[发明专利]分布式多媒体无线网关及中心基站设备

说明书

所属技术领域

本发明是一种用于无线局域网与城市无线宽带网络上的分布式多媒体业务的认证、控制、管理和计费的无线网关和中心基站设备。它可以支持不同的网络运营系统及同一运营系统的异地认证和多业务服务功能。

背景技术

当前，在无线局域网或城市无线宽带网络中前端无线接入点(AP)设备只具有无线接入功能，或简单的无线路由功能，而访问控制、用户认证与授权、业务管理、服务质量控制等功能由中心机房内的访问控制器(AC)完成。这种系统架构造成各网络运营商必须建设各自独立的干线网络，没有干线网的地方就不能建设局域网。造成系统部署成本高，网络建设和服务性能对干线网络的依赖度高，且业务单一。由于各网络运营商在同一地区都要建设自己独立的系统，造成资源浪费和重复建设。对同一网络运营商而言，只是依靠中心机房的访问控制器(AC)来实施管理认证、授权等各种业务，因而造成网络内部流量增加。在这种网络架构模式下，病毒的侵入往往形成大面积感染。甚至使整个网络瘫痪，黑客的攻击也较难控制。

在其它无线热点网络系统架构中，往往用户访问控制设备作为网管中心的核心设备，通过干线网络的支撑，把所有用户访问互联网的流量和控制、管理功能都集中到网管中心完成。这种架构不但大大增加了干线网络的负荷，容易造成干线网络的拥塞，影响网络对用户的服务性能；同时，为了预防网络病毒、黑客攻击，以及其它的非法访问与服务器外挂，网络前端必须增加防火墙等设备，额外增加了系统部署成本。

集中式访问控制设备要求具备高带宽、大容量支持能力，在整体系统部署中占据20％的成本，尤其对于中、小规模热点网络的部署与运营，其成本所占比例更高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有无线网络系统结构复杂、部署成本高，以及中心基站设备功能单一的不足，在实现无线网络资源的充分利用，共享的前提下，又能有效保证各无线局域网相对独立及安全。本发明使访问控制、用户认证与授权、业务管理、服务质量控制等功能，不再由中心机房内访问控制器(AC)完成，而是在无线热点前端的接入点/网关处实现，而且使网关设备具备支持无线网手机服务和广告插播等多媒体增值服务的功能。

本发明的关键技术：一是利用高性能嵌入式微处理器的处理能力，以及大容量存储器的缓存能力，在广域网和局域网接口之间统一集成开发符合RADIUS协议标准的访问控制、用户认证与授权软件模块；二是统一完成基于因特网门户的认证和设备物理访问介质(MAC)地址的预认证，不同类型的业务将提供和绑定不同的服务器端口。三是定义和开发协议预留字段和流程，结合流量检测技术，实现多媒体业务的检测、访问权限控制、优先级控制和带宽控制。

本发明的工作原理和流程如下：为每个用户设置一个身份证，当用户提出访问申请时，信号传输到网络前端的中心基站，有权用户予以确认，无权用户加以拒绝。有权用户的信号再传输到中心机房内访问控制器(AC)，并为用户提供各种服务。这样就将同一运营商在不同区域的局域网和不同运营商的网络有机地联系到一起，而且不影响约定的服务功能。

在本系统架构中，无线热点网络以无线网关作为核心设备，通过本地干线网络，或异地远程网络连接，与后端中心机房的认证、计费和客户管理系统一起，共同完成用户网络接入、访问控制、业务管理和计费功能。本发明与与目前其它运营商部署的系统架构和无线宽带设备相比，具有明显的优越性：

简化了网络系统架构与配置

在本系统架构中，通过分布式的访问控制，由无线网关为核心部署和运行各个相对独立的无线热点网络，简化了整体系统的结构与配置，避免和减少了带宽、流量高度集中现象，以及由此造成的网络拥塞和对网络服务性能的影响。同时，大幅降低网络部署成本，在城市难以铺设光缆或远距离输送讯号时均可采取无线传输方式，在建筑物内部也可以实现无线覆盖。

降低了系统部署成本

本发明充分利用了高性能嵌入式微处理器芯片的处理能力，在不增加硬件成本的基础上，不但完成了用户访问控制、带宽管理的功能，以及对无线射频芯片、有线接口芯片的管理与控制，由于减少了集中访问控制设备成本，因而大幅度降低了运营管理系统的部署成本。

具有多媒体业务支持能力

本无线网关部署上贴近用户，具有位置上的优势。因此，在以上功能的基础上，还进一步扩展了对无线终端业务的管理与控制、位置业务与广告多媒体业务的支持。

部署灵活与方便