TWI636677B - 用於資料傳輸裝置對使用者裝置的連結之適應性天線波束成形的智慧型通訊系統及其波束成形方法 - Google Patents

Abstract

本案係提出一種智慧型通訊系統，用於資料傳輸裝置對至少一使用者裝置的連結之適應性天線波束成形。該系統包含：複數個定位裝置、資料傳輸裝置、雲端伺服器。該等個定位裝置，其用以發出複數個定位訊號給至少一使用者裝置以做定位。該資料傳輸裝置，其用於適應性天線波束成形以提供無線通訊。該使用者裝置係透過該基地台單元而與該雲端伺服器通訊，該雲端伺服器接收並依據至少該使用者裝置的定位資訊來產生波束成形之控制訊號，並將該控制訊號傳至該資料傳輸裝置。該資料傳輸裝置係依據該控制訊號更新該資料傳輸裝置的波束成形。

Description

用於資料傳輸裝置對使用者裝置的連結之適應性天線波束成形的智慧型通訊系統及其波束成形方法

本發明係關於一種智慧型天線系統，更特別的是關於一種用於資料傳輸裝置對使用者裝置的連結之適應性天線波束成形的智慧型通訊系統及其波束成形方法。

近年來由於可上網之便攜式裝置逐漸普及，舊有之無線傳輸頻率之頻寬已無法滿足使用者需求，因此為提升數位信號處理系統之速度及效能，波束成形(Beam-forming)成為第五代行動通訊中尤其重要的技術。波束成形係為一種使用數位訊號處理與陣列天線的技術，其核心在於讓發射機能夠把使用者位置當作目標訊號並進行調整，以調變波束的方式將主波束對準目標訊號並即時追蹤其訊號，換言之，是一種可適性的智慧型天線系統。

調整波束的常見方式包含波束合成及波束偏移，其係透過調整陣列天線單元及陣列天線彼此間距離，所使用的其中一種電路為被動式饋入網路之相位調整電路。被動式饋入網路之相位調整電路係使用被動網 路，諸如巴特勒矩陣是利用改變傳輸線之電性長度及阻抗匹配與否的方式，能達到調整傳輸能量及相位的功能。然而以微帶線平面式巴特勒矩陣為例，此結構有諸多缺點，為達成所需增加的波束數量，其結構尺寸會因此變大而導致與陣列天線結合的困難度增加；再者，其傳輸線的組成方式可能造成能量在電路基板中不斷地衰減。故若是利用此種被動網路的方式達成相位偏移、波束調整，並無法有效的應用在多數電路中，其能量的過度損耗亦不符合經濟效益。

此外，先前技術中的通信資料傳輸系統係利用三角定位法，透過定位法得到之參數將波束調整至所需位置，然而此方法只能定位及將波束指向某一定位之手持裝置，並且因用戶之使用方式不同會造成不斷之位置變化，故通信資料傳輸系統每過一段時間就必須重新偵測使用者位置，導致訊號傳輸上會有一段等待的時間，稱之為“空窗期”。故系統為了重新偵測使用者位置，在傳輸處理中會耗費相對多的時間來進行等待定位，且波束調整必須在結束偵測後才能進行。

因此上述通信傳輸系統的處理效率對現今使用者係不足，仍有待改善。

本發明之一目的在於提升資料傳輸裝置對使用者裝置的連結之適應性天線波束成形的效率。

為達至少上述目的，本發明提出一種智慧型通訊系統，用於資料傳輸裝置對至少一使用者裝置的連結之適應性天線波束成形。該系統包含：複數個定位裝置、資料傳輸裝置、雲端伺服器。該等個定位裝置， 其用以發出複數個定位訊號給至少一使用者裝置以做定位。該資料傳輸裝置，其用於適應性天線波束成形以提供無線通訊。該使用者裝置係透過該資料傳輸裝置而與該雲端伺服器通訊，該雲端伺服器接收並依據至少該使用者裝置的定位資訊來產生波束成形之控制訊號，並將該控制訊號傳至該資料傳輸裝置。該資料傳輸裝置係依據該控制訊號更新該資料傳輸裝置的波束成形。

於本發明之一實施例中，該資料傳輸裝置包括：陣列天線及控制電路。該陣列天線具有複數個天線單元。該控制電路係與該等天線單元耦接，且用以控制該陣列天線適應性形成天線波束，其中該控制電路更依據該控制訊號控制該陣列天線適應性形成天線波束。

於本發明之一實施例中，該控制電路包括：複數個移相器，其耦接於該等天線單元，用於控制該等天線單元適應性形成天線波束。

於本發明之一實施例中，該資料傳輸裝置包括：網路單元，其耦接於該控制電路，用於與該雲端伺服器通訊以接收該控制訊號。

於本發明之一實施例中，該雲端伺服器包括：處理單元及資料庫。該資料庫，係與處理單元耦接；其中該處理單元係能接收該使用者裝置的定位資訊並傳送至該資料庫，該處理單元係能利用至少該使用者裝置的定位資訊來決定該使用者裝置相對於該等定位裝置的位置，從而產生波束成形之控制訊號。

該使用者裝置接收該等定位訊號後所記錄的該等定裝置對該使用者裝置的訊號強度、和該資料傳輸裝置提供該使用者裝置的無線通訊連結的訊號強度。

於本發明之一實施例中，該定位裝置包含藍牙裝置或全球衛星定位裝置。

於本發明之一實施例中，該資料傳輸裝置係提供無線區域網路通訊、無線行動網路通訊、無線廣域網路通訊中之至少一種。

為達至少上述目的，本發明提出一種用於資料傳輸裝置對至少一使用者裝置的連結之適應性天線波束成形的方法，該方法包含：藉由使用者裝置產生定位資訊並傳送給雲端伺服器；藉由該雲端伺服器接收使用者裝置的定位資訊；由該雲端伺服器依據至少該使用者裝置的定位資訊來產生波束成形之控制訊號；將該控制訊號傳至一資料傳輸裝置；依據該控制訊號控制該資料傳輸裝置的波束成形。

藉此，本發明係將資料傳輸裝置對使用者裝置的適應性天線波束成形中，關於使用者裝置的定位與因應使用者裝置的位置之波束成形之控制的調整，由資料傳輸裝置外部的運算資源及網路資源來進行處理，如此能減緩資料傳輸裝置的工作負擔，從而能解決”空窗期”所產生的問題；此外，更可進一步並且透過雲端運算之資料建構及權重匹配，可以達成多使用者之覆蓋率優化的效果。

10‧‧‧智慧型通訊系統

50‧‧‧網路

110‧‧‧定位裝置

120‧‧‧使用者裝置

130‧‧‧雲端伺服器

140‧‧‧資料傳輸裝置

310‧‧‧處理單元

320‧‧‧資料庫

330‧‧‧網路單元

410‧‧‧陣列天線

420‧‧‧控制電路

421‧‧‧處理單元

422‧‧‧移相器單元

AN‧‧‧天線單元

SL‧‧‧定位資訊

SB‧‧‧控制訊號

X,Y,Z‧‧‧資料傳輸裝置

B1,B2,B3‧‧‧定位器

S210~S250‧‧‧步驟

〔第1圖〕係為智慧型通訊系統之一實施例中的系統架構圖。

〔第2圖〕係為關於智慧型通訊系統之用於資料傳輸裝置對至少一使用者裝置的連結之適應性天線波束成形的方法的一實施例的流程圖。

〔第3A圖〕係為圖1中雲端伺服器的一實施例的方塊圖。

〔第3B圖〕係為圖1中資料傳輸裝置的一實施例的方塊圖。

〔第4A圖~第4F圖〕係為智慧型通訊系統之一實施例中的介面的示意圖。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：請參閱第1圖係為智慧型通訊系統之一實施例中的系統架構簡圖。如第1圖所示，智慧型通訊系統10，用於資料傳輸裝置140對至少一使用者裝置120的連結之適應性天線波束成形。該智慧型通訊系統10包含：複數個定位裝置110、資料傳輸裝置140、雲端伺服器130。在該智慧型通訊系統10中，將資料傳輸裝置140對使用者裝置120的適應性天線波束成形中，關於使用者裝置120的定位與因應使用者裝置120的位置之資料傳輸裝置140之波束成形之相位控制的調整，由資料傳輸裝置140外部的運算資源(如使用者裝置120)及網路資源(如雲端伺服器130)來進行處理，如此能減緩資料傳輸裝置的工作負擔，並能改善該資料傳輸裝置140於調整天線波束成形的效率。如此能使資料傳輸裝置140的適應性天線波束成形，更具彈性並能利用雲端伺服器進行各種優化的處理。譬如，可進一步並且透過雲端運算之資料建構及權重匹配，可以達成多使用者之覆蓋率優化的效果。

該等個定位裝置110，其用以發出複數個定位訊號給至少一使用者裝置120以做定位。如第1圖所示，該等個定位裝置110(如3個或以上)係可設置於如第1圖中虛線方框所示意的如室內或戶外的任何場所，定位裝置110發出定位訊號，例如是廣播訊號 或回應訊號。舉例而言，透過使用者裝置120接收某一定位裝置110的定位訊號而得知的訊號強度，可以推知使用者裝置120與某一定位裝置110的距離；而透過使用者裝置120接收該等定位裝置110的定位訊號，則可進一步對使用者裝置120進行定位。例如，定位裝置110可以利用藍牙裝置如信標器(beacon)來實現，其中藍牙裝置可基於任一種藍牙標準來實現，如藍牙1.0~藍牙4、或藍牙5等；另外，亦可利用其他方式來實現，如紅外線或其他通訊裝置如支援紫蜂(ZigBee)協定的裝置來實現。此外，定位裝置110亦可利用支持衛星定位系統的裝置來實現，如支援全球定位系統(GPS)、北斗衛星導航定位系統、或其他定位系統之定位裝置。

該資料傳輸裝置140，其用於適應性天線波束成形以提供無線通訊。如第1圖所示，該使用者裝置120係可以透過該資料傳輸裝置140而與該雲端伺服器130通訊。例如，該資料傳輸裝置140設置於室內或戶外，提供無線寬頻或行動通訊服務，並藉由有線或無線方式與網路50(如固網、網際網路及/或行動網路等之任一種或其組合)連接，讓該使用者裝置120可以與該雲端伺服器130通訊。舉例而言，該資料傳輸裝置140是無線網路分享器、無線網路路由器、行動通訊基地台、無線網路及行動通訊基地台中之一種；但本發明並不受此例限制，當可利用任何能用於適應性天線波束成形以提供無線通訊的通訊裝置來實現。

該雲端伺服器130接收並依據至少該使用者裝置的定位資訊SL來產生波束成形之控制訊號SB，並將該控制訊號SB傳至該 資料傳輸裝置140。藉此，該資料傳輸裝置140係依據該控制訊號SB更新該資料傳輸裝置的波束成形。

請參閱第2圖係為關於智慧型通訊系統10之用於資料傳輸裝置140對至少一使用者裝置的連結之適應性天線波束成形的方法的一實施例的流程圖。

如第2圖所示，步驟S210為藉由使用者裝置120產生定位資訊SL並傳送給雲端伺服器130。譬如，使用者裝置120執行能接收定位裝置110發出的複數個定位訊號的應用程式，從而接受該等定位訊號。舉例而言，該使用者裝置的定位資訊SL至少包含：該使用者裝置120接收該等定位訊號後所記錄的該等定裝置對該使用者裝置的訊號強度(如接收信號強度(RSSI：Received Signal Strength Indicator)、和該資料傳輸裝置提供該使用者裝置的無線通訊連結的訊號強度(如無線寬頻網路的接收信號強度)。此外，定位資訊SL更可包含其他資訊如該使用者裝置的識別碼及/或時間。然而，本發明並不受此例限，更可利用其他方式來實現；譬如，紅外線或其他物聯網通訊協定之技術。另外，在一實施例中，定位資訊可視為通訊接收品質資料，故亦可以其他方式來定義，總之，能夠有助計算出使用者裝置之相對位置的任何通訊接收品質資料皆可使用來實現本發明。

如步驟S220所示，由雲端伺服器130接收該使用者裝置120的定位資訊SL。

如步驟S230所示，由該雲端伺服器130依據至少該使用者裝置120的定位資訊SL來產生波束成形之控制訊號SB。舉例而言，雲端伺服器130 針對依據至少該使用者裝置120的定位資訊SL來運算出該使用者裝置120的相對位置，並可以利用演算法優化出適合該使用者裝置120的控制訊號SB；換句話說，若該資料傳輸裝置140係依據該控制訊號SB更新該資料傳輸裝置140的波束成形，就能讓該使用者裝置120得到最佳的訊號強度。

如步驟S240所示，將該控制訊號傳至該資料傳輸裝置140。

如步驟S250所示，該資料傳輸裝置140係依據該控制訊號更新該資料傳輸裝置的波束成形。

藉此上述之方法，能使資料傳輸裝置的適應性天線波束成形，更具彈性並能利用雲端伺服器進行各種優化的處理。譬如，可進一步並且透過雲端運算之資料建構及權重匹配，可以達成多使用者之覆蓋率優化的效果。此外，在一些實施例中，上述的方法可以不斷重覆執行、或按時間間隔執行、或按位置改變幅度而再次執行，使該雲端伺服器會因內部關於定位資訊的數據的持續更新而能保持優化效能。

在步驟S230之一實施例中，雲端伺服器130係可配置為依據至少該使用者裝置120的定位資訊SL，利用例如最小平方法(least squares)或其他定位演算法來運算出該使用者裝置120的相對位置。在此實施例中，由於該使用者裝置120的相對位置已得知，雲端伺服器130係可配置為依據該相對位置而運算出資料傳輸裝置140之陣列天線(或稱智慧型天線)之主波束的空域匹配(spatial matching)以產生控制訊號SB，從而指示該資料傳輸裝置140的陣列天線中各天線單元依據控制訊號SB所示的方式產生最適合該使用者裝置120(或多個使用者裝置)的波束。

在實作時，可以預先利用波束成形之演算法，並配合最佳化 的演算法，諸如粒子群演算法、差分演算法、動態差異演算法、類電磁演算法、或基因演算法中任一種，演算出最佳的陣列天線於其可能指向的方向下的各天線單元的相位及/或功率參數，並以表格方式儲存於資料傳輸裝置140中。藉此，在依據圖2之方法實現時，上述步驟S230中雲端伺服器130如產生包含控制碼的控制訊號SB，該控制碼用以指示資料傳輸裝置140以查表方式取得控制各天線單元的相位及/或功率參數，以便形成所需要的波束。然而，本發明之實現方式並不受此例子限制。例如，在另一實施例中，該方法更可包括上述產生波束表之步驟，並由雲端伺服器130來執行，其中該波束表可儲存於雲端伺服器130中待需要時查找或是可以傳輸至資料傳輸裝置140中儲存以進行查找。

此外，在又一實施例中，當可將依據步驟S230進一步配置雲端伺服器130執行上述關於資料傳輸裝置140之各天線單元之相位及/或功率參數之最佳化演算，並產生包含諸如相位及/或功率參數的控制訊號SB，以便於步驟S250中，該資料傳輸裝置140依據該控制訊號SB而形成所需要的波束。

請參閱第3A圖係為第1圖中雲端伺服器的一實施例的方塊圖。如第3A圖所示，該雲端伺服器包括：處理單元310及資料庫320，該雲端伺服器可用於實現前述依據第2圖之方法的任一實施例。該資料庫320，係與處理單元310耦接(如近端或遠端的連接)。該處理單元310係能接收至少一使用者裝置的定位資訊SL並傳送至該資料庫320，該處理單元310係能利用至少該使用者裝置的定位資訊SL來決定該使用者裝置120相對於該等定位裝置110或該資料傳輸裝置140的位置，從而產生波束成形之控制訊號 SB。此外，該雲端伺服器更包括網路單元330，耦接於處理單元310，用以網路通訊。

請參閱第3B圖係為第1圖中資料傳輸裝置的一實施例的方塊圖。如第3B圖所示，該資料傳輸裝置包括：陣列天線410及控制電路420，該資料傳輸裝置可用於實現前述依據第2圖之方法的任一實施例。該陣列天線410具有複數個天線單元AN。該控制電路420係與該等天線單元AN耦接，且用以控制該陣列天線410適應性形成天線波束，其中該控制電路420更依據該控制訊號SB控制該陣列天線410適應性形成天線波束。於本發明之一實施例中，該控制電路420包括：移相器單元422，其具有複數個移相器，其耦接於該等天線單元AN，用於控制該等天線單元AN適應性形成天線波束；例如移相器是主動式移相器，其為利用給予電壓、電流去控制移相器之輸出相位，即可達到依據波束成形需求之方式達到輸出所需要之相位；此外，移相器亦可利用數位方式實現，依據輸入的數位訊號(如4或5位元數位訊號)來輸出所需要之相位。此外，控制電路420更可就天線波束成形的需要利用其他射頻元件如射頻放大器等，然而本發明並不受此等子限制。

此外，該控制電路420可包括處理單元421，用於依據該控制訊號SB來控制移相器單元422輸出射頻訊號，從而達成波束成形。處理單元421可利用如處理器、數位訊號處理器，或是以可程式化的積體電路如微控制器、元件可程式邏輯閘陣列(FPGA，Field Programmable Gate Array)或特殊應用積體電路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)之類的電路來實現，亦可使用專屬的電路或模組來實現。

在一實施例中，處理單元421可配合內部或外部記憶單元來運 作，該記憶單元係儲存一個或複數個關於波束成形的「波束表」(beam table)，如該陣列天線410的主波束指向不同方向所對應的控制參數的表格。在此實施例中，該處理單元421可以被配置成或程式化而依據該控制訊號SB以查表方式從波束表中讀取該陣列天線410於主波束指向某一方向所對應的控制參數，例如至少各天線單元AN的相位參數及/或功率參數；該處理單元421接著依據該等參數來控制移相器單元422或其他可能的射率元件(如功率放大器)，以形成所需要的波束。在此實施例中，可以設定該控制訊號SB包含：從波束表查找的指令或代碼(如代表主波束偏移的角度的代碼)，以便該控制電路420從相關的波束表中查找出主波束偏移該角度所需的各天線單元AN的相位及/或功率參數。然而，本發明之實現方式並不受此例子限制。

舉例而言，該資料傳輸裝置140可以實現為是無線網路分享器、無線網路路由器、行動通訊基地台、無線網路及行動通訊基地台中之一種；但本發明並不受此例限制，當可利用任何能用於適應性天線波束成形以提供無線通訊的通訊裝置來實現。於一實施例中，該資料傳輸裝置更可包括：網路單元430，其耦接於該控制電路，用於與該雲端伺服器通訊以接收該控制訊號。在另一實施例中，網路單元430亦可整合於該控制電路420中。在一些實施例中，該資料傳輸裝置140係提供無線區域網路通訊、無線行動網路通訊、無線廣域網路通訊中之至少一種。

此外，本發明並不受限於使用者裝置120的實作方式，例如使用者裝置120可包括處理單元、網路單元及顯示單元及記憶體，該處理單元控制網路單元及顯示單元及記憶體，以達成各運算及通訊的功用，例如智 慧型手機、平板電腦、穿戴式裝置、筆記型電腦等，其中該使用者裝置120可執行Android、iOS或Windows Phone或其個人電腦作業系統。

以下用一實施例來說明依據本發明之智慧型通訊系統，用於資料傳輸裝置對至少一使用者裝置的連結之適應性天線波束成形的示意性說明。在此實施例中，依據如第1圖所示的架構，於室內場所設置至少三個定位裝置(如基於藍牙的定位器以下標記為B1、B2、B3)、三台資料傳輸裝置(如WIFI分享器以下標記為X、Y、Z)。此外，為了監測之用，另於雲端伺服器上實現了監測介面及其他介面，從觀測波束成形被更新後之效果。

請參閱第4A~4D圖係為智慧型通訊系統之一實施例中的介面的示意圖，如第4A圖所示，使用者裝置500，如手機或平板電腦等手持裝置客戶端之示意圖，說明啟動一手機應用程式後會開始搜尋其周圍之定位器，同時透過資料傳輸裝置提供的無線網路連上雲端伺服器，將手機應用程式之資訊諸如手機識別碼(ID)、時間、WiFi訊號強度及藍牙定位器之RSSI訊號強度做為該手機的定位資訊，依設定的時間上傳至雲端伺服器並顯示在一手機介面。

本實施例中分別偵測到三個藍牙定位裝置B1、B2與B3，而且該手機應用程式會將該等資訊顯示在該手機介面上，其中該等資訊包含：資料傳輸裝置對該手機之訊號強度wifi_db(如為-50dB)；定位器B1之訊號強度B1_db(如為-60dB)；定位器B2之訊號強度B2_db(如為-70dB)及定位器B3之訊號強度B3_db(如為-75dB)。然而，本發明之實現方式並不受此限制，於實作時，例如使用者裝置上用於收集該等資訊的程式可於背景執行，且 該程式可配置為將該等資訊傳至雲端伺服器，同時亦可選擇性地而不必顯示於使用者裝置之介面上。

請參閱第4B圖所示係為雲端伺服器主機端資料庫之介面之示意圖。如第4B圖所示，雲端伺服器接收到該手機的定位資訊後，該雲端伺服器會計算該手機所記錄的接受信號強度(RSSI,Received Signal Strength Indicator)的最大值(max_beacon)就記錄於資料庫中。雲端伺服器是依照其資料庫中的資料找出該手機的相對位置，並做優化運算後得到匹配的天線的主波束空域匹配，並因應手機的位置產生資料傳輸裝置之波束成形之控制訊號，並將該控制訊號傳至該資料傳輸裝置。藉此，該資料傳輸裝置係依據該控制訊號更新該資料傳輸裝置的波束成形。

此外，舉例而言，基於定位器的位置即可得知手機的相對位置，如最小平方(least squares)法，由於定位器的座標位置設為已知，故可利用前述之手機對各定位器的RSSI值求得手機與各定位器的距離後，繼而求得此手機之相對位置的座標。於本實施例中，手機相對位置的計算係由雲端伺服器來處理。

再者，此實施例之雲端伺服器是以定位器最大之RSSI值作為依據，來選擇距離該手機最近之資料傳輸裝置，並經波束成形的演算法找出該資料傳輸裝置的智慧型天線將其波束偏移至對手機而言最佳的位置；譬如手機位於某一定位器的位置附近。而雲端伺服器執行波束成形之演算法，依據定位器B1、B2、B3的位置及資料傳輸裝置X、Y、Z的位置來分配輻射權重及波束指向的方向。因該等定位器及資料傳輸裝置的架設位置固定，所以波束 指向方向可以由此架設位置算出相對的方向。故此，當得知手機位於某定位器的位置時，便可依據預先架設好的藍牙定位器的位置，將距離最近之資料傳輸裝置的陣列天線改變波束，偏移至該位置。藉此，資料傳輸裝置之無線訊號強度(如WiFi訊號強度)譬如以-77db為最低限制，據此實施例可使無線訊號強度提升至-50db~-40db之間。

此外，在本實施例中，預先利用波束成形之演算法，並配合基因演算法做最佳化的演算，從而建立波束表(beam table)，並儲存於各資料傳輸裝置X、Y、Z中。藉此，雲端伺服器產生包含控制碼的控制訊號SB，該控制碼用以指示資料傳輸裝置以查表方式取得控制各天線單元的相位及/或功率參數，以便形成所需要的波束。該波束表為陣列天線於其可能指向的方向下的各天線單元的相位及/或功率參數，在此實施例中，波束方向涵蓋範圍為-40度至+40度，在此波束表中對於每一度皆對應到陣列天線中各天線單元的相位及/或功率參數。

此外，在本實施例中，各資料傳輸裝置X、Y、Z係依據如第3B圖的方式配置。該資料傳輸裝置的處理單元為微控制器，並預先燒入了前述波束表；又該資料傳輸裝置的網路單元係採用如Moxa公司型號為NPort 5150的聯網設備，將來自雲端伺服器的網路訊息(如TCP/IP協定之訊息)轉換為串列通訊協定如RS-232的訊號，從而令該資料傳輸裝置的處理單元能夠與雲端伺服器通訊，並依據雲端伺服器通訊所產生的包含控制碼的控制訊號來進一步藉由後端電路(如移相器單元)控制天線單元以形成波束。

請參閱第4C~4F圖所示，係為智慧型通訊系統之一實施例中的網路監控介面示意圖。

第4C圖為本實施例所設計之網站的介面，該介面中可顯示偵測系統之天線與藍牙定位裝置的相對位置，以及記錄手機上傳至雲端資料庫的WiFi訊號強度對時間的趨勢圖。其中資料傳輸裝置X、Y、Z以圓形表示，橢圓分別是三組天線的波束指向方向，定位B1、B2、B3則是架設於室內的藍牙定位裝置用以定位手持裝置，WiFi信號強度為顯示手持裝置之WiFi訊號，縱軸為訊號水平(db)、橫軸為時間。

舉例說明如第4D圖當手持裝置移動至B2時，手機上傳上述資訊，雲端伺服器在運算完成後將控制訊號傳送至資料傳輸裝置Z，使波束偏移至該手機之方向，其總共所花費的時間少於5秒；第4E圖及第4F圖所示，分別為手持裝置移動至B3及B1時，資料傳輸裝置X及Y的波束偏移的情況。因此說明本實施例能進行即時的訊號最佳化，當該手機應用程式與雲端伺服器連接後，手機可以配置為不斷上傳資料，第4C圖所示的網路介面也會不斷更新，代表資料傳輸裝置X、Y、Z更新其波束成形，使資料傳輸裝置對手機的訊號品質更為優化。

如上述各實施例所述，本發明係將資料傳輸裝置對使用者裝置的適應性天線波束成形中，關於使用者裝置的定位與因應使用者裝置的位置之波束成形之相位控制的調整，由資料傳輸裝置外部的運算資源及網路資源來進行處理，如此能減緩資料傳輸裝置的工作負擔，從而能解決”空窗期”所產生的問題；此外，更可進一步並且透過雲端運算之資料建構及權重匹配，可以達成多使用者之覆蓋率優化的效果。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該等實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該等實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

1. 一種智慧型通訊系統，用於資料傳輸裝置對至少一使用者裝置的連結之適應性天線波束成形，該系統包含：複數個定位裝置，其用以發出複數個定位訊號給至少一使用者裝置以做定位；一資料傳輸裝置，其用於適應性天線波束成形以提供無線通訊；一雲端伺服器，其中該使用者裝置透過該資料傳輸裝置單元而與該雲端伺服器通訊，該雲端伺服器接收並依據至少該使用者裝置的定位資訊來產生波束成形之控制訊號，並將該控制訊號傳至該資料傳輸裝置；該資料傳輸裝置係依據該控制訊號更新該資料傳輸裝置的波束成形。
2. 如請求項1所述之智慧型通訊系統，其中該資料傳輸裝置包括：一陣列天線，其具有複數個天線單元；及一控制電路，其與該等天線單元耦接，且用以控制該陣列天線適應性形成天線波束，其中該控制電路更依據該控制訊號控制該陣列天線適應性形成天線波束。
3. 如請求項2所述之智慧型通訊系統，其中該控制電路包括：複數個移相器，其耦接於該等天線單元，用於控制該等天線單元適應性形成天線波束。
4. 如請求項2所述之智慧型通訊系統，其中該資料傳輸裝置包括：網路單元，其耦接於該控制電路，用於與該雲端伺服器通訊以接收該控制訊號。
5. 如請求項1所述之智慧型通訊系統，其中該雲端伺服器包括：一處理單元；及一資料庫，係與處理單元耦接；其中 該處理單元係能接收該使用者裝置的定位資訊並傳送至該資料庫，該處理單元係能利用至少該使用者裝置的定位資訊來決定該使用者裝置相對於該等定位裝置的位置，從而產生波束成形之控制訊號。
6. 如請求項5所述之智慧型通訊系統，其中該使用者裝置的定位資訊至少包含：該使用者裝置接收該等定位訊號後所記錄的該等定位裝置對該使用者裝置的訊號強度、和該資料傳輸裝置提供該使用者裝置的無線通訊連結的訊號強度。
7. 如請求項1所述之智慧型通訊系統，其中該定位裝置包含藍牙裝置。
8. 如請求項1所述之智慧型通訊系統，其中該資料傳輸裝置係提供無線區域網路通訊、無線行動網路通訊、無線廣域網路通訊中之至少一種。
9. 一種用於資料傳輸裝置對至少一使用者裝置的連結之適應性天線波束成形的方法，該方法包含：藉由一使用者裝置產生定位資訊並傳送給一雲端伺服器；藉由該雲端伺服器接收使用者裝置的定位資訊；由該雲端伺服器依據至少該使用者裝置的定位資訊來產生波束成形之控制訊號；將該控制訊號傳至一資料傳輸裝置；依據該控制訊號控制該資料傳輸裝置的波束成形。
10. 如請求項9所述之方法，其中該使用者裝置的定位資訊至少包含：該使用者裝置接收該等定位訊號後，對該使用者裝置的訊號強度、和該資料傳輸裝置提供該使用者裝置的無線通訊連結的訊號強度。