TWI423637B - 用於對競爭通道上之傳輸安排優先次序之方法和程序 - Google Patents

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Description

用於對競爭通道上之傳輸安排優先次序之方法和程序
本發明係指一種增進的任意存取優先排序方案，其係依據剩餘存取循環而用於任意存取通道(RACH)傳輸，特別係藉由增加其傳輸可能性而用以降低具有較少剩餘存取循環之終端的存取延遲。
一全球行動通信系統(UMTS)為由名為全球行動通信系統(GSM)之一歐洲標準演進的一歐洲式第三代IMT－2000行動通信系統。UMTS係依據一GSM核心網路以及寬頻分碼多工存取(W－CDMA)無線連接技術而意圖提供一增進的行動通信服務。在1998年12月，歐洲之ETSI、日本之ARIB/TTC、美國之T1以及韓國之TTA組成一第三代伙伴計畫(3GPP)。該3GPP建立UMTS之詳細規格。
為了達成該UMTS之快速及有效發展，五種技術規格群組(TSG)已於該3GPP中被建立以供藉由考慮該網路元件之獨立性質以及其操作而標準化該UMTS。每個TSG建立、核准並管理一相關區域中的標準規格。該無線電存取網路(RAN)群組(TSG－RAN)發展該UMTS地面無線存取網路(UTRAN)之功能、需求以及介面之標準，該UTRAN為用於在該UMTS中支援W－CDMA存取技術的一新型無線電存取網路。
第1圖提供一UMTS網路的一概觀。該UMTS網路包括一行動終端或使用者設備(UE)1、一UTRAN 2以及一核心網路(CN)3。
該UTRAN 2包括數個透過Iub 介面連接之無線電網路控制器(RNC)4以及節點Bs 5。每個節點B 5控制一或數個細胞，其中一細胞涵蓋一特定頻率上的一特定地理區域。
每個RNC 4透過該Iu 介面被連接之該CN 3或者連往該CN之行動切換中心(MSC)6實體或整體封包無線電服務(GPRS)支援節點(SGSN)7實體。RNC 4可透過該Iur 介面被連接至其他RNCs。該RNC4控制無線電資源之指派及管理並作為關於該CN 3之一存取點。
該節點Bs 5透過一上鏈接收由該UE 1之實體層所傳輸之資訊並透過一下鏈傳輸資料至該UE 1。該節點B 5作為用於該UE 1之UTRAN 2的存取點。
該SGSN 7透過該Gf 介面被連接至該設備識別暫存器(EIR)8、透過該GS 介面被連接至該MSC 6、透過該GN 介面被連接至該閘道GPRS支援節點(GGSN)9、以及透過該GR 介面被連接至該家庭用戶伺服器(HSS)10。
UEs 1之EIR 8負責被允許在該網路上使用的UEs 1。該EIR 8亦負責不被允許在該網路上使用的UEs 1。
控制電路切換(CS)服務連接之MSC 6透過該NB 介面被連接至該媒體閘道(MGW)11、透過該F介面被連接至該EIR 8以及透過該D介面被連接至該HSS 10。
該MGW 11透過該C介面被連接至該HSS 10以及該公共切換電話網路(PSTN)。該MGW 11亦允許該編碼於該PSTN及該連接的RAN之間調整。
該GGSN 9透過該GC 介面被連接至該HSS 10並透過該G1 介面被連接至該網際網路。該GGSN 9負責路由、歸入及分離資料流入不同無線電存取承載(RABs)。該HSS 10控制使用者之訂閱資料。
該UTRAN 2指揮並維護一RAB以供一UE 1及該CN 3之間的通信。該CN 3向該RAB請求端對端的服務品質(QoS)要求且該RAB支援該CN 3所設置之QoS要求。因此，該UTRAN 2可藉由指揮及維護該RAB而滿足該端對端QoS要求。
對一特定UE 1提供之服務被粗略地分為CS服務以及封包切換(PS)服務。舉例來說，一一般語音對話服務為一CS服務而透過一網際網路連線之一網頁瀏覽服務被分類為一PS服務。
該RNCs 4被連接至該CN 3之MSC 6而該MSC被連接至管理與其他網路之連接的閘道MSC(GMSC)以支援CS服務。該RCNs 4被連接至該CN 3的SGSN 7以及該閘道GGSN 9以支援PS服務。
該SGSN 7支援與該RNCs之封包通信。該GGSN 9管理與其他封包切換網路如該網際網路的連接。
第2圖說明依據該3GPP無線電存取網路標準之一UE 1與該UTRAN 2之間的一無線電介面協定之一結構。如第2圖中所示，該無線電介面協定具有包含一實體層、一資料連結層以及一網路層的水平層，並具有包含一使用者平面(U平面)以供傳輸使用者資料以及一控制平面(C平面)以供傳輸控制資訊的垂直平面。該U平面為具有該使用者的一區域，其控制資料流資訊例如語音或網際網路協定(IP)封包。該C平面為一區域，其控制連接一網路之一介面的控制資訊以及一呼叫的維護及管理。該協定層依據依開放系統互連(OSI)標準模型之三較低層可被分為一第一層(L1)、一第二層(L2)以及一第三層(L3)。
該第一層(L1)(或者該實體層)藉由使用各種無線電傳輸技術而提供一資訊傳輸服務至一較高層。該實體層透過一傳輸通道而被連接至一較高層或媒體存取控制(MAC)層。該MAC層及該實體層透過該傳輸通道交換資料。
該第二層(L2)包括一MAC層、一無線電連結控制(RLC)層、一廣播/多播控制(BMC)層以及一封包資料匯聚協定(PDCP)層。該MAC層控制邏輯通道與傳輸通道之間的映射並提供MAC參數之分配以用於無線電資源的分配及重新分配。該MAC層透過一邏輯通道被連接至一較高層或者該無線電連接控制(RLC)層。
各種邏輯通道依據傳輸資訊之類型而被提供。一控制通道一般係用於傳輸該C平面之資訊而一資料流通道係用於傳輸U平面之資訊。一邏輯通道視該邏輯通道是否被分享而可為一共用通道或者一專屬通道。
第3圖說明存在的不同邏輯通道。邏輯通道包括一專屬資料流通道(DTCH)、一專屬控制通道(DCCH)、一共用資料流通道(CTCH)、一共用控制通道(CCCH)、一廣播控制通道(BCCH)、以及一傳呼控制通道(PCCH)或者一共享控制通道(SCCH)與其他通道。該BCCH提供包括由一UE 1利用之資訊的資訊以存取一系統。該PCCH係由該UTRAN 2使用以存取一UE 1。
額外資料流及控制通道為了多媒體廣播多播服務(MBMS)之目的而被導入於該MBMS標準。該MBMS一對多控制通道(MCCH)係用於MBMS控制資訊的傳輸。該MBMS一對多資料流通道(MTCH)係用於傳輸MBMS服務資料。該MBMS排程通道(MSCH)係用於傳輸排程資訊。
該MAC層藉由傳輸通道被連接至該實體層。該MAC層依據正被管理之傳輸通道的類型可被分為一MAC－b子層、一MAC－d子層、一MAC－c/sh子層、一MAC－hs子層以及一MAC－m子層。
該MAC－b子層管理一廣播通道(BCH)，其為控制系統資訊之廣播的傳輸通道。該MAC－c/sh子層管理一共用傳輸通道例如一轉送存取通道(FACH)或一下鏈共享通道(DSCH)，其被多個UE 1所分享，或者位於該無線電存取通道(RACH)之上鏈中。該MAC－m子層可控制MBMS資料。
第4圖說明由一UE 1之角度觀之該邏輯通道與該傳輸通道間的可能映射。第5圖說明由一UTRAN 2之角度觀之該邏輯通道及該傳輸通道之間的可能映射。
該MAC－d子層管理一專屬通道(DCH)，其為用於一特定UE 1的一專屬傳輸通道。該MAC－d子層係位於管理一對應UE 1之一伺服RNC 4(SRNC)中。一MAC－d子層亦存在於每個UE 1中。
該RLC層支援可靠資料傳輸並依據操作之RLC模式而執行從一較高層傳遞之多個RLC服務資料單元(SDUs)上的分割及連接。該RLC層依據處理能力以一適當方式調整從該較高層接收之每個RLC SDU的尺寸，且隨後藉由增加標題資訊而建立資料單元。該資料單元或協定資料單元(PDUs)透過一邏輯通道被傳輸至該MAC層。該RLC層包括一RLC緩衝以供儲存該RLC SDUs及/或該RLC PDUs。
該BMC層排程從該CN 3傳輸之一細胞廣播(CB)訊息。該BMC層廣播該CB訊息至位於一或多個特定細胞中的UEs 1。
該PDCP層係位於該RLC層之上。該PDCP層係用於以一相對小的頻寬有效地於一無線電介面上傳輸網路協定資料，例如IPv4或IPv6，該PDCP層為了此目的利用稱為標題壓縮之一功能減少一有線網路中使用的不必要控制資訊。
位於該第三層(L3)之最低部分的無線電資源控制(RRC)層僅被定義於該C平面中。該RRC層在關於該無線電承載(RBs)之設置、重新配置以及釋放或取消方面控制該傳輸通道及該實體通道。
一RB表示該第二層(L2)為了一UE 1及該UTRAN 2之間的資料傳輸而提供之一服務。該RB之設置一般係指一處理，其規定提供一特定資料服務與設置該個別詳細參數及操作方法所需之一協定層及一通道的特性。該RRC亦控制該RAN中的行動性及額外服務例如定址服務。
用於一特定UE 1之RBs與該傳輸通道之間的所有不同映射可能性並非總是可取得的。該UE 1/UTRAN 2依據該UE狀態以及該UE/UTRAN目前執行之程序而推論該可能的映射。
該不同的傳輸通道被映射於不同的實體通道之上。該實體通道之配置係由該RNC 4與該UE 1之間交換之RRC信號所決定。
初始存取為一程序，一UE 1藉該程序以使用一共用上鏈通道特別是該任意存取通道(RACH)傳送一第一訊息至該UTRAN 2。對於GSM及UMTS系統兩者而言，該初始存取程序涉及該UE 1傳輸包括該請求之一理由的一連接請求訊息以及自該UTRAN 2接收對於該請求之理由指示無線電資源之分配的一回應。
對於傳送一連接請求訊息而言有數種理由或建立原因。第1表指示UMTS中特別是3GPP TS 25.331中指定的建立原因。
該“起始呼叫”建立原因指示該UE 1希望設置一連接。例如一語音連接。該“終止呼叫”建立原因指示UE 1回答傳呼。該“註冊”建立原因指示該使用者希望僅註冊至該網路。
一實體任意存取程序被用於在空中傳送資訊。該實體任意存取傳輸係由一較高層協定所控制，該協定執行關於優先性及負載控制的重要功能。此程序與GSM及UMTS無線電系統之程序不同。
GSM任意存取程序的描述可參見由M.Mouly及M.B.Pautet於1992年發表之“用於行動通信之GSM系統”中。由於本發明係與UMTS增強及演進有關，故於本文中詳述該W－CDMA任意存取程序。雖然本發明被說明於UMTS演進之內容中，但本發明並不僅限於此。
該傳輸通道RACH及兩實體通道－實體任意存取通道(PRACH)及取得指示通道(AICH)－被利用於此程序中。該傳輸通道為該實體層提供給該MAC層之協定層的通道。有數種類型的傳輸通道以利用不同屬性及傳輸格式於該實體通道上傳輸資料。
實體通道在分頻多工(FDD)模式中係由編碼及頻率所識別，且一般係以無線電訊框及時槽的一分層配置為基礎。該無線電訊框及時槽的形式視該實體通道的符號率而定。
一無線電訊框為該解碼處理中的最小單元，其由15時槽所組成。一時槽為該第1層序列的最小單元。因此，可被容納於一時槽中的位元數係視該實體通道而定。
該傳輸通道RACH為用於傳輸控制資訊及使用者資料的一上鏈共用通道。該傳輸通道RACH係用於任意存取中並用於源自一較高層的低速率資料傳輸。該RACH被映射至一上鏈實體通道，特別是該PRACH。該AICH為一下鏈共用通道，其存在而與用於任意存取控制之PRACH成為一對。
該PRACH之傳輸係以具有快速取得指示之一槽狀ALOHA方法為基礎。該UE任意選擇一存取資源並傳輸一任意存取程序之一RACH前序碼(preamble)部分至該網路。
一前序碼為在該RACH連接請求訊息之傳輸前被傳送的一短信號。該UE 1重複傳輸該前序碼，且每當該前序碼被傳送時增加該傳輸功率直到其接收AICH上的取得指示器(AI)為止，該取得指示器指示該UTRAN 2偵測到該前序碼。一旦該UE 1接收該AI，其停止該前序碼之傳輸並以與該處之前序碼傳輸功率相同的功率層及傳送該訊息部分，因而增加由該UTRAN 2發訊之一偏移。第6圖說明一功率調整(power ramping)程序。
此任意存取程序避免用於整個訊息的一功率調整程序。一功率調整程序由於不成功地傳送訊息而將建立更多介面且由於一較大延遲而導致較差的效率，其原因在於在一認可可被傳輸已指示該訊息之成功接收前需要更多時間解碼該訊息。
該RACH之主要特性在於其為由於數個使用者之同時存取而遭受衝突的一爭奪式通道，其可妨礙該網路對初始存取訊息的解碼。該UE 1可僅於一存取槽之開頭開始前序碼及訊息兩者的任意存取傳輸。因而此存取方法為具有快速取得指示的一種槽式ALOHA方法。
該RACH及該AICH兩者的時間軸被分為時間間隔或存取槽。每兩訊框有15存取槽，而每個訊框之長度為10ms或38400碎片(chips)，而該存取槽被隔開1.33ms或5120碎片。第7圖說明存取槽的數目及間隔。
該UTRAN 2在兩連續前序碼間以及在最後前序碼與該訊息間發訊關於何存取槽可供任意存取傳輸所使用的資訊以及於RACH及AICH間使用的時間偏移。舉例來說，若該AICH傳輸時間點為0與1，則於該最後傳輸之前序碼存取槽之後分別傳送三及四存取槽。第8圖說明該前序碼、AI及訊息部分之時間點。
該UE 1可傳送該前序碼的時間點可被任意存取子通道分割。一任意存取子通道為包括所有上鏈存取槽之結合的一子集合。有12種任意存取子通道。一任意存取子通道係由第2表中指示之存取槽所組成。
該前序碼為在該RACH訊息之傳輸前被傳送之一短信號。一前序碼係由4096碎片所組成，其為長度16之Hadamard編碼之256重複以及從該較高層指派之雜湊編碼的一序列。
該Hadamard編碼被稱為該前序碼之簽名。有16種不同簽名且一簽名係由可用簽名中依據存取服務類別(ASC)所任意選擇並於該前序碼部分之每個傳輸被重複256次。第3表列出該前序碼簽名。
該訊息部分係由該前序碼簽名獨特定義之正交可變展頻因子(OVSF)編碼以及作為該前序碼簽名之展頻碼所擴展。該10ms長的訊息部分無線電訊框被分為15時槽，每個時槽係由2560碎片所組成。
每個時槽包括一資料部分以及傳輸控制資訊的一控制部分，例如前導(pilot)位元及TFCI。該資料部分及該控制部分被平行傳輸。該20ms長的訊息部分係由兩連續的訊息部分無線電訊框所組成。該資料部分係由10*2k位元所組成，其中k＝0,1,2,3，其對應至256,128,64,32的一展頻因子(SF)。第9圖說明該任意存取訊息部分的結構。
該AICH係由15連續存取時槽之一重複序列所組成，每個時槽之長度為40位元間隔或5120碎片。每個存取槽包括兩部分，其一為一取得指示器(AI)，其係由32實數信號如a0...a31所組成；而另一者為在傳輸被關閉之過程中一長度為1024碎片的一部分。第10圖說明該AICH之結構。
當該UTRAN 2偵測具有一特定簽名於一RACH存取時槽中的一RACH前序碼的傳輸時，該UTRAN重複該相關AICH存取時槽中的簽名。因此，使用作為該RACH前序碼之簽名的Hadamard編碼被調變於該AICH之AI部分之上。
對應一簽名的取得指示器可具有＋1、－1或0的一數值，視一肯定認可(ACK)、一否定認可(NACK)或者無認可是否回應一特定簽名而被接收而定。該簽名的正極指示該前序碼已被取得且該訊息可被傳送。
該負極指示該前序碼已被取得而該功率調整應被停止，但該訊息不應被傳送。此否定認可於一接收的前序碼由於該UTRAN中的擁擠而無法於目前被處理時加以使用，而該UE 1必須在之後的某個時間重複該存取嘗試。
所有的UE 1為被定義為存取類別(AC)0－9之十種任意分配之行動人口的一成員。該人口編號被儲存於該訂戶識別模組(SIM)/全球訂戶識別模組(USIM)中。UEs 1亦可為存取類別11－15之五種特殊類型之外的一或多個成員，該特殊類型被分配至特定高優先性使用者且資訊亦被儲存於該SIM/USIM中。第4表列出該特殊AC以及其分配。
該UTRAN 2藉由主要依據該UE屬於之AC判定是否允許該UE 1使用一無線電存取資源而於協定層L2執行該任意存取程序。
將希望阻止UE 1使用者建立存取嘗試，包括緊急呼叫嘗試，或者在特定情形下回應一公共地面行動網路(PLMN)之特定區域中的傳呼。此情形可發生於緊急狀態過程中或於一或多個共同設置的PLMNs失效時。廣播訊息在一接續細胞(cell－by－cell)基礎上應為可取得的以指示該訂戶類別被阻擋網路存取。此設備之使用允許該網路業者避免特定情形下存取通道的超載。
若該UE 1為對應依據該空氣介面上發訊之允許類別至少一AC的一成員且該AC可用於該伺服UTRAN 2中，則允許存取嘗試。否則便不允許存取嘗試。這些AC的任何編號於任一時間可被阻止。第5表中指示可用的存取類別。
用於AC 10的一額外控制位元亦於該空氣介面上被發訊至該UE 1。此控制位元指示具有存取類別0－9或者不具有一國際行動用戶識別(IMSI)之UEs 1的緊急呼叫是否被允許存取至該UTRAN 2。若AC 10以及及具有存取類別11至15之UEs 1的相關AC 11－15兩者均被阻擋，則緊急呼叫不被允許。否則便允許緊急呼叫。
該AC被映射至該UMTS中的ASC。定義8種不同的優先性層級，特言之為ASC 0至ASC 7，而層級0表示最高優先性。
存取類別應僅被用於初始存取，例如當傳送一RRC連接請求訊息時。AC及ASC之間的映射應被系統資訊區塊類型5中的資訊項目“AC至ASC映射”所指示。AC及ASC之間的對應被指示於第6表中。
在第6表中，“第n個IE”指定0－7範圍中的一ASC數字i至AC。該UE 1行為於該“第n個IE”所指示之ASC未被定義時為未指定的。
該個別ASC所暗指的參數被用於任意存取。為數個ACs之一成員的一UE 1對該最高AC數字選擇該ASC。該AC並未被用於連接模式中。
一ASC係由RACH前序碼簽名與對目前存取嘗試允許之存取時槽以及對應至一機率Pv ≦1而用以嘗試一傳輸之一持續數值的一子集合所組成。用於控制任意存取傳輸的另一重要機制為一負載控制機制，其降低高衝突機率或低無線電資源時進入資料流的負載。該控制存取程序的一流程圖被說明於第11圖中。
既有說明提供許多RACH傳輸控制參數，其由該UE 1依據該UTRAN 2的系統資訊廣播而加以儲存及更新。這些參數係接收自RRC(S10)。該RACH傳輸控制參數包括PRACH、ASC、前序碼調整循環的最大數目(Mmax )、計時器的退出(backoff)間隔之範圍(TBOl )，其被指示為10ms傳輸時間間隔的一數目(NBOlmax )及(NBOlmin )且可用於NACK在AICH上被接收時。
當判定有資料要傳輸時(S20)，該UE1映射該指派的AC至一ASC(S30)。一計數值隨後被設為零(S40)。
該計數值隨後增量一(S50)。該UE 1判定表示RACH傳輸嘗試之最大數目的該計數值是否超過被允許之RACH傳輸嘗試的最大數值(Mmax )(S60)。
若M超過Mmax ，則該UE 1視該傳輸為不成功的。該UE1隨後對一較高層指示該不成功的傳輸(S70)。
然而，若M小於或等於該Mmax ，則UE 1進行該RACH存取程序。該UE更新該RACH傳輸控制參數(S80)。一10ms計時器T2 被設置而該UE依據關於該UE選擇之ASC的持續數值Pi 而判定是否嘗試傳輸。
特言之，0與1之間的一任意數Ri 被建立(S100)，而該任意數與該持續數值相比較(S110)。若Ri 大於該持續數值Pi ，則該UE 1不嘗試傳輸並於藉由更新該RACH傳輸控制參數而重複該RACH存取程序(S80)之前等待直到該10ms計時器T2 到期(S120)。然而，若Ri 小於或等於該持續數值Pi ，則該UE 1嘗試使用指派的RACH資源傳輸(S130)。
該UE 1在該存取嘗試被傳輸後判定源自該網路的回應是否為一認可(ACK)、一否定認可(NACK)或者無回應(S150)。若接收指示該UTRAN 2接收該傳輸的一ACK，則該UE 1開始訊息傳輸(S160)。若未接收回應或接收一NACK－其指示該網路由於例如一衝突而無法接收該傳輸，則該UE 1不傳輸該訊息並藉由增量該計數值M而重複該RACH存取程序(S50)。
若未接收回應，則該UE 1在重複該RACH存取程序前僅等待直到該10ms計時器T2 到期(S170)。然而若接收一NACK，則該UE 1等待直到該10ms計時器T2 到期(S180)且亦任意建立關於被指派至該UE之PRACH且介於NBOlmax 與NBOlmin 之間的一退出數值NBOl ，並於重複該RACH存取程序前等待一額外退出間隔TBOl ，其等於10ms乘以該退出數值NBOl (S190)。
該實體層(L1)任意存取程序係於該MAC子層(L2)之請求時加以起始。該實體層在該實體任意存取程序被起始前自一較高層特別是該RRC接收資訊，並於該實體任意存取程序之每次起始時自一較高層特別是該MAC接收資訊。該資訊被指示於第7表中。該實體層任意存取程序被說明於第12圖中。
如第12圖中所示，在該任意存取子通道中可被用於該特定ASC的一存取時槽係從可被用於該次一完全存取時槽集合中的存取時槽中任意選擇(S200)。若沒有可用的存取時槽，則從可被用於次一完全存取時槽集合中的存取時槽中任意選擇一存取時槽。隨後從該特定ASC中的可用簽名集合中任意選擇一簽名(S210)。
該前序碼重新傳輸計數器被設為Preamble Retrans Max(S220)，其為前序碼重新傳輸嘗試的最大數目。該前序碼傳輸功率被設為Preamble Initial Power(S230)，其為該前序碼的初始傳輸功率。隨後依據該選擇的上鏈時槽、簽名以及設置的傳輸功率而傳輸該前序碼(S240)。
該UE 1隨後判定該UTRAN 2是否偵測該前序碼(S250)。若在對應至該選擇的上鏈存取時槽之下鏈存取時槽中偵測到一NACK，則不傳輸任意存取訊息。若在對應至該選擇的上鏈存取時槽之下鏈存取時槽中偵測到一ACK，則傳輸一任意存取訊息。若在對應至該選擇的上鏈存取時槽之下鏈存取時槽中偵測到無回應，特言之對於該選擇之簽名既無一ACK亦無一NACK，則重新傳輸該前序碼。
當接收無回應時，從該特定ASC中的任意存取子通道中選擇次一可用存取時槽(S260)，且於該特定ASC中的可用簽名中任意選擇一新簽名(S270)，並以該功率調整之級寬(Power Ramp Step)增加該前序碼傳輸功率(S280)且該前序碼重新傳輸計數器減少1(S290)。該UE 1隨後判定重新傳輸之最大數目是否已被嘗試(S300)。只要該前序碼計數器到達0且接收無回應，則重複此前序碼重新傳輸程序。該MAC被告知在AICH上未接收ACK(S310)且一旦該重新傳輸計數器到達0則終止該實體層任意存取程序。
若接收一ACK，則該任意存取訊息之控制通道的傳輸功率依據一功率偏移被設為高於該最後傳輸之前序碼之傳輸功率的一層級(S320)，而依據該AICH傳輸時間參數在該最後傳輸之前序碼的上鏈存取時槽之後傳輸該任意存取訊息3或4上鏈存取時槽(S330)。該較高層隨後被告知該ACK之接收以及該任意存取訊息之傳輸(S340)，而終止該實體層任意存取程序。
若接收一NACK，則不傳輸任意存取訊息且不執行前序碼之重新傳輸。該MAC被告知一NACK被接收(350)並終止該實體層任意存取程序。
第13圖說明界於一UE及UTRAN 2之間的一發訊建立程序。如第13圖中所示，一旦該PRACH功率控制前序碼已被認可，則傳輸該RRC連接請求訊息(S400)。該RRC連接請求訊息包括請求該連接的一理由。
該UTRAN 2判定保留何資源並依據該請求理由於無線電網路節點間例如一節點B 5以及伺服RNC 4執行同步及發訊建立(S410)。該UTRAN 2隨後傳輸該連接設置訊息至該UE 1，藉以傳遞關於待使用之無線電資源的資訊(S420)。
該UE 1藉由傳送該連接設置完成訊息至該UTRAN 2而確認連接建立(S430)。一旦該連接已被建立，則該UE 1傳輸該初始直接傳輸訊息至該UTRAN 2(S440)。該初始直接傳輸訊息包括例如該UE識別、UE目前位置以及請求之交易類型等資訊。
隨後執行該UE 1及該UTRAN 2之間的驗證，並建立安全模式通信(S450)。該實際設置資訊從該UE 1透過該呼叫控制設置訊息被傳遞至該UTRAN 1(S460)。該呼叫控制設置訊息識別該交易並指示該QoS需求。
該UTRAN2藉由判定是否有足夠的可用資源以滿足該請求的QoS而起始用於無線電承載分配的活動，並且傳輸該呼叫控制完成訊息至該UE 1(S470)。該無線電承載係依據是否有足夠可用資源的請求而加以分配。該UTRAN 2可選擇繼續一降低之QoS數值的分配、將該請求排入佇列直到足夠無線電資源成為可用的，或者於目前不具有足夠資源時拒絕該呼叫請求。
如前所述，存取嘗試循環的一最大數目被定義於一傳統RACH傳輸處理中。若未接收認可(ACK)訊息或者接收一否定認可(NACK)訊息，一UE 1執行另一存取循環，只要該允許之存取循環的一最大值並未被超過。
每個存取循環的傳輸可能性係依據一持續數值(Pi )而定，且一UE 1依據該持續數值而選擇是否於目前傳輸時間間隔中開始該實體層RACH傳輸程序。若傳輸被允許，則起始該RACH傳輸程序。若傳輸不被允許，則於次一傳輸時間間隔中執行一新的持續性檢查。
重複該持續性檢查直到傳輸被允許。該持續數值Pi 可與每個ASC相關。該持續數值被該網路所設置或更新且於傳統無線系統中對於任何可允許存取循環為不可改變的。
因此，在該相同ASC中的任何UEs具有與該剩餘存取循環無關的相同傳輸可能性。由於UEs 1之存取延遲被不良影響，故導致UEs 1重新嘗試存取至該UTRAN 2的一不佳使用者經驗。
傳統存取程序的一缺點在於一短的平均存取時間，但存取時的最壞情況延遲為高的。傳統存取程序的另一缺點在於傳輸可能性的公平性以及平均的QoS。例如在該相同ASC中的兩UEs 1具有相同的傳輸可能性，即使一UE嘗試執行該最後存取循環而另一UE嘗試執行該第一存取循環。
本發明之一態樣提供一種在一行動終端及一網路間建立一通信連結的方法。該方法包含判定需要存取至該網路並相繼地地傳輸一存取請求至該網路直到存取被同意或一預定標準發生，其中傳輸每個存取請求的時間係視建立一任意延遲的一處理而定，該任意延遲處理對於該第一存取請求之傳輸之後的每個存取請求改變，因而增加一較小任意延遲的可能性。
已考慮於存取請求之一最大數目被傳輸時達到該預定標準。進一步考慮該方法包括比較一第一數值與一第二數值。
已考慮比較該第一數值與該第二數值包含指派一初始第一數值至該行動終端並任意建立該第二數值。進一步考慮該指派之數值在每個後續存取請求之前被改變為一更大數值。
已考慮改變該比較處理，因而限制可能之隨機建立第二數值的範圍。進一步考慮在每個後續存取請求之前降低該範圍之一上限或者增加該範圍之一下限。
已考慮改變該延遲處理，因而增加或降低該第一數值。進一步考慮於該第二數值並未大於該第一數值時傳輸該存取請求。
已考慮改變該比較處理，因而降低該第一數值。進一步考慮改變該比較處理，因而任意建立之第二數值的範圍被限制於具有一上限的一範圍中。
已考慮在每個後續存取請求之前藉由一較大數量而降低該上限。進一步考慮在每個後續存取請求前藉由一較大數量而降低該第一數值。
已考慮該方法包括依據該行動終端之一優先性類別而改變該比較處理。進一步考慮該優先性類別係與該行動終端的一存取類別有關。
已考慮該優先性類別係與存取該網路的一理由有關。進一步考慮該方法包括改變該比較處理，因而若一存取請求的次一後續傳輸將會導致該標準發生，則保證該行動終端會傳輸。
本發明之另一態樣提供一行動終端以供於一行動終端及一網路間建立一通信連結。該行動終端包括傳輸一存取請求至該網路的一傳輸/接收單元、顯示使用者介面資訊的一顯示單元、從一使用者接收輸入的一輸入單元、以及控制該傳輸/接收單元以相繼地傳輸一存取請求至該網路直到存取被允許或一預定標準發生的一處理單元，其中該處理單元藉由判定一任意延遲而識別每個存取請求被傳輸的一時間，用於判定該任意延遲的處理對於該第一存取請求之傳輸之後的每個存取請求而改變，因而增加一較小任意延遲的可能性。
已考慮於存取請求的一最大數目被傳輸時到達該預定標準。進一步考慮該處理單元藉由比較一第一數值與一第二數值而識別每個存取請求被傳輸的時間。
已考慮該處理單元藉由指派一初始第一數值至該行動終端並任意建立該第二數值而比較該第一數值與該第二數值。進一步考慮該處理單元在每個後續存取請求之前藉由一較大數量而改變該指派之數值。
已考慮該處理單元改變該比較，因而限制可能之任何建立的第二數值的範圍。進一步考慮該處理單元在每個後續存取請求之前降低該範圍之一上限或增加該範圍之一下限。
已考慮該處理單元改變判定該任意延遲之處理，因而增加或降低該第一數值。進一步考慮若該第二數值並未大於該第一數值，則該控制單元控制該傳輸/接收單元以傳輸該存取請求。
已考慮該處理單元改變該比較處理因而降低該第一數值。進一步考慮該處理單元改變該比較處理，因而任意建立之第二數值的範圍被限制於具有一上限的一範圍中。
已考慮該處理單元在每個後續存取請求之前藉由一較大數量而降低該上限。進一步考慮該處理單元在每個後續存取請求之前藉由一較大數量而降低該第一數值。
已考慮該處理單元依據該行動終端之一優先類別而改變該比較處理。進一步考慮該優先類別係與該行動終端的一存取類別有關。
已考慮該優先類別係與存取該網路的一理由有關。進一步考慮該處理單元改變該比較處理，因而若一存取請求之次一後續傳輸將導致該標準發生，則該行動終端的傳輸被保證。
本發明的額外特徵及優點將於下文描述中被提出，或者可藉由本發明之實施而得知。將瞭解本發明之前文一般描述以及下文詳細描述僅為示範及說明性質，且僅意圖依據申請專利範圍而提供本發明之進一步說明。
該些習知技藝人士可從實施例之以下詳細描述伴隨參照附加圖式而瞭解這些及其他實施例，本發明並不限於任何揭露的特定實施例。
本發明提出一種用於RACH傳輸之增進的任意存取優先排序方案，其藉由依據剩餘存取循環而增加該UE 1傳輸可能性。特言之，本發明提出藉由增加UEs 1之傳輸可能性而降低具有較少剩餘存取循環之UEs 1的存取延遲。
依據本發明，該初始持續數值Pi 係以該傳統處理中相同之方式加以設置並用於執行該第一存取循環。然而，Pi被增加作為用於後續存取循環之最大可允許存取循環Mmax 以及目前存取循環Mcurrent 的一函數。應注意即使該UTRAN 2可如同該傳統處理中依據資料流負載而更新該Pi 數值，但該更新的數值亦應被增加作為Mmax 及Mcurrent 的一函數。
依據本發明，依據該持續數值Pi 的RACH傳輸可能性於每個存取循環被增加。該持續可能性數值Pi 控制RACH傳輸的時間點。一UE 1在接收該必要系統資訊例如該最大存取循環數目後於起始RACH傳輸以及建立該相關Pi 時判定任意介於0與1之間的一數值R。
該實體層PRACH傳輸程序於R≦Pi 時被起始。該傳輸於R>Pi 時依據一逾時時間而延遲並判定一新的任意數值，其中無逾時或者逾時時間為0並未排除於考慮之外。該延遲以及新任意數值判定被重複直到R≦Pi 而該實體層PACH傳輸程序被起始為止。
若接收指示無可用資源的一NACK或未接收一ACK且已發生一任意存取逾時，則一旦該傳輸程序被起始便執行一退出。該UE 1在其被允許執行另一存取循環前必須等待一退出計時器到期，其中一退出計時器數值為0並未被排除於考慮之外。
若該UTRAN 2例如由於資料流負載而要求，則該UE 1隨後必須更新Pi 之數值以控制上鏈干擾，並依據該目前存取循環Mcurrent 以及該最大可允許存取循環Mmax 而增加Pi 之數值。該UE1隨後執行另一持續檢查以判定該PRACH傳輸程序是否可被起始於目前傳輸時間間隔中。以下方程式被用於判定之Pi 數值：0≦Mcurrent <Mmax
若Mcurrent <1，則傳輸可能性Pi ＝Pi
若Mcurrent >1，則傳輸可能性Pi ＝f (Mmax ,Mcurrent )
不同演算法可被用於判定該Pi 存取循環間的級數增加。增加該Pi 級數的一範例被說明於第14圖中並與服務差異化之一需求有關，例如介於延遲敏感應用程式或即時服務與延遲容忍應用程式或非即時服務之間，因而每個優先類別可被指派一不同持續數值Pi 以及用於重新傳輸循環的不同級數增加。具有較高優先性的類別將具有一較大的級數增加，因而該最後存取循環藉由設置Pi ＝1將具有即時傳輸。以下方程式可被應用：Pi ＝P0 ＋(Mcurrent /Mmax )(1－P0 )，其中第15圖說明一行動台(MS)或UE 2的一方塊圖。該AT 2包括一處理器(或數位信號處理器)510、無線電頻率(RF)模組535、功率管理模組505、天線540、電池555、顯示器515、鍵盤520、記憶體530、用戶識別模組(SIM)卡525(可為選擇性的)、喇叭545及麥克風550。
一使用者藉由例如按下一鍵盤520或者使用該麥克風550之語音啟動而輸入指令資訊如一電話號碼。該微處理器510接收並處理該指令資訊以執行適當功能，例如撥出該電話號碼。可從該用戶識別模組(SIM)卡525或者該記憶體模組530擷取操作性資料以執行該功能。再者，該處理器510為了該使用者之參照及方便可顯示該指令及操作性資訊於該顯示器515上。
該處理器510送出指令資訊至該RF模組535以起始通信，例如傳輸包含語音通信資料之無線電信號。該RF模組535包含一接收器以及一傳輸器以接收及傳輸無線電信號。一天線540協助該無線電號之傳輸及接收。於接收無線電信號時，該RF模組535可轉送並轉換該信號為基頻頻率以由該處理器510處理。該處理之信號將被轉換為可聽見或可讀取資訊並透過例如該喇叭545輸出。該處理器510亦包括執行本文中描述之各種處理所必須的協定及功能。
由於本發明可利用各種形式加以實施而不會偏離其精神或本質特性，故亦應瞭解除非有相反指示，否則前述實施例並不限於任何前述細節，反之應被廣泛地視為在該附加之申請專利範圍所定義之精神及範圍中。因此，位於該申請專利範圍之界線內的所有改變及修改或者此界線之均等均意圖為該附加之申請專利範圍所涵蓋。
前述實施例及優點僅為示範性質且無意被視為限制本發明。本說明可被輕易用於其他類型的設備。
本發明之描述僅意圖為說明性的而非限制該申請專利之範圍。該些習知技藝人士將明瞭許多替代、修改及變化。在該申請專利範圍中，手段加功能條款意圖於執行前述功能時涵蓋本文中描述之結構，且不僅涵蓋結構均等物，亦涵蓋均等結構。
1．．．使用者設備(UE)
2．．．全球行動通信系統地面無線存取網路(UTRAN)
3．．．核心網路(CN)
4．．．無線電網路控制器(RNC)
5．．．節點B
6．．．行動切換中心(MSC)
7．．．整體封包無線電服務(GPRS)支援節點(SGSN)
8．．．設備識別暫存器(EIR)
9．．．閘道GPRS支援節點(GGSN)
10．．．家庭用戶伺服器(HSS)
11．．．媒體閘道(MGW)
510．．．處理器
515．．．顯示器
520．．．鍵盤
525．．．用戶識別模組(SIM)卡
530．．．記憶體
535．．．無線電頻率(RF)模組
540．．．天線
545．．．喇叭
550．．．麥克風
555．．．電池
包括於本文中以提供本發明之進一步瞭解且被納入並構成此說明書之一部分的附加圖示說明本發明之實施例並伴隨該描述以解釋本發明之原理。依據一或多個實施例，不同圖示中由相同編號所參照之本發明的特徵、項目及態樣表示相同、相等或相似特徵、項目或態樣。
第1圖說明一UMTS網路的一概述；第2圖說明依據該3GPP無線電存取網路標準介於一UE及該UTRAN之間的一無線電介面協定的一結構；第3圖說明該不同邏輯通道；第4圖說明從該UE側觀之被映射至傳輸通道上的邏輯通道；第5圖說明從該UTRAN側觀之被映射至傳輸通道上的邏輯通道；第6圖說明一功率調整程序；第7圖說明存取時槽的編號及間隔；第8圖說明前序碼、存取指示器以及訊息部分之時間點；第9圖說明該任意存取訊息部分的結構；第10圖說明該AICH的結構；第11圖說明一控制存取程序；第12圖說明一實體層任意存取程序；第13圖說明介於一UE及一網路間的發訊建立程序；第14圖說明依據本發明之實施例增加該可能性數值的一範例；及第15圖說明依據本發明之一行動台(MS)或存取終端(AT)的一方塊圖。

Claims (34)

  1. 一種在一行動終端及一網路間建立一通信連結的方法，該方法至少包含以下步驟：判定需要存取至該網路；及相繼地傳輸一存取請求至該網路，直到存取被同意或一預定標準(predetermined criteria)發生，其中傳輸每個存取請求的時間係視實施於該行動終端的一任意延遲處理(random delay process)而定，其中該任意延遲處理判定一任意延遲，對於該第一存取請求之傳輸之後的每個存取請求改變該任意延遲處理，因而增加一較小任意延遲的可能性(probability)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於存取請求之一最大數目被傳輸時到達該預定標準。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含比較一第一數值與一第二數值之步驟。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中比較該第一數值與該第二數值之步驟包含：指派一初始第一數值至該行動終端；及隨機建立該第二數值。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中在每個後續存取請求之前藉由一較大數量來改變該指派之數值。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該比較被改變，因而限制了可能任意建立之第二數值的範圍。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中於每個後續存 取請求之前，降低該範圍之一上限或增加該範圍之一下限。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該任意延遲處理被改變，因而增加或降低該第一數值。
  9. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中若該第二數值不大於該第一數值，則傳輸該任意存取請求。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該比較處理被改變，因而降低該第一數值。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該比較處理被改變，因而任意建立之第二數值的範圍被限制於具有一上限的一範圍中。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中於每個後續存取請求之前藉由一較大數量而降低該上限。
  13. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中於每個後續存取請求之前，藉由一較大數量來降低該第一數值。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含依據該行動終端之一優先類別而改變該任意延遲處理之步驟。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該優先類別係與該行動終端的一存取類別有關。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該優先類別係與存取該網路之一理由有關。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之方法，更包含以下步驟：改變該任意延遲處理，因而若一存取請求之次一後續傳輸將會導致該標準發生，則對該行動終端保證會傳輸。
  18. 一種用於在一行動終端及一網路間建立一通信連結的一行動終端，該行動終端至少包含：一傳輸/接收單元，其傳輸一存取請求至該網路；一顯示單元，其顯示使用者介面資訊；一輸入單元，其自一使用者處接收輸入；及一處理單元，其控制該傳輸/接收單元以相繼地傳輸一存取請求至該網路，直到存取被允許或一預定標準發生為止，其中該處理單元藉由依據一任意延遲處理而判定一任意延遲而識別每個存取請求被傳輸之一時間，對於該第一存取請求之傳輸之後的每個存取請求改變該任意延遲處理，因而增加一較小任意延遲的可能性。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之行動終端，其中該預定標準於存取請求之一最大數目被傳輸時到達。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之行動終端，其中該處理單元藉由比較一第一數值與一第二數值之方式而識別每個存取請求被傳輸的時間。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之行動終端，其中該處理單元藉由以下方式比較該第一數值與該第二數值：指派一初始第一數值至該行動終端；及任意建立該第二數值。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之行動終端，其中該處理單元在每個後續存取請求之前藉由一較大數量而改變該指派之數值。
  23. 如申請專利範圍第21項所述之行動終端，其中該處理單元改變該比較，因而限制可能任意建立之第二數值的範圍。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之行動終端，其中該處理單元於每個後續存取請求之前，降低該範圍之一上限或增加該範圍之一下限。
  25. 如申請專利範圍第20項所述之行動終端，其中該處理單元改變該任意延遲處理，因而增加或降低該第一數值。
  26. 如申請專利範圍第20項所述之行動終端，其中若該第二數值不大於該第一數值，則該處理單元控制該傳輸/接收單元以傳輸該存取請求。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之行動終端，其中該處理單元改變該任意延遲處理，因而降低該第一數值。
  28. 如申請專利範圍第26項所述之行動終端，其中該處理單元改變該任意延遲處理，因而任意建立之第二數值的範圍被限制於具有一上限的一範圍中。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之行動終端，其中該處理單元於每個後續存取請求之前，藉由一較大數量而降低該上限。
  30. 如申請專利範圍第20項所述之行動終端，其中該處理單元於每個後續存取請求之前，藉由一較大數量而降低該第一數值。
  31. 如申請專利範圍第18項所述之行動終端，其中該處理單元依據該行動終端之優先性改變該任意延遲處理。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之行動終端，其中該優先類別係與該行動終端的一存取類別有關。
  33. 如申請專利範圍第31項所述之行動終端，其中該優先類別係與存取該網路之一理由有關。
  34. 如申請專利範圍第31項所述之行動終端，其中該處理單元改變該任意延遲處理，因而若一存取請求之次一後續傳輸將會導致該標準發生，則對該行動終端保證會傳輸。
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