CN108124264A - 频道选择装置及频道选择方法 - Google Patents
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Abstract
一种频道选择装置及频道选择方法。频道选择装置包含一传输单元、一数据库及一处理器。一传输单元用以接收一第一通讯数据。数据库用以储存一历史数据，历史数据包含一第二通讯数据及一第三通讯数据。一处理器用以依据历史数据以计算一统计数据、一频道探勘数据及一时间探勘数据，将统计数据对应至一第一比例，将频道探勘数据对应至一第二比例，将时间探勘数据对应至一第三比例，并依据统计数据、频道探勘数据及时间探勘数据，以产生一预测频道信息。借以达到避免多台移动装置于传输时产生相互干扰或竞争的功效。
Description
技术领域
本案是有关于一种频道选择装置及频道选择方法。特别是有关于一种可使用于免执照频段的频道选择装置及频道选择方法。
背景技术
一般而言，无线通信系统(例如LTE系统)是运行在一个专用射频(RadioFrequency；RF)频段中，基地台和频道选择装置(如移动电话)之间可透过此专用射频频段进行通信。其中，无线电信商需向政府购买或申请执照，才能获得此专用射频频段的使用权。
在整个传输频谱中，有部分频段是属于免执照频段(Unlicensed Band)，例如政府保留的部分频段。任何人欲使用免执照频段时，无需向政府购买或申请执照。因此，许多无线与移动通信商(例如：WiFi设备业者、蓝芽设备业者、LTE移动通信业者)会使用这些免执照频段，以取得更多的传输频宽。例如，LTE通信系统制定了授权辅助存取(licensed-assisted access；LAA)、增强型授权辅助存取(Enhanced licensed-assisted access；eLAA)等规格，用以规范LTE通信系统于免执照频段的和谐运作。
然而，在使用免执照频段的过程中，一无线通信系统的装置(例如为LTE通信系统)必须与未受此无线通信系统控制的其他装置(例如为Wi-Fi装置)和谐共存。举例而言，当LTE通信系统欲使用免执照或共享频段进行无线通信时，使用相同或不同无线存取技术的其他通信装置也可能欲使用相同的免执照频段，由此可知，多台装置在共用免执照频段时，可能会导致相互干扰或竞争。
因此，如何使频道选择装置有效率地找出免执照频段中通讯品质较佳的频道，已成为本领域相关人员所需解决的问题。
发明内容
为解决上述课题，本案的一方面是提供一种频道选择装置，其特征在于，包含一传输单元、一数据库及一处理器。一传输单元用以接收一第一通讯数据。数据库用以储存一历史数据，历史数据包含一第二通讯数据及一第三通讯数据。一处理器用以依据历史数据以计算一统计数据、一频道探勘数据及一时间探勘数据，将统计数据对应至一第一比例，将频道探勘数据对应至一第二比例，将时间探勘数据对应至一第三比例，并依据统计数据、频道探勘数据及时间探勘数据，以产生一预测频道信息。其中处理器将第一通讯数据与预测频道信息进行比对，并依据一比对结果以调整第一比例、第二比例及第三比例，借以更新预测频道信息。
于一实施例中，其中该传输单元接收通过一基地台或一移动装置所侦测的至少一免执照频段的至少一通讯状态，以使该频道选择装置取得该第一通讯数据、该第二通讯数据及该第三通讯数据。
于一实施例中，其中该处理器用以统计于一时间区间内，一特定信号于至少一免执照频段中进行传输的一时间单位。
于一实施例中，其中该第二通讯数据及该第三通讯数据是于同一时点由一免执照频段所传输，该第二通讯数据包含一第一信号的一第一信号强度，该第三通讯数据包含一第二信号的一第二信号强度，该处理器依据该第一信号强度及该第二信号强度以预测一信号强度数据；其中该频道探勘数据包含该信号强度数据。
于一实施例中，其中该传输单元依序接收到多个信号强度数据，该处理器依据所述多个信号强度数据中的至少一重复部分，以预测一频道占用数据；其中该时间探勘数据包含该频道占用数据。
于一实施例中，其中当该第三比例大于该第一比例及该第二比例，且该第二比例大于该第一比例时，若该处理器无法预测出该频道占用数据时，该处理器将该第三比例累加至该第二比例，再将该第三比例归零。
于一实施例中，其中当该第二比例大于该第一比例及该第三比例，且该第一比例大于该第三比例时，若该处理器无法预测出该信号强度数据时，该处理器将该第二比例累加至该第一比例，再将该第二比例归零。
于一实施例中，其中该传输单元于更新该预测频道信息后，依据该预测频道信息，以建立该传输单元与一基地台之间的一通讯连接。
本案的另一方面是提供一种频道选择方法，其特征在于，包含：接收一第一通讯数据；储存一历史数据，该历史数据包含一第二通讯数据及一第三通讯数据；以及依据该历史数据以计算一统计数据、一频道探勘数据及一时间探勘数据，将该统计数据对应至一第一比例，将该频道探勘数据对应至一第二比例，将该时间探勘数据对应至一第三比例，并依据该统计数据、该频道探勘数据及该时间探勘数据，以产生一预测频道信息；将该第一通讯数据分别与该预测频道信息进行比对，并依据一比对结果以调整该第一比例、该第二比例及该第三比例，借以更新该预测频道信息。
于一实施例中，该频道选择方法还包含：通过侦测至少一免执照频段的至少一通讯状态，以取得该第一通讯数据、该第二通讯数据及该第三通讯数据。
于一实施例中，该频道选择方法还包含：统计一特定信号于至少一免执照频段中进行传输的一时间单位。
于一实施例中，其中该第二通讯数据及该第三通讯数据是于同一时点由一免执照频段所传输，该第二通讯数据包含一第一信号的一第一信号强度，该第三通讯数据包含一第二信号的一第二信号强度，一处理器依据该第一信号强度及该第二信号强度以预测一信号强度数据；其中该频道探勘数据包含该信号强度数据。
于一实施例中，该频道选择方法还包含：依序接收多个信号强度数据，并依据所述多个信号强度数据中的至少一重复部分，以预测一频道占用数据；其中该时间探勘数据包含该频道占用数据。
于一实施例中，其中当该第三比例大于该第一比例及该第二比例，且该第二比例大于该第一比例时，若该处理器无法预测出该频道占用数据时，将该第三比例累加至该第二比例，再将该第三比例归零。
于一实施例中，其中当该第二比例大于该第一比例及该第三比例，且该第一比例大于该第三比例时，若该处理器无法预测出该信号强度数据时，将该第二比例累加至该第一比例，再将该第二比例归零。
于一实施例中，该频道选择方法于更新该预测频道信息的步骤后，还包含：依据该预测频道信息，以建立一通讯连接。
通过上述频道选择装置及频道选择方法可使多台移动装置在共享免执照频段时，通过多种预测方法配合其各自所占比例的调整，以预测免执照频段的通讯品质状态，以有效率地找出免执照频段中通讯品质较佳的频道，使得基地台可指定移动装置选用传输品质较佳的频道，避免多台移动装置于传输时产生相互干扰或竞争的情形。
附图说明
为让本揭示内容的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1为根据本案一实施例绘示的一种传输系统的示意图；
图2为根据本案一实施例绘示的一种频道选择装置的方块图；
图3为根据本案一实施例绘示的一种传输系统的示意图；
图4为根据本案一实施例绘示的一种频道选择方法的流程图；
图5为根据本案一实施例绘示的一种统计数据的示意图；
图6A～图6B为根据本案一实施例绘示的一种频道探勘数据的示意图；以及
图7为根据本案一实施例绘示的一种时间探勘数据的示意图。
具体实施方式
请参阅图1，图1为根据本案一实施例绘示的一种传输系统100的示意图。于一实施例中，传输系统100包含频道选择装置10及基地台20。于一实施例中，频道选择装置10与基地台20之间可建立通讯连接L1。于一实施例中，基地台20可以是一LTE基地台。于一实施例中，传输系统100包含移动装置30～32，移动装置30～32分别可以是平板电脑、笔记型电脑、智能手机或其他具有传输功能的装置。
于一实施例中，移动装置30～32分别可与基地台20进行通讯，移动装置30～32将各自所侦测到的通讯数据传送到基地台20，通讯数据可包含位置信息、信号强度、传输协定(如Wi-Fi传输协定、蓝芽传输协定、Zigbee传输协定)、信号类型(如Wi-Fi信号、蓝芽信号、Zigbee信号、电视信号、无线键盘信号及/或麦克风信号)、传输频道及/或传输频宽等信息。借此，基地台20可汇整接收到的各种通讯数据，并将各种通讯数据传送至频道选择装置10以进行分析，基地台20依据分析结果以指定较佳(较稳定或传输品质较好)的通讯频道给移动装置30～32。于一些实施例中，基地台20自身亦可侦测通讯数据。
请参阅图2，图2为根据本案一实施例绘示的一种频道选择装置10的方块图。频道选择装置10包含数据库11、处理器12及传输单元13。于一实施例中，数据库11可储存于储存装置中，储存装置可被实作为只读记忆体、快闪记忆体、软盘、硬盘、光盘、随身盘、磁带、可由网络存取的数据库或熟悉此技艺者可轻易思及具有相同功能的储存媒体。于一实施例中，处理器12用以执行各种运算并控制频道选择装置10中的各个元件，处理器12可以被实施为微控制单元(microcontroller)、微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(digital signal processor)、特殊应用集成电路(application specific integratedcircuit，ASIC)或一逻辑电路。于一实施例中，传输单元13用以建立通讯连接L1至基地台20，举例来说，传输单元13可以是2G、3G、4G无线网络通讯电路、Wi-Fi无线通讯电路、蓝芽无线通讯电路、LTE无线通讯电路、Ethernet有线网络通讯电路或其他具相等性的网络通讯电路其中一者或其组合。
请参阅图3，图3为根据本案一实施例绘示的一种传输系统300的示意图。图3的传输系统300与图1的传输系统100的不同之处在于，传输系统300包含另一基地台40，基地台40可以是Wi-Fi基地台。基地台40可以与移动装置33～35进行通讯，移动装置33～35将各自所侦测到的通讯数据传送到基地台40，且频道选择装置10与基地台40之间可建立通讯连接L2。借此，Wi-Fi基地台40可汇整接收到的各种通讯数据，并将各种通讯数据传送至频道选择装置10以进行分析，Wi-Fi基地台40可依据分析结果以指定较佳(较稳定或传输品质较好)的通讯频道给移动装置33～35。
请参阅图4，图4为根据本案一实施例绘示的一种频道选择方法400的流程图。
于步骤410中，传输单元13用以接收一第一通讯数据。于一实施例中，基地台20汇整来自移动装置30～32所送出的通讯相关讯息，以汇整出第一通讯数据，基地台20并将第一通讯数据传送到传输单元13。例如，于上午11:00将第一通讯数据传送至传输单元13。
于一实施例中，数据库11用以储存第一通讯数据。此外，数据库11更用以储存一历史数据，历史数据包含一第二通讯数据及一第三通讯数据。历史数据可以为目前时点的前的各种通讯数据，例如，第二通讯数据可以为传输单元13于上午10：00所接收到的数据，第三通讯数据可以为传输单元13于上午9：00所接收到的数据。
于一实施例中，移动装置30～32或基地台20通过侦测至少一免执照频段的至少一通讯状态，传送给传输单元13以让频道选择装置10取得第一通讯数据、第二通讯数据及/或第三通讯数据。
于步骤420中，处理器12用以依据历史数据以计算一统计数据、一频道探勘数据及一时间探勘数据，将统计数据对应至一第一比例，将频道探勘数据对应至一第二比例，将时间探勘数据对应至一第三比例，并依据统计数据、频道探勘数据及时间探勘数据，以产生一预测频道信息。
于一实施例中，第一比例可以预设为20％，第二比例可以预设为35％，第三比例可以预设为45％，换言之，预测频道信息可以由权重为20％的统计数据、权重为35％的频道探勘数据及权重为45％的时间探勘数据以计算而得。然而，本领域具通常知识者应可理解，此处的比例(权重)仅为一示例，其会因实际操作环境而有所不同。于一实施例中，预测频道信息可应用于预测一免执照频段的通讯状态。
以下分别详述统计数据、频道探勘数据及时间探勘数据的计算方式。
请参阅图5，图5为根据本案一实施例绘示的一种统计数据的示意图。于一实施例中，处理器12用以统计于一时间区间内(例如为1秒内)，传输单元13通过至少一免执照频段(例如为2.41GHz、2.42GHz、2.43GHz、2.44GHz、2.45GHz、2.46GHz)以传输多个信号(例如为Wi-Fi信号、蓝芽信号、Zigbee信号)的时间单位数。
于图5中，符号W代表Wi-Fi信号，符号B代表蓝芽信号，符号Z代表Zigbee信号，符号N代表未收到杂讯。于一实施例中，传输单元13通过各个免执照频段传输数据时，会将免执照频段分别有多少个时间单位分别是哪个协定在传输的信息，储存于数据库11中，换言之，处理器12用以统计一特定信号于免执照频段中进行传输的时间单位，例如Wi-Fi信号于2.41GHz的免执照频段中进行传输了5个时间单位，蓝芽信号于2.41GHz的免执照频段中进行传输了8个时间单位，Zigbee信号于2.41GHz的免执照频段中进行传输了7个时间单位，未收到杂讯时的时间单位为0。通过统计这些历史数据，可应用于预测未来的传输情形。
请参阅图6A～图6B，图6A～图6B为根据本案一实施例绘示的一种频道探勘数据的示意图。于一实施例中，图6A～图6B为同一免执照频段(例如为2.41GHz)中的通讯数据，其中，图6A绘示于前一时段(timeslot)所传输的第二通讯数据及第三通讯数据，图6B是绘示基于第二通讯数据及第三通讯数据所预测的当前时段的信号强度数据。其中，频道探勘数据包含此信号强度数据。
于一实施例中，图6A中的通讯数据WS代表Wi-Fi信号的信号强度，通讯数据ZS代表Zigbee信号的信号强度，通讯数据NS代表未收到杂讯时的信号强度，通讯数据BS代表蓝芽信号的信号强度。通讯数据WS、ZS、NS、BS是于前一时段时，由2.41GHz的频道所传输，处理器12依据通讯数据WS、ZS、NS、BS各自代表的信号强度以预测一信号强度数据(如图6B所示)。
换句话说，当前时段的信号强度数据是由至少一前一时段的至少一信号强度以推算出来，例如，前一时段的Wi-Fi信号的信号强度为3、Zigbee信号的信号强度为1、未收到杂讯时的信号强度为0、蓝芽信号的信号强度为2时(如图6A所示)，可预测出当前时段将接收到的Wi-Fi信号的信号强度可能为3、Zigbee信号的信号强度可能为1、未收到杂讯时的信号强度可能为0、蓝芽信号的信号强度可能为2(如图6B所示)。
于一实施例中，数据库11可依序储存多个时段的历史数据，因此，处理器12可参考多个先前时段的历史数据(例如为第1～6个时段，其中，第6个时段的历史数据例如为图6A所示，同理，其第1～5个时段的历史数据亦包含对应各种对应通讯数据的信号强度数据，此处不再赘述)以预测当前时段(例如图6B所示的为第7个时段)的信号强度数据。
请参阅图7，图7为根据本案一实施例绘示的一种时间探勘数据的示意图。于一实施例中，传输单元13于同一频道(如2.41GHz)中依序收到多笔信号强度数据，处理器12依据些信号强度数据中的至少一重复部分，以预测一频道占用数据。其中，时间探勘数据包含频道占用数据。举例而言，如图7所示，处理器12可判断信号强度数据中具有多笔“310”的重复部分，由于一系列的信号传递可能具有重复性的规律，因此，当第N笔信号强度数据的前两笔信号强度数据为“31”时，处理器12预测第N笔信号强度数据将会为“0”。
于一实施例中，处理器12可依据历史数据，判断当信号强度数据被预测为“0”时，此通道可能会是处于未收到杂讯的情况。因此，利用信号强度数据的时序性及重复性，可预测出频道将被占用的状态。
于步骤430中，处理器12将第一通讯数据与预测频道信息进行比对，并依据一比对结果以调整第一比例、第二比例及第三比例。于一实施例中，第一通讯数据为当前收到的通讯数据，用来与预测频道信息进行比对，以判断预测频道信息的正确性，并依据比对结果以调整统计数据、频道探勘数据及时间探勘数据各自所占的比例。例如，预测频道信息被调整为由权重为20％的统计数据、权重为80％的频道探勘数据及权重为0％的时间探勘数据以计算而得。
于一实施例中，统计数据、频道探勘数据及时间探勘数据可各自视为一预测方法，这些预测方法可能因为历史数据的不足，而难以进行预测，因此，可透过调整这些预测方法的比例(权重)，降低难以采用的预测方法的比例，以算出正确性较高的预测频道信息。
于一实施例中，处理器12先依据统计数据、频道探勘数据及时间探勘数据所各自所占的比例由大到小进行排序，并依序判断是否能够进行预测。例如，当统计数据对应的第一比例为20％，频道探勘数据对应的第二比例为35％，时间探勘数据对应的第三比例为45％时，处理器12依据这些比例，将预测方法由大到小排序为：时间探勘数据、频道探勘数据、统计数据，并先判断时间探勘数据是否能被成功预测，若是，则判断频道探勘数据是否能被成功预测，若否，则将时间探勘数据对应的第三比例为45％累加至频道探勘数据对应的第二比例(即，次高的比例)，并归零第三比例，使得各个比例被调整为：第一比例为20％、第二比例为80％及第三比例为0％。
换言之，当第三比例大于第一比例及第二比例，且第二比例大于第一比例时，若处理器12无法预测出频道占用数据时，该处理器将该第三比例累加至该第二比例，再将该第三比例归零。即，若第一比例为20％、第二比例为35％及第三比例为45％时，若占有最大比例的预测方法无法计算出有效的预测数据(例如第三比例所对应的时间探勘数据无法被预测时)，则将此比例(第三比例占45％)累加至次高比例(第二比例占35％)中，使得各个比例被调整为：第一比例为20％、第二比例为80％及第三比例为0％。
于一实施例中，处理器12依据统计数据、频道探勘数据及时间探勘数据所各自所占的比例由大到小进行排序后，判断当第二比例大于第一比例及第三比例，且第一比例大于第三比例，若处理器12无法预测出信号强度数据时，处理器12将第二比例累加至第一比例，再将第二比例归零。举例而言，若第一比例为30％、第二比例为50％及第三比例为20％时，若占有最大比例的预测方法无法计算出有效的预测数据(例如第二比例所对应的信号强度数据无法被预测时)，则将此比例(第二比例占50％)累加至次高比例(第一比例占30％)中，使得各个比例被调整为：第一比例为80％、第二比例为0％及第三比例为20％。
于步骤440中，处理器12用以更新预测频道信息。于一实施例中，处理器12依据调整后的统计数据、频道探勘数据及时间探勘数据各自所占的比例，以产生新的预测频道信息，并将此新的预测频道信息传送到基地台20。基地台20可依据此新的预测频道信息，以指定较佳(较稳定或传输品质较好)的通讯频道给移动装置30～32，例如此新的预测频道信息表示2.41GHz频道将会不被其他信号占用时，基地台20可指定移动装置30使用2.41GHz频道进行传送数据。
通过上述频道选择装置及频道选择方法可使多台移动装置在共享免执照频段时，通过多种预测方法配合其各自所占比例的调整，以预测免执照频段的通讯状态，以有效率地找出免执照频段中品质较佳的频道，使得基地台可指定移动装置选用传输能力较佳的传输数据，避免多台移动装置于传输时产生相互干扰或竞争的情形。
虽然本案已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本案，任何熟悉此技艺者，在不脱离本案的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本案的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (16)
1.一种频道选择装置，其特征在于，包含：
一传输单元，用以接收一第一通讯数据；
一数据库，用以储存一历史数据，该历史数据包含一第二通讯数据及一第三通讯数据；以及
一处理器，用以依据该历史数据以计算一统计数据、一频道探勘数据及一时间探勘数据，将该统计数据对应至一第一比例，将该频道探勘数据对应至一第二比例，将该时间探勘数据对应至一第三比例，并依据该统计数据、该频道探勘数据及该时间探勘数据，以产生一预测频道信息；
其中该处理器将该第一通讯数据与该预测频道信息进行比对，并依据一比对结果以调整该第一比例、该第二比例及该第三比例，借以更新该预测频道信息。
2.根据权利要求1所述的频道选择装置，其特征在于，其中该传输单元接收通过一基地台或一移动装置所侦测的至少一免执照频段的至少一通讯状态，以使该频道选择装置取得该第一通讯数据、该第二通讯数据及该第三通讯数据。
3.根据权利要求1所述的频道选择装置，其特征在于，该处理器用以统计于一时间区间内，一特定信号于至少一免执照频段中进行传输的一时间单位。
4.根据权利要求1所述的频道选择装置，其特征在于，该第二通讯数据及该第三通讯数据是于同一时点由一免执照频段所传输，该第二通讯数据包含一第一信号的一第一信号强度，该第三通讯数据包含一第二信号的一第二信号强度，该处理器依据该第一信号强度及该第二信号强度以预测一信号强度数据；
其中该频道探勘数据包含该信号强度数据。
5.根据权利要求1所述的频道选择装置，其特征在于，该传输单元依序接收到多个信号强度数据，该处理器依据所述多个信号强度数据中的至少一重复部分，以预测一频道占用数据；
其中该时间探勘数据包含该频道占用数据。
6.根据权利要求5所述的频道选择装置，其特征在于，当该第三比例大于该第一比例及该第二比例，且该第二比例大于该第一比例时，若该处理器无法预测出该频道占用数据时，该处理器将该第三比例累加至该第二比例，再将该第三比例归零。
7.根据权利要求4所述的频道选择装置，其特征在于，当该第二比例大于该第一比例及该第三比例，且该第一比例大于该第三比例时，若该处理器无法预测出该信号强度数据时，该处理器将该第二比例累加至该第一比例，再将该第二比例归零。
8.根据权利要求1所述的频道选择装置，其特征在于，该传输单元于更新该预测频道信息后，依据该预测频道信息，以建立该传输单元与一基地台之间的一通讯连接。
9.一种频道选择方法，其特征在于，包含：
接收一第一通讯数据；
储存一历史数据，该历史数据包含一第二通讯数据及一第三通讯数据；以及
依据该历史数据以计算一统计数据、一频道探勘数据及一时间探勘数据，将该统计数据对应至一第一比例，将该频道探勘数据对应至一第二比例，将该时间探勘数据对应至一第三比例，并依据该统计数据、该频道探勘数据及该时间探勘数据，以产生一预测频道信息；
将该第一通讯数据分别与该预测频道信息进行比对，并依据一比对结果以调整该第一比例、该第二比例及该第三比例，借以更新该预测频道信息。
10.根据权利要求9所述的频道选择方法，其特征在于，还包含：
通过侦测至少一免执照频段的至少一通讯状态，以取得该第一通讯数据、该第二通讯数据及该第三通讯数据。
11.根据权利要求9所述的频道选择方法，其特征在于，还包含：
统计一特定信号于至少一免执照频段中进行传输的一时间单位。
12.根据权利要求9所述的频道选择方法，其特征在于，该第二通讯数据及该第三通讯数据是于同一时点由一免执照频段所传输，该第二通讯数据包含一第一信号的一第一信号强度，该第三通讯数据包含一第二信号的一第二信号强度，一处理器依据该第一信号强度及该第二信号强度以预测一信号强度数据；
其中该频道探勘数据包含该信号强度数据。
13.根据权利要求9所述的频道选择方法，其特征在于，还包含：
依序接收多个信号强度数据，并依据所述多个信号强度数据中的至少一重复部分，以预测一频道占用数据；
其中该时间探勘数据包含该频道占用数据。
14.根据权利要求13所述的频道选择方法，其特征在于，当该第三比例大于该第一比例及该第二比例，且该第二比例大于该第一比例时，若该处理器无法预测出该频道占用数据时，将该第三比例累加至该第二比例，再将该第三比例归零。
15.根据权利要求12所述的频道选择方法，其特征在于，当该第二比例大于该第一比例及该第三比例，且该第一比例大于该第三比例时，若该处理器无法预测出该信号强度数据时，将该第二比例累加至该第一比例，再将该第二比例归零。
16.根据权利要求9所述的频道选择方法，其特征在于，于更新该预测频道信息的步骤后，还包含：
依据该预测频道信息，以建立一通讯连接。
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