TWI477111B - 室外無線數據裝置與其訊號處理方法 - Google Patents

Description

室外無線數據裝置與其訊號處理方法

本發明為一種室外無線數據裝置與其訊號處理方法，特別是一種設於室外的室外無線數據裝置，其具有處理行動通訊骨幹網路的無線訊號的第一處理器以及處理區域網路封包的第二處理器。

一般用戶利用電腦系統連接網際網路的方式之一是透過安裝於家中的網路數據機，透過ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)經由電信機房連線網際網路，所謂的最後一哩路即指電信商的機房交換機到用戶端數據機之間的連線，這類網路骨幹或是最後一哩路係以有線網路方式鋪設。

前述設於用戶端的網路數據機較佳為設於室內的網路裝置，用以將最後一哩路的網路訊號轉換為數位訊號，供用戶端電腦裝置使用；或是將用戶端電腦裝置的數據訊號轉換為承載於電纜上的類比訊號，以經電信機房傳輸到遠端目標。在實際運作中，前述網路數據機對外以RJ-11規格的線路連線；對內，則以RJ-45標準的電纜規格連線用戶端區域網路。

習知技術可參考圖1所示使用一般數據機的狀態示意圖。

圖中顯示有一電信機房10以及設於住家14內的各種終端裝置，包括如各式行動裝置、電腦系統等的電腦裝置141,143，這類電腦裝置141,143具有網路連線功能，透過 設於住家14室內的網路分享器147連接網路數據機145，再經此網路數據機145經電信機房10連接網際網路12。在此習知技術中，住家14內網路數據機145對外連線係透過有線電纜(如電話線路)連接電信機房10，這段連線也就是前述的最後一哩路。

接著可參考圖2所示習知技術的無線數據機示意圖，圖中顯示的室內無線數據機中提供一個裝置內同時整合了LTE(Long Term Evolution，第四代行動通訊)與無線區域網路(WiFi^TM )模組的電路。

此例的無線數據機20為一具有封包路由功能的網路設備，如圖所示，設有一封包路由電路201，主要是處理來往LTE模組203與WiFi模組205的訊號，並根據來往訊號內所載的來源與目的端進行路由。

LTE模組203與WiFi模組205為兩個處理不同通訊協定的無線訊號電路。LTE模組203透過LTE天線204接收或是傳送LTE這類第四代無線通訊網路(4G)的訊號，通常是連接外部利用LTE通訊協定所鋪設的行動通訊網路；WiFi模組205則透過WiFi天線206接收或是傳遞無線網路訊號，在相對LTE的通訊網路來看，WiFi通訊協定主要是服務內部的近端網路通訊。

因此，此例的無線數據機20的功能為透過封包路由電路201處理來往於兩個不同無線網路網路的訊號，特別是路由來自LTE行動通訊網路以及WiFi無線區域網路的訊號。但這類裝置內同時設有兩個以上的無線電波處理電路，容易產生電氣干擾。

本發明揭露書提出一種室外無線數據裝置與其訊號處理方法，此技術之主要目的是提供一架設於區域網路以及以行動通訊網路為骨幹的廣域網路間的無線數據裝置，提供一種取代傳統以有線網路為骨幹的最後一哩路的解決方案，讓使用者以連接區域網路的裝置可以經由行動通訊網路界接至網際網路。

根據發明實施例，室外無線數據裝置的主要目的之一是用以界接一無線廣域網路骨幹與一區域網路，根據實施例，室外無線數據裝置主要電路包括射頻(RF)模組以及基頻模組，其中射頻模組設有接收外部無線訊號或傳送經射頻模組處理的行動通訊網路訊號的天線，較佳者該天線可以是指向性天線或陣列天線；基頻模組中設有分別處理行動通訊網路訊號與區域網路封包的至少兩個處理電路，電路設計上為封裝於一個模組內的兩個電路單元。

根據實施例，設於基頻模組內的處理電路有第一處理單元以及第二處理單元，其中第一處理單元作為處理外部行動通訊網路的訊號，包括接收自第二處理單元所處理由區域網路產生的數據封包，進而轉換為傳遞於行動通訊網路的訊號。基頻模組連接於裝置內負責區域網路埠口與封包轉送的區域網路介面模組。

前述第一處理單元主要處理來往射頻模組的無線網路訊號，如第四代行動通訊網路訊號，第二處理單元除了處理區域網路的數據封包之外，亦作為執行作業系統的處理器。

應用前述室外無線數據裝置的訊號處理方法之實施例 包括，前述室外無線數據裝置自天線接收無線訊號，特別是以傳遞於第四代行動通訊網路所架構的網路上的訊號，經射頻模組處理後載至基頻模組。

前述接收之無線訊號經基頻模組轉換，由第一處理單元執行對應無線通訊協定的訊號轉換，室外無線數據裝置內作業系統進行類比數位轉換，將轉換自無線電波的電訊號轉換為數位訊號，再以第二處理單元負責轉換為區域網路的數據封包。

根據再一實施例，前述室外無線數據裝置為一主要裝置，設有一頻寬整合單元，可與另一室外無線數據裝置組合，當有區域網路的數據封包產生，透過頻寬整合單元的運作，可將封包經由不同的兩個室外無線數據裝置傳送出去，達成負載平衡的功效。若接收自外部遠端裝置經行動通訊網路傳送的訊號，將分別由兩個室外無線數據裝置接收，經頻寬整合單元處理，重新組合，達成頻寬合併的效果。

「最後一哩路」原本定義為網路服務提供業者(ISP)的電信機房到住家電話線路之間的網路線路，一般這類連線係由電線電纜、光纖鋪設，然而進入第四代行動通訊(4G)網路技術的年代，即產生利用第四代行動通訊網路建構網路骨幹(backbone)的概念。本發明提出一種室外無線數據裝置與其訊號處理方法，其主要裝置為界接於行動通訊網路與區域網路之間的室外無線數據裝置，裝置之特色之一在於具有分別處理行動通訊骨幹網路的無 線訊號的第一處理器以及處理區域網路封包的第二處理器，並包括可透過此架構產生頻寬合併的功效。

本發明提出的室外無線數據裝置與其訊號處理方法提供一個經過簡化的架構，除了可以輕易地維修以及更換內部電路模組外，更因為架構簡化，可以減少故障機率，並可有效防止訊號干擾的問題。

實施例可先參考圖3，其中顯示為本發明室外無線數據裝置的使用狀態實施例示意圖。

室外無線數據裝置30為設於建築物34外部(不排除設於內部)的閘道裝置，為界接區域網路與外部無線網路的網路設備。如圖所示，建築物34內設有提供網路分享的網路分享器341，運作如一路由器(router)，內部的網路設備藉此建立一個區域網路，可以將區域網路內各連網設備(如電腦裝置343,345)產生的訊號封包轉發至外部網路，反之則是將外部網路訊號經訊號轉換為區域網路傳遞的訊號。

室外無線數據裝置30內部可透過有線電纜(如RJ-45規格的網路線)連接網路分享器341，網路分享器341可以管理內部各電腦裝置343,345的網路連線，並提供界接外部網路的閘道功能。實際運作時，透過網路分享器341網路共享的機制提供內部電腦裝置343,345以無線、有線的方式經由室外無線數據裝置30連接外部網路。

室外無線數據裝置30對外以無線通訊的技術連接至無線基地台32，較佳的方式是應用如LTE、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等通訊協定的第四代行動通訊技術建立連線，而經由無線基地台32界接以此第 四代行動通訊技術建構的網路骨幹，此例顯示為無線骨幹網路36，藉此網路架構提供終端使用者連線網際網路，因此達成取代傳統最後一哩路的目的。

根據圖3的實施態樣，設於區域網路(建築物34內)的電腦裝置343,345經由網路分享器341、室外無線數據裝置30、無線基地台32界接至無線骨幹網路36，特別是以無線網路技術建構的無線廣域骨幹網路。在另一實施例中，區域網路之架構並非限定於圖中所示的態樣，可以任何型式的網路態樣，而重要的是，室外無線數據裝置30作為特定區域網路界接外部無線骨幹網路36的閘道器或/與路由器。

前述無線數據裝置的電路設計之概念可參考圖4所示本發明室外無線數據裝置實施例之電路方塊圖之一。

根據實施例，室外無線數據裝置40主要電路包括射頻(RF)模組401以及基頻模組403，其中射頻模組401連接一天線402，藉此接收外部無線訊號或傳送經射頻模組401處理的行動通訊訊號。

基頻模組403處理符合特定無線通訊協定下的訊號，以及相關編解碼的程序，其中實現一個通訊通道，過濾掉不符所支援的無線通訊協定的訊號。若以本發明實施例為例，此基頻模組將來自內部區域網路的訊號轉換的無線通訊訊號，根據所支援的通訊協定，調制(modulate)為特定頻率的載波，透過天線以無線技術發送。天線較佳可以是指向性天線或陣列天線。值得一提的是，可以利用調變技術改變基頻模組內訊號頻率，將其中振幅、頻率與相位調變至特定需求的頻帶上。

此例中，基頻模組403中設有分別處理行動通訊網路訊號與區域網路封包的至少兩個處理電路，電路設計上為封裝於一個模組內的兩個電路單元，分別為圖示的第一處理單元41以及第二處理單元42，第一處理單元41包括有暫存來往第二處理單元42與無線網路的訊號的第一暫存器43，第二處理單元42則具有暫存處理訊號的第二暫存器44。

更者，基頻模組403透過內部連線連接區域網路介面模組405，而此區域網路介面模組405為實體層(Physical Layer)的電路模組，負責區域網路的埠口(port)以及處理封包傳送，室外無線數據裝置40即透過此區域網路介面模組405連接區域網路408，比如以符合RJ-45規格的纜線連線區域網路408內的設備，另也不排除其他有線連線的手段，如RJ-11規格的纜線與一種家用電力線(HomePlug cable)。

根據圖4所顯示的實施例，室外無線數據裝置40透過天線402連接外部行動通訊網路，以及透過區域網路介面模組405連接內部區域網路。其中射頻模組401主要支援建構無線廣域骨幹網路的第四代行動通訊協定，其中包括有一個射頻傳送器(RF transmitter，未顯示)以及射頻接收器(RF receiver，未顯示)，電路設計上將會過濾除了支援的通訊協定的訊號頻段以外的訊號，以方便後續的解調工作，並配合對應此頻段設計的天線402傳送與接收訊號。

基頻模組403電性連接前述射頻模組401，基頻模組403為室外無線數據裝置40主要的處理電路，可處理來往於射頻模組401的訊號，並為界接於建構區域網路連線的 區域網路介面模組405與射頻模組401之間的處理電路。在上行路線(uplink)上，可將來自區域網路的封包轉換為傳遞於無線網路的訊號，並且是處理相關通訊協定的訊號；或是在如下行路線(downlink)上將無線網路的訊號轉換為傳遞於區域網路的封包。

基頻模組403內的第一處理單元41主要處理來往射頻模組401的無線網路訊號，如前述第四代行動通訊網路訊號，包括針對對應的行動通訊網路訊號進行調變(modulation)與訊號解編碼的工作，並能控制射頻模組401傳輸訊號的動作。其中基頻模組403在調變的工作上係改變所接收的訊號的頻率，將其中振幅、頻率或是相位對應至支援的行動通訊協定的頻段上，以利傳遞。第一處理單元41內設有作為訊號緩衝與暫存用的第一暫存器43。

當第一處理單元41轉換無線網路訊號時，比如為透過天線402接收的類比無線電波，將配合作業系統的運作，將電波訊號轉換為區域網路內傳遞的數位訊號。接著，第二處理單元42也就如室外無線數據裝置40中的一種資料處理器，當室外無線數據裝置40啟動時，第二處理單元42作為執行作業系統的處理器，並處理自作業系統產生的指令以及訊號，藉此控制室外無線數據裝置40對於內部區域網路的運作。

圖5顯示的本發明室外無線數據裝置實施例之電路方塊圖中，室外無線數據裝置40中設有射頻模組401、基頻模組403以及執行裝置運作的作業系統407，基頻模組403為界接射頻模組401與區域網路介面模組405的電路，也就是處理來往區域網路408與經天線402收發外部無線電 波的訊號。

此例中，作業系統407的程式應儲存於裝置40內的記憶體中，經啟動室外無線數據裝置40後，執行作業系統407，作為裝置40的運作，提供特定功能的應用程式，如訊號轉換、封包路由、各電路控制以及裝置之運作等。

圖6接著顯示本發明室外無線數據裝置實施例之電路方塊圖。

圖中顯示的室外無線數據裝置60的主要電路有界接外部無線網路的天線62與處理如第四代行動通訊協定訊號的射頻模組601，射頻模組601電性連接設有第一處理單元631與第二處理單元632的基頻模組603。室外無線數據裝置60內設有記憶體，儲存作業系統605以及各種軟體的程式，經啟動裝置60以起始作業系統605，同時會初始化通訊識別模組607以及提供內部區域網路64連接介面的區域網路介面模組609。

前述室外無線數據裝置60可為界接第四代行動通信網路的主要裝置，在現行的辦法中，裝置60內應設有一識別用戶的通訊識別模組607，如一般用於通訊裝置內的用戶識別模組(subscriber identity module,SIM)，通訊識別模組607電性連接於裝置60內的處理器。通訊識別模組607實際上是一具有微處理器與記憶體的智慧卡(smart card)，用來記載使用者的資料，而使用者的資料則提供裝載此用戶識別卡的行動裝置識別之用，包括啟動裝置處理無線訊號的功能，作為裝置啟動時的識別資料、漫遊於不同區域的識別等。當用戶透過行動通訊網路連接網際網路時，此用戶識別卡擔任一個界接網路的重要識別的介面。因此，本發明 室外無線數據裝置60連線行動通訊網路時，需要載入前述通訊識別模組607的識別功能，提供電信商識別以提供界接網路的權限。

經啟動裝置60後，裝置60內作業系統605將初始化通訊識別模組607，裝置60經作業系統605運作後，將此通訊識別模組607所載的用戶識別資訊傳送至網路服務業者(ISP)，如電信公司，經確認此通訊識別模組607的使用範圍後，啟動裝置60連接第四代行動通信網路的功能。此例所載的通訊識別模組607主要為提供網路服務業者可以確認用戶，所載資訊以及載體(如SIM卡)皆不受限於特定型式。

也就是，室外無線數據裝置60啟動後初始化過程包括先啟動其對外的無線通訊功能(基頻模組603、射頻模組601與天線62)，作業系統605同時起始通訊識別模組607，並擷取其中用戶資訊，藉由通訊識別模組607與網路服務業者確認使用範圍後，室外無線數據裝置60始能正常運作。

此例中，基頻模組603中設有第一處理單元631與第二處理單元632，如同前述實施例，第一處理單元631用於處理經射頻模組601處理的無線通訊網路的訊號，特別是符合第四代行動通訊協定下的訊號。無線網路訊號將經作業系統605的轉換後，成為傳遞為區域網路的封包，即接著由第二處理單元632處理，將封包轉送經由區域網路介面模組609遞送於區域網路64上，特別是建立於乙太網路上的區域網路。

根據發明之再一實施例中，前述的室外無線數據裝置 60具有整合頻寬的功能，可參閱圖7所示的實施例示意圖，其中室外無線數據裝置60耦接於另一室外無線數據裝置60’，可以同時處理來自兩個或以上不同的室外無線數據裝置60,60’的數據封包，達到頻寬整合的目的，功能包括合併頻寬或是備援。

圖示的實施例設有兩個室外無線數據裝置60,60’，兩者的區域網路介面模組609,609’透過區域網路的纜線對接，比如用RJ-45纜線連接兩個裝置提供的網路連接埠，而其中之一的室外無線數據裝置60則再以一纜線連接區域網路64，因此兩個室外無線數據裝置60,60’可分別接收外部無線訊號，經過其中之一室外無線數據裝置60內設有的頻寬整合單元70的處理，可以同時接收不同的訊號來源，達到頻寬整合的目的；反之，內部區域網路64所產生的封包訊號將經纜線傳遞至室外無線數據裝置60，並經頻寬整合單元70分配至兩個室外無線數據裝置60,60’，能達到頻寬負載平衡的目的。

其中，頻寬整合單元70電性連接所處之室外無線數據裝置60的區域網路介面模組609，設有轉址功能(NAT,network address translation)，也就是兩個室外無線數據裝置60,60’對外、對內皆具有不同的網路位址(IP address)，此轉址功能將一個訊號來源的數據轉為不同網址，或將不同網址的數據轉為一個網址。頻寬整合單元70的功能將依據是否有另一室外無線數據裝置60’而決定啟動或關閉。

利用此頻寬整合單元70達成的頻寬合併(Link Aggregation)機制，其中之一例係主要透過作業系統處理，其中應用的技術包括以一種連結合併控制協定(IEEE 802.1ax Link Aggregation Control Protocol(LACP))對目前已提供的多條有線乙太網路埠進行連結合併的動作。也就是，頻寬整合單元70透過所處室外無線數據裝置60內作業系統605根據前述連結合併控制協定合併接收自另一室外無線數據裝置(60’)的數據封包。

連結合併控制協定可利用OSI模型(開放式通訊系統互聯參考模型(Open System Interconnection Reference Model))最低三層的任一層執行連結合併，比如連結第一層(Layer 1)的實體埠口；應用第二層(Layer 2)的資料連結層(data link layer)合併頻寬，此資料連結層如識別網路埠位址的媒體存取控制位址(MAC address)；此類連結合併亦可應用於第三層(Layer 3)的網路位址(IP address)或網際網路封包交換協定(IPX,Internetwork Packet Exchange)上。經OSI模型中的第一、第二或第三層連結後，網路上的負載可透過多個連線平衡，甚至提供備援的功能。多個連線將分享一個對外網路位址或媒體存取控制位址。

在圖示的實施例中，室外無線數據裝置60,60’為功能一致的裝置，皆分別設有天線62,62’、射頻模組601,601’、基頻模組603,603’、分別各有兩個處理器(第一處理單元、第二處理單元)、作業系統605,605’、區域網路介面模組609,609’以及用戶辨識用的通訊識別模組607,607’。而裝置60,60’其中之一或是兩者可設有頻寬整合單元70，設有頻寬整合單元70的數據裝置的角色為主要裝置(primary)，另一則設為次要裝置(secondary)。此例中，主要的室外無線數據裝置60與區域網路64建立連線，而利用另一 室外無線數據裝置60’，作為另一訊號來源或是負載平衡的手段。

兩個室外無線數據裝置60,60’結合時，以原本連接於區域網路64的區域網路介面模組609,609’透過一電纜相接，其中設有頻寬整合單元70的裝置60為主要界皆內部區域網路64的裝置。在結構設計上，兩個室外無線數據裝置60,60’架設於附近，以一電纜連線兩者的網路連接埠，而主要的室外無線數據裝置60(設有頻寬整合單元70)再可以另一電纜連接區域網路64。

自區域網路64進入的訊號先經區域網路介面模組609後，由頻寬整合單元70處理，比如將數據封包解析、重設標頭(header)，以分時(time sharing)的技術將訊號分別以兩個室外無線數據裝置60,60’處理並傳送出去，兩個裝置處理的訊號有相同的目的，可以於目的端重新組合。

若訊號自外部無線網路接收，取得檔案可由內部電子裝置發出請求，請求訊號將分別由兩個室外無線數據裝置60,60’發出至檔案提供的對象，接著進行下載，相關的訊號經無線網路分別由不同的裝置接收，相同來源的訊號經過頻寬整合單元70處理後結合，以此達成增加網路傳輸量的目的。

根據本發明實施例，前述室外無線數據裝置訊號處理方法實施例可參閱圖8的流程，此流程為一下行流程(downlink)。

步驟S801描述室外無線數據裝置自天線接收無線訊號，特別是以傳遞於第四代行動通訊網路所架構的網路上的訊號，室外無線數據裝置內射頻模組處理此類網路訊號， 再載至基頻模組，如步驟S803。

室外無線數據裝置內基頻模組設有第一處理單元與第二處理單元，其中如步驟S805，在接收到來自天空的無線電波時，將透過基頻模組轉換為電訊號，並由第一處理單元接收，如步驟S807，接著執行對應無線通訊協定的訊號轉換，如步驟S809。

室外無線數據裝置內設有作業系統，作業系統在裝置內的角色包括維持裝置的運作以及訊號處理，包括如步驟S811所述，作業系統進行類比數位轉換，將轉換自無線電波的電訊號轉換為數位訊號，再以第二處理單元負責轉換為區域網路訊號(數據封包)，如步驟S813。

產生的數據封包載至區域網路介面模組，如步驟S815，若以一個室外無線數據裝置為例，此時數據封包將遞送至連接裝置的其他裝置，包括設於區域網路上的網路分享器或是單一電子裝置。

若以兩個或以上的室外無線數據裝置結合的實施例為例，如步驟S817，室外無線數據裝置內作業系統先會取得合併連線的另一埠口資料，再透過頻寬合併的電路處理，將不同的室外無線數據裝置產生的數據封包合併，比如前述以連結合併控制協定(LACP)合併來自不同數據裝置的封包，如步驟S819，再如步驟S821，根據封包資訊分送至區域網路內各裝置。

圖9所示之流程為室外無線數據裝置的上行流程(uplink)，先如步驟S901，連接於區域網路的室外無線數據裝置或是與另一室外無線數據裝置組合的裝置接收終端裝置自區域網路傳送的資料。

若以兩個室外無線數據裝置的組合實施例而言，區域網路所連線的室外無線數據裝置設置的頻寬整合單元，或是其他電路或是軟體功能，能根據合併連線的埠口資料判斷主副室外無線數據裝置(primary and secondary)的角色，如步驟S903。

接著如步驟S905，可根據圖7所描述的實施例，於此上行路線上，主室外無線數據裝置先接收來自區域網路的數據封包，經電性連接區域網路介面模組的頻寬整合單元以分時傳送的方式順序傳送位元資料，並順序傳送位元資料至分別兩個室外無線數據裝置的第二處理單元，其中包括經兩個裝置間連線，且經副室外無線數據裝置的區域網路介面模組傳送至該副室外無線數據裝置，再由各自的作業系統執行數位類比轉換，如步驟S907。經處理後的訊號會載至各自的第一處理單元，由第一處理單元執行對應無線通訊協定的訊號轉換，如步驟S909，之後轉換為射頻訊號，如步驟S911。

經處理為特定行動通訊協定下的訊號格式，如步驟S913，個別室外無線數據裝置的訊號將傳送至射頻模組，再分別經天線傳送出去，如步驟S915。

在下行路線上，前述之主室外無線數據裝置與副室外無線數據裝置分別接收來自訊號源的無線訊號，經各自的射頻模組接收行動通訊網路訊號，並執行數據轉換，經由各自數據裝置內作業系統執行類比數位訊號轉換與基頻模組的處理後，轉為傳遞於區域網路的數據封包，之後，由頻寬整合單元根據封包之標頭組合，還原為完整的封包資料，達成頻寬合併的作用。

較佳的是，室外無線數據裝置中的電路組態係根據如LTE等的第四代行動通信系統的標準提供無線網路存取服務，其中各功能係分別由硬體電路與作業軟體所執行，而硬體電路包括處理內部(室內、近端)區域網路連線的實體電路以及處理外部(室外、遠端)無線訊號的射頻模組(Radio Frequency,RF)，硬體組件包括在最低實體層(PHY)之一射頻(Radio Frequency,RF)模組，以及一基頻模組(Baseband module)，而基頻模組內更設有分別處理外部無線訊號的第一處理單元以及處理內部區域網路封包訊號的第二處理單元。

綜上所述，本發明所提出的室外無線數據裝置較佳是應用在界接室內的區域網路與室外的無線網路的數據裝置，提供區域網路內使用者使用電腦裝置直接連線至以無線網路為骨幹的廣域網路，其中，無線數據裝置將處理在區域網路與廣域網路之間的封包轉送與路由，特別在基頻電路中以不同的兩個處理器分別處理無線網路訊號與有線區域網路的封包，再以內嵌的作業系統處理訊號轉換與路由的工作。透過此經過簡化的架構，除降低故障的因素外，更能排除不必要的訊號干擾，以適合裝設於室外。再者，室外無線數據裝置可設有一頻寬整合單元，透過封包分割與組合的技術達成負載平衡與頻寬合併的功效。

惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖示內容所為之等效結構變化，均同理包含於本發明之範圍內，合予陳明。

10‧‧‧電信機房

12‧‧‧網際網路

14‧‧‧住家

141,143‧‧‧電腦裝置

145‧‧‧網路數據機

147‧‧‧網路分享器

20‧‧‧無線數據機

201‧‧‧封包路由電路

203‧‧‧LTE模組

205‧‧‧WiFi模組

204‧‧‧LTE天線

206‧‧‧WiFi天線

30‧‧‧室外無線數據裝置

32‧‧‧無線基地台

36‧‧‧無線骨幹網路

34‧‧‧建築物

341‧‧‧網路分享器

343,345‧‧‧電腦裝置

40‧‧‧室外無線數據裝置

401‧‧‧射頻模組

403‧‧‧基頻模組

41‧‧‧第一處理單元

42‧‧‧第二處理單元

43‧‧‧第一暫存器

44‧‧‧第二暫存器

402‧‧‧天線

405‧‧‧區域網路介面模組

408‧‧‧區域網路

407‧‧‧作業系統

60,60’‧‧‧室外無線數據裝置

62,62’‧‧‧天線

64‧‧‧區域網路

601,601’‧‧‧射頻模組

603,603’‧‧‧基頻模組

631‧‧‧第一處理單元

632‧‧‧第二處理單元

605,605’‧‧‧作業系統

607,607’‧‧‧通訊識別模組

609,609’‧‧‧區域網路介面模組

70‧‧‧頻寬整合單元

步驟S801~S821‧‧‧室外無線數據裝置訊號處理流程之一

步驟S901~S915‧‧‧室外無線數據裝置訊號處理流程之二

圖1顯示為習知技術使用一般數據機的狀態示意圖；圖2顯示為習知技術無線數據機的示意圖；圖3顯示為本發明室外無線數據裝置的使用狀態實施例示意圖；圖4顯示為本發明室外無線數據裝置實施例之電路方塊圖之一；圖5顯示為本發明室外無線數據裝置實施例之電路方塊圖之二；圖6顯示為本發明室外無線數據裝置實施例之電路方塊圖之三；圖7顯示為本發明室外無線數據裝置實施例之電路方塊圖之四；圖8所示流程描述本發明室外無線數據裝置訊號處理方法實施例之一；圖9所示流程描述本發明室外無線數據裝置訊號處理方法實施例之二。

20‧‧‧無線數據機

201‧‧‧封包路由電路

203‧‧‧LTE模組

205‧‧‧WiFi模組

204‧‧‧LTE天線

206‧‧‧WiFi天線

Claims (20)

1. 一種室外無線數據裝置，用以界接一無線廣域網路骨幹與一區域網路，包括：一射頻模組，經一天線接收或傳送傳遞於一行動通訊網路上的訊號，該無線廣域網路骨幹係以該行動通訊網路所建構；一基頻模組，電性連接於該射頻模組，設有分別處理傳遞於該行動通訊網路上的訊號與該區域網路的數據封包的兩個處理電路；其中該兩個處理電路係包括封裝於一個模組內的一第一處理單元與一第二處理單元，更包括執行暫存該第一處理單元所處理訊號的一第一暫存器以及暫存該第二處理單元所處理訊號的一第二暫存器；以及一區域網路介面模組，電性連接該基頻模組，設有連接該區域網路之埠口，用於轉送傳遞於該區域網路的數據封包；其中，該第一處理單元執行對應一無線通訊協定的訊號轉換，該第二處理單元將數位訊號轉換為區域網路訊號，並載至該區域網路介面模組。
2. 如申請專利範圍第1項所述之室外無線數據裝置，其中該第一處理單元係處理來往該射頻模組的第四代行動通訊網路訊號，包括對該第四代行動通訊網路訊號進行調變與訊號解編碼；該第二處理單元為執行該室外無線數據裝置內一作業系統的處理器，並處理接收或傳送至該區域網路的數據封包。
3. 如申請專利範圍第1項所述之室外無線數據裝置，其中 更包括連接一室內網路分享器，透過該區域網路介面模組所設置之該埠口與該室外無線數據裝置連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述之室外無線數據裝置，其中更包括一頻寬整合單元，該頻寬整合單元電性連接該區域網路介面模組，該室外無線數據裝置透過該區域網路介面模組連接另一室外無線數據裝置之區域網路介面模組。
5. 如申請專利範圍第4項所述之室外無線數據裝置，其中該頻寬整合單元透過該室外無線數據裝置內一作業系統根據一連結合併控制協定，以合併該另一室外無線數據裝置的數據封包。
6. 如申請專利範圍第1項所述之室外無線數據裝置，其中該埠口為一以符合RJ-45規格纜線或家用電力線網路規格的連接埠。
7. 如申請專利範圍第1項所述之室外無線數據裝置，其中更包括一通訊識別模組，用以識別該室外無線數據裝置。
8. 一種應用於一室外無線數據裝置之訊號處理方法，包括：在該室外無線數據裝置中，一射頻模組自天線接收無線訊號，並載至一基頻模組；該基頻模組內一第一處理單元執行對應一無線通訊協定的訊號轉換；經該室外無線數據裝置內作業系統執行一類比數位轉換，產生數位訊號；該基頻模組內一第二處理單元將數位訊號轉換為區域網路訊號，並載至一區域網路介面模組；以及 根據區域網路訊號之資訊分送至一或多個目標裝置由；其中，該第一處理單元與該第二處理單元封裝於一個模組內，更包括執行暫存該第一處理單元所處理訊號的一第一暫存器以及暫存該第二處理單元所處理訊號的一第二暫存器。
9. 如申請專利範圍第8項所述之訊號處理方法，其中該室外無線數據裝置以一通訊識別模組啟動處理無線訊號的功能。
10. 如申請專利範圍第8項所述之訊號處理方法，其中該室外無線數據裝置與另一室外無線數據裝置連結以執行頻寬合併作業，該方法更包括：該區域網路介面模組取得該另一室外無線數據裝置之合併連線的埠口資料；以及根據區域網路訊號之資訊執行封包合併。
11. 如申請專利範圍第10項所述之訊號處理方法，其中該室外無線數據裝置設有一頻寬整合單元，該區域網路介面模組藉該頻寬整合單元取得該另一室外無線數據裝置之合併連線的埠口資料。
12. 如申請專利範圍第11項所述之訊號處理方法，其中該頻寬整合單元透過該作業系統根據一連結合併控制協定合併該另一室外無線數據裝置的數據封包。
13. 一種應用於相互連接的如申請專利範圍第1項所述的室外無線數據裝置與另一室外無線數據裝置的訊號處理方法，包括：該室外無線數據裝置透過一區域網路介面模組連結 該另一室外無線數據裝置之區域網路介面模組，判斷其一為主室外無線數據裝置，另一為副室外無線數據裝置，其中該主室外無線數據裝置之該區域網路介面模組連接一區域網路，並設有一頻寬整合單元；於一上行路線上，該主室外無線數據裝置之該區域網路介面模組接收該區域網路傳送的數據封包，經該主室外無線數據裝置之該頻寬整合單元順序傳送位元資料至該主室外無線數據裝置與該副室外無線數據裝置，經各室外無線數據裝置的基頻電路處理，產生傳遞於一行動通訊網路上的射頻訊號，並經各室外無線數據裝置之天線送出；以及於一下行路線上，該室外無線數據裝置與副室外無線數據裝置分別接收來自一訊號源的無線訊號，經各室外無線數據裝置處理後轉為傳遞於該區域網路的數據封包，由該頻寬整合單元合併來自不同室外無線數據裝置的數據封包，再經該主室外無線數據裝置的區域網路介面模組傳遞至該區域網路。
14. 如申請專利範圍第13項所述的訊號處理方法，其中各室外無線數據裝置內分別的作業系統執行數位類比轉換，於該上行路線上將接受自該區域網路的數據封包轉換為經各室外無線數據裝置射頻模組傳送出去的射頻訊號。
15. 如申請專利範圍第13項所述的訊號處理方法，其中各室外無線數據裝置內分別的作業系統執行類比數位轉換， 於該下行路線上將分別接受自該訊號源的無線訊號轉換為數據封包，經合併後由該主室外無線數據裝置的區域網路介面模組傳遞出去。
16. 如申請專利範圍第15項所述之訊號處理方法，其中該主頻寬整合單元透過該作業系統並根據一連結合併控制協定合併該副室外無線數據裝置的數據封包。
17. 如申請專利範圍第13項所述的訊號處理方法，其中係利用該頻寬整合單元根據該主室外無線數據裝置與該副室外無線數據裝置合併連線之埠口資料判斷該主室外無線數據裝置與該副室外無線數據裝置的角色。
18. 如申請專利範圍第13項所述的訊號處理方法，其中各室外無線數據裝置的該基頻模組設有分別處理傳遞於該行動通訊網路上的訊號與該區域網路的數據封包的至少兩個處理電路。
19. 如申請專利範圍第18項所述的訊號處理方法，其中各室外無線數據裝置的該基頻模組電性連接各室外無線數據裝置的射頻模組，各室外無線數據裝置根據一第四代行動通信系統的標準提供無線網路存取服務。
20. 如申請專利範圍第13項所述的訊號處理方法，其中該主室外無線數據裝置與該副室外無線數據裝置透過符合RJ-45規格的纜線、RJ-11規格的纜線或一家用電力線連接。