專利名稱：無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，特別是涉及一種使用指向性天線進(jìn)行室內(nèi)空間幾何切割以增加無線頻寬的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無線網(wǎng)絡(luò)能讓使用者以無線電波存取網(wǎng)絡(luò)資源，不必受限于實(shí)體網(wǎng)絡(luò)線，已成為最重要的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)之一。要在一個(gè)空間內(nèi)使用無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要布署無線路由器/無線基站來當(dāng)作使用者存取網(wǎng)絡(luò)時(shí)的無線存取點(diǎn)(Access Point，AP)。無線存取點(diǎn)設(shè)有收發(fā)無線電訊號(hào)的天線， 以便和使用者使用的終端機(jī)(如計(jì)算機(jī))進(jìn)行無線通訊。為運(yùn)用無線媒體，無線存取點(diǎn)會(huì)基于跳頻(hopping)與頻道選擇(channel selection)的原理而在數(shù)個(gè)可用頻段上選擇一個(gè)不受干擾的子頻段進(jìn)行通訊。依照無線網(wǎng)絡(luò)頻譜使用的標(biāo)準(zhǔn)(如IEEE 802. 11)，頻段被切為11個(gè)子頻段，其中有三個(gè)子頻段所涵蓋的頻率范圍互不重迭。因此，當(dāng)無線存取點(diǎn)使用全向性天線時(shí)，在同一個(gè)空間內(nèi)，同時(shí)可以使用三臺(tái)無線存取點(diǎn)分別使用三個(gè)不同的子頻段進(jìn)行通訊而不互相干擾，如圖1所示。圖1所示意的是以三個(gè)無線存取點(diǎn)AP01、AP02與AP03在空間SO中形成無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的情形；由于三個(gè)無線存取點(diǎn)APOl至AP03使用全向性天線，故各無線存取點(diǎn)的涵蓋范圍可分別用圓形范圍CHOl 至CH03代表。假設(shè)每一個(gè)子頻段的最高可用下傳頻寬(Downlink Bandwidth)為X，即從無線存取點(diǎn)傳送資料給使用者的頻寬為X，而同一空間最高可同時(shí)使用三個(gè)子頻段的頻寬進(jìn)行不相互干擾的無線通訊，因此可使用的無線下傳頻寬總和為3X。然而，當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要的下傳頻寬超過3X時(shí)，圖1中的現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)計(jì)便無法負(fù)荷頻寬需求，這表示現(xiàn)有的系統(tǒng)設(shè)計(jì)在頻寬負(fù)荷上有規(guī)模擴(kuò)充性(scalability)的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，本實(shí)用新型涉及一種使用指向性天線進(jìn)行室內(nèi)空間幾何切割以增加無線頻寬的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。根據(jù)本實(shí)用新型，提出一種無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，應(yīng)用于一空間，該空間有一第一側(cè)與一第二側(cè)，而該無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括有一第一指向性天線，設(shè)于該第一側(cè)，指向該第二側(cè)；以及一第二指向性天線，設(shè)于該第二側(cè)，指向該第一側(cè)。該無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還包含一第一無線模塊，耦接該第一指向性天線，經(jīng)由該第一指向性天線收發(fā)無線訊號(hào)；以及一第二無線模塊，耦接該第二指向性天線，經(jīng)由該第二指向性天線收發(fā)無線訊號(hào)。該無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還包含一第三指向性天線，設(shè)于該第一側(cè)，指向該第二側(cè)，其中該第一指向性天線與該第三指向性天線分別涵蓋該第二側(cè)的不同區(qū)域。該無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還包含一第三無線模塊，耦接該第三指向性天線，經(jīng)由該第三指向性天線收發(fā)無線訊號(hào)。[0010]該無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的該第一無線模塊與該第三無線模塊使用相同的子頻段。該無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的該第一無線模塊與該第三無線模塊使用不同的子頻段。該無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還包含一第四指向性天線，設(shè)于該第二側(cè)，指向該第一側(cè)，其中該第二指向性天線與該第四指向性天線分別涵蓋該第一側(cè)的不同區(qū)域。該無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還包含一第四無線模塊，耦接該第四指向性天線，經(jīng)由該第四指向性天線收發(fā)無線訊號(hào)。根據(jù)本實(shí)用新型，還提出另一種無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，應(yīng)用于一空間，該空間有一第一側(cè)與一第二側(cè)，而該無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包含有多個(gè)第一指向性天線，設(shè)于該第一側(cè)，指向該第二側(cè)；以及，多個(gè)第二指向性天線，設(shè)于該第二側(cè)，指向該第一側(cè)。該無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還包含一第一無線模塊，耦接這些第一指向性天線的至少其中的一用以收發(fā)無線訊號(hào)；以及一第二無線模塊，耦接這些第二指向性天線的至少其中的一用以收發(fā)無線訊號(hào)。為了對(duì)本實(shí)用新型的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下。

圖1示意的是以全向性天線架構(gòu)室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)。圖2至圖4分別示意本實(shí)用新型不同實(shí)施例的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。附圖符號(hào)說明10:無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)SO、Si、S2:空間AP01-AP03 無線存取點(diǎn)Ala-Ale、A2a-A2b、A3a-A3d、A4a_A4d 指向性天線APla-APlc、AP2a_AP2b、AP3a_AP3d、AP4a_AP4d、AP5a_AP5e、AP6a_AP6e 無線模塊CH01-CH03、CHla-CHlc、CH2a_CH2b、CH3a_CH3d、CH4a_CH4d 范圍SS 服務(wù)伺服器
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的配置技術(shù)，利用空間切割的方式來配置指向性天線與子頻段，以規(guī)模性地增加無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在同一空間內(nèi)的總使用下傳頻寬。通過本實(shí)用新型無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以有效地增加空間內(nèi)的同時(shí)使用者數(shù)量與下傳頻寬。本實(shí)用新型是在無線存取點(diǎn)上使用指向性天線來傳輸(收發(fā))無線訊號(hào)。指向性天線與全向性天線不同的地方在于，全向性天線所傳播的訊號(hào)范圍是一個(gè)圓形的廣播范圍，而指向性天線的無線訊號(hào)傳播范圍可以限縮到一個(gè)扇形的范圍。而本實(shí)用新型即是利用扇形范圍切割分配室內(nèi)的空間，以不互相干擾為前提。在子頻段分配方面，本實(shí)用新型設(shè)定指向性天線的扇形范圍指向、角度與訊號(hào)強(qiáng)度，將不同子頻段的扇形范圍交互配置，以某一子頻段的范圍錯(cuò)開另一子頻段之間互相干擾的范圍，也就是用著色理論來分配各扇形范圍使用的子頻段。第一實(shí)施例
4[0030]請(qǐng)參考圖2，其所示意的是依據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例而在一空間Sl中架構(gòu)一無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)10的情形。無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)10中設(shè)有指向性天線Ala、Alb、Ale、A2a以及A2b， 分別耦接無線模塊APla、APlb,APlc,AP2a以及AP^，。各無線模塊APla至APlc、APh至 AP2b可以分別為一無線存取點(diǎn)，分別經(jīng)由指向性天線Ala至Ale、Ah至A2b收發(fā)無線訊號(hào)；各無線模塊APla至APlc、AP2a至AP2b并耦接至一服務(wù)伺服器SS，以在空間Sl中提供無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如隨選視訊(VoD，Video on Demand)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議電視(IPTV，Internet Protocol Television)等。在圖2中，指向性天線Ala至Ale、Ah至A2b收發(fā)無線訊號(hào)的扇形涵蓋范圍可分別用范圍CHla至CHlc、CH2a與Cffib來表示。其中，指向性天線Ala至Alc放置于空間S 的一側(cè)，分別經(jīng)由連結(jié)線連接到無線模塊APla至APlc。范圍CHla至CHlc涵蓋的扇形范圍在空間Sl內(nèi)部互不重迭，不會(huì)互相干擾，故無線模塊APla至APlc可使用第一子頻段。另兩個(gè)指向性天線Ah至A2b則依序放置于空間Sl的另一側(cè)，并分別經(jīng)由連結(jié)線連接到無線模塊AP 至AP2b ；無線模塊4 加與々 213可使用第二子頻段。其中，第二子頻段是和第一子頻段相異的子頻段，兩頻段涵蓋不同的頻率范圍。指向性天線Ah與A2b的無線訊號(hào)涵蓋范圍Cffia與CH2b隔開了范圍CHla至CHlc。范圍CHla與Cffia之間可以有部分重迭，但因?yàn)閮烧叻謩e使用不同的子頻段，因此不會(huì)互相干擾。在范圍CHla至CHlC之間，因?yàn)閷?shí)體訊號(hào)已經(jīng)被區(qū)隔開來，也不會(huì)相互干擾；同理，范圍Cffia與CH2b也不會(huì)有互相干擾的情形。也就是說，在本實(shí)用新型中，可依據(jù)指向性天線的扇形范圍對(duì)空間進(jìn)行幾何切割， 使空間中位于相對(duì)(相反)兩側(cè)的指向性天線分別指向空間內(nèi)部相對(duì)的另一側(cè)。然后，便可依據(jù)地圖著色理論分配各扇形范圍使用的子頻段；相鄰的扇形范圍(如范圍CHla與Cffia) 使用不同的子頻段(可比擬為涂上不同的顏色)，空間中不相鄰的扇形范圍(如范圍CHla 與CHlb)則可使用相同或不同的子頻段。假設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)10在范圍CHla至CHlc、CH2a至CH2b中使用不同的子頻段， 且每一個(gè)子頻段的最高可用頻寬為X，則圖2空間Sl中最高可使用的無線頻寬為3X+2X = 5X。由此可知，本發(fā)明可有效增加無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在一定空間中所能提供的頻寬，讓更多使用者(更多終端機(jī))能同時(shí)存取無線網(wǎng)絡(luò)。第二實(shí)施例若無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所需的頻寬超過5X時(shí)，只需要縮小指向性天線的角度，增加指向性天線與對(duì)應(yīng)的無線模塊/無線存取點(diǎn)，即可增加空間內(nèi)的使用總頻寬。請(qǐng)參考圖3，其所示意的是依據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例而為空間Sl布建的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)20。無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 20中設(shè)有指向性天線A3a至A3d與A^至A4d、對(duì)應(yīng)的無線模塊AP3a至AP3d與AP^至 AP4d，以及服務(wù)伺服器SS。其中，四個(gè)指向性天線A3a至A3d放置于空間的一側(cè)，收發(fā)無線訊號(hào)的涵蓋范圍分別為范圍CH3a至CH3d，并分別經(jīng)由連結(jié)線連接到無線模塊AP3a至AP3d ； 而這四個(gè)無線模塊AP3a至AP3d可以使用第一子頻段。在空間Sl的另一側(cè)，則依序排列另外四個(gè)指向性天線Ma至A4d ；指向性天線A4a 至A4d的無線訊號(hào)涵蓋范圍分別為范圍CH4a至CH4d，并分別經(jīng)由連結(jié)線連接到無線模塊 AP4a至AP4d，各無線模塊AP^至AP4d可以使用第二子頻段。由圖3可看出，指向性天線 A3a至A3d排列于空間Sl的一側(cè)，并朝空間Sl的內(nèi)部指向另一側(cè)(也就是指向性天線Ma至A4d所在的一側(cè))。位于同一側(cè)的指向性天線會(huì)在另一側(cè)涵蓋不同的區(qū)域，例如說，位在同一側(cè)的指向性天線A3a與A!3b分別涵蓋指向性天線A4a的左右兩邊。對(duì)范圍CH3a至CH3d與CH4a至CH4d而言，假設(shè)每一個(gè)范圍中各自的最高使用頻寬為X，則圖3無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)20在空間Sl中所能提供的最高可使用無線頻寬就會(huì)是4X+4X =8X，足以有效因應(yīng)無線頻寬需求增加的問題。如圖2與圖3所示，空間Sl內(nèi)所提供的總無線頻寬經(jīng)過配置之后可以從5X上升到狀，證明本實(shí)用新型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有效地提升了總無線頻寬，并解決了原有無線系統(tǒng)設(shè)計(jì)在頻寬負(fù)荷上的規(guī)模擴(kuò)充性的問題。由于多邊形或不規(guī)則形狀的空間都能被幾何分割為扇形(三角形)范圍，故本實(shí)用新型能應(yīng)用于各種形狀的空間，如圖4所示。圖4是依據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)30，其應(yīng)用于為一個(gè)具有不規(guī)則輪廓的空間S2所建置。無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)30包括無線模塊(例如無線存取點(diǎn)至APk與AP6a至AP6e、對(duì)應(yīng)的指向性天線以及服務(wù)伺服
SS ο總結(jié)來說，本實(shí)用新型無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)利用指向性天線所產(chǎn)生的扇形范圍，配合空間的幾何切割，降低下載頻寬訊號(hào)互相干擾的問題，以增加指向性天線的方式提升同時(shí)使用的下載總頻寬。本實(shí)用新型可改善現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在頻寬配置方面的規(guī)模擴(kuò)張性問題。在現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，無法隨著無線頻寬需求提升而以增加設(shè)備的方式來提高無線頻寬，導(dǎo)致規(guī)模擴(kuò)張性問題。相較之下，本實(shí)用新型只需要使用指向性天線，配合現(xiàn)有的無線存取點(diǎn)的硬件，再加上空間的配置與幾何切割，就能使無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有規(guī)模擴(kuò)張性，讓無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也能夠隨著使用者增加而擴(kuò)充無線網(wǎng)絡(luò)的頻寬，以有效支援高頻寬需求的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。本實(shí)用新型可滿足各種需要大量無線下載頻寬的應(yīng)用，如高畫質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)隨選電視就是一個(gè)例子。當(dāng)每個(gè)使用者使用各自的移動(dòng)裝置/終端機(jī)在接收高畫質(zhì)的多媒體節(jié)目時(shí)，現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)配置無法讓20個(gè)以上的使用者同時(shí)觀賞不同的影片節(jié)目。相較之下， 運(yùn)用本實(shí)用新型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，就可以隨著空間內(nèi)的頻寬需求配置足夠的無線頻寬，使多個(gè)使用者能同時(shí)從無線網(wǎng)絡(luò)接收不同的高畫質(zhì)節(jié)目。本實(shí)用新型可應(yīng)用于各種封閉或半封閉的室內(nèi)環(huán)境與空間，例如建筑內(nèi)部、載具內(nèi)部(如機(jī)艙、車廂)等等。綜上所述，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的前提下， 可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍是以本實(shí)用新型的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，應(yīng)用于一空間，該空間有一第一側(cè)與一第二側(cè)，其特征是，該無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包含有一第一指向性天線，設(shè)于該第一側(cè)，指向該第二側(cè)；以及一第二指向性天線，設(shè)于該第二側(cè)，指向該第一側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征是還包含一第一無線模塊，耦接該第一指向性天線，經(jīng)由該第一指向性天線收發(fā)無線訊號(hào)；以及一第二無線模塊，耦接該第二指向性天線，經(jīng)由該第二指向性天線收發(fā)無線訊號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征是還包含一第三指向性天線，設(shè)于該第一側(cè)，指向該第二側(cè)，其中該第一指向性天線與該第三指向性天線分別涵蓋該第二側(cè)的不同區(qū)域。
4.如權(quán)利要求3所述的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征是還包含一第三無線模塊，耦接該第三指向性天線，經(jīng)由該第三指向性天線收發(fā)無線訊號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征是，其中該第一無線模塊與該第三無線模塊使用相同的子頻段。
6.如權(quán)利要求4所述的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征是，其中該第一無線模塊與該第三無線模塊使用不同的子頻段。
7.如權(quán)利要求1所述的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征是還包含一第四指向性天線，設(shè)于該第二側(cè)，指向該第一側(cè)，其中該第二指向性天線與該第四指向性天線分別涵蓋該第一側(cè)的不同區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征是還包含一第四無線模塊，耦接該第四指向性天線，經(jīng)由該第四指向性天線收發(fā)無線訊號(hào)。
9.一種無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，應(yīng)用于一空間，該空間有一第一側(cè)與一第二側(cè)，其特征是，該無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包含有多個(gè)第一指向性天線，設(shè)于該第一側(cè)，指向該第二側(cè)；以及多個(gè)第二指向性天線，設(shè)于該第二側(cè)，指向該第一側(cè)。
10.如權(quán)利要求9所述的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征是還包含一第一無線模塊，耦接這些第一指向性天線的至少其中的一用以收發(fā)無線訊號(hào)；以及一第二無線模塊，耦接這些第二指向性天線的至少其中的一用以收發(fā)無線訊號(hào)。
專利摘要一種無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，應(yīng)用于一空間?？臻g有一第一側(cè)與一第二側(cè)，而無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)則包括至少兩指向性天線，其中一指向性天線設(shè)于第一側(cè)并指向第二側(cè)，另一指向性天線則設(shè)于第二側(cè)并指向該第一側(cè)。
文檔編號(hào)H04W16/20GK202121781SQ20112004509
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
發(fā)明者林正彥, 胡朝棟, 陳昭偉 申請(qǐng)人:圓剛科技股份有限公司