用于移动通信系统的无线装置及其随机存取方法与流程

本发明是关于用于移动通信系统的无线装置及其随机存取方法。更详细地说，本发明的无线装置自基站接收载有一随机存取成功率的一广播消息，并根据该随机存取成功率，将移动通信系统的多个前置码划分为具有严格偏序关系的N个前置码子集合，故当向基站要求随机存取时，可基于前置码碰撞发生，逐步地自较小的前置码子集合至较大的前置码子集合中选择一前置码进行随机存取。
背景技术：
：随着无线通信技术的快速发展，使用者对于使用者装置(例如：智慧型手机、平板电脑等)的通信需求亦日益渐增。为满足使用者的需求，新世代的移动通信系统因而不断地被提出，例如：长期演进技术(LongTermEvolution；LTE)通信系统、全球互通微波存取(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess；WiMAX)通信系统等。在该多个移动通信系统中，当使用者装置于开机时、连线中断时或与基站同步失败时皆可能会启动一随机存取程序，以获得后续与基站进行数据传输的无线电资源。在随机存取程序中，使用者装置会在基站所广播的特定通道上传送随机存取要求消息。使用者装置是自通信系统所定义的多个前置码中随机地选择其中之一，以基于所选择的前置码产生随机存取要求消息。然而，近年来，除了一般常见的使用者装置外，越来越多种具有移动通信系统的通信功能的无线装置逐渐地被制造出，例如：物联网(InternetofThings；IoT)装置、符合机器类型通信(MachineTypeCommunication；MTC)规范的无线装置等。因此，在大量的无线装置(即使用者装置、IoT装置、MTC装置及各种具有移动通信系统的通信功能的无线装置)在同一时间启动随机存取程序时，因为该多个无线装置皆是自相同集合的多个前置码中随机地选择一前置码，故将容易造成多个无线装置同时选择到相同前置码，进而使得彼此传送的随机存取要求消息产生前置码碰撞。在前置码碰撞几率随着无线装置的数量不断增加的情况下，随机存取程序中一旦发生前置码碰撞，无线装置是会重新随机地选择前置码，并传送随机存取要求消息。该多个重新随机地选择前置码并传送随机存取要求消息的动作将使得成功完成随机存取程序的时间有所延长，甚至在失败次数达到系统上限后，无线装置即停止随机存取程序。如此一来，不但造成无线装置无法与基站进行数据传输外，更造成基站的无线电资源产生闲置的现象。再者，各种无线装置对于数据传输的需求亦不相同，使用者装置通常需要较即时的数据传输，而部分IoT装置及MTC装置则无需即时的数据传输。因此，严重的前置码碰撞将造成使用者装置无法即时取得数据传输的资源，而带给使用者使用上不良的观感。再者，各种无线装置对于数据传输的需求亦不相同，使用者装置通常需要较即时的数据传输，而部分IoT装置及MTC装置则无需即时的数据传输。因此，严重的前置码碰撞将造成使用者装置无法即时取得数据传输的资源，而带给使用者使用上不良的观感。有鉴于此，如何提供一种随机存取机制，在无线装置的数量不断增加的情况下，提高无线装置执行随机存取程序的成功机会，特别是针对有即时数据传输需求的使用者装置，进而避免基站的无线资源产生闲置的现象，乃为业界亟待解决的问题。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种用于移动通信系统的随机存取机制。本发明的随机存取机制借由基站传送载有一随机存取成功率的一广播消息，而使得无线装置基于随机存取成功率将移动通信系统所定义的多个前置码划分为多个前置码子集合，并使得该多个前置码子集合彼此间具有严格偏序关系。如此一来，无线装置在执行随机存取程序中，因应前置码碰撞发生，渐进地由较小的前置码子集合至较大的前置码子集合中，随机地选择随机存取程序所使用的前置码。为达上述目的，本发明揭露一种用于一移动通信系统的无线装置。该移动通信系统定义多个前置码。该无线装置包含一收发器、一储存器以及一处理器。该储存器用以储存该多个前置码。该处理器，电性连接至该收发器及该储存器，并用以通过该收发器自一基站接收载有一随机存取成功率的一广播消息，并根据该随机存取成功率，将该多个前置码划分为N个前置码子集合。各该N个前置码子集合具有该多个前置码的一部分。一第i个前置码子集合包含一第i-1个前置码子集合。i为一正整数且为2至N。该N个前置码子集合的一联集由该多个前置码组成。该处理器更执行下列步骤：(p1)自一第j个前置码子集合中随机地选择一前置码，j的一初始值为1；(p2)根据所选择的该前置码，产生一随机存取要求消息；(p3)通过该收发器传送该随机存取要求消息至该基站；(p4)当于一预设时间内未通过该收发器自该基站接收一随机存取回应消息后，判断j是否等于N，以及当j不等于N时，将j设定成j+1；以及(p5)于步骤(p4)后，重复执行上述步骤(p1)至步骤(p4)，直到自该基站接收到该随机存取回应消息，或传送该随机存取要求消息的一次数达到一临界值。此外，本发明更揭露一种用于一无线装置的随机存取方法。该无线装置用于一移动通信系统。该移动通信系统定义多个前置码。该无线装置包含一收发器、一储存器及一处理器。该储存器储存该多个前置码。该随机存取方法由该处理器执行并包含下列步骤：(a)通过该收发器自一基站接收载有一随机存取成功率的一广播消息；(b)根据该随机存取成功率，将该多个前置码划分为N个前置码子集合，各该N个前置码子集合具有该多个前置码的一部分，一第i个前置码子集合包含一第i-1个前置码子集合，i为一正整数且为2至N，该N个前置码子集合的一联集由该多个前置码组成；(p1)自一第j个前置码子集合中随机地选择一前置码，j的一初始值为1；(p2)根据所选择的该前置码，产生一随机存取要求消息；(p3)通过该收发器传送该随机存取要求消息至该基站；(p4)当于一预设时间内未通过该收发器自该基站接收一随机存取回应消息后，判断j是否等于N，以及当j不等于N时，将j设定成j+1；以及(p5)于步骤(p4)后，重复执行上述步骤(p1)至步骤(p4)，直到自该基站接收到该随机存取回应消息，或传送该随机存取要求消息的一次数达到一临界值。在参阅图式及随后描述的实施方式后，此
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具有通常知识者便可了解本发明的其他目的，以及本发明的技术手段及实施态样。【附图说明】图1是本发明的一移动通信系统MCS下的一使用者装置W1及一智慧型电表W2与一基站1间的一信号传递示意图；图2是本发明的无线装置2的示意图；以及图3A-3B是本发明的随机存取方法的流程图。【符号说明】MCS：移动通信系统1：基站2：无线装置21：收发器23：处理器25：储存器W1：使用者装置W2：智慧型电表102：广播消息104、106：随机存取要求消息S301-S305：步骤S401-S417：步骤【具体实施方式】以下将通过实施方式来解释本发明之内容。本发明是关于一种用于移动通信系统的无线装置及其随机存取方法。须说明者，本发明的实施例并非用以限制本发明须在如实施例所述的任何特定的环境、应用或特殊方式方能实施。因此，有关实施例的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以限制本发明，且本案所请求的范围，以申请专利范围为准。除此之外，于以下实施例及图式中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示，且以下图式中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。本发明的第一实施例请参考图1及图2。图1是描绘于一移动通信系统MCS下的基站3与多个无线装置(即使用者装置W1及智慧型电表W2)间的一信号传递示意图。使用者装置W1可为一智慧型手机、一平板电脑或任一移动通信装置。智慧型电表W2是具有移动通信系统MCS的通信功能的无线装置，其通常固定安装于建筑物上，用以回报用电信息。须说明者，本发明的无线装置仅需具有移动通信系统MCS的通信功能即可，不限于上述的使用者装置W1及智慧型电表W2。移动通信系统MCS可为任何一基于前置码(preamble)进行随机存取程序的移动通信系统，例如：长期演进技术(LongTermEvolution；LTE)通信系统、全球互通微波存取(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess；WiMAX)通信系统。移动通信系统MCS定义多个前置码。举例而言，以LTE通信系统为例，其是定义64个前置码，以及前置码可基于Zadoff-Chu序列产生。由于各移动通信系统的前置码数量及其产生方式为所属
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的通常知识，故在此不再加以赘述。图2是为本发明的无线装置2的示意图。无线装置2是具有移动通信系统MCS的通信功能的一无线装置，例如：使用者装置W1及智慧型电表W2其中之一。如先前所述，移动通信系统MCS定义多个前置码。无线装置2包含一收发器21、一处理器23及一储存器25。储存器25储存该多个前置码。无线装置2于时开机时或运作时会自基站1接收载有一随机存取成功率的一广播消息102。须说明者，基站1可定期地或因应随机存取成功率更新而传送广播消息102。以LTE通信系统为例，广播消息102可为(但不限于此)传送于一实体下行共享通道(PhysicalDownlinkSharedChannel；PDSCH)的一系统信息区块(SystemInformationblock；SIB)消息，故无线装置1可自实体下行共享通道撷取出广播消息102。详言之，处理器23通过该收发器自基站1接收广播消息102。随后，处理器23根据随机存取成功率，将该多个前置码划分为N个前置码子集合。各N个前置码子集合具有该多个前置码的一部分。第i个前置码子集合包含第i-1个前置码子集合，其中i为一正整数且为2至N。N个前置码子集合的一联集由该多个前置码组成。随后，当决定好N个前置码子集合后，当无线装置欲启动一随机存取程序时，处理器23会执行一随机存取初始程序。于随机存取初始程序中，处理器23自一第j个前置码子集合中随机地选择一前置码，其中j的一初始值为1。接着，处理器13根据所选择之前置码，产生一随机存取要求消息(例如：图1中的随机存取要求消息104或随机存取要求消息106)，并通过收发器21传送该随机存取要求消息至基站1。随后，当于一预设时间内未通过收发器21自基站1接收一随机存取回应消息后，处理器23判断j是否等于N，以及当j不等于N时，将j设定成j+1。之后，处理器23重复执行上述步骤(即自第j个前置码子集合中随机地选择一前置码；根据所选择之前置码，产生一随机存取要求消息；通过收发器21传送该随机存取要求消息至基站1；以及当于预设时间内未通过收发器21自基站1接收一随机存取回应消息后，处理器23判断j是否等于N，以及当j不等于N时，将j设定成j+1)，直到自基站1接收到随机存取回应消息，或传送随机存取要求消息的一次数达到一临界值。另一方面，当于预设时间内通过收发器21自基站1接收一随机存取回应消息后，处理器23即执行随机存取程序之后续阶段操作。须说明者，于本发明中，随机存取初始程序是指随机存取初始程序中传送载有前置码的随机存取要求消息的阶段。然而，由于随机存取程序之后续阶段操作，例如：因应自基站接收随机存取回应消息而传送无线资源控制(RadioResourceControl；RRC)连线要求消息至基站以及自基站接收竞争解决(ContentionResolution)消息等，已为所属
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中具有通常知识者所熟知，故在此不再加以赘述。此外，本发明的随机存取成功率可为基站统计其传送随机存取回应消息至无线装置后，能成功地接收到RRC连线要求消息并传送竞争解决消息至无线装置的几率。再者，本发明的随机存取成功率亦可为随机存取初始程序成功率(即前置码无碰撞的几率)，其是由基站自各无线装置接收其回报每次随机存取初始程序中经由传送几次随机存取要求消息才成功地自基站接收随机存取回应消息，并基于各无线装置的回报而计算。本发明的第二实施例请继续参考图1及图2。于本实施例中，储存器更储存一优先权值，其对应一起始前置码数。处理器23是根据起始前置码数及随机存取成功率，将该多个前置码划分为N个前置码子集合，其中第1个前置码子集合之前置码数量等于起始前置码数。优先权值是移动通信系统MCS指派给各无线装置且可代表无线装置的服务等级，例如：高优先权值或低优先权值。高优先权值是对应至一高优先权起始前置码数，以及低优先权值是对应至一低优先权起始前置码数。换言之，当无线装置的优先权值为高优先权时，其起始前置码数是等于高优先权起始前置码数，以及当无线装置的优先权值为低优先权时，其起始前置码数是等于低优先权起始前置码数。通常，需要频繁的通信服务的无线装置(例如：使用者装置W1)是属于高优先权无线装置(即具有高优先权值的无线装置)，而仅需定期的通信服务的无线装置(例如：智慧型电表W2)则属于低优先权无线装置(即具有低优先权值的无线装置)。再者，无线装置的优先权值通常可根据用户所申请的服务等级或服务费率决定。无线装置可自其所安装的一用户识别模块(SubscriberIdentityModule；SIM)卡中读取或借由其他软件、固件写入方式而获取并储存其优先权值。无线装置借由判断优先权值为高优先权值或低优先权值，以确认本身属于高优先权无线装置或低优先权无线装置。须说明者，优先权值与起始前置码数间的对应关系可通过设计优先权值或借由一映射表(但不限于此)，以让无线装置得知优先权值所对应的起始前置码数。因此，无线装置亦可自基站所广播的系统消息中获取优先权值与起始前置码数间的对应关系的相关信息，或者自其所安装的SIM卡中读取或借由其他软件、固件写入方式而获取优先权值与起始前置码数间的对应关系的相关信息。由于所属
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中具有通常知识者可基于前述范例了解对应关系的各种表示方式，故在此不再加以赘述。于本实施例中，处理器23是将起始前置码数乘上随机存取成功率，以得到下一前置码子集合之前置码增加数，如下列公式1所示：INCN＝ININ×SR(公式1)其中，INCN为下一前置码子集合之前置码增加数，ININ为起始前置码数，以及SR为随机存取成功率。举例而言，当无线装置2为使用者装置W1时，处理器23判断优先权值为高优先权值且所对应的起始前置码数(即高优先权起始前置码数)为30，以及自基站1所得到的随机存取成功率为80％。此时，处理器23可得到第1个前置码子集合C1，其包含序号为0-29的前置码。接着，处理器23将起始前置码数乘上随机存取成功率(即80％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为24(即使用公式1)。随后，处理器23得到第2个前置码子集合C2，其包含序号为0-53的前置码，以及第3个前置码子集合C3，其包含序号为0-63的前置码。须说明者，当前一前置码子集合之前置码数加上下一前置码子集合之前置码增加数超过64时，最后一个前置码子集合是为包含序号为0-63的前置码的前置码子集合，以及当起始前置码数乘上随机存取成功率不为整数时，处理器23是将数值四舍五入(但不限于此)以获得下一前置码子集合之前置码增加数。据此，处理器23将64个前置码划分为3个前置码子集合(即N＝3)，如表一所示。表一前置码子集合前置码序号C10-29C20-53C30-63当使用者装置W1启动随机存取程序时，使用者装置W1自前置码子集合C1中随机选择一前置码，并根据所选择之前置码，产生随机存取要求消息104。随后，使用者装置W1传送随机存取要求消息104至基站1。当随机存取要求消息104中的前置码与其他无线装置所传送的随机存取要求消息中的前置码产生碰撞时，基站1因而无法解出随机存取要求消息104中的前置码，故不会传送随机存取回应消息至使用者装置W1。随后，当于预设时间内未自基站1接收随机存取回应消息后，使用者装置W1判断j是否等于N。由于j的初始值为1，故使用者装置W1会将j设定为j+1。接着，使用者装置W1自前置码子集合C2中随机地选择新的前置码，并根据所选择之前置码，再次产生及传送随机存取要求消息104至基站1。若再发生前置码碰撞，则使用者装置W1再次判断j是否等于N。由于j的目前值为2，故使用者装置W1会将j设定为j+1。接着，使用者装置W1自前置码子集合C3中随机地选择新的前置码，并根据所选择之前置码，再次产生及传送随机存取要求消息104至基站1。之后，若再发生前置码碰撞，由于j的目前值为3且等于N，故使用者装置W1会保持j等于3，并不会将j设定为j+1。随后，使用者装置W1重复上述操作，直到自基站1接收到随机存取回应消息，或传送随机存取回应消息104的次数达到临界值。若于预设时间内，使用者装置W1自基站1接收到随机存取回应消息(即未发生前置码碰撞)，则使用者装置W1因应随机存取回应消息，继续进行随机存取程序中的后续操作。再举例而言，当无线装置2为智慧型电表W2时，处理器23判断优先权值为一低优先权值且所对应的起始前置码数(即低优先权起始前置码数)为20，以及自基站1所得到的随机存取成功率为80％。此时，处理器23可得到第1个前置码子集合B1，其包含序号为0-19的前置码。接着，处理器23将起始前置码数乘上随机存取成功率(即80％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为16(即使用公式1)。随后，处理器得到第2个前置码子集合B2，其包含序号为0-35的前置码，第3个前置码子集合B3，其包含序号为0-51的前置码，以及第4个前置码子集合B4，其包含序号为0-63的前置码。据此，处理器23将64个前置码划分为4个前置码子集合(即N＝4)，如表二所示。表二前置码子集合前置码序号B10-19B20-35B30-51B40-63当智慧型电表W2启动随机存取程序时是自前置码子集合B1中随机选择一前置码，并根据所选择之前置码，产生随机存取要求消息106。随后，智慧型电表W2传送随机存取要求消息106至基站1。当随机存取要求消息106中的前置码与其他无线装置所传送的随机存取要求消息中的前置码产生碰撞时，基站1因而无法解出随机存取要求消息106中的前置码，故不会传送随机存取回应消息至智慧型电表W2。随后，当于预设时间内未自基站1接收随机存取回应消息后，智慧型电表W2判断j是否等于N。由于j的初始值为1，故智慧型电表W2会将j设定为j+1。接着，使用者装置W1自前置码子集合B2中随机地选择新的前置码，并根据所选择之前置码，再次产生及传送随机存取要求消息106至基站1。若再发生前置码碰撞，则智慧型电表W2再次判断j是否等于N。由于j的目前值为2，故智慧型电表W2会将j设定为j+1。接着，智慧型电表W2自前置码子集合B3中随机地选择新的前置码，并根据所选择之前置码，再次产生及传送随机存取要求消息106至基站1。之后，若再发生前置码碰撞，则智慧型电表W2再次判断j是否等于N。由于j的目前值为3，故智慧型电表W2会将j设定为j+1。接着，智慧型电表W2自前置码子集合B4中随机地选择新的前置码，并根据所选择之前置码，再次产生及传送随机存取要求消息106至基站1。随后，若再发生前置码碰撞，则智慧型电表W2再次判断j是否等于N。由于j的目前值为4且等于N，故智慧型电表W2会保持j等于4，并不会将j设定为j+1。随后，智慧型电表W2重复上述操作，直到自基站1接收到随机存取回应消息，或传送随机存取回应消息104的次数达到临界值。若于预设时间内，智慧型电表W2自基站1接收到随机存取回应消息(即未发生前置码碰撞)，则智慧型电表W2因应随机存取回应消息，继续进行随机存取程序中的后续操作。由上述说明可知，在本发明的随机存取机制下，由于具有不同优先权值的无线装置于执行随机存取程序时是自不同前置码子集合中随机选择前置码，故可降低具高优先权值的无线装置与具低优先权值的无线装置同时选择到相同前置码而产生前置码碰撞的机会，而提高具高优先权值的无线装置要求随机存取成功的机会。因此，本发明的随机存取机制在考量随机存取成功率的情况下，使无线装置将多个前置码划分为多个前置码子集合并采用一码域后移(code-domainbackoff)机制，来降低前置码碰撞的机会。须说明者，除了上述操作外，本发明的随机存取机制亦可加入其他前置码碰撞机制，例如：时域后移(time-domainbackoff)机制。换言之，当于预设时间内未自基站接收随机存取回应消息后，无线装置会随机地产生一等待时间，并于等待时间后，才自下一个前置码子集合随机选择新的前置码，并根据所选择之前置码，再次产生及传送随机存取要求消息。本发明的第三实施例请继续参考图1及图2。不同于第二实施例，于本实施例中，处理器23是根据下列公式2得到下一前置码子集合之前置码增加数：INCN＝PREN×SR(公式2)其中，INCN为下一前置码子集合之前置码增加数，PREN为前一前置码子集合之前置码数，以及SR为随机存取成功率。举例而言，当无线装置2为使用者装置W1时，处理器23判断优先权值为一高优先权值且所对应的起始前置码数(即高优先权起始前置码数)为30，以及自基站1所得到的随机存取成功率为80％。此时，处理器23可得到第1个前置码子集合C1，其包含序号为0-29的前置码。接着，处理器23将前置码子集合C1的前置码数量(即前一前置码子集合之前置码数＝30)乘上随机存取成功率(即80％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为24(即使用公式2)。随后，处理器得到第2个前置码子集合C2，其包含序号为0-53的前置码。接着，处理器23将前置码子集合C2的前置码数量(即前一前置码子集合之前置码数＝54)乘上随机存取成功率(即80％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为43(即使用公式2)。接着，处理器得到第3个前置码子集合C3，其包含序号为0-63的前置码。须说明者，当前一前置码子集合之前置码数加上下一前置码子集合之前置码增加数超过64时，最后一个前置码子集合是为包含序号为0-63的前置码的前置码子集合，以及当前一前置码子集合之前置码数乘上随机存取成功率不为整数时，处理器23是将数值四舍五入(但不限于此)以获得下一前置码子集合之前置码增加数。据此，处理器23将64个前置码划分为3个前置码子集合(即N＝3)，如表三所示。表三前置码子集合前置码序号C10-29C20-53C30-63再举例而言，当无线装置2为智慧型电表W2时，处理器23判断优先权值为一低优先权值且所对应的起始前置码数(即低优先权起始前置码数)为20，以及自基站1所得到的随机存取成功率为80％。此时，处理器23可得到第1个前置码子集合B1，其包含序号为0-19的前置码。接着，处理器23将前置码子集合B1的前置码数量(即前一前置码子集合之前置码数＝20)乘上随机存取成功率(即80％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为16(即使用公式2)。随后，处理器得到第2个前置码子集合B2，其包含序号为0-35的前置码。接着，处理器23将前置码子集合B2的前置码数量(即前一前置码子集合之前置码数＝36)乘上随机存取成功率(即80％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为29(即使用公式2)。随后，处理器23得到第3个前置码子集合B3，其包含序号为0-63的前置码。据此，处理器23将64个前置码划分为3个前置码子集合(即N＝3)，如表四所示。表四前置码子集合前置码序号B10-19B20-35B30-63由上述说明可知，相较于第二实施例，本实施例可使得下一个前置码子集合之前置码增加数快速增加。由于所属
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中具有通常知识者可基于第二实施例了解如何基于本实施例所划分之前置码子集合而执行随机存取初始程序，故在此不再加以赘述。本发明的第四实施例请继续参考图1及图2。不同于第二实施例，于本实施例中，处理器23是根据下列公式3得到下一前置码子集合之前置码增加数：INCN＝ININ×(1+SR)(公式3)其中，INCN为下一前置码子集合之前置码增加数，ININ为起始前置码数，以及SR为随机存取成功率。举例而言，当无线装置2为使用者装置W1时，处理器23判断优先权值为一高优先权值且所对应的起始前置码数(即高优先权起始前置码数)为30，以及自基站1所得到的随机存取成功率为80％。此时，处理器23可得到第1个前置码子集合C1，其包含序号为0-29的前置码。接着，处理器23将起始前置码数(即30)乘上「1+随机存取成功率(即1+80％)」，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为36(即使用公式3)。随后，处理器得到第2个前置码子集合C2，其包含序号为0-63的前置码。须说明者，当前一前置码子集合之前置码数加上下一前置码子集合之前置码增加数超过64时，最后一个前置码子集合是为包含序号为0-63的前置码的前置码子集合，以及当起始前置码数乘上「1+随机存取成功率」不为整数时，处理器23是将数值四舍五入(但不限于此)以获得下一前置码子集合之前置码增加数。据此，处理器23将64个前置码划分为2个前置码子集合(即N＝2)，如表五所示。表五前置码子集合前置码序号C10-29C20-63再举例而言，当无线装置2为智慧型电表W2时，处理器23判断优先权值为一低优先权值且所对应的起始前置码数(即低优先权起始前置码数)为20，以及自基站1所得到的随机存取成功率为80％。此时，处理器23可得到第1个前置码子集合B1，其包含序号为0-19的前置码。接着，处理器23将起始前置码数(即20)乘上「1+随机存取成功率(即1+80％)」，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为36(即使用公式3)。随后，处理器得到第2个前置码子集合B2，其包含序号为0-55的前置码，以及第3个前置码子集合B3，其包含序号为0-63的前置码。据此，处理器23将64个前置码划分为3个前置码子集合(即N＝3)，如表六所示。表六前置码子集合前置码序号B10-19B20-55B30-63由上述说明可知，相较于第二实施例，本实施例可使得下一个前置码子集合之前置码增加数快速增加。由于所属
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中具有通常知识者可基于第二实施例了解如何基于本实施例所划分之前置码子集合而执行随机存取初始程序，故在此不再加以赘述。本发明的第五实施例请继续参考图1及图2。不同于第二实施例，于本实施例中，处理器23是根据下列公式2得到下一前置码子集合之前置码增加数：INCN＝PREN×(1+SR)(公式4)其中，INCN为下一前置码子集合之前置码增加数，PREN为前一前置码子集合之前置码数，以及SR为随机存取成功率。举例而言，当无线装置2为使用者装置W1时，处理器23判断优先权值为一高优先权值且所对应的起始前置码数(即高优先权起始前置码数)为30，以及自基站1所得到的随机存取成功率为80％。此时，处理器23可得到第1个前置码子集合C1，其包含序号为0-29的前置码。接着，处理器23将前置码子集合C1的前置码数量(即前一前置码子集合之前置码数＝30)乘上「1+随机存取成功率(即1+80％)」，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为36(即使用公式4)。随后，处理器得到第2个前置码子集合C2，其包含序号为0-63的前置码。须说明者，当前一前置码子集合之前置码数加上下一前置码子集合之前置码增加数超过64时，最后一个前置码子集合是为包含序号为0-63的前置码的前置码子集合，以及当前一前置码子集合之前置码数乘上「1+随机存取成功率」不为整数时，处理器23是将数值四舍五入(但不限于此)以获得下一前置码子集合之前置码增加数。据此，处理器23将64个前置码划分为2个前置码子集合(即N＝2)，如表七所示。表七前置码子集合前置码序号C10-29C20-63再举例而言，当无线装置2为智慧型电表W2时，处理器23判断优先权值为一低优先权值且所对应的起始前置码数(即低优先权起始前置码数)为20，以及自基站1所得到的随机存取成功率为80％。此时，处理器23可得到第1个前置码子集合B1，其包含序号为0-19的前置码。接着，处理器23将前置码子集合B1的前置码数量(即前一前置码子集合之前置码数＝20)乘上「1+随机存取成功率(即1+80％)」，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为36(即使用公式4)。随后，处理器得到第2个前置码子集合B2，其包含序号为0-55的前置码。随后，处理器23将前置码子集合B2的前置码数量(即前一前置码子集合之前置码数＝56)乘上「1+随机存取成功率(即1+80％)」，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为100(即使用公式4)。接着，处理器得到第3个前置码子集合B3，其包含序号为0-63的前置码。据此，处理器23将64个前置码划分为3个前置码子集合(即N＝3)，如表八所示。表八前置码子集合前置码序号B10-19B20-55B30-63由上述说明可知，相较于第二实施例，本实施例可使得下一个前置码子集合之前置码增加数快速增加。由于所属
技术领域：
中具有通常知识者可基于第二实施例了解如何基于本实施例所划分之前置码子集合而执行随机存取初始程序，故在此不再加以赘述。本发明的第六实施例请继续参考图1及图2。不同于第二实施例，于本实施例中，当无线装置2的优先权值为高优先权值时，处理器23是根据下列公式5得到下一前置码子集合之前置码增加数：INCN＝ININ×max(SR，FR)(公式5)其中，INCN为下一前置码子集合之前置码增加数，ININ为起始前置码数，SR为随机存取成功率以及FR为随机存取失败率(即1-SR，SR+FR＝1)。此外，当无线装置2的优先权值为低优先权值时，处理器23是根据下列公式6得到下一前置码子集合之前置码增加数：INCN＝ININ×min(SR，FR)(公式6)其中，INCN为下一前置码子集合之前置码增加数，ININ为起始前置码数，SR为随机存取成功率以及FR为随机存取失败率(即1-SR，SR+FR＝1)。举例而言，当无线装置2为使用者装置W1时，处理器23判断优先权值为一高优先权值且所对应的起始前置码数(即高优先权起始前置码数)为30，以及自基站1所得到的随机存取成功率为80％(相对而言，随机存取失败率为20％)。此时，处理器23可得到第1个前置码子集合C1，其包含序号为0-29的前置码。接着，处理器23将起始前置码数(即30)乘上随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最大者(即80％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为24(即使用公式5)。随后，处理器得到第2个前置码子集合C2，其包含序号为0-36的前置码，以及第3个前置码子集合C3，其包含序号为0-63的前置码。须说明者，当前一前置码子集合之前置码数加上下一前置码子集合之前置码增加数超过64时，最后一个前置码子集合是为包含序号为0-63的前置码的前置码子集合，以及当起始前置码数乘上随机存取成功几率与随机存取失败几率两者间的最大者不为整数时，处理器23是将数值四舍五入(但不限于此)以获得下一前置码子集合之前置码增加数。据此，处理器23将64个前置码划分为3个前置码子集合(即N＝3)，如表九所示。表九前置码子集合前置码序号C10-29C20-53C30-63再举例而言，当无线装置2为智慧型电表W2时，处理器23判断优先权值为一低优先权值且所对应的起始前置码数(即低优先权起始前置码数)为20，以及自基站1所得到的随机存取成功率为80％(相对而言，随机存取失败率为20％)。此时，处理器23可得到第1个前置码子集合B1，其包含序号为0-19的前置码。接着，处理器23将起始前置码数(即20)乘上随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最小者(即20％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为4(即使用公式6)。类似地，当起始前置码数乘上随机存取成功几率与随机存取失败几率两者间的最小者不为整数时，处理器23是将数值四舍五入(但不限于此)以获得下一前置码子集合之前置码增加数。随后，处理器得到第2个前置码子集合B2，其包含序号为0-23的前置码，第3个前置码子集合B3，其包含序号为0-27的前置码，第4个前置码子集合B4，其包含序号为0-31的前置码，第5个前置码子集合B5，其包含序号为0-35的前置码，第6个前置码子集合B6，其包含序号为0-39的前置码，第7个前置码子集合B7，其包含序号为0-43的前置码，第8个前置码子集合B8，其包含序号为0-47的前置码，第9个前置码子集合B9，其包含序号为0-51的前置码，第10个前置码子集合B10，其包含序号为0-55的前置码，第11个前置码子集合B11，其包含序号为0-59的前置码，以及第12个前置码子集合B12，其包含序号为0-63的前置码据此，处理器23将64个前置码划分为12个前置码子集合(即N＝12)，如表十所示。表十由上述说明可知，相较于第二实施例，本实施例可确保具有高优先权值的无线装置的下一个前置码子集合之前置码增加数大于具有低优先权值的无线装置的下一个前置码子集合之前置码增加数。由于所属
技术领域：
中具有通常知识者可基于第二实施例了解如何基于本实施例所划分之前置码子集合而执行随机存取初始程序，故在此不再加以赘述。本发明的第七实施例请继续参考图1及图2。不同于第二实施例，于本实施例中，当无线装置2的优先权值为高优先权值时，处理器23是根据下列公式7得到下一前置码子集合之前置码增加数：INCN＝PREN×max(SR，FR)(公式7)其中，INCN为下一前置码子集合之前置码增加数，PREN为前一前置码子集合之前置码数，SR为随机存取成功率以及FR为随机存取失败率(即1-SR，SR+FR＝1)。此外，当无线装置2的优先权值为低优先权值时，处理器23是根据下列公式8得到下一前置码子集合之前置码增加数：INCN＝PREN×min(SR，FR)(公式8)其中，INCN为下一前置码子集合之前置码增加数，PREN为前一前置码子集合之前置码数，SR为随机存取成功率以及FR为随机存取失败率(即1-SR，SR+FR＝1)。举例而言，当无线装置2为使用者装置W1时，处理器23判断优先权值为一高优先权值且所对应的起始前置码数(即高优先权起始前置码数)为30，以及自基站1所得到的随机存取成功率为80％(相对而言，随机存取失败率为20％)。此时，处理器23可得到第1个前置码子集合C1，其包含序号为0-29的前置码。接着，处理器23将前置码子集合C1的前置码数量(即前一前置码子集合之前置码数＝30)乘上随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最大者(即80％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为24(即使用公式7)。随后，处理器23得到第2个前置码子集合C2，其包含序号为0-53的前置码。接着，处理器23将前置码子集合C2的前置码数量(即前一前置码子集合之前置码数＝54)乘上随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最大者(即80％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为43(即使用公式7)。随后，处理器23得到第3个前置码子集合C3，其包含序号为0-63的前置码。须说明者，当前一前置码子集合之前置码数加上下一前置码子集合之前置码增加数超过64时，最后一个前置码子集合是为包含序号为0-63的前置码的前置码子集合，以及当前一前置码子集合之前置码数乘上随机存取成功几率与随机存取失败几率两者间的最大者不为整数时，处理器23是将数值四舍五入(但不限于此)以获得下一前置码子集合之前置码增加数。据此，处理器23将64个前置码划分为3个前置码子集合(即N＝3)，如表十一所示。表十一前置码子集合前置码序号C10-29C20-53C30-63再举例而言，当无线装置2为智慧型电表W2时，处理器23判断优先权值为一低优先权值且所对应的起始前置码数(即低优先权起始前置码数)为20，以及自基站1所得到的随机存取成功率为80％(相对而言，随机存取失败率为20％)。此时，处理器23可得到第1个前置码子集合B1，其包含序号为0-19的前置码。接着，处理器23将前置码子集合B1的前置码数量(即前一前置码子集合之前置码数＝20)乘上随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最小者(即20％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为4(即使用公式8)。类似地，当前一前置码子集合之前置码数乘上随机存取成功几率与随机存取失败几率两者间的最大者不为整数时，处理器23是将数值四舍五入(但不限于此)以获得下一前置码子集合之前置码增加数。随后，处理器23得到第2个前置码子集合B2，其包含序号为0-23的前置码。接着，处理器23将前置码子集合B2的前置码数量(即前一前置码子集合之前置码数＝24)乘上随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最小者(即20％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为5(即使用公式8)。随后，处理器23得到第3个前置码子集合B3，其包含序号为0-28的前置码。接着，处理器23将前置码子集合B3的前置码数量(即前一前置码子集合之前置码数＝29)乘上随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最小者(即20％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为6(即使用公式8)。随后，处理器23得到第4个前置码子集合B4，其包含序号为0-34的前置码。接着，处理器23将前置码子集合B4的前置码数量(即前一前置码子集合之前置码数＝35)乘上随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最小者(即20％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为7(即使用公式8)。随后，处理器23得到第5个前置码子集合B5，其包含序号为0-41的前置码。接着，处理器23将前置码子集合B5的前置码数量(即前一前置码子集合之前置码数＝42)乘上随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最小者(即20％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为8(即使用公式8)。随后，处理器23得到第6个前置码子集合B6，其包含序号为0-49的前置码。接着，处理器23将前置码子集合B7的前置码数量(即前一前置码子集合之前置码数＝50)乘上随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最小者(即20％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为10(即使用公式8)。随后，处理器23得到第7个前置码子集合B7，其包含序号为0-59的前置码。接着，处理器23将前置码子集合B8的前置码数量(即前一前置码子集合之前置码数＝60)乘上随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最小者(即20％)，以得到下一前置码子集合之前置码增加数为12(即使用公式8)。随后，处理器23得到第8个前置码子集合B8，其包含序号为0-63的前置码。据此，处理器23将64个前置码划分为8个前置码子集合(即N＝8)，如表十二所示。表十二前置码子集合前置码序号B10-19B20-23B30-28B40-34B50-41B60-49B70-59B80-63由上述说明可知，相较于第二实施例，本实施例可确保具有高优先权值的无线装置的下一个前置码子集合之前置码增加数大于具有低优先权值的无线装置的下一个前置码子集合之前置码增加数。由于所属
技术领域：
中具有通常知识者可基于第二实施例了解如何基于本实施例所划分之前置码子集合而执行随机存取初始程序，故在此不再加以赘述。本发明的第八实施例请继续参考图1及图2。不同于第二至七实施例，本实施例进一步地考虑无线装置2本身之前置码成功传送率(即等于1-前置码碰撞率)，故可避免无线装置2持续发生前置码碰撞而无法完成随机存取程序以自基站1取得传输资源。据此，于本实施例中，前述的公式1至公式8可更改如下公式1-1至公式8-1。其中，INCN为下一前置码子集合之前置码增加数，ININ为起始前置码数，PREN为前一前置码子集合之前置码数，SR为随机存取成功率，以及DPSR为无线装置2本身之前置码成功传送率。由于所属
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中具有通常知识者可基于上述修改后的公式了解无线装置2如何基于该多个公式划分前置码子集合，并使用划分之前置码子集合执行随机存取初始程序，故在此不再加以赘述。本发明的第九实施例请继续参考图1及图2。不同于第二至七实施例，于本实施例，无线装置2的优先前权值更对应至一权重值。因此，高优先权值对应至一高优先权权重值(例如：1.2)，以及低优先权值对应至一低优先权权重值(例如：0.8)。在此情况下，即使高优先权起始前置码数与低优先权起始前置码数两者相同(即起始前置码数不应优先权值不同而有所不同)，本实施例亦可确保具有高优先权值的无线装置的下一个前置码子集合之前置码增加数大于具有低优先权值的无线装置的下一个前置码子集合之前置码增加数。据此，于本实施例中，前述的公式1至公式8可更改如下公式1-2至公式8-2。INCN＝ININ×SR×W(公式1-2)INCN＝PREN×SR×W(公式2-2)INCN＝ININ×(1+SR)×W(公式3-2)INCN＝PREN×(1+SR)×W(公式4-2)INCN＝ININ×max(SR，FR)×W(公式5-2)INCN＝ININ×min(SR，FR)×W(公式6-2)INCN＝PREN×max(SR，FR)×W(公式7-2)INCN＝PREN×min(SR，FR)×W(公式8-2)其中，INCN为下一前置码子集合之前置码增加数，ININ为起始前置码数，PREN为前一前置码子集合之前置码数，SR为随机存取成功率，以及W为无线装置2的权重值。本发明的第十实施例请参考图3A-3B，其是为本发明的随机存取方法的流程图。本发明的随机存取方法适用于一移动通信系统的一无线装置(例如：前述移动通信系统MCS中的无线装置2)。移动通信系统MCS定义多个前置码。无线装置包含一收发器、一处理器及一储存器。储存器储存该多个前置码。随机存取方法由处理器所执行。首先，于步骤S301中，通过收发器自一基站接收载有一随机存取成功率的一广播消息。接着，于步骤303中，根据随机存取成功率，将该多个前置码划分为N个前置码子集合。各N个前置码子集合具有该多个前置码的一部分。第i个前置码子集合包含第i-1个前置码子集合，其特征在于，i为一正整数且为2至N。N个前置码子集合的一联集由该多个前置码组成。随后，当无线装置欲执行随机存取程序时，无线装置会执行步骤S305，以执行一随机存取初始程序。随机存取初始程序所包含的步骤是如图3B所示。首先，于步骤S401中，自第j个前置码子集合中随机地选择一前置码，j的一初始值为1。接着，于步骤S403中，根据选择之前置码，产生一随机存取要求消息，并于步骤S405中，通过收发器传送随机存取要求消息至基站。随后，于步骤S407中，判断于一预设时间内是否通过收发器自基站接收一随机存取回应消息。当接收到随机存取回应消息后，执行步骤S409，执行随机存取程序之后续操作。反之，于预设时间内未通过收发器自基站接收随机存取回应消息时，执行步骤S411，判断传送随机存取要求消息的次数是否达到临界值。若达到临界值，则执行步骤S413，终止随机存取程序。再者，若未达到临界值，则执行步骤S415，若判断j是否等于N。然后，当j不等于N时，执行步骤S417中，将j设定成j+1，接着返回执行步骤S401。另一方面，当j等于N时，则直接返回执行步骤S401。此外，于一实施例中，储存器更储存一优先权值，该优先权值对应一起始前置码数，以及该步骤S303是根据起始前置码数及随机存取成功率，将该多个前置码划分为N个前置码子集合，其特征在于，第1个前置码子集合的一前置码数量等于起始前置码数。再者，于一实施例中，优先权值是一高优先权值及一低优先权值其中之一。当优先权值为高优先权值时，起始前置码数等于一高优先权起始前置码数，以及当优先权值为高优先权值时，起始前置码数等于一低优先权起始前置码数。据此，本发明的随机存取方法，可更包含下列步骤：判断该优先权值为该高优先权值及该低优先权值其中之一；计算一随机存取失败率，该随机存取成功率与该随机存取失败率的一总和为1。当优先权值为高优先权值时，步骤S303是根据高优先权起始前置码数及随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最大者，将该多个前置码划分为N个前置码子集合。当优先权值为低优先权值时，步骤S303是根据低优先权起始前置码数及随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最小者，将该多个前置码划分为N个前置码子集合。另外，于一实施例中，本发明的随机存取方法可更包含下列步骤：计算一前置码成功传送率并储存该前置码成功传送率于该储存器中。据此，步骤S303是根据起始前置码数、随机存取成功率及前置码成功传送率，将该多个前置码划分为N个前置码子集合。此外，于一实施例中，优先权值更对应一权重值，以及步骤S303是根据起始前置码数、随机存取成功率及权重值，将该多个前置码划分为N个前置码子集合。再者，当优先权值为一高优先权值时，起始前置码数等于一高优先权起始前置码数，以及权重值等于一高优先权权重值。当优先权值为一低优先权值时，起始前置码数等于一低优先权起始前置码数，以及权重值等于一低优先权权重值。因此，本发明的随机存取方法更包含下列步骤：判断优先权值为高优先权值及低优先权值其中之一。当优先权值为高优先权值时，步骤S303是根据高优先权权重值、高优先权起始前置码数及随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最大者，将该多个前置码划分为N个前置码子集合。当优先权值为低优先权值时，步骤S303是根据低优先权权重值、低优先权起始前置码数及随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最小者，将该多个前置码划分为N个前置码子集合。此外，于其他实施例中，本发明的随机存取方法可更包含下列步骤：根据起始前置码数、随机存取成功率及第i-1个前置码子集合的一前置码数量，决定第i个前置码子集合之前置码数量。再者，在优先权值是一高优先权值及一低优先权值其中之一时，本发明的随机存取方法可更包含下列步骤：判断优先权值为高优先权值及低优先权值其中之一；当优先权值为高优先权值时，根据起始前置码数、随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最大者及第i-1个前置码子集合的一前置码数量，决定第i个前置码子集合之前置码数量；以及当优先权值为低优先权值时，根据起始前置码数、随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最小者及第i-1个前置码子集合之前置码数量，决定第i个前置码子集合之前置码数量。另外，于一实施例中，当优先权值是一高优先权值及一低优先权值其中之一，高优先权值对应至一高优先权权重值，以及低优先权值对应至一低优先权权重值时，本发明的随机存取方法更包含下列步骤：判断优先权值为高优先权值及低优先权值其中之一；当优先权值为高优先权值时，根据高优先权权重值、起始前置码数、随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最大者及第i-1个前置码子集合之前置码数量，决定第i个前置码子集合之前置码数量；以及当优先权值为低优先权值时，根据低优先权权重值、起始前置码数、随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最小者及第i-1个前置码子集合之前置码数量，决定第i个前置码子集合之前置码数量。综上所述，本发明的随机存取机制借由基站传送载有一随机存取成功率的一广播消息，而使得无线装置基于随机存取成功率将移动通信系统所定义的多个前置码划分为多个前置码子集合，并使得该多个前置码子集合彼此间具有严格偏序关系。如此一来，无线装置在执行随机存取程序中，因应前置码碰撞发生，渐进地由较小的前置码子集合至较大的前置码子集合中，随机地选择随机存取程序所使用的前置码。此外，本发明的随机存取机制更根据不同类型的无线装置配置不同优先权值，通过优先权值对应不同的起始前置码数或权重值，以及基于优先权值选择随机存取成功率与随机存取失败率两者间的最大者或最小者，具有高优先权值的无线装置的前置码子集合的前置码增加数将大于具有低优先权值的无线装置的前置码子集合的前置码增加数，以降低具高优先权值的无线装置与具低优先权值的无线装置间前置码碰撞的机会。再者，本发明的随机存取机制更考量无线装置本身之前置码成功传送率，故可避免无线装置持续发生前置码碰撞而无法自基站1取得传输资源。上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以申请专利范围为准。当前第1页1 2 3