TWI424762B - 具多重狀態之無線通訊裝置及應用於具多重狀態之無線通訊裝置的基地台轉換方法 - Google Patents

Description

具多重狀態之無線通訊裝置及應用於具多重狀態之無線通 訊裝置的基地台轉換方法

本發明有關於一種具多重狀態之無線通訊裝置及應用於具多重狀態之無線通訊裝置的基地台轉換方法，可用以減少無線通訊裝置與基地台進行認證及授權的次數及無線通訊裝置之電源的消耗。

請參閱第1圖，為習用無線通訊系統之基地台的連接示意圖。如圖所示，無線通訊系統10包括有至少一大型基地台11及複數個小型基地台13，其中大型基地台11的功率較高並具有較大的涵蓋範圍，而小型基地台13的功率較低且涵蓋的範圍亦較小。例如大型基地台11可為一macrocell，並形成一第一涵蓋區域110，而小型基地台13則為一femtocell，並形成一第二涵蓋區域130。複數個小型基地台(femtocell)13設置在大型基地台(macrocell)11的第一涵蓋區域110內，並使得第一涵蓋區域110涵蓋複數個第二涵蓋區域130，例如在實際應用時第一涵蓋區域110內可設置有數百個小型基地台13。

由於小型基地台13在使用過程中所需要的功率及成本都較大型基地台11低，並可提供較佳的傳輸品質。所以當一無線通訊裝置15進入第一涵蓋區域110後，會盡量優先使用小型基地台13進行無線訊號的傳輸，例如位於第二 涵蓋區域130內的無線通訊裝置15會使用小型基地台13進行資料的傳輸。若小型基地台13與無線通訊裝置15之間的訊號強度不佳，例如當無線通訊裝置15不在第二涵蓋區域130內，則無線通訊裝置15將會使用大型基地台11進行無線訊號的傳輸。

當無線通訊裝置15在第一涵蓋區域110內開機時，無線通訊裝置15將會對第一涵蓋區域110內之大型基地台11及小型基地台13的訊號強度進行偵測及排序，並進一步選取訊號強度最佳的大型基地台11或小型基地台13。例如，無線通訊裝置15偵測到第一小型基地台131的訊號強度較高，並對第一小型基地台131的ID進行儲存，反之，當無線通訊裝置15偵測到大型基地台11的訊號強度較高，則會對大型基地台11的ID進行儲存。在應用時無線通訊裝置15可同時偵測到大型基地台11及複數個小型基地台13的訊號強度，並依據訊號的強度對各個基地台(大型基地台11及小型基地台13)進行排序。

無線通訊裝置15會在經過一特定時間或是更換所在位置時將會重新偵測各個基地台的訊號強度，並對新偵測到之基地台的訊號強度進行排序及儲存，一般來說無線通訊裝置15與小型基地台13之間的訊號強度與兩者的距離相關。例如當無線通訊裝置15離開第一小型基地台131並進入第二小型基地台133的涵蓋區域時，無線通訊裝置15將會偵測到第二小型基地台133的訊號強度較佳，並將第二小型基地台133排列在最高順位。若無線通訊裝置15的 所在位置不被任何小型基地台13之第二涵蓋區域130所涵蓋，則會將大型基地台11排在最高順位。

然而在實際應用時當無線通訊裝置15所選取的小型基地台13改變時，無線通訊裝置15與小型基地台13需要重新進行認證及授權的動作。例如無線通訊裝置15所選取小型基地台13由第一小型基地台131更改為第二小型基地台133時，無線通訊裝置15需要透過第二小型基地台133、寬頻網路(broadband internet)12及小型基地台閘道(Femto GW)14與核心網路(Core network)18連接，並重新進行認證及授權的動作。

反之，若無線通訊裝置15不在任何的第二涵蓋區域130內，則無線通訊裝置15將會透過無線電網路控制器(Radio Network Controller，RNC)16與核心網路18連接，並進行認證及授權的動作。由上述的步驟可得知，無線通訊裝置15可能會不斷進出第一涵蓋區域110與第二涵蓋區域130，或是在不同第二涵蓋區域130之間不斷進出，因此，必須與不同的小型基地台13或大型基地台15進行認證及授權的動作，如此一來將會造成無線通訊裝置15、小型基地台13及/或大型基地台11之能量的無謂消耗。

本發明之一目的，在於提供一種具多重狀態之無線通訊裝置以及應用於具多重狀態之無線通訊裝置的基地台轉換方法，其中大型基地台之第一涵蓋區域內包括有至少一 無線通訊裝置及複數個小型基地台所形成之複數個第二涵蓋區域，並可在不影響無線通訊裝置之訊號傳輸的前提下，減少無線通訊裝置與基地台進行認證及授權的次數，藉此減輕基地台的負擔，並減少無線通訊裝置之電源的消耗。

本發明之另一目的，在於提供一種具多重狀態之無線通訊裝置以及應用於具多重狀態之無線通訊裝置的基地台轉換方法，其中處於大型基地台優先狀態之無線通訊裝置在未開始進行資料傳輸前將會維持在大型基地台優先狀態，而不用因應無線通訊裝置的位移而改變基地台的優先順序，藉此將有利於節省無線通訊裝置所消耗的電源。

本發明之又一目的，在於提供一種具多重狀態之無線通訊裝置以及應用於具多重狀態之無線通訊裝置的基地台轉換方法，其中處於大型基地台優先狀態之無線通訊裝置在開始進行資料傳輸後將會進入小型基地台優先狀態，使得無線通訊裝置改由以小型基地台進行資料傳輸，藉此有利於提高資料傳輸的品質。

本發明之又一目的，在於提供一種具多重狀態之無線通訊裝置以及應用於具多重狀態之無線通訊裝置的基地台轉換方法，其中處於小型基地台優先狀態之無線通訊裝置在進行資料傳輸的過程中將會維持在小型基地台優先狀態，藉此有利於提高資料傳輸的品質。

本發明之又一目的，在於提供一種具多重狀態之無線通訊裝置以及應用於具多重狀態之無線通訊裝置的基地台 轉換方法，其中處於小型基地台優先狀態之無線通訊裝置在未進行資料傳輸時，當其離開第二涵蓋區域並進入第一涵蓋區域，該無線通訊裝置將會進入大型基地台優先狀態，並於進行資料傳輸前皆維持在大型基地台優先狀態，藉此將有利於節省無線通訊裝置的電源。

本發明之又一目的，在於提供一種具多重狀態之無線通訊裝置以及應用於具多重狀態之無線通訊裝置的基地台轉換方法，本發明不需要更動/修改傳統系統端的架構(例如：核心網路的通訊協定)，僅僅需要修改/執行此機制在裝置端(例如：手機)。因此在商業模式上更為有效益也更易實現。

為達成上述目的，本發明提供一種具多重狀態之無線通訊裝置以及應用於具多重狀態之無線通訊裝置的基地台轉換方法，上述之無線通訊裝置通訊連接至少一大型基地台以及複數個小型基地台，其中，大型基地台形成一第一涵蓋區域，複數個小型基地台形成複數個第二涵蓋區域，且複數個第二涵蓋區域與無線通訊裝置皆位於第一涵蓋區域內，上述之轉換方法包含：無線通訊裝置進入一小型基地台優先狀態或一大型基地台優先狀態；以及處於大型基地台優先狀態之無線通訊裝置為閒置並進入第二涵蓋區域內時，無線通訊裝置將維持在大型基地台優先狀態。

請參閱第2圖，本發明之第一實施例揭露一種應用於 具多重狀態之無線通訊裝置的基地台轉換方法之有限狀態機(FSM，Finite State Machine)的示意圖。請配合參閱第1圖，如第1圖所示，無線通訊系統10包括有至少一大型基地台11、複數個小型基地台13及至少一無線通訊裝置15，其中大型基地台11可為一macrocell，並可在其周圍形成一第一涵蓋區域110，而小型基地台13則可為一femtocell，並可在其周圍形成一第二涵蓋區域130，且複數個小型基地台13及無線通訊裝置15皆位於第一涵蓋區域110內。

無線通訊裝置15為一可攜式裝置，例如行動電話、筆記型電腦…等，並具有小型基地台優先狀態(femtocell_high)及大型基地台優先狀態(macrocell_high)，如第2圖所示。當無線通訊裝置15處於小型基地台優先狀態(femtocell_high)時，無線通訊裝置15將會優先選擇以小型基地台13進行資料的傳輸。反之，當無線通訊裝置15處於大型基地台優先狀態(macrocell_high)時，無線通訊裝置15則會優先選擇以大型基地台11進行資料的傳輸。

參考第2圖，在本發明中無線通訊裝置15會隨著特定事件的發生而改變其所處的狀態或是維持原來的狀態，如小型基地台優先狀態(femtocell_high)或大型基地台優先狀態(macrocell_high)，其中，事件可為無線通訊裝置15閒置(未進行資料的傳輸)、進行資料傳輸或是改變所在位置…等。反之，若特定事件沒有發生，則無線通訊裝置15 將會維持在原本的狀態。

當無線通訊裝置15進入第一涵蓋區域110或是在第一涵蓋區域110內開啟時，無線通訊裝置15將會對第一涵蓋區域110內之大型基地台11及小型基地台13的訊號強度進行偵測，並進一步選取訊號強度最佳的大型基地台11或小型基地台13。例如，無線通訊裝置15偵測到第一小型基地台131的訊號強度較高時，將會對第一小型基地台131的ID進行儲存，反之，當無線通訊裝置15偵測到大型基地台11的訊號強度較高，則會對大型基地台11的ID進行儲存。在應用時無線通訊裝置15可同時偵測到大型基地台11及複數個小型基地台13的訊號強度，並依據訊號的強度對各個基地台(大型基地台11及小型基地台13)進行排序。若無線通訊裝置15的所在位置不被任何小型基地台13之第二涵蓋區域130所涵蓋，則會將大型基地台11排在最高順位。

換言之，當無線通訊裝置15開機時並未在任何小型基地台13的第二涵蓋區域130內，無線通訊裝置15將會進入大型基地台優先狀態(macrocell_high)，並使得無線通訊裝置15在傳輸資料時會以大型機地台11為優先，如步驟S1所示。反之，當無線通訊裝置15開機時位於一小型基地台13的第二涵蓋區域130內，無線通訊裝置15將會進入小型基地台優先狀態(femtocell_high)，並使得無線通訊裝置15在傳輸資料時會以小型機地台13為優先，如步驟S2所示。

當處於大型基地台優先狀態(macrocell_high)之無線通訊裝置15在第一涵蓋區域110內進行位移，且該無線通訊裝置15為閒置(如未進行資料的傳送)時，無線通訊裝置15將會維持在大型基地台優先狀態(macrocell_high)，如步驟S3所示。例如處於大型基地台優先狀態(macrocell_high)之無線通訊裝置15為閒置時，即便進入小型基地台13之第二涵蓋區域130，無線通訊裝置15仍舊會維持在大型基地台優先狀態(macrocell_high)，之後當無線通訊裝置15離開第二涵蓋區域130時，無線通訊裝置15還是會維持在大型基地台優先狀態(macrocell_high)。換言之，處於大型基地台優先狀態(macrocell_high)之無線通訊裝置15會維持其原本的優先狀態，除非無線通訊裝置15開始進行資料的傳輸或離開第一涵蓋區域110。

藉由上述的動作可使得處於大型基地台優先狀態(macrocell_high)之無線通訊裝置15維持原本的狀態，且當無線通訊裝置15進入第一涵蓋區域110內之第二涵蓋區域130時亦不需要進行認證及授權等動作，藉此將有利於減少主機裝置的負擔，同時更有利於降低無線通訊裝置15之電源的消耗。

當處於大型基地台優先狀態(macrocell_high)之無線通訊裝置15開始進行資料傳輸時，例如訊息傳輸或通話，無線通訊裝置15將會進入小型基地台優先狀態(femtocell_high)，如步驟S4所示。另一方面，雖然無線 通訊裝置15處於小型基地台優先狀態(femtocell_high)，但若無線通訊裝置15不在任一第二涵蓋區域130內，則無線通訊裝置15還是會透過大型基地台11進行資料的傳輸。再者，若在資料傳輸的過程中無線通訊裝置15進入第二涵蓋區域130，由於無線通訊裝置15處於小型基地台優先狀態(femtocell_high)，則無線通訊裝置15將會改用小型基地台13進行訊號的傳輸，藉此將有利於提高傳輸的品質，並降低傳輸的成本。

當處於小型基地台優先狀態(femtocell_high)之無線通訊裝置15在資料傳輸的過程中進行位移時，例如離開或進入小型基地台13之第二涵蓋區域130，無線通訊裝置15將會維持在小型基地台優先狀態(femtocell_high)。換言之，處於小型基地台優先狀態(femtocell_high)之無線通訊裝置15在資料傳輸時將會維持在小型基地台優先狀態(femtocell_high)，如步驟S5所示。此時雖然無線通訊裝置15處於小型基地台優先狀態(femtocell_high)，但若無線通訊裝置15不在任一第二涵蓋區域130內，則無線通訊裝置15還是可以透過大型基地台11進行資料的傳輸。另一方面，若無線通訊裝置15於傳輸的過程中進入另一個第二涵蓋區域130，則由於無線通訊裝置15處於小型基地台優先狀態(femtocell_high)，因此無線通訊裝置15將會改用另一個小型基地台13進行訊號的傳輸。藉此將可以在不影響資料傳輸的前提下，提高資料傳輸時的品質及降低資料傳輸時的成本。

又，處於小型基地台優先狀態之無線通訊裝置15為閒置並在單一第二涵蓋區域130內進行位移時，無線通訊裝置15將會維持在小型基地台優先狀態。

當處於小型基地台優先狀態(femtocell_high)之無線通訊裝置15為閒置，且無線通訊裝置15離開第二涵蓋區域130、進入第一涵蓋區域，無線通訊裝置15將會進入大型基地台優先狀態(macrocell_high)，如步驟S6所示。

在應用過程中使用者亦可將當處於大型基地台優先狀態(macrocell_high)之無線通訊裝置15或處於小型基地台優先狀態(femtocell_high)之無線通訊裝置15之電源關閉，如步驟S7及S8所示。

請參閱第3圖，本發明之第二實施例揭露一種具多重狀態之無線通訊裝置及其控制元件。如圖所示，並請配合參照第1圖，無線通訊裝置15內包括有一控制元件151，上述之無線通訊裝置15可以為行動電話、筆記型電腦等，上述之控制元件用以執行如第一實施例所述之基地台轉換方法。

本發明之第一實施例所述無線通訊裝置之基地台轉換方法皆可以被編寫為特定的程式碼，並可將該程式儲存於特定的儲存媒體中，例如快閃記憶體、隨機存取記憶體、軟碟、光碟、硬碟或其他電腦可讀取的媒體中。其中該程式可以被設置在一特定的裝置內，例如電腦、行動電話，藉此將可以上述的裝置執行該基地台轉換方法。此外上述被編寫成程式碼的基地台轉換方法亦可透過傳輸媒體進行 傳輸，例如電線、電纜、光纖或其他各種傳輸線路，則該程式碼將可以被其他的裝置所接收，並可以其他裝置儲存及執行該程式碼，例如電腦、行動電話，藉此將可以達到以上述裝置實施該基地台轉換方法的目的。當在以一般用途的處理器執行該程式時，程式碼將可與處理器進行結合，並成為一特定邏輯電路所能應用的獨特裝置。

以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10‧‧‧無線通訊系統

11‧‧‧大型基地台

110‧‧‧第一涵蓋區域

12‧‧‧寬頻網路

13‧‧‧小型基地台

130‧‧‧第二涵蓋區域

131‧‧‧第一小型基地台

133‧‧‧第二小型基地台

14‧‧‧小型基地台閘道

15‧‧‧無線通訊裝置

16‧‧‧無線電網路控制器

18‧‧‧核心網路

第1圖：為習用無線通訊裝置之基地台的連接示意圖。

第2圖：為本發明具多重狀態之無線通訊裝置的基地台轉換方法一實施例之有限狀態機的示意圖。

第3圖：為本發明具多重狀態之無線通訊裝置的基地台轉換方法應用在電腦架構上的構造示意圖。

Claims (10)

1. 一種應用於一具多重狀態之無線通訊裝置的基地台轉換方法，該無線通訊裝置通訊連接至少一大型基地台以及複數個小型基地台，其中，該大型基地台形成一第一涵蓋區域，複數個該小型基地台形成複數個第二涵蓋區域，且複數個該第二涵蓋區域與該無線通訊裝置皆位於該第一涵蓋區域內，上述之應用於無線通訊裝置之基地台轉換方法包含：該無線通訊裝置進入一小型基地台優先狀態或一大型基地台優先狀態；及處於該大型基地台優先狀態之該無線通訊裝置為閒置並進入該第二涵蓋區域內時，該無線通訊裝置將維持在該大型基地台優先狀態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之基地台轉換方法，尚包括有以下步驟：處於該小型基地台優先狀態之該無線通訊裝置為閒置，當其離開該第二涵蓋區域、進入該第一涵蓋區域時，該無線通訊裝置進入該大型基地台優先狀態。
3. 如申請專利範圍第2項所述之基地台轉換方法，當該無線通訊裝置，由該第一涵蓋區域再進入同一個第二涵蓋區域或另一個第二涵蓋區域，該無線通訊裝置維持大型基地台優先狀態。
4. 如申請專利範圍第1項所述之基地台轉換方法，尚包括有以下步驟：處於該小型基地台優先狀態之該無線 通訊裝置為閒置，並在單一該第二涵蓋區域內進行位移時，該無線通訊裝置將會維持在該小型基地台優先狀態。
5. 如申請專利範圍第1項所述之基地台轉換方法，尚包括有以下步驟：處於該小型基地台優先狀態之該無線通訊裝置開始進行資料傳輸時，該無線通訊裝置將會維持在該小型基地台優先狀態。
6. 如申請專利範圍第1項所述之基地台轉換方法，尚包括有以下步驟：依據該無線通訊裝置於開機後所接受其位於第一涵蓋區域與位於第二涵蓋區域之訊號強弱，決定該無線通訊裝置進入一大型基地台優先狀態或一小型基地台優先狀態。
7. 一種應用於一具多重狀態之無線通訊裝置的基地台轉換方法，該無線通訊裝置通訊連接至少一大型基地台以及複數個小型基地台，其中，該大型基地台形成一第一涵蓋區域，複數個該小型基地台形成複數個第二涵蓋區域，且複數個該第二涵蓋區域與該無線通訊裝置皆位於該第一涵蓋區域內，上述之應用於無線通訊裝置之基地台轉換方法包含：該無線通訊裝置進入一小型基地台優先狀態或一大型基地台優先狀態；處於該大型基地台優先狀態之該無線通訊裝置為閒置並進入該第二涵蓋區域內時，該無線通訊裝置將維持在該大型基地台優先狀態；及處於該大型基地台優先狀態之該無線通訊裝置開始進 行資料傳輸時，該無線通訊裝置將會進入該小型基地台優先狀態。
8. 一種應用於一具多重狀態之無線通訊裝置的控制元件，該控制元件用以執行如申請專利範圍第1項所述之基地台轉換方法。
9. 一種具多重狀態之無線通訊裝置，該無線通訊裝置包含如申請專利範圍第8項所述之控制元件。
10. 一種程式產品，當一具多重狀態之無線通訊裝置載入該程式並執行後，可完成如申請專利範圍第1項所述之基地台轉換方法。