TWI505738B - 無線網路連線調整方法及無線網路存取裝置 - Google Patents

Description

無線網路連線調整方法及無線網路存取裝置

本發明是有關於一種通訊方法，且特別是有關於一種無線網路連線調整方法及無線網路存取裝置。

隨著行動電子裝置的普及，例如符合無線保真度(Wireless Fidelity,WiFi)等標準之無線區域網路亦廣泛的存在於人們的生活中。在無線區域網路的涵蓋範圍中，使用者便可操作行動電子裝置透過無線區域網路的無線存取點(Wireless Access Point)連線至網際網路。其中，在無線區域網路的涵蓋範圍中可能包括了許多的環境因素，使得行動電子裝置與存取點間的資料收發不順暢或甚至癱瘓的情形。當這樣的情形持續時，往往需要專業的網路工程人員到現場進行調整，例如切換收發頻道、調整信號發射功率等參數等，十分耗時又費工。然而環境因素變化十分迅速，可能在此次調整完後，隨即又因為其他的環境因素而造成網路的不順暢。因此，如何使得無線區域網路的網路狀況維持 於順暢良好的狀態，成為本領域急需解決的問題之一。

本發明提供一種無線網路連線調整方法及無線網路存取裝置，可透過蒐集各頻道的資訊，於使用頻道壅塞時切換使用頻道。

本發明的一種無線網路連線調整方法，適用於一無線網路存取裝置，其中無線網路存取裝置使用多個頻道之一與至少一電子裝置連線，所述方法包括以下步驟。首先，切換無線網路存取裝置至一監測模式，掃描頻道並分別於頻道中接收多個封包。接著，判斷封包是否為一重傳封包，並統計對應於各頻道的重傳封包的一數量，得到對應於各頻道的多個重傳數量資訊。然後，判斷用以連線至至少一電子裝置的頻道的一連線狀態是否穩定，當用以連線至至少一電子裝置的頻道的連線狀態不穩定時，根據對應於各頻道的重傳數量資訊切換使用頻道中另一頻道與至少一電子裝置連線。

本發明的無線網路存取裝置包括一連線模組以及一處理單元。連線模組使用多個頻道之一與至少一電子裝置連線。處理單元耦接連線模組。其中，處理單元切換無線網路存取裝置至一監測模式，透過連線模組掃描頻道並分別於頻道中接收多個封包。處理單元透過連線模組接收封包，判斷封包是否為一重傳封包，統計對應於各頻道的重傳封包的一數量，得到對應於各頻道 的多個重傳數量資訊。以及，處理單元判斷連線模組用以連線至至少一電子裝置的頻道的一連線狀態是否穩定，當用以連線至至少一電子裝置的頻道的連線狀態不穩定時，處理單元根據對應於各頻道的重傳數量資訊切換連線模組使用頻道中另一頻道與至少一電子裝置連線。

基於上述，本發明提供一種無線網路連線調整方法及無線網路存取裝置，可於背景蒐集各頻道的連線狀況，並在目前使用的頻道之連線狀態不穩定時，根據各頻道的連線狀況切換使用另一頻道與多個電子裝置傳遞資料。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

S101~S103、S401~S405‧‧‧步驟

10‧‧‧無線網路存取裝置

110‧‧‧連線模組

120‧‧‧處理單元

PKT‧‧‧封包

20‧‧‧訊框

210‧‧‧標頭檔

211~217‧‧‧標頭檔的資料區段

2111~2121‧‧‧訊框控制碼中的指示碼

220‧‧‧訊框資料

230‧‧‧訊框檢查序列碼

圖1為根據本發明一實施例所繪示無線網路連線調整方法的步驟流程圖。

圖2則為根據本發明一實施例所繪示無線網路存取裝置的裝置方塊圖。

圖3為符合無線區域網路協定的媒體存取控制層之訊框的示意圖。

圖4為根據本發明一實施例所繪示無線網路連線調整方法的流程圖。

一般而言，無線網路存取裝置用來與涵蓋範圍內的電子裝置進行連線之頻道(以下稱連線頻道)通常在出廠時即被預設於無線網路存取裝置中，除非工程人員或是使用者對此進行重新設定，無線網路存取裝置並不主動更改連線頻道。舉例而言，無線網路存取裝置可為符合無線保真度標準的一無線網路存取點(Wireless Access Point)，使用多個頻道之一與其涵蓋範圍中的電子裝置連線。無線網路存取裝置同時以一有線或無線方式連線至網際網路(Internet)，使得與此無線網路存取裝置連線之電子裝置即可透過此無線網路存取裝置連線至網際網路。就無線保真度標準而言，無線網路存取裝置用以與涵蓋範圍中的電子裝置連線的無線射頻信號的中心頻率可為2.4GHz或4.9/5.8GHz。而上述的多個頻道即位於上述中心頻率附近，並分別具有20MHz的頻寬，例如中心頻率為2.4GHz的周圍則包括了13個頻道。

然而，就目前的使用情境下，一特定區域中則可能同時被涵蓋於多個無線區域網路的範圍中，例如一特定之公共區域，或是一包括多個住戶的集合住宅等。若是提供這些無線網路存取裝置的無線網路存取裝置亦不約而同的使用了相同的頻道作為連線頻道，則可能造成此頻道中封包十分壅塞，使得連線狀態不穩定。

另一方面，連線頻道亦可能受到其他的環境因素影響而造成連線狀態不穩定，例如鄰近頻率的電波干擾，環境的阻絕等。 而這樣的環境因素可能為暫時性的干擾，亦可能為持續性的干擾。若是無線網路存取裝置不具有自我調整連線頻道的能力，無線網路存取裝置與連線的電子裝置之間的訊息傳遞可能長期性的受到影響。因此，本發明則提出了一種無線網路連線調整方法以及無線網路存取裝置，使得無線網路存取裝置可以於連線頻道的連線狀態不穩定時，參考連線頻道外之其他頻道的連線狀態來切換連線頻道。

圖1為根據本發明一實施例所繪示無線網路連線調整方法的步驟流程圖。其中，所述無線網路連線調整方法適用於一無線網路存取裝置，而無線網路存取裝置則使用多個頻道之一與至少一電子裝置連線。請參照圖1，首先在步驟S101時，切換無線網路存取裝置至一監測模式，掃描頻道並分別於頻道中接收多個封包。接著在步驟S102時，判斷封包是否為一重傳封包，並統計對應於各頻道的重傳封包的一數量，得到對應於各頻道的多個重傳數量資訊。然後在步驟S103時，判斷用以連線至至少一電子裝置的頻道的一連線狀態是否穩定，當用以連線至至少一電子裝置的頻道的連線狀態不穩定時，根據對應於各頻道的重傳數量資訊切換使用頻道中另一頻道與至少一電子裝置連線。

圖2則為根據本發明一實施例所繪示無線網路存取裝置的裝置方塊圖。請參照圖2，無線網路存取裝置10包括連線模組110以及處理單元120。連線模組110使用多個頻道之一與至少一電子裝置連線。處理單元120耦接連線模組110。其中，處理單元 120切換無線網路存取裝置10至監測模式，透過連線模組120掃描多個頻道並分別於各頻道中接收多個封包PKT。處理單元透過連線模組120接收封包PKT，判斷各封包PKT是否為重傳封包，並且統計對應於各頻道的重傳封包的數量，得到對應於各頻道的多個重傳數量資訊。處理單元120判斷連線模組110用以連線至至少一電子裝置的頻道(即，連線頻道)的連線狀態是否穩定。當用以連線至至少一電子裝置的頻道(連線頻道)的連線狀態不穩定時，處理單元120根據對應於各頻道的重傳數量資訊切換連線模組110使用多個頻道中另一頻道與至少一電子裝置連線。

簡單來說，在本實施例中，無線網路存取裝置10以各頻道中的封包之重傳數量資訊來判斷所對應的頻道之連線狀態是否穩定。以上述涵蓋於多個無線區域網路的範圍中的特定區域為例，若無線網路存取裝置10在此特定區域中，無線網路存取裝置10亦可透過上述的監測模式掃描其他頻道，接收到運用其他頻道作為連線頻道的其他無線網路存取裝置所收發之封包。若是由其他無線網路存取裝置所收發之封包中包括為數眾多(例如高過一預設數量)的重傳封包，則可能表示此頻道的連線狀態不穩定，受到高程度的連線干擾，使用此頻道作為連線頻道的無線網路存取裝置(或其對應連線之電子裝置)才需要不斷地重新傳送封包PKT，進而產生重傳封包。

而在本發明中，無線網路存取裝置10則可透過解析上述各封包PKT的標頭檔來辨認上述的各封包是否為重傳封包。圖3 為符合無線區域網路協定的媒體存取控制(Media Access Control,MAC)層之訊框的示意圖。其中，上述的無線區域網路協定可為IEEE 802.11協定或其衍生協定，並且可相容於上述之WiFi標準。

請參照圖3，處理單元120在接收到對應於各頻道的多數個封包PKT後，便可將解析封包PKT得到如圖3所示，對應於資料鏈結層(data link layer)或MAC層的訊框(frame)20。其中，在訊框20中包括了標頭檔210、訊框資料(payload)220以及訊框檢查序列碼(Frame Check Sequence,FCS)230。而標頭檔210中則包括了多個資料區段，依序為訊框控制(Frame Contorl)碼區段211、傳送期間/辨識編號區段212、位址一區段213、位址二區段214、位址三區段215、順序控制區段216以及位址四區段217。

其中，在訊框控制碼211中又更包括了多個指示碼，依序為協定版本指示碼(protocol version)2111、訊框類別(Type)指示碼2112、訊框子類別(Subtype)指示碼2113、至目的地(To DS)指示碼2114、從目的地(From DS)指示碼2115、多分割(More Fragment)指示碼2116、重傳(Retry)指示碼2117、電源管理指示碼2118、多資料(More Data)指示碼2119、有線等效隱私加密(wired equivalent privacy,WEP)指示碼2120以及排序(Order)指示碼2121。

其中，重傳指示碼2117包括1位元的指示碼，用以指示此訊框是否為重傳訊框(例如指示碼為1時表示此訊框為重傳訊框)。當處理單元120擷取了訊框控制碼211時，便可透過訊框控 制碼211中的重傳指示碼2117來判定此訊框以及其所對應之封包是否為重傳訊框/重傳封包。由於在無線區域網路中，訊框20的標頭檔210之部份是不會被加密的，所以在本實施例中，無線網路存取裝置10的無線處理單元120在接收於各頻道中被傳送之封包PKT時，便可輕易的擷取各封包PKT所對應的訊框控制碼211中的重傳指示碼2117，進而判斷此封包PKT是否為重傳封包。

在本發明一實施例中，處理單元120可將無線網路存取裝置10至監測模式一預設時間，並且統計在此預設時間內各頻道中的重傳封包之數量，根據各頻道中的重傳封包之數量產生重傳數量資訊，並儲存於處理單元的記憶體(未繪示)中。當目前的連線頻道的連線狀態不穩定時，處理單元120則可根據對應於各頻道重傳數量資訊切換連線頻道，例如將連線頻道切換至具有最少重傳封包數量的頻道，或是鄰近於當前連線頻道，但重傳封包數量少於當前的連線頻道之頻道，本發明並不限定於上述的實施方式。

在本發明一實施例中，處理單元120將週期性的無線網路存取裝置10至監測模式，並週期性的根據於監測模式時所得到的重傳封包數量，更新儲存於處理單元120的記憶體中對應於各頻道的重傳數量資訊。在本發明另一實施例中，處理單元120則於判斷目前的連線頻道的連線狀態不穩定時，才切換無線網路存取裝置10至監測模式以取得對應於各頻道的重傳數量資訊，本發 明並不限定於上述的實施方式。

在本實施例中，處理單元120可根據當前的連線頻道中的重傳接收封包數量、重新傳送封包數量或網路連線品質等多種依據來判斷目前的連線頻道的連線狀態是否穩定。

相似於上述統計各頻道的重傳封包數量的概念，目前的連線頻道中的重傳封包數量過多時，亦表示目前的連線頻道的臉線狀態並不良好。因此，處理單元120亦可於一般模式(即，透過目前的連線頻道與涵蓋範圍中的電子裝置交換封包)時，累計由重傳接收封包(即，由電子裝置傳送至無線網路存取裝置10的封包為重傳封包)的數量以及重新傳送封包(即，由無線網路存取裝置10傳送至涵蓋範圍內的電子裝置的封包為重傳封包)的數量。而當上述重傳接收封包的數量大於一第一門檻值以及重新傳送封包的數量大於一第二門檻值(或，重傳接收封包的數量大於一第一門檻值或者重新傳送封包的數量大於一第二門檻值)時，處理單元120即判斷目前的連線頻道的連線狀態不穩定。

另外，處理單元120亦可透過連線模組110取得目前與涵蓋範圍中的各電子裝置之間的連線品質。此連線品質對應於信號雜訊比(Signal to Noise Ratio,SNR)，並正相關於接收信號強度指示(Receiver Signal Strength Indicator,RSSI)等參數。而當處理單元120判斷目前的連線品質已低於一第三門檻值時，處理單元120則判斷目前的連線頻道之連線狀態不穩定。

值得注意的是，上述的門檻值(第一門檻值、第二門檻 值以及第三門檻值)根據實際的實施狀況而有不同的設置，可被預設於處理單元120之中，隨後再由使用者或是網路工程人員進行調整。而處理單元120則可選擇上述的多種依據(例如重傳接收封包數量、重新傳送封包數量、連線品質或其他依據)的部份或全部作為目前的連線頻道之連線狀態是否穩定的判斷依據。

圖4為根據本發明一實施例所繪示無線網路連線調整方法的流程圖。其中，圖4所示實施例提供了一種圖1所示實施例中之步驟S103較為詳細的實施方式。請參照圖4以及圖2，首先處理單元120將週期性的更新各頻道的重傳數量資訊，例如透過連線模組110週期性的取得各頻道中的封包並統計各頻道中的重傳封包之數量等(步驟S401)。接著，處理單元120將判斷於目前的連線頻道中重傳接收封包的數量是否大於第一門檻值(步驟S402)、重新傳送封包的數量是否大於第二門檻值(步驟S403)以及連線品質是否低於第三門檻值(步驟S404)。若以上三個步驟S402~S404的判斷皆為是，處理單元120則根據各頻道的重傳數量資訊切換目前的連線頻道(即，將用以連線至涵蓋範圍中各電子裝置的頻道切換至另一頻道)(步驟S405)。若以上三個步驟S402~S404的判斷有其中之一者或一者以上為否，處理單元120則持續週期性的更新各頻道的重傳數量資訊，並週期性地執行步驟S402~S404的判斷，進而於目前的連線頻道的連線狀態不穩定時，切換使用其他的頻道作為連線頻道。

在切換至其他頻道作為連線頻道後，處理單元120可將 上述對於重傳接收封包和重新傳送封包的統計歸零，並重新於新的連線頻道執行上述步驟S401~S405之動作。

綜上所述，本發明提供了一種無線網路連線調整方法以及對應的無線網路存取裝置，可於目前用以連線至涵蓋範圍內的電子裝置之頻道的連線狀態不穩定時切換使用其他頻道，而無須經由人為地測量以及調整。並且，無線網路存取裝置更可透過統計其他頻道中重傳封包的數量來作為各頻道目前的連線狀態是否穩定的依據，並於目前根據用以連線至涵蓋範圍內的電子裝置之頻道的連線狀態不穩定時，根據其他頻道中重傳封包的數量多寡來選擇頻道。由於各頻道的重傳封包統計並不耗費太多的時間以及運算資源，上述的統計視同於背景執行，並不影響無線網路存取裝置本身之正常運作。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準

S101~S103‧‧‧步驟

Claims (12)

1. 一種無線網路連線調整方法，適用於一無線網路存取裝置，其中該無線網路存取裝置使用多個頻道之一與至少一電子裝置連線，所述方法包括：切換該無線網路存取裝置至一監測模式，掃描該些頻道並分別於該些頻道中接收多個封包；解析接收的該些封包，以判斷接收的各該封包是否為一重傳封包，並統計對應於各該頻道的該重傳封包的一數量，得到對應於各該頻道的多個重傳數量資訊；以及判斷用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的一連線狀態是否穩定，當用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的該連線狀態不穩定時，根據對應於各該頻道的該些重傳數量資訊切換使用該些頻道中另一頻道與該至少一電子裝置連線。
2. 如申請專利範圍第1項所述的無線網路連線調整方法，其中所述解析接收的該些封包，以判斷接收的各該封包是否為該重傳封包的步驟包括：解析各該封包的該標頭檔，當各該封包的該標頭檔包括一重傳資訊時，判斷該封包為該重傳封包。
3. 如申請專利範圍第1項所述的無線網路連線調整方法，其中得到對應於各該頻道的該些重傳數量資訊的步驟之後，所述無線網路連線調整方法更包括：週期性地切換該無線網路存取裝置至該監測模式，統計對應 於各該頻道的該重傳封包的該數量，並且更新對應於各該頻道的多個重傳數量資訊。
4. 如申請專利範圍第1項所述的無線網路連線調整方法，其中所述判斷用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的一連線狀態是否穩定的步驟包括：累計於當前用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的一重傳接收封包數量，當該重傳接收封包數量大於一第一門檻值時，判斷該用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的該連線狀態不穩定。
5. 如申請專利範圍第1項所述的無線網路連線調整方法，其中所述判斷用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的一連線狀態是否穩定的步驟包括：累計於當前用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的一重新傳送封包數量，當該重新傳送封包數量大於一第二門檻值時，判斷該用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的該連線狀態不穩定。
6. 如申請專利範圍第1項所述的無線網路連線調整方法，其中所述判斷用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的一連線狀態是否穩定的步驟包括：取得當前用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的一連線品質，當該頻道的一連線品質低於一第三門檻值時，判斷該用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的該連線狀態不穩定。
7. 一種無線網路存取裝置，包括：一連線模組，使用多個頻道之一與至少一電子裝置連線；一處理單元，耦接該連線模組，其中，該處理單元切換該無線網路存取裝置至一監測模式，透過該連線模組掃描該些頻道並分別於該些頻道中接收多個封包；該處理單元透過該連線模組接收該些封包，解析接收的該些封包，以判斷接收的各該封包是否為一重傳封包，統計對應於各該頻道的該重傳封包的一數量，得到對應於各該頻道的多個重傳數量資訊；以及該處理單元判斷該連線模組用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的一連線狀態是否穩定，當用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的該連線狀態不穩定時，該處理單元根據對應於各該頻道的該些重傳數量資訊切換該連線模組使用該些頻道中另一頻道與該至少一電子裝置連線。
8. 如申請專利範圍第7項所述的無線網路存取裝置，其中：該處理單元解析各該封包的該標頭檔，當各該封包的該標頭檔包括一重傳資訊時，該處理單元判斷該封包為該重傳封包。
9. 如申請專利範圍第7項所述的無線網路存取裝置，其中：該處理單元週期性地切換該無線網路存取裝置至該監測模式，統計對應於各該頻道的該重傳封包的該數量，並且更新對應於各該頻道的多個重傳數量資訊。
10. 如申請專利範圍第7項所述的無線網路存取裝置，其中：該處理單元累計於當前用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的一重傳接收封包數量，當該重傳接收封包數量大於一第一門檻值時，該處理單元判斷該用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的該連線狀態不穩定。
11. 如申請專利範圍第7項所述的無線網路存取裝置，其中：該處理單元累計於當前用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的一重新傳送封包數量，當該重新傳送封包數量大於一第二門檻值時，該處理單元判斷該用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的該連線狀態不穩定。
12. 如申請專利範圍第7項所述的無線網路存取裝置，其中：該處理單元取得當前用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的一連線品質，當該頻道的一連線品質低於一第三門檻值時，該處理單元判斷該用以連線至該至少一電子裝置的該頻道的該連線狀態不穩定。