TWI689218B - 基地台、使用者設備與提早資料傳輸方法 - Google Patents
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Abstract
本發明的實施例關於一種在隨機存取程序中之提早資料傳輸方法，該方法包含：基地台廣播系統資訊；基地台接收來自於使用者設備的隨機存取請求訊息，該隨機存取請求訊息是使用者設備基於專用於提早傳輸之隨機存取通道資源而傳送；基地台為使用者設備決定上行資料大小限制；基地台傳送夾帶該上行資料大小限制的隨機存取回應訊息至使用者設備；以及基地台接收來自於使用者設備的無線資源控制請求訊息，該無線資源控制請求訊息夾帶著來自於該使用者設備的提早上行資料。
Description
本發明的實施例是關於一種基地台、一種使用者設備與一種提早資料傳輸方法。更具體而言，本發明的實施例是關於一種基地台、一種使用者設備與兩者在一隨機存取程序中的一種提早資料傳輸方法。
在許多無線通訊系統中，使用者設備必須先與基地台進行一隨機存取程序(random access procedure)以爭取與該基地台建立連接之機會，起在建立該連接之後，才在能在二者之間相互傳送資料。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，且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)，簡稱第一訊息，給該基地台；該基地台傳輸隨機存取回應訊息(random access response message)，簡稱第二訊息，給該使用者設備；該使用者設備傳輸無線資源控制連接請求訊息(RRC connection request message)，簡稱第三訊息，給該基地台；該基地台傳輸無線資源控制連接設 定訊息(RRC connection setup message)，簡稱第四訊息，給該使用者設備，以使該使用者設備進入RRC連接模式；以及該使用者設備傳輸無線資源控制連接完成訊息(RRC connection completeness message)，簡稱第五訊息，給該基地台。
根據LTE所規定的隨機存取程序，必須上述五道訊息都生效，才能夠在使用者設備和基地台之間建立連接，且若上述五道訊息中的任一道訊息無法生效，則該道訊息還必須被重新傳送。換言之，使用者設備至少必須經過上述五道訊息的傳輸才能夠與基地台相互傳輸資料，且若在該隨機存取程序中，上述五道訊息中的任一道訊息無法生效，則使用者設備還必須等待更多的時間，才能夠與基地台相互傳輸資料。顯然地，這樣的傳輸方式會降低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可與一使用者設備進行一隨機存取程序的基地台。該基地台可包含一收發器與一處理器。該收發器可用以廣播系統資訊，並接收來自該使用者設備的一隨機存取請求訊息，其中該系統資訊可包含傳輸區塊的上限以及專用於提早傳輸之隨機存取通道資源的資訊，且該隨機存取請求訊息是該使用者設備基於該隨機存取通道資源而傳送的。該處理器與該收發器電性連接，且可用以為該使用者設備決定一上行資料大小限制。該收發器還可用以在接收該隨機存取請求訊息之後，傳送一隨機存取回應訊息至該使用者設備，其中該 隨機存取回應訊息夾帶著該上行資料大小限制；以及在傳送該隨機存取回應訊息之後，接收來自於該使用者設備的一無線資源控制請求訊息，其中該無線資源控制請求訊息夾帶著來自於該使用者設備的提早上行資料。
為了解決至少上述的問題，本發明的實施例還提供了一種可與一基地台進行一隨機存取程序的使用者設備。該使用者設備可包含一收發器與一處理器。該處理器可用以根據來自於該基地台的系統資訊決定是否進行提早資料傳輸，並當決定進行提早資料傳輸時選出專用於提早傳輸之隨機存取通道資源，其中該系統資訊可包含傳輸區塊的上限以及該隨機存取通道資源的資訊。該收發器與該處理器電性連結，且可用以基於該隨機存取通道資源傳送一隨機存取請求訊息至該基地台。該收發器還可用以在傳送該隨機存取請求訊息之後，接收來自於該基地台的一隨機存取回應訊息，其中該隨機存取回應訊息夾帶著該上行資料大小限制；以及在接收該隨機存取回應訊息之後，根據該上行資料大小限制，傳送一無線資源控制請求訊息至該基地台，其中該無線資源控制請求訊息夾帶著提早上行資料。
為了解決至少上述的問題，本發明的實施例另提供了一種在一隨機存取程序中之提早資料傳輸方法。該提早資料傳輸方法可包含：一基地台廣播系統資訊，該系統資訊包含傳輸區塊的上限以及專用於提早傳輸之隨機存取通道資源的資訊；該基地台接收來自於一使用者設備的一隨機存取請求訊息，該隨機存取請求訊息是該使用者設備基於該隨機存取通道資源而傳送的；該基地台為該使用者設備決定一上行資料大小限制；在接收該隨機存取請求訊息之後，該基地台傳送一隨機存取回應訊息 至該使用者設備，該隨機存取回應訊息夾帶著該上行資料大小限制；以及在傳送該隨機存取回應訊息之後，該基地台接收來自於該使用者設備的一無線資源控制請求訊息，該無線資源控制請求訊息夾帶著來自於該使用者設備的提早上行資料。
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，使用者設備可以在其傳送給基地台的無線資源控制請求訊息中夾帶著來上行資料，藉此提早地將資料傳輸到基地台。也就是說，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)，使用者設備才能夠上傳的上行資料可以在該隨機存取的過程中就被傳送(也就是將來自於使用者設備的上行資料提早於第三訊息傳送)，故可以增加資料的傳輸效率。另外，因來自於使用者設備的上行資料提早於第三訊息傳送，故可以根據需要，選擇不執行後續的第四訊息及/或第五訊息，以釋放出資源給其他應用，藉此提升資源的利用率。
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
15‧‧‧核心網路
CP‧‧‧控制平面
UP‧‧‧使用者平面
2‧‧‧提早資料傳輸的模式
201~207‧‧‧操作
M1‧‧‧隨機存取請求訊息
M2‧‧‧隨機存取回應訊息
M3a‧‧‧無線資源控制請求訊息
M4a‧‧‧無線資源控制回應訊息
M5a‧‧‧無線資源控制連接完成訊息
3‧‧‧提早資料傳輸的模式
301~305‧‧‧操作
M3b‧‧‧無線資源控制請求訊息
M4b‧‧‧無線資源控制回應訊息
4‧‧‧提早資料傳輸的模式
401~407‧‧‧操作
M3c‧‧‧無線資源控制請求訊息
M4c‧‧‧無線資源控制回應訊息
M5c‧‧‧無線資源控制連接完成訊息
5‧‧‧提早資料傳輸的模式
501~505‧‧‧操作
M3d‧‧‧無線資源控制請求訊息
M4d‧‧‧無線資源控制回應訊息
6‧‧‧在隨機存取程序中之提早資料傳輸方法
601~609‧‧‧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使用控制平面進行提早資料傳輸的模式。
第3圖例示了根據某些實施例第1圖中的無線通訊系統使用控制平面進行提早資料傳輸的另一種模式。
第4圖例示了根據某些實施例第1圖中的無線通訊系統使用使用者平面進行提早資料傳輸的模式。
第5圖例示了根據某些實施例第1圖中的無線通訊系統使用使用者平面進行提早資料傳輸的另一種模式。
第6圖例示了根據某些實施例之提早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。
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。另外，根據不同的應用，核心網路15可以呈現不同的形態。舉例而言，但非限制，在窄頻物聯網中，核心網路15基本上可包含移動式管理元件(Mobility Management Entity，MME)、服務閘道器(Serving Gateway，S-GW)、封包資料網路閘道器(Packet Data Network Gateway，PDN GW)及家庭用戶伺服器(Home Subscriber Server，HSS)。因本發明所屬技術領域中具有通常知識者已知曉移動式管理元件、服務閘道器、封包資料網路閘道器、及家庭用戶伺服器的基礎架構與功能。故不贅述。
以LTE為例，使用者設備11、基地台13以及核心網路15可以使用控制平面CP來傳輸訊息及/或資料，或是使用使用者平面UP來傳輸訊息及/或資料。控制平面CP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的移動性管理元件之間的路徑。使用者平面UP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之間的路徑。在控制平面CP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UP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。
使用者設備11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)。
處理器111與處理器131中的每一個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)和一接收器(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與外部的裝置進行通訊並交換資料。收發器133可以用以讓基地台13與外部的裝置進行通訊並交換資料。
第2圖例示了根據某些實施例第1圖中的無線通訊系統1使用控制平面CP進行提早資料傳輸的模式2。第2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2圖，假設使用者設備11處在一RRC閒置模式，且使用者設備11與基地台13欲使用控制平面CP進行一隨機存取程序。首先，使用者設備11可判斷是否要在該隨機存取程序中進行提早資料傳輸(標示為 操作201)。在某些實施例中，使用者設備11可以透過以下方式決定是否進行提早資料傳輸：根據基地台13廣播的系統資訊，判斷夾帶著提早上行資料的第三訊息的大小是否不超出傳輸區塊(transport block)的上限(例如1000個位元)，若不超出，則可決定進行提早資料傳輸，反之，則不進行提早資料傳輸。傳輸區塊的上限可限制來自於使用者設備11的上行資料的大小，且傳輸區塊的上限可以是但不限於：328、408、504、584、680、808、936、1000個位元。在某些實施例中，使用者設備11也可以透過其他方式來決定是否進行提早資料傳輸。
在使用者設備11決定與基地台13進行提早資料傳輸時，使用者設備11可傳送一隨機存取請求訊息M1至基地台13。在某些實施例中，使用者設備11可根據來自於基地台13的系統資訊選出專用於提早傳輸之隨機存取通道資源，其中該系統資訊包含該隨機存取通道資源的資訊。該隨機存取通道資源可以是例如但不限於窄頻物聯網物理隨機存取通道(NB-IoT physical random access channel，NPRACH)。接著，使用者設備11可使用該隨機存取通道資源來傳輸隨機存取請求訊息M1至基地台13。舉例而言，使用者設備11可基於一非錨定通道(Non-Anchor Carrier)來傳送隨機存取請求訊息M1。因隨機存取請求訊息M1是使用特定的隨機存取通道資源來傳輸，故基地台13在接收到隨機存取請求訊息M1之後，便可得知使用者設備11欲在這次隨機存取程序中進行提早資料傳輸。於某些實施例中，使用者設備11也可以使用特定的前導言(preamble)來傳送隨機存取請求訊息M1至基地台，藉此通知基地台13使用者設備11欲進行提早資料傳輸。
基地台13在接收隨機存取請求訊息M1之後，可為使用者設 備11決定一上行資料大小限制。然後，基地台11可傳送夾帶著該上行資料大小限制的隨機存取回應訊息M2至使用者設備11。
使用者設備11在接收隨機存取回應訊息M2之後，便可得知該上行資料大小限制。然後，使用者設備11可根據該上行資料大小限制，傳送一夾帶著來自於使用者設備11的提早上行資料的無線資源控制請求訊息M3a給基地台13。在第2圖中，無線資源控制請求訊息M3a是一無線資源控制連接請求訊息(RRC connection request message)，用以讓使用者設備11請求進入無線資源控制連接模式(RRC connected mode)。另外，無線資源控制請求訊息M3a所夾帶的提早上行資料可以被封裝成上行非存取層協定資料單元(Up-link Non-Access Stratum Protocol Data Unit，Up-link NAS PDU)，並受到非存取層維安(NAS security)的保護，在欠缺非存取層維安的情況下(例如非存取層維安到期)，使用者設備11與基地台13將無法進行提早資料傳輸，只能進行傳統的資料傳輸。
在使用者設備11傳送無線資源控制請求訊息M3a給基地台13之後，基地台13可以與核心網路15進行訊令傳輸(標示為操作203)。舉例而言，操作203基本上可以包含：基地台13傳送一檢索使用者設備資訊訊息(Retrieve UE Information message)至核心網路15中的移動管理實體；該移動管理實體傳送一使用者設備轉傳資訊(UE Information transfer message)至基地台13；基地台13建立使用者設備11的存取層(Access Stratum context，AS context)本文；基地台13傳送一夾帶著該提早上行資料的初始使用者設備訊息(initial UE message)至該移動管理實體；以及該移動管理實體傳送一下行非存取層傳輸訊息(downlink NAS transport message)至基地台13。 該下行非存取層傳輸訊息可選擇性地夾帶著與該提早上行資料相對應的提早下行資料(例如下行非存取層協定資料單元)。
基地台13在與核心網路15進行上述訊令傳輸之後，可傳送一無線資源控制回應訊息M4a至使用者設備11。在第2圖中，無線資源控制回應訊息M4a是一無線資源控制連接設定訊息(RRC connection setup message)，用以提供讓使用者設備11進入無線資源控制連接模式的設定。在某些實施例中，若基地台13從核心網路15接收了提早下行資料(例如，下行非存取層協定資料單元)，則基地台13可在無線資源控制回應訊息M4a中夾帶著與該提早上行資料相對應的提早下行資料。
使用者設備11可根據無線資源控制回應訊息M4a中的設定進入無線資源控制連接模式(標示為操作205)。使用者設備11在進入無線資源控制連接模式之後，可傳送一無線資源控制連接完成訊息(RRC connection completeness message)M5a至基地台13，以與基地台13建立連接。在某些實施例中，若使用者設備11要傳輸給基地台的13的資料無法在無線資源控制請求訊息M3a就全部傳輸完成，使用者設備11可在其與基地台13建立連接後，繼續傳輸剩餘的資料。
在完成使用者設備11與基地台的13之間的資料傳輸之後，可以進行資源釋放操作(標示為操作207)。舉例而言，操作207可包含：基地台13傳輸一使用者設備本文釋放請求(UE context release request)至核心網路15的移動管理實體；該移動管理實體傳輸一使用者設備本文釋放命令(UE context release command)至基地台13；基地台13傳輸一無線資源控制釋放訊息(RRC release message)至使用者設備11，且傳輸一使用者設備本文釋 放完成訊息(UE context release completeness message)至該移動管理實體。
第3圖例示了根據某些實施例第1圖中的無線通訊系統1使用控制平面CP進行提早資料傳輸的另一種模式3。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。
參照第3圖，假設使用者設備11處在一RRC閒置模式，且使用者設備11與基地台13欲使用控制平面CP進行一隨機存取程序。首先，使用者設備11可判斷是否要在該隨機存取程序中進行提早資料傳輸(標示為操作301)。操作301與操作201相同，故操作301的內容可參考前文針對操作201的敘述。如同第2圖，在第3圖中，在使用者設備11決定與基地台13進行提早資料傳輸之後，使用者設備11可傳送隨機存取請求訊息M1至基地台13，且基地台13在接收隨機存取請求訊息M1之後，可傳送隨機存取回應訊息M2至使用者設備11。因上文針已說明了隨機存取請求訊息M1以及隨機存取回應訊息M2的傳輸細節，故不再贅述。
使用者設備11在接收隨機存取回應訊息M2之後，便可得知上行資料大小限制。然後，使用者設備11可根據該上行資料大小限制，傳送一夾帶著來自於使用者設備11的提早上行資料的無線資源控制請求訊息M3b給基地台13。不同於第2圖中的無線資源控制請求訊息M3a，無線資源控制請求訊息M3b是一無線資源控制不連接請求訊息(RRC connectionless request message)，用以讓使用者設備11請求不進入無線資源控制連接模式。另外，無線資源控制請求訊息M3b所夾帶的提早上行資料可以被封裝成上行非存取層協定資料單元，並受到非存取層維安的保護，在欠缺非存取層維安的情況下(例如非存取層維安到期)，使用者設備11與基地台13將無法進行 提早資料傳輸，只能進行傳統的資料傳輸。
在使用者設備11傳送無線資源控制請求訊息M3b給基地台13之後，基地台13可以與核心網路15進行訊令傳輸(標示為操作303)。舉例而言，操作303可包含：基地台13傳送一檢索使用者設備資訊訊息至核心網路15中的移動管理實體；該移動管理實體傳送一使用者設備轉傳資訊至基地台13；基地台13建立使用者設備的存取層本文；基地台13傳送一夾帶著來自於使用者設備11的該提早上行資料的初始使用者設備訊息；以及該移動管理實體傳送一使用者設備本文釋放命令(UE context release command)至基地台13。於某些實施例中，在基地台13傳送該初始使用者設備訊息之後，除了傳送該使用者設備本文釋放命令之外，該移動管理實體還可傳送一下行非存取層傳輸訊息至基地台13，其中該下行非存取層傳輸訊息可夾帶著與該提早上行資料相對應的提早下行資料，且該提早下行資料是下行非存取層協定資料單元。於某些實施例中，該使用者設備本文釋放命令與該下行非存取層傳輸訊息可以合併成單一S1AP訊息(S1 Application Protocol message)。
基地台13在與核心網路15進行上述訊令傳輸之後，可傳送一無線資源控制回應訊息M4b至使用者設備11。不同於第2圖中的無線資源控制回應訊息M4a，無線資源控制回應訊息M4b是一無線資源控制不連接確認訊息(RRC connectionless confirm message)，用以確認使用者設備11不進入無線資源控制連接模式。若基地台13從核心網路15接收了與該提早上行資料相對應的提早下行資料(例如，下行非存取層協定資料單元)，則基地台13可在無線資源控制回應訊息M4b中夾帶該提早下行資料。
在完成使用者設備11與基地台的13之間的資料傳輸之後，可以進行資源釋放操作(標示為操作305)。舉例而言，操作305可包含：使用者設備11傳送一混合式自動重送請求訊息(hybrid automatic repeat request message，HARQ message)訊息至基地台13，然後基地台13傳送一使用者設備本文釋放完成訊息至核心網路15中的移動管理實體。
在某些實施例中，在使用者設備11傳送用以請求不進入無線資源控制連接模式的無線資源控制請求訊息M3b給基地台13之後，基地台13還是可以命令使用者設備11進入無線資源控制連接模式。在此情況下，基地台13可進行如同第2圖中的操作203，然後傳送如同第2圖中的無線資源控制回應訊息M4a至使用者設備11。接著，如同第2圖，使用者設備11可根據無線資源控制回應訊息M4a的設定進入無線資源控制連接模式，並傳送無線資源控制連接完成訊息M5a至基地台13以與基地台13連接。舉例而言，透過核心網路15的指示，基地台13可以得知是否已完成上行資料傳輸。若是，則傳送無線資源控制回應訊息M4b以命令使用者設備11不進入無線資源控制連接模式；若否，則傳送無線資源控制回應訊息M4a以命令使用者設備11進入無線資源控制連接模式，並且在此模式中完成未完成的資料傳輸。
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使用使用者平面UP進行提早資料傳輸的模式4。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，假設使用者設備11處在一RRC暫停模式，且使用者設備11與基地台13欲使用使用者平面UP進行一隨機存取程序。首先，使用者設備11可判斷是否要在該隨機存取程序中進行提早資料傳輸(標示 為操作401)。操作401與操作201相同，故操作401的內容可參考前文針對操作201的敘述。如同第2圖，在第4圖中，在使用者設備11決定與基地台13進行提早資料傳輸之後，使用者設備11可傳送隨機存取請求訊息M1至基地台13，且基地台13在接收隨機存取請求訊息M1之後，可傳送隨機存取回應訊息M2至使用者設備11。因上文針已說明了隨機存取請求訊息M1以及隨機存取回應訊息M2的傳輸細節，故不再贅述。
使用者設備11在接收隨機存取回應訊息M2之後，可傳送一無線資源控制請求訊息M3c給基地台13。在第4圖中，無線資源控制請求訊息M3c是一無線資源控制連接恢復請求訊息(RRC connection resume request message)，用以讓使用者設備11請求進入無線資源控制連接模式。另外，無線資源控制請求訊息M3c所夾帶的提早上行資料可以被封裝成上行媒體存取控制協定資料單元(Up-Link Media Access Control Protocol Data Unit，Up-Link MAC PDU)，並受到存取層維安(AS security)的保護。在某些實施例中，在欠缺存取層維安的情況下(例如存取層維安到期)，使用者設備11與基地台13將無法進行提早資料傳輸，只能進行傳統的資料傳輸。
使用者設備11在傳送無線資源控制請求訊息M3c給基地台13之後可恢復無線承載(radio bearer)。另外，在使用者設備11傳送無線資源控制請求訊息M3c給基地台13之後，基地台13可以與核心網路15進行訊令傳輸(標示為操作403)。舉例而言，操作403可包含：基地台13傳送一使用者設備本文恢復請求訊息(UE context resume request message)至核心網路15的移動管理實體；在該移動管理實體與核心網路15中的服務閘道器之間修改無線承載；該移動管理實體傳送一使用者本文恢復回應訊息(UE context resume response message)至基地台13；以及基地台13建立使用者設備11的存取層本文與非存取層本文。在建立使用者設備11的存取層本文與非存取層本文之後，基地台13可以傳輸來自於使用者設備11的提早上行資料至該服務閘道器。於某些實施例中，在建立使用者設備11的存取層本文與非存取層本文之後，基地台還可以接收來自於該服務閘道器的提早下行資料(例如，Down-Link MAC PDU)，其中該提早下行資料對應至來自於使用者設備11的提早下行資料。
基地台13在與核心網路15進行上述訊令傳輸之後，可傳送一無線資源控制回應訊息M4c至使用者設備11。在第4圖中，無線資源控制回應訊息M4c是一無線資源控制連接恢復設定訊息(RRC connection resume setup message)，用以提供讓使用者設備11恢復成無線資源控制連接模式的設定。在某些實施例中，若基地台13從核心網路15接收了提早下行資料(例如，Down-Link MAC PDU)，則基地台13可在無線資源控制回應訊息M4c中夾帶著與該提早上行資料相對應的提早下行資料。
使用者設備11可根據無線資源控制回應訊息M4c中的設定恢復成無線資源控制連接模式(標示為操作405)。使用者設備11在進入無線資源控制連接模式之後，可傳送一無線資源控制連接完成訊息(RRC connection completeness message)M5c至基地台13，以與基地台13建立連接。在某些實施例中，若使用者設備11要傳輸給基地台的13的資料無法在無線資源控制請求訊息M3c就全部傳輸完成，使用者設備11可在其與基地台13建立連接後，繼續與核心網路15中的服務閘道器傳輸剩餘的資料。
在完成使用者設備11與基地台的13之間的資料傳輸之後，可 以進行資源釋放操作(標示為操作407)。舉例而言，操作407可包含：基地台13傳輸一使用者設備本文暫停請求(UE context suspension request)至核心網路15的移動管理實體；在該移動管理實體與核心網路15的服務閘道器之間釋放承載；該移動管理實體傳輸一使用者設備本文暫停回應(UE context suspension response)至基地台13；以及基地台13傳輸一夾帶著暫停指示的無線資源控制釋放訊息(RRC release message)至使用者設備11。
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使用使用者平面UP進行提早資料傳輸的另一種模式5。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，假設使用者設備11處在一RRC暫停模式，且使用者設備11與基地台13欲使用使用者平面UP進行一隨機存取程序。首先，使用者設備11可判斷是否要在該隨機存取程序中進行提早資料傳輸(標示為操作501)。操作501與操作201相同，故操作501的內容可參考前文針對操作201的敘述。如同第2圖，在第5圖中，在使用者設備11決定與基地台13進行提早資料傳輸之後，使用者設備11可傳送隨機存取請求訊息M1至基地台13，且基地台13在接收隨機存取請求訊息M1之後，可傳送隨機存取回應訊息M2至使用者設備11。因上文針已說明了隨機存取請求訊息M1以及隨機存取回應訊息M2的傳輸細節，故不再贅述。
使用者設備11在接收隨機存取回應訊息M2之後，便可得知上行資料大小限制。然後，使用者設備11可根據該上行資料大小限制，傳送一夾帶著來自於使用者設備11的提早上行資料的無線資源控制請求訊息M3d給基地台13。不同於第4圖中的無線資源控制請求訊息M3c，無線資源 控制請求訊息M3d是一無線資源控制不連接恢復請求訊息(RRC connectionless resume request message)，用以讓使用者設備11請求不進入無線資源控制連接模式。另外，無線資源控制請求訊息M3d所夾帶的提早上行資料可以被封裝成上行媒體存取控制協定資料單元，並受到存取層維安的保護。在某些實施例中，在欠缺存取層維安的情況下(例如存取層維安到期)，使用者設備11與基地台13將無法進行提早資料傳輸，只能進行傳統的資料傳輸。
使用者設備11在傳送無線資源控制請求訊息M3d給基地台13之後可恢復無線承載(radio bearer)。另外，在使用者設備11傳送無線資源控制請求訊息M3d給基地台13之後，基地台13可以與核心網路15進行訊令傳輸(標示為操作503)。操作503與操作403相同，故操作503的內容可參考前文針對操作403的敘述。
基地台13在與核心網路15進行上述訊令傳輸之後，可傳送一無線資源控制回應訊息M4d至使用者設備11。不同於第4圖中的無線資源控制回應訊息M4c，無線資源控制回應訊息M4d是一無線資源控制不連接恢復確認訊息(RRC connectionless resume confirmation message)，用以確認使用者設備11不進入無線資源控制連接模式。若基地台13從核心網路15接收了與該提早上行資料相對應的提早下行資料(例如，Down-Link MAC PDU)，則基地台13可在無線資源控制回應訊息M4d中夾帶該提早下行資料。
在完成使用者設備11與基地台的13之間的資料傳輸之後，可以進行資源釋放操作(標示為操作505)。舉例而言，操作505可包含：使用者設備11傳輸一無線資源控制不連接完成訊息(RRC connectionless completeness message)至基地台13；基地台13傳輸一使用者設備本文暫停請求至核心網路15的移動管理實體；在該移動管理實體與核心網路15的服務閘道器之間釋放承載；該移動管理實體傳輸一使用者設備本文暫停回應至基地台13；以及基地台13傳輸一夾帶著暫停指示的無線資源控制釋放訊息(RRC release message)至使用者設備11。
在某些實施例中，在使用者設備11傳送用以請求不進入無線資源控制連接模式的無線資源控制請求訊息M3d給基地台13之後，基地台13還是可以命令使用者設備11進入無線資源控制連接模式。在此情況下，基地台13可進行如同第4圖中的操作403，然後傳送如同第4圖中的無線資源控制回應訊息M4c至使用者設備11。接著，如同第4圖，使用者設備11可根據無線資源控制回應訊息M4c的設定進入無線資源控制連接模式，並傳送無線資源控制連接完成訊息M5c至基地台13以與基地台13連接。舉例而言，透過核心網路15的指示，基地台13可以得知是否已完成上行資料傳輸。若是，則傳送無線資源控制回應訊息M4d以命令使用者設備11不進入無線資源控制連接模式；若否，則傳送無線資源控制回應訊息M4c以命令使用者設備11進入無線資源控制連接模式，並且在此模式中完成未完成的資料傳輸。
第6圖例示了根據某些實施例之提早資料傳輸方法的示意圖。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提早資料傳輸方法6可包含：一基地台廣播系統資訊，該系統資訊包含傳輸區塊的上限以及專用於 提早傳輸之隨機存取通道資源的資訊(標示為步驟601)；該基地台接收來自於一使用者設備的一隨機存取請求訊息，該隨機存取請求訊息是該使用者設備基於該隨機存取通道資源而傳送的(標示為步驟603)；該基地台為該使用者設備決定一上行資料大小限制(標示為步驟605)；在接收該隨機存取請求訊息之後，該基地台傳送一隨機存取回應訊息至該使用者設備，該隨機存取回應訊息夾帶著該上行資料大小限制(標示為步驟607)；以及在傳送該隨機存取回應訊息之後，該基地台接收來自於該使用者設備的一無線資源控制請求訊息，該無線資源控制請求訊息夾帶著來自於該使用者設備的提早上行資料(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，該無線資源控制請求訊息是用以請求進入一無線資源控制連接模式，且除了步驟601~步驟609之外，提早資料傳輸方法6還可包含：在接收該無線資源控制請求訊息之後，該基地台傳送一無線資源控制回應訊息至該使用者設備；以及在傳送該無線資源控制回應訊息之後，該基地台接收來自於該使用者設備的一無線資源控制連接完成訊息。
在某些實施例中，該無線資源控制請求訊息是用以請求進入一無線資源控制連接模式，且除了步驟601~步驟609之外，傳輸方法6還可包 含：在接收該無線資源控制請求訊息之後，該基地台傳送一無線資源控制回應訊息至該使用者設備，其中該無線資源控制回應訊息夾帶著與該提早上行資料相對應的提早下行資料；以及在傳送該無線資源控制回應訊息之後，該基地台接收來自於該使用者設備的一無線資源控制連接完成訊息。
在某些實施例中，該無線資源控制請求訊息是用以請求不進入一無線資源控制連接模式，且除了步驟601~步驟609之外，提早資料傳輸方法6還可包含：在接收該無線資源控制請求訊息之後，該基地台傳送一無線資源控制回應訊息至該使用者設備。
在某些實施例中，該無線資源控制請求訊息是用以請求不進入一無線資源控制連接模式，且除了步驟601~步驟609之外，提早資料傳輸方法6還可包含：在接收該無線資源控制請求訊息之後，該基地台傳送一無線資源控制回應訊息至該使用者設備，其中該無線資源控制回應訊息夾帶著與該提早上行資料相對應的提早下行資料。
在某些實施例中，該無線資源控制請求訊息是用以請求不進入一無線資源控制連接模式，且除了步驟601~步驟609之外，提早資料傳輸方法6還可包含：在接收該無線資源控制請求訊息之後，該基地台傳送一無線資源控制回應訊息至該使用者設備；以及 在傳送該無線資源控制回應訊息之後，該基地台接收來自於該使用者設備的一無線資源控制連接完成訊息。
在某些實施例中，該無線資源控制請求訊息是用以請求不進入一無線資源控制連接模式，且除了步驟601~步驟609之外，提早資料傳輸方法6還可包含：在接收該無線資源控制請求訊息之後，該基地台傳送一無線資源控制回應訊息至該使用者設備，其中該無線資源控制回應訊息夾帶著與該提早上行資料相對應的提早下行資料；以及在傳送該無線資源控制回應訊息之後，該基地台接收來自於該使用者設備的一無線資源控制連接完成訊息。
在某些實施例中，該基地台是在一控制平面上接收來自於該使用者設備的該提早上行資料，且除了步驟601~步驟609之外，提早資料傳輸方法6還可包含：該基地台在該控制平面上將該提早上行資料傳輸至一核心網路。
在某些實施例中，該基地台是在一使用者平面上接收來自於該使用者設備的該提早上行資料，且除了步驟601~步驟609之外，提早資料傳輸方法6還可包含：該基地台在該使用者平面上將該提早上行資料傳輸至一核心網路。
在某些實施例中，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。
本申請案主張於2017年11月8日在美國專利與商標局提出申請之名稱為「窄頻帶物聯網之提早資料傳輸(Early Data Transmission for NB-IoT)之第62/582,952號美國臨時專利申請案之優先權及權利，且該美國專利申請案之全部內容以引用方式併入本文中。
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。
6‧‧‧在隨機存取程序中之提早資料傳輸方法
601~609‧‧‧步驟
Claims (26)
- 一種基地台，用以與一使用者設備進行一隨機存取程序，該基地台包含：一收發器，用以廣播系統資訊，並接收來自該使用者設備的一隨機存取請求訊息，該系統資訊包含訊息傳輸區塊的上限以及專用於提早傳輸之隨機存取通道資源的資訊，且該隨機存取請求訊息是該使用者設備基於該隨機存取通道資源而傳送的；以及一處理器，與該收發器電性連接，且用以為該使用者設備決定一上行資料大小限制；其中，該收發器還用以：在接收該隨機存取請求訊息之後，傳送一隨機存取回應訊息至該使用者設備，該隨機存取回應訊息夾帶著該上行資料大小限制；以及在傳送該隨機存取回應訊息之後，接收來自於該使用者設備的一無線資源控制請求訊息，該無線資源控制請求訊息夾帶著來自於該使用者設備的提早上行資料。
- 如請求項1所述的基地台，其中該無線資源控制請求訊息是用以請求進入一無線資源控制連接模式，且該收發器還用以：在接收該無線資源控制請求訊息之後，傳送一無線資源控制回應訊息至該使用者設備；以及在傳送該無線資源控制回應訊息之後，接收來自於該使用者設備的一無線資源控制連接完成訊息。
- 如請求項2所述的基地台，其中該無線資源控制回應訊息夾帶著與該提 早上行資料相對應的提早下行資料。
- 如請求項1所述的基地台，其中該無線資源控制請求訊息是用以請求不進入一無線資源控制連接模式，且該收發器還用以：在接收該無線資源控制請求訊息之後，傳送一無線資源控制回應訊息至該使用者設備。
- 如請求項4所述的基地台，其中該無線資源控制回應訊息夾帶著與該提早上行資料相對應的提早下行資料。
- 如請求項1所述的基地台，其中該無線資源控制請求訊息是用以請求不進入一無線資源控制連接模式，且該收發器還用以：在接收該無線資源控制請求訊息之後，傳送一無線資源控制回應訊息至該使用者設備；以及在傳送該無線資源控制回應訊息之後，接收來自於該使用者設備的一無線資源控制連接完成訊息。
- 如請求項6所述的基地台，其中該無線資源控制回應訊息夾帶著與該提早上行資料相對應的提早下行資料。
- 如請求項1所述的基地台，其中該收發器是在一控制平面上接收來自於該使用者設備的該提早上行資料，且在該控制平面上將該提早上行資料傳輸至一核心網路。
- 如請求項1所述的基地台，其中該收發器是在一使用者平面上接收來自於該使用者設備的該提早上行資料，且在該使用者平面上將該提早上行資料傳輸至一核心網路。
- 一種使用者設備，用以與一基地台進行一隨機存取程序，該使用者 設備包含：一處理器，用以根據來自於該基地台的系統資訊決定是否進行提早資料傳輸，並當決定進行提早資料傳輸時選出專用於提早傳輸之隨機存取通道資源，其中該系統資訊包含傳輸區塊的上限以及該隨機存取通道資源的資訊；以及一收發器，與該處理器電性連結，且用以：基於該隨機存取通道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之後，接收來自於該基地台的一隨機存取回應訊息，該隨機存取回應訊息夾帶著一上行資料大小限制；以及在接收該隨機存取回應訊息之後，根據該上行資料大小限制，傳送一無線資源控制請求訊息至該基地台，該無線資源控制請求訊息夾帶著提早上行資料。
- 如請求項10所述的使用者設備，其中該無線資源控制請求訊息是用以請求進入一無線資源控制連接模式，且該收發器還用以：在傳送該無線資源控制請求訊息之後，接收來自於該基地台的一無線資源控制回應訊息；以及在接收該無線資源控制回應訊息之後，傳送一無線資源控制連接完成訊息至該基地台。
- 如請求項11所述的使用者設備，其中該無線資源控制回應訊息夾帶著與該提早上行資料相對應的提早下行資料。
- 如請求項10所述的使用者設備，其中該無線資源控制請求訊息是用以請求不進入一無線資源控制連接模式，且該收發器還用以：在傳送該無線資源控制請求訊息之後，接收來自於該基地台的一無線資源控制回應訊息。
- 如請求項13所述的使用者設備，其中該無線資源控制回應訊息夾帶著與該提早上行資料相對應的提早下行資料。
- 如請求項10所述的使用者設備，其中該無線資源控制請求訊息是用以請求不進入一無線資源控制連接模式，且該收發器還用以：在傳送該無線資源控制請求訊息之後，接收來自於該基地台的一無線資源控制回應訊息；以及在接收該無線資源控制回應訊息之後，傳送一無線資源控制連接完成訊息至該基地台。
- 如請求項15所述的使用者設備，其中該無線資源控制回應訊息夾帶著與該提早上行資料相對應的提早下行資料。
- 如請求項10所述的使用者設備，其中該收發器是在一控制平面上或是在一使用者平面上傳送該提早上行資料至該基地台。
- 一種在一隨機存取程序中之提早資料傳輸方法，包含：一基地台廣播系統資訊，該系統資訊包含傳輸區塊的上限以及專用於提早傳輸之隨機存取通道資源的資訊；該基地台接收來自於一使用者設備的一隨機存取請求訊息，該隨機存取請求訊息是該使用者設備基於該隨機存取通道資源而傳送的；該基地台為該使用者設備決定一上行資料大小限制； 在接收該隨機存取請求訊息之後，該基地台傳送一隨機存取回應訊息至該使用者設備，該隨機存取回應訊息夾帶著該上行資料大小限制；以及在傳送該隨機存取回應訊息之後，該基地台接收來自於該使用者設備的一無線資源控制請求訊息，該無線資源控制請求訊息夾帶著來自於該使用者設備的提早上行資料。
- 如請求項18所述的提早資料傳輸方法，其中該無線資源控制請求訊息是用以請求進入一無線資源控制連接模式，且該提早資料傳輸方法還包含：在接收該無線資源控制請求訊息之後，該基地台傳送一無線資源控制回應訊息至該使用者設備；以及在傳送該無線資源控制回應訊息之後，該基地台接收來自於該使用者設備的一無線資源控制連接完成訊息。
- 如請求項19所述的提早資料傳輸方法，其中該無線資源控制回應訊息夾帶著與該提早上行資料相對應的提早下行資料。
- 如請求項18所述的提早資料傳輸方法，其中該無線資源控制請求訊息是用以請求不進入一無線資源控制連接模式，且該提早資料傳輸方法還包含：在接收該無線資源控制請求訊息之後，該基地台傳送一無線資源控制回應訊息至該使用者設備。
- 如請求項21所述的提早資料傳輸方法，其中該無線資源控制回應訊息夾帶著與該提早上行資料相對應的提早下行資料。
- 如請求項18所述的提早資料傳輸方法，其中該無線資源控制請求訊息是用以請求不進入一無線資源控制連接模式，且該提早資料傳輸方法還包含；在接收該無線資源控制請求訊息之後，該基地台傳送一無線資源控制回應訊息至該使用者設備；以及在傳送該無線資源控制回應訊息之後，該基地台接收來自於該使用者設備的一無線資源控制連接完成訊息。
- 如請求項23所述的提早資料傳輸方法，其中該無線資源控制回應訊息夾帶著與該提早上行資料相對應的提早下行資料。
- 如請求項18所述的提早資料傳輸方法，其中該基地台是在一控制平面上接收來自於該使用者設備的該提早上行資料，且該提早資料傳輸方法還包含：該基地台在該控制平面上將該提早上行資料傳輸至一核心網路。
- 如請求項18所述的提早資料傳輸方法，其中該基地台是在一使用者平面上接收來自於該使用者設備的該提早上行資料，且該提早資料傳輸方法還包含：該基地台在該使用者平面上將該提早上行資料傳輸至一核心網路。
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