TWI394473B - 處理一競爭式隨機存取程序的方法及其相關通訊裝置 - Google Patents

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Description

處理一競爭式隨機存取程序的方法及其相關通訊裝置
本發明係指一種處理一競爭式隨機存取程序的方法及其相關通訊裝置，尤指一種用於一無線通訊系統中處理一競爭式隨機存取程序的方法及其相關通訊裝置，以適時地終止一排程傳輸訊息之重傳。
長期演進(Long Term Evolution，LTE)無線通訊系統是一種建立於第三代行動通訊系統(如全球行動電信系統)之上的先進式高速無線通訊系統，其只需支援封包交換傳輸，且無線鏈結控制(Radio Link Control，RLC)通訊協定層與媒體存取控制(Medium Access Control，MAC)通訊協定層可被整合於同一通訊網路單元，如基地台(Node B)之中，而不需分開位於基地台及無線網路管控台之中，因此系統架構較簡單。
在長期演進無線通訊系統中，用戶端(User Equipment，UE)會於下列情況下對應啟動一隨機存取程序(Random Access Procedure)，以取得與基地台的聯繫。這些情況為：(1)在無線資源控制閒置(RRC_IDLE)狀態下進行初始連接；(2)於無線鏈結失敗後進行初始連接；(3)交遞(Handover)程序進行時；(4)在無線資源控制連線(RRC_CONNECTED)狀態下因應下鏈路資料傳輸；(5)在無線資源控制連線(RRC_CONNECTED)狀態下因應上鏈路資料傳輸。其中，隨機存取程序可以競爭(Contention-based)或非競爭(Non-contention-based)的形式進行，取決於用戶端所使用之隨機存取通道資源係由網路端所分配或其隨機選取決定。
請參考第1圖，第1圖係一習知競爭式隨機存取程序之示意圖。如第1圖所示，競爭形式之隨機存取程序主要包含下列四個步驟：(1)上鏈路隨機存取通道上之隨機存取前置步驟；(2)下鏈路共享通道上之隨機存取回應步驟；(3)上鏈路共享通道上之排程傳輸步驟；以及(4)下鏈路共享通道或實體下鏈路控制通道上之競爭解決步驟。首先，當無線資源控制層或媒體存取控制層觸發啟動一隨機存取程序時，用戶端使用隨機選取之一隨機存取通道資源傳送一隨機存取前導資料(Random Access Preamble)至基地台。接著，在接收到基地台回傳之一有效隨機存取回應(Preamble Response)訊息後，用戶端會傳送夾帶有用戶端識別資料之一排程傳輸訊息至基地台，以供基地台識別用戶端。最後，當基地台輸出包含有特定用戶識別資料之一競爭解決訊息時，競爭的情形可獲得解決。關於隨機存取程序之詳細運作方式，請參考相關媒體存取控制層協定規範，於此不多加贅述。
根據不同的觸發狀況，競爭解決步驟所需之用戶識別資料可以是一細胞無線網路暫時認證(Cell Radio Network Temporary Identifier，C-RNTI)或者是一包含於共用控制通道(Common Control Channel，CCCH)訊息中之用戶競爭解決識別(UE Contention Resolution Identity)，其係由上層協定所提供。在習知技術中，一旦用戶端傳送包含有用戶端識別資料之排程傳輸訊息，例如：傳送包含有一細胞無線網路暫時認證媒體存取控制單元(MAC Control Element)之上鏈路訊息或包含有一共用控制通道訊息之上鏈路訊息，用戶端將啟動一競爭解決計時器(Contention Resolution Timer)並開始監聽一實體下鏈路控制通道(Physical Downlink Control Channel，PDCCH)，以接收基地台回傳之競爭解決訊息，直到計時器期滿為止。
對於上鏈路訊息(即排程傳輸訊息)包含有細胞無線網路暫時認證媒體存取控制單元的情況來說，若偵測到指定給用戶端之細胞無線網路暫時認證的實體下鏈路控制通道訊令，即視為該用戶端競爭成功。而對於上鏈路訊息包含有共用控制通道訊息的情況來說，若用戶端經由下鏈路共享通道所接收之一媒體存取控制協定資料單元(Packet Data Unit，PDU)包含有一用戶競爭解決識別媒體存取控制單元，且其與上層協定所提供之用戶競爭解決識別相符合，則視為該用戶端競爭成功；否則，視為該用戶端競爭失敗。此外，在上述兩種情況下，若競爭解決計時器期滿，亦視為該用戶端競爭失敗。
另一方面，根據目前規範，排程傳輸訊息之傳輸適用混合式自動重發請求(Hybrid Automatic Repeat reQuest，HARQ)程序。此外，在習知技術中，用戶端在接收到任何關於排程傳輸訊息之混合式自動重發請求回應之前，就會開始監聽實體下鏈路控制通道，以避免因發生確認收訖至未收訖(ACK to NACK)錯誤而導致競爭解決步驟延遲的情況。
因此，若發生確認收訖至未收訖錯誤，關於排程傳輸訊息之混合式自動重發請求程序仍會繼續進行排程傳輸訊息的重傳。然而，一旦用戶端從基地台接收到競爭解決訊息時，其代表基地台已成功接收排程傳輸訊息，因此用戶端不再需要進行排程傳輸訊息的重傳。在此情形下，繼續排程傳輸訊息的重傳將導致用戶端功率無謂地消耗。此外，由於基地台可能已將原來用戶端用來傳送排程傳輸訊息之通道資源分配給其他用戶端使用，因此繼續排程傳輸訊息的重傳亦會干擾其他用戶端的上鏈傳輸。
因此，本發明主要提供一種用於一無線通訊系統中處理一競爭式隨機存取程序的方法及其相關通訊裝置，以適時地終止一排程傳輸訊息之重傳，避免干擾其他用戶端的上鏈傳輸。
本發明揭露一種處理一競爭式隨機存取程序的方法，用於一無線通訊系統之一用戶端中，該方法包含有傳送一排程傳輸訊息，該排程傳輸訊息使用一混合式自動重發請求程序進行傳輸；啟動一競爭解決計時器，並開始監聽一實體下鏈路控制通道；以及於判定該競爭式隨機存取程序之一競爭結果時，清空該混合式自動重發請求程序之一暫存器，以終止該排程傳輸訊息之重傳。
本發明另揭露一種通訊裝置，用於一無線通訊系統之一用戶端中，用以處理一競爭式隨機存取程序。該通訊裝置包含有一中央處理器，用來執行一程式，以及一儲存裝置，耦接於該中央處理器，用來儲存該程式。該程式中包含有傳送一排程傳輸訊息，該排程傳輸訊息使用一混合式自動重發請求程序進行傳輸；啟動一競爭解決計時器，並開始監聽一實體下鏈路控制通道；以及於判定該競爭式隨機存取程序之一競爭結果時，清空該混合式自動重發請求程序之一暫存器，以終止該排程傳輸訊息之重傳。
請參考第2圖，第2圖為一無線通訊系統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用戶端所組成。在第2圖中，網路端及用戶端係用來說明無線通訊系統10之架構；實際上，網路端可視不同需求包含有複數個基地台、無線網路控制器等；而用戶端則可能是行動電話、電腦系統等設備。
請參考第3圖，第3圖為一無線通訊系統之無線通訊裝置100之功能方塊圖。無線通訊裝置100可以用來實現第2圖中之用戶端。為求簡潔，第3圖僅繪出無線通訊裝置100之一輸入裝置102、一輸出裝置104、一控制電路106、一中央處理器108、一儲存裝置110、一程式碼112及一收發器114。在無線通訊裝置100中，控制電路106透過中央處理器108執行儲存於儲存裝置110中的程式碼112，從而控制無線通訊裝置100之運作，其可透過輸入裝置102(如鍵盤)接收使用者輸入之訊號，或透過輸出裝置104(如螢幕、喇叭等)輸出畫面、聲音等訊號。收發器114用以接收或發送無線訊號，並將所接收之訊號傳送至控制電路106，或將控制電路106所產生之訊號以無線電方式輸出。換言之，以通訊協定之架構而言，收發器114可視為第一層的一部分，而控制電路106則用來實現第二層及第三層的功能。較佳地，無線通訊裝置100運用於一第三代行動通訊系統。
請繼續參考第4圖，第4圖為第3圖中程式碼112之示意圖。程式碼112包含有一應用程式層200、一第三層202及一第二層206，並與一第一層218連接。一無線資源控制(Radio Resource Control，RRC)單元222位於第三層202，用來利用無線資源控制程序與一基地台或一無線接取網路交換無線資源控制訊息，並根據訊息中的子件，設定第一層218及第二層206的操作。一無線鏈結控制(Radio Link Control，RLC)單元224位於第二層206，用來傳遞上層的封包、提供確認(AM Mode)、非確認(UM Mode)和透通(TM Mode)三種傳遞模式。無線鏈結控制單元224之下為一媒體存取控制(Medium Access Control，MAC)單元226，用來在某些情況下對應啟動一隨機存取程序，以取得與基地台的聯繫。
其中，隨機存取程序可以競爭(Contention-based)或非競爭(Non-contention-based)的形式進行，取決於用戶端所使用之隨機存取通道資源係由網路端所分配或其隨機選取決定。若啟動一競爭式隨機存取程序，用戶端會傳送夾帶有用戶端識別資料之一排程傳輸訊息至基地台，以解決用戶端間競爭的情況。在此情形下，本發明實施例於程式碼112中提供一隨機存取程序處理程式220，用來改善排程傳輸訊息不必要重傳的情況，以避免干擾其他用戶端的上鏈傳輸，或造成該用戶端功率無謂的消耗。
請參考第5圖，第5圖為本發明實施例一流程40之示意圖。流程40用於一無線通訊系統之一用戶端中處理一競爭式隨機存取程序，其可被編譯為隨機存取程序處理程式220。流程40包含以下步驟：
步驟400：開始。
步驟402：傳送一排程傳輸訊息，該排程傳輸訊息使用一混合式自動重發請求程序(HARQ process)進行傳輸。
步驟404：啟動一競爭解決計時器(Contention Resolution Timer)，並開始監聽一實體下鏈路控制通道(Physical Downlink Control Channel，PDCCH)。
步驟406：於判定競爭式隨機存取程序之一競爭結果時，清空該混合式自動重發請求程序之一暫存器，以終止該排程傳輸訊息之重傳。
步驟408：結束。
根據流程40，於競爭式隨機存取程序進行期間，用戶端傳送一排程傳輸訊息至基地台，該排程傳輸訊息使用一混合式自動重發請求程序進行傳輸。同時，用戶端啟動一競爭解決計時器，並開始監聽一實體下鏈路控制通道。於用戶端判定競爭式隨機存取程序之一競爭結果時，清空混合式自動重發請求程序之一暫存器，以終止排程傳輸訊息之重傳。
因此，當用戶端判定出競爭式隨機存取程序之競爭結果時，本發明實施例會清空關於排程傳輸訊息之混合式自動重發請求程序暫存器，以終止排程傳輸訊息之重傳。例如，若用戶端判定競爭式隨機存取程序競爭成功，代表基地台已成功接收排程傳輸訊息，用戶端不再需要進行排程傳輸訊息的重傳，而清空關於排程傳輸訊息之混合式自動重發請求程序暫存器。相反地，若用戶端判定競爭式隨機存取程序競爭失敗，代表用戶端將重新進行隨機存取前置步驟，因此用戶端亦不再需要進行排程傳輸訊息的重傳，而清空關於排程傳輸訊息之混合式自動重發請求程序暫存器。
如此一來，當混合式自動重發請求程序發生確認收訖至未收訖(ACK to NACK)之錯誤時，本發明實施例可適時地終止排程傳輸訊息之重傳，而避免干擾其他用戶端的上鏈傳輸，或造成用戶端功率無謂消耗的情況。
對於傳送之排程傳輸訊息包含有一細胞無線網路暫時認證(Cell Radio Network Temporary Identifier，C-RNTI)媒體存取控制單元(MAC Control Element)的情況來說，當用戶端偵測到指定給該用戶端之細胞無線網路暫時認證之一實體下鏈路控制通道訊令時，判定競爭式隨機存取程序競爭成功；否則，當競爭解決計時器期滿時，用戶端判定競爭式隨機存取程序競爭失敗。
另一方面，對於排程傳輸訊息包含有一共用控制通道(Common Control Channel，CCCH)訊息且該共用控制通道訊息更包含有一上層協定提供之用戶競爭解決識別(UE Contention Resolution Identity)的情況來說，當指定給用戶端接收之一媒體存取控制協定資料單元(Packet Data Unit，PDU)包含有一用戶競爭解決識別媒體存取控制單元，且其與上層協定提供之用戶競爭解決識別相符合時，用戶端判定競爭式隨機存取程序競爭成功。相反地，當指定給用戶端接收之一媒體存取控制協定資料單元包含有一用戶競爭解決識別媒體存取控制單元，而其不符合上層協定提供之用戶競爭解決識別時，或者競爭解決計時器期滿時，用戶端判定競爭式隨機存取程序競爭失敗。
總而言之，當用戶端判定出競爭式隨機存取程序之競爭結果時，不管競爭結果為成功或失敗，用戶端均會清空關於排程傳輸訊息之混合式自動重發請求程序暫存器，以終止排程傳輸訊息之重傳。本發明實施例可適時地終止排程傳輸訊息之重傳，而避免干擾其他用戶端的上鏈傳輸，或造成用戶端功率無謂消耗的情況。
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
100．．．無線通訊裝置
102．．．輸入裝置
104．．．輸出裝置
106．．．控制電路
108．．．中央處理器
110．．．儲存裝置
112．．．程式
114．．．收發器
200．．．應用程式層
202．．．第三層介面
206．．．第二層介面
218．．．第一層介面
220．．．隨機存取程序處理程式
222．．．無線資源控制單元
224．．．無線鏈結控制單元
226．．．媒體存取控制單元
40．．．流程
400、402、404、406、408．．．步驟
第1圖係一習知競爭式隨機存取程序之示意圖。
第2圖為一無線通訊系統之示意圖。
第3圖為一無線通訊裝置之功能方塊圖。
第4圖為第3圖中一程式之示意圖。
第5圖為本發明實施例一流程之示意圖。
40．．．流程
400、402、404、406、408．．．步驟

Claims (18)

  1. 一種處理一競爭式隨機存取程序的方法，用於一無線通訊系統之一用戶端中，該方法包含有：傳送一排程傳輸訊息，該排程傳輸訊息使用一混合式自動重發請求程序(HARQ process)進行傳輸；啟動一競爭解決計時器(Contention Resolution Timer)，並開始監聽一實體下鏈路控制通道(Physical Downlink Control Channel，PDCCH)；以及於判定該競爭式隨機存取程序之一競爭結果時，清空該混合式自動重發請求程序之一暫存器，以終止該排程傳輸訊息之重傳。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該競爭式隨機存取程序之該競爭結果為成功。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該競爭式隨機存取程序之該競爭結果為失敗。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該排程傳輸訊息包含有一細胞無線網路暫時認證(Cell Radio Network Temporary Identifier，C-RNTI)媒體存取控制單元(MAC Control Element)。
  5. 如請求項4所述之方法，其中判定該競爭式隨機存取程序之該競爭結果包含有：於偵測到指定給該用戶端之細胞無線網路暫時認證之一實體下鏈路控制通道訊令時，判定該競爭式隨機存取程序之該競爭結果為成功。
  6. 如請求項4所述之方法，其中判定該競爭式隨機存取程序之該競爭結果包含有：於該競爭解決計時器期滿時，判定該競爭式隨機存取程序之該競爭結果為失敗。
  7. 如請求項1所述之方法，其中該排程傳輸訊息包含有一共用控制通道(Common Control Channel，CCCH)訊息，而該共用控制通道訊息更包含有一上層協定提供之一用戶競爭解決識別(UE Contention Resolution Identity)。
  8. 如請求項7所述之方法，其中判定該競爭式隨機存取程序之該競爭結果包含有：於指定給該用戶端接收之一媒體存取控制協定資料單元(Packet Data Unit，PDU)包含有一用戶競爭解決識別媒體存取控制單元，且該用戶競爭解決識別媒體存取控制單元符合該上層協定提供之該用戶競爭解決識別時，判定該競爭式隨機存取程序之該競爭結果為成功。
  9. 如請求項7所述之方法，其中判定該競爭式隨機存取程序之該競爭結果包含有：於指定給該用戶端接收之一媒體存取控制協定資料單元包含有一用戶競爭解決識別媒體存取控制單元，而該用戶競爭解決識別媒體存取控制單元不符合該上層協定提供之該用戶競爭解決識別時，或者該競爭解決計時器期滿時，判定該競爭式隨機存取程序之該競爭結果為失敗。
  10. 一種通訊裝置，用於一無線通訊系統之一用戶端中，用以處理一競爭式隨機存取程序，該通訊裝置包含有：一中央處理器，用來執行一程式；以及一儲存裝置，耦接於該中央處理器，用來儲存該程式；其中該程式中包含有：傳送一排程傳輸訊息，該排程傳輸訊息使用一混合式自動重發請求程序進行傳輸；啟動一競爭解決計時器，並開始監聽一實體下鏈路控制通道；以及於判定該競爭式隨機存取程序之一競爭結果時，清空該混合式自動重發請求程序之一暫存器，以終止該排程傳輸訊息之重傳。
  11. 如請求項10所述之通訊裝置，其中該競爭式隨機存取程序之該競爭結果為成功。
  12. 如請求項10所述之通訊裝置，其中該競爭式隨機存取程序之該競爭結果為失敗。
  13. 如請求項10所述之通訊裝置，其中該排程傳輸訊息包含有一細胞無線網路暫時認證媒體存取控制單元。
  14. 如請求項13所述之通訊裝置，其中該程式中判定該競爭式隨機存取程序之該競爭結果包含有：於偵測到指定給該用戶端之細胞無線網路暫時認證之一實體下鏈路控制通道訊令時，判定該競爭式隨機存取程序之該競爭結果為成功。
  15. 如請求項13所述之通訊裝置，其中該程式中判定該競爭式隨機存取程序之該競爭結果包含有：於該競爭解決計時器期滿時，判定該競爭式隨機存取程序之該競爭結果為失敗。
  16. 如請求項10所述之通訊裝置，其中該排程傳輸訊息包含有一共用控制通道訊息，而該共用控制通道訊息更包含有一上層協定提供之一用戶競爭解決識別。
  17. 如請求項16所述之通訊裝置，其中該程式中判定該競爭式隨機存取程序之該競爭結果包含有：於指定給該用戶端接收之一媒體存取控制協定資料單元包含有一用戶競爭解決識別媒體存取控制單元，且該用戶競爭解決識別媒體存取控制單元符合該上層協定提供之該用戶競爭解決識別時，判定該競爭式隨機存取程序之該競爭結果為成功。
  18. 如請求項16所述之通訊裝置，其中該程式中判定該競爭式隨機存取程序之該競爭結果包含有：於指定給該用戶端接收之一媒體存取控制協定貴料單元包含有一用戶競爭解決識別媒體存取控制單元，而該用戶競爭解泱識別媒體存取控制單元不符合該上層協定提供之該用戶競爭解決識別時，或者該競爭解泱計時器期滿時，判定該競爭式隨機存取程序之該競爭結果為失敗。
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