CN104796931A - 无线网络系统及其基站连线方法 - Google Patents

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Abstract

一种无线网络系统及其基站连线方法。无线网络系统包含移动装置以及第一基站。移动装置计算移动装置的移动速度。第一基站广播第一基站的速度阈值信息。移动装置自该第一基站接收速度阈值信息，并于判断移动速度符合速度阈值信息后，与第一基站连线。

Description

无线网络系统及其基站连线方法
技术领域
本发明系关于一种无线网络系统及其基站连线方法；更具体而言，本发明的无线网络系统及其基站连线方法利用移动装置的速度决定是否建立连线。
背景技术
传统无线网络架构中，主要系由巨型蜂窝(Macro Cell)基站主导网络资源的分配，并利用分散的多个微型蜂窝(Small Cell)基站分担使用者连线。具体而言，巨型蜂窝基站通常具有较高的运算能力及较广的通讯范围，惟当巨型蜂窝基站通讯范围内的使用者数量大幅增加时，仅靠单一巨型蜂窝基站处理全部的连线管理，将容易造成整体网络使用效率低落，因此，便透过微形单元基站的配置，以减轻巨型蜂窝基站的工作负载。
详言之，虽微型蜂窝基站的运算能力较低且通讯范围较小，然而由于其布建成本较低，因此，可透过大量设置于使用者较密集处的方式，供使用者直接连线利用，如此一来，便可减轻巨型蜂窝基站的负担，进而提升整体网络使用效率。
惟现有技术中，在微型蜂窝基站的通讯范围较小的限制下，当网络内的使用者具有较高移动速度时，将会因短时间内经过多个微型蜂窝基站产生频繁的切换(Handover)，进而造成网络连线处理的负担。
更者，使用者于高速移动时，需针对不同的微型蜂窝基站进行信号强弱的量测，并同时将量测结果以及使用者移动信息回报基站，藉以判断是否进行网络连线。惟透过此种方式，使用者将耗费过多资源于量测及回报不适合连线的基站，基站亦须额外针对使用者移动信息预测使用者移动路线，如此将导致网络使用效率大幅降低。
综上所述，目前的无线网络架构仍无法稳定地对不同移动速度的使用者维持连线。据此，如何于异质无线网络中，针对各种移动速度的使用者，有效率且正常地建立连线，以改善现有技术的缺点，乃业界亟需努力的目标。
发明内容
本发明的主要目的系提供一种用于无线网络系统的基站连线方法。无线网络系统包含移动装置以及第一基站。基站连线方法包含：(a)令移动装置计算移动装置的移动速度；(b)令第一基站广播(broadcast)第一基站的速度阈值信息。其中，速度阈值信息包含速度阈值上限值；(c)令移动装置自第一基站接收速度阈值信息；(d)令移动装置判断移动速度系小于速度阈值上限值；(e)令移动装置根据步骤(d)的结果，与第一基站连线。
为完成前述目的，本发明又提供一种无线网络系统，包含移动装置以及第一基站。移动装置计算移动装置的移动速度。第一基站广播第一基站的速度阈值信息。其中，速度阈值信息包含速度阈值上限值。移动装置自第一基站接收速度阈值信息，并于判断移动速度系小于速度阈值上限值后，与第一基站连线。
参阅图式及随后描述的实施方式后，所属技术领域具有通常知识者可更了解本发明的技术手段及具体实施态样。
附图说明
图1A系本发明第一实施例的无线网络系统的示意图；
图1B系本发明第一实施例的移动装置的方块图；
图2系本发明第二实施例的移动装置计算速度的示意图；
图3系本发明第三实施例的基站连线方法的流程图；以及
图4系本发明第四实施例的基站连线方法的流程图。
附图标记说明
1  无线网络系统
11  移动装置
111 处理单元
113 收发器
13  第一基站
130 速度阈值信息
15a、15b、15c 第二基站
fa、fb、fc 频率值
Fref 参考频率值
SHIFTa、SHIFTb、SHIFTc 频率偏移值
V1 移动速度
VU 速度阈值上限值
VL 速度阈值下限值
具体实施方式
以下将透过本发明的实施例来阐释本发明。然而，该等实施例并非用以限制本发明需在如实施例所述的任何环境、应用程式或方式方能实施。因此，以下实施例的说明仅在于阐释本发明，而非用以限制本发明。在以下实施例及图式中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示，且绘示于图式中的各元件之间的尺寸关系仅为便于理解，而非用以限制为实际的实施比例。
请同时参考图1A-1B。图1A本发明第一实施例的一无线网络系统1的示意图，无线网络系统1包含一移动装置11以及一第一基站13。图1B系本发明第一实施例的移动装置11的方块图，移动装置11包含一处理单元111以及一收发器113。本发明基站连线的过程将于下文中进一步阐述。
首先，移动装置11的处理单元111先计算移动装置11本身的一移动速度V1。接着，移动装置11的收发器113于移动并接近第一基站13的同时，接收第一基站13广播(broadcast)的一速度阈值信息130。其中，速度阈值信息130包含一速度阈值上限值VU，表示第一基站13可服务的移动装置的速度上限。
随后，移动装置11的处理单元111便可判断其本身的移动速度V1有无超过第一基站13所要求的速度阈值上限值VU。若无超过，表示移动装置11的移动速度V1是在第一基站13可稳定服务的能力范围内，则移动装置11透过收发器113与第一基站13连线。
相反地，若移动装置11的移动速度V1超过第一基站13所要求的速度阈值上限值VU，表示移动装置11的移动速度V1不在第一基站13可稳定服务的能力范围内，则移动装置11不与第一基站13连线，以避免后续连线不稳定，并降低切换的次数。
须特别说明者，于其他实施态样中，速度阈值信息130更可包含一速度阈值下限值VL，表示第一基站13可服务的移动装置的速度下限，而移动装置11的处理单元111可同时判断移动速度V1是否介于速度阈值上限值VU以及速度阈值下限值VL之间，俾后续判断是否与第一基站13连线。惟其并非用以限制速度阈值的实施方式，本领域技术人员应透过本发明前述内容，轻易理解速度阈值信息系用以规范基站的可接受速度范围。
请参考图2，其系本发明第二实施例的移动装置11计算速度的示意图。须特别说明者，第二实施例中与先前实施例的架构相同，因此符号相同的元件功能亦同，于此不再赘述。而第二实施例主要系用以例示移动装置11如何利用多个基站完成速度的估测。
首先，移动装置11的收发器113自多个第二基站15a、15b、15c接收相对于一基准频率值(未绘示)的多个频率值fa、fb、fc。其中，基准频率值系无线网络环境统一规范使用的频率，频率值fa、fb、fc系移动装置11实际自第二基站15a、15b、15c接收的频率信息。
接着，移动装置11的处理单元111计算频率值fa、fb、fc的一参考频率值Fref，并进一步计算频率值fa、fb、fc与参考频率值Fref的多个频率偏移值SHIFTa、SHIFTb、SHIFTc。其中，频率偏移值SHIFTa、SHIFTb、SHIFTc分别为频率值fa、fb、fc与参考频率值Fref的差值。
随后，移动装置11的处理单元111自频率偏移值SHIFTa、SHIFTb、SHIFTc中，挑选一最适频率偏移值。于第二实施例中，最适频率偏移值系SHIFTb。最后，移动装置11的处理单元111便根据最适频率偏移值SHIFTb以及参考频率值Fref，利用多普勒效应(Doppler Effect)公式计算移动速度V1。
更进一步来说，根据多普勒效应的公式将最适频率偏移值SHIFTb对应的频率值fb带入f’，光速(即电磁波在介质中行进速度)带入v，第二基站15b的移动速度(即为0)带入Vs，基准频率值带入f，如此便可求得移动装置11的移动速度V1。
须特别说明，第二实施例中，参考频率值Fref的较佳实施态样可为频率值fa、fb、fc的一平均频率值，而最适频率偏移值的较佳实施态样可为频率偏移值SHIFTa、SHIFTb、SHIFTc中的一最大频率偏移值。惟其并非用以限制本发明参考频率值以及最适频率偏移值的实施态样。
另外，由于移动装置移动方向与基站间的所产生的夹角越接近0度(或180度)，表示移动装置的移动方向越直接朝向(或远离)基站，此时移动装置与基站间具有越大频率偏差值，有利于多普勒效应计算速度的精确度。因此，前述本发明的方法主要系于多个基站中，挑选与平均频率的频率偏差值最大的基站的频率做为多普勒效应的计算的基础，以提升移动装置速度计算的精准度。
本发明的一第三实施例系为一基站连线方法，其流程图请参考图3。第三实施例的方法系用于一无线网络系统(例如前述实施例的无线网络系统1)。无线网络系统包含一移动装置以及一第一基站。第三实施例的详细步骤如下所述。
首先，执行步骤301，令移动装置计算移动装置的一移动速度。执行步骤302，令第一基站广播第一基站的一速度阈值信息。其中，速度阈值信息包含一速度阈值上限值。执行步骤303，令移动装置自第一基站接收速度阈值信息。接着，执行步骤304，令移动装置判断移动速度是否小于速度阈值上限值。
若是，执行步骤305，令移动装置与第一基站连线。若否，执行步骤306，令移动装置判断不与第一基站建立连线。同样地，于其他实施态样中，速度阈值信息更可包含一速度阈值下限值，表示第一基站可服务的移动装置的速度下限，移动装置亦可同时判断移动速度是否介于速度阈值上限值以及速度阈值下限值之间，俾后续判断是否与第一基站连线。
本发明的一第四实施例系为一基站连线方法，其流程图请参考图4。第四实施例的方法系用于一无线网络系统(例如前述实施例的无线网络系统1)。无线网络系统包含一移动装置以及一第一基站。第四实施例的详细步骤如下所述。
首先，执行步骤401，令移动装置自多个第二基站接收相对于一基准频率值的多个频率值。执行步骤402，令移动装置计算多个频率值的一参考频率值。执行步骤403，令移动装置计算多个频率值与参考频率值的多个频率偏移值。执行步骤404，令移动装置自多个频率偏移值中挑选一最适频率偏移值。
接着，执行步骤405，令移动装置根据最适频率偏移值以及参考频率值，利用多普勒效应计算移动装置的一移动速度。而于计算出移动装置的移动速度后，便可执行步骤406，令第一基站广播第一基站的速度阈值信息。其中，速度阈值信息包含一速度阈值上限值以及一速度阈值下限值。执行步骤407，令移动装置自第一基站接收速度阈值信息。
接着，执行步骤408，令移动装置判断移动速度是否介于速度阈值上限值与速度阈值下限值之间。若是，执行步骤409，令移动装置与第一基站连线。若否，执行步骤410，令移动装置判断不与第一基站建立连线。
综上所述，本发明的无线网络系统及其基站连线方法，可在移动装置无GPS硬件设置的情况下，准确地利用多个基站的频率信号计算本身的移动速度，并进一步透过基站广播的可接受速度服务范围信息，由移动装置本身直接判断是否需与基站进行连线，如此一来，便可更稳定且有效率地与适合的基站进行连线，以解决先前技术的缺点。
惟上述实施例仅为例示性说明本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技艺的人士可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以申请专利范围为准。

Claims (20)

1.一种用于一移动装置的基站连线方法，包含：
(a)令该移动装置计算该移动装置的一移动速度；
(b)令该移动装置自一第一基站接收一速度阈值信息，其中，该速度阈值信息包含一速度阈值上限值；
(c)令该移动装置判断该移动速度系小于该速度阈值上限值；
(d)令该移动装置根据步骤(c)的结果，与该第一基站连线。
2.如权利要求1所述的基站连线方法，其特征在于，该速度阈值信息更包含一速度阈值下限值，步骤(c)更包含：
(c1)令该移动装置判断该移动速度系介于该速度阈值上限值以及该速度阈值下限值之间。
3.如权利要求1所述的基站连线方法，其特征在于，步骤(a)更包含：
(a1)令该移动装置自多个第二基站，接收相对于一基准频率值的多个频率值；
(a2)令该移动装置计算该等频率值的一参考频率值；
(a3)令该移动装置计算该等频率值与该参考频率值的多个频率偏移值；
(a4)令该移动装置自该等频率偏移值中，挑选一最适频率偏移值；
(a5)令该移动装置根据该最适频率偏移值以及该参考频率值，利用多普勒效应(Doppler Effect)计算该移动速度。
4.如权利要求3所述的基站连线方法，其特征在于，该参考频率值为该等频率值的一平均频率值。
5.如权利要求3所述的基站连线方法，其特征在于，该最适频率偏移值为该等频率偏移值中的一最大频率偏移值。
6.一种用于一无线网络系统的基站连线方法，该无线网络系统包含一移动装置以及一第一基站，该基站连线方法包含：
(a)令该移动装置计算该移动装置的一移动速度；
(b)令该第一基站广播(broadcast)该第一基站的一速度阈值信息，其中，该速度阈值信息包含一速度阈值上限值；
(c)令该移动装置自该第一基站接收该速度阈值信息；
(d)令该移动装置判断该移动速度系小于该速度阈值上限值；
(e)令该移动装置根据步骤(d)的结果，与该第一基站连线。
7.如权利要求6所述的基站连线方法，其特征在于，该速度阈值信息更包含一速度阈值下限值，步骤(d)更包含：
(d1)令该移动装置判断该移动速度系介于该速度阈值上限值以及该速度阈值下限值之间。
8.如权利要求6所述的基站连线方法，其特征在于，步骤(a)更包含：
(a1)令该移动装置自多个第二基站，接收相对于一基准频率值的多个频率值；
(a2)令该移动装置计算该等频率值的一参考频率值；
(a3)令该移动装置计算该等频率值与该参考频率值的多个频率偏移值；
(a4)令该移动装置自该等频率偏移值中，挑选一最适频率偏移值；
(a5)令该移动装置根据该最适频率偏移值以及该参考频率值，利用多普勒效应(Doppler Effect)计算该移动速度。
9.如权利要求8所述的基站连线方法，其特征在于，该参考频率值为该等频率值的一平均频率值。
10.如权利要求8所述的基站连线方法，其特征在于，该最适频率偏移值为该等频率偏移值中的一最大频率偏移值。
11.一种移动装置，包含：
一处理单元，用以计算该移动装置的一移动速度；
一收发器，用以自一第一基站接收一速度阈值信息，其中，该速度阈值信息包含一速度阈值上限值；
其中，该处理单元更用以于判断该移动速度系小于该速度阈值上限值后，透过该收发器与该第一基站连线。
12.如权利要求11所述的移动装置，其特征在于，该速度阈值信息更包含一速度阈值下限值，该处理单元更用以于判断该移动速度系介于该速度阈值上限值以及该速度阈值下限值之间后，透过该收发器与该第一基站连线。
13.如权利要求11所述的移动装置，其特征在于，该收发器更用以自多个第二基站，接收相对于一基准频率值的多个频率值，该处理单元更用以：
计算该等频率值的一参考频率值；
计算该等频率值与该参考频率值的多个频率偏移值；
自该等频率偏移值中挑选一最适频率偏移值；
根据该最适频率偏移值以及该参考频率值，利用多普勒效应(Doppler Effect)计算该移动速度。
14.如权利要求13所述的移动装置，其特征在于，该参考频率值为该等频率值的一平均频率值。
15.如权利要求13所述的移动装置，其特征在于，该最适频率偏移值为该等频率偏移值中的一最大频率偏移值。
16.一种无线网络系统，包含：
一移动装置；以及
一第一基站；
其中，该移动装置计算该移动装置的一移动速度，该第一基站广播(broadcast)该第一基站的一速度阈值信息，该速度阈值信息包含一速度阈值上限值，该移动装置自该第一基站接收该速度阈值信息，并于判断该移动速度系小于该速度阈值上限值后，与该第一基站连线。
17.如权利要求16所述的无线网络系统，其特征在于，该速度阈值信息更包含一速度阈值下限值，该移动装置更于判断该移动速度系介于该速度阈值上限值以及该速度阈值下限值之间后，与该第一基站连线。
18.如权利要求16所述的无线网络系统，其特征在于，该移动装置更：
自多个第二基站接收相对于一基准频率值的多个频率值；
计算该等频率值的一参考频率值；
计算该等频率值与该参考频率值的多个频率偏移值；
自该等频率偏移值中，挑选一最适频率偏移值；
根据该最适频率偏移值以及该参考频率值，利用多普勒效应(Doppler Effect)计算该移动速度。
19.如权利要求18所述的无线网络系统，其特征在于，该参考频率值为该等频率值的一平均频率值。
20.如权利要求18所述的无线网络系统，其特征在于，该最适频率偏移值为该等频率偏移值中的一最大频率偏移值。
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