TW201320803A - 可調適隨機存取頻道重傳 - Google Patents

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Abstract

一種行動無線器件調適發送至一無線網路之一前置碼的傳輸功率位準及重傳次數。該行動無線器件量測自該無線網路接收之一下行鏈路信號的特性。該行動無線器件將一系列前置碼傳輸至該無線網路，每一相繼前置碼具有一遞增功率位準，該遞增功率位準以基於該所量測接收信號特性且基於自該無線網路接收之參數之一功率位準開始直至一最大傳輸功率位準。當該前置碼之該傳輸功率位準超過該最大傳輸功率位準且該所量測下行鏈路信號品質下降至低於一臨限值時，該行動無線器件將該前置碼重傳次數限於小於一允許最大重傳次數。判定一最小重傳次數且針對下行鏈路信號品質之較大量測值將該最小重傳次數調適至較高值。

Description

可調適隨機存取頻道重傳
所描述實施例大體而言係關於用於調適來自行動無線器件之傳輸之功率位準的方法及裝置。更特定而言，本實施例描述用於使行動無線器件取決於下行鏈路頻道條件而調適用於上行鏈路隨機存取頻道前置碼傳輸之功率位準及重複的方法及裝置。
本申請案主張2012年7月21申請且題為「ADAPTIVE RANDOM ACCESS CHANNEL RETRANSMISSION」之同在申請中之美國專利申請案第13/555,083號的優先權，該申請案主張出於所有目的全文以引用之方式併入的2011年8月5日申請之美國臨時專利申請案第61/515,725號的優先權。
無線網路中之行動器件以有限的電力消耗平衡通信能力，尤其是在提供先進特徵之較小外觀尺寸(諸如「智慧型」手機)中。類比傳輸可消耗大量功率，此可影響行動器件中之耗電量。無線通信標準可指定可在某些情況下提供較低電力消耗之程序。所指定程序中之一些可為選用的實施方案，在此狀況下對何時使用該等程序(或修改該等程序)之明智判定可導致改良的電力消耗同時最小化對通信效能之影響。
第三代合作夥伴計劃(3GPP)通信標準組織開發了行動通信標準之相繼發行版本，該等行動通信標準包括全球行動 通信系統(GSM)、通用封包無線電服務(GPRS)、通用行動電信系統(UMTS)、長期演進(LTE)及LTE進階標準。第三代(3G)寬頻分碼多重存取(WCDMA)UMTS無線通信標準包括共用上行鏈路隨機存取傳送頻道(RACH)，行動無線器件在共用上行鏈路RACH上將資料傳輸至無線網路。當在多個行動無線器件間共用RACH上行鏈路傳送頻道時，行動無線器件在專用資料頻道經建立之前發送發起連接的請求。行動無線器件藉由傳輸一系列短前置碼來發送請求，直至自無線網路接收到回應為止，每一前置碼具有高達最大功率位準之遞增功率位準。當計算指示相對於行動無線器件之最大傳輸功率位準以高功率位準進行發送之要求時，UMTS標準允許通話發起請求之早期終止。在某些經觀察情況下該請求傳訊的早期終止可用以節省行動器件中之電池電力，但亦可導致連接機會之損失。藉由行動無線器件調適在隨機存取頻道上之頻道獲取請求的傳輸位準及重複的方法可改良行動發起通話之完成，諸如在無線網路中接收頻道獲取請求之無線電存取子系統處存在可變干擾的情況下。
在一實施例中，描述一種調適自行動無線器件至無線網路之傳輸的功率位準及重複的方法。該方法包括至少以下步驟。在第一步驟中，行動無線器件量測自無線網路中之無線電存取子系統接收的下行鏈路信號功率位準及下行鏈路信號品質。在第二步驟中，行動無線器件自無線電存取 網路接收指定選擇下行鏈路及上行鏈路傳輸特性之一或多個傳輸參數。在隨後之步驟中，行動無線器件基於自無線網路接收之傳輸參數及基於所量測下行鏈路信號功率位準計算用於上行鏈路前置碼之初始傳輸功率位準。行動無線器件傳輸具有高達最大傳輸功率位準之遞增傳輸功率位準的一系列前置碼。重傳次數將不超過最大傳輸計數。當自無線網路接收到ACK或NACK回應時，行動無線器件停止傳輸前置碼。當前置碼傳輸功率等於或超過行動無線器件之最大傳輸功率位準時及當下行鏈路信號品質同時下降至預定臨限值位準以下時，行動無線器件將前置碼重傳次數限於小於由最大傳輸計數指示之最大傳輸次數。行動無線器件使用以下中之至少一者量測自無線電存取子系統接收之下行鏈路信號品質：所接收信號碼功率(RSCP)、所接收信號強度指示符(RSSI)及所接收信號雜訊/干擾比(Ec/Io)。
在另一實施例中，描述一種行動無線器件。行動無線器件包括應用處理器及收發器。應用處理器經組態以管理行動無線器件與無線網路之間的連接。收發器經組態以量測自無線網路中之無線電存取子系統接收的下行鏈路信號之下行鏈路信號功率位準及下行鏈路信號品質。收發器亦經組態以將一系列前置碼傳輸至無線電存取子系統，每一相繼前置碼具有遞增傳輸功率位準且不超過最大傳輸功率位準。收發器經進一步組態以在傳輸功率位準等於或超過最大傳輸功率位準時，基於所量測下行鏈路信號品質將前置碼傳輸次數限於大於零且小於最大重傳次數之最小重傳次 數。收發器使用以下中之至少一者量測自無線電存取子系統接收的下行鏈路信號之下行鏈路信號品質：所接收信號碼功率(RSCP)、所接收信號強度指示符(RSSI)及所接收信號雜訊/干擾比(Ec/Io)。
儘管依據W-CDMA UMTS網路加以描述，但本文中所揭示之實施例亦可擴展至其他無線網路。
藉由參考結合隨附圖式進行之以下描述，可最好地理解所描述實施例及其優點。
在以下描述中，闡述眾多特定細節以提供對作為所描述實施例之基礎的概念之詳盡理解。然而，熟習此項技術者將顯而易見，可在無此等特定細節中之一些或全部的情況下實踐所描述實施例。在其他情況下，未詳細描述熟知程序步驟以便避免不必要地混淆基礎概念。
下文提供之實例及實施例描述用於調適自行動無線器件至無線網路之傳輸的功率位準及重複之各種方法及裝置，且詳言之描述用於基於所量測下行鏈路頻道條件調適發送至隨機存取網路之上行鏈路隨機存取頻道前置碼傳輸的功率位準及重複之各種方法及裝置。在一實施例中，使用W-CDMA UMTS通信協定發送上行鏈路隨機存取頻道前置碼傳輸。然而，應理解，相同方法及裝置之其他實施可應用於用於其他類型之無線網路中的行動無線器件。舉例而言，相同教示亦可應用於LTE或LTE進階網路或在頻道獲取期間具有多個重傳之使用無線通信的其他網路。一般而 言，本文中所描述之教示可應用於在在頻道獲取期間使用自適應傳輸功率位準及重複的基於無線電存取技術的無線網路中操作之行動無線器件。出於簡單起見關於W-CDMA UMTS網路呈現之本文中所描述的特定實例及實施可應用於其他無線網路環境。
用於進階無線網路之無線行動器件的提供者尋求平衡用於進階通信能力之特徵，以提供反應迅速的使用者互動且最小化對自有限電池儲存器提供的功率之消耗，尤其是在提供多個進階特徵之較小外觀尺寸(諸如「智慧型」手機)中。行動無線器件中之類比傳輸及接收電路可消耗大量功率，其可影響行動無線器件中之耗電量。無線通信標準可指定可在某些情況下提供較低電力消耗之強制及選用之程序。由於所指定程序中之一些可為選用之實施方案，因此何時使用該等程序(或修改該等程序)之明智判定可導致改良的電力消耗，同時最小化對通信效能及對使用者互動之回應性的影響。
在W-CDMA UMTS無線通信網路中，自行動無線器件至無線網路之上行鏈路通信可使用共用通信鏈路。詳言之，稱作隨機存取頻道(RACH)之共用傳送頻道可為自行動無線器件之傳訊提供上行鏈路傳送，諸如在起始至無線網路之行動發起連接時。在無線網路之小區內，多個RACH可同時可用，且行動無線器件可隨機地選擇多個RACH中之一者來使用。行動無線器件可在廣播頻道(BCH)上自無線網路接收關於可用RACH之特定資訊。所提供之資訊可包 括RACH上之可用子頻道的集合及其擾碼及簽名。藉由此資訊，行動無線器件可起始至無線網路之上行鏈路傳輸以便得到在RACH上傳輸上行鏈路訊息的存取權。對RACH之存取可被視為一種形式的「槽式ALOHA」多重存取協定，其將行動無線器件可起始傳輸的時間限制至特定時槽。前置碼可由行動無線器件在隨機選定時槽期間以最初所計算傳輸功率位準發送。初始傳輸功率位準可取決於行動無線器件對至無線網路中之無線電存取子系統之信號衰減路徑損失的估計，且取決於由無線網路在BCH上提供之動態及靜態效能及傳輸參數。由無線網路傳達之參數可包括上行鏈路干擾位準及恆定功率偏移位準。
在以初始傳輸功率位準在RACH上發送前置碼之後，行動無線器件可在單獨的獲取指示符頻道(AICH)上等待來自無線網路之應答。當在傳輸前置碼之後的某一時間窗內行動無線器件未接收到應答時，行動無線器件可重傳前置碼。初始前置碼可能由干擾阻擋或可被充分衰減，使得無線網路不能正確地偵測或解碼所傳輸前置碼。行動無線器件可增加該前置碼(及每一後續所傳輸前置碼)之傳輸功率位準直至最大傳輸功率位準。可以遞增的傳輸功率位準嘗試重複的前置碼傳輸直至最大前置碼重傳次數。當行動無線器件定位成距無線網路中之無線電存取子系統較遠(例如，地理上定位於小區之外邊緣附近)時，前置碼在傳輸期間可顯著地衰減而難以由無線網路偵測。在某些情況下使前置碼可由無線網路正確地接收到所需的傳輸功率可超 過行動無線器件允許之最大傳輸功率位準，詳言之所需傳輸功率位準可比所准許之最大傳輸功率位準高許多dB。在此狀況下，由行動無線器件以最大傳輸功率位準重複傳輸前置碼可增加隨機存取衝突且促成小區中之干擾。以最大傳輸功率位準進行之每一傳輸亦可自行動無線器件汲取電池電力。因而，3GPP UMTS行動通信標準允許行動無線器件在達到最大可准許重傳次數之前終止前置碼之重複傳輸。
行動無線器件可提前退出存取程序，且因此行動無線器件可終止發起與無線網路之連接的嘗試。儘管此早期終止對於位於距無線電存取子系統顯著距離處之行動無線器件(此時在無線網路處前置碼的正確接收具有低機率)可為有益的，但在一些狀況下，可妨礙在無線網路處前置碼之正確接收的干擾可為暫時的。舉例而言，當行動無線器件定位成較接近無線網路中之無線電存取子系統時(例如，當信號衰減適中時)，缺乏應答可指示高干擾位準，此情況可快速改變且未必表示阻止達成與無線網路之連接的持續條件。在此第二種狀況下，RACH前置碼重傳之早期終止可導致錯過完成行動發起連接之機會。在行動無線器件終止前置碼重傳之後，使用者可被要求藉由重新撥號來重新起始所請求之至無線網路的連接，此可延長完成連接之時間且降低通話連接成功率。
為了增加行動發起通話建立成功率，以及最小化行動無線器件之功率消耗且最小化由來自行動無線器件之較高傳 輸功率傳輸產生的過量射頻干擾，描述了用以在行動發起通話建立期間調適前置碼之傳輸的傳輸功率位準及重複之方法及裝置。當下行鏈路接收信號功率及/或下行鏈路接收信號品質超過第一臨限值位準時，行動無線器件可繼續以所允許傳輸功率位準在隨機存取頻道(RACH)上發送前置碼傳輸，直至如由無線網路允許之最大重傳嘗試次數。當未由行動無線器件偵測到應答時，甚至當所計算的所需傳輸功率位準超過行動無線器件之最大傳輸功率位準時，行動無線器件可重傳前置碼。在一實施例中，當下行鏈路接收信號功率及/或下行鏈路接收信號品質超過第一臨限值位準時，行動無線器件可以所允許傳輸功率位準在隨機存取頻道(RACH)上以如由無線網路允許之最大重傳嘗試次數發送前置碼傳輸，即使所計算的所需傳輸功率位準超過行動無線器件之最大傳輸功率位準亦然。在另一實施例中，行動無線器件可使用以下中之至少一者量測下行鏈路信號條件：所接收信號碼功率(RSCP)、所接收信號強度指示符(RSSI)及所接收信號雜訊/干擾比(Ec/Io)。當在行動無線器件處量測之下行鏈路信號條件不超過第一臨限值位準時，行動無線器件可允許小於由無線網路允許之最大重傳嘗試次數的最小重傳嘗試次數。可基於所量測下行鏈路信號條件及/或基於所計算的所需傳輸功率位準與行動無線器件之最大傳輸功率位準之間的差來自適應地判定最小重傳嘗試次數。在一實施例中，與行動無線器件允許之最大傳輸功率位準相比的所需較高量的過量傳輸功率可減少由 行動無線器件進行之重傳嘗試次數。在高叢發上行鏈路干擾但在其他方面為良好信號傳播條件的條件下繼續重傳嘗試可提供在不重新起動通話連接程序的情況下完成由行動無線器件請求之通話連接的機會。將重傳嘗試次數限於小於所准許之最大重傳嘗試次數可最小化行動無線器件之功率消耗且最小化無線網路中之由行動無線器件引起的傳輸干擾位準。
下文參看圖1至圖7論述此等及其他實施例。然而，熟習此項技術者將易於瞭解，本文中關於此等圖給出的詳細描述僅用於解釋目的且不應解釋為限制性的。
圖1說明代表性泛用無線通信網路100，其可包括藉由無線電鏈路126連接至由無線電存取網路128提供之無線電扇區104的多個行動無線器件102。每一無線電扇區104可表示自使用選定頻率處之射頻載波之相關聯的無線電節點108發射的無線電涵蓋之地理區域。取決於天線組態，無線電扇區104可具有不同地理形狀，諸如以近似圓形或六邊形自居中置放之無線電節點108向外輻射，或針對定向天線來自拐角置放之無線電節點108之圓錐形狀。無線電扇區104可在地理區域涵蓋上重疊，使得行動無線器件102可同時自一個以上無線電扇區104接收信號。每一無線電節點108可產生一或多個無線電扇區104，行動無線器件102可藉由一或多個無線電鏈路126連接至該一或多個無線電扇區104。
在一些無線網路100中，行動無線器件102可同時連接至 一個以上無線電扇區104。行動無線器件102連接至之多個無線電扇區104可來自單一無線電節點108或來自可共用共同無線電控制器110之分開的無線電節點108。無線電節點108之群組連同相關聯之無線電控制器110可稱作無線電存取子系統106。無線電存取子系統106中之每一無線電節點108通常可包括安裝於天線塔上之射頻傳輸及接收設備之集合，且連接至無線電節點108之無線電控制器110可包括用於控制及處理所傳輸及接收之射頻信號的電子設備。無線電控制器110可管理將行動無線器件102連接至無線電存取網路128之無線電鏈路126的建立、維護及釋放。可同時在多個行動無線器件102間共用由每一無線電扇區104中之無線電鏈路126使用的射頻頻譜。共用射頻頻譜之方法可包括分時、分頻、分碼、分區及其組合。
提供至行動無線器件102之射頻連接的無線電存取網路128亦連接至核心網路112，核心網路112可包括通常用於語音訊務之電路交換域122及通常用於資料訊務之封包交換域124。無線電存取網路128之無線電存取子系統106中的無線電控制器110可連接至核心網路112之電路交換域122中的電路交換中心118及封包交換域中的封包交換節點120。電路交換中心118可將電路交換訊務(諸如語音通話)投送至公眾交換電話網路(PSTN)114。封包交換節點120可將封包交換訊務(諸如資料封包之「無連接」集合)投送至公眾資料網路(PDN)116。
圖2說明可包括一或多個使用者設備(UE)202之代表性 UMTS無線通信網路200，使用者設備(UE)202可與可連接至核心網路(CN)236之UMTS陸地無線電存取網路(UTRAN)242通信。核心網路236可包括可將UE 202連接至公眾交換電話網路(PSTN)232之電路交換域238及可將UE 202連接至封包資料網路(PDN)234之封包交換域240。UTRAN 242可包括一或多個無線電網路子系統(RNS)204/214，其中每一者可包括無線電網路控制器(RNC)208/212及由對應RNC管理之一或多個節點B(基地台)206/210/216。可互連UTRAN 242內之RNC 208/212以交換控制資訊且管理自UE 202接收且去往UE 202之封包。每一RNC 208/212可處置用於小區244之無線電資源的指派及管理(UE 202經由小區244連接至無線網路200)且可作為UE 202相對於核心網路236之存取點而操作。節點B 206/210/216可經由上行鏈路接收由UE 202之實體層發送的資訊，且經由下行鏈路將資料傳輸至UE 202，且可作為UE 202的對UTRAN 242之存取點而操作。
UTRAN 242可建構及維持用於UE 202與核心網路236之間的通信之無線電存取承載(RAB)。提供至特定UE 202之服務可包括電路交換(CS)服務及封包交換(PS)服務。舉例而言，可經由電路交換服務傳送一般語音對話，而網頁瀏覽應用程式可經由可歸類為封包交換(PS)服務之網際網路連接而提供對全球資訊網(WWW)之存取。為了支援電路交換服務，RNC 208/212可連接至核心網路236之行動交換中心(MSC)228，且MSC 228可連接至閘道行動交換中心 (GMSC)230，閘道行動交換中心(GMSC)230可管理至其他網路(諸如PSTN 232)之連接。為了支援封包交換服務，RNC 208/212亦可連接至伺服通用封包無線電服務(GPRS)支援節點(SGSN)224，SGSN 224可連接至核心網路236之閘道GPRS支援節點(GGSN)226。SGSN 224可支援與RNC 208/212之封包通信，且GGSN 226可管理與其他封包交換網路(諸如PDN 234)之連接。代表性PDN 234可為「網際網路」。
圖3說明專門設計為封包交換網路之代表性長期演進(LTE)無線網路300架構。行動終端機302可經由無線電鏈路326連接至演進無線電存取網路322，無線電鏈路326與自演進節點B(eNodeB)310發射之無線電扇區304相關聯。eNodeB 310包括傳輸及接收基地台(諸如UMTS網路200中之節點B 206)以及基地台無線電控制器(諸如UMTS網路200中之RNC 212)之功能。LTE無線網路300之等效核心網路為包括伺服閘道器312之演進封包核心網路320，伺服閘道器312將演進無線電存取網路322互連至連接至外部網際網路協定(IP)網路318之公眾資料網路(PDN)閘道器316。可將多個eNodeB 310分組於一起以形成演進UTRAN(eUTRAN)306。eNodeB 310亦可連接至行動管理實體(MME)314，MME 314可提供對用於行動終端機302之連接的控制。
圖4說明選擇行動無線器件102中之處理元件。行動無線器件102可包括收發器404，收發器404可根據由無線網路 100使用之無線通信協定處理信號以用於經由天線406(或多個天線)接收及傳輸。收發器404可主要用於較低層傳輸協定，諸如實體層1射頻通信協定。收發器404可連接至應用處理器(AP)402，AP 402可提供較高層功能，諸如請求建立及釋放用於各種駐留應用程式服務之連接。收發器404可提供較低層功能，該等功能可支援用於由應用處理器402命令之較高層服務的資料之傳送。與單一天線組態相比，針對某些無線通信協定使用多個天線(未圖示)可提供改良的效能(例如，較高資料速率或較好抗干擾性)。舉例而言，多輸入多輸出(MIMO)方案可用於連接至LTE網路400之行動終端機402。
圖5說明具有用於RACH前置碼504之遞增傳輸功率位準的隨機存取頻道(RACH)獲取程序500，RACH前置碼504被從無線網路100中之行動無線器件102發送至無線電存取子系統106。因為無線網路可在RACH 502上自無線網路100之共同無線電扇區104(小區)中之多個行動無線器件102接收傳輸，所以多個行動無線器件102之間的衝突可發生。為了接收用於在上行鏈路方向上至無線網路100之傳輸的時槽之分配，行動無線器件102可首先自可用之RACH 502集合在隨機選定時槽中發送RACH前置碼504。無線網路100可在無線電扇區104中之所有行動無線器件102可聽取之廣播頻道(BCH)上向行動無線器件102指示可用RACH 502之集合。無線電存取子系統106亦可廣播行動無線器件102可在RACH 502上使用的擾碼及簽名的適當集合。
行動無線器件102可量測自無線電存取子系統106接收之下行鏈路信號功率位準。結合無線電存取子系統106提供之系統資訊，行動無線器件102可計算初始傳輸功率位準以用於RACH前置碼504。在一實施例中，用於RACH前置碼之初始傳輸功率位準可經計算為估計路徑損失加上由無線網路提供之上行鏈路干擾量加上亦由無線網路指定之恆定偏移值。可由行動無線器件102藉由計算共同導頻頻道(CPICH)傳輸功率位準(其可經由BCH上發送之訊息自無線網路100中之無線電存取子系統106獲知)與所量測CPICH接收信號碼功率(RSCP)之間的差來估計路徑損失。亦可由無線電存取子系統106在BCH上所傳輸之系統資訊區塊(SIB)中以定期間隔廣播無線網路100中之無線電存取子系統106處存在之干擾的位準，恆定偏移值也可一樣被廣播。
當回應於先前傳輸之RACH前置碼504，行動無線器件102既未自無線網路100接收到肯定應答(ACK)亦未接收到否定應答(NACK)時，行動無線器件102可重傳RACH前置碼504。應答可由無線網路100在獲取指示符頻道(AICH)512上發送。在每一重傳處，行動無線器件102可按可由無線網路100指定(且亦在BCH上在SIB中加以傳訊)的功率勻變增量(步階)增加RACH前置碼504之傳輸功率位準。功率增量之代表性值可為1 dB。藉由增加傳輸功率位準，RACH前置碼504可克服在無線網路100之無線電存取子系統106中在無線電存取鏈路之接收端處存在的較大衰減(路徑損失)及/或增大的干擾位準。可重傳RACH前置碼504多 次，直至可由無線網路100指定之最大重傳次數。代表性最大重傳次數可為值8。藉由每次重傳使傳輸功率位準遞增1 dB，最終RACH前置碼504傳輸可比初始RACH前置碼504傳輸位準高出多達7 dB。行動無線器件102亦可強加用於RACH前置碼504之最大傳輸功率位準，該最大傳輸功率位準可為所傳輸功率位準之上限，以避免過驅動行動無線器件102中之類比傳輸電路且限制無線網路100之無線電存取部分中的干擾位準。類似地，無線網路102可指定當RACH前置碼504之所需傳輸功率位準比由無線網路100指示之最大允許傳輸功率位準超出△值(通常為6 dB)時，可終止RACH前置碼504傳輸之系列。前置碼重傳之早期終止可節省行動無線器件102之電池電力汲取，以及減少無線網路100中之可由RACH 502上之多個不成功存取嘗試產生的不必要的干擾。
若在第一系列之RACH前置碼504期間未接收到成功應答，則行動無線器件可等待隨機「回退」時段506，且再次再試RACH前置碼傳輸。如圖5中所展示，在下行鏈路AICH 512上接收到肯定應答(ACK 508)之後，行動無線器件102可停止發送前置碼，且以與用於最後傳輸之RACH前置碼504(接收到了對該RACH前置碼504之ACK 508)之功率位準相當的傳輸功率位準發送上行鏈路RACH訊息510。在一些實施例中，RACH訊息510之傳輸功率位準可被調整至與最後所傳輸RACH前置碼504傳輸功率位準相差一功率偏移值之位準，該功率偏移值由無線網路100在BCH上傳 達。
早期終止RACH前置碼傳輸系列之選項可允許減少行動無線器件102之功率消耗及減少行動無線網路100中之干擾產生，此係以錯過行動無線器件102之連接機會為代價。藉由早期終止，行動無線器件102中之層1處理區塊(通常為收發器404)可向較高層處理區塊(通常為AP 402)指示缺乏自無線網路100接收之應答(「無ACK」)。使用者接著可被要求「重新撥號」以重新嘗試形成與無線網路100之連接。在某些情況下，諸如當在無線網路100中之接收無線電存取子系統106處存在暫時的較高干擾位準時，發送RACH前置碼504之持續嘗試可在不要求重新起動整個連接程序之情況下具有可能之成功機率。在行動無線器件102處量測之下行鏈路信號條件可用以推測可在無線網路100中之無線電存取子系統106處存在的上行鏈路信號條件之某些性質。詳言之，當下行鏈路信號條件「良好」時，如(例如)藉由所接收信號功率位準、所接收信號品質及所接收信號碼功率與干擾比(亦即，實際上為SNR之量測)中之至少一者所量測，行動無線器件102可繼續以允許傳輸位準發送RACH前置碼504直至網路允許之最大重傳嘗試次數，即使所命令之傳輸功率位準超過行動無線器件102之最大傳輸功率位準亦然。
當下行鏈路信號條件「不良」時，行動無線器件102進行之重傳次數可減少至容許之最大重傳次數以下，但可避免過早地結束前置碼重傳。可由行動無線器件102基於所 量測下行鏈路信號條件及/或基於所需傳輸功率位準與行動無線器件102之最大傳輸功率位準之間的差來自適應地計算最小重傳次數。在代表性實施例中，對於弱的經量測下行鏈路信號條件(例如，所接收信號強度指示符RSSI=-100 dBm)，當所需傳輸功率位準等於或超過行動無線器件102之最大傳輸功率位準時，行動無線器件可將重傳次數減少至小於最大值(例如，<8)。在所需傳輸功率位準比最大傳輸功率位準高出更多的情況下，可進一步減少重傳次數。
圖6說明用以調適由行動無線器件102發送至無線網路100之上行鏈路前置碼之傳輸功率位準及重複的代表性方法600。在步驟602中，行動無線器件102可量測自無線網路100中之無線電存取子系統106接收的下行鏈路信號功率及下行鏈路信號品質。在一實施例中，所量測接收信號碼功率(RSCP)可提供自無線電存取子系統106至行動無線器件102之傳輸所引起之信號路徑衰減損失的指示。在上行鏈路射頻處傳輸之信號的上行鏈路信號路徑衰減可與下行鏈路信號路徑衰減不同；然而，所量測下行鏈路信號路徑衰減可提供無線網路100中之行動無線器件102與傳輸無線電存取子系統106之間的相對距離之近似量測。下行鏈路信號路徑衰減可提供上行鏈路信號路徑衰減之間接量測。在步驟604中，行動無線器件102可接收由無線網路100中之無線電存取子系統106廣播的傳輸參數。由行動無線器件102接收之參數可包括下行鏈路傳輸信號功率、上行鏈 路干擾位準、偏移值及重傳參數之一或多個值。在步驟606中，行動無線器件102可基於所接收傳輸參數及所量測下行鏈路信號功率計算初始前置碼傳輸功率位準。在一實施例中，行動無線器件102可估計自無線網路100中之無線電存取子系統106接收之信號的下行鏈路路徑衰減。
在步驟608中，行動無線器件102可以定期間隔以高達最大傳輸功率位準之遞增傳輸功率位準重複地傳輸前置碼，直至自無線網路100中之無線電存取子系統106接收到肯定應答(ACK)或否定應答(NACK)或直至達到最大重傳計數為止。在步驟610中，當前置碼傳輸功率等於或超過最大傳輸功率位準且所量測下行鏈路信號品質下降至預定臨限值以下時，行動無線器件102可限制前置碼重傳次數。在一實施例中，所請求前置碼傳輸功率位準超過最大傳輸功率位準愈多，前置碼重傳次數可被限制得愈多(例如，使得小於預設次數)。當下行鏈路信號品質超過預定臨限值時，行動無線器件102可推斷上行鏈路信號品質亦可為高的，從而假設無持續上行鏈路干擾存在於無線網路100中之接收無線電存取子系統106處。儘管無線網路100可在較早廣播訊息中指示相對高的上行鏈路干擾位準，但干擾位準可隨時間而發生相當大的變化，且對於定位成相對靠近無線網路100中之無線電存取子系統106的行動無線器件102，持續的重傳嘗試可具有合理的成功機率。藉由繼續重傳至少幾次(即使並非允許重傳之全部量)，行動無線器件102可嘗試完成與無線網路100之連接，而非要求使用者 藉由重新起始連接請求來重新嘗試連接。當在行動無線器件102處量測之下行鏈路信號品質不良時，諸如當行動無線器件102定位於距無線網路100中之無線電存取子系統106之增大距離處時，可妨礙在無線網路之無線電存取子系統106處前置碼之接收的所得上行鏈路信號衰減僅可緩慢地改變，且眾多重複的重傳嘗試可浪費電池電力且不必要地增加無線網路之無線電扇區104中的干擾。因此，在所量測下行鏈路信號品質相對低時，將重傳次數限於小於最大可允許重傳次數可為較佳的。
圖7說明用以調適由行動無線器件102傳達至無線網路100中之無線電存取子系統106之前置碼的傳輸功率位準及重傳次數之方法700的另一實施例。在步驟702中，行動無線器件102可將所計算的前置碼傳輸功率位準Pcomp初始化至初始值。可基於經由廣播頻道(BCH)自無線網路100接收之一或多個參數且基於在行動無線器件102處量測之一或多個接收信號參數來判定Pcomp之初始值。亦可基於經由BCH廣播的自無線網路100接收之參數判定重傳計數器之初始值。在步驟704中，行動無線器件102可以一傳輸功率位準來傳輸前置碼，該傳輸功率位準為所計算前置碼傳輸功率位準Pcomp及行動無線器件之最大傳輸功率位準Pmax中之最小值。最大傳輸功率位準Pmax可由無線網路或由行動無線器件102之能力或該兩個限制之組合設定。前置碼可由行動無線器件102傳輸至無線網路100之無線電存取網路128部分中之無線電存取子系統106。在步驟706中，行動 無線器件102可在並行獲取指示符頻道(例如，AICH)上收聽應答(ACK)或否定應答(NACK)。當自無線網路100接收到ACK時，行動無線器件102可傳輸RACH訊息，如步驟724中所指示。RACH訊息之傳輸功率位準可與在自無線網路100接收到ACK之前經發送之最後RACH前置碼的傳輸功率位準有關。
當行動無線器件102未自無線網路100接收到應答(「無ACK」)時，在步驟708中，行動無線器件102可遞減重傳計數器。在步驟710中，行動無線器件102可判定重傳次數是否已達到零(亦即，是否已達到最大重傳次數)，且若是，則行動無線器件102可在步驟726中指示無應答，且退出該方法。可在行動無線器件102中之較低層(例如，實體層1)處理區塊與較高層處理區塊之間傳達「無ACK」。在一實施例中，較低層處理區塊可為收發器404，而較高層處理區塊可為應用處理器(AP)402。在其他實施例中，較低層處理區塊及較高層處理區塊可包含於行動無線器件102之一個處理元件中。當重傳計數器尚未達到零時，方法700可繼續。
在步驟712中，行動無線器件102可按預定增量(例如，按無線網路100在BCH中廣播之值)增加前置碼傳輸功率位準Pcomp。可增加所計算的前置碼傳輸功率位準Pcomp以提供傳輸前置碼可由無線網路100中之無線電存取子系統106正確地接收之較大機率。所計算傳輸功率位準Pcomp可大於最大傳輸功率位準Pmax，此可提供看起來需要多少過量功率 來將前置碼傳達至無線網路102之指示。在步驟714中，介於增加之所計算傳輸功率位準Pcomp與最大傳輸功率位準Pmax之間的差可與第一臨限值相比較。當所計算傳輸功率位準Pcomp不超過最大傳輸功率位準Pmax達第一臨限值以上時，行動無線器件可返回至步驟704以重傳前置碼。接著可以比先前傳輸中所使用之功率位準高的功率位準來重傳前置碼，儘管僅可以最大傳輸功率位準Pmax或以下來傳輸所計算傳輸功率位準Pcomp。當所計算傳輸功率位準Pcomp超過最大傳輸功率位準Pmax達第一臨限值時，如步驟714中所判定，行動無線器件102可比較在行動無線器件102處接收之所量測下行鏈路信號品質與第二預定臨限值。若所量測下行鏈路信號品質超過第二臨限值，則行動無線器件102可返回至在步驟704中重傳前置碼。藉由超過第二臨限值，所量測下行鏈路信號品質可提供間接指示：可在無線網路100之無線電存取網路128部分中之無線電存取子系統106處接收之上行鏈路前置碼信號功率可高到足以保證繼續重傳，即使所計算傳輸功率位準Pcomp超過最大傳輸功率位準Pmax達第一臨限值以上時亦然。
當在步驟716中所量測下行鏈路信號品質不超過第二臨限值時，接著在步驟718中行動無線器件102可計算最小重傳次數。此最小重傳次數可小於最大重傳次數但大於零。最小重傳次數可取決於所量測下行鏈路信號條件，包括所接收信號碼功率(RSCP)、接收信號強度指示符(RSSI)及所接收信號碼功率與雜訊/干擾比(Ec/Io)中之至少一者。最 小重傳次數亦可取決於所計算前置碼傳輸功率位準Pcomp與最大傳輸功率位準Pmax之間的差。一般而言，當下行鏈路信號品質在第二臨限值以下時，所計算前置碼傳輸功率位準Pcomp超過最大傳輸功率位準Pmax愈多，可保證愈少之重傳。當最小重傳次數大於零時，至少可嘗試彼前置碼重傳次數。當最小重傳次數低於最大重傳次數時，可較早結束重傳嘗試以節省電池電量，減少熱且減少網路中之不必要的干擾。
在代表性實施例中，當所計算前置碼傳輸功率位準Pcomp超過最大傳輸功率位準Pmax達6 dB或更多時，可將最小重傳次數設定為一。與3GPP 25.214通信標準中概括之將終止前置碼而無任何重傳的選用之演算法形成對比，此為一之最小重傳值可提供至少一次重傳嘗試。在代表性實施例中，當所計算前置碼傳輸功率位準Pcomp不超過最大傳輸功率位準Pmax達6 dB時，可將最小重傳次數設定為一以上，在此狀況下，可接著進行至少兩次重傳嘗試。
在步驟720中，行動無線器件102可比較當前重傳計數器值與介於最大允許重傳次數與所計算最小重傳次數之間的差。當重傳計數器下降至低於最大允許重傳次數與所計算最小重傳次數之間的差時，行動無線器件102中之較低層處理區塊可向較高層處理區塊指示缺乏應答接收(「無ACK」)且退出方法。當重傳計數器未下降至低於最大允許重傳次數與所計算最小重傳次數之間的差時，行動無線器件102可繼續將前置碼重傳至無線網路100之無線電存取 網路128部分中的無線電存取子系統106。若下行鏈路信號品質保持低於第二臨限值，則隨著行動無線器件102重複重傳及隨後之步驟系列，且在無應答的情況下，所計算前置碼傳輸功率Pcomp可繼續增加，重傳計數器可遞減且所計算最小重傳次數可減少，最終使重傳嘗試停止。本文中所描述之方法允許實現可基於所量測信號品質條件且基於行動無線器件處設定之臨限值自適應地調整的有限重傳嘗試次數。有限重傳嘗試次數可小於最大允許重傳嘗試次數且亦可大於3GPP無線通信標準准許(但並非要求)之零次數。
可單獨或以任何組合使用所描述實施例之各種態樣、實施例、實施或特徵。可藉由軟體、硬體或硬體與軟體之組合實施所描述實施例之各種態樣。
出於解釋之目的，上述描述使用特定術語以提供對所描述實施例之詳盡理解。然而，熟習此項技術者將顯而易見，不要求特定細節以便實踐所描述實施例。因此，出於說明及描述之目的而呈現本文中描述之特定實施例的上述描述。該等描述的目標並非為詳盡的或將實施例限於所揭示之精確形式。一般熟習此項技術者將顯而易見，鑒於以上教示，許多修改及變化係可能的。
所描述實施例之優點為眾多的。不同態樣、實施例或實施可產生以下優點中之一或多者。本發明實施例之許多特徵及優點自書面描述顯而易見，且因此，所附申請專利範圍意欲涵蓋本發明之所有此等特徵及優點。此外，由於熟習此項技術者將易於想到眾多修改及改變，所以不應將實 施例限於如所說明並描述之確切建構及操作。因此，可採用落入本發明之範疇內之所有合適修改及等效物。
100‧‧‧無線通信網路
102‧‧‧行動無線器件
104‧‧‧無線電扇區
106‧‧‧無線電存取子系統
108‧‧‧無線電節點
110‧‧‧無線電控制器
112‧‧‧核心網路
114‧‧‧公眾交換電話網路(PSTN)
116‧‧‧公眾資料網路(PDN)
118‧‧‧電路交換中心
120‧‧‧封包交換節點
122‧‧‧電路交換域
124‧‧‧封包交換域
126‧‧‧無線電鏈路
128‧‧‧無線電存取網路
200‧‧‧通用行動電信系統(UMTS)無線通信網路
202‧‧‧使用者設備(UE)
204‧‧‧無線電網路子系統(RNS)
206‧‧‧節點B
208‧‧‧無線電網路控制器(RNC)
210‧‧‧節點B
212‧‧‧無線電網路控制器(RNC)
214‧‧‧無線電網路子系統(RNS)
216‧‧‧節點B
224‧‧‧伺服通用封包無線電服務(GPRS)支援節點(SGSN)
226‧‧‧閘道GPRS支援節點(GGSN)
228‧‧‧行動交換中心(MSC)
230‧‧‧閘道行動交換中心(GMSC)
232‧‧‧公眾交換電話網路(PSTN)
234‧‧‧封包資料網路(PDN)
236‧‧‧核心網路(CN)
238‧‧‧電路交換域
240‧‧‧封包交換域
242‧‧‧通用行動電信系統(UMTS)陸地無線電存取網 路(UTRAN)
244‧‧‧小區
300‧‧‧長期演進(LTE)無線網路
302‧‧‧行動終端機
304‧‧‧無線電扇區
306‧‧‧演進陸地無線電存取網路(eUTRAN)
310‧‧‧演進節點B(eNodeB)
312‧‧‧伺服閘道器
314‧‧‧行動管理實體(MME)
316‧‧‧公眾資料網路(PDN)閘道器
318‧‧‧網際網路協定(IP)網路
320‧‧‧演進封包核心網路
322‧‧‧演進無線電存取網路
326‧‧‧無線電鏈路
400‧‧‧長期演進(LTE)網路
402‧‧‧應用處理器(AP)
404‧‧‧收發器
406‧‧‧天線
500‧‧‧隨機存取頻道(RACH)獲取程序
502‧‧‧隨機存取頻道(RACH)
504‧‧‧隨機存取頻道(RACH)前置碼
506‧‧‧隨機「回退」時段
508‧‧‧肯定應答
510‧‧‧隨機存取頻道(RACH)訊息
512‧‧‧獲取指示符頻道(AICH)
600‧‧‧用以調適由行動無線器件102發送至無線網路100之上行鏈路前置碼之傳輸功率位準及重複的代表性方法
700‧‧‧用以調適由行動無線器件102傳達至無線網路100中之無線電存取子系統106之前置碼的傳輸功率位準及重傳次數之方法
圖1說明泛用無線通信網路之組件。
圖2說明UMTS無線通信網路之組件。
圖3說明LTE無線通信網路之組件。
圖4說明用於行動無線器件之代表性架構。
圖5說明在UMTS無線通信網路中由行動無線器件進行的在隨機存取頻道(RACH)上之一系列傳輸及在獲取指示符頻道(AICH)上之接收。
圖6說明供行動無線器件調適向無線網路之一系列前置碼傳輸之傳輸功率位準的方法。
圖7說明供行動無線器件調適向無線網路之一系列前置碼傳輸之傳輸功率位準的另一方法。
100‧‧‧無線通信網路
102‧‧‧行動無線器件
104‧‧‧無線電扇區
106‧‧‧無線電存取子系統
108‧‧‧無線電節點
110‧‧‧無線電控制器
112‧‧‧核心網路
114‧‧‧公眾交換電話網路(PSTN)
116‧‧‧公眾資料網路(PDN)
118‧‧‧電路交換中心
120‧‧‧封包交換節點
122‧‧‧電路交換域
124‧‧‧封包交換域
126‧‧‧無線電鏈路
128‧‧‧無線電存取網路

Claims (30)

  1. 一種用於自適應地傳輸一隨機存取傳輸之方法，該方法包含：量測一干擾位準；基於至少該所量測干擾位準，動態地判定隨機存取傳輸之一數目；及針對該所判定數目之隨機存取傳輸：傳輸一或多個隨機存取傳輸；及回應於接收到一肯定應答，發送一上行鏈路訊息。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含自一無線無線電存取網路接收一或多個傳輸參數，在隨機存取傳輸之該數目的該判定中考慮該一或多個傳輸參數。
  3. 如請求項1之方法，其中該所量測干擾位準係基於以下中之一或多者：(i)一所接收信號碼功率(RSCP)、(ii)一所接收信號強度指示符(RSSI)及/或(iii)一所接收信號雜訊/干擾比(Ec/Io)。
  4. 如請求項1之方法，其進一步包含基於至少該所量測干擾位準而動態地判定隨機存取傳輸之一初始傳輸功率。
  5. 如請求項4之方法，其中該動態地判定之初始傳輸功率超過一最大傳輸功率位準。
  6. 如請求項5之方法，其中隨機存取傳輸之該所判定數目係基於至少該動態判定之初始傳輸功率與一最大傳輸功率位準之間的一超過量，且其中該超過量之一增加導致隨機存取傳輸之該動態判定數目之一減少。
  7. 如請求項6之方法，其中當該超過量增加至一可接受臨限值以上時，隨機存取傳輸之該動態判定數目經設定為一(1)。
  8. 一種經組態以自適應地傳輸一隨機存取傳輸之無線裝置，該無線裝置包含：一處理器；一第一無線介面，其與該處理器進行資料通信；及一電腦可讀裝置，其與該處理器進行資料通信且具有上面儲存有至少一電腦程式之一非暫時儲存媒體，該至少一電腦程式經組態以在該處理器上執行時：量測一干擾位準；基於至少該所量測干擾位準，動態地判定隨機存取傳輸之一數目；及基於至少該數目傳輸一或多個隨機存取傳輸；及回應於接收到一肯定應答，發送一上行鏈路訊息。
  9. 一種經組態以自適應地傳輸一隨機存取傳輸之無線裝置，該無線裝置包含：經組態以量測一干擾位準且基於至少該所量測干擾位準動態地判定隨機存取傳輸之一數目的邏輯；經組態以至少部分基於該所判定數目傳輸一或多個隨機存取前置碼傳輸的邏輯；及經組態以回應於接收到對該一或多個隨機存取前置碼傳輸之一肯定應答，發送與該一或多個前置碼傳輸相關聯之一訊息的邏輯。
  10. 一種經組態以接收隨機存取傳輸之網路，該方法包含：傳輸經組態以啟用一干擾位準之量測的一第一信號；接收一或多個隨機存取傳輸，其中基於一所量測干擾位準組態該一或多個隨機存取傳輸；及藉由至少一應答訊息回應該所接收一或多個傳輸。
  11. 一種調適自一行動無線器件至一無線網路之傳輸之傳輸功率位準及重複的方法，該方法包含：在該行動無線器件處；量測自該無線網路中之一無線電存取子系統接收之一下行鏈路信號功率位準及一下行鏈路信號品質；自該無線電存取子系統接收一或多個傳輸參數；基於該所接收傳輸參數且基於該所量測下行鏈路信號功率位準計算一上行鏈路前置碼之一初始傳輸功率位準；將一系列前置碼傳輸至該無線電存取子系統，每一相繼前置碼具有高達且不超過一最大傳輸功率位準之一遞增傳輸功率位準，及不超過一最大重傳計數之一重傳次數；在自該無線電存取子系統接收到一ACK或NACK回應之後停止傳輸該前置碼重傳；及當該前置碼之該傳輸功率位準等於或超過該最大傳輸功率位準且該所量測下行鏈路信號品質下降至低於一預定臨限值時，將該前置碼重傳次數限於小於該最大重傳計數。
  12. 如請求項11之方法，其中該行動無線器件使用一所接收信號碼功率(RSCP)、一所接收信號強度指示符(RSSI)及一所接收信號雜訊/干擾比(Ec/Io)中之至少一者量測自該無線電存取子系統接收之該下行鏈路信號品質。
  13. 如請求項12之方法，其進一步包含：當該所量測下行鏈路信號品質下降至低於該預定臨限值時，計算小於該無線網路允許之該最大重傳次數計數但大於零之一最小前置碼重傳次數。
  14. 如請求項13之方法，其中該最小前置碼重傳次數取決於所量測下行鏈路信號條件，其包含該所接收信號碼功率(RSCP)、該所接收信號強度指示符(RSSI)及該所接收信號碼功率與雜訊/干擾比(Ec/Io)中之至少一者。
  15. 如請求項14之方法，其中該最小前置碼重傳次數進一步取決於一所計算前置碼傳輸功率位準與該最大傳輸功率位準之間的一超過量，其中一較高超過量使該最小前置碼重傳次數減少。
  16. 如請求項15之方法，其中當該所計算前置碼傳輸功率超過該最大傳輸功率位準達6 dB或更多時，將該最小前置碼重傳次數設定為一。
  17. 如請求項11之方法，其中自該行動無線器件至該無線網路之上行鏈路通信使用一共用通信鏈路。
  18. 如請求項17之方法，其中該共用通信鏈路使用一隨機存取頻道(RACH)以提供自該行動無線器件至該無線網路之上行鏈路通信。
  19. 如請求項18之方法，其中在一單獨獲取指示符頻道(AICH)上接收該ACK或NACK回應。
  20. 如請求項11之方法，其中將該上行鏈路前置碼之該初始傳輸功率位準計算為一估計路徑損失加上由該無線網路提供之一上行鏈路干擾量及一恆定偏移值。
  21. 如請求項20之方法，其中由該行動無線器件藉由計算一共同導頻頻道(CPICH)傳輸功率位準與一所量測CPICH接收信號碼功率(RSCP)之間的一差而估計該路徑損失。
  22. 如請求項21之方法，其中由該無線電存取子系統在一廣播頻道(BCH)上所傳輸之系統資訊區塊(SIB)中以定期間隔廣播該上行鏈路干擾量及該恆定偏移值。
  23. 如請求項22之方法，其中該所量測接收信號碼功率(RSCP)提供自該無線電存取子系統至該行動無線器件之傳輸所引起的一信號路徑衰減損失之一指示。
  24. 如請求項21之方法，其中該無線網路為一UMTS、LTE或LTE進階無線網路。
  25. 如請求項21之方法，其中自該無線電存取子系統接收之該一或多個傳輸參數包括下行鏈路傳輸信號功率、上行鏈路干擾位準、偏移值及重傳參數之一或多個值。
  26. 一種行動無線器件，其包含：一應用處理器，其經組態以管理該行動無線器件與一無線網路之間的連接；及一收發器，其經組態以：量測自該無線網路中之一無線電存取子系統接收之 一下行鏈路信號的一下行鏈路信號功率位準及一下行鏈路信號品質；將一系列前置碼傳輸至該無線電存取子系統，每一相繼前置碼具有一遞增傳輸功率位準且不超過一最大傳輸功率位準；及當該傳輸功率位準等於或超過該最大傳輸功率位準時，基於該所量測下行鏈路信號品質將該前置碼重傳次數限於大於零且小於一最大重傳次數之一最小重傳次數。
  27. 如請求項26之器件，其中該收發器使用一所接收信號碼功率(RSCP)、一所接收信號強度指示符(RSSI)及一所接收信號雜訊/干擾比(Ec/Io)中之至少一者量測自該無線電存取子系統接收的該下行鏈路信號之該下行鏈路信號品質。
  28. 如請求項27之器件，其中該最小重傳次數取決於所量測下行鏈路信號條件，包含該所接收信號碼功率(RSCP)、該所接收信號強度指示符(RSSI)及該所接收信號碼功率與雜訊/干擾比(Ec/Io)中之至少一者。
  29. 如請求項28之器件，其中該最小重傳次數進一步取決於一所計算前置碼傳輸功率位準與該最大傳輸功率位準之間的一超過量，其中一較高超過量使該最小重傳次數減少。
  30. 如請求項29之器件，其中當該所計算前置碼傳輸功率超過該最大傳輸功率位準達6 dB或更多時，將該最小重傳次數設定為一。
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