TWI423710B - 行動通訊裝置、系統、以及連線建立方法 - Google Patents

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Description

行動通訊裝置、系統、以及連線建立方法
本發明主要關於無線通訊技術，特別係有關於一種有效率地使用無線資源之連線建立方法。
第三代行動通訊技術之一的通用行動電信系統(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)係由全球行動通訊系統(Global System for Mobile communications，GSM)演進而來，其主要係利用全球行動通訊系統之核心網路以及嶄新的寬頻分碼多工存取(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)技術以提供使用者較高之無線傳輸速率以及較佳之行動通訊服務。一般而言，在通用行動電信系統中，行動通訊裝置(或稱為使用者裝置(User Equipment，UE))必須先進行連線建立程序，而後才能自服務網路取得行動通訊服務。
根據第三代合作夥伴計劃(3rd Generation Partnership Project，3GPP)組織所制訂關於通用行動電信系統的第7版(Release 7)規格標準，所使用的邏輯通道包括有專用通道(Dedicated CHannel，DCH)以及下行共享通道(Downlink Shared CHannel，DSCH)，使用者裝置可藉由廣播之系統資訊得知一基地台是否支援下行共享通道，若該基地台支援下行共享通道，則使用者裝置在進行連線建立程序時，會以下行共享通道為其預設使用下行通道。進 一步說明，在連線建立程序中，使用者裝置會透過傳送一無線資源控制(Radio Resource Control，RRC)之連線請求(RRC CONNECTION REQUEST)信息到該基地台所屬之服務網路，若該連線請求信息被接受時，如第1圖所示，使用者裝置會收到來自該服務網路之一無線資源控制之連線建立(RRC CONNECTION SETUP)信息，並根據無線資源控制之連線建立信息中所指示之組態參數去建立連線，需注意的是，無線資源控制之連線建立信息係傳送於下行共享通道，所以使用者裝置在傳送出無線資源控制之連線請求信息後，必須監聽下行共享通道以等待接收後續回應信息。成功建立連線之後，再傳送一無線資源控制之連線建立完成(RRC CONNECTION SETUP COMPLETE)信息到該服務網路，以完成連線建立程序。
另一方面，當網路資源壅塞時，使用者裝置會收到來自該服務網路之一無線資源控制之連線拒絕(RRC CONNECTION REJECT)信息，如第2圖所示。然而，根據通用行動電信系統的第7版規格標準，無線資源控制之連線拒絕信息中不會指示發生壅塞的是下行共享通道、專用通道、或兩者皆發生壅塞，如此一來，使用者裝置只能進行一限定次數之重傳，意即重傳無線資源控制之連線請求信息，直到接收到無線資源控制之連線建立信息或已達重傳上限。
由於考量到當發生壅塞的僅是下行共享通道時，通常 前向存取通道(Forward Access Channel，FACH)仍為可使用狀態，此時，若進行傳統的連線請求信息的重傳機制將造成不必要的資源浪費，因此，本發明提出一種改良的連線建立方法，能夠明確指示出網路資源壅塞的詳細通道狀況，以利連線建立。
本發明之一實施例提供了一種行動通訊裝置，包括一無線模組與一控制器模組。無線模組係用以執行與一服務網路之間之無線傳輸與接收。控制器模組係用以透過上述無線模組傳送一連線請求信息至上述服務網路，以及透過上述無線模組在一下行共享通道(Downlink Shared Channel，DSCH)從上述服務網路接收對應於上述連線請求信息之一連線拒絕信息。控制器模組進一步決定上述連線拒絕信息是否指示上述下行共享通道發生壅塞，若是，則透過上述無線模組重新傳送上述連線請求信息並於一前向存取通道(Forward Access Channel，FACH)等待接收來自上述服務網路之一後續回應信息。
本發明之另一實施例提供了一種連線建立方法，適用於無線連接至一服務網路之一行動通訊裝置。上述連線建立方法包括以下流程步驟：傳送一連線請求信息至上述服務網路；在一下行共享通道從上述服務網路接收對應於上述連線請求信息之一連線拒絕信息；決定上述連線拒絕信息是否指示上述下行共享通道發生壅塞；以及若是，則重新傳送上述連線請求信息並於一前向存取通道等待接收來自上述服務網路之一後續回應信息。
本發明之又一實施例提供了一種行動通訊系統，包括一服務網路與一行動通訊裝置。服務網路係用以接收一連線請求信息，在一下行共享通道傳送對應於上述連線請求信息之一連線拒絕信息，以及於接收到重傳之上述連線請求信息時，在一前向存取通道傳送一後續回應信息。行動通訊裝置係用以傳送上述連線請求信息，在上述下行共享通道接收上述連線拒絕信息，決定上述連線拒絕信息是否指示上述下行共享通道發生壅塞，若是，則重新傳送上述連線請求信息並於上述前向存取通道等待接收上述後續回應信息。
因此，本發明可使行動通訊裝置藉由連線拒絕信息更清楚網路資源的分配狀況，並相應地配合網路資源的狀況改變監聽之下行通道，讓行動通訊裝置與服務網路間的運作以及網路資源的配置更有彈性與效率。另外，本發明可避免不必要的連線請求信息的一再重傳，從而節省行動通訊裝置的消耗電力以及重傳所佔用的網路資源。
關於本發明其他附加的特徵與優點，此領域之熟習技術人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可根據本案實施方法中所揭露之傳輸方法做些許的更動與潤飾而得到。
本章節所敘述的是實施本發明之範例，以下範例係以所附圖式配合說明，且若未特別指出，則在不同圖式中所使用到的相同標號係用以指示相同或類似之元件。然而， 以下實施例僅為實施本發明之代表範例，並非代表實施本發明之所有方式，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。
第3圖係根據本發明一實施例所述之行動通訊系統。在行動通訊系統300中，行動通訊裝置310係透過空間介面無線地連接至服務網路320以相互進行無線傳輸或接收，且行動通訊裝置310與服務網路320皆係支援通用行動電信系統的第7版規格標準。行動通訊裝置310包括無線模組311，用以執行無線傳輸與接收之功能，無線模組311可進一步包括一基頻(baseband)單元(未繪示)與一射頻(radio frequency，RF)模組(未繪示)，基頻單元可包括多個硬體裝置以執行基頻信號處理，包括類比數位轉換(analog to digital conversion，ADC)/數位類比轉換(digital to analog conversion，DAC)、增益(gain)調整、調變與解調變、以及編碼/解碼等。射頻模組可接收射頻無線信號，並將射頻無線信號轉換為基頻信號以交由基頻模組進一步處理，或自基頻信號模組接收基頻信號，並將基頻信號轉換為射頻無線信號以進行傳送。射頻模組亦可包括多個硬體裝置以執行上述射頻轉換，舉例來說，射頻模組可包括一混頻器(mixer)以將基頻信號乘上行動通訊系統之射頻中之一震盪載波，其中該射頻可為寬頻分碼多工存取(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)系統所使用之900兆赫、1900兆赫、或2100兆赫，或視其它無線接取技術之標準而定。另外，行動通訊裝置310 還包括控制器模組312，用以控制無線模組311以及其它功能模組(例如：用以提供人機介面之顯示單元以及/或按鍵(keypad)、用以儲存應用程式與通訊協定之程式碼之儲存單元等)之運作狀態。
明確來說，控制器模組312係控制無線模組311以執行與服務網路320之間所進行之連線建立程序。首先，在行動通訊裝置310開機並完成初始化之後，控制器模組312會進入無線資源控制之閒置狀態(RRC Idle state)，並透過無線模組311傳送一無線資源控制之連線請求信息至服務網路320，然後指示無線模組311監聽下行共享通道，以接收來自服務網路320之後續回應信息。在此實施例中，由於下行共享通道發生壅塞，而無法載送資料量大的無線資源控制之連線建立信息，因此服務網路320無法接受該連線請求，進而準備一無線資源控制之連線拒絕信息並於其中指定拒絕原因為下行共享通道發生壅塞，再將該無線資源控制之連線拒絕信息傳送給行動通訊裝置310。需注意的是，不同於傳統的無線資源控制之連線拒絕信息，本發明之無線資源控制之連線拒絕信息在關於拒絕原因的欄位設定中新增了發生壅塞的通道選項，如下於表1所示： 在透過無線模組311接收到無線資源控制之連線拒絕信息時，控制器模組312發現該無線資源控制之連線拒絕信息中的拒絕原因指示了下行共享通道發生壅塞，因此，透過無線模組311重新傳送無線資源控制之連線請求信息後，指示無線模組311將監聽之下行通道切換為前向存取通道。服務網路320在接收到重傳之無線資源控制之連線請求信息時，準備一無線資源控制之連線建立信息並於其中包括了建立連線所需之組態資訊，再將該無線資源控制之連線建立信息傳送給行動通訊裝置310。稍後，控制器模組312在透過無線模組311接收到該無線資源控制之連線建立信息時，則根據該無線資源控制之連線建立信息中所包括之組態資訊指示無線模組311進行連線之建立。
需注意的是，在進行上述連線建立程序之前，控制器模組312可先透過無線模組311接收服務網路320所廣播的編號5的系統資訊區塊(System Information Block 5，SIB5)，之後於連線建立程序中再根據編號5的系統資訊區塊中所指示的組態資訊去進行上述關於下行共享通道之監聽作業。
在另一實施例中，專用通道與下行共享通道同時都發生壅塞，因此服務網路320無法接受該連線請求，進而準備一無線資源控制之連線拒絕信息並於其中指定拒絕原因為專用通道與下行共享通道皆壅塞(意即表1中的 「congestion-both」)，再將該無線資源控制之連線拒絕信息傳送給行動通訊裝置310。或者，服務網路320可在基於其它考量(例如：該基地台正處於檢修或安裝測試狀態)的情況下拒絕該連線請求，並於無線資源控制之連線拒絕信息中不指定明確之拒絕原因(意即表1中的「unspecified」)。控制器模組312在透過無線模組311接收到該無線資源控制之連線拒絕信息時，發現該無線資源控制之連線拒絕信息中的拒絕原因指示了專用通道與下行共享通道皆發生壅塞、或未指示明確之拒絕原因，所以透過無線模組311重新傳送無線資源控制之連線請求信息，而無線模組311則持續監聽下行共享通道。
另外，控制器模組312可持續計數無線資源控制之連線請求信息的重傳次數，並於每次重傳前先決定該計數值是否小於一預定上限，該預定上限係由服務網路320所廣播之系統資訊所決定。上述之重傳步驟只有在該計數值小於預定上限的情況下才能進行，反之，當該計數值大於或等於預定上限時，則控制器模組312指示無線模組311停止監聽下行共享通道，並保持在無線資源控制之閒置狀態(Idle state)。其中，上述預定上限的合理數值必須大於1，若預定上限小於或等於1，則不進行上述之重傳步驟。再者，上述無線資源控制之連線拒絕信息中包括一「等待時間(Wait time)」欄位，用以指示行動通訊裝置310在接收到無線資源控制之連線拒絕信息後必須等待一時間區間才能進行無線資源控制之連線請求信息的重傳作業，因 此，除了決定重傳之計數值是否小於預定上限、預定上限是否大於1之外，控制器模組312還可再決定「等待時間」欄位是否為0，只有在重傳之計數值小於預定上限、預定上限大於1、以及「等待時間」欄位不為0的情況下才進行上述之重傳步驟。
在又一實施例中，服務網路320決定將行動通訊裝置310重導向(redirect)至其它運作頻率或使用其它無線存取技術(Radio Access Technology，RAT)之服務網路，因而拒絕該連線請求，此時，服務網路320會在無線資源控制之連線拒絕信息中包括重導向資訊，再將該無線資源控制之連線拒絕信息傳送給行動通訊裝置310。控制器模組312在透過無線模組311接收到該無線資源控制之連線拒絕信息時，發現到該無線資源控制之連線拒絕信息包括了重導向資訊，所以會直接根據該重導向資訊重導向至其它運作頻率或其它無線存取技術之服務網路，而不執行關於拒絕原因的決定以及後續之通道組態及重傳步驟。上述重導向作業之具體步驟已超出了本發明的範疇，故在此不做贅述。
第4圖係根據本發明一實施例所述之連線建立方法之流程圖。在此實施例中，本發明之連線建立方法係適用無線連接至一服務網路之一行動通訊裝置。首先，由行動通訊裝置傳送一連線請求信息至服務網路(步驟S401)，稍後，在一下行共享通道從服務網路接收對應於該連線請求信息之一連線拒絕信息(步驟S402)，接著，行動通訊裝 置決定該連線拒絕信息是否指示下行共享通道發生壅塞(步驟S403)，若是，則重新傳送連線請求信息並於一前向存取通道等待接收來自服務網路之一後續回應信息(步驟S404)。其中，若所接收到後續回應信息為一連線建立信息時，則行動通訊裝置根據連線建立信息建立與上述服務網路之間之一連線；若所接收到後續回應信息仍為一連線拒絕信息時，則行動通訊裝置重複進行上述步驟S404，直到接收到連線建立信息、或達到一預定重傳上限為止。
第5A與5B圖係根據本發明另一實施例所述之連線建立方法之流程圖。在此實施例中，本發明之連線建立方法係適用無線連接至一服務網路之一行動通訊裝置，且該服務網路與服務網路皆係支援通用行動電信系統的第7版規格標準，以下說明以行動通訊裝置310與服務網路320為範例。在開始執行連線建立程序之前，行動通訊裝置310先完成開機以及初始化並進入無線資源控制之閒置啟動狀態1(RRC Idle starting state 1)以進行連線建立程序。在連線建立程序中，首先，行動通訊裝置310先接收主要系統資訊區塊(Primary System Information Blocks，Primary SIBs)(步驟S501)，其中包含了編號5的系統資訊區塊(SIB5)，接著，行動通訊裝置310傳送一無線資源控制之連線請求信息至服務網路320(步驟S502)，然後根據編號5的系統資訊區塊中所指示的組態資訊去監聽下行共享通道(步驟S503)，並進入無線資源控制之閒置等待狀態(RRC Idle waiting state)。
稍後，行動通訊裝置310在下行共享通道接收到來自服務網路320之一無線資源控制之連線拒絕信息(步驟S504)，行動通訊裝置310先決定該無線資源控制之連線拒絕信息中是否包括了重導向資訊(步驟S505)，若是，則根據該重導向資訊重導向至其它運作頻率或其它無線存取技術之服務網路(步驟S506)；若否，則進一步決定該無線資源控制之連線拒絕信息中的拒絕原因為何(步驟S507)，若拒絕原因為專用通道與下行共享通道皆發生壅塞、或未指定拒絕原因，則先決定無線資源控制之連線請求信息的重傳次數(圖中標示為V300)是否小於預定上限(圖中標示為N300)、預定上限是否大於1、以及無線資源控制之連線拒絕信息中的「等待時間」欄位不為0(步驟S508)，若是，則回到無線資源控制之閒置啟動狀態1，如上所述，在此狀態下，由於主要系統資訊區塊可能有所更新，所以行動通訊裝置310可重新接收主要系統資訊區塊(步驟S501)，然後在經過「等待時間」欄位所指示之一時間區間後重傳無線資源控制之連線請求信息(步驟S502)，並持續在下行共享通道等待接收來自服務網路320之後續回應信息(步驟S503)；回到步驟S508，若否，則結束連線建立程序(步驟S509)，並進入無線資源控制之閒置狀態(RRC Idle state)。
在步驟S507，若拒絕原因為下行共享通道發生壅塞，則行動通訊裝置310先決定無線資源控制之連線請求信息的重傳次數是否小於預定上限、預定上限是否大於1、以 及無線資源控制之連線拒絕信息中的「等待時間」欄位不為0(步驟S510)，若是，則進入無線資源控制之閒置啟動狀態2(RRC Idle starting state 2)，在此狀態下，由於主要系統資訊區塊可能有所更新，所以行動通訊裝置310可重新接收主要系統資訊區塊(步驟S511)，然後行動通訊裝置310會在經過「等待時間」欄位所指示之一時間區間後重傳無線資源控制之連線請求信息(步驟S512)，接著切換到前向存取通道進行監聽(步驟S513)，並進入無線資源控制之閒置等待狀態以等待接收來自服務網路320之後續回應信息；回到步驟S510，若否，則如上所述，結束連線建立程序(步驟S509)，並回到無線資源控制之閒置狀態。
本發明雖以各種實施例揭露如上，然而其僅為範例參考而非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾。因此上述實施例並非用以限定本發明之範圍，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。
300‧‧‧行動通訊系統
310‧‧‧行動通訊裝置
311‧‧‧無線模組
312‧‧‧控制器模組
320‧‧‧服務網路
第1圖係顯示網路端接受無線資源控制之連線請求之示意圖。
第2圖係顯示網路端拒絕無線資源控制之連線請求之示意圖。
第3圖係根據本發明一實施例所述之行動通訊系統。
第4圖係根據本發明一實施例所述之連線建立方法之 流程圖。
第5A與5B圖係根據本發明另一實施例所述之連線建立方法之流程圖。
300‧‧‧行動通訊系統
310‧‧‧行動通訊裝置
311‧‧‧無線模組
312‧‧‧控制器模組
320‧‧‧服務網路

Claims (18)

  1. 一種行動通訊裝置，包括：一無線模組，執行與一服務網路之間之無線傳輸與接收；以及一控制器模組，透過上述無線模組傳送一連線請求信息至上述服務網路，透過上述無線模組在一下行共享通道從上述服務網路接收對應於上述連線請求信息之一連線拒絕信息，決定上述連線拒絕信息是否指示上述下行共享通道發生壅塞，若是，則透過上述無線模組重新傳送上述連線請求信息並於一前向存取通道等待接收來自上述服務網路之一後續回應信息。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之行動通訊裝置，其中上述控制器模組更於透過上述無線模組重新傳送上述連線請求信息之前，決定上述連線請求信息之一累計重傳次數是否小於一預定上限，若是，則執行上述連線請求信息之重傳以及於上述前向存取通道等待接收之步驟，若否，則進入一閒置狀態。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之行動通訊裝置，其中上述控制器模組更於上述連線拒絕信息指示上述下行共享通道與上述前向存取通道皆發生壅塞、或未指示關於通道壅塞之資訊時，透過上述無線模組重新傳送上述連線請求信息並於上述下行共享通道等待接收來自上述服務網路之上述後續回應信息。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之行動通訊裝置，其中上述控制器模組更於透過上述無線模組重新傳送上述連線請求信息之前，決定上述連線請求信息之一累計重傳次數是否小於一預定上限，若是，則執行上述連線請求信息之重傳以及於上述下行共享通道等待接收之步驟，若否，則進入一閒置狀態。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之行動通訊裝置，其中上述控制器模組更透過上述無線模組接收來自上述服務網路之一系統廣播資訊，上述系統廣播資訊包括上述下行共享通道之一組態資訊，上述控制器模組更根據上述組態資訊指示上述無線模組進行在上述下行共享通道之上述接收作業。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之行動通訊裝置，其中上述控制器模組更於上述後續回應信息為一連線建立信息時，根據上述連線建立信息指示上述無線模組建立與上述服務網路之間之一連線。
  7. 一種連線建立方法，適用於包括一無線模組之一行動通訊裝置，包括：透過上述無線模組傳送一連線請求信息至一服務網路；透過上述無線模組在一下行共享通道從上述服務網路接收對應於上述連線請求信息之一連線拒絕信息；決定上述連線拒絕信息是否指示上述下行共享通道發生壅塞；以及若是，則透過上述無線模組重新傳送上述連線請求信息並於一前向存取通道等待接收來自上述服務網路之一後續回應信息。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之連線建立方法，更包括於重新傳送上述連線請求信息之前，決定上述連線請求信息之一累計重傳次數是否小於一預定上限，若是，則執行上述連線請求信息之重傳以及於上述前向存取通道等待接收之步驟，若否，則進入一閒置狀態。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之連線建立方法，更包括於上述連線拒絕信息指示上述下行共享通道與上述前向存取通道皆發生壅塞、或未指示關於通道壅塞之資訊時，透過上述無線模組重新傳送上述連線請求信息並於上述下行共享通道等待接收來自上述服務網路之上述後續回應信息。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之連線建立方法，更包括於重新傳送上述連線請求信息之前，決定上述連線請求信息之一累計重傳次數是否小於一預定上限，若是，則執行上述連線請求信息之重傳以及於上述下行共享通道等待接收之步驟，若否，則進入一閒置狀態。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之連線建立方法，更包括透過上述無線模組接收來自上述服務網路之一系統廣播資訊，上述系統廣播資訊包括上述下行共享通道之一組態資訊，以及根據上述組態資訊進行在上述下行共享通道之上述接收作業。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之連線建立方法，更包括於上述後續回應信息為一連線建立信息時，根據上述連線建立信息建立與上述服務網路之間之一連線。
  13. 一種行動通訊系統，包括：一服務網路，接收一連線請求信息，在一下行共享通道傳送對應於上述連線請求信息之一連線拒絕信息，以及於接收到重傳之上述連線請求信息時，在一前向存取通道傳送一後續回應信息；以及一行動通訊裝置，傳送上述連線請求信息，在上述下行共享通道接收上述連線拒絕信息，決定上述連線拒絕信息是否指示上述下行共享通道發生壅塞，若是，則重新傳送上述連線請求信息並於上述前向存取通道等待接收上述後續回應信息。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之行動通訊系統，其中上述行動通訊裝置更於重新傳送上述連線請求信息之前，決定上述連線請求信息之一累計重傳次數是否小於一預定上限，若是，則執行上述連線請求信息之重傳以及於上述前向存取通道等待接收之步驟，若否，則進入一閒置狀態。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之行動通訊系統，其中上述行動通訊裝置更於上述連線拒絕信息指示上述下行共享通道與上述前向存取通道皆發生壅塞、或未指示關於通道壅塞之資訊時，重新傳送上述連線請求信息並於上述下行共享通道等待接收上述後續回應信息。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之行動通訊系統，其中上述行動通訊裝置更於重新傳送上述連線請求信息之前，決定上述連線請求信息之一累計重傳次數是否小於一預定上限，若是，則執行上述連線請求信息之重傳以及於上述下行共享通道等待接收之步驟，若否，則進入一閒置狀態。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之行動通訊系統，其中上述行動通訊裝置更接收來自上述服務網路之一系統廣播資訊，上述系統廣播資訊包括上述下行共享通道之一組態資訊，上述行動通訊裝置更根據上述組態資訊進行在上述下行共享通道之上述接收作業。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之行動通訊系統，其中上述行動通訊裝置更於上述後續回應信息為一連線建立信息時，根據上述連線建立信息建立與上述服務網路之間之一連線。
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