TWI511597B - 防止隨機存取回應碰撞的方法 - Google Patents

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Description

防止隨機存取回應碰撞的方法
本發明關於一種用於無線通訊系統的方法，尤指一種在無線通訊系統中用來防止隨機存取回應碰撞的方法。
在高速無線通訊系統中(如提升傳輸資料之峰值傳輸速率)，第三代合作夥伴計畫(3rd Generation Partnership Project、3GPP)制定出一增強型長期演進(LTE-Advanced)系統，以強化長期演進(Long Term Evolution，LTE)系統。增強型長期演進系統的目標包含有快速轉換功率狀態、細胞邊際效能提升，頻寬擴展、協調多點傳輸/接收(coordinated multipoint transmission/reception，COMP)，以及多輸入多輸出(Multi-Input Multi-Output，MIMO)等技術。
為實現頻寬擴展的目標，3GPP於增強型長期演進系統中提出一載波集成(carrier aggregation)概念。用戶端允許使用二個或二個以上的分量載波，以享受所集結而成一較大的傳輸頻寬，例如最大頻寬可至100 MHz，以支援頻譜效率。根據載波集成的兼容性，多個分量載波可集結而成一連續較大頻寬。因此，用戶端可建立對應於多個分量載波的多個連結，並可利用每一分量載波同時進行傳輸/接收功能。於載波集成中，用戶端與網路端之間僅有單一無線資源控制(radio resource control，RRC)連結。在無線資源控制連結的建立/重建/遞交程序中，一服務細胞提供非接取層(Non-Access-Stratum，NAS)行動資訊，以及在無線資源控制連結的重建/ 遞交程序中，一服務細胞提供安全輸入。此細胞可視為一主要細胞(Primary Cell，PCell)。於下鏈路中，對應於主要細胞的分量載波為下鏈路主要分量載波(Downlink Primary Component Carrier，DL PCC)；於上鏈路中，對應於主要細胞的分量載波為上鏈路主要分量載波(UL PCC)。除此之外，主要細胞以外的細胞稱之為次要細胞(Secondary Cell，SCell)。
依據增強型長期演進系統的規範，用戶端會執行隨機存取程序，以與服務基地台的上鏈路時序同步，從而避免傳送自此用戶端的訊號與其他位於此服務基地台服務範圍內的用戶端傳送的訊號產生碰撞。在非競爭隨機存取程序中，網路端會分配給用戶端一個專屬前導序列(Preamble)，用戶端從而傳送專屬前導序列至網路端。從用戶端接收到專屬前導序列後，網路端會傳送隨機存取回應至用戶端，此隨機存取回應包含用於上鏈路同步的時序先行指令。值得注意的是，根據增強型長期演進系統規範中的協定，用戶端可能會於次要細胞上傳送前導序列，卻透過主要細胞接收來自網路端的隨機存取回應。此外，用戶端會於隨機存取回應時間窗期間接收到隨機存取回應。若在隨機存取回應時間窗期間內用戶端未接收到隨機存取回應，隨機存取程序被視為失敗。除此之外，網路端會利用媒體存取控制協定資料單元(medium access control protocol data unit，MAC PDU)來傳送隨機存取回應至用戶端。用戶端可透過隨機存取無線網路暫時識別(random access radio network temporary identifier，RA-RNTI)解碼隨機存取回應，其中隨機存取無線網路暫時識別係根據用來傳送前導序列的子訊框(subframe)，由用戶端及網路端計算得出。
然而，申請人注意到關於隨機存取回應碰撞的問題。詳細來說，若是兩個用戶端同時分別傳送相同的專屬前導序列至網路端，以啟動非競爭隨機存取程序時，用戶端會取得相同的隨機存取無線網路暫時識別。如上所 述，隨機存取回應僅透過主要細胞傳送。若用戶端擁有相同的主要細胞，用戶端皆會於主要細胞上解碼隨機存取回應，從而造成隨機存取回應碰撞。由於隨機存取回應中的時序先行指令僅正確於其中一個用戶端，因此另一個用戶端無法成功執行上鏈路同步操作。
根據上述概念，舉例說明如下。用戶端UE1被分配到專屬前導序列，以於次要細胞SCell A上進行傳輸。另一用戶端UE2在一主要細胞PCell A或一次要細胞SCell B上分配到相同的專屬前導序列，其中，用戶端UE1的主要細胞PCell與用戶端UE2的主要細胞Pcell A相同。當用戶端UE1於次要細胞SCell A上傳送專屬前導序列至網路端，且用戶端UE2同時於主要細胞PCell A或次要細胞SCell B上傳送專屬前導序列至網路端時，用戶端UE1與用戶端UE2會取得相同的隨機存取無線網路暫時識別並對主要細胞PCell A上傳送的隨機存取回應進行解碼，因而造成隨機存取回應碰撞。由於用戶端UE1與用戶端UE2無法得知此隨機存取回應是否對應於其本身，因此用戶端UE1與用戶端UE2皆會套用隨機存取回應中的時序先行指令及/或上鏈路允量。由於時序先行指令及/或上鏈路允量僅正確於用戶端UE1或者是用戶端UE2，因此可能造成用戶端UE1與用戶端UE2其中之一的資料傳輸失敗，或者造成僅有其中一用戶端可以與網路端上鏈路同步。
為了解決上述問題，本發明揭露一種用來避免無線通訊系統中隨機存取回應碰撞的方法。
本發明揭露一種避免隨機存取回應碰撞的方法，用於一無線通訊系統中的一網路端。該方法包含有：分配一第一前導序列(preamble)至該無線通訊系統中的一第一行動裝置，該第一前導序列用於分配予該第一行動裝置的一次要細胞上的一非競爭隨機存取程序；以及配置一第一前導序列時 間至該第一行動裝置，其中，該第一前導序列時間用來指示該第一行動裝置於該次要細胞上傳送該第一前導序列至該網路端的至少一子訊框(subframe)。
10‧‧‧無線通訊系統
20‧‧‧通訊裝置
200‧‧‧處理裝置
210‧‧‧儲存單元
214‧‧‧程式碼
220‧‧‧通訊介面單元
30‧‧‧流程
300、310、320、330‧‧‧步驟
第1圖為本發明實施例一無線通訊系統的示意圖。
第2圖為本發明實施例一通訊裝置的示意圖。
第3圖為本發明實施例一方法的流程圖。
請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一無線通訊系統10的示意圖。無線通訊系統10係一增強型長期演進系統或是其他行動通訊系統，其簡略地係由一網路端及複數個用戶端(user equipment)所組成。在第1圖中，網路端及用戶端係用來說明無線通訊系統10之架構。於實際應用中，網路端可為一演進式通用陸地全球無線存取網路(evolved universal terrestrial radio access network，E-UTRAN)，其可包含有複數個加強式基地台(evolved NBs，eNBs)。用戶端可為行動電話、電腦系統等裝置。此外，根據傳輸方向，可將網路端及用戶端分別視為傳送端或接收端。舉例來說，對一上鏈路(uplink，UL)而言，用戶端為傳送端而網路端為接收端；對一下鏈路(downlink，DL)而言，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圖中之通訊裝置或網路端，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定應用積體電路(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，處理裝置200可透過儲存 單元210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)、隨機存取記憶體(Random-Access Memory，RAM)、光碟唯讀記憶體(CD-ROM/DVD-ROM)、磁帶(magnetic tape)、硬碟(hard disk)及光學資料儲存裝置(optical data storage device)等，而不限於此。通訊介面單元220可為一收發器，其根據處理裝置200的處理結果，用來傳送及接收資訊(如訊息或封包)。
請參考第3圖，第3圖為本發明實施例一流程30之流程圖。流程30用於第1圖之網路端中，用來防止隨機存取回應碰撞。流程30可被編譯成程式碼214，其包含以下步驟： 步驟300：開始。
步驟310：分配一前導序列至一通訊裝置，此前導序列用於分配予通訊裝置的一次要細胞上的一非競爭隨機存取程序。
步驟320：配置一前導序列時間至通訊裝置，其中，前導序列時間用來指示通訊裝置於次要細胞上傳送前導序列至網路端的至少一子訊框。
Step 330：結束。
根據流程30，網路端指示專屬前導序列傳送時間予用戶端，使用戶端僅於網路端指示的子訊框上傳輸分配到的專屬前導序列。值得注意的是，用戶端分配到的專屬前導序列對於主要細胞或是於次要細胞，皆為專屬前導序列。如此一來，只要用戶端遵循網路端所配置的前導序列傳送時間，即可避免發生隨機存取回應碰撞。
根據流程30，舉例說明如下。網路端分配用於非競爭隨機存取程序的第一專屬前導序列予用戶端UE1以及分配一第二專屬前導序列予用戶端 UE2。其中，用戶端UE1及用戶端UE2擁有相同的主要細胞，以及第一專屬前導序列與第二專屬前導序列相同。進一步地，網路端配置一第一專屬前導序列傳送時間予用戶端UE1以及配置一第二專屬前導序列傳送時間予用戶端UE2。其中，第一專屬前導序列傳送時間與第二專屬前導序列傳送時間相異。因此，用戶端UE1與用戶端UE2不會同時傳送專屬前導序列。在此情況下，用戶端UE1與用戶端UE2不會取得相同的隨機存取無線網路暫時識別(RA-RNTI)，進而避免用戶端UE1與用戶端UE2同時於主要細胞上解碼隨機存取回應。簡言之，透過分隔專屬前導序列的傳送時間，隨機存取回應碰撞可被避免。因此，用戶端不會套用可能會造成上鏈路時序同步失敗或是傳輸失敗的不準確的資源(如時序先行指令及/或上鏈路允量)。關於隨機存取回應碰撞問題的詳細敘述可參照前述，為求簡潔，在此不贅述。
為了實現專屬前導序列傳送時間的配置，網路端可能會使用一參數(如實體隨機存取通道屏蔽索引(PRACH Mask Index))，其用來指示用戶端可傳送前導序列的子訊框。
另外，依據現今增強型長期演進系統的規範，網路端會分配用於競爭隨機存取程序的前導序列群組以及用於非競爭隨機存取程序的前導序列群組予一細胞。為了防止隨機存取回應碰撞，在一實施例中，網路端可配置相同的前導序列群組(用於競爭隨機存取程序)予屬於同一供應商或是屬於同一無線存取技術(radio access technology，RAT)中的所有細胞，以及配置相同的前導序列群組(其用於非競爭隨機存取程序)予上述所有細胞。在此情況下，對於每一個細胞，屬於用於競爭隨機存取程序的前導序列群組中的一前導序列不會屬於用於非競爭隨機處理程序的前導序列群組。換句話說，當用戶端使用一前導序列來進行非競爭隨機存取程序時，用戶端就不會使用此前導序列來進行競爭隨機存取程序。藉此，兩個用戶端不可能於相同的細 胞上使用相同的前導序列來執行競爭隨機存取程序及非競爭隨機存取程序。透過在所有細胞上分配相同的前導序列配置，可避免發生隨機存取回應碰撞。
前述之所有流程之步驟(包含建議步驟)可透過裝置實現，裝置可為硬體、韌體(為硬體裝置與電腦指令與資料的結合，且電腦指令與資料屬於硬體裝置上的唯讀軟體)或電子系統。硬體可為類比微電腦電路、數位微電腦電路、混合式微電腦電路、微電腦晶片或矽晶片。電子系統可為系統單晶片(system on chip，SOC)、系統級封裝(system in package，SiP)、嵌入式電腦(computer on module，COM)及通訊裝置20。
綜上所述，以上實施例提供了用於網路端中用來避免隨機存取回應碰撞的方法，藉以避免資源浪費。
30‧‧‧流程
300、310、320、330‧‧‧步驟

Claims (5)

  1. 一種避免隨機存取回應碰撞的方法，用於一無線通訊系統中的一網路端，該方法包含有：分配一第一前導序列(preamble)至該無線通訊系統中的一第一行動裝置，該第一前導序列用於分配予該第一行動裝置的一次要細胞上的一非競爭隨機存取程序；以及配置一第一前導序列時間至該第一行動裝置，其中，該第一前導序列時間用來指示該第一行動裝置於該次要細胞上傳送該第一前導序列至該網路端的至少一子訊框(subframe)。
  2. 如請求項1所述的方法，其中配置該第一前導序列時間至該第一行動裝置的步驟包含有：透過一實體隨機存取通道屏蔽索引(PRACH Mask Index)，配置該第一前導序列時間給該第一行動裝置，該實體隨機存取通道屏蔽索引係用來指示該第一行動裝置可傳送一隨機存取前導序列至該網路端的子訊框。
  3. 如請求項1所述的方法，另包含有：分配用於非競爭隨機存取程序的一第二前導序列至該無線通訊系統中的一第二行動裝置，其中該第二前導序列與該第一前導序列相同且該第二行動裝置與該第一行動裝置具有相同的主要細胞；以及配置一第二前導序列時間給該第二行動裝置，該第二前導序列時間用來指示該第二行動裝置傳送該第二前導序列至該網路端的至少一子訊框，其中該第二前導序列時間相異於該第一前導序列時間。
  4. 如請求項1所述的方法，另包含有： 配置相同的一第一前導序列群組於所有細胞，該第一前導序列群組係用於一競爭隨機存取程序，以及該所有細胞包含有分配予該第一行動裝置的一主要細胞及該次要細胞，其中，對於每一個細胞，屬於用於該競爭隨機存取程序的該第一前導序列群組中的一前導序列不屬於用於一非競爭隨機處理程序的一第二前導序列群組。
  5. 如請求項1所述的方法，其中該第一前導序列用於分配予該第一行動裝置的一主要細胞上的該非競爭隨機存取程序。
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