TWI626795B - 傳輸裝置、無線網路傳輸系統與其方法 - Google Patents
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Abstract
本案揭露一種傳輸裝置、無線網路傳輸系統與方法。無線網路傳輸系統包括一第一傳輸裝置以及至少一第二傳輸裝置。第一傳輸裝置具有一控制電路與複數支第一天線，控制電路分別與各第一天線電性耦接。第二傳輸裝置與第一傳輸裝置通訊連接。其中，各第一天線分別從第二傳輸裝置接收一無線訊號，且控制電路判斷各第一天線所接收之無線訊號的強度，並根據判斷的結果選取此第一天線的至少其中之一進行無線訊號的傳送與接收。
Description
本案關於一種傳輸裝置、系統與其使用方法，特別關於一種無線網路的傳輸裝置、系統與其使用方法。
隨著無線通訊技術的進步與發展，無線通訊裝置(例如手機、平板)已普及於人們的日常生活中。任何無線通訊裝置都具有天線來進行無線訊號的發射與接收。其中，多使用者多天線收發(Multiple User-Multiple Input Multiple Output,MU-MIMO)技術為現下常用的通訊方法之一，其係透過在發射端與接收端分別使用多個發射與接收的天線來傳送與接收訊號，以改善每個用戶的服務品質。
本案提供一種無線網路傳輸系統，包括一第一傳輸裝置以及至少一第二傳輸裝置。第一傳輸裝置具有一控制電路與複數支第一天線，控制電路分別與這些第一天線電性耦接。第二傳輸裝置與第一傳輸裝置通訊連接；其中，這些第一天線分別從第二傳輸裝置接收一無線訊號，且控制電路判斷各第一天線所接收之無線訊號的強度，並根據判斷的結果選取這些第一天線的至少其中之一進行無線訊號的傳送與接收。
本案另提供一種無線網路傳輸方法，應用於一第一傳輸裝置，第一傳輸裝置具有一控制電路與複數支第一天線，控制電路分別與這些第一天線電性耦接，該方法包括以下步驟：由第一傳輸裝置的這些第一天線分別接收一無線訊號；以及由控制電路判斷各第一天線所接收之無線訊號的強度，並根據判斷的結果選取這些第一天線的至少其中之一進行無線訊號的傳送與接收。
本案更提供一種傳輸裝置，與至少另一傳輸裝置通訊連接，
此傳輸裝置包括複數支第一天線以及一控制電路，控制電路分別與這些第一天線電性耦接；其中，這些第一天線分別從另一傳輸裝置接收一無線訊號，且控制電路判斷各第一天線所接收之無線訊號的強度，並根據判斷的結果選取這些第一天線的至少其中之一進行無線訊號的傳送與接收。
承上所述，在本案之傳輸裝置、無線網路傳輸系統與方法中，藉由第一傳輸裝置的控制電路來判斷各第一天線所接收之無線訊號的強度，並根據判斷的結果選取這些第一天線的至少其中之一進行無線訊號的傳送與接收。因此，本案可根據第一傳輸裝置之第一天線所接收到由第二傳輸裝置發射的訊號強度來做判斷，決定該使用哪些天線做為與第二傳輸裝置進行無線訊號傳輸、接收之用，因此，在不啟用波束成形(Beam forming)技術的情況下，可達到最佳的天線使用率、較高的傳輸功率與傳輸距離，進而提升無線網路的傳輸吞吐量。
1、2‧‧‧無線網路傳輸系統
11、21‧‧‧第一傳輸裝置
111、211‧‧‧控制電路
112、212、A1~A8‧‧‧第一天線
121、221、B1~B4‧‧‧第二天線
12、22a~22d‧‧‧第二傳輸裝置
G1‧‧‧第一群組
G2‧‧‧第二群組
S01、S02‧‧‧步驟
圖1為本案實施例之一種無線網路傳輸系統的示意圖。
圖2為本案實施例之一種無線網路傳輸方法的步驟流程圖。
圖3A及圖3B分別為本案另一較佳實施例之無線網路傳輸系統的示意圖。
以下將參照相關圖式，說明依本案實施例之傳輸裝置、無線網路傳輸系統與方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
本案的無線網路傳輸方法是應用於一無線網路傳輸系統。請同時參照圖1與圖2，如圖1所示，本實施例之無線網路傳輸系統1包括一第一傳輸裝置11及至少一第二傳輸裝置12，兩者可相互通訊連接。第一傳輸裝置11與第二傳輸裝置12分別為以多使用者多天線收發(MU-MIMO)技術進行無線訊號的傳送與接收。另外，上述的「通訊連接」是指利用天線進行無線訊號的傳送與接收。第一傳輸裝置11例如但不限於為無線接入點/無線接收盒(Access Point,AP或Wireless Access Point,AP)，或無線網路基地台，它能當作中繼點，使得有線與無線上網的裝置互相連接、傳輸資
料等。在不同的實施例中，第一傳輸裝置11可為網際網路協定分享器(IP分享器)、路由器(router)或無線基地台，並不限制。另外，第二傳輸裝置12例如但不限於為用戶端的傳輸接收裝置，例如手機。
第一傳輸裝置11具有一控制電路111與複數支第一天線112，控制電路111分別與該些第一天線112電性耦接。本實施例之第一天線112的數量為4(以第一天線A1~A4表示)，而第二傳輸裝置12的數量為1，且具有一支第二天線121(以第二天線B1表示)。其中，控制電路111可以軟體程式方式來實現其功能，或者，也可應用硬體或韌體的方式來實現控制電路111的功能，本案並不限制。另外，控制電路111也可包含第一傳輸裝置11之核心控制組件，並例如包含一中央處理器(central processing unit,CPU)，或為其它的控制硬體、軟體或韌體來組成。此外，第一傳輸裝置11的該些第一天線112與第二傳輸裝置12的第二天線121可用於傳送與接收無線訊號而使第一傳輸裝置11與第二傳輸裝置12通訊連接。
如圖2所示，本發明之無線網路傳輸方法應用於第一傳輸裝置11，並包括以下步驟：首先，步驟S01為：由第一傳輸裝置11的各第一天線112分別接收一無線訊號。於此，各第一天線112是分別從第二傳輸裝置12接收無線訊號；而步驟S02為：由控制電路111判斷各第一天線112所接收之無線訊號的強度，並根據判斷的結果選取此些第一天線112的至少其中之一進行無線訊號的傳送與接收。
具體而言，本實施例的傳輸裝置、系統與方法並不需要判別第二傳輸裝置12之第二天線121的發射訊號強度，而是由控制電路111根據第一傳輸裝置11的各第一天線112的接收訊號强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)來做判斷，其中，每一支第一天線112的接收訊號强度指示是指由第二傳輸裝置12的第二天線121所傳送的訊號而由各第一天線112所接收者。當控制電路111得到各第一天線112所接收之無線訊號的強度時可進行比較，進而挑選出此些第一天線112中，接收訊號强度指示較高者(由於只有一個第二傳輸裝置12，因此控制電路111只挑出這些第一天線112中RSSI最高者)，並指定該支最高RSSI的第一天線112與第二傳輸裝置12的第二天線121進行無線訊號的傳送與接收。舉例而言，假
設控制電路111判斷出第一天線A4的RSSI最高，則控制電路111控制第一天線A4與第二傳輸裝置12的第二天線121進行無線訊號的傳送與接收，其餘的第一天線A1~A3則不與第二傳輸裝置12進行通訊。
因此，本實施例的傳輸裝置、傳輸系統與方法在不啟用波束成形技術的情況下(波束成形技術是利用其他的天線來增強訊號較差天線的訊號强度，使得基地台端的所有的天線都用來傳輸訊號)，在整體第一傳輸裝置11(例如基地台端)的傳輸功率限制下可達到最佳的天線使用率，以達到較高的傳輸功率與傳輸距離，進而提升無線網路的吞吐量。
請參照圖3A及圖3B所示，其分別為本發明另一較佳實施例之無線網路傳輸系統2的示意圖。
本實施例之無線網路傳輸系統2包括一個第一傳輸裝置21與複數個第二傳輸裝置22a~22d，兩者為通訊連接。第一傳輸裝置21與各第二傳輸裝置22a~22d可分別以MU-MIMO技術進行無線訊號的傳送與接收。其中，第一傳輸裝置21具有一控制電路211與複數支的第一天線212，控制電路211分別與各第一天線212電性耦接。於本實施例中，第一傳輸裝置21的第一天線212的數量為m(在此實施例中m=8，以第一天線A1~A8表示)，而各第二傳輸裝置22a~22d的數量為n(在此實施例中n=4)，且每一個第二傳輸裝置22a~22d分別具有一支第二天線221，共有4支第二天線221(以第二天線B1~B4表示)。此外，第一傳輸裝置21例如為無線網路基地台，而第二傳輸裝置22a~22d例如為用戶端的傳輸接收裝置，例如手機。
如圖3A所示，第一傳輸裝置21的每一支第一天線212可分別自所有第二傳輸裝置22a~22d接收無線訊號。
於一實施例中，第一傳輸裝置21的8支第一天線212可被區分為一第一群組G1與一第二群組G2。於此，第一群組G1包含與第二天線221對應且互相傳輸訊號的4支第一天線212(亦即第一群組G1包含第一天線A1~A4，第一天線A1~A4原已與第二天線B1~B4建立通訊連接)，且第二群組G2包含第一傳輸裝置21中，其餘未與第二天線建立通訊連接的4支第一天線212(即第二群組G2包含第一天線A5~A8)。
同樣地，控制電路211將判斷各第一天線212所接收到的無線訊號強度，並根據判斷的結果選取第一天線212的至少其中之一進行無線訊號的傳送與接收。在本實施例中，如圖3B所示，當控制電路211判斷第一群組G1中之某一支第一天線212(例如第一天線A3)所接收到的訊號強度小於第二群組G2之某一支第一天線212(例如第一天線A5)所接收到的訊號強度時，控制電路211將關閉第一群組G1中之該支第一天線(第一天線A3)的無線訊號傳送與接收，並控制第二群組G2之該支第一天線(第一天線A5)取代第一天線A3進行無線訊號的傳送與接收。換言之，當控制電路211偵測第一群組G1的其中之一天線(第一天線A3)從第二傳輸裝置22a~22d的該些第二天線221接收到的訊號強度，小於第二群組G2的另一天線(第一天線A5)從第二傳輸裝置22a~22d的該些第二天線221接收到的訊號強度時，控制電路211將關閉第一群組G1的第一天線A3的傳送與接收，且控制電路211亦控制第二群組G2的第一天線A5取代關閉的第一天線A3與第二傳輸裝置22a~22d進行訊號的傳送與接收。
再具體來說，仍以圖3B為例，假設第一傳輸裝置21的各第一天線212所接收到的訊號強度(RSSI)分別為A1=a，A2=b，A3=c，A4=d，A5=e，A6=f，A7=g，A8=h。其中，各第一天線212所接收到的訊號是由該些第二傳輸裝置22a~22d的該些第二天線B1~B4所發射的。當控制電路211判斷第一天線A1~A8的訊號強度大小為：a>b>d>e>c>f>g>h時，則控制電路211將關閉第一天線A3(因為e>c)的無線訊號傳送與接收，並控制第一天線A5取代第一天線A3而與第二傳輸裝置進行無線訊號的傳送與接收(傳輸端跟隨接收端)。因此，於第一傳輸裝置21的該些第一天線212中，控制電路211將由8支第一天線A1~A8中選出前4支通訊狀況較好的第一天線A1、A2、A4、A5來與該些第二傳輸裝置22a~22d的該些第二天線B1~B4互相傳輸訊號。
假設本實施例的第一傳輸裝置21的總傳輸功率與習知傳輸裝置的總傳輸功率相同，由於本實施例的第一傳輸裝置21只需使用4支第一天線A1、A2、A4、A5來與用戶端的四個第二傳輸裝置22a~22d的四支第二天線B1~B4進行通訊，因此相較於習知傳輸裝置的所有天線都要被用
來傳輸訊號且還須使用波束成形技術來增強傳輸裝置中訊號較差之天線的訊號强度，本實施例的第一傳輸裝置21分配給用於傳輸與接收的第一天線A1、A2、A4、A5之傳輸功率可較高，因此可以在相同的資料傳輸率的情況下有較好的傳輸訊號強度，使得傳輸距離也相對較長；或者，在相同的傳輸距離下，本實施例的第一傳輸裝置21可具有較高的資料傳輸率，進而可提升無線網路的傳輸吞吐量。
綜上所述，在本案之傳輸裝置、無線網路傳輸系統與方法中，藉由第一傳輸裝置的控制電路來判斷各第一天線所接收之無線訊號的強度，並根據判斷的結果選取這些第一天線的至少其中之一進行無線訊號的傳送與接收。因此，本發明可根據第一傳輸裝置之第一天線所接收到由第二傳輸裝置發射的訊號強度來做判斷，決定該使用哪些天線做為與第二傳輸裝置進行無線訊號傳輸、接收之用，因此，在不啟用波束成形技術的情況下，可達到最佳的天線使用率、較高的傳輸功率與傳輸距離，進而提升無線網路的傳輸吞吐量。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
Claims (9)
- 一種無線網路傳輸系統，包括：一第一傳輸裝置，具有一控制電路與複數支第一天線，該控制電路分別與該些第一天線電性耦接；以及至少一第二傳輸裝置，與該第一傳輸裝置通訊連接；其中該第一傳輸裝置的該些第一天線的數量為m，且該些第二傳輸裝置分別具有一支第二天線，該些第二傳輸裝置的第二天線數量為n，m與n分別為大於等於2的正整數，且m>n，其中，該些第一天線分別從該至少一第二傳輸裝置接收一無線訊號，且該控制電路判斷各該些第一天線所接收之該無線訊號的強度，並根據判斷的結果選取該些第一天線的至少其中之一進行該無線訊號的傳送與接收。
- 如申請專利範圍第1項所述之無線網路傳輸系統，其中該第一傳輸裝置的該些第一天線被區分為一第一群組與一第二群組，其中該第一群組包括與該m支第二天線對應且互相傳輸訊號之第一天線，該第二群組包括其餘未與該m支第二天線對應且互相傳輸訊號的第一天線。
- 如申請專利範圍第2項所述之無線網路傳輸系統，其中當該控制電路判斷該第一群組中之一第一天線所接收到的訊號強度小於該第二群組中之一第一天線所接收到的訊號強度時，該控制電路關閉該第一群組中之該第一天線的該無線訊號的傳送與接收，並控制以該第二群組中之該第一天線取代該第一群組中之該第一天線進行該無線訊號的傳送與接收。
- 一種無線網路傳輸方法，應用於一第一傳輸裝置，該第一傳輸裝置具有一控制電路與複數支第一天線，該控制電路分別與該些第一天線電性耦接，該方法包括以下步驟：由該第一傳輸裝置的該些第一天線分別接收一無線訊號；其中該第一傳輸裝置與至少一第二傳輸裝置通訊連接，該第一傳輸裝置的該些第一天線的數量為m，且該些第二傳輸裝置分別具有一支第二天線，該些第二傳輸裝置的第二天線數量為n，m與n分別為大於等 於2的正整數，且m>n；以及由該控制電路判斷各該些第一天線所接收之該無線訊號的強度，並根據判斷的結果選取該些第一天線的至少其中之一進行該無線訊號的傳送與接收。
- 如申請專利範圍第4項所述之無線網路傳輸方法，其中該第一傳輸裝置的該些第一天線被區分為一第一群組與一第二群組，其中該第一群組包括與該m支第二天線對應且互相傳輸訊號之第一天線，該第二群組包括其餘未與該m支第二天線對應且互相傳輸訊號的第一天線。
- 如申請專利範圍第5項所述之無線網路傳輸方法，其中當該控制電路判斷該第一群組中之一第一天線所接收到的訊號強度小於該第二群組中之一第一天線所接收到的訊號強度時，該控制電路關閉該第一群組中之該第一天線的該無線訊號的傳送與接收，並控制該第二群組中之該第一天線取代該第一群組中之該第一天線進行該無線訊號的傳送與接收。
- 一種傳輸裝置，用以與至少另一傳輸裝置通訊連接，並包括：複數支第一天線，其中該些第一天線的數量為m，該至少一另一傳輸裝置分別具有一支第二天線，該至少一另一傳輸裝置的第二天線數量為n，m與n分別為大於等於2的正整數，且m>n；以及一控制電路，分別與該些第一天線電性耦接；其中，該些第一天線接收一無線訊號，且該控制電路判斷各該些第一天線所接收之該無線訊號的強度，並根據判斷的結果選取該些第一天線的至少其中之一進行該無線訊號的傳送與接收。
- 如申請專利範圍第7項所述之傳輸裝置，其中該第一傳輸裝置的該些第一天線被區分為一第一群組與一第二群組，其中該第一群組包括與該m支第二天線對應且互相傳輸訊號之第一天線，該第二群組包括其餘未與該m支第二天線對應且互相傳輸訊號的第一天線。
- 如申請專利範圍第8項所述之傳輸裝置，其中當該控制電路判斷該第一群組中之一第一天線所接收到的訊號強度小於該第二群組中之一第一天線所接收到的訊號強度時，該控制電路關閉該第一群組中之該第一天線的該無線訊號的傳送與接收，並控制該第二群組中之該第一天線 取代該第一群組中之該第一天線進行該無線訊號的傳送與接收。
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