专利名称：：可决定最近的无线装置的无线网络与相关方法
技术领域：
：本发明相关于无线网络，更特别的是本发明可用来于一无线网络中决定出与一便携式无线装置最近的无线装置为何。
背景技术：
：随着无线网络的应用越来越广泛，让一便携式无线装置可在无线网络中决定出与其具有最近实体距离的服务提供装置的需求也日益增加。另外，在某些应用中，例如将音乐播放(musicplayback)重新导向(redirecting)到最近的家庭音响装置、或是将一文件重新导向到最近的办公室打印机，通常都必须使用一种方法来决定出距离最近的装置(而不只是近距离的装置而已)。当然，这种决定的程序必须是自动的，不需通过使用者的操作，这种决定程序一般可成为“位置辨知”(locationawareness)。然而，位置辨知的应用还依旧处于发展阶段，微软的研究中心以及其他学术机构已根基于决定无线网络中装置的所在位置，作了不少的研究。举例来说，如Moore等人所公开的美国第6,664,925号专利，即讨论到了一移动计算机(mobilecomputer)与一计算机网络中的一无线存取点(wirelessaccesspoint)建立起一无线通信对话(communicationsession)的方法。每一个无线存取点的位置为已知的，且可从该网络存取点上的一数据库或存取点本身取得。而在该网络上的一移动计算机与多个无线存取点(包括与该移动计算机建立对话的那个无线存取点)之间传送的无线信号的强度会在不同的时间间隔上被测量出来。此一测量的操作可在移动计算机或无线存取点上执行。而测量出的的强度值(strengthvalue)可再依据一些参数进行加权(weighting)，例如这些加权参数可相关于该移动计算机与取样所得的存取点是否已经建立起通信对话，或是样本的新旧程度。对于每一个位置，于该位置接收自各个存取点的加权信号强度值加总过后，具有最大总和值的位置就会被视为该移动计算机的所在位置。然而，这种作法必须要预先知道各个存取点的所在位置，并存储于数据库中才有办法进行，而大大限制了无线网络的灵活性(flexibility)。要更新或修改无线网络时，即必须相对应地更新数据库，这亦增加了网管的复杂程度。麻省理工学院(MassachusettsInstituteofTechnology，MIT)亦发展出了所谓的“信号机位置支援系统”(CricketLocation-SupportSystem)。这种系统由Priyantha等人于发表于2000年8月份的“Proc.ofthesixthAnnualACMInternationalConferenceonMobileComputingandNetworking(MOBICOM)”中标题为“TheCricketLocation-SupportSystem”的文件中所提出。该文件中提到了建筑物内(in-building)、可移动、位置相关(location-dependent)应用的“位置支援系统”。这种技术可让移动式与静止节点上的应用程序经由使用收听器(listener)来听得并分析散布于建筑物中的信标(beacon)的信息，而得出自己的实体位置。信号机可让装置学得自己的位置，并可让其决定要将其位置信息传送给哪些其他的装置，而不须明确追踪使用者的位置。这种作法并不需要依靠中央化的管理或控制，且各个信标间亦不需进行外显的协调(explicitcoordination)操作；此技术仅提供位置讯息给各个装置，不论各个装置间的网络连接方式为何；且每个信号机装置皆可以现成的元件制成，成本可低于10美元。然而，由于信号机系统必须在无线网络中使用到额外的发射器信标以及接收器，因此无线网络以及相关无线装置的成本还是会提高，对于无线网络的设计也就变得更为复杂了。Sagefalk等人于序号为第2003/0220116的美国专利申请中则公开了决定一便携式装置的位置的方法与装置。在该专利的一实施例中公开了一种装置，用来于由多个基地台所构成的无线通信网络中决定一无线装置的位置。该装置包含有一信号强度表(signalstrengthtable)以及一定位服务模块(positioningservicemodule)。通过该信号强度表可得知于该无线通信网络中多个位置上的各个基地台相关的信号强度。该定位服务模块则将与该无线装置进行通信的一实际接收信号强度与该信号强度表中的至少一接收信号强度相关联(correlate)，以决定出该无线装置的位置。然而，这种方法与装置需要让信号表中包含有多个位置上相关于每个基地台的信号强度。若是网络的结构改变了(例如网络区域中的实体物件的配置产生改变)就必须对信号表进行相对应的更新，因而增加网络维护的复杂度、且降低网络的灵活性。于序号为2004/0022214的美国专利申请中，Goren等人则公开了一种依据使用接收信号强度比以及其他标准，来对移动单元进行定位的方法。一移动单元所送出而由多个具有固定位置的存取点所接收的信号强度于存取点使用802.11标准中的RSSI功能所测量得出，至于对应于所接收信号强度的数据则传送至一区域网络中的一服务器，与该服务器中所持有的数据库进行比较，而将信号强度与相对应的位置相关联。同样地，各个存取点所接收到信号强度的比值亦可与数据库比对以决定出位置。或者只要有信号强度的比值，即使不使用数据库，服务器亦可以决定移动单元的位置。而使用于一存取点接收到信号强度或是信号强度比值来决定或估算出该移动单元的位置必须使用到额外的中央服务器，此举会增加网络设置与操作的成本。另外，依据对于每一个固定装置所检测到的信号强度的绝对值，还可决定出该移动单元的一第二位置，对于每一个移动单元还必须使用一校正值来修正该第二位置。因此，此一公知技术亦具有降低网络灵活性以及增加操作复杂度的缺点存在。于Stewart等提出的美国第6,414,635号专利中则公开了一种可更精确决定出一使用者的地理位置的以地理为基础的通信服务系统。该以地理为基础的通信服务系统包含有一网络、以及多个连接至该网络的存取点(分布于与一地理区域中已知的位置)。一个或以上的服务提供者(serviceprovider)或讯息提供者(informationprovider)可连接至该网络以提供服务或讯息。至于由服务提供者所提供的内容则会依据一便携式计算装置(portablecomputingdevice，PCD)的使用者已知的地理位置所决定。而已知的地理位置可以使用一个或一个以上的存取点，以一种或一种以上的技术，以极高的精确度决定出来。在一实施例中，该PCD的地理位置可以决定于十英尺半径的圆中。存取点可以设置来决定出一PCD收到的信号的方位(bearing)、以及该PCD所传送出信号的强度。存取点亦可以设置用来传送与接收包含有时间标记(timestamp)的信号。这些时间标记可用来计算信号传送的时间，因而决定出一存取点与一PCD之间的距离。每一个存取点可包含有位置计算电路。该位置计算电路则可包含有模拟与数字的电路，用来执行可决定精确地理位置的各种方法。然而，由于这种方法需要将存取点设置在已知的位置，因此网络的灵活性还是会因而下降。
发明内容因此本发明的目的之一，在于提供一种可决定最近的无线装置的无线网络与相关方法，以解决公知技术所面临的问题。依据本发明的一实施例，公开了一种无线网络，包含有一第一无线装置；一第二无线装置，用来测量该第二无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度；一第三无线装置，用来测量该第三无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度；以及一第四无线装置，用来测量该第四无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度。其中，该第四无线装置依据这些测量得出的信号强度来决定一最近的无线装置为该第二无线装置或该第三无线装置。依据本发明的另一实施例，则公开了一种用来于一无线网络中决定一最近的无线装置的方法，该方法包含有提供一第一、第二、第三、及第四无线装置；测量该第二无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度；测量该第三无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度；测量该第四无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度；以及依据这些测量得出的信号强度，来决定对该第四无线装置而言，该最近的无线装置为该第二无线装置或该第三无线装置。图1为本发明的无线网络的第一实施例示意图。图2为本发明的无线网络的第二实施例示意图。图3为本发明的无线网络的第三实施例示意图。图4为本发明的无线网络的第四实施例示意图。图5是本发明用来于一无线网络中决定一最近的无线装置的方法流程图。附图符号说明100、200、300、400无线网络102、202、304、306、402、404、406无线信号104、302延伸线AP存取点NB笔记型计算机SD服务提供装置具体实施例方式图1为本发明的无线网络的第一实施例示意图。本实施例中的第一无线网络100包含有一单一的存取点AP、一第一服务提供装置(serviceprovidingdevice)SD1、一第二服务提供装置SD2、以及一便携式笔记型计算机NB。依据本发明，第一与第二服务提供装置SD1、SD2以及笔记型计算机NB设置于自单一存取点AP延伸出的一延伸线104上。举例来说，若便携式笔记型计算机NB的使用者想要将文件重新导向到最近的打印机，而第一与第二服务提供装置SD1、SD2是无线网络100中的两台打印机。为了要决定出最近的装置为何，第一服务提供装置SD1，第二服务提供装置SD2，以及笔记型计算机NB皆会测量自存取点AP所接收到的信号102的信号强度。在这个例子中，如图1所示，第一服务提供装置SD1测量出的信号强度为80％，第二服务提供装置SD2测量出的信号强度为40％，笔记型计算机NB测量出的信号强度则为45％。而笔记型计算机NB可使用这些测量出来的信号强度来执行数学分析，以决定对笔记型计算机NB而言，那个服务提供装置(SD1或SD2)是最近的服务提供装置。如熟悉广播信号(radiosignal)的技术者所熟知，一接收到的广播信号的信号强度会随着发射器与接收器的距离增大而变差。如方程式1、2所示，在室内与室外不同的情形下，广播信号会具有不同的信号减弱率(signaldrop-offrate)。s∝1d2]]>方程式1(室外)s∝1d3]]>方程式2(室内)换句话说，只要比较测量到的信号强度，即可决定出无线装置与存取点AP间的距离。而由于第一、第二服务提供装置SD1、SD2以及笔记型计算机NB皆设置于自单一存取点AP延伸出的延伸线104上，只要使用各装置与存取点AP间的距离，即可决定出各个服务提供装置SD1、SD2与笔记型计算机NB之间的距离。如此一来，在图1所示的例子中，笔记型计算机NB会决定出第二服务提供装置SD2是最近的装置。图2为本发明的无线网络的第二实施例示意图。本实施例中的第二无线网络200除了包含有与图1相同的单一存取点AP、无线装置SD1、SD2、NB的外，还包含有一第三服务提供装置SD3。然而，于图2中，各无线装置并非设置于单一存取点AP的同一条延伸线上。存取点AP所发射出的信号202在不同的圆上会具有不同的信号强度。于图2中，第一服务提供装置SD1测量到80％的信号强度，第二服务提供装置SD2与笔记型计算机NB测量到70％的信号强度，第三服务提供装置SD3则测量到40％的信号强度。在这个实施例中，笔记型计算机NB可提供其使用者一建议表(suggestionlist)，以告知使用者第一与第二服务提供装置SD1、SD2很可能比第三服务提供装置SD3具有更近的距离。这是因为由第一与第二服务提供装置SD1、SD2所测量到的信号强度较近似于笔记型计算机NB本身所量得的信号强度。而使用者可以自该建议表中自行决定出最近的服务提供装置，笔记型计算机NB则可将使用者的选择存储起来，以于后续使用时将使用者选择的装置设为预设使用的装置。图3为本发明的无线网络的第三实施例示意图。本实施例中的第三无线网络300包含有一第一存取点AP1、一第二存取点AP2、一第一服务提供装置SD1、一第二服务提供装置SD2、以及一便携式笔记型计算机NB。依据本实施例，第一与第二服务提供装置SD1、SD2以及笔记型计算机NB皆设置于第一存取点AP1与第二存取点AP2间的一延伸线302的同一侧。无线装置NB、SD2与SD1会测量自第一、第二存取点AP1、AP2所接收到的信号304、306的信号强度。另外，第二存取点AP2亦会测量自第一存取点AP1所接收到的信号304的信号强度。如此一来，无线网络300可以建立起一动态的座标系统，并计算出每一个无线装置的座标位置(x，y)。在计算每一个无线装置的座标(x，y)之前，首先，请注意笔记型计算机NB的座标会如方程式3、4所示(xNB-xAP1)2+(yNB-yAP1)2＝RNBAP12方程式3(xNB-xAP2)2+(yNB-yAP2)2＝RNBAP22方程式4其中，xNB为笔记型计算机NB的x座标，yNB为笔记型计算机NB的y座标，xAP1为第一存取点AP1的x座标，yAP1为第一存取点AP1的y座标，为第二存取点AP2的x座标，yAP2为第二存取点AP2的y座标，RNBAP1为第一存取点AP1与笔记型计算机NB间的距离，RNBAP2则为为第二存取点AP2与笔记型计算机NB间的距离。由于信号强度与距离间的关系为已知(如方程式1、2所示)，是可测量出来的，因此可测量出RNBAP1与RNBAP2的值，并假设其为定值。另外，第一存取点AP1的座标位置定义为xAP1＝0、yAP1＝0，第二存取点AP2的y座标亦定义为yAP2＝0。因此、方程式3、4可分别简化成方程式5、6。xNB2+yNB2＝RNBAP12方程式5xNB2-2xNBXAP2+xAP22+yNB2＝RNBAP22方程式6由方程式5减6可得出XNB，如方程式7所示xNB=(xAP22+RNBAP22-RNBAP22)2xAP2]]>方程式7因此，xNB与yNB会与xAP2有关，至于xAP2的值则可由第二存取点AP2自第一存取点AP1所接收到的信号304的信号强度所决定。换句话说，xAP2＝±RAP2AP1。若将xAP2定义为正的方向，则笔记型计算机NB的座标(x，y)就会如方程式8所示xNB=(RNBAP12+RNBAP22-RAP2AP12)2xAP2yNB=±RNBAP22-[RNBAP12+RNBAP22-RAP2AP122xAP2]2]]>方程式8由于在第三实施例中，第一与第二服务提供装置SD1、SD2以及笔记型计算机NB设置于存取点AP1与存取点AP2间的延伸线302的同一侧，因此yNB的值只能是正的，故可以得出笔记型计算机NB的正确位置。相似的计算方式亦可以计算出服务提供装置SD1、SD2的座标。因此，即可决定出SD1、SD2分别与笔记型计算机NB的距离，如此一来，笔记型计算机NB即可决定出最近的服务提供装置为何(在图4的例子中为SD2)。若第一与第二服务提供装置SD1、SD2以及笔记型计算机NB并非设置于存取点与存取点AP2间的延伸线302的同一侧的话，则在本发明的另一实施例中，笔记型计算机NB可以提供使用者一建议表，以告知使用者多个可能是最近的装置。这可以假设每个装置皆位于连线302的同一侧来进行进算，而使用者可以自该建议表中自行决定出最近的服务提供装置，笔记型计算机NB则可将使用者的选择存储起来，以于后续使用时将使用者选择的装置设为预设使用的装置。图4为本发明的无线网络的第四实施例示意图。本实施例中的第四无线网络400包含有一第一存取点AP1、一第二存取点AP2、一第三存取点AP3、一第一服务提供装置SD1、一第二服务提供装置SD2、以及一便携式笔记型计算机NB。无线装置NB、SD2与SD1会测量自第一、第二、第三存取点AP1、AP2、AP3所接收到的信号402、404、406的信号强度。另外，第二存取点AP2会测量自第一存取点AP1所接收到的信号402的信号强度；第三存取点AP3亦会测量自第一、第二存取点AP1、AP2所接收到的信号402、404的信号强度。接着可使用如说明图3的方式完成数学分析以便决定各个无线装置的位置。由于本实施例中共有三个(亦可以是更多个)存取点，无线装置可设至于任意所想要的位置，并且本发明能够据此决定出各个无线装置的座标位置，并可决定出最近的装置为何。举例来说，使用前述的方法，可以依据接收自第一、第二存取点的信号的信号强度决定出笔记型计算机NB的座标位置(x，y)。的后，再使用接收自第三存取点AP3的信号强度，即可决定位于第一、第二存取点AP、AP2的连线的哪一侧(亦即决定出方程式8中的正负号)。使用相似的计算方式，亦可算出服务提供装置SD1、SD2的座标位置(x，y)。最后，服务提供装置SD1、SD2至笔记型计算机NB的距离即可决定出来，如此一来，笔记型计算机NB就可以决定出最近的服务提供装置为何(在本实施例中为SD2)。图5是本发明用来于一无线网络中决定一最近的无线装置的方法流程图。以下将详述图5中的各个步骤步骤500是否仅包含有一个存取点？若是，即进入步骤502，否则，则进入步骤510。步骤502测量该无线网络中每一个无线装置自该存取点所接收到的信号的信号强度。步骤504该无线网络中的各个无线装置是否皆位于该存取点所延伸出的同一条延伸线上？举例来说，这种设置方式可以用来将无线装置设置于走廊或狭长的房间中。若是，即进入步骤506，否则，则进入步骤508。步骤506对于步骤502中所测量到的这些信号强度执行数学分析以决定出该最近的装置。步骤508对于步骤502中所测量到的这些信号强度执行数学分析以决定出多个最近的装置所构成的一建议表。步骤510是否仅包含有两个存取点？若是，即进入步骤512，否则，则进入步骤520。步骤512测量该无线网络中每一个无线装置自每一存取点所接收到的信号的信号强度。另外，测量该第二存取点自该第一存取点所接收到的信号的信号强度。步骤514各个无线装置是否位于该第一存取点与该第二存取点的连线的同一侧？举例来说，这种设置方法可用来将无线装置设置于一长方形的房间，或是设置在墙边。若是，即进入步骤516，否则，则进入步骤518。步骤516对于步骤512中所测量到的信号强度执行数学分析以决定出最近的装置。步骤518对于步骤512中所测量到的这些信号强度执行数学分析以决定出多个最近的装置所构成的一建议表。步骤520测量该无线网络中每一个无线装置自每一存取点所接收到的信号的信号强度。另外，测量该第二存取点自该第一存取点所接收到的信号的信号强度，以及测量该第三存取点自该第一、第二存取点所接收到的信号的信号强度。步骤522对于步骤520中所测量到的信号强度执行数学分析以决定出最近的装置。请注意，本发明并不限定于使用特定的方法来对于步骤502、512、520所测量到的信号强度执行数学分析。在某些实施例中，可以将于步骤502、512、520所测量到的信号强度存储在每一个无线装置中的一表格中。在每一个无线装置上，则包含有一软件服务器来负责以该无线网络所使用的通信协定，接收自特定的端口所传来的信号，并将测量的信号强度提供给该笔记型计算机。举例来说，HTTP或UPnP通信协定的服务器即可用来提供该笔记型计算机存取每个无线装置测量到的信号强度。如此一来，所测量到的信号强度可以存储在一个散布于该网络中的表格内。而在其他的实施例中，所测量到的信号强度则可存储于存取点中的一表格内。还有其他的实施例，则是让该无线装置以及存取点周期性地于该无线网络中广播出所测量到的信号强度。另外，数学分析的执行工作也不一定要交由笔记型计算机自行负责。计算工作可以交由其他装置负责，再将结果传送给笔记型计算机即可。此外，本发明的方法可以应用在蓝牙网络或是IEEE802.11无线区域网络系统。不论所使用的通信协定为何，只要每个无线装置的信号强度可以测量出来、进行比较(由软件或硬件或软硬件的组合完成均可)，就可以应用本发明所提出的方法。请注意，虽然在上述描述中皆以具有“存取点的无线网络”作为描述对象，然而，实际上不具存取点的无线网络亦可采行本发明的作法，因为存取点以外的无线装置所传送出的信号亦可以作为判断的依据，因此，在上述的说明中，提到存取点的地方，都可以以其他的无线装置取代掉。另外，本发明并不限至于广播信号(radiosignals)。只要是会因为距离而衰减的无线信号皆可使用于本发明中。因此本发明可以应用于任何种类的无线网络之中。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所进行的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。权利要求1.一种无线网络，包含有一第一无线装置；一第二无线装置，用来测量该第二无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度；一第三无线装置，用来测量该第三无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度；以及一第四无线装置，用来测量该第四无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度；其中，该第四无线装置依据这些测量得出的信号强度来决定一最近的无线装置为该第二无线装置或该第三无线装置。2.如权利要求1所述的无线网络，其中这些测量出的信号强度存储于该第一无线装置中的一单一的信号表内、或存储于分布于这些无线装置上的多个信号表内、或周期性地于该无线网络上广播。3如权利要求1所述的无线网络，其中该第二、第三、与第四无线装置设置于该第一无线装置所延伸出的一延伸线上。4.如权利要求1所述的无线网络，其中该第四无线装置可决定多个最近的无线装置。5.如权利要求1所述的无线网络，其还包含有一第五无线装置，用来测量该第五无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度；其中，该第二、第三、与第四无线装置另分别测量该第二、第三、与第四无线装置自该第五无线装置所接收到的信号的信号强度。6.如权利要求5所述的无线网络，其中该第二、第三、与第四无线装置设置于该第一无线装置与该第五无线装置的一连线的一侧。7.如权利要求5所述的无线网络，其中该第四无线装置可决定多个最近的无线装置。8.如权利要求5所述的无线网络，其还包含有一第六无线装置，用来测量该第六无线装置自该第一无线装置以及自该第五无线装置所接收到的信号的信号强度；其中，该第二、第三、与第四无线装置另分别测量该第二、第三、与第四无线装置自该第五无线装置与自该第六无线装置所接收到的信号的信号强度。9.如权利要求8所述的无线网络，其中该第一、第五、与第六无线装置为存取点；该第二以及第三无线装置为服务提供装置；该第四无线装置为一便携式装置。10.一种用来于一无线网络中决定一最近的无线装置的方法，该方法包含有提供一第一、第二、第三、及第四无线装置；测量该第二无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度；测量该第三无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度；测量该第四无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度；以及依据这些测量得出的信号强度，来决定对该第四无线装置而言，该最近的无线装置为该第二无线装置或该第三无线装置。11.如权利要求10所述的方法，其还包含有将这些测量出的信号强度存储于该第一无线装置中的一单一的信号表内、或存储于分布于这些无线装置上的多个信号表内、或周期性地于该无线网络上广播。12.如权利要求10所述的方法，其还包含有将该第二、第三、与第四无线装置设置于该第一无线装置所延伸出的一延伸线上。13.如权利要求10所述的方法，其还包含有决定多个最近的无线装置。14.如权利要求10所述的方法，其还包含有提供一第五无线装置；测量该第五无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度；以及分别测量该第二、第三、与第四无线装置自该第五无线装置所接收到的信号的信号强度。15.如权利要求14所述的方法，其还包含有将该第二、第三、与第四无线装置设置于该第一无线装置与该第五无线装置的一连线的一侧。16.如权利要求14所述的方法，其中该第四无线装置可决定多个最近的无线装置。17.如权利要求14所述的方法，其还包含有提供一第六无线装置；测量该第六无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度以及自该第五无线装置所接收到的信号的信号强度；以及分别测量该第二、第三、与第四无线装置自该第六无线装置所接收到的信号的信号强度。18.如权利要求17所述的方法，其中该第一、第五、与第六无线装置为存取点；该第二以及第三无线装置为服务提供装置；该第四无线装置为一便携式装置。全文摘要一种无线网络，包含有一第一无线装置；一第二无线装置，用来测量该第二无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度；一第三无线装置，用来测量该第三无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度；以及一第四无线装置，用来测量该第四无线装置自该第一无线装置所接收到的信号的信号强度。其中，该第四无线装置依据这些测量得出的信号强度来决定一最近的无线装置为该第二无线装置或该第三无线装置。文档编号H04L12/28GK1684438SQ20041009740公开日2005年10月19日申请日期2004年11月29日优先权日2004年4月12日发明者蔡杰智申请人:宏碁股份有限公司