一种无线路由设备

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一种无线路由设备\n技术领域\n[0001] 本发明涉及网络通信设备领域，尤其涉及一种无线路由设备。\n背景技术\n[0002] 随着个人无线通讯技术的发展，个人无线宽带的蜂窝网的接入方式逐渐丰富，日益以明显的优势取代传统的有线的非对称数字用户线(ADSL，Asymmetric Digital Subscriber Line)等宽带万维网的接入，另一方面无线保真(WiFi，Wireless Fidelity，IEEE802.11a/b/g/n)作为一种无线接入方式，比如个人电脑、手机、便携的多媒体娱乐设备等产品中有着广泛的应用。\n[0003] 随着无线宽带技术和WiFi技术的融合，逐渐出现了利用2G或者3G无线蜂窝技术实现无线宽带接入以及WiFi局域网覆盖的无线路由设备，该无线路由设备将单纯性的无线接入点(AP，Access Point)和宽带路由器合二为一，这种产品大多采用的架构如图1所示，由2G或3G蜂窝接入模块、AP router处理器模块、WiFi模块和电源模块组成，在上述架构中，AP router处理器由一个独立的硬件模块嵌入路由(Router)软件模块和WiFi AP完成，该路由处理器是一个专用的或者通用的处理器，上面运行的操作系统例如为Linux等嵌入式操作系统，由于现有的无线路由装置的硬件模块较多、整体架构比较复杂，在使用时，总体需求较大的功耗，使用时一般必须配置电源适配器外接电源以供电，同时也难以使用电池供电的方式实现长时间的可移动的无线路由功能，在实现无线路由器各种功能的同时，牺牲掉了无线宽带技术可以移动性和便携性的优点。\n发明内容\n[0004] 本发明实施例提供了一种结构简单、功耗较小的无线路由设备。\n[0005] 本发明实施例提供的一种无线路由设备，包括：\n[0006] 宽带无线接入模块，用于实现宽带数据的无线接入，并为嵌入式操作系统软件模块提供相应的CPU资源和内存资源；\n[0007] 嵌入式操作系统软件模块，嵌入于宽带无线接入模块中，用于在所述嵌入式操作系统软件模块完成初始化完成后，通过加载无线局域网通讯模块的驱动，使能所述嵌入式操作系统软件模块实现无线局域网的用户接入功能，以及从所述宽带无线接入模块接收宽带数据转发至无线局域网通讯模块；其中，所述嵌入式操作系统模块采用Rex操作系统；\n[0008] 无线局域网通讯模块，用于接收所述宽带数据并实现无线局域网中各用户共享所述宽带数据；\n[0009] 电源模块，用于为所述宽带无线接入模块和无线局域网通讯模块供电。\n[0010] 本发明实施例提供的无线路由设备中的所述嵌入式操作系统软件模块，进一步用于在所述嵌入式操作系统完成初始化完成后，通过使用系统自带的接口调用驱动驻留的进程启动TCP/IP协议主控任务，加载网络基础协议栈，使能所述嵌入式操作系统软件模块转发所述宽带数据的路由功能。\n[0011] 进一步地，本发明实施例提供的无线路由设备，还包括：电源管理软件模块，用于管理宽带无线接入模块和无线局域网通讯模块供电开启或关闭，以及电源的充电及使用。\n[0012] 进一步地，本发明实施例提供的无线路由设备，还包括：设备管理软件模块，用于实现对宽带无线接入模块和无线局域网通讯模块的参数设置、无线局域网的网络管理和配置。\n[0013] 本发明实施例提供的无线路由设备中的所述宽带无线接入模块至少采用下述无线接入模式之一：\n[0014] 通用分组无线业务GPRS、码分多址CDMA、时分同步码分多址接入TD-SCDMA、宽带码分多址WCDMA、增强型数据传输的全球演进技术EDGE、高速分组接入HSPA和长期演进LTE。\n[0015] 本发明实施例提供的无线路由设备中的无线局域网通讯模块为WiFi数据通讯模块。\n[0016] 本发明实施例提供的无线路由设备中的所述电源模块为电源适配器和可充电电池的组合，或者为可充电电池。\n[0017] 本发明实施例的有益效果如下：\n[0018] 本发明实施例提供的无线路由设备，包括：宽带无线接入模块、嵌入式操作系统软件模块、无线局域网通讯模块和电源模块，其中宽带无线接入模块用于实现宽带数据的无线接入；嵌入式操作系统软件模块，嵌入于宽带无线接入模块中，用于实现无线局域网的用户接入，以及从所述宽带无线接入模块接收宽带数据转发至无线局域网通讯模块；无线局域网通讯模块，用于接收所述宽带数据并实现无线局域网中各用户共享所述宽带数据；电源模块，用于为所述宽带无线接入模块和无线局域网通讯模块供电。本发明实施例提供的无线路由设备在宽带无线接入模块硬件的基础上嵌入了嵌入式操作系统软件模块，嵌入式操作系统软件模块能够同时实现无线局域网的接入和路由功能，并且，与现有技术相比，充分利用了宽带无线接入模块的硬件资源，从硬件上省去了一个独立的AP Router处理器模块，硬件结构更为简单，使得正常待机和工作时的耗电量更低，同时也使得电池模式支撑时间较长，提高了无线路由产品的便携性和可移动性。\n附图说明\n[0019] 图1为现有无线路由设备的结构示意图；\n[0020] 图2为本发明实施例提供的无线路由设备的结构示意图。\n具体实施方式\n[0021] 下面结合附图，对本发明提供的一种无线路由设备的具体实施方式进行详细的说明。\n[0022] 本发明实施例提供的无线路由设备，如图2所示，包括：宽带无线接入模块201、嵌入式操作系统软件模块202、无线局域网通讯模块203和电源模块204；其中：\n[0023] 宽带无线接入模块201，用于实现宽带数据的无线接入；\n[0024] 嵌入式操作系统软件模块202，嵌入于宽带无线接入模块201中，用于实现无线局域网的用户接入，以及从宽带无线接入模块201接收宽带数据转发至无线局域网通讯模块\n203；\n[0025] 无线局域网通讯模块203，用于接收所述宽带数据并实现无线局域网中各用户共享该宽带数据；\n[0026] 电源模块204，用于为宽带无线接入模块201和无线局域网通讯模块203供电。\n[0027] 下面对本发明实施例提供的无线路由设备中的各个模块进行详细说明。\n[0028] 宽带无线接入模块201是承担无线通讯功能的模块，该模块可以采用多样化的通讯模式来实现宽带数据的接入，例如采用现有的通用分组无线业务(GPRS，General Packet Radio Service)、码分多址(CDMA，Code Division Multiple Addressing)、时分同步码分多址接入(TD-SCDMA，Time Division-Synchronous Code Divison Multiple Access)、宽带码分多址(WCDMA，Wideband CDMA)、增强型数据传输的全球演进技术(EDGE，Enhanced Data rate for Global Evolution)、高速分组接入(HSPA，High-Speed Packet Access)和长期演进(LTE，Long-Term Evolution)等等无线宽带数据接入模式。\n[0029] 无线局域网通讯模块203，在本发明实施例中可以为WiFi数据通讯模块，或者其他网络制式的无线局域网数据通讯模块，下面以WiFi数据通讯模块为例进行说明。\n[0030] 宽带无线接入模块201在硬件资源上应当能够承载嵌入式操作系统的各项功能的开发，包括为嵌入式操作系统软件模块提供相应的CPU资源和内存资源，通过对宽带无线接入模块201的硬件进行开发，可以实现嵌入式操作系统软件模块202的植入。在本发明实施例中，较佳地，嵌入式操作系统软件模块202采用高通的实时执行(Rex，Real-Time Executive)操作系统。当然本发明实施例也可以采用其他嵌入式操作系统，本发明实施例对此不做限定。\n[0031] 现有的Rex操作系统是一种专为小型嵌入式系统设计的简单、有效、低耗并支持多任务的实时操作系统，它为任务控制、任务同步、互斥、定时器及中断控制提供应用编程接口(API，Application Program Interface)，广泛应用于许多基于ARM微处理器的宽带无线接入模块。在本发明实施例中，采用Rex嵌入式操作系统的嵌入式操作系统软件模块\n202同时实现了无线局域网的接入功能例如WiFi接入(WiFi AP)功能以及路由(Router)功能。以下均以Rex嵌入式操作系统为例进行说明。\n[0032] 具体来说，本发明实施例提供的嵌入式操作系统软件模块202，其实现路由功能的过程如下：\n[0033] 在Rex操作系统完成初始化之后，使用系统自带的接口调用驱动驻留的进程启动传输控制协议及网络互连协议(TCP/IP)主控任务，完成网络基础协议栈的加载过程。上述过程完成后，即实现了基本的网络驱动任务(也即实现了路由功能)，网络基础协议栈包括但不限于下述相关协议：传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)、网络协议(IP)、因特网控制报文协议(ICMP)、网络地址转换(NAT)协议、网络地址端口转换(NAPT)协议、动态主机配置服务器(DHCP server)协议、地址解析协议(ARP)、域名系统中继(DNS relay)协议、域名系统客户端(DNS client)协议、网络地址转换扩展(DNS_ALG)协议、port Filter协议、port Forwarding协议、IGMP监控(IGMP SNOOPING)协议、IGMP代理(IGMP PROXY)协议等。\n[0034] 本发明实施例提供的嵌入式操作系统软件模块202，其实现无线局域网接入例如WiFi接入的功能过程如下：\n[0035] 在Rex操作系统完成初始化之后，加载WiFi数据通讯模块的驱动，将WiFi数据通讯模块加载在Rex操作系统上，从而使能WiFi AP功能，在使能WiFi AP功能之后，还可以通过嵌入式操作系统软件模块202中的Rex操作系统，对WiFi AP功能的相关参数和安全进行配置。\n[0036] 嵌入式操作系统软件模块实现的与WiFi AP功能包括但不限于：Host driver、Soft AP、Authenticator、Config等。\n[0037] 在Rex操作系统中，Router功能和WiFiAP功能可以并行实现，不存在冲突和死锁的问题。\n[0038] 本发明实施例提供的无线路由设备中的宽带无线接入模块201实现了蜂窝网络的宽带数据接入，无线局域网(WLAN，Wireless Local Area Network)用户在嵌入式操作系统软件模块202和无线局域网通讯模块203的协调工作下通过无线局域网如WiFi方式接入，共享宽带无线接入模块201接入带宽，实现高速接入万维网。\n[0039] 进一步地，本发明实施例提供的无线路由设备，如图2所示，还包括：电源管理软件模块205，用于管理宽带无线接入模块和无线局域网通讯模块(WiFi数据通讯模块)供电的开启或关闭，以及电源的充电及使用。较佳地，电源管理模块205设置并运行于宽带无线接入模块201中。\n[0040] 本发明实施例提供的无线路由设备中的电源的使用方式上，可以采用下述两种使用方式，第一种是采用外部电源供电方式和电池供电方式的组合，例如在正常工作时，采用电源适配器外接电源的方式为各模块供电，同时为电池充电，由于本发明实施例提供的无线路由设备采用简单的硬件设计，降低了硬件的能耗，在为各模块进行供电的同时，剩余的电量也能满足电池充电的需要，无线路由设备需要移动时，可以直接使用电池供电，以满足便携性的需要。另一种直接采用电池供电模式，在电池供电的模式下，电源管理模块相应的具有电池电量检测和电量不足告警等功能。上述两种供电方式都大大提高了设备的便携性，满足了无线路由设备的可移动性要求。\n[0041] 进一步地，本发明实施例提供的无线路由设备，如图2所示，还包括：设备管理软件模块206，用于实现对宽带无线接入模块201和无线局域网通讯模块203的参数设置、无线局域网的网络管理和配置。\n[0042] 该设备管理软件模块可以设置并运行于无线路由设备管理员使用的PC机上，无线路由设备管理员可以通过该模块，实现对宽带无线接入模块201和无线局域网通讯模块\n203的参数设置以及无线局域网的网络管理和配置。\n[0043] 本发明实施例提供的无线路由设备，通过设备管理模块对宽带无线接入模块201和无线局域网通讯模块203的设置，可以实现两种工作模式，一种是关闭宽带无线接入模块201的宽带数据接入功能，开启嵌入式操作系统软件模块和无线局域网通讯模块，该无线路由设备作为一个无线局域网接入点，组成了一个纯粹的无线局域网。\n[0044] 另一种方式是关闭嵌入式操作系统软件模块和无线局域网通讯模块，将该无线路由卡作为一个纯粹的数据卡使用，实现单机独享无线宽带数据。\n[0045] 本发明实施例提供的上述无线路由设备，与现有技术相比，硬件结构更为简单，经验证，本发明实施例提供的无线路由设备由于硬件结构的简化，使得待机和正常使用时设备的电量消耗降低20％以上，使得电池供电成为可能，增强了无线路由设备的便携性和可移动性。\n[0046] 本发明实施例提供的无线路由设备，包括：宽带无线接入模块、嵌入式操作系统软件模块、无线局域网通讯模块和电源模块，其中宽带无线接入模块用于实现宽带数据的无线接入；嵌入式操作系统软件模块，嵌入于宽带无线接入模块中，用于实现无线局域网的用户接入，以及从所述宽带无线接入模块接收宽带数据转发至无线局域网通讯模块；无线局域网通讯模块，用于接收所述宽带数据并实现无线局域网中各用户共享所述宽带数据；电源模块，用于为所述宽带无线接入模块和无线局域网通讯模块供电。本发明实施例提供的无线路由设备在宽带无线接入模块硬件的基础上嵌入了嵌入式操作系统软件模块，嵌入式操作系统软件模块能够同时实现无线局域网的接入和路由的功能，并且，与现有技术相比，充分利用了宽带无线接入模块的硬件资源，从硬件上省去了一个独立的AP Router处理器模块，硬件结构更为简单，使得正常待机和工作时的耗电量更低，同时也使得电池模式支撑时间较长，提高了无线路由产品的便携性和可移动性。\n[0047] 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。