TWI566620B - 決定在網路和使用者裝置之間進行資料傳輸所需傳輸功率之方法及相關無線通訊系統 - Google Patents

決定在網路和使用者裝置之間進行資料傳輸所需傳輸功率之方法及相關無線通訊系統 Download PDF

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Description

決定在網路和使用者裝置之間進行資料傳輸所需傳輸功率之方法及相關無線通訊系統
本發明相關於一種決定在網路和使用者裝置之間進行資料傳輸所需傳輸功率之方法及相關無線通訊系統，尤指一種自動使用內插公式和外插公式來計算功率係數以決定在網路和使用者裝置之間進行資料傳輸所需傳輸功率之方法及相關無線通訊系統。
第三代行動通訊聯盟(3rd Generation Partnership Project,3GPP)制定了許多無線通訊系統。通用行動電信系統(universal mobile telecommunications system,UMTS)為一第三代(3rd generation,3G)網路，特色在於提供高度頻譜利用效率、高覆蓋率、高品質及高速率的多媒體資料傳輸。通用行動電信系統中通用陸地全球無線存取網路(Universal Terrestrial Radio Access Network,UTRAN)可視為一無線存取網路，其中網路端包含有複數個基地台(Node-B,NB)，用來與用戶端之複數個使用者裝置(user equipment,UE)進行通訊。長期演進(Long Term Evolution,LTE)系統為一第四代(4th Generation,4G)網路，可提供高資料傳輸率、低潛伏時間(latency)、封包最佳化以及改善系統容量和覆蓋範圍等功能。在長期演進系統中，演進式 通用地面無線接取網路(evolved universal terrestrial radio access network,E-UTRAN)包含多個演進式基地台(evolved Node-B)，可與多個使用者裝置和一核心網路(core network,CN)進行通訊。核心網路包含伺服閘道器(serving gateway)、行動管理單元(mobility management entity,MME)，以及用於非接取(non-access stratum,NAS)控制之裝置。
使用者裝置可透過許多通道和一無線通訊網路進行資料傳輸。在UMTS網路中，上鏈路(uplink)傳輸時引進一加強型專屬通道(enhanced dedicated channel,E-DCH)，其相關於一加強型專屬物理資料通道(enhanced dedicated physical data channel,E-DPDCH)和一加強型專屬物理控制通道(enhanced dedicated physical control channel,E-DPCCH)。在註冊程序中，使用者裝置和網路會互相交換功能清單，使得接收端(使用者裝置或網路)能得知發送端(網路或使用者裝置)所支援的功能，進而在使用不同服務時啟動自身相對應的功能。
使用者裝置和網路皆需依據3GPP規範來運作，為了滿足新的市場需求，3GPP規範會不斷更新版本以增添新特性並增強系統能力。然而，現有3GPP規範定義之特性在不同版本之間可能有不一致的問題，例如針對功率內插(power interpolation)和功率外插(power extrapolation)。舉例來說，網路可發送一無線電承載重新組態訊息(RADIO BEARER RECONFIGURATION message)，以指示使用者裝置使用內插公式來計算E-DPDCH之增益係數(gain factor)。接著，網路可能會發送一主動組更新訊息(ACTIVE SET UPDATE message)，以更新使用者裝置和網路之間連線的主動組。若主動組 更新訊息並未包含任何功率內插或功率外插資訊，使用者裝置會將其視為不一致，因此會使用外插公式來計算E-DPDCH之增益係數。在這種狀況下，使用者裝置可能會依據不適合的增益係數來進行資料傳輸，進而造成和網路之間的無線電鏈結失敗(radio link failure)。
本發明提供一種決定在一網路和一使用者裝置之間進行資料傳輸所需傳輸功率之方法，其包含該網路傳送一第一訊息至該使用者裝置，其中該第一訊息相關於一無線電承載重新組態程序且包含相關於一內插公式之一第一資訊元件；該網路傳送一第二訊息至該使用者裝置，其中該第二訊息相關於更新該使用者裝置之一主動組；若該第二訊息並未包含相關於該內插公式之一第二資訊元件，該使用者裝置使用一外插公式來計算一第一增益係數；若依據該第一增益係數無法傳輸資料時，該使用者裝置使用該內插公式來計算一第二增益係數；以及該使用者裝置依據該第二增益係數來傳輸資料。
本發明另提供一種用來決定傳輸功率之無線通訊系統，其包含一網路和一使用者裝置。該網路用來傳送一第一訊息和一第二訊息，其中該第一訊息相關於一無線電承載重新組態程序且包含相關於一內插公式之一第一資訊元件，而該第二訊息相關於更新一主動組。該使用者裝置包含一連線裝置、一運算裝置，和一處理裝置。該連線裝置用來和該網路進行通訊以接收該第一訊息和該第二訊息，以及依據一第一增益係數或一第二增益係數來傳輸資料。該運算裝置用來使用一外插公式來計算該第一增益係數，以及使用一內插公 式來計算該第二增益係數。該處理裝置用來判斷該第二訊息是否包含相關於該內插公式之一第二資訊元件，判斷在一服務準許達到一預定值時依據該第一增益係數是否能傳輸資料，判斷在一計時器逾時時依據該第二增益係數是否能傳輸資料，以及指示該連線裝置傳送一訊息至該網路以告知一無線電鏈結成功或一無線電鏈結失敗。
200‧‧‧無線通訊系統
210‧‧‧網路
220‧‧‧使用者裝置
222‧‧‧連線單元
224‧‧‧運算單元
226‧‧‧處理單元
110~190‧‧‧步驟
第1圖為本發明實施例中一種決定在網路和使用者裝置之間進行資料傳輸所需傳輸功率之方法流程圖。
第2圖為本發明實施例中一無線通訊系統之功能方塊圖。
第1圖為本發明實施例中一種決定在網路和使用者裝置之間進行資料傳輸所需傳輸功率之方法流程圖，其包含下列步驟：
步驟110：網路傳送一無線電承載重新組態訊息至使用者裝置，其中無線電承載重新組態訊息包含相關於一內插公式之一第一E-DPDCH功率內插資訊元件(information element)；執行步驟120。
步驟120：網路傳送一主動組更新訊息至使用者裝置；執行步驟130。
步驟130：使用者裝置判斷主動組更新訊息是否包含相關於內插公式之一第二E-DPDCH功率內插資訊元件：若是，執行步驟160；若否，執行步驟140。
步驟140：使用者裝置使用一外插公式來計算一第一 增益係數；執行步驟150。
步驟150：使用者裝置判斷在一服務準許(serving grant)達到一預定值時是否能依據第一增益係數來傳輸資料：若是，執行步驟180；若否，執行步驟160。
步驟160：使用者裝置使用內插公式來計算一第二增益係數，並啟動一計時器；執行步驟170。
步驟170：使用者裝置判斷在計時器逾時時是否能依據第二增益係數來傳輸資料：若是，執行步驟180；若否，執行步驟190。
步驟180：使用者裝置發送一訊息至網路以告知無線電鏈結成功。
步驟190：使用者裝置發送一訊息至網路以告知無線電鏈結失敗。
依據3GPP規範TS 25.331，在無線電承載重新組態程序中會針對用來傳輸資料的無線電承載(RB)重設參數。透過下鏈路專屬控制通道(downlink dedicated control channel,DCCH)發送無線電承載重新組態訊息可啟動無線電承載重新組態程序，以重設相關於服務品質(Quality of Service,QoS)變化的參數、重設相關於釋出和建立無線電承載的參數、變更媒體存取控制(media access control,MAC)的多工(multiplexing)、重設傳輸通道和物理通道，或執行一遞交(handover)程序。無線電承載重新組態訊息包含複數個資訊元件和群組名稱，例如UE資訊元件、CN資訊元件、UTRAN行動資訊元件、RB資訊元件、傳輸通道(TrCH)資訊元件、上鏈路傳輸通道、下鏈路傳輸通道、物理通道(PhyCH)資訊元件、上鏈路無線電資源，和下鏈路無線電資源等。
在無線電承載重新組態訊息中，相關於上鏈路無線電資源之E-DCH資訊元件包含E-DPCCH資訊和E-DPDCH資訊。E-DPCCH資訊包含相關於E-DPCCH/DPCCH功率抵銷(power offset)、快樂位元延遲條件(happy bit delay condition)、增強型傳輸格式組合(enhanced transport format combination,E-TFC)提升資訊，和E-DPDCH功率內插之資訊元件。當接收到E-DPDCH功率內插資訊元件設為真值(TRUE)之無線電承載重新組態訊息時，使用者裝置會使用3GPP規範TS 25.214中定義之一內插公式來計算E-DPDCH之增益係數。當接收到E-DPDCH功率內插資訊元件設為假值(FALSE)之無線電承載重新組態訊息時，使用者裝置會使用3GPP規範TS 25.214中定義之一外插公式來計算E-DPDCH之增益係數。在步驟110中，假設第一E-DPDCH功率內插資訊元件相關於內插公式(設為真值)。
依據3GPP規範TS 25.331，主動組更新程序的目的是為了更新使用者裝置和網路之間連線的主動組。網路透過下鏈路DCCH發送主動組更新訊息可啟動主動組更新程序，以指示使用者裝置針對主動組執行下列更新：(a)將新無線電鏈結加入主動組；(b)將現有無線電鏈結移出主動組；(c)將新無線電鏈結加入主動組且將現有無線電鏈結移出主動組；(d)將新無線電鏈結加入E-DCH主動組；(e)將現有無線電鏈結移出E-DCH主動組； (f)將新無線電鏈結加入次要E-DCH主動組；(g)將現有無線電鏈結移出次要E-DCH主動組；(h)將新無線電鏈結加入次要E-DCH主動組且將現有無線電鏈結移出次要E-DCH主動組。
主動組更新訊息包含複數個資訊元件和群組名稱，例如UE資訊元件、CN資訊元件、PhyCH資訊元件、上鏈路無線電資源，和下鏈路無線電資源等。依據網路所支援的功能，主動組更新訊息中的下鏈路無線電資源可能會包含或不包含相關於E-DPDCH功率內插的資訊元件。若在步驟130中判斷主動組更新訊息並未包含相關於內插公式之第二E-DPDCH功率內插資訊元件，此時會接著執行步驟140；若在步驟130中判斷主動組更新訊息包含相關於內插公式之第二E-DPDCH功率內插資訊元件，此時會接著執行步驟160。
依據3GPP規範TS 25.214，E-DPDCH功率外插公式由下列公式(1)來定義，而E-DPDCH功率內插公式由下列公式(2)來定義：
在步驟140中，使用者裝置可使用外插公式(1)來計算第 一增益係數，其中βed,ref代表參考E-DCH中E-TFC的E-DPDCH增益係數，Le,ref代表用於參考E-TFC之E-DPDCH數量，Le,i代表用於第i個參考E-TFT之E-DPDCH數量，Ke,ref代表參考E-TFC之傳輸區塊大小(transport block size)，Ke,i代表第i個參考E-TFC之傳輸區塊大小，而△harq代表混和式自動重送請求(hybrid automatic repeat request,HARQ)之抵銷值。
在步驟150中，使用者裝置可判斷在服務準許達到預定值時是否能依據第一增益係數來傳輸資料。服務準許之值可決定E-DPDCH的傳輸功率和可支援的最大資料率。若判斷能依據第一增益係數來傳輸資料，使用者裝置會在步驟180中發送一訊息至網路以告知無線電鏈結成功；若判斷無法依據第一增益係數來傳輸資料，此時會接著執行步驟160。
在步驟160中，使用者裝置可使用內插公式(2)來計算第二增益係數，其中βed,ref,1和βed,ref,2分別代表主要和次要參考E-TFC的參考增益係數，Le,ref,1和Le,ref,2分別代表用於主要和次要參考E-TFC之E-DPDCH數量，Le,i代表用於第i個參考E-TFC之E-DPDCH數量，Ke,ref,1和Ke,ref,2分別代表主要和次要參考E-TFC之傳輸區塊大小，Ke,ref代表第i個參考E-TFC之傳輸區塊大小，而△harq代表混和式自動重送請求之抵銷值。同時，使用者裝置會啟動計時器以提供保護時段(guard time)。
在步驟170中，使用者裝置可判斷在計時器逾時時是否能依據第二增益係數來傳輸資料。若判斷能依據第二增益係數來傳輸資料，使用者裝置會在步驟180中發送一訊息至網路以告知無線電 鏈結成功；若判斷無法能依據第二增益係數來傳輸資料，使用者裝置會在步驟190中發送一訊息至網路以告知無線電鏈結失敗。
第2圖為本發明實施例中一無線通訊系統200之功能方塊圖。無線通訊系統200包含一網路210和一使用者裝置220。使用者裝置220包含一連線單元222、一運算單元224，和一處理單元226。網路210可實作成任何3GPP架構之通訊功能，例如可為2G、2.5G、3G或4G網路。使用者裝置220可包含具備任何3GPP通訊功能之電子裝置，例如行動電話、個人數位助理(personal digital assistant,PDA)、掌上型(handheld)電腦、平板(tablet)電腦、迷你桌面(nettop)電腦，或筆記型(laptop)。然而，網路210和使用者裝置220之種類並不限定本發明之範疇。
連線單元222可包含一個或多個數據機(modem)、數據機庫(modem bank)、乙太網(Ethernet)裝置、通用序列匯流排(universal serial bus,USB)裝置、序列介面、光纖分散式數據介面(fiber distributed data interface,FDDI)裝置、無線區域網路(wireless local area network,WLAN)裝置、分碼多重存取(code division multiple access,CDMA)裝置、UMTS/LTE無線收發裝置、全球互通微波存取(worldwide interoperability for microwave access,WiMAX)裝置，或/及其它現有連網裝置。使用者裝置220能透過連線單元222來和網路210進行通訊。然而，連線單元222之種類或架構並不限定本發明之範疇。
運算單元224可使用外插公式(1)來求出第一增益係數和使用內插公式(2)來求出第二增益係數。然而，運算單元224之種類 或架構並不限定本發明之範疇。
處理單元226可用來同時地或依序地執行本發明之方法，或由其中單一特定處理器來執行本發明之方法。舉例來說，處理單元226可執行步驟130、150和170中的判斷程序，進而指示連線單元220去執行步驟180或190。然而，處理單元226之種類或架構並不限定本發明之範疇。
在本發明中，當判斷無線電承載重新組態訊息和主動組更新訊息中所指示之E-DPDCH功率內插資訊元件不一致時，使用者裝置會使用外插公式來計算第一增益係數。當判斷無法依據第一增益係數來進行資料傳輸時，使用者裝置會使用內插公式來計算第二增益係數。當判斷無法依據第二增益係數來進行資料傳輸時，使用者裝置會發送一訊息至網路以告知無線電鏈結失敗。因此，本發明能自動使用外插公式和內插公式來計算在網路和使用者裝置之間進行資料傳輸所需之傳輸功率，進而提升無線電鏈結之成功率。
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。
110~190‧‧‧步驟

Claims (10)

  1. 一種決定在一網路和一使用者裝置之間進行資料傳輸所需傳輸功率之方法，其包含：該網路傳送一第一訊息至該使用者裝置，其中該第一訊息相關於一無線電承載重新組態程序且包含相關於一內插公式之一第一資訊元件；該網路傳送一第二訊息至該使用者裝置，其中該第二訊息相關於更新該使用者裝置之一主動組；若該第二訊息並未包含相關於該內插公式之一第二資訊元件，該使用者裝置使用一外插公式來計算一第一增益係數；若依據該第一增益係數無法傳輸資料時，該使用者裝置使用該內插公式來計算一第二增益係數，其中該內插公式相關於一主要增強型傳輸格式組合(enhanced transport format combination,E-TFC)和一次要參考增強型傳輸格式組合的參考增益係數、用於該主要參考增強型傳輸格式組合和該次要參考增強型傳輸格式組合之加強型專屬物理資料通道(enhanced dedicated physical data channel,E-DPDCH)數量、該主要參考增強型傳輸格式組合和該次要參考增強型傳輸格式組合之傳輸區塊大小、一參考增強型傳輸格式組合之加強型專屬物理資料通道數量、該參考增強型傳輸格式組合之傳輸區塊大小，以及一混和式自動重送請求(hybrid automatic repeat request,HARQ)之抵銷值；以及該使用者裝置依據該第二增益係數來傳輸資料。
  2. 如請求項1所述之方法，其中： 該第一訊息為一第三代行動通訊聯盟規範TS 25.331所定義之一無線電承載重新組態訊息(RADIO BEARER RECONFIGURATION message)；而該第二訊息為該第三代行動通訊聯盟規範TS 25.331所定義之一主動組更新訊息(ACTIVE SET UPDATE message)。
  3. 如請求項2所述之方法，其中：該第一資訊元件為依據該第三代行動通訊聯盟規範TS 25.331所定義該無線電承載重新組態訊息中一第一加強型專屬物理資料通道功率內插資訊元件；而該第二資訊元件為依據該第三代行動通訊聯盟規範TS 25.331所定義該主動組更新訊息中一第二加強型專屬物理資料通道功率內插資訊元件。
  4. 如請求項1所述之方法，其中：該外插公式為一第三代行動通訊聯盟規範TS 25.214所定義之一加強型專屬物理資料通道功率外插公式；而該內插公式為該第三代行動通訊聯盟規範TS 25.214所定義之一加強型專屬物理資料通道功率內插公式。
  5. 如請求項1所述之方法，其另包含：該使用者裝置在一服務準許(serving grant)達到一預定值時依據該第一增益係數來傳輸資料。
  6. 如請求項1所述之方法，其另包含：當判斷依據該第一增益係數無法傳輸資料時，該使用者裝置啟 動一計時器；以及該使用者裝置在該計時器逾時時依據該第二增益係數來傳輸資料。
  7. 一種用來決定傳輸功率之無線通訊系統，其包含：一網路，用來傳送一第一訊息和一第二訊息，其中：該第一訊息相關於一無線電承載重新組態程序且包含相關於一內插公式之一第一資訊元件；該第二訊息相關於更新一主動組；且該內插公式相關於一主要增強型傳輸格式組合(enhanced transport format combination,E-TFC)和一次要參考增強型傳輸格式組合的參考增益係數、用於該主要參考增強型傳輸格式組合和該次要參考增強型傳輸格式組合之加強型專屬物理資料通道(enhanced dedicated physical data channel,E-DPDCH)數量、該主要參考增強型傳輸格式組合和該次要參考增強型傳輸格式組合之傳輸區塊大小、一參考增強型傳輸格式組合之加強型專屬物理資料通道數量、該參考增強型傳輸格式組合之傳輸區塊大小，以及一混和式自動重送請求(hybrid automatic repeat request,HARQ)之抵銷值；以及一使用者裝置，其包含：一連線裝置，用來和該網路進行通訊以接收該第一訊息和該第二訊息，以及依據一第一增益係數或一第二增益係數來傳輸資料；一運算裝置，用來使用一外插公式來計算該第一增益係數， 以及使用該內插公式來計算該第二增益係數；以及一處理裝置，用來：判斷該第二訊息是否包含相關於該內插公式之一第二資訊元件；判斷在一服務準許達到一預定值時依據該第一增益係數是否能傳輸資料；判斷在一計時器逾時時依據該第二增益係數是否能傳輸資料；以及指示該連線裝置傳送一訊息至該網路以告知一無線電鏈結成功或一無線電鏈結失敗。
  8. 如請求項7所述之無線通訊系統，其中：該第一訊息為一第三代行動通訊聯盟規範TS 25.331所定義之一無線電承載重新組態訊息；而該第二訊息為該第三代行動通訊聯盟規範TS 25.331所定義之一主動組更新訊息。
  9. 如請求項8所述之無線通訊系統，其中：該第一資訊元件為依據該第三代行動通訊聯盟規範TS 25.331所定義該無線電承載重新組態訊息中一第一加強型專屬物理資料通道功率內插資訊元件；而該第二資訊元件為依據該第三代行動通訊聯盟規範TS 25.331所定義該主動組更新訊息中一第二加強型專屬物理資料通道功率內插資訊元件。
  10. 如請求項7所述之無線通訊系統，其中： 該外插公式為一第三代行動通訊聯盟規範TS 25.214所定義之一加強型專屬物理資料通道功率外插公式；而該內插公式為該第三代行動通訊聯盟規範TS 25.214所定義之一加強型專屬物理資料通道功率內插公式。
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