以LTE/NB-IoT系統為基礎之Random Access Random Backoff (RARB) 機制之研製

隨著網際網路發展，藉網路得知生活上所需資訊已成為生活中的需求;其中，結合行動通訊技術與其他技術提供更多元網路服務是行動通訊技術所探討的議題。目前 LTE-A 通訊系統中，基站 (eNB) 僅對已完成 Radio Resource Control (RRC) 連線之使用者 裝置 (UE) 進行分配上下行資源。當閒置狀態 UE 欲藉 eNB 上網時，須執行 Random Access Procedure(RAP) 建立 RRC 連線。此研究的動機來自觀察眾多裝置進行 RAP時，一旦發生碰撞所造 成的成本將非常顯著。換言之，當 UEs 於指定系統通道資源上傳送特殊前導訊號 (preamble) 供 eNB 辨識 UE 登入請求後分配上行資源給 UE 傳送 RRC 連線請求控制訊息，若多個 UEs 傳送相同 preamble 則發生碰撞。由於 eNB 無法分辨是否有碰撞發生，這些 UEs 將同時於所配置之上行資源 傳送個別 RRC 連線請求控制訊息，導致 eNB 無法解讀並透過 HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) 機制要求重送，後續重傳依然失敗直到 HARQ 重傳次數上限;之後，所有碰撞之裝置重新 執行 RAP 。不難理解，碰撞機率與 UE 數量呈正比;碰撞除了導致上線延遲外，亦造成無謂傳輸與 耗電。5G 通訊系統已納入 massive MTC 應用場景，如何降低大量設備進行 RAP 發生碰撞機率將是 重要且具專利價值之技術。本研究以目前行動通訊網路規範進行探討(包含 LTE 與 NB-IoT)，嘗試導入 Wifi 中 Random Backoff 演算法於 RAP 機制中，預期透過此設計降低 UE 間相互干擾。特別強調的是，此設計除了 欲降低整體碰撞機率目標外，同時考慮所提演算法與規範完全相容，確保此研究的產出具實用與專利價值。