TWI505670B - 無線網路系統之網路管理方法及網路管理裝置 - Google Patents

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Description

無線網路系統之網路管理方法及網路管理裝置
本發明係指一種無線網路系統之網路管理方法及網路管理裝置，尤指一種可於無線網路系統中適應性地提供無線服務給用戶設備，以提供便利網路環境的網路管理方法及網路管理裝置。
隨著無線通訊技術的發展，可攜式無線通訊裝置，如筆記型電腦、個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)、平板電腦、智慧型行動電話等，已成為人們工作或生活不可獲缺的資訊設備，甚至同一使用者可能同時攜帶或使用多個可攜式無線通訊裝置。在此情形下，如何在一無線區域網路系統下，管理眾多可攜式無線通訊裝置的使用情形，也就成為業界所努力的目標之一。
因此，本發明之主要目的即在於提供無線網路系統之網路管理方法及網路管理裝置，以改善習知技術的缺點，進而提供便利的網路環境。
本發明揭露一種用於一無線網路系統之網路管理方法，該無線網路系統包含複數個無線存取設備及至少一用戶設備，該網路管理方法包含有由該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備量測複數個回波時間，以取得複數個回波時間量測結果；根據該複數個無線存取設備之位置及該複數個回波時間量測結果，判斷該至少一用戶設備之位置；以及根據該至少一用戶設備之位置及優先程度，調整該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備之無線操作。
本發明另揭露一種用於一無線網路系統之網路管理裝置，該無線網路系統包含複數個無線存取設備及至少一用戶設備，該網路管理裝置包含有一處理器；一記憶體，用來儲存一程式碼以管理該無線網路系統，該程式碼指示該處理器執行以下步驟由該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備量測複數個回波時間，以取得複數個回波時間量測結果；根據該複數個無線存取設備之位置及該複數個回波時間量測結果，判斷該至少一用戶設備之位置；以及根據該至少一用戶設備之位置及優先程度，調整該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備之無線操作。
10‧‧‧無線網路系統
AP_1~AP_n、AP_a1~AP_a3、AP_b1~AP_b3、AP_c1~AP_c9‧‧‧無線存取設備
CLT_1~CLT_m、CLT_a、CLT_d1、CLT_d2‧‧‧用戶設備
100‧‧‧網路管理裝置
102‧‧‧處理器
104‧‧‧儲存裝置
106‧‧‧程式碼
20‧‧‧網路管理流程
200、202、204、206、208‧‧‧步驟
R1、R2、R3‧‧‧半徑
CLT_G1、CLT_G2、CLT_Gd‧‧‧用戶設備群組
500‧‧‧閘道器
Z1、Z2‧‧‧區域
BR1~BR8‧‧‧建築物屏障
70‧‧‧訊號涵蓋範圍
第1圖為本發明實施例一無線網路系統之示意圖。
第2圖為本發明實施例一網路管理流程之流程圖。
第3圖為第2圖之網路管理流程所使用之三角定位法之原理示意圖。
第4圖至第7C圖為第1圖之無線網路系統之操作情形示意圖。
請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一無線網路系統10之示意圖。無線網路系統10包含有無線存取設備AP_1~AP_n、用戶設備CLT_1~CLT_m及一網路管理裝置100。無線存取設備AP_1~AP_n可以是適用於無線區域網路之無線存取點(Access Point)，但不限於此，其可透過無線傳輸方式與用戶設備CLT_1~CLT_m進行資料交換，使用戶設備CLT_1~CLT_m可存取一企業網路(Intranet)、網際網路(Internet)等。網路管理裝置100包含有一處理器102及一儲存裝置104。處理器102可為一微處理器(microprocessor)或一特殊應用積體電路(application-specific integrated circuit，ASIC)。儲存裝置104可為任一資料儲存裝置，舉例來說，儲存裝置104可為唯讀式記憶體(read-only memory，ROM)、隨機存取記憶體(random-access memory，RAM)、光碟唯讀記憶體(CD-ROMs)、磁帶 (magnetic tapes)、軟碟(floppy disks)、光學資料儲存裝置(optical data storage devices)等等，而不限於此。此外，儲存裝置104中儲存有一程式碼106用來指示處理器102接收無線存取設備AP_1~AP_n量測所得的回波時間，並據以控制無線存取設備AP_1~AP_n之操作。
具體而言，請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一網路管理流程20之流程圖，於本實施例中，網路管理流程20係執行於第1圖之網路管理裝置100中並可編譯為程式碼106而儲存於儲存裝置104，用以控制處理器102執行網路管理流程20。如第2圖所示，網路管理流程20包含下列步驟：
步驟200：開始。
步驟202：由無線存取設備AP_1~AP_n對用戶設備CLT_1~CLT_m量測複數個回波時間，以取得複數個回波時間量測結果。
步驟204：根據無線存取設備AP_1~AP_n之位置及該複數個回波時間量測結果，判斷用戶設備CLT_1~CLT_m之位置。
步驟206：根據用戶設備CLT_1~CLT_m之位置及優先程度，調整無線存取設備AP_1~AP_n對用戶設備CLT_1~CLT_m之無線操作。
步驟208：結束。
因此，根據網路管理流程20，網路管理裝置100先由無線存取設備AP_1~AP_n對用戶設備CLT_1~CLT_m量測回波時間，再據以判斷用戶設備CLT_1~CLT_m之位置，並一併參考用戶設備CLT_1~CLT_m之優先程度，以調整無線存取設備AP_1~AP_n對用戶設備CLT_1~CLT_m之無線操作。在此情形下，無線存取設備AP_1~AP_n可根據用戶設備CLT_1~CLT_m之位置及優先程度，提供適當之無線服務給用戶設備CLT_1~CLT_m。
詳細來說，在步驟202中，無線存取設備AP_1~AP_n對用戶設備CLT_1~CLT_m所量測的回波時間，可以是無線存取設備AP_1~AP_n輸出信標(Beacon)至用戶設備CLT_1~CLT_m及接收到用戶設備CLT_1~ CLT_m對應信標所回傳之訊號所需的時間。換言之，由於訊號傳遞所需的時間與收發器間之距離相關，因此可根據回波時間判斷每一用戶設備相對於相鄰之無線存取設備的距離，藉此於步驟204中，網路管理裝置100可利用三角定位法，得出用戶設備CLT_1~CLT_m的位置。
三角定位法之原理如第3圖所示，其中一用戶設備CLT_a可分別接收無線存取設備AP_a1、AP_a2、AP_a3所輸出之信標並回傳對應訊號。因此，當無線存取設備AP_a1輸出信標至用戶設備CLT_a並接收到對應之回傳訊號時，無線存取設備AP_a1可得用戶設備CLT_a之回波時間，其係與用戶設備CLT_a所在位置相關，因此網路管理裝置100可判斷用戶設備CLT_a係大致位於以無線存取設備AP_a1為中心、半徑R1之圓上。依此類推，網路管理裝置100可判斷用戶設備CLT_a係大致位於以無線存取設備AP_a2為中心、半徑R2之圓上，以及以無線存取設備AP_a3為中心、半徑R3之圓上。因此，網路管理裝置100可判斷用戶設備CLT_a大致位於半徑R1、R2、R3之圓的交點，再根據無線存取設備AP_a1、AP_a2、AP_a3的位置，即可判斷出用戶設備CLT_a的位置。
需注意的是，第3圖係說明三角定位法之原理，非用以限制本發明之範疇。舉例來說，網路管理裝置100不限於利用三個無線存取設備判斷一用戶設備之位置，亦可透過三個以上之無線存取設備判斷用戶設備之位置，以加強精準度。
接著，在步驟206中，當判斷出用戶設備CLT_1~CLT_m的位置後，網路管理裝置100可進一步根據用戶設備CLT_1~CLT_m的優先程度，調整無線存取設備AP_1~AP_n的操作，如波束形成(Beamforming)方式或網狀路由(Mesh Routing)方式。
舉例來說，在一實施例中，如第4圖所示，無線存取設備AP_1~AP_n中的無線存取設備AP_b1、AP_b2、AP_b3提供無線服務給用戶設備CLT_1~CLT_m中的用戶設備群組CLT_G1、CLT_G2。其中，用戶設備群組 CLT_G1之優先程度大於一預設程度或大於用戶設備群組CLT_G2，因此，根據本發明實施例，網路管理裝置100可根據用戶設備群組CLT_G1的位置，控制無線存取設備AP_b1、AP_b2調整波束形成方式，使無線存取設備AP_b1、AP_b2之無線訊號波束大致指向用戶設備群組CLT_G1，以優先提供無線服務給用戶設備群組CLT_G1，並控制無線存取設備AP_b3維持全向式操作，以確保無線通訊的正常運作。
在另一實施例中，網路管理裝置100可進一步調整無線存取設備AP_1~AP_n的網狀路由(Mesh Routing)方式，如第5圖所示。為求簡潔，第5圖僅繪示出無線存取設備AP_1~AP_n中的無線存取設備AP_c1~AP_c9，無線存取設備AP_c9係連結至外部網路之一閘道器500，且其中一區域Z1中包含有優先程度較高之用戶設備。因此，網路管理裝置100已調整無線存取設備AP_c1、AP_c2之波束成形方式，優先提供無線服務給區域Z1內之用戶設備。除此之外，為了確保區域Z1內之用戶設備可優先透過閘道器500交換資料，網路管理裝置100可進一步提高由無線存取設備AP_c1至無線存取設備AP_c9(虛線路徑)及由無線存取設備AP_c2經無線存取設備AP_c3至無線存取設備AP_c9(點線路徑)的路由優先程度，例如暫時禁止由無線存取設備AP_c6至無線存取設備AP_c1的路由及由無線存取設備AP_c5至無線存取設備AP_c3的路由。藉此，可確保無線存取設備AP_c1、AP_c2優先與無線存取設備AP_c9進行訊號交換，使區域Z1內之用戶設備可優先透過閘道器500交換資料。另一方面，亦可限制無線存取設備AP_c4僅可透過無線存取設備AP_c3連結至無線存取設備AP_c9，或是僅允許無線存取設備AP_c4可在特定應用下直接連結至無線存取設備AP_c9，此皆有助於無線存取設備AP_c1、AP_c2優先提供無線服務給區域Z1內之用戶設備。
需注意的是，第5圖之網狀路由調整係為確保無線存取設備AP_c1、AP_c2可優先提供無線服務給區域Z1內之用戶設備，但不限於此。舉例來說，在另一實施例中，無線存取設備AP_c1除了直接連接至無線存取 設備AP_c9，亦可先透過無線存取設備AP_c3再連接至無線存取設備AP_c9，並設定無線存取設備AP_c3優先處理無線存取設備AP_c1、AP_c2之訊號，例如禁止無線存取設備AP_c4連結至無線存取設備AP_c3，此皆屬於本發明之範疇。
另外，請繼續參考第6圖，若區域Z1內之用戶設備移動至一區域Z2，由於無線存取設備AP_c3緊鄰區域Z2，則根據本發明實施例，網路管理裝置100可根據用戶設備的位置變化，控制由無線存取設備AP_c3取代無線存取設備AP_c2來優先提供無線服務給區域Z2之用戶設備，並調整無線存取設備AP_c1、AP_c3之波束成形方式，使其無線訊號波束大致指向區域Z2。在此情形下，為了確保區域Z2內之用戶設備可優先透過閘道器500交換資料，網路管理裝置100可進一步提高由無線存取設備AP_c1至無線存取設備AP_c9(虛線路徑)及由無線存取設備AP_c3至無線存取設備AP_c9(點線路徑)的路由優先程度，例如暫時禁止由無線存取設備AP_c6至無線存取設備AP_c1的路由、由無線存取設備AP_c2至無線存取設備AP_c3的路由、及由無線存取設備AP_c5至無線存取設備AP_c3的路由。藉此，可確保無線存取設備AP_c1、AP_c3優先與無線存取設備AP_c9進行訊號交換，使區域Z2內之用戶設備可優先透過閘道器500交換資料。
上述實施例係由網路管理裝置100根據無線存取設備AP_1~AP_n所量測的回波時間，判斷用戶設備CLT_1~CLT_m的位置或位置變化情形，並據以調整無線存取設備AP_1~AP_n之操作，以優先提供無線服務給優先程度較高之用戶設備。然而，除了根據位置變化情形被動地調整無線存取設備AP_1~AP_n之操作外，在其它實施例中，本發明亦可主動地調整無線存取設備AP_1~AP_n之操作。也就是說，當網路管理裝置100偵測到需優先服務的用戶設備即將由一區域移動至另一區域時，可預先調整無線存取設備AP_1~AP_n之操作，以應付用戶設備的移動情形；其中，偵測的方法可以是根據用戶設備的位置變化(如移動速度、方向等)或根據預先設定 的行程設定資料。舉例來說，以第5圖及第6圖為例，若網路管理裝置100根據無線存取設備AP_c1~AP_c9之回波時間量測結果，判斷出區域Z1內的用戶設備開始朝向區域Z2移動，則網路管理裝置100可預先將無線存取設備AP_c1~AP_c9之操作方式調整為第6圖所示之情形；或者，若一行程設定資料顯示區域Z1內的用戶設備將於一特定時間移往區域Z2，則網路管理裝置100可於該特定時間之前或當下將無線存取設備AP_c1~AP_c9之操作方式調整為第6圖所示之情形。如此一來，可事先針對用戶設備可能的移動情形，預先調整無線存取設備AP_c1~AP_c9之操作，以提升網路優化的效率。
另一方面，在無線網路系統10中，隨著所取得之用戶設備CLT_1~CLT_m位置變化情形的資訊持續增加，網路管理裝置100可據此判斷無線網路系統10的訊號涵蓋範圍內的建築物屏障，並可進一步藉此調整無線存取設備AP_1~AP_n之無線操作。舉例來說，請參考第7A圖，其為無線網路系統10之一訊號涵蓋範圍70之示意圖。在第7A圖中，實線表示網路管理裝置100所統計之用戶設備CLT_1~CLT_m的位置變化情形，亦即用戶設備CLT_1~CLT_m於訊號涵蓋範圍70的常態移動情形。根據用戶設備CLT_1~CLT_m的常態移動情形，網路管理裝置100可分析用戶設備CLT_1~CLT_m的移動方式(如避開或繞過某些區域)，藉此可判斷出訊號涵蓋範圍70中的建築物屏障BR1~BR8，即如第7B圖所示。當判斷出建築物屏障BR1~BR8，更進一步地，網路管理裝置100可據此判斷用戶設備CLT_1~CLT_m的移動傾向，並藉以調整無線存取設備AP_1~AP_n之操作。例如，在第7C圖中，若一具高優先程度之用戶設備CLT_d1朝建築物屏障BR1移動，網路管理裝置100可判斷用戶設備CLT_d1將繞過建築物屏障BR1，因此不需將波束朝建築物屏障BR1調整；若另一具高優先程度之用戶設備CLT_d2位於建築物屏障BR2、BR3、BR4、BR5所圍成之空間內，則網路管理裝置100可判斷用戶設備CLT_d2僅可能停留在此空間內或由建築物屏障BR2、BR5間的缺口移出，因此可針對此兩種情形預先準備；另外，若一具高優先程度 之用戶設備群組CLT_Gd將於一特定時間移動至建築物屏障BR5、BR6、BR7、BR8所圍成之空間內，則網路管理裝置100可判斷用戶設備群組CLT_Gd僅可能由建築物屏障BR7、BR5間的缺口移入建築物屏障BR5、BR6、BR7、BR8所圍成之空間內，因此可針對此移動方式預先準備。
由上述可知，本發明實施例可根據無線存取設備AP_1~AP_n所測得的回波時間，判斷用戶設備CLT_1~CLT_m的位置或可能的移動方式，以針對具高優先程度之特定用戶設備主動或被動地調整無線存取設備AP_1~AP_n之操作。需注意的是，前述實施例係用以說明本發明之概念，凡依此所做之變化皆屬本發明之範疇。舉例來說，回波時間之判斷不限於透過信標及其對應回傳訊號，其他類型之封包或訊號亦可用於本發明，而不限於此；一般而言，信標係由無線存取設備AP_1~AP_n週期性輸出，以判斷無線連線是否正常運作，而在一實施例中，網路管理裝置100可控制無線存取設備AP_1~AP_n輸出特定封包，以適時判斷回波時間及用戶設備之位置。此外，無線存取設備AP_1~AP_n之數量n需大於或等於3，以正確執行三角定位法，而其設置位置可預先通知網路管理裝置100。此外，網路管理裝置100除了調整無線存取設備AP_1~AP_n之波束形成方式及網狀路由方式外，亦可透過調整無線存取設備AP_1~AP_n之操作功率等方式，優先提供服務給特定用戶設備。另一方面，優先程度的判斷或設定方式亦不限於特定規則；例如，在一實施例中，可預先於網路管理裝置100之儲存裝置104中儲存一優先程度設定表，其可記錄特定用戶設備之媒體存取位址及優先程度，則當任一用戶設備進入無線通訊系統10之訊號涵蓋範圍並與特定無線存取設備建立連線後，網路管理裝置100可據以判斷其優先程度；或者，在另一實施例中，優先程度係相關於區域位置，亦即網路管理裝置100控制無線存取設備AP_1~AP_n優先提供無線服務給特定區域內的用戶設備，此皆屬本發明之範疇。
習知技術無法針對不同優先程度之用戶設備適應性地提供無線服 務，相較之下，本發明可根據用戶設備之位置、優先程度、移動方式等，主動或被動地提供適當之無線服務，以提供便利的網路環境。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10‧‧‧無線網路系統
AP_1~AP_n‧‧‧無線存取設備
CLT_1~CLT_m‧‧‧用戶設備
100‧‧‧網路管理裝置
102‧‧‧處理器
104‧‧‧儲存裝置
106‧‧‧程式碼

Claims (18)

  1. 一種用於一無線網路系統之網路管理方法，該無線網路系統包含複數個無線存取設備及至少一用戶設備，該網路管理方法包含有：由該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備量測複數個回波時間，以取得複數個回波時間量測結果；根據該複數個無線存取設備之位置及該複數個回波時間量測結果，判斷該至少一用戶設備之位置；以及根據該至少一用戶設備之位置及優先程度，調整該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備之無線操作，其中調整該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備之無線操作，包含調整該複數個無線存取設備相對於該至少一用戶設備之網狀路由方式；其中調整該複數個無線存取設備相對於該至少一用戶設備之網狀路由方式，包含調整該複數個無線存取設備之路由優先程度。
  2. 如請求項1所述之網路管理方法，其中該複數個無線存取設備之一數量大於或等於3。
  3. 如請求項1所述之網路管理方法，其中該複數個回波時間係該複數個無線存取設備輸出複數個信標(Beacon)至該至少一用戶設備及接收到該至少一用戶設備對應該複數個信標所回傳之訊號所需的複數個時間。
  4. 如請求項1所述之網路管理方法，其中調整該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備之無線操作，包含調整該複數個無線存取設備相對於該至少一用戶設備之波束形成方式。
  5. 如請求項1所述之網路管理方法，其中根據該至少一用戶設備之位置及優先程度，調整該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備之無線操作之步驟，包含有： 於該至少一用戶設備中一用戶設備之優先程度大於一預設程度時，控制該複數個無線存取設備優先提供無線服務給該用戶設備。
  6. 如請求項1所述之網路管理方法，其另包含：根據該複數個回波時間量測結果，判斷該至少一用戶設備的位置變化情形；以及根據該至少一用戶設備的位置變化情形及優先程度，調整該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備之無線操作。
  7. 如請求項6所述之網路管理方法，其中根據該至少一用戶設備的位置變化情形及優先程度，調整該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備之無線操作之步驟，包含有：於該至少一用戶設備中一用戶設備之優先程度大於一預設程度且該用戶設備朝向一區域移動時，控制該複數個無線存取設備預先提供無線服務至該區域。
  8. 如請求項1所述之網路管理方法，其另包含：接收一行程設定資料；以及於該行程設定資料顯示該至少一用戶設備將於一時段移動至一區域，調整該複數個無線存取設備於該時段預先提供無線服務至該區域。
  9. 如請求項1所述之網路管理方法，其另包含：根據該複數個回波時間量測結果，判斷該至少一用戶設備於該無線網路系統之一訊號涵蓋範圍的常態移動情形；根據該至少一用戶設備於該無線網路系統之一訊號涵蓋範圍的常態移動情形，判斷該訊號涵蓋範圍中的至少一建築物屏障；以及根據該至少一建築物屏障及該至少一用戶設備之位置，判斷該至少一用戶設備之移動傾向，調整該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備之無線操作。
  10. 一種用於一無線網路系統之網路管理裝置，該無線網路系統包含複數個 無線存取設備及至少一用戶設備，該網路管理裝置包含有：一處理器；一記憶體，用來儲存一程式碼以管理該無線網路系統，該程式碼指示該處理器執行以下步驟：由該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備量測複數個回波時間，以取得複數個回波時間量測結果；根據該複數個無線存取設備之位置及該複數個回波時間量測結果，判斷該至少一用戶設備之位置；以及根據該至少一用戶設備之位置及優先程度，調整該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備之無線操作，其中調整該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備之無線操作，包含調整該複數個無線存取設備相對於該至少一用戶設備之網狀路由方式；其中調整該複數個無線存取設備相對於該至少一用戶設備之網狀路由方式，包含調整該複數個無線存取設備之路由優先程度。
  11. 如請求項10所述之網路管理裝置，其中該複數個無線存取設備之一數量大於或等於3。
  12. 如請求項10所述之網路管理裝置，其中該複數個回波時間係該複數個無線存取設備輸出複數個信標(Beacon)至該至少一用戶設備及接收到該至少一用戶設備對應該複數個信標所回傳之訊號所需的複數個時間。
  13. 如請求項10所述之網路管理裝置，其中調整該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備之無線操作，包含調整該複數個無線存取設備相對於該至少一用戶設備之波束形成方式。
  14. 如請求項10所述之網路管理裝置，其中根據該至少一用戶設備之位置及優先程度，調整該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備之無線操作之步驟，包含有： 於該至少一用戶設備中一用戶設備之優先程度大於一預設程度時，控制該複數個無線存取設備優先提供無線服務給該用戶設備。
  15. 如請求項10所述之網路管理裝置，其中該程式碼指示該處理器另執行以下步驟：根據該複數個回波時間量測結果，判斷該至少一用戶設備的位置變化情形；以及根據該至少一用戶設備的位置變化情形及優先程度，調整該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備之無線操作。
  16. 如請求項15所述之網路管理裝置，其中根據該至少一用戶設備的位置變化情形及優先程度，調整該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備之無線操作之步驟，包含有：於該至少一用戶設備中一用戶設備之優先程度大於一預設程度且該用戶設備朝向一區域移動時，控制該複數個無線存取設備預先提供無線服務至該區域。
  17. 如請求項10所述之網路管理裝置，其中該程式碼指示該處理器另執行以下步驟：接收一行程設定資料；以及於該行程設定資料顯示該至少一用戶設備將於一時段移動至一區域，調整該複數個無線存取設備於該時段預先提供無線服務至該區域。
  18. 如請求項10所述之網路管理裝置，其中該程式碼指示該處理器另執行以下步驟：根據該複數個回波時間量測結果，判斷該至少一用戶設備於該無線網路系統之一訊號涵蓋範圍的常態移動情形；根據該至少一用戶設備於該無線網路系統之一訊號涵蓋範圍的常態移動情形，判斷該訊號涵蓋範圍中的至少一建築物屏障；以及根據該至少一建築物屏障及該至少一用戶設備之位置，判斷該至少一用 戶設備之移動傾向，調整該複數個無線存取設備對該至少一用戶設備之無線操作。
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