TWI430693B

TWI430693B - 隨機存取通道最佳化的方法及其相關通訊裝置

Info

Publication number: TWI430693B
Application number: TW099120014A
Authority: TW
Inventors: Te Ming Chen
Original assignee: Htc Corp
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2014-03-11
Also published as: CN101931995A; US20100323710A1; US8718659B2; EP2265076B1; TW201129204A; EP2265076A1; ATE527852T1

Description

隨機存取通道最佳化的方法及其相關通訊裝置

本發明關於一種用於一無線通訊系統之方法及其通訊裝置，尤指一種用於一無線通訊系統加強隨機存取通道最佳化功能的方法及其通訊裝置。

第三代行動通訊聯盟(the 3rd Generation Partnership Project，3GPP)所制定之長期演進(Long Term Evolution，LTE)無線通訊系統，目前被視為提供高資料傳輸率、低潛伏時間、封包最佳化以及改善系統容量和覆蓋範圍的一種新無線介面及無線網路架構。於長期演進無線通訊系統中，演進式通用陸地全球無線存取網路(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)包含複數個加強式基地台(evolved Node-B，eNB)用來與複數個用戶端(User Equipment，UE)進行通訊。

在LTE系統中，隨機存取通道(random access channel，RACH)為一上鏈路通道用來傳送從用戶端至網路端之控制資訊(如用來初始存取以建立一連結，或位置區域更新)，且可用來傳輸使用者資料封包。由於隨機存取通道為一競爭性通道，即多個使用者可存取相同資源，因此隨機存取通道設定與系統效能具有極大的關聯。舉例來說，隨機存取通道設定會影響隨機存取通道碰撞機率，並可能造成通話設定延遲、資料重傳延遲，以及交遞延遲等問題。換句話說，隨機存取通道設定會影響通話設定成功機率及交遞成功機率。

為了改善系統效能，3GPP在LTE系統中制定一隨機存取通道最佳化功能，因此網路端可進行隨機存取通道最佳化程序，以優化隨機存取通道設定，並進而提升系統效率。此外，一隨機存取程序可用來收集隨機存取通道參數，因此網路端可根據此隨機存取通道參數，調整隨機存取通道設定。然而，隨機存取程序是透過一實體下鏈路控制通道(Physical Downlink Control Channel，PDCCH)指令或用戶端之一媒體存取控制(Medium Access Control，MAC)層來啟始。一般來說，透過PDCCH指令所啟始之隨機存取程序是用於細胞無線網路暫時識別(cell radio network temporary identifier，C-RNTI)更新，而透過媒體存取控制層所啟始之隨機存取程序是用於資料傳輸等目的。由上述可知，透過PDCCH指令或媒體存取控制層啟始之隨機存取程序皆不是為了隨機存取通道最佳化功能之目的。因此，當網路端欲進行隨機存取通道最佳化程序時，網路端只能等待用戶端進行用來收集隨機存取通道參數之隨機存取程序，造成網路端無法即時進行隨機存取通道最佳化程序，進而影響系統效能。

此外，在隨機存取通道最佳化程序成功進行後，優化之隨機存取通道設定應符合特定條件，例如前置傳輸計數器(PREABMLE_TRANSMISSION CONUNTER)之平均數值應小於20。若優化之隨機存取通道設定未符合此條件，網路端應再次進行隨機存取通道最佳化程序。然而，在LTE系統中未清楚制定網路端應如何請求用戶端進行隨機存取程序，以收集隨機存取通道參數，因此網路端無法得到用於隨機存取通道最佳化程序之必要資訊。

此外，用戶端會儲存隨機存取程序所收集之隨機存取通道參數，並等待網路端請求收集之結果，以進行隨機存取通道最佳化程序。然而，網路端如何請求用戶端傳送收集之結果亦未被清楚定義，造成隨機存取通道最佳化程序無法順利進行。另一方面，用戶端應保存所收集之結果資訊多久亦未在LTE系統中被列入考量。

因此，本發明提供用於一無線通訊系統用來提升隨機存取通道最佳化功能的方法及其相關通訊裝置。

本發明揭露一種隨機存取通道最佳化的方法，用於一無線通訊系統之一行動裝置中。該方法包含有：從該無線通訊系統之一網路端接收用於一隨機存取通道最佳化功能之一第一訊息，該第一訊息包含有一指示；以及傳送用來回應該第一訊息之一隨機存取通道量測報告至該網路端，其中該隨機存取通道量測報告包含隨機存取通道參數被該網路端使用來進行該隨機存取通道最佳化功能。

本發明另揭露一種用於一無線通訊系統之一通訊裝置，該無線通訊系統包含有一網路端。該通訊裝置包含有：一裝置，用來從該網路端接收用於一隨機存取通道最佳化功能之一第一訊息，該第一訊息包含有一指示；以及一裝置，用來傳送用來回應該網路端之該第一訊息之一隨機存取通道量測報告至該網路端，其中該隨機存取通道量測報告包含隨機存取通道參數被該網路端使用來進行該隨機存取通道最佳化功能。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一無線通訊系統10之示意圖。無線通訊系統10較佳地為一長期演進系統(Long Term Evolution，LTE)，其簡略地係由一網路端及複數個行動裝置所組成。在第1圖中，網路端及行動裝置係用來說明無線通訊系統10之架構。較佳地，無線通訊系統10可為一通用移動通訊系統(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)或一長期演進式系統(long-term evolution，LTE)或其它網路系統。在長期演進式系統中，網路端可為一演進式通用陸地全球無線存取網路(evolved-UTRAN，EUTRAN)，其可包含複數個基地台(eNBs)或一核心網路端(例如：行動管理單元(mobility management entity))，而行動裝置可視作用戶端(UEs)，可為行動電話、電腦系統等裝置。此外，根據傳輸方向，網路端及用戶端可視為一傳送器或一接收器。舉例來說，對於一上鏈路(uplink，UL)傳輸，用戶端為傳送端而網路端為接收端；對於一下鏈路(downlink，DL)傳輸，網路端為傳送端而用戶端為接收端。

請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一通訊裝置20之示意圖。通訊裝置20可為第1圖中之行動裝置10，其包含一處理裝置200、一儲存單元210以及一通訊介面單元220。處理裝置200可為一微處理器或一特殊應用積體電路(application-specific integrated circuit，ASIC)。儲存單元210可為任一資料儲存裝置，用來儲存一程式碼214，並透過處理裝置200讀取及執行程式碼214。舉例來說，儲存單元210可為用戶識別模組(subscriber identity module，SIM)、唯讀式記憶體(read-only memory，ROM)、快閃記憶體、隨機存取記憶體(random-access memory，RAM)、光碟唯讀記憶體(CD-ROMs)、磁帶(magnetic tapes)、軟碟(floppy disks)、光學資料儲存裝置(optical data storage devices)等等，而不限於此。控制通訊介面單元220可為一無線收發器，其根據處理裝置200的處理結果用來與網路端進行無線通訊。

程式碼214包含有一媒體存取控制層(Medium Access Control，MAC)的一程式碼，以及一無線資源控制層(Radio Resource Control，RRC)的一程式碼。媒體存取控制層的程式碼用來管理用來收集複數個隨機存取通道(random access channel，RACH)參數之一隨機存取程序。無線資源控制層的程式碼用來管理無線資源控制連結、回報量測結果及控制，以及控制無線電承載(Radio Bearers，RBs)，並可用來產生或釋放無線電承載。另外，無線資源控制層可從媒體存取控制層取得隨機存取通道參數，並根據媒體存取控制層所收集的隨機存取通道參數，產生一隨機存取通道量測報告，以及此隨機存取通道量測報告接著被傳送至網路端(如E-UTRAN)。此外，無線資源控制層包含可使用無線電承載的一無線資源控制連結(RRC_CONNECTED)狀態，以及無法使用無線電承載的一無線資源控制閒置(RRC_IDLE)狀態。

請參考第3圖，其為本發明實施例一流程30之流程圖，流程30用於一無線通訊系統之一用戶端中，用來處理隨機存取通道最佳化功能，其中，用戶端可為第2圖所示之通訊裝置20。流程30可編譯為程式碼214，並包含有以下步驟：

步驟300：開始。

步驟310：從該無線通訊系統之一網路端接收用於該隨機存取通道最佳化功能之一第一訊息，該第一訊息包含有一指示。

步驟320：傳送用來回應該第一訊息之一隨機存取通道量測報告至該網路端，其中該隨機存取通道量測報告包含至少一隨機存取通道參數被該網路端使用來進行該隨機存取通道最佳化功能。

步驟330：結束。

根據流程30，在用戶端從網路端接收第一訊息後，用戶端會傳送用於隨機存取通道最佳化功能之隨機存取通道量測報告至網路端。換句話說，網路端透過第一訊息的傳送，請求用戶端傳送隨機存取通道量測報告。第一訊息可為一傳呼訊息(paging message)、一實體下鏈路控制通道(physical downlink control channel，PDCCH)信令(如PDCCH指令)、一PDCCH指示(如關於PDCCH之一新的無線網路暫時識別(隨機存取通道最佳化無線網路暫時識別(RACH son-RNTI)))、一無線電負載設定訊息(如無線資源控制連線重設(RRCConnectionReconfiguration)訊息)，或專屬用來啟動隨機存取程序之一訊息(如無線資源控制隨機存取通道量測請求(RRCRach MeasurementRequest)訊息)。

值得注意的是，網路端可根據用戶端之一無線資源控制狀態(如RRC_CONNECTED狀態，或RRC_IDLE狀態)，決定使用何種訊息來請求用戶端傳送隨機存取通道量測報告。舉例來說，當用戶端在RRC_IDLE狀態時，網路端可傳送傳呼訊息或PDCCH指示至用戶端，以請求隨機存取通道量測報告。另一方面，當用戶端在RRC_CONNECTED狀態時，網路端可傳送“RRCConnectionReconfiguration”訊息、“RRCRachMeasurementRequest”訊息，或PDCCH指令至用戶端，以請求隨機存取通道量測報告。此外，網路端可置入一欄位(field)，如一隨機存取通道最佳化指示(rach son-Indication)欄位、一資訊子件(information element，IE)，或一指示於傳呼訊息中。因此，當用戶端接收包含有欄位、資訊子件，或指示之傳呼訊息時，用戶端可得知此傳呼訊息用於隨機存取通道最佳化功能，並傳送隨機存取通道量測報告至網路端。

值得注意的是，網路端可配置專用前置資訊(dedicated preamble information)在傳呼訊息之欄位中，藉以請求用戶傳送一特定型態之隨機存取通道量測報告。

此外，隨機存取通道量測報告包含有透過隨機存取程序所收集之隨機存取通道參數。用戶端在從網路端接收第一訊息後，可進行隨機存取程序以收集隨機存取通道參數。接著，用戶端將收集到之隨機存取通道參數置入隨機存取通道量測報告，並傳送隨機存取通道量測報告至網路端。另一方面，若用戶端已存有隨機存取通道參數(如透過前一次之隨機存取程序所收集之隨機存取通道參數)，在用戶端從網路端接收第一訊息後，用戶端可不需再次進行隨機存取程序來收集隨機存取通道參數，而將現有之隨機存取通道參數置入隨機存取通道量測報告並傳送至網路端。

為傳輸隨機存取通道量測報告至網路端，用戶端產生包含隨機存取通道量測報告之一第二訊息，以回應從網路端所接收之第一訊息。以在RRC_IDLE狀態之用戶端為例。當用戶端從網路端接收包含”rachson-Indication”欄位之傳呼訊息時，用戶端可進行隨機存取程序，以收集用於隨機存取通道最佳化程序之隨機存取通道參數。在透過隨機存取程序收集隨機存取通道參數後，用戶端產生包含隨機存取通道參數之隨機存取通道量測報告，並將隨機存取通道量測報告置入隨機存取程序之第三類訊息(message 3)。接著，用戶端傳送第三類訊息至網路端，使網路端可根據第三類訊息中之隨機存取通道量測報告，進行隨機存取通道最佳化程序。此外，由於隨機存取程序之啟始原因是為了隨機存取通道最佳化功能，因此在用戶端傳送第三類訊息至網路端後，用戶端會進入RRC_IDLE狀態。

此外，第三類訊息可為一無線資源控制連線建立請求(RRC connection establishment request)訊息或用於傳輸隨機存取通道量測報告之一訊息(如隨機存取通道量測報告(RachMeasurementReport)訊息)。因此，用戶端可將隨機存取通道量測報告置入“RRC connection establishment request”或“RachMeasurementReport”訊息中。或者，用戶端可在“RRC connection establishment request”訊息後之無線資源控制連線設定完成(RRC connection setup complete)訊息中置入隨機存取通道量測報告。由於無線資源控制連線建立之原因是為了隨機存取通道最佳化功能，在網路端從“RRC connection establishment request”訊息中取得隨機存取通道量測報告後，網路端會傳送無線資源控制連線建立拒絕(RRC connection establishment reject)訊息至用戶端。因此，用戶端不會進入RRC_CONNECTED狀態，而是進入RRC_IDLE狀態，藉以避免無線資源浪費。簡單來說，在用戶端傳送隨機存取通道量測報告至網路端後，用戶端會維持在原來的無線資源控制狀態。

除了“RRC connection establishment reject”訊息，用戶端可啟始用於隨機存取程序之一計時器。當在RRC_IDLE狀態之用戶端接收傳呼訊息並進行隨機存取程序收集隨機存取通道參數時，在計時器計數終止後，用戶端會進入RRC_IDLE狀態，藉以回復到原來的無線資源控制狀態。其中，計時器之值可從傳呼訊息、網路端所廣播之系統資訊或儲存在用戶端中之預設值取得。

另一方面，以在RRC_CONNECTED狀態之用戶端為例。當用戶端從網路端接收“RRCConnectionReconfiguration”訊息或“RRCRach MeasurmentRequest”訊息時，用戶端可會進行隨機存取程序以收集隨機存取通道參數。在透過隨機存取程序收集隨機存取通道參數後，用戶端會產生包含隨機存取通道參數之隨機存取通道量測報告，並將隨機存取通道量測報告置入用來回應“RRCConnectionReconfiguration”訊息之“RRCConnectionReconfigurationComplete”訊息中，或置入用來回應“RRCRachMeasurmentRequest”訊息之“RRCRachMeasurementResponse”中。透過傳送“RRCConnectionReconfigurationComplete”訊息或“RRCRachMeasurementResponse”訊息至網路端，網路端可根據在上述訊息中之隨機存取通道量測報告，進行隨機存取通道最佳化程序。

此外，另舉在RRC_CONNECTED狀態中之用戶端為例。當用戶端從網路端接收PDCCH指令時，用戶端可進行隨機存取程序收集隨機存取通道參數。接著，在透過隨機存取程序收集到隨機存取通道參數後，用戶端產生包含所收集到的隨機存取通道參數之隨機存取通道量測報告，並將此隨機存取通道量測報告置入第三類訊息。因此，網路端可根據在第三類訊息中之隨機存取通道量測報告，進行隨機存取通道最佳化程序。請注意，在上述例子中，在隨機存取通道量測報告傳送至網路端後，用戶端可自動刪除隨機存取通道量測報告。

此外，用戶端可根據在第一訊息中之指示，判斷是否傳送隨機存取通道量測報告至網路端。舉在進行隨機存取程序之用戶端為例。為請求用戶端傳送隨機存取通道量測報告，網路端可在隨機存取程序中之第二類訊息(message 2)置入一指示。其中，第二類訊息為網路端所產生用來回應用戶端在隨機存取程序中所產生之請求訊息的一回應訊息。此外，隨機存取程序可由用戶端自行啟動(如根據一無線資源控制連線建立程序/無線資源控制連線重建程序、或交遞程序)，或透過上述任一訊息中之指示而啟動。值得注意的是，網路端將指示置入隨機存取程序中之第二類訊息，藉以增加信令使用率。因此，在用戶端接收第二類訊息後，用戶端會傳送隨機存取通道量測報告至網路端。其中，隨機存取通道量測報告可置入第三類訊息或上述之無線資源控制訊息中，藉以傳送至網路端。關於隨機存取通道量測報告之詳細說明可參考上述，在此不再贅述。

另外，網路端可透過第二類訊息中之指示，指示用戶端應如何處理隨機存取通道量測報告。舉例來說，網路端將第二類訊息中之指示設定為"真值"(TRUE)，因此，當用戶端接收第二類訊息時，用戶端會傳送用於隨機存取通道最佳化程序之隨機存取通道量測報告至網路端。反之，當第二類訊息中之指示設定為"虛值"(FALSE)時，用戶端會刪除隨機存取通道量測報告。由上述可知，根據在第二類訊息中之指示，用戶端判斷是否傳送或刪除隨機存取通道量測報告。值得注意的是，上述之指示並不限於置入隨機存取程序中之第二類訊息，另可置入從網路端傳送至用戶端之任一訊息中。

值得注意的是，上述所有步驟，包含所建議的步驟，可透過硬體、軔體(即硬體裝置與電腦指令的組合，硬體裝置中的資料為唯讀軟體資料)或電子系統等方式實現。硬體可包含類比、數位及混合電路(即微電路、微晶片或矽晶片)。電子系統可包含系統單晶片(system on chip，SOC)、系統封裝(system in package，Sip)、電腦模組(computer on module，COM)及通訊裝置20。

綜上所述，本發明提供提升隨機存取通道最佳化功能之方法及裝置，其主要為當網路端欲進行隨機存取通道最佳化程序時，網路端可請求用戶端進行隨機存取程序，以取得用於隨機存取通道最佳化程序之必要資訊。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10．．．無線通訊系統

20．．．通訊裝置

200．．．處理裝置

210．．．儲存單元

220．．．通訊介面單元

214．．．程式碼

30．．．流程

300、310、320、330．．．步驟

第1圖為一無線通訊系統之示意圖。

第2圖為本發明實施例一通訊裝置之示意圖。

第3圖為本發明實施例一流程之示意圖。

30．．．流程

300、310、320、330．．．步驟

Claims

一種隨機存取通道最佳化的方法，用於一無線通訊系統之一行動裝置中，該方法包含有：從該無線通訊系統之一網路端接收用於一隨機存取通道最佳化功能之一第一訊息，該第一訊息包含有一指示；在接收該第一訊息之後，進行一隨機存取程序，以收集該至少一隨機存取通道參數；以及傳送用來回應該第一訊息之一隨機存取通道量測報告至該網路端，其中該隨機存取通道量測報告包含該至少一隨機存取通道參數被該網路端使用來進行該隨機存取通道最佳化功能。
如請求項1所述之方法，更包含有：儲存該至少一隨機存取通道參數。
如請求項1所述之方法，更包含有：在傳送該隨機存取通道量測報告至該網路端後，刪除該隨機存取通道量測報告。
如請求項1所述之方法，其中該第一訊息之型態是由該網路端根據該行動裝置之一無線資源控制狀態所決定，該行動裝置之該無線資源控制狀態為一無線資源控制連結狀態或一無線資源控制閒置狀態。
如請求項4所述之方法，其中傳送包含該至少一隨機存取通道參數之該隨機存取通道量測報告至該網路端包含有：根據該第一訊息之該型態，產生包含該隨機存取通道量測報告之一第二訊息；以及傳送包含該隨機存取通道量測報告之該第二訊息至該網路端。
如請求項1所述之方法，更包含有：當該行動裝置在一無線資源控制閒置狀態時，啟始用於該隨機存取程序之一計時器；以及當該計時器計數終止時，進入該無線資源控制閒置狀態，其中該計時器之值透過該第一訊息、該網路端所廣播之一系統資訊或在接收該第一訊息前儲存在該行動裝置之一預設值所取得。
如請求項1所述之方法，其中傳送包含該至少一隨機存取通道參數之該隨機存取通道量測報告至該網路端包含有：根據該指示，判斷是否傳送該隨機存取通道量測報告至該網路端；以及當該指示被設為一第一值時，傳送該隨機存取通道量測報告至該網路端。
如請求項7所述之方法，更包含有：當該指示被設為一第二值時，刪除該隨機存取通道量測報告。
一種用於一無線通訊系統之一通訊裝置，該無線通訊系統包含有一網路端，該通訊裝置包含有：一構件，用來從該網路端接收用於一隨機存取通道最佳化功能之一第一訊息，該第一訊息包含有一指示；一構件，用來在接收該第一訊息之後，進行一隨機存取程序，以收集該至少一隨機存取通道參數；以及一構件，用來傳送用來回應該第一訊息之一隨機存取通道量測報告至該網路端，其中該隨機存取通道量測報告包含該至少一隨機存取通道參數被該網路端使用來進行該隨機存取通道最佳化功能。
如請求項9所述之通訊裝置，更包含有：一構件，用來儲存該至少一隨機存取通道參數。
如請求項9所述之通訊裝置，更包含有：一構件，用來在傳送該隨機存取通道量測報告至該網路端後，刪除該隨機存取通道量測報告。
如請求項9所述之通訊裝置，其中該第一訊息之型態是由該網路端根據該行動裝置之一無線資源控制狀態所決定，該行動裝置之該無線資源控制狀態為一無線資源控制連結狀態或一無線資源控制閒置狀態。
如請求項12所述之通訊裝置，更包含有：一構件，用來根據該第一訊息之該型態，產生包含該隨機存取通道量測報告之一第二訊息；以及一構件，用來傳送包含該隨機存取通道量測報告之該第二訊息至該網路端。
如請求項9所述之通訊裝置，更包含有：一構件，用來當該行動裝置在一無線資源控制閒置狀態時，啟始用於該隨機存取程序之一計時器；以及一構件，用來當該計時器計數終止時，進入該無線資源控制閒置狀態，其中該計時器之值透過該第一訊息、該網路端所廣播之一系統資訊或在接收該第一訊息前儲存在該行動裝置之一預設值所取得。
如請求項9所述之通訊裝置，更包含有：一構件，用來根據該指示，判斷是否傳送該隨機存取通道量測報告至該網路端；以及一構件，用來當該指示被設為一第一值時，傳送該隨機存取通道量測報告至該網路端。
如請求項15所述之通訊裝置，更包含有：一構件，用來當該指示被設為一第二值時，刪除該隨機存取通道量測報告。