专利名称：智能型天线的设定方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明提供一种应用于无线网络的智能型天线的设定方法及系统，尤指 一种动态地切换智能型天线的场型以达到最佳通讯品质的方法及系统。
背景技术：
随着新一代无线网络技术(IEEE 802. 11a/b/g)不断的改进，其所提供的 网络频宽已可满足数字家庭中影音视讯的频宽需求，然而在实际家用环境中， 由于无线网络接收设备分布在家中的各个角落，无线讯号在传输过程易受到 家中室内格局、墙壁、家具摆放以及人员走动等影响而产生多重路径衰减 (咖lti-path fading),此外，微波炉或是采用相同频段的通讯设备也会对接 收设备的接收效能造成干扰，使得用户透过无线网络所传送的影音数据难以 维持稳定，造成使用者观赏视讯节目的困扰。传统上，家用无线网络使用的是全向性的天线设计，以天线为中心往周 围360°地传输讯号，无法针对特定的接收设备(station)调整其辐射场型以 获得较佳的通讯品质。因此，当网络传送的状态不稳定时，习知的作法采用 较低的连线速率来传送数据以提高讯号的抗干扰能力，而一旦有任何一个接 收设备遭遇严重的多重路径衰减或是家电千扰使得连线品质不佳时，所有接 收设备的传输速率都会被一起调低(例如从54Mbps降至24Mbps),如此一来 无线网络实际使用的连线速率并非一般所认知的54Mbps，往往只有24Mbps 或是更低，无法有效利用网络频宽。发明内容有鉴于此，本发明提供一种应用于无线网络的智能型天线的设定方法及 系统，其根据网络环境及接收设备决定出天线的最佳天线组态，并动态地将 智能型天线的场型设定为最佳天线组态以改善通讯品质，降低多重路径衰减 或是其它通讯设备干扰的影响，使得无线网络可维持在高传输速率，有效利 用网络频宽。根据本发明的 一 实施例，其揭露一种决定一天线的一 目标天线组态的方 法，该天线具有多种天线场型并用来与至少一无线通讯装置进行通讯。该方 法包含有周期性地依序侦测该无线通讯装置对应于该多种天线场型的连线品 质，并储存对应的连线品质测试结果、根据该多个连线品质测试结果取得一 目标连线品质测试结果以及依据该目标连线品质测试结果所对应的天线场型 来决定该天线的目标天线组态。根据本发明的另 一 实施例，其揭露一种决定一天线的 一 目标天线组态的 系统，其中该天线具有多种天线场型并用来与至少一无线通讯装置进行通讯。 该系统包含有一天线控制器、 一状态侦测器、 一储存装置以及一处理器，其 中该状态侦测器用来在该天线与该无线通讯装置进行讯号传输时周期性地依 序侦测该无线通讯装置对应于该多种天线场型的连线品质，并储存对应的连线品质测试结果；该储存装置用来储存对应该连线品质的一连线品质测试结 果；而该处理器耦接于该天线控制器、该状态侦测器以及该储存装置，用来 根据该多个连线品质测试结果取得一 目标连线品质测试结果，并依据该目标 连线品质测试结果所对应的天线场型来决定该天线的目标天线组态。
图l所示为本发明天线系统应用于一无线网络的一实施例的示意图。 图2所示为本发明实施例决定天线的目标天线组态的流程图。
具体实施方式
图1所示为本发明天线系统应用于一无线网络的一实施例的示意图，其 中智能型天线(smart antenna)指具有多种辐射场型的天线，例如在某一特定 角度具有较强的讯号发射强度。在本实施例中，智能型天线110应用于一无 线网络的存耳又点(access point),而系统100用来决定智能型天线110对应 于一无线通讯装置120的一最佳天线组态(例如最适合的场型)，并于该存取 点(图中未显示)欲与无线通讯装置120进行通讯时以该最佳天线组态来设定 天线110,进而获得期望的通讯品质。因此，系统100包含有一天线控制器 102、 一状态侦测器104、 一储存装置106以及一处理器108,在本实施例中， 天线控制器102负责天线110的硬件设定、对存取点的输出/输入接口进行初 始化与读写等硬件相关的初始与设定工作。当系统100开始计算天线110对应于无线通讯装置120的最佳天线组态 时，处理器108首先透过天线控制器102将天线110的场型设定为其所支持 的多种天线场型中的一第一天线场型，并以设定后的天线110与无线通讯装 置120进行讯号传输，而此时状态侦测器104便侦测无线通讯装置120与存 取点间的连线品质，从无线通讯装置120的接收模块122读取连线品质测试 结果并将该连线品质测试结果传送至处理器108以进行后续处理。在本实施 例中，状态侦测器104所读取的连线品质测试结果包括存取点收到无线通讯 装置120所传送的数据与响应(acknowledgement)的接收讯号强度指示值 (received signal strength indicator, RSSI)、讯号传送速率、讯号接收 速率以及存取点传送数据至无线通讯装置120时所发生的错误重传次数，而 这些测试结果在传送至处理器108后，便经由处理器108储存于储存装置106 中，或由处理器108对测试结果进行分析(例如计算平均的接收讯号强度指示 值)后将分析结果储存于储存装置106。接着，处理器108再透过天线控制器102将天线110的场型设定为第二 天线场型，以设定后的天线110与无线通讯装置120进行讯号传输；状态侦 测器104再度读取连线品质测试结果并将该连线品质测试结果经由处理器 108储存于储存装置1Q6中。上述步骤将重复进行直到侦测并储存完成对应 每一天线场型的连线品质测试结果，之后处理器108便依据储存于储存装置 106中的多个连线品质测试结果进行最佳解计算，以得出一最佳的连线品质 测试结果，并依据得出的最佳连线品质测试结果所对应的天线场型来决定天 线110的最佳天线组态，最后决定出的最佳天线组态以及其所对应的最佳连 线品质测试结果均会被储存于储存装置106中。举例来说，处理器108执行 一最佳化算法来得出每一连线品质测试结果的收敛值，再比较该些收敛值以 得出一最佳的连线品质测试结果，而该最佳连线品质测试结果所对应的天线 场型即为天线110与无线通讯装置120进行通讯时的最佳天线组态。请注意， 本发明并不限定处理器108需采用哪种算法，只要是可以从该些连线品质测 试结果中得出一最佳连线品质测试结果的算法均可应用于本实施例中。图2所示为上述决定天线110的目标天线组态的步骤的流程图。如图所 示，上述实施例的实施步骤包含有步骤202:将天线110的场型设定为这些天线场型中的一天线场型。步骤204:以设定后的天线110与无线通讯装置HO进行讯号传输。步骤206:侦测无线通讯装置120对应于该天线场型的一连线品质，并 储存对应该连线品质的 一 连线品质测试结果。步骤208:判断是否已设定每一天线场型？若是，则进入步骤210;若否， 则回到步骤202，将天线IIO设定为另一天线场型。步骤210:根据多个连线品质测试结果得出一目标连线品质测试结果。步骤212:依据该目标连线品质测试结果所对应的天线场型来决定天线 IIO的目标天线组态。请注意，在可.获得实质上相同的效果的前提之下，决定目标天线组态的 流程可不完全依照上述顺序执行或连续地实施，也就是说，在上述的步骤中 亦可插入其它步骤，而步骤202至步骤208实质上等同于周期性地依序侦测 无线通讯装置120对应于天线110的多种天线场型的连线品质，并储存对应 的连线品质测试结果。另外，为了方便说明设定天线110的步骤，上述实施例以及第1图中仅 显示了一个无线通讯装置120，然而本发明并不以此为限，亦即天线110同 样可用来与多个无线通讯装置进行通讯，而在这种情况下，步骤204以设定 后的天线110与该些无线通讯装置进行通讯；步骤206周期性地依序侦测并 储存每一无线通讯装置对应该天线场型的连线品质测试结果，由于自无线通 讯装置读取的数据是指示有无线通讯装置的媒介存取控制层(MAC layer)地 址，故系统100可分辨出目前所侦测数据是为哪一无线通讯装置的连线品质 测试结果，并可分别储存于储存装置106;步骤210是针对每一无线通讯装 置，根据对应该些天线场型的多个连线品质测试结果，计算出一目标连线品 质测试结果；而步骤212则依据步骤210计算出的目标连线品质测试结果所 对应的天线场型来决定天线110与无线通讯装置间的目标天线组态。因此，当天线110的涵盖范围中存在有多个无线通讯装置时，藉由系统 100可以分别找出天线110与各无线通讯装置进行连线时具有最佳通讯品质 的天线场型，并将该些设定(包含最佳天线组态、最佳天线组态对应的连线品 质测试结果、网络地址等)储存成一天线组态列表。而在天线组态列表完成后 系统IOO自设定状态转换成操作状态当存取点欲与该些无线通讯装置中任 一无线通讯装置进行通讯时，处理器108便自天线组态列表中选取对应该无 线通讯装置的最佳天线组态来设定天线110的场型，如此一来便可针对不同 的接收端提供最佳化的天线设定，获得最佳的通讯品质，降低多重路径衰减或是其它通讯设备干扰的影响，使得无线网络可维持在高传输速率，有效利 用网络频宽。在存取点与无线通讯装置120进行讯号传输的同时，状态侦测器104可 持续监控无线通讯装置120与存取点间的连线品质以产生一连线品质侦测结 果。而此连线品质侦测结果系传送至处理器108以与最佳连线品质测试结果 比较，依据比较结果来判断是否重新进行上述步骤以更新天线110对应无线 通讯装置120的最佳天线组态。例如当状态侦测器104侦测到存取点与无线 通讯装置120间的传输速率异常或错误重传次数大幅增加，表示此时无线网 络的环境已改变而使得先前设定的最佳天线组态不适用，故系统100便重新 执行设定程序以找出最符合目前网络环境的天线组态，并依据新得出的最佳 天线组态更新储存于储存装置106中的天线组态列表。此外，当侦测到无线通讯装置120的位置改变、有另一无线通讯装置新 增至天线110的涵盖范围或有无线通讯装置离开涵盖范围时，系统100亦会 再度执行前述的设定程序以得出目前的最佳天线组态并更新天线组态列表， 例如藉由比较无线通讯装置120与天线110间的接收讯号强度指示值及平均 的接收讯号强度指示值可判断出无线通讯装置120是否移动位置，若目前的 接收讯号强度指示值相对于平均的接收讯号强度指示值来说有剧烈的变动， 则表示无线通讯装置120的位置可能已经移动。此仅为本实施例所提出的一 种判断方法，其它熟知此项技艺的人士于阅读上述实施例的揭露后可轻易联 想到的方法亦属于本发明的范畴。此外，系统100可对所有位于天线110的 涵盖范围内的无线通讯装置重新执行设定程序，或者也可只针对移动/新增的 该特定无线通讯装置进行最佳天线组态的更新，端视使用者的需求而定。在实作上，系统100可整合于天线110所应用的通讯设备(例如一存取 点)、整合于无线通讯装置120或独立于天线110与存取点间作为 一控制媒介， 且本发明并不限定以硬件或软件方式实施，只要可在网络系统后端(back end) 提供智能型天线的控制。另外，使用者更可建立一指令剖析器(command parser)以检视系统的运作状态，或依照需求透过指令剖析器选择性地开启或 关闭处理器108,例如若系统100是整合于无线通讯装置120或独立为一控 制媒介，且此时网络系统所使用的天线为全向性天线(或非具有多种天线场型 的天线)时，使用者即可关闭系统100以停止天线设定的功能，因此本发明在 应用上相当具有弹性。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等 变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种决定一天线的一目标天线组态的方法，上述天线具有多种天线场型并用来与至少一无线通讯装置进行通讯，其特征在于，上述方法包含有周期性地依序侦测上述无线通讯装置对应于上述多种天线场型的连线品质，并储存对应的连线品质测试结果；根据上述多个连线品质测试结果取得一目标连线品质测试结果；以及依据上述目标连线品质测试结果所对应的天线场型来决定上述天线的目标天线组态。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中上迷连线品质测试结 果包含有一"1妾收讯号强度指示<直(received signal strength indicator, RSSI)、 一讯号传送速率、 一讯号接收速率或一错误重传次数，并储存于一天 线组态列表。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中根据上述多种连线品 质测试结果取得上述目标连线品质测试结果包含有计算上述多种连线品质测试结果所对应的多个收敛值；以及 比较上述多种收敛值以根据上述多种连线品质测试结果取得上述目标连 线品质测试结果。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其更包含有 依据上述目标天线组态来设定上述天线的场型，并侦测上述无线通讯装置与上述天线之间的一连线品质以产生一连线品质侦测结果；将上述连线品质侦测结果与上述目标连线品质测试结果比较，以得出一比较结果；以及 依据上述比较结果来判断是否需要重新决定更新上述目标天线组态。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，更包含有 当侦测到上述无线通讯装置移动或另一无线通讯装置新增至上述天线的涵盖范围内时，重新决定上述目标天线组态。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中依序侦测上述无线通讯装置对应于 上述多种天线场型的连线品质，并储存对应的连线品质测试结果更包含有计 算并储存上述多种天线场型的平均的接收讯号强度指示值(received signalstrength indicator, RSSI);以及侦测上述无线通讯装置是否移动位置的步骤，其特征在于，包含有侦测上述无线通讯装置与上述天线间的 一接收讯号强度指示值； 比较上述接收讯号强度指示值及对应上述目标天线组态的场型的一平均的接收讯号强度指示值以得出一比较结果；以及根据上述比较结果判断上述无线通讯装置是否移动位置。
7. —种决定一天线的一目标天线组态的系统，上述天线具有多种天线场 型并用来与至少一无线通讯装置进行通讯，其特征在于，上述系统包含有一天线控制器；一状态侦测器，用来在上述天线与上述无线通讯装置进行讯号传输时周 期性地依序侦测上述无线通讯装置对应于上述多种天线场型的连线品质，并 储存对应的连线品质测试结果；一储存装置，用来储存对应上述连线品质的一连线品质测试结果；以及 一处理器，耦接至上述天线控制器、上述状态侦测器以及上述储存装置， 用来根据上述多个连线品质测试结果取得一 目标连线品质测试结果，并依据态。、人工、 ，、 、
8. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，其中上述连线品质参数包 含有"l姿收ifl号强度指示^f直(received signal strength indicator, RSSI)、 讯号传送速率、讯号接收速率或错误重传次数，并储存于一天线组态列表。
9. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，其中上述处理器计算上述 多种连线品质测试结果所对应的多个收敛值，并比较上述多种收敛值以根据 上述多种连线品质测试结果取得上述目标连线品质测试结果。
10. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，其中上述处理器更控制 上述天线控制器来依据上述目标天线组态设定上述天线的场型；上述状态侦上述无线通讯装置与上述天线之间的一连线品质，以产生一连线品质侦测结 果；而上述处理器更将上述连线品质侦测结果与上述目标连线品质测试结果 比较，以得出一比较结果，并依据上述比较结果来判断是否重新决定上述目 标天线组态。
11. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，其中上述处理器更于侦 测到上述无线通讯装置移动位置或另一无线通讯装置新增至上述天线的涵盖 范围内时，重新决定上述目标天线组态。
12. 根据权利要求ll所述的系统，其特征在于，其中上述状态侦测器侦测上述无线通讯装置对应于上述多种天线场型的上述连线品质时，侦测一接 收讯号强度指示值，而上述处理器更依据上述侦测的接收讯号强度指示值计 算上述无线通讯装置对应上述多种天线场型的平均的接收讯号强度指示值，并将上述平均的接收讯号强度指示值储存于上述储存装置中；当侦测上述无 线通讯装置是否移动位置时，上述处理器藉由比较上述状态侦测器所侦测出强度指示值以得出一比较结果，并根据上述比较结果判断上述无线通讯装置 是否移动位置。
全文摘要
本发明提供一种智能型天线的设定方法及系统，其中智能型天线具有多种天线场型并用来与至少一无线通讯装置进行通讯。该方法包含有周期性地依序侦测并储存该无线通讯装置对应于该多种天线场型的连线品质测试结果，根据多个连线品质测试结果决定出该天线的最佳天线组态，以及当天线欲与该无线通讯装置进行通讯时，依据该最佳天线组态来设定该天线，以获得最佳的通讯品质。
文档编号H04B7/04GK101325439SQ200710110069
公开日2008年12月17日 申请日期2007年6月14日 优先权日2007年6月14日
发明者范永祺, 赖明佑 申请人:华硕电脑股份有限公司