TWI382696B - 利用周圍空閒行動通訊終端作為中繼站之方法 - Google Patents

Description

利用周圍空閒行動通訊終端作為中繼站之方法

本發明係關於一種行動通訊終端之通訊方法，尤指可令一行動通訊終端在發現由一基地台接收到的訊號係呈現微弱狀態時，藉其它空閒的行動通訊終端(意即未處於通訊狀態)做為中繼站，令該行動通訊終端經由該中繼站連接到基地台，進行通話連線。

按，隨著通訊科技的日新月異，及行動電話(如：PHS行動電話、GSM行動電話…等)的價廉物美，使行動電話的使用日趨普及，行動電話不僅為人們的生活及工作帶來相當多的便利，業者也根據此一趨勢，在行動電話的外觀上增添了許多美感上及機能上的設計，以有效滿足人們的不同需求。因此，目前行動電話已成為人們生活中的一部分，行動電話幾乎已成為人們形影不離的一重要溝通工具，不論出門在外或是出國旅遊，人們都會隨身攜帶行動電話，以因應不時之需，故行動電話不但是一個溝通工具，帶給人們生活上的便利，也成為人們身上的一種象徵身份地位的裝飾配件。另外，由於近年來GSM(Global System for Mobile Communications)技術的迅速發展，使得政府機構及通訊業者大力推廣GSM行動電話，欲藉其低廉的成本及通話費用，奪取移動通信市場的一部分領地，而GSM行動電話的推出亦確實為社會帶來了更多的便利性。

GSM技術使用的是一個蜂窩網路，也就是說行動電話要連接到一基地台，再藉由該基地台搜索到的最近的蜂窩小區，再與其它的行動電話相連接，因GSM網路可運行在多個不同的頻率上，故覆蓋面積會隨著不同環境而不同。

一般而言，GSM的蜂窩網路係可被區分成4種不同的蜂窩單元，包括：1、宏蜂窩(Macro cells)可以被看作一種基地台天線，係安裝在天線桿或在建築物頂上。

2、微蜂窩(Micro cells)是一天線高度低於建築高度，一般係用於市區內。

3、微微蜂窩(Picocells)是一種很小的蜂窩，只能覆蓋幾十米的範圍，主要係用於室內。

4、傘蜂窩(Umbrella cells)是用於覆蓋更小蜂窩網的盲區(指蜂窩網路間訊號空白區域)，以填補蜂窩間的訊號空白區域。

該蜂窩網路係由該等蜂窩單元所組成的涵蓋範圍，看似滴水不漏，然而，行動電話與蜂窩網路在實施使用上，仍存在下列問題：1、蜂窩網路內存在一盲區，該盲區係由於網絡漏覆蓋，或電波在傳播過程中，遇到障礙物而造成該區域的訊號強度微弱，令通信品質嚴重低劣，導致使用者在進行通話連線時，受到嚴重的影響；2、蜂窩網路內存在一熱點，係由於空間的基地台負荷的分佈不均勻，而形成某一個基地台特別繁忙，如：當眾多的使用者在商業中心、交通要道、跨年晚會…等繁忙的區域，且在該區域同時有多台GSM行動電話與同一個基地台連線時，該等GSM行動電話同時發出訊號給同一個基地台，俟該基地台接收該等訊號後，在短期時間內，並無法處理該等訊號，此時，該基地台內將呈現壅塞的狀態，而該等GSM行動電話上則顯示訊號忙線中，或無任何訊號服務狀態，令使用者一直無法進行通話連線，導致使用者在使用上的諸多不便。

此外，當該等GSM行動電話發出訊號給該基地台，且該基地台接收到該等訊號後，係以排隊的方式處理該等訊號，且按順序將該等訊號發送至對應之GSM行動電話，此時，若該對應之GSM行動電話為關機或超出服務區狀態，致該基地台無法將該訊號發送至對應之GSM行動電話時，該基地台必須先暫存該訊號，嗣再重新將該訊號發送給對應之GSM行動電話。惟，由於該基地台會為每一個GSM行動電話開設的一緩衝暫存區，但各該緩衝暫存區一般均有容量的限制，若該緩衝暫存區存滿訊號時，該基地台將無法再接收各該GSM行動電話新發出的訊號，致各該GSM行動電話無法正常通話連接，且該基地台內的訊號將呈現壅塞狀態，造成訊號的遺失，使得該基地台無法在短時間內解決大量的訊號。

綜上所述，該蜂窩網路與行動電話在訊號連線及通話品質上，仍有許多尚待改進的空間，因此，如何設計出一種行動電話之通訊方法，以有效改善現有行動電話環境之整體通訊品質，又可解決網路擁擠時行動電話無法連接到基地台的問題，即成為行動電話之通訊業者努力研究且亟欲達成之一重要課題。

有鑑於前述之諸多缺點，因此，發明人乃根據多年來之技術經驗，及所累積之專業知識，針對上述問題，開發設計出一種利用周圍空閒行動通訊終端作為中繼站之方法，以期有效解決行動通訊終端與基地台間的連接不穩定或無法連接的問題。

本發明之一目的，係提供一種利用周圍空閒行動通訊終端作為中繼站之方法，該方法係應用至複數個基地台(base station,BS)及複數個行動通訊終端(例如：GSM或PHS)，各該行動通訊終端具備有作為中繼站的功能，當一行動通訊終端在進行通訊，且發現由一第一基地台所接收到的訊號，係呈現微弱狀態時，該行動通訊終端會向該第一基地台發出一中繼請求，請求該第一基地台搜尋其所涵蓋區域內，連接訊號較強的其它空閒的行動通訊終端(意即未處於通訊狀態)，且請求該第一基地台發出一通知信息，俟該行動通訊終端接收到該第一基地台傳來的通知信息後，將自動選取一連接訊號較強的其它行動通訊終端，作為該第一基地台涵蓋區域內的一第一中繼站，並對該第一中繼站發出一註冊請求，請求該第一中繼站與該行動通訊終端進行連線，當該第一中繼站接受該行動通訊終端的註冊請求後，該行動通訊終端即能不受地形區域遮蔽的影響，經由該第一中繼站，連接到該第一基地台，進行通話連線，以有效解決該行動通訊終端在進行通訊，由該第一基地台接收到的訊號係呈現微弱狀態時，與該第一基地台間的連接不穩定或無法連接的狀況。

本發明之另一目的，當該第一中繼站接收到網路來電或進行自身通話時，即向該行動通訊終端發出一斷鏈信息，此時，該行動通訊終端將自動選取下一個連接訊號較強的其它行動通訊終端，作為該第一基地台涵蓋區域內的一第二中繼站，以連接到該第一基地台，進行通話連線，因此，可避免該第一中繼站接收到網路來電或進行自身通話時，造成該行動通訊終端之中斷的問題。

在本發明之又另一目的，當該行動通訊終端在進行通訊，且發現由該第一基地台已達到最大的通信負載量，使得該行動通訊終端無法經由該第一中繼站，連接到該第一基地台時，該第一中繼站則搜尋能接收到的其它空閒的基地台，俟該第一中繼站接收到其它空閒的基地台傳來的信息後，將自動選取一連接訊號較強的一第二基地台，同時，該第一中繼站切斷與該第一基地台的連接，令該行動通訊終端則經由該第一中繼站連接的第二基地台，用以接收該第二基地台的網路來電或進行自身通話，以有效解決行動通訊終端短期網路擁擠的問題。

為便 貴審查委員能對本發明之目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

本發明係一種利用周圍空閒行動通訊終端作為中繼站之方法，請參閱第1圖所示，係應用至複數個基地台3(base station,BS)及複數個行動通訊終端1(例如：GSM或PHS)，各該行動通訊終端1具備有作為中繼站的功能，當一行動通訊終端1在進行通訊，且發現由一第一基地台3所接收到的訊號，係呈現微弱狀態時，該行動通訊終端1會向該第一基地台3發出一中繼請求，請求該第一基地台3搜尋其所涵蓋區域內連接訊號較強的其它空閒的行動通訊終端(意即未處於通訊狀態)，且請求該第一基地台3發出一通知信息，俟該行動通訊終端1接收到該第一基地台3傳來的通知信息後，將自動選取一連接訊號較強的其它行動通訊終端，作為該第一基地台3涵蓋區域內的一第一中繼站2(BTS，Base Transceiver Station)，並對該第一中繼站2發出一註冊請求，請求該第一中繼站2與該行動通訊終端1進行連線，當該第一中繼站2接受該行動通訊終端1的註冊請求後，該行動通訊終端1即能不受地形區域遮蔽的影響，經由該第一中繼站2，連接到該第一基地台3，進行通話連線(如第1圖中虛線箭頭所示)，有效解決該行動通訊終端1與該第一基地台3間的連接不穩定或無法連接的狀況。

由於，請參閱第2圖所示，當該第一中繼站2欲接收網路來電或進行自身通話時，必需切斷與該行動通訊終端1的連接，才能自該第一基地台3接收來電或進行通話(如第2圖中上方的虛線箭頭所示)，如此，該行動通訊終端1即無法經由該第一中繼站2連接到該第一基地台3，故，欲解決此一問題，在本發明中，當該第一中繼站2欲接收網路來電或進行自身通話時，即向該行動通訊終端1發出一斷鏈信息，此時，該行動通訊終端1將自動選取下一個連接訊號較強的其它行動通訊終端，作為該第一基地台3涵蓋區域內的一第二中繼站5，以連接到該第一基地台3，進行通話連線(如第2圖中下方的虛線箭頭所示)，即能避免發生該行動通訊終端1無法連接到該第一基地台3的問題。

在該實施例中，請參閱第2及3圖所示，該行動通訊終端1係包括一第一天線13、一第二天線14及該中繼模組11，其中該行動通訊終端1的第一天線13係用以發送該註冊訊號至該第一中繼站2，而該行動通訊終端1的第二天線14係用以接收及發送該第一中繼站2或該第一基地台3的來電訊號及通話訊號，該中繼模組11係分別與該第一、二天線13、14相接，使該行動通訊終端1得透過該中繼模組11，選取該第一基地台3涵蓋區域內，連接訊號較強的其它空閒的行動通訊終端。在該實施例中，該第一中繼站2係為訊號較強的行動通訊終端，該第一中繼站2與該行動通訊終端1彼此具有相同的架構，因此，該第一中繼站2亦包括一第一天線23、一第二天線24及該中繼模組21，該第一中繼站2的第一天線23係用以接收該行動通訊終端1的註冊訊號，而該第一中繼站2的第二天線24係用以接收及發送該行動通訊終端1或該第一基地台3的來電訊號及通話訊號，且該中繼模組21係分別與該第一、第二天線23、24在該第一中繼站2內相接，因此，該行動通訊終端1的來電或進行自身通話的訊號，係由該行動通訊終端1的中繼模組11經由該行動通訊終端1的第二天線14，傳送到該第一中繼站2的第二天線24，再由該第一中繼站2的第二天線24傳到該第一基地台3，進行通話連線。

當該行動通訊終端1在進行通訊，且發現由該第一基地台3所接收到的訊號係呈現微弱狀態時，參閱第3及4圖所示，該行動通訊終端1及該第一基地台3間將依據下列步驟，令其它空閒的行動通訊終端作為中繼站：(100)該行動通訊終端1由該第二天線14向該第一基地台3發出該中繼請求；(101)該第一基地台3接收到該中繼請求後，即搜尋其涵蓋區域範圍內其它連接訊號較強的空閒的行動通訊終端；(102)該第一基地台3發出該通知信息至該行動通訊終端1的第二天線14，通知該行動通訊終端1在該第一基地台3涵蓋區域內的所有被搜尋出來的空閒的行動通訊終端的信息；(103)該行動通訊終端1的中繼模組11，根據該通知信息，自動選取一連接訊號較強的其它行動通訊終端，並經由該行動通訊終端1的第一天線13，發出該註冊請求至所選取的行動通訊終端；及(104)俟所選取的行動通訊終端接受該註冊請求後，即成為該第一基地台3涵蓋區域內的第一中繼站2，此時，該第一中繼站2的中繼模組21將產生一允許信息，並將該允許信息發送到該行動通訊終端1，以允許該行動通訊終端1與該第一中繼站2相連線，如此，該行動通訊終端1即可經由該第一中繼站2連接到該第一基地台3。

因此，當該行動通訊終端1進行通話，而產生通話訊號時，復參閱第3圖所示，該通話訊號係先經由該第二天線14傳送至該第一中繼站2的第二天線24，再由該第一中繼站2的第二天線24傳送至該第一基地台3；而該第一基地台3欲傳送至該行動通訊終端1的來電，則是經由該第一中繼站2的第二天線24傳送至該行動通訊終端1，使得該行動通訊終端1可以接聽來電。

請參閱第3及5圖所示，當該第一中繼站2接收到網路來電或欲進行自身通話時，該行動通訊終端1、第一中繼站2、第一基地台3及第二中繼站5間，將依據下列步驟，切斷該第一中繼站2與行動通訊終端1間的連接，並完成該行動通訊終端1與該第二中繼站5間的連接：(200)該第一中繼站2的中繼模組21產生該斷鏈信息，該斷鏈信息係經由該第一中繼站2的第一天線23，傳送至該行動通訊終端1的第一天線13；(201)該行動通訊終端1的中繼模組11，經由該第一天線13，接收到該斷鏈信息後，將判斷在該第一基地台3涵蓋區域範圍內，是否存在下一個連接訊號較強的行動通訊終端，若是，進行步驟(202)；否則，結束本程序。

(202)該行動通訊終端1的中繼模組11，經由該第一天線13，發出該註冊請求至下一個連接訊號較強的行動通訊終端；(203)下一個連接該訊號較強的行動通訊終端接受該註冊請求後，即成為該第一基地台3涵蓋區域內的第二中繼站5，該第二中繼站5的中繼模組51將產生該允許信息，且透過該第二中繼站5的第一天線53，將該允許信息傳送到該行動通訊終端1的第一天線13，允許該行動通訊終端1與該第二中繼站5相連接，而不再與該第一中繼站2連接，此時，該第一中繼站2即恢復成空閒的行動通訊終端1，並可開始接收來電及通話。

因此，當該行動通訊終端1不再與該第一中繼站2連接時，該行動通訊終端1的第二天線14可經過該第二中繼站5的第二天線54，連接到該第一基地台3，繼續進行通話，以避免因該第一中繼站2接收來電及通話，而發生該行動通訊終端1無法連接到該第一基地台3的問題。

由於，請參閱第6圖所示，當各該行動通訊終端1傳送大量的信息至該第一基地台3，該第一基地台3因必須在短時間內，接收各該行動通訊終端1傳來的大量信息，且已達到最大的通信負載量時，即無法在短期時間內與各該行動通訊終端1連接，因此，該行動通訊終端1即無法經由該第一中繼站2連接至該第一基地台3，為解決此一問題，在本發明中，當該行動通訊終端1無法經由該第一中繼站2連接到該第一基地台3時，該第一中繼站2能搜尋其它空閒的基地台，俟該第一中繼站2接收到其它空閒的基地台傳來的信息後，將自動選取一連接訊號較強的第二基地台6，同時，切斷與該第一基地台3的連接，令該行動通訊終端1得經由該第一中繼站2連接的第二基地台6，以透過該第二基地台6，接收網路來電或進行自身通話，有效解決行動通訊終端1短期網路擁擠的問題。

按，以上所述，僅為本發明最佳之一具體實施例，惟本發明之特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆可涵蓋在以下本發明專利範圍。

行動通訊終端．．．1

中繼模組．．．11、21、51

第一天線．．．13、23、53

第二天線．．．14、24、54

第一中繼站．．．2

第一基地台．．．3

第二中繼站．．．5

第二基地台．．．6

第1圖係本發明之行動通訊裝置、第一中繼站及第一基地台間訊號傳遞的示意圖；第2圖係本發明之行動通訊裝置、第一中繼站、第二中繼站及第一基地台間訊號傳遞的示意圖；第3圖係本發明之架構示意圖；第4圖係本發明之行動通訊裝置以空閒的行動通訊終端作為第一中繼站的動作流程示意圖；第5圖係本發明之行動通訊裝置連接到第二中繼站的動作流程示意圖；及第6圖係本發明之行動通訊裝置、第一中繼站、第一基地台及第二基地台間訊號傳遞的示意圖。

行動通訊終端．．．1

第一中繼站．．．2

第一基地台．．．3

Claims (5)

1. 一種利用周圍空閒行動通訊終端作為中繼站之方法，該方法係應用至複數個基地台及複數個行動通訊終端，各該行動通訊終端具有作為中繼站的功能，當一行動通訊終端在進行通訊，且發現由該第一基地台所接收到的訊號係呈現微弱狀態時，該第一基地台及該等行動通訊終端間，將依下列步驟進行處理：該行動通訊終端會向該第一基地台發出一中繼請求，請求該第一基地台搜尋其所涵蓋區域內連接訊號較強的其它空閒的行動通訊終端，且請求該第一基地台發出一通知信息；俟該行動通訊終端接收到該第一基地台傳來的通知信息後，自動選取一連接訊號較強的其它行動通訊終端，作為該第一基地台涵蓋區域內的一第一中繼站，並對該第一中繼站發出一註冊請求，請求該第一中繼站與該行動通訊終端進行連線；該第一中繼站接受該行動通訊終端的註冊請求後，該行動通訊終端即能經由該第一中繼站，連接到該第一基地台，進行通話連線；當該第一中繼站欲接收網路來電或進行自身通話時，其會向該行動通訊終端發出一斷鏈信息；該行動通訊終端將自動選取下一個連接訊號較強的其它行動通訊終端，作為該第一基地台涵蓋區域內的一第二中繼站；及 該行動通訊終端即經由該第二中繼站，以連接到該第一基地台，進行通話連線。
2. 如請求項1所述之方法，其中該行動通訊終端包括一第一天線、一第二天線及一中繼模組，該中繼站亦包括一第一天線、一第二天線及一中繼模組，該行動通訊終端在進行通訊，且發現由該第一基地台所接收到的訊號係呈現微弱狀態時，該行動通訊終端及該第一基地台間，將依據下列步驟，令其它空閒的行動通訊終端作為中繼站：該行動通訊終端由該第二天線向該第一基地台發出該中繼請求；該第一基地台接收到該中繼請求後，即搜尋其涵蓋區域範圍內是否存在其它連接訊號較強的空閒的行動通訊終端；該第一基地台發出該通知信息至該行動通訊終端的第二天線，通知該行動通訊終端在該第一基地台涵蓋區域內的所有被搜尋出來的空閒的行動通訊終端的信息；該行動通訊終端的中繼模組，根據該通知信息，自動選取一連接訊號較強的其它行動通訊終端，並經由該行動通訊終端的第一天線，發出該註冊請求至所選取的行動通訊終端；及俟所選取的行動通訊終端接受該註冊請求後，即成為該第一基地台涵蓋區域內的第一中繼站，該第一中繼站的中繼模組將產生一允許信息，並將該允許信息發送到該 行動通訊終端，以允許該行動通訊終端與該第一中繼站相連線，使該行動通訊終端即可經由該第一中繼站連接到該第一基地台。
3. 如請求項2所述之方法，其中當該第一中繼站接收到網路來電或欲進行自身通話時，該行動通訊終端、第一中繼站、第一基地台及第二中繼站間，將依據下列步驟，切斷該第一中繼站與行動通訊終端間的連接，並完成該行動通訊終端與該第二中繼站間的連接：該第一中繼站經由其該中繼模組產生該斷鏈信息，該斷鏈信息係經由該第一中繼站的第一天線，傳送至該行動通訊終端的第一天線；該行動通訊終端的中繼模組，經由該第一天線，接收到該斷鏈信息後，將判斷在該第一基地台涵蓋區域範圍內，是否存在下一個連接訊號較強的其它行動通訊終端；當該行動通訊終端的中繼模組，經由該第一天線發出該註冊請求至下一個連接訊號較強的其它空閒的行動通訊終端；及下一個連接該訊號較強的其它空閒的行動通訊終端接受該註冊請求後，其該中繼模組發送允許信息，允許該行動通訊終端與其進行連線，使得下一個連接該訊號較強的其它空閒的行動通訊終端成為該第一基地台涵蓋區域內的第二中繼站。
4. 如請求項3所述之方法，其中當該行動通訊終端的中繼 模組，判斷出其涵蓋區域範圍內，不存在下一個連接訊號較強的其它行動通訊終端時，則該中繼模組結束連接的步驟。
5. 如請求項1所述之方法，其中當該行動通訊終端無法經由該第一中繼站連接到該第一基地台時，該第一中繼站及該行動通訊終端，將依照下列步驟進行處理：該第一中繼站搜尋其能接收到的其它空閒的基地台；及俟該第一中繼站接收到其它空閒的基地台傳來的信息後，將自動選取一連接訊號較強的一第二基地台，同時，該第一中繼站切斷與該第一基地台的連接，令該行動通訊終端則經由該第一中繼站連接的第二基地台。