201216632 六、發明說明： 【發明所屬之技術領威】 [0001] 本發明涉及網路通訊設備，特別涉及一種偵測負載異常 的網路通訊設備。 【先前技術】 [0002] 為If低生產成本，網路通訊產品的元器件皆已模組化。 例如，以無線通訊產品為例，其模組化的天線是組裝到 無線通訊產品上的。若天線因組裝錯誤或長期不正常使 用而松脫，會有強訊號反射回與天線相連的放大器，而 此強反射訊號容易造成放大器的損壞。 【發明内容】 [0003] 有鑑於此’需提供一種網路通訊設備，偵測網路通訊設 備的負載是否異常並警示。 [0004] [0005] 099134125 此外’還需提供一種偵测負載異常的方法。 一種網路通訊設備，包括處理器、放大器、儲存模組、 匹配模組及偵測及控制模組。該處理器用於執行嗲網路 通訊設備的工作任務，產生並輸出電子訊號。該放大哭 用於放大該處理器輸出的電子訊號。該儲存模組用於二 存安全係數閾值表。該匹配模組用於對該放大後 訊號進行匹配’並輸出最佳訊號至負載，其包二= 徑及耦合路徑。該傳輪路徑連接該放大器及哕負栽^ 於進行訊號傳輸。該_及控制模組連接該匹配模^ 耗合路徑及該儲存模組，用於_軸合_的^訊 號及反射訊號，計算安全係數，比較該安全係數與該^ 全係數閾值表並產生控制訊號，以控制該放大器。飞卢 表單編號A0101 第4頁/共25頁 099205960« 201216632 理器根據該控制訊號判斷該負載是否異常，及若判斷該 負載異常時，產生表示該負載異常的訊號。 [0006] 優選地，該安全係數閾值表包括安全係數最大值與最小 值。 [0007] 優選地，該偵測及控制模組比較該安全係數與該安全係 數最大值及最小值，及當該安全係數大於該安全係數最 大值時，產生第一控制訊號，並控制該放大器關閉。 [0008] 優選地，該處理器根據該第一控制訊號判斷該負載處於 〇 第一負載異常狀態，並產生表示該負載異常的第一訊號 〇 [0009] 優選地，該第一負載異常狀態包括負載不能正常工作， 放大器關閉。 [0010] 優選地，該偵測及控制模組比較該安全係數與該安全係 數最大值及最小值，及當該安全係數大於該安全係數最 小值並小於該安全係數最大值時，產生第二控制訊號。 [0011] 優選地，該處理器根據該第二控制訊號判斷該負載處於 第二負載異常狀態，並產生表示該負載異常的第二訊號 [0012] 優選地，該第二負載異常狀態包括負載能工作，但系統 會減少壽命。 [0013] 一種偵測負載異常的方法，包括產生並輸出電子訊號； 放大該電子訊號；匹配模組對該放大後的電子訊號進行 匹配，並經由該匹配模組的傳輸路徑輸出最佳訊號至負 099134125 表單編號A0101 第5頁/共25頁 0992059609-0 201216632 載；偵測該匹配模組的耦合路徑的輸出訊號及反射訊號 ，並計算安全係數；比較該安全係數與安全係數閾值表 並產生控制訊號，以控制放大器；根據該控制訊號判斷 該負載是否異常；及若判斷負載異常，產生表示該負載 異常的訊號。 [0014] 優選地，該安全係數閾值表包括安全係數最大值與最小 值。 [0015] 優選地，比較該安全係數與安全係數閾值表並產生控制 訊號，以控制該放大器的步驟包括判斷該安全係數是否 大於該安全係數最大值；及當該安全係數大於該安全係 數最大值時，產生第一控制訊號，並控制該放大器關閉 〇 [0016] 優選地，根據該控制訊號判斷該負載是否異常；及若判 斷負載異常，產生表示該負載異常的訊號的步驟包括根 據該第一控制訊號判斷該負載處於第一負載異常狀態， 並產生表示該負載異常的第一訊號。 [0017] 優選地，該第一負載異常狀態包括負載不能正常工作， 放大器關閉。 [0018] 優選地，比較該安全係數與安全係數閾值表並產生控制 訊號，以控制該放大器的步驟包括當該安全係數小於該 安全係數最大值時，判斷該安全係數是否大於該安全係 數最小值；及當該安全係數大於該安全係數最小值時， 產生第二控制訊號。 [0019] 優選地，根據該控制訊號判斷該負載是否異常；及若判 099134125 表單編號A0101 第6頁/共25頁 0992059609-0 201216632 [0020] [0021] Ο [0022]
G
[0023] 099134125 斷負载異常’產生表示該負載異常的訊號的步驟包括根 據該第二控制訊號判斷該負載處於第二負載異常狀態， 並產生表示該負載異常的第二訊號。 優選地，該第二負載異常狀態包括負載能工作，但系統 會減少壽命。 上述網路通訊設備及其偵測負載異常的方法計算安全係 數並將其與閾值表比較，從而判斷負載是否異常，並在 負載異常時，主動警示以告知使用者，避免長時間不正 常模式下操作而造成產品損壞。 【實施方式】 圖1為本發明一實施方式中網路通訊設備10的示意圖。在 本實施方式中，網路通訊設備10包括負載130 ’在上電運 行時網路通訊設備10可偵測負載130是否異常’從而進行 保護及/或向使用者發出警告。在具體應用中’網路通訊 設備10可為無線通訊設備，如無線接入點等，負載丨3〇則 為天線’網路通訊設備即無線接入點Ip偵測負載即天線 130是否發生異常’如是否松脫，並採取相應的措施進行 保護或警示。又譬如，網路通訊設備10可為有線通訊設 備，如機上盒等，負載130則相應為電視等顯示裝置。 如圖1所示，網路通訊設備10包括處理器1〇〇、放大器 110、匹配模組12 0、偵測及控制模組14 0及储存模組15 〇 。處理器100用於執行網路通訊設備1〇的工作任務，產生 旅輸出電子訊號。在本實施方式中，該輸出的電子訊號 為射頻訊號或視頻、音訊訊號等。放大器110用於放大處 理器100輸出的電子訊號。在本實施方式t，敌大器11〇 表單編號A0101 第7頁/共25頁 0992059609-0 201216632 為多增益級的放大器，根據處理器100輸出的電子訊號的 功率及負載130的狀況，選擇合適的增益對輸出的電子訊 號進行放大。 [0024] [0025] [0026] 匹配模組120用於對經放大器110放大後輪出的電子訊號 進行匹配，以輸出最佳訊號至負載130。在本實施方式中 ，匹配模組120為四埠的匹配電路，其包括四個璋121、 122、123、124。其中，埠121與放大器110的輸出端相 連，埠122與負載相連，埠123與埠121位於匹配模組12〇 的同一側’埠124與埠122位於S配模組12〇的同一側， 且埠123與124均與偵測及控#模組140相連。在本實施 方式中，埠121與埠122之間為傳輸路徑，用於進行訊號 傳輸，埠123與124之間為耦合路徑。 通常經由偵測輸入端與負載阻抗來計算反射係數Γ，可 得知負載130是否異常。然而，在網路通訊設備1 〇工作時 ’較難測得負載阻抗與輸入端辱杭，因而本發明定義了 女全係數Κ，下面將結合圖:2詳鈿介紹其與反射係數的關 係及推導過程。 圖2為匹配模組120的等效匹配模型，其中，不匹配部分 都拉到與之相連的放大器110、負載130及偵測及控制模 組140中。放大器11〇放大後輸出的電子訊號輸入至埠 121 ’負載130的反射訊號輸入至埠122，這兩個訊號都 會在耦合路徑的埠123與124有散射或反射。在本實施方 式中’定義埠121的輸入訊號為V1+，輸出訊號為VI-， 埠122的輸入訊號為V2+，輸出訊號為V2-，埠123的輪入 訊號為V3+，輸出訊號為V3-，埠124的輸入訊號為V4+， 099134125 表單編號Α0101 第8頁/共25頁 0992059609-0 201216632 輪出訊號為V4 -，則圖2所示為四埠的匹配模組1 2 〇的散射 參數（Scatter) S矩陣如圖5(a)，其中的s參數可利用 模擬工具事先測好。 [0〇27]匹配模組120經匹配後’埠121至124自身的反射量極小 可忽略，即Su、S22、S33及S44近似為〇。埠123與124幾 乎無輸入，因而V3 +與V4 +也近似於〇。此外，若此匹配為 無損耗，則上述S參數矩陣為對稱矩陣，即s =s 。因 i J j i 而’上述S參數矩陣可變換為如圖5(b)所示。 〇 [0028]整理上述變化後的S參數矩陣可#下述關係式：v卜=( V2+) xS21、V2- = (V1 + )一xS21 ^ V3-, = (Vl + )x S31+ (V2+) xS32、V4- = (VH) xS41+ (V2+) xS42 o [0029]又因為V2 + = V2-xr，整理上述關係式可得：VI-=(
Vl + )xrS2l2、V3-= (Vl + )X(S31 + S32xS2lXr)、 V4- = (V1 + ) X (S41+S4?xS21xr )。 ❹ [_]其中v3-定義為耦合路赛的反射訊號，V4-定義為耦合路 徑的輸出訊號。放大器110放大後輸出的電子訊號輸入至 琿121，負載130的反射訊號輸入至埠122，這兩個訊號 都會在耦合路徑的埠123與124有散射或反射，因而定義 安全係數K來反映反射係數’從而反映負載130的狀態， 其中，K=V3-/V4-= (S31+S32XS21x| Γ| ) / (s4i + s42 xS21x| Γ I )。 [0031] 假設放大器110輸出功率最大時，不會使放大器HQ損壞 的最大反射訊號為Vrmax，則Vrmax= (VI-) max= (V1 + 099134125 表單編號A0101 第9頁/共25頁 0992059609-0 201216632 )maxxrmaxS212 ’因而，不會使放大器11〇損壞的反射 係數丨 rmaxl =丨 Vrmax/ ( (V1 + ) maxxs2i2) | $1 。此外，疋義放大器110正常工作的反射係數為厂111丨11， 其取決於系統誤差值。因而，當網路通訊設備10的實際 反射係數I ΓΙ 2丨rmax丨時，表示負載130異常，如 負載130短路或斷路，不能正常工作，負載13〇的反射訊 號會使放大器110立即損壞。當網路通訊設備1〇的實際反 射係數I ΓπήηΙ Γ| <| rmax丨時，負載130異常 ，能工作，但負載13〇的反射訊號不會使放大器11〇立即 才貝壞’但會使放大器11_0的使甩.壽命縮短，從而影響網路 通訊設備10的使用壽命。當網路通訊設備的實際反射 係數丨Γ|〈丨ΓηήηΙ時，負載130正常，網路通訊設備 1 0正常工作。 [_2]因而，安全係數最大值Kmax= (S31 + S32xS2lxj rmaxl )/(S4i+S42xS2ixl rmax| ) ’ 安全係數最小值
Kmin=(S31 + S32xS21x| rmin| )/ (S41 + S42xS2iX| ΓπΰηΙ )。同樣的，當網路通訊設備1〇的實際安全係數 K 2 Kmax時’表示負載130異常而不能正常工作，且負載 130的反射訊號會使放大器11〇立即損壞。當網路通訊設 備10的實際安全係數KminSKCKmax時，負載13〇異常1曰 能工作，但負載130的反射訊號不會使放大器u〇立即損 壞’但會使放大器11 〇的使用壽命縮短，從而影響網路通 訊設備10的使用壽命。當網路通訊設備10的實際安全係 數K<Kmin時’負載130正常，網路通訊設備1〇正常工作 099134125 表單編號A0101 第10頁/共25頁 0992059609-0 201216632 [0033] 儲存杈組150用於儲存安全係數閾值表。在本實施方式中 女王係數閾值表包括安全係數最大值Kmax與安全係數 最小值Kmin。 [0034] ❹ 偵測及控制模組14〇連接至匹配模組12〇的耦合路徑及儲 存模組150 ’用於偵測該耦合路徑的輸出訊號V4_及反射 訊號Μ ，並计算安全係數K。债測及控制模組140經由輕 合路徑偵測並計算安全係數κ，較易實現，且不會影響傳 輪路徑的訊號傳輸品質。偵測及控制模組140還用於比較 該安全係數Κ與該安全係數閾值表並產生控制訊號，以控 制放大器110。處理器1〇〇搞據該控制訊號判斷負載i3〇 是否異常’及若判斷負載130異常時，產生表示負載13〇 異常的訊號。在本實施方式中，該表示負載丨30異常的訊 號為顯示訊號或響鈴訊號。處理器1〇〇經由顯示訊號驅動 顯示幕幕顯示負載異常或類似的内容，或驅動發光二極 體點亮，或經由響鈐訊號驅動響鈴裝置響鈴，以提示使 用者。 〇 [0035] 在本實施方式争，偵測及域俯;14〇偵測耦合路徑的輸 出訊號V4-與反射訊號V3-，並根據公式K=V3-/V4-計算 安全係數K，然後比較安全係數κ與安全係數閾值表中的 安全係數最大值Kmax與安全係數最小值Kmin。若安全係 數K大於安全係數最大值Kmax，此時負載130異常不能正 常工作且其反射訊號會使放大器11〇損壞，因而偵測及控 制模組140產生第一控制訊號，並控制放大器110關閉’ 以保護放大器110。此時，處理器1〇〇根據第一控制訊號 判斷負載130處於第一負載異常狀態，產生表示負載130 099134125 表單編號A0101 第11頁/共25頁 0992059609-0 201216632 。在本實施方式中，第一 緊工作，放大器關閉。 異常的第一訊號，告知使用者。在 負載異常狀態包括負載不能正常工 [0036] 若安全儀數K女协立么*^ π . _…
壽命縮短，從而影響網路通訊設備1G的使用壽命。因而 ’制及控制模組140產生第二控制訊號，但不會關閉放 大θ 1 1 0此’處理器1⑽根據第二控制訊號判斷負載 130處於第二負載異常狀態，並產生表示負載13〇異常的 第二訊號，告知使用者。在本實施方式中，第二負載異 常狀態包括負載能工作’但系統會減少壽命。 [⑻37]在本實施方式t ’第—控制訊號為邏輯高電平訊號第 二控制訊號為邏輯低電平訊號。在本發明的另一實施方 式中，第一控制訊號為邏輯低電平訊號，第二控制訊號 為邏輯咼電平訊號。表示負载丨押異常的第一訊號與第二 訊號為不同的顯示訊號或響鈐訊號，其可使使用者知曉 不同的負載異常狀態。 _]若安全係數κ小於安全係數最小值Kmin，此時負載13〇正 常，網路通訊設備1〇正常工作，偵測及控制模組14〇及處 理器100均不會進行控制及/或顯示。 [0039] @ 3為本發明-實施方式+ ^貞測負載異常的方法的流程圖 。首先’在步驟S300，處理器i 00產生並輸出電子訊號。 在本實施方式中，該輸出訊號包括射頻訊號或視訊訊號 或音訊訊號等。在步驟83〇2，放大器ι1〇放大處理器1〇〇 099134125 表單編號AOiOi 第12頁/共25頁 0992059609-0 201216632 輸出的電子訊號。在步驟8304，匹配模組12〇對放大後輸 出的電子訊號進行随抗匹配，並經由匹配模組12〇的傳輸 路徑輸出最佳訊號至負載130。在步驟S3〇6，偵測及控制 換組140偵測匹配楔組丨2〇的耦合路徑的輸出訊號V4_及 反射訊號V3-，並計算安全係數£。在步驟33〇8，偵測及 控制模組140比較安全係數κ與安全係數閾值表，並產生 控制訊號，以控制玫大器11〇。在步驟S31〇，處理器1〇〇 根據該控制訊號判斷負載13〇是否異常，及若判斷負載 〇 ⑽異常，產生表示負載1⑽常的訊號，以提示使用者 [0040]圖4所示為本發明另一實施方式中偵測負載異常的方法的 流程圖。首先，在步驟S400 :，處理器100產生並輸出電子 訊號。在本實施方式中，該電子訊號包括射頻訊號或視 訊訊號或音訊訊號等。在步驟S402，放大器11〇放大處理 器100輸出的電子訊號。在步驟S404，匹配模組120對放 心 ：：：；；；'；；；'·· ： 大後的電子訊號進行阻抗匹配，並經由匹配模組12〇的傳 Q 輸路徑輸出最佳訊號至負載130。在步驟S406 ,偵測及控 制模組14 0偵測匹配模組1 20的耦合路徑的輸出訊號V4_ 及反射訊號V3- ’並計算安全係數κ。在步驟S408，備測 及控制模組140判斷安全係數K是否大於儲存模組15〇中的 安全係數最大值Kmax。若安全係數κ大於安全係數最大值 Kmax，說明負載13〇異常不能正常工作且其反射訊號會使 放大器110損壞，則在步驟S410，偵測及控制模組14〇產 生第一控制訊號，以控制放大器110關閉。然後，在步驟 S412，處理器1〇〇根據該第一控制訊號判斷負載13〇處於 099134125 表單編號A0101 第13頁/共25頁 0992059609-0 201216632 第一負載異常狀態，並產生表示負載130異常的第一訊號 。在本實施方式中，第一負載異常狀態包括負載不能正 常工作，放大器關閉。 [0041] 若安全係數K小於安全係數最大值Kmax，則在步驟S414 ，偵測及控制模組1 40判斷安全係數K是否大於儲存模組 150中的安全係數最小值Kmin。若安全係數K大於安全係 數最小值Kmin，說明負載130異常但能工作，負載130的 反射訊號不會使放大器110立即損壞，但會使放大器110 的使用壽命縮短，從而影響網路通訊設備10的使用壽命 ，因而在步驟S416，偵測及控制模組140產生第二控制訊 號。在步驟S418，處理器根據第二控制訊號判斷負載130 處於第二負載異常狀態，並產生表示負載130異常的第二 訊號。在本實施方式中，第二負載異常狀態包括負載能 工作，但系統會減少壽命。 [0042] 若安全係數K小於安全係數最小值Kmin，說明負載130正 常，則在步驟S420，網路通訊設備10正常工作。 [0043] 本發明的網路通訊設備1 0及其偵測負載異常的方法計算 安全係數K並將其與閾值表比較，從而判斷負載是否異常 ，並在負載異常時，主動警示以告知使用者，避免長時 間不正常模式下操作而造成產品損壞。此外，網路通訊 設備10及其偵測負載異常的方法經由匹配模組120的耦合 路徑偵測並計算安全係數K，較易實現，且不會影響傳輸 路徑的訊號傳輸品質。 [0044] 综上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利 099134125 表單編號A0101 第14頁/共25頁 0992059609-0 201216632 申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡 熟悉本案技藝之人士，在爰依本案發明精神所作之等效 修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 [0045] [0046] [0047] Ο [0048] [0049] [0050] [0051] G [0052] [0053] [0054] [0055] [0056] [0057] 圖1為本發明一實施方式中網路通訊設備的示意圖； 圖2為本發明一實施方式中網路通訊設備的匹配模組的等 效匹配模型示意圖； 圖3為本發明第一實施方式中偵測負載異常的方法的流程 S3 · 圖， 圖4為本發明第二實施方式中偵測負載異常的方法的流程 圖；及 圖5為本發明一實施方式中散射參數矩陣。 【主要元件符號說明】 網路通訊設備：10 處理器：100 放大器：110 匹配模組：120 埠：121、122、123、124 輸入/輸出訊號：V1+、VI-、V2+、V2-、V3+、V3-、 V4+ ' V4-負載：130 偵測及控制模組：140 099134125 表單編號A0101 第15頁/共25頁 0992059609-0 201216632 150 [0058] 儲存模組： 099134125 表單編號A0101 第16頁/共25頁 0992059609-0