TWI618437B - 無線裝置、基地台、用於無線裝置之隨機存取方法及用於基地台之前置碼配置方法 - Google Patents

無線裝置、基地台、用於無線裝置之隨機存取方法及用於基地台之前置碼配置方法 Download PDF

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Abstract

一種無線裝置、基地台、隨機存取方法及前置碼配置方法。行動通訊系統定義複數前置碼、複數低優先權前置碼集合以及一高優先權前置碼集合。該等低優先權前置碼集合間具有嚴格偏序關係。高優先權前置碼集合與最高序列的低優先權前置碼集合彼此獨立。當向基地台要求隨機存取時，無線裝置根據自該等低優先權前置碼集合選擇一前置碼，以使用其傳送隨機存取要求訊息至基地台。當隨機存取要求失敗時，低優先權之無線裝置自較高序列的低優先權前置碼集合重新選擇一前置碼，而高優先權之無線裝置自高優先權前置碼集合重新選擇一前置碼。

Description

無線裝置、基地台、用於無線裝置之隨機存取方法及用於基地台之前置碼配 置方法
本發明係關於用於行動通訊系統之無線裝置、基地台、用於無線裝置之隨機存取方法及用於基地台之前置碼配置方法。更詳細地說，本發明之行動通訊系統定義彼此間具有嚴格偏序關係的複數低優先權前置碼集合及一高優先權前置碼集合，以使得無線裝置可基於其本身被指派的優先權值及隨機存取要求失敗，漸進地由低序列的低優先權前置碼集合至高序列的低優先權前置碼集合中隨機地選擇隨機存取程序中所使用的前置碼，特別是當無線裝置具有高優先權值時，可自高優先權前置碼集合中隨機地選擇隨機存取程序中所使用的前置碼。
隨著無線通訊技術的快速發展，使用者對於使用者裝置(例如：智慧型手機、平板電腦等)的通訊需求亦日益漸增。為滿足使用者的需求，新世代的行動通訊系統因而不斷地被提出，例如：長期演進技術(Long Term Evolution；LTE)通訊系統、全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access；WiMAX)通訊系統等。在這些行動通訊系統中，當使用者裝置於開機時、連線中斷時或與基 地台同步失敗時皆可能會啟動一隨機存取程序，以獲得後續與基地台進行資料傳輸的無線電資源。在隨機存取程序中，使用者裝置會在基地台所廣播的特定通道上傳送隨機存取要求訊息。使用者裝置係自通訊系統所定義的複數前置碼中隨機地選擇其中之一，以基於所選擇的前置碼產生隨機存取要求訊息。
然而，近年來，除了一般常見的使用者裝置外，越來越多種具有行動通訊系統之通訊功能的無線裝置逐漸地被製造出，例如：物聯網(Internet of Things；IoT)裝置、符合機器類型通訊(Machine Type Communication；MTC)規範的無線裝置等。因此，在大量的無線裝置(即使用者裝置、IoT裝置、MTC裝置及各種具有行動通訊系統之通訊功能之無線裝置)在同一時間啟動隨機存取程序時，因為這些無線裝置皆是自相同集合的複數前置碼中隨機地選擇一前置碼，故將容易造成多個無線裝置同時選擇到相同前置碼，進而使得彼此傳送之隨機存取要求訊息產生前置碼碰撞。
在前置碼碰撞機率隨著無線裝置的數量不斷增加的情況下，隨機存取程序中一旦發生前置碼碰撞，無線裝置係會重新隨機地選擇前置碼，並傳送隨機存取要求訊息。這些重新隨機地選擇前置碼並傳送隨機存取要求訊息之動作將使得成功完成隨機存取程序的時間有所延長，甚至在失敗次數達到系統上限後，無線裝置即停止隨機存取程序。如此一來，不但造成無線裝置無法與基地台進行資料傳輸外，更造成基地台的無線電資源產生閒置的現象。
再者，各種無線裝置對於資料傳輸的需求亦不相同，使用 者裝置通常需要較即時的資料傳輸，而部分IoT裝置及MTC裝置則無需即時的資料傳輸。因此，嚴重的前置碼碰撞將造成使用者裝置無法即時取得資料傳輸的資源，而帶給使用者使用上不良的觀感。
有鑑於此，如何提供一種隨機存取機制及一種前置碼集合動態調整機制，在無線裝置的數量不斷增加的情況下，提高無線裝置執行隨機存取程序的成功機會，特別是針對有即時資料傳輸需求的使用者裝置，進而避免基地台的無線資源產生閒置的現象，乃為業界亟待解決的問題。
本發明之目的在於提供一種用於行動通訊系統之隨機存取機制及前置碼集合動態調整機制。本發明之隨機存取機制藉由將行動通訊系統所定義之複數前置碼，劃分為複數低優先權前置碼集合及一高優先權前置碼集合，並使得該等低優先權前置碼集合彼此間具有嚴格偏序關係。同時，本發明之隨機存取機制更指派給各無線裝置一優先權值，而使得無線裝置在執行隨機存取程序中，基於其本身被指派的優先權值及隨機存取要求失敗時，漸進地由低序列的低優先權前置碼集合至高序列的低優先權前置碼集合中隨機地選擇隨機存取程序所使用的前置碼，特別是當無線裝置具有高優先權值時，可自高優先權前置碼集合中隨機地選擇隨機存取程序中所使用的前置碼。
再者，本發明之前置碼集合動態調整機制可藉由基地台評估目前環境實際的狀況，調整低優先權前置碼集合與高優先權前置碼集合間的比例。如此一來，本發明之隨機存取機制及前置碼集合動態調整機制 在無線裝置彼此間具有不同優先權值且因應不同優先權值，執行隨機存取程序時可使用的前置碼集合亦不同的情況下，可有效地降地無線裝置同時選擇到相同前置碼而產生前置碼碰撞的機會，特別是避免高優先權之無線裝置被低優先權無線裝置所影響，進而提高無線裝置執行隨機存取程序的成功機會以及避免基地台的無線資源產生閒置的現象。
為達上述目的，本發明揭露一種用於一行動通訊系統之無線裝置。該行動通訊系統定義複數前置碼、N個低優先權前置碼集合及一高優先權前置碼集合。N為一正整數以及各該N個低優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部分。一第i個低優先權前置碼集合包含一第i-1個低優先權前置碼集合，以及i為一正整數且為2至N。該高優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部份。一第N個低優先權前置碼集合與該高優先權前置碼集合彼此獨立且其之一聯集包含該等前置碼。該無線裝置包含一收發器、一儲存器以及一處理器。該儲存器用以儲存該等前置碼、該N個低優先權前置碼集合、該高優先權前置碼集合及一優先權值。該優先權值代表一高優先權或一低優先權。該處理器電性連接至該收發器及該儲存器，且用以判斷該優先權值代表該最高優先權或該低優先權。當該優先權值代表該低優先權時，該處理器執行以下步驟：(a)自該第j個低優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼，j之一初始值為1；(b)根據所選擇之該前置碼，產生一隨機存取要求訊息；(c)透過該收發器傳送該隨機存取要求訊息至一基地台；(d)當於一預設時間內未透過該收發器自該基地台接收一隨機存取回應訊息後，判斷j是否等於N，以及當j不等於N時，將j設定成j+1；以及(e)於步驟(d)後，重複執行上述步驟(a)至步驟(d)，直到自該基地台接收到該隨 機存取回應訊息，或傳送該隨機存取要求訊息之一次數達到一臨界值。此外，當該優先權值代表該高優先權時，該處理器執行以下步驟：(f)自該第N個低優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼；(g)根據所選擇之該前置碼，產生該隨機存取要求訊息；(h)透過該收發器傳送該隨機存取要求訊息至該基地台；(i)當於該預設時間內未透過該收發器自該基地台接收該隨機存取回應訊息後，自該高優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼並根據所選擇之該前置碼，產生該隨機存取要求訊息，以及透過該收發器傳送該隨機存取要求訊息至該基地台；以及(j)於步驟(i)後，重複執行上述步驟(i)，直到自該基地台接收到該隨機存取回應訊息，或傳送該隨機存取要求訊息之該次數達到該臨界值。
此外，本發明更揭露一種用於一無線裝置之隨機存取方法。該無線裝置用於一行動通訊系統。該行動通訊系統定義複數前置碼、N個低優先權前置碼集合及一高優先權前置碼集合。N為一正整數，以及各該N個低優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部分。一第i個低優先權前置碼集合包含一第i-1個低優先權前置碼集合，以及i為一正整數且為2至N，該高優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部份。一第N個低優先權前置碼集合與該高優先權前置碼集合彼此獨立且其之一聯集包含該等前置碼。該無線裝置包含一收發器、一儲存器及一處理器。該儲存器儲存該等前置碼、該N個低優先權前置碼集合、該高優先權前置碼集合及一優先權值。該優先權值代表一高優先權或一低優先權。該隨機存取方法由該處理器執行並包含步驟：判斷該優先權值代表該高優先權或該低優先權。當該優先權值代表該低優先權時，該隨機存取方法更包含以下步驟：(a)自該第j 個低優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼，j之一初始值為1；(b)根據所選擇之該前置碼，產生一隨機存取要求訊息；(c)透過該收發器傳送該隨機存取要求訊息至一基地台；(d)當於一預設時間內未透過該收發器自該基地台接收一隨機存取回應訊息後，判斷j是否等於N，以及當j不等於N時，將j設定成j+1；以及(e)於步驟(d)後，重複執行上述步驟(a)至步驟(d)，直到自該基地台接收到該隨機存取回應訊息，或傳送該隨機存取要求訊息之一次數達到一臨界值。當該優先權值代表該高優先權時，該隨機存取方法更包含以下步驟：(f)自該第N個低優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼；(g)根據所選擇之該前置碼，產生該隨機存取要求訊息；(h)透過該收發器傳送該隨機存取要求訊息至該基地台；(i)當於該預設時間內未透過該收發器自該基地台接收該隨機存取回應訊息後，自該高優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼並根據所選擇之該前置碼，產生該隨機存取要求訊息，以及透過該收發器傳送該隨機存取要求訊息至該基地台；以及(j)於步驟(i)後，重複執行上述步驟(i)，直到自該基地台接收到該隨機存取回應訊息，或傳送該隨機存取要求訊息之該次數達到該臨界值。
另外，為達上述目的，本發明更揭露一種用於一行動通訊系統之基地台。該行動通訊系統定義複數前置碼、N個低優先權前置碼集合及一高優先權前置碼集合。N為一正整數，以及各該N個低優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部分。一第i個低優先權前置碼集合包含一第i-1個低優先權前置碼集合，以及i為一正整數且為2至N。該高優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部份。一第N個低優先權前置碼集合與該高優先權前置碼集合彼此獨立且其之一聯集包含該等前置碼。該基地台包含一收 發器、一儲存器以及一處理器。該儲存器用以儲存該等前置碼、該N個低優先權前置碼集合以及該高優先權前置碼集合。該處理器電性連接至該收發器及該儲存器，用以執行下列步驟：根據連線至該基地台之至少一高優先權使用者裝置及至少一低優先權使用者裝置，動態地調整該第N個低優先權前置碼集合與該高優先權前置碼集合之一前置碼數量配置比例；根據該前置碼數量配置比例，更變該N個低優先權前置碼集合及該高優先權前置碼集合；產生一系統訊息，該系統訊息載有更變後之該N個低優先權前置碼集合及該高優先權前置碼集合；以及透過該收發器，廣播該系統訊息。
此外，本發明更揭露一種用於一基地台之前置碼配置方法。該基地台用於一行動通訊系統。該行動通訊系統定義複數前置碼、N個低優先權前置碼集合及一高優先權前置碼集合。N為一正整數，以及各該N個低優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部分。一第i個低優先權前置碼集合包含一第i-1個低優先權前置碼集合。i為正整數且為2至N。該高優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部份。一第N個低優先權前置碼集合與該高優先權前置碼集合彼此獨立且其之一聯集包含該等前置碼。該基地台包含一收發器、一儲存器以及一處理器。該儲存器儲存該等前置碼、該N個低優先權前置碼集合以及該高優先權前置碼集合。該前置碼配置方法由該處理器執行且包含下列步驟：根據連線至該基地台之至少一高優先權使用者裝置及至少一低優先權使用者裝置，動態地調整該第N個低優先權前置碼集合與該高優先權前置碼集合之一前置碼數量配置比例；根據該前置碼數量配置比例，更變該N個低優先權前置碼集合及該高優先權前置 碼集合；產生一系統訊息，該系統訊息載有更變後之該N個低優先權前置碼集合及該高優先權前置碼集合；以及透過該收發器，廣播該系統訊息。
在參閱圖式及隨後描述之實施方式後，此技術領域具有通常知識者便可瞭解本發明之其他目的，以及本發明之技術手段及實施態樣。
MCS‧‧‧行動通訊系統
BS‧‧‧基地台
UE1、UE2‧‧‧使用者裝置
SM‧‧‧智慧型電表
1‧‧‧無線裝置
11、31‧‧‧收發器
13、33‧‧‧處理器
15、35‧‧‧儲存器
102、202、302‧‧‧隨機存取要求訊息
402‧‧‧系統資訊
S401~S437‧‧‧步驟
S501~S507‧‧‧步驟
第1圖係本發明之一行動通訊系統MCS下之一使用者裝置UE1、一使用者裝置UE2及一智慧型電表SM與一基地台BS間之一訊號傳遞示意圖；第2圖係本發明之無線裝置1之示意圖；第3圖係本發明之基地台BS之示意圖；第4A-4C圖係本發明之隨機存取方法之流程圖；以及第5圖係本發明之前置碼配置方法之流程圖。
以下將透過實施方式來解釋本發明之內容。本發明係關於一種用於行動通訊系統之無線裝置、基地台、用於無線裝置之隨機存取方法及用於基地台之前置碼配置方法。須說明者，本發明的實施例並非用以限制本發明須在如實施例所述之任何特定的環境、應用或特殊方式方能實施。因此，有關實施例之說明僅為闡釋本發明之目的，而非用以限制本發明，且本案所請求之範圍，以申請專利範圍為準。除此之外，於以下實施例及圖式中，與本發明非直接相關之元件已省略而未繪示，且以下圖式中 各元件間之尺寸關係僅為求容易瞭解，非用以限制實際比例。
本發明之第一實施例請參考第1圖。第1圖係描繪於一行動通訊系統MCS下之基地台BS與多個無線裝置(即使用者裝置UE1、使用者裝置UE2及智慧型電表SM)間之一訊號傳遞示意圖。使用者裝置UE1及使用者裝置UE2可為一智慧型手機、一平板電腦或任一移動通訊裝置。智慧型電表SM係具有行動通訊系統MCS之通訊功能之無線裝置，其通常固定安裝於建築物上，用以回報用電資訊。須說明者，本發明之無線裝置僅需具有行動通訊系統MCS之通訊功能即可，不限於上述的使用者裝置UE1、UE2使用者裝置及智慧型電表SM。
行動通訊系統MCS可為任何一基於前置碼(preamble)進行隨機存取程序的行動通訊系統，例如：長期演進技術(Long Term Evolution；LTE)通訊系統、全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access；WiMAX)通訊系統。行動通訊系統MCS定義複數前置碼。舉例而言，以LTE通訊系統為例，其係定義64個前置碼，以及前置碼可基於Zadoff-Chu序列產生。由於各行動通訊系統的前置碼數量及其產生方式為所屬技術領域的通常知識，故在此不再加以贅述。
相較於先前技術中的行動通訊系統，本發明之行動通訊系統MCS更進一步將該等前置碼劃分成N個低優先權前置碼集合及一高優先權前置碼集合。N為一正整數。各N個低優先權前置碼集合及高優先權前置碼集合分別具有該等前置碼之一部分。一第i個低優先權前置碼集合包含一第i-1個低優先權前置碼集合。i為一正整數且為2至N。第N個低優先權前 置碼集合與高優先權前置碼集合彼此獨立且兩者的聯集包含該等前置碼。
換言之，將X個前置碼劃分為低優先權前置碼集合B1、B2、B3．．．、BN，共N個低優先權前置碼集合以及一高優先權前置碼集合C。各低優先權前置碼集合B1、B2、B3．．．、BN分別包含X個前置碼之一部分且彼此間具有嚴格偏序關係。類似地，高優先權前置碼集合C亦包含X個前置碼之一部分。以數學符號方式表示，若將X個前置碼視為一總集合A，且低優先權前置碼集合B1、B2、B3．．．、BN之聯集為集合B，則A=B∪C，B=B1∪B2∪B3．．．∪BN，B1 B2 B3．．．BN，以及|B1|<|B2|<|B3|．．．<|BN|，其中集合BN係等於集合B。
舉例而言，以LTE通訊系統為例，本發明之行動通訊系統MCS可將LTE通訊系統之64個前置碼進一步劃分成3個低優先權前置碼集合(即N等於3)以及一個高優先權前置碼集合。低優先權前置碼集合B1包含序號為0-15的前置碼，低優先權前置碼集合B2包含序號為0-30的前置碼，低優先權前置碼集合B3包含序號為0-50的前置碼，以及高優先權前置碼集合C包含序號為51-63的前置碼，如表一所示。
此外，本發明之行動通訊系統MCS更為各無線裝置指派一 優先權值。優先權值可代表無線裝置的服務等級，即高優先權值或低優先權值。優先權值係由行動通訊系統MCS之營運商於使用者為無線裝置申裝通訊服務時所決定。低優先權無線裝置(即具有低優先權值的無線裝置)能使用低優先權前置碼集合B1、B2、B3，而高優先權無線裝置(即具有高優先權值的無線裝置)可使用低優先權前置碼集合B3及高優先權前置碼集合C。因此，各優先權值所對應之可使用的前置碼集合，如表二所示。
通常，需要頻繁的通訊服務的無線裝置(例如：使用者裝置UE1、使用者裝置UE2)係屬於高優先權無線裝置，而僅需定期的通訊服務的無線裝置(例如：智慧型電表SM)則屬於低優先權無線裝置。再者，無線裝置的優先權值通常可根據用戶所申請的服務等級或服務費率決定。無線裝置可自其所安裝之一用戶識別模組(Subscriber Identity Module；SIM)卡中讀取或藉由其他軟體、韌體寫入方式而獲取並儲存其優先權值。無線裝置藉由判斷優先權值代表高優先權或低優先權，以確認本身屬於高優先權無線裝置或低優先權無線裝置。
於一實施態樣中，無線裝置可自基地台接受其廣播之一系統訊息。系統訊息係載有N個低優先權前置碼集合及高優先權前置碼集 合。因此，於接收到系統訊息後，無線裝置可自系統訊息擷取出N個低優先權前置碼集合及高優先權前置碼集合，並將N個低優先權前置碼集合及高優先權前置碼集合儲存。然而，於另一實施態樣中，無線裝置亦可自其所安裝之SIM卡中讀取或藉由其他軟體、韌體寫入方式而獲取並儲存N個低優先權前置碼集合及高優先權前置碼集合。
當低優先權無線裝置啟動一隨機存取程序時，低優先權無線裝置自第j個低優先權前置碼集合Bj中隨機地選擇之一前置碼，其中j之初始值為1。隨後，低優先權無線裝置根據所選擇之前置碼，產生一隨機存取要求訊息並傳送該隨機存取要求訊息至基地台。當低優先權無線裝置於一預設時間內未自基地台接收一隨機存取回應訊息後，則低優先權無線裝置判斷j是否等於N。當j不等於N時，將j設定成j+1。
接著，無線裝置重複前述之動作(即(i)自第j個低優先權前置碼集合Bj中隨機地選擇之一前置碼；(ii)根據所選擇之前置碼，產生隨機存取要求訊息；(iii)傳送隨機存取要求訊息至基地台；以及(iv)當於預設時間內未自基地台接收隨機存取回應訊息後，判斷j是否等於N，以及當j不等於N時，將j設定成j+1)，直到自基地台接收到隨機存取回應訊息，或傳送隨機存取要求訊息之次數達到一臨界值。須說明者，臨界值係依各種行動通訊系統之規範所設定或由無線裝置之製造商依實務需求所設定，但不限於此。由於所屬技術領域中具有通常知識者可輕易瞭解臨界值之設定，故在此不加以贅述。
當高優先權無線裝置啟動一隨機存取程序時，高優先權自第N個低優先權前置碼集合BN中隨機地選擇之一前置碼。隨後，高優先權 無線裝置根據所選擇之前置碼，產生一隨機存取要求訊息並傳送該隨機存取要求訊息至基地台。當高優先權無線裝置於一預設時間內未自基地台接收一隨機存取回應訊息後，則高優先權無線裝置自高優先權前置碼集合C中隨機地選擇一前置碼並根據所選擇之前置碼，重新產生隨機存取要求訊息，以及傳送隨機存取要求訊息至基地台。
接著，高優先權無線裝置於預設時間內仍未自基地台接收隨機存取回應訊息後，無線裝置重複前述之動作(即自高優先權前置碼集合C中隨機地選擇一前置碼並根據所選擇之前置碼，產生隨機存取要求訊息，以及傳送隨機存取要求訊息至基地台)直到自基地台接收到隨機存取回應訊息，或傳送隨機存取要求訊息之次數達到臨界值。
舉例而言，當智慧型電表SM之優先權值為低優先權值時，則智慧型電表SM啟動隨機存取程序時係自低優先權前置碼集合B1中隨機選擇一前置碼，並根據所選擇之前置碼，產生隨機存取要求訊息102。隨後，智慧型電表SM傳送隨機存取要求訊息102至基地台BS。當隨機存取要求訊息102中的前置碼與其他無線裝置所傳送之隨機存取要求訊息中的前置碼產生碰撞時，基地台BS因而無法解出隨機存取要求訊息102中的前置碼，故不會傳送隨機存取回應訊息至智慧型電表SM。因此，當於預設時間內未自基地台BS接收隨機存取回應訊息後，智慧型電表SM判斷j是否等於N。由於j之初始值為1，故智慧型電表SM會將j設定為j+1。
隨後，智慧型電表SM重新自低優先權前置碼集合B2中隨機地選擇新的前置碼，並根據所選擇之前置碼，再次產生及傳送隨機存取要求訊息102至基地台BS。若再發生前置碼碰撞，則智慧型電表SM再次判斷 j是否等於N。由於j之目前值為2，故智慧型電表SM會將j設定為j+1。智慧型電表SM重新自低優先權前置碼集合S3中隨機地選擇新的前置碼，並根據所選擇之前置碼，再次產生及傳送隨機存取要求訊息102至基地台BS。
若再發生前置碼碰撞，由於j之目前值為3且等於N，故智慧型電表SM會保持j等於3，並不會將j設定為j+1。隨後，智慧型電表SM重複上述操作，直到自基地台BS接收到隨機存取回應訊息，或傳送隨機存取回應訊息102之次數達到臨界值。若於預設時間內，智慧型電表SM自基地台BS接收到隨機存取回應訊息(即未發生前置碼碰撞)，則智慧型電表SM因應隨機存取回應訊息，繼續進行隨機存取程序中的後續操作。
另一方面，當使用者裝置UE1之優先權值為高優先權值時，則使用者裝置UE1啟動隨機存取程序時係自低優先權前置碼集合B3中隨機選擇一前置碼，並根據所選擇之前置碼，產生隨機存取要求訊息202。隨後，使用者裝置UE1傳送隨機存取要求訊息202至基地台BS。當隨機存取要求訊息202中的前置碼與其他無線裝置所傳送之隨機存取要求訊息中的前置碼產生碰撞時，基地台BS因而無法解出隨機存取要求訊息202中的前置碼，故不會傳送隨機存取回應訊息至使用者裝置UE1。因此，當於預設時間內未自基地台BS接收隨機存取回應訊息後，使用者裝置UE1重新自高優先權前置碼集合C中隨機地選擇新的前置碼，並根據所選擇之前置碼，再次產生及傳送隨機存取要求訊息202至基地台BS。
若再發生前置碼碰撞，則使用者裝置UE1重複上述操作(即重新自高優先權前置碼集合C中隨機地選擇新的前置碼，並根據所選擇之前置碼，再次產生及傳送隨機存取要求訊息202至基地台BS)，直到自基地台 BS接收到隨機存取回應訊息，或傳送隨機存取回應訊息202之次數達到臨界值。若於預設時間內，使用者裝置UE1自基地台BS接收到隨機存取回應訊息(即未發生前置碼碰撞)，則使用者裝置UE1因應隨機存取回應訊息，繼續進行隨機存取程序中的後續操作。
由上述說明可知，在本發明之隨機存取機制由於具有不同優先權值的無線裝置於執行隨機存取程序時係自不同前置碼集合中隨機選擇前置碼，故可降低高優先權無線裝置與低優先權無線裝置同時選擇到相同前置碼而產生前置碼碰撞的機會，而提升高優先權無線裝置要求隨機存取成功的機會。此外，隨著碰撞發生而逐漸使得低優先權無線裝置能使用較高序列的低優先權前置碼集合，可逐漸減少低優先權無線裝置彼此間的前置碼碰撞的機會。因此，本發明之隨機存取機制係採用一碼域後移(code-domain backoff)機制及為高優先權無線裝置特地保留一高優先權前置碼集合，來降低前置碼碰撞的機會。
須說明者，除了上述操作外，本發明之隨機存取機制亦可加入其他前置碼碰撞機制，例如：時域後移(time-domain backoff)機制。換言之，當於預設時間內未自基地台接收隨機存取回應訊息後，無線裝置會隨機地產生一等待時間，並於等待時間後，才自下一個前置碼集合隨機選擇新的前置碼，並根據所選擇之前置碼，再次產生及傳送隨機存取要求訊息。
本發明之第二實施例請繼續參考第1圖。於本實施例中，高優先權前置碼集合C更可包含M個高優先權前置碼子集合C1、C2、．．．、CM。M為一正整數以及各M個高優先權前置碼子集合C1、 C2、．．．、CM具有高優先權前置碼集合C之一部分。第s個高優先權前置碼子集合包含一第s-1個高優先權前置碼子集合，且s為一正整數且為2至M。第M個高優先權前置碼子集合CM等於高優先權前置碼集合C。以數學符號方式標示，即C=C1∪C2．．．∪CM，C1 C2．．．CM，|C1|<|C2|．．．<|CM|，以及C=CM。
類似地，M個高優先權前置碼子集合C1、C2、．．．、CM可自SIM卡中讀取或自基地台所廣播之系統訊息中獲得。當高優先權無線裝置啟動一隨機存取程序時，高優先權自第N個低優先權前置碼集合BN中隨機地選擇之一前置碼。隨後，高優先權無線裝置根據所選擇之前置碼，產生一隨機存取要求訊息並傳送該隨機存取要求訊息至基地台。當高優先權無線裝置於預設時間內未自基地台接收隨機存取回應訊息後，則高優先權無線裝置自第t個高優先權前置碼子集合中隨機地選擇一前置碼，t之一初始值為1。隨後，高優先權無線裝置根據所選擇之前置碼，重新產生隨機存取要求訊息，以及傳送隨機存取要求訊息至基地台。
接著，高優先權無線裝置於預設時間內仍未自基地台接收隨機存取回應訊息後，判斷t是否等於M，以及當t不等於M時，將t設定成t+1。然後，無線裝置重複前述之動作(即自第t個高優先權前置碼子集合中隨機地選擇一前置碼；根據所選擇之前置碼，產生隨機存取要求訊息；傳送隨機存取要求訊息至基地台；以及當於預設時間內未自基地台接收隨機存取回應訊息後，判斷t是否等於M，以及當t不等於M時，將t設定成t+1)直到自基地台接收到隨機存取回應訊息，或傳送隨機存取要求訊息之次數達到臨界值。
舉例而言，以LTE通訊系統為例，本發明之行動通訊系統MCS可將LTE通訊系統之64個前置碼進一步劃分成2個低優先權前置碼集合(即N等於2)以及一個高優先權前置碼集合。低優先權前置碼集合B1包含序號為0-10的前置碼，低優先權前置碼集合B2包含序號為0-20的前置碼，以及高優先權前置碼集合C包含序號為21-63的前置碼。高優先權前置碼集合C具有3個高優先權前置碼子集合C1、C2、C3(即M等於3)。高優先權前置碼子集合C1包含序號為21-40的前置碼，高優先權前置碼子集合C2包含序號為21-50的前置碼，以及高優先權前置碼子集合C3包含序號為21-63的前置碼。因此，各低優先權前置碼集合B1、B2及各高優先權前置碼子集合C1、C2、C3所包含之前置碼，如表三所示，以及各優先權值所對應之可使用的前置碼集合或前置碼子集合，如表四所示。
當使用者裝置UE2之優先權值為高優先權值時，則使用者裝置UE2啟動隨機存取程序時係自低優先權前置碼集合B2中隨機選擇一前置碼，並根據所選擇之前置碼，產生隨機存取要求訊息302。隨後，使用者裝置UE2傳送隨機存取要求訊息302至基地台BS。當隨機存取要求訊息302中的前置碼與其他無線裝置所傳送之隨機存取要求訊息中的前置碼產生碰撞時，基地台BS因而無法解出隨機存取要求訊息302中的前置碼，故不會傳送隨機存取回應訊息至使用者裝置UE2。因此，當於預設時間內未自基地台BS接收隨機存取回應訊息後，使用者裝置UE2重新自高優先權前置碼子集合C1(t之初始值為1)中隨機地選擇新的前置碼，並根據所選擇之前置碼，再次產生及傳送隨機存取要求訊息302至基地台BS。
若再發生前置碼碰撞，則使用者裝置UE2判斷t是否等於M。由於t之初始值為1，故使用者裝置UE2會將t設定為t+1。隨後，使用者裝置UE2重新自高優先權前置碼子集合C2中隨機地選擇新的前置碼，並根據所選擇之前置碼，再次產生及傳送隨機存取要求訊息302至基地台BS。若再發生前置碼碰撞，則使用者裝置UE2再次判斷t是否等於M。由於t之目前值為2，故使用者裝置UE2會將t設定為t+1。接著，使用者裝置UE2重新自自高優先權前置碼子集合C3中隨機地選擇新的前置碼，並根據所選擇之前置碼，再次產生及傳送隨機存取要求訊息302至基地台BS。
之後，若再發生前置碼碰撞，由於t之目前值為3且等於M，故使用者裝置UE2會保持t等於3，並不會將t設定為t+1。隨後，使用者裝置 UE2重複上述操作，直到自基地台BS接收到隨機存取回應訊息，或傳送隨機存取回應訊息302之次數達到臨界值。若於預設時間內，使用者裝置UE2自基地台BS接收到隨機存取回應訊息(即未發生前置碼碰撞)，則使用者裝置UE2因應隨機存取回應訊息，繼續進行隨機存取程序中的後續操作。
須說明者，當無線裝置係自基地台所廣播之系統訊息中獲得N個低優先權前置碼集合及高優先權前置碼集合C時，本發明之無線裝置並非需於一開始就對高優先權前置碼集合採用碼域後移機制，而是當基地台BS所廣播之系統訊息中載有啟用M個高優先權前置碼子集合C1、C2、．．．、CM之指示或載有M個高優先權前置碼子集合C1、C2、．．．、CM時，才對高優先權前置碼集合採用碼域後移機制。換言之，基地台BS可於判斷所需服務之高優先權無線裝置數量高於一門檻值時，才於系統訊息中載有啟用指示，或於之後廣播的系統訊息中才載有M個高優先權前置碼子集合C1、C2、．．．、CM載，以告知高優先權無線裝置基於M個高優先權前置碼子集合C1、C2、．．．、CM進行隨機存取程序。
本發明之第三實施例請參考第2圖，其係為本發明之無線裝置1之示意圖。無線裝置1係具有行動通訊系統MCS之通訊功能之一無線裝置，例如：第一實施例及第二實施例中之使用者裝置UE1、使用者裝置UE2及智慧型電表SM其中之一。如先前所述，行動通訊系統MCS定義複數前置碼、N個低優先權前置碼集合及一高優先權前置碼集合。N為一正整數，以及各N個低優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部分。第i個低優先權前置碼集合包含一第i-1個低優先權前置碼集合，以及i為一正整數且為2至N。高優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部份。第N個低優先權前 置碼集合與高優先權前置碼集合彼此獨立且其之一聯集包含該等前置碼。
無線裝置1包含一收發器11、一處理器13及一儲存器15。儲存器15儲存該等前置碼、N個低優先權前置碼集合、高優先權前置碼集合及一優先權值。優先權值代表高優先權或低優先權。當處理器13電性連接至收發器11及儲存器15，並判斷優先權值代表高優先權或低優先權。
當判斷優先權值代表低優先權時，處理器13執行以下步驟：(a)自第j個低優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼，j之一初始值為1；(b)根據所選擇之前置碼，產生一隨機存取要求訊息；(c)透過收發器11傳送隨機存取要求訊息至一基地台；(d)當於一預設時間內未透過收發器11自基地台接收一隨機存取回應訊息後，判斷j是否等於N，以及當j不等於N時，將j設定成j+1；以及(e)於步驟(d)後，重複執行上述步驟(a)至步驟(d)，直到自基地台接收到隨機存取回應訊息，或傳送隨機存取要求訊息之次數達到臨界值。
此外，當該優先權值代表該高優先權時，處理器13執行以下步驟：(f)自第N個低優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼；(g)根據所選擇之前置碼，產生隨機存取要求訊息；(h)透過收發器11傳送隨機存取要求訊息至基地台；(i)當於預設時間內未透過收發器11自基地台接收隨機存取回應訊息後，自高優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼並根據所選擇之前置碼，產生隨機存取要求訊息，以及透過收發器11傳送隨機存取要求訊息至基地台；以及(j)於步驟(i)後，重複執行上述步驟(i)，直到自基地台接收到隨機存取回應訊息，或傳送隨機存取要求訊息之次數達到臨界值。
在一實施態樣中，處理器13更透過收發器11自基地台接受其廣播之一系統訊息。系統訊息係載有N個低優先權前置碼集合及高優先權前置碼集合之資訊。因此，於接收到系統訊息後，處理器13可自系統訊息擷取出N個低優先權前置碼集合及高優先權前置碼集合，並其儲存於儲存器15中。然而，於另一實施態樣中，無線裝置1可更包含電性連接至處理器13之一SIM卡插槽(圖未繪示)。SIM卡插槽用以接受一SIM卡。據此，處理器13可透過SIM卡插槽，自SIM卡讀取N個低優先權前置碼集合、高優先權前置碼集合及優先權值。
另外，於另一實施態樣中，前述步驟(d)更可包含步驟：當於預設時間內未透過收發器11自基地台接收隨機存取回應訊息後，隨機地產生一等待時間，並於等待時間後，執行步驟(e)。類似地，前述步驟(i)更可包含步驟：當於預設時間內未透過收發器11自基地台接收隨機存取回應訊息後，隨機地產生一等待時間，並於等待時間後，執行步驟(j)。換言之，本發明之隨機存取機制亦可加入時域後移(time-domain backoff)機制。
此外，於另一實施態樣中，高優先權前置碼集合更包含M個高優先權前置碼子集合。M為一正整數，以及各M個高優先權前置碼子集合具有該高優先權前置碼集合之一部分。第s個高優先權前置碼子集合包含第s-1個高優先權前置碼子集合，且s為一正整數且為2至M。第M個高優先權前置碼子集合等於高優先權前置碼集合。在此實施態樣中，前述步驟(i)更包含下列步驟：(i1)自第t個高優先權前置碼子集合中隨機地選擇一前置碼，t之一初始值為1；(i2)根據所選擇之前置碼，產生隨機存取要求訊 息；(i3)透過收發器11傳送隨機存取要求訊息至基地台；當於預設時間內未透過收發器11自基地台接收隨機存取回應訊息後，判斷t是否等於M，以及當t不等於M時，將t設定成t+1；以及(i5)於步驟(i4)後，重複執行上述步驟(i1)至步驟(i4)，直到自基地台接收到隨機存取回應訊息，或傳送隨機存取要求訊息之次數達到臨界值。
本發明之第四實施例請參考第3圖，其係為本發明之基地台BS之示意圖。基地台BS係用於前述行動通訊系統MCS，且包含一收發器31、一處理器33及一儲存器35。儲存器35儲存該等前置碼、N個低優先權前置碼集合以及高優先權前置碼集合。處理器33電性連接至收發器31及儲存器35。
如同前述實施例所述，處理器33會透過收發器31廣播一系統資訊402。系統資訊402係載有N個低優先權前置碼集合及高優先權前置碼集合。通常N個低優先權前置碼集合與高優先權前置碼集合所包含的前置碼數量會有一初始配置。隨後，處理器33會根據連線至基地台BS之至少一高優先權使用者裝置及至少一低優先權使用者裝置，動態地調整第N個低優先權前置碼集合與該高優先權前置碼集合之一前置碼數量配置比例。
舉例而言，處理器33可根據至少一高優先權使用者裝置與至少一低優先權使用者裝置間之一裝置數量比例，而動態地調整前置碼數量配置比例。具體而言，當存在3個高優先權使用者裝置及5個低優先權裝置時，則前置碼數量配置比例係為3：5。在此情況下，低優先權前置碼集合B1、B2、B3．．．、BN之聯集集合B包含40個前置碼(即)，例如：包含序號為0-39的前置碼，以及高優先權前置碼集合C包含24個前置 碼(即)，例如：包含序號為40-63的前置碼。
再舉例而言，處理器33可根據至少一高優先權使用者裝置與至少一低優先權使用者裝置間之傳送一隨機存取要求訊息之一傳送次數比例，動態地調整前置碼數量配置比例。具體而言，當高優先權使用者裝置的傳送次數為5次及低優先權裝置的傳送次數為11次時，則前置碼數量配置比例係為5：11。在此情況下，低優先權前置碼集合B1、B2、B3．．．、BN之聯集集合B包含44個前置碼(即)，例如：包含序號為0-43的前置碼，以及高優先權前置碼集合C包含20個前置碼(即)，例如：包含序號為44-63的前置碼。
再舉例而言，處理器33亦可同時根據至少一高優先權使用者裝置與至少一低優先權使用者裝置間之裝置數量比例以及傳送隨機存取要求訊息之傳送次數比例，動態地調整前置碼數量配置比例。具體而言，當存在3個高優先權使用者裝置且其傳送次數為5次以及存在5個低優先權裝置且其傳送次數為11次時，則前置碼數量配置比例係為15：55。在此情況下，低優先權前置碼集合B1、B2、B3．．．、BN之聯集集合B包含50個前置碼(即)，例如：包含序號為0-49的前置碼，以及高優先權前置碼集合C包含14個前置碼(即)，例如：包含序號為50-63的前置碼。
隨後，處理器33根據前置碼數量配置比例，更變N個低優先權前置碼集合及高優先權前置碼集合，並產生新的系統訊息402。新的系統訊息402係載有更變後之N個低優先權前置碼集合及高優先權前置碼集合。接著，處理器33透過收發器31，廣播系統訊息402。此外，於另一實 施態樣中，高優先權前置碼集合C更包含M個高優先權前置碼子集合C1、C2、．．．、CM。據此，系統訊息304可更載有M個高優先權前置碼子集合。
另外，在高優先權無線裝置數量有限的實施態樣中，即僅存在少數高優先權無線裝置的情況下，處理器33更可指派高優先權前置碼集合C中之一特定前置碼給至少一高優先權使用者裝置其中之一。舉例而言，處理器33可將序號為62的前置碼指派給使用者裝置UE1以及將序號為63的前置碼指派給使用者裝置UE2，並透過系統訊息304告知使用者裝置UE1及使用者裝置UE2。此外，處理器33可亦將序號為62的前置碼同時指派給使用者裝置UE1及使用者裝置UE2，並將序號為63的前置碼指派給其他兩個高優先權無線裝置。換言之，處理器33可指派一個特定前置碼給一個或多個高優先權無線裝置。
須說明者，本發明之基地台BS可周期性地(例如：每10分鐘、每30分鐘、每小時等)執行上述步驟調整前置碼數量配置比例，以使前置碼的配置盡可能符合實際上的環境狀況(即高優先權使用者裝置與低優先權使用者裝置間之裝置數量比例、傳送次數比例等)。此外，本發明除了根據即時的環境狀況調整前置碼數量配置比例外，更可藉由統計一時間區間的環境狀況，以將其作為依據來調整前置碼數量配置比例。據此，本發明之前置碼集合動態調整機制可使得基地台根據環境實際的狀況，調整低優先權前置碼集合與高優先權前置碼集合間的比例。
本發明之第五實施例請參考第4A-4C圖，其係為本發明之隨機存取方法之流程圖。本發明之隨機存取方法適用於一行動通訊系統之 一無線裝置(例如：前述行動通訊系統MCS中的無線裝置1)。行動通訊系統定義複數前置碼、N個低優先權前置碼集合及一高優先權前置碼集合。N為一正整數，以及各N個低優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部分。第i個低優先權前置碼集合包含一第i-1個低優先權前置碼集合，以及i為一正整數且為2至N。高優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部份。第N個低優先權前置碼集合與該高優先權前置碼集合彼此獨立且其之一聯集包含該等前置碼。無線裝置包含一收發器、一儲存器及一處理器。儲存器儲存該等前置碼、N個低優先權前置碼集合、高優先權前置碼集合及一優先權值。優先權值代表一高優先權或一低優先權。隨機存取方法由處理器執行。
首先於，步驟S401中，判斷優先權值代表高優先權或低優先權。當優先權值代表低優先權時，執行步驟S403，自第j個低優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼，其中j之一初始值為1。隨後，於步驟S405中，根據所選擇之前置碼，產生一隨機存取要求訊息。接著，於步驟S407中，透過收發器傳送該隨機存取要求訊息至一基地台。
之後，於步驟S409中，判斷於一預設時間內是否透過收發器自基地台接收一隨機存取回應訊息。當接收到隨機存取回應訊息後，執行步驟S411，執行隨機存取程序之後續操作。反之，於預設時間內未透過收發器自基地台接收隨機存取回應訊息時，執行步驟S413，判斷傳送隨機存取要求訊息之次數是否達到臨界值。若達到臨界值，則執行步驟S415，終止隨機存取程序。再者，若未達到臨界值，則執行步驟S417，若判斷j是否等於N。然後，當j不等於N時，執行步驟S419中，將j設定成j+1，接著 返回執行步驟S403。另一方面，當j等於N時，則直接返回執行步驟S403。
另一方面，當優先權值代表該高優先權時，執行步驟S421自第N個低優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼。接著，執行步驟S423，根據所選擇之前置碼，產生隨機存取要求訊息。然後，於步驟S425中，透過該收發器傳送隨機存取要求訊息至基地台。隨後，於步驟S427中，判斷於預設時間內是否透過收發器自基地台接收隨機存取回應訊息。當接收到隨機存取回應訊息後，執行步驟S431，執行隨機存取程序之後續操作。
反之，於預設時間內未透過收發器自基地台接收隨機存取回應訊息時，執行步驟S433，判斷傳送隨機存取要求訊息之次數是否達到臨界值。若達到臨界值，則執行步驟S435，終止隨機存取程序。若未達到臨界值，則執行步驟S437，自高優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼。隨後，返回執行步驟S423。
於一實施態樣中，高優先權前置碼集合更包含M個高優先權前置碼子集合。M為一正整數，以及各M個高優先權前置碼子集合具有該高優先權前置碼集合之一部分。第s個高優先權前置碼子集合包含一第s-1個高優先權前置碼子集合，s為一正整數且為2至M。第M個高優先權前置碼子集合等於高優先權前置碼集合。在此情況下，本發明之隨機存取方法更包含下列步驟：(i1)自該第t個高優先權前置碼子集合中隨機地選擇一前置碼，t之一初始值為1；(i2)根據所選擇之前置碼，產生隨機存取要求訊息；(i3)透過收發器傳送隨機存取要求訊息至基地台；(i4)當於預設時間內未透過收發器自該基地台接收隨機存取回應訊息後，判斷t是否等於M，以 及當t不等於M時，將t設定成t+1；以及(i5)於步驟(i4)後，重複執行上述步驟(i1)至步驟(i4)，直到自基地台接收到隨機存取回應訊息，或傳送隨機存取要求訊息之次數達到該臨界值。
於另一實施例中，本發明之隨機存取方法更包含步驟：透過收發器自基地台接受其廣播之一系統訊息。系統訊息載有N個低優先權前置碼集合及高優先權前置碼集合。此外，於另一實施利中，當無線裝置更包含電性連接至處理器之SIM卡插槽且SIM卡插槽接受一SIM卡時，本發明之隨機存取方法更包含步驟：透過SIM卡插槽，自SIM卡讀取N個低優先權前置碼集合、高優先權前置碼集合及優先權值。
再者，於另一實施利中，本發明之隨機存取方法於步驟413中，判斷傳送隨機存取要求訊息之次數未達到臨界值後，更包含步驟：隨機地產生一等待時間，並於等待時間後，返回執行步驟S403。須說明者，於此實施例中，步驟S417及步驟S419可在等待時間內被執行。類似地，本發明之隨機存取方法於步驟S437中，判斷傳送隨機存取要求訊息之次數未達到臨界值後，更包含步驟：隨機地產生一等待時間，並於等待時間後，執行步驟S437。
除了上述步驟，本發明之隨機存取方法亦能執行前述實施例中所闡述之所有操作並具有所有對應之功能。所屬技術領域具有通常知識者可直接瞭解此實施例如何基於所有前述實施例執行此等操作及具有該等功能，故在此不再加以贅述。
本發明之第六實施例請參考第5圖，其係為本發明之前置碼配置方法之流程圖。本發明之前置碼配置方法適用於一行動通訊系統之一 基地台(例如：前述行動通訊系統MCS中的基地台BS)。行動通訊系統定義複數前置碼、N個低優先權前置碼集合及一高優先權前置碼集合。N為一正整數，以及各N個低優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部分。第i個低優先權前置碼集合包含一第i-1個低優先權前置碼集合，以及i為一正整數且為2至N。高優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部份。第N個低優先權前置碼集合與該高優先權前置碼集合彼此獨立且其之一聯集包含該等前置碼。基地台包含一收發器、一儲存器及一處理器。儲存器儲存該等前置碼、N個低優先權前置碼集合及高優先權前置碼集合。前置碼配置方法由處理器執行。
首先於步驟S501中，根據連線至基地台之至少一高優先權使用者裝置及至少一低優先權使用者裝置，動態地調整第N個低優先權前置碼集合與高優先權前置碼集合之一前置碼數量配置比例。接著，於步驟S503中，根據前置碼數量配置比例，更變N個低優先權前置碼集合及高優先權前置碼集合。之後，執行步驟S505，產生載有更變後之N個低優先權前置碼集合及高優先權前置碼集合之一系統訊息。隨後，於步驟S507中，透過收發器，廣播系統訊息。
除了上述步驟，本發明之前置碼配置方法亦能執行前述實施例中所闡述之所有操作並具有所有對應之功能。所屬技術領域具有通常知識者可直接瞭解此實施例如何基於所有前述實施例執行此等操作及具有該等功能，故在此不再加以贅述。
綜上所述，本發明之隨機存取機制，可使得不同優先權值的無線裝置於執行隨機存取程序時係自不同前置碼集合中隨機選擇前置 碼，故可降低高優先權無線裝置與低優先權無線裝置同時選擇到相同前置碼而產生前置碼碰撞的機會，而提升高優先權無線裝置要求隨機存取成功的機會。此外，隨著碰撞發生而逐漸使得低優先權無線裝置能使用較高序列的前置碼集合，可逐漸減少低優先權無線裝置彼此間的前置碼碰撞的機會。再者，本發明之前置碼集合動態調整機制可使得基地台根據環境實際的狀況，調整低優先權前置碼集合與高優先權前置碼集合間的比例。因此，相較於習知的行動通訊系統，本發明之行動通訊系統可有效地降地無線裝置同時選擇到相同前置碼而產生前置碼碰撞的機會，進而提高無線裝置執行隨機存取程序的成功機會，特別是針對有即時資料傳輸需求的使用者裝置，更可避免基地台的無線資源產生閒置的現象。
上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。

Claims (20)

  1. 一種用於一行動通訊系統之無線裝置，該行動通訊系統定義複數前置碼、N個低優先權前置碼集合及一高優先權前置碼集合，N為一正整數，各該N個低優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部分，一第i個低優先權前置碼集合包含一第i-1個低優先權前置碼集合，i為一正整數且為2至N，該高優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部份，一第N個低優先權前置碼集合與該高優先權前置碼集合彼此獨立且其之一聯集包含該等前置碼，該無線裝置包含：一收發器；一儲存器，用以儲存該等前置碼、該N個低優先權前置碼集合、該高優先權前置碼集合及一優先權值，該優先權值代表一高優先權或一低優先權；以及一處理器，電性連接至該收發器及該儲存器，用以判斷該優先權值代表該最高優先權或該低優先權，以及當該優先權值代表該低優先權時，該處理器執行以下步驟：(a)自該第j個低優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼，j之一初始值為1；(b)根據所選擇之該前置碼，產生一隨機存取要求訊息；(c)透過該收發器傳送該隨機存取要求訊息至一基地台；(d)當於一預設時間內未透過該收發器自該基地台接收一隨機存取回應訊息後，判斷j是否等於N，以及當j不等於N時，將j設定成j+1；以及 (e)於步驟(d)後，重複執行上述步驟(a)至步驟(d)，直到自該基地台接收到該隨機存取回應訊息，或傳送該隨機存取要求訊息之一次數達到一臨界值；其中，當該優先權值代表該高優先權時，該處理器執行以下步驟：(f)自該第N個低優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼；(g)根據所選擇之該前置碼，產生該隨機存取要求訊息；(h)透過該收發器傳送該隨機存取要求訊息至該基地台；(i)當於該預設時間內未透過該收發器自該基地台接收該隨機存取回應訊息後，自該高優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼並根據所選擇之該前置碼，產生該隨機存取要求訊息，以及透過該收發器傳送該隨機存取要求訊息至該基地台；以及(j)於步驟(i)後，重複執行上述步驟(i)，直到自該基地台接收到該隨機存取回應訊息，或傳送該隨機存取要求訊息之該次數達到該臨界值。
  2. 如請求項1所述之無線裝置，其中該處理器更透過該收發器自該基地台接受其廣播之一系統訊息，該系統訊息載有該N個低優先權前置碼集合及該高優先權前置碼集合。
  3. 如請求項1所述之無線裝置，其中該高優先權前置碼集合更包含M個高優先權前置碼子集合，M為一正整數，各該M個高優先權前置碼子集合具有該高優先權前置碼集合之一部分，一第s個高優先權前置碼子集合包含一第s-1個高優先權前置碼子集合，s為一正整數且為2至M，一第M個高優先權前置碼子集合等於該高優先權前置碼集合，以及該步驟(i)更包含下 列步驟：(i1)自該第t個高優先權前置碼子集合中隨機地選擇一前置碼，t之一初始值為1；(i2)根據所選擇之該前置碼，產生該隨機存取要求訊息；(i3)透過該收發器傳送該隨機存取要求訊息至該基地台；(i4)當於該預設時間內未透過該收發器自該基地台接收該隨機存取回應訊息後，判斷t是否等於M，以及當t不等於M時，將t設定成t+1；以及(i5)於步驟(i4)後，重複執行上述步驟(i1)至步驟(i4)，直到自該基地台接收到該隨機存取回應訊息，或傳送該隨機存取要求訊息之該次數達到該臨界值。
  4. 如請求項1所述之無線裝置，更包含電性連接至該處理器之一用戶識別模組(Subscriber Identity Module；SIM)卡插槽，其中該SIM卡插槽用以接受一SIM卡，以及該處理器透過該SIM卡插槽，自該SIM卡讀取該N個低優先權前置碼集合、該高優先權前置碼集合及該優先權值。
  5. 如請求項1所述之無線裝置，其中該步驟(d)更包含以下步驟：當於該預設時間內未透過該收發器自該基地台接收該隨機存取回應訊息後，隨機地產生一等待時間，並於該等待時間後，執行該步驟(e)。
  6. 如請求項1所述之無線裝置，其中該步驟(i)更包含以下步驟：當於該預設時間內未透過該收發器自該基地台接收該隨機存取回應訊息後，隨機地產生一等待時間，並於該等待時間後，執行該步驟(j)。
  7. 如請求項1所述之無線裝置，其中該行動通訊系統係一長期演進技術 (Long Term Evolution；LTE)通訊系統，以及該等前置碼之一數目為64。
  8. 一種用於一無線裝置之隨機存取方法，該無線裝置用於一行動通訊系統，該行動通訊系統定義複數前置碼、N個低優先權前置碼集合及一高優先權前置碼集合，N為一正整數，各該N個低優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部分，一第i個低優先權前置碼集合包含一第i-1個低優先權前置碼集合，i為一正整數且為2至N，該高優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部份，一第N個低優先權前置碼集合與該高優先權前置碼集合彼此獨立且其之一聯集包含該等前置碼，該無線裝置包含一收發器、一儲存器及一處理器，該儲存器儲存該等前置碼、該N個低優先權前置碼集合、該高優先權前置碼集合及一優先權值，該優先權值代表一高優先權或一低優先權，該隨機存取方法由該處理器執行並包含下列步驟：判斷該優先權值代表該高優先權或該低優先權；當該優先權值代表該低優先權時，更包含以下步驟：(a)自該第j個低優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼，j之一初始值為1；(b)根據所選擇之該前置碼，產生一隨機存取要求訊息；(c)透過該收發器傳送該隨機存取要求訊息至一基地台；(d)當於一預設時間內未透過該收發器自該基地台接收一隨機存取回應訊息後，判斷j是否等於N，以及當j不等於N時，將j設定成j+1；以及(e)於步驟(d)後，重複執行上述步驟(a)至步驟(d)，直到自該基地台接收到該隨機存取回應訊息，或傳送該隨機存取要求訊息之一次數達 到一臨界值；以及當該優先權值代表該高優先權時，更包含以下步驟：(f)自該第N個低優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼；(g)根據所選擇之該前置碼，產生該隨機存取要求訊息；(h)透過該收發器傳送該隨機存取要求訊息至該基地台；(i)當於該預設時間內未透過該收發器自該基地台接收該隨機存取回應訊息後，自該高優先權前置碼集合中隨機地選擇一前置碼並根據所選擇之該前置碼，產生該隨機存取要求訊息，以及透過該收發器傳送該隨機存取要求訊息至該基地台；以及(j)於步驟(i)後，重複執行上述步驟(i)，直到自該基地台接收到該隨機存取回應訊息，或傳送該隨機存取要求訊息之該次數達到該臨界值。
  9. 如請求項8所述之隨機存取方法，其中該處理器更透過該收發器自該基地台接受其廣播之一系統訊息，該系統訊息載有該N個低優先權前置碼集合及該高優先權前置碼集合。
  10. 如請求項8所述之隨機存取方法，其中該高優先權前置碼集合更包含M個高優先權前置碼子集合，M為一正整數，各該M個高優先權前置碼子集合具有該高優先權前置碼集合之一部分，該第s個高優先權前置碼子集合包含一第s-1個高優先權前置碼子集合，s為一正整數且為2至M，一第M個高優先權前置碼子集合等於該高優先權前置碼集合，以及該步驟(i)更包含下列步驟：(i1)自該第t個高優先權前置碼子集合中隨機地選擇一前置碼，t之一 初始值為1；(i2)根據所選擇之該前置碼，產生該隨機存取要求訊息；(i3)透過該收發器傳送該隨機存取要求訊息至該基地台；(i4)當於該預設時間內未透過該收發器自該基地台接收該隨機存取回應訊息後，判斷t是否等於M，以及當t不等於M時，將t設定成t+1；以及(i5)於步驟(i4)後，重複執行上述步驟(i1)至步驟(i4)，直到自該基地台接收到該隨機存取回應訊息，或傳送該隨機存取要求訊息之該次數達到該臨界值。
  11. 如請求項8所述之隨機存取方法，其中該無線裝置更包含電性連接至該處理器之一用戶識別模組(Subscriber Identity Module；SIM)卡插槽，該SIM卡插槽用以接受一SIM卡，以及該隨機存取方法更包含以下步驟：透過該SIM卡插槽，自該SIM卡讀取該N個低優先權前置碼集合、該高優先權前置碼集合及該優先權值。
  12. 如請求項8所述之隨機存取方法，其中該步驟(d)更包含以下步驟：當於該預設時間內未透過該收發器自該基地台接收該隨機存取回應訊息後，隨機地產生一等待時間，並於該等待時間後，執行該步驟(e)。
  13. 如請求項8所述之隨機存取方法，其中該步驟(i)更包含以下步驟：當於該預設時間內未透過該收發器自該基地台接收該隨機存取回應訊息後，隨機地產生一等待時間，並於該等待時間後，執行該步驟(j)。
  14. 如請求項8所述之隨機存取方法，其中該行動通訊系統係一長期演進技術(Long Term Evolution；LTE)通訊系統，以及該等前置碼之一數目為64。
  15. 一種用於一行動通訊系統之基地台，該行動通訊系統定義複數前置碼、N個低優先權前置碼集合及一高優先權前置碼集合，N為一正整數，各該N個低優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部分，一第i個低優先權前置碼集合包含一第i-1個低優先權前置碼集合，i為一正整數且為2至N，該高優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部份，一第N個低優先權前置碼集合與該高優先權前置碼集合彼此獨立且其之一聯集包含該等前置碼，該基地台包含：一收發器；一儲存器，用以儲存該等前置碼、該N個低優先權前置碼集合以及該高優先權前置碼集合；以及一處理器，電性連接至該收發器及該儲存器，用以執行下列步驟：根據連線至該基地台之至少一高優先權使用者裝置及至少一低優先權使用者裝置，動態地調整該第N個低優先權前置碼集合與該高優先權前置碼集合之一前置碼數量配置比例；根據該前置碼數量配置比例，更變該N個低優先權前置碼集合及該高優先權前置碼集合；產生一系統訊息，該系統訊息載有更變後之該N個低優先權前置碼集合及該高優先權前置碼集合；以及透過該收發器，廣播該系統訊息。
  16. 如請求項15所述之基地台，其中該高優先權前置碼集合更包含M個高優先權前置碼子集合，M為一正整數，各該M個高優先權前置碼子集合具有該高優先權前置碼集合之一部分，一第s個高優先權前置碼子集合包含一 第s-1個高優先權前置碼子集合，s為一正整數且為2至M，一第M個高優先權前置碼子集合等於該高優先權前置碼集合，以及該系統訊息更載有該M個高優先權前置碼子集合。
  17. 如請求項15所述之基地台，其中該處理器係根據該至少一高優先權使用者裝置與至少一低優先權使用者裝置間之一裝置數量比例、傳送一隨機存取要求訊息之一傳送次數比例及其組合其中之一，動態地調整該前置碼數量配置比例。
  18. 如請求項17所述之基地台，其中該處理器更指派該高優先權前置碼集合中之一特定前置碼給該至少一高優先權使用者裝置其中之一。
  19. 如請求項15所述之基地台，其中該行動通訊系統係一長期演進技術(Long Term Evolution；LTE)通訊系統，以及該等前置碼之一數目為64。
  20. 一種用於一基地台之前置碼配置方法，該基地台用於一行動通訊系統，該行動通訊系統定義複數前置碼、N個低優先權前置碼集合及一高優先權前置碼集合，N為一正整數，各該N個低優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部分，一第i個低優先權前置碼集合包含一第i-1個低優先權前置碼集合，i為一正整數且為2至N，該高優先權前置碼集合具有該等前置碼之一部份，一第N個低優先權前置碼集合與該高優先權前置碼集合彼此獨立且其之一聯集包含該等前置碼，該基地台包含一收發器、一儲存器以及一處理器，該儲存器儲存該等前置碼、該N個低優先權前置碼集合以及該高優先權前置碼集合，該前置碼配置方法由該處理器執行且包含下列步驟：根據連線至該基地台之至少一高優先權使用者裝置及至少一低優先 權使用者裝置，動態地調整該第N個低優先權前置碼集合與該高優先權前置碼集合之一前置碼數量配置比例；根據該前置碼數量配置比例，更變該N個低優先權前置碼集合及該高優先權前置碼集合；產生一系統訊息，該系統訊息載有更變後之該N個低優先權前置碼集合及該高優先權前置碼集合；以及透過該收發器，廣播該系統訊息。
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