專利名稱：無線網絡系統(tǒng)及相關的無線路由電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關無線網絡通訊技術，尤指一種可提升無線頻寬的無線網絡系統(tǒng)與相關的多網關無線路由電路。
背景技術：
無線網絡技術讓網絡的應用變得更方便。在許多場合中只要利用一臺無線路由器 (Wireless Router或Wireless AP)便能讓多個無線網絡裝置同時上網。
無線上網的品質在相當程度上取決于無線路由器的效能。習知的無線路由器是利用單一無線接口來與多個無線網絡裝置同時進行通訊，亦即，習知的無線路由器只是單一網關裝置。然而，習知無線路由器的無線接口頻寬和效能是有限的，當多部無線網絡裝置同時上網時，網絡存取的品質難免會受到影響。例如，當某些無線網絡裝置要使用多媒體串流 (media streaming)服務而需占用大量的無線頻寬時，習知的無線路由器必須犧牲其它無線網絡裝置的可用頻寬和上網速度，否則難以維持串流服務的品質。另外，當某些無線網絡裝置要從網絡下載大量數(shù)據時，也容易造成網絡流量的過載、封包延遲時間增長、傳輸速度下降等現(xiàn)象，進而降低無線網絡系統(tǒng)的整體效能。
對于日益增多的網絡多媒體和即時性應用而言，如何提升無線網絡系統(tǒng)的效能， 實系相當迫切的問題。

發(fā)明內容
本說明書提供了一種無線網絡系統(tǒng)的實施例，其包含有一或多個第一組無線網絡裝置；一或多個第二組無線網絡裝置；以及一無線路由電路。該無線路由電路包含有一第一射頻電路，具有一第一物理地址，用來與該一或多個第一組無線網絡裝置進行無線通訊；一第二射頻電路，具有一第二物理地址，用來與該一或多個第二組無線網絡裝置進行無線通訊；一處理電路，耦接于該第一、第二射頻電路，用來處理該第一、第二射頻電路收發(fā)的封包；以及一網絡接口，耦接于該處理電路，用來依據該處理電路的控制，與一或多個網域進行通訊。其中，該一或多個第一組無線網絡裝置的網關地址設定為該第一物理地址，且該一或多個第二組無線網絡裝置的網關地址設定為該第二物理地址。
前述無線網絡系統(tǒng)的優(yōu)點之一是，當某一無線網絡裝置占用無線路由電路的大量無線頻寬時，其他無線網絡裝置組中的無線網絡裝置的可用頻寬和上網品質不會受到明顯干擾或影響。
本說明書另提供了一種無線路由電路的實施例，其包含有一第一射頻電路，具有一第一物理地址，用來與網關地址設定為該第一物理地址的一或多個第一組無線網絡裝置進行無線通訊；一第二射頻電路，具有一第二物理地址，用來與網關地址設定為該第二物理地址的一或多個第二組無線網絡裝置進行無線通訊；一處理電路，耦接于該第一、第二射頻電路，用來處理該第一、第二射頻電路收發(fā)的封包；以及一網絡接口，耦接于該處理電路，用來依據該處理電路的控制，與一或多個網域進行通訊。
前述無線路由電路的優(yōu)點之一是，藉由設置多個射頻電路來提供多個通訊網關的方式，可使無線頻寬比習知無線路由器高，進而大幅提升無線網絡的上網品質。
前述無線路由電路的另一項優(yōu)點在于，其處理電路可以省去檢查所收到的封包類型以決定封包路由優(yōu)先順序這種需耗費大量運算能量的動作。


圖1為本發(fā)明的無線網絡系統(tǒng)的一實施例簡化后的示意圖。
圖2為圖1中的多網關無線路由電路的一實施例簡化后的功能方塊圖。
圖3為圖1中的多網關無線路由電路的另一實施例簡化后的功能方塊圖。 主要元件符號說明
100無線網絡系統(tǒng) 110、300多網關無線路由電路 120、130、140無線網絡裝置組 122、132、134、136、142、144 無線網絡裝置 150、160 網域 210、220、230、310 射頻電路 240處理電路 250儲存媒體 260、360 網絡接口 262、264、362 物理通訊掉 270加速模組
具體實施例方式以下將配合相關圖式來說明本發(fā)明的實施例。在這些圖式中，相同的標號表示相同或功能類似的元件。
在說明書及后續(xù)的權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領域技術人員應可理解，同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。本說明書及后續(xù)的權利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的基準。在通篇說明書及后續(xù)的權項當中所提及的「包含」為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定于...」。另外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表該第一裝置可直接(包含通過電性連接或無線傳輸、 光學傳輸?shù)扔嵦栠B接方式)連接于該第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地電性或訊號連接至該第二裝置。
圖1所繪示為本發(fā)明一實施例的無線網絡系統(tǒng)100簡化后的示意圖。無線網絡系統(tǒng)100包含一多網關無線路由電路110以及位于同一區(qū)域網絡內的多個無線網絡裝置(圖中以無線網絡裝置122、132、1；34、136、142和144為例)?！笩o線網絡裝置」一詞在此包含任何能以無線傳輸方式與多網關無線路由電路110進行通訊以存取其他網段(例如網際網絡或其他網域)的設備，而非限定于專供上網使用的設備。多網關無線路由電路110是無線網絡系統(tǒng)100中的無線網絡裝置與網域150和160之間的通訊橋梁。
依主要上網用途的不同，無線網絡系統(tǒng)100中的無線網絡裝置可分成三個無線網絡裝置組120、130和140。各無線網絡裝置組包含主要上網用途相同或相近的一個或多個無線網絡裝置。例如，在本實施例中，無線網絡裝置組120包含一個主要上網用途是進行多媒體串流存取的無線網絡裝置122，例如專門用來收看有線電視或電信業(yè)者所提供的影音串流節(jié)目的機上盒、電腦或家用多媒體系統(tǒng)等等。無線網絡裝置組130包含兩個主要上網用途是進行數(shù)據存取的無線網絡裝置132、134和136，例如電腦、智慧型手機、電子書、游戲機等等。而無線網絡裝置組140則包含三個主要上網用途是進行能源使用相關訊息傳輸?shù)臒o線網絡裝置142和144，例如冰箱、冷氣、電鍋、洗衣機、電腦等能源使用裝置。
前述無線網絡裝置組120無線網絡裝置組120、130和140以所包含的無線網絡裝置的「主要上網用途」來區(qū)分，而非以這些裝置的「主要用途」、裝置名稱或產品商業(yè)分類來區(qū)分。因此，類型或功能相似(或相同)、但主要上網用途不同的兩個設備可能會被分在不同的無線網絡裝置組中。例如，無線網絡裝置組120中的無線網絡裝置122和無線網絡裝置組130中的無線網絡裝置132在實際應用上可能都是電腦。此外，各無線網絡裝置組中的無線網絡裝置的數(shù)量僅供舉例說明之用，而非局限本發(fā)明的實際應用方式。
圖2所繪示為多網關無線路由電路110的一實施例簡化后的功能方塊圖。如圖所示，多網關無線路由電路110包含有三個射頻電路210、220和230、處理電路240、儲存媒體 250、以及網絡接口沈0。射頻電路210具有一物理地址(例如MAC地址)PHY_210、射頻電路220具有一物理地址PHY_220、而射頻電路230則具有一物理地址PHY_230。因此，多網關無線路由電路110的射頻電路210射頻電路210、220和230共可提供三個通訊網關供區(qū)域網絡內的無線網絡裝置使用。實作上，射頻電路210、220、230可分別用一無線網卡來實現(xiàn)， 也可整合在單一無線網卡上。另外，射頻電路210、220和230彼此的工作頻段可以相同，亦可以不同。具有相同工作頻段的射頻電路可使用不同的頻道(channel)或編碼等方式以避免影響到彼此的通訊。
處理電路240耦接于射頻電路210、220和230，用來對射頻電路210、220和230收發(fā)的封包進行封包路由處理。儲存媒體250耦接于處理電路MO，用來儲存處理電路240進行封包路由處理時所需的路由資訊。網絡接口 260耦接于處理電路M0，會依據處理電路 240的控制，與網域150和160進行通訊。在本實施例中，網絡接口 260包含有用來與網域 150相連接的物理通訊埠沈2，以及用來與網域160相連接的物理通訊埠沈4。在一實施例中，網域150對應網際網絡，而網域160對應一內部網域antranet)。在另一實施例中，網域150與網域160兩者分別對應不同的內部網域。在另一實施例中，網域150與網域160 兩者則都對應網際網絡。
實作上，網絡接口 260可用交換器(Switch)電路來實現(xiàn)。在一實施例中，網絡接口 260的頻寬會大于或等于射頻電路210、220、230的頻寬總和。
在許多應用場合中(例如家用網絡環(huán)境或小型企業(yè)網絡環(huán)境等)，無線網絡系統(tǒng) 100或多網關無線路由電路110的系統(tǒng)管理者能有效得知無線網絡裝置122、132、134、136、 142和144個別的主要上網用途。因此，系統(tǒng)管理者可如前述說明，依據個別無線網絡裝置的主要上網用途將該等無線網絡裝置122、132、134、136、142和144分組成無線網絡裝置組 120無線網絡裝置組120、130和140，并將無線網絡裝置組120中的所有無線網絡裝置的網關地址都固設成物理地址PHY_210、將無線網絡裝置組130中的所有無線網絡裝置的網關地址都固設成物理地址PHY_220、以及將無線網絡裝置組140中的所有無線網絡裝置的網關地址都固設成物理地址PHY_230。
在運作時，多網關無線路由電路110會利用射頻電路210以無線通訊方式與無線網絡裝置組120中的無線網絡裝置122進行通訊。由于無線網絡裝置組120的主要上網用途是進行多媒體串流存取，因此，射頻電路210還可將通過網絡接口 260的物理通訊埠262 自網域150所收到的多播(multicast)封包轉換成單播(imicast)封包，再發(fā)送給無線網絡裝置組120中的無線網絡裝置122，以進一步提升影音串流服務的品質。
相仿地，多網關無線路由電路110會利用射頻電路220以無線通訊方式與無線網絡裝置組130中的無線網絡裝置132、134和136進行通訊，使無線網絡裝置132、134和136 得以上網進行數(shù)據存取的動作。
另外，多網關無線路由電路110會利用射頻電路230與無線網絡裝置組140中的無線網絡裝置142和144進行通訊。無線網絡裝置142和144會通過無線傳輸方式將各自的能源使用相關訊息(例如能源的使用量、使用時段分布、使用頻率高低等)傳送至多網關無線路由電路110，而處理電路240則會將無線網絡裝置142和144的能源使用相關訊息通過網絡接口 260傳送至一能源使用訊息處理中心，例如電力公司或瓦斯公司的能源調度中心。當多網關無線路由電路110經由網絡接口 260接收到能源使用訊息處理中心傳來的控制訊息時，便會利用射頻電路230將該控制訊息發(fā)送給對應的無線網絡裝置，以實現(xiàn)智慧能源調節(jié)的功能。
在另一實施例中，處理電路MO的訊號輸入路徑上(例如處理電路240與網絡接口 260之間)，還會設置一加速模組270，用來分擔處理電路240的運算負荷，以提升多網關無線路由電路110的整體效能。實作上，加速模組270可包含VPN加速器、安全認證加速器、 影音編解碼加速器等相關電路。
圖3所繪示為本發(fā)明另一實施例的多網關無線路由電路300簡化后的功能方塊圖。在需要進行智慧能源調節(jié)或控制的能源使用裝置數(shù)量不多、或是能源使用相關訊息的傳輸量不大的區(qū)域網絡環(huán)境中，主要上網用途是進行能源使用相關訊息傳輸?shù)臒o線網絡裝置組140，可與主要上網用途是進行數(shù)據存取的其他無線網絡裝置組130共用射頻電路310 的無線頻寬。因此，多網關無線路由電路300與前述的多網關無線路由電路110的差異點之一在于，多網關無線路由電路300會利用單一射頻電路310來取代前述的射頻電路220 和230的功能，可節(jié)省所需的射頻電路數(shù)量。
多網關無線路由電路300與前述的多網關無線路由電路110的另一差異點在于， 多網關無線路由電路300的網絡接口 360只有一個物理通訊埠362，用來與單一網域(例如網際網絡)連接。換言之，前揭網絡接口中的物理通訊埠數(shù)量可依設計的需要而調整。
在前述的無線網絡系統(tǒng)100中，各個無線網絡裝置組120無線網絡裝置組120、 130和140在上網時可有各自專屬的通訊網關可用，而無需與其他無線網絡裝置組共用同一通訊網關的頻寬。如此一來，當某一無線網絡裝置占用所對應的通訊網關的大量無線頻寬(例如進行影音串流存取或下載大容量文件)時，其他無線網絡裝置組中的無線網絡裝置的可用頻寬和上網品質不會受到明顯干擾或影響。
另外，藉由設置多個射頻電路來提供多個通訊網關的方式，可使前述無線路由電路110或300具備比習知無線路由器更高的頻寬，可大幅提升無線區(qū)域網絡的上網品質。
從一角度而言，前述無線網絡系統(tǒng)100中的各個無線網絡裝置122、132、134、136、 142和144都會使用各自預定的通訊網關來上網。因此，各個無線網絡裝置可無需動態(tài)地依據收訊的強弱來改變通訊網關的設定，因而可簡化各無線網絡裝置的電路設計。再者，由于可依據主要上網用途將區(qū)域網絡中的多個無線網絡裝置區(qū)分成不同組，并分別賦予預定的通訊網關，故前述多網關無線路由電路110或300中的處理電路240可以省去檢查所收到的封包類型以決定封包路由優(yōu)先順序這種需耗費大量運算能量的動作。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種無線網絡系統(tǒng)，其包含有 一或多個第一組無線網絡裝置；一或多個第二組無線網絡裝置；以及一無線路由電路，其包含有一第一射頻電路，具有一第一物理地址，用來與該一或多個第一組無線網絡裝置進行無線通訊；一第二射頻電路，具有一第二物理地址，用來與該一或多個第二組無線網絡裝置進行無線通訊；一處理電路，耦接于該第一、第二射頻電路，用來處理該第一、第二射頻電路收發(fā)的封包；以及一網絡接口，耦接于該處理電路，用來依據該處理電路的控制，與一或多個網域進行通訊；其中該一或多個第一組無線網絡裝置的網關地址設定為該第一物理地址，且該一或多個第二組無線網絡裝置的網關地址設定為該第二物理地址。
2.如權利要求1所述的無線網絡系統(tǒng)，其中該第二射頻電路的工作頻段與該第一射頻電路相同。
3.如權利要求1所述的無線網絡系統(tǒng)，其另包含有一或多個能源使用裝置，用來通過無線傳輸方式將各自的能源使用相關訊息傳送至該無線路由電路；其中該處理電路會將該一或多個能源使用裝置的能源使用相關訊息通過該網絡接口傳送至一能源使用訊息處理中心。
4.如權利要求3所述的無線網絡系統(tǒng)，其中該無線路由電路利用該第一射頻電路或是一第三射頻電路，來接收該一或多個能源使用裝置的能源使用相關訊息。
5.一種無線路由電路，其包含有一第一射頻電路，具有一第一物理地址，用來與網關地址設定為該第一物理地址的一或多個第一組無線網絡裝置進行無線通訊；一第二射頻電路，具有一第二物理地址，用來與網關地址設定為該第二物理地址的一或多個第二組無線網絡裝置進行無線通訊；一處理電路，耦接于該第一、第二射頻電路，用來處理該第一、第二射頻電路收發(fā)的封包；以及一網絡接口，耦接于該處理電路，用來依據該處理電路的控制，與一或多個網域進行通訊。
6.如權利要求5所述的無線路由電路，其中該第二射頻電路的工作頻段與該第一射頻電路相同。
7.如權利要求5所述的無線路由電路，其中該路由電路還會利用該第一射頻電路或是一第三射頻電路，來接收一或多個能源使用裝置的能源使用訊息，而該處理電路則會將該等能源使用訊息通過該網絡接口傳送至一能源使用訊息處理中心。
8.如權利要求5所述的無線路由電路，其另包含有一加速模組，設置于該處理電路的訊號輸入路徑上，用來預先處理欲輸入該處理器的封包數(shù)據。
9.如權利要求5所述的無線路由電路，其中該網絡接口包含有 一第一物理通訊埠，用來與一第一網域進行通訊；以及一第二物理通訊埠，用來與一第二網域進行通訊。
10.如權利要求5所述的無線路由電路，其中該第一射頻電路會將該網絡接口自網域所收到的多播(multicast)封包轉換成單播(imicast)封包，再發(fā)送給對應的無線網絡裝置。
全文摘要
本發(fā)明提出的無線路由電路之一，包含有一第一射頻電路，具有一第一物理地址，用來與網關地址設定為該第一物理地址的一或多個第一組無線網絡裝置進行無線通訊；一第二射頻電路，具有一第二物理地址，用來與網關地址設定為該第二物理地址的一或多個第二組無線網絡裝置進行無線通訊；一處理電路，耦接于該第一、第二射頻電路，用來處理該第一、第二射頻電路收發(fā)的封包；以及一網絡接口，耦接于該處理電路，用來依據該處理電路的控制，與一或多個網域進行通訊。設置多個射頻電路可提供多個通訊網關，進而使無線路由電路的無線頻寬比習知架構高。
文檔編號H04W40/02GK102196494SQ20101013314
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月12日 優(yōu)先權日2010年3月12日
發(fā)明者賴仲秋, 陳鈴淳, 王偉贊 申請人:正文科技股份有限公司