器 （功分器） 将一路射频信号分配至若干天线。每个天线通过馈线 引入并安装在一个单独的区域 （比如一个特定的房间） 。通过扩展天线的数量， 无线接入点 的无线信号能够覆盖到所有天线所能覆盖的区域， 这样可有效扩大单个无线接入点的覆盖 范围， 满足更大面积无线终端用户的接入需求。 随着用户终端对接入稳定性、 信号强度以及 上网速率等方面的要求越来越高， 这种已有的实现方案可能同时存在。
10、以下一个或者多个技 术问题。 0004 第一， 随着天线数量不断地扩展增加， 每一个无线终端天线上分配到的信号功率 就会减弱， 天线数量越多， 信号强度越弱。 这种传统的室内分布式无线接入点在部署之初就 必须权衡与协调无线信号覆盖区域大小与终端信号强度之间的矛盾。 0005 第二， 由于现有室内分布式无线接入点安装的功分器或耦合器较多， 工程安装费 时且安装施工成本较高。 0006 第三， 由于分布式无线接入点的发射功率普遍较客户端的发射功率高， 过大的分 配衰减和线路衰减客观上导致上行信号强度明显弱于下行信号强度， 从而导致无线终端上 网的上下行速率不对称。 0007 第四， 在室内分布式覆。
11、盖中， 如果要发挥 MIMO 技术的优势， 传统的方法方式是并 行部署多套分布式天馈系统， 将MIMO AP的每一路射频信号分别引入到不同的覆盖区域， 这 样更是大大增加了工程难度、 提高了成本。 0008 第五， 现有室内分布式无线接入点由于分配衰减和线路衰减较大， 难以支持较高 频段 （如 5GHz 频段） ， 使得双频或多频部署在室内分布式系统中难以实现。 发明内容 0009 有鉴于此， 本发明提供一种无线接入点， 应用于室内天线分布式部署环境中， 用于 为无线终端提供接入服务， 该无线接入点包括CPU、 N个射频处理单元以及N*M个射频开关， 其中 N 为大于等于 1 的自然数， M 。
12、为大于等于 1 的自然数， 其特征在于 ： 0010 每一射频开关包括第一引脚以及至少两个用于分别通过射频馈线连接到部署在 不同室内区域中的至少两个天线的第二引脚 ； 并用于在射频单元的控制下将任意一个第二 说 明 书 CN 104080096 A 3 2/5 页 4 引脚与第一引脚相连实现选通该第二引脚对应连接的天线 ； 0011 所述射频处理单元包括 M 个射频通道， 每一个射频通道对应连接到一个射频开关 的第一引脚 ； 其中 0012 所述 CPU 用于在需要发送报文给无线终端时， 先查询终端服务表中与该无线终端 对应的天线组合， 将该报文以及查询到的天线组合提交给射频处理单元 ； 所述。
13、射频处理单 元用于在发送报文时根据 CPU 查询到的天线组合控制射频开关选通该查询到的天线组合 包括的多个天线， 然后通过射频通道经由 所述多个天线将报文发送出去。 0013 相较于现有技术， 本发明部署容易且成本较低， 回避了功分器等高成本且难以部 署的实现手段， 并且可以为用户的无线终端提供更好的接入体验， 比如说提供更快的接入 速率。 附图说明 0014 图 1 是现有技术中一种典型的利用天线在室内进行分布式部署的无线接入点的 射频信号分配原理图。 0015 图 2 是本发明一种实施方式中无线接入点的逻辑架构图。 0016 图 3 是本发明一种实施方式中无线接入点在室内环境中的部署示意图。
14、。 具体实施方式 0017 请参考图 2， 为解决背景技术中所述一个或多个可能存在的技术问题， 本发明提出 一种新的适用于室内天线分布式部署环境的无线接入点设计方案。 在一种优选的实施方式 中， 该无线接入点包括 CPU、 N（大于等于 1 的自然数） 个射频处理单元以及 NM（M 为大于 等于 1 的自然数） 个射频开关。其中该第一射频处理单元包括 M 个与射频开关的第一引脚 对应连接的射频通道， 所述每个射频开关包括 P（大于或等于 2 的自然数） 个第二引脚， 每 个射频开关P的第二引脚用于分别通过射频馈线连接到部署在不同室内区域中的P个独立 的天线上， 射频开关主要用于在射频单元的控制。
15、下将任意一个第二引脚与第一引脚相连实 现选通该第二引脚对应连接的天线。 0018 请参考图 3 所示， 在本发明一种典型的室内分布式部署无线接入方式中， 该无线 接入点包括第一及第二射频处理单元， 其中第一射频处理单元工作在 2.4G 频段， 而第二射 频处理单元工作在 5G 频段。每个射频单元出三个同频的射频通道 （Chain） C0、 C1 以及 C2， 每个射频通道连接到一个射频开关 RFS 的第一引脚。如前所述， 射频开关可能包括多个第 二引脚， 也就是说可以在多个天线间进行选通切换， 在本实施方式中， P 等于 2， 此时该射频 开 关可以理解为单刀双掷的射频开关。每个射频开关的两个。
16、第二引脚均通过合路器连接 到一个独立的双频天线。在本发明中， 第一射频处理单元以及第二射频处理单元的设计是 对称的， 因此可以使用合路器让两个射频单元输出的信号耦合到同一个双频天线。当然这 里也可使用三频天线， 广义上是一个多频天线。 0019 从图 2 中可以看出， 射频处理单元三个射频通道上的射频信号经过三个不同的天 线发射出去。也就是说无线接入点可以有由三个天线组成的天线组合可以使用， 而通过控 制射频开关的选通可以实现不同的天线组合来发送或者接收报文。请综合参考图 2 以及图 3， 在一种优选的方式中， 图 2 的设计可以在图 3 的室内场景中进行分布式部署。从图 2 可 说 明 书 。
17、CN 104080096 A 4 3/5 页 5 知， 天线1与天线6这一对天线共用第一射频处理单元的射频通道C0， 控制射频开关可以使 得射频通道 C0 的选通到天线 1 或者天线 6 上， 当然天线 1 和天线 6 上不可能同时被选通。 同样的道理， 天线2与天线5这一对天线共用第一射频处理单元的射频通道C1， 而天线3与 天线 4 这一对天线共用第一射频处理单元的射频通道 C2。在实际应用时， 通过逻辑控制来 调整三个射频开关的选通， 从理论上讲， 对于第一射频处理单元来说， 其可以有 8 种由三个 天线组成的天线组合可以使用。 0020 请参考图 3， 天线 1-6 分别通过射频馈线部。
18、署到房间 1 至房间 6 中， 假设一个工作 在2.4G的无线终端位于房间3中， 此时对于该无线终端而言， 一般情况下， 天线2、 天线3以 及天线 6 组成的天线组合可以提供较佳的信号强度给该无线终端， 这个天线组合可以形象 地理解为无线终端可以 “看到” 的较佳天线组合。此时第一射频处理单元最好能够控制射 频开关， 使得 C1、 C2 以及 C0 这三个射频通道是通过天线 2、 天线 3 以及天线 6 来收发报文 的。 0021 在实际使用过程中， 优选的部署方式是将每一射频通道下的天线对中的两个天线 尽可能地部署在两个距离较远的区域 （比如图 3 中的各个房间） ， 而来自不同天线对的天。
19、线 可以部署距离比较接近的两个区域。采用这样的部署方式， 可以让无线终端同时 “看到” 三 个信号都较强的天线。请参考图 3， 假设天线 3 与天线 6 互换位置， 则此时房间 3 中的无线 终端可以看到的天线组合是天线 1、 天线 2 以及天线 3， 或者天线 6、 天线 2 以及天线 3。无 论是哪一个组合， 由于天线1和天线6所在的位置与该无线终端相对较远， 因此信号强度明 显不如天线2以及天线3。 此时天线组合综合的信号强度较差， 能够提供的接入速率也会受 到相应的影响。当然部署主要是使用者对本发明无线接入点的使用操作， 与本发明的开发 实现并无关系。 0022 在本发明中， 射频处理。
20、单元可以通过逻辑控制机制来使用合理的天线组合为无线 终端服务。 切换的过程依赖于CPU的对于无线终端接入状况的感知。 在一种优选的方式中， CPU 通过终端信号强度参数来感知无线终端的接入状况。以下通过无线终端的典型行为过 程来说明本发明的无线接入点是如何为无线终端提供更好的接入服务的。 0023 在本发明中， 射频处理单元使用哪个天线组合是由射频控制子单元确定的。射频 控制子单元可以理解为第一射频处理单元中的一个逻辑模块， 为了方便理解， 将其分离出 来在图 2 中显示。事实上， 在图 2 中， 射频控制子单元的数量可以为 2 个， 一个是第一射频 处理单元的， 另一个是第二射频处理单元的，。
21、 为了简化逻辑原理， 图 2 中仅仅示出一个。对 于无线接入点接收信号来说， 射频处理单元可以按照预定的时间间隔来变更天线组合接收 报文， 每次射频处理单元中的射频控制子单元可以控制三个射频开关切换到不同的天线组 合上来接收报文。由于大部分无线接入点接收的灵敏度都比较强， 因此即使接收时使用的 天线组合对于无线终端而言不是较佳的， 这个影响也是可以接受的。而且无线接入点的接 收对应于无线终端的上行流量， 因此即便接收上性能略差也可以被用户接收， 因为用户大 部分时候有访问网络的流量都是下行流量远大于上行流量， 用户的上下行流量是典型的不 对称模型。从无线接入点的发送方向上来看， 当 CPU 需。
22、要向某个无线终端发送控制报文或 者数据报文的时候， 其将报文以及该无线终端对应的天线组合提交给第一射频处理单元， 第一射频处理单元接收到之后可能会进行相应的缓存， 当需要输出该报文时， 则产生对应 的射频信号， 然后由自身的射频控制子单元控制 三个射频开关选通该天线组合所包括的 说 明 书 CN 104080096 A 5 4/5 页 6 多个天线。 0024 如前所述， 当 CPU 需要发送报文给无线终端时， 其需要知晓哪些天线构成的天线 组合对于服务该无线终端而言是较佳的。在本发明中， CPU 可以通过查询终端服务表来获 取与该无线终端对应的天线组合， 终端服务表中各个表项中的天线组合是一。
23、个较佳的天线 组合， 其事实上是一个参数， 在发送报文时， 射频控制单元可以根据这个参数来选通对应的 多个天线。请参考表 1 的示例。 0025 无线终端标识天线组合信号强度 MAC1天线 1， 2， 4X1 MAC2天线 1， 2， 3X2 MAC3天线 2， 3， 6X3 0026 表 1 0027 射频处理单元通过当前天线组合接收到射频信号之后会还原出对应的报文， 然后 将该报文以及对应的当前信号强度 （即无线接入点接收到的信号强度） 发送给 CPU 来处理。 CPU 首先根据发送该报文的无线终端的标识查询终端服务表， 如果没有命中到对应表项则 产生一个新的表项， 将发送该报文的无线终端。
24、标识 （比如报文的源 MAC） ， 当前天线组合以及 当前信号强度对应更新到终端服务表的新表项中。CPU 查询终端服务表时如果命中到对应 的表项， 则进一步判断当前天线组合与表项中的天线组合是否一致， 如果一致则将终端服 务列表中对应的信号强度更新为当前信号强度 ； 如果不一致比较当前信号强度与该表项中 的信号强度的差值是否达到预设的阈值， 如果是则更新则将表项中天线组合与信号强度更 新为当前天线组合以及当前信号强度。 0028 在初始无线终端未有发送任何报文的时候， 在无线接入点的终端服务表中没有任 何与该无线终端的对应表项， 也就是说无线接入点并不知晓使用什么样的天线组合向其发 送报文。事。
25、实上在无线局域网中， 通信最早是由无线 接入点发起的， 通常由无线接入点发 送 Beacon 报文来宣告自身的存在， 即告知无线终端本接入点的 SSID， 由无线终端选择是否 接入该网络。在优选的实施方式中， CPU 可以定期通过不同的天线组合来发送 Beacon 报文 宣告无线网络的存在， CPU 发送 Beacon 报文时， 同样会告知射频处理单元该报文对应的天 线组合这一参数， 只不过由于 Beacon 是广播报文， 所以没有必要查询所述终端服务表。如 前所述天线组合的数量通常是有限的， 比如8个， 因此定期变更天线组合发送Beacon报文， 可以确保所有区域中的无线终端都收到 Beac。
26、on 报文， 也就是说本发明的处理机制不影响 无线网络宣告自身的存在。 0029 如前所述射频处理单元会定期通过不同的天线组合来接收射频信号， 一旦用户发 送 Beacon 响应报文， 无线接入点会通过当前天线组合接收到该报文。由于此时该无线终端 第一次向无线接入点发送报文， 因此终端服务表中肯定没有对应表项， 也就是说查询是无 法命中的， 此时 CPU 会将该无线终端的标识 （比如 MAC 地址） 、 当前天线组合以及信号强度更 新到终端服务表中。 0030 然而这个被保存在终端服务表中的天线组合未必是较佳的， 一方面， 无线接入点 是轮流使用不同天线组合进行接收的， 因此无法保证第一次接收。
27、用户报文所使用的天线组 合对于向无线终端发送报文来说是较佳的天线组合。另一方面， 即便当前保存在终端服务 说 明 书 CN 104080096 A 6 5/5 页 7 表中这个天线组合是较佳的天线组合， 但由于无线终端具有移动性， 其可能从房间 3 移动 到其他房间去， 在其他房间中， 较佳的天线组合会发生变化。 此外还可能考虑到干扰或者新 增障碍物等因素， 对于发送报文给无线终端而言， 较佳的天线组合是动态的。 正是考虑到这 些因素， 本发明中， 无线接入点的 CPU 在接收报文时来判断是否需要更新终端服务表， 其目 标是通过不断比较信号强度来更新终端服务表中用来服务无线终端的天线组合， 使。
28、得该该 表中保存天线组合尽可能地是一个较佳的天线组合。 0031 本发明所称的较佳天线组合是一种开发者的定义， 其未必是最优的。举个最简单 的例子来说， 假设终端服务表中保存的天线组合 1 对应的信号强度 是 20， 而当前天线组合 2 对应的信号强度是 21， 此时未必一定要将终端服务表中的天线组合更新为当前天线组合 2， 这取决于开发者对阈值的选取。 阈值的选取很灵活， 可以根据实际应用的需要进行选择， 可以选择为很小的， 也可以选择稍大一些。 如果阈值较大， 则终端服务表中的天线组合会比 较稳定， 更新相对不会很频繁。如果阈值较小， 则刚好相反。此外， 当无线终端离开网络时， 比如无线接。
29、入点主动解除其认证， 或者终端主动下线， 或者终端长时间无响应等， 此时 CPU 可以将终端服务表中与该无线终端对应的表项删除， 避免其占用过多资源。 0032 以上描述的是无线接入点包括一个射频处理单元的实施方式， 请参考图 2 以及图 3， 容易理解的是， 在其他实施方式中， 无线接入点可以包括多个工作在不同频段的射频处 理单元， 此时无线接入点可以形象地理解为包括多个 Radio， 从网络层面可以理解为有多个 SSID。在典型的实现中， 如果无线接入点有 2.4G 及 5G 两个频段的射频处理单元时， 需要对 双频无线终端加以牵引。也就是说， 如果一个无线终端同时支持 2.4G 和 5G。
30、 两个频段时， 无 线接入点的CPU可以通过拒绝服务等多种手段来将该无线终端牵引到5G这个频段上来， 也 就是说与 5G 射频处理单元来连接。这样就可以将部分终端从拥挤的 2.4G 频段牵引走， 实 现负载更加均衡的效果。 0033 通过以上的描述可以发现， 本发明提供一种新的无线接入点射频部分设计架构， 并利用接收过程来判断什么样的天线组合是适宜向无线终端发送报文的。 在很大程度上提 升了无线终端的接入体验， 以 802.11n 为例， 在上述实施方式中， 理论上无线接入终端的接 入速率在33MIMO下可以达到450Mbps。 更为重要的是， 本发明部署容易且成本较低， 回避 了功分器等高成本且难以部署的实现手段。 0034 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内所做的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明保护的范围之内。 说 明 书 CN 104080096 A 7 1/2 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104080096 A 8 2/2 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 104080096 A 9 。