专利名称：无线网络系统及相关的无线路由电路的制作方法
技术领域：
本发明有关无线网络通讯技术，尤指一种可提升无线频宽的无线网络系统与相关的多网关无线路由电路。
背景技术：
无线网络技术让网络的应用变得更方便。在许多场合中只要利用一台无线路由器 (Wireless Router或Wireless AP)便能让多个无线网络装置同时上网。
无线上网的品质在相当程度上取决于无线路由器的效能。习知的无线路由器是利用单一无线接口来与多个无线网络装置同时进行通讯，亦即，习知的无线路由器只是单一网关装置。然而，习知无线路由器的无线接口频宽和效能是有限的，当多部无线网络装置同时上网时，网络存取的品质难免会受到影响。例如，当某些无线网络装置要使用多媒体串流 (media streaming)服务而需占用大量的无线频宽时，习知的无线路由器必须牺牲其它无线网络装置的可用频宽和上网速度，否则难以维持串流服务的品质。另外，当某些无线网络装置要从网络下载大量数据时，也容易造成网络流量的过载、封包延迟时间增长、传输速度下降等现象，进而降低无线网络系统的整体效能。
对于日益增多的网络多媒体和即时性应用而言，如何提升无线网络系统的效能， 实系相当迫切的问题。
发明内容
本说明书提供了一种无线网络系统的实施例，其包含有一或多个第一组无线网络装置；一或多个第二组无线网络装置；以及一无线路由电路。该无线路由电路包含有一第一射频电路，具有一第一物理地址，用来与该一或多个第一组无线网络装置进行无线通讯；一第二射频电路，具有一第二物理地址，用来与该一或多个第二组无线网络装置进行无线通讯；一处理电路，耦接于该第一、第二射频电路，用来处理该第一、第二射频电路收发的封包；以及一网络接口，耦接于该处理电路，用来依据该处理电路的控制，与一或多个网域进行通讯。其中，该一或多个第一组无线网络装置的网关地址设定为该第一物理地址，且该一或多个第二组无线网络装置的网关地址设定为该第二物理地址。
前述无线网络系统的优点之一是，当某一无线网络装置占用无线路由电路的大量无线频宽时，其他无线网络装置组中的无线网络装置的可用频宽和上网品质不会受到明显干扰或影响。
本说明书另提供了一种无线路由电路的实施例，其包含有一第一射频电路，具有一第一物理地址，用来与网关地址设定为该第一物理地址的一或多个第一组无线网络装置进行无线通讯；一第二射频电路，具有一第二物理地址，用来与网关地址设定为该第二物理地址的一或多个第二组无线网络装置进行无线通讯；一处理电路，耦接于该第一、第二射频电路，用来处理该第一、第二射频电路收发的封包；以及一网络接口，耦接于该处理电路，用来依据该处理电路的控制，与一或多个网域进行通讯。
前述无线路由电路的优点之一是，藉由设置多个射频电路来提供多个通讯网关的方式，可使无线频宽比习知无线路由器高，进而大幅提升无线网络的上网品质。
前述无线路由电路的另一项优点在于，其处理电路可以省去检查所收到的封包类型以决定封包路由优先顺序这种需耗费大量运算能量的动作。
图1为本发明的无线网络系统的一实施例简化后的示意图。
图2为图1中的多网关无线路由电路的一实施例简化后的功能方块图。
图3为图1中的多网关无线路由电路的另一实施例简化后的功能方块图。 主要元件符号说明
100无线网络系统 110、300多网关无线路由电路 120、130、140无线网络装置组 122、132、134、136、142、144 无线网络装置 150、160 网域 210、220、230、310 射频电路 240处理电路 250储存媒体 260、360 网络接口 262、264、362 物理通讯掉 270加速模组
具体实施例方式以下将配合相关图式来说明本发明的实施例。在这些图式中，相同的标号表示相同或功能类似的元件。
在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，同样的元件可能会用不同的名词来称呼。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的基准。在通篇说明书及后续的权项当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于...」。另外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接(包含通过电性连接或无线传输、 光学传输等讯号连接方式)连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电性或讯号连接至该第二装置。
图1所绘示为本发明一实施例的无线网络系统100简化后的示意图。无线网络系统100包含一多网关无线路由电路110以及位于同一区域网络内的多个无线网络装置(图中以无线网络装置122、132、1；34、136、142和144为例)。「无线网络装置」一词在此包含任何能以无线传输方式与多网关无线路由电路110进行通讯以存取其他网段(例如网际网络或其他网域)的设备，而非限定于专供上网使用的设备。多网关无线路由电路110是无线网络系统100中的无线网络装置与网域150和160之间的通讯桥梁。
依主要上网用途的不同，无线网络系统100中的无线网络装置可分成三个无线网络装置组120、130和140。各无线网络装置组包含主要上网用途相同或相近的一个或多个无线网络装置。例如，在本实施例中，无线网络装置组120包含一个主要上网用途是进行多媒体串流存取的无线网络装置122，例如专门用来收看有线电视或电信业者所提供的影音串流节目的机上盒、电脑或家用多媒体系统等等。无线网络装置组130包含两个主要上网用途是进行数据存取的无线网络装置132、134和136，例如电脑、智慧型手机、电子书、游戏机等等。而无线网络装置组140则包含三个主要上网用途是进行能源使用相关讯息传输的无线网络装置142和144，例如冰箱、冷气、电锅、洗衣机、电脑等能源使用装置。
前述无线网络装置组120无线网络装置组120、130和140以所包含的无线网络装置的「主要上网用途」来区分，而非以这些装置的「主要用途」、装置名称或产品商业分类来区分。因此，类型或功能相似(或相同)、但主要上网用途不同的两个设备可能会被分在不同的无线网络装置组中。例如，无线网络装置组120中的无线网络装置122和无线网络装置组130中的无线网络装置132在实际应用上可能都是电脑。此外，各无线网络装置组中的无线网络装置的数量仅供举例说明之用，而非局限本发明的实际应用方式。
图2所绘示为多网关无线路由电路110的一实施例简化后的功能方块图。如图所示，多网关无线路由电路110包含有三个射频电路210、220和230、处理电路240、储存媒体 250、以及网络接口沈0。射频电路210具有一物理地址(例如MAC地址)PHY_210、射频电路220具有一物理地址PHY_220、而射频电路230则具有一物理地址PHY_230。因此，多网关无线路由电路110的射频电路210射频电路210、220和230共可提供三个通讯网关供区域网络内的无线网络装置使用。实作上，射频电路210、220、230可分别用一无线网卡来实现， 也可整合在单一无线网卡上。另外，射频电路210、220和230彼此的工作频段可以相同，亦可以不同。具有相同工作频段的射频电路可使用不同的频道(channel)或编码等方式以避免影响到彼此的通讯。
处理电路240耦接于射频电路210、220和230，用来对射频电路210、220和230收发的封包进行封包路由处理。储存媒体250耦接于处理电路MO，用来储存处理电路240进行封包路由处理时所需的路由资讯。网络接口 260耦接于处理电路M0，会依据处理电路 240的控制，与网域150和160进行通讯。在本实施例中，网络接口 260包含有用来与网域 150相连接的物理通讯埠沈2，以及用来与网域160相连接的物理通讯埠沈4。在一实施例中，网域150对应网际网络，而网域160对应一内部网域antranet)。在另一实施例中，网域150与网域160两者分别对应不同的内部网域。在另一实施例中，网域150与网域160 两者则都对应网际网络。
实作上，网络接口 260可用交换器(Switch)电路来实现。在一实施例中，网络接口 260的频宽会大于或等于射频电路210、220、230的频宽总和。
在许多应用场合中(例如家用网络环境或小型企业网络环境等)，无线网络系统 100或多网关无线路由电路110的系统管理者能有效得知无线网络装置122、132、134、136、 142和144个别的主要上网用途。因此，系统管理者可如前述说明，依据个别无线网络装置的主要上网用途将该等无线网络装置122、132、134、136、142和144分组成无线网络装置组 120无线网络装置组120、130和140，并将无线网络装置组120中的所有无线网络装置的网关地址都固设成物理地址PHY_210、将无线网络装置组130中的所有无线网络装置的网关地址都固设成物理地址PHY_220、以及将无线网络装置组140中的所有无线网络装置的网关地址都固设成物理地址PHY_230。
在运作时，多网关无线路由电路110会利用射频电路210以无线通讯方式与无线网络装置组120中的无线网络装置122进行通讯。由于无线网络装置组120的主要上网用途是进行多媒体串流存取，因此，射频电路210还可将通过网络接口 260的物理通讯埠262 自网域150所收到的多播(multicast)封包转换成单播(imicast)封包，再发送给无线网络装置组120中的无线网络装置122，以进一步提升影音串流服务的品质。
相仿地，多网关无线路由电路110会利用射频电路220以无线通讯方式与无线网络装置组130中的无线网络装置132、134和136进行通讯，使无线网络装置132、134和136 得以上网进行数据存取的动作。
另外，多网关无线路由电路110会利用射频电路230与无线网络装置组140中的无线网络装置142和144进行通讯。无线网络装置142和144会通过无线传输方式将各自的能源使用相关讯息(例如能源的使用量、使用时段分布、使用频率高低等)传送至多网关无线路由电路110，而处理电路240则会将无线网络装置142和144的能源使用相关讯息通过网络接口 260传送至一能源使用讯息处理中心，例如电力公司或瓦斯公司的能源调度中心。当多网关无线路由电路110经由网络接口 260接收到能源使用讯息处理中心传来的控制讯息时，便会利用射频电路230将该控制讯息发送给对应的无线网络装置，以实现智慧能源调节的功能。
在另一实施例中，处理电路MO的讯号输入路径上(例如处理电路240与网络接口 260之间)，还会设置一加速模组270，用来分担处理电路240的运算负荷，以提升多网关无线路由电路110的整体效能。实作上，加速模组270可包含VPN加速器、安全认证加速器、 影音编解码加速器等相关电路。
图3所绘示为本发明另一实施例的多网关无线路由电路300简化后的功能方块图。在需要进行智慧能源调节或控制的能源使用装置数量不多、或是能源使用相关讯息的传输量不大的区域网络环境中，主要上网用途是进行能源使用相关讯息传输的无线网络装置组140，可与主要上网用途是进行数据存取的其他无线网络装置组130共用射频电路310 的无线频宽。因此，多网关无线路由电路300与前述的多网关无线路由电路110的差异点之一在于，多网关无线路由电路300会利用单一射频电路310来取代前述的射频电路220 和230的功能，可节省所需的射频电路数量。
多网关无线路由电路300与前述的多网关无线路由电路110的另一差异点在于， 多网关无线路由电路300的网络接口 360只有一个物理通讯埠362，用来与单一网域(例如网际网络)连接。换言之，前揭网络接口中的物理通讯埠数量可依设计的需要而调整。
在前述的无线网络系统100中，各个无线网络装置组120无线网络装置组120、 130和140在上网时可有各自专属的通讯网关可用，而无需与其他无线网络装置组共用同一通讯网关的频宽。如此一来，当某一无线网络装置占用所对应的通讯网关的大量无线频宽(例如进行影音串流存取或下载大容量文件)时，其他无线网络装置组中的无线网络装置的可用频宽和上网品质不会受到明显干扰或影响。
另外，藉由设置多个射频电路来提供多个通讯网关的方式，可使前述无线路由电路110或300具备比习知无线路由器更高的频宽，可大幅提升无线区域网络的上网品质。
从一角度而言，前述无线网络系统100中的各个无线网络装置122、132、134、136、 142和144都会使用各自预定的通讯网关来上网。因此，各个无线网络装置可无需动态地依据收讯的强弱来改变通讯网关的设定，因而可简化各无线网络装置的电路设计。再者，由于可依据主要上网用途将区域网络中的多个无线网络装置区分成不同组，并分别赋予预定的通讯网关，故前述多网关无线路由电路110或300中的处理电路240可以省去检查所收到的封包类型以决定封包路由优先顺序这种需耗费大量运算能量的动作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求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
1.一种无线网络系统，其包含有 一或多个第一组无线网络装置；一或多个第二组无线网络装置；以及一无线路由电路，其包含有一第一射频电路，具有一第一物理地址，用来与该一或多个第一组无线网络装置进行无线通讯；一第二射频电路，具有一第二物理地址，用来与该一或多个第二组无线网络装置进行无线通讯；一处理电路，耦接于该第一、第二射频电路，用来处理该第一、第二射频电路收发的封包；以及一网络接口，耦接于该处理电路，用来依据该处理电路的控制，与一或多个网域进行通讯；其中该一或多个第一组无线网络装置的网关地址设定为该第一物理地址，且该一或多个第二组无线网络装置的网关地址设定为该第二物理地址。
2.如权利要求1所述的无线网络系统，其中该第二射频电路的工作频段与该第一射频电路相同。
3.如权利要求1所述的无线网络系统，其另包含有一或多个能源使用装置，用来通过无线传输方式将各自的能源使用相关讯息传送至该无线路由电路；其中该处理电路会将该一或多个能源使用装置的能源使用相关讯息通过该网络接口传送至一能源使用讯息处理中心。
4.如权利要求3所述的无线网络系统，其中该无线路由电路利用该第一射频电路或是一第三射频电路，来接收该一或多个能源使用装置的能源使用相关讯息。
5.一种无线路由电路，其包含有一第一射频电路，具有一第一物理地址，用来与网关地址设定为该第一物理地址的一或多个第一组无线网络装置进行无线通讯；一第二射频电路，具有一第二物理地址，用来与网关地址设定为该第二物理地址的一或多个第二组无线网络装置进行无线通讯；一处理电路，耦接于该第一、第二射频电路，用来处理该第一、第二射频电路收发的封包；以及一网络接口，耦接于该处理电路，用来依据该处理电路的控制，与一或多个网域进行通讯。
6.如权利要求5所述的无线路由电路，其中该第二射频电路的工作频段与该第一射频电路相同。
7.如权利要求5所述的无线路由电路，其中该路由电路还会利用该第一射频电路或是一第三射频电路，来接收一或多个能源使用装置的能源使用讯息，而该处理电路则会将该等能源使用讯息通过该网络接口传送至一能源使用讯息处理中心。
8.如权利要求5所述的无线路由电路，其另包含有一加速模组，设置于该处理电路的讯号输入路径上，用来预先处理欲输入该处理器的封包数据。
9.如权利要求5所述的无线路由电路，其中该网络接口包含有 一第一物理通讯埠，用来与一第一网域进行通讯；以及一第二物理通讯埠，用来与一第二网域进行通讯。
10.如权利要求5所述的无线路由电路，其中该第一射频电路会将该网络接口自网域所收到的多播(multicast)封包转换成单播(imicast)封包，再发送给对应的无线网络装置。
全文摘要
本发明提出的无线路由电路之一，包含有一第一射频电路，具有一第一物理地址，用来与网关地址设定为该第一物理地址的一或多个第一组无线网络装置进行无线通讯；一第二射频电路，具有一第二物理地址，用来与网关地址设定为该第二物理地址的一或多个第二组无线网络装置进行无线通讯；一处理电路，耦接于该第一、第二射频电路，用来处理该第一、第二射频电路收发的封包；以及一网络接口，耦接于该处理电路，用来依据该处理电路的控制，与一或多个网域进行通讯。设置多个射频电路可提供多个通讯网关，进而使无线路由电路的无线频宽比习知架构高。
文档编号H04W40/02GK102196494SQ20101013314
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月12日 优先权日2010年3月12日
发明者赖仲秋, 陈铃淳, 王伟赞 申请人:正文科技股份有限公司