TWI466489B - 無線網路裝置及其自動設定參數方法 - Google Patents

Description

無線網路裝置及其自動設定參數方法

本發明係有關於一種無線網路裝置，特別有關於可自動設定與一無線裝置之間的訊號傳輸參數方法的無線網路裝置。

現今無線網路裝置(Wireless Network Device)在媒體存取技術係採用載波偵聽多路訪問/衝突避免(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，CSMA/CA)技術，並且於發送資料後，依據一預設的確認時間間隔(ACK timeout interval)內收到一回應訊號(ACK frame)，確認資料傳輸成功。

請參閱圖1，係繪示先前技術的無線網路裝置的資料衝突示意圖。第一網路裝置11係發送資料至第二網路裝置12，而第二網路裝置12會在成功地接收資料後，回覆一回應訊號(ACK frame)至第一網路裝置11。而第一網路裝置11若在資料發送後，於預設的間隔時間內收到該回應訊號，則代表資料傳送成功；反之，若未在該預設的間隔時間內收到該回應訊號，則代表資料傳送失敗，在計數預設的間隔時間結束後，再次傳送該資料。

如圖1所示，第一網路裝置11與第二網路裝置12之間的封包循環傳輸時間(Packet turnaround time)T1包括下列時間：(1)第一網路裝置11至第二網路裝置12之間的封包傳輸時間(Packet transmission Time)。(2)第二網路裝置12的工作時間T3，其中工作時間T3包括：封包處理時間(Packet processing time)，短訊框間隔時間(SIFS,Short inter frame space)，及其他第二網路裝置12回傳回覆訊號的必要處理時間。(3)第二網路裝置12至第一網路裝置11之間的回應訊號傳輸時間(ACK transmission Time)。可以理解的是，封包傳輸時間與回應訊號傳輸時間是相同的傳輸時間T2，而封包循環時間T1即為兩倍傳輸時間T2加上第二網路裝置12的工作時間T3，即T1=(2＊T2)+T3，因此，確認收到時間間隔(ACK timeout interval)T4即為封包循環時間T1再加上工作時間T3的總和。由上述可知，若第一、第二網路裝置的距離很遠時，由於傳輸時間T2會增加，而可能使得封包循環時間T1大於確認收到時間間隔T4，而造成發送的網路裝置誤判先前發送的資料失敗，而再次發送資料，造成誤動作。

若第一網路裝置11與第二網路裝置12裝設於戶外，用於橋接由無線終端設備發出的資料封包之用的無線網路裝置時，通常需要佈設的間隔距離較遠，因此，架設人員需要依據無線網路裝置佈建的間隔距離，各別地在無線網路裝置上手動地設定該距離或確認收到時間間隔(Ack timeout interval)的參數值，以使無線網路裝置使用較適合的確認時間間隔，避免上述誤動作的發生。

然而，此等設定作業多以人工完成，且網路裝置之間的距離需事先透過各種量測方式測距，或是由測試人員僅就錯誤測試(try-error)的方式逐一調整並設定確認時間間隔的參數值，或是設定較大的確認時間間隔的參數值。如此，十分耗損人力與時間成本。

因此，如何自動地且適當地設定無線網路裝置的確認時間間隔的參數值，是現今廠商應思慮的問題。

為解決上述問題，本發明實施例提供一種可於傳輸資料前，自動且正確的設定訊號傳輸參數的無線網路裝置及其自動設定參數方法。

本發明實施例的無線網路裝置包括一無線通訊模組與一運算模組。無線通訊模組用以依據一無線通訊協定傳送一測試訊號至一無線裝置，及用以接收無線裝置傳輸對應測試訊號之一回應訊號。運算模組電性連接無線通訊模組，用以依據一最短傳輸時間與一最長傳輸時間總和的平均值，對應地設定為一確認收到時間間隔，並分析該確認收到時間間隔內是否取得該回應訊號，該運算模組依據分析結果，將該確認收到時間間隔設定為該最長傳輸時間或最短傳輸時間。

本發明實施例所揭露的無線網路裝置，運算模組於分析結果為判定未於確認收到時間間隔內接收回應訊號時， 將確認收到時間間隔作為最短傳輸時間。反之，運算模組於分析結果為判定於確認收到時間間隔內接收回應訊號時，將確認收到時間間隔作為最長傳輸時間，並重新計算確認收到時間間隔。

本發明實施例之一種無線網路裝置的自動設定參數方法，係可應用於與一無線裝置進行無線訊號傳輸的一無線網路裝置，其中，該無線網路裝置包括一確認收到時間間隔的參數。此方法包括：步驟(a)，傳輸一測試訊號至一無線裝置；步驟(b)，當未於確認收到時間間隔內接收回應訊號時，將確認收到時間間隔作為最短傳輸時間，或當於確認收到時間間隔內接收到回應訊號時，將確認收到時間間隔作為最長傳輸時間；以及步驟(c)，依據該最長傳輸時間與該最短傳輸時間加總後的平均值，設定為該確認收到時間間隔。

本發明實施例之一種無線網路裝置的自動設定參數方法，其更包括：步驟(d)，當判斷最長傳輸時間與最短傳輸時間之差小於或等於一時段間距臨界值，停止步驟(a)至步驟(c)。

本發明實施例之無線網路裝置及其自動設定參數方法可自行計算出確認收到時間間隔，不會有因人為錯誤計算裝置距離而取得錯誤確認收到時間間隔的問題。其次，本發明實施例係可應用於動態移動中的無線網路裝置。

茲配合圖式將本發明較佳實施例詳細說明如下。

首先請參照圖2繪示本發明實施例之無線網路系統架構示意圖，請同時參閱圖3繪示本發明實施例之無線網路裝置自動設定參數的方法流程示意圖。

此網路系統包括一無線網路裝置20與一無線裝置30。無線網路裝置20與無線裝置30之間的距離，必須小於無線網路裝置20及無線裝置30所允許的無線傳輸距離上限。本發明實施例之該無線路裝置20與該無線裝置30係用以接取或橋接由終端裝置以無線通訊方式傳輸的數據及/或語音資料。在架構該網路系統時，該無線網路裝置20與該無線裝置30係裝設於規定的距離內，並且該無線網路裝置20與該無線裝置30之間的距離參數分別被設定於該無線網路裝置20與該無線裝置30。該無線網路裝置20及該無線裝置30將依據設定的距離參數決定初始的一確認收到時間間隔(ACK time out interval)。

本發明實施例之無線網路裝置20包括一無線通訊模組21與一運算模組(Operation Module)22。其中，無線通訊模組21為用以收發無線訊號的元件、電路或模組組件，例如用以收發Wi-Fi、Wi-Max、3G、3.5G、4G等無線通信技術的元件、電路或模組等。運算模組22於本發明實施例中，係以包括一處理單元(Processing Unit)221與一計時單元(Timer)222之組合為說明。然而運算模組22可為各種處理器(Central Processing Unit,Micro Processing Unit,Micro Computing Unit)、運算整合晶片(Computing Chips)、或是處理器與計時器結合的組合電路等類型，其它具等效能力積體電路(IC)、電子元件等相關功能、類型之元件組合類型亦適用，並未有所設限。

於本發明實施例中，一最長傳輸距離42及一最短傳輸距離41係可透過無線網路裝置20的使用者界面輸入。其中，最長傳輸距離42是指無線網路裝置20所能進行無線傳輸的最長距離；而最短傳輸距離41是指無線網路裝置20所能進行無線傳輸的最短距離。

該無線網路裝置20會依據最長傳輸距離42與最短傳輸距離41，以計算出一最長傳輸時間44、一最短傳輸時間43，及確認收到時間間隔等數值。其中，最長傳輸時間44即是指封包傳輸於最長傳輸距離所需花費的時間；而最短傳輸時間43即是指封包傳輸於最短傳輸距離所需花費的時間。該最短與最長傳輸時間係分別由最短與最長傳輸距離除以訊號傳輸速率的計算取得。

於另一實施例中，該最長傳輸時間44與該最短傳輸時間43亦可以透過使用者介面輸入，因此，該最長傳輸距離42、該最短傳輸距離41、及確認收到時間間隔等數值即可經由輸入的數值計算而得。

於本發明實施例中，該確認收到時間間隔係經由一計算式計算而得，該計算式=(最短傳輸時間+最長傳輸時間)/2。因此該確認收到時間間隔係為該最短傳輸時間與該最長傳輸時間加總後的平均值。

處理單元221對無線通訊模組21設定一確認收到時間間隔。無線通訊模組21會將確認收到時間間隔傳輸至計時單元222。計時單元222會依據確認收到時間間隔進行後續的計時行為。

以下，係說明無線網路裝置自動設定參數的方法的流程：

依據一無線通訊協定，傳輸一測試訊號至無線裝置(步驟S110)。於本步驟中，測試訊號會由無線通訊模組21傳輸至無線裝置30。其中測試訊號的規格與封包格式，係依據設計人員之需求而定，並不設限，僅需符合IEEE802.11x的規範即可。於本步驟中係以封包為例。

判斷是否於一確認收到時間間隔內接收到由該無線裝置30傳回的一回應訊號(步驟S120)。此步驟中，無線通訊模組21會令計時單元222啟動對應確認收到時間間隔的一計時事件，計時單元222會於測試訊號之發送時間點開始計時，一旦確認收到時間間隔的計時完成後，即通知無線通訊模組21，無線通訊模組21會轉而告知處理單元221已完成該確認收到時間間隔的計時。

另一方面，無線裝置30在取得測試訊號後，會對其進行處理，以產生對應的回應訊號，再回傳至無線網路裝置20。當無線通訊模組21取得回應訊號時，會通知處理單元 221。於本發明實施例中，處理單元221係於測試訊號之發送時間點開始，判斷是否於確認收到時間間隔內接收到回應訊號，而判斷方式係依據運算模組22於確認收到時間間隔內先結束計時或是先取得回應訊號。

當未於該確認收到時間間隔內接收該回應訊號時，將確認收到時間間隔作為最短傳輸時間(步驟S130)。於本步驟中，處理單元221在超過該確認收到時間間隔，尚未取得回應訊號時，依據該確認收到時間間隔，設定該最短傳輸時間43等於該確認收到時間間隔。

當於該確認收到時間間隔內接收到回應訊號時，將確認收到時間間隔作為最長傳輸時間(步驟S140)。於本步驟中，處理單元221在該確認收到時間間隔內取得回應訊號時，將該確認收到時間間隔設定該最長傳輸時間44等於該確認收到時間間隔。

依據該最長傳輸時間與該最短傳輸時間加總後的平均值，設定為該確認收到時間間隔(步驟S150)。於本步驟中，處理單元221會將該最長傳輸時間與該最短傳輸時間加總，再計算出此加總數值的一平均值，並設定該確認收到時間間隔等於該平均值。於此，已取得確認收到時間間隔的一初步調整值，此初步調整值較先前設計的確認收到時間間隔較為精準，本發明實施例之無線通訊裝置可有效率的執行資料傳輸作業，提升通信品質。

然而，為更進一步提升裝置與通信的適用性及效能，可依據以下流程以持續調整確認收到時間間隔，以找出更為精準的調整數值。說明如下：

判斷該最長傳輸時間與該最短傳輸時間之差值是否小於或等於一時段間距臨界值(步驟S160)。於本步驟中，處理單元221會計算出目前的最長傳輸時間44與最短傳輸時間43的差值，並將此差值與時段間距臨界值46進行比較，於差值大於時段間距臨界值46時，處理單元221會回到步驟S110，繼續執行相關步驟。反之，處理單元221會停止確認收到時間間隔的校準作業(步驟S170)，亦即，處理單元221不會再進行步驟S110至步驟S150的執行作業。其中，時段間距臨界值46係可被預先儲存於記憶體單元23中，但並不設限。需說明的是，步驟S160可於步驟S150之前、後或是步驟S120之前施行。

然而，為避免校準作業受到外在環境因素的影響，可於上述設定訊號等待回應時間的流程中，加入一容錯機制，即是無線通訊模組21週期性的發送測試訊號，例如無線通訊模組21以相同的確認收到時間間隔，連續輸出測試訊號數次。當處理單元221分析出此等次數中，無線通訊模組21至少取得一次回應訊號時，即判定確認收到時間間隔為正確。反之，若是無線通訊模組21連一次回應訊號都未取得，即重新開始校準作業。

此外，無線裝置30亦可為上述無線網路裝置20或與其相同或相似的硬體架構或功能，並不設限。

請參閱圖4繪示本發明實施例之無線網路裝置對動態移動中的無線裝置的自動設定參數的方法流程示意圖。此參數設定方法是在該確認收到時間間隔的校準作業已完成後才開始運作，也就是說確認收到時間間隔已經作過初次設定。而且，此流程亦得以應用於無線網路裝置20與無線裝置之間的傳輸距離有所變動時，以重新調整確認收到時間間隔。以下，說明此方法流程：

取得傳輸該測試訊號至接收該回應訊號之間的一時間間隔(步驟S210)。此步驟中，運算模組22會再透過無線通訊模組21週期性的輸出測試訊號至無線裝置30，以藉由從輸出測試訊號及接收回應訊號的作業期間，找出該作業期間的時間間隔。於本發明實施例中，取得該時間間隔的方式有兩種：

(1)處理單元221先藉由無線通訊模組21傳輸測試訊號至無線裝置30。無線通訊模組21會要求處理單元221啟動對應確認收到時間間隔的一計時事件，運算模組22會儲存測試訊號的發送時間點。無線裝置30會處理無線通訊模組21傳輸的測試訊號，並回傳對應的回應訊號。處理單元221會經由無線通訊模組21取得此回應訊號並且儲存取得回應訊號的接收時間點。之後，處理單元221透過計算測試訊號的傳輸時間點與回應訊號的接收時間點之間的差值，以取得該時間間隔。

(2)處理單元221先藉由無線通訊模組21傳輸測試訊號至無線裝置30，同時在測試訊號輸出時即開始一計時動作。一旦處理單元221經由無線通訊模組21取得無線裝置30傳輸的回應訊號時，處理單元221即會停止此計時動作，由該計時動作取得時間間隔。

判斷該時間間隔與該確認收到時間間隔之差是否大於或等於一第一時間差值(步驟S220)，及判斷該時間間隔與該確認收到時間間隔之差是否小於或等於一第二時間差值(步驟S230)。本發明實施例中，第一時間差值係大於第二時間差值。而此步驟中，處理單元221會先計算這個時間間隔與確認收到時間間隔的差值。當處理單元221判斷出該確認收到時間間隔之差值是大於或等於第一時間差值，或小於或等於第二時間差值時，處理單元221即會回到步驟S110。反之，當處理單元221判斷出該確認收到時間間隔之差，未大於或等於第一時間差值，亦未小於或等於第二時間差值時，回到步驟S170。

綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

[先前技術元件]

11．．．第一網路裝置

12．．．第二網路裝置

T1．．．封包循環傳輸時間

T2．．．空氣傳輸時間

T3．．．第二網路裝置的工作時間

T4．．．確認收到時間間隔

[本發明技術元件]

20．．．無線網路裝置

21．．．無線通訊模組

22．．．運算模組

221．．．處理單元

222．．．計時單元

23．．．記憶體單元

30．．．無線裝置

41．．．最短傳輸距離

42．．．最長傳輸距離

43．．．最短傳輸時間

44．．．最長傳輸時間

46．．．時段間距臨界值

圖1繪示先前技術的無線網路系統的資料衝突示意圖；

圖2繪示本發明無線網路系統架構示意圖；

圖3繪示本發明無線網路裝置自動設定參數的方法流程示意圖；以及

圖4繪示本發明實施例之無線網路裝置對動態移動中的無線裝置的自動設定參數的方法流程示意圖。

步驟S110~步驟S170

Claims (10)

1. 一種無線網路裝置，可用以與一無線裝置進行訊號傳輸，該無線網路裝置包括：一無線通訊模組，用以依據一無線通訊協定傳送一測試訊號至該無線裝置，並且接收該無線裝置對應該測試訊號傳回之一回應訊號；以及一運算模組，電性連接該無線通訊模組，用以執行一參數設定步驟，其中該參數設定步驟包括依據一最短傳輸時間與一最長傳輸時間總和的平均值，對應地設定為一確認收到時間間隔，並分析該確認收到時間間隔內是否取得該回應訊號，以依據分析結果，將該確認收到時間間隔設定為該最長傳輸時間或最短傳輸時間。
2. 如申請專利範圍第1項所述無線網路裝置，其中該運算模組係於該分析結果為未於該確認收到時間間隔內取得該回應訊號時，將該確認收到時間間隔設定為該最短傳輸時間。
3. 如申請專利範圍第1項所述無線網路裝置，其中該運算模組更包括於判斷該最長傳輸時間與該最短傳輸時間之差小於或等於一時段間距臨界值時，停止該參數設定步驟。
4. 如申請專利範圍第3項所述無線網路裝置，其中該運算模組更包括於停止該參數設定步驟後，發送該測試訊號及接收對應該測試訊號的該回應訊號，判斷一時間間隔與該確認收到時間間隔之差是否大於或等於一第一時 間差值、及判斷該時間間隔與該確認收到時間間隔之差是否小於或等於一第二時間差值，以決定是否執行該參數設定步驟。。
5. 如申請專利範圍第4項所述無線網路裝置，其中當該運算模組判斷該時間間隔與該確認收到時間間隔之差大於或等於該第一時間差值，或是判斷該時間間隔與該確認收到時間間隔之差小於或等於該第二時間差值時，執行該參數設定步驟。
6. 如申請專利範圍第1項所述無線網路裝置，其中該運算模組更包括：複數次發送該測試訊號；以及於複數次發送該測試訊號後仍未取得該回應訊號時，執行參數設定步驟。
7. 一種自動設定參數的方法，係可應用於與一無線裝置進行無線訊號傳輸的一無線網路裝置，其中，該無線網路裝置包括一確認收到時間間隔的參數，該方法包括：步驟(a)，依據一無線通訊協定，傳輸一測試訊號至該無線裝置；步驟(b)，當未於該確認收到時間間隔內接收該回應訊號時，將該確認收到時間間隔設定為該最短傳輸時間或當於該確認收到時間間隔內接收到該回應訊號時，將該確認收到時間間隔設定為該最長傳輸時間；以及步驟(c)，依據該最長傳輸時間與該最短傳輸時間加總後的平均值，設定為該確認收到時間間隔的參數。
8. 如申請專利範圍第7項所述自動設定參數的方法，其中更包括：步驟(d)，當判斷該最長傳輸時間與該最短傳輸時間之差小於或等於一時段間距臨界值時，停止步驟(a)至步驟(c)。
9. 如申請專利範圍第1項所述自動設定參數的方法，其中，於該步驟(d)後，更包括：取得傳輸該測試訊號至接收該回應訊號之間的一時間間隔；以及於該時間間隔與該確認收到時間間隔之差是大於或等於一第一時間差值，或於該時間間隔與該確認收到時間間隔之差小於或等於一第二時間差值時，重新執行該步驟(a)至該步驟(d)。
10. 一種無線網路裝置，可用以與一無線裝置進行通訊傳輸，該無線網路裝置包括：一計時單元，係依據一確認收到時間間隔進行計時，並於計時完成時發出通知；一無線通訊模組，電性連接該計時單元並傳輸該確認收到時間間隔至該計時單元，且該無線通訊模組用以傳送一測試訊號至該無線裝置，並且接收該無線裝置對應該測試訊號傳回之一回應訊號，與傳送該測試訊號時，令該計時單元依據該確認收到時間間隔進行計時，以及取得與轉送該計時單元計時完成時所發出之該通知；以及 一處理單元，係電性連接該無線通訊模組，用以依據一最短傳輸時間與一最長傳輸時間總和的平均值，對應地設定為該確認收到時間間隔至該無線通訊模組，並透過該無線通訊模組與該通知，以分析該確認收到時間間隔內是否取得該回應訊號，該處理單元依據分析結果，將該確認收到時間間隔設定為該最長傳輸時間或最短傳輸時間。