TWI222292B - Multi-point to multi-point communication system - Google Patents

Description

五、發明說明（1 ) 發明背景 本發明—般係、關於無線電通訊系統，特別是與多點對多 點之通訊的技術與結構有關。 两業通訊系統的成長’尤其是全球細胞式無線電話的爆 炸性成長已边使系統設計者尋找増加系統容量與適應性而 =不降低消費者所能容忍之通訊品質門檻的方法。以行動 電話爲例，可用一種電路交換方式，一種封包交換方式， 或其他混合方式路由。爲了通話路由的㈣，連接和整合 行動細胞式電話網路，例如—種GSM網路，與網際通： 協足（IP)網路變得越來越必要。Ip網際通訊協定網路之語 音通話路由常被稱爲"語音IP"或更簡潔的，νοΙΡ。 β 連接導向式（例如χ·25)或辽之"非連接性"的封包交換 技術不需要固^和拆除—種物理連接，這與電路交換技術 形成明顯的對I其減少了資料潛伏並增加操作相當短， 具爆發性的it道或絲的效率。—㈣連接性封包交換網 路將路由功能分發給多向路由站，藉以避免使用中央轉換 集線轉接器時可能發生的通信瓶頸。資料以適當的端點系 ’·充心·址刀封，然後在資料路徑上的獨立單位裡傳輸。位 I相互通訊 < 端點系統間的中級系統，有時稱爲路由器， 以每個封包爲基礎，決定最適合選取的路由。路由的決定 疋基於些特徵，包括··最少成本或花費椏少的路由；連 結谷量；待傳輸封包的數量，·連結的保密條件·以及中級 .系統（節點）操作的狀態。 圖1描述一種典型的點對點封包路由系統稱爲一種 ^22292 五、發明說明（2 區域多工發送服務（LMDS)系統）。LMDS系統1〇〇提供進出 固定網路的無線存取。LMDS系統100包含—些細胞，每 個細胞包含—種通信的節點102，1〇3，1〇4 (例如，一種 基地口）。節點1〇2，1〇3， 104各自與一種網路連 接忒網路可以是一種電腦網路，一種有線電視網路或是 一種公用交換機電話網路。點對點互連或其他傳輸連結可 用來取代連接節點1〇2， 1〇3， 1〇4的網路1〇6。節點 1〇2， 103， 1〇4將封包收發至通訊裝置，如多向使用者 108使用的行動電話裝置。 在上述LMDS系統中，由於各個節點102，1〇3，1〇4只 可與其傳輸範圍内的使用者或網路1〇6連接，因此一種網 路或節點的失誤將會造成無法傳遞的封包。舉例説明，若 節點103和網路106間的連結1〇7失誤，則無法傳送所有到 節點103傳輸範圍内使用者1〇8的封包。此外，由於節點 1〇3和網路106間只有連結107，增加封包通信量會超出連 、、口 10:傳‘ 1的負#。再者，諸如_種運動或競赛活動或 一個災難現場所引起的臨時節點失誤或封包通信量激增 時，即使增加節點仍不易修正上述之LMDS系統。 曰 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ¼. 發明概述 本發明藉由提供多點對多點之通訊的方法和系統克服上 述技藝已被指出的缺點。 根據本發明的第一個觀點係提供—種包含複數個多點節 點（夕點對多點的系統。每個多點節點包括—在至少一個 扇形區上播送的發射器；-接收扇形區廣播的接收器；— -5- 本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱— 1222292 A7 B7 五、發明說明（3) 器以及记憶體。與每個扇形區對應的扇形區識別 符號儲存於記憶射並在其各自的扇形區上㈣…連結 表儲存於記憶體中並根據由另一個多點節點接收的至 α 少一個屑形區識別符號通知路由器多點節點可利用的通訊 路徑。-與至少一個多點節點連接的來源多點節點包括— 諸存至y自扇形區識別符號的記憶體。此肩形區識別符 號傳達到至少-個多點節點。一來源節點連結路由表儲存 於包含複數個多點節點之連結路由表内容的記憶體中。 訂 根據本發明的另一個觀點係提供一種多點節點。此多點 節點包括一在至少一個扇形區上播送的發射器與一接收至 少-個扇形區廣播的接收器。此多點節點也包含一路由器 和-記憶體。與各自扇形區對應的扇形區識別符號儲存於 1己憶體中並在其對應之扇巾區上播送。接收器接收至少一 個各自對應另-個多點節點扇形區的扇形區識別符號。根 據接收的至少一個扇形區識別符號，-連結路由表儲存於 記憶體中並通知路由器多點節點可利用的通訊路徑。 、根據本發明的另-個觀點係提供_種操作多點模式的方 去。本万法包含維持各個複數個多點節點的連結路由表。 經濟郎智慧財產咼員工消費合阼达印製 各個連結路由表包含鄰近多點節點之所有扇形區的一扇形 區識別符號及-連結品質欄，此鄰近多點節點之扇形區擁 有超出事先決^門播的連結品質。各個連結路由表皆傳輸 到一來源多點節點。 根據本發明的另一個觀點則係提供—種操作多點模式的 方法。本方法包含由其他至少一個多點節點的至少一個扇 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（4 ) 形區接收一信號與評估此接收信號的連結品質。若連結品 質超出事先決定的門檻値，各個接收信號的扇形區識別符 號與連結口口質便儲存於一連結路由表中。此連結路由表隨 後會傳送到一來源多點節點。 圖式簡述 由以下關於附圖之較佳具體實施例的描述，使本發明上 述之目的與特徵變得顯而易見，其中： 圖1描述一種傳統的點對多點之通訊系統； 圖2根據本發明典型的具體實施例描述一種多點對多點 之通訊系統； 圖3爲本發明之典型方法的一流程圖； 圖4根據本發明典型的具體實施例描述-種多點節點的 連結路由表；以及 圖5根據本發明典型的具體實施例描述一種來源多點節 點的連結路由表。 發明詳細説明 爲1對本發明有一個完整的了解，將詳細説明如詳細電 各％路成刀，技術等等，置於下列描述的前面，這是爲 了説:非限制。然而，本發明也可運用在其他不屬於 下列詳、、.田况明的具體實施例中，這對熟知此項技藝之人士 疋顯而易見。在其他例子中，省略眾所週知方法的詳細描 述，裝置及電路，以免模糊本發明之說明。 圖2係根據本發明典型的具體實施例描述一 #多點對多 k Λ系、、先210。此通訊系統210包括多向多點（MP)節 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

U22292 五、發明說明（5) 點（例如 MP 節點 212，213，218，22〇，Π)。每個 騰郎點包含—發射器，一接收器，以及一按照封包的預 足目標協助路由封句φ > γ 即 訂匕中（ΜΡ即點傳到鄰近ΜΡ節點的路 由态222 。有些Μρ節點（例如Μρ節點218)經由一網路 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 路由器217連接一網路216 (例如_⑧網路）。其他讲節 =(例如ΜΡ節點221)爲了與無線通訊裝置通訊，如無線 電電話，須連接一個或多個基地台（Bs)2i5。此外，Μρ節 點可與住宅或辦公室或其他任何一個需要ιρ通訊的固定 地點連接。在本發明典型的一個具體實施例中，每個 即點包含許多結合涵蓋此ΜΡ節點周圍36〇度的扇形區天 線。一般來説，一扇形區天線的目的是收發在一個特定地 理區域或一通信細胞内扇形區進出的無線電能量。經由限 足一特定扇形區的扇形區天線可最小化扇形區外發出的干 擾。其依次改善ΜΡ節點與其他在該細胞扇形區内操作之 無線裝置間的信號品質。一 ΜΡ節點可使用許多各自涵蓋 一定比例區域的扇形區（如i至18個扇形區）。舉例説 明，一 MP節點可使用三個扇形區天線，每個涵蓋三分之 一個120度的扇形區。換句話説，一 MP節點可使用六個 扇形區天線，每種涵蓋六分之一個60度的扇形區。此 夕卜，一 MP節點可使用十八個扇形區天線，每種涵蓋十八 分之一個20度的扇形區。 MP節點經由無線連結214彼此連接。只要是在其天線 的範圍之内，任何MP節點都可直接連接其他的μ P節 點。舉例説明，ΜΡ節點213可直接連接ΜΡ節點212 ， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1222292 A7 B7 五、發明說明（6 ) 訂 川，及221。此外，各MP節點透過-廣播通遒播送其 即點識別（ID)及扇形區m。每㈣Mp節點負責各扇形區之 —定期更新（如每秒鐘5至1〇〇次）的連結路由表（見圖 4)。舉例説明，連結路由表儲存於一記憶體中，例如 RAM，EEPROM，磁性媒介，或其他可以文字表示的儲 存裝置。連結路由表爲鄰近Mp _點儲存可利用之扇形區 的識別和連結品質。連結路由表每次更新後，節點便 傳輸一連結路由表的備分到來源Mp節點22〇 。此來源 MP節點220負責維持一個儲存包括各個Mp節點之連結 路由表資訊的主要連結路由表（見圖5)。此來源節點分^ 主要連結路由表的資訊並透過一廣播通道將路由資訊傳輸 給所有MP節點，如此_來，藉著將全通訊系統21〇目前 的路由圖或"圖像"提供給所有Mp節點，便可持續更新通 訊系統21〇的路由器217 ，222 。持續的更新使路由器 217 ，222利用失效或故障Mp節點周圍的新Mp節點和 路由時，可有效地路由封包。 在本發明典型的一個具體實施例中，新的Mp節點加入 通訊系統210 。這可能造成預期增加要求的反應，舉例來 説，由於有緊急事件和媒體人員，一個運動場或一個災難 現場就會有臨時和不可預期封包通信量的增加。在這樣的 情形下，舉例而言，新的MP節點可能安裝在一台移動的 或靜止的交通工具上。當一個新Mp節點放入通訊系統 210時’系統210會自動重新裝配系統以識別和利用新的 節點。 -9. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇 x 297公釐 1222292 A7 五、發明說明（7 ) 參考圖3&4 ，新MP節點的夂Ap卢止咖 的谷屑形區在步驟33〇接受鄰 近MP節點的節點ID和扇形區m。在步驟建構各扇 形區的連結路由表，其中包括一 Mp節點m欄，一扇形 區ID攔，及一連結品質欄。爲了説明的目的，連結品質 攔包含咼，中，和低的等級。熟知此項技藝之人士將會認 可連結路由表可儲存更精確的連結品質測量法，例如一種 分貝（dB)或瓦連結品質測量法，或位元錯誤率（ber)測量 法。高，中和低的連結品質範例在BER的順序分別是ι 〇_9 ，10_8和1〇-7。當連結路由表在步驟334建構完成時，便 傳送連結路由表到來源MP節點220 。來源MP節點22〇 利用步驟334傳送的連結路由表更新其主要連結路由表 (見圖5)。主要連結路由表建立路由資訊以供透過一廣播 通道傳輸的路由器217，222使用，這使得封包可正確並 有效地在整個通訊系統210内路由。定期重覆圖3之方法 的目的是爲了維持整個通訊系統210的最新路由圖。熟知 此一般技藝之人士將會認可連結路由表更新的頻率將依照 通訊系統210預期的頻率變動。舉例説明，相較於一個不 常改變其節點位置的通訊系統，一個具有移動節點的，或 時常有臨時節點的通訊系統則需要經常更新其連結路由 表。 在本發明的另一個具體實施例中，一 MP節點可安裝於 一種行動交通工具上，例如汽車，火車，飛機，或船，如 此一來，此行動交通工具便具有DP通訊。由於時常更新 連結路由表，使得通訊系統210可不斷改變以合於通訊系 -10- 本紙張尺度_中準（CNS)A4規格公爱) 裝--- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1222292 A7 _B7_ 五、發明說明（8 ) 統210中瞬息萬變的MP節點。 以上爲本發明之原理，較佳具體實施例以及操作模式的 描述。然而，本發明並不限於上述特定的具體實施例。雖 然上述提供之具體實施例使用LMDS ，但熟知此項技藝之 人士將樂見本發明可適用於任何一種協定，如區域多點通 訊系統（LMCS)，劃碼多向近接（CDMA)，分頻多向近接 (FDMA)，分時雙工（TDD)等等。因此，應將上述之具體實 施例視爲説明，而非限制，且熟知此項技藝之人士在不偏 離如下列申請專利範圍之本發明範圍的情形下，其具體實 施例上產生的差異是可以理解的。 --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一-口*"«. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

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六、申請專利範圍 !· 一種多點對多點之通訊系統，包括： 複數個多點節點，其中 丹甲咸寺複數個多點節點各包 含： —在至少一個扇形區上播送的發射器； 一接收該至少-個扇形區廣播的接收器； 一路由器；及 ,记憶體’其中至少-各自對應單個該至少一個 扇形區的扇形區識別符號係儲存於該記憶體中，並在 各該至少-個扇形區上播送，而其中一路由表储存於 孩記憶體中’並根據由另—個該複數個多點節點接收 又至少一個扇形區識別符號將該多點節點可利用的通 訊路徑通知給該多點節點；以及 其中該系統還包括一連接至少一個該等複數個多點 節點的來源多點節點，該來源多點節點包含： 一圯憶體，其中該至少一個扇形區識別符號儲存 於該記憶體中並傳達到該至少一個該等複數個多點節 點，而其中一個來源多點節點係儲存於該包含所有複 數個多點節點之路由表内容的記憶體中。 2.如申請專利範圍第！項之系統，其中該來源多點節點 還包含： 一在至少一個扇形區上播送的發射器； 一接收該至少一個扇形區廣播的接收器；及 一來源路由器。 3·如申請專利範圍第2項之系統，其中該來源節點路由 -12- ‘紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1222292 六、申請專利範圍 表係用以通知該來源路由器該通訊系統所有可利用的 通訊路徑。 4·如申請專利範圍第！項之系統，其中該系統爲一區域 夕工發送服務系統。 5.如申請專利範i項之系統，其中該系統爲一區域 夕工通訊系統。 6·如申請專利範圍第i項之系統，其中至少一個該等複 數個多點節點還包括至少六條對應於至少六個扇形區 的扇形區天線。 7.如申請專利範圍第i項之系統，其中至少一個該等複 數個多點節點還包括至少十八條對應於至少十八個扇 形區的扇形區天線。 8·如申請專利範圍第i項之系統，其中該路由器根據該 封包之預足目標及儲存於該路由表的該可利用通訊路 徑指示通訊封包到至少一個額外的多點節點。 9·如申请專利範圍第1項之系統，其中各該等複數個多 點節點播送該路由表到該來源多點節點。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10·如申請專利範圍第i項之系統，其中該來源多點節點 播送路由資訊到每一個在該等複數個多點節點内的該 路由器。 11.如申请專利範圍第j項之系統，其中至少一個該等複 數個多點節點連接到一基地台。 u·如申凊專利範園第j項之系統，其中至少一個該等複 數個多點節點連接到一遠程網路路由器。

六、申請專利範圍 其中該遠程網路路由 13·如申請專利範圍第12項之系統 器連接到一 IP網路。 14. 一種多點節點，包括： 一在至少一個扇形區上播送的發射器； 一接收該至少一個扇形區廣播的接收器 一來源路由器；及 一記憶體， /、中至y 固各自對應單個至少一個扇形區的扇形 區識別符號儲存於該記憶冑中並在一對應的該至少一 個扇形區上播送， 、其中該接收器接收至少一個各自與另一個多點節點 之扇形區對應的扇形區識別符號，及 其中一路由表儲存於該記憶體中，根據接收的該至 少一個扇形區識別符號將該多點節點可利用之通訊路 徑通知該多點節點。 15·如申請專利範圍第14項之多點節點，#中該多點節點 操作於一區域多工發送服務系統。 16. 如申請專利範圍第14項之多點節點，其中該多點節點 操作於一區域多工通訊系統。 17. 如申請專利範圍第14項之多點節點，其中該多點節點 還包括至少六條對應於至少六個扇形區的扇形區天 線0 18.如申請專利範圍第14項之多點節點，其中該多點節點 還包括至少十八條對應於至少十八個扇形區的扇形區 -14· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1222292 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 天線 19· = :專利範圍第14項之多點節點，其中該路由器根 :2匕之預定目標及儲存於該路由表的該可利用通 路曰7F通Λ封包到至少一個額外的多點節點。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2〇·如申請專利範圍第14項之多點節點 播送該路由表到來源多點節點。 21·如申請專利範圍第14項之多點節點 連接到一基地台。 22·如申請專利範圍第14項之多點節點 連接到一遠程網路路由器。 23·如申請專利範圍第22項之多點節點 路由器連接到一 ΙΡ網路。 •種於夕點對多點網路通訊的方法，該網路包含複 數個多點節點，該方法包括下列步驟： 維持在每個該等複數個多點節點内的路由表，其中 该路由表包含鄰近多點節點之所有扇形區的一扇形區 識別符號及一連結品質欄，此鄰近多點節點之扇形區 擁有超出事先決定門檻的連結品質； 傳輸每個該等複數個多點節點之每個該連結路由表 到來源多點節點。 25·如申請專利範圍第24項之方法，其中該方法還包括下 列步驟： 維持包括各個該路由表内容之來源路由表；及 根據该來源路由表播送一主要路由表到該等複數個 其中該多點節點 其中該多點節點 其中該多點節點 其中該遠程網路 -------------·裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) "a· -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 示 1222292 A8 B8 C8 D8

六、申請專利範圍 多點節點。 26. 如申請專利範園第24項之方法，其中該維持和播送的 步驟是定期重覆的。 27. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該維持和播送的 步驟每秒鐘重覆5至100次。 28. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該網路爲一區域 多工發送服務網路。 改如申請專利範圍第24項之方法，其中該網路爲一區域 多工通訊系統網路。 讥如申請專利範圍第24項之方法，其中至少—個該等複 數個多點節點包括至少六個扇形區。 几如申請專利範圍第24項之方法，其中至少—個該等複 數個多點節點還包括至少十八個扇形區。 32. 如申請專利範圍第24項之方法，其中至少—個該等複 數個多點節點連接到一基地台。 33. 如申請專利範圍第24項之方法，其中至少一個該等複 數個多點郎點連接到一遠程網路路由琴。 34. 如申請專利範園第33項之方法，其中該遠程網路路由 器連接到一 IP網路。 35. 如申請專利範圍第33項之方法，其中該方法還包括下 列步驟： 根據该封包之預疋目標和儲存於至少_個該等複數 個多點節點内該路由表的該可利用通訊路徑，指 訊封包由一個多點印點到另一個多點節點。 • 16- ‘紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

1222292 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 36. —種操作一多點ft aa 士、+ > "、占即點的万法，包括下列步 由至少另一個多點節點的至少一個 驟 號； 屑形區接收一信 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 測量孩接收之信號的連結品質； 右^亥連結品質超出事先決定 、争尤/天疋 < 門檻値，則將識別該 至少-個扇％!的扇形區識別符號及連結品質等級儲 存於路由表中；以及 傳送該路由表到來源多·點節點。 37·如申請專利範圍第36項之方法，其中該測量，儲存， 及傳送步驟是定期重覆的。 38·如申請專利範圍第36項之方法，其中該測量，儲存， 及傳送步驟每秒鐘定期重覆5至1〇〇次。 39.如申請專利範圍第36項之方法，該方法還包括下列步 驟： 由孩來源多點節點接收複數個多點節點的路由表内 40·如申請專利範圍第36項之方法，該方法還包括下列步 驟： 根據該路由表將封包由該多點節點路由到該至少另 一個多點節點。 41.如申请專利範圍第36項之方法，該方法還包括下列步 驟： 接收對應至少另一個多點節點的其他路由表内容； 以及 — 裝·-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1222292 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 根據該路由表及該其他路由表之該内容，由該多點 節點路由封包到該至少另一個多點節點。 42. 如申請專利範圍第36項之方法，其中該多點節點包括 至少六個扇形區。 43. 如申請專利範圍第36項之方法，其中該多點節點包括 至少十八個扇形區。 44. 如申請專利範圍第36項之方法，其中該多點節點連接 到一基地台。 45. 如申請專利範圍第36項之方法，其中該多點節點連接 到一遠程網路路由器。 46. 如申請專利範圍第45項之方法，其中該遠程網路路由 器連接到一 IP網路。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）