CN110831240A - 在随机接入程序进行提早数据传输的基站与用户设备 - Google Patents

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Abstract

基站传送包含非竞争式提早数据传输标示的呼叫消息至用户设备，且在一随机接入程序中，响应用户设备的随机接入请求消息，传送夹带提早下行数据的随机接入响应消息至用户设备。基站传送包含竞争式提早数据传输标示的呼叫消息至用户设备，且在一随机接入程序中，响应用户设备的无线资源控制请求消息，传送夹带提早下行数据的无线资源控制响应消息至用户设备。在一随机接入程序中，用户设备在接收提早下行数据后产生并传送排程请求消息至基站，并根据来自基站的上行调度传送对应至提早下行数据的上行数据至基站。

Description

在随机接入程序进行提早数据传输的基站与用户设备
技术领域
本发明的实施例是关于一种基站与一种用户设备。更具体而言，本发明的实施例是关于一种在随机接入程序中进行提早数据传输的基站与用户设备。
背景技术
在许多无线通讯系统中，用户设备可通过一随机接入程序(random accessprocedure)与一基站建立连接，以便在建立该连接之后，可在二者之间进行上行数据传输与下行数据传输。
举例而言，在窄频带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)之架构下，用户设备可以基于长期演进技术(Long Term Evolution，LTE)所规定的随机接入程序来与基站建立连接。该随机接入程序包含以下五个消息的传输，依序为：该用户设备传输随机接入请求消息(random access request message)给该基站，此随机接入请求消息简称第一消息；该基站传输随机接入响应消息(random access response message)给该用户设备，此传输随机接入响应消息简称第二消息；该用户设备传输无线资源控制连接请求消息(RRC connection request message)给该基站，此无线资源控制连接请求消息简称第三消息；该基站传输无线资源控制连接设定消息(RRC connection setup message)给该用户设备，以使该用户设备进入RRC连接状态(RRC connected state)，此无线资源控制连接设定消息简称第四消息；以及该用户设备传输无线资源控制连接完成消息(RRC connectioncomplete message)给该基站，此无线资源控制连接完成消息简称第五消息。
根据LTE所规定的随机接入程序，必须在用户设备进入RRC连接状态后，用户设备和基站之间始得进行上行数据传输与下行数据传输，用户设备进入RRC连接状态也代表用户设备和基站之间已可进行数据交换。换言之，当用户设备处于待机状态，则用户设备必须与基站完整执行上述随机接入程序的步骤才能与基站进行数据的传输。除此之外，在窄频带物联网之架构下的随机接入程序是采用重复传送技术以增加传输覆盖率，这样的随机接入程序将耗费较多电力、时间，并不利于数据的传输效率及资源的利用率。有鉴于此，在本发明所属技术领域中，如何改善上述随机接入程序，以提升数据的传输效率以及资源的利用率，将是一项亟需被解决的问题。
发明内容
为了解决至少上述的问题，本发明的实施例提供了一种基站，其可用以与一用户设备进行一随机接入程序。该基站可包含互相电性连接的一处理器与一收发器。该处理器可用以产生一非竞争式提早数据传输标示(contention-free early-data transmissionindication)，且该非竞争式提早数据传输标示包含非竞争式资源。该收发器可用以传送一呼叫消息(paging message)至该用户设备，且该呼叫消息可包含该非竞争式提早数据传输标示。该收发器可用以在传送该呼叫消息后，接收该用户设备使用该非竞争式资源所传输的一随机接入请求消息(random access request message)。该收发器还可用以响应于该随机接入请求消息，传送夹带着提早下行数据的一随机接入响应消息(random accessresponse message)至该用户设备。
为了解决至少上述的问题，本发明的实施例还提供了一种基站，其可用以与一用户设备进行一随机接入程序。该基站可包含互相电性连接的一处理器与一收发器。该处理器可用以产生一竞争式提早数据传输标示。该收发器可用以传送一呼叫消息至该用户设备，且该呼叫消息包含该竞争式提早数据传输标示。该收发器可用以在传送该呼叫消息后，接收该用户设备使用与该随机接入程序有关的竞争资源所传送的一随机接入请求消息。该收发器可用以响应于该随机接入请求消息，传送一随机接入响应消息至该用户设备；在传送该随机接入响应消息后，接收来自该用户设备的一无线资源控制请求消息(RRC requestmessage)。该收发器还可用以响应于该无线资源控制请求消息，传送夹带着提早下行数据的一无线资源控制响应消息至该用户设备。
为了解决至少上述的问题，本发明的实施例还提供了一种用户设备，其用以与一基站进行一随机接入程序。该用户设备可包含互相电性连接的一处理器与一收发器。该处理器可用以响应于该基站于该随机接入程序中所传送的提早下行数据产生一排程请求消息。该收发器可用以在该随机接入程序中接收该提早下行数据。该收发器可用以在接收该提早下行数据之后，传送该排程请求消息至该基站。该收发器可用以在传送该排程请求消息至该基站后，接收来自该基站的一上行调度(uplink grant)。该收发器还可用以根据该上行调度，传送对应至该提早下行数据的上行数据至该基站。
在本发明的实施例中，在基站与用户设备进行随机接入程序的过程中，基站可以在其传送给用户设备的随机接入响应消息或无线资源控制响应消息中，额外夹带着提早下行数据，藉此提早地将下行数据传输到用户设备。也就是说，基站原本必须在该随机接入程序结束后(也就是第五消息生效之后)才能够传输的下行数据，将可以在该随机接入的过程中就被提早地传送(也就是提早于第二消息或第四消息就传送)，故可以减少传输下行数据的时间延迟，也就是增加下行数据的传输效率。另外，因来自于基站的下行数据可提早于第二消息或第四消息传送，故可取消传输第三消息、第四消息及/或第五消息(即，后续消息)，且将后续消息所需要的资源释放给其他应用，藉此提升资源的利用率。在此情况下，因减少基站与用户设备之间的消息交换次数，尤其在NB-IoT系统中使用大量地重复传送下，亦能有效降低用户设备之电力消耗。
另一方面，在接收基站所传送的提早下行数据后，用户设备可产生并传送排程请求消息至该基站，并根据来自该基站的上行调度提早传送对应至该提早下行数据的上行数据至该基站。在此情况下，用户设备亦可不需要在该随机接入程序结束之后才传送对应的上行数据，故也提升了上行数据的传输效率。
以上内容并非为了限制本发明，而只是概括地叙述了本发明可解决的技术问题、可采用的技术手段以及可达到的技术功效，以让本领域技术人员初步地了解本发明。根据检附的图式及以下的实施方式所记载的内容，本领域技术人员便可进一步了解本发明的各种实施例的细节。
附图说明
图1例示了根据某些实施例之无线通讯系统的示意图。
图2例示了根据某些实施例图1中的无线通讯系统在非竞争式随机接入程序中进行提早数据传输的示意图。
图3例示了根据某些实施例图1中的无线通讯系统在竞争式随机接入程序中进行提早数据传输的示意图。
图4例示了根据某些实施例图1中的无线通讯系统在非竞争式随机接入程序中之提早数据传输方法的示意图。
图5例示了根据某些实施例图1中的无线通讯系统在竞争式随机接入程序中之提早数据传输方法的示意图。
图6例示了根据某些实施例图1中的无线通讯系统在随机接入程序中之对应到提早下行数据的上行数据传输方法的示意图。
附图标记说明
1：无线通讯系统
11：用户设备
111：处理器
113：收发器
13：基站
131：处理器
133：收发器
2：非竞争式随机接入程序
210、211、213、214、215：动作
PMa：呼叫消息
Msg1a：随机接入请求消息
Msg2a：随机接入响应消息
EDD：提早下行数据
23：操作
230、231、232、233、235：动作
SRM：排程请求消息
UG：上行调度
UD：上行数据
3：竞争式随机接入程序
310、311、313、315、317、318、319：动作
PMb：呼叫消息
Msg1b：随机接入请求消息
Msg2b：随机接入响应消息
Msg3b：无线资源控制请求消息
Msg4b：无线资源控制响应消息
4：提早数据传输方法
401、403、405、407：步骤
5：提早数据传输方法
501、503、505、507、509、511：步骤
6：对应提早数据的上行数据传输方法
601、603、605、607、609：步骤
具体实施方式
以下将通过多个实施例来说明本发明，惟这些实施例并非用以限制本发明只能根据所述操作、环境、应用、结构、流程或步骤来实施。与本发明非直接相关的元件并未示出于附图中，但可隐含于附图中。于附图中，各元件(element)的尺寸以及各元件之间的比例仅是范例，而非用以限制本发明。除了特别说明之外，在以下内容中，相同(或相近)的元件符号可对应至相同(或相近)的元件。在可被实现的情况下，如未特别说明，以下所述的每一个元件的数量可以是一个或多个。
本文使用之用语仅用于描述实施例，并不意图限制本发明。除非上下文另有明确说明，否则单数形式「一」也旨在包括复数形式。「包括」、「包含」等用语指示所述特征、整数、步骤、操作、元素及/或元件的存在，但并不排除一或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、元件及/或前述之组合之存在。用语「及/或」包含一或多个相关所列项目的任何及所有的组合。
本申请案主张于2018年8月7日在美国专利与商标局提出申请之名称为「MobileTerminated Early Data Transmission(受话方提早数据传输)」之第62/715,292号美国临时专利申请案(以下称「优先权基础案」)之优先权及权利，且该优先权基础案之全部内容以引用方式并入本文中。
图1例示了根据某些实施例之无线通讯系统的示意图。图1所示内容仅是为了举例说明本发明的实施例，而非为了限制本发明。
参照图1，无线通讯系统1基本上可包含一用户设备11、一基站13以及一核心网络15。无线通讯系统1可以是各种通讯系统，例如但不限于窄频物联网(Narrow Band-IoT，NB-IoT)系统、增强型机器类型通讯(enhanced Machine-Type Communication，eMTC)系统、大规模机器型通讯(massive Machine-Type Communications,mMTC)系统等等。根据不同的应用，用户设备11与基站13可以呈现不同的型态。举例而言，但非限制，用户设备11可以是行动电话、平板电脑、笔记型电脑等电子装置，而基站13可以是大型基站(Macrocells)、微型基站(Microcells)、特微型基站(Picocells)等基站。基站13的架构可以包含一个集中单元(Centralized Unit，CU)及/或一或多个分布单元(Distributed Unit，DU)。
用户设备11基本上可包含一处理器111与一收发器113。在用户设备11中，处理器111与收发器113电性连接(直接电性连接或间接电性连接)。基站13基本上可包含一处理器131与一收发器133。在基站13中，处理器131与收发器133电性连接(直接电性连接或间接电性连接)。
用户设备11的处理器111与基站13的处理器131各自可以是各种具备讯号处理功能的微处理器(microprocessor)或微控制器(microcontroller)。微处理器或微控制器是一种可程式化的特殊集成电路，其具有运算、存储、输出/输入等能力，且可接受并处理各种编码指令，藉以进行各种逻辑运算与算术运算，并输出相应的运算结果。处理器111可被编程以解释各种指令，以处理用户设备11中的数据并执行各种运算或程式。处理器131可被编程以解释各种指令，以处理基站13中的数据并执行各种运算或程式。
收发器113(transceiver)与收发器133中的每一个可以是由一传送器(transmitter)及/或一接收器(receiver)所构成，且可包含例如但不限于：天线、放大器、调变器、解调变器、侦测器、模拟至数字转换器、数字至模拟转换器等通讯元件。收发器113可以用以让用户设备11与外部的装置(例如基站13)进行通讯并交换数据，而收发器133可以用以让基站13与外部的装置(例如用户设备11与核心网络15)进行通讯并交换数据。基站13可以通过有线或无线的方式和核心网络15通讯。
以LTE为例，用户设备11以及基站13可以使用控制平面(control plane)来传输消息及/或数据，或是使用用户平面(user plane)来传输消息及/或数据。用户设备11以及基站13亦可使用控制平面或使用用户平面控制平面与核心网络15来传输消息及/或数据。控制平面所建立的传输路径包含用户设备11与基站13之间、以及基站13与核心网络15的移动性管理元件(Mobile Management Entity，MME)之间的路径。用户平面所建立的传输路径包含用户设备11与基站13之间、基站13与核心网络15的服务网关(Serving Gateway，S-GW)之间、以及核心网络15的服务网关与核心网络15的封包数据网络网关(Packet Data NetworkGateway，P-GW)之间的路径。在控制平面上传输之消息及/或数据是由核心网络15中的移动性管理元件来处理，而在用户平面上传输之消息及/或数据则由核心网络15中的服务网关来处理。
无提早数据传输的随机接入程序可称为传统随机接入程序(Legacy RandomAccess Procedure)，且在其中所传送的消息可称为传统消息(Legacy Messages)。以发动提早数据传输(Early-Data Transmission，EDT)的实体来区分可分为提早数据传输可以是发话方提早数据传输(Mobile-Originated EDT，MO-EDT)或者是受话方提早数据传输(Mobile-Terminated EDT，MT-EDT)。详言之，MO-EDT是指决定且发动提早数据传输的实体是用户设备，而MT-EDT是指决定且发动提早数据传输的实体是基站与核心网络15中的移动性管理元件。在具有MO-EDT的随机接入程序中所传送的消息可称为MO-EDT消息(MO-EDTMessages)，而在具有MT-EDT的随机接入程序中所传送的消息可称为MT-EDT消息(MT-EDTMessages)。在本发明的实施例中，除了特别说明之外，均是指具有MT-EDT的随机接入程序。
在某些实施例中，用户设备11与基站13可进行非竞争式(contention-free)随机接入程序，而在某些实施例中，用户设备11与基站13可进行竞争式(contention-based)随机接入程序。图2与图3分别例示了根据某些实施例图1中的无线通讯系统1在非竞争式随机接入程序中与竞争式随机接入程序中进行提早数据传输的示意图。图2与图3所示内容仅是为了举例说明本发明的实施例，而非为了限制本发明。
首先，参照图2，为了通知用户设备11基站13将进行提早数据传输，基站13的处理器131可先产生一非竞争式提早数据传输标示(contention-free EDT indication)(标示为动作210)，且该非竞争式提早数据传输标示包含基站13为用户设备11配置的非竞争式资源。
接着，如图2所示，基站13的收发器133可传送一呼叫消息(paging message)PMa至用户设备11(标示为动作211)，且呼叫消息PMa包含该非竞争式提早数据传输标示。于某些实施例中，基站13可在呼叫消息PMa中夹带用户设备11的识别码(identity，ID)以指定该呼叫消息的接收对象包含用户设备11。
基站13可提供呼叫消息PMa中的该非竞争式提早数据传输标示给用户设备11，以告知用户设备11基站13将在随后的非竞争式随机接入程序2中发动提早数据传输。在某些实施例中，基站13可使用其配置的非竞争式资源来告知用户设备11基站13是否将在非竞争式随机接入程序2中发动提早数据传输。换言之，用户设备11可根据是否接收到该非竞争式资源，来判断基站13是否将在非竞争式随机接入程序2中发动提早数据传输。在某些实施例中，基站13也可设定且提供呼叫消息PMa中的一提早数据传输位元给用户设备11，以来告知用户设备11基站13是否将在非竞争式随机接入程序2中发动提早数据传输。举例而言，当呼叫消息PMa中的提早数据传输位元为「1」的时候，基站13将在非竞争式随机接入程序2中发动提早数据传输，而当该提早数据传输位元为「0」的时候，则基站13将不会在非竞争式随机接入程序2中进行提早数据传输。
根据基站13配置的非竞争式资源，用户设备11可与基站13进行非竞争式随机接入程序2。在某些实施例中，非竞争式资源可包含一特定前置符元(preamble)与一特定随机接入通道(例如一特定窄频物联网物理随机接入通道(NB-IoT physical random accesschannel，NPRACH)。用户设备11可依据现行标准规范，在该特定随机接入通道的特定位置来传送该特定前置符元。若用户设备11使用了该特定随机接入通道来传送该特定前置符元至基站13，则基站13收到该特定前置符元时便可识别出用户设备11的身分，并与其进行非竞争式随机接入程序2。在某些实施例中，非竞争式资源可包含一替代该特定前置符元之前置符元索引(preamble index)。该前置符元索引用以表示一特定资源位置(例如一特定时间点)，而用户设备11可在该特定资源位置取得(监视或侦测)该特定前置符元。
在基站13传送呼叫消息PMa给用户设备11后，用户设备11可使用该非竞争式资源传输一随机接入请求消息(random access request message)Msg1a至基站13(标示为动作213)。举例而言，若上述非竞争式资源包含该特定前置符元与该特定NPRACH，则用户设备11可通过该特定NPRACH传送该特定前置符元(随机接入请求消息Msg1a)至基站13。
当基站13接收到用户设备11使用该非竞争式资源(例如，使用该特定NPRACH)传送的随机接入请求消息Msg1a(即，该特定前置符元)，基站13的处理器131解析随机接入请求消息Msg1a并确认用户设备11已准备好从基站13接收提早下行数据(early downlinkdata)EDD。而后，基站13的收发器133传送夹带着提早下行数据EDD的一随机接入响应消息(random access response message)Msg2a至用户设备11(标示为动作215)。
在基站13在控制平面上传送提早下行数据EDD给用户设备11的情况下，随机接入响应消息Msg2a所夹带的提早下行数据EDD可被封装成下行非接入层协定数据单元(Down-link Non-Access Stratum Protocol Data Unit，Down-link NAS PDU)，并受到非接入层维安(NAS security)的保护。在用户设备11与基站13完成连接(即用户设备11处在RRC连接状态下)之后，其非接入层维安可与核心网络15之移动式管理元件的非接入层维安保持同步，因此任何上行数据或下行数据皆可以顺利地基于非接入层维安而被加密或解密。
在基站13在用户平面上传送提早下行数据EDD给用户设备11的情况下，基站13可将提早下行数据EDD直接夹带于随机接入响应消息Msg2a中，并受到接入层维安(ASsecurity)的保护。基站13可以在每一次随机接入程序中提供更新的金钥给用户设备11，以供用户设备11在下一次随机接入程序中用来加密与解密数据。举例来说，基站13可以在每一次随机接入程序中通过无线资源控制连接释放消息(RRC connection releasemessage)提供下一跳接链结计数(nextHopChainingCount，NCC)给用户设备11，以供用户设备11在下一次随机接入程序中使用。
在基站13传送夹带着提早下行数据EDD的随机接入响应消息Msg2a至用户设备11之后，其可以和用户设备11继续进行以下动作(未示出)。举例而言，如同传统的随机接入程序，用户设备11可在接收到随机接入响应消息Msg2a之后传送传统的第三消息给基站13，以请求RRC资源。然后，基站可传送传统的第四消息给将用户设备11，以配置RRC资源配置。最后，用户设备11在进入到RRC连接状态后，传送传统的第五消息给基站13。另举例而言，用户设备11可在接收到随机接入响应消息Msg2a之后传送针对提早下行数据EDD的一确认消息，然后维持在RRC闲置状态。另外，在基站13在用户平面上传送提早下行数据给用户设备11的某些实施例中，用户设备11可在传送第一消息或第三消息之前恢复无线承载(radiobearer)(未示出)。须说明，用户设备11恢复无线承载代表其准备好解码下行数据，即，在接收基站13提供的下行数据(通过第二消息或第四消息)之前，用户设备11已恢复介质访问控制(Medium Access Control，MAC)层的运作，例如已预先配置恢复介质访问控制实体(MACentity)所使用的存储器，以及已预先读入MAC层相关之参数等。
须说明，在用户设备11传输随机接入请求消息Msg1a至基站13(也就是，动作213)之后，基站13与核心网络15可提前进行原本进入RRC连接之后才进行的讯令传输(标示为动作214)，以接收核心网络15提供的提早下行数据EDD。举例而言，在用户设备11与基站13在控制平面上进行非竞争式随机接入程序2的情况下，动作214可包含：基站13向核心网络15中的移动管理实体取回用户设备本文；基站13传送一S1-AP初始用户设备消息(S1-Application Protocol initial UE message)至该移动管理实体，基站13可在该S1-AP初始用户设备消息夹带着一提早数据传输指标，以通知该移动管理实体基站13即将发动受话方提早数据传输；该移动管理实体传送修改承载请求消息(Modify Bearer RequestMessage)至核心网络15的服务网关，并接收服务网关传送的修改承载响应消息(ModifyBearer Response Message)，以建立服务网关与移动管理实体之间传输数据的通道；以及在建立移动管理实体与服务网关之间的通道后，移动管理实体接收服务网关传送的提早下行数据EDD，且接着传送一下行S1-AP消息至基站13以传送该提早下行数据EDD至基站13。
另一方面，在用户设备11与基站13在用户平面上进行非竞争式随机接入程序2的情况下，动作214可包含：基站13传送一S1-AP用户设备本文恢复请求消息(S1-ApplicationProtocol UE Context Resume Request Message)至核心网络15中的移动管理实体，并接收该移动管理实体回传的S1-AP用户设备本文恢复响应消息(S1-Application ProtocolUE Context Resume Response Message)；基站13在该S1-AP用户设备本文恢复请求消息夹带着一提早数据传输指标，以通知该移动管理实体基站13即将发动受话方提早数据传输；该移动管理实体传送修改承载请求消息(Modify Bearer Request Message)至核心网络15的服务网关，并接收服务网关传送的修改承载响应消息(Modify Bearer ResponseMessage)，以建立服务网关与基站13之间传输数据的通道；以及在建立服务网关与基站13之间传输数据的通道后，基站13接收服务网关传送的提早下行数据EDD。
继续参照图2，在非竞争式随机接入程序2中，可选择地，在基站13与用户设备11完成动作215之后，用户设备11可响应于基站13于动作215中所传送的提早下行数据EDD产生相对应的上行数据UD，并可与基站13执行操作23以传送该对应至提早下行数据EDD的上行数据UD至基站13。操作23可以是在非竞争式随机接入程序2中发起且完成，也可以是在非竞争式随机接入程序2结束后才发起。操作23可以是在用户设备11处于RRC连接状态或RRC闲置状态下进行。若上行数据UD是在非竞争式随机接入程序2中传送给基站13，则上行数据UD可称为提早上行数据。
详言之，在操作23中，用户设备11的处理器111可产生一排程请求(schedulingrequest)消息SRM(标示为动作230)，且接着，用户设备11的收发器113可传送该排程请求消息SRM至基站13(标示为动作231)。在某些实施例中，排程请求消息SRM可附带针对提早下行数据EDD的混合式自动重传请求确认(Hybrid Automatic Repeat Request ACK；HARQACK)，以告知基站13确认收到其传送的提早下行数据EDD。
基站13在接收排程请求消息SRM后，处理器131可针对排程请求消息SRM产生一下行控制信息(downlink control information，DCI)，并根据该下行控制信息产生一上行调度UG(标示为动作232)。接着，收发器133可传送该上行调度UG至用户设备11(标示为动作233)。
用户设备11在接收该上行调度UG后，收发器113将可根据该上行调度UG，传送对应至提早下行数据EDD的上行数据UD至基站13(标示为动作235)。在某些实施例中，用户设备11可在欲传送给至基站13的传统的第三消息(例如：一无线资源控制提早数据请求消息或一无线资源控制连接恢复请求消息)或传统的第五消息(例如：一无线资源控制连接完成消息)中夹带上行数据UD以提供上行数据UD至基站13。在某些实施例中，用户设备11也可，经由特定传输通道(dedicated traffic channel)，在其他无线资源控制消息中夹带上行数据UD以提供上行数据UD至基站13。在用户设备11在上述消息(即，第三消息、第五消息、或其他无线资源控制消息)夹带上行数据UD的某些情况下，用户设备11可在上述消息中额外夹带一数据量(Data Volume)信息或一缓冲状态报告(Buffer Status Report)信息并提供给基站13，藉以通知基站13用户设备11之数据传输状态，例如用户设备11是否已无其余数据需要传送。在用户设备11通过在其他无线资源控制消息中夹带上行数据UD以提供上行数据UD至基站13的某些情况下，可避免用户设备11与基站13进入到RRC连接状态，藉此节省随机接入程序中其他消息之传输所需的时间或资源。若用户设备11欲使用控制平面传送上行数据UD，上述各种无线资源控制消息(即，第三消息、第五消息、或其他无线资源控制消息)所夹带的上行数据UD可被封装成上行非接入层协定数据单元。若用户设备11欲使用用户平面传送上行数据UD，可直接在上述各种无线资源控制消息(即，第三消息、第五消息、或其他无线资源控制消息)中夹带上述上行数据UD。
参照图3，作为另一范例，基站13的处理器131可首先产生一竞争式提早数据传输标示(contention-based EDT indication)(标示为动作310)。
接着，基站13的收发器133可传送一呼叫消息PMb至用户设备11(标示为动作311)，基站13可在呼叫消息PMb中夹带用户设备11的识别码，以指定呼叫消息PMb的接收对象包含用户设备11。呼叫消息PMb包含该竞争式提早数据传输标示。该竞争式提早数据传输标示可包含一提早数据传输位元，用以告知用户设备11基站13将在竞争式随机接入程序3中发动提早数据传输。举例而言，当用户设备11将收到的呼叫消息PMb中解码并得知呼叫消息PMb中包含一个为「1」的提早数据传输位元，即代表基站13将会在竞争式随机接入程序3中发动提早数据传输。另举例而言，基站13可以预设呼叫消息PMb中的某一位元为提早数据传输位元，而当传送的提早数据传输位元为「1」，代表基站13将会在竞争式随机接入程序3中发动提早数据传输，而当该提早数据传输位元为「0」，代表基站13将不会在竞争式随机接入程序3中发动提早数据传输。
在基站13传送呼叫消息PMb后，收发器131可接收用户设备11传送的一随机接入请求消息Msg1b(标示为动作313)，用户设备11是使用与竞争式随机接入程序3有关的竞争资源传送该随机接入请求消息Msg1b。于某些实施例中，用户设备11可使用NPRACH传送传统随机接入程序中所配置的前置符元(随机接入请求消息Msg1b)至基站13，以与使用相同竞争资源的其他用户设备在竞争式随机接入程序3中争取与基站13建立连接的机会。于某些实施例中，用户设备11也可使用NPRACH传送MO-EDT之随机接入程序中所配置的前置符元(随机接入请求消息Msg1b)至基站13，以争取与基站13建立连接的机会。
响应于随机接入请求消息Msg1b，基站13的收发器133可传送一随机接入响应消息Msg2b至用户设备11(标示为动作315)。在传送随机接入响应消息Msg2b后，基站13的收发器133可接收来自用户设备11的一无线资源控制请求消息(RRC request message)Msg3b(标示为动作317)。响应于该无线资源控制请求消息Msg3b，基站13的收发器133可传送夹带着提早下行数据EDD的一无线资源控制响应消息Msg4b至用户设备11(标示为动作319)。
用户设备11在控制平面上所传送的该无线资源控制请求消息Msg3b可称为无线资源控制连接请求消息(RRC connection request message)，用以请求进行RRC连接。于某些实施例中，基站13在控制平面上所传送的无线资源控制响应消息Msg4b可以是一经设计的无线资源控制提早数据完成消息(RRC early-data complete message)。该无线资源控制提早数据完成消息可用以指示用户设备11在接收到提早下行数据EDD后，维持在RRC闲置状态(也就是，不继续进入RRC连接状态的动作)。于某些实施例中，基站13在控制平面上传送的无线资源控制响应消息Msg4b也可以是一传统的无线资源控制连接设定消息(RRCconnection setup message)。该无线资源控制连接设定消息用以指示用户设备11在接收到提早下行数据EDD后，根据RRC资源进入RRC连接状态。
用户设备11在用户平面上所传送的无线资源控制请求消息Msg3b可称为无线资源控制连接恢复请求消息(RRC connection resume request message)，用以请求恢复RRC连接。在某些实施例中，基站13在用户平面上传送的无线资源控制响应消息Msg4b可称为无线资源控制连接恢复消息(RRC connection resume message)。该无线资源控制连接恢复消息可用以指示用户设备11在接收到提早下行数据EDD后，恢复为RRC连接状态。在某些实施例中，基站13在用户平面上传送的无线资源控制响应消息Msg4b也可称为无线资源控制连接释放消息(RRC connection release message)。该无线资源控制连接释放消息可用以指示用户设备11在接收到提早下行数据EDD后，不进入RRC连接状态。
在用户设备11使用NPRACH传送该传统随机接入程序中所配置的前置符元(随机接入请求消息Msg1b)至基站13的情况下，基站13传送的随机接入响应消息Msg2b将配置一个传统的传输区块大小限制(例如，「88位元」)给用户设备11。受限于该传统的传输区块大小限制，用户设备11所传送的无线资源控制请求消息Msg3b是不会额外夹带上行数据的传统第三消息。
在某些实施例中，本发明的实施例中的MT-EDT亦可以直接应用于MO-EDT之随机接入程序中，也就是说，基站13与核心网络15中的移动性管理元件亦可以在MO-EDT之随机接入程序中主动决定发动提早数据传输。详言之，在用户设备11使用NPRACH传送MO-EDT之随机接入程序中所配置前置符元(随机接入请求消息Msg1b)至基站13的情况下，基站13传送的随机接入响应消息Msg2b可配置一个较大的传输区块大小限制(例如，「720位元」)给用户设备11，使得用户设备11可以决定是否要在无线资源控制请求消息Msg3b中额外夹带上行数据UD。这时的无线资源控制请求消息Msg3b可称为MO-EDT之无线资源控制连接请求消息(RRC connection request message)，或可称为无线资源控制提早数据请求消息(RRCearly-data request message)。在某些实施例中，若用户设备11决定不在无线资源控制请求消息Msg3b中额外夹带上行数据UD，则用户设备11的处理器111可根据随机接入响应消息Msg2b所配置的传输区块大小限制来调整无线资源控制请求消息Msg3b的重传次数，以降低用户设备的功率消耗。举例而言，假设传统的传输区块大小限制为「88位元」(用于不夹带上行数据UD的情况下)，随机接入响应消息Msg2b所配置的实际传输区块大小限制为「440位元」，预设的重传次数为「10次」，则用户设备11可以将该预设重传次数乘以该传统基本传输区块大小限制与该实际上行传输区块大小限制之比值，以得到无线资源控制请求消息Msg3b的重传次数将改为「2次」(即，10×88/440)。
在基站13在控制平面上传送提早下行数据EDD给用户设备11的情况下，无线资源控制响应消息Msg4b所夹带的提早下行数据EDD可被封装成下行非接入层协定数据单元，并受到非接入层维安的保护。在用户设备11与基站13完成连接(即用户设备11处在RRC连接状态下)之后，其非接入层维安可与核心网络15之移动式管理元件的非接入层维安保持同步，因此任何上行数据或下行数据皆可以顺利地基于非接入层维安而被加密或解密。
在基站13在用户平面上传送提早下行数据EDD给用户设备11的情况下，基站13可将提早下行数据EDD直接夹带于无线资源控制响应消息Msg4b中，并受到接入层维安(ASsecurity)的保护。基站13可以在每一次随机接入程序中提供更新的金钥给用户设备11，以供用户设备11在下一次随机接入程序中用来加密与解密数据。举例来说，基站13可以在每一次随机接入程序中通过无线资源控制连接释放消息(RRC connection releasemessage)提供下一跳接链结计数(nextHopChainingCount，NCC)给用户设备11，以供用户设备11在下一次随机接入程序中使用。
在基站13传送夹带着提早下行数据EDD的无线资源控制响应消息Msg4b至用户设备11后，用户设备11可以进入到RRC连接状态或者维持RRC闲置状态。
在某些实施例中，在基站13不知道无线资源控制请求消息Msg3b中是否夹带上行数据UD、或不知道上行数据UD的大小的情况下，基站13的处理器131可根据多个可用的传输区块大小盲解码(blind decoding)该无线资源控制请求消息Msg3b，也就是，根据一预设规则或随机地从该多个传输区块大小中逐一地选出一个来解码该无线资源控制请求消息Msg3b。
须说明，在用户设备11传输无线资源控制请求消息Msg3b至基站13(也就是，动作317)之后，基站13与核心网络15可提前进行原本进入RRC连接之后才进行的讯令传输(标示为动作318)，以接收核心网络15提供的提早下行数据EDD。举例而言，在用户设备11与基站13在控制平面上进行竞争式随机接入程序3的情况下，动作318可包含：基站13向核心网络15中的移动管理实体取回用户设备本文；基站13传送一S1-AP初始用户设备消息(S1-Application Protocol initial UE message)至该移动管理实体，基站13可在该S1-AP初始用户设备消息夹带着一提早数据传输指标，以通知该移动管理实体基站13即将发动受话方提早数据传输；该移动管理实体传送修改承载请求消息(Modify Bearer RequestMessage)至核心网络15的服务网关，并接收服务网关传送的修改承载响应消息(ModifyBearer Response Message)，以建立服务网关与移动管理实体之间传输数据的通道；以及在建立移动管理实体与服务网关之间的通道后，移动管理实体接收服务网关传送的提早下行数据EDD，且接着传送一下行S1-AP消息至基站13以传送该提早下行数据EDD至基站13。
另一方面，在用户设备11与基站13在用户平面上进行竞争式随机接入程序3的情况下，动作318可包含：基站13传送一S1-AP用户设备本文恢复请求消息(S1-ApplicationProtocol UE Context Resume Request Message)至核心网络15中的移动管理实体，并接收该移动管理实体回传的S1-AP用户设备本文恢复响应消息；基站13在该S1-AP用户设备本文恢复请求消息夹带着一提早数据传输指标，以通知该移动管理实体基站13即将发动受话方提早数据传输；该移动管理实体传送修改承载请求消息(Modify Bearer RequestMessage)至核心网络15的服务网关，并接收服务网关传送的修改承载响应消息(ModifyBearer Response Message)，以建立服务网关与基站13之间传输数据的通道；以及在建立服务网关与基站13之间传输数据的通道后，基站13接收服务网关传送的提早下行数据EDD。
参照图3，在竞争式随机接入程序3中，可选择地，在基站13与用户设备11完成动作319之后，用户设备11可响应于基站13于动作319中所传送的提早下行数据产生对应至该提早下行数据的上行数据UD，并可与基站13执行如同前述的操作23，以传送该对应至该提早下行数据的上行数据UD至基站13。
需说明的是，操作23并不限于只能接续在动作215(图2)或动作319(图3)之后。基本上，当用户设备11在任一种随机接入程序中从基站13接收到了提早下行数据EDD，用户设备11都可以决定是否要执行操作23。
图4例示了根据某些实施例图1中的无线通讯系统1在非竞争式随机接入程序中之提早数据传输方法4的示意图。图4所示内容仅是为了举例说明本发明的实施例，而非为了限制本发明。
参照图4，在一非竞争式随机接入程序中之提早数据传输方法4可包含：一基站产生一非竞争式提早数据传输标示，该非竞争式提早数据传输标示包含一非竞争式资源(标示为步骤401)；该基站传送一呼叫消息至一用户设备，该呼叫消息包含该非竞争式提早数据传输标示(标示为步骤403)；该基站在传送该呼叫消息后，接收该用户设备使用该非竞争式资源所传输的一随机接入请求消息(标示为步骤405)；以及该基站响应于该随机接入请求消息，传送夹带着提早下行数据的一随机接入响应消息至该用户设备(标示为步骤407)。
图4所示的步骤401～步骤407的顺序并非限制。在提早数据传输方法4仍可实施的情况下，图4所示的步骤401～步骤407的顺序可以被调整。
图5例示了根据某些实施例图1中的无线通讯系统1在竞争式随机接入程序中之提早数据传输方法5的示意图。图5所示内容仅是为了举例说明本发明的实施例，而非为了限制本发明。
参照图5，在一竞争式随机接入程序中之提早数据传输方法5可包含：一基站产生一竞争式提早数据传输标示(标示为步骤501)；该基站传送一呼叫消息至一用户设备，该呼叫消息包含该竞争式提早数据传输标示(标示为步骤503)；该基站在传送该呼叫消息后，接收该用户设备使用与该随机接入程序有关的竞争资源所传送的一随机接入请求消息(标示为步骤505)；该基站响应于该随机接入请求消息，传送一随机接入响应消息至该用户设备(标示为步骤507)；该基站在传送该随机接入响应消息后，接收来自该用户设备的一无线资源控制请求消息(标示为步骤509)；以及该基站响应于该无线资源控制请求消息，传送夹带着提早下行数据的一无线资源控制响应消息至该用户设备(标示为步骤511)。
图5所示的步骤501～步骤511的顺序并非限制。在提早数据传输方法5仍可实施的情况下，图5所示的步骤501～步骤511的顺序可以被调整。
图6例示了根据某些实施例图1中的无线通讯系统在随机接入程序中之对应到提早下行数据的上行数据传输方法6的示意图。图6所示内容仅是为了举例说明本发明的实施例，而非为了限制本发明。
参照图6，在一随机接入程序中之对应到提早下行数据的上行数据传输方法6可包含：一用户设备在该随机接入程序中接收由一基站所传送的提早下行数据(标示为步骤601)；该用户设备响应于该提早下行数据产生一排程请求消息(标示为步骤603)；该用户设备传送该排程请求消息至该基站(标示为步骤605)；该用户设备在传送该排程请求消息至该基站后，接收来自该基站的一上行调度(标示为步骤607)；以及该用户设备根据该上行调度，传送对应至该提早下行数据的上行数据至该基站(标示为步骤609)。
图6所示的步骤601～步骤609的顺序并非限制。在上行数据传输方法6仍可实施的情况下，图6所示的步骤601～步骤609的顺序可以被调整。
在某些实施例中，提早数据传输方法4、提早数据传输方法5、提早数据传输方法6的上述全部步骤可以由无线通讯系统1来执行。除了上述步骤之外，提早数据传输方法4、提早数据传输方法5、对应提早数据的上行数据传输方法6还可以包含与无线通讯系统1的上述所有实施例相对应的其他步骤。因本领域技术人员可根据上文针对无线通讯系统1的说明而了解这些其他步骤，于此不再赘述。
上述实施例只是举例来说明本发明，而非为了限制本发明。任何针对上述实施例进行修饰、改变、调整、整合而产生的其他实施例，只要是本领域技术人员不难思及的，都已涵盖在本发明的保护范围内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (19)

1.一种与一用户设备进行一随机接入程序的基站，其特征在于，包含：
一处理器，用以产生一非竞争式提早数据传输标示，该非竞争式提早数据传输标示包含一非竞争式资源；以及
一收发器，与该处理器电性连接，且用以：
传送一呼叫消息至该用户设备，该呼叫消息包含该非竞争式提早数据传输标示；
在传送该呼叫消息后，接收该用户设备使用该非竞争式资源所传输的一随机接入请求消息；以及
响应于该随机接入请求消息，传送夹带着提早下行数据的一随机接入响应消息至该用户设备。
2.如权利要求1所述的基站，其特征在于，该非竞争式资源包含一特定前置符元与一特定窄频物联网物理随机接入通道。
3.如权利要求1所述的基站，其特征在于：
在传送该随机接入响应消息至该用户设备后，该收发器还用以接收来自该用户设备的一排程请求消息；
该处理器还用以针对该排程请求消息产生下行控制信息；以及
该收发器根据该下行控制信息传送一上行调度至该用户设备，使得该用户设备根据该上行调度传送对应至该提早下行数据的上行数据至该基站。
4.如权利要求3所述的基站，其特征在于，该排程请求消息还附带针对该提早下行数据的混合式自动重传请求确认。
5.一种与一用户设备进行一随机接入程序的基站，其特征在于，包含：
一处理器，用以产生一竞争式提早数据传输标示；以及
一收发器，与该处理器电性连接，且用以：
传送一呼叫消息至该用户设备，该呼叫消息包含该竞争式提早数据传输标示；
在传送该呼叫消息后，接收该用户设备使用与该随机接入程序有关的竞争资源所传送的一随机接入请求消息；
响应于该随机接入请求消息，传送一随机接入响应消息至该用户设备；
在传送该随机接入响应消息后，接收来自该用户设备的一无线资源控制请求消息；以及
响应于该无线资源控制请求消息，传送夹带着提早下行数据的一无线资源控制响应消息至该用户设备。
6.如权利要求5所述的基站，其特征在于，该无线资源控制请求消息是一无线资源控制连接请求消息或一无线资源控制提早数据请求消息，且该无线资源控制响应消息是一无线资源控制提早数据完成消息。
7.如权利要求5所述的基站，其特征在于，该无线资源控制请求消息是一无线资源控制连接恢复请求消息，且该无线资源控制响应消息是一无线资源控制连接恢复消息或一无线资源控制连接释放消息。
8.如权利要求5所述的基站，其特征在于，在该收发器接收该无线资源控制请求消息后，该处理器根据多个传输区块大小盲解码该无线资源控制请求消息。
9.如权利要求5所述的基站，其特征在于：
在传送该无线资源控制响应消息至该用户设备后，该收发器还用以接收来自该用户设备的一排程请求消息；
该处理器还用以针对该排程请求消息产生下行控制信息；以及
该收发器根据该下行控制信息传送一上行调度至该用户设备，使得该用户设备根据该上行调度传送对应至该提早下行数据的上行数据至该基站。
10.如权利要求9所述的基站，其特征在于，该排程请求消息还附带针对该提早下行数据的混合式自动重传请求确认。
11.一种与一基站进行一随机接入程序的用户设备，其特征在于，包含：
一处理器，用以响应于该基站于该随机接入程序中所传送的提早下行数据产生一排程请求消息；以及
一收发器，与该处理器电性连接，且用以：
在该随机接入程序中接收该提早下行数据；
在接收该提早下行数据之后，传送该排程请求消息至该基站；
在传送该排程请求消息至该基站后，接收来自该基站的一上行调度；以及
根据该上行调度，传送对应至该提早下行数据的上行数据至该基站。
12.如权利要求11所述的用户设备，其特征在于，该收发器还用以：
接收来自该基站的一呼叫消息，该呼叫消息包含一非竞争式提早数据传输标示，且该非竞争式提早数据传输标示包含非竞争式资源；
使用该非竞争式资源传输一随机接入请求消息至该基站；以及
在传输该随机接入请求消息后，从该基站接收夹带着该提早下行数据的一随机接入响应消息。
13.如权利要求12所述的用户设备，其中该收发器是通过一无线资源控制提早数据请求消息或一无线资源控制连接恢复请求消息来传送对应至该提早下行数据的该上行数据至该基站。
14.如权利要求12所述的用户设备，其特征在于，该非竞争式资源包含一特定前置符元与一特定窄频物联网物理随机接入通道。
15.如权利要求11所述的用户设备，其特征在于，该收发器还用以：
接收来自该基站的一呼叫消息，该呼叫消息包含一竞争式提早数据传输标示；
使用与该随机接入程序有关的竞争资源传送一随机接入请求消息至该基站；
在传送该随机接入请求消息后，从该基站接收一随机接入响应消息；
在接收该随机接入响应消息后，传送一无线资源控制请求消息至该基站；以及
在传送该无线资源控制请求消息后，从该基站接收夹带着该提早下行数据的一无线资源控制响应消息。
16.如权利要求15所述的用户设备，其特征在于，该无线资源控制请求消息是一无线资源控制连接请求消息或一无线资源控制提早数据请求消息，且该无线资源控制响应消息是一无线资源控制提早数据完成消息。
17.如权利要求15所述的用户设备，其特征在于，该无线资源控制请求消息是一无线资源控制连接恢复请求消息，且该无线资源控制响应消息是一无线资源控制连接恢复消息或一无线资源控制连接释放消息。
18.如权利要求15所述的用户设备，其特征在于，该处理器还用以根据该随机接入响应消息所配置的一传输区块大小限制决定该无线资源控制请求消息的一重传次数。
19.如权利要求11所述的用户设备，其特征在于，在传送给该基站的该排程请求消息中还附带针对该提早下行数据的混合式自动重传请求确认。
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