TWI521986B - 載量平衡之方法及其相關無線通訊裝置 - Google Patents

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Description

載量平衡之方法及其相關無線通訊裝置
本發明係指一種載量平衡之方法及其相關無線通訊裝置，尤指一種用於一無線通訊裝置中載量平衡之方法及其相關無線通訊裝置。
無線網路系統通常包含多個接入存取點(Access Point)，每一接入存取裝置利用無線方式與一個或數個用戶端通訊裝置(如手機、筆記型電腦或其他行動通訊裝置)進行通訊。用戶端通訊裝置皆包含一無線網路介面卡(Wireless Network Interface Card，WNIC)，負責處理與接入存取裝置來往之無線訊號，例如頻率掃描、無線封包偵測及傳輸等等。
由於無線通訊的技術快速發展，無線網路的使用率也日益提昇，目前常見的無線網路規範有IEEE802.11a、IEEE802.11b以及IEEE802.11g、IEEE802.11n四種，因此業者所推出的新式無線網路卡大多可以支援上述四種規格。當欲使用筆記型電腦連上無線網路時，該台筆記型電腦上的無線網卡必須先掃描其所在區域中有哪些可以連結的擷取點(access point,AP)，然後發出建立連結的請求給該擷取點。由於架設無線網路的費用越來越低廉，同一公共場合中可能分布了好幾台可使用的擷取點，舉例來說：在同一棟大樓中可能設置有五台擷取點，其中有兩台符合IEEE802.11a的規範，兩台 符合IEEE802.11b/g/n的規範，一台符合IEEE802.11b的規範，因此當無線網卡可以同時支援上述四種規格時，使用者就可以依據喜好任意連上其中一台擷取點，或者由使用者端的作業系統依據上述五台擷取點的功率強度自動選擇功率最強的擷取器來進行連結。然而，上述選取擷取點的方式可能因為同一大樓中使用者的分布不均以及擷取器功率強度不一等因素，而讓所有的使用者集中使用幾台特定的擷取點，進而使上述特定的擷取點的發生網路壅塞的情形，而其餘幾台擷取點卻閒置的狀況。
因此，本發明之主要目的在於提供一種用於一無線通訊裝置中載量平衡之方法，以解決該無線通訊裝置網路擁塞的情形。
本發明揭露一種用於一無線通訊裝置中載量平衡之方法。該方法包含有檢查該無線通訊裝置之一淨負載量，其中該淨載量包含有一全向性天線之一第一負載量以及一指向性天線之一第二負載量；以及根據該無線通訊裝置之該淨負載量以及至少一鄰近無線通訊裝置所傳送之資訊，調整該無線通訊裝置之發射功率以執行載量平衡。
本發明另揭露一無線通訊裝置。該無線通訊裝置包含有一無線模組、一定位單元以及一處理單元。該無線模組，用來接收至少一鄰近無線通訊裝置所傳送之資訊。該無線模組包含有一全向性天線；以及一指性向天線。該定位單元，用來用來確認該無線通訊裝置所 在的位置。該處理單元，用來檢查該無線通訊裝置之一淨負載量以及根據該無線通訊裝置之該淨負載量以及該至少一鄰近無線通訊裝置所傳送之資訊調整該無線通訊裝置之發射功率以執行載量平衡，其中該淨載量包含有該全向性天線之一第一負載量以及該指向性天線之一第二負載量。
本發明另揭露一無線通訊系統。該無線通訊系統包含有一第一無線通訊裝置一第一無線通訊裝置以及至少一第二無線通訊裝置。該第一無線通訊裝置包含有一第一無線模組、一第一定位單元以及一第一處理單元。該第一無線模組，用來傳送接收一位置資訊以及一援助請求。該無線模組包含有一第一全向性天線以及一第一指性向天線。該第一定位單元，用來產生該位置資訊。該第一處理單元，用來檢查該第一無線通訊裝置之一第一淨負載量以及根據該第一無線通訊裝置之該第一淨負載量調整該第一無線通訊裝置之發射功率以執行載量平衡，其中該第一淨負載量包含有該全向性天線之一第一負載量以及該指向性天線之一第二負載量；且用來根據該援助請求調整該第一無線通訊裝置之發射功率以執行載量平衡。該第二無線通訊裝置與該第一無線裝置功能相同。
請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一無線通訊系統10之示意圖。無線通訊系統10包含有無線通訊裝置AP1、AP2、AP3(為方便說明，本實施例中僅示三個無線通訊裝置，而不限於此)以及 複數個用戶端(第1圖中以黑點表示)。無線通訊裝置AP1、AP2、AP3可為擷取點，透過無線方式與一個或數個用戶端(如手機、筆記型電腦或其他行動通訊裝置)進行通訊。無線通訊裝置AP1之涵蓋範圍為Z1，無線通訊裝置AP2之涵蓋範圍為Z2，無線通訊裝置AP3之涵蓋範圍為Z3。在涵蓋範圍Z1、Z2以及Z3內複數個用戶端的分布不均，而造成無線通訊裝置AP1發生網路壅塞的情形。
請同時參閱第1圖與第2A圖以及第2B圖，第2A圖以及第2B圖為本發明實施例一流程20之示意圖。流程20用於第1圖之無線通訊裝置AP1中，用來執行載量平衡。流程20包含有下列步驟：
步驟200：開始。
步驟202：檢查無線通訊裝置AP1之一淨負載量NL1，其中淨載量NL1包含有一全向性天線之一負載量OL以及一指向性天線之一負載量DL。
步驟204：判斷淨負載量NL1是否大於一數值X1？若是，執行步驟210；若否，執行步驟206。
步驟206：判斷淨負載量NL1是否小於一數值X2？若是，執行步驟208；若否，執行步驟220。
步驟208：判斷全向性天線之功率是否等於一最大值；若否則增加該全向性天線之功率。
步驟210：先判斷指向性天線的功率是否等於一最小值；若否則降低該指向性天線之功率。
步驟212：判斷該全向性天線之負載量OL是否大於一數值X3？ 若是，執行步驟214；若否，執行步驟220。
步驟214：傳送一位置資訊以及一援助請求至無線通訊裝置AP2/無線通訊裝置AP3。
步驟216：判斷該全向性天線之負載量OL是否大於一數值X4？若是，執行步驟218；若否，執行步驟220。
步驟218：判斷是否全向性天線的功率等於一最小值；若否則降低該全向性天線之功率。
步驟220：結束。
根據流程20，當無線通訊裝置AP1之涵蓋範圍Z1內之用戶端過多而發生網路壅塞的情形時，無線通訊裝置AP1可調整無線通訊裝置AP1之發射功率以執行載量平衡。首先，無線通訊裝置AP1檢查本身淨負載量NL是否大於數值X1。若淨負載量NL沒有大於數值X1，無線通訊裝置AP1接著判斷淨負載量NL1是否小於數值X2。若淨負載量NL小於數值X2，無線通訊裝置AP1會先判斷全向性天線之功率是否等於最大值，若否則增加該全向性天線之功率。若淨負載量NL大於數值X1，無線通訊裝置AP1會先判斷指向性天線的功率是否等於最小值，若否則降低該指向性天線之功率。接著，無線通訊裝置AP1判斷該全向性天線之負載量OL是否大於數值X3。若負載量OL大於數值X3，無線通訊裝置AP1傳送該位置資訊以及該援助請求至無線通訊裝置AP2/無線通訊裝置AP3，以請求無線通訊裝置AP2/無線通訊裝置AP3之協助，以分擔無線通訊裝置AP1之負載量。當負載量OL大於數值X4時，無 線通訊裝置AP1會判斷是否全向性天線的功率等於最小值，若否則降低該全向性天線之功率。較佳地，數值X1大於數值X3且數值X4大於數值X3。舉例來說，X1可為90%、X2可為50%、X3可為80%、X4可為95%。即，當無線通訊裝置AP1判斷淨負載量NL大於90%時，無線通訊裝置AP1會先判斷指向性天線的功率是否等於最小值，若否則降低該指向性天線之功率。當無線通訊裝置AP1判斷淨負載量NL小於50%時，無線通訊裝置AP1增加該全向性天線之功率。當無線通訊裝置AP1判斷負載量OL大於80%時，無線通訊裝置AP1傳送該位置資訊以及該援助請求至無線通訊裝置AP2/無線通訊裝置AP3。當無線通訊裝置AP1判斷負載量OL大於95%時，無線通訊裝置AP1會判斷是否全向性天線的功率等於最小值，若否則降低該全向性天線之功率。需注意的是，數值X1、X2、X3以及X4本領域具通常知識者可根據網路之擁塞狀況決定，而不限於此。
進一步地，無線通訊裝置AP1可透過遞減之方式，以降低該全向性天線或該指向性天線之功率。無線通訊裝置AP1先檢查無線通訊裝置AP1之功率。若無線通訊裝置AP1之輸出功率並未到達最小功率，無線通訊裝置AP1減少輸出功率0.5dBm。無線通訊裝置AP1可透過遞增之方式，以增加該全向性天線或該指向性天線之功率。無線通訊裝置AP1先檢查無線通訊裝置AP1之功率。若無線通訊裝置AP1之輸出功率並未到達最大功率，無線通訊裝置AP1增加輸出功率0.5dBm。
另一方面，當無線通訊裝置AP2/無線通訊裝置AP3收到該位置資訊以及該援助請求時，無線通訊裝置AP2/無線通訊裝置AP3執行流程30，以執行載量平衡。流程30包含有下列步驟：
步驟300：開始。
步驟302：於接收該位置資訊以及該援助請求時，檢查無線通訊裝置AP2/無線通訊裝置AP3之一淨負載量NL2。
步驟304：判斷淨負載量NL2是否大於一數值X5？若是，執行步驟310；若否，執行步驟306。
步驟306：根據該位置資訊取得無線通訊裝置AP1之位置。
步驟308：設定無線通訊裝置AP2/無線通訊裝置AP3之指向性天線至一最大功率，並調整無線通訊裝置AP2/無線通訊裝置AP3之指向性天線之方向以指向無線通訊裝置AP1。
步驟310：結束。
根據流程30，當無線通訊裝置AP2/無線通訊裝置AP3接收該位置資訊以及該援助請求時，檢查無線通訊裝置AP2/無線通訊裝置AP3之淨負載量NL2。若淨負載量NL2小於X5時，表示無線通訊裝置AP2/無線通訊裝置AP3有能力可分擔無線通訊裝置AP1之負載量。因此，無線通訊裝置AP2/無線通訊裝置AP3可根據該位置資訊取得無線通訊裝置AP1之位置，並設定無線通訊裝置AP2/無線通訊裝置AP3之指向性天線至最大功率，進一步調整無線通訊裝置AP2/無線通訊裝置AP3之指向性天線之方向以指向無線通 訊裝置AP1。因此，透過上述流程20以及30，無線通訊系統10若發生網路擁塞情形(例如：過多用戶端集中在某一台無線通訊裝置)時，無線通訊裝置AP1、AP2、AP3可相互協調，進行載量平衡，以解決網路擁塞的情況。
需注意的是，流程20以及30可用於同一無線通訊裝置中，而不限定流程20以及30必須執行於兩台不同之無線通訊裝置。也就是說，當無線通訊裝置之淨負載量過大時，無線通訊裝置可請求鄰近的無線通訊裝置分擔負載量。而當鄰近的無線通訊裝置之淨負載量過大時，無線通訊裝置亦可執行載量平行，分擔負載量。如此一來，透過複數個無線通訊裝置間之溝通，可達成無線通訊系統內之載量平衡。
請參考第4圖，第4圖為本發明實施例一無線通訊裝置40之示意圖。無線通訊裝置40可實現上述之無線通訊裝置AP1、AP2、AP3。無線通訊裝置40包含有一無線模組400、一定位單元402以及一處理器404。無線模組400，用來傳送接收無線資料(例如：位置資訊以及援助請求)。無線模組包含一全向性天線406以及一指向性天線408。其中，指向性天線可隨意調整方向，以方便接收傳送無線資料。定位單元402，用來根據所接收之無線資料，進行定位以取得鄰近無線通訊裝置之位置。處理器404用來檢查無線通訊裝置40之一淨負載量以及根據無線通訊裝置40之淨負載量以及該所接收之無線資訊調整(增加或降低)全向性天線406以及指向性天 線408之發射功率以執行載量平衡。無線通訊裝置40之詳細操作方式可參考上述流程20以及流程30，於此不在贅述。
綜上所述，當一無線通訊裝置之涵蓋範圍內之用戶端過多而發生網路壅塞的情形時，無線通訊裝置檢查本身淨負載量是否大於第一數值。若淨負載量大於第一數值，無線通訊裝置降低該指向性天線之功率。接著，無線通訊裝置AP1判斷其全向性天線之負載量是否大於第二數值。若全向性天線之負載量大於第二數值，無線通訊裝置傳送位置資訊以及援助請求至鄰近的無線通訊裝置，以請求協助，以分擔無線通訊裝置之負載量。當全向性天線之負載量大於第三數值時，無線通訊裝置則降低其全向性天線之功率。另一方面，當鄰近無線通訊裝置接收位置資訊以及援助請求時，鄰近無線通訊裝置檢查本身之淨負載量。若鄰近無線通訊裝置檢查本身之淨負載量小於第四數值時，鄰近無線通訊裝置可根據該位置資訊取得無線通訊裝置之位置，並設定指向性天線至最大功率，進一步調整指向性天線之方向至無線通訊裝置。簡單的來說，負載過大的無線通訊裝置可透過傳送位置資訊以及援助請求至鄰近的無線通訊裝置以進行載量平衡。當鄰近的無線通訊裝置接收到援助請求後，可協助分擔多於載量。因此，無線通訊裝置間可相互協調，進行載量平衡，以解決網路擁塞的情況。
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‧‧‧無線通訊系統
20‧‧‧流程
200、202、204、206‧‧‧步驟
208、210、212、214‧‧‧步驟
216、218、220‧‧‧步驟
30‧‧‧流程
300、302、304、306‧‧‧步驟
308、310‧‧‧步驟
40‧‧‧無線通訊裝置
400‧‧‧無線模組
402‧‧‧定位單元
404‧‧‧處理器
406‧‧‧全向性天線
408‧‧‧指向性天線
第1圖為本發明實施例一無線通訊系統之示意圖。
第2A圖以及第2B圖為本發明實施例一流程之示意圖。
第3圖為本發明實施例一流程之示意圖。
第4圖為本發明實施例一無線通訊裝置之示意圖。
20‧‧‧流程
200、202、204、206‧‧‧步驟
208、210、212、214‧‧‧步驟
216、218、220‧‧‧步驟

Claims (15)

  1. 一種用於一無線通訊裝置中載量平衡之方法，該方法包含有：檢查該無線通訊裝置之一淨負載量，其中該淨負載量包含有一全向性天線之一第一負載量以及一指向性天線之一第二負載量；以及根據該無線通訊裝置之該淨負載量以及至少一鄰近無線通訊裝置所傳送之資訊，調整該全向性天線及該指向性天線之發射功率以執行載量平衡；其中，根據該無線通訊裝置之該淨負載量調整該全向性天線及該指向性天線之發射功率以執行載量平衡包含有：於判斷該淨負載量大於一第一數值時，降低該指向性天線之功率。
  2. 如請求項1所述之方法，其中根據該無線通訊裝置之該淨負載量調整該全向性天線及該指向性天線之發射功率以執行載量平衡，另包含有：於判斷該第一負載量大於一第二數值時，傳送該無線通訊裝置之一位置資訊以及一援助請求至該至少一鄰近無線通訊裝置；以及於判斷該第一負載量大於一第三數值時，降低該全向性天線之功率。
  3. 如請求項1所述之方法，其中根據該無線通訊裝置之該淨負載量 調整該全向性天線及該指向性天線之發射功率以執行載量平衡，另包含有：於該淨負載量大於一第一數值時另包含於該淨負載量小於一第四數值時，增加該全向性天線之功率。
  4. 如請求項2所述之方法，其中該第一數值大於該第二數值且該第三數值大於該第二數值。
  5. 如請求項1所述之方法，其中根據該至少一鄰近無線通訊裝置所傳送之資訊調整該全向性天線及該指向性天線之發射功率以執行載量平衡，另包含有：於接收該至少一鄰近無線通訊裝置所傳送之資訊時，檢查該無線通訊裝置之該淨負載量，其中該至少一鄰近無線通訊裝置所傳送之資訊包含有該至少一鄰近無線通訊裝置之位置資訊以及該至少一鄰近無線通訊裝置援助請求；於判斷該淨負載量小於一第五數值時，根據該至少一鄰近無線通訊裝置之位置資訊取得該至少一鄰近無線通訊裝置之位置；以及設定該指向性天線至一最大功率，並調整該指向性天線之方向以指向該至少一鄰近無線通訊裝置。
  6. 一無線通訊裝置，包含有：一無線模組，用來接收至少一鄰近無線通訊裝置所傳送之資訊，該無線模組包含有： 一全向性天線；以及一指性向天線；一定位單元，用來確認該無線通訊裝置所在的位置；以及一處理單元，用來檢查該無線通訊裝置之一淨負載量以及根據該無線通訊裝置之該淨負載量以及該至少一鄰近無線通訊裝置所傳送之資訊調整該全向性天線及該指向性天線之發射功率以執行載量平衡，其中該淨負載量包含有該全向性天線之一第一負載量以及該指向性天線之一第二負載量；其中，該處理單元根據該無線通訊裝置之該淨負載量調整該全向性天線及該指向性天線之發射功率以執行載量平衡包含有：於該處理單元判斷該淨負載量大於一第一數值時，該指向性天線降低該指向性天線之功率。
  7. 如請求項6所述之無線通訊裝置，其中該處理單元根據該無線通訊裝置之該淨負載量調整該全向性天線及該指向性天線之發射功率以執行載量平衡，另包含有：於該處理單元判斷該第一負載量大於一第二數值時，該指向性天線傳送該無線通訊裝置之一位置資訊以及一援助請求至該至少一鄰近無線通訊裝置；以及於該處理單元判斷該第一負載量大於一第三數值時，該全向性天線降低該全向性天線之功率。
  8. 如請求項6所述之無線通訊裝置，其中該處理單元根據該無線通訊裝置之該淨負載量調整該全向性天線及該指向性天線之發射功率以執行載量平衡，另包含有：於該處理單元判斷該淨負載量小於一第四數值時，該全向性天線增加該全向性天線之功率。
  9. 如請求項7所述之無線通訊裝置，其中該第一數值大於該第二數值且該第三數值大於該第二數值。
  10. 如請求項6所述之無線通訊裝置，其中該處理單元根據該至少一鄰近無線通訊裝置所傳送之資訊調整該全向性天線及該指向性天線之發射功率以執行載量平衡，包含有：於該全向性天線以及該指向性天線接收該至少一鄰近無線通訊裝置所傳送之資訊時，該處理單元檢查該淨負載量，其中該至少一鄰近無線通訊裝置所傳送之資訊包含有該至少一鄰近無線通訊裝置之位置資訊以及該至少一鄰近無線通訊裝置援助請求；於該處理單元判斷該淨負載量小於一第五數值時，該定位單元根據該至少一鄰近無線通訊裝置之位置資訊取得該至少一鄰近無線通訊裝置之位置；以及該處理單元設定該指向性天線至一最大功率，並調整該指向性天線之方向以指向該至少一鄰近無線通訊裝置。
  11. 一無線通訊系統，包含有：一第一無線通訊裝置，用來執行載量平衡，該第一無線通訊裝置包含有：一第一無線模組，用來傳送或接收一位置資訊以及一援助請求，該第一無線模組包含有：一第一全向性天線；以及一第一指性向天線；一第一定位單元，用來產生該位置資訊；以及一第一處理單元，用來檢查該第一無線通訊裝置之一第一淨負載量以及根據該第一無線通訊裝置之該第一淨負載量調整該第一全向性天線及該第一指向性天線之發射功率以執行載量平衡，其中該第一淨負載量包含有該第一全向性天線之一第一負載量以及該第一指向性天線之一第二負載量；以及至少一第二無線通訊裝置，用來執行載量平衡，該第二無線通訊裝置包含有：一第二無線模組，用來接收該位置資訊以及該援助請求，該第二無線模組包含有：一第二全向性天線；以及一第二指性向天線；一第二定位單元，用來根據該位置資訊取得該第一無線通訊裝置之位置；以及一第二處理單元，用來根據該援助請求調整該至 少一第二無線通訊裝置之發射功率以執行載量平衡；其中，該第一處理單元根據該第一無線通訊裝置之該第一淨負載量調整該第一全向性天線及該第一指向性天線之發射功率以執行載量平衡包含有：於該第一處理單元判斷該第一淨負載量大於一第一數值時，該第一指向性天線降低該第一指向性天線之功率。
  12. 如請求項11所述之無線通訊系統，其中該第一處理單元根據該第一無線通訊裝置之該第一淨負載量調整該第一全向性天線及該第一指向性天線之發射功率以執行載量平衡，另包含有：於該第一處理單元判斷該第一負載量大於一第二數值時，該第一指向性天線傳送該位置資訊以及該援助請求至該至少一第二無線通訊裝置；以及於該第一處理單元判斷該第一負載量大於一第三數值時，該第一全向性天線降低該第一全向性天線之功率。
  13. 如請求項11所述之無線通訊系統，其中該第一處理單元根據該第一無線通訊裝置之該第一淨負載量調整該第一全向性天線及該第一指向性天線之發射功率以執行載量平衡，另包含有：於該第一處理單元判斷該第一淨負載量小於一第四數值時，該第一全向性天線增加該第一全向性天線之功率。
  14. 如請求項12所述之無線通訊系統，其中該第一數值大於該第二數值且該第三數值大於該第二數值。
  15. 如請求項11所述之無線通訊系統，其中該至少一第二處理單元根據該援助請求調整該至少一第二無線通訊裝置之發射功率以執行載量平衡，包含有：於該第二無線模組接收該援助請求時，該第二處理單元檢查該至少一第二無線通訊裝置之一第二淨負載量；於該第二處理單元判斷該第二淨負載量小於一第五數值時，該第二定位單元根據該位置資訊取得該第一無線通訊裝置之位置；以及該第二處理單元設定該第二指向性天線至一最大功率，並調整該第二指向性天線之方向以指向該第一無線通訊裝置。
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