[发明专利]射频传送及接收波束成形的方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线系统，特别涉及一种具有波束成形性能的无线系统。

背景技术

在计算机网络中，无线接入点或基站将无线通讯装置连接至无线网络，如无线局域网络(Wireless Local Area Network，WLAN)、无线城域网络(Wireless Metropolitan Area Network)或其他相关规范的网络。该无线接入点或基站通常连接至有线网络，无线通讯装置(如计算机或打印机)与该有线网络中的有线装置即可通过该无线接入点或基站传递数据。

定位装置如全球卫星定位系统(global positioning system，GPS)已广泛地应用于手提式装置，如移动电话、MP3随身听或汽车电子中。目前，WLAN装置通常内嵌于上述装置或其他手提式装置中。

波束成形(Beamforming)为一种信号处理技术，其用于感测阵列的指向性信号传输与接收。在无线装置中，利用多个天线或多个收发机的波束成形方法已被用于增强信号强度及增加一个或多个预传送方向的信号距离。以往，已使用许多方法来执行波束成形以建立初始连接。传统技术包含使用数字信号处理器(DSP processor)及现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)晶片用以在不同的型态(pattern)中进行搜寻。然而，此技术也同时需要相当高的成本。

波束成形另一个常见的方法需要使用现有的各向同性的(isotropic)信号以建立初始连接，接着执行波束成形以提升信噪比的值。使用此技术时，当距离增加时，信噪比的值会开始下降，进而导致整体性能表现下滑。因此，使用此现有各向同性的信号的方法将受限于各向同性的距离。

波束成形第三个方法，其包含使用多个天线和多个收发机以增强信号强度及信号传送距离。然而，待连接位置是未知的，所以经常因连接位置太远无法达到而导致连接失败。所以，因为在错误的地点接收非引导(non-guided)波束或根本没接收到任何信号证明此为耗时且无效率的方法。

因此，需要一种传送及接收波束成形的方法，其可克服上述实际操作上的问题。此方法需是有成本效益、容易实现、有效率及有优异工作性能特性。本发明即满足这些需求。

发明内容

本发明提出一种使用预载无线接入点位置的射频传送及接收波束成形的方法与系统以满足上述的需求。为达到上述目标，该方法与系统提供具有如全球卫星定位系统的定位系统的无线网络装置；提供接入点，该接入点广播其位置；根据该位置计算从该装置朝向该接入点的相关向量；调控具有发声封包的传送波束朝向该接入点；通过该接入点计算频道的状态；以及通过该接入点传送封包至该无线网络装置以建立连接。

根据本发明的系统与方法，其一个优点为通过计算相关向量而向已知方向传送波束成形。本发明提供更多有效连接，相对的，传统方法其传送的信号可能无法被接收到，或接收到的信号已相当微弱进而导致低传输量。根据本发明的系统与方法的第二个优点是，其因为事先确定接入点位置，因而提升了传送距离以及信号传输量。

附图说明

图1A描述了根据本发明的一个实施例的无线网络装置系统；

图1B描述了根据本发明的另一实施例的无线网络装置系统；

图1C描述了在图1B中的无线网络装置系统与接入点通讯情形；

图2为广播其位置的无线接入点的示意图；

图3显示无线接入点经由无线网络广播其位置至无线网络装置；

图4为朝向无线网络装置决定的接入点的计算的相关向量图；

图5为无线网络装置与接入点用以建立连接的协议过程流程图；以及

图6描述了传统以及位置(全球卫星定位系统)协助的波束成形技术的传送距离。

主要元件符号说明

10、10′、10A、10B    无线网络装置系统

12、12′              全球卫星定位系统

14、14′              无线网络装置

15                    无线通讯装置

16、16′              电子罗盘

17                    网络存取装置

18′                  预载无线接入点

19                    全球卫星定位系统装置

20、20′              天线

202、202′            无线接入点