TWI458372B - 依據訊號品質選擇連線目標之無線設備、系統及其方法 - Google Patents

Description

依據訊號品質選擇連線目標之無線設備、系統及其方法

一種建立連線之無線設備、系統及其方法，特別係指一種依據訊號品質選擇連線目標之無線設備、系統及其方法。

在某些應用中必須使用線狀網路拓樸，例如狹長的空間，但因為無線網路存在無法指定連線對應的特性，因此，在使用無線網路建立線狀網路時，由於一台存取點的連線範圍內可能會有多台可連線的其他存取點，如此，會使得各個存取點相互連線後難以達成預期中的線狀拓樸。

在目前使用線狀網路拓樸的網路環境中，若建構的無線網路連線環境單純、節點固定且拓樸極少變動，例如：骨幹網路，則通常是藉由人工修改各個存取點的連線參數，藉以控制存取點的連線狀態而形成線狀拓樸；但如果需要建構的無線網路環境具有大量工作站以及存取點，且線狀拓樸的連線必須依據工作站/存取點的相對位置即時變動時，例如：可能隨時變更排列順序之火車車廂間，則由人工修改存取點的連線參數便難以應付。

綜上所述，可知先前技術無法在動態且複雜的環境下，自動建立符合工作站與存取點相對位置且穩定之線狀拓樸，因此有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。

有鑒於先前技術無法在動態且複雜的環境下，自動建立符合工作站與存取點相對位置且穩定之線狀拓樸，本發明遂揭露一種不需人工介入，依據訊號品質自動選擇連線目標之無線設備、系統及其方法，其中：本發明所揭露之依據訊號品質選擇連線目標之系統，至少包含：第一無線設備，用以偵測所有無線設備之訊號品質，並由無線設備中選出訊號品質最佳之目標設備，且目標設備與第一無線設備間之訊號品質不小於閥值並達到一第一預定時間，及用以傳送包含一協議請求訊息之請求封包；第二無線設備，係目標設備，用以偵測所有無線設備之訊號品質，並由無線設備中選出訊號品質最佳之候選設備，且候選設備與第二無線設備間之訊號品質不小於閥值之持續時間達到第一預定時間，及用以接收第一無線設備所傳送之協議請求訊息，並在依據候選設備是否為第一無線設備產生相對應之協議回應訊息後，傳送包含協議回應訊息之回應封包至第一無線設備；其中，第二無線設備判斷第一無線設備為候選設備後，所產生之協議回應訊息表示為協議確認；第二無線設備判斷第一無線設備不為候選設備後，所產生之協議回應訊息為協議拒絕；第二無線設備尚未選出候選設備時，所產生之協議回應訊息表示為協議等待；第一無線設備判斷協議回應訊息表示為協議確認後，與第二無線設備建立連線；第一無線設備判斷協議回應訊息表示為協議拒絕後，於一定時間內避免選擇第二無線設備為目標設備，並持續由無線設備中選出新的目標設備為第二無線設備，第一無線設備判斷協議回應訊息表示為協議等待後，於一定時間後再次傳送請求封包至當下被選出之第二無線設備。

本發明所揭露之依據訊號品質選擇連線目標之無線設備，至少包含：訊號品質偵測模組，用以偵測所有其他無線設備之訊號品質；目標選擇模組，用以由無線設備中選出訊號品質最佳者為候選設備，且候選設備與無線設備間之訊號品質不小於閥值達到第一預定時間；傳輸模組，用以傳送包含第一協議請求訊息之第一請求封包至候選設備，並接收候選設備所傳送之包含第一協議回應訊息之第一回應封包，及用以接收包含第二協議請求訊息之第二請求封包，並傳回包含第二協議回應訊息之第二回應封包；回應產生模組，用以於判斷傳送第二請求封包之無線設備為候選設備後，產生表示為協議確認之第二協議回應訊息，於判斷傳送第二請求封包之無線設備不為候選設備後，產生表示為協議拒絕之第二協議回應訊息，及於目標選擇模組尚未選擇候選設備時，產生表示為協議等待之第二協議回應訊息；連線處理模組，用以判斷第一協議回應訊息，當第一協議回應訊息表示為協議確認時，連線處理模組與傳送第一協議確認訊息之候選設備建立連線，當第一協議回應訊息表示為協議拒絕時，訊號品質偵測模組刪除該候選設備之訊號品質之記錄或目標選擇模組於一定時間內不再選擇傳送第一協議確認訊息之無線設備為候選設備，當第一協議回應訊息表示為協議等待時，連線處理模組於一定時間後再次透過傳輸模組傳送包含第一請求封包至目標選擇模組當下由無線設備中選出候選設備。

本發明所揭露之依據訊號品質選擇連線目標之方法，其步驟至少包括：第一無線設備偵測所有其他無線設備之訊號品質；第一無線設備由無線設備中選出訊號品質最佳之第二無線設備，且第二無線設備與第一無線設備間之訊號品質不小於閥值並達到第一預定時間；第一無線設備傳送包含協議請求訊息之請求封包至第二無線設備；第二無線設備由無線設備中選出訊號品質最佳之候選設備，且候選設備與第二無線設備間之訊號品質不小於閥值並達到第一預定時間；第二無線設備依據第一無線設備是否為候選設備產生相對應之協議回應訊息；第二無線設備傳送包含協議回應訊息之回應封包至第一無線設備；第一無線設備判斷協議回應訊息表示為協議確認後，與第二無線設備建立連線。

本發明所揭露之系統與方法如上，與先前技術之間的差異在於本發明透過無線設備選擇訊號品質最佳且訊號品質不小於閥值之持續時間達到預定時間的其他無線設備做為候選設備，當被選擇的候選設備也選擇該無線設備時，兩無線設備方可自動建立連線，藉以解決先前技術所存在的問題，達成在不需要人工介入的情況下，維持線狀拓樸之穩定性的技術功效。

以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之特徵與實施方式，內容足以使任何熟習相關技藝者能夠輕易地充分理解本發明解決技術問題所應用的技術手段並據以實施，藉此實現本發明可達成的功效。

本發明可以使得無線設備快速的判斷出最適合連線的目標設備，並自動與目標設備建立連線，如此，在不需要修改無線設備之連線參數的情況下，包含本發明之無線設備的網路之網路拓樸可以維持穩定。一般而言，本發明所提之無線設備主要是應用在線狀拓樸的無線網路中，但本發明並不以此為限。

若需要使用本發明，則在無線網路的環境中，必須至少要存在兩台本發明所提之無線設備。以下先以「第1圖」本發明所提之依據訊號品質選擇連線目標之系統架構圖來說明本發明的系統運作。如「第1圖」所示，本發明之系統含有第一無線設備100以及第二無線設備200。在實務上，任何包含本系統之無線設備同時具備第一無線設備100及第二無線設備200中各模組之行為能力。

第一無線設備100嘗試與最適合的目標設備(在「第1圖」中表示為第二無線設備200)建立連線，其中，第一無線設備100包含第一傳輸模組110、第一訊號品質偵測模組120、第一目標選擇模組130以及連線處理模組160。

第一傳輸模組110負責傳送與接收包含但不限於probe或beacon封包等無線封包，此一行為與習知之無線設備相同。第一傳輸模組110也負責傳送包含「協議請求訊息」的第一請求封包至目標設備，並接收由目標設備傳回的第一回應封包。

第一訊號品質偵測模組120負責根據第一傳輸模組110所接收之無線封包，判斷並記錄第一無線設備100所在之無線網路中，各個其他無線設備的訊號品質。第一訊號品質偵測模組120所偵測之訊號品質例如訊號強度(RSSI)，但本發明並不以此為限，凡可以判斷訊號品質之資料都可以在本發明中被使用。

第一目標選擇模組130負責由第一訊號品質偵測模組120所記錄之各個無線設備中，選出一個目標設備，例如第二無線設備200。其中，被第一目標選擇模組130選為目標設備的無線設備必須滿足三個條件。第一，目標設備的訊號品質是當下被第一訊號品質偵測模組120所偵測到之所有無線設備中訊號品質最佳的無線設備，第二，目標設備的訊號品質必須大於或等於預定的閥值，第三，目標設備的訊號品質大於或等於閥值的持續時間必須達到預定時間以上，在本發明中，將以「第一預定時間」表示無線設備之訊號品質大於或等於閥值的持續時間所需達到的預定時間。

第一目標選擇模組130可以一個表格記錄所有大於或等於閥值之無線設備的識別碼、訊號品質、以及持續時間，當某台無線設備之訊號品質大於或等於閥值的持續時間達到第一預定時間後，第一目標選擇模組130可以在表格中對應該無線設備之位置寫入一個旗標，藉以記錄該無線設備之訊號品質大於或等於閥值的持續時間達到第一預定時間，及方便後續處理。

連線處理模組160負責在第一目標選擇模組130選擇目標設備後，透過第一傳輸模組110傳送包含協議請求訊息的第一請求封包至目標設備，並透過第一傳輸模組110接收目標設備所傳回之第一回應封包。

當第一傳輸模組110所接收之第一回應封包中同樣包含協議回應訊息時，連線處理模組160將會判斷第一回應封包中所包含協議回應訊息的內容。

若協議回應訊息表示為「協議確認」，則連線處理模組160可以透過第一傳輸模組110與目標設備連線。其中，連線處理模組160可以依據第一回應封包中所記錄之設備資訊判斷是否需要主動連線至目標設備或是被動等待目標設備的連線。本發明所提之設備資訊為可以代表無線設備的資訊，例如，無線設備的MAC位址，但設備資訊為並不以MAC位址為限。當設備資訊為MAC位址時，連線處理模組160可以比對第一無線設備100的MAC位址以及目標設備的MAC位址的大小，當連線處理模組160比較出第一無線設備100的MAC位址較大時，主動連線至目標設備，而當連線處理模組160比較出第一無線設備100的MAC位址較小時，等待目標設備連線。

若協議回應訊息表示為「協議拒絕」，則第一訊號品質偵測模組120在偵測各個無線設備的訊號品質時，會忽略目標設備(例如第二無線設備200)，並等待第一目標選擇模組130再次選出符合條件之新的目標設備，一般而言，此時的目標設備不會與前一次所選出的目標設備相同。連線處理模組160也可以通知第一目標選擇模組130，使第一目標選擇模組130認定被選擇之無線設備目前不為目標設備，而後，在第一目標選擇模組130選擇候選目標時，第一目標選擇模組130在一定時間內將不會再次選擇同一無線設備做為目標設備。

而若協議回應訊息表示為「協議等待」，則連線處理模組160會在等待一段時間後，再次透過第一傳輸模組110傳送包含第一協議請求訊息的第一請求封包至當下被第一目標選擇模組130所選出之目標設備。其中，特別值得一提的是，此時第一訊號品質偵測模組120及第一目標選擇模組130仍繼續執行其功能，因此再次傳送第一請求封包時之目標設備可能並非前次發出協議等待訊息之無線設備。

需要特別一提的是，第一傳輸模組110是在習知無線網路技術中所使用之訊息封包(例如但不限於probe封包)中加入協議請求訊息做為請求封包，所以不論目標設備是否執行本發明，都會傳回回應封包，因此，連線處理模組160在第一傳輸模組110接收到第一回應封包後，通常需要先判斷第一回應封包中是否包含「協議確認」、「協議拒絕」或「協議等待」等協議回應訊息，若第一回應封包中沒有包含協議回應訊息，則連線處理模組160可以執行與接收到協議拒絕相同的過程，也就是通知第一訊號品質偵測模組120在偵測各個無線設備的訊號品質時，忽略目標設備(例如第二無線設備200)；或通知第一目標選擇模組130，選擇候選目標時忽略目標設備，並等待第一目標選擇模組130再次選出新的目標設備。

第二無線設備200負責與最適合的候選設備(例如，第一無線設備100)建立連線，其中，第二無線設備200包含第二傳輸模組210、第二訊號品質偵測模組220、第二目標選擇模組230、以及回應產生模組250。

第二傳輸模組210與第一傳輸模組110相似，負責定期傳送與接收與習知相同的無線封包。第二傳輸模組210也負責接收由第二無線設備200所在之無線網路上之任何無線設備所傳送之第二請求封包，並傳回傳送包含「協議回應訊息」的第二回應封包至傳送第二請求封包的無線設備。

第二訊號品質偵測模組220也與第一訊號品質偵測模組120相似，負責根據第二傳輸模組210所接收之無線封包，判斷並記錄第二無線設備200所在之無線網路中，各個其他無線設備的訊號品質。一般而言，第二訊號品質偵測模組220與第一訊號品質偵測模組120會同時偵測第二無線設備200與第一無線設備100所在之無線網路中，除了本身以外之無線設備的訊號品質。

第二目標選擇模組230同樣與第一目標選擇模組130相似，負責由第二訊號品質偵測模組220所記錄之各個無線設備中，選出一個候選設備，例如，第一無線設備100。其中，被第二目標選擇模組230選為候選設備的無線設備必須滿足三個條件。第一，候選設備的訊號品質是當下被第二訊號品質偵測模組220所偵測到之所有無線設備中的訊號品質最佳的無線設備，第二，候選設備的訊號品質必須大於或等於預定的閥值，第三，候選設備的訊號品質大於或等於閥值的持續時間必須達到第一預定時間以上。

其中，特別值得一提的是，若第二訊號品質偵測模組220所記錄之各個無線設備中，沒有任何的無線設備滿足上述的三個條件，則第二目標選擇模組230將不會選出候選設備，直到有某個無線設備滿足上述三個條件為止。

回應產生模組250負責依據第二目標選擇模組230依據選擇候選設備的情況產生協議回應訊息，其中，當傳送第二請求封包之無線設備(例如第一無線設備100)為第二目標選擇模組230所選出之候選設備後，回應產生模組250將產生表示為協議確認之協議回應訊息，而當傳送第二請求封包之無線設備不為第二目標選擇模組230所選出之候選設備後，回應產生模組250將產生表示為協議拒絕之協議回應訊息，另外，若第二目標選擇模組230尚未選出候選設備，則回應產生模組250將產生表示為協議等待的協議回應訊息。

由上述可知，第一無線設備100與第二無線設備200的多數模組相似，更詳細的來說，第一無線設備100以及第二無線設備200隨著所接收的封包不同，而有不同的後續處理模組，因此，第一無線設備100以及第二無線設備200實際上可以整合為一台同時具有兩個功能的無線設備300，如「第2圖」所示，無線設備300包含傳輸模組310、訊號品質偵測模組320、目標選擇模組330、回應產生模組350以及連線處理模組360。其中，傳輸模組310包含第一傳輸模組110以及第二傳輸模組210的所有功能，訊號品質偵測模組320、目標選擇模組330分別與第一訊號品質偵測模組120/第二訊號品質偵測模組220、第一目標選擇模組130/第二目標選擇模組230相似，而回應產生模組350、連線處理模組360則同樣與回應產生模組250、連線處理模組160相同，故「第2圖」中之各模組都不再贅述。

接著以第一個實施例來解說本發明的運作系統與方法，並請參照「第3圖」本發明所提之依據訊號品質選擇連線目標之方法流程圖。在本實施例中，本發明被應用在火車上，如「第4圖」所示，包含本發明之無線設備(411、412、421、422、431)設置於各車廂(410、420、430)，且車廂最前的無線設備與前一車廂最後的無線設備會建立連線，藉以在火車上建立線狀網路拓樸，藉以提供火車上之乘客使用網路，但本發明並不以此為限。

由於火車的各車廂是可以任意組合與排列，因此，當一列火車的車廂排列發生變化時，如「第6A圖」以及「第6B圖」所示，當原先連接的車廂410與車廂420分離，而車廂410改與車廂450連接後，若火車上使用習知之技術，則需要修改設置在車廂410最後之無線設備412的連線設定，同時也要修改設置在車廂450最前之無線設備451的連線設定，使得無線設備412以及無線設備451可以建立連線，而若火車上使用本發明則不再需要修改無線設備的連線設定。

參照「第4圖」，若車廂410與車廂420連接時，當火車上的各個無線設備啟動後，各個無線設備會嘗試搜尋其他的無線設備並嘗試與之建立連線。在此，將以車廂410與車廂420中的無線設備建立連線的過程進行說明，而其他車廂間，例如車廂420與車廂430間之無線設備建立連線的過程也會相同。

由於車廂410上設置有無線設備411以及無線設備412兩台無線設備，車廂420上也設置有無線設備421以及無線設備422兩台無線設備，車廂430上也設置有無線設備431以及無線設備432兩台無線設備，因此，在火車上的無線設備啟動後，火車上之無線設備的傳輸模組310都會定期傳送無線封包並接收其他無線設備的無線封包，例如beacon封包。也就是說，無線設備411至少會接收到無線設備412的無線封包，無線設備412至少會接收到無線設備411、無線設備421、無線設備422以及無線設備431的無線封包，無線設備421至少會接收到無線設備411、無線設備412、無線設備422以及無線設備431的無線封包，無線設備422至少會接收到無線設備412、無線設備421、無線設備431以及無線設備432的無線封包。

接著，火車上之各無線設備的訊號品質偵測模組320可以根據傳輸模組310所接收到的無線封包偵測其他無線設備的訊號品質。也就是說，無線設備411可以偵測並記錄無線設備412的訊號品質，無線設備412可以偵測並記錄無線設備411、無線設備421、無線設備422以及無線設備431的訊號品質，無線設備421可以偵測並記錄無線設備411、無線設備412、無線設備422以及無線設備431的訊號品質，無線設備422可以偵測並記錄無線設備412、無線設備421、無線設備431以及無線設備432的訊號品質。

其中，若是火車上之各無線設備使用適當方式調整無線訊號，例如使用指向天線，當無線設備411的天線指向車頭(左方)、無線設備412的天線指向車廂420(右方)，無線設備421的天線指向車廂410(左方)，無線設備422的天線指向車廂430(右方)，無線設備431的天線指向車廂420(左方)，無線設備432指向車尾(右方)，則無線設備411可能不會接收到任何無線封包，無線設備412至少會接收到無線設備421以及無線設備431的無線封包，無線設備421至少會接收到無線設備412的無線封包，無線設備422至少會接收到無線設備431的無線封包，因此，無線設備411不會記錄無線設備的訊號品質，無線設備412可以偵測並記錄無線設備421以及無線設備431的訊號品質，無線設備421可以偵測並記錄無線設備412的訊號品質，無線設備422可以偵測並記錄無線設備431的訊號品質。

以下假設設置於車廂420最前之無線設備421為第一無線設備，若在本實施例中，以訊號強度做為訊號品質，則在無線設備421的訊號品質偵測模組偵測到其他無線設備的訊號強度(訊號品質)(步驟501)後，無線設備421的目標選擇模組可以選出訊號強度最大(訊號品質最佳)、訊號品質大於或等於閥值、以及訊號品質大於或等於閥值之持續時間達到第一預定時間的無線設備(步驟520)，並以選出的無線設備做為目標設備(第二無線設備)。在本實施例中，若無線設備421偵測到無線設備412的訊號品質最佳，且超過閥值之持續時間也達到第一預定時間，則無線設備421會選擇無線設備412作為目標設備，也就是本發明所提之第二無線設備。

在無線設備421的目標選擇模組選出目標設備後，無線設備421的連線處理模組可以透過傳輸模組傳送包含協議請求訊息的請求封包至目標設備(步驟539)，在本實施例中，假設請求封包為probe封包，則無線設備421將傳送包含協議請求訊息的probe封包至無線設備412。其中，無線設備421的連線處理模組可以在依照無線網路技術傳送請求封包至目標設備前，先將協議請求訊息封裝至請求封包中，如此，無線設備421的傳輸模組所傳送之請求封包便會包含協議請求訊息。

在此同時，無線設備412的訊號品質偵測模組也會偵測其他無線設備的訊號品質，之後，無線設備412的目標選擇模組同樣可以選出訊號品質最佳、訊號品質大於或等於閥值、以及訊號品質大於或等於閥值之持續時間達到第一預定時間的無線設備(步驟540)，並以選出的無線設備做為候選設備。在本實施例中，假設無線設備412可以偵測到無線設備421以及無線設備431的訊號品質，其中，由於無線設備421較無線設備431接近無線設備412，因此，無線設備412所偵測到之訊號品質最佳者為無線設備421，若無線設備412所偵測到之無線設備421的訊號品質超過閥值之持續時間達到第一預定時間，則不論無線設備412所偵測到之無線設備431的訊號品質超過閥值之持續時間是否達到第一預定時間，無線設備412都會選擇所偵測到之訊號品質最佳的無線設備421作為候選設備，而不會選擇無線設備431作為目標設備。實際上，對於無線設備412而言，無線設備421也可以稱為目標設備。

在目標設備(也就是無線設備412)的傳輸模組接收到無線設備421所傳送之包含協議請求訊息的請求封包後，目標設備的回應產生模組可以依據目標設備之目標選擇模組所選出之候選設備是否為第一無線設備產生相對應的協議回應訊息(步驟550)。在本實施例中，由於目標設備之目標選擇模組所選出之候選設備確實為第一無線設備(無線設備421)，因此，目標設備的回應產生模組可以如「第5圖」之流程，先判斷出目標設備已選出候選設備(步驟551)，再判斷第一無線設備確實為目標選擇模組所選出之候選設備(步驟555)後，產生表示為協議確認的協議回應訊息(步驟557)。

在目標設備的回應產生模組產生協議回應訊息後，目標設備的傳輸模組可以將包含協議回應訊息的回應封包傳回候選設備，也就是第一無線設備、無線設備421(步驟559)。其中，目標設備的回應產生模組可以在依照無線網路技術傳送回應封包至第一無線設備前，先將表示為協議確認之協議回應訊息封裝至回應封包中，如此，無線設備421的傳輸模組所傳送之回應封包便會包含協議回應訊息。

在第一無線設備(無線設備421)的傳輸模組接收到目標設備(無線設備412)所傳回之回應封包後，無線設備421可以判斷回應封包中所包含之協議回應訊息的內容(步驟561)。在本實施例中，由於回應封包中所包含之協議回應訊息表示為協議確認，因此，無線設備421的連線處理模組可以與目標設備，也就是無線設備412建立連線(步驟580)。無線設備421的連線處理模組可以依照無線設備421本身的設備資訊(例如MAC位址)與回應封包中所記錄之目標設備(無線設備412)的設備資訊(同樣為MAC位址)判斷是否需要主動與無線設備412建立連線，或是被動等待無線設備412建立連線，如此，可以在不使用額外之訊息的情況下，決定連線時需要扮演存取點(Access Point,AP)或是客戶端(client)的角色。除此之外，存取點與客戶端可以利用在協議請求過程及協議回應過程中獲得之資訊，產生僅供存取點及客戶端共享之獨特連線參數，例如在原始SSID之後附加存取點之MAC位址的後三碼或修改連線認證密碼，如此，達成協議的成對無線設備，都是使用唯一(獨一無二)的連線資訊，便可以避免客戶端連線到錯誤的存取點。

而後，無論無線設備421是主動與無線設備412建立連線，或是無線設備421被動等待無線設備412建立連線，車廂410以及車廂420都可以完成連線的建立。

以下以第二個實施例來解說本發明的運作系統與方法，並請繼續參照「第3圖」。本實施例延續第一個實施例，但在本實施例中，火車的車廂將進行重新排列，如「第6A圖」及「第6B圖」所示，其中，火車的車廂410與車廂420分離，車廂410改與車廂450連接。

在車廂410與車廂420分離後，車廂410與車廂450連接前，車廂450上的無線設備451以即無線設備452會被啟動。假設無線設備451的訊號品質偵測模組可以偵測到無線設備421的訊號品質(步驟501)，若無線設備451的訊號品質偵測模組所偵測到之無線設備421的訊號品質大於或等於閥值之持續時間達到第一預定時間後，無線設備451的目標選擇模組可以選出無線設備421(步驟520)，並以選出的無線設備421做為目標設備。

在無線設備451的目標選擇模組選出目標設備(無線設備421)後，無線設備451的連線處理模組可以透過傳輸模組傳送包含協議請求訊息的請求封包至目標設備(步驟539)，在本實施例中，也就是無線設備421。

在目標設備(也就是無線設備421)的傳輸模組接收到無線設備451所傳送之包含協議請求訊息的請求封包後，無線設備421的回應產生模組可以依據目標設備之目標選擇模組所選出之候選設備是否為第一無線設備產生相對應的協議回應訊息(步驟550)。在本實施例中，由於目標設備之目標選擇模組所選出之候選設備確實為無線設備412，而不是傳送請求封包的無線設備451，因此，目標設備的回應產生模組可以如「第5圖」之流程，產生表示為協議拒絕的協議回應訊息(步驟556)。

在目標設備(無線設備421)的回應產生模組產生協議回應訊息後，目標設備的傳輸模組可以將包含協議回應訊息的回應封包傳回傳送協議回應訊息的無線設備，也就是無線設備451(步驟559)。

在無線設備451的傳輸模組接收到目標設備(無線設備421)所傳回之回應封包後，無線設備421可以判斷回應封包中所包含之協議回應訊息的內容(步驟561)。在本實施例中，由於回應封包中所包含之協議回應訊息表示為協議拒絕，因此，無線設備421的連線處理模組將如「第7A圖」之流程所示，在判斷出協議回應訊息表示協議拒絕(步驟562)後，無線設備451的訊號品質偵測模組將會刪除無線設備421的訊號品質記錄(步驟566)。

而後，隨著車廂410與車廂420的分離，無線設備412的連線處理模組可以如「第7B圖」之流程所示，判斷無線設備421的訊號品質是否低於閥值，且低於閥值的時間是否達到第二預定時間(步驟591)，當無線設備412的連線處理模組判斷無線設備421的訊號品質低於閥值達到第二預定時間後，無線設備412的連線處理模組可以中斷與無線設備421之間的連線(步驟596)，並通知無線設備412的目標選擇模組選擇一個新的目標設備(步驟520)。

而當車廂450沿著軌道移動到車廂410與車廂420之間時，無線設備412的訊號品質偵測模組可以偵測到無線設備451的訊號品質越來越高，當無線設備412的目標選擇模組判斷無線設備451的訊號品質大於或等於閥值之持續時間達到第一預定時間後，便可以選擇無線設備451(步驟520)，藉以將無線設備451作為新的目標設備。

在無線設備412的目標選擇模組選出目標設備(無線設備451)後，無線設備412的連線處理模組可以透過傳輸模組傳送包含協議請求訊息的請求封包至目標設備(步驟539)，也就是無線設備451。

在目標設備(也就是無線設備451)的傳輸模組接收到無線設備412所傳送之包含協議請求訊息的請求封包後，無線設備451的回應產生模組可以依據目標設備之目標選擇模組所選出之候選設備是否為無線設備412產生相對應的協議回應訊息(步驟550)。在本實施例中，假設無線設備451之目標選擇模組所選出之候選設備確實為無線設備412，因此，無線設備451的回應產生模組可以如「第5圖」之流程，產生表示為協議確定的協議回應訊息(步驟557)，並由無線設備451的傳輸模組將包含協議回應訊息的回應封包傳回傳送協議回應訊息的無線設備，也就是無線設備412(步驟559)。

在無線設備412的傳輸模組接收到目標設備(無線設備451)所傳回之回應封包後，無線設備412可以判斷回應封包中所包含之協議回應訊息的內容(步驟561)。在本實施例中，由於回應封包中所包含之協議回應訊息表示為協議確認，因此，無線設備412的連線處理模組可以與目標設備，也就是無線設備451建立連線(步驟580)，如此，車廂410與車廂450上的無線設備並不需修改設定值，便可使車廂410與車廂450之間完成連線的建立，而讓拓樸自動更新。

在上述實施例中，若無線設備451之目標選擇模組尚未選出候選設備(步驟551)，則無線設備451的回應產生模組將會產生表示為協議等待的協議為應訊息(步驟552)，並由無線設備451的傳輸模組將包含協議回應訊息的回應封包傳回傳送協議回應訊息的無線設備412(步驟559)。

在無線設備412的傳輸模組接收到目標設備(無線設備451)所傳回之回應封包後，無線設備412可以判斷出回應封包中所包含之協議回應訊息表示為協議等待(步驟563)，因此，無線設備412會在等待一段時間(步驟563)後，由無線設備412的目標選擇模組重新選出訊號品質最佳，且訊號品質大於或等於閥值之持續時間達到第一預定時間的目標設備(步驟520)，直到車廂410與車廂450之間完成連線的建立。

以下再以第三實施例說明本發明的運作系統與方法，請參照「第8圖」所示之流程圖。本實施例延續第二實施例，但本實施例主要在於說明另一種切換連線之無線設備的過程。

在本實施中，假設車廂410與車廂420在分離後的距離逐漸拉長，同時車廂450沿著軌道向車廂410移動，當車廂450移動到車廂410與車廂420之間時，若設置於車廂410中之無線設備412與設置於車廂420中之無線設備421的連線尚未中斷，則表示無線設備412與無線設備421仍然連線中(步驟510)。

由於無線設備421的傳輸模組會不斷的接收無線封包，也就是說，無線設備421的訊號品質偵測模組會持續的偵測各個無線設備的訊號品質(步驟501)，其中，無線設備452的訊號品質會因為車廂450的接近而越來越高，無線設備412的訊號品質會因為車廂410的遠離而越來越低，則無線設備421的目標選擇模組可以在判斷無線設備452的訊號品質大於或等於閥值之持續時間達到第一預定時間後，選擇無線設備452(步驟520)，藉以作為新的目標設備。

在無線設備421的目標選擇模組選出新的目標設備(無線設備452)後，無線設備421的連線處理模組可以透過傳輸模組傳送包含協議請求訊息的請求封包至目標設備(步驟539)，也就是無線設備452。

在目標設備(也就是無線設備452)的傳輸模組接收到無線設備421所傳送之包含協議請求訊息的請求封包後，無線設備452的回應產生模組可以依據目標設備之目標選擇模組所選出之候選設備是否為無線設備421產生相對應的協議回應訊息(步驟550)。在本實施例中，假設無線設備452之目標選擇模組所選出之候選設備確實為無線設備421，因此，無線設備452的回應產生模組可以如「第5圖」之流程，產生表示為協議確定的協議回應訊息(步驟557)。

在無線設備452的回應產生模組產生協議回應訊息後，無線設備452的傳輸模組可以將包含協議回應訊息的回應封包傳回傳送協議回應訊息的無線設備，也就是無線設備421(步驟559)。

在無線設備421的傳輸模組接收到目標設備(無線設備452)所傳回之回應封包後，無線設備421可以判斷回應封包中所包含之協議回應訊息的內容(步驟561)。在本實施例中，由於回應封包中所包含之協議回應訊息表示為協議確認，因此，無線設備421的連線處理模組可以先中斷與無線設備412的連線(步驟570)，而改與目標設備，也就是無線設備452建立連線(步驟580)，如此，車廂410與車廂450上的無線設備同樣在不修改設定值的情況下，使得車廂410與車廂450之間完成連線的建立，而讓拓樸自動更新。與上述相似的，在車廂410與車廂450之間，無線設備412也可以先與無線設備421中斷連線後再與無線設備451建立連線。

綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於具有無線設備選擇訊號品質最佳且訊號品質不小於閥值之持續時間達到預定時間的其他無線設備做為候選設備，當被選擇的候選設備也選擇該無線設備時，兩無線設備建立唯一連線之技術手段，藉由此一技術手段可以解決先前技術所存在在動態且複雜的環境下，無法由工作站與存取點的相對位置建立穩定之線狀拓樸的問題，進而達成在動態且複雜的環境下，由工作站與存取點自動協商建立穩定線狀拓樸，並能適時更新拓樸以達到適應環境變化之技術功效。

再者，本發明之依據訊號品質選擇連線目標之方法，可實現於硬體、軟體或硬體與軟體之組合中，亦可在電腦系統中以集中方式實現或以不同元件散佈於若干互連之電腦系統的分散方式實現。

雖然本發明所揭露之實施方式如上，惟所述之內容並非用以直接限定本發明之專利保護範圍。任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明所揭露之精神和範圍的前提下，對本發明之實施的形式上及細節上作些許之更動潤飾，均屬於本發明之專利保護範圍。本發明之專利保護範圍，仍須以所附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．第一無線設備

110．．．第一傳輸模組

120．．．第一訊號品質偵測模組

130．．．第一目標選擇模組

160．．．連線處理模組

200．．．第二無線設備

210．．．第二傳輸模組

220．．．第二訊號品質偵測模組

230．．．第二目標選擇模組

250．．．回應產生模組

300．．．無線設備

310．．．傳輸模組

320．．．訊號品質偵測模組

330．．．目標選擇模組

350．．．回應產生模組

360．．．連線處理模組

410．．．車廂

411．．．無線設備

412．．．無線設備

420．．．車廂

421．．．無線設備

422．．．無線設備

430．．．車廂

431．．．無線設備

432．．．無線設備

450．．．車廂

451．．．無線設備

452．．．無線設備

步驟501　第一無線設備偵測所有其他無線設備之訊號品質

步驟510　第一無線設備與第三無線設備連線

步驟520　第一無線設備由無線設備中選出訊號品質最佳之第二無線設備，且第二無線設備與第一無線設備間之訊號品質不小於閥值並達到第一預定時間

步驟539　第一無線設備傳送包含協議請求訊息之請求封包至第二無線設備

步驟540　第二無線設備由無線設備中選出訊號品質最佳之候選設備，且候選設備與第二無線設備間之訊號品質不小於閥值並達到第一預定時間

步驟550　第二無線設備依據候選設備是否為第一無線設備產生相對應之協議回應訊息

步驟551　第二無線設備是否選出候選設備

步驟552　第二無線設備產生表示為協議等待之協議回應訊息

步驟555　第二無線設備判斷第一無線設備是否為候選設備

步驟556　第二無線設備產生表示為協議拒絕之協議回應訊息

步驟557　第二無線設備產生表示為協議確認之協議回應訊息

步驟559　第二無線設備傳送包含協議回應訊息之回應封包至第一無線設備

步驟561　第一無線設備判斷協議回應訊息是否為協議確認

步驟562　第一無線設備判斷協議回應訊息是否表示為協議拒絕

步驟563　第一無線設備判斷協議回應訊息是否表示為協議等待

步驟566　第一無線設備刪除第二無線設備之訊號品質記錄

步驟567　第一無線設備等待一定時間

步驟570　第一無線設備中斷與第三無線設備之連線

步驟580　第一無線設備與第二無線設備建立連線

步驟591　第一無線設備判斷第二無線設備之訊號品質是否低於閥值，且持續時間達到第二預定時間

步驟596　第一無線設備中斷與第二無線設備之連線

第1圖為本發明所提之依據訊號品質選擇連線目標之系統架構圖。

第2圖為本發明所提之依據訊號品質選擇連線目標之無線設備之元件示意圖。

第3圖為本發明所提之依據訊號品質選擇連線目標之方法流程圖。

第4圖為本發明實施例所提之無線設備設置示意圖。

第5圖為本發明所提之產生協議回應訊息之詳細方法流程圖。

第6A圖、第6B圖為本發明實施例所提之車廂排列變更之連續示意圖。

第7A圖為本發明所提之判斷協議回應訊息之附加方法流程圖。

第7B圖為本發明所提之依據訊號品質選擇連線目標之附加方法流程圖。

第8圖為本發明所提之另一種依據訊號品質選擇連線目標之方法流程圖。

步驟501　第一無線設備偵測所有其他無線設備之訊號品質

步驟520　第一無線設備由無線設備中選出訊號品質最佳之第二無線設備，且第二無線設備與第一無線設備間之訊號品質不小於閥值並達到第一預定時間

步驟539　第一無線設備傳送包含協議請求訊息之請求封包至第二無線設備

步驟540　第二無線設備由無線設備中選出訊號品質最佳之候選設備，且候選設備與第二無線設備間之訊號品質不小於閥值並達到第一預定時間

步驟550　第二無線設備依據候選設備是否為第一無線設備產生相對應之協議回應訊息

步驟559　第二無線設備傳送包含協議回應訊息之回應封包至第一無線設備

步驟561　第一無線設備判斷協議回應訊息是否為協議確認

步驟580　第一無線設備與第二無線設備建立連線

Claims (20)

1. 一種依據訊號品質選擇連線目標之方法，用以提供多個無線設備中之兩無線設備建立唯一連線，該方法至少包含下列步驟：一第一無線設備偵測所有其他無線設備之訊號品質；該第一無線設備由該些無線設備中選出訊號品質最佳之一第二無線設備，且該第二無線設備與該第一無線設備間之訊號品質不小於一閥值並達到一第一預定時間；該第一無線設備傳送包含一協議請求訊息之一請求封包至該第二無線設備；該第二無線設備由該些無線設備中選出訊號品質最佳之一候選設備，且該候選設備與該第二無線設備間之訊號品質不小於該閥值並達到該第一預定時間；該第二無線設備依據該第一無線設備是否為該候選設備產生相對應之一協議回應訊息；該第二無線設備傳送包含該協議回應訊息之一回應封包至該第一無線設備；及該第一無線設備判斷該協議回應訊息表示為協議確認後，與該第二無線設備建立連線。
2. 如申請專利範圍第1項所述之依據訊號品質選擇連線目標之方法，其中該方法於該第一無線設備由該些無線設備中選出訊號品質最佳之一第二無線設備前，更包含該第一無線設備與一第三無線設備連線，及於該第一無線設備與該第二無線設備建立連線之步驟前，更包含該第一無線設備中斷與該第三無線設備之連線之步驟，藉以提供自動調整拓樸之機制。
3. 如申請專利範圍第1項所述之依據訊號品質選擇連線目標之方法，其中該方法於該第一無線設備與該第二無線設備建立連線之步驟後，更包含該第一無線設備判斷該第二無線設備之訊號品質低於該閥值，且持續時間達到一第二預定時間後，中斷與該第二無線設備之連線，並由該些無線設備中再次選出訊號品質最佳者為該第二無線設備之步驟。
4. 如申請專利範圍第1項所述之依據訊號品質選擇連線目標之方法，其中該第一無線設備與該第二無線設備建立連線之步驟係該第一無線設備依據該回應封包中所記錄之該第二無線設備之設備資訊判斷需主動連線至該第二無線設備或等待該第二無線設備連線。
5. 如申請專利範圍第1項所述之依據訊號品質選擇連線目標之方法，其中該第一無線設備與該第二無線設備建立連線之步驟係該第一無線設備與該第二無線設備依據唯一的連線資訊連線，該連線資訊係第一無線設備或該第二無線設備依據該第一無線設備之設備資訊及該第二無線設備之設備資訊所產生。
6. 如申請專利範圍第1項所述之依據訊號品質選擇連線目標之方法，其中該方法更包含該第一無線設備判斷該協議回應訊息表示為協議拒絕後，於一定時間內避免選擇該第二無線設備為該候選設備，並持續由該些無線設備中選出訊號品質最佳者為該第二無線設備，及該第一無線設備判斷該協議回應訊息表示為協議等待後，於一定時間後再次傳送該請求封包至當下由該些無線設備中被選出之該第二無線設備之步驟。
7. 如申請專利範圍第1項所述之依據訊號品質選擇連線目標之方法，其中該方法於該第一無線設備與該第二無線設備建立連線之步驟前，更包含該第一無線設備判斷該回應封包不包含協議回應訊息後，於一定時間內避免選擇該第二無線設備為該候選設備之步驟。
8. 一種依據訊號品質選擇連線目標之系統，用以提供多個無線設備中之兩無線設備建立唯一連線，該系統至少包含：一第一無線設備，用以偵測所有其他無線設備之訊號品質，並由該些無線設備中選出訊號品質最佳之一目標設備，且該目標設備與該第一無線設備間之訊號品質不小於一閥值並達到一第一預定時間，及用以傳送包含一協議請求訊息之一請求封包；及一第二無線設備，係該目標設備，用以偵測所有其他無線設備之訊號品質，並由該些無線設備中選出訊號品質最佳之一候選設備，且該候選設備與該第二無線設備間之訊號品質不小於該閥值之持續時間達到該第一預定時間，及用以接收該第一無線設備所傳送之該協議請求訊息，並在依據該第一無線設備是否為該候選設備產生相對應之一協議回應訊息後，傳送包含該協議回應訊息之一回應封包至該第一無線設備；其中，該第二無線設備判斷該第一無線設備為該候選設備後，所產生之該協議回應訊息表示為協議確認，該第二無線設備判斷該第一無線設備不為該候選設備後，所產生之該協議回應訊息為協議拒絕，該第二無線設備尚未選出該候選設備時，所產生之該協議回應訊息表示為協議等待，該第一無線設備判斷該協議回應訊息表示為協議確認後，與該第二無線設備建立連線，該第一無線設備判斷該協議回應訊息表示為協議拒絕後，於一定時間內避免選擇該第二無線設備為該目標設備，並持續由該些無線設備中選出新的目標設備為該第二無線設備，該第一無線設備判斷該協議回應訊息表示為協議等待後，於一定時間後再次傳送該請求封包至當下被選出之第二無線設備。
9. 如申請專利範圍第8項所述之依據訊號品質選擇連線目標之系統，其中該第一無線設備更用以判斷該第二無線設備之訊號品質低於該閥值並達到一第二預定時間後，中斷與該第二無線設備之連線，並傳送該請求封包至當下被選出之新的第二無線設備，藉以提供自動調整拓樸之機制。
10. 如申請專利範圍第8項所述之依據訊號品質選擇連線目標之系統，其中該第一無線設備是依據包含該回應封包中所記錄之該第二無線設備之設備資訊判斷需主動連線至該第二無線設備或等待該第二無線設備連線。
11. 如申請專利範圍第8項所述之依據訊號品質選擇連線目標之系統，其中該第一無線設備是依據唯一的連線資訊與該第二無線設備連線，其中，該連線資訊係該第一無線設備或該第二無線設備依據該第一無線設備之設備資訊及該第二無線設備之設備資訊所產生。
12. 如申請專利範圍第8項所述之依據訊號品質選擇連線目標之 系統，其中該第一無線設備更用以判斷該第一回應封包不包含協議回應訊息後，於一定時間內避免選擇該第二無線設備為該目標設備。
13. 如申請專利範圍第8項所述之依據訊號品質選擇連線目標之系統，其中該第一無線設備更用以於與該第二無線設備建立連線前，中斷該第一無線設備與其他無線設備之連線。
14. 一種依據訊號品質選擇連線目標之無線設備，該無線設備至少包含：一訊號品質偵測模組，用以偵測所有其他無線設備之訊號品質；一目標選擇模組，用以由該些無線設備中選出訊號品質最佳者為一候選設備，且該候選設備與該無線設備間之訊號品質不小於一閥值並達到一第一預定時間；一傳輸模組，用以傳送包含一第一協議請求訊息之一第一請求封包至該候選設備，並接收該候選設備所傳送之包含一第一協議回應訊息之一第一回應封包，及用以接收包含一第二協議請求訊息之一第二請求封包，並傳回包含一第二協議回應訊息之一第二回應封包；一回應產生模組，用以於判斷傳送該第二請求封包之無線設備為該候選設備後，產生表示為協議確認之該第二協議回應訊息，於判斷傳送該第二請求封包之無線設備不為該候選設備後，產生表示為協議拒絕之該第二協議回應訊息，及於該目標選擇模組尚未選擇該候選設備時，產生表示為協議等待之該第二協議回應訊息；及一連線處理模組，用以判斷該第一協議回應訊息，當該第一協議回應訊息表示為協議確認時，該連線處理模組與該候選設備建立連線，當該第一協議回應訊息表示為協議拒絕時，該訊號品質偵測模組刪除該候選設備之訊號品質之記錄或目標選擇模組於一定時間內不再選擇傳送該第一協議確認訊息之無線設備為該候選設備，當該第一協議回應訊息表示為協議等待時，該連線處理模組於一定時間後再次透過該傳輸模組傳送包含該第一請求封包至該目標選擇模組當下由該些無線設備中選出之該候選設備。
15. 如申請專利範圍第14項所述之依據訊號品質選擇連線目標之無線設備，其中該連線處理模組更用以於該判斷該候選設備之訊號品質低於該閥值，且持續時間達到一第二預定時間後，中斷與該候選設備之連線，該傳送模組更用以傳送該第一請求封包至該目標選擇模組當下由該些無線設備中所選出之訊號品質最佳者。
16. 如申請專利範圍第14項所述之依據訊號品質選擇連線目標之無線設備，其中該連線處理模組是依據該回應封包中所記錄之候選設備之設備資訊判斷需主動連線至該候選設備或等待該候選設備連線。
17. 如申請專利範圍第14項所述之依據訊號品質選擇連線目標之無線設備，其中該連線處理模組更用以依據唯一的連線資訊與該候選設備連線，其中該連線資訊係該連線處理模組或該候選設備依據該無線設備之設備資訊及該候選設備之設備資訊產生。
18. 如申請專利範圍第14項所述之依據訊號品質選擇連線目標之無線設備，其中該訊號品質偵測模組更用以於該協議處理模組判斷該第一回應封包不包含協議回應訊息後，刪除該候選設備之訊號品質之記錄。
19. 如申請專利範圍第14項所述之依據訊號品質選擇連線目標之無線設備，其中該目標選擇模組更用以於該協議處理模組判斷該第一回應封包不包含協議回應訊息後，於一定時間內不選擇該候選設備。
20. 如申請專利範圍第14項所述之依據訊號品質選擇連線目標之無線設備，其中該連線處理模組更用以於與該候選設備建立連線前，中斷該無線設備與其他無線設備之連線。