TWI660598B - 天線控制方法 - Google Patents
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Abstract
一種天線控制方法，應用於包含複數個天線的無線通訊裝置中，天線控制方法包括：於支援傳輸速率下，進行天線控制流程，天線控制流程包含：根據天線的待測組合列表中的複數個天線方向組合，控制天線對外部電子裝置進行封包傳輸測試；根據封包傳輸測試，擷取各天線方向組合對應的傳輸錯誤參數；將不位於錯誤門檻範圍的傳輸錯誤參數所對應的天線方向組合自待測組合列表移除後，判斷待測組合列表中的天線方向組合的數量是否等於零；以及若是，從已移除的天線方向組合中，選擇其中之一天線方向組合控制天線與外部電子裝置進行通訊。
Description
本發明是有關於天線技術，且特別是有關於一種天線控制方法。
智慧天線(smart antenna)可運用訊號處理的演算法，根據訊號傳輸的空間特性來計算與目標裝置間最佳的訊號傳輸方向，以藉由計算結果控制天線的方向與目標裝置進行通訊，達到最高的傳輸效能。常見的智慧天線控制方法，需要對於不同速率下的訊號傳輸參數進行大量的計算，不僅消耗大量的硬體資源，也需要耗費大量的時間成本。
因此，如何設計一個新的天線控制方法，以解決上述的缺失，乃為此一業界亟待解決的問題。
本發明之目的在於提供一種天線控制方法，應用於包含複數個天線的無線通訊裝置中，天線控制方法包括：於支援傳輸速率下，進行天線控制流程，天線控制流程包含：根據天線的待測組合列表中的複數個天線方向組合，控制天線對外部電子裝置進行封包傳輸測試；根據封包傳輸測試，
擷取各天線方向組合對應的傳輸錯誤參數；將不位於錯誤門檻範圍的傳輸錯誤參數所對應的天線方向組合自待測組合列表移除後，判斷待測組合列表中的天線方向組合的數量是否等於零；以及若是，從已移除的天線方向組合中，選擇其中之一天線方向組合控制天線與外部電子裝置進行通訊。
應用本發明之優點在於藉由傳輸錯誤參數及接收訊號強度篩選天線方向組合，並根據接收訊號強度決定測試的支援傳輸速率，大幅減少測試的時間，以產生最佳的天線方向組合，有效率地控制無線通訊裝置的運作。
10‧‧‧無線通訊裝置
100A、100B、100C‧‧‧天線
101‧‧‧待測組合列表
102‧‧‧處理單元
104‧‧‧儲存單元
103‧‧‧查找表
200‧‧‧天線控制方法
12‧‧‧外部電子裝置
300‧‧‧子流程
201-212‧‧‧步驟
A、B‧‧‧點
301-305‧‧‧步驟
Rate1-Rate7‧‧‧支援傳輸速率
DA、DB、DC‧‧‧方向
第1圖為本發明一實施例中，一種無線通訊裝置及外部電子裝置的方塊圖；第2圖為本發明一實施例中，一種天線控制方法的流程圖；第3圖為本發明一實施例中，天線控制方法的子流程的流程圖；以及第4圖為本發明一實施例中，接收訊號強度與支援傳輸速率間的對應關係的示意圖。
請參照第1圖。第1圖為本發明一實施例中，一種無線通訊裝置10及外部電子裝置12的方塊圖。
於一實施例中，無線通訊裝置10可為例如，但不限於一存取點(access point；AP，未繪示)。無線通訊裝置10配置以與外部電子裝置12進行無線通訊，以進行封包傳輸。
如第1圖所示，無線通訊裝置10包含三個天線100A、100B及100C、處理單元102及儲存單元104。
於一實施例中，天線100A、100B及100C可為智慧天線(smart antenna)。更詳細地說，因此天線100A、100B及100C可藉由例如，但不限於處理單元102的控制，改變訊號的傳送與接收方向。
在天線100A、100B及100C各指向一個方向，例如，但不限於第1圖中的方向DA、DB、DC的狀態下，即稱為一個天線方向組合。而當天線100A、100B及100C至少其中之一指向另一個方向時，則為另一個天線方向組合。需注意的是，在第1圖中所繪示的方向，僅是不同的二維方向。在實際應用時，天線100A、100B及100C可在三維空間中具有不同的方向。
於一實施例中，天線100A、100B及100C可在處理單元102的控制下，根據傳輸錯誤參數及/或接收訊號強度選擇最佳的天線方向組合，以達到最佳的傳輸效果。
以下將針對無線通訊裝置10中，天線100A、100B及100C的控制機制進行更詳細的說明。
請同時參照第2圖。第2圖為本發明一實施例中，一種天線控制方法200的流程圖。
天線控制方法200可應用於例如，但不限於第1圖的無線通訊裝置10中。天線控制方法200包括下列步驟(應瞭解到，在本實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行)。
於步驟201，處理單元102於支援傳輸速率下，進行天線控制流程。
於步驟202，處理單元102根據天線100A、100B及100C的待測組合列表101中的複數個天線方向組合控制天線100A、100B及100C對外部電子裝置12進行封包傳輸測試。
於一實施例中，待測組合列表101可儲存於第1圖所繪示的儲存單元104中，並由處理單元102存取。於一實施例中，待測組合列表101可包含複數個表格項目(entry)，各個表格項目對應於一個天線方向組合。
天線100A、100B及100C可對應有多個支援傳輸速率，例如但不限於97.5兆位元組/秒(MB/S)、780兆位元組/秒、1300兆位元組/秒等。於一實施例中，天線100A、100B及100C可具有從例如，但不限於十個最低到最高的支援傳輸速率，並以Rate0至Rate9表示。於其他實施例中，天線100A、100B及100C可具有其他數目的支援傳輸速率。
於一實施例中，由於最低的支援傳輸速率Rate0具有較大的訊號強度，因此當處理單元102起始對天線100A、100B及100C進行測試時，將從最低的支援傳輸速率Rate0，依待測組合列表101中的天線方向組合控制天線
100A、100B及100C對外部電子裝置12進行封包傳輸測試，再逐步提升支援傳輸速率。
於步驟203，處理單元102判斷目前的支援傳輸速率是否為最高支援傳輸速率。
當目前的支援傳輸速率並非最高支援傳輸速率時，於步驟204，處理單元102根據封包傳輸測試，擷取天線方向組合對應的傳輸錯誤參數。
於步驟205，處理單元102判斷傳輸錯誤參數是否位於錯誤門檻範圍。
於一實施例中，傳輸錯誤參數是根據封包重傳次數決定。舉例而言，當封包重傳次數小於一個門檻值時，處理單元102將判斷傳輸錯誤參數位於錯誤門檻範圍。在另一個範例中，傳輸錯誤參數可為封包重傳次數與封包總傳送次數的比例。當此比例小於一個門檻值時，處理單元102將判斷傳輸錯誤參數位於錯誤門檻範圍。
於步驟206，處理單元102將不位於錯誤門檻範圍的傳輸錯誤參數所對應的的天線方向組合自待測組合列表101移除。
於一實施例中，當處理單元102於步驟205判斷傳輸錯誤參數不位於錯誤門檻範圍，或是已於步驟206將不位於錯誤門檻範圍的傳輸錯誤參數所對應的的天線方向組合自待測組合列表101移除後，於步驟207，處理單元102判斷是否待測組合列表101中的天線方向組合都已判斷完畢。
當步驟207中，處理單元102判斷待測組合列表101中的天線方向組合尚未完全判斷時，流程將回至步驟204，擷取尚未判斷的天線方向組合對應的傳輸錯誤參數，以繼續步驟205至206的處理。
而當步驟207中，處理單元102判斷待測組合列表101中的天線方向組合均已經過判斷時，流程將進行至步驟208，由處理單元102判斷待測組合列表101中的天線方向組合的數量是否等於零。
當待測組合列表101中的天線方向組合的數量不等於零時，於步驟209，處理單元102進一步判斷目前測試的支援傳輸速率是否為最低支援傳輸速率。
當目前測試的支援傳輸速率並非最低支援傳輸速率時，於步驟210，處理單元102將測試的支援傳輸速率由目前測試的支援傳輸速率提高至支援傳輸速率中最接近目前測試的支援傳輸速率者。舉例而言，當目前測試的支援傳輸速率為Rate3時，處理單元102將支援傳輸速率由Rate3提高至Rate4。
接著，流程將回至步驟201，處理單元102在提高後的支援傳輸速率下，進行天線控制流程，並根據經過前述移除步驟的待測組合列表101，在步驟202以其包含的天線方向組合控制天線100A、100B及100C對外部電子裝置12進行封包傳輸測試，並繼續步驟203至209的流程。
於一實施例中，當步驟203中處理單元102判斷目前測試的支援傳輸速率為最高支援傳輸速率，例如Rate7時，
處理單元102將進行至步驟211，從當下的待測組合列表中，選擇其中之一天線方向組合控制天線100A、100B及100C與外部電子裝置12進行通訊。
更詳細地說，當目前測試的支援傳輸速率為最高支援傳輸速率時，處理單元102將從對應高支援傳輸速率的待測組合列表中，選擇其中之一天線方向組合控制天線100A、100B及100C與外部電子裝置12進行通訊。
於另一實施例中，當步驟208中處理單元102判斷待測組合列表101中的天線方向組合的數量為零時，處理單元102將進行至步驟212，從已在步驟206移除的天線方向組合中，選擇其中之一天線方向組合控制天線100A、100B及100C與外部電子裝置12進行通訊。
更詳細地說，當目前進行測試的支援傳輸速率為例如，但不限於Rate5，且待測組合列表101在步驟202進行三個天線方線組合的封包傳輸測試時，如果這三個天線方向組合對應的傳輸錯誤參數都因為不位於錯誤門檻範圍，而於步驟205移除，將使得待測組合列表101的天線方線組合數量為零。此時，處理單元102將從這三個已移除的天線方向組合中，選擇其中之一天線方向組合控制天線100A、100B及100C與外部電子裝置12進行通訊。
因此，本發明的天線控制方法200可以藉由傳輸錯誤參數篩選天線方向組合，大幅減少測試的時間，以產生最佳的天線方向組合，有效率地控制無線通訊裝置的運作。
於一實施例中，當步驟209中處理單元102判斷目前測試的支援傳輸速率為最低支援傳輸速率時，天線控制方法200可藉由接收訊號強度進行天線方向組合的篩選，並決定下一階段測試的支援傳輸速率，進一步減少測試的時間。
第3圖為本發明一實施例中，天線控制方法200的子流程300的流程圖。當步驟209中處理單元102判斷目前測試的支援傳輸速率為最低支援傳輸速率時，天線控制方法200將進入A點，以接續至子流程300。
於步驟301，處理單元102根據先前步驟201的封包傳輸測試，擷取各天線在各天線組合中之接收訊號強度。於一實施例中，接收訊號強度為接收訊號強度指標(Received Signal Strength Indicator；RSSI)。因此，以天線100A為例，當有十個天線方向組合時，將產生對應天線100A的十個接收訊號強度RSSI1至RSSI10。
於步驟302，處理單元102判斷待測組合列表101的天線方向組合是否符合訊號強度狀況。
於一實施例中，訊號強度狀況是天線方向組合所包含的天線100A、100B、100C中，接收訊號強度小於強度門檻值的天線數目大於或等於一數目門檻值的狀況。
舉例而言，數目門檻值可為三。當天線方向組合包含的天線100A、100B、100C的接收訊號強度均小於強度門檻值時，此天線方向組合即符合訊號強度狀況。因此於步驟303，處理單元102將此天線方向組合自待測組合列表101移除。於另一範例中，數目門檻值可為一。因此，當
天線方向組合所包含的天線100A、100B、100C其中之一的接收訊號強度小於強度門檻值時，處理單元102即判斷此天線方向組合符合訊號強度狀況，並於步驟303，將此天線方向組合自待測組合列表101移除。
於一實施例中，強度門檻值為各天線的全向性(omni direction)接收訊號強度RSSIomni。以天線100A為例，處理單元102將判斷天線100A的接收訊號強度是否小於天線100A的全向性接收訊號強度RSSIomni。
當其中一個天線方向組合的天線100A、100B、100C中，接收訊號強度小於其全向性接收訊號強度的天線數目大於或等於數目門檻值時，處理單元102將此天線方向組合自待測組合列表101移除。
於另一實施例中，強度門檻值為各天線在所有天線方向組合中的平均接收訊號強度RSSIavg。以天線100A為例，當總共有十個天線方向組合時，強度門檻值為天線100A在十個天線方向組合中的方向所測得的接收訊號強度RSSI1至RSSI10加總後除以十的平均值。處理單元102將判斷天線100A的接收訊號強度是否小於此平均值。
當其中一個天線方向組合的天線100A、100B、100C中，接收訊號強度小於其平均接收訊號強度RSSIavg的天線數目大於或等於數目門檻值時，處理單元102將此天線方向組合自待測組合列表101移除。
於又一實施例中，處理單元102可選擇性地判斷天線方向組合包含的天線100A、100B、100C的接收訊
號強度是否既小於的全向性接收訊號強度RSSIomni，又小於平均接收訊號強度RSSIavg。唯有兩者都成立時，處理單元102才將此天線方向組合自待測組合列表101移除。
於一實施例中，當處理單元102於步驟302判斷天線方向組合包含的天線100A、100B、100C的接收訊號強度至少其中之一不小於強度門檻值，或是已於步驟303將滿足條件的天線方向組合自待測組合列表101移除後，於步驟304，處理單元102判斷是否待測組合列表101中的天線方向組合都已判斷完畢。
當步驟304中，處理單元102判斷待測組合列表101中的天線方向組合尚未完全判斷時，流程將回至步驟301，擷取尚未判斷的天線方向組合對應的接收訊號強度，以繼續步驟301至303的處理。
而當步驟304中，處理單元102判斷待測組合列表101中的天線方向組合均已經過判斷時，流程將進行至步驟305，由處理單元102根據待測組合列表101中，天線方向組合的天線100A、100B、100C的最小接收訊號強度，決定所提高測試的支援傳輸速率。
接著，子流程300將進入B點，以接續回至第2圖的步驟201，處理單元102在提高後的支援傳輸速率下，進行天線控制流程，並根據經過前述移除步驟的待測組合列表101，在步驟202以其包含的天線方向組合控制天線100A、100B及100C對外部電子裝置12進行封包傳輸測試，並繼續步驟203至209的流程。
請參照第4圖。第4圖為本發明一實施例中，接收訊號強度RSSI與支援傳輸速率間的對應關係的示意圖。
如第4圖所示，不同的支援傳輸速率Rate1、Rate3、Rate4、Rate5、Rate6、Rate7將可對應不同的接收訊號強度。舉例而言，支援傳輸速率Rate1對應-75dB以上的接收訊號強度。支援傳輸速率Rate3對應-75dB至-70dB的接收訊號強度。支援傳輸速率Rate4對應-70dB至-65dB的接收訊號強度。支援傳輸速率Rate5對應-65dB至-60dB的接收訊號強度。支援傳輸速率Rate6對應-60dB至-55dB的接收訊號強度。支援傳輸速率Rate7對應-55dB以上的接收訊號強度。
因此，當待測組合列表101中，天線方向組合的天線100A、100B、100C的最小接收訊號強度為-63dB時，處理單元102將得知此些天線方向組的表現較佳，可直接將支援傳輸速率提高到Rate5，不需要再對Rate3至Rate4的支援傳輸速率進行測試。
需注意的是，接收訊號強度與支援傳輸速率間的對應關係可實作為一個儲存在儲存單元104中的查找表103，以由處理單元102擷取並判斷。並且，於一實施例中，接收訊號強度與支援傳輸速率間的對應關係可由預先測試天線100A、100B、100C的特性而建立。
因此，本發明的天線控制方法200的子流程300可以進一步藉由接收訊號強度篩選天線方向組合，並根據接收訊號強度決定測試的支援傳輸速率，大幅減少測試的時
間，以產生最佳的天線方向組合，有效率地控制無線通訊裝置的運作。
需注意的是，上述實施例中，無線通訊裝置10包含的天線的數目僅為一範例。於不同實施例中，無線通訊裝置10可包含不同數目的天線，不為上述實施例的數目所限。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的原則之內所作的任何修改，等同替換和改進等均應包含本發明的保護範圍之內。
Claims (10)
- 一種天線控制方法，應用於包含複數個天線的一無線通訊裝置中，該天線控制方法包括：於一支援傳輸速率下，進行一天線控制流程，該天線控制流程包含：根據該等天線的一待測組合列表中的複數個天線方向組合，控制該等天線對一外部電子裝置進行一封包傳輸測試，其中每一該等天線方向組合為該等天線各自的指向方向組合；根據該封包傳輸測試，擷取各該等天線方向組合對應的一傳輸錯誤參數；將不位於一錯誤門檻範圍的該傳輸錯誤參數所相應的該等天線方向組合自該待測組合列表移除後，判斷該待測組合列表中的該等天線方向組合的數量是否等於零；以及若是，從已移除的該等天線方向組合中，選擇其中之一該等天線方向組合控制該等天線與該外部電子裝置進行通訊。
- 如請求項1所述的天線控制方法，其中若該待測組合列表中的該等天線方向組合的數量不等於零，該天線控制方法更包含：提高該支援傳輸速率，並於所提高的該支援傳輸速率下，使該待測組合列表進行該天線控制流程。
- 如請求項2所述的天線控制方法，其中若該待測組合列表中的該等天線方向組合的數量不等於零，在提高該支援傳輸速率的步驟前，該天線控制方法更包含：判斷該支援傳輸速率是否為一最低支援傳輸速率；當該支援傳輸速率是該最低支援傳輸速率時，根據該封包傳輸測試，擷取各該等天線在各該等天線組合中之一接收訊號強度；以及將符合一訊號強度狀況的至少一該等天線方向組合自該待測組合列表移除後，再提高該支援傳輸速，其中該訊號強度狀況為該等天線方向組合所包含的該等天線中，該接收訊號強度小於一強度門檻值的天線數目大於或等於一數目門檻值。
- 如請求項3所述的天線控制方法，提高該支援傳輸速率的步驟更包含：根據該待測組合列表中，該等天線方向組合的該等天線的一最小接收訊號強度決定所提高的該支援傳輸速率。
- 如請求項4所述的天線控制方法，更包含：根據該最小接收訊號強度，藉由一查找表決定所提高的該支援傳輸速率，其中該查找表包含該接收訊號強度與該支援傳輸速率間的對應關係。
- 如請求項3所述的天線控制方法，其中該強度門檻值為各該等天線的一全向性(omni direction)接收訊號強度，或各該等天線在所有該等天線方向組合中的一平均接收訊號強度。
- 如請求項3所述的天線控制方法，其中該接收訊號強度為一接收訊號強度指標(Received Signal Strength Indicator；RSSI)。
- 如請求項3所述的天線控制方法，其中該無線通訊裝置具有複數個支援傳輸速率，當判斷該支援傳輸速率不為該最低支援傳輸速率時，該天線控制方法更包含：將該支援傳輸速率由一目前支援傳輸速率提高至該等支援傳輸速率中最接近該目前支援傳輸速率者。
- 如請求項1所述的天線控制方法，其中在進行該天線控制流程前，更包括：判斷該支援傳輸速率的大小是否達到一最高支援傳輸速率；若是，選擇該待測組合列表中其中之一該等天線方向組合控制該等天線與該外部電子裝置進行通訊；以及若否，於該支援傳輸速率下，進行該天線控制流程。
- 如請求項1所述的天線控制方法，其中該傳輸錯誤參數是根據一封包重傳次數決定。
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