CN115226183A

CN115226183A - 通信装置及相关的控制方法

Info

Publication number: CN115226183A
Application number: CN202110403294.2A
Authority: CN
Inventors: 廖健宏
Original assignee: Realtek Semiconductor Corp
Current assignee: Realtek Semiconductor Corp
Priority date: 2021-04-14
Filing date: 2021-04-14
Publication date: 2022-10-21

Abstract

本发明披露一种通信装置及相关的控制方法，该控制方法包含以下步骤：控制该通信装置的一无线通信模块使用一第一通道来与一存取点进行通信；检测多个通道以分别产生多个第一品质参数，以产生一第一通道检测结果；自该存取点接收该存取点所检测的一第二通道检测结果，其中该第二通道检测结果包含了该存取点检测该多个通道的至少一部分所分别产生的多个第二品质参数；根据该第一通道检测结果以及该第二通道检测结果以计算出该多个通道的至少一部分的多个最终品质参数；以及根据该多个最终品质参数以决定是否控制该无线通信模块由该第一通道切换至一第二通道。

Description

通信装置及相关的控制方法

技术领域

本发明涉及通信装置。

背景技术

在目前的存取点(Access Point，AP)或是路由器(router)中，在开机的时候会执行一次自动通道选择(Auto Channel Selection，ACS)机制以选择出一个优选的通道来进行后续的无线通信。然而，由于自动通道选择机制只有在存取点或是路由器开机时会执行，再加上存取点或是路由器在开机后并不会常常地重新开机，故存取点或是路由器通常会一直使用同一个通道来进行无线传输。因此，若是存取点或是路由器的周遭环境有所变化，则很有可能会使得此通道的信号品质变差，而此时存取点或是路由器并没有机制可以去选择另一个通道来进行无线通信，因而造成存取点或是路由器的效能降低而无法即时改善。

在包含多个存取点的网状无线网路系统(mesh network)中，每一个存取点必需使用同一个通道来进行连结与通信，然而，由于每一个存取点会因为所在的位置不同而有不同的干扰，例如墙壁或是家具的阻隔，因此，网状无线网路系统所使用的通道对于某些存取点来说可能具有较差的品质，因而导致整体通信品质的下降。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提出一种通信装置，其可以在通信装置操作时执行通道检测以判断出每一个通道的品质，并根据每一个存取点的通道品质来决定出一个适用于网状无线网路系统中所有存取点的通道，以供通信装置选择是否切换至优选的通道来进行无线通信，以解先前技术中所述的问题。

在本发明的一实施例中，披露了一种通信装置的控制方法，其包含有以下步骤：控制该通信装置的一无线通信模块使用一第一通道来与一存取点进行通信；检测多个通道以分别产生多个第一品质参数，以产生一第一通道检测结果，其中该多个通道包含该第一通道；自该存取点接收该存取点所检测的一第二通道检测结果，其中该第二通道检测结果包含了该存取点检测该多个通道的至少一部分所分别产生多个第二品质参数；根据该第一通道检测结果以及该第二通道检测结果以计算出该多个通道的至少一部分的多个最终品质参数；根据该多个最终品质参数以决定是否控制该无线通信模块由该第一通道切换至一第二通道，来与该存取点进行通信。

在本发明的另一实施例中，披露了一种通信装置，其包含有一无线通信模块、一处理器及一通道检测模块。在该通信装置的操作中，该处理器用以控制该无线通信模块来使用一第一通道与一存取点进行通信，且该通道检测模块用以检测多个通道以分别产生多个第一品质参数，以产生一第一通道检测结果，其中该多个通道包含该第一通道。此外，该处理器自该存取点接收该存取点所检测的一第二通道检测结果，其中该第二通道检测结果包含了该存取点检测该多个通道的至少一部分所分别产生多个第二品质参数；以及该处理器根据该第一通道检测结果以及该第二通道检测结果以计算出该多个通道的至少一部分的多个最终品质参数，并根据该多个最终品质参数以决定是否控制该无线通信模块由该第一通道切换至一第二通道，来与该存取点进行通信。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的网状无线网路系统的示意图。

图2为根据本发明一实施例的通信装置的示意图。

图3为通道负载量测的示意图。

图4为噪声直方图量测的示意图。

图5为根据本发明一实施例的通信装置的控制方法的流程图。

具体实施方式

图1为根据本发明一实施例的网状无线网路系统100的示意图。如图1所示，网状无线网路系统100包含了多个存取点，而每一个存取点可以通过无线网路(Wi-Fi)或是有线网路(乙太网路)连接至一或多个终端装置。在图1所示的范例中，网状无线网路系统100包含了三个存取点110、120、130，其中存取点120通过无线或是有线网路连接到终端装置122_1至122_N，而存取点130则通过无线或是有线网路连接到终端装置132_1至132_M。

在网状无线网路系统100中，每一个存取点110、120、130都具有相同的服务集识别码(service set identifier，SSID)，且在采用无线通信时都是使用相同的通道(Wi-Fichannel)。在本实施例中，存取点110作为控制装置，亦即存取点110本身是直接连接到广域网路(Wide Area Network，WAN)，而存取点120、130及终端装置122_1至122_N、132_1至132_M则都会需要通过存取点110以和广域网路进行通信。此外，图1所示的存取点110、120、130是以链状网路的方式来进行连结，亦即存取点130需要通过存取点120才可以与存取点110进行沟通，然而，此一连结方式仅为范例说明，在其他的实施例中，存取点110、120、130可以以星状方式来连结，亦即存取点120、130都可以直接连结到存取点110。

存取点110、120、130中的每一者都有自己的有效信号传输范围，而由于存取点110、120、130所摆放的位置并不相同，因此，每一个存取点110、120、130所遭遇到的干扰并不相同。举例来说，假设网状无线网路系统100中的所有装置都采用Wi-Fi通道‘40’来进行通信，但在存取点130的周边有其他不属于网状无线网路系统100的电子装置也正在使用Wi-Fi通道‘40’且进行高流量的传输，则此时存取点130的通信品质则会被干扰而降低其流通量(throughput)。为了解决上述问题，本实施例提出了一种控制方法，其可以根据每一个存取点所检测到的通道品质来决定出网状无线网路系统100所适合采用的一最佳通道。

具体来说，请先参考图2，其为根据本发明一实施例的通信装置200的示意图，其中通信装置200可以是存取点110、120、130中的任一者。如图2所示，通信装置200包含了一处理器210、一通道检测模块220以及两个无线通信模块230、240。在本实施例中，无线通信模块230可以用来收发位于2.4GHz(十亿赫兹，Gigahertz)的通道的信号，而无线通信模块240可以用来收发位于5GHz的通道的信号。

在通信装置200的操作中，当通信装置200完成开机且已经使用网状无线网路系统100所选择出的一或两个通道之后，处理器210会控制无线通信模块230使用所决定的通道来进行无线传输，或是控制无线通信模块240使用所决定的通道来进行无线传输；或是处理器210控制无线通信模块230使用所决定的一通道来进行无线传输，且控制无线通信模块240使用所决定的另一通道来进行无线传输。而在通信装置200完成上述操作之后，通道检测模块220开始进行即时通道检测，以产生相关的通道资讯，并判断出每一个通道的品质。

具体来说，通道检测模块220本身可以具有一个专属的天线，以使得在无线通信模块230及无线通信模块240进行操作时仍然可以检测每一个通道的相关资讯。在一实施例中，通道检测模块220本身可以是一个无线通信模块，其架构可以类似无线通信模块230、240。在通道检测模块220的操作中，通道检测模块220会周期性地对每一个通道进行检测，例如每隔30秒便接收每一个通道的信号，以产生相关的通道资讯。需注意的是，由于通道检测模块220是被动地接收信号，故上述的“每一个通道”指的是通道检测模块220可以接收到的通道信号。举例来说，通道检测模块220可以检测出每一个通道的一通道负载量测(channel load measurement，CLM)及/或一噪声直方图量测(noise histogrammeasurement，NHM)，其中通道负载量测的方式可参考图3所示，亦即在空闲通道评估(Clearchannel assessment，CCA)时间内计算通道空闲的次数/时间，以判断出若是使用此通道时通信装置200实际可以接收到封包的时间比例；而噪声直方图量测可参考图4，其包含了于一段时间内一通道所接收到的多的内容在能量上的比例，例如背景噪声、所要的接收信号、传送信号、干扰信号…等等这些来自不同来源的能量强度。在上述的例子中，由于通道负载量测可以判断出在使用通道时通信装置200实际可以接收到封包的时间比例，因此可以准确地反映出通信装置200的周围是否有其他的装置正在使用这个通道或是类似的频带(例如，蓝牙装置所使用的2.492GHz至2.480GHz)；另一方面，由于噪声直方图量测可以检测出环境的噪声，因此可以准确地反映出通信装置200周边是否有微波炉或是其他的微波装置在操作。如上所述，以上两个通道资讯可以准确地反映出通道的品质。

接着，在产生每一个通道的通道资讯后，通道检测模块220可以再根据通道资讯以判断出每一个通道的品质。举例来说，通道检测模块220可以计算出如以下表一所示的部分通道的品质参数：

通道	品质参数(％)	CLM(％)	NHM(％)
				36	77	26	20
40	67	16	50
				44	62	39	39
48	56	35	54
				52	59	64	30
56	66	80	12
				60	68	74	12
64	54	92	0
				100	86	13	16
104	75	19	33
				108	74	26	26
112	66	39	31
				116	65	16	54
120	69	11	52
				124	72	25	33
128	60	28	52
				132	70	11	50

表一

需注意的是，以上表一的内容仅是作为范例说明，在实际操作上，通道检测模块220可以产生更多不同种类的通道资讯供产生品质参数使用，且也可以对不同的通道资讯设定不同的权重来计算出品质参数。

如上所述，存取点110、120、130中的每一者都会周期性地决定出每一个通道的品质参数，而在决定出每一个通道的品质参数，作为控制装置的存取点110会取得每一个存取点所计算的品质参数，亦即存取点120会将本身所计算的每一个通道的品质参数传送至存取点110，而存取点130也会通过存取点120将本身所计算的每一个通道的品质参数传送至存取点110。举例来说，存取点110所得到的部分通道的品质参数如以下表二所示：

表二

在取得其他存取点的通道品质参数之后，存取点110便可以根据这些通道品质参数来进行计算，例如平均计算、加权相加、加权平均…等等，以计算出每一个通道的最终品质参数，以供决定出网状无线网路系统100所适合采用的一最佳通道。

在一实施例中，存取点110可以得知其他存取点120、130的连线资讯，并通过这些连线资讯来计算出每一个存取点的权重，并再根据每一个存取点的权重以计算出每一个通道的最终品质参数。举例来说，假设存取点110、120、130的权重分别为W1、W2、W3，且存取点110、120、130所计算的对应到一特定通道的品质参数分别为Q1、Q2、Q3，则该特定通道的最终品质参数Qf可以计算如下：

Qf＝(Q1*W1+Q2*W2+Q3*W3)/(W1+W2+W3)………………………(1)；

举例来说，存取点110所计算出的部分通道的最终品质参数如以下表三所示：

通道	最终品质参数
		36	16.3
40	21.3
		44	28.5
48	27.9
		149	26.2
153	25.8
		157	32.7
161	25.0

表三

关于每一个存取点110、120、130的权重的计算，作为控制装置的存取点110可以根据每一个存取点110、120、130的身份(例如，是否为控制装置)、通过无线网路所连接到的终端装置的数量、通过乙太网路所连接到的终端装置的数量、协助多少存取点将资料传送至存取点110(控制装置)、及/或使用者定义权重…等等，以计算出每一个存取点110、120、130的权重。举一些例子来进行说明，作为控制装置的存取点110可以让权重加上‘3’，而其余存取点120、130则让权重加上‘1’。通过无线网路所连接到的终端装置的数量小于‘3’时，权重增加‘0’；通过无线网路所连接到的终端装置的数量为‘3’至‘8’时，权重增加‘0.25’；通过无线网路所连接到的终端装置的数量大于‘8’时，权重增加‘0.5’。通过乙太网路所连接到的终端装置的数量大于‘0’且小于等于‘3’时，权重增加‘0.2’；通过乙太网路所连接到的终端装置的数量大于‘3’时，权重增加‘0.4’。关于协助多少存取点将资料传送至存取点110(控制装置)，由于存取点120是协助存取点130将资料传送给存取点110(控制装置)，故存取点120需要额外加上存取点130根据所连接到的终端装置所计算出的权重，举例来说，假设存取点120根据所连接到的终端装置所计算出的权重分别为0.2、0.3，则存取点所需要加上的权重为‘0.5’(0.2+0.3＝0.5)。使用者也可以通过终端装置来对存取点110、120、130进行重要性排序，例如，使用者可以设定将存取点110、120、130的权重分别加上‘1.7’、‘1.2’、‘1.2’。

需注意的是，上述关于权重的计算方式仅是作为范例说明，而非是本发明的限制。在其他的实施例中，存取点110、120、130的权重计算可以另外考虑到存取点的其他资讯，例如跳跃数(hop count)或是封包传送路径等等。

在计算出最终品质参数之后，作为控制装置的存取点110中的处理器210判断目前网状无线网路系统100所使用的通道的品质参数是否低于其他通道的品质参数，以决定是否要将无线通信模块230及/或无线通信模块240切换至另一个通道。举例来说，假设目前无线通信模块240使用通道‘149’来与其他的无线装置进行通信，而处理器210判断出通道‘153’具有最佳的品质参数，则存取点110可以通知其他存取点120、130要切换至通道‘153’，并在适当的时间点控制无线通信模块240切换至通道‘153’来与其他的无线装置(即，存取点120、130)进行通信。此外，由于通信装置200在进行通道切换时的操作可以参考IEEE 802.11k的规格书的内容来得到，故相关细节在此不赘述。

需注意的是，由于最终品质参数是考量到所有存取点110、120、130的品质参数所得到的，因此，具有最终品质参数的通道可能不同于存取点110本身所决定的具有最佳品质参数的通道。

需注意的是，存取点110在判断是否要将网状无线网路系统100所使用的通道切换至另一个通道的机制可以有其他几种实施方式：第一，由于存取点110、120、130在进行通道切换时需要较复杂的流程，故存取点110可以目前所使用的通道的品质参数低于一临界值时才通知存取点120、130进行通道切换；第二，存取点110可以在目前所使用的通道的品质参数与最佳品质参数之间的差异高于一临界值时才通知存取点120、130进行通道切换；第三，存取点110判断目前无线通信模块230或是无线通信模块240是否正在与其他无线装置进行大量或是连续性的资料传输，若是无线通信模块230或是无线通信模块240正在忙碌时则暂不进行通道切换。

在另一实施例中，无线通信模块230或是无线通信模块240中的其一可以自通信装置200中移除，而不会影响到本发明的发明精神。

在另一实施例中，存取点110在判断目前有更佳的通道可供无线通信模块230或是无线通信模块240进行切换时，存取点110中的处理器210会先将通道切换的资讯通过无线通信模块230或是无线通信模块240传送给使用者/管理者，以供使用者/管理者参考，而不会直接地进行通道切换。此外，使用者可以根据来自存取点110的通道切换资讯来选择是否指示存取点110来进行通道切换。

图5为根据本发明一实施例的通信装置的控制方法的流程图。同时参考以上实施例所披露的内容，控制方法的流程如下所述。

步骤500：流程开始。

步骤502：网状无线网路系统中的存取点使用第一通道来进行通信。

步骤504：每一个存取点进行通道检测，以决定出每一个通道的品质参数，以得到通道检测结果。

步骤506：作为控制装置的存取点取得其他存取点的通道检测结果。

步骤508：根据每一个存取点的通道检测结果来计算出每一个通道的最终品质参数。

步骤510：判断是否有第二通道的最终品质参数高于第一通道的最终品质参数，若有，流程进入步骤512；若否，流程回到步骤502。

步骤512：在适当的时间点控制网状无线网路系统中的存取点切换至第二通道来进行通信。

简要归纳本发明，在本发明的通信装置及相关的控制方法中，由于作为控制装置的存取点所计算出的每一个通道的最终品质参数是根据每一个存取点的通道检测结果所得到的，故所决定出的最佳通道可以准确地反映出网状无线网路系统的整体因素，因此，本发明可以确保网状无线网路系统在任何时间点都可以使用整体品质优选的通道来进行通信，以提升整体的通信品质。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

【符号说明】

100：网状无线网路系统

110，120，130：存取点

122_1至122_N：终端装置

132_1至132_M：终端装置

200：通信装置

210：处理器

220：通道检测模块

230：无线通信模块

240：无线通信模块

500至512：步骤。

Claims

1.一种通信装置的控制方法，包含有：

控制该通信装置的一无线通信模块使用一第一通道来与一存取点进行通信；

检测多个通道以分别产生多个第一品质参数，以产生一第一通道检测结果，其中该多个通道包含该第一通道；

自该存取点接收一第二通道检测结果，其中该第二通道检测结果包含了该存取点检测该多个通道的至少一部分所分别产生的多个第二品质参数；

根据该第一通道检测结果以及该第二通道检测结果以计算出该多个通道的该至少一部分的多个最终品质参数；

根据该多个最终品质参数以决定是否控制该无线通信模块由该第一通道切换至一第二通道，来与该存取点进行通信。

2.如权利要求1所述的控制方法，其中检测该多个通道以分别产生该多个第一品质参数的步骤是在该无线通信模块使用该第一通道的过程所进行的。

3.如权利要求1所述的控制方法，其中根据该多个最终品质参数以决定是否控制该无线通信模块由该第一通道切换至该第二通道的步骤包含有：

根据该多个最终品质参数来判断该多个通道中是否具有一第二通道，该第二通道的最终品质参数高于该第一通道的最终品质参数；以及

若是该多个通道中具有最终品质参数高于该第一通道的最终品质参数的该第二通道，选择性地控制该无线通信模块使用该第二通道来与无线装置进行通信。

4.如权利要求1所述的控制方法，其中根据该第一通道检测结果以及该第二通道检测结果以计算出该多个通道的该至少一部分的该多个最终品质参数的步骤包含有：

将每一个通道的该第一品质参数与该第二品质参数进行加权计算，以得到每一个通道的最终品质参数。

5.如权利要求4所述的控制方法，另包含有：

根据该通信装置以及该存取点的身份、该通信装置以及该存取点通过无线网路所连接到的终端装置的数量、该通信装置以及该存取点通过乙太网路所连接到的终端装置的数量、协助多少存取点将资料传送至一控制装置、及/或使用者定义权重，以计算出该通信装置以及该存取点的权重。

6.如权利要求1所述的控制方法，其中检测该多个通道以分别产生该多个第一品质参数的步骤包含有：

对该多个通道中每一个通道进行一通道负载量测及/或一噪声直方图量测；以及

根据该通道负载量测及/或该噪声直方图量测的结果以计算出每一个通道的该第一品质参数。

7.如权利要求1所述的控制方法，其中检测该多个通道以分别产生该多个第一品质参数的步骤包含有：

在该无线通信模块使用该第一通道的过程中，使用不同于该无线通信模块的一通道检测模块来检测该多个通道以分别产生该多个第一品质参数。

8.如权利要求1所述的控制方法，其中该通信装置与该存取点是位于一网状无线网路系统中，且该通信装置是为该网状无线网路系统中的一控制装置。

9.一种通信装置，包含有：

一无线通信模块；

一处理器，用以控制该无线通信模块来使用一第一通道与一存取点进行通信；以及

一通道检测模块，用以检测多个通道以分别产生多个第一品质参数，以产生一第一通道检测结果，其中该多个通道包含该第一通道；

其中该处理器自该存取点接收一第二通道检测结果，其中该第二通道检测结果包含了该存取点检测该多个通道的至少一部分所分别产生的多个第二品质参数；以及该处理器根据该第一通道检测结果以及该第二通道检测结果以计算出该多个通道的该至少一部分的多个最终品质参数，并根据该多个最终品质参数以决定是否控制该无线通信模块由该第一通道切换至一第二通道，来与该存取点进行通信。

10.如权利要求9所述的通信装置，其中该通道检测模块检测该多个通道以分别产生该多个第一品质参数的步骤是在该无线通信模块使用该第一通道的过程所进行的。