CN104349425B - 无线通信装置与选择无线保真网络的方法 - Google Patents

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Abstract

一种无线通信装置与选择无线保真网络的方法。该无线通信装置具有存储单元与处理器。存储单元用以存储该无线通信装置先前及目前所连接的多个接入点的信号强度及通量。处理器用以更新已存储的目前连接的接入点的信号强度及通量，以及在检测到目前连接的接入点处于低通量状态时，扫描附近可用的其他接入点。

Description

无线通信装置与选择无线保真网络的方法
技术领域
本发明主要涉及无线通信的网络选择技术，特别涉及一种适用于选择无线保真网络的装置及方法。
背景技术
近年来，由于大众对普适(ubiquitous)运算与网络的需求大幅增长，于是各种无线技术纷纷问世，其中，属于无线局域网络(Wireless Local Area Network，WLAN)技术之一的无线保真(Wireless Fidelity，WiFi)技术是基于电机电子工程师学会(Institute ofElectrical and Electronics Engineers，IEEE)所制订的802.11标准，由于其具备低成本、低布建难度、以及高带宽等优点，现已广为大众采用。一般来说，无线保真网络的布建作为有线局域网络的延伸，以提供移动/固定式装置到有线网络之间这最后几米距离的连线。举例来说，在办公室环境中布建无线保真网络，能够让诸如：打印机、文件服务器、数据机组(modem bank)、电邮服务器等网络资源得以在所有的员工之间共享，同时不影响员工或工作站的分散式操作成效。此外，无线保真网络的布建效益还逐渐地延伸至家居使用环境中。
常见地，移动装置一般可在一区域内检测到多个接入点(Access Point，AP)，且可自动地或经由使用者选择而连接上其中一接入点以取得移动服务。然而，只有在与目前连接的接入点失去连线时，移动装置才会切换连线至另一接入点，且在失去连线之前，不论目前连接的接入点的通量(throughput)变多低、或是否有其他具备较高通量的接入点可用，移动装置都会保持与相同接入点的连线。如此一来，移动装置将有可能无法在目前连接的接入点取得可接受的通量，因而导致使用者感受到移动服务有明显延迟。
发明内容
本发明的一实施例提供了一种无线通信装置，包括一存储单元与一处理器。上述存储单元用以存储该无线通信装置先前及目前所连接的多个接入点的信号强度及通量。上述处理器用以更新已存储的目前连接的接入点的信号强度及通量，以及在检测到目前连接的接入点处于一低通量状态时，扫描附近可用的其他接入点。
本发明的另一实施例提供了一种选择无线保真网络的方法，包括以下步骤：提供一数据库，用以存储一无线通信装置先前及目前所连接的多个接入点的信号强度及通量；以及在检测到目前连接的接入点处于一低通量状态时，扫描附近可用的其他接入点。
关于本发明其他附加的特征与优点，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可根据本申请实施方法中所公开的无线通信装置、以及选择无线保真网络的方法做些许的更动与润饰而得到。
附图说明
图1是根据本发明一实施例所述的无线通信环境的示意图。
图2是根据本发明一实施例所述的无线通信装置110的硬件架构示意图。
图3是根据本发明一实施例所述选择无线保真网络的方法流程图。
图4是根据本发明另一实施例所述选择无线保真网络的方法流程图。
【符号说明】
100～无线通信环境；
110～无线通信装置；
120、130、140～无线保真网络；
121、131、141～接入点；
200～硬件架构；
210～处理器；
220～无线模块；
230～天线；
240～存储单元；
250～显示单元；
S310～S350、S410～S470～步骤。
具体实施方式
本章节所叙述的是实施本发明的最佳方式，目的在于说明本发明的精神而非用以限定本发明的保护范围，本发明的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。
需理解的是，本章节所述的“无线保真”一词可涵盖所有类型的802.11标准，包括：802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、以及802.11ac等。
图1是根据本发明一实施例所述的无线通信环境的示意图。无线通信环境100包括无线通信装置110以及三个无线保真网络120、130、140，其中无线通信装置110可选择性地连接至无线保真网络120、130、140中的一个以取得移动服务。无线保真网络120、130、140分别由一接入点(图中依序标示为121、131、141)建立，该等接入点可通过以太网缆线连接至有线局域网络。接入点121、131、141通常在无线保真网络120、130、140与有线网络架构之间进行数据的接收、暂存、以及传送。接入点121、131、141平均具有20米(在有障碍物的地方，例如：墙壁、楼梯间、电梯等)到100米(在空旷开放的地方)不等的涵盖范围。需注意的是，虽然无线通信装置110在图1中以移动电话的图样表示，但无线通信装置110也可为笔记型计算机、平版计算机、便携式多媒体播放器、或电子游戏装置等，只要其可支持无线保真技术即可。
图2是根据本发明一实施例所述的无线通信装置110的硬件架构示意图。硬件架构200包括处理器210、无线模块220、天线230、存储单元240、以及显示单元250。处理器210可为通用处理器、应用处理器、或微控制器(Micro Control Unit，MCU)，用以提供运算处理的功能，并执行本发明的选择无线保真网络的方法。无线模块220使用无线保真技术提供无线通信的功能。明确来说，无线模块220可包括一基带(baseband)单元(未绘示)、以及一射频(Radio Frequency，RF)单元。
进一步说明，基带单元(未绘示)可包括多个硬件装置以执行基带信号处理，包括模拟数字转换(analog to digital conversion，ADC)/数字模拟转换(digital to analogconversion，DAC)、增益(gain)调整、调制与解调制、以及编码/解码等。射频单元(未绘示)可自天线230接收射频无线信号，并将射频无线信号转换为基带信号以交由基带单元(未绘示)进一步处理，或自基带单元(未绘示)接收基带信号，并将基带信号转换为射频无线信号以进行传送。射频单元(未绘示)也可包括多个硬件装置以执行上述射频转换，举例来说，射频单元(未绘示)可包括一混频器(mixer)以将基带信号乘上无线通信系统的射频中的一振荡载波，其中该射频可为无线保真技术所使用的2.4吉赫、3.6吉赫、或5吉赫，或视其它版本的无线保真技术而定。
存储单元240可为易失性存储器(如：随机存取存储器(Random Access Memory，RAM))、非易失性存储器(如：快闪存储器)、硬盘、光盘、或以上的任意组合，用以存储无线通信装置110先前及目前所连接的多个接入点(如：接入点121、131、141)的信号强度及通量，其中上述信号强度及通量可以数据库的方式存储。显示单元250可为阴极射线管(CathodeRay Tube，CRT)的屏幕、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、电浆显示面板、或触控面板等，用以显示图形用户界面以提供与使用者互动的功能。虽未绘示，硬件架构200还可再包括其他功能元件，例如：键盘、按键、鼠标、和/或触控板等。
或者，在其他实施例，处理器210可进一步整合到无线模块220之中，使处理器210成为无线模块220中的一无线保真基带芯片的微控制器。
图3是根据本发明一实施例所述选择无线保真网络的方法流程图。首先，无线通信装置110提供一数据库，用以存储无线通信装置110先前及目前所连接的多个接入点的信号强度及通量(步骤S310)。在一实施例，该数据库可针对每个接入点，以个别的一纪录(entry)来存储对应的信号强度及通量。在另一实施例，该数据库可针对每个接入点，以多个纪录来存储在不同时间所检测到的信号强度及通量。需注意的是，所述通量是指平均通量或最高通量。除了信号强度及通量之外，该数据库还可存储各接入点的服务组识别码(Service Set ID，SSID)与基础服务组识别码(Basic SSID，BSSID)以资辨识不同的接入点。以下表格1是显示一数据库的范例。
Figure BDA0000548116110000041
表格1
接着，无线通信装置110周期性地针对目前连接的接入点，更新存储的信号强度及通量(步骤S320)。无线通信装置110可使用计时器以计数一预定时长，并在每次计时器届期时，去检测目前连接的接入点的信号强度及通量，然后据以更新至数据库所存储的数值。同时，无线通信装置110还决定是否检测到目前连接的接入点处于低通量状态(步骤S330)。在一实施例，无线通信装置110可决定一传输操作的重试次数是否已超过一预定数值，若是，则表示检测到上述低通量状态。
如果目前连接的接入点的通量为佳(意即通量不低)时，所述方法步骤则回到步骤S320，以持续地更新已存储的目前连接的接入点的信号强度及通量。反之，如果检测到目前连接的接入点处于低通量状态时，无线通信装置110则扫描附近可用的其他接入点(步骤S340)。扫描结果可包括扫描到的接入点的服务组识别码、基础服务组识别码、以及信号强度。根据扫描结果，无线通信装置110由目前连接的接入点切换至根据存储的信号强度及通量而估计为扫描到的接入点中具有最佳通量中的一个(步骤S350)，并结束该方法。
在另一实施例，执行步骤S350之前，无线通信装置110可将扫描到的接入点以估计的通量按递减的方式进行排列，之后，如果在步骤S350中所述的接入点切换不成功时，则无线通信装置110可接着由目前连接的接入点切换至上述排列中的下一接入点。换句话说，无线通信装置110可重复执行步骤S350，按顺序一个一个尝试上述排列中的接入点，直到接入点切换成功为止。
明确来说，为了对每个扫描到的接入点进行信号强度及通量的估计，无线通信装置110可查询数据库中对应该接入点所存储的信号强度及通量。试举例，以接收信号强度指标(Received Signal Strength Indicator，RSSI)及传输率(Transmission rate，TXrate)分别为信号强度及通量的指标，如果数据库中针对一先前连接的接入点所存储的接收信号强度指标及传输率分别为-50毫瓦分贝数(dBm)、54每秒百万比特(Mbps)，且该接入点在扫描结果中所检测得到的接收信号强度指标为-80毫瓦分贝数，则可计算出该接入点的传输率为24每秒百万比特，并将该等数值带入一预定函数(例如：线性函数、二次方程式、或连续函数等)中估计出该接入点的通量。又或者，当数据库针对每个接入点存储了在不同时间点所检测到的信号强度、传输率、亦即通量，则无线通信装置110可选择该等数值的部分或全部以进行上述估计。试举例，数据库中针对一先前连接的接入点存储了在时间t1、t2检测到的接收信号强度指标、传输率、以及通量分别为[-50毫瓦分贝数，54每秒百万比特，20每秒百万比特]、以及[-60毫瓦分贝数，48每秒百万比特，15每秒百万比特]，且该接入点在扫描结果中所检测得到的接收信号强度指标为-80毫瓦分贝数，则可将该等数值以线性内差的方式估计出该接入点的通量约为5每秒百万比特。需注意的是，除了接收信号强度指标之外，还可使用其他信号强度指标，例如：信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)、信号干扰比(Signal to Interference Ratio，SIR)、或信号对干扰/噪声比(Signal toInterference plus Noise Ratio，SINR)等；除了传输率之外，还可使用其他通量估计指标，例如：接收率(Reception rate，Rx rate)。
图4是根据本发明另一实施例所述选择无线保真网络的方法流程图。类似于图3的实施例，可使用一数据库用以存储无线通信装置110先前及目前所连接的多个接入点的信号强度及通量，其中所存储的信号强度及通量会被周期性地进行更新，并且决定是否检测到目前连接的接入点处于低通量状态(步骤S410～S430)。如果检测到目前连接的接入点处于低通量状态，无线通信装置110则扫描附近可用的其他接入点(步骤S440)。扫描结果可包括扫描到的接入点的服务组识别码、基础服务组识别码、以及信号强度。根据扫描结果，无线通信装置110先从扫描到的接入点中挑选出以存储的信号强度及通量而估计具有最佳通量中的一个(步骤S450)，并决定与挑选的接入点使用相同通信通道的接入点数量(图中标示为NAP_using_same_com_channel)是否大于或等于预定阈值(步骤S460)。
如果与挑选的接入点使用相同通信通道的接入点数量大于或等于预定阈值，则可预期这些使用相同通信通道的接入点之间将存在严重的信号干扰而使得挑选的接入点的通量不佳，因此，所述方法步骤则回到步骤S450，从扫描到的接入点中挑选出估计具有次佳通量中的一个，直到使用相同通信通道的接入点数量不至于过多为止。
接续步骤S460，如果与挑选的接入点使用相同通信通道的接入点数量(图中标示为NAP_using_same_com_channel)小于预定阈值，则无线通信装置110由目前连接的接入点切换至挑选的接入点(步骤S470)，并结束该方法。
需注意的是，本发明所述的选择无线保真网络的方法可让无线通信装置主动检测目前连接的接入点是否处于低通量状态，所以能在与目前连接的接入点失去连线之前，就先由目前连接的接入点切换至其他接入点。此外，在本发明所述的选择无线保真网络的方法中，无线通信装置会从所有可用的接入点中有效率地选择出具有较高通量的接入点以进行接入点的切换，让使用者不再需要手动一个一个选择接入点尝试连线以找出具有较高通量者。因此，可有效节省无线通信装置在选择无线保真网络时所需耗费的电力及时间。
本发明虽以各种实施例公开如上，然而其仅为范例参考而非用以限定本发明的范围，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此上述实施例并非用以限定本发明的范围，本发明的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。

Claims (7)

1.一种无线通信装置，包括：
存储单元，用以存储该无线通信装置先前及目前所连接的多个接入点(Access Point，AP)的信号强度及通量(throughput)；以及
处理器，用以更新已存储的目前连接的接入点的信号强度及通量，以及在检测到目前连接的接入点处于低通量状态时，扫描附近可用的其他接入点，该处理器将依据存储的多个接入点的信号强度及通量判断扫描到的接入点中具有最佳通量的一个，并将该无线通信装置由目前连接的接入点切换至上述具有最佳通量的接入点；
其中上述处理器还针对上述扫描到的接入点的每一个，以上述扫描的结果分别决定使用相同通信通道的一接入点数量，且上述接入点的切换执行于上述扫描到的接入点中被估计具有最佳通量中的一个所对应使用相同通信通道的上述接入点数量低于预定阈值时；
其中若上述扫描到的接入点中被估计具有最佳通量中的一个所对应使用相同通信通道的上述接入点数量不低于预定阈值时，从扫描到的接入点中挑选出估计具有次佳通量中的一个，直到所挑选的接入点所对应使用相同通信通道的上述接入点数量低于上述预定阈值，并切换至上述所挑选的接入点。
2.如权利要求1所述的无线通信装置，其中上述低通量状态藉由决定传输操作的重试次数已超过预定数值而检测得到。
3.如权利要求1所述的无线通信装置，其中上述处理器还将上述扫描到的接入点以上述估计的通量按递减的方式进行排列，以及在上述接入点的切换不成功时，将该无线通信装置由目前连接的接入点切换至上述排列中的下一接入点。
4.如权利要求1所述的无线通信装置，其中上述针对已存储的目前连接的接入点的信号强度及通量所进行的更新被周期性地执行。
5.如权利要求1所述的无线通信装置，其中上述存储单元还存储上述多个接入点的服务组识别码(Service SetID，SSID)与基础服务组识别码(Basic SSID，BSSID)以资辨识上述多个接入点。
6.如权利要求1所述的无线通信装置，其中上述信号强度及通量分别由上述多个接入点的接收信号强度指标(Received Signal Strength Indicator，RSSI)及传输率决定。
7.一种选择无线保真网络的方法，包括：
提供数据库，用以存储无线通信装置先前及目前所连接的多个接入点的信号强度及通量；
在检测到目前连接的接入点处于低通量状态时，扫描附近可用的其他接入点；
依据存储的多个接入点的信号强度及通量判断扫描到的接入点中具有最佳通量的一个；
将该无线通信装置由目前连接的接入点切换至上述具有最佳通量的接入点；以及
针对上述扫描到的接入点的每一个，以上述扫描的结果分别决定使用相同通信通道的一接入点数量，且上述接入点的切换执行于上述扫描到的接入点中被估计具有最佳通量中的一个所对应使用相同通信通道的上述接入点数量低于预定阈值时；
其中若上述扫描到的接入点中被估计具有最佳通量中的一个所对应使用相同通信通道的上述接入点数量不低于预定阈值时，从扫描到的接入点中挑选出估计具有次佳通量中的一个，直到所挑选的接入点所对应使用相同通信通道的上述接入点数量低于上述预定阈值，并切换至上述所挑选的接入点。
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