TW202008839A - 在隨機存取程序進行提早資料傳輸的基地台與使用者設備 - Google Patents

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Abstract

基地台傳送包含非競爭式提早資料傳輸標示的呼叫訊息至使用者設備，且在一隨機存取程序中，因應使用者設備的隨機存取請求訊息，傳送夾帶提早下行資料的隨機存取回應訊息至使用者設備。基地台傳送包含競爭式提早資料傳輸標示的呼叫訊息至使用者設備，且在一隨機存取程序中，因應使用者設備的無線資源控制請求訊息，傳送夾帶提早下行資料的無線資源控制回應訊息至使用者設備。在一隨機存取程序中，使用者設備在接收提早下行資料後產生並傳送排程請求訊息至基地台，並根據來自基地台的上行調度傳送對應至提早下行資料的上行資料至基地台。

Description

在隨機存取程序進行提早資料傳輸的基地台與使用者設備
本發明的實施例是關於一種基地台與一種使用者設備。更具體而言，本發明的實施例是關於一種在隨機存取程序中進行提早資料傳輸的基地台與使用者設備。
在許多無線通訊系統中，使用者設備可透過一隨機存取程序(random access procedure)與一基地台建立連接，以便在建立該連接之後，可在二者之間進行上行資料傳輸與下行資料傳輸。
舉例而言，在窄頻帶物聯網(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)之架構下，使用者設備可以基於長期演進技術(Long Term Evolution，LTE)所規定的隨機存取程序來與基地台建立連接。該隨機存取程序包含以下五個訊息的傳輸，依序為：該使用者設備傳輸隨機存取請求訊息(random access request message)給該基地台，此隨機存取請求訊息簡稱第一訊息；該基地台傳輸隨機存取回應訊息(random access response message)給該使用者設備，此傳輸隨機存取回應訊息簡稱第二訊息；該使用者設備傳輸無線資源控制連接請求訊息(RRC connection request message)給該基地台，此無線資源控制連接請求訊息簡稱第三訊息；該基地台傳輸無線資源控制連接設定訊息(RRC connection setup message)給該使用者設備， 以使該使用者設備進入RRC連接狀態(RRC connected state)，此無線資源控制連接設定訊息簡稱第四訊息；以及該使用者設備傳輸無線資源控制連接完成訊息(RRC connection complete message)給該基地台，此無線資源控制連接完成訊息簡稱第五訊息。
根據LTE所規定的隨機存取程序，必須在使用者設備進入RRC連接狀態後，使用者設備和基地台之間始得進行上行資料傳輸與下行資料傳輸，使用者設備進入RRC連接狀態也代表使用者設備和基地台之間已可進行資料交換。換言之，當使用者設備處於待機狀態，則使用者設備必須與基地台完整執行上述隨機存取程序的步驟才能與基地台進行資料的傳輸。除此之外，在窄頻帶物聯網之架構下的隨機存取程序是採用重複傳送技術以增加傳輸覆蓋率，這樣的隨機存取程序將耗費較多電力、時間，並不利於資料的傳輸效率及資源的利用率。有鑑於此，在本發明所屬技術領域中，如何改善上述隨機存取程序，以提升資料的傳輸效率以及資源的利用率，將是一項亟需被解決的問題。
為了解決至少上述的問題，本發明的實施例提供了一種基地台，其可用以與一使用者設備進行一隨機存取程序。該基地台可包含互相電性連接的一處理器與一收發器。該處理器可用以產生一非競爭式提早資料傳輸標示(contention-free early-data transmission indication)，且該非競爭式提早資料傳輸標示包含非競爭式資源。該收發器可用以傳送一呼叫訊息(paging message)至該使用者設備，且該呼叫訊息可包含該非競爭式提早資料傳輸標示。該收發器可用以在傳送該呼叫訊息後，接收該使用者設備使用該非競爭式資源所傳輸的一隨機存取請求訊息(random access request message)。該收發器還可用以因應於該隨機存取請求訊息，傳送夾帶著提早 下行資料的一隨機存取回應訊息(random access response message)至該使用者設備。
為了解決至少上述的問題，本發明的實施例還提供了一種基地台，其可用以與一使用者設備進行一隨機存取程序。該基地台可包含互相電性連接的一處理器與一收發器。該處理器可用以產生一競爭式提早資料傳輸標示。該收發器可用以傳送一呼叫訊息至該使用者設備，且該呼叫訊息包含該競爭式提早資料傳輸標示。該收發器可用以在傳送該呼叫訊息後，接收該使用者設備使用與該隨機存取程序有關的競爭資源所傳送的一隨機存取請求訊息。該收發器可用以因應於該隨機存取請求訊息，傳送一隨機存取回應訊息至該使用者設備；在傳送該隨機存取回應訊息後，接收來自該使用者設備的一無線資源控制請求訊息(RRC request message)。該收發器還可用以因應於該無線資源控制請求訊息，傳送夾帶著提早下行資料的一無線資源控制回應訊息至該使用者設備。
為了解決至少上述的問題，本發明的實施例還提供了一種使用者設備，其用以與一基地台進行一隨機存取程序。該使用者設備可包含互相電性連接的一處理器與一收發器。該處理器可用以因應於該基地台於該隨機存取程序中所傳送的提早下行資料產生一排程請求訊息。該收發器可用以在該隨機存取程序中接收該提早下行資料。該收發器可用以在接收該提早下行資料之後，傳送該排程請求訊息至該基地台。該收發器可用以在傳送該排程請求訊息至該基地台後，接收來自該基地台的一上行調度(uplink grant)。該收發器還可用以根據該上行調度，傳送對應至該提早下行資料的上行資料至該基地台。
在本發明的實施例中，在基地台與使用者設備進行隨機存取程序的過程中，基地台可以在其傳送給使用者設備的隨機存取回應訊息或 無線資源控制回應訊息中，額外夾帶著提早下行資料，藉此提早地將下行資料傳輸到使用者設備。也就是說，基地台原本必須在該隨機存取程序結束後(也就是第五訊息生效之後)才能夠傳輸的下行資料，將可以在該隨機存取的過程中就被提早地傳送(也就是提早於第二訊息或第四訊息就傳送)，故可以減少傳輸下行資料的時間延遲，也就是增加下行資料的傳輸效率。另外，因來自於基地台的下行資料可提早於第二訊息或第四訊息傳送，故可取消傳輸第三訊息、第四訊息及/或第五訊息(即，後續訊息)，且將後續訊息所需要的資源釋放給其他應用，藉此提升資源的利用率。在此情況下，因減少基地台與使用者設備之間的訊息交換次數，尤其在NB-IoT系統中使用大量地重複傳送下，亦能有效降低使用者設備之電力消耗。
另一方面，在接收基地台所傳送的提早下行資料後，使用者設備可產生並傳送排程請求訊息至該基地台，並根據來自該基地台的上行調度提早傳送對應至該提早下行資料的上行資料至該基地台。在此情況下，使用者設備亦可不需要在該隨機存取程序結束之後才傳送對應的上行資料，故也提升了上行資料的傳輸效率。
以上內容並非為了限制本發明，而只是概括地敘述了本發明可解決的技術問題、可採用的技術手段以及可達到的技術功效，以讓本發明所屬技術領域中具有通常知識者初步地瞭解本發明。根據檢附的圖式及以下的實施方式所記載的內容，本發明所屬技術領域中具有通常知識者便可進一步瞭解本發明的各種實施例的細節。
如下所示：
1‧‧‧無線通訊系統
11‧‧‧使用者設備
111‧‧‧處理器
113‧‧‧收發器
13‧‧‧基地台
131‧‧‧處理器
133‧‧‧收發器
2‧‧‧非競爭式隨機存取程序
210、211、213、214、215‧‧‧動作
PMa‧‧‧呼叫訊息
Msg1a‧‧‧隨機存取請求訊息
Msg2a‧‧‧隨機存取回應訊息
EDD‧‧‧提早下行資料
23‧‧‧操作
230、231、232、233、235‧‧‧動作
SRM‧‧‧排程請求訊息
UG‧‧‧上行調度
UD‧‧‧上行資料
3‧‧‧競爭式隨機存取程序
310、311、313、315、317、318、319‧‧‧動作
PMb‧‧‧呼叫訊息
Msg1b‧‧‧隨機存取請求訊息
Msg2b‧‧‧隨機存取回應訊息
Msg3b‧‧‧無線資源控制請求訊息
Msg4b‧‧‧無線資源控制回應訊息
4‧‧‧提早資料傳輸方法
401、403、405、407‧‧‧步驟
5‧‧‧提早資料傳輸方法
501、503、505、507、509、511‧‧‧步驟
6‧‧‧對應提早資料的上行資料傳輸方法
601、603、605、607、609‧‧‧步驟
第1圖例示了根據某些實施例之無線通訊系統的示意圖。
第2圖例示了根據某些實施例第1圖中的無線通訊系統在非 競爭式隨機存取程序中進行提早資料傳輸的示意圖。
第3圖例示了根據某些實施例第1圖中的無線通訊系統在競爭式隨機存取程序中進行提早資料傳輸的示意圖。
第4圖例示了根據某些實施例第1圖中的無線通訊系統在非競爭式隨機存取程序中之提早資料傳輸方法的示意圖。
第5圖例示了根據某些實施例第1圖中的無線通訊系統在競爭式隨機存取程序中之提早資料傳輸方法的示意圖。
第6圖例示了根據某些實施例第1圖中的無線通訊系統在隨機存取程序中之對應到提早下行資料的上行資料傳輸方法的示意圖。
以下將透過多個實施例來說明本發明，惟這些實施例並非用以限制本發明只能根據所述操作、環境、應用、結構、流程或步驟來實施。與本發明非直接相關的元件並未繪示於圖式中，但可隱含於圖式中。於圖式中，各元件(element)的尺寸以及各元件之間的比例僅是範例，而非用以限制本發明。除了特別說明之外，在以下內容中，相同(或相近)的元件符號可對應至相同(或相近)的元件。在可被實現的情況下，如未特別說明，以下所述的每一個元件的數量可以是一個或多個。
本揭露使用之用語僅用於描述實施例，並不意圖限制本發明。除非上下文另有明確說明，否則單數形式「一」也旨在包括複數形式。「包括」、「包含」等用語指示所述特徵、整數、步驟、操作、元素及/或元件的存在，但並不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元素、元件及/或前述之組合之存在。用語「及/或」包含一或多個相關所列項目的任何及所有的組合。
本申請案主張於2018年8月7日在美國專利與商標局提出申請之名稱為「Mobile Terminated Early Data Transmission(受話方提早資料傳輸)」之第62/715,292號美國臨時專利申請案(以下稱「優先權基礎案」)之優先權及權利，且該優先權基礎案之全部內容以引用方式併入本文中。
第1圖例示了根據某些實施例之無線通訊系統的示意圖。第1圖所示內容僅是為了舉例說明本發明的實施例，而非為了限制本發明。
參照第1圖，無線通訊系統1基本上可包含一使用者設備11、一基地台13以及一核心網路15。無線通訊系統1可以是各種通訊系統，例如但不限於窄頻物聯網(Narrow Band-IoT，NB-IoT)系統、增強型機器類型通訊(enhanced Machine-Type Communication，eMTC)系統、大規模機器型通訊(massive Machine-Type Communications,mMTC)系統等等。根據不同的應用，使用者設備11與基地台13可以呈現不同的型態。舉例而言，但非限制，使用者設備11可以是行動電話、平板電腦、筆記型電腦等電子裝置，而基地台13可以是大型基地台(Macrocells)、微型基地台(Microcells)、特微型基地台(Picocells)等基地台。基地台13的架構可以包含一個集中單元(Centralized Unit，CU)及/或一或多個分布單元(Distributed Unit，DU)。
使用者設備11基本上可包含一處理器111與一收發器113。在使用者設備11中，處理器111與收發器113電性連接(直接電性連接或間接電性連接)。基地台13基本上可包含一處理器131與一收發器133。在基地台13中，處理器131與收發器133電性連接(直接電性連接或間接電性連接)。
使用者設備11的處理器111與基地台13的處理器131各自可以是各種具備訊號處理功能的微處理器(microprocessor)或微控制器 (microcontroller)。微處理器或微控制器是一種可程式化的特殊積體電路，其具有運算、儲存、輸出/輸入等能力，且可接受並處理各種編碼指令，藉以進行各種邏輯運算與算術運算，並輸出相應的運算結果。處理器111可被編程以解釋各種指令，以處理使用者設備11中的資料並執行各種運算或程式。處理器131可被編程以解釋各種指令，以處理基地台13中的資料並執行各種運算或程式。
收發器113(transceiver)與收發器133中的每一個可以是由一傳送器(transmitter)及/或一接收器(receiver)所構成，且可包含例如但不限於：天線、放大器、調變器、解調變器、偵測器、類比至數位轉換器、數位至類比轉換器等通訊元件。收發器113可以用以讓使用者設備11與外部的裝置(例如基地台13)進行通訊並交換資料，而收發器133可以用以讓基地台13與外部的裝置(例如使用者設備11與核心網路15)進行通訊並交換資料。基地台13可以透過有線或無線的方式和核心網路15通訊。
以LTE為例，使用者設備11以及基地台13可以使用控制平面(control plane)來傳輸訊息及/或資料，或是使用使用者平面(user plane)來傳輸訊息及/或資料。使用者設備11以及基地台13亦可使用控制平面或使用使用者平面控制平面與核心網路15來傳輸訊息及/或資料。控制平面所建立的傳輸路徑包含使用者設備11與基地台13之間、以及基地台13與核心網路15的移動性管理元件(Mobile Management Entity，MME)之間的路徑。使用者平面所建立的傳輸路徑包含使用者設備11與基地台13之間、基地台13與核心網路15的服務閘道器(Serving Gateway，S-GW)之間、以及核心網路15的服務閘道器與核心網路15的封包資料網路閘道器(Packet Data Network Gateway，P-GW)之間的路徑。在控制平面上傳輸之訊息及/或資料是由核心網路15中的移動性管理元件來處理，而在使用者平面上傳輸之訊息及/或資料則由核心網路15中的服務閘道器來處理。
無提早資料傳輸的隨機存取程序可稱為傳統隨機存取程序(Legacy Random Access Procedure)，且在其中所傳送的訊息可稱為傳統訊息(Legacy Messages)。以發動提早資料傳輸(Early-data Transmission，EDT)的實體來區分可分為提早資料傳輸可以是發話方提早資料傳輸(Mobile-Originated EDT，MO-EDT)或者是受話方提早資料傳輸(Mobile-Terminated EDT，MT-EDT)。詳言之，MO-EDT是指決定且發動提早資料傳輸的實體是使用者設備，而MT-EDT是指決定且發動提早資料傳輸的實體是基地台與核心網路15中的移動性管理元件。在具有MO-EDT的隨機存取程序中所傳送的訊息可稱為MO-EDT訊息(MO-EDT Messages)，而在具有MT-EDT的隨機存取程序中所傳送的訊息可稱為MT-EDT訊息(MT-EDT Messages)。在本發明的實施例中，除了特別說明之外，均是指具有MT-EDT的隨機存取程序。
在某些實施例中，使用者設備11與基地台13可進行非競爭式(contention-free)隨機存取程序，而在某些實施例中，使用者設備11與基地台13可進行競爭式(contention-based)隨機存取程序。第2圖與第3圖分別例示了根據某些實施例第1圖中的無線通訊系統1在非競爭式隨機存取程序中與競爭式隨機存取程序中進行提早資料傳輸的示意圖。第2圖與第3圖所示內容僅是為了舉例說明本發明的實施例，而非為了限制本發明。
首先，參照第2圖，為了通知使用者設備11基地台13將進行提早資料傳輸，基地台13的處理器131可先產生一非競爭式提早資料傳 輸標示(contention-free EDT indication)(標示為動作210)，且該非競爭式提早資料傳輸標示包含基地台13為使用者設備11配置的非競爭式資源。
接著，如第2圖所示，基地台13的收發器133可傳送一呼叫訊息(paging message)PMa至使用者設備11(標示為動作211)，且呼叫訊息PMa包含該非競爭式提早資料傳輸標示。於某些實施例中，基地台13可在呼叫訊息PMa中夾帶使用者設備11的識別碼(identity，ID)以指定該呼叫訊息的接收對象包含使用者設備11。
基地台13可提供呼叫訊息PMa中的該非競爭式提早資料傳輸標示給使用者設備11，以告知使用者設備11基地台13將在隨後的非競爭式隨機存取程序2中發動提早資料傳輸。在某些實施例中，基地台13可使用其配置的非競爭式資源來告知使用者設備11基地台13是否將在非競爭式隨機存取程序2中發動提早資料傳輸。換言之，使用者設備11可根據是否接收到該非競爭式資源，來判斷基地台13是否將在非競爭式隨機存取程序2中發動提早資料傳輸。在某些實施例中，基地台13也可設定且提供呼叫訊息PMa中的一提早資料傳輸位元給使用者設備11，以來告知使用者設備11基地台13是否將在非競爭式隨機存取程序2中發動提早資料傳輸。舉例而言，當呼叫訊息PMa中的提早資料傳輸位元為「1」的時候，基地台13將在非競爭式隨機存取程序2中發動提早資料傳輸，而當該提早資料傳輸位元為「0」的時候，則基地台13將不會在非競爭式隨機存取程序2中進行提早資料傳輸。
根據基地台13配置的非競爭式資源，使用者設備11可與基地台13進行非競爭式隨機存取程序2。在某些實施例中，非競爭式資源可 包含一特定前置符元(preamble)與一特定隨機存取通道(例如一特定窄頻物聯網物理隨機存取通道(NB-IoT physical random access channel，NPRACH)。使用者設備11可依據現行標準規範，在該特定隨機存取通道的特定位置來傳送該特定前置符元。若使用者設備11使用了該特定隨機存取通道來傳送該特定前置符元至基地台13，則基地台13收到該特定前置符元時便可識別出使用者設備11的身分，並與其進行非競爭式隨機存取程序2。在某些實施例中，非競爭式資源可包含一替代該特定前置符元之前置符元索引(preamble index)。該前置符元索引用以表示一特定資源位置(例如一特定時間點)，而使用者設備11可在該特定資源位置取得(監視或偵測)該特定前置符元。
在基地台13傳送呼叫訊息PMa給使用者設備11後，使用者設備11可使用該非競爭式資源傳輸一隨機存取請求訊息(random access request message)Msg1a至基地台13(標示為動作213)。舉例而言，若上述非競爭式資源包含該特定前置符元與該特定NPRACH，則使用者設備11可透過該特定NPRACH傳送該特定前置符元(隨機存取請求訊息Msg1a)至基地台13。
當基地台13接收到使用者設備11使用該非競爭式資源(例如，使用該特定NPRACH)傳送的隨機存取請求訊息Msg1a(即，該特定前置符元)，基地台13的處理器131解析隨機存取請求訊息Msg1a並確認使用者設備11已準備好從基地台13接收提早下行資料(early downlink data)EDD。而後，基地台13的收發器133傳送夾帶著提早下行資料EDD的一隨機存取回應訊息(random access response message)Msg2a至使用者設備 11(標示為動作215)。
在基地台13在控制平面上傳送提早下行資料EDD給使用者設備11的情況下，隨機存取回應訊息Msg2a所夾帶的提早下行資料EDD可被封裝成下行非存取層協定資料單元(Down-link Non-Access Stratum Protocol Data Unit，Down-link NAS PDU)，並受到非存取層維安(NAS security)的保護。在使用者設備11與基地台13完成連接(即使用者設備11處在RRC連接狀態下)之後，其非存取層維安可與核心網路15之移動式管理元件的非存取層維安保持同步，因此任何上行資料或下行資料皆可以順利地基於非存取層維安而被加密或解密。
在基地台13在使用者平面上傳送提早下行資料EDD給使用者設備11的情況下，基地台13可將提早下行資料EDD直接夾帶於隨機存取回應訊息Msg2a中，並受到存取層維安(AS security)的保護。基地台13可以在每一次隨機存取程序中提供更新的金鑰給使用者設備11，以供使用者設備11在下一次隨機存取程序中用來加密與解密資料。舉例來說，基地台13可以在每一次隨機存取程序中透過無線資源控制連接釋放訊息(RRC connection release message)提供下一跳接鏈結計數(nextHopChainingCount，NCC)給使用者設備11，以供使用者設備11在下一次隨機存取程序中使用。
在基地台13傳送夾帶著提早下行資料EDD的隨機存取回應訊息Msg2a至使用者設備11之後，其可以和使用者設備11繼續進行以下動作(未繪示)。舉例而言，如同傳統的隨機存取程序，使用者設備11可在接收到隨機存取回應訊息Msg2a之後傳送傳統的第三訊息給基地台13， 以請求RRC資源。然後，基地台可傳送傳統的第四訊息給將使用者設備11，以配置RRC資源配置。最後，使用者設備11在進入到RRC連接狀態後，傳送傳統的第五訊息給基地台13。另舉例而言，使用者設備11可在接收到隨機存取回應訊息Msg2a之後傳送針對提早下行資料EDD的一確認訊息，然後維持在RRC閒置狀態。另外，在基地台13在使用者平面上傳送提早下行資料給使用者設備11的某些實施例中，使用者設備11可在傳送第一訊息或第三訊息之前恢復無線承載(radio bearer)(未繪示)。須說明，使用者設備11恢復無線承載代表其準備好解碼下行資料，即，在接收基地台13提供的下行資料(透過第二訊息或第四訊息)之前，使用者設備11已恢復媒體存取控制(Medium Access Control，MAC)層的運作，例如已預先配置恢復媒體存取控制實體(MAC entity)所使用的記憶體，以及已預先讀入MAC層相關之參數等。
須說明，在使用者設備11傳輸隨機存取請求訊息Msg1a至基地台13(也就是，動作213)之後，基地台13與核心網路15可提前進行原本進入RRC連接之後才進行的訊令傳輸(標示為動作214)，以接收核心網路15提供的提早下行資料EDD。舉例而言，在使用者設備11與基地台13在控制平面上進行非競爭式隨機存取程序2的情況下，動作214可包含：基地台13向核心網路15中的移動管理實體取回使用者設備本文；基地台13傳送一S1-AP初始使用者設備訊息(S1-Application Protocol initial UE message)至該移動管理實體，基地台13可在該S1-AP初始使用者設備訊息夾帶著一提早資料傳輸指標，以通知該移動管理實體基地台13即將發動受話方提早資料傳輸；該移動管理實體傳送修改承載請求訊息(Modify Bearer Request Message)至核心網路15的服務閘道器，並接收服務閘道器傳送的修改承載回應訊息(Modify Bearer Response Message)，以建立服務閘道器與移動管理實體之間傳輸資料的通道；以及在建立移動管理實體與服務閘道器之間的通道後，移動管理實體接收服務閘道器傳送的提早下行資料EDD，且接著傳送一下行S1-AP訊息至基地台13以傳送該提早下行資料EDD至基地台13。
另一方面，在使用者設備11與基地台13在使用者平面上進行非競爭式隨機存取程序2的情況下，動作214可包含：基地台13傳送一S1-AP使用者設備本文恢復請求訊息(S1-Application Protocol UE Context Resume Request Message)至核心網路15中的移動管理實體，並接收該移動管理實體回傳的S1-AP使用者設備本文恢復回應訊息(S1-Application Protocol UE Context Resume Response Message)；基地台13在該S1-AP使用者設備本文恢復請求訊息夾帶著一提早資料傳輸指標，以通知該移動管理實體基地台13即將發動受話方提早資料傳輸；該移動管理實體傳送修改承載請求訊息(Modify Bearer Request Message)至核心網路15的服務閘道器，並接收服務閘道器傳送的修改承載回應訊息(Modify Bearer Response Message)，以建立服務閘道器與基地台13之間傳輸資料的通道；以及在建立服務閘道器與基地台13之間傳輸資料的通道後，基地台13接收服務閘道器傳送的提早下行資料EDD。
繼續參照第2圖，在非競爭式隨機存取程序2中，可選擇地，在基地台13與使用者設備11完成動作215之後，使用者設備11可因應於基地台13於動作215中所傳送的提早下行資料EDD產生相對應的上 行資料UD，並可與基地台13執行操作23以傳送該對應至提早下行資料EDD的上行資料UD至基地台13。操作23可以是在非競爭式隨機存取程序2中發起且完成，也可以是在非競爭式隨機存取程序2結束後才發起。操作23可以是在使用者設備11處於RRC連接狀態或RRC閒置狀態下進行。若上行資料UD是在非競爭式隨機存取程序2中傳送給基地台13，則上行資料UD可稱為提早上行資料。
詳言之，在操作23中，使用者設備11的處理器111可產生一排程請求(scheduling request)訊息SRM(標示為動作230)，且接著，使用者設備11的收發器113可傳送該排程請求訊息SRM至基地台13(標示為動作231)。在某些實施例中，排程請求訊息SRM可附帶針對提早下行資料EDD的混合式自動重送請求確認(Hybrid Automatic Repeat Request ACK；HARQ ACK)，以告知基地台13確認收到其傳送的提早下行資料EDD。
基地台13在接收排程請求訊息SRM後，處理器131可針對排程請求訊息SRM產生一下行控制資訊(downlink control information，DCI)，並根據該下行控制資訊產生一上行調度UG(標示為動作232)。接著，收發器133可傳送該上行調度UG至使用者設備11(標示為動作233)。
使用者設備11在接收該上行調度UG後，收發器113將可根據該上行調度UG，傳送對應至提早下行資料EDD的上行資料UD至基地台13(標示為動作235)。在某些實施例中，使用者設備11可在欲傳送給至基地台13的傳統的第三訊息(例如：一無線資源控制提早資料請求訊息或一無線資源控制連接恢復請求訊息)或傳統的第五訊息(例如：一無線資源控制連接完成訊息)中夾帶上行資料UD以提供上行資料UD至基地台 13。在某些實施例中，使用者設備11也可，經由特定傳輸通道(dedicated traffic channel)，在其他無線資源控制訊息中夾帶上行資料UD以提供上行資料UD至基地台13。在使用者設備11於上述訊息(即，第三訊息、第五訊息、或其他無線資源控制訊息)中夾帶上行資料UD的某些情況下，使用者設備11可在上述訊息中額外夾帶一資料量(Data Volume)資訊或一緩衝狀態報告(Buffer Status Report)資訊並提供給基地台13，藉以通知基地台13使用者設備11之資料傳輸狀態，例如使用者設備11是否已無其餘資料需要傳送。在使用者設備11透過於其他無線資源控制訊息中夾帶上行資料UD以提供上行資料UD至基地台13的某些情況下，可避免使用者設備11與基地台13進入到RRC連接狀態，藉此節省隨機存取程序中其他訊息之傳輸所需的時間或資源。若使用者設備11欲使用控制平面傳送上行資料UD，上述各種無線資源控制訊息(即，第三訊息、第五訊息、或其他無線資源控制訊息)所夾帶的上行資料UD可被封裝成上行非存取層協定資料單元。若使用者設備11欲使用使用者平面傳送上行資料UD，可直接在上述各種無線資源控制訊息(即，第三訊息、第五訊息、或其他無線資源控制訊息)中夾帶上述上行資料UD。
參照第3圖，作為另一範例，基地台13的處理器131可首先產生一競爭式提早資料傳輸標示(contention-based EDT indication)(標示為動作310)。接著，基地台13的收發器133可傳送一呼叫訊息PMb至使用者設備11(標示為動作311)，基地台13可在呼叫訊息PMb中夾帶使用者設備11的識別碼，以指定呼叫訊息PMb的接收對象包含使用者設備11。呼叫訊息PMb包含該競爭式提早資料傳輸標示。該競爭式提早資料傳輸標示可包含一提早 資料傳輸位元，用以告知使用者設備11基地台13將在競爭式隨機存取程序3中發動提早資料傳輸。舉例而言，當使用者設備11將收到的呼叫訊息PMb中解碼並得知呼叫訊息PMb中包含一個為「1」的提早資料傳輸位元，即代表基地台13將會在競爭式隨機存取程序3中發動提早資料傳輸。另舉例而言，基地台13可以預設呼叫訊息PMb中的某一位元為提早資料傳輸位元，而當傳送的提早資料傳輸位元為「1」，代表基地台13將會在競爭式隨機存取程序3中發動提早資料傳輸，而當該提早資料傳輸位元為「0」，代表基地台13將不會在競爭式隨機存取程序3中發動提早資料傳輸。
在基地台13傳送呼叫訊息PMb後，收發器131可接收使用者設備11傳送的一隨機存取請求訊息Msg1b(標示為動作313)，使用者設備11是使用與競爭式隨機存取程序3有關的競爭資源傳送該隨機存取請求訊息Msg1b。於某些實施例中，使用者設備11可使用NPRACH傳送傳統隨機存取程序中所配置的前置符元(隨機存取請求訊息Msg1b)至基地台13，以與使用相同競爭資源的其他使用者設備在競爭式隨機存取程序3中爭取與基地台13建立連接的機會。於某些實施例中，使用者設備11也可使用NPRACH傳送MO-EDT之隨機存取程序中所配置的前置符元(隨機存取請求訊息Msg1b)至基地台13，以爭取與基地台13建立連接的機會。
因應於隨機存取請求訊息Msg1b，基地台13的收發器133可傳送一隨機存取回應訊息Msg2b至使用者設備11(標示為動作315)。在傳送隨機存取回應訊息Msg2b後，基地台13的收發器133可接收來自使用者設備11的一無線資源控制請求訊息(RRC request message)Msg3b(標示為動作317)。因應於該無線資源控制請求訊息Msg3b，基地台13的收發器133可傳 送夾帶著提早下行資料EDD的一無線資源控制回應訊息Msg4b至使用者設備11(標示為動作319)。
使用者設備11在控制平面上所傳送的該無線資源控制請求訊息Msg3b可稱為無線資源控制連接請求訊息(RRC connection request message)，用以請求進行RRC連接。於某些實施例中，基地台13在控制平面上所傳送的無線資源控制回應訊息Msg4b可以是一經設計的無線資源控制提早資料完成訊息(RRC early-data complete message)。該無線資源控制提早資料完成訊息可用以指示使用者設備11在接收到提早下行資料EDD後，維持在RRC閒置狀態(也就是，不繼續進入RRC連接狀態的動作)。於某些實施例中，基地台13在控制平面上傳送的無線資源控制回應訊息Msg4b也可以是一傳統的無線資源控制連接設定訊息(RRC connection setup message)。該無線資源控制連接設定訊息用以指示使用者設備11在接收到提早下行資料EDD後，根據RRC資源進入RRC連接狀態。
使用者設備11在使用者平面上所傳送的無線資源控制請求訊息Msg3b可稱為無線資源控制連接恢復請求訊息(RRC connection resume request message)，用以請求恢復RRC連接。在某些實施例中，基地台13在使用者平面上傳送的無線資源控制回應訊息Msg4b可稱為無線資源控制連接恢復訊息(RRC connection resume message)。該無線資源控制連接恢復訊息可用以指示使用者設備11在接收到提早下行資料EDD後，恢復為RRC連接狀態。在某些實施例中，基地台13在使用者平面上傳送的無線資源控制回應訊息Msg4b也可稱為無線資源控制連接釋放訊息(RRC connection release message)。該無線資源控制連接釋放訊息可用以指示使用者設備11在接收到 提早下行資料EDD後，不進入RRC連接狀態。
在使用者設備11使用NPRACH傳送該傳統隨機存取程序中所配置的前置符元(隨機存取請求訊息Msg1b)至基地台13的情況下，基地台13傳送的隨機存取回應訊息Msg2b將配置一個傳統的傳輸區塊大小限制(例如，「88位元」)給使用者設備11。受限於該傳統的傳輸區塊大小限制，使用者設備11所傳送的無線資源控制請求訊息Msg3b為不會額外夾帶上行資料的傳統第三訊息。
在某些實施例中，本發明的實施例中的MT-EDT亦可以直接應用於MO-EDT之隨機存取程序中，也就是說，基地台13與核心網路15中的移動性管理元件亦可以在MO-EDT之隨機存取程序中主動決定發動提早資料傳輸。詳言之，在使用者設備11使用NPRACH傳送MO-EDT之隨機存取程序中所配置前置符元(隨機存取請求訊息Msg1b)至基地台13的情況下，基地台13傳送的隨機存取回應訊息Msg2b可配置一個較大的傳輸區塊大小限制(例如，「720位元」)給使用者設備11，使得使用者設備11可以決定是否要在無線資源控制請求訊息Msg3b中額外夾帶上行資料UD。這時的無線資源控制請求訊息Msg3b可稱為MO-EDT之無線資源控制連接請求訊息(RRC connection request message)，或可稱為無線資源控制提早資料請求訊息(RRC early-data request message)。在某些實施例中，若使用者設備11決定不在無線資源控制請求訊息Msg3b中額外夾帶上行資料UD，則使用者設備11的處理器111可根據隨機存取回應訊息Msg2b所配置的傳輸區塊大小限制來調整無線資源控制請求訊息Msg3b的重傳次數，以降低使用者設備的功率消耗。舉例而言，假設傳統的傳輸區塊大小限制為「88位 元」(用於不夾帶上行資料UD的情況下)，隨機存取回應訊息Msg2b所配置的實際傳輸區塊大小限制為「440位元」，預設的重傳次數為「10次」，則使用者設備11可以將該預設重傳次數乘以該傳統基本傳輸區塊大小限制與該實際上行傳輸區塊大小限制之比值，以得到無線資源控制請求訊息Msg3b的重傳次數將改為「2次」(即，10×88/440)。
在基地台13在控制平面上傳送提早下行資料EDD給使用者設備11的情況下，無線資源控制回應訊息Msg4b所夾帶的提早下行資料EDD可被封裝成下行非存取層協定資料單元，並受到非存取層維安的保護。在使用者設備11與基地台13完成連接(即使用者設備11處在RRC連接狀態下)之後，其非存取層維安可與核心網路15之移動式管理元件的非存取層維安保持同步，因此任何上行資料或下行資料皆可以順利地基於非存取層維安而被加密或解密。
在基地台13在使用者平面上傳送提早下行資料EDD給使用者設備11的情況下，基地台13可將提早下行資料EDD直接夾帶於無線資源控制回應訊息Msg4b中，並受到存取層維安(AS security)的保護。基地台13可以在每一次隨機存取程序中提供更新的金鑰給使用者設備11，以供使用者設備11在下一次隨機存取程序中用來加密與解密資料。舉例來說，基地台13可以在每一次隨機存取程序中透過無線資源控制連接釋放訊息(RRC connection release message)提供下一跳接鏈結計數(nextHopChainingCount，NCC)給使用者設備11，以供使用者設備11在下一次隨機存取程序中使用。
在基地台13傳送夾帶著提早下行資料EDD的無線資源控制回應訊息Msg4b至使用者設備11後，使用者設備11可以進入到RRC連 接狀態或者維持RRC閒置狀態。
在某些實施例中，在基地台13不知道無線資源控制請求訊息Msg3b中是否夾帶上行資料UD、或不知道上行資料UD的大小的情況下，基地台13的處理器131可根據多個可用的傳輸區塊大小盲解碼(blind decoding)該無線資源控制請求訊息Msg3b，也就是，根據一預設規則或隨機地從該多個傳輸區塊大小中逐一地選出一個來解碼該無線資源控制請求訊息Msg3b。
須說明，在使用者設備11傳輸無線資源控制請求訊息Msg3b至基地台13(也就是，動作317)之後，基地台13與核心網路15可提前進行原本進入RRC連接之後才進行的訊令傳輸(標示為動作318)，以接收核心網路15提供的提早下行資料EDD。舉例而言，在使用者設備11與基地台13在控制平面上進行競爭式隨機存取程序3的情況下，動作318可包含：基地台13向核心網路15中的移動管理實體取回使用者設備本文；基地台13傳送一S1-AP初始使用者設備訊息(S1-Application Protocol initial UE message)至該移動管理實體，基地台13可在該S1-AP初始使用者設備訊息夾帶著一提早資料傳輸指標，以通知該移動管理實體基地台13即將發動受話方提早資料傳輸；該移動管理實體傳送修改承載請求訊息(Modify Bearer Request Message)至核心網路15的服務閘道器，並接收服務閘道器傳送的修改承載回應訊息(Modify Bearer Response Message)，以建立服務閘道器與移動管理實體之間傳輸資料的通道；以及在建立移動管理實體與服務閘道器之間的通道後，移動管理實體接收服務閘道器傳送的提早下行資料EDD，且接著傳送一下行S1-AP訊息至基地台13以傳送該提早下行 資料EDD至基地台13。
另一方面，在使用者設備11與基地台13在使用者平面上進行競爭式隨機存取程序3的情況下，動作318可包含：基地台13傳送一S1-AP使用者設備本文恢復請求訊息(S1-Application Protocol UE Context Resume Request Message)至核心網路15中的移動管理實體，並接收該移動管理實體回傳的S1-AP使用者設備本文恢復回應訊息；基地台13在該S1-AP使用者設備本文恢復請求訊息夾帶著一提早資料傳輸指標，以通知該移動管理實體基地台13即將發動受話方提早資料傳輸；該移動管理實體傳送修改承載請求訊息(Modify Bearer Request Message)至核心網路15的服務閘道器，並接收服務閘道器傳送的修改承載回應訊息(Modify Bearer Response Message)，以建立服務閘道器與基地台13之間傳輸資料的通道；以及在建立服務閘道器與基地台13之間傳輸資料的通道後，基地台13接收服務閘道器傳送的提早下行資料EDD。
參照第3圖，在競爭式隨機存取程序3中，可選擇地，在基地台13與使用者設備11完成動作319之後，使用者設備11可因應於基地台13於動作319中所傳送的提早下行資料產生對應至該提早下行資料的上行資料UD，並可與基地台13執行如同前述的操作23，以傳送該對應至該提早下行資料的上行資料UD至基地台13。
需說明的是，操作23並不限於只能接續在動作215(第2圖)或動作319(第3圖)之後。基本上，當使用者設備11在任一種隨機存取程序中從基地台13接收到了提早下行資料EDD，使用者設備11都可以決定是否要執行操作23。
第4圖例示了根據某些實施例第1圖中的無線通訊系統1在非競爭式隨機存取程序中之提早資料傳輸方法4的示意圖。第4圖所示內容僅是為了舉例說明本發明的實施例，而非為了限制本發明。
參照第4圖，在一非競爭式隨機存取程序中之提早資料傳輸方法4可包含：一基地台產生一非競爭式提早資料傳輸標示，該非競爭式提早資料傳輸標示包含一非競爭式資源(標示為步驟401)；該基地台傳送一呼叫訊息至一使用者設備，該呼叫訊息包含該非競爭式提早資料傳輸標示(標示為步驟403)；該基地台在傳送該呼叫訊息後，接收該使用者設備使用該非競爭式資源所傳輸的一隨機存取請求訊息(標示為步驟405)；以及該基地台因應於該隨機存取請求訊息，傳送夾帶著提早下行資料的一隨機存取回應訊息至該使用者設備(標示為步驟407)。
第4圖所示的步驟401~步驟407的順序並非限制。在提早資料傳輸方法4仍可實施的情況下，第4圖所示的步驟401~步驟407的順序可以被調整。
第5圖例示了根據某些實施例第1圖中的無線通訊系統1在競爭式隨機存取程序中之提早資料傳輸方法5的示意圖。第5圖所示內容僅是為了舉例說明本發明的實施例，而非為了限制本發明。
參照第5圖，在一競爭式隨機存取程序中之提早資料傳輸方法5可包含：一基地台產生一競爭式提早資料傳輸標示(標示為步驟501)；該基地台傳送一呼叫訊息至一使用者設備，該呼叫訊息包含該競爭式提早資料傳輸標示(標示為步驟503)；該基地台在傳送該呼叫訊息後，接收該使用者設備使用與該隨機存取程序有關的競爭資源所傳送的一隨機存取請求 訊息(標示為步驟505)；該基地台因應於該隨機存取請求訊息，傳送一隨機存取回應訊息至該使用者設備(標示為步驟507)；該基地台在傳送該隨機存取回應訊息後，接收來自該使用者設備的一無線資源控制請求訊息(標示為步驟509)；以及該基地台因應於該無線資源控制請求訊息，傳送夾帶著提早下行資料的一無線資源控制回應訊息至該使用者設備(標示為步驟511)。
第5圖所示的步驟501~步驟511的順序並非限制。在提早資料傳輸方法5仍可實施的情況下，第5圖所示的步驟501~步驟511的順序可以被調整。
第6圖例示了根據某些實施例第1圖中的無線通訊系統1在隨機存取程序中之對應到提早下行資料的上行資料傳輸方法6的示意圖。第6圖所示內容僅是為了舉例說明本發明的實施例，而非為了限制本發明。
參照第6圖，在一隨機存取程序中之對應到提早下行資料的上行資料傳輸方法6可包含：一使用者設備在一隨機存取程序中接收由一基地台所傳送的提早下行資料(標示為步驟601)；該使用者設備因應於該提早下行資料產生一排程請求訊息(標示為步驟603)；該使用者設備傳送該排程請求訊息至該基地台(標示為步驟605)；該使用者設備在傳送該排程請求訊息至該基地台後，接收來自該基地台的一上行調度(標示為步驟607)；以及該使用者設備根據該上行調度，傳送對應至該提早下行資料的上行資料至該基地台(標示為步驟609)。
第6圖所示的步驟601~步驟609的順序並非限制。在上行資料傳輸方法6仍可實施的情況下，第6圖所示的步驟601~步驟609的順序可以被調整。
在某些實施例中，提早資料傳輸方法4、提早資料傳輸方法5、提早資料傳輸方法6的上述全部步驟可以由無線通訊系統1來執行。除了上述步驟之外，提早資料傳輸方法4、提早資料傳輸方法5、對應提早資料的上行資料傳輸方法6還可以包含與無線通訊系統1的上述所有實施例相對應的其他步驟。因本發明所屬技術領域中具有通常知識者可根據上文針對無線通訊系統1的說明而瞭解這些其他步驟，於此不再贅述。
上述實施例只是舉例來說明本發明，而非為了限制本發明。任何針對上述實施例進行修飾、改變、調整、整合而產生的其他實施例，只要是本發明所屬技術領域中具有通常知識者不難思及的，都已涵蓋在本發明的保護範圍內。本發明的保護範圍以申請專利範圍為準。
2‧‧‧非競爭式隨機存取程序
210、211、213、214、215‧‧‧動作
PMa‧‧‧呼叫訊息
Msg1a‧‧‧隨機存取請求訊息
Msg2a‧‧‧隨機存取回應訊息
EDD‧‧‧提早下行資料
23‧‧‧操作
230、231、232、233、235‧‧‧動作
SRM‧‧‧排程請求訊息
UG‧‧‧上行調度
UD‧‧‧上行資料

Claims (19)

  1. 一種與一使用者設備進行一隨機存取程序的基地台，包含：一處理器，用以產生一非競爭式提早資料傳輸標示，該非競爭式提早資料傳輸標示包含一非競爭式資源；以及一收發器，與該處理器電性連接，且用以：傳送一呼叫訊息至該使用者設備，該呼叫訊息包含該非競爭式提早資料傳輸標示；在傳送該呼叫訊息後，接收該使用者設備使用該非競爭式資源所傳輸的一隨機存取請求訊息；以及因應於該隨機存取請求訊息，傳送夾帶著提早下行資料的一隨機存取回應訊息至該使用者設備。
  2. 如請求項1所述的基地台，其中該非競爭式資源包含一特定前置符元與一特定窄頻物聯網物理隨機存取通道。
  3. 如請求項1所述的基地台，其中：在傳送該隨機存取回應訊息至該使用者設備後，該收發器還用以接收來自該使用者設備的一排程請求訊息；該處理器還用以針對該排程請求訊息產生下行控制資訊；以及該收發器根據該下行控制資訊傳送一上行調度至該使用者設備，使得該使用者設備根據該上行調度傳送對應至該提早下行資料的上行資料至該基地台。
  4. 如請求項3所述的基地台，其中該排程請求訊息還附帶針對該提早下行資料的混合式自動重送請求確認。
  5. 一種與一使用者設備進行一隨機存取程序的基地台，包含：一處理器，用以產生一競爭式提早資料傳輸標示；以及一收發器，與該處理器電性連接，且用以：傳送一呼叫訊息至該使用者設備，該呼叫訊息包含該競爭式提早資料傳輸標示；在傳送該呼叫訊息後，接收該使用者設備使用與該隨機存取程序有關的競爭資源所傳送的一隨機存取請求訊息；因應於該隨機存取請求訊息，傳送一隨機存取回應訊息至該使用者設備；在傳送該隨機存取回應訊息後，接收來自該使用者設備的一無線資源控制請求訊息；以及因應於該無線資源控制請求訊息，傳送夾帶著提早下行資料的一無線資源控制回應訊息至該使用者設備。
  6. 如請求項5所述的基地台，其中該無線資源控制請求訊息是一無線資源控制連接請求訊息或一無線資源控制提早資料請求訊息，且該無線資源控制回應訊息是一無線資源控制提早資料完成訊息。
  7. 如請求項5所述的基地台，其中該無線資源控制請求訊息是一無線資源控制連接恢復請求訊息，且該無線資源控制回應訊息是一無線資源控制連接恢復訊息或一無線資源控制連接釋放訊息。
  8. 如請求項5所述的基地台，其中在該收發器接收該無線資源控制請求訊息後，該處理器根據多個傳輸區塊大小盲解碼該無線資源控制請求訊息。
  9. 如請求項5所述的基地台，其中： 在傳送該無線資源控制回應訊息至該使用者設備後，該收發器還用以接收來自該使用者設備的一排程請求訊息；該處理器還用以針對該排程請求訊息產生下行控制資訊；以及該收發器根據該下行控制資訊傳送一上行調度至該使用者設備，使得該使用者設備根據該上行調度傳送對應至該提早下行資料的上行資料至該基地台。
  10. 如請求項9所述的基地台，其中該排程請求訊息還附帶針對該提早下行資料的混合式自動重送請求確認。
  11. 一種與一基地台進行一隨機存取程序的使用者設備，包含：一處理器，用以因應於該基地台於該隨機存取程序中所傳送的提早下行資料產生一排程請求訊息；以及一收發器，與該處理器電性連接，且用以：在該隨機存取程序中接收該提早下行資料；在接收該提早下行資料之後，傳送該排程請求訊息至該基地台；在傳送該排程請求訊息至該基地台後，接收來自該基地台的一上行調度；以及根據該上行調度，傳送對應至該提早下行資料的上行資料至該基地台。
  12. 如請求項11所述的使用者設備，其中該收發器還用以：接收來自該基地台的一呼叫訊息，該呼叫訊息包含一非競爭式提早資料傳輸標示，且該非競爭式提早資料傳輸標示包含非競爭式資源；使用該非競爭式資源傳輸一隨機存取請求訊息至該基地台；以及 在傳輸該隨機存取請求訊息後，從該基地台接收夾帶著該提早下行資料的一隨機存取回應訊息。
  13. 如請求項12所述的使用者設備，其中該收發器是透過一無線資源控制提早資料請求訊息或一無線資源控制連接恢復請求訊息來傳送對應至該提早下行資料的該上行資料至該基地台。
  14. 如請求項12所述的使用者設備，其中該非競爭式資源包含一特定前置符元與一特定窄頻物聯網物理隨機存取通道。
  15. 如請求項11所述的使用者設備，其中該收發器還用以：接收來自該基地台的一呼叫訊息，該呼叫訊息包含一競爭式提早資料傳輸標示；使用與該隨機存取程序有關的競爭資源傳送一隨機存取請求訊息至該基地台；在傳送該隨機存取請求訊息後，從該基地台接收一隨機存取回應訊息；在接收該隨機存取回應訊息後，傳送一無線資源控制請求訊息至該基地台；以及在傳送該無線資源控制請求訊息後，從該基地台接收夾帶著該提早下行資料的一無線資源控制回應訊息。
  16. 如請求項15所述的使用者設備，其中該無線資源控制請求訊息是一無線資源控制連接請求訊息或一無線資源控制提早資料請求訊息，且該無線資源控制回應訊息是一無線資源控制提早資料完成訊息。
  17. 如請求項15所述的使用者設備，其中該無線資源控制請求訊息是一無線 資源控制連接恢復請求訊息，且該無線資源控制回應訊息是一無線資源控制連接恢復訊息或一無線資源控制連接釋放訊息。
  18. 如請求項15所述的使用者設備，其中該處理器還用以根據該隨機存取回應訊息所配置的一傳輸區塊大小限制決定該無線資源控制請求訊息的一重傳次數。
  19. 如請求項11所述的使用者設備，其中在傳送給該基地台的該排程請求訊息中還附帶針對該提早下行資料的混合式自動重送請求確認。
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