TWI492063B - 通用串列匯流排網路介面控制器及其操作模式切換方法 - Google Patents

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Description

通用串列匯流排網路介面控制器及其操作模式切換方法
本發明係關於一種通用串列匯流排(Universal Serial Bus,USB)網路介面控制器及其操作模式切換方法。更具體而言，本發明之USB網路介面控制器及其操作模式切換方法，可於連接不同無線網路存取點(Wireless Access Point)時，切換與主機間之不同USB傳輸模式。
通用串列匯流排(Universal Serial Bus,USB)輸出輸入介面具有熱插拔(Hot plugging)、隨插即用及高傳輸速度等優點，因此，其被廣泛地使用於各種電腦周邊設備，而USB無線網路控制卡即為常見之一種應用。具體而言，USB無線網路控制卡主要係以USB輸出輸入介面與電腦主機連接，並透過USB輸出輸入介面完成電腦主機與外部無線網路存取點間之資料傳輸。
由於目前常用之無線網路傳輸規格(例如802.11a/b/g/n)，大多以Mbps(百萬位元/秒)作為傳輸單位，因此，採用USB 2.0規格(最高資料傳輸速度480Mbps)與電腦主機傳輸資料之USB無線網路控制卡，基本上已能滿足多數無線網路與電腦主機間資料傳輸速度之需求。
而隨著無線網路技術進步，以Gbps(十億位元/秒)作為傳輸單位之高速無線網路傳輸規格已逐漸發展成形(如802.11ac)，此時，因USB 2.0規格之最高傳輸速度僅達480Mbps，因此，當USB無線網路控制卡與高速無線網路連線，但卻採用USB 2.0規格與電 腦主機連接時，將會造成USB無線網路控制卡自高速無線網路所接收之資料來不及傳送至電腦主機，如此將會造成無線高速網路與電腦主機間資料傳輸之瓶頸。而為解決此資料傳輸瓶頸問題，主要係將USB無線網路控制卡改以USB 3.0規格(最高資料傳輸速度5Gbps)與電腦主機進行資料傳輸。
然而，當USB無線網路控制卡採用USB 3.0規格與電腦主機進行資料傳輸時，由於其匯流排之運作時脈為2.5GHz，則資料訊號於物理傳遞所產生之輻射以及藕荷，將會對使用2.4-2.5GHz頻段進行資料傳遞之無線網路(如802.11b/g/n)產生嚴重之干擾，如此一來，採用USB 3.0規格之USB無線網路控制卡，將無法有效地完成不同無線網路與電腦主機間之資料傳輸。
綜上所述，如何使USB無線網路控制卡可有效地完成不同無線網路與電腦主機間之資料傳輸，並減少訊號干擾之產生，以提升USB無線網路控制卡之使用彈性，乃業界亟需努力之目標。
為解決前述先前技術之問題，本發明提供了一種通用串列匯流排(Universal Serial Bus,USB)網路介面控制器及其操作模式切換方法，其主要可判斷所連接之無線網路存取點所使用之網路頻段，並據以決定與電腦主機間之連線需使用之USB傳輸規格。
為完成前述目的，本發明提供一種用於USB網路介面控制器之操作模式切換方法。USB網路介面控制器與主機連結。操作模式切換方法包含：搜尋通訊範圍內之無線網路存取點(Wireless Access Point)；判斷無線網路存取點係運作於存取點網路頻段；將 資料傳輸模式由第一USB運作模式切換至第二USB運作模式，並以第二USB運作模式與主機進行資料傳輸，其中，該第二USB運作模式之操作時脈係落於該存取點網路頻段之範圍外；將操作網路頻段調整至存取點網路頻段，並於操作網路頻段與無線網路存取點進行連線及資料傳輸。
為完成前述目的，本發明亦提供一種USB網路介面控制器。USB網路介面控制器與主機連結，包含收發單元、處理單元以及USB傳輸模式切換單元。收發單元用以搜尋通訊範圍內之無線網路存取點。處理單元用以判斷無線網路存取點係運作於存取點網路頻段。USB傳輸模式切換單元用以將USB網路介面控制器之資料傳輸模式，由第一USB運作模式切換至第二USB運作模式，並以第二USB運作模式與主機進行資料傳輸。第二USB運作模式之操作時脈係落於存取點網路頻段之範圍外。處理單元更用以將操作網路頻段調整至存取點網路頻段。收發單元用以於操作網路頻段與無線網路存取點進行連線及資料傳輸。
透過上述所揭露之技術特徵，本發明之USB網路介面控制器及其操作模式切換方法可判斷所連接之無線網路存取點所使用之網路頻段，並據以決定使用何種USB規格與電腦主機連線，以避開可能之訊號干擾。
以下將透過實施例來解釋本發明內容。然而，本發明的實施例並非用以限制本發明需在如實施例所述之任何環境、應用或方式方能實施。因此，關於實施例之說明僅為闡釋本發明之目的，而 非用以直接限制本發明。需說明者，以下實施例及圖示中，與本發明非直接相關之元件已省略而未繪示。
請同時參考第1A-1B圖。第1A圖係為本發明第一實施例之一通用串列匯流排(Universal Serial Bus,USB)網路介面控制器1之網路連結關係示意圖，第1B圖係為本發明第一實施例之USB網路介面控制器1之示意圖。USB網路介面控制器1包含一收發單元11、一處理單元13以及USB傳輸模式切換單元15。USB網路介面控制器1連結於一電腦主機2。其中，本領域技術人員可輕易理解，收發單元11可為天線以及通訊電路之結合，處理單元13可為一般處理器，USB傳輸模式切換單元15可為控制USB傳輸格式之電路，於此不再贅述，而各元件間之互動將於下文中予以進一步闡述。
首先，USB網路介面控制器1搜尋通訊範圍內可連線之無線網路存取點(Wireless Access Point)，並隨即進行無線網路存取點之頻段。具體而言，於第一實施例中，USB網路介面控制器1之收發單元11係搜尋到一無線網路存取點3，隨即，USB網路介面控制器1之處理單元13便可判斷其與無線網路存取點3間需以何種通訊協定(例如802.11a/b/g/n/ac)建立連線，並進一步透過兩者間之通訊協定，判斷無線網路存取點3所運作之存取點網路頻段30(例如：802.11a之網路頻段係5至5.875GHz、802.11b/g之網路頻段係2.4至2.5GHz、802.11n之網路頻段係2.4GHz或5GHz、802.11ac之網路頻段係5GHz)。
接著，為避免USB網路介面控制器1與主機2間之匯流排時脈 干擾網路訊號，因此，USB網路介面控制器1與主機2間之傳輸模式需進行相應之調整。詳細來說，當USB網路介面控制器1透過處理單元13判斷無線網路存取點3所運作之存取點網路頻段30後，USB網路介面控制器1之USB傳輸模式切換單元15便據以將USB網路介面控制器1之一資料傳輸模式，由一第一USB運作模式12切換至一第二USB運作模式14，而處理單元13則以第二USB運作模式14與電腦主機2進行資料傳輸。
其中，第二USB運作模式14之操作時脈係落於存取點網路頻段30之範圍外，如此一來，USB網路介面控制器1於與無線網路存取點3進行資料傳輸時，將不會受到USB匯流排操作時脈之干擾。須特別說明者，前述實施例係用以說明，當第一USB運作模式12之操作時脈對網路訊號會產生較大干擾時(即，相較於第二USB運作模式14之操作時脈，第一USB運作模式12之操作時脈係較靠近或落於存取點網路頻段30中)，USB網路介面控制器1將會切換至第二USB運作模式14；然若第一USB運作模式12之操作時脈並不干擾網路訊號時(即第一USB運作模式12之操作時脈已落於存取點網路頻段30外；也就是，第一USB運作模式12之操作時脈係遠離存取點網路頻段30，而不會干擾在存取點網路頻段30的網路訊號)，則可將資料傳輸模式維持於第一USB運作模式12。
隨後，USB網路介面控制器1之處理單元13便將USB網路介面控制器1之一操作網路頻段10，調整相應於無線網路存取點3之存取點網路頻段30，如此一來，USB網路介面控制器1方能透 過收發單元11，於不受USB匯流排操作時脈干擾之操作網路頻段10與無線網路存取點3進行資料傳輸。
舉例而言，當無線網路存取點為符合802.11ac標準之高速傳輸(Very High Throughput)網路存取點時，其存取點網路頻段即為5GHz，隨後，由於USB 3.0運作模式之操作時脈2.4GHz係落於操作網路頻段5GHz外，則USB網路介面控制器便可由USB 2.0運作模式切換至USB 3.0運作模式，並同時將操作網路頻段調整至5GHz，如此一來，將可滿足電腦主機與無線網路存取點間之高資料傳輸需求，且USB匯流排之操作時脈亦不會干擾電腦主機與無線網路存取點所使用之網路頻段。
又或者，當無線網路存取點為符合802.11b/g/n標準之無線網路存取點時，其存取點網路頻段即為2.4-2.5GHz，隨後，由於USB 3.0規格之匯流排運作時脈係落在2.5GHz，此時若USB網路介面控制器使用USB 3.0規格與電腦主機進行資料傳輸，將有可能產生對無線網路存取點之干擾，據此，USB網路介面控制器便可由USB3.0運作模式切換至USB 2.0運作模式，以降低對無線網路資料傳輸之干擾，同時，USB 2.0規格之傳輸速度亦可滿足802.11b/g/n之網路資料傳輸速度之標準。而USB網路介面控制器之操作網路頻段亦調整至2.4-2.5GHz，俾與無線網路存取點進行資料交換。
類似地，當無線網路存取點為符合802.11a/n標準之無線網路存取點時，其存取點網路頻段即為4.9-6.0GHz，而USB網路介面控制器之操作網路頻段亦調整至4.9-6.0GHz，俾與無線網路存取點進行資料交換。隨後，由於USB 2.0以及3.0規格之匯流排運作時 脈皆落在4.9-6.0GHz之外，因此，此時USB網路介面控制器可視網路頻寬狀況，任意於USB 2.0以及3.0規格間進行切換，並據以與電腦主機進行資料傳輸。
接著，請參考第2圖，其為本發明之一第二實施例之操作模式切換方法之流程圖。第二實施例之方法係用於一USB網路介面控制器(例如前述實施例之USB網路介面控制器)，該USB網路介面控制器與一電腦主機連結。第二實施例之操作模式切換方法係由該USB網路介面控制器執行完成，詳細步驟如下所述。
首先，執行步驟201，搜尋通訊範圍內可連線之一無線網路存取點。執行步驟202，判斷該無線網路存取點係運作於一存取點網路頻段。類似地，USB網路介面控制器主要可透過判斷該無線網路存取點使用之網路規格(如802.11a/b/g/n)，進一步決定相應之網路頻段。
接著，執行步驟203，將USB網路介面控制器與電腦主機間之一資料傳輸模式，由一第一USB運作模式切換至一第二USB運作模式，並以該第二USB運作模式與該電腦主機進行資料傳輸。其中，該第二USB運作模式之操作時脈係落於該存取點網路頻段之範圍外。
如此一來，該USB網路介面控制器與該無線網路存取點間之連線將得以正常運作，且不會受到該USB網路介面控制器與該電腦主機間之匯流排之操作時脈干擾。同樣地，若該第一USB運作模式之操作時脈並不干擾網路訊號時(即該第一USB運作模式之操作時脈已落於該存取點網路頻段外)，則可將該資料傳輸模式維持 於該第一USB運作模式。
最後，執行步驟204，將一操作網路頻段調整至該存取點網路頻段，並於該操作網路頻段與該無線網路存取點進行連線及資料傳輸。如此一來，該USB網路介面控制器方能於不受USB匯流排操作時脈干擾之該操作網路頻段下，與該無線網路存取點進行資料傳輸。
需特別說明者，本發明之第二實施例之操作模式切換方法之步驟流程可重複進行，換言之，即當USB網路介面控制器重新與不同之無線網路存取點進行連線時，便可重複前述之步驟，以使USB網路介面控制器之效能獲得最佳之利用。另外，類似地，本發明之第二實施例之操作模式切換方法，亦可使用於第一實施例所例舉之環境中，於此將不再贅述。
綜上所述，本發明之USB網路介面控制器及其操作模式切換方法，可判斷所連接之無線網路存取點所使用之網路頻段，並據以決定使用何種USB規格與電腦主機連線，如此一來，便可在正常之網路連線狀況下，避開USB與電腦主機之匯流排之時脈可能對網路訊號產生之干擾。
惟上述實施例僅為例示性說明本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技藝之人士可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。
1‧‧‧USB網路介面控制器
10‧‧‧操作網路頻段
11‧‧‧收發單元
12‧‧‧第一USB運作模式
13‧‧‧處理單元
14‧‧‧第二USB運作模式
15‧‧‧USB傳輸模式切換單元
2‧‧‧電腦主機
3‧‧‧無線網路存取點
30‧‧‧存取點網路頻段
第1A圖係本發明第一實施例之USB網路介面控制器之網路連 結關係示意圖；第1B圖係本發明第一實施例之USB網路介面控制器之示意圖；以及第2圖係本發明第二實施例之操作模式切換方法之流程圖。
1‧‧‧USB網路介面控制器
10‧‧‧操作網路頻段
12‧‧‧第一USB運作模式
14‧‧‧第二USB運作模式
2‧‧‧電腦主機
3‧‧‧無線網路存取點
30‧‧‧存取點網路頻段

Claims (18)

  1. 一種用於一通用串列匯流排(Universal Serial Bus,USB)網路介面控制器之操作模式切換方法，該USB網路介面控制器與一主機連結，該操作模式切換方法包含：搜尋通訊範圍內之一無線網路存取點(Wireless Access Point)；判斷該無線網路存取點係運作於一存取點網路頻段；當一第一USB運作模式之操作時脈對該存取點網路頻段產生干擾時，將一資料傳輸模式由該第一USB運作模式切換至一第二USB運作模式，並以該第二USB運作模式與該主機進行資料傳輸，其中，該第二USB運作模式之操作時脈係落於該存取點網路頻段之範圍外；將一操作網路頻段調整至該存取點網路頻段，並於該操作網路頻段與該無線網路存取點進行連線及資料傳輸。
  2. 如請求項1所述之操作模式切換方法，其中，該無線網路存取點係為高速傳輸(Very High Throughput)網路存取點，該存取點網路頻段係為4.9-6.0千兆赫(GHz)，該第一USB運作模式係為USB 2.0傳輸模式，該第二USB運作模式係為USB 3.0傳輸模式。
  3. 如請求項1所述之操作模式切換方法，其中，該存取點網路頻段係為2.4-2.5千兆赫(GHz)，該第一USB運作模式係為USB 3.0傳輸模式，該第二USB運作模式係為USB 2.0傳輸模式。
  4. 如請求項1所述之操作模式切換方法，其中，該存取點網路 頻段係為4.9-6.0千兆赫(GHz)，該第一USB運作模式係為USB 3.0傳輸模式，該第二USB運作模式係為USB 2.0傳輸模式。
  5. 一種通用串列匯流排(Universal Serial Bus,USB)網路介面控制器，與一主機連結，包含：一收發單元，用以搜尋通訊範圍內之一無線網路存取點(Wireless Access Point)；一處理單元，用以判斷該無線網路存取點係運作於一存取點網路頻段；以及一USB傳輸模式切換單元；其中，當一第一USB運作模式之操作時脈對該存取點網路頻段產生干擾時，該USB傳輸模式切換單元用以將該USB網路介面控制器之一資料傳輸模式，由該第一USB運作模式切換至一第二USB運作模式，並以該第二USB運作模式與該主機進行資料傳輸，該第二USB運作模式之操作時脈係落於該存取點網路頻段之範圍外，該處理單元更用以將一操作網路頻段調整至該存取點網路頻段，該收發單元更用以於該操作網路頻段與該無線網路存取點進行連線及資料傳輸。
  6. 如請求項5所述之USB網路介面控制器，其中，該無線網路存取點係為高速傳輸(Very High Throughput)網路存取點，該存取點網路頻段係為4.9-6.0千兆赫(GHz)，該第一USB運作模式係為USB 2.0傳輸模式，該第二USB運作模式係為USB 3.0傳輸模式。
  7. 如請求項5所述之USB網路介面控制器，其中，該存取點網 路頻段係為2.4-2.5千兆赫(GHz)，該第一USB運作模式係為USB 3.0傳輸模式，該第二USB運作模式係為USB 2.0傳輸模式。
  8. 如請求項5所述之USB網路介面控制器，其中，該存取點網路頻段係為4.9-6.0千兆赫(GHz)，該第一USB運作模式係為USB 3.0傳輸模式，該第二USB運作模式係為USB 2.0傳輸模式。
  9. 一種網路介面控制器之操作模式切換方法，該網路介面控制器以一第一運作模式或一第二運作模式與一主機進行資料傳輸，該網路介面控制器於一第一頻段或一第二頻段進行無線資料傳輸，該操作模式切換方法包含：使該網路介面控制器於該第一操作頻段及該第二操作頻段之其中之一與一無線網路設備進行無線資料傳輸；以及根據該網路介面控制器與該無線網路設備進行無線資料傳輸之頻段，決定該網路介面控制器以該第一運作模式及該第二運作模式之其中之一與該主機進行資料傳輸；其中，該網路介面控制器與該主機進行資料傳輸之一操作時脈係落於該網路介面控制器與該無線網路設備進行無線資料傳輸之一操作頻段之範圍外。
  10. 如請求項9所述之操作模式切換方法，其中，該第一運作模式與該第二運作模式之其中之一係為一USB 3.0傳輸模式，當該無線網路設備進行無線資料傳輸之該操作頻段係為4.9-6.0千兆赫(GHz)時，該網路介面控制器以該USB 3.0傳輸模式與該主機進行資料傳輸。
  11. 如請求項9所述之操作模式切換方法，其中，該第一運作模式與該第二運作模式係分別為一USB 3.0傳輸模式與一非USB 3.0傳輸模式，當該無線網路設備進行無線資料傳輸之該操作頻段係為2.4-2.5千兆赫(GHz)時，該網路介面控制器以該非USB 3.0傳輸模式與該主機進行資料傳輸。
  12. 如請求項11所述之操作模式切換方法，其中，該非USB 3.0傳輸模式係為一USB 2.0傳輸模式。
  13. 一種網路介面控制器，包含：一無線收發單元，用以於一第一頻段或一第二頻段進行無線資料傳輸；一傳輸模式切換單元，具有一第一資料傳輸模式以及一第二資料傳輸模式，用以切換至該第一資料傳輸模式或該第二資料傳輸模式以進行資料傳輸；以及一處理單元，電性耦接於該無線收發單元及該傳輸模式切換單元，用以根據該無線收發單元操作於該第一頻段或該第二頻段，控制該傳輸模式切換單元於該第一資料傳輸模式及該第二資料傳輸模式間之切換；其中，該傳輸模式切換單元進行資料傳輸之一操作時脈係落於該無線收發單元進行無線資料傳輸之一操作頻段之範圍外。
  14. 如請求項13所述之網路介面控制器，其中，該第一頻段係為4.9-6.0千兆赫(GHz)，該第二頻段係為2.4-2.5千兆赫(GHz)，該第一資料傳輸模式係為一USB 2.0傳輸模式，該第二資料傳輸模式係為一USB 3.0傳輸模式。
  15. 如請求項13所述之網路介面控制器，其中，該無線收發單元於4.9-6.0千兆赫(GHz)進行無線資料傳輸時，該傳輸模式切換單元以該第一資料傳輸模式與該第二資料傳輸模式之任一進行資料傳輸。
  16. 如請求項13所述之網路介面控制器，其中，該無線收發單元於2.4-2.5千兆赫(GHz)進行無線資料傳輸時，該傳輸模式切換單元以該USB 2.0傳輸模式進行資料傳輸。
  17. 如請求項13所述之網路介面控制器，其中，該無線收發單元於4.9-6.0千兆赫(GHz)且依據一802.11ac無線傳輸規格進行無線資料傳輸時，該傳輸模式切換單元以該USB 3.0傳輸模式進行資料傳輸。
  18. 一種網路介面控制器之操作模式切換方法，該網路介面控制器以一第一運作模式或一第二運作模式與一主機進行傳輸，該操作模式切換方法包含：搜尋通訊範圍內之一無線網路設備；判斷該無線網路設備係運作於一工作頻段；以及依據該工作頻段，決定出以該第一運作模式或該第二運作模式與該主機進行傳輸，其中，該第一運作模式的操作時脈與該第二運作模式的操作時脈不相同；其中，該網路介面控制器的運作模式的操作時脈係落於該工作頻段之範圍外。
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