TW201029366A - Method for control of contention-based wireless access - Google Patents

Description

201029366 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於 本發明係有關於無線通信系統。特別是， 通4系統中、競爭式無線存取的控制方法。 【先前技術】 第1圖係表示一個利用分時雙工（TDD)或分頻雙工 (FDD)的簡化無、線寬頻分碼多重存取⑴腫幻通信系

I8。巧個系統包括複數個節點BN、η、％、複數個無線敗 控制盗（RNC) 36、38、4G、複數個使用者設備（UE) 2〇、 22、24及-__路46。這她個_ b連接至這複數個 無線網路控制器⑽C) 36、3S、4G，其依序連接到這個核心 網路46。各個節點B26、32、34乃是與制連的使用者設傷 (UE) 2G、22、24進行通信。f料信號乃是在姻頻寬上、 在使用者設備⑽）及節點B間進行通信4共享頻寬中， 各個貧料信助是個-個娜#碼序舰行細。當接收 ΒτΓ個特& _胃料彳§ _可以細這個料序列的副本以進行 回復。 在-個分碼多重存取（CDMA)系統的架構中，信號乃是 利用其片碼序列（訊息碼）進行㈣、且個別通信通道乃是利 用不，訊息碼加以建立。由節點B至使用者設備（UE)的信 號=疋在下行傳輸通道上進行發送、而由制者減（UE) 至節點B的信酬是在上行傳触道上進行發送。 、在每一分碼多重存取（CDMA)系統中，一個隨機存取通 道（RACH)會用以進行部分上行傳輸通信。一個_存取通 201029366 道（RACH)能夠承載複數使用者設備（证）的資料封包。各 個封包可以利用時槽及訊息碼的一個組合騎區別。對於節點 B的偵測而言’這些封包均具有—個序列，藉以與其他封包進 行區別。這輯機存輯道（RACH)乃是一健爭式的上行 傳輸通道，其可以承載使用者設備（UE)的控制資訊，藉以 設定與節點B的啟始連結，舉例來說，進而在功率啟動後， 將使用者設備（UE)註冊到這個網路、或執行位置更新、或 啟始一個呼叫。各個傳輸乃是利用重覆的訊框進行發送，其= 別具有複數個時槽，諸如：十五個時槽，且每個訊框只有= 或兩個時槽是專屬賴财取觀（RACH)。#在這個隨機 存取通道（RACH)上傳輸-個封包時，這個傳輸程序可能會 持續複數個酿。不過，這些龍鮮—定要是連_，因為 在各個傳輸間必須要執行-個倒退（back—〇ff)程序，藉以控 制使用者稍（UE)存取這個隨機存取通道（从⑶）的速率。 一個使用者設備⑽）可以细N個訊息碼識別器中的 -個訊息碼識別器，在-個分時雙工（TDD)分碼多重存取 (CDMA)祕關子t 財文（midambie)的一個 本文’嘗試—爾麟取猶（Rach)舱、並選擇—個時 槽。偏若具有補本文（midamble)的相啊射無其他使用 者設備（UE)進行傳輸、且傳輸功率亦足夠時，則這個使用 者設備（UE)的隨機存取通道（RACH)傳輸將會持續。倘若 具有相同本文（midamble)的相同時槽中有另一個使用者設備 (UH)進行雜，贼兩彳目_者設備（UE)轉輸均會失 敗。這種傳輸誤差乃是稱為雜縣。通常，只要有兩個 201029366 多個使用者設備（UE)同時使用一個無線系統的相同通道進 仃傳輸時，-個碰撞便會發生。另一種傳輸誤差則是發生在傳 輸力率不足的時候。通常’需要功率乃是相同時槽的通道、干 擾、及其他實體隨機存取通道（PRACH)傳輸的函數。 /在部分通信系統中，諸如：一個第三代合作計晝（3Gpp) 系統’-個使用者設備⑽）要發現_個誤差、並決定重新 傳輸這個失朗包’通常會耗f-段相對餅_延遲，其可 能高達數秒鐘的水準。因此，這個隨機存取通道（RACH)的 ® 建議操作條件最好能夠進行偏壓，藉以能夠具有極少的碰撞誤 差及不足傳輸功率誤差。根據不同的操作模式，這個失敗封包 則會在資料連結層2 (L2)或資料連結層3 (L3)上重新傳輸。 這個無線存取網路並不會具有與隨機存取通道 訊息碼，或特別是傳輸通道，關連的先前資訊。傳輸區塊設定 (TBS)或叢發的侧程序乃是在這個接收器處進行，其並不 知道利用偵測訊息碼進行傳輸的使用者設備（UE)數目。在 ❹ 發生一個隨機存取通道（RACH)傳輸誤差的事件中，這個傳 輸誤差的原·無法酬。這個誤差的可能是訊息碼碰 撞、或不足傳輸功率。 一個動態持久參數（DP)乃是利用這個無線網路控制器 (RNC)設定以進行定義，藉以避免這個隨機存取通道 (RACH)的飽和。這個動態持久參數位準（DpL)乃是經由 這個節點B廣播至這些使用者設備（ue)、且這些使用者設備 (UE)乃是利用這個動態持久參數（DP)的一個函數，調整 其存取這些隨機存取通道（RACH)時槽的速率。一個隨機存 5 201029366 取通道（RACH)常數（CV)參數乃是在這個無線網路控制 器（RNC)處管理以進行定義、並提供這些使用者設備（u£) 使用以決定隨機存取通道（RACH)傳輸的功率。 在目前系統中’這些動態持久參數（DP)、隨機存取通道 (RACH)常數（CV)、及其他參數會進行設定及調整，藉以 避免碰撞及不足傳輸功率誤差，進而維持一個預定目標碰撞誤 差及目標不足傳輸功率誤差機率。這個動態持久參數（Dp) 係在這個節點B處產生，且這個隨機存取通道（RACH)常凄 (CV)係在這個無線網路控制器（j^c)處產生。 已知，控制這些參數的-㈣知方法乃是利用個別系統窗 框的-個時槽中、成功及失敗使用者設備（UE)傳輸的數目 =種習知綠収料齡㈣播至這线用者設傾 ，隨後並據糊整其上行傳輸。然而，想要 =數乃是__的事，因為這些參數奸分 =Β歧職鱗魄蝴@ (rnc 輪誤差__财得而知。 〜鋪 ㈣Γ鐘於此’本發日骑主要目的便是提供—種改良方法，葬 ς =爭式通道巾的參數，其中，雜誤 ^ 識別，且這醜差的發Mm" 進行識別及控制。衫疋在油_ Β _整參數以 【發明内容】 道，1法’紅細_賴爭式通信通 中’―個動態持久炎:（TDMA)系統’進行存取控制，其 久參數的位準⑽L)會廣播騎動端以控制 201029366 這個通道的存取速率，且其 功率。在-個、* 湖來控制傳輪 ^ 道上傳輪的一個通信信號的誤差類型會進 打分類，且這個通信通道的對應參數會根據這個 ς 整’藉以轉找差辦。 貞進仃調 【實施方式】 本發明將彻較佳實施例，配合所關式詳細說明如 圖中’相同符號係㈣表示相同元件。 ， 第2圖係絲本翻的控難序5G。這個控制程序5〇的 目的乃疋在-個隨機存取通道（刪）或一個實體隨 道（_)上、維持上行傳輪的滿意延遲及處理能力。這^ 目的的達成73是料g於通道訊息碼碰撞及不足傳輪功 傳輸誤差數目維持在—個可以接受的辦。這個程序％ 分別找出訊息碼雜及不足傳輸功率的原因。接著，決 誤差的原因及頻率，藉以調整—個合適的參數以必要的别 進而確保這個誤差鱗能鮮在—個預定範圍内。

這個程序50乃是開始於一個隨機存取通道⑽H 區塊設定（TBS)的接收（步驟52)。接著，這個節點β接收 器會糊本文侧及訊息碼查㈣方式，執行傳輸訊息碼的偵 =。接著，針對各個接收的隨機存取通道（RACH)傳輪區塊設 ^ (^bs)，執行一個循環冗餘檢查（CRC)(步驟54)。應該^ :的疋’雖穌發明雜佳實闕最好能夠朗—麵環冗餘 檢查（CRC) ’但是傳輸誤差的其補測方法亦可以應用。這個 循環冗餘檢查⑽）最好能舜在這個節點B處執行。禍若沒 有偵測到循環冗餘檢查（⑽縣’則這個接收的隨機存取 201029366 通道（RACH)傳輸區塊設定（TBS)會記錄為一個成功的存取 嘗試（步驟58>另-方面’倘若偵測到一個循環冗餘檢查 (CRC)誤差，則這個誤差的類型會在步驟％進行分類、並在 步驟58進行記錄。 第3圖係表示在步驟56期間執行的程序，其利用參考符 號70表示’藉以對發生誤差峨型進行分類步驟^ 乃是用來決定-個誤差傳輸區塊設定（TBS)的一個信號干擾 比CSIR>較佳者，這個信號干擾比（SIR)將會與一個動態 臨界值T進行比較，藉以識別這個傳輸誤差的原因，如下靖❿ 述。然而，應該注意的是’步驟56中亦可以利用接收信號訊 息碼功率（RSCP)、而不-定要_這個域干擾比（SIR)。 倘若這是第一次執行誤差分類的程序，則我們可以使用一 個預定數值T (步驟74)。針對後續的循環，這個數值τ可以 ，用先前分類誤差的信號干擾比（SIR)，每隔Ν個訊框更新一 次。廷個數值Ν亦可以調整，藉以補债這個實體隨機存取通道 (PRACH)的流量位準。這個數值τ會在步驟78進行識別、並 在步驟80與這個信號干擾比（SIR)進行比較。倘若這個信號〇 :擾比（SIR)大於這個數值τ，貝這個傳輸誤差的原因會被 分類為訊息碼碰撞（步驟82){>倘若這個信號干擾比（s⑻ 小於或等於這個數值T，則這個傳輸誤差的數值τ會被分類為 =足傳輸功率（步驟84)。大於數值Τ且對應於訊息碼碰撞誤 的信號干擾比（SIR)，為方便起見，可以表示為⑽。同 樣地’小於或等於數值了且對應於不足傳輸功率誤差的信號干 擾比（SIR) ’亦為方便起見，則可以表示為SIRnpvR。根據誤差 8 201029366 的類型，各個誤差的信號干擾比（SIR)便會在步驟86中進行 儲存。 如上述簡要綱，這個數值τ可以彻先前分類誤差的信 號干擾比（SIR)進行更新，包括：孤比及魔。另外， 視情況需要’步驟86儲存的先前計算數值了亦會在步驟88 進行傳輸，藉以在步驟76中更新數值τ ^ _是，在步驟76 中，數值Τ乃是根據下列等式進行更新：

Ο T mean ( SIRtxpwr) -f [ mean ( SIRotr) -mean ( SIRcoll) ] /[(σ COLL/ σ TOTR ) +1〕 ⑴ —其中’ σ狐及σ _分別表示SIR·及SIR·的標準誤差。 3臨界值τ對應於幻“及SIR_的儲存信號干擾比（s⑴ 平均的巾點，其分糊職異數進行加權。 請參考第2圖，在步驟56 _計算的信號干擾比（SIR) 誤差分類）會用在步驟58，藉岐賴機存取通道 徨於w機會數目’其巾’失敗的存取f試可能是導因於不足 ^功率及訊息碼碰撞。除了成功嘗試數目以外，這些統計資 4亦可以視需要連續收触個訊框，藉以得到下列資訊·· ，=生成功存㈣試的隨機存取_ (聽）存取機會數 數曰沒有彳貞剩循觀餘檢查（GRG) 的存取機會 敗存實體賴辆^道（PRAGH)訊息碼雜而發生失 驟的隨機存取通道⑽H)存取機會數目，亦即：步 驟56的SIRcolls發生數目。 因為不足傳輪功率而發生失敗存取f試的_存取通道 9 201029366 CRACH)存取機會數目，亦即.步驟56的SIRtotrs發支數目。 接著，步驟58中的資訊會在連續N個訊框組成的一個視 窗中進行編譯、並在步驟60中用來計算下列統計資料·· 在連續N個訊框中量測的，其乃是各個存取機會的 成功存取嘗試速率 在連續N個訊框中量測的Rcoll，其乃是導因於實體隨機存 取通道（PRACH)訊息碼碰撞的各個存取機會的失敗存取機會 速率

在連續N個訊框中量測的Rtxpwr，其乃是導因於不足傳輸政 率的各個存取機會的失敗存取機會速率接著，在步驟62中， 我們便可以視需要調整合適參數，藉以確保R及R職能觸 持在可以接受的位準内。第4圖乃是表示在步驟犯期間執行 將遵撞及功率誤絲持在可以接受辦_序，其·矢考箱 =〇〇表示。通常，這個程序100.會參考一個預定範圍以制 2 “及R麵、並視需要調整“及R_的控制參數，藉〇 維持一個可以接受的誤差速率，

特別是’在接收IW及R職時（步驟1〇2)，首先 二的步倘若小於—個預定最小數值“，: 的一個控制參數最好能夠減小一， 一，，二= 鱗圖，且 目前的地表餘錄轉（_N) 進行控制。 定系統資訊區塊（SIB)的内容 讓即點B產生特 生動騎久參數位 10 201029366 準（DPL)的系統資訊區塊（SIB) 7，藉以能夠在節點 制這個動騎久參触準⑽）及^ 位準⑽）乃是根據下式料進行更新：I持久參數 (2) a=min (urn (PL+&，plmin)，pL— 其中’ PL表示這個時久位準、^表示持久位準的變化、 而P—及PLhax則分別表示持久位準（pL)的最小及最大數值。 請再度參考第4圖’次-個步驟1]()是計算 若R麵小於-個預定數值R_，則R_的一個控制來= 好能狗減小-’藉以讓R讀增大（步驟112)。倘若r_大於 -個預定最大數值RT_，_目_參數躲好_增加一， 藉以讓“減小丄（步驟114)。偏若‘已經介於则及 Rtxpwoax之間，則這個參數便可以維持不變。 ❹ =車=圭控制參數為功率偏移，其可以讓使用者設備 及職動態持久參數位準⑽)均能夠在節 點B處進仃㈣。-個網際網路基地無魏發台（順）參數 會對應於IE個別時槽干擾”，其會在節點g、利用系統 貢訊區塊（SIB)進行廣播。, 造灯㈣$知，ΙΕ”個別時槽干擾，，的數 值應該對應於各個時槽的干擾域訊·㈣功率（iscp)，其乃 是在節點B處進行量測。假設隨機存取通道⑽⑻時槽僅專 屬於隨機存取通道（_)，則―個功钱移可錄據下列等 式相加： IBTS=ISCP + P〇wer Offset (3) 201029366 藉以利用這個功率偏移決定傳輸功率及對應R_的增 減。相加-個功率控制至表示IE的這個干擾信號訊息碼功率 (ISCP)的使用者設借⑽）傳輸功率控制可以讓行動端藉著 克服干擾辦（不同於_ B量測的干擾鱗）*增減其傳輸 功率。再者，這樣亦可崎著功率偏移輕而完成RT_調整。 經由系統資訊區塊（SIB) 14控制使用者設備㈣傳輸功率 的^要優岐，這她私動態持久錄轉（DpL)均可以 在節點B處執行。利用功率偏移的另一個優點是，使用者設備 ㈣傳輸功率的改變可以更快速地更新，因為這個轉乃1❹ 利用節點B控制，而非無線知路控制器（RNC)。因此，這個 快速地反應，藉以因應使用者設備（UE)傳輸功率的 這個功率偏移乃是根據下列等式進行更新： TXPWR-min (max (TWPWR+τχ™ > TXPFRmjn) , TWPWRm) (4)

- · ' 、一 ^ j 固功半 N個訊框提供一次。這個參數控制裎序1〇〇 屻平功率偏移則是每 哪个夕椚疋母隔 的執行周期N通常 12 201029366 會洛在25及100個訊框内。這個視窗大小的選 ，應於隨機存取通道⑽序:=及 f ΐϋίΐ要夠大，藉以讓隨機存取通道（RAQ〇統計資料 ：-：：：~ 用算^考第3圖，賴雛T的較似新方法乃是利 用等式（1)’但是數值τ亦可以利用其他方法進行更新。數值 Τ的其他更新方法包括下舰例。首先，這個臨界值Τ可以在 接收到無誤差的隨機存取通道⑽⑻叢發後進行更新。倘若 這個無誤差叢發的信號干擾比（SIR)或接收信號功率（Rsp) 小於臨界值T ’貞彳這個料值會減小！。倘若這個無誤差叢發 的信號干擾比（SIR)或接枚信號功率（RSp)大於臨界值丁， 參

則這個臨界值會增加2。這個臨界值独ι及減巾帛2可以固定、 或隨時間改變、或隨其他條件改變。舉例來說，這個臨界值可 以疋I測彳s號干挺比（SIR)及臨界值τ間差值的函數。 另外，在決定傳輸誤差的原因時，我們亦可以考量這個 隨機存取通道（RACH)的傳輸訊息碼數目。當接收訊息碼數目 增加％ ’成功彳貞測的需要信號雜訊比（8服）應該也會增加。 不同的臨界值可能會建立不同的時槽訊息碼數目。另外，校正 因子亦可以加入臨界值T，其乃是取決於時槽内的傳輸訊息碼 數目。 最後’在隨機存取通道（RACH)上、利用開放迴路功率 控制的系統中’在決定比較臨界值T時最好能夠考量功率控制 13 201029366 參數。舉例來說’考量通用地表無線存取(UTRA )分時雙工(TDD) 系統’其隨機存取通道（RACH)的功率控制等式係表示在等式 (3)。使用者設備（UE)傳輸功率的計算包括一個網際網路基 地無線收發台（IBTS)項目，其乃是基於最後一次取得系統資 訊區塊（SIB) 14時的量測干擾信號訊息碼功率（Iscp)。目 前時槽的干擾信號訊息碼功率（ISCP)量測極可能會不同於產 生IE”個別時槽干優’’的干擾信號訊息碼功率（ISCp)量測。 目前時槽干優信號訊息碼功率（ISCP)可以與產生IE，，個別 時槽干擾”的量測干擾信號訊息碼功率（ISCP)搭配使用。誤 差及無誤差隨機存取通道（RACH)叢發的信號干擾比（SiR) 量測亦可以利用兩干擾信號訊息碼功率（Iscp)量測間的差值 進行正規化。 雖然本發明已利用較佳實施例詳細說明如上，熟習此技 藝者當能夠在不違背本發明精神及範圍的前提下，進行每一調 整及變動。因此，本發明的保護範圍應不必限定在上述較佳實 施例’而是利用下列申請專利範圍加以界定。 【圖式簡單說明】 第1圖係一個示意圖’用以表示利用分時雙工（tdd) 或分頻雙工（FDD)的習知簡化無線寬頻分時多重在 (CDMa)通信系統。 第2圖係一個流程圖，用以表示根據本發明的較佳實施 例、—個競爭式無線存取系統的控制程序。 第3圖係一個流程圖，用以表示根據本發明的較佳實施 例、:個隨機存取通道（RACH)的誤差分類程序。 第4圖係一個流程圖，用以表示根據本發明的較佳實施 14 201029366 例、一個隨機存取通道（RACH)的參數控制程序。 【主要元件符號說明】 ❹

18 通信系統 26、32、34 節點B 36、38、40 無線網路控制器 20、22、24 使用者設備 46 核心網路 50 控制程序 52 接收隨機存取通道傳輸區塊設定 54 執行循環冗餘檢查 (CRC) ERRORS?(循環冗餘檢查）誤差？ 56 誤差分類 58 記錄成功存取嘗試（沒有循環冗餘檢查誤差的 次數）、記錄訊息碼碰撞誤差（SIRms的數目）、 記錄不足傳輸功率誤差（SIR™的數目） 60 計算R_ss、計算、計算Rotr 62 參數控制 70，100 參考符號 72 決定誤差傳輪區塊設定的信號干擾比 74 利用預定數值τ 76 利用先前分驗差的健干優隨值（SIRoll 及 SIRtxpwr)更新 T 78 識別欲與錢干擾比進行味的數值T 80 第一個循環？ / SIR>T 82 原因為通道訊息石馬碰撞 15 201029366

84 原因為不足傳輸功率 86 儲存數值SIRcoll及SIRtxpwr 88 修正T 102 接收 Rcoii 及 Rtxpto 104 計算Rcon Rcoll <C Rcoll_min 106 PL= — 1 Rcoll > Rcoll_min 109 PL-0 108 PL=1 110 計算Rtxpwr Rtxpwr < Rtxpwr_min 112 TXPWR=-1 Rtxpwr > Rtxpir_min 116 TXPWR=0 114 TXPWR=1

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Claims (1)

1. 201029366 七、申請專利範圍： 1· -種控制—競爭式通信通道之存取的方法，該方法包含·· 接吹-通信信號，其係傳輸於該競爭式通信通道上； 執行-誤絲酬試，以決定是否發生—傳輸誤差;’ 根據先前·號干概（SIR)決定辭均數來決定臨界 值， 利用-臨界測試並根據一誤差類型來將傳輪誤差分類，該 臨界測試包括將一 SIR與該臨界值進行比較； 、 © 決定每—縣麵的—發生率，其包料足傳輸功率誤 ，ίίΛ 及 w膝一誤差類型的一誤差發生率，其中一不足傳輸功率 误差發生耗以等功率偏移及—干擾功率位準之一總和的 一數值調整一傳輸功率參數而加以維持。 2. 如申請專利範圍第丨項所述的方法，其中該誤差細測試係為 一循環冗餘檢查。 3. 如中請專利範圍第丨項所述的方法，其中該臨界測試係將一信 響號干擾比與一動態臨界值進行比較。 4. 如申請專利範圍第3項所述的方法，其中該動態臨界值係利用 先前所分類之誤差的信號干擾比數值來進行更新。 5丄如申請專利範圍第丨項所述的方法，其中該臨界測試係將接收 仏號訊息碼功率與一動態臨界值進行比較。 6. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中決絲—誤差類型的 該發生率包括決定一碰撞誤差發生率。 7. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中該碰撞誤差發生率係 17 201029366 藉由調整該競爭式通信通道之至少—參數而加以維持 如申請翻棚第述的柯，其巾軒擾 應於個別時槽干擾的一數值。 ϋ势 9. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中—動態持久 係被調整以控制該碰撞誤差發生率。 10. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包含： 傳輸-功率控制信號以調整至少一無線傳輪/接 (WTRU)的功率。

   11. 一種節點Β，配置以控制一競爭式通信通道之存取，該節點Β 包含： ·、 -接收S ’配置以接收-通信信號’該通信信號係傳輸於 該競爭式通信通道上；以及 ' 一處理器，配置以： 執行一誤差偵測測試，以識別是否發生一傳輸誤差； 根據先前的信號干擾比（SIR)決定的平均數來決定 一臨界值；

   利用一臨界測試並根據誤差類型來將所識別的誤差 分類，該臨界測試包括將一 SIR與該臨界值進行比較； 決定每一誤差類型的一發生率，其包括不足傳輸功 率誤差；以及 維持每一誤差類型的一誤差發生率，其中一不足傳 輸功率誤差發生率係以等同於一功率偏移及一干擾功率位 準之一總和的一數值調整一傳輸功率參數而加以維持。 12.如申請專利範圍第11項所述的節點B，更包含·· 18 201029366 一傳輸器，配置以#输二功率控制信號來調 整至少一無、線 傳輸/接收單元的功率 13.如申請專利範圍第〗1頊戶斤述的蟥點B，其中該誤差偵測測試 係為一循環冗餘檢查。 如申請專利範圍苐π頊戶斤述的節點B ’其中該臨界測試係將 一信號干擾比與一動態臨界值進行比較。 15,如申請專利範圍第丨4頊所述的節點B，其中該臨界測試係將 接收信號訊息竭功率與該動態臨界值進行比較。 如申請專利範圍第u頊所述的節點B，其中該處理器更配置 以決定一碰撞誤差發生率。 口·如申請專利範圍第16項所述的節點B，其中該獲揸誤差發生 率係藉由調整該競爭式通信通道之至少一參數而加以維持。 .如申§青專利範圍第η項所述的卽點b，其中該干擾功率位準 係對應於個別時槽干制-數值。 如申請專利範圍第17項所述的節點Β，其中一動態持久位準 蠹/數係_整以控制該碰撞誤差發生率。 19