TW201424128A - 天線控制方法及天線裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種天線控制方法,用以控制天線,其中天線可在訊號區域中旋轉並指向掃描區間,且天線控制方法包含下列步驟:(a)量測一初始掃描區間內之環境識別資料並判斷環境識別資料是否符合操作識別資料;(b)當環境識別資料符合操作識別資料,量測環境評估訊號,其中環境評估訊號對應環境識別資料;(c)比對環境評估訊號與操作評估訊號之大小,其中操作識別資料對應操作評估訊號;以及(d)若環境評估訊號不小於操作評估訊號,維持天線於初始掃描區間並記錄環境評估訊號。
Description
本發明係關於一種天線控制方法及天線裝置;具體而言,本發明係關於一種能夠減少驅動頻率並提高使用壽命之天線控制方法及天線裝置。
在現行生活中,網路無遠弗屆,尤其無線網路更改變人們的生活習慣,大幅擴張資訊的傳遞範圍。一般而言,有線網路可透過連接習知無線基地台(Access Point,AP)發送無線網路訊號,且電子裝置接收無線網路訊號。
在實際應用中,習知無線基地台具有天線並使用天線發送無線網路訊號。需說明的是,習知無線基地台具有手動天線無線基地台、旋轉天線無線基地台或其他類型無線基地台。舉例而言,旋轉天線無線基地台係透過驅動器旋轉天線,進而確認天線指向在哪個方位較佳傳送及接收訊號於用戶裝置。
然而,由於習知無線基地台偵測訊號位置的頻率非常高,天線常常需要旋轉,使得驅動器及天線的使用率隨之提高。換言之,習知無線基地台為要得到天線的最佳量測指向,卻缺乏旋轉天線或停止旋轉天線之判斷機制,使得習知無線基地台常常旋轉天線。在實際情況中,頻繁驅動天線不但嚴重縮短天線及驅動器的使用壽命,且無法提供穩定的量測品質。
綜合上述諸多因素,如何設計能減少旋轉頻率並提升操作品質之天線裝置,係為現今一大課題。
有鑑於上述先前技術的問題,本發明提出一種具穩定操作效率並能簡化操作流程的天線控制方法及天線裝置。
於一方面,本發明提供一種比對參數之天線控制方法,以減少天線旋轉次數。
於另一方面,本發明提供一種具有訊號資料庫之天線裝置,以改善量測效率。
於另一方面,本發明提供一種判斷訊號大小之天線控制方法,以提升裝置使用壽命。
本發明之一方面提供一種天線控制方法,用以控制天線,其中天線位於掃描區間並可在訊號區域中旋轉,且天線控制方法包含下列步驟:(a)量測初始掃描區間內之環境識別資料並判斷環境識別資料是否符合操作識別資料;(b)當環境識別資料符合操作識別資料,量測環境評估訊號,其中環境評估訊號對應環境識別資料;(c)比對環境評估訊號與操作評估訊號之大小,其中操作識別資料對應操作評估訊號;以及(d)若環境評估訊號不小於操作評估訊號,維持天線於初始掃描區間並記錄環境評估訊號。
本發明之另一方面提供一種天線裝置,設置於訊號區域,且天線裝置包含訊號資料庫、天線及比對模組。在一實施例中,訊號資料庫儲存操作識別資料及操作評估訊號,其中操作識別資料對應操作評估訊號。天線連接訊號資料庫,其中天線位於掃描區間並量測初始掃描區間內之環境識別資料及環境評估訊號,且環境識別資料係對應環境評估訊號。此外,比對模組連接訊號資料庫並判斷環境識別資料是
否符合操作識別資料,其中當環境識別資料符合操作識別資料時,比對模組比對操作評估訊號與環境評估訊號之大小;若環境評估訊號不小於操作評估訊號,則天線維持於初始掃描區間,且訊號資料庫記錄環境評估訊號。
相較於先前技術,根據本發明之天線控制方法及天線裝置係藉由比對環境評估訊號與操作評估訊號之大小以決定是否旋轉天線,進而減少天線旋轉次數。在實際情況中,當環境評估訊號不小於操作評估訊號,天線控制方法及天線裝置係維持天線於初始掃描區間。換言之,天線控制方法及天線裝置係使用一種判斷驅動機制,以達到提高使用壽命之功效。
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。
根據本發明之一具體實施例,提供一種天線控制方法,能改善天線裝置之操作效率。於此實施例中,天線控制方法係用以控制天線裝置之天線,其中天線可在訊號區域中旋轉並指向訊號區域中之掃描區間。需說明的是,訊號區域包含一平面之360°全周角區域,且天線可以在訊號區域中旋轉並指向任一掃描區間。在其他實施例中,訊號區域可以是數個平面或是小於360°之角度區域,其中角度區域之角度可以係為90°、180°或270°,並無特定之限制。
請參照圖1,圖1係為本發明之天線控制方法之實施例流程圖。如圖1所示,天線控制方法執行步驟S130,量測初始掃描區間內之環境識別資料;步驟S140,判斷環境識
別資料是否符合操作識別資料;步驟S150,量測環境評估訊號。需說明的是,環境評估訊號對應環境識別資料;步驟S160,比對環境評估訊號是否不小於操作評估訊號;以及步驟S170,維持天線於初始掃描區間並記錄環境評估訊號。在此實施例中,天線控制方法依序藉由量測並判斷識別資料、量測並比對評估訊號,進而確認天線之指向。
接下來,本發明更藉由圖2進一步詳細說明本發明之技術內容及實際功效。
請參照圖2,圖2係為本發明之天線控制方法之實施例流程圖。如圖2所示,天線控制方法首先執行步驟S110,確認訊號資料庫是否具有操作識別資料及操作評估訊號。舉例而言,可如圖3所示,圖3係為本發明之天線裝置之實施例示意圖,其中天線裝置800包含天線100、訊號資料庫200、旋轉驅動模組300及比對模組400,其中比對模組400連接訊號資料庫200,且天線100連接訊號資料庫200。需說明的是,天線裝置800係為天線控制方法的一種應用實施例,天線控制方法的應用並不侷限於本實施例中之天線裝置800,且可應用於其他類型的旋轉式天線裝置。在其他實施例(圖未示)中,天線裝置具有數根天線,且天線裝置使用該等天線作多個指向的量測。此外,天線裝置800可以是無線通訊基地裝置,但不以此為限。
此外,訊號資料庫200儲存操作識別資料及操作評估訊號,其中操作識別資料對應操作評估訊號。需說明的是,操作識別資料及操作評估訊號較佳為天線裝置800於首次或上一次所量測的資料。換句話說,初次啟動天線裝置800時,天線裝置800之訊號資料庫並未具有任何資料,需藉由
天線100於訊號區域量測以取得訊號區域中電子裝置之識別資料及評估訊號。在實際應用中,操作識別資料係為裝置的識別資訊,可以是識別碼(Cell ID),但不以此為限。
在實際情況中,操作評估訊號係選自參考訊號接收功率(Reference Signal Receiving Power,RSRP)、參考訊號接收品質(Reference Signal Receiving Quality,RSRQ)、訊號與干擾加雜訊比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)或接收訊號強度指數(Receiving Signal Strength Indication,RSSI)中之至少其一。
接著,若訊號資料庫200具有操作識別資料及操作評估訊號,則天線控制方法執行步驟S120,讀取操作識別資料。舉例而言,天線裝置800使用訊號資料庫300讀取操作識別資料。在實際情況中,操作識別資料及操作評估訊號係對應於特定裝置,且天線裝置800使用訊號資料庫200儲存該特定裝置的資料。
如圖2所示,天線控制方法執行步驟S130,量測初始掃描區間內之環境識別資料。舉例而言,可如圖3所示,天線裝置800使用天線100量測環境識別資料。需說明的是,環境識別資料可以是位於訊號區域中電子裝置10之識別資料。在此實施例中,電子裝置10設置於訊號區域中,且位於延伸線2010與延伸線2020之間,其中延伸線2010與延伸線2020所夾區域即為數個掃描區間其中之一,即為初始掃描區間。換句話說,其他延伸線(圖未示)之間所夾區域分別為其餘掃描區間,且天線裝置800可將訊號區域定義出數個掃描區間。
在實際情況中,電子裝置10係位於延伸線2010與延伸線2020之間的初始掃描區間。需說明的是,延伸線2010與延伸線2020之夾角為45°,但不以此為限。換言之,各掃描區間於訊號區域中具有45°之夾角。進一步而論,天線控制方法可依實際需求定義各掃描區間之夾角為5°、10°、15°或30°,並無特定之限制。在其他實施例中,天線控制方法更可定義掃描區間為自一基線展開之特定角度,其中特定角度可以是自1°起始並以1°依序遞增之角度值,直至360°。
在此實施例中,環境識別資料係為識別碼(Cell ID),與操作識別資料係為同種類資料。天線裝置800係使用天線100量測電子裝置10之環境識別資料以擷取電子裝置10之識別資訊。
接著,天線控制方法執行步驟S140,判斷環境識別資料是否符合操作識別資料。舉例而言,如圖3所示,比對模組400判斷環境識別資料是否符合操作識別資料。換言之,天線裝置800使用比對模組400確認環境識別資料與操作識別資料是否為相同識別資料。在實際情況中,比對模組400透過比對環境識別資料與操作識別資料,進而判斷天線裝置800是否具有電子裝置10之識別資料及訊號資料。
當環境識別資料符合操作識別資料,則確認天線裝置800具有電子裝置10之識別資料及訊號資料。接著,天線控制方法執行步驟S150,量測環境評估訊號。需說明的是,環境評估訊號對應環境識別資料。進一步而論,電子裝置10具有環境識別資料,且天線裝置800需要量測電子裝置10之環境評估訊號。在此實施例中,天線100量測環境評
估訊號,其中環境評估訊號對應環境識別資料。需說明的是,天線100係位於原本的掃描區間(即延伸線2010與延伸線2020之間的初始掃描區間)並量測電子裝置10之環境評估訊號,並未旋轉天線100作全域量測。
此外,環境評估訊號係選自參考訊號接收功率(RSRP)、參考訊號接收品質(RSRQ)、訊號與干擾加雜訊比(SINR)或接收訊號強度指數(RSSI)中之至少其一。
接著,天線控制方法執行步驟S160,比對環境評估訊號是否不小於操作評估訊號。需說明的是,操作識別資料對應操作評估訊號,且步驟S160係比對環境評估訊號與操作評估訊號之大小以判斷是否需要旋轉天線。舉例而言,操作評估訊號係儲存於天線裝置800之訊號資料庫200,且訊號資料庫200傳送操作評估訊號至比對模組400。此外,比對模組400比對操作評估訊號與環境評估訊號之大小,其中操作評估訊號與環境評估訊號種類相同。換言之,操作評估訊號與環境評估訊號可以同樣是參考訊號接收功率,以利比對模組400進行比對。進一步而論,天線裝置800藉由比對模組400比對操作評估訊號與環境評估訊號之大小以確認天線於現在的掃描區間是否具有良好的收訊效果。
在其他實施例中,天線控制方法可選取數個評估訊號類型以進行比對。需說明的是,天線控制方法對於上述該等類型的評估訊號做判斷的優先次序可以是:參考訊號接收功率、參考訊號接收品質、訊號與干擾加雜訊比、接收訊號強度指數,但不以此為限。在實際情況中,天線控制方法可選擇性使用參考訊號接收功率及接收訊號強度訊號進行比對。若環境評估訊號之參考訊號接收功率比操作評估訊號之
參考訊號接收功率大,而環境評估訊號之接收訊號強度指數比操作評估訊號之接收訊號強度指數小。相對於接收訊號強度指數,參考訊號接收功率之次序較為優先,則天線控制方法仍判斷環境評估訊號大於操作評估訊號。
如圖2所示,若環境評估訊號不小於操作評估訊號,則天線控制方法執行步驟S170,維持天線於初始掃描區間並記錄環境評估訊號。舉例而言,如圖3所示,若環境評估訊號不小於操作評估訊號,則表示天線100可在目前的掃描區間(初始掃描區間)得到良好的收訊效果,不必要旋轉天線100,使得天線100維持於原本的掃描區間(初始掃描區間)。此外,訊號資料庫200記錄並儲存環境評估訊號。
舉例而言,可如圖3所示,天線100量測20筆環境評估訊號,分別為-110、-112、-111、-112、-112、-111、-112、-112、-113、-113、-114、-113、-115、-116、-115、-111、-111、-111、-160、-110(dB),且比對模組400計算該些環境評估訊號的平均值及標準差分別為-114.7dB及10.8dB。在實際情況中,比對模組400優先刪除大於平均值與標準差的總和的環境評估訊號值,其中總和為-125.8dB,故比對模組400刪除-160dB之值。接著,比對模組400重新計算其餘19筆環境評估訊號的平均值為-112.3dB。若-112.3dB不小於操作評估訊號,則旋轉驅動模組300維持天線100於初始掃描區間,且訊號資料庫200記錄環境評估訊號為-112.3dB。
如圖2所示,天線控制方法更執行步驟S180,更新操作評估訊號之值為環境評估訊號之值。具體而論,由於環境評估訊號不小於操作評估訊號,故環境評估訊號可能等於或大於操作評估訊號,則訊號資料庫200儲存環境評估訊號為
操作評估訊號,以確保資料更新程度。舉例而言,若操作評估訊號為-70dB,環境評估訊號為-69dB,其中環境評估訊號大於操作評估訊號。訊號資料庫200更新操作評估訊號為環境評估訊號,使得最新的評估訊號為-69dB。需說明的是,當訊號資料庫200儲存空間足夠時,係以「儲存」的方式更新操作評估訊號。然而,當訊號資料庫200儲存空間不足時,則以「取代」的方式更新操作評估訊號。在實際情況中,訊號資料庫200係優先取代最舊的操作評估訊號(及儲存時間較早的資料)。
進一步而論,根據本發明之天線控制方法係透過訊號資料庫200儲存操作識別資料及操作評估訊號,並使用比對模組400比對操作識別資料與環境識別資料,進而辨識電子裝置10。此外,天線控制方法更透過比對操作評估訊號及環境評估訊號以判斷是否旋轉天線100。換言之,天線裝置800可以藉由天線控制方法先行比對識別資料及評估訊號,進而決定是否旋轉天線100。在實際情況中,電子裝置10可以是基地台(Base Station),故天線控制方法可避免常常旋轉天線並降低天線100的旋轉頻率,進而延長天線裝置800的使命壽命。
此外,在其他實施例中,天線控制方法更包含定時執行之步驟。舉例而言,天線控制方法可執行定時量測環境識別資料及定時比對資料之至少其一。在實際情況中,天線控制方法可定時檢查目前的掃描區間是否為收訊最佳的掃描區間,進而決定是否旋轉天線。
此外,請參照圖4,其中圖4係為本發明之天線控制方法之實施例流程圖。如圖2及圖4所示,當天線控制方法於
步驟S110確認訊號資料庫並未具有操作識別資料及操作評估訊號,則天線控制方法執行步驟S111,旋轉天線及量測訊號區域中全部之環境識別資料及全部之環境評估訊號,其中每一環境評估訊號對應每一環境識別資料。舉例而言,可如圖3所示,旋轉驅動模組300連接天線100並驅動天線100於訊號區域中旋轉。在實際應用中,旋轉驅動模組300可以是機械馬達、電動馬達、步進馬達(stepper motor)或其他驅動器,不以此為限。在此實施例中,旋轉驅動模組300係為步進馬達,能夠以2040步(step)完成360°全周角區域。如圖3所示,天線裝置800使用天線100量測電子裝置10之環境識別資料以確認電子裝置10的裝置識別碼。
此外,在實際情況中,天線100係量測訊號區域中全部之環境識別資料及全部之環境評估訊號,其中全部之環境識別資料包含步驟S130中之環境識別資料,且全部之環境評估訊號包含步驟S150中之環境評估訊號。進一步而論,天線100係透過步驟S111~步驟S114執行全域量測。
此外,天線控制方法執行步驟S112,自量測到之全部環境評估訊號選擇具最大值者為強環境評估訊號,且強環境評估訊號落入於強訊掃描區間。舉例而言,可如圖3所示,當天線100完成量測全部環境評估訊號後。若天線100在延伸線2010與延伸線2020之間之掃描區間所量測的環境評估訊號為最大值,則選擇具最大值者為強環境評估訊號,並定義強環境評估訊號落入之掃描區間為強訊掃描區間。換言之,天線裝置800選定延伸線2010與延伸線2020之間之掃描區間為強訊掃描區間。
在實際情況中,天線控制方法更執行步驟S113,旋轉
天線並維持天線於強訊掃描區間。舉例而言,可如圖3所示,旋轉驅動模組300旋轉天線100並維持天線100於強訊掃描區間。在此實施例中,強訊掃描區間為延伸線2010與延伸線2020之間之掃描區間。
接著,天線控制方法執行步驟S114,分別記錄環境識別資料及強環境評估訊號為操作識別資料及操作評估訊號。舉例而言,訊號資料庫200可分別記錄環境識別資料及環境評估訊號為操作識別資料及操作評估訊號。
此外,如圖2及圖4所示,當天線控制方法於步驟S140判斷環境識別資料並未符合操作識別資料,則天線控制方法執行步驟S111,旋轉天線及量測訊號區域中全部之環境識別資料及全部之環境評估訊號,其中每一環境識別資料對應每一環境識別資料。舉例而論,比對模組400判斷環境識別資料未符合操作識別資料,進而判斷在訊號區域中有其他電子裝置,且訊號資料庫未存有該電子裝置之識別資料。
此外,在訊號區域中可能有一個或多個電子裝置,且天線裝置800需要重新量測以儲存識別資料及評估訊號。在實際情況中,天線裝置800驅動天線100旋轉並執行全域量測。需說明的是,若在訊號區域中有數個電子裝置,則天線控制方法係根據步驟S112中選定境評估訊號具最大值者為強環境評估訊號,並於步驟S113中將天線100旋轉至強訊號掃描區間。此外,天線控制方法於步驟S114中係記錄對應強環境評估訊號之環境識別資料為操作識別資料。至於步驟S111~步驟S114之詳細說明,已於前文說明,在此不加以贅述。
除此之外,如圖2及圖4所示,當天線控制方法於步驟S160確認環境評估訊號小於操作評估訊號,則天線控制方法執行步驟S111~步驟S114。舉例而言,比對模組400判斷環境評估訊號小於操作評估訊號,且判斷天線100指向的初始掃描區間並未得到最佳的收訊效果,進而確認需重新作全域量測。至於該些步驟內容已於前文說明,在此不加以贅述。
相較於先前技術,根據本發明之天線控制方法及天線裝置係藉由比對環境評估訊號與操作評估訊號之大小以決定是否旋轉天線,進而減少天線旋轉次數。在實際情況中,當環境評估訊號不小於操作評估訊號,天線控制方法及天線裝置係維持天線於初始掃描區間。換言之,天線控制方法及天線裝置係使用一種判斷驅動機制,避免時常旋轉天線,以達到提高使用壽命之功效。
藉由以上較佳具體實施例之詳述,係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神,而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地,其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
10‧‧‧電子裝置
100‧‧‧天線
200‧‧‧訊號資料庫
300‧‧‧旋轉驅動模組
400‧‧‧比對模組
800‧‧‧天線裝置
2010‧‧‧延伸線
2020‧‧‧延伸線
S110~S180‧‧‧步驟
圖1係為本發明之天線控制方法之實施例流程圖;圖2係為本發明之天線控制方法之實施例流程圖;圖3係為本發明之天線裝置之實施例示意圖;以及圖4係為本發明之天線控制方法之實施例流程圖。
S130~S170‧‧‧步驟
Claims (10)
- 一種天線控制方法,用以控制一天線,其中該天線可在一訊號區域中旋轉並指向該訊號區域中之一掃描區間,且該天線控制方法包含下列步驟:(a)量測一初始掃描區間內之一環境識別資料並判斷該環境識別資料是否符合一操作識別資料;(b)當該環境識別資料符合該操作識別資料,量測一環境評估訊號,其中該環境評估訊號對應該環境識別資料;(c)比對該環境評估訊號與一操作評估訊號之大小,其中該操作識別資料對應該操作評估訊號;以及(d)若該環境評估訊號不小於該操作評估訊號,維持該天線於該初始掃描區間並記錄該環境評估訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之天線控制方法,於步驟(a)前進一步包含:(a1)確認一訊號資料庫是否具有該操作識別資料及該操作評估訊號;(a2)若該訊號資料庫具有該操作識別資料及該操作評估訊號,讀取該操作識別資料。
- 如申請專利範圍第2項所述之天線控制方法,於步驟(a1)後進一步包含:若該訊號資料庫並未具有該操作識別資料及該操作評估訊號,旋轉該天線及量測該訊號區域中全部之環境識別資料及全部之環境評估訊號,其中每一該環境評估訊號對應每一該環境識別資料;自量測到之全部該環境評估訊號中選擇具最大值者為一 強環境評估訊號,且該強環境評估訊號落入於一強訊掃描區間;旋轉該天線並維持該天線於該強訊掃描區間;以及分別記錄該環境識別資料及該強環境評估訊號為該操作識別資料及該操作評估訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之天線控制方法,其中步驟(a)後進一步包含:當該環境識別資料並未符合該操作識別資料,旋轉該天線及量測該訊號區域中全部之環境識別資料及全部之環境評估訊號,其中每一該環境評估訊號對應每一該環境識別資料;自量測到之全部該環境評估訊號中選擇具最大值者為一強環境評估訊號,且該強環境評估訊號落入於一強訊掃描區間;旋轉該天線並維持該天線於該強訊掃描區間;以及分別記錄該環境識別資料及該強環境評估訊號為該操作識別資料及該操作評估訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之天線控制方法,於步驟(c)後進一步包含:若該環境評估訊號小於該操作評估訊號,旋轉該天線及量測該訊號區域中全部之環境識別資料及全部之環境評估訊號,其中每一該環境評估訊號對應每一該環境識別資料;自量測到之全部該環境評估訊號中選擇具最大值者為一強環境評估訊號,且該強環境評估訊號落入於一強訊掃描區間;旋轉該天線並維持該天線於該強訊掃描區間;以及 分別記錄該環境識別資料及該強環境評估訊號為該操作識別資料及該操作評估訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之天線控制方法,其中步驟(d)進一步包含:更新該操作評估訊號之值為該環境評估訊號之值。
- 如申請專利範圍第1項所述之天線控制方法,其中該操作評估訊號及該環境評估訊號係係選自一參考訊號接收功率、一參考訊號接收品質、一訊號與干擾加雜訊比或一接收訊號強度指數中之至少其一。
- 如申請專利範圍第1項所述之天線控制方法,其中該訊號區域包含一平面之360°全周角區域。
- 一種天線裝置,設置於一訊號區域,包含:一訊號資料庫,儲存一操作識別資料及一操作評估訊號,其中該操作識別資料對應該操作評估訊號;一天線,連接該訊號資料庫,其中該天線位於一掃描區間並量測一初始掃描區間內之一環境識別資料及一環境評估訊號,且該環境識別資料係對應該環境評估訊號;以及一比對模組,連接該訊號資料庫並判斷該環境識別資料是否符合該操作識別資料,其中當該環境識別資料符合該操作識別資料時,該比對模組比對該操作評估訊號與該環境評估訊號之大小;若該環境評估訊號不小於該操作評估訊號,則該天線維持於該初始掃描區間,且該訊號資料庫記錄該環境評估訊號。
- 如申請專利範圍第9項所述之天線裝置,進一步包含:一旋轉驅動模組,連接該天線並驅動該天線於該訊號區域中旋轉,其中該旋轉驅動模組以如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之天線控制方法控制該天線。
Priority Applications (2)
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