TW504914B - Radio communication system - Google Patents

Description

504914 五、發明說明（1) 發明範疇 .7 本發明與一種無線電通訊系統有關，該無線電通訊系統 具有一隨機存取通道，用以傳輸副站向主站發出的存取請 求’本發明進一步與該系統中使用的主站及副站有關，以 及’與操作該系統的方式有關。本發明說明的系統特別與 新興的通用行動通訊系統（Universal Mobile Telecommunication System; UMTS)有關，應知道，此類 的技術同樣適合在其他的行動無線電系統中使用。 相關技藝說明 在一種無線電通訊系統中，通常會要求無線電通訊系統 能夠在一行動台（Mobile Station; MS)及一基地台（Base S t a t i 〇 η ; B S )之間交換發信號訊息。實現下行鏈路發信號 (從基地台到-行動台）的方式通常是使用基地台的實體廣播 通道來處理其涵蓋範圍内的任何行動台。因為只有一台發 射器（基地台）使用此廣播通道，所以沒有存取問題。 相反地，上行鏈路發信號（從行動台到基地台）則需要更 詳細考量。〆如果已為行動台指定一個上行鏈路通道（用於 語音或數據服務），則可藉由搭載（Piggy-backing)方式將 完成發信號，於搭載（piggy-backing)方式中，發信號訊 息係隨附在傳行動台傳送到基地台的資料封包内。^旦是’ 如果沒有指定給行動台的上行鏈路通道’則無法使用搭載 (piggy-backing)方式。在此情況下，可運用一種快速巧 上行鏈路發信號機制來建立或重新建立新上行鏈路通道。 在許多系統中（例如’以泛歐數位式行動電話（G 1 ob a 1

O:\62\6285i.PTD 第5頁 504914 五、發明說明（2)

System for Mobile Communications; GSM)標準及建-議的 通用行動通訊系統（Universal Mobile Telecommunication System ; UMTS) 標 準操作 的系統）， 藉由提供使 用分時槽ALOHA或類似協定的隨機存取通道，使系統能夠 快速上行鏈路發信號。當行動台想要向其基地台請求特定 服務或向其基地台傳輸短訊息時，行動台會在隨機存取通 道傳輸一存取請求，該存取請求包括識別行動台的資訊及 有關請求之服務或訊息的資料（此資料通常稱為有效荷載 資料）。如果基地台成功收到存取請求，則會將確認傳輸 到行動台。如果建立請求之服務要求任何進一步的商議， 則通常是在（於確認中確定的）新通道上完成。 本發明涉及使用分時多重存取（TDMA)協定操作之隨機存 取通道的實施有關，於分時多重存取（TDMA)中，將要求在 具有一預先持續時間的時槽中進行傳輸。一行動台選擇一 個此類的時槽’利用該時槽來傳輸其存取請求。實施此類 原理的主要考量是需要確定是否有足夠的容量可容納預期 的通訊流量負載。實施有效原理中的特定問題是隨機存取 通道有一些不同的用法，每個隨機存取通道都要求將不同 數量的有效荷載資料傳輸到基地台。如果時槽的長度足以 顧及所有可此的應用’則隨機存取通道的容量可能會減少 到不可接收j程度。另一方面，如杲設定時槽長度提供尚 可的通道容ϊ ’則要求之有效荷載資料量多於存取請求中 可容量數量的服務初始變得不必要的複雜。 二 在UMTS之類的分馬多重存取（CDMA)系統中，存取封包的

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504914 五、發明說明（3) 容量受限於可用的最小擴展因數。此外，擴展因數可-能有 最大通訊範圍的限制。這表示大細胞中的最大容量可能會 降低（或至少是行動台接近細胞邊緣的情況）。 發明總結 根據本發明的目的是解決將隨機存取通道的容量增加到 最大限度的問題。 根據本發明的第一項觀點，本發明提供一種無線電通訊 糸統’該無線電通訊糸統包括一主站及複數個副站’該糸 統具有一隨機存取通道，用以傳輸副站向主站發出的存取 請求，該存取請求包括一存取封包，該存取封包具有一預 定之最大資料容量，其中副站要求傳輸之存取請求所内含 的有效何載貧料超過半一存取封包可容納的貧料5該副站 具有用以將資料再細分成複數個部份的裝置，及用以傳輸 由複數個存取封包組成之存取請求的裝置，每一個封包都 包括有效荷載資料的一部份，並且，該主站具有用以確定 收到的存取請求是否包括複數個存取封包的裝置，及用以 組合來自複數個存取封包之有效荷載資料的裝置。 根據本發明的第二項觀點，本發明提供無線電通訊系統 中使用的主站，該系統具有一隨機存取通道，用以傳輸副 站向主站發出的存取請求，該存取請求包括一存取封包， 該存取封包具有一預定之最大資料容量，其中主站具有用 以確定收到的存取請求是否包括複數個存取封包的裝置， 及用以組合來自複數個存取封包之有效荷載資料的裝置―。 根據本發明的第三項觀點，本發明提供無線電通訊系統

504914 五、發明說明（4) 中使用的副站，該系統具有一隨機存取通道，用以傳-輸副 站向主站發出的存取請求，該存取請求包括一存取封包， 該存取封包具有一預定之最大資料容量，其中副站包括用 以將資料再細分成複數個部份的裝置，以對確定副站要求 傳輸之存取請求所内含的有效荷載資料超過單一存取封包 可容納的資料時作出反應；以及，用以傳輸由複數個存取 封包組成之存取請表的裝置，每一個封包都包括有效荷載 資料的一部份。 根據本發明的第四項觀點，本發明提供一種操作無線電 通訊系統的方法，該無線電通訊系統包括一主站及複數個 副站，該系統具有一隨機存取通道，用以傳輸副站向主站 發出的存取請求，該存取請求包括一存取封包，該存取封 包具有一預定之最大資料容量，其中副站要求傳輸之存取 請求所内含的有效荷載資料超過單一存取封包格式中可容 納的資料時，該副站將資料再細分成複數個部份，並傳輸 由複數個存取封包組成的存取請求，每一個封包都包括有 效荷載資料的一部份，並且，該主站確定收到的存取請求 是否包括複數個存取封包的裝置，並組合來自複數個存取 封包之有效何載貧料的裝置。 圖式簡單說明 現在將藉由參考附圖的範例，來說明本發明具體實施 例0 _ 圖1顯示一種無線電通訊系統的方塊概念圖； — 圖2顯示一種存取封包可能的格式；以及

504914 五、發明說明（5) 圖3顯示根據本發明在隨機存取 的流程圖。 、上進仃傳輸之方泌 執行本發明的模式 二圖Λ’、二種無線電通訊系、統，其包括-主站（基地 I括副站（行動台；ms)u〇。該基地台ι〇〇 =發"c) 102 ;連接到-無線電傳輸裝置m 说·毛射裝置04，以及，一連線叢置108 ,用以盥公此交 換電話網路（PSTN)或其他適合的網路連線。每一台、動a 110都包括一微控制哭（aC) 112，以芬 志 ° ° 於肢罢彳！ eΓ J 以及，連接到無線電傳 輸^置116的發射裝置114。從基地台1〇〇到行動台ιι〇的通 訊在下行鏈路通道122中進行，而從行動台11〇到基地台 100的通訊在上行鏈路通道][24中進行。 _ 本發明涉及用以傳輸由行動台i丨〇發出之存取請求的隨 機存取上行鏈路通道丨24。說明的具體實施例涉及採用分 碼多重存取（CDMA)技術的分時雙工Time Division Duplex (T D D ) U Μ T S系統，但是，說明的技術同樣適合具有一分時 多重存取（TDMA)隨機存取通道的其他系統，而無論這些系 統是否是使用分碼多重存取（CDMA)及分時雙工（TDD)技 術。例如，即使UMTS的FDD與TDD模式之間訊框結構的細節 不同，相似的原理還是適用於分頻雙工（Frequency Division Duplex; FDD) UMTS系統。 尤其，本發明與一種系統有關，在該系統中，行動台-1 1 0傳輸的存取請求包括一存取封包，該存取封包是在預 定持續時間之時槽中傳輸之預定格式的存取封包。此類系

O:\62\62851.PTD 第9頁 504914 五、發明說明（6) 統的範例是U Μ T S之T D D模式中的隨機存取通道。圖2顯-示此 系統中存取封包的格式。存取封包的總持續時間為3 1 2 · 5 微秒（1 2 8 0晶片），此時間是此系統全部時槽之持續時間的 一半。存取封包2〇 〇由一第一資料段（D A Τ 1 ) 2 0 2 ( 3 3 6晶 片）、一中間導碼段（Μ I D ) 2 0 4 ( 5 1 2晶片）、一第二資料段 (DAT 2)206(336晶片）、及保護期間（G)(96晶片）所組成。 將使用若干可能的擴展碼之一來進行對存取封包2 0 0的 解碼（由行動台1 1 〇隨機選取），以便同時傳送數個存取請 求。中間導碼段（M丨D ) 2 〇 4的用途是使基地台1 0 0能夠取得 精確的通道估計，甚至估計最壞情況的通道，以便在不出 錯的情況下’可收到資料段2 〇 2、2 〇 6中所内含的有效荷載 貝料。中間導碼段（Μ I D ) 2 0 4也能夠聯合偵測使用不同擴碼 同時傳輸的存取封包2 〇 〇。 斤運用擴展因數丨6，每一個資料段2 〇 2、2 〇 6都可容納2丨個 付號（如果使用四相位相移鍵控（卩u a d r a t u r e p h a s e S h i f t \ey ing f QPSK)調變，一個符號有42位位元）。已知的問題 ^ :此資料容量可能足以初始化行動台丨丨〇發出的存取， 二，存取請求可能需要較小的有效荷載。已考慮 到J加有效荷栽的各種可能性： 合$將中間導碼段（MID) 2 0 4的大小減少到256晶片。但是 :^具有大+延遲擴展之通道的效能降級，並且，增加2 5 6 • 、次、、泥）的有效何載可能仍然不足。 、f :厂夕f，段2 0 2、2 0 6的擴展因數，例如從1 6降到8 —。 以可使有放荷戟大小加倍，但是會減少同時存取請求的最

504914 五、發明說明（7) 大數量，因而減少隨機存取通道的整體容量。 可將存取封包2 0 0的長‘度加倍，而成為全部時槽的長 度。但是，這將減少可用的時槽數量，進而增加衝突的可 能性，並減少隨機存取通道的整體容量。 根據本發明的系統，解決問題的方式是，如果行動台 1 1 0傳輸的有效荷載大於單一存取封包2 0 0中可容納的有效 荷載時，則允許行動台1 1 0利用複數個存取封包2 0 0來均分 傳輸的有效荷載。此類系統超越上述之其他可能解決方案 的最大優點是，大部份的存取請求只需要傳輸單一存取封 包2 0 0即可。 系統可限制構成一存取請求之存取封包2 0 0的數量，例 如，如果存取封包200 —直提供充分的有效荷載容量，-則 可限制以2個-存取封包2 0 0來構成一存取請求。為了便利， 系統可能也需要傳輸的複數個存取封包2 0 0與另一個存取 封包2 0 0有特殊關係，例如，可能會要求在連續的時槽中 傳輸存取封包，或每個存取封包之間使用預定數量的時槽 來傳輸存取封包，並且，也可能要求行動台1 1 0將相同的 擴展碼應用在每個一存取封包2 0 0。或者，可能要同時傳 輸複數個存取封包2 0 0，每一個存取封包2 0 0都是使用不同 的擴展碼。 存取封包2 0 0的資料段2 0 2、2 0 6需要併入某些發信號， 以便指示存取封包2 0 0本身是否是一個完整的存取請求_， 或是由複數個存取封包2 0 0所構成之存取請求的一部份' 並由基地台1 0 0組合由複數個存取封包2 0 0所構成之存取請

丄 4 發明說明（8) 求的有效荷載資料。 使用相同的擴展碼將J個存取封包中每一個存取封息都 複數個存取封於此項識別。 的格式不需要相同。個存取封包2 0 〇之有效荷載資料 號資訊’帛以指示傳J °二第-存取封包2 0 0可含有發信 封包的總數量。全部二▲仃動台11 〇的身份及傳輸之存取 封包2 0 〇含有一循„、效荷載資料中，只有其中一個存取 CRC)，或其他的資衣几6餘檢查（Cyclic Redundancy Check; 數個存取封包之門可凡正性檢查。為了改善錯誤效能，複 圖3的流程圖由一番入全部的有效荷載資料。 的方法。去/1不根據本發明在隨機存取通道上傳輸 台1 0 0傳_ -口 11 〇要向基地台10 0請求服務或向其基地 口丄υ u得輸短訊息時， ，卜抓 ，行動&ηη成W於步驟3 0 2開始本方法。於步驟 306 取封包2°°來容納此資料。然後，於步驟 &抖勺Li 1〇產生適當數量的存取封包200，選定將存 編碼的擴展碼’並在隨機存取通道上將存取封 包2〇〇傳輸基地台1〇〇。 然後，於步驟3 0 8，行動台丨丨〇等待基地台丨〇 〇發出請求 確 <，例如，在共同下行鏈路發信號通道上。如杲在預。 的呀間内沒有收到確認，則行動台丨丨〇會重新傳輸Ν個存 封包2 0 0。於步驟3 1 0，本方法以成功收到確認作為結束 之後，行動台1 1 0及基地台1 〇 〇必須採用的行動是初始化· 求的服務或處理訊息。 τ 基地台1 0 0可針對每一個存取封包2 0 〇發出分開的確認 問肉、女，ί/r糾β言忍，目I，C Α 人1 1 λ ι

第12頁 504914 五、發明說明（9) 以此方式，如果複數個由行動台1 1 0所傳輸的存取封包一中 有一個或一個以上的存取封包損壞，則只需要重新傳輸有 錯誤的存取封包即可。但是，對於基地台1 0 0針對全部的 存取請求發出確定而言較為簡單，並且也可為較高的協定 層（較高的協定層與傳輸特定存取請求所需的存取封包數 量無關）提供更一致的介面。 讀取本發明發表的内容後，熟知技藝人士很容易明白本 發明可做任各種其他的修改。此類的修改可能涉及無線電 通訊系統及其零組件中已知的其他功能，可使用這些功能 來取代本文中說明的功能，或是除了本文中說明的功能以 外，再使用這些功能。 本發明說明及申請專利範圍中出現在元件之前的「一 個」並不排除使用複數個此類的元件。另外，「包括」並 不棑除使用非列出之其他的元件或步驟。 產業應用性 本發明適用於各種無線電通訊系統，例如U Μ T S。

第13頁 504914 _案號89102950_f/年 < 月/曰 修正 圖式簡單說明 圖式 元件 符 號 說 明 * 100 主 站 102 微 控 制 器 104 發 射 裝 置 106 無 線 電 傳 輸 裝 置 108 連 線 裝 置 110 副 站 112 微 控 制 器 1 14 發 射 裝 置 116 無 線 電 傳 裝 置 122 下 行 鏈 路 通 道 124 上 行 鏈 路 通 道 200 存 取 封 包 202 第 — 資 料 段 204 中 間 導 石馬 段 206 第 二 資 料 段 208 保 護 週 期 302 開 始 304 決 定 存 取 封 包 之數量 306 傳 送 存 取 封 包 3 08 確 認 310 結 束

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Claims (1)

1. 504914 _案號89102950 f/年4月/日 修正_!_ 六、申請專利範圍 1 . 一種無線電通訊系統，其包括一主站及複數個副站， 該系統具有一隨機存取通道，用以傳輸副站向主站發出的 存取請求，該存取請求包括一存取封包，該存取封包具有 一預定之最大資料容量，其中副站要求傳輸之存取請求所 内含的有效荷載資料超過單一存取封包格式中可容納的資 料，該副站具有用以將資料再細分成複數個部份的裝置， 及用以傳輸由複數個存取封包組成之存取請求的裝置，每 一個封包都包括有效荷載資料的一部份，並且，該主站具 有用以確定收到的存取請求是否包括複數個存取封包的裝 置，及用以組合來自複數個存取封包之有效荷載資料的裝 置。 2 . —種使用於一無線電通訊系統中的主站，該系統具有 一隨機存取通道，用以傳輸副站向主站發出的存取請求， 該存取請求包括一存取封包，該存取封包具有一預定之最 大資料容量，其中主站具有用以確定收到的存取請求是否 包括複數個存取封包的裝置，及用以組合來自複數個存取 封包之有效何載貢料的裝置。 3 ·如申請專利範圍第2項的主站，其特徵在於提供一裝 置用以傳輸關於複數個存取封包的一單一確認。 4. 一種使用於無線電通訊系統中的副站，該系統具有一 隨機存取通道，用以傳輸副站向主站發出的存取請求，該 存取請求包括一存取封包，該存取封包具有一預定之最大 資料容量，其中副站包括用以將資料再細分成複數個部份 的裝置，以對確定副站要求傳輸之存取請.求所内含的有效

   O:\62\62851-9i0401.ptc 第15頁 504914 _案號89102950_f/年 < 月/曰 修正 _，♦ 六、申請專利範圍 荷載資料超過單一存取封包可容納的資料時作出反應；以 及，用以傳輸由複數個存取封包組成之存取請求的裝置， 每一個封包都包括有效荷載資料的一部份。 5 . —種操作無線電通訊系統的方法，該無線電通訊系統 包括一主站及複數個副站，該系統具有一隨機存取通道， 用以傳輸副站向主站發出的存取請求，該存取請求包括一 存取封包，該存取封包具有一預定之最大資料容量，其中 副站要求傳輸之存取請求所内含的有效荷載資料超過單一 存取封包格式中可容納的資料時，該副站將資料再細分成 複數個部份，並傳輸由複數個存取封包組成的存取請求， 每一個封包都包括有效荷載資料的一部份，並且，該主站 確定收到的存取請求是否包括複數個存取封包的裝置，並 組合來自複數個存取封包之有效荷載資料的裝置。 6 .如申請專利範圍第5項的方法，其特徵在於，複數個 存取封包中第一個以外的每個存取封包的傳輸時間與複數 個存取封包中第一個存取封包的傳輸時間有預定的關係。 7. 如申請專利範圍第6項的方法，其特徵在於，將複數 個存取封包以連續序列傳輸。 8. 如申請專利範圍第5、6或7項的方法，其特徵在於， 有效荷載資料交錯於複數個存取封包之間。 9 .如申請專利範圍第5、6或7項的方法，其特徵在於， 發信號訊息僅包含於複數個存取封包中其中一個存取封 包。 1 0.如申請專利範圍第5、6或7項的方法.，其特徵在於，

   O:\62\6285l-910401.ptc 第16頁 504914 _案號89102950 y/年4月/日 修正_·. 六、申請專利範圍 一資料完整性檢查僅包含於複數個存取封包其中一個存取 封包。 1 1 ·如申請專利範圍第5、6或7項的方法，其特徵在於， 該主站傳輸一關於複數個存取封包的單一確認。 1 2.如申請專利範圍第5、6或7項的方法，其特徵在於， 該糸統採用分碼多重存取（C D Μ A )技術。 1 3.如申請專利範圍第1 2項的方法，其特徵在於，可使 用相同的擴展碼將該等複數個存取封包編碼。 1 4.如申請專利範圍第1 2項的方法，其特徵在於，可使 用不同的擴展碼將該等複數個存取封包編碼，並同時傳 輸0

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