TWI483598B - 直接通訊方法與使用此方法的直接通訊裝置與協調器裝置 - Google Patents

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Description

直接通訊方法與使用此方法的直接通訊裝置與協調器裝 置
本發明是關於一種直接通訊方法，且特別是關於一種直接通訊方法與使用此方法的直接通訊裝置以及協調器(coordinator)裝置。
直接通訊與蜂窩式通訊具有根本差別。蜂窩式通訊將附接到網路上的所有通訊裝置作應用功率控制。當所有通訊裝置連接到基地台(base station，BS)時，BS通常應用於功率控制機制以調整每個通訊裝置的發射功率。換句話說，可公平地服務所有通訊裝置。然而，直接通訊的發射功率並非中央協調的。以直接通訊而言，為了增加成功的網路附接或網路聯合或發射，發射最大功率可能是最好的策略。尤其對於隨機存取程式，通訊裝置可能沒有關於標的裝置的先前知識，且隨後所述通訊裝置將在開始時發射最大功率，以獲取實現成功發射的最好機會。當所有通訊裝置同時以最大功率發射時，所有通訊裝置將一起發生衝突，且此類情況可能導致發射的失敗和相關的頻率資源的不足。一般來說，發射功率越大，受影響的通訊裝置越多，但頻譜效率越低。
另一方面，直接通訊中的發射範圍可能影響受害裝置(victim device)的接收性能或總體的直接通訊系統容量。所述發射範圍越大，能夠同時使用相同的時間與頻率區域 的直接通訊裝置越少。
直接通訊通常包含兩個階段-隨機存取階段與發射階段。在一般的直接通訊過程中，隨機存取階段的用途是在通訊裝置與存取點之間建立鏈結，例如WiFi。
在隨機存取階段期間，通訊裝置向存取點發送訊號，以與其他通訊裝置競爭存取點的資源。存取點可確認附接到通訊裝置。存取點更可發送通訊裝置相關的資源，以發送接下來的消息。在一般的直接通訊過程中，發射階段的用途是在通訊裝置與存取點之間交換消息。通訊裝置發射資料至存取點。存取點可根據發送待接收的通訊裝置資料來確認通訊裝置。
在隨機存取階段期間，所有通訊裝置競爭類似的發射功率，且無優先順序。多個通訊裝置可能同時競爭頻率與時間資源。如果通訊裝置應用較低的發射功率，那麼所述通訊裝置的發射成功率將較小。如此一來，可能會存在一些無法競爭的通訊裝置。因此，在沒有預定協定的情況下，所有通訊裝置將以最大功率發射，以達到相等的發射成功率。最大功率的發射可意味著重新使用頻域中較少的頻率，這將更意味著使用低效率的頻譜。如此一來，傳統途徑只對很小數目的通訊裝置起作用，例如WiFi網路中的僅僅10個通訊裝置。然而，直接通訊中此類小數量參與的通訊裝置不足以支援較長範圍中的直接通訊，例如1 km半徑。
本發明提供一種直接通訊方法，適用於執行一隨機存取的通訊裝置，此方法包括一第一通訊裝置在競爭時隙中執行一隨機存取，其中競爭時隙包括具有一第一發射功率上界的一第一競爭時隙和具有一第二發射功率上界的一第二競爭時隙；以及發射無線訊號於任何發射功率小於第一競爭時隙的第一發射功率上界或第二競爭時隙的第二發射功率上界，其中第一通訊裝置參與競爭。
本發明提供一種直接通訊方法，適用於執行一資料發射的通訊裝置，此方法包括：一第一通訊裝置在一發射時隙中執行資料發射，其中發射時隙包括具有一第一發射功率上界的一第一發射時隙和具有一第二發射功率上界的一第二發射時隙；發射其無線訊號於任何發射功率小於第一發射時隙的第一發射功率上界或第二發射時隙的第二發射功率上界，其中第一通訊裝置參與資料發射。
本發明提供一種直接通訊裝置，包括一收發器單元以及一通訊協定單元。收發器單元配用於與通訊裝置一起發射和接多個無線訊號。通訊協定單元耦合到收發器單元，用於與通訊裝置一起在一競爭時隙中執行一隨機存取，競爭時隙包括具有一第一發射功率上界的一第一競爭時隙和具有一第二發射功率上界的一第二競爭時隙。
本發明提供一種直接通訊裝置，包括一收發器單元以及一通訊協定單元。收發器單元用於與直接通訊裝置一起發射和接收多個無線訊號。通訊協定單元耦合到收發器單 元，用於在一發射時隙中執行一資料發射，發射時隙包括具有一第一發射功率上界的一第一發射時隙和具有一第二發射功率上界的一第二發射時隙；並發射其無線訊號於任何發射功率小於第一發射時隙的第一發射功率上界或第二發射時隙的第二發射功率上界，其中通訊協定單元參與資料發射。
本發明提供一種協調器裝置，包括一收發器單元以及一通訊協定單元。收發器單元經用以發射和接收多個無線訊號通訊協定單元連接到收發器單元，具有一個競爭時隙，競爭時隙包括具有一第一發射功率上界的一第一競爭時隙和具有一第二發射功率上界的一第二競爭時隙。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
接下來將參考附圖並詳細描述示範性實施例，且本領域具有通常知識者可易於實現。在不限制於本文所闡述的示範性實施例的情況下，本發明概念可根據各種形式實現。基於清晰與簡潔，省略具有通常知識者皆能夠了解的零件描述，在本揭露中，相同參考標號代表相同元件。
本發明提供一種直接通訊方法、使用方法的直接通訊裝置以及使用方法的協調器裝置。對於直接通訊而言，較大的發射範圍通常指較高的優先順序。在本發明的直接通訊方法中，為了增加空間域頻率再用，可約束發射功率或 限制其上界。可與發射功率或發射範圍成比例地實施新的充電系統。在直接通訊中用戶將為發射範圍做出支付。
圖1是依照本揭露一實施例的多個具有適合於直接通訊的不同發射功率上界(upper bounds)的時隙的示意圖。在本實施例中，直接通訊方法可視為針對直接通訊中的時分多工(time-division-multiplexed；TDM)的干擾控制機制(Interference Control mechanism)，此機制可針對具有各種發射功率配置/優先順序配置的直接通訊裝置利用基於TDM的競爭時隙。由於來自類比數位轉換器(analog-to-digital converter；ADC)的量化誤差，此TDM的干擾控制機制可避免訊號抑制(signal suppression)。
參照圖1，基於清晰與簡潔，可存在三個時隙(slot)，例如時隙1、時隙2與時隙3，時隙分別具有/排列有不同的發射功率上界，例如第一上界UB1、第二上界UB2以及第三上界UB3。在本實施例的直接通訊方法的操作環境中，可存在三個以上嘗試執行其各自的廣播/通告/發射消息的直接通訊裝置。基於清晰與簡潔，僅說明三個直接通訊裝置，例如直接通訊裝置1、直接通訊裝置2與直接通訊裝置3。
在圖1的實施例中，直接通訊裝置1經預配置/經配置有最高優先順序/最大發射功率配置；直接通訊裝置2經預配置/經配置有中等優先順序/中等發射功率配置；直接通訊裝置3經預配置/經配置有最低優先順序/最小發射功率配置。在此直接通訊方法中，直接通訊裝置1用於競爭隨 機存取/資料發射的時隙1，其中時隙1經配置有第一上界UB1；直接通訊裝置2用於競爭隨機存取/資料發射的時隙2，其中時隙2經配置有第二上界UB2；直接通訊裝置3用於競爭隨機存取/資料發射的時隙3，其中時隙3經配置有第三上界UB3。
當直接通訊裝置1用於競爭隨機存取/資料發射的時隙1時，直接通訊裝置1可以用例如發射功率準位TP1與發射功率準位TP2的小於第一上界UB1的任何功率來發射其無線訊號。在每個預分配的時隙(例如時隙1)中，直接通訊裝置1不以固定發射功率來發射，原因在於在直接通訊中其聽眾可能改變，因為直接通訊裝置1與其當前聽眾之間的距離可能改變。因而，直接通訊裝置1可針對隨機存取/資料發射選擇較低發射功率，只要發射功率低於第一上界UB1即可。因此，可減弱對直接通訊裝置1的相鄰直接通訊裝置所造成的干擾，並且因而可增強直接通訊裝置1的功率效率。類似地，當直接通訊裝置2用於競爭隨機存取/資料發射的時隙2時，直接通訊裝置2可以用例如發射功率準位TP3與發射功率準位TP4的小於第二上界UB2的任何功率來發射其無線訊號。同樣，當直接通訊裝置3用於競爭隨機存取/資料發射的時隙3時，直接通訊裝置3可以用例如發射功率準位TP5與發射功率準位TP6的小於第二上界UB3的任何功率來發射其無線訊號。
所提出的直接通訊方法的途徑可應用於如圖1所示的具有不同發射功率/優先順序的幀結構(frame structure)。 同一頻率上存在至少兩種競爭時隙。這些競爭時隙可在頻域中進一步劃分為多個通道，以增強成功的隨機存取機率。此外，可進一步對每一競爭時隙應用進行碼分多工。
在這些競爭時隙中，他們將會進一步分類為不同的發射功率準位或優先順序。發射功率準位可以是針對這些競爭時隙的發射功率上界。例如，此功率準位可降低至少5 dB。例如：發射時隙1中的最大發射功率(即第一上界UB1)為23 dBm，發射時隙2中的最大發射功率(即第一上界UB2)為13 dBm。由於不同時隙中的功率限制，競爭範圍將不同。
從裝置的角度來看，裝置將根據其經授權的優先順序或經允許的發射功率來競爭。例如，在競爭時隙1中，發射功率準位最大，且因而發射範圍最大。再例如，在競爭時隙3中，發射功率最小，並且可實現其空間域隔離以增強頻譜效率。
在高發射功率準位/優先順序時隙中，如果不允許直接通訊裝置以此高發射功率準位或優先順序進行發射，那麼在此狀況下存在兩種途徑。第一種途徑可以是在直接通訊裝置經授權時將發射功率限制於所允許的準位。第二種途徑可以是將直接通訊裝置限定為不在這一時隙中發射其無線訊號。
所提出的直接通訊方法可適合於如圖2A所示的直接通訊裝置20。同樣，在一些實施例中，可存在經配置以輔 助所提出的直接通訊方法的協調器裝置25，且圖2B中說明協調器裝置的簡單的方塊示意圖。圖2A為根據一實施例的直接通訊裝置的方塊示意圖。參照圖2A，直接通訊裝置20可包含收發器單元201、通訊協定單元202以及記憶體203。收發器單元201和記憶體203均連接到通訊協定單元202。
收發器單元201經配置將無線訊號發射到其他直接通訊裝置，並接收來自其他直接通訊裝置的無線訊號。收發器單元201可執行類比數位訊號轉換(analog-to-digital signal conversion；ADC)、數位類比訊號轉換(digital-to-analog signal conversion；DAC)、調製、解調、訊號放大、低通濾波以及帶通濾波。收發器單元201用以向通訊協定單元202提供所接收的RF訊號(由從其他直接通訊裝置或無線通訊網路接收的無線訊號轉換而成)的資訊；將從通訊協定單元202接收的資料調製成已調製的無線訊號；並將已調製的無線訊號發射到無線通訊網路或其他直接通訊裝置。
通訊協定單元202連接到收發器單元201。通訊協定單元202用以接收來自直接通訊裝置或基地台的無線訊號；並處理無線訊號中的命令(或根據無線訊號中的參數執行對應操作)。通訊協定單元202包含處理器和嵌入式軟體或韌體程式。嵌入式軟體或韌體套裝程式含通訊協定堆疊(communication protocol stack)的程式碼。當通訊協定單元202的處理器執行通訊協議堆疊的程式碼時，通訊協 定單元202執行所提出的直接通訊方法中的各種程式(會於接下來圖3到圖11所示的實施例中對其進行描述)。例如，通訊協定單元202可對經過通訊協定單元201從其他直接通訊裝置或除了直接通訊裝置之外的任何其他通訊裝置接收的信標訊號(beacon signal)進行解碼。通訊協定單元202可從已解碼的信標訊號中進一步獲取時序參考(timing reference)、發射功率配置或優先順序配置。另外，通訊協定單元202可在競爭時隙/發射時隙中競爭經由收發器單元201的隨機存取/資料發射。
通訊協定單元202更包括確定單元(圖2A中未圖示)。確定單元可經配置以執行數值比較(value comparison)，以便確定所接收的訊號功率準位是否超過經預配置的功率準位。記憶體203可用以臨時存儲參數、發射功率配置、時序配置或優先順序配置。在一些實施例中，記憶體203可用以臨時存儲參數、預設發射功率配置、時序配置或預設優先順序配置。
此外，直接通訊裝置20更包括其他元件(未圖示)，例如用以實現收發器單元201、通訊協定單元202以及記憶體203的上述功能的處理器以及天線模組。
圖2B為根據一實施例的協調器裝置的方塊示意圖。參看圖2B，協調器裝置25可包含收發器單元251、通訊協定單元252以及記憶體253。收發器單元251和記憶體253均連接到通訊協定單元252。
收發器單元251經配置以將無線訊號發射到其他直接通訊裝置，並接收來自其他直接通訊裝置的無線訊號。收發器單元251可執行類比數位訊號轉換(ADC)、數位類比訊號轉換(DAC)、調製、解調、訊號放大、低通濾波以及帶通濾波。收發器單元251用以向通訊協定單元252提供所接收的RF訊號(由從其他直接通訊裝置或無線通訊網路接收的無線訊號轉換而成)的資訊；將從通訊協定單元252接收的資料調製成已調製的無線訊號；並將已調製的無線訊號發射到無線通訊網路或其他直接通訊裝置。
通訊協定單元252連接到收發器單元251。通訊協定單元252用以接收來自直接通訊裝置或基地台的無線訊號；並處理無線訊號中的命令(或根據無線訊號中的參數執行對應操作)。通訊協定單元252包含處理器和嵌入式軟體或韌體程式。嵌入式軟體或韌體套裝程式含通訊協定堆疊的程式碼。當通訊協定單元252的處理器執行通訊協議堆疊的程式碼時，通訊協定單元252執行所提出的直接通訊方法中的各種程式(將在接下來圖3到圖8與圖12中所示的實施例中對其進行描述)。例如，通訊協定單元252可經過收發器單元251廣播信標訊號，或回應於經由收發器單元251從其他直接通訊裝置接收的配置請求消息而回復配置消息/再配置消息。
通訊協定單元252更包括確定單元(圖2B中未圖示)。確定單元可執行數值比較，以便確定所接收的訊號功率準位是否超過經預配置的功率準位。記憶體253可用於 臨時存儲參數、發射功率配置、時序配置或優先順序配置。
此外，協調器裝置25更包括其他元件(未圖示)，例如用以實現收發器單元251、通訊協定單元252以及記憶體253的上述功能的處理器以及天線模組。
圖3是依照本揭露一實施例的競爭時隙的示意圖。參照圖3，例如，如圖3所示的競爭時隙1、2與3。競爭時隙1可經分配有/經排列有高發射功率準位/高優先順序，例如針對直接通訊裝置31向另一直接通訊裝置32發射其無線訊號，或針對直接通訊裝置33向另一直接通訊裝置34發射其無線訊號。與競爭時隙1相比，競爭時隙2可經分配有/經排列有中等發射功率準位/中等優先順序，例如另一直接通訊裝置在小於直接通訊裝置31、33的發射範圍的範圍內向另一直接通訊裝置發射其無線訊號。此外，與競爭時隙1和競爭時隙2相比，競爭時隙3可經分配有/經排列有低發射功率準位/低優先順序，例如直接通訊裝置35向另一直接通訊裝置36發射其無線訊號，或直接通訊裝置37在小於直接通訊裝置31、33、35的發射範圍的範圍內向另一直接通訊裝置38發射其無線訊號。
如圖4所示，可以按交錯方式構建適合於所提出的直接通訊方法的競爭時隙。舉例而言，先前的子時隙例如競爭時隙1，可由直接通訊裝置31用於隨機存取競爭41。之後的子時隙例如另一競爭時隙1，可由直接通訊裝置用來發射經配置以確認隨機存取競爭41的隨機存取確認42。在本實施例中，也可在隨機存取確認42中載運資源分配資 訊，其中資源分配資訊可由直接通訊裝置當中的協調器裝置指派。在實際實施例中，例如，直接通訊裝置20可使用其通訊協定單元202，經由收發器單元201而在第一競爭時隙中接收隨機存取競爭，並隨後在第二競爭時隙中確認隨機存取競爭。
圖5是根據一性實施例的發射時隙的示意圖。如圖5所示，幀結構可由發射功率準位/優先順序不同的發射時隙組成。同一頻率載波上存在至少兩種發射時隙。在這些發射時隙中，發射時隙可更分類為不同的發射功率準位或優先順序。發射功率準位可以是針對這些發射時隙的發射功率上界。功率發射準位可降低至少5 dB。例如：發射時隙1中的最大發射功率準位為23 dBm，發射時隙2中的最大發射功率準位為13 dBm。由於不同時隙中的發射功率上界限制，發射時隙1、2與3的競爭範圍彼此不同。
圖5所示為三種競爭時隙的實施例的示意圖。在發射時隙1中，發射功率最大且發射範圍最大。在發射時隙3中，發射功率最小，並且可實現空間域隔離以增強頻譜效率。
發射時隙可用以呼叫或廣播資料訊號。以呼叫來說，直接通訊裝置可廣播其資訊，例如內容、鍵索引、位置、類別、裝置識別符(identifier；ID)、詳細資訊的資源以及類似物。如果在發射時隙中使用呼叫，那麼可省略發射階段中的確認。在其他實施例中，針對直接通訊方法的先於發射階段的隨機存取階段可能也是不必要的。
從發射的角度來看，直接通訊裝置將根據其經授權的優先順序或經允許的發射功率準位來發射其無線訊號/消息。在高功率/優先順序時隙中，如果不允許直接通訊裝置以此類高功率或優先順序發射，那麼在此狀況下存在兩種途徑。第一種途徑是在直接通訊裝置經授權時將發射功率限制於所允許的準位。第二種途徑是將直接通訊裝置限定為不在此時隙中發射其無線訊號。
舉例而言，可將發射時隙1分配為用於高發射功率準位/優先順序，例如針對直接通訊裝置31向另一直接通訊裝置32發射其無線訊號，或針對直接通訊裝置33向另一直接通訊裝置34發射其無線訊號。與競爭時隙1相比，可將發射時隙2分配為用於中等發射功率準位/中等優先順序，例如另一直接通訊裝置35在小於直接通訊裝置31、33的發射範圍的範圍內向另一直接通訊裝置發射其無線訊號。此外，與競爭時隙1和競爭時隙2相比，可將競爭時隙3分配為用於低發射功率準位/低優先順序，例如直接通訊裝置35向另一直接通訊裝置36發射其無線訊號，或直接通訊裝置37在小於直接通訊裝置31、33、35的發射範圍的範圍內向另一直接通訊裝置38發射其無線訊號。
在本揭露的實施例中，幀結構可為時序同步的。為實現時序同步，每個直接通訊裝置需要獲取時序參考，且提出了兩種途徑來獲取時序參考。第一種途徑可能需要直接通訊裝置附接到蜂窩式通訊系統、無線存取網路或支援無線的定位系統上，例如3GPP長期演進(long term evolution；LTE)系統、全球移動通訊系統(global system for mobile communication；GSM)、全球微波交互操作性存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access；WiMAX)、第三代移動通訊系統(a third generation mobile communication system：3G)、寬頻碼分工多重存取(wideband code division multiple access；WCDMA)網路、WiFi網路、碼分工多重存取2000(code division multiple access 2000；CDMA2000)、全球定位系統(global positioning system；GPS)。因而，直接通訊裝置可跟隨來自蜂窩式通訊系統、無線存取網路或支援無線的定位系統的參考時序。例如，圖6所示為根據一實施例的時序參考獲取的示意圖。參看圖6，通訊裝置651可為基地台(或存取點等)，基地台經配置以在其無線電服務覆蓋範圍65內向直接通訊裝置廣播時序參考訊號。
在本實施例的其他實施例中，直接通訊裝置可將信標信令作為時序參考來廣播。例如，直接通訊裝置601可為經配置以將信標信令作為時序參考來廣播的裝置，且直接通訊裝置601的發射範圍內的其他直接通訊裝置，例如直接通訊裝置602，可接收、解碼並跟隨經解碼的信標信令的時序參考。
在本揭露的實施例中，為了控制干擾，所提出的通訊方法可更包括若多個TDM干擾控制機制。TDM干擾控制機制的第一種類別與優先順序配置獲取有關。應將發射功率準位配置/優先順序配置告知給所有直接通訊裝置。為了 獲取發射功率準位配置/優先順序配置，存在幾種途徑。
第一種途徑為信標的途徑。在信標的途徑中，所有直接通訊裝置具有預設配置。每個直接通訊裝置經過信標信令接收相關的時序參考，例如直接通訊裝置602接收來自直接通訊裝置601的相關的時序參考。直接通訊裝置可基於經解碼的信標信令而跟隨預設配置，以獲取參考時序。
第二種途徑為修改信標的途徑。在修改信標的途徑中，所有直接通訊裝置具有預設配置。每個直接通訊裝置經過信標信令接收相關的時序，例如直接通訊裝置602接收來自直接通訊裝置601的相關的時序參考。信標信令載運相關的發射功率準位配置/優先順序配置，且直接通訊裝置可跟隨相關的發射功率準位配置/優先順序配置，以獲取參考時序。
第三種途徑為基礎設施的途徑。在基礎設施的途徑中，直接通訊裝置可存取一個存取點或基地台，以請求頻譜存取的許可，例如，基地台651的無線電服務覆蓋範圍65中的直接通訊裝置可向基地台651請求頻譜存取的許可。回應於先前的請求，存取點裝置或基地台可向提出請求的直接通訊裝置發送優先順序/發射功率準位的相關的配置。
第四種途徑為裝置的途徑。在裝置的途徑中，例如直接通訊裝置601的直接通訊裝置可發射信標信令。新進入的裝置，例如直接通訊裝置602，可使用其通訊協定單元 202檢測信標信令，以經過收發器單元201從信標信令中獲取時序參考。信標信令可載運相關的發射功率準位配置/優先順序配置。在其他實施例中，新進入的裝置可向另一直接通訊裝置請求相關的發射功率準位配置/優先順序配置。回應於請求，被請求的直接通訊裝置回復相關的發射功率準位配置/優先順序配置。
圖1與圖3到圖5所示為根據實施例的TDM競爭時隙/發射時隙的幀結構。在本揭露中，所提出的直接通訊方法可調整競爭時隙指派/發射時隙指派的週期性。圖7是說明根據一實施例且基於發射功率準位/優先順序的競爭時隙的不同週期性的示意圖。
請參照圖7，在預定週期/預配置週期70內，競爭時隙1、2、3的出現隨發射功率準位或優先順序而變化。在本實施例中，分配有較大發射功率準位或較高優先順序的競爭時隙1的出現少於或等於分配有較小發射功率準位或較低優先順序的競爭時隙2的出現。這種途徑可為大多數出現事件增加發射機會。
舉例而言，如圖7所示，預定週期70中有八個競爭時隙。每八個競爭時隙中競爭時隙1可出現一次。每八個競爭時隙中競爭時隙2可出現兩次。每八個競爭時隙中競爭時隙3可出現5次。
然而，本發明不限於競爭時隙的上述週期性。對於緊急情況而言，高優先順序競爭時隙的數目可能不足以支援 同時競爭隨機存取/資料發射的大量直接通訊裝置，例如一秒鐘內嘗試競爭的1000個裝置。因而，所提出的直接通訊方法可包含用以在發生緊急事件的情況下改變競爭時隙的週期性的調整程式。
圖8所示為說明根據一實施例的競爭時隙的調整週期性的示意圖。可增加高優先順序或發射功率競爭時隙的數目以改善成功發射的機會。舉例而言，當例如直接通訊裝置601的直接通訊裝置使用通訊協定單元252經過收發器單元251檢測緊急事件時，直接通訊裝置可發射/廣播緊急命令80，以起始緊急配置。緊急命令80可泛射到其他直接通訊裝置。為了防止緊急命令在直接通訊裝置之間的泛射的多次迴圈，緊急命令可載運計時器以停用緊急情景，且直接通訊裝置可在接收到緊急命令時起始計時器。
請參照圖8，為了在發生緊急事件的情況下基於發射功率準位/優先順序調整競爭時隙的週期性，作為協調器裝置的直接通訊裝置601可將發射功率準位/優先順序相同的所有競爭時隙翻轉為高發射功率/優先順序。直接通訊裝置601也可在預定週期70內使用發射功率準位/優先順序相同的競爭時隙/發射時隙的出現的點陣圖，以指示哪些競爭時隙將被改變為高發射功率/優先順序。
在本發明中，就監視不同直接通訊裝置的發射功率而言，所提出的直接通訊方法可包含頻譜監視程式。所提出的直接通訊方法可支援系統監視。監視系統或直接通訊裝置中預配置的直接通訊裝置可監視剩餘直接通訊裝置的頻 譜使用。在本實施例中，預配置的直接通訊裝置可為協調器裝置。當直接通訊裝置廣播消息時，直接通訊裝置將連同所廣播的訊號一起載運相關的功率標籤(Tag)及其ID。預配置的直接通訊裝置、基地台或無線存取點站可監視功率標籤和相關的ID，以識別當前發射的直接通訊裝置是否違反配置的功率發射限制。如果當前發射的直接通訊裝置超過功率限制發射其無線訊號，那麼重新配置的直接通訊裝置、基地台或無線存取點站可與直接通訊裝置通訊，以重新配置直接通訊裝置。圖9是根據一實施例的用於監視發射功率的方法的流程圖。
請參照圖9，用於監視發射功率的方法開始於步驟S91，在步驟中，直接通訊裝置20根據其發射功率配置/優先順序配置在競爭時隙中廣播/通告消息(或其無線訊號)，其中消息或無線訊號載運直接通訊裝置20的功率標籤和ID。
在步驟S92中，協調器裝置25檢測廣播/通告的消息(或無線訊號)。在步驟S93中，協調器裝置25根據當前發射的直接通訊裝置20的發射功率準位配置/優先順序確定所接收的發射功率或功率標籤的值是否大於(或超過)預定的發射功率限制。當所接收的發射功率或功率標籤的值大於(或超過)預定的發射功率限制時，在步驟S93之後執行步驟S94；否則，在步驟S93之後再次執行步驟S92。
在步驟S94中，協調器裝置25可與直接通訊裝置20通訊，並嘗試重新配置直接通訊裝置20。舉例而言，協調 器裝置25可向直接通訊裝置20發射消息，並告知直接通訊裝置20違反了所預定的發射功率限制。同樣，協調器裝置25可向直接通訊裝置20發射消息(或重新配置消息)，並且隨後以較低發射功率準位/較低優先順序重新配置直接通訊裝置20。隨後，直接通訊裝置20可根據重新配置消息調整其發射功率。
在本揭露中，直接通訊裝置可根據多個途徑獲取其優先順序配置。舉例而言，第一種途徑可為將優先順序配置嵌入直接通訊裝置中。直接通訊裝置可將優先順序存儲在例如記憶體203的記憶體中。第二種途徑可為直接通訊裝置可存取另一直接通訊裝置以獲取優先順序配置。第三種途徑可為直接通訊裝置可存取例如協調器裝置25的處置優先順序授權的網路協調器。第四種途徑可為直接通訊裝置可通過例如WiMAX、LTE、全球陸地無線電存取(universal terrestrial radio access；UTRA)、GSM、GPRS以及類似物的另一無線電存取技術經過無線電存取網路存取以獲取其優先順序配置。
圖10為根據一實施例的直接通訊方法的流程圖。請參照圖10，直接通訊方法可適合於直接通訊裝置。基於清晰與簡潔，在程式的說明中可將多個直接通訊裝置中的一直接通訊裝置視為標的物。所提出的直接通訊方法開始於步驟S101，在步驟中，至少一個通訊裝置中的一直接通訊裝置根據其發射功率配置，與剩餘的通訊裝置針對隨機存取在同一頻率載波上的至少一個競爭時隙中競爭資源分 配。在實際實施例中，例如，直接通訊裝置20可使用其通訊協定單元202，根據其發射功率配置，經過收發器單元201與剩餘的通訊裝置針對隨機存取在同一頻率載波上的至少一個競爭時隙中競爭資源分配，其中通訊協定單元202已在之前獲取發射功率配置，並記錄發射功率配置。
在步驟S102中，直接通訊裝置發射其無線訊號，以及其相應的識別符和其相關的功率標籤。在實際實施例中，例如，直接通訊裝置20可使用其通訊協定單元202，通過收發器單元201發射其無線訊號，以及其相應的識別符和其相關的功率標籤，其中通訊協定單元202可將相關的功率標籤及其識別符記錄在記憶體203中。
圖11為根據一實施例的直接通訊方法的流程圖。請參照圖11，直接通訊方法可適合於直接通訊裝置。基於清晰與簡潔，在程式的說明中可將多個直接通訊裝置中的一直接通訊裝置視為標的物。所提出的直接通訊方法開始於步驟S111，在步驟中，至少一個通訊裝置中的直接通訊裝置根據其優先順序配置，與剩餘的通訊裝置針對隨機存取在同一頻率載波上的至少一個競爭時隙中競爭資源分配。在實際實施例中，例如，直接通訊裝置20可使用其通訊協定單元202，根據其優先順序配置，經過收發器單元201與剩餘的通訊裝置針對隨機存取在同一頻率載波上的至少一個競爭時隙中競爭資源分配，其中通訊協定單元202已在之前獲取發射功率配置，並記錄發射功率配置。
在步驟S112中，直接通訊裝置發射其無線訊號，以 及其相應的識別符和其相關的功率標籤。在實際實施例中，例如，直接通訊裝置20可使用其通訊協定單元202，通過收發器單元201發射其無線訊號，以及其相應的識別符和其相關的功率標籤，其中通訊協定單元202可將相關的功率標籤及其識別符記錄在記憶體203中。
圖12為根據一實施例的直接通訊方法的流程圖。請參照圖12，直接通訊方法可適合於協調器裝置，協調器裝置可以是若干直接通訊裝置中的一個。基於清晰與簡潔，在程式的說明中可將協調器裝置視為標的物。所提出的直接通訊方法開始於步驟S121，在步驟中，協調器裝置在同一頻率載波上的至少一個競爭時隙中，接收來自至少一個直接通訊裝置中的其他直接通訊裝置的至少一條隨機存取競爭消息。在實際實施例中，例如，協調器裝置25可使用其通訊協定單元252，經過收發器單元251在同一頻率載波上的至少一個競爭時隙中接收來自至少一個直接通訊裝置中的其他直接通訊裝置的至少一條隨機存取競爭消息。
在步驟S122中，如果功率標籤指示了發射功率超過對應競爭時隙上的發射功率上界，那麼回應於至少一條隨機存取競爭消息，協調器裝置回復對應於隨機存取競爭消息的至少一個隨機存取確認，以重新配置直接通訊裝置的發射功率。在實際實施例中，例如，協調器裝置25的通訊協定單元252可回復對應於至少一個競爭時隙中的至少一條隨機存取競爭消息的至少一個隨機存取確認。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定 本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
TP1、TP2、TP3、TP4、TP5、TP6‧‧‧發射功率準位
UB1‧‧‧第一上界
UB2‧‧‧第二上界
UB3‧‧‧第三上界
20‧‧‧直接通訊裝置
25‧‧‧協調器裝置
31~38‧‧‧直接通訊裝置
41‧‧‧隨機存取競爭
42‧‧‧隨機存取確認
65‧‧‧無線電服務覆蓋範圍
70‧‧‧預定週期
80‧‧‧緊急命令
201、251‧‧‧收發器單元
202、252‧‧‧通訊協定單元
203、253‧‧‧記憶體
601、602‧‧‧直接通訊裝置
651‧‧‧基地台
S91、S92、S93、S94、S101、S102、S111、S112、S121、S122‧‧‧步驟
圖1是依照本揭露一實施例的多個具有適合於直接通訊的不同發射功率上界的時隙的示意圖。
圖2A是依照本揭露一實施例的直接通訊裝置的方塊示意圖。
圖2B是依照本揭露一實施例的協調器裝置的方塊示意圖。
圖3是依照本揭露一實施例的競爭時隙的示意圖。
圖4是依照本揭露一實施例的以交錯方式佈置的競爭時隙的示意圖。
圖5是依照本揭露一實施例的發射時隙的示意圖。
圖6是依照本揭露一實施例的時序參考獲取的示意圖。
圖7是依照本揭露一實施例的不同週期性且基於發射功率順序/優先順序的競爭時隙的示意圖。
圖8是依照本揭露一實施例的週期性調整的競爭時隙的示意圖。
圖9是依照本揭露一實施例的監視發射功率的流程圖。
圖10是依照本揭露一實施例的直接通訊方法的流程 圖。
圖11是依照本揭露另一實施例的直接通訊方法的流程圖。
圖12是依照本揭露再另一實施例的直接通訊方法的流程圖。
TP1、TP2、TP3、TP4、TP5、TP6‧‧‧發射功率準位
UB1‧‧‧第一上界
UB2‧‧‧第二上界
UB3‧‧‧第三上界

Claims (51)

  1. 一種直接通訊方法，適用於執行一隨機存取的一第一通訊裝置，此方法包括：在至少一第一競爭時隙或至少一第二競爭時隙中執行該隨機存取，其中該第一競爭時隙具有一第一發射功率上界，該第二競爭時隙具有一第二發射功率上界，該第二發射功率上界不同於該第一發射功率上界；檢測一信標訊號以獲取響應進入一直接通訊網路的一預設時間；自該信標訊號獲取一發射功率配置或自外部接收該發射功率配置；依據該發射功率配置於任何發射功率小於該第一發射功率上界的該第一競爭時隙中或該第二發射功率上界的該第二競爭時隙中發射無線訊號，其中該第一通訊裝置於該至少一第一競爭時隙或該至少一第二競爭時隙中參與隨機存取；當該發射功率配置對應該第一發射功率上界時，於該第一競爭時隙中進行發射；以及當該發射功率配置對應該第二發射功率上界時，於該第二競爭時隙中進行發射。
  2. 如申請專利範圍第1項之直接通訊方法，更包括：在該第一競爭時隙中執行該隨機存取後，該第一通訊裝置接收一隨機存取確認。
  3. 如申請專利範圍第1項之直接通訊方法，更包括在 該第二競爭時隙中的執行該隨機存取後，該第一通訊裝置接收對應於該第一競爭時隙的一隨機存取確認。
  4. 如申請專利範圍第3項之直接通訊方法，更包括在接收對應於該第一競爭時隙的該隨機存取確認後，一第二通訊裝置接收對應於該第二競爭時隙的一隨機存取確認。
  5. 如申請專利範圍第1項之直接通訊方法，更包括將該第一通訊裝置的時序對準一蜂窩式通訊系統。
  6. 如申請專利範圍第1項之直接通訊方法，更包括該第一通訊裝置根據跟隨該第二通訊裝置的一信標訊號，將該第一通訊裝置的時序對準該第二通訊裝置。
  7. 如申請專利範圍第1項之直接通訊方法，更包括：根據跟隨來自該蜂窩式通訊系統的一信標訊號或一消息，以獲取該第一通訊裝置的發射配置。
  8. 如申請專利範圍第7項之直接通訊方法，其中根據跟隨來自該蜂窩式通訊系統的該信標訊號或該消息獲取該第一通訊裝置的發射配置的步驟包括：接收並解碼該信標訊號；接收該經解碼的信標訊號中的一相關時序；以及基於該相關時序，根據跟隨一預設發射配置獲取該第一通訊裝置的發射配置。
  9. 如申請專利範圍第7項之直接通訊方法，其中根據跟隨來自該蜂窩式通訊系統的該信標訊號或該消息獲取該第一通訊裝置的發射配置的步驟包括：接收並解碼該信標訊號； 接收該經解碼的信標訊號中的一相關時序；以及根據跟隨該相關時序獲取該第一通訊裝置的發射配置。
  10. 如申請專利範圍第7項之直接通訊方法，其中跟隨來自該蜂窩式通訊系統的該信標訊號或該消息的步驟包括：該第一通訊裝置向一協調器裝置請求頻譜存取許可；以及該第一通訊裝置從該協調器裝置接收一發射功率配置。
  11. 如申請專利範圍第6項之直接通訊方法，其中該第一通訊裝置根據跟隨該第二通訊裝置的該信標訊號將該第一通訊裝置的時序對準該第二通訊裝置的步驟包括：當該第一通訊裝置再次進入該直接通訊網路時，該第一通訊裝置檢測來自該第二通訊裝置的該信標訊號以獲取該預設時間；以及該第一通訊裝置從該信標訊號獲取相關的發射功率配置，或該第一通訊裝置向該第二通訊裝置請求該相關的發射功率配置。
  12. 如申請專利範圍第1項之直接通訊方法，更包括：接收一緊急命令；以及根據該緊急命令，在預定的時間週期內調適該競爭時隙的出現。
  13. 如申請專利範圍第6項之直接通訊方法，更包括： 接收來自該第二通訊裝置的一重新配置消息；以及根據該重新配置消息調整該第二通訊裝置的發射功率。
  14. 如申請專利範圍第1項之直接通訊方法，其中該兩個競爭時隙為經過時分多工。
  15. 如申請專利範圍第1項之直接通訊方法，其中該無線訊號包括該第一通訊裝置的一識別符和一功率標籤。
  16. 如申請專利範圍第1項該之直接通訊方法，其中該第一發射功率上界與該第二發射功率上界最少相差5dB。
  17. 一種直接通訊方法，適用於執行一資料發射的一第一通訊裝置，此方法包括：在至少一第一發射時隙或至少一第二發射時隙中執行該資料發射，其中該第一發射時隙具有一第一發射功率上界，而該第二發射時隙具有一第二發射功率上界的一第二發射時隙，該第二發射功率上界不同於該第一發射功率上界；檢測一信標訊號以獲取響應進入一直接通訊網路的一預設時間；自該信標訊號獲取一發射功率配置或自外部接收該發射功率配置；依據該發射功率配置於任何發射功率小於該第一發射功率上界的該第一發射時隙中或該第二發射功率上界的該第二發射時隙中發射無線訊號，其中該第一通訊裝置於 該至少一第一競爭時隙或該至少一第二競爭時隙中參與隨機存取；當該發射功率配置對應該第一發射功率上界時，於該第一競爭時隙中進行發射；以及當該發射功率配置對應該第二發射功率上界時，於該第二競爭時隙中進行發射。
  18. 如申請專利範圍第17項之直接通訊方法，更包括：在該第一發射時隙中或該至少一第二發射時隙中執行該資料發射之前，根據該第一發射功率上界，在一第一競爭時隙中執行一隨機存取。
  19. 如申請專利範圍第17項之直接通訊方法，更包括接收一隨機存取確認。
  20. 如申請專利範圍第17項之直接通訊方法，其中該第一發射功率上界與該第二發射功率上界最少相差5dB。
  21. 一種直接通訊裝置，包括：一收發器單元，該收發器單元用於發射和接收一無線訊號；以及一通訊協定單元，該通訊協定單元耦接到該收發器單元，用以具有一第一發射功率上界的一第一競爭時隙和具有一第二發射功率上界的一第二競爭時隙中執行一隨機存取，該第二發射功率上界不同於該第一發射功率上界；檢測一信標訊號以獲取響應進入一直接通訊網路的一預設時序； 自該信標訊號獲取一發射功率配置或自外部接收該發射功率配置；依據該發射功率配置於任何發射功率小於該第一發射功率上界的該第一競爭時隙中或小於該第二發射功率上界的該第二競爭時隙中發射無線訊號，其中該直接通訊裝置於該至少一第一競爭時隙或該至少一第二競爭時隙中參與隨機存取；當該發射功率配置對應該第一發射功率上界時，於該第一競爭時隙中進行發射；以及當該發射功率配置對應該第二發射功率上界時，於該第二競爭時隙中進行發射。
  22. 如申請專利範圍第21項之直接通訊裝置，其中在該第一競爭時隙中執行該隨機存取後，該通訊協定單元更用以接收一隨機存取確認。
  23. 如申請專利範圍第21項之直接通訊裝置，其中在該第二競爭時隙中的該隨機存取後，該通訊協定單元更用以接收對應於該第一競爭時隙的一隨機存取確認。
  24. 如申請專利範圍第23項之直接通訊裝置，其中在該第一競爭時隙中接收該隨機存取後，該通訊協定單元更用以接收對應於該第二時隙的一第二隨機存取確認。
  25. 如申請專利範圍第21項之直接通訊裝置，其中該通訊協定單元更用於發射該通訊協定單元的無線訊號於任何發射功率小於該第一競爭時隙的該第一發射功率上界，其中該直接通訊裝置參與競爭。
  26. 如申請專利範圍第21項之直接通訊裝置，其中該通訊協定單元藉由跟隨另一直接通訊裝置的一信標訊號，將該通訊協定單元的時序對準該另一直接通訊裝置。
  27. 如申請專利範圍第21項之直接通訊裝置，其中該通訊協定單元更用於根據跟隨來自一蜂窩式通訊系統的一信標訊號或一消息，以獲取該通訊協定單元的發射配置。
  28. 如申請專利範圍第27項之直接通訊裝置，其中該通訊協定單元更用於通過跟隨來自該蜂窩式通訊系統的該信標訊號或該消息獲取該通訊協定單元的發射配置的步驟包括：接收並解碼該信標訊號；接收該經解碼的信標訊號中的一相關時序；以及基於該相關時序，根據跟隨預設發射配置獲取該通訊協定單元的發射配置。
  29. 如申請專利範圍第27項之直接通訊裝置，其中該通訊協定單元更用於根據跟隨來自該蜂窩式通訊系統的該信標訊號或該消息獲取該通訊協定單元的發射配置的步驟包括：向一協調器裝置請求頻譜存取許可；以及接收來自該協調器裝置的一發射功率配置。
  30. 如申請專利範圍第26項之直接通訊裝置，其中該通訊協定單元藉由跟隨該另一直接通訊裝置的該信標訊號將該通訊協定單元的時序對準該另一直接通訊裝置的步驟包括： 當該直接通訊裝置新進入該直接通訊網路時，該直接通訊裝置檢測來自該另一直接通訊裝置的該信標訊號，以獲取該預設時序；以及該直接通訊裝置從該信標訊號獲取相關的發射功率配置，或該直接通訊裝置向該另一直接通訊裝置請求該相關的發射功率配置。
  31. 如申請專利範圍第21項之直接通訊裝置，其中該通訊協定單元更用以：接收一緊急命令；以及根據該緊急命令，在預定的週期內調適該競爭時隙的出現。
  32. 如申請專利範圍第30項之直接通訊裝置，其中該通訊協定單元更用以：接收來自該另一直接通訊裝置的一重新配置消息；以及根據該重新配置消息調整該通訊協定單元的發射功率。
  33. 如申請專利範圍第21項之直接通訊裝置，其中該第一發射功率上界與該第二發射功率上界最小相差5dB。
  34. 一種直接通訊裝置，包括：一收發器單元，該收發器單元用於與該直接通訊裝置發射和接收多個無線訊號；以及一通訊協定單元，該通訊協定單元耦接到該收發器單元，用於在具有一第一發射功率上界的一第一發射時隙和 具有一第二發射功率上界的一第二發射時隙中執行一資料發射，該第二發射功率上界不同於該第一發射功率上界；檢測一信標訊號以獲取響應進入一直接通訊網路的一預設時序；自該信標訊號獲取一發射功率配置或自外部接收該發射功率配置；依據該發射功率配置於任何發射功率小於該第一發射功率上界的該第一發射時隙中或小於該第二發射功率上界的該第二發射時隙中發射該通訊協定單元的無線訊號，其中該通訊協定單元參與隨機存取；當該發射功率配置對應該第一發射功率上界時，於該第一競爭時隙中進行發射；以及當該發射功率配置對應該第二發射功率上界時，於該第二競爭時隙中進行發射。
  35. 如申請專利範圍第34項之直接通訊裝置，其中在該通訊協定單元在該至少一第一發射時隙中或該至少一第二發射時隙中執行該資料發射之前，該通訊協定單元更用以根據該第一發射功率上界，在一第一競爭時隙中執行一隨機存取。
  36. 如申請專利範圍第34項之直接通訊裝置，其中該通訊協定單元更用以接收一隨機存取確認。
  37. 如申請專利範圍第34項之直接通訊裝置，其中該兩個發射時隙經排列有不同的發射功率上界。
  38. 如申請專利範圍第34項之直接通訊裝置，其中該 第一發射功率上界與該第二發射功率上界最小相差5dB。
  39. 一種直接通訊方法，適合於至少兩個直接通訊裝置之中的一協調器裝置，該直接通訊方法包括：配置一個競爭時隙，該競爭時隙包括具有一第一發射功率上界的至少一第一競爭時隙和具有一第二發射功率上界的至少一第二競爭時隙；從一新進入的直接通訊裝置接收一請求消息，其中該請求消息請求該新進入的直接通訊裝置的一發射功率配置或一優先順序配置；以及回應於該請求消息，將該發射功率配置或該優先順序配置發射到該新進入的直接通訊裝置。
  40. 如申請專利範圍第39項之直接通訊方法，其中該直接通訊裝置用以經一允許發射功率或一優先順序配置。
  41. 如申請專利範圍第39項之直接通訊方法，更包括將一時序參考信標訊號發射到該些直接通訊裝置中的其他直接通訊裝置。
  42. 如申請專利範圍第41項之直接通訊方法，更包括在該時序參考信標訊號中，發射對應於該直接通訊裝置的一發射功率配置或一優先順序配置。
  43. 如申請專利範圍第39項之直接通訊方法，更包括回應一緊急事件，該協調器裝置廣播一緊急命令，其中該緊急命令用以在一預定週期內調整該至少兩個競爭時隙的出現。
  44. 如申請專利範圍第39項之直接通訊方法，更包括 回應一緊急事件，該協調器裝置廣播一緊急命令，其中該緊急命令用以在一預定週期內調整一發射時隙的出現，在該發射時隙中，該直接通訊裝置競爭資料發射。
  45. 如申請專利範圍第39項之直接通訊方法，更包括當該協調器裝置確定一個功率標籤超過了一發射直接通訊裝置的一發射功率配置的該發射功率限制時，該協調器裝置將發射一重新配置消息到該發射直接通訊裝置，以降低該發射直接通訊裝置的該功率標籤的該功率值。
  46. 一種協調器裝置，包括：收發器單元，該收發器單元經用以發射和接收多個無線訊號；以及通訊協定單元，該通訊協定單元連接到該收發器單元，具有一個競爭時隙，該競爭時隙包括具有一第一發射功率上界的一第一競爭時隙和具有一第二發射功率上界的一第二競爭時隙，透過該收發器單元從一新進入的直接通訊裝置接收一請求消息，其中該請求消息請求該新進入的直接通訊裝置的一發射功率配置或一優先順序配置，並透過該收發器單元回應於該請求消息，將該發射功率配置或該優先順序配置發射到該新進入的直接通訊裝置。
  47. 如申請專利範圍第46項之協調器裝置，其中該通訊協定單元更用以透過該收發器單元將一時序參考信標訊號發射到該些直接通訊裝置中的其他直接通訊裝置。
  48. 如申請專利範圍第46項之協調器裝置，其中回應於一緊急事件，該通訊協定單元更用以經過該收發器單元 廣播一緊急命令，其中該緊急命令用以在一預定週期內調整該競爭時隙的出現。
  49. 如申請專利範圍第46項之協調器裝置，其中當該通訊協定單元確定該功率標籤的一功率值超過該功率標籤相關的一發射直接通訊裝置的一發射功率配置的一發射功率限制時，該通訊協定單元更用以發射一重新配置消息，以降低該發射直接通訊裝置的該功率標籤的該功率值。
  50. 一種直接通訊方法，適合於至少兩個直接通訊裝置之中的一協調器裝置，該直接通訊方法包括：配置一個競爭時隙，該競爭時隙包括具有一第一發射功率上界的至少一第一競爭時隙和具有一第二發射功率上界的至少一第二競爭時隙；識別分別對應於該些直接通訊裝置的功率標籤和相關的識別符；以及根據該功率標籤的該相關的識別符以及該些直接通訊裝置的發射功率配置，確定該功率標籤的任何功率值是否超過一發射功率限制。
  51. 一種協調器裝置，包括：收發器單元，該收發器單元經用以發射和接收多個無線訊號；以及通訊協定單元，該通訊協定單元連接到該收發器單元，具有一個競爭時隙，該競爭時隙包括具有一第一發射功率上界的一第一競爭時隙和具有一第二發射功率上界的一第二競爭時隙，識別分別對應於多個直接通訊裝置的功 率標籤和相關的識別符，並根據該功率標籤的相關的識別符以及該些直接通訊裝置的發射功率配置，確定該功率標籤的任何功率值是否超過一發射功率限制。
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