TWI436655B

TWI436655B - 處理行動裝置之性能資訊的方法

Info

Publication number: TWI436655B
Application number: TW100123827A
Authority: TW
Inventors: Chih Hsiang Wu
Original assignee: Htc Corp
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2014-05-01
Also published as: US20120008557A1; TW201204075A; KR101317733B1; US8649326B2; CN102316441A; KR20120004351A; EP2405679B1; CN102316441B; EP2405679A1; JP2012039601A; JP5459871B2

Description

處理行動裝置之性能資訊的方法

本發明關於一種用於一無線通訊系統之方法及其通訊裝置，尤指一種用來處理一無線通訊系統中一行動裝置之性能資訊的方法及其通訊裝置。

第三代合作夥伴計畫(the 3rd Generation Partnership Project，3GPP)所制定之長期演進(Long Term Evolution，LTE)系統，其支援第三代合作夥伴計畫所制定之第三代合作夥伴計畫第八版本(3GPP Rel-8)標準及第三代合作夥伴計畫第九版本(3GPP Rel-9)標準，被視為提供高資料傳輸率、低潛伏時間、封包最佳化以及改善系統容量和涵蓋範圍的一種新無線介面及無線網路架構。於長期演進系統中，演進式通用陸地全球無線存取網路(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)包含複數個演進式基地台(evolved Node-B，eNB)，其一方面用以與用戶端(user equipment，用戶端)進行通訊，另一方面用以與處理非存取層(Non Access Stratum，NAS)控制的核心網路進行通訊，而核心網路包含伺服閘道器(serving gateway)及行動管理單元(Mobility Management Entity，MME)等裝置。

在用戶端開始與演進式基地台交換無線訊號之前，演進式基地台必須知道用戶端之性能資訊，用戶端之性能資訊會指示用戶端之最佳性能，使演進式基地台可設定用於交換無線訊號之系統參數。因此，當用戶端與演進式基地台間之通訊被建立時，或用戶端從一演進式基地台被交遞至另一演進式基地台時，用戶端必須傳送性能資訊至演進式基地台。於演進式基地台接收用戶端之該性能資訊後，演進式基地台才可根據用戶端之性能設定系統參數。

舉例來說，性能較佳之用戶端可接收高資料速率之服務，相反地，性能較差之用戶端僅能接收低資料速率之服務。演進式基地台可根據從用戶端接收之性能資訊，提供高資料速率之服務以滿足性能較佳之用戶端之需求，而提供低資料速率之服務於性能較差之用戶端，使其能順利接收服務。換句話說，藉由使用戶端之用性能資訊，除非用戶端通知基地台其有接收低資料速率之服務之需求，長期演進系統會避免性能較佳之用戶端接收低資料速率之服務。另一方面，長期演進系統會避免性能較差之用戶端接收其無法處理之高資料速率之服務。

詳細來說，於長期演進系統中，性能資訊係包含於用戶端-演進式通用陸地全球無線存取-性能資訊元件(UE-EUTRA-IE)中，其包含有rf-Parameters、measParameters、ue-Category等欄位。更詳細來說，ue-Category欄位包含有五個用戶端種類(UE categories)，每一用戶端種類定義一組參數，例如軟性通道位元之所有數量、於下鏈路(downlink，DL)空間多工(spatial multiplexing)所支援之最大階層數量、是否支援64正交振幅調變(quadrature amplitude modulation，QAM)等參數。

先進長期演進(LTE-advanced，LTE-A)系統為長期演進系統之進階版本，其包含有快速轉換功率狀態、提升細胞邊緣效能、頻寬延展、協調多點傳送/接收(coordinated multipoint transmission/reception，CoMP)以及多輸入多輸出(multi-input multi-output，MIMO)等技術。為了使先進長期演進系統中之用戶端及演進式基地台能相互通訊，用戶端及演進式基地台必須能支援為了先進長期演進系統所制定的標準，如第三代合作夥伴計畫第十版本(3GPP Rel-10)標準或較新版本的標準。

先進長期演進系統使用載波集成(carrier aggregation，CA)以達到頻寬延展的目的，載波集成聚合兩個或多個分量載波(component carriers)以達成更高頻寬的資料傳輸，因此，先進長期演進系統可藉由聚合5個頻寬為20MHz的分量載波以支援高達100MHz的頻寬，其中每個分量載波皆向後相容於3GPP Rel-8所規範之單一載波。先進長期演進系統同時支援連續及非連續的分量載波。因此，可藉由聚合非連續分量載波以增加頻寬彈性。

於一先進長期演進系統中，藉由使用協調多點傳送/接收，地理位置相異的演進式基地台可協調不同用戶端訊號的傳送及接收。當用戶端靠近一演進式基地台涵蓋範圍的邊緣時，用戶端可接收由鄰近演進式基地台所發射的訊號，而用戶端傳送的訊號亦可由鄰近演進式基地台所接收。因此，對於下鏈路而言，鄰近個演進式基地台可藉由相互協調，降低與用戶端無關的訊號干擾(如使用排程或波束成形)，以加強用戶端對於訊號的接收。此外，鄰近演進式基地台亦可藉由傳送相同的資料至用戶端，以加強用戶端對於訊號的接收。另一方面，對於上鏈路(uplink，UL)而言，鄰近演進式基地台可結合所接收之用戶端訊號以改善訊號品質。因此，當用戶端靠近一演進式基地台的涵蓋範圍的邊緣時，會因為使用協調多點傳送/接收，而維持或甚至改善資料速率及輸出率等鏈路效能。

上鏈路多輸入多輸出(uplink MIMO，UL MIMO)技術藉由於演進式基地台及用戶端間交換平行資料串流，以增加資料速率、頻譜效率及系統容量。一般而言，為了實現上鏈路多輸入多輸出技術，用戶端需配置多個發射天線，而演進式基地台需配置多個接收天線。然而，即使演進式基地台可配置多個接收天線，由於用戶端有限的體積，於第三代合作夥伴計畫開發長期演進系統時，大部分的用戶端僅能配置單一發射天線，上鏈路多輸入多輸出技術的因而無法於長期演進系統中被實現。然而，隨著半導體工業的技術演進，用戶端極可能可於不久的將來配置兩個或四個發射天線，因此，先進長期演進系統將上鏈路多輸入多輸出納入，以增加資料速率、頻譜效率及系統容量。

由於使用於先進長期演進系統之用戶端需具有改善的最佳性能，額外性能資訊將被包含於用戶端-演進式通用陸地全球無線存取-性能資訊元件中。舉例來說，ue-Category欄位增加了3個用戶端種類。因此，當用戶端支援第三代合作夥伴計畫第十版本標準時，用戶端可被設定如載波集成、協調多點傳送/接收及上鏈路多輸入多輸出等先進技術，並需傳送對應於先進技術之性能資訊至支援第三代合作夥伴計畫第十版本標準之演進式基地台，使演進式基地台可設定對應的系統參數。在此情形下，用戶端及演進式基地台可使用先進技術來相互溝通，演進式基地台亦可提供高資料速率之服務於用戶端。

另一方面，支援第三代合作夥伴計畫第十版本標準之用戶端有可能處於支援第三代合作夥伴計畫所制定之第三代合作夥伴計畫第八版本標準或第三代合作夥伴計畫第九版本標準的傳統演進式基地台(legacy eNB)的涵蓋範圍內。當用戶端傳送對應於先進技術的性能資訊至傳統演進式基地台時，傳統演進式基地台無法辨識對應於先進技術的性能資訊。在此情形下，由於傳統演進式基地台不了解用戶端之性能，傳統演進式基地台可能會基於保守的原則，視該用戶端為一性能最差之用戶端。接著，傳統演進式基地台會設定僅能維持基本通訊需求的系統參數，即最低資料速率的傳輸。換句話說，傳統演進式基地台及用戶端會使用最差性能來相互溝通，其低於傳統演進式基地台及用戶端所能支援之性能。不僅用戶端會遭受效能損失，系統的輸出也會因此降低。因此，當用戶端支援先進技術，卻處於傳統演進式基地台的涵蓋範圍時，如何使用最佳性能來與傳統演進式基地台溝通係一待解決之議題。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種方法及其通訊裝置，用於處理行動裝置之性能資訊，以解決上述問題。

本發明揭露一種處理一無線通訊系統中一行動裝置之性能資訊(capability information)的方法，用於該行動裝置，該方法包含有設定一第一裝置性能(device capability)，其可由該無線通訊系統之一網路端之一傳統基地台(legacy base station)所辨識；以及傳送該第一裝置性能及一第二裝置性能至該網路端，以傳達該性能資訊至該網路端，該第二裝置性能可由該網路端之一先進基地台(advanced base station)所辨識。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一無線通訊系統10之示意圖。無線通訊系統10較佳地可為一先進長期演進系統(LTE-Advance，LTE-A)或其他支援載波集成(carrier aggregation，CA)、協調多點傳送/接收(coordinated multipoint transmission/reception，CoMP)以及上鏈路多輸入多輸出(uplink multi-input multi-output，UL MIMO)等技術之行動通訊系統，其簡略地係由一網路端及複數個用戶端(user equipments，UEs)所組成。在第1圖中，網路端及用戶端係用來說明無線通訊系統10之架構。於先進長期演進系統中，網路端可為一演進式通用陸地全球無線存取網路(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)，其可包含複數個演進式基地台(evolved Node-Bs，eNBs)及複數個中繼站(relays)。用戶端可為行動電話、筆記型電腦、平板電腦、電子書及可攜式電腦系統等裝置。此外，根據傳輸方向，網路端及用戶端可分別視為傳送端或接收端。舉例來說，對於一上鏈路，用戶端為傳送端而網路端為接收端；對於一下鏈路(downlink，DL)，網路端為傳送端而用戶端為接收端。

請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一通訊裝置20之示意圖。通訊裝置20可為第1圖中之用戶端或網路端，包含一處理裝置200、一儲存單元210以及一通訊介面單元220。處理裝置200可為一微處理器或一特定應用積體電路(application-specific integrated circuit，ASIC)。儲存單元210可為任一資料儲存裝置，用來儲存一程式碼214，處理裝置200透過儲存單元210讀取及執行程式碼214。舉例來說，儲存單元210可為用戶識別模組(subscriber identity module，SIM)、唯讀式記憶體(read-only memory，ROM)、隨機存取記憶體(random-access memory，RAM)、光碟唯讀記憶體(CD-ROM/DVD-ROM)、磁帶(magnetic tape)、硬碟(hard disk)及光學資料儲存裝置(optical data storage device)等，而不限於此。控制通訊介面單元220可為一無線收發器，其根據處理裝置200的處理結果，用來傳送及接收資訊。

請參考第3圖，第3圖為本發明實施例用於先進長期演進系統之通訊協定層之示意圖。部份協定層的行為可定義於程式碼214中，及透過處理裝置200來執行。協定層從上到下分別為無線資源控制(radio resource control，RRC)層300、封包資料匯聚協定(packet data convergence protocol，PDCP)層310、無線鏈路控制(radio link control，RLC)層320、媒體存取控制(medium access control，MAC)層330及實體(physical，PHY)層340。無線資源控制層300係用於執行廣播、呼叫、無線資源控制連結管理、量測回報及控制與用於產生及釋放無線承載(radio bearer)之無線承載控制。封包資料匯聚協定層310係用來處理傳輸之標頭壓縮、加密及完整性保護(integrity protection)，並於交遞(handover)發生時維持封包之傳遞順序。無線鏈路控制層320係用於分割(segmentation)/串接(concatenation)封包，並於封包遺失時維持維持封包之傳遞順序。媒體存取控制層330係用於混合自動重傳請求(hybrid automatic repeat request，HARQ)程序、複合邏輯通道、隨機存取通道(random access channel，RACH)程序及維持上鏈路時序校準。實體層340係用於提供及配置實體通道，例如實體上鏈路共享通道(physical UL shared channel，PUSCH)、實體下鏈路共享通道(physical DL shared channel，PDSCH)、實體上鏈路控制通道(physical UL control channel，PUCCH)、及實體下鏈路控制通道(physical DL control channel，PDCCH)等通道。

請參考第4圖，第4圖為本發明實施例一流程40之流程圖。流程40用於第1圖中無線通訊系統10之一用戶端中，用來處理用戶端之性能資訊。流程40可被編譯成程式碼214，其包含以下步驟：

步驟400：開始。

步驟402：設定一第一裝置性能(device capability)，其可由該無線通訊系統之一網路端之一傳統演進式基地台(legacy eNB)所辨識。

步驟404：傳送該第一裝置性能及一第二裝置性能至該網路端，以傳達該性能資訊至該網路端，該第二裝置性能可由該網路端之一先進演進式基地台(advanced eNB)所辨識。

步驟406：結束。

在用戶端開始與網路端交換無線訊號之前，演進式基地台必須知道用戶端之性能資訊，用戶端之性能資訊會指示用戶端之最佳性能，使演進式基地台可設定用於交換無線訊號之系統參數。根據流程40，用戶端會設定第一裝置性能，其可由無線通訊系統之網路端之傳統演進式基地台所辨識。接著，用戶端傳送第一裝置性能及第二裝置性能至網路端，以傳達性能資訊至網路端，其中第二裝置性能可由網路端之先進演進式基地台所辨識。因此，不論用戶端之性能資訊係由傳統演進式基地台或先進演進式基地台所接收，傳統演進式基地台及先進演進式基地台皆能於接收性能資訊後，根據包含於性能資訊中第一裝置性能及第二裝置性能，設定系統參數。

相較之下，於先前技術中，用戶端傳送傳統演進式基地台所無法辨識之性能資訊至傳統演進式基地台，傳統演進式基地台可能會基於保守的原則，視該用戶端為一性能最差之用戶端。因此，傳統演進式基地台及用戶端會使用最差性能來相互溝通，其低於傳統演進式基地台及用戶端所能支援之性能。不僅用戶端會遭受效能損失，系統的輸出也會因此降低。

需注意的是，第一裝置性能係由傳統演進式基地台所使用，以在用戶端處於傳統演進式基地台之涵蓋範圍內時，用戶端仍可接收用戶端及傳統演進式基地台所支援之高資料速率之服務，第一裝置性能所包含之內容則未有所限。舉例來說，用戶端可設定第一裝置性能為傳統演進式基地台所能支援之用戶端之最佳性能，使用戶端可從傳統演進式基地台接收高資料速率服務。或者，用戶端可根據一選擇，設定第一裝置性能為傳統演進式基地台所支援之低於最佳性能之一性能。該選擇可為用戶端之使用者所輸入，或預先定義於用戶端中。另一方面，由於先進演進式基地台通常支援用戶端之最佳性能，用戶端可較佳地設定第二裝置性能為用戶端之最佳性能。因此，可於第一裝置性能及第二裝置性能之間建立一對應關係，以簡化設定第一裝置性能所需之流程。詳細來說，可將每一第二裝置性能係與一第一裝置性能配對。當用戶端設定第二裝置性能時，可根據第二裝置性能及第一裝置性能的對應關係，決定第一裝置性能。

以先進長期演進系統為例，傳統演進式基地台僅支援第三代合作夥伴計畫第九版本(3GPP Rel-9)標準或較舊版本之標準，而先進演進式基地台支援第三代合作夥伴計畫第十版本(3GPP Rel-10)標準或較新版本之標準。定義於第三代合作夥伴計畫第十版本(3GPP Rel-10)標準或較新版本之標準中用戶端-演進式通用陸地全球無線存取-性能資訊元件(UE-EUTRA-IE)包含有ue-Category欄位，其包含有八個用戶端種類，每一種類皆定義一組參數。在此情形下，由於第六種類(category 6)至第八種類(category 8)係定義於第三代合作夥伴計畫第九版本之後的標準中，傳統演進式基地台僅能辨識第一種類(category 1)至第五種類(category 5)，而第六種類至第八種類僅能為先進演進式基地台所辨識。於先前技術中，支援第三代合作夥伴計畫第十版本標準或較新版本之標準之用戶端，僅會傳送第六種類至第八種類中一種類至演進式基地台，不論其為傳統演進式基地台或先進演進式基地台。因此，當用戶端處於傳統演進式基地台之涵蓋範圍內時，傳統演進式基地台無法辨識用戶端之性能，而可能會基於保守的原則，視該用戶端為一性能最差之用戶端。

為進一步說明，請參考表50，其繪示於第5圖中。為便於說明ue-Category欄位，表50僅列舉各種類所定義之部分參數。根據本發明，除了傳送第六種類至第八種類中一種類之外，用戶端會額外傳送第一種類至第五種類中一種類。因此，當用戶端設定第二裝置性能為第六種類或第七種類時，用戶端會設定第一裝置性能為第四種類。其原因為第二裝置性能為第六種類或第七種類之用戶端不支援64正交振幅調變(quadrature amplitude modulation，QAM)，以及於下鏈路空間多工(spatial multiplexing)所支援之最大階層數量可能為2，低於第五種類所要求的4。另一方面，用戶端可使用低於傳統演進式基地台及用戶端所能支援之性能來與傳統演進式基地台相互溝通。在此情形下，當用戶端設定第二裝置性能為第六種類或第七種類時，用戶端會設定第一裝置性能為第一種類、第二種類、第三種類或第四種類。此外，當用戶端設定第二裝置性能為該第八種類時，用戶端會設定第一裝置性能為第五種類。因此，不論用戶端處於傳統演進式基地台或先進演進式基地台的涵蓋範圍內，根據用戶端之最佳性能，用戶端可接收由傳統演進式基地台或先進演進式基地台所提供之高資料速率服務。

前述之所有流程之步驟(包含建議步驟)可透過裝置實現，裝置可為硬體、韌體(為硬體裝置與電腦指令與資料的結合，且電腦指令與資料屬於硬體裝置上的唯讀軟體)或電子系統。硬體可為類比微電腦電路、數位微電腦電路、混合式微電腦電路、微電腦晶片或矽晶片。電子系統可為系統單晶片(system on chip，SOC)、系統級封裝(system in package，SiP)、嵌入式電腦(computer on module，COM)及通訊裝置20。

綜上所述，根據本發明，當用戶端支援第三代合作夥伴計畫第十版本標準或更新版本的標準時，用戶端會傳送可分別由傳統演進式基地台及先進演進式基地台所識別之兩種裝置性能至網路端。因此，不論用戶端處於傳統演進式基地台或先進演進式基地台的覆蓋範圍內，用戶端可根據其最佳性能，從網路端接收高資料速率之服務。

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

20．．．通訊裝置

200．．．處理裝置

210．．．儲存單元

214．．．程式碼

220．．．通訊介面單元

300．．．無線資源控制層

310．．．封包資料匯聚協定層

320‧‧‧無線鏈路控制層

330‧‧‧媒體存取控制層

340‧‧‧實體層

40‧‧‧流程

400、402、404、406‧‧‧步驟

50‧‧‧表

第1圖為本發明實施例一無線通訊系統之示意圖。

第2圖為本發明實施例一通訊裝置之示意圖。

第3圖為本發明實施例用於一無線通訊系統之通訊協定層之示意圖。

第4圖為本發明實施例一流程之示意圖。

第5圖為第三代合作夥伴計畫標準所定義ue-Category欄位之參數表。

40‧‧‧流程

400、402、404、406‧‧‧步驟

Claims

一種處理一無線通訊系統中一行動裝置之性能資訊(capability information)的方法，用於該行動裝置，該方法包含有：由該行動裝置設定一第一裝置性能(device capability)，其可由該無線通訊系統之一網路端之一傳統基地台(legacy base station)所辨識，該傳統基地台支援第三代合作夥伴計畫(the 3rd Generation Partnership Project，3GPP)，其中該行動裝置根據其一最佳性能來設定該第一裝置性能；以及從該行動裝置傳送該第一裝置性能及一第二裝置性能至該網路端，以傳達該性能資訊至該網路端，該第二裝置性能可由該網路端之一先進基地台(advanced base station)所辨識，該先進基地台支援先進長期演進(Long Term Evolution-advanced，LTE-A)。
如請求項1所述之方法，其中該第二裝置性能係該行動裝置之該最佳性能。
如請求項1所述之方法，其中設定該第一裝置性能，其可由該無線通訊系統之該網路端之該傳統基地台所辨識之步驟包含有：根據該行動裝置之一選擇，設定該第一裝置性能，其可由該無線通訊系統之該網路端之該傳統基地台所辨識。
如請求項3所述之方法，其中該選擇係由該行動裝置之一使用者所輸入，或預先定義於該行動裝置中。
如請求項1所述之方法，其中該第一裝置性能係相關於該第二裝置性能。
如請求項1所述之方法，其中該傳統基地台支援一第三代合作夥伴計畫(the 3rd Generation Partnership Project，3GPP)標準，其版本係相同於第三代合作夥伴計畫第九版本(3GPP Rel-9)或早於第三代合作夥伴計畫第九版本；該先進基地台支援該第三代合作夥伴計畫標準，其版本係相同於第三代合作夥伴計畫第十版本(3GPP Rel-10)或晚於第三代合作夥伴計畫第十版本。
如請求項6所述之方法，其中該第一裝置性能係ue-Category欄位中第一種類(category 1)至第五種類(category 5)中一種類，以及該第二裝置性能係該ue-Category欄位中第六種類(category 6)至第八種類(category 8)中一種類，該ue-Category欄位係定義於該第三代合作夥伴計畫標準中。
如請求項7所述之方法，另包含有：若該行動裝置設定該第二裝置性能為該第六種類(category 6)或該第七種類(category 7)，則設定該第一裝置性能為該第四種類(category 4)。
如請求項7所述之方法，另包含有：若該行動裝置設定該第二裝置性能為該第六種類(category 6)或該第七種類(category 7)，則設定該第一裝置性能為該第一種類(category 1)、該第二種類(category 2)、該第三種類(category 3)或該第四種類(category 4)。
如請求項7所述之方法，另包含有：若該行動裝置設定該第二裝置性能為該第八種類(category 8)，則設定該第一裝置性能為該第五種類(category 5)。