TWI803095B - 在網狀網路系統中之頻帶切換裝置及其方法 - Google Patents

Abstract

網狀網路之頻帶切換方法，其中網狀網路包含多個存取點。網狀網路之頻帶切換方法包含在一閒置節點處於一組網階段且閒置節點的一第二後繼網路站的二通訊埠處於開啟下時，關閉二通訊埠的其中之一，以使閒置節點透過處於開啟下的通訊埠通訊連接該些存取點的其中之一的一第一後繼網路站，而加入網狀網路。二通訊埠分別操作於不同的頻帶。該些存取點相互通訊連接以形成網狀網路的一網狀結構。每一存取點的一第一前程網路站用以供至少一用戶端通訊連接。閒置節點的一第二前程網路站用以在閒置節點加入網狀網路後，供至少一用戶端通訊連接。

Description

在網狀網路系統中之頻帶切換裝置及其方法

本發明是關於一種網路技術，尤其是一種網狀網路之頻帶切換裝置及其方法。

現在的生活中已有許多無線或是有線之連網設備，且多個設備互相連接以形成區域網路（Local Area Network，LAN）的需求漸增。一般連網設備可以支援多頻帶的通訊連接。例如，多頻帶可以包含2.4GHz（吉赫茲）及5GHz等。連網設備在一時點僅能以其中一個頻帶進行通訊連接，否則可能造成網路迴圈（network loop）。支援多頻帶的連網設備可以提升通訊連接的穩定性及網路服務的穩定性。例如，二連網設備之間所通訊連接的一頻帶的接收訊號強度指標（Received Signal Strength Indication，RSSI）變弱時，使用者可以對二連網設備進行設定，而使二連網設備以另一頻帶進行通訊連接。

然而，使用者在對二連網設備進行設定時，二連網設備會進行重新組網，致使多個頻帶之間的切換無法快速的銜接，進而使二連網設備提供給使用者的網路服務受到影響。例如，由於頻帶之間的切換無法快速的銜接，因此二連網設備可能呈現斷網狀態。

鑒於上述，本發明提供一種網狀網路之頻帶切換裝置及其方法。網狀網路之頻帶切換裝置包含多個存取點及一閒置節點。該些存取點相互通訊連接以形成網狀網路的一網狀結構。每一存取點包含一第一前程網路站及一第一後繼網路站。每一存取點之第一前程網路站用以供至少一用戶端通訊連接。閒置節點包含一第二前程網路站、一第二後繼網路站及一處理電路。第二前程網路站用以在閒置節點加入網狀網路後，供至少一用戶端通訊連接。第二後繼網路站包含二通訊埠。二通訊埠包含一第一通訊埠及一第二通訊埠。第一通訊埠用以操作於一第一頻帶，第二通訊埠用以操作於不同於第一頻帶的一第二頻帶。處理電路用以在一組網階段且二通訊埠處於開啟下時，關閉二通訊埠的其中之一，以使閒置節點透過處於開啟下的通訊埠通訊連接該些存取點的其中之一的第一後繼網路站，而加入網狀網路。

網狀網路之頻帶切換方法適於包含多個存取點的網狀網路。網狀網路之頻帶切換方法包含在一閒置節點處於一組網階段且閒置節點的一第二後繼網路站的二通訊埠處於開啟下時，關閉二通訊埠的其中之一，以使閒置節點透過處於開啟下的通訊埠通訊連接該些存取點的其中之一的一第一後繼網路站，而加入網狀網路。二通訊埠包含一第一通訊埠及一第二通訊埠。第一通訊埠用以操作於一第一頻帶，第二通訊埠用以操作於不同於第一頻帶的一第二頻帶。該些存取點相互通訊連接以形成網狀網路的一網狀結構。每一存取點的一第一前程網路站用以供至少一用戶端通訊連接。閒置節點的一第二前程網路站用以在閒置節點加入網狀網路後，供至少一用戶端通訊連接。

綜上所述，依據一些實施例，本發明可以在無需重新組網的情形下，對頻帶之間的切換進行快速的銜接。在一些實施例，本發明可以在組網階段下，準確地選擇出連網設備（例如節點）欲加入至區域網路（例如網狀網路）時所使用的頻帶。

參照圖1，係為本發明依據一些實施例之網狀網路之架構示意圖。網狀網路是由多個存取點10A~10C組成，存取點10A~10C相互通訊連接以形成網狀網路的網狀結構，並透過網狀結構的網路拓樸連接外部網路EN。雖於圖1中繪示三個存取點10A~10C，但本發明並不以此為限，存取點的數量可以根據使用者的需求而是少於三個或是多於三個。網狀網路例如是無線熱點簡易網狀網路（Wi-Fi EasyMesh）。存取點10A~10C例如是路由器或閘道器等具有轉發封包功能及接收封包功能的裝置。外部網路EN例如是廣域網路（Wide Area Network，WAN），而網狀網路可以是區域網路。存取點10A~10C之間的通訊連接可以是有線通訊連接或是無線通訊連接。無線通訊連接例如是Wi-Fi通訊連接。

在本文中，對於尚未成為網狀網路中的存取點之裝置將以「閒置節點」稱呼（例如圖1所示之閒置節點20）。在本文中，將描述到「組網」用語，係指閒置節點加入至網狀網路的過程。在本文中，將描述到「已組網」用語，係指閒置節點已加入至網狀網路。在一些實施例中，閒置節點與存取點10A~10C具有相似的結構。

每一存取點10A~10C還可以通訊連接至少一用戶端30。在閒置節點20加入網狀網路後，可以通訊連接至少一用戶端30。用戶端30例如是筆記型電腦、桌上型電腦、平板電腦、個人行動裝置等。雖於圖1中繪示四個用戶端30，但本發明並不以此為限，用戶端的數量可以根據使用者的需求而是少於四個或是多於四個。存取點10A~10C（或是閒置節點20）與用戶端30之間的通訊連接可以是有線通訊連接或是無線通訊連接。無線通訊連接例如是Wi-Fi通訊連接或是藍芽通訊連接。

每一存取點10A~10C包含一第一前程網路站（Fronthaul station）11A~11C及一第一後繼網路站（Backhaul station）13A~13C。每一存取點10A~10C之第一前程網路站11A~11C用以供至少一用戶端30通訊連接。第一後繼網路站13A~13C用以供存取點10A~10C及閒置節點20通訊連接。在一些實施例中，第一前程網路站11A~11C及第一後繼網路站13A~13C是提供無線通訊連接功能。例如，每一存取點10A~10C具有至少一天線，第一前程網路站11A~11C及第一後繼網路站13A~13C透過天線進行無線通訊連接。在一些實施例中，第一前程網路站11A~11C及第一後繼網路站13A~13C可以分別由一無線通訊介面實現。在一些實施例中，第一前程網路站11A~11C及第一後繼網路站13A~13C可以整合在一起而由單一無線通訊介面實現。

閒置節點20包含一第二前程網路站21、一第二後繼網路站23及一處理電路25。處理電路25電性連接第二前程網路站21及第二後繼網路站23。第二後繼網路站23用以供存取點10A~10C通訊連接。第二前程網路站21用以在閒置節點20加入網狀網路後，供用戶端30通訊連接。在一些實施例中，與存取點10A~10C相似地，第二前程網路站21及第二後繼網路站23是提供無線通訊連接功能。例如，閒置節點20具有至少一天線，第二前程網路站21及第二後繼網路站23透過天線進行無線通訊連接。在一些實施例中，第二前程網路站21及第二後繼網路站23可以分別由一無線通訊介面實現。在一些實施例中，第二前程網路站21及第二後繼網路站23可以整合在一起而由單一無線通訊介面實現。在一些實施例中，處理電路25可以由中央處理器、微處理器、特定應用積體電路（ASIC）等運算電路實現。

第二後繼網路站23包含二通訊埠。二通訊埠包含一第一通訊埠231及一第二通訊埠233。第一通訊埠231用以操作於一第一頻帶。第二通訊埠233用以操作於不同於第一頻帶的一第二頻帶。例如，第一頻帶為5GHz，第二頻帶為2.4GHz。在一些實施例中，第一頻帶大於第二頻帶。在一些實施例中，二通訊埠電性連接閒置節點20之天線，且在組網階段及已組網階段中的任一時點，閒置節點20是透過二通訊埠之其中一者（即第一通訊埠231及第二通訊埠233之其中一者）及天線來通訊連接存取點10A~10C。如此，即可避免網路迴圈的發生。

在一些實施例中，閒置節點20更包含一網路埠27。網路埠27電性連接處理電路25。網路埠27用以供存取點10A~10C通訊連接。在一些實施例中，網路埠27是提供有線通訊連接功能。例如，網路埠27透過網路電纜來進行有線通訊連接。在一些實施例中，網路埠27可以由一有線通訊介面實現。

參照圖2，係為本發明依據一些實施例之組網階段下，網狀網路之頻帶切換方法之流程示意圖。頻帶切換方法適於由處理電路25執行。首先，閒置節點20被通電而啟動，並進入一起始階段。在起始階段中，處理電路25將第二後繼網路站23的二通訊埠開啟（步驟S200）。在一些實施例中，處理電路25包含一常駐程式（daemon）模組。在起始階段中，常駐程式模組被喚醒，並開啟第二後繼網路站23的二通訊埠。在二通訊埠被開啟後，閒置節點20進入一組網階段。

在閒置節點20處於組網階段且二通訊埠處於開啟下時，處理電路25關閉二通訊埠的其中之一，以使閒置節點20透過處於開啟下的通訊埠通訊連接該些存取點10A~10C的其中之一的第一後繼網路站13A~13C，而加入網狀網路（步驟S201）。也就是說，在組網階段中的任一時點，二通訊埠之一者是被關閉且另一者是被開啟。例如，如圖1所示，處理電路25關閉第一通訊埠231，以使閒置節點20透過處於開啟下的第二通訊埠233通訊連接存取點10A之第一後繼網路站13A，而加入網狀網路。如此，無需使用者預先將閒置節點20之第二後繼網路站23及存取點10A~10C之第一後繼網路站13A~13C設定於同一頻帶，在組網階段時，閒置節點20即可自動地選擇出適合與存取點10A~10C通訊連接的通訊埠，以避免網路迴圈的發生。

參照圖3，係為本發明依據一些實施例之組網階段下，網狀網路之頻帶切換方法之流程示意圖。在此，由於步驟S300相同於步驟S200，因此不再重複贅述說明。在一些實施例中，閒置節點20具有一第一模式及一第二模式。在一些實施例中，閒置節點20具有一設定介面，以供使用者將閒置節點20設定為第一模式或第二模式。設定介面例如是網頁管理介面（具有網頁伺服器可供使用者以網頁瀏覽器連線操作）或管理應用程式（透過閒置節點20本身具有或外接的螢幕、鍵盤等來顯示管理介面供使用者操作）。設定介面電性連接處理電路25。在起始階段中，使用者透過設定介面輸入一設定指令至處理電路25。處理電路25響應設定指令而處於第一模式或是第二模式，並將第二後繼網路站23的二通訊埠開啟，以進入組網階段。以設定介面為網頁管理介面來進行說明，網頁管理介面（即設定介面）偵測使用者於網頁管理介面所選擇的項目（例如選擇第一模式或是選擇第二模式）。網頁管理介面響應被選擇的項目而產生設定指令，並將設定指令輸入至處理電路25。

在一些實施例中，在起始階段下，處理電路25還累計一啟動時間（步驟S301）。例如，處理電路25透過一計時器來累計啟動時間。接著，在第二後繼網路站23的二通訊埠被開啟的情形下，處理電路25判斷啟動時間是否大於一第一時間閾值（步驟S302）。當啟動時間大於第一時間閾值時，閒置節點20進入組網階段，並執行步驟S303及其接續步驟。當啟動時間不大於第一時間閾值時，處理電路25返回執行步驟S301以繼續累計啟動時間。如此，確保常駐程式模組被正常地喚醒，從而確保後續的流程（例如步驟S303~S316）能正常運作。在一些實施例中，第一時間閾值可以預先被儲存於處理電路25中。在一些實施例中，第一時間閾值可以為10秒。

在閒置節點20進入組網階段後，處理電路25在判斷為處於第一模式（步驟S303）時，執行步驟S304~S312，並在判斷為處於第二模式（步驟S303）時，執行步驟S314~S316。具體來說，在組網階段且二通訊埠處於開啟下，當閒置節點20處於第一模式時，處理電路25執行步驟S304~S312。在組網階段且二通訊埠處於開啟下，當閒置節點20處於第二模式時，處理電路25執行步驟S314~S316。

在步驟S304中，處理電路25依據一擴充樹協議（Spanning Tree Protocol，STP），封鎖二通訊埠的其中之一。舉例來說，處理電路25依據擴充樹協議及每一通訊埠至根橋接器的路徑成本，來將二通訊埠的其中一者定義為根埠（root port），並將另一者定義為指定埠（designated port）。處理電路25是將作為指定埠的通訊埠進行封鎖，以確保網路迴圈是被斷開的。例如，若第二通訊埠233被定義為指定埠，則處理電路25對第二通訊埠233進行封鎖。根橋接器是網狀網路中最接近外部網路EN的存取點或是直接通訊連接外部網路EN的存取點。例如，如圖1所示，根橋接器為存取點10A。在一些實施例中，處理電路25依據擴充樹協議可將不同的傳輸速度分類為不同的路徑成本。也就是說，路徑成本是依據通訊埠的傳輸速度來決定，例如，若第一通訊埠231的傳輸速度是6.77Gbps（每秒吉位元），則路徑成本為2，若第二通訊埠233的傳輸速度是600Mbps（每秒百萬位元），則路徑成本為19。其中，傳輸速度愈高，路徑成本愈低，傳輸速度愈低，路徑成本愈高。換言之，較低的路徑成本代表通訊埠能提供較佳的通訊連接，較高的路徑成本代表通訊埠提供較差的通訊連接。在一些實施例中，頻帶愈低的通訊埠具有較高的路徑成本，頻帶愈高的通訊埠具有較低的路徑成本，例如第一通訊埠231之第一頻帶高於第二通訊埠233之第二頻帶，因此第一通訊埠231具有較低的路徑成本，第二通訊埠233具有較高的路徑成本。在一些實施例中，處理電路25是將二通訊埠中具有最低路徑成本者定義為擴充樹協議所規範的根埠，並將另一者定義為擴充樹協議所規範的指定埠。

在一些實施例中，存取點10A~10C及閒置節點20具有設定檔。設定檔用以定義存取點10A~10C及閒置節點20之節點類型。設定檔可以是存取點10A~10C及閒置節點20之網路拓樸設定。節點類型包含控制節點類型及受控節點類型。舉例來說，以網狀網路是無線熱點簡易網狀網路來進行說明。在無線熱點簡易網狀網路之規範中，存取點10A~10C及閒置節點20可以被區分為控制節點（controller node）（即被定義為控制節點類型的存取點10A~10C及閒置節點20）及受控節點（agent node）（即被定義為受控節點類型的存取點10A~10C及閒置節點20）。控制節點用以將受控節點接入至無線熱點簡易網狀網路中，並管理受控節點的運作。例如，控制節點管理受控節點之操作通道、資料流拓樸結構、及使用者在網路節點之間的漫遊（roaming）。在一些實施例中，網狀網路可以只具有一個控制節點及多個受控節點，且控制節點是通訊連接外部網路EN。例如，如圖1所示，控制節點為存取點10A，受控節點為存取點10B~10C及閒置節點20。在一些實施例中，控制節點被作為根橋接器。

在步驟S306中，處理電路25關閉被封鎖的通訊埠，以使閒置節點20透過未被封鎖的通訊埠通訊連接該些存取點10A~10C的其中之一的第一後繼網路站13A~13C，而嘗試加入網狀網路。舉例來說，假設第二通訊埠233被定義為指定埠，則第二通訊埠233即為在步驟S304中所被封鎖的通訊埠，且第一通訊埠231為未被封鎖的通訊埠。由於被封鎖的通訊埠仍可以發送或接收一些少量的資料，因此透過關閉被封鎖的通訊埠，可以確保未被封鎖的通訊埠在嘗試進行組網及嘗試加入網狀網路時不會受到被封鎖的通訊埠之影響。

在步驟S308中，處理電路25累計被封鎖的通訊埠在組網階段下的一封鎖次數。舉例來說，在組網階段中，處理電路25進行多次交握程序（例如自動配置（Autoconfig）程序、配置按鈕（Config Push Button）程序），且處理電路25在每一次的交握程序中，將被封鎖的通訊埠重新封鎖，將被封鎖的通訊埠重新關閉、及重新嘗試透過未被封鎖的通訊埠加入網狀網路。也就是說，在組網階段下，步驟S304及步驟S306被多次的執行，且處理電路25所累計的封鎖次數是對應於步驟S304或是步驟S306所被執行的次數。在一些實施例中，處理電路25是透過一計數器來累計被封鎖的通訊埠之封鎖次數。

在步驟S310中，在閒置節點20未成功加入網狀網路時，處理電路25判斷封鎖次數是否大於一封鎖閾值。若封鎖次數大於封鎖閾值，表示處理電路25已多次嘗試以未被封鎖的通訊埠來加入網狀網路，且仍未成功加入至網狀網路。此時，處理電路25開啟被封鎖的通訊埠並關閉未被封鎖的通訊埠，以使閒置節點20透過被封鎖的通訊埠通訊連接該些存取點10A~10C的其中之一的第一後繼網路站13A~13C，而加入網狀網路（步驟S312）。換言之，處理電路25改以被封鎖的通訊埠來加入網狀網路。若封鎖次數不大於封鎖閾值時，則處理電路25返回執行步驟S304及其接續步驟，以繼續嘗試以未被封鎖的通訊埠來加入網狀網路。如此，即可在組網階段下，透過擴充樹協議的機制來選擇出閒置節點20之適合與存取點10A~10C通訊連接的通訊埠。在一些實施例中，封鎖閾值可以是被預先儲存於處理電路25中。在一些實施例中，封鎖閾值可以是5次。

在一些實施例中，在處理電路25以被封鎖的通訊埠加入網狀網路後，處理電路25對被封鎖的通訊埠進行解封鎖，並改對未被封鎖的通訊埠進行封鎖。如此，以繼續維持網路迴圈的斷開。

在步驟S304的一些實施例中，當二通訊埠（即第一通訊埠231及第二通訊埠233）具有相同路徑成本時，處理電路25比較二通訊埠之一埠身分，並封鎖二通訊埠中具有一最低優先權之通訊埠。舉例來說，當閒置節點20位於訊號不佳的環境時，可能導致二通訊埠之傳輸速度皆不佳而皆具有同一高路徑成本。也就是說，在本實施例中，可能無法透過比較二通訊埠之路徑成本來決定欲封鎖的通訊埠。因此，處理電路25可以進一步透過比較二通訊埠之埠身分來決定欲封鎖的通訊埠。埠身分可以由處理電路25分派給二通訊埠，且不同的埠身分是以不同的編碼作區分。埠身分的編碼是依據每一通訊埠的網路型態而決定。換言之，不同的網路型態的埠具有不同的埠身分的編碼。其中，不同的網路型態可以是由通訊埠所操作的不同的頻帶來區分。也就是說，埠身分相關於二通訊埠所操作的頻帶。在一些實施例中，當頻帶愈高時，埠身分的編碼愈小；當頻帶愈低時，埠身分的編碼愈大，且埠身分的編碼愈小代表埠的優先權值愈高；埠身分的編碼愈大代表埠的優先權值愈低。例如，第一通訊埠231之第一頻帶是5GHz，第二通訊埠233之第二頻帶是2.4GHz，因此第一通訊埠231之埠身分的編碼可為「0」，第二通訊埠233之埠身分的編碼可為「1」，且相較於第一通訊埠231，第二通訊埠233是具有較低優先權。

在步驟S314中，處理電路25比較二通訊埠（即第一通訊埠231及第二通訊埠233）的一埠身分。埠身分相關於二通訊埠所操作的頻帶。其中，由於步驟S314中所述的埠身分與步驟S304中所述的埠身分相同，因此不再重複贅述說明。在步驟S316中，處理電路25關閉二通訊埠中具有一最低優先權之通訊埠，以使閒置節點20透過處於開啟下的通訊埠通訊連接該些存取點10A~10C的其中之一的第一後繼網路站13A~13C，而加入網狀網路。其中，由於步驟S316中所述的通訊埠之優先權與步驟S304中所述的通訊埠之優先權相同，因此不再重複贅述說明。相較於步驟S304及S306（即第一模式），在步驟S314及步驟S316（即第二模式）中省略了擴充樹協議的機制及將通訊埠封鎖的動作，而直接關閉二通訊埠中具有最低優先權之通訊埠，並以未關閉的通訊埠加入網狀網路。如此，可以節省處理電路25的運算資源，並縮短組網階段的時間。

在一些實施例中，與步驟S308相似地，處理電路25累計二通訊埠中具有最低優先權之通訊埠在組網階段下的一關閉次數（於後稱為第一關閉次數）。舉例來說，在組網階段中，處理電路25進行多次交握程序，且處理電路25在每一次的交握程序中，將二通訊埠中具有最低優先權之通訊埠重新關閉，並重新嘗試透過未被關閉的通訊埠加入網狀網路。也就是說，在組網階段下，步驟S316被多次的執行，且處理電路25所累計的第一關閉次數是對應於步驟S316所被執行的次數。在一些實施例中，處理電路25是透過一計數器來累計第一關閉次數。

在一些實施例中，與在步驟S310及步驟S312相似地，在閒置節點20未成功加入網狀網路時，處理電路25判斷第一關閉次數是否大於一關閉閾值。若第一關閉次數大於關閉閾值，表示處理電路25已多次嘗試以未被關閉的通訊埠來加入網狀網路，且仍未成功加入至網狀網路。此時，處理電路25改以另一通訊埠（即當前被關閉的通訊埠）來加入網狀網路。也就是說，處理電路25將當前被關閉的通訊埠開啟，當前未關閉的通訊埠關閉，並改以更新後為開啟的通訊埠來加入網狀網路。若第一關閉次數不大於關閉閾值時，則處理電路25重新執行步驟S316，以繼續嘗試以更新前是開啟的通訊埠來加入網狀網路。如此，即可在組網階段下，選擇出閒置節點20之適合與存取點10A~10C通訊連接的通訊埠。在一些實施例中，關閉閾值可以是被預先儲存於處理電路25中。在一些實施例中，關閉閾值可以相同於或是不同於封鎖閾值。

參照圖4，係為本發明依據一些實施例之已組網階段下，網狀網路之頻帶切換方法之流程示意圖。在一些實施例中，與組網階段相似地，在已組網階段中的任一時點，二通訊埠之一者是被關閉且另一者是被開啟。在一些實施例中，在閒置節點20成功加入網狀網路（即已組網階段）後，處理電路25獲得處於開啟下的通訊埠之一通訊訊號品質（步驟S400）。換言之，處理電路25獲得閒置節點20與存取點10A~10C之間的通訊連接的通訊訊號品質。舉例來說，假設在步驟S306中，閒置節點20即成功以第一通訊埠231加入網狀網路，則處理電路25是獲得第一通訊埠231之通訊訊號品質；假設在步驟S312中，閒置節點20即成功以第二通訊埠233加入網狀網路，則處理電路25是獲得第二通訊埠233之通訊訊號品質；及假設在步驟S316中，閒置節點20即成功以第一通訊埠231加入網狀網路，則處理電路25是獲得第一通訊埠231之通訊訊號品質。在一些實施例中，通訊訊號品質可以由接收訊號強度指標實現。

接著，在通訊訊號品質滿足一條件時，處理電路25執行一頻帶切換程序以更換閒置節點20通訊連接到該些存取點10A~10C之一的通訊埠（步驟S402）。頻帶切換程序包含關閉處於開啟下的通訊埠及開啟處於關閉下的通訊埠。例如，假設在通訊訊號品質尚未滿足條件時，閒置節點20是以第一通訊埠231加入網狀網路，則在第一通訊埠231之通訊訊號品質滿足條件時，閒置節點20關閉第一通訊埠231，開啟第二通訊埠233，並改以第二通訊埠233加入網狀網路。如此，即可在通訊訊號品質滿足條件時，在無需重新進行交握程序（即無需重新組網）的情形下，切換操作的頻帶（例如從第一頻帶切換至第二頻帶），以確保閒置節點20與存取點10A~10C之間的通訊連接可以維持在良好的狀態。

在一些實施例中，前述條件包含當處於開啟下的通訊埠為第一通訊埠231時，通訊訊號品質小於等於一第一通訊品質閾值。在一些情形下（例如環境中的雜訊干擾），可能導致閒置節點20之當前加入至網狀網路的通訊埠的通訊訊號品質不佳。具體來說，當通訊訊號品質小於等於第一通訊品質閾值時，表示通訊訊號品質不佳。假設當前加入至網狀網路的通訊埠（即處於開啟下的通訊埠）相較於處於關閉下的通訊埠是具有較高的頻帶。例如，當前加入至網狀網路的通訊埠是第一通訊埠231，當前處於關閉下的通訊埠是第二通訊埠233，第一通訊埠231之第一頻帶大於第二通訊埠233之第二頻帶，且第一通訊埠231之傳輸速度高於第二通訊埠233。在通訊訊號品質小於等於第一通訊品質閾值時，處理電路25可以切換為以較低頻帶的通訊埠（例如，第二通訊埠233）重新通訊連接至該些存取點10A~10C之一的第一後繼網路站13A~13C。換言之，透過降低閒置節點20與存取點10A~10C之間的傳輸速度，而將閒置節點20與存取點10A~10C之間的通訊連接維持在良好的狀態。

在一些實施例中，前述條件進一步包含處於開啟下的通訊埠為第一通訊埠231時，通訊訊號品質小於等於第一通訊品質閾值之一第一持續時間達到一第二時間閾值。在某些情形下，通訊訊號品質的大小可能會有波動發生，致使頻帶切換程序的誤觸發。透過判斷第一持續時間是否達到第二時間閾值，可以進一步確定通訊訊號品質是在不佳的狀態，從而避免頻帶切換程序被誤觸發。在一些實施例中，第二時間閾值可以被預先儲存於處理電路25中。在一些實施例中，處理電路25可以透過一計時器來累計第一持續時間。在一些實施例中，第一持續時間可以為40秒。

在一些實施例中，前述條件包含當處於開啟下的通訊埠為第二通訊埠233時，通訊訊號品質大於等於一第二通訊品質閾值。若當前加入至網狀網路的通訊埠（即處於開啟下的通訊埠）相較於處於關閉下的通訊埠是具有較低的頻帶，則在閒置節點20與存取點10A~10C之間的通訊訊號品質非常良好時，處理電路25可以切換為以較高頻帶的通訊埠重新通訊連接至該些存取點10A~10C之一的第一後繼網路站13A~13C。如此，即可在將閒置節點20與存取點10A~10C之間的通訊連接維持在良好狀態的情形下，提升閒置節點20與存取點10A~10C之間的傳輸速度。在一些實施例中，第二通訊品質閾值大於第一通訊品質閾值。

舉例來說，當前加入至網狀網路的通訊埠是第二通訊埠233，當前處於關閉下的通訊埠是第一通訊埠231，第二通訊埠233之第二頻帶小於第一通訊埠231之第一頻帶，且第二通訊埠233之傳輸速度低於第一通訊埠231。在通訊訊號品質大於等於第二通訊品質閾值時，處理電路25可以切換為以第一通訊埠231重新通訊連接至該些存取點10A~10C之一的第一後繼網路站13A~13C。

在一些實施例中，前述條件進一步包含處於開啟下的通訊埠為第二通訊埠233時，通訊訊號品質大於等於第二通訊品質閾值之一第二持續時間達到一第三時間閾值。在某些情形下，通訊訊號品質的大小可能會有波動發生，致使頻帶切換程序的誤觸發。透過判斷第二持續時間是否達到第三時間閾值，可以進一步確定通訊訊號品質是在非常良好的狀態，從而避免頻帶切換程序被誤觸發。在一些實施例中，第三時間閾值可以被預先儲存於處理電路25中。在一些實施例中，處理電路25可以透過一計時器來累計第二持續時間。在一些實施例中，第三時間閾值可以相同於或是不同於第二時間閾值。

如圖4所示，在執行頻帶切換程序時，處理電路25累計處於開啟下之通訊埠被關閉的一關閉次數（於後稱為第二關閉次數）（步驟S404）。在執行頻帶切換程序時，處理電路25會進行多次的網路配置程序，且處理電路25在每一次的網路配置程序中，將對同一通訊埠進行重複的關閉。也就是說，處理電路25在執行頻帶切換程序時，將對尚未執行頻帶切換程序時處於開啟下之通訊埠進行重複的關閉。舉例來說，假設在通訊訊號品質尚未滿足條件（即頻帶切換程序尚未被執行）時，閒置節點20是以第一通訊埠231加入網狀網路，則在執行頻帶切換程序時，處理電路25對第一通訊埠231進行重複關閉。換言之，在執行頻帶切換程序時，步驟S402被多次的執行，且處理電路25所累計的第二關閉次數是對應於步驟S402所被執行的次數。在一些實施例中，處理電路25是透過一計數器來累計第二關閉次數。

接著，在頻帶切換程序中，當閒置節點20未成功以更換後的通訊埠加入網狀網路時，處理電路25判斷第二關閉次數是否大於一關閉次數閾值（步驟S406）。若第二關閉次數大於關閉次數閾值，表示處理電路25已多次嘗試以更換後的通訊埠來加入網狀網路，且仍未成功加入至網狀網路。此時，處理電路25改以更換前的通訊埠來通訊連接至該些存取點10A~10C之一的第一後繼網路站13A~13C，而加入網狀網路（步驟S408）。若第二關閉次數不大於關閉次數閾值時，則處理電路25返回執行步驟S402及其接續步驟，以繼續嘗試以更換後的通訊埠來加入網狀網路。由於在一些情形下，存取點10A~10C僅支援單一頻帶的通訊連接，因此無法透過其他頻帶來與存取點10A~10C通訊連接。透過步驟S406及步驟S408，可以在通訊訊號品質滿足條件時，仍不切換操作的頻帶，進而確保閒置節點20與存取點10A~10C之間的通訊連接是持續存續的。在一些實施例中，關閉次數閾值可以是被預先儲存於處理電路25中。在一些實施例中，關閉次數閾值可以是相同於或是不同於封鎖閾值，且關閉次數閾值可以是相同於或是不同於關閉閾值。

舉例來說，假設在通訊訊號品質尚未滿足條件（即頻帶切換程序尚未被執行）時，閒置節點20是以第一通訊埠231加入網狀網路，則在第一通訊埠231之通訊訊號品質滿足條件時，閒置節點20重複關閉第一通訊埠231，重複開啟第二通訊埠233，並改嘗試以第二通訊埠233加入網狀網路。若在第二關閉次數大於關閉次數閾值時，閒置節點20仍未成功以第二通訊埠233加入網狀網路，則處理電路25恢復以第一通訊埠231加入網狀網路。

參照圖5，係為本發明依據一些實施例之組網階段下，網狀網路之頻帶切換方法之流程示意圖。在此，由於步驟S500相同於步驟S200，因此不再重複贅述說明。在一些實施例中，在起始階段中，處理電路25偵測網路埠27是否通訊連接該些存取點10A~10C的其中之一（步驟S502）。在偵測到網路埠27通訊連接該些存取點10A~10C的其中之一時，處理電路25關閉二通訊埠（即第一通訊埠231及第二通訊埠233），以使閒置節點20透過網路埠27加入網狀網路（步驟S504）。在偵測到網路埠27未通訊連接該些存取點10A~10C的其中之一時，處理電路25執行步驟S303及其接續步驟。由於有線通訊的訊號穩定度較高於無線通訊的訊號穩定度。因此，透過步驟S502及S504，即可在網路埠27被使用時，優先以網路埠27來通訊連接存取點10A~10C，以提升閒置節點20與存取點10A~10C之間的訊號穩定度，並避免在進行有線通訊時受到無線通訊的干擾。也就是說，相較於無線通訊連接，有線通訊連接可以被優先的使用。

綜上所述，依據一些實施例，本發明可以在無需重新組網的情形下，對頻帶之間的切換進行快速的銜接。在一些實施例，本發明可以在組網階段下，準確地選擇出連網設備（例如節點）欲加入至區域網路（例如網狀網路）時所使用的頻帶。

10A~10C:存取點 11A~11C:第一前程網路站 13A~13C:第一後繼網路站 20:閒置節點 21:第二前程網路站 23:第二後繼網路站 231:第一通訊埠 233:第二通訊埠 25:處理電路 27:網路埠 30:用戶端 EN:外部網路 S200~S201:步驟 S300~S316:步驟 S400~S408:步驟 S500~S504:步驟

[圖1]係為本發明依據一些實施例之網狀網路之架構示意圖。 [圖2]係為本發明依據一些實施例之組網階段下，網狀網路之頻帶切換方法之流程示意圖。 [圖3]係為本發明依據一些實施例之組網階段下，網狀網路之頻帶切換方法之流程示意圖。 [圖4]係為本發明依據一些實施例之已組網階段下，網狀網路之頻帶切換方法之流程示意圖。 [圖5]係為本發明依據一些實施例之組網階段下，網狀網路之頻帶切換方法之流程示意圖。

S200~S201:步驟

Claims (18)

1. 一種網狀網路之頻帶切換裝置，包含：多個存取點，相互通訊連接以形成該網狀網路的一網狀結構，其中每一該存取點包含一第一前程網路站及一第一後繼網路站，每一該存取點之該第一前程網路站用以供至少一用戶端通訊連接；及一閒置節點，包含：一第二前程網路站，用以在該閒置節點加入該網狀網路後，供該至少一用戶端通訊連接；一第二後繼網路站，包含二通訊埠，該二通訊埠包含一第一通訊埠及一第二通訊埠，其中該第一通訊埠用以操作於一第一頻帶，該第二通訊埠用以操作於不同於該第一頻帶的一第二頻帶；及一處理電路，用以在一組網階段且該二通訊埠處於開啟下時，關閉該二通訊埠的其中之一，以使該閒置節點透過處於開啟下的該通訊埠通訊連接該些存取點的其中之一的該第一後繼網路站，而加入該網狀網路；其中，該閒置節點具有一支援擴充樹協議模式，在該組網階段且該二通訊埠處於開啟下，當該閒置節點處於該支援擴充樹協議模式時，該處理電路用以：依據一擴充樹協議，封鎖該二通訊埠的其中之一；關閉被封鎖的該通訊埠，以使該閒置節點透過未被封鎖的該通訊埠通訊連接該些存取點的其中之一的該第一後繼網路站，而加入該網狀網路； 累計該被封鎖的通訊埠在該組網階段下的一封鎖次數；及在該封鎖次數大於一封鎖閾值且該閒置節點未加入該網狀網路時，開啟該被封鎖的通訊埠並關閉該未被封鎖的通訊埠，以使該閒置節點透過該被封鎖的通訊埠通訊連接該些存取點的其中之一的該第一後繼網路站，而加入該網狀網路。
2. 如請求項1所述之網狀網路之頻帶切換裝置，其中，依據該擴充樹協議，封鎖該二通訊埠的其中之一之步驟是，當該二通訊埠具有相同路徑成本時，該處理電路比較該二通訊埠之一埠身分，並封鎖該二通訊埠中具有一最低優先權之該通訊埠，其中該埠身分相關於該二通訊埠所操作的頻帶。
3. 如請求項1所述之網狀網路之頻帶切換裝置，其中，該閒置節點具有一非支援擴充樹協議模式，在一起始階段下，該處理電路累計一啟動時間，並在該啟動時間大於一第一時間閾值時，進入該組網階段，在該組網階段且該二通訊埠處於開啟下，當該閒置節點處於該非支援擴充樹協議模式時，該處理電路用以：比較該二通訊埠之一埠身分；及關閉該二通訊埠中具有一最低優先權之該通訊埠，以使該閒置節點透過處於開啟下的該通訊埠通訊連接該些存取點的其中之一的該第一後繼網路站，而加入該網狀網路，其中，該埠身分相關於該二通訊埠所操作的頻帶。
4. 如請求項1所述之網狀網路之頻帶切換裝置，其中，在該閒置節點加入該網狀網路後，該處理電路獲得處於開啟下的該通訊埠 之一通訊訊號品質，在該通訊訊號品質滿足一條件時，該處理電路執行一頻帶切換程序以更換該閒置節點通訊連接到該些存取點之一的該通訊埠，其中，該頻帶切換程序包含關閉處於開啟下的該通訊埠及開啟處於關閉下的該通訊埠。
5. 如請求項4所述之網狀網路之頻帶切換裝置，其中，該條件包含當處於開啟下的該通訊埠為該第一通訊埠時，該通訊訊號品質小於等於一第一通訊品質閾值。
6. 如請求項5所述之網狀網路之頻帶切換裝置，其中，該條件更包含該通訊訊號品質小於等於該第一通訊品質閾值之一第一持續時間達到一第二時間閾值。
7. 如請求項4所述之網狀網路之頻帶切換裝置，其中，該條件包含當處於開啟下的該通訊埠為該第二通訊埠時，該通訊訊號品質大於等於一第二通訊品質閾值。
8. 如請求項7所述之網狀網路之頻帶切換裝置，其中，該條件更包含該通訊訊號品質大於等於該第二通訊品質閾值之一第二持續時間達到一第三時間閾值。
9. 如請求項4所述之網狀網路之頻帶切換裝置，其中，在執行該頻帶切換程序時，該處理電路累計處於開啟下之該通訊埠被關閉的一關閉次數，在該關閉次數大於一關閉次數閾值時，該處理電路以更換前的該通訊埠來通訊連接至該些存取點之一的該第一後繼網路站。
10. 如請求項1所述之網狀網路之頻帶切換裝置，其中，該閒置節點更包含一網路埠，該處理電路偵測該網路埠是否通訊連接該些 存取點的其中之一，在偵測到該網路埠通訊連接該些存取點的其中之一時，該處理電路關閉該二通訊埠，以使該閒置節點透過該網路埠加入該網狀網路。
11. 一種網狀網路之頻帶切換方法，其中該網狀網路包含多個存取點，該網狀網路之頻帶切換方法包含：在一閒置節點處於一組網階段且該閒置節點的一第二後繼網路站的二通訊埠處於開啟下時，關閉該二通訊埠的其中之一，以使該閒置節點透過處於開啟下的該通訊埠通訊連接該些存取點的其中之一的一第一後繼網路站，而加入該網狀網路，其中該二通訊埠包含一第一通訊埠及一第二通訊埠，該第一通訊埠用以操作於一第一頻帶，該第二通訊埠用以操作於不同於該第一頻帶的一第二頻帶；其中，該些存取點相互通訊連接以形成該網狀網路的一網狀結構，每一該存取點的一第一前程網路站用以供至少一用戶端通訊連接，該閒置節點的一第二前程網路站用以在該閒置節點加入該網狀網路後，供該至少一用戶端通訊連接；其中，該閒置節點具有一支援擴充樹協議模式，在該閒置節點處於該組網階段下：在該組網階段且該二通訊埠處於開啟下，當該閒置節點處於該支援擴充樹協議模式時，依據一擴充樹協議，封鎖該二通訊埠的其中之一； 關閉被封鎖的該通訊埠，以使該閒置節點透過未被封鎖的該通訊埠通訊連接該些存取點的其中之一的該第一後繼網路站，而加入該網狀網路；累計該被封鎖的通訊埠在該組網階段下的一封鎖次數；及在該封鎖次數大於一封鎖閾值且該閒置節點未加入該網狀網路時，開啟該被封鎖的通訊埠並關閉該未被封鎖的通訊埠，以使該閒置節點透過該被封鎖的通訊埠通訊連接該些存取點的其中之一的該第一後繼網路站，而加入該網狀網路。
12. 如請求項11所述之網狀網路之頻帶切換方法，其中，依據該擴充樹協議，封鎖該二通訊埠的其中之一之步驟是，當該二通訊埠具有相同路徑成本時，比較該二通訊埠之一埠身分，並封鎖該二通訊埠中具有一最低優先權之該通訊埠，其中該埠身分相關於該二通訊埠所操作的頻帶。
13. 如請求項11所述之網狀網路之頻帶切換方法，其中，該閒置節點具有一非支援擴充樹協議模式，該網狀網路之頻帶切換方法更包含：在一起始階段下，累計一啟動時間，並在該啟動時間大於一第一時間閾值時，進入該組網階段；其中，在該閒置節點處於該組網階段下之步驟是：在該組網階段且該二通訊埠處於開啟下，當該閒置節點處於該非支援擴充樹協議模式時，比較該二通訊埠之一埠身分；及關閉該二通訊埠中具有一最低優先權之該通訊埠，以使該閒置節點透過處於開啟下的該通訊埠通訊連接該些存取點的其中之一的該第一 後繼網路站，而加入該網狀網路，其中，該埠身分相關於該二通訊埠所操作的頻帶。
14. 如請求項11所述之網狀網路之頻帶切換方法，更包含：在該閒置節點加入該網狀網路後，獲得處於開啟下的該通訊埠之一通訊訊號品質；及在該通訊訊號品質滿足一條件時，執行一頻帶切換程序以更換該閒置節點通訊連接到該些存取點之一的該通訊埠，其中，該頻帶切換程序包含關閉處於開啟下的該通訊埠及開啟處於關閉下的該通訊埠。
15. 如請求項14所述之網狀網路之頻帶切換方法，其中，該條件包含當處於開啟下的該通訊埠為該第一通訊埠時，該通訊訊號品質小於等於一第一通訊品質閾值、及該通訊訊號品質小於等於該第一通訊品質閾值之一第一持續時間達到一第二時間閾值。
16. 如請求項14所述之網狀網路之頻帶切換方法，其中，該條件包含當處於開啟下的該通訊埠為該第二通訊埠時，該通訊訊號品質大於等於一第二通訊品質閾值、及該通訊訊號品質大於等於該第二通訊品質閾值之一第二持續時間達到一第三時間閾值。
17. 如請求項14所述之網狀網路之頻帶切換方法，其中，在執行該頻帶切換程序之步驟時，進一步累計處於開啟下之該通訊埠被關閉的一關閉次數，並在該關閉次數大於一關閉次數閾值時，以更換前的該通訊埠來通訊連接至該些存取點之一的該第一後繼網路站。
18. 如請求項11所述之網狀網路之頻帶切換方法，其中，該閒置節點更包含一網路埠，該網狀網路之頻帶切換方法更包含偵測該網路埠是否通訊連接該些存取點的其中之一，並在偵測到該網路埠通訊連接該些存取點的其中之一時，關閉該二通訊埠，以使該閒置節點透過該網路埠加入該網狀網路。

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