專利名稱：天線陣列控制方法與使用該方法的通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種天線陣列控制方法，且特別是一種能夠?qū)崟r針對移動的客戶端選取最佳輻射模式(radiation pattern)來進(jìn)行通信的天線陣列控制方法及使用其的通信裝置。
背景技術(shù)：
近年來，無線通信技術(shù)發(fā)展迅速，因此，客戶端可以與作為無線保真(WirelessFidelity,W1-Fi)熱點的通信裝置進(jìn)行通信，以執(zhí)行數(shù)據(jù)分享與瀏覽網(wǎng)頁等動作。客戶端例如可以是智能型手機、平板電腦或筆記型電腦等具有無線通信功能的行動裝置，而通信裝置例如可以是作為行動基站的智能型手機、室內(nèi)訪問接入點裝置(indoor access point)或戶外訪問接入點裝置(outdoor access point)等可以允許客戶端連結(jié)上網(wǎng)的通信設(shè)備。全向性天線(omn1-directional antenna)的福射強度會均勻分布，因此大多數(shù)傳統(tǒng)通信裝置使用全向性天線來與各種方向的客戶端進(jìn)行通信。然而，全向性天線的天線能量輻射分散，有效輻射低，覆蓋范圍(coverage)有限。指向性天線(directional antenna)在特定方向的天線福射強度較強且覆蓋范圍較遠(yuǎn)，因此為了提升天線能量輻射效率與覆蓋范圍，部份傳統(tǒng)通信裝置使用具有多根指向性天線的天線陣列來與各方向的客戶端進(jìn)行通信。然而，此類型的傳統(tǒng)通信裝置在一般的無線通信傳輸過程中，必須得知客戶端的具體位置，通過對天線陣列進(jìn)行手動配置控制，才可以利用匹配的輻射模式與客戶端進(jìn)行通信。簡單地說，部份傳統(tǒng)通信裝置本身為多輸入多輸出(Multiple Input MultipleOutput,ΜΙΜΟ)系統(tǒng)，且本身可以通過傳統(tǒng)天線陣列控制方法來選擇最佳輻射模式與特定方向的客戶端進(jìn)行通信，亦即進(jìn)行波束成型(beam forming)。然而,傳統(tǒng)天線陣列控制方法的執(zhí)行時間過長，且精確度不佳。更嚴(yán)重的是，若客戶端有所移動，則天線陣列控制方法并無法實時地追蹤客戶端，以選取最佳輻射模式進(jìn)行通信。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種天線陣列控制方法及使用所述方法的通信裝置。本發(fā)明提供一種天線陣列控制方法，步驟說明如下:每隔探測周期，挑選至少一分組作為至少一探測分組。使用探測輻射模式集合中的其中一個輻射模式來傳送探測分組。選擇所有輻射模式中的分組錯誤率最小者作為最佳輻射模式。于探測周期結(jié)束后，依據(jù)各輻射模式成為最佳輻射模式的當(dāng)前機率獲得備選輻射模式集合。取得備選輻射模式集合中的所有輻射模式的轉(zhuǎn)換機率。依據(jù)該等轉(zhuǎn)換機率、移動變化程度和趨勢集合與備選輻射模式集合獲得目標(biāo)模式集合，以及根據(jù)目標(biāo)模式集合與探測輻射模式集合是否相等來調(diào)整探測周期與探測輻射模式集合。本發(fā)明還提供一種使用上述方法的通信裝置，該裝置包括:天線陣列、輻射模式控制器、射頻電路、天線陣列控制方法執(zhí)行單元，該天線陣列具有多個輻射模式；該輻射模式控制器電性連接該天線陣列，用以根據(jù)輻射模式選擇信號控制該天線陣列使用該些輻射模式的其中之一；該射頻電路電性連接該天線陣列；該天線陣列控制方法執(zhí)行單元電性連接該射頻電路與該輻射模式控制器，每隔探測周期，挑選至少一分組作為至少一探測分組，通過產(chǎn)生該輻射模式選擇信號控制該通信裝置使用天線陣列中的多個欲探測的輻射模式的其中之一來傳送該探測分組，計算該些欲探測的輻射模式的分組錯誤率，并通過產(chǎn)生該輻射模式選擇信號控制該通信裝置選擇所有輻射模式中的分組錯誤率最小者作為該天線陣列的最佳輻射模式；其中于該探測周期結(jié)束后，該天線陣列控制方法執(zhí)行單元依據(jù)各輻射模式成為最佳輻射模式的當(dāng)前機率獲得備選輻射模式集合，取得該備選輻射模式集合中的所有輻射模式的轉(zhuǎn)換機率，依據(jù)該些轉(zhuǎn)換機率、移動變化程度和趨勢集合與該備選輻射模式集合獲得目標(biāo)模式集合，以及根據(jù)該目標(biāo)模式集合與該探測輻射模式集合是否相等來調(diào)整該探測周期與該探測輻射模式集合。綜上所述，本發(fā)明實施例所提供的天線陣列控制方法與通信裝置可以快速且精確地尋找出與客戶端進(jìn)行通信的最佳輻射模式。為使能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅用來說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的權(quán)利范圍作任何的限制。


圖1A是本發(fā)明實施例的通信裝置的方塊圖。圖1B是本發(fā)明實施例的通信裝置的軟硬件架構(gòu)的方塊圖。圖2是本發(fā)明實施例的實時子系統(tǒng)進(jìn)行探測分組發(fā)送的流程圖。圖3是本發(fā)明實施例的實時子系統(tǒng)進(jìn)行探測分組統(tǒng)計的流程圖。圖4A與圖4B分別是線上子系統(tǒng)獲得較佳輻射模式集合的上、下半部的流程圖。圖5是本發(fā)明實施例的離線子系統(tǒng)執(zhí)行指令的流程圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下:1:通信裝置11:天線陣列控制方法執(zhí)行單元111:天線陣列控制算法儲存單元112:存儲單元113:處理器12:輻射模式控制器13:天線陣列14:射頻電路2:以太區(qū)域或廣域網(wǎng)路3:軟硬件架構(gòu)31:軟件層311:離線子系統(tǒng)3111:機率數(shù)據(jù)庫312:線上子系統(tǒng)
3121:機率運算單元313:實時子系統(tǒng)314:裝置驅(qū)動層32:硬件層S201 S6O7:步驟流程
具體實施例方式本發(fā)明實施例提供一種用以執(zhí)行天線陣列控制方法的通信裝置。天線陣列控制方法會實時統(tǒng)計當(dāng)前客戶端的移動變化程度與各輻射模式成為最佳輻射模式的當(dāng)前機率，并根據(jù)當(dāng)前客戶端的移動變化程度、各當(dāng)前機率、各輻射模式的轉(zhuǎn)換機率與各輻射模式成為最佳輻射模式的先驗機率來獲得較有可能成為最佳輻射模式的多個輻射模式的較佳輻射模式集合，以及更新探測模式集合，以使探測模式集合等同或接近于最佳輻射模式集合。接著，天線陣列控制方法探測此輻射模式集合，以快速地獲得最佳輻射模式。如此，即使面對移動變化程度不同的客戶端，使用天線陣列控制方法的通信裝置僅需要對探測模式集合中的輻射模式探測，因此可以實時地追蹤移動的客戶端，并使用最佳輻射模式與客戶端進(jìn)行通信。簡單地說，天線陣列控制方法會充分地利用目前統(tǒng)計信息與先前統(tǒng)計信息，通過機率運算找出較有可能成為最佳輻射模式的多個輻射模式的較佳輻射模式集合。目前統(tǒng)計信息例如包括各輻射模式的當(dāng)前機率與當(dāng)前客戶端的移動變化程度和趨勢集合，且先前統(tǒng)計信息例如包括各輻射模式的轉(zhuǎn)換機率與先驗機率。據(jù)此，天線陣列控制方法尋找最佳輻射模式的精確度較高，且執(zhí)行時間較短。除此之外，通信裝置的吞吐量與覆蓋范圍更可以進(jìn)一步地被提升。以下將進(jìn)一步介紹通信裝置與天線陣列控制方法的實施例。〔通信裝置的實施例〕圖1A是本發(fā)明實施例的通信裝置的方塊圖。通信裝置I會通過以太區(qū)域或廣域網(wǎng)路(Ethernet Local Area Network or Wide Area Network, Ethernet LAN/WAN) 2 連結(jié)因特網(wǎng)服務(wù)提供者(Internet Services Provider, ISP),且客戶端(圖1A未繪示)可以與通信裝置I進(jìn)行通信，以執(zhí)行數(shù)據(jù)分享與瀏覽網(wǎng)頁等動作。另外，通信裝置I可以針對每一個客戶端自多個輻射模式中找出最佳輻射模式來與客戶端進(jìn)行通信，因此，通信裝置I實質(zhì)上可以為具有波束成型功能的多輸入多輸出系統(tǒng)。例如，通信裝置I可以是具有波束成型功能的多輸入多輸出室內(nèi)訪問接入點裝置或戶外訪問接入點裝置。通信裝置I包括天線陣列控制方法執(zhí)行單元11、輻射模式控制器12、天線陣列13與射頻電路14。天線陣列控制方法執(zhí)行單元11電性連接輻射模式控制器12。輻射模式控制器12電性連接天線陣列13。天線陣列13電性連接射頻電路14。射頻電路14電性連接天線陣列控制方法執(zhí)行單元11。天線陣列控制方法執(zhí)行單元11具有天線陣列控制算法儲存單元111、存儲單元112與處理器113。處理器113電性連接天線陣列控制算法儲存單元111與存儲單元112。天線陣列控制算法儲存單元111用以儲存對應(yīng)天線陣列控制方法的算法，例如可以為非揮發(fā)性存儲裝置。處理器113用以依據(jù)天線陣列控制算法儲存單元111所儲存的算法執(zhí)行天線陣列控制方法。存儲單元112用以儲存各種執(zhí)行天線陣列控制方法時所產(chǎn)生的各類型信息。存儲單元112實質(zhì)上可以為非揮發(fā)性或揮發(fā)性存儲裝置。于本發(fā)明圖1A的實施例中，天線陣列控制方法由固件或軟件的方式來實現(xiàn)，但要說明的是，本發(fā)明并不限制于此。換句話說，天線陣列控制方法執(zhí)行單元11可以由硬件、固件或軟件的方式來實現(xiàn)。天線陣列13具有多根天線，且具有多種輻射模式供射頻電路14可以切換。射頻電路14使用天線陣列13中的其中一種輻射模式來傳送或接收分組。輻射模式控制器12依據(jù)天線陣列控制方法執(zhí)行單元11的輻射模式選擇信號來指示天線陣列13選擇其中一種輻射模式。請參照圖1A與圖1B，圖1B是本發(fā)明實施例的通信裝置的軟硬件架構(gòu)的方塊圖。通信裝置I的軟硬件架構(gòu)3可以包括硬件層32(圖1A中非屬于天線陣列控制方法執(zhí)行單元11的其他元件)與軟件層31 (由天線陣列控制方法執(zhí)行單元11執(zhí)行天線陣列控制方法而形成)。軟件層31可以分為離線子系統(tǒng)311、線上子系統(tǒng)312、實時子系統(tǒng)313與裝置驅(qū)動層314。裝置驅(qū)動層314位于硬件層32之上，具有驅(qū)動程式以驅(qū)動硬件層32所對應(yīng)的各元件。實時子系統(tǒng)313通過裝置驅(qū)動層314控制通信裝置I使用多個輻射模式的其中之一來傳送探送分組，以由此獲得各輻射模式的分組錯誤率與最佳輻射模式的接收信號強度指示變化率。離線子系統(tǒng)311具有機率數(shù)據(jù)庫3111，以儲存各種統(tǒng)計信息，并將儲存的統(tǒng)計信息作為下一次探測時的先前統(tǒng)計信息。線上子系統(tǒng)312主要負(fù)責(zé)監(jiān)控每一個客戶端，且特別是移動的客戶端。線上子系統(tǒng)312具有機率運算單元3121。機率運算單元3121用以計算各輻射模式成為最佳輻射模式的當(dāng)前機率，并且根據(jù)各輻射模式的當(dāng)前機率、轉(zhuǎn)換機率、先驗機率與客戶端的移動變化程度和趨勢集合等計算出各輻射模式之后可作為最佳輻射模式的目標(biāo)機率。然后，線上子系統(tǒng)312根據(jù)排序目標(biāo)機率，以獲得前面數(shù)個目標(biāo)機率較大者作為目標(biāo)輻射模式集合，并判斷目標(biāo)輻射模式集合是否與探測輻射模式集合相同。若目標(biāo)輻射模式集合與探測輻射模式集合相同，則線上子系統(tǒng)312會記錄目前輻射模式集合，并且將下一次進(jìn)行探測的探測輻射模式集合設(shè)為目標(biāo)模式集合。〔實時子系統(tǒng)進(jìn)行探測分組發(fā)送的實施例〕請參照圖2，圖2是本發(fā)明實施例的實時子系統(tǒng)進(jìn)行探測分組發(fā)送的流程圖。首先，在步驟S201中，實時子系統(tǒng)判斷目前是否需要進(jìn)行探測。若目前需要進(jìn)行探測，則執(zhí)行步驟S202。若目前不需要進(jìn)行探測，則執(zhí)行步驟S204。實時子系統(tǒng)是在每隔一個探測周期Ti選擇至少一個分組作為探測分組來傳送，因此可以通過判斷是否進(jìn)入下一個探測周期Ti來決定是否需要進(jìn)行探測，其中i表示探測次數(shù)索引值。在步驟S204中，因為目前并不需要進(jìn)行探測(此時的分組并未作為探測分組)，因此，實時子系統(tǒng)控制天線陣列使用最佳輻射模式來傳送與接收分組。另外，在步驟S204中，實時子系統(tǒng)還會將天線陣列用來接收分組的輻射模式一并設(shè)為最佳輻射模式。在步驟S202中，實時子系統(tǒng)判斷于探測輻射模式集合Si (包括所有輻射模式的部份)中，探測分組發(fā)送個數(shù)的最小值是否小于探測分組發(fā)送視窗值。若探測分組發(fā)送個數(shù)的最小值小于探測分組發(fā)送視窗值，則執(zhí)行步驟S203。若探測分組發(fā)送個數(shù)的最小值等于探測分組發(fā)送視窗值，亦即，探測輻射模式集合Si中的所有的輻射模式的探測分組發(fā)送個數(shù)都等于探測分組發(fā)送視窗值，則執(zhí)行步驟S205。在步驟S203中，實時子系統(tǒng)控制天線陣列使用探測輻射模式集合中Si中對應(yīng)探測分組發(fā)送個數(shù)的最小值的輻射模式來傳送探測分組。另外，在步驟S203中，實時子系統(tǒng)還會將天線陣列13用來接收分組的輻射模式一并設(shè)為探測輻射模式集合中Si中對應(yīng)探測分組發(fā)送個數(shù)的最小值的輻射模式。通過步驟S202與S203的執(zhí)行，實時子系統(tǒng)會使得測輻射模式集合Si中的每一個輻射模式的探測分組發(fā)送個數(shù)一致，而增加分組錯誤率的可比較性。在步驟S205中，實時子系統(tǒng)依據(jù)統(tǒng)計折損值來折損探測輻射模式集合Si中的所有的輻射模式的探測分組發(fā)送個數(shù)。接著，在步驟S206中，實時子系統(tǒng)控制天線陣列使用對應(yīng)分組錯誤機率最小的輻射模式傳送探測分組，以及更新最佳輻射模式為對應(yīng)分組錯誤機率最小的輻射模式。另外，在步驟S206中，實時子系統(tǒng)還會將天線陣列用來接收分組的輻射模式一并設(shè)為對應(yīng)分組錯誤機率最小的輻射模式。更進(jìn)一步地說，于目前多數(shù)的傳輸協(xié)定中，當(dāng)客戶端接收到分組后，客戶端會回傳確認(rèn)信息(例如，ACK信號)給通信裝置，或者，當(dāng)客戶端在一定時間未收到分組時，會傳送未確認(rèn)信號(例如，NACK信號)給通信裝置。因此，實時子系統(tǒng)將可以得知通信裝置傳送的探測分組是否已正確地傳送至客戶端，而藉此獲得探測輻射模式集合Si中的輻射模式的分組錯誤率。值得一提的是，探測周期Ti與探測輻射模式集合Si是由線上子系統(tǒng)決定。為了提升天線陣列控制方法的精確度與執(zhí)行速度，線上子系統(tǒng)會動態(tài)地調(diào)整探測周期Ti,并且會盡量地使探測輻射模式集合Si貼近于較佳輻射模式集合S。〔實時子系統(tǒng)進(jìn)行探測分組統(tǒng)計的實施例〕請參照圖3，圖3是本發(fā)明實施例的實時子系統(tǒng)進(jìn)行探測分組統(tǒng)計的流程圖。當(dāng)通信裝置進(jìn)行探測分組的傳送后，實時子系統(tǒng)會接著進(jìn)行探測分組統(tǒng)計，以獲得最佳輻射模式的接收信號強度指示變化率。首先，在步驟S301中，實時子系統(tǒng)判斷傳送的分組是否為探測分組。若傳送的分組并非為探測分組，則執(zhí)行步驟S302。相反地，若傳送的分組為探測分組，則執(zhí)行步驟S305。在步驟S302中，實時子系統(tǒng)統(tǒng)計分組的接收信號強度指示。接著，在步驟S303中，實時子系統(tǒng)判斷接收信號強度指示的取樣數(shù)目是否足夠。若接收信號強度指示的取樣數(shù)目足夠，則執(zhí)行步驟S304。相反地，若接收信號強度指示的取樣數(shù)目并不足夠，則結(jié)束探測分組統(tǒng)計步驟。值得說明的是，步驟S303可以通過判斷用于統(tǒng)計接收信號強度指示的統(tǒng)計周期是否到達(dá)來決定接收信號強度指示的取樣數(shù)目是否足夠。在步驟S304中，實時子系統(tǒng)計算最佳輻射模式的接收信號強度指示變化率，并據(jù)此決定統(tǒng)計折損值、探測周期及欲探測的輻射模式的探測范圍，其中最佳輻射模式的接收信號強度指示變化率根據(jù)使用最佳輻射模式傳送的多個探測分組的接收信號強度指示所獲得。在步驟S305中，實時子系統(tǒng)更新天線陣列目前使用的輻射模式的分組錯誤率。在步驟S306中，實時子系統(tǒng)依據(jù)分組錯誤率排序所有輻射模式。之后，在步驟S307中，實時子系統(tǒng)判斷最佳輻射模式是否改變，亦即判斷分組錯誤率最小者是否仍為先前最佳輻射模式。若最佳輻射模式改變，則執(zhí)行步驟S308。相反地，若最佳輻射模式并未改變，則結(jié)束探測分組統(tǒng)計步驟。在步驟S308中，實時子系統(tǒng)計算先前最佳輻射模式的接收信號強度指示變化率，并據(jù)此決定統(tǒng)計折損值、探測周期及欲探測的輻射模式的探測范圍，其中先前最佳輻射模式的接收信號強度指示變化率系根據(jù)使用先前最佳輻射模式傳送的多個分組的接收信號強度指示所獲得。接著，在步驟S309中，重置最佳輻射模式的接收信號強度指示變化率，以重新計算最佳輻射模式的接收信號強度指示變化率。最佳輻射模式的接收信號強度指示變化率的計算公式為CR =PTO/2+ (CR1+CR2) /4，其中CR表示最佳輻射模式的接收信號強度指示變化率，CRl與CR2分別為前一次與前兩次的最佳輻射模式的接收信號強度指示變化率，而PTO =num(-r ^ RSSIk-RAl < r)/SampIeNum。SampleNum表示接收信號強度指示的取樣數(shù)目，r表示正整數(shù)，例如為1，RA1表示前一個統(tǒng)計周期中的接收信號強度指示的平均值，RSSIk統(tǒng)計周期中的各接收信號強度指示，且num(-r ( RSSIk-RAl ( r)表是統(tǒng)計周期中接收信號強度指示與前一個統(tǒng)計周期中的接收信號強度指示的平均值之間差值大于等于_r且小于等于r的個數(shù)。簡單地說，PTO表示統(tǒng)計周期中接收信號強度指示與前一個統(tǒng)計周期中的接收信號強度指示的平均值之間差值大于等于_r且小于等于r的個數(shù)于接收信號強度指示的取樣數(shù)目所占的比例。然而，需要說明的是，最佳輻射模式的接收信號強度指示變化率的計算公式可以因應(yīng)不同需求而有所變化，總而言之，上述最佳輻射模式的接收信號強度指示變化率的計算方公式并非用以限制本發(fā)明。〔線上系統(tǒng)獲得較佳輻射模式集合的實施例〕請參照圖4A與圖4B，圖4A與圖4B分別是線上子系統(tǒng)獲得較佳輻射模式集合的上、下半部的流程圖。首先，在步驟S501中，線上子系統(tǒng)控制通信裝置與客戶端進(jìn)行連結(jié)。然后，在步驟S502中，線上子 系統(tǒng)依據(jù)各輻射模式成為最佳輻射模式的先驗機率初始化探測輻射模式集合S”針對移動的客戶端，若要更精確地與快速地來找出對應(yīng)的最佳輻射模式，則探測輻射模式集合Si的輻射模式數(shù)量須盡量地少，且探測輻射模式集合Si的輻射模式成為最佳輻射模式的先驗機率須盡量地高。舉例來說，線上子系統(tǒng)取先驗機率前面數(shù)名的輻射模式來初始化探測輻射模式集合S”另外，各輻射模式的先驗機率系線上子系統(tǒng)向離線子系統(tǒng)發(fā)送詢問指令而獲得，且各輻射模式的先驗機率系儲存于離線子系統(tǒng)的機率數(shù)據(jù)庫中。接著，在步驟S503中，線上子系統(tǒng)將探測輻射模式集合Si傳送給實時子系統(tǒng)，實時子系統(tǒng)收系使用探測輻射模式集合Si中的多個輻射模式的其中之一來傳送探測分組與進(jìn)行探測分組統(tǒng)計(包括統(tǒng)計輻射模式的分組錯誤率、最佳輻射模式的接收信號強度指示與接收信號強度指示變化率)。然后，在步驟S504中，線上子系統(tǒng)設(shè)定探測周期1\。接著，在步驟S505中，線上子系統(tǒng)判斷實時子系統(tǒng)是否結(jié)束探測，亦即，判斷此探測周期Ti的探測分組是否被發(fā)送，且探測分組統(tǒng)計是否被進(jìn)行。若實時子系統(tǒng)結(jié)束探測，則執(zhí)行步驟S507。若實時子系統(tǒng)未結(jié)束探測，則執(zhí)行步驟S506。在步驟S506中，線上子系統(tǒng)判斷通信裝置與客戶端是否斷線。若通信裝置與客戶端斷線，則結(jié)束線上子系統(tǒng)獲得較佳輻射模式集合的流程。若通信裝置未與客戶端斷線，則返回步驟S505，持續(xù)等待。然后，在步驟S507中，線上子系統(tǒng)依據(jù)實時子系統(tǒng)所統(tǒng)計各輻射模式的分組錯誤率獲得各輻射模式成為最佳輻射模式的當(dāng)前機率Pp其中j表示輻射模式索引值，亦即P」表示第j個輻射模式成為最佳輻射模式的當(dāng)前機率。計算當(dāng)前機率I的公式為Pj =Cl-PERiV^=(1-PERk)，其中PERj表示第j個輻射模式的分組錯誤機率。在步驟S508中，線上子系統(tǒng)依據(jù)當(dāng)前機率Pj排序所有輻射模式。然后，在步驟S509中，線上子系統(tǒng)自排序后的所有輻射模式中獲取當(dāng)前機率&前X名的輻射模式與其當(dāng)前機率P」作為備選輻射模式集合S’，其中當(dāng)前機率P」前X名的機率總和會大于一個門限值，例如80%。然后，在步驟S510中，計算當(dāng)前客戶端的移動變化程度和趨勢集合Vx，其中移動變化程度Vx為所有輻射模式的移動變化程度和趨勢的集合。每一個輻射模式的移動變化程度為此輻射模式作為最佳輻射模式時的接收信號強度指示變化率與當(dāng)前機率變化率。當(dāng)前機率變化率的計算公式可以表示為PVi=APERZ^=APEh，其中ΛPE 表示對應(yīng)輻射模式的分組錯誤率差異，且分組錯誤率差異的計算公式于PER’」大于等于PERj時，可以表示為APERj = PER’ j-PERj，其中PER’」為探測周期開始時的第j個輻射模式的分組錯誤率，PERj為目前的第j個輻射模式的分組錯誤率。若PER’ j小于PER」，則Λ PERj為O。接著，在步驟S511中，線上子系統(tǒng)自離線子系統(tǒng)的機率數(shù)據(jù)庫取得備選輻射模式集合S’的各輻射模式的轉(zhuǎn)換機率。轉(zhuǎn)換機率為最佳輻射模式從第X個輻射模式變換至第j個輻射模式的機率，其可以表示為τ _，其中X為備選輻射模式集合S’的各輻射模式的輻射模式索引值。然后，在步驟S512中，線上子系統(tǒng)依據(jù)轉(zhuǎn)換機率Txj、備選輻射模式集合S’與移動變化程度與趨勢集合Vx獲得目標(biāo)輻射模式集合Sx。更詳細(xì)地說，線上子系統(tǒng)會計算每一個輻射模式之后變?yōu)?最佳輻射模式的目標(biāo)機率ai;并且取出目標(biāo)機率％前幾名的天線輻射模式作為目標(biāo)輻射模式集合Sx，其中所取出的天線輻射模式的數(shù)量等同于探測輻射模式SJA數(shù)量。另夕卜，的計算公式可以表示為ai = PViXmaxxes, (TxiXCRxXPx),maxxes, (TxiXCRxXPx)表示于備選輻射模式集合S’中的TxiXCRxXPx的最大值。接著，在步驟S513中，線上子系統(tǒng)判斷目標(biāo)輻射模式集合Sx是否等同于探測輻射模式集合Si。若目標(biāo)輻射模式集合Sx等同于探測輻射模式集合Si，則執(zhí)行步驟S514。若目標(biāo)輻射模式集合Sx不等同于探測輻射模式集合Si，則執(zhí)行步驟S515。當(dāng)目標(biāo)輻射模式集合Sx等同于探測輻射模式集合Si,此時線上系統(tǒng)會認(rèn)為探測輻射模式集合Si中有可以成為最佳輻射模式的輻射模式，因此會在步驟S514中，增加探測周期Ti與移除探測輻射模式集合Si中的至少一輻射模式，以將探測輻射模式集合Si中的輻射模式數(shù)目盡可能地減少，而減少天線陣列控制方法獲得最佳輻射模式的執(zhí)行時間。相反地，當(dāng)目標(biāo)輻射模式集合Sx不等同于探測輻射模式集合Si,此時線上系統(tǒng)會認(rèn)為探測輻射模式集合Si不具有可以成為最佳輻射模式的輻射模式，因此會在步驟S515中，減少探測周期Ti與增加至少一輻射模式至探測輻射模式集合Si中，以將探測輻射模式集合Si中的輻射模式數(shù)目增加，而使得天線陣列控制方法較有機會從探測輻射模式集合Si中獲得最佳輻射模式。接著，在步驟S518中，線上子系統(tǒng)更新探測輻射模式集合Si與探測周期Ti,并且返回步驟S503。在步驟S516中，線上子系統(tǒng)判斷探測輻射模式集合Si的輻射模式數(shù)量是否等于探測輻射模式數(shù)量最小值。若探測輻射模式集合Si的輻射模式數(shù)量等于探測輻射模式數(shù)量最小值，則執(zhí)行步驟S517。若探測輻射模式集合Si的輻射模式數(shù)量不等于探測輻射模式數(shù)量最小值，則執(zhí)行步驟S518。在步驟S517中，線上子系統(tǒng)將探測輻射模式集合Si儲存為較佳輻射模式集合S。在步驟S518中，線上子系統(tǒng)更新探測輻射模式集合Si與探測周期Ti,并且返回步驟S503。總而言之，通過不斷執(zhí)行圖4A與4B的各步驟，線上子系統(tǒng)所須探測的探測輻射模式集合Si將會越來越接近較佳輻射模式集合S。〔離線子系統(tǒng)執(zhí)行指令的實施例〕接著，請參照圖5，圖5是本發(fā)明實施例的離線子系統(tǒng)執(zhí)行指令的流程圖。首先，在步驟S601中，離線子系統(tǒng)判斷是否收到指令。若有收到指令，則執(zhí)行步驟S602。若沒有收到指令，則繼續(xù)于步驟S601等待。在步驟S602中，離線子系統(tǒng)判斷指令是否為向機率數(shù)據(jù)庫尋求數(shù)據(jù)的詢問指令。若指令為詢問指令，則執(zhí)行步驟S604。若指令并非為詢問指令，則執(zhí)行步驟S603。在步驟S604中，離線子系統(tǒng)依據(jù)詢問指令回傳特定客戶端的先驗機率與轉(zhuǎn)換機率給線上子系統(tǒng)。在步驟S603中，離線子系統(tǒng)判斷指令是否為儲存指令。若指令為儲存指令，則執(zhí)行步驟S606。若指令并非為儲存指令，則執(zhí)行步驟S605。在步驟S605中，離線子系統(tǒng)對機率數(shù)據(jù)庫進(jìn)行最佳化。因為客戶端之間的各種統(tǒng)計信息雖然具有差異，但亦有共同的部份，因此可以對機率數(shù)據(jù)庫進(jìn)行優(yōu)化，以減少機率數(shù)據(jù)庫的儲存空間。在步驟S606中，離線子系統(tǒng)將欲儲存的統(tǒng)計信息儲存至客戶的媒介存取層(MAC)位址所對應(yīng)的區(qū)域位置。在步驟S607中，因為客戶端之間有共同的部份，因此，在將統(tǒng)計信息儲存至客戶的媒介存取層位元址所對應(yīng)的區(qū)域位置后，離線子系統(tǒng)會更新機率數(shù)據(jù)庫的全域內(nèi)容，以進(jìn)行優(yōu)化的動作。〔實施例的可能功效〕綜上所述，本發(fā)明實施例所提供的天線陣列控制方法與通信裝置可以快速且精確地尋找出與客戶端進(jìn)行通信的最佳輻射模式。除此之外，相較于傳統(tǒng)通信裝置，使用所述天線陣列控制方法的通信裝置還可以提升無線覆蓋范圍、數(shù)據(jù)吞吐量與數(shù)據(jù)傳輸速率。另外，對于移動的客戶端，所述天線陣列控制方法可以使得通信裝置與客戶端之間的數(shù)據(jù)傳輸率維持穩(wěn)定。以上所述僅為本發(fā)明的實施例，其并非用以局限本發(fā)明的專利范圍。
權(quán)利要求
1.一種天線陣列控制方法，其特征在于，該天線陣列控制方法包括: 每隔探測周期，挑選至少一分組作為至少一探測分組； 使用探測輻射模式集合中的多個輻射模式的其中之一來傳送該探測分組； 選擇所有輻射模式中的分組錯誤率最小者作為最佳輻射模式； 于該探測周期結(jié)束后，依據(jù)各輻射模式成為最佳輻射模式的當(dāng)前機率獲得備選輻射模式集合； 取得該備選輻射模式集合中的所有輻射模式的轉(zhuǎn)換機率； 依據(jù)該些轉(zhuǎn)換機率、移動變化程度和趨勢集合與該備選輻射模式集合獲得目標(biāo)模式集合；以及 根據(jù)該目標(biāo)模式集合與該探測輻射模式集合是否相等來調(diào)整該探測周期與該探測輻射模式集合。
2.如權(quán)利要求1所述的天線陣列控制方法，其特征在于，該天線陣列控制方法更包括: 計算該些欲探測的輻射模式的分組錯誤率；以及 依據(jù)該些分組錯誤率計算各輻射模式成為最佳輻射模式的當(dāng)前機率。
3.如權(quán)利要求1所述的天線陣列控制方法，其特征在于，該天線陣列控制方法更包括: 依據(jù)各輻射模式成為該最佳輻射模式的先驗機率初始化該探測輻射模式集合；以及 設(shè)定該探測周期。
4.如權(quán)利要求1所述的天線陣列控制方法，其特征在于，其中依據(jù)該些當(dāng)前機率對所有輻射模式進(jìn)行排序，并選取該些當(dāng)前機率前數(shù)名的該些輻射模式及其當(dāng)前機率來獲得該備選輻射模式集合。
5.如權(quán)利要求4所述的天線陣列控制方法，其特征在于，其中該備選輻射模式集合中的該些輻射模式的該些當(dāng)前機率的總和大于門限值。
6.如權(quán)利要求1所述的天線陣列控制方法，其特征在于，該天線陣列控制方法更包括: 計算當(dāng)前客戶端的該移動變化程度和趨勢集合，其中該移動模式集合包括各輻射模式成為最佳輻射模式時的接收信號強度指示變化率與當(dāng)前機率變化率。
7.如權(quán)利要求1所述的天線陣列控制方法，其特征在于，其中當(dāng)該目標(biāo)模式集合等同于該探測模式集合，則增加該探測周期與自該探測輻射模式集合中移除至少一輻射模式。
8.如權(quán)利要求7所述的天線陣列控制方法，其特征在于，其中當(dāng)該目標(biāo)模式集合不等同于該探測模式集合，則減少該探測周期與增加至少一輻射模式至該探測輻射模式集合中。
9.如權(quán)利要求7所述的天線陣列控制方法，其特征在于，該天線陣列控制方法更包括: 若該目標(biāo)模式集合等同于該探測模式集合，且該探測輻射模式集合的輻射模式數(shù)量等于探測輻射模式數(shù)量最小值，則將該探測輻射模式集合儲存為較佳輻射模式集合。
10.一種通信裝置，其特征在于，該通信裝置包括: 天線陣列，具有多個輻射模式； 輻射模式控制器，電性連接該天線陣列，用以根據(jù)一輻射模式選擇信號控制該天線陣列使用該些輻射模式的其中之一； 射頻電路，電性連接該天線陣列； 天線陣列控制方法執(zhí)行單元，電性連接該射頻電路與該輻射模式控制器，每隔探測周期，挑選至少一分組作為至少一探測分組，通過產(chǎn)生該輻射模式選擇信號控制該通信裝置使用天線陣列中的多個欲探測的輻射模式的其中之一來傳送該探測分組，計算該些欲探測的輻射模式的分組錯誤率，并通過產(chǎn)生該輻射模式選擇信號控制該通信裝置選擇所有輻射模式中的分組錯誤率最小者作為該天線陣列的最佳輻射模式； 其中于該探測周期結(jié)束后，該天線陣列控制方法執(zhí)行單元依據(jù)各輻射模式成為最佳輻射模式的當(dāng)前機率獲得備選輻射模式集合，取得該備選輻射模式集合中的所有輻射模式的轉(zhuǎn)換機率，依據(jù)該些轉(zhuǎn)換機率、移動變化程度和趨勢集合與該備選輻射模式集合獲得目標(biāo)模式集合，以及根據(jù)該目標(biāo)模式集合與該探測輻射模式集合是否相等來調(diào)整該探測周期與該探測輻射模式集合。
11.如權(quán)利要求10所述的通信裝置，其特征在于，其中該天線陣列控制方法執(zhí)行單元依據(jù)該些分組錯誤率計算各輻射模式成為最佳輻射模式的當(dāng)前機率。
12.如權(quán)利要求10所述的通信裝置，其特征在于，其中該天線陣列控制方法執(zhí)行單元更依據(jù)各輻射模式成為最佳輻射模式的先驗機率初始化該探測輻射模式集合，以及設(shè)定該探測周期。
13.如權(quán)利要求10所述的通信裝置，其特征在于，其中該天線陣列控制方法執(zhí)行單元依據(jù)該些當(dāng)前機率對所有輻射模式進(jìn)行排序，并選取該些當(dāng)前機率前數(shù)名的該些輻射模式及其當(dāng)前機率來獲得該 備選輻射模式集合。
14.如權(quán)利要求13所述的通信裝置，其特征在于，其中該備選輻射模式集合中的該些輻射模式的該些當(dāng)前機率的總和大于門限值。
15.如權(quán)利要求10所述的通信裝置，其特征在于，其中該天線陣列控制方法執(zhí)行單元計算當(dāng)前客戶端的該移動變化程度和趨勢集合，其中該移動模式集合包括各輻射模式成為最佳輻射模式時的接收信號強度指示變化率與當(dāng)前機率變化率。
16.如權(quán)利要求10所述的通信裝置，其特征在于，其中當(dāng)該目標(biāo)模式集合等同于該探測模式集合，則該天線陣列控制方法執(zhí)行單元增加該探測周期與自該探測輻射模式集合中移除至少一輻射模式。
17.如權(quán)利要求16所述的通信裝置，其特征在于，其中當(dāng)該目標(biāo)模式集合不等同于該探測模式集合，則該天線陣列控制方法執(zhí)行單元減少該探測周期與增加至少一輻射模式至該探測輻射模式集合中。
18.如權(quán)利要求17所述的通信裝置，其特征在于，其中若該目標(biāo)模式集合等同于該探測模式集合，且該探測輻射模式集合的輻射模式數(shù)量等于探測輻射模式數(shù)量最小值，則該天線陣列控制方法執(zhí)行單元將該探測輻射模式集合儲存為較佳輻射模式集合。
全文摘要
一種天線陣列控制方法與使用該方法的通信裝置，所述方法包括每隔探測周期，挑選至少一分組作為至少一探測分組；使用探測輻射模式集合中的其中一個輻射模式來傳送探測分組；選擇所有輻射模式中的分組錯誤率最小者作為最佳輻射模式；于探測周期結(jié)束后，依據(jù)各輻射模式成為最佳輻射模式的當(dāng)前機率獲得備選輻射模式集合；取得備選輻射模式集合中的所有輻射模式的轉(zhuǎn)換機率；依據(jù)該等轉(zhuǎn)換機率、移動變化程度和趨勢集合與備選輻射模式集合獲得目標(biāo)模式集合；以及根據(jù)目標(biāo)模式集合與探測輻射模式集合是否相等來調(diào)整探測周期與探測輻射模式集合。
文檔編號H04B7/04GK103199905SQ20121000358
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者黃安, 劉凱歌, 葉祥明 申請人:光寶電子(廣州)有限公司, 光寶科技股份有限公司