TWI342690B - Method for control of contention-based wireless access - Google Patents

Description

1342690 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於無線通m制是，本發明係有關 於通彳§系統中、競爭式無線存取的控制方法。 【先前技術】 第1圖係表示一個利用分時雙工（TD㈧或分頻雙工 (FDD)的簡化無線寬頻分碼多重存取（)通信系統丨8。 這個系統包括複數個節點B26、32、34、複數個無線網路控 制器（RNC) 36、38、40、複數個使用者設備（服）2〇、22、 24及一個核心網路46。這複數個節點β連接至這複數個無 線網路控制器（RNC) 36、38、40，其依序連接到這個核心 網路46。各個節點Β26、32、34乃是與其關連的使用者設備 (UE) 20、22、24進行通信。資料信號乃是在相同頻寬上、 在使用者設備（UE)及節點Β間進行通信。在共享頻寬中， 各個資料信號乃是利用一個獨特片碼序列進行展頻。當接收 時’ 一個特定資料信號則可以利用這個片碼序列的副本以進 行回復。 在一個分碼多重存取（CDMA)系統的架構中，信號乃是 利用其片碼序列（訊息碼）進行區別、且個別通信通道乃是 利用不同訊息碼加以建立。由節點B至使用者設備（UE)的 k说乃是在下行傳輸通道上進行發送、而由使用者設備（服) 5 1342690 至節點B的信號則是在上行傳輸通道上進行發送。 在每一分碼多重存取（CDMA)系統中，一個隨機存取通 道（RACH)會用以進行部分上行傳輸通信。一個隨機存取通 道（RACH)能夠承載複數使用者設備（服）的資料封包。各 個封包可以利用時槽及訊息碼的一個組合進行區別。對於節 點B的偵測而言，這些封包均具有一個序列，藉以與其他封 包進行區別。這個隨機存取通道（RACH)乃是一個競爭式的 上行傳輸通道，其可以承載使用者設備（UE)的控制資訊， 藉以設定與節點B的啟始連結，舉例來說，進而在功率啟動 後，將使用者設備（UE)註冊到這個網路、或執行位置更新、 或啟始一個呼叫。各個傳輸乃是利用重覆的訊框進行發送， 其分別具有複數個時槽，諸如：十五個時槽，且每個訊框只 有一個或兩個時槽是專屬於隨機存取通道（RACH)。當在這 個隨機存取通道（RACH)上傳輸一個封包時，這個傳輸程序 可能會持續複數個訊框。不過，這些訊框並不一定要是連續 的’因為在各個傳輸間必須要執行一個倒退（back—off) 程序’藉以控制使用者設備（UE)存取這個隨機存取通道 (RACH)的速率。 一個使用者設備（UE)可以利用N個訊息碼識別器中的 一個訊息碼識別器，在一個分時雙工（TDD)分碼多重存取 (CDMA)系統的例子中，乃是八個本文（midamble)的一個 本文，嘗試一個隨機存取通道（RACH)傳輸、並選擇一個時 槽。倘若具有相同本文（midamble)的相同時槽中無其他使 用者設備（UE)進行傳輸、且傳輸功率亦足夠時，則這個使 6 1342690 =者設備（DE)的隨機存取通道（RACH)傳輸將會持續。倘 若具有相同本文（midamble)的相同時槽中有另一個使用者 設備（UE)進行傳輪，則這兩個使用者設備（ϋΕ)的傳輸均 會失敗這種傳輸誤差乃是稱為碰撞誤差。通常，只要有兩 個或更多個使用者設備（UE)同時錢—個無線系統的相同

LiL進行傳輸8寸，一個碰撞便會發生。另一種傳輸誤差則是 發生在傳輸辨不足的時候。通常，需要功率乃是相同時槽

的通道、預、及其他實舰赫辑道（pRAGH)傳輸的 函數。 ^在部分通信系統中，諸如：一個第三代合作計晝（3Gpp) 系統’-個使用者設備（UE)要發現一個誤差、並^定重新 傳個失敗封包’通常會耗費—段相對長時_延遲，其 "T月bifj達數秒知的水準。因此，這個隨機存取通道（mch) ^建議操作齡最好麟進行偏壓，藉以㈣具#極少的碰 撞誤差及不足傳輸辨誤差。輯不同賴作赋，這個失

敗封包則會在資料連結層2 (L2)或資料連結層3⑴）上 重新傳輸。 這個無線存取網路並不會具有與隨機存取通道（rach) ，息碼，或制是傳騎道，·的先訊。傳輸區塊設 定（TBS)或叢發的偵測程序乃是在這個接收器處進行，其 並不知道利用偵測訊息碼進行傳輸的使用者設備（耶）數 f。在發生一個隨機存取通道（RACH)傳輸誤差的事件中， 攻個傳輸誤差的原gj並無法識別。這個誤差的朗可能是訊 息碼碰撞、或不足傳輪功率。 7 1342690

一個動態持久參數（DP)乃是利用這個無線網路控制器 (RNC)设定以進行定義，藉以避免這個隨機存取通道（rach) 的飽和。這個動態持久參數位準（DPL)乃是經由這個節點B 廣播至這些使用者設備（证）、且這些使用者設備（服）乃 疋利用這個動態持久參數（DP)的一個函數，調整其存取這 些隨機存，通道（繼）時槽的迷率。—個隨機存取通道 (RACH)㊉數（cv)參數乃是在這個無線網路控制器（咖〇) 處管理以進行定義、並提供這些使用者設備（UE)使用以決 定隨機存取通道（RACH)傳輸的功率。 在目4統中’這些動態持久參數（Dp)、隨機存取通 C(RACH)㊉數⑽）、及其他參數會進行設定及調整，藉 j免碰撞及不足傳輸功率誤差，進而維持—個預定目標碰 心决差及目㈣足傳輸辨縣機率。這個動態持久參數 ^DP)係在這個節點B處產生，且這個隨機存取通道（編） 吊數（〇〇係在這個無線網路控制器（霞）處產生。

_ 1·^ 1 ^些參數的—種f知方法乃是湘個別系統 i £另二中、成功及失敗使用者設備(UE)傳輸的數 ^方_是將這些參數廣播至這些使用者設備 這此失數1其上行傳輸、然而，想要適當控制 難的事，因為這些參數乃是分別產生在 個二的制器(*)處、且因為這 藉二:式二：:目::是提供-種改良方法’ 的/數，其中，傳輸誤差的原因必須 =：!識物歧棚咖處調整參 【發明内容】 本發明75是—财法’藉㈣任何_的競爭式通信通 諸如：分時多重存取（職）系統，進行存取控制，其 個動態持久參數的位準（DPL)會廣播至行動端以控 t個通道的存取速率，且其巾…種方法會提供絲控制 2功率。在—個通信通道上傳輸的—個通健號的誤差類 nr類，且油難通道的對應參數會㈣這個分類 進仃5周正，稭以維持一個預定誤差位準。 【實施方式】 本發明將利用較佳實施例，配合所附圖式詳細說明如 下，圖中，相同符號係用以表示相同元件。 第2圖係表示本發明的控制程序5〇。這個控制程序卯 的目的乃是在-贿機存取通道（RA⑻或—個實 取通道（脈H)上、維持上行傳輸的滿意延遲及處理能f 這個目的的達成乃是將導因於通觀息碼碰撞及不 功率的傳輸誤差數目維持在—個可以接受的位準。這個程岸 50乃疋分別找出訊息碼碰撞及不足傳輸功率的原因。 決定傳輸誤差的賴及頻率，藉以調整—個合適的參數（若 1342690 必要的話），進㈣保這健錢率能贿在—個預定範圍 内。 這個程序50乃是開始於—個賴存取通道（RACH)傳 輸區塊設定（TBS)的接收（步驟52)。接著，這個節點㈣ 收器會利用本文细j及訊息碼好、料式，執行傳輸訊息碼 的偵測。接著，針對各個接收的隨機存取通道（RACH)傳輸 區塊設定（TBS)，執行一個循環冗餘檢查（CRC)(步驟54)。 應該注意的是，雖然本發明的較佳實施例最好能夠使用一個 循環冗餘檢查（GRC)’但是傳輸誤差的其他細方法亦可以 應用。這個循環冗餘檢查（CRC)最好能夠在這個節點B處 執行。倘若沒有偵測到循環冗餘檢查（CRC)誤差，則這個 接收的隨機存取通道（RACH)傳輸區塊設定（TBS)會記錄 為一個成功的存取嘗試（步驟58)。另一方面，倘若偵測到 —個循環冗餘檢查（CRC)誤差，則這個誤差的類型會在步 驟56進行分類、並在步驟58進行記錄。 第3圖係表示在步驟56期間執行的程序，其利用參考 符號70表示’藉以對發生誤差的類型進行分類。第一步驟 72乃是用來決定一個誤差傳輸區塊設定（TBS)的一個信號 干擾比（SIR) 較佳者，這個信號干擾比（SIR)將會與— 個系態臨界值T進行比較，藉以識別這個傳輸誤差的原因， 如下文所述。然而，應該注意的是，步驟56中亦可以利用 接收信號訊息碼功率（rscp)、而不一定要利用這個信號干 擾比（SIR)。 10 1342690 倘若这是第-次執行誤差分類的程序，則我們可以使用 一個預定數值T (步驟74)，對後續_環，這個數值τ 可以利贱前分騎錢信號干擾比（SIR)，每隔Ν個訊框 ，新-次。這健值Ν亦可關整，藉以補償這個實體隨機 存取通道（PRACH)的流量位準。這個數值τ會在步驟78進 行識別、並在步驟80與這個信號干擾比（SIR)進行比較。 倘若這個信f奸擾比（SIK)大於這贿值τ，則賴傳輸誤 差的原因會被分類為訊息碼碰撞（步驟82 )。倘若這個信號 干擾比（SIR)小於或等於這個數值τ，則這個傳輸誤差的數 值τ會被分類為不足傳輸功率（步驟84)。大於數值了且對 應於訊息碼碰撞誤差的信號干擾比（SIR)，為方便起見，可 以表示為SIRcrn。同樣地，小於或等於數值了且對應於不足 傳輸功率誤差的信號干擾比（SIR)，亦為方便起見，則可以 表不為SIRtxpwr。根據誤差的類型，各個誤差的信號干擾比 (SIR)便會在步驟86中進行儲存。 如上述簡要說明，這個數值T可以利用先前分類誤差的 信號干擾比（SIR)進行更新’包括：311^“及siRnm。另外， 視情況需要，步驟86儲存的先前計算數值τ亦會在步驟88 進行傳輸，藉以在步驟76中更新數值τ。特別是，在步驟 76中’數值T乃是根據下列等式進行更新·· T一mean (SIRtxpwr) 4- (mean (SIRtxpwr) —mean (SIRcoll))/ 〔（（7 coll/ (J TXPWR ) +1〕（ 1) 11 巧69〇 其中’ a〇)LL及〇rTXPffR分別表示SIRcou^ SIRTXPWK的標準誤 差。這個臨界值T對應於SIRcoix及siRnm的儲存信號干擾比 (SIR)平均的中點，其分別利用變異數進行加權。 請參考第2圖，在步驟56期間計算的信號干擾比（SIR) 數值（誤差分類）會用在步驟58，藉以記錄隨機存取通道 (RACH)機會數目，其中，失敗的存取嘗試可能是導因於不 足傳輪功率及訊息碼碰撞。除了成功嘗試數目以外，這些統 «•十為料亦可以視需要連續收集N個訊框，藉以得到下列資訊： 發生成功存取嘗試的隨機存取通道（RACH)存取機會數 目，亦即：沒有偵測到循環冗餘檢查（CRC)誤差的存取機 會數目。 因為貫體隨機存取通道（PRACH)訊息碼碰撞而發生失 敗存取嘗試的隨機存取通道（RACH)存取機會數目，亦即： 步驟56的SIR COLLS 發生數目。 因為不足傳輸功率而發生失敗存取嘗試的隨機存取通 道（RACH)存取機會數目，亦即：步驟56的SIRtms發生數 目。 接著，步驟58中的資訊會在連續N個訊框組成的一個 視窗中進行編譯、並在步驟60中用來計算下列統計資料： 在連續N個訊框中量測的RSlTOSS ’其乃是各個存取機會 的成功存取嘗試速率 在連續N個訊框中量測的RcQLL，其乃是導因於實體隨機 存取通道（PRACH)訊息碼碰撞的各個存取機會的失敗存取 機會速率 12 1342690 在連續N個訊框中量測的RTXPwr，其乃是導因於不足傳輸 功率的各個存取機會的失敗存取機會速率接著，在步驟62 中’我們便可以視需要調整合適參數，藉以_ R及Rt· 能夠維持在可以接受準内。帛4圖乃是表示在步驟62 期間執行、將碰撞及功率誤差維持在可以接受位準的程序， 其利用參考符號表示。通常，這個程序1〇〇會參考一個 預疋範圍以計算數值rcqll及RTxm、並視需要調整Rc〇ll及办麵 的控制參數，藉以維持一個可以接受的誤差速率。 特別疋，在接收RcOLL及RtXP»R時（步驟102)，首先要叶 算iW(步驟104)。倘若R·小於-個預定最小數值R_， 則ReQU的一個控制參數最好能夠減小一，藉以使R(m增大。 倘若Rcoll已經落在RcQLLJfd Rq)LL_max的範圍内，則這個控制參 數便可以維持不變。 工^

Rcoll的較佳控制參數乃是動態持久參數的位準（DPL)， 且這個動態持久參數位準（DPL)最好能夠在節點B處進行 控制。目前的地表無線接取網路（UTRAN)架構可以讓節點B 產生特定系統資訊區塊（SIB)的内容，諸如：產生動態持 久參數位準（DPL)的系統資訊區塊（SIB) 7，藉以能夠在 ^點B處控制這個動態持久參數位準（DPL)及Κωιχ。^個動 怨持久參數位準（DPL)乃是根據下式等式進行更新： PL==min (max (PL+Apl，PLm1N)，PLhax) (2) 其中，PL表示這個時久位準、△{1表示持久位準的變化、 13 1342690 而概鱗⑻喊懈大數值。 :再度參考m卜個倾m娜數值r職。

倘右Rtxpwr小於一個預定私括D f _ 一 RtOTR.，則 Rnm 的一個控制參數 月匕” ’、’糟以讓R職增大（步驟112)。倘若私㈣ 大於-個就最大數值RTXp_，斷_參細最好能夠增 力二’藉以讓:聰減小(步驟11 及RTXP_M ’顺個參較可轉持不變。

“的較佳控制參數為功率偏移，其可 錢個動態持久參數位準⑽)均能夠: 即點B處進订控制。—個網際網路基地無線收發台⑽S) 參數會對應於IE” _時槽干擾”，其會在節點B處、利用 系統資訊區塊（SIB)進行廣播。f知，IE，，個別時槽干擾” 的數值應該對應於各_槽的干擾信號訊息碼功率 (ISCP)，其乃是在節點B處進行量測。假概機存取通道 (RACH)時槽僅專；|於隨機存取通道（嶋），則一個功率 偏移可以根據下列等式相加：

IBTS=ISCP-fp〇Wer Offset ⑶ 藉以利用這個功率偏移決定傳輸功率及對應R窗的增 減。相加一個功率控制至表示IE的這個干擾信 率（ISCP)的使用者設備（ϋΕ)傳輸功率控制可以動端 藉著克服干擾位準（不同於節點Β量測的干擾位準）而增減 其傳輸神。再者，這樣亦可减著功钱移輕而完成Ra_ 14 調整。經由系統資観塊（SIB) 14控微崎設備⑽） 傳輸功率的主要優點是，這個料和㈣持久參數位準 (DPL)均可以在_ B處執行。_鱗偏移的另一個優 點是，▲使用者設備（UE)傳輸裤的改變可以更快速地更新， 因為這個功率乃是利用節點β控制，而非無線網路控制器 (RNC)目此’這個系統可以更快速地反應，藉以因應使用 者設備（UE)傳輸功率的需要變化。 這個功率偏移乃是根據下列等式進行更新： 麵=min (max (職+麵，TXPWR_)，TWPWR— (4) /、中TXPWR表示傳輸功率位準”觸表示傳輸功率位準 的變化、* txpwrmin及丽“則分別表示傳輪功率位準 TXPWR的最小及最大值。 ，這個參數控制程序⑽會收集連續n個訊框的隨機存取 ^道⑽⑻統計資料’更新隨機存取通道（RACH)參數乃 ，在此時建議。這個裎序⑽的輸出’如上述方式得到，即 ^新的動態持久參數位準（肌）、且這個功率功率偏移則 疋每隔N個訊框提供—次。這個參數控制程序⑽的執行周 』N通系會落在25及1〇〇個訊框内。這個視窗大小的選擇 ^這個程序的整體效能具有重大影^因為這個程序⑽ =母隔N個訊框執行—次，翻N應該錢小，藉以使這個 =序⑽此夠及時目應於隨機存取通道⑽⑻貞載的快速 變化。另—方面，周期N亦應該要夠大，藉以讓隨機存取通 道（RACH)統計資料能夠成功平均。隨機存取通道（RACH) '、-先计= 貝料的偶發行為，在與理論統計資料進行比較時，是不 利的。 大请再度參考第3圖，雖然數值T的較佳更新方法乃是利 用等式（1)，但是數值了亦可以利用其他方法進行更新。數 值τ的其他更新方法包括下列範例。首先，這個臨界值τ可 以在接收到無誤差的隨機存取通道（RACH)叢發後進行更 • 新二倘若這個無誤差叢發的信號干擾比（SIR)或接收信號 力率（RSP)小於私界值τ，則這個臨界值會減小i ^倘若這 ㈣無誤差叢㈣信號干擾比（SIR)或接收信號功率（RSP) 大於臨界值τ ’職個臨界值會增加2。這佩界值增幅，及 減tw 2可以固定、或隨時間改變、或隨其他條件改變。舉例 來說，這個臨界值可以是量測信號干援比（SIR)及臨界值1 間差值的函數。 另外，在決定傳輸誤差的原因時，我們亦可以考量這個 φ k機存取通道（RACH)的傳輸訊息碼數目。當接收訊息碼數 目增加時，成功偵測的需要信號雜訊比（SNR)應該也會增 加。不同的臨界值可能會建立不同的時槽訊息碼數目。另 外，校JL因子亦可以加入臨界值T，其乃是取決於時槽内的 傳輸訊息碼數目。 最後，在隨機存取通道（RACH)上、利用開放迴路功率 控制的系統中，在決定比較臨界值Τ時最好能夠考量功率控 制參數。舉例來說，考量通用地表無線存取（UTRA)分時雙 工（TDD)系統，其隨機存取通道（mch)的功率控制等式 16 係表示在等式（3)。使用者設備（UE)傳輸功率的計算包括 一個網際網路基地無線收發台（iBTS)項目，其乃是基於最 後人取彳于系統資訊區塊（SIB) 14時的量測干擾信號訊息 碼功率（iscp)。目前時槽的干擾信號訊息碼功率（iSCp) 量測極可能會不同於產生IE”個別時槽干擾，，的干擾信號 A心碼功率（iscp)量測。目前時槽干擾信號訊息碼功率 (ISCP)可以與產生IE”個別時槽干擾”的量測干擾信號訊 心碼功率（ISGP)搭配制。誤差及無誤差隨機存取通道 (RACH)叢發的信號干擾比（SIR)量測亦可以利用兩干擾 信號訊息碼功率（ISCP)量測間的差值進行正規化。 ‘雖然本發明已較佳實施例詳細說·上，熟習此技 藝者當能夠在不違背本發_神及關的前提下，進行每一 調整及變動，此’本發關賴應不必限定在上述較 佳實施例’而是利用下列t請專利範圍加以界定。 【圖式簡單說明】 第1圖係-個示意圖，用以表示利用分時雙工⑽）或分 頻雙工（FDD)的習知簡化無線寬頻分時多重存取（⑽A) 通信系統。 第2圖係-織肋麵根據本發_較佳實施例、 一個競爭式無線存取系統的控制裎序。 第圖係個抓程圖，用以表示根據本發明的較佳實施例、 1342690 一個隨機存取通道（RACH)的誤差分類程序。 第4圖係一個流程圖，用以表示根據本發明的較佳實施例、 一個隨機存取通道（RACH)的參數控制程序。

【元件符號說明】 18 通信系統 26、32、34 節點B 36、38、40 無線網路控制器 20、22、24 使用者設備 46 核心網路 50 控制程序 52 接收隨機存取通道傳輸區塊設定 54 執行循環冗餘檢查 (CRC) ERRORS?(循環冗餘檢查）誤差？ 56 誤差分類 58 記錄成功存取嘗試（沒有循環冗餘檢查誤差 的次數）、記錄訊息碼碰撞誤差（SIRcms的數 目）、記錄不足傳輸功率誤差（SIRtxpwrs的數目） 60 計算 Rsdccess、計异 Rc〇LL、計算 Rtxpwr 62 參數控制 70 ， 100 參考符號 72 決定誤差傳輸區塊設定的信號干擾比 74 利用預定數值τ 1342690

76 利用先前分類誤差的信號干擾比數值（SIR 及 SIRtxpwr)更新 T 78 識別欲與信號干擾比進行比較的數值T 80 第一個循環？ / SIR>T 82 原因為通道訊息碼碰撞 84 原因為不足傳輸功率 86 儲存數值SIRcm及SIRtxpwr 88 修正T 102 接收Rtm及Rtxpwr 104 計算Rcoix Rcoll <C Rcoll_min 106 PL=-1 Rcoll > Rcoll jin 109 PL=0 108 PL=1 110 計算Rtxpwr Rtxp?r < Rtxpwr.min 112 TXPWR=-1 Rtxpwr〉Rtxpwo in 116 TXPWR^O 114 TXPWR=1 19

Claims (1)

1342690 月曰修正木 、申請專利範圍 •一種於無線通信系統中用於在一隨機存取通道（RACH)維 持上行傳輸處理能力的方法，該方法包括： 接收一無線信號； 偵測傳輸訊息碼；

執行誤差偵測測試以決定一傳輸誤差是否發生； 根據誤差類型並使用一臨界值測試以對任何測得誤差進 仃刀類’其中該臨界值測試包括比較—信號干擾比與一臨界 位準 按照類型來記錄誤差發生頻率；以及 調整參數以⑽順將上⑽赋概力維持在一 有效

2.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中偵侧該傳輸訊 碼係使用訓練序列偵測所執行。 3·如申請專利範圍第1項所述之方法， 碼係使用訊息碼查表所執行。 卜' ，r〇 4. =申請糊刪1項所述之枝，射該 循環冗餘檢查（CRC)。 ^ 5. 如申睛專利範圍第1項所述之方沐 ㈣。 W，其中該誤差偵測係在 6. 如申凊專利範圍第1項所述之方 定數值。 方去’其中該臨界值為一 息 息 預 如申請專利範圍第1項所述之方法，直— ’、臨界僮為— 利 20 1342690

用來自先前分類誤差之信號干擾比數值而每隔N個訊框更 新一次的動態值。 8.如申專利範圍第1項所述之方法，其中該臨界值係加以 調正以補償該隨機存取通道的—流量位準。 9·如申請專利範㈣1項所述之方法，其中，若該紳干 擾:之值大於触界值，_誤差分_—碰撞誤差：

H專利細1瓣之妓，其巾，若該信號干 值小於或等於該臨界值，將造成原因分類為不足傳 其中至少一參數為 其中至少一參數為 =利範圍第1項所述之方法 12·如申請專利範圍第1項所述之方 動態持久位準。 '

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