JP5947839B2

JP5947839B2 - 無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法

Info

Publication number: JP5947839B2
Application number: JP2014148484A
Authority: JP
Inventors: シャオ−チ・チェン
Original assignee: ブリトー・テクノロジー・カンパニー・リミテッド
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2034-07-22
Also published as: CN104333887A; US9414308B2; US20150024769A1; JP2015023582A

Description

本発明は、無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法に関し、特に移動体通信機器の受信品質を向上させることができる方法に関する。

ユーザは、移動体通信機器を使用する場合、基地局を介して無線送信することができる。例えば、携帯電話の基地局が発する３Ｇ信号を介して無線接続を行う。一般的に、移動体通信機器が基地局の通信信号を送受信する際の信号強度は、往々にして外部環境（例えば、内装、機器、壁といった遮蔽物）の影響を受ける。ユーザが移動体通信機器を使用する際の信号強度は、場所によって異なる可能性がある。更には、基地局がカバーする無線ネットワーク空間の範囲における端に位置している場合、移動体通信機器が受信する基地局からの無線ネットワーク信号は一層微弱となる。

従って、ユーザが移動する状態で移動体通信機器を使用した場合、移動体通信機器は、所在地が異なると、受信する基地局の通信強度が変動する。移動体通信機器が受信する無線ネットワーク信号を強化するために、通常、ユーザは自ら移動体通信機器の位置を変えたり、遮蔽物から遠ざけたり、または手動で移動体通信機器の角度を調整したりしなければならない。そのため、ユーザが好ましい受信位置を確定するのは容易ではない。

また、移動体通信機器を別の位置に移動させると、移動体通信機器内蔵のアンテナが移動に伴って附近の基地局の信号を再検索すると共に接続可能な基地局との接続を行う。そのため、移動体通信機器の電力消耗が速いという問題があった。

本発明は、移動体通信機器の受信品質を向上させることができる、無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法を提供することを課題とする。

本発明に係る無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法は、移動体通信機器が受信する信号の品質を向上させることができる。

本発明に係る無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法は、移動体通信機器からの無線ネットワーク装置を制御するための制御信号を受信すると、前記無線ネットワーク装置における処理ユニットは前記制御信号に基づいて前記無線ネットワーク装置におけるアンテナ方向転換制御ユニットを制御するためのコマンドを生成する工程と、複数の基地局から発せられた複数の通信信号を受信する工程と、これら基地局から発せられた通信信号の信号強度を測定することによって、受信信号強度が最大の通信信号を判別する工程と、受信信号強度が最大の通信信号を発する基地局と接続する工程と、受信信号強度が最大の通信信号を発する基地局を介して、移動体通信機器に接続を提供する工程と、を含む。

本発明に係る無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法では、移動体通信機器は、制御信号を介して無線ネットワーク装置と接続される。第１のアンテナは、少なくとも１つの基地局から発せられた通信信号を受信する。処理ユニットは、受信信号強度が最大の通信信号を判別すると共に駆動信号をアンテナ方向転換制御ユニットに対して生成する。アンテナ方向転換制御ユニットは、駆動信号を受信することによって第１のアンテナの方向転換を駆動すると共に、受信信号強度が最大の通信信号を発する基地局との接続を行う。即ち、第１のアンテナの回転角度を制御することを通じて、第１のアンテナに通信信号が最も好ましい基地局との接続を行わせる。その後、第２のアンテナを介して最も好ましい通信信号を移動体通信機器に送信する。これにより、移動体通信機器が受信する通信信号の品質を向上させる。

これにより、従来のネットワーク接続の方法に比べると、本発明に係る無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法は、移動体通信機器内蔵のアンテナにおける基地局からの信号を検索する機能に取って代わることができる。従って、ユーザが移動する状態で移動体通信機器を使用する場合、移動体通信機器内蔵のアンテナによって位置を変えることで好ましい基地局からの信号を検索する必要がなくなり、自動方式により移動体通信機器の受信効果を向上させると共に移動体通信機器の電力を節約することが可能となる。

本発明の第１の実施例に係る無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法の機能ブロック図である。本発明の第１の実施例に係る無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法の工程を示すフローチャートである。本発明の第１の実施例に係る無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法の適用状態を示す図である。

図１は、本発明の第１の実施例に係る無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法の機能ブロック図である。図１に示すように、無線ネットワーク装置１００は、基地局３００に無線接続されると共に、移動体通信機器２００に接続される。無線ネットワーク装置１００は、基地局３００との間で受信又は送信を行うのに用いられる。また無線ネットワーク装置１００は、移動体通信機器２００が生成した制御信号を受信すると共に、移動体通信機器２００との間でデータ信号を送受信するのに用いられる。無線ネットワーク装置１００は、第１のアンテナ１１０、第２のアンテナ１２０、処理ユニット１３０、記憶ユニット１４０及びアンテナ方向転換制御ユニット１５０を含む。第１のアンテナ１１０及び第２のアンテナ１２０は、それぞれ処理ユニット１３０と結合される。処理ユニット１３０は、記憶ユニット１４０と結合される。アンテナ方向転換制御ユニット１５０は、第１のアンテナ１１０及び処理ユニット１３０と結合される。本発明の実施例においては、無線ネットワーク装置１００に焦点を絞って説明することとし、基地局３００及び移動体通信機器２００の装置の機能については、当業者であれば理解することができるものであるため、ここでは詳しい説明を省略する。

無線ネットワーク装置１００は、移動体通信機器２００に接続を提供するのに用いられる。詳しく言えば、無線ネットワーク装置１００は、移動体通信機器２００と基地局３００との間の中継ノード（Ｒｅｌａｙｎｏｄｅ）として、移動体通信機器２００に信号を送信することができる。本発明の実施例において、無線ネットワーク装置１００は、Ｗｉｆｉアクセスポイント（Ｗｉｆｉａｃｃｅｓｓｐｏｉｎｔ）、ブルートゥース（Ｂｌｕｔｏｏｔｈ）接続装置又はその他無線送信機能を有するアクセス装置であってもよいが、本発明はこれに限定されない。

第１のアンテナ１１０は、移動体通信機器２００からのデータ信号を送信するのに用いられるか、又は基地局３００が送信したデータ信号を受信するのに用いられる。本発明の実施例において、第１のアンテナ１１０は、指向性アンテナ（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌａｎｔｅｎｎａ）であるが、当業者であればアンテナアレイ（Ａｎｔｅｎｎａａｒｒａｙ）、全方向性アンテナ（Ｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌａｎｔｅｎｎａ）又はその他アンテナを実施形態としてもよいことを理解することができるため、本発明はこれに限定されない。

第２のアンテナ１２０は、移動体通信機器２００が送信した制御信号又はデータ信号を受信するのに用いられるか、又はデータ信号を移動体通信機器２００に送信するのに用いられる。本発明の実施例において、第２のアンテナ１２０は全方向性アンテナであるが、第２のアンテナ１２０はその他のアンテナを実施形態としてもよいため、本発明はこれに限定されない。また、本発明の実施例において、無線ネットワーク装置１００と移動体通信機器２００との間は、有線方式で接続されてもよい。例えば、移動体通信機器２００は、データケーブルを介して直接無線ネットワーク装置１００と接続されると共に、無線ネットワーク装置１００を介して基地局３００との間で無線接続されて制御信号又はデータ信号を送信する構成としてもよい。

処理ユニット１３０は、無線ネットワーク装置１００に演算処理の機能を提供するのに用いられる。詳しく言えば、無線ネットワーク装置１００が移動体通信機器２００からの制御信号を受信すると、処理ユニット１３０は、第１のアンテナ１１０の方向を調製するようアンテナ方向転換制御ユニット１５０を制御するためのコマンドを生成する。無線ネットワーク装置１００が第１のアンテナ１１０又は第２のアンテナ１２０からのデータ信号を受信すると、又は、無線ネットワーク装置１００がデータ信号を基地局３００若しくは移動体通信機器２００に送信する前に、処理ユニット１３０は、信号又はコードの変換を行う。

例えば、第１のアンテナ１１０は３Ｇ信号の送受信アンテナであり、第２のアンテナ１２０はＷｉｆｉ信号の送受信アンテナである。従って、無線ネットワーク装置１００は、基地局３００からのデータ信号を受信すると、当該３Ｇのデータ信号をＷｉｆｉ信号に変換して送信する。また、変換のプロセスにおいて、処理ユニット１３０は、変換送信のプロセスにおける安全性を強化するために、更にデータ信号を符号化（逆は復号化）することができる。逆に、無線ネットワーク装置１００は、移動体通信機器２００からのデータ信号を受信すると、当該Ｗｉｆｉ信号のデータ信号を３Ｇ信号に変換して送信する。

処理ユニット１３０は更に、第１のアンテナ１１０と基地局３００との間、及び第２のアンテナ１２０と移動体通信機器２００との間の接続がスムーズであるか否かを検知する。もし１つのリンクが切断されると、処理ユニット１３０は、受信したデータ信号を一時的に記憶ユニット１４０に記憶することができる。例えば、無線ネットワーク装置１００と基地局３００との間の接続が中断した場合（例えば、接続するために信号がより強い基地局を再度選択する場合）、移動体通信機器２００と無線ネットワーク装置１００とが依然として接続状態にあるため、無線ネットワーク装置１００は、受信した移動体通信機器２００からのデータ信号を一時的に記憶ユニット１４０に記憶すると共に、無線ネットワーク装置１００と基地局３００との接続が回復してから送信する。逆に、基地局３００と無線ネットワーク装置１００とが接続状態にあり、移動体通信機器２００と無線ネットワーク装置１００との間の接続が中断した場合、無線ネットワーク装置１００は、受信した基地局３００からのデータ信号を一時的に記憶ユニット１４０に記憶し、無線ネットワーク装置１００と移動体通信機器２００との接続が回復してから送信する。

記憶ユニット１４０は、無線ネットワーク装置１００が送信プロセスにおいて必要とする各種情報を記憶するのに用いられる。詳しく言えば、記憶ユニット１４０は、無線ネットワーク装置１００が、検索された基地局３００のデータ及び接続された移動体通信機器２００のデータを記憶することができるようにするものである。上述したデータは、基地局３００又は移動体通信機器２００の信号強度、位置情報、機器情報等であってもよい。例えば、無線ネットワーク装置１００は、記憶ユニット１４０が記憶した基地局位置情報の履歴に基づいて、また無線ネットワーク装置１００自体の位置情報に基づいて、直接接続することができる。また、記憶ユニット１４０は、データ信号の送信プロセスにおいて一時的に記憶する機能を提供するのに用いられる。本発明の実施例において、記憶ユニット１４０は、不揮発性又は揮発性の記憶ユニット（例えばＲＯＭ又はＲＡＭ）として構成されてもよいが、本発明はこれに限定されない。

アンテナ方向転換制御ユニット１５０は、処理ユニット１３０からのコマンドを受信するのに用いられる。従って、アンテナ方向転換制御ユニット１５０は、コマンドに基づいて、第２のアンテナ１２０（指向性アンテナ）の回動方向を制御する。アンテナ方向転換制御ユニット１５０は、モータとして構成されてもよいが、本発明はこれに限定されない。

図２は、本発明の第１の実施例に係る無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法の工程を示すフローチャートである。図３は、本発明の第１の実施例に係る無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法の適用状態を示す図である。以下、図２及び図３を用いて説明する。

工程Ｓ１０１を実行して、移動体通信機器２００からの制御信号を受信する。詳しく言えば、移動体通信機器２００が制御信号を無線ネットワーク装置１００に送信すると、無線ネットワーク装置１００は、第１のアンテナ１１０を介して制御信号を受信すると共に、処理ユニット１３０に伝送する。処理ユニット１３０は、制御信号を受信した後、それに基づいて、アンテナ方向転換制御ユニット１５０を制御するためのコマンドを生成する。これにより、ユーザは、移動体通信機器２００と無線ネットワーク装置１００との無線接続を行うことができる。

実際の適用において、ユーザは、アプリケーションプログラム（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）を介して、移動体通信機器２００に無線ネットワーク装置１００を制御するのに用いられる制御信号を生成させることができる。無線ネットワーク装置１００は、１つの移動体通信機器２００のみと接続することができ、同時に複数の移動体通信機器２００と接続することもできる。また、移動体通信機器２００は、携帯電話、ノートＰＣ又はマルチメディアタブレット等の電子通信機器であってよい。但し、本発明は、移動体通信機器２００の種類及び制御信号の出力方式について限定するものではない。

工程Ｓ１０２を実行して、複数の基地局３００から発せられた複数の通信信号を受信する。詳しく言えば、処理ユニット１３０は、制御信号を受信した後、アンテナ方向転換制御ユニット１５０に対してコマンドを生成する。アンテナ方向転換制御ユニット１５０は、処理ユニット１３０からのコマンドを受信する。これにより、アンテナ方向転換制御ユニット１５０は、コマンドに基づいて第２のアンテナ１２０（指向性アンテナ）の回動方向を制御する。第１のアンテナ１１０は、全方位に回転すると共に、検知信号を発する。次いで、無線ネットワーク装置１００附近に位置する複数の基地局３００は、この検知信号を受信した後、複数の通信信号を発する。その後、第１のアンテナ１１０は、全方位に回転してこれら基地局３００から発せられた複数の通信信号を受信する。

工程Ｓ１０３を実行して、これら基地局３００から発せられた通信信号の受信信号強度（Ｒｅｃｅｉｖｅｄｓｉｇｎａｌｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ、ＲＳＳＩ）を処理ユニット１３０を介して測定することで、受信信号強度が最大の通信信号を判別する。具体的には、第１のアンテナ１１０は、受信した異なる基地局３００からの異なる通信信号を処理ユニット１３０に伝送する。処理ユニット１３０は、通信信号を受信した後、これらの通信信号の受信信号強度の大きさを分析する。処理ユニット１３０は、これらの通信信号の受信信号強度に基づいて、受信信号強度が最大の通信信号を判別する。

工程Ｓ１０４を実行して、受信信号強度が最大の通信信号を発する基地局３００と接続する。具体的には、処理ユニット１３０は、受信信号強度が最大の通信信号の信号強度を判別することを介して、アンテナ方向転換制御ユニット１５０（モータ）をどの回動方向に駆動するかを決定する。即ち、処理ユニット１３０は、最大の通信信号の信号強度を介して基地局３００の方位を判別することができる。その後、処理ユニット１３０は、駆動信号Ｓｄを生成してアンテナ方向転換制御ユニット１５０を駆動する。これにより、アンテナ方向転換制御ユニット１５０は、第１のアンテナ１１０の回動方向を制御することができると共に、第１の通信信号Ｓｍ１を発する基地局３００との間で信号接続を行うことができる。

具体的には、無線ネットワーク装置１００が基地局３００と接続した後、無線ネットワーク装置１００と基地局３００との間に第１の通信経路を形成することで、移動体通信機器２００は、無線ネットワーク装置１００を介して基地局３００との間でデータ信号の送信を行うことができる。移動体通信機器２００は、無線ネットワーク装置１００を介して、送信しようとするデータ信号を第１のデータ信号に変換する。例えば、移動体通信機器２００がＷｉｆｉ信号を送信するデータ信号を無線ネットワーク装置１００に送信した後、無線ネットワーク装置１００は、データ信号を３Ｇ信号である第１のデータ信号に変換して、第１の通信経路経由で、第１のアンテナ１１０から基地局３００に送信する。

工程Ｓ１０５を実行して、処理ユニット１３０が、無線ネットワーク装置１００と基地局３００との間で、受信信号強度が最大の通信信号によって形成された第１の通信経路を介して、データ信号を第２のアンテナ１２０に送信する。詳しく言えば、第１のアンテナ１１０が基地局３００から送信された第１のデータ信号を受信すると、処理ユニット１３０は、第１のデータ信号を第２のデータ信号に変換する。第２のデータ信号は、無線ネットワーク装置１００と移動体通信機器２００とによって形成された第２の通信経路を介して送信される。

第１のデータ信号は、基地局３００から発せられた信号であり、例えば、第３世代（３Ｇ）移動体通信信号、第４世代（４Ｇ）移動体通信信号、ＷｉＭＡＸ又はＬＴＥ等の信号であってもよい。第２のデータ信号は、移動体通信機器２００が受信又は送信する信号であり、Ｗｉ−Ｆｉ信号、ブルートゥース信号（短距離無線伝送信号）等であってもよい。例えば、処理ユニット１３０は、基地局３００から発せられた３Ｇ信号をＷｉ−Ｆｉ信号に変換することができる。その後、処理ユニット１３０は、第２のデータ信号を第２の通信経路経由で第２のアンテナ１２０に送信する。また、第１のアンテナ１１０と第１のデータ信号を発する基地局３００との接続が中断した場合、第２のデータ信号は一時的に記憶ユニット１４０に記憶される。第１のアンテナ１１０と基地局３００との間の接続が回復してから、記憶ユニット１４０が、一時的に記憶された第２のデータ信号を第１のアンテナ１１０に送信する。

工程Ｓ１０６を実行して、移動体通信機器２００が、第２のアンテナ１２０を介して、無線ネットワーク装置１００経由で第１のデータ信号から変換された後の第２のデータ信号を受信する。即ち、無線ネットワーク装置１００は、移動体通信機器２００との間で第２の通信経路を介して無線接続を行うことができる。第２のアンテナ１２０は、全方向性アンテナであってもよい。移動体通信機器２００は、第２のアンテナ１２０を介して無線ネットワーク装置１００との間で無線接続を行うとと共に、第２のデータ信号を送受信することができる。また、ネットワーク接続の品質を更に安定化させるために、第２のアンテナ１２０は、指向性アンテナであってもよく、無線ネットワーク装置１００は、他のアンテナ方向転換制御ユニット（図示せず）を介して第２のアンテナ１２０の回動方向を駆動することができる。これにより、第２のアンテナ１２０と移動体通信機器２００との間の接続品質がより安定化する。

また、第２のアンテナ１２０と移動体通信機器２００との接続が中断した場合、第１のデータ信号の情報は一時的に記憶ユニット１４０に記憶される。第２のアンテナ１２０と移動体通信機器２００との間の接続が回復してから、記憶ユニット１４０が、一時的に記憶された第１のデータ信号の情報を基地局３００に送信する。

このように、本発明に係る無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法では、移動体通信機器は、制御信号を介して無線ネットワーク装置と接続される。第１のアンテナは、少なくとも１つの基地局から発せられた通信信号を受信する。処理ユニットは、受信信号強度が最大の通信信号を判別すると共に駆動信号をアンテナ方向転換制御ユニットに対して生成する。アンテナ方向転換制御ユニットは、駆動信号を受信することによって第１のアンテナの方向転換を駆動すると共に、受信信号強度が最大の通信信号を発する基地局との接続を行う。即ち、第１のアンテナの回転角度を制御することを通じて、第１のアンテナに通信信号が最も好ましい基地局との接続を行わせる。その後、第２のアンテナを介して最も好ましい通信信号を移動体通信機器に送信する。これにより、移動体通信機器が受信する通信信号の品質を向上させる。

以上は本発明の実施例に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。当業者が本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく行った変更及び修正等の等価の変換も本発明の特許請求の範囲に含まれる。

１００無線ネットワーク装置
１１０第１のアンテナ
１２０第２のアンテナ
１３０処理ユニット
１４０記憶ユニット
１５０アンテナ方向転換制御ユニット
２００移動体通信機器
３００基地局

Claims

移動体通信機器からの無線ネットワーク装置を制御するための制御信号を受信すると、前記無線ネットワーク装置における処理ユニットは前記制御信号に基づいて前記無線ネットワーク装置におけるアンテナ方向転換制御ユニットを制御するためのコマンドを生成する工程と、
複数の基地局から発せられた複数の通信信号を受信する工程と、
前記複数の基地局から発せられた前記複数の通信信号の信号強度を測定することによって、受信信号強度が最大の前記通信信号を判別する工程と、
前記受信信号強度が最大の前記通信信号を発する前記基地局と接続する工程と、
前記受信信号強度が最大の前記通信信号を発する前記基地局を介して、前記移動体通信機器に接続を提供する工程と、
を含むことを特徴とする無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法。
前記複数の通信信号は第１のアンテナを介して受信され、前記複数の通信信号の信号強度は処理ユニットを介して測定されることを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法。
前記第１のアンテナは、指向性アンテナであることを特徴とする請求項２に記載の無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法。
前記複数の基地局から発せられた前記複数の通信信号を受信する工程は、前記第１のアンテナが前記複数の基地局から前記複数の通信信号を受信するように、前記処理ユニットが前記第１のアンテナの方向転換を制御する工程を含むことを特徴とする請求項３に記載の無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法。
前記受信信号強度が最大の前記通信信号を発する前記基地局を介して、前記移動体通信機器に接続を提供する工程は、
前記処理ユニットが、データ信号を第２のアンテナに送信する工程と、
前記移動体通信機器が、前記受信信号強度が最大の前記通信信号を発する前記基地局を介して送信された前記データ信号を、前記第２のアンテナを介して受信する工程と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法。
前記移動体通信機器は、アプリケーションプログラムを介して前記制御信号を生成すると共に出力することを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法。
前記第１のアンテナと、前記受信信号強度が最大の前記通信信号を発する前記基地局との間に第１の通信経路を形成することを特徴とする請求項２に記載の無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法。
前記第２のアンテナと、前記移動体通信機器との間に第２の通信経路を形成することを特徴とする請求項５に記載の無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法。
前記第１のアンテナと前記受信信号強度が最大の前記通信信号を発する前記基地局との接続が中断した場合、前記移動体通信機器が送信した第２のデータ信号が、一時的に記憶ユニットに記憶されることを特徴とする請求項７に記載の無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法。
前記第２のアンテナと前記移動体通信機器との接続が中断した場合、第１のデータ信号が一時的に記憶ユニットに記憶されることを特徴とする請求項８に記載の無線ネットワーク装置によるネットワーク接続を制御する方法。