[发明专利]功率高效Wi-Fi的系统及方法

说明书

技术领域

本发明一般来说涉及电信，且更特定来说，涉及Wi-Fi通信。

背景技术

在计算机连网中，无线接入点(AP)是指允许无线装置使用Wi-Fi或相关标准连接到有线网络的装置。AP通常作为独立装置连接到路由器(通过有线网络)，但还可是路由器自身的整体组件。

在无线网络之前，在公司、家庭或学校中设置计算机网络通常需要穿过墙壁及天花板敷设许多电缆以便将网络接入递送到建筑中的所有支持网络的装置。随着无线接入点(AP)的创建，网络用户现在能够用较少或不用电缆来添加接入网络的装置。AP通常直接连接到有线以太网连接且AP然后为其它装置提供使用射频链路的无线连接以利用所述有线连接。大部分AP支持多个无线装置到一个有线连接的连接。现代AP经建构以支持使用这些射频发送及接收资料的标准。那些标准及其使用的频率是由IEEE定义。大部分AP使用IEEE802.11标准。

典型企业使用涉及将数个AP附接到有线网络且然后将无线接入提供到办公室LAN。无线接入点由WLAN控制器管理，WLAN控制器处置对RF功率、信道、验证及安全性的自动调整。此外，控制器可经组合以形成无线移动性组以允许内部控制器漫游。控制器可为移动性域的部分以允许客户端贯穿大或区域办公室位置接入。此节省客户端时间及管理员开销，因为其可自动重新相关联或重新验证。

热点为AP的共用应用程序，其中无线客户端可连接到因特网而无需考虑其目前已附接到的特定网络。所述概念已在大城市中普遍，其中咖啡馆、图书馆以及私有开放接入点的组合允许客户端在四处行走时或多或少连续地保持连接到因特网。所连接热点的集合可称作为莲叶状网络。

AP常用于家庭无线网络。家庭网络通常仅具有一个AP来连接家庭中的所有计算机。大部分为无线路由器，所述无线路由器意指包含AP、路由器及通常以太网交换机的整合式装置。许多无线路由器还包含宽带调制解调器。在其中大部分家庭在近邻的AP范围内具有自己的AP的地方中，熟习技术的人可能关闭其密码且设置无线社区网络，从而创建同城通信网络但此并不会取消对有线网络的需求。

一些人将无线接入点与无线临时网络混淆。临时网络在不使用无线接入点的情况下使用两个或两个以上装置之间的连接：当在范围中时装置直接通信。临时网络由于设置简单且不需要接入点而用于例如快速数据交换或多人LAN游戏的情况中。由于其对等布局，临时连接类似于蓝牙连接且通常不推荐永久安装。

使用如同Windows因特网连接共享的特征通过临时网络的因特网接入可与彼此接近的小数目个装置一起工作良好，但临时网络扩展性并不好。因特网流量将涵盖具有直接因特网连接的节点，可能阻塞这些节点。针对支持因特网的节点，接入点具有明显优势，具有多个接入点由有线LAN连接的可能性。

一个IEEE802.11AP可通常与位于在103m的半径范围内的30个客户端系统通信。然而，取决于例如以下的变量，通信的实际范围可显著变化：室内或室外放置、地面以上高度、附近障碍物、因在相同频率上广播而可能主动干扰信号的其它电子装置、天线类型、当前天气、操作射频及装置的功率输出。网络设计者可通过使用中继器及反射器来扩展AP范围，此可反弹或放大通常将无法接收的无线电信号。在实验条件下，无线连网已在数百千米的距离内操作。

大部分辖区仅具有有限数目个可供由无线网络合法使用的频率。通常，邻近WAP将使用不同频率(信道)来与其客户端通信以便避免两个附近系统之间的干扰。无线装置可“侦听”其它频率上的数据流量，且可快速地从一个频率切换到其它频率以达成较佳接收。然而，有限数目个频率在具有使用多个WAP的高层建筑的拥挤市区区域中有问题。在此一环境中，信号重叠变成造成干扰的问题，此导致信号失落及数据错误。

对增加无线通信速度的一个阻碍来自Wi-Fi使用共享通信媒体。因此，甚至经由相同AP彼此通信的处于基础建设模式的两个电台必须使各自及每一帧传输两次：从发送者到AP，接着从AP到接收者。此大约使有效带宽减半，因此AP仅能够使用在一定程度上小于数据吞吐量的实际无线速率的一半。因此，典型54兆位/秒无线连接实际上以20到25兆位/秒载运TCP/IP数据。旧型有线网络的用户期望较快速度，且渴望使用无线连接的人想要经历无线网络赶上形势需要。

连网功率管理是指用户可配置以允许网络中的装置节省能量的特征组。举例来说，大部分常见连网功率管理特征为LAN唤醒(有时称为WoL)。LAN唤醒允许装置由所要网络流量而从休眠唤醒。