TW200941825A - Method for generating optimal communication direction - Google Patents

Description

200941825 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 進而提升通 本發明係有關於一種產生較佳通訊方向 訊品質。 °<方法 【先前技術J 内的;r;而===用；線來掃_圍 © ❹ 智慧型天線的波束形成(beamf〇rmin )示音二閱圖—，圖一係繪不 來源方向，f Θ圖中的虛線為訊號 部份指财f益較大的 處)指向雜郷。f知產生波束形成的步^特別疋零陷㈣1) 演算ΪΪίί雜㈣號的扣，的 (2)在這些接收訊號中再分 雜訊的方肖，在㈣峨為得知訊號和 ⑺依據上述步驟⑴與(2)，產生波束形成。 線會使得成^大:提^的移動裝置間的無線通訊來說，智慧型天 法，=解嘴係在於提供-種產生較佳通訊方向之方 【發明内容】 本發明之一筋藏太认垣 可用在移動可&二牷供—種產生較佳通訊方向之方法，其 裝置間、錢端和移動裝置間，尤其是當使用在系統 200941825 端和移動裝署pg 斗么 務用戶微目提高其服 -通:置丄本發明之，包含下列步驟：（a)定位第 二位置；（e)連結第—位2 位第二通訊裝置，以得到第 第-_裝置之J :位J :，到相對方向；(d)根據 於相對方向*第—夫老、定義第—參考方向；的計算介 度，將第—通H向間之第一角度；以及(0根據第一角 朝向較佳it訊^進行通目訊方向碰。藉此，第—通訊裝置即可 第二位置，J : 置；(b)定位第二通訊裝置，以得到 位置與第二^通號強度分佈圖；（骑結第一 天線的場型，Ϊ義向；（d)根據第—觀裝置之第- 角度之接收訊號傳：;Sf;第及對應第-ί訊S;收 整第三通訊裝置^通訊方向==诚分佈圖’調 通訊方向進行通訊。n誠’第二通喊置即可朝向較佳 根據具體實施例，本㈣之方法包含下列 ί::ί裝f二Ϊ到第一位置，定位第二通訊裝置，以ί: 據第一通訊裝置之第一天線的場 （)根 介於相對方向與第-參考方向二第H g方向算 第~角度以及第-天線的場型傳送!第角Ui:树置將 度以及第一天線的場型==^^ 束‘向第-天線的主波束範圍内。藉此，第—通訊裝置=朝= 6 200941825 較彳土通Λ方向進行通訊。 、關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖 式得到進一步的瞭解。 【實施方式】 現今移動裝置在天線的使用朝多天線發展，以現有的 802.11a/b/g而言，一般都具有兩支天線。而在下一代標準 802·11η更疋可使用3支以上的天線。於本發明中，移動裝置可 用全向性和指向性的天線場型來互搭，如以二支天線為例，其中 ❹一支可用全向性場型，另一支可用指向性場型。 、 =參=二以及圖三。圖二絲示通訊系統i之功能方塊 圖。圖二係繪示圖二中通訊裝置A之功能方塊圖。 如圖二所示，通訊线i包含通减置A以及通訊裝置B， =裝置A可與通訊裝置B進行無線通訊，即互相傳送信

農莖。 WlU 示，通訊裝置A包含控制11 1G、減應11 12、益

Hi 定減組16、記憶單元18。控制㈣再和裝置 數位助理等)的系統硬體連結(未顯示）。此外，ϊΐ

=1G連結顯示器2°。顯示器2g可用以顯示較S 圖二箭頭所指之北方N所示，由於磁北 方，如 度，因此若知道磁北方即可推知地理北方以下^目^角 場型pattern)之方位及定義參考方向。無線通訊模組^為^ 動產生較佳通訊方向的方法。定組14提供自 組。記鮮元18主嫌轉天__料。 7 200941825 本結構與通雜置八她，在妨再贅述。 定義圖峨會示天線場型及由轴感應器12 主波束定義鱗:^=„圖。°圖五係㈣由場型或 佔的’场場型在肖度φ(指向性天線駐波束寬度所 Α方h為天線場型中增益值較大的區段。圖四中的的χ,、Υ， 於軸’該方向座標軸系統係由軸應器所定義，由 兮古二疋義之北方為地球磁北(可轉換為地理北方），因此 〇 ΐ天:系統(絕對地理座標）；此外，根 Ρ左墓、^之主波束可叱義一個參考方向座標轴，由於主波束4 對(正面)方向不同而相對應的改變，且通訊裝i 座㈣碰if i線ΐ型之主波束之方位並非相同，因此參考方向 二，、為相對座標且非單一。舉例來說，假設通訊裝置之 、士二=面）朝向*方時，其域祕指向西方，當通訊裝置順 方。9〇度至東方時’ &主波束亦會隨著順時鐘旋轉90度而 哭新2 = ’由於主波束a之方位指向地理北方，因此軸感應 I枝A的方向座標辩統與域束定義 ^ ❹=目同(方位相同）。此外，圖五係繪製圖四之之主波束== ^轉至主波束b與主波束e之方位之示意圖，造成該不同方向 J因^^不一定一直朝向某一特定方向，尤其是對移動裝 置(mobile device)來說’其方向可能會常常改變。 換句話說’由於地理北方係為絕對座標系統，任 應器之通贿置除可感縣权域束之方射卜，亦可扮H 束與地理北方之相對方位或域束之方位；此時，若該通訊晋 可知其他職裝置之主波权綠及與減位置，财 ^ 對位置適當地旋轉該通訊裝置或兩方通訊裝置以使雙方之主波束 200941825 之方位係朝向彼此，即為一較佳之通訊方位。 如Ζ組16來轉，定倾組16例 二( 0麵1ng System)定位絕對位置，絕對位 置二一侍知，即可算出雙方之相對位置，·此外亦可從系统端亩接 計异雙方之相對位置，再將位置資訊傳送至雙方。〃、、 現今移動裝置在天線的使用朝多天線發 更 帛3扣上的天線。於本發日种，鶴裝i可 Ο ❹ 一支可用全向性翻，另—支可用指祕場型。^中 差二方向座標軸系統參考方向座標軸 和通:六係身示兩指向性場型間的參考方向座標轴 ^訊方向的不思圖。圖六中的場型(或主波 ° Xa，' gΑ之軸感應器12所域，Χα，，與Υα，，為通;

之場型t軸，該參考方向座標軸係由通訊裝置Α 主波束d之方位所決定。因此，藉由地理北方N或γ I 理六所示，細_西南方）。^ 晉標㈣統，财向座標㈣統係由通訊裳 Hi if器12所絲，ΧΒ，，、Υβ,，為通訊襄置Β之參考方向 ί=所ίί考方向座標軸係由通訊、裝置Β之場型(或主波束)d HI決疋。因此，藉由地理北方N或Yb，軸可決定場型d之 f位(如圖六所示’大概係指向北方）。此外，由定位模组16所定 位置(如座標中心〇,及〇)可算出通訊裝置A和‘= 通詈’例如’通訊裝置A係位於通訊裝置B之西北方或 通甙裝置B係位於通訊裝置A之東南方。 當场型d'與d之方位與雙方之相對位置皆得知後，使場型a 9 200941825 與d相對彼此，即為麵4、g a ^ 落於相對方祝方向。亦即，使場型d，與d之方位 方向而與參考方向座’通絲置产會計算介於相對 據角度δ，，將通訊^ Α 3之角度δ’。藉此，使用者僅需根 質。圖六中的場型相對方向而，調整，即可提升通訊品 度δ，可顯示於通訊裝置 通^向研斤對的方向。此外，角 1Α之顯不盗上，以方便使用者調整方向。 向：中猶置B的場型所對的方 罄 方向_參考，的方向，δ為相對 質。自序朝相對方向而調整，即可提升通訊口 方向。X ' ’’、、不於通訊裝置Β之顯示器上，以方便使用者調整 向座標係^不全向性場型和指向性場型的參寺方 =置a辦鳩、m為 ❹ 反’ ΧΑ'、χΑ”方向亦為相反(角度相差 A 為相 d’與f之方位與雙方之相對m 0 f):同樣地，當場型 此，即為較佳通訊方向。亦即，使場型^^型d，與f相對彼 與圖六不同的是"通4以==對方 匕只需適當地旋轉通訊裝置A之場型d，至《即可。王向度禮，因 如圖七所示，通訊裝置A會計算介於相 向座標轴Υλ”間之角度δ，。藉此，使用者僅^^向⑻，與參考方 訊裝置Α朝姆方㈣，即可她據歧&，將通 ~實施例： 和指向性場型的參考方 ^參閱圖八，圖八係緣示智慧型天線 200941825 向座標軸和通訊方向的音 瞄技術來判斷主波束方。採用智慧型天線則不需以傳統掃 智慧型天線對應不同方偏+可=快主波束之產生時間，同時減少 參考方向座丄由刀換時間。為通訊裝置A之 為場型d，的主波束f斤決定，其中啦 型所對的方位。此時的通=為原本通訊裝置B的場 地台。同樣地，利用定位模纽 ^4系統端(神m ’如基 B之絕對位置(如座射心Q / 喊置A與通訊裝置 ’土加及〇),進而得知彼此的相對位置。 γΑ”與如的2 為相對方向而和參考方向座標轴 補的方向。Φ1 二佳通訊方向 天線主波束Φ1指向移動裝置端通^ 通5fl裝置Β的 圍内，就可彳嫩佳的通通以置Α)的主波㈣的範 斟协i 明利用智慧型天線可加快波束成形的產生速度。 的用ί端ΓΓ ^有使用智慧型天線的波束成形對應具有本ί明 的切換日.’進而使提供的服務品質更佳，也 =

2服，用戶^數目：對用戶端來說，因其提供參J的較佳U 二35*其收訊品質。此外，用戶端可不需具有智慧型天 、、桌’仍能制較好收訊品質，其成本也較為低廉。 '、' 蓋兰實施例： 請參閱圖九’圖九係繪示接收訊號強度分佈圖之示意圖。 ^施例中，移動裝置端(如通訊裝置A)可將其當時的接收㈣ 強度(Recewed Signal strength，RSS)和其所對應的δ，角度傳送仏系° ΐίΪί訊裝置Β)。因此，系統端可在其接收峨強度分ΐ圖 儲存有複數個在特定位置點的不同δ’角度值。其他通訊裝置的 用者即可根據該接收訊號強度分佈圖，將通訊裝置調整至較佳的 11 200941825 通訊方向 ^相較於Ϊ前技術，本發明減少使用智慧型天線的花費成本， 使知，統在貫際的應用面可以更好。另外，本發明亦可搭配判斷 可視範圍(Line of Sight，LOS)、非可視範圍(None Line 〇°f si ht_ NLOS)的相關無線技術，來使本發明的產生較佳通訊方向更加 確。例如，當判斷出可視範圍時，即以上述第—實施 奋 選擇;若判斷出非可視範圍時，即以上述第三實S'1 上述之通訊系統1除可產生較佳通訊方向外，更可牛 用?尋人魏，本發明制於尋人功能時可 例來說，首先，通崎置Α與通贿置Β可_ 到複數個通訊裝置Α與軌裝置Β的距離；其 二通訊裝置Β 軸感應器12錢方向座標軸純 該，座標軸緖得知通訊裝置Α相對通訊 位敢後’產生-導引指標指示通訊裝置卿^ ❹ jui 例中，通訊裝置Β係根據複數個距離中的相對關传 (代表親裝置Α與猶置Β之間 訊裝置Α相對通訊裝置β之方位。 付知通 於一實施例中，該導引指標可· 者判讀；此外，該械應H 12可’以—陀螺g =方便使用 路徑資訊，以利更加精確產生該導评：:』己、彔使用者之 裝置B皆配有定位模組16 (如置A與通訊 單一 TOA(Time of arrivai)得到白勺距離—° 可直接根據 座標產生-導引指標。 離配合疋位模組所產生的絕對 佳通示ί據本發明一具體實施例之產生較 仏似方白之方法抓私圖。耳先，執行步驟S100，定位第一通訊 200941825 裝置，以得到第—位置， 置’以得鄉二位置。接執行步驟⑽2，定位第二通 ，置，以得到相野方向，订驟S104 ’逹結第—位置與第( 霞置之第-天線的場型 # f驟S1G6 ’根據第—通訊 算介於麵方㈣。縣’執行步於 =仃=驟S110,根據第厂向，之弟-角度。最後， 第一通訊裝置即可置畅對方向調 整。藉此，第通訊裝置朝相#_ 細的流程步驟已完整地揭露於之前的乂相土方向/f通訊。更詳 請參閱圖十_，圖十合_ 在不再贅述。 ❹ ❹ 產生較佳通訊方向之方好二7本發明另-具體實施例之 一通訊裝置，以得到第執行步驟S2GG，定位第 通訊裝置，以得到第二位置，執行步驟S202，定位第二 強f分佈圖。接著，執行步驟S2G4，置具有接收訊號 以得到相對方向。接著，_ 連…第一位置與第二位置， -天線的場型，定義第^絲-通訊裝置之第 度傳送至第二通訊裝置。接度之接收訊號強 至_ N次，使得接收訊號強圖驟=，重複步驟S200 及N個接收訊號強度，N為正 』㈣=N個第-角度以 據接收訊號強度分個’調步驟切4 ’根 第三通訊裝置即可朝向於私、汛裝置之通訊方向。藉此， 驟已完整地揭露於之前的X相 1、落，更詳細的流程步 產生具體實施例之 通訊裝置，以4Γ第:ΐ :且，步驟幻㈣ 置與第二位置，接驟連結第一位 -通訊裝置之第—天、_場型，定絲=著根= 13 200941825 步驟S308，計算介於相對方向與第— 著’執行步驟S310，第—通訊裝置將間之角度。接 型傳送至第二通訊裝置。最、角度以及第一天線的場 及第一天線㈣二根麵-角度以 天線的主波束範_。藉此，第―通。波束指向第一 二贅，流程步驟已完整地揭=^^ e 發明;=ί具能更加清楚描述本 本發明之範疇加以限制。相反地，：目來對 =ί::申安：專本二， 廣的解釋，⑽使如蓋‘可寬 ❿ 14 200941825 【圖式簡單說明】 圖-係緣示智慧型天線的波束形成示意圖。 圖一係繪示通訊系統之功能方塊圖。 圖三係繪示圖二中通訊裝置之功能方塊圖。 圖四係纟會示天線場型之示意圖。 圖五鱗示由軸感測器所定義出的參考方向座標轴之示意 |] ° _立，六係料兩指向性場的參考方向座標軸和通訊方向的 訊方全向性場型和指向性場轉考方向娜和通 訊方慧型天線和指向性場型的參考方向座標抽和通 ❿ 圖九係繪示接收訊號強度分佈圖之示意圖。 方法㈣根據本㈣—具體實施例之產生較佳通訊方向之 向二忽示根據本發明另-具體實施例之產生較佳通訊方 向之示根據本發明另-具體實施例之產生較佳通訊方 【主要元件符號說明】 15 200941825 1 :通訊系統 A、B :通訊裝置 10:控制器 12:軸感應器 14 :無線通訊模組 16 :定位模組 18 :記憶單元 20:顯示器 Φ、Φ卜 Φ2、δ、δ'、Θ、0s :角度 X、Υ、ΧΑ'、ΥΑ|、ΧΑ”、ΥΑ” ：軸 _ ΧΒ'、ΥΒ’、ΧΒ”、ΥΒ”、XBS、YBS :軸 〇 a、b、c ' d、d'、e、e'、f :場型 Ο、O’、Q :點 N :北方 S100-S110、S200-S214、S300-S312 :流程步驟

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Claims (1)

1. 200941825 十、申請專利範圍： 1、—種產生較佳通訊方向 、 定位—第—通訊裝置，列步驟： 定位一第二通訊裝置 位置； 連結該第一位置與該第二:^ ::二； 根據該第一通訊裝置 于引相對方向； 方向，· 置之天線的場型，定義-第-參考 計算介於該相對方向與該第— 及 木/芩万向間之一第—角度；以 2、 © 根據該第—歧’職第—通訊裝置_相對方向調整。 如申請專利範圍第1項所述之方法，包含下列步驟： 利用該第二通訊裝置以及至少—第三通訊裝置 訊裝置；以及 笫逋 利用该苐一通訊裝置以及該至少—第三通訊襄置定位該二 通訊裝置。 Μ 一

   如申請專利範圍第1項所述之方法，包含下列步驟： 利用至少兩個第三通訊裝置分別定位該第一通訊裝置以及該 第二通訊裝置。 如申請專利範圍第1項所述之方法’包含下列步驟： 該第一通訊裝置利用一第一軸感應器，配合該第一天線的場 型，定義該第一參考方向。 如申請專利範圍第1項所述之方法，包含下列步驟： 於該第一通訊裝置上顯示該第一角度。 6、如申請專利範圍第1項所述之方法，包含下列步驟： 根據該第二通訊裝置之一第二天線的場型，定義一第二參考 方向； 17 200941825 計;J介於該相對方向與該第二參考方向間之1二角声.以 根據該第二触，將账通訊__料向2 ’以 7、 如申請專利範圍第6項所述之 ^ 該第二通訊裝置利用—第二轴感二„驟： 型，定義該第二參考方向。心… 忑口忒第二天線的場 8、 如申請專利範圍第6項所述之方法，包 於該第二通訊裝置上顯示該第二角度/^驟. 9 ❹ 種產生較佳通訊方向之方法，包含下列： ⑻定位-第-通職置，以得到—第—位 (b)定位一第二通訊裝置，以， 置具有一接收訊號強度分佈圖；一^置，該第二通訊裝 ⑻連結該第-位置與該第二位置，以得到—相 ^ 1口 J ， 1 ⑻計算介於該相對方向與該第—參考方向間之 (f)該第-通訊裝置將該第一角度以及對應該又’ 收訊號強度傳送至該第二通訊裝置； 肖度之-接 次’使得該接收訊號強度分佈_聯於N =该弟一角度以及Ν個該接收訊號強度，Ν為—正整數；以 該接收訊號強度分佈圖，調整一第三通訊裝置之通訊 10、 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該第二通 統端。 衣罝局—系 11、 如申請專利範圍第9項所述之方法，包含下列步驟： 利用該第二通訊裝置以及至少一第四通訊裝置定位該第—通 第—通訊裝置之—第—天線的場型，定義-’第-參 ❹ 18 200941825 12、 如申請專利範圍第9項所 利用至少兩個第叫訊’包含下列步驟： 成裝置定位該第-通訊裝置。 13、 如申請專利範圍第9項所 該第-通訊裝置利用下列步驟： 型，定義該第一參考方向軸感應盗，配合該第一天線的場 14、 如申請專利範圍第9項 於該第三通訊裝置上顯以=7列步驟： 15、 —向之方法，包含下列步驟： 以得到-第-位置； 連LtSi;第；-第， 根=-她之—第—天線的場型，定義—第—參考 計算介於該相對方向與㈣—參考方向間之—第 Ο 向一：的裝置將 置為一 16、 =申請專利範圍第15項所述之方法，其中該第二通訊裝 糸統端。 17. 18 如申请專利範圍第15項所述之方法，包含下列步驟： 利用該第二通訊裝置以及至少—第三通訊裝置定位該第 訊裝置。 如申請專利範圍第15項所述之方法，包含下列步驟： 19 200941825 利用至少兩個第三通訊裝置定位該第一通訊裝置。 19、 如申請專利範圍第15項所述之方法，包含下列步驟： 該第一通訊裝置利用一第一軸感應器，配合該第一天線的場 型，定義該第一參考方向。 20、 如申請專利範圍第15項所述之方法，包含下列步驟： 於該第一通訊裝置上顯示該第一角度。

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