一種智能無線中繼(relay)系統和接入方法與流程
2023-10-17 12:38:39 1
本發明涉及到網絡通信技術及中繼技術。本發明涉及的外圍電路屬於電路設計領域，同時涉及到射頻信號處理技術。尤其涉及一種智能的無線中繼路由器的接入系統。
背景技術：
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智能終端設備，特別是移動智能終端，發展突飛猛進。傳統的上網方式正在被移動互聯、無線上網的方式取代。越來越多的用戶選擇使用手中的移動終端接入網際網路，從而實現隨時隨地的實現網上衝浪、在線辦公、在線遊戲和在線社交等功能。
隨著網絡通信技術的發展，無線路由器的使用越來越廣泛，因為無線路由器有著接入方便，通信速率高的優點，被廣泛的布置在人群密集的地方，如公交車站等。但是因為無線路由器的覆蓋範圍有限，在兩個公交車站中間的無線信號整體偏弱。為了使位於兩個路由器之間的用戶能夠快速的接入網際網路，無線中繼路由器的應用越來越廣泛。中繼路由器能夠對無線信號進行中繼和放大，從而延伸無線信號的覆蓋範圍。但是傳統的中繼路由器接收到的熱點信號和用戶信號都是在同一個頻率上，靠信令判斷信號類別，但是這種方式在運算上會有較大的時延，不適用於快速變化的環境，別的判斷方式可能會造成信號類別判斷錯誤，從而產生錯誤的響應。
為了克服上述缺陷，避免這種錯誤的發生，本技術發明要解決的問題是如何讓用戶在無線中繼覆蓋下快速的接入網際網路，並且享受高質量和高速度的網絡服務。為解決上述問題，我們發明一種智能的無線中繼路由器的系統和方法。
本發明提供一種無線中繼接入系統裝置，包括含上下變頻的無線路由器模塊裝置、含上下變頻的全雙工中繼模塊裝置。其中上變頻模塊是將無線網絡信號從2.4GHz上變頻到5.8GHz；下變頻模塊是將5.8GHz的網絡信號下變頻到2.4GHz。無線路由器模塊負責將用戶的請求服務信息接入到網際網路或在本地處理；全雙工中繼是為了對接收到的來自Wi-Fi熱點的信號和用戶的請求信號進行放大轉發處理。
進一步，包含上下變頻的無線路由器模塊裝置，包括無線路由器，上變頻模塊和下變頻模塊。其中，無線路由器工作在2.4GHz，是用戶接入網際網路的入口。路由器的上變頻模塊是將達到一定門限的無線路由器發射的2.4GHz的信號上變頻到5.8GHz，然後經過中心頻點在5.8GHz的發射天線，通過無線信道傳到中繼；路由器的下變頻模塊是將天線接收到中繼送來的5.8GHz的，下變頻到2.4GHz，然後通過路由器接入雲端或在本地進行處理。
進一步，包含上下變頻的全雙工中繼模塊裝置，包括信號放大模塊，上下變頻模塊，工作在2.4GHz天線和工作在5.8GHz天線。用戶的請求信號(2.4GHz)被2.4GHz的天線接收後，傳送到信號放大模塊，進行信號的放大，放大後的信號經過上變頻模塊後頻率變到5.8GHz，然後通過5.8GHz的天線發射出去，被無線路由器的天線接收。工作在5.8GHz的天線可以接收來自路由器模塊送來的5.8GHz信號，接收後的信號經過下變頻到2.4GHz，然 後經過信號放大模塊，放大後的信號通過2.4GHz的天線發射出去，被用戶接收。
進一步，本發明提供一種智能無線中繼(relay)的接入方法。該方法包括以下步驟：
步驟一：用戶在檢測到信道空閒的時候，發送請求服務信號；
步驟二：工作在2.4GHz的中繼天線接收到用戶的請求服務信號，然後將請求服務信號送到中繼的信號放大模塊進行信號放大；
步驟三：放大處理後的用戶信號，經過上變頻處理，從2.4GHz上變頻到5.8GHz；5.8GHz的用戶請求信號經頻點在5.8GHz的天線發射出去；
步驟四：無線路由器的天線接收到中繼送來的5.8GHz的用戶請求信號，用戶信號經過無線路由器模塊的下變頻後，變回2.4GHz，然後進行本地或者接入到網際網路處理。
步驟五：達到一定門限的無線路由器的響應信號經過上變頻處理後，頻率上升到5.8GHz；5.8GHz信號經過頻點在5.8GHz的天線進行發射；
步驟六：工作在5.8GHz的中繼模塊的天線接收到路由器的信號後，然後送到下變頻模塊進行變頻處理，5.8GHz的信號變頻到2.4GHz。
步驟七：2.4GHz的響應信號，經過中繼模塊的放大處理後，經頻點2.4GHz的天線發射出去；
步驟八：用戶接收到中繼送來的2.4GHz的信號，整個請求響應過程完成。
進一步，上下變頻模塊主要是為了將Wi-Fi信號和用戶請求服務信號進行區分；
進一步：路由器的信號要達到一定的門限後才能進行上變頻處理；
進一步：中繼路由器的頻點在5.8GHz的是定向天線，方向圖增益最大的方向是對著無線路由器。頻點在2.4GHz的天線是全向天線，主要是滿足用戶的位置需求。
本發明的有益效果：
本發明通過將傳統的無線路由器和中繼的結構進行改造，使得Wi-Fi熱點信號和用戶信號在頻率上進行區分，這樣對於中繼來說，在檢測上創造了方便，相比於傳統的方式，快速的接入到網絡，減少延時時間。從而提升用戶接入速度，提升用戶上網體驗。
本發明是對目前無線中繼檢測機制的一種改良。可以廣泛應用到公交車站無線路由器的中繼。本發明的各個模塊要求的外部電路都有比較成熟的技術支持，布設成本比較低。對於用戶服務而言，除了能為用戶提供良好的接入環境意外，中繼還擴大了接入範文，使得更多的用戶享受本發明的有益效果。
附圖說明：
附圖1：新型路由器的結構圖；
附圖2：新型無線中繼的結構圖；
附圖3：系統工作原理圖；
附圖4：用戶請求過程信號流圖；
附圖5：路由器響應信號流圖；
具體實施方式：
以下結合說明書附圖和具體實施例對本發明做進一步說明，但本發明的保護範圍不局限於此。
實施事例一：如圖1所示，是本發明涉及到的關於新型路由器的結構原理圖。該裝置分為三個模塊：基本路由器模塊，上下變頻模塊和天線模塊。其中基本路由器模塊主要是接入網際網路的入口，信號的頻率在2.4GHz。上變頻模塊是將達到一定門限的2.4GHz的信號上變頻到5.8GHz。下變頻模塊是將接收到的5.8GHz的信號下變頻到2.4GHz。天線模塊主要是負責發射和接收5.8GHz的信號，其中發射的信號是路由器經過上變頻的網絡信號，接收信號是經過中繼轉發放大的信號。
實施事例二：圖2所示，是本發明涉及到的關於中繼裝置的結構原理圖。該裝置分為頻點在2.4GHz的天線模塊，頻點在5.8GHz的天線，信號放大模塊和上下變頻模塊。其中頻點在2.4GHz的天線模塊主要是負責接收和發射2.4GHz的信號，接收的是用戶的請求網絡服務信號，發射的是經過處理後的網絡響應信號。天線是全向天線。頻點在5.8GHz的是接收和發射5.8GHz的信號。接收的是路由器發送過來的5.8GHz網絡信號，發射的是經過中繼處理後的用戶請求服務信號。天線是定向輻射天線。信號放大模塊是將接收到的用戶請求信號和路由器送來的網絡信號進行放大處理。上變頻模塊是將收到一定門限的用戶請求信號上變頻到5.8GHz。下變頻模塊是將接收到的5.8GHz的路由器送來的信號下變頻到2.4GHz。
實施例三：圖3所示，是本發明的系統工作原理圖。將路由器模塊和中繼模塊進行級聯。其中的虛線表示用戶請求的信號經過中繼轉發放大，最終到達路由器的過程，實線表示路由器的信號經過中繼最終到達用戶的過程。本發明的系統主要的服務用戶是分布在公交車站周圍的用戶，包括移動的公交車上的用戶和等車的用戶等。無線路由器模塊和中繼模塊是靠無線信道進行通信，通信信號的頻率是5.8GHz。中繼模塊和用戶之間也是靠無線信道進行通信，通信信號的頻率是2.4GHz。
實施例四：圖4所示，是用戶請求過程信號流圖，包括以下步驟：
步驟一：用戶在檢測到信道空閒的時候，發送請求服務信號；
步驟二：工作在2.4GHz的中繼天線接收到用戶的請求服務信號，然後將請求服務信號送到中繼的信號放大模塊進行信號放大；
步驟三：放大處理後的用戶信號，經過上變頻處理，從2.4GHz上變頻到5.8GHz；5.8GHz的用戶請求信號經頻點在5.8GHz的天線發射出去；
步驟一：無線路由器的天線接收到中繼送來的5.8GHz的用戶請求信號，用戶信號經過無線路由器模塊的下變頻後，變回2.4GHz，然後進行本地或者接入到網際網路處理。，整個請求服務過程完成。
實施例五：圖5所示，是無線路由器響應用戶請求信號的信號流程圖，包括以下步驟：
步驟一：從網際網路或者本地得到用戶請求的服務結果時，無線路由器偵測信道是否空閒，空閒的時候進行發射響應信號。
步驟二：達到一定門限的無線路由器的響應信號經過上變頻處理後，頻率上升到5.8GHz；5.8GHz信號經過頻點在5.8GHz的天線進行發射；
步驟三：工作在5.8GHz的中繼模塊的天線接收到路由器的信號後，然後送到下變頻模塊進行變頻處理，5.8GHz的信號變頻到2.4GHz。
步驟四：2.4GHz的響應信號，經過中繼模塊的放大處理後，經頻點2.4GHz的天線發射出去；
步驟五：用戶接收到中繼送來的2.4GHz的信號，整個請求響應過程完成。
以上所述為本發明的具體實施例，並非對發明的技術範圍做任何限制；凡依據本發明的技術方案，對本發明做出的任何細微的修改、等同變化與修飾，均屬本發明的保護範圍。