专利名称：中继台及其后端连线方法
技术领域：
本发明是关于一种中继台(relay station)及其后端连线(backhaul connection)方法。更具体而言，本发明的中继台及其后端连线方法修改一非存取层 (Non-Access Stratum ；NAS)机制的状态，以获得该后端连线。
背景技术：
目前，无线通讯技术已得到广泛应用。图1A显示一现有的无线通讯系统1的一示 意图。无线通讯系统1包含一用户设备(user equipment) 11、一中继台13、一基站15及一 核心网络17。用户设备11以无线方式连接至中继台13，中继台13以无线方式连接至基站 15，基站15则以有线方式连接至核心网络17。中继台13用以扩展核心网络17的服务覆盖区，以使不处于基站15的覆盖区内、 但处于中继台13的覆盖区内的一用户设备(例如用户设备11)可存取核心网络17所提供 的服务。基站15通过一 S1界面与核心网络17进行通讯，而用户设备11则通过一非存取 层(Non-Access Stratum ；NAS)机制与核心网络17进行通讯。图1B显示在用户设备11中所用的一现有的NAS机制的状态转变。在图1B 中，椭圆表示NAS机制中的状态，而沿箭头的文字则表示操作。用户设备11是开始于 一 EPS 移动性管理(EPS Mobility Management ;EMM)-Null 状态 101。于用户设备 11 启 用S1模式后，其便进入EMM-Deregistered状态102。接着，若用户设备11请求附接至 核心网络17，则用户设备11将进入EMM-Registeredlnitiated状态103。若该附接请求 被接受且预设承载(default bearer)被激活，则用户设备11进入EMM-Registered状 态104。在某些情形下，用户设备11会发出一服务请求以再次呼叫该承载。这些情形的 一实例是当用户设备11试图自睡眠模式醒来时。在该承载的建立期间，用户设备11处 于EMM-ServiceRequestlnitiated状态105。在承载建立之后，用户设备11再次返回至 EMM-Registered状态104。此后，若用户设备11自核心网络17断开，则用户设备11再次 进入 EMM-Deregistered 状态 102。为使中继台13的行为对于用户设备11而言如同一基站，中继台13须建立一后端 连线(即S1界面)以与核心网络17进行通讯，以使其可解译自用户设备11接收的控制讯 息，并将所解译的后端控制讯息中继至核心网络17。此外，中继台13须在其自身与基站15 之间建立一无线电连线。然而，目前尚不具有用于使一无线通讯系统的一节点同时建立一后端连线与一无 线电连线的机制。具体而言，现有技术仅支持一基站建立一后端连线及支持一用户设备建 立一无线电连线。综上所述，亟需一种用于使一节点同时建立一后端连线与一无线电连线 的机制。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种用于一中继台的后端连线方法，该中继台采用一非存取层(Non-Access Stratum ;NAS)机制。一无线通讯系统包含一用户设备、该中继台、一 基站及一核心网络。该后端连线方法包含以下步骤(a)于该中继台建立与该核心网络的 一无线电连线后，令该中继台进入该NAS机制的一第一状态；(b)于步骤(a)之后，令该中 继台传送一后端连线请求至该核心网络；(c)于步骤(b)之后，令该中继台进入该NAS机制 的一第二状态；(d)于步骤(c)之后，令该中继台自该核心网络接收一后端连线回应；以及 (e)于步骤(d)之后，令该中继台进入该第一状态。本发明的另一目的在于提供一种用于一无线通讯系统的中继台。该中继台采用一 NAS机制。该无线通讯系统包含一用户设备、该中继台、一基站及一核心网络。该中继台包 含一处理单元及一收发器。该处理单元用以于该中继台建立通往该核心网络的一无线电连 线后，进入该NAS机制的一第一状态。该收发器用以于该中继台进入该第一状态之后，传送 一后端连线请求至该核心网络。该处理单元还用以于该后端连线请求的该传送之后，进入 该NAS机制的一第二状态。该收发器还用以于该后端连线请求的该传送之后，自该核心网 络接收一后端连线回应。该处理单元还用以于该后端连线回应的该接收之后，进入该第一 状态。本发明中所采用的NAS机制被修改成使本发明的中继台及其后端连线方法可在 建立与一核心网络的一后端连线时跟随状态转变。本发明的有益技术效果是提供一种NAS机制，该NAS机制具有一种可于建立无线 电连线之后触发中继台建立后端连线的状态。因此，本发明的中继台及其后端连线方法可 采用该NAS机制来建立无线电连线与后端连线二者。藉此，中继台的行为对于核心网络而 言可如同一用户设备去建立无线电连线，而对于一用户设备而言则如同一基站。
在参阅结合附图对本发明的具体实施方式
的描述后，此技术领域具有通常知识者 便可了解本发明的其它目的，以及本发明的技术手段及实施态样，其中图1A是显示一现有的无线通讯系统的一示意图；图1B显示一现有的NAS机制的状态及状态转变；图2A显示本发明的一第一实施例的一无线通讯系统；图2B是显示第一实施例的一中继台的一示意图；图3A显示本发明的一第二实施例中所用的一 NAS机制；图3B显示第二实施例的一示例的信号流；图3C显示第二实施例的另一示例的信号流；图4A显示本发明的一第三实施例中所用的一 NAS机制；图4B显示第三实施例的一示例的信号流；图4C显示第三实施例的另一示例的信号流；以及图5是显示本发明的一第四实施例的一流程图。
具体实施例方式以下将通过实施例来解释本发明内容。然而，本发明的实施例并非用以限制本发 明需在如实施例所述的任何环境、应用或方式方能实施。因此，关于实施例的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以直接限制本发明。需说明的是，以下实施例及图标中，与本发明非 直接相关的元件已省略而未绘示。图2A显示本发明的一第一实施例，其是一种无线通讯系统2。无线通讯系统2包 含一用户设备21、一中继台23、一基站25及一核心网络27。中继台23是以无线方式连接 至基站25，而基站25则以有线方式连接至核心网络27。如图2B所示，中继台23包含一处 理单元23a及一收发器23b。处理单元23a可以是熟悉此项技术者所熟悉的的各种处理器、 中央处理装置(central processing unit)、微处理器或其它计算装置其中的任一种。此 外，收发器23b可以是熟悉此项技术者所熟悉的的各种收发器其中的任一种。为如一基站(例如基站25)那样服务用户设备21，中继台23须在中继台23与基站 25之间建立一后端连线。于本实施例中，中继台23采用一非存取层(Non-Access Stratum ； NAS)机制，该NAS机制是现有的NAS机制的一修改形式。本发明的NAS机制提供状态转变， 以使中继台23可在无线电连线建立之后被触发以建立与基站25的后端连线。中继台23的收发器23b可在一中继附接程序(relay attach procedure)、一通用 无线电； C载建立禾呈序(generic radio bearer establishment procedure)等其月|、司建立与 基站25的一无线电链路。于中继台23建立与核心网络27的无线电连线后，处理单元23a 进入NAS机制的一第一状态。于中继台23进入NAS机制的第一状态后，收发器23b传送一 后端连线请求至核心网络25。此后，处理单元23a进入NAS机制的一第二状态，此意味着中 继台23被触发以建立与基站25的后端连线。于接收到后端连线请求后，基站25传送一后 端连线回应至中继台23。于中继台23的收发器23b自基站25接收到后端连线回应后，处 理单元23a再次进入第一状态。综上所述，因中继台23所采用的NAS机制所具有的状态多于现有的NAS机制，故 中继台23可同时建立无线电连线与后端连线。本发明的一第二实施例亦是无线通讯系统2。具体而言，无线通讯系统2符合长 期演进(Long Term Evolution ；LTE)标准。于本实施例中，中继台23可为一中继节点、一 Relay E-UTRAN NodeB (ReNB)或一Relay eNB，基站 25可为一Doner E-UTRAN NodeB (DeNB), 核心网络27可为一演进核心网络(Evolved PacketCore ；EPC)，例如一移动性管理实体 (Mobility Management Entity ;MME)、一 PDN 网关器(P-GW)或一服务网关器(S-GW)。须 说明的是，不同的组织或/及单位是以不同名称对LTE标准中的基站、中继台及核心网络加 以命名，因此基站25、中继台23及核心网络27的名称并非用来限制本发明的范围。因无线 通讯系统2是专用于LTE标准，故前述第一状态、第二状态及状态转变亦专用于LTE标准。于第二实施例中，中继台23始终处于开机状态(powered on)，此意味着中继 台23将从不处于睡眠模式且不提供不连续接收(Discontinuous Reception ；DRX) 由 于中继台23不会处于睡眠模式(即不提供DRX)，故中继台23不需使用如图1B所示 的现有的NAS机制中的EMM-ServiceRequestlnitiated状态105。因此，本发明删除 EMM-ServiceRequestlnitiated 状态 105，但增力卩 EMM_SlX2SetupRequestInitiated 状态 305。图3A显示第二实施例中所用的一 NAS机制的状态及状态转变。相较于现有 的的NAS机制，第二实施例的NAS机制移除EMM-ServiceRequestlnitiated状态105， 并具有另一请求后端连线的状态。为方便起见，于本实施例中，该另一状态被命名为EMM-SlX2SetupRequestInitiated状态305。根据该NAS机制，当中继台23传送一 S1界面 设置请求及/或一 X2界面设置请求时，中继台23将进入EMM-SlX2SetupRequestInitiated 状态305。当中继台23接收到一 S1界面设置回应及/或一 X2界面设置回应时，中继台23 将退出 EMM-SlX2SetupRequestInitiated 状态 305 而进入 EMM-registered 状态 304。以下利用一中继附接程序的具体示例加以说明，其信号流显示于图3B中。中继台 23初始于一 EMM-Null状态101。于中继台23启用S1模式后，其便进入EMM_Deregistered 状态102。接下来，中继台23执行一中继附接程序以建立一无线电链路。具体而言，中继 台23传送一附接请求310至核心网络27，随后进入EMM-Registeredlnitiated状态103。 接着，核心网络27传送一附接回应312至中继台23。中继台23接收附接回应312并进入 EMM-Registered状态304(即第一状态)。中继台23的无线电连线此时便建立完成。接下来，中继台23传送一后端连线请求314 (例如一 S1界面设置请求或一X2界面 设置请求)至基站25，并进入EMM_SlX2SetupRequestInitiated状态305 (即第二状态)。 应注意，第二状态是一种请求后端连线的状态。此后，基站25传送一后端连线回应316至 中继台23，以因应后端连线请求314。当后端连线请求314是一 S1界面设置请求时，后端 连线回应316是一 S1界面设置回应。同样地，当后端连线请求314是一 X2界面设置请求 时，后端连线回应316是一 X2界面设置回应。于中继台23接收到后端连线回应316后，中 继台23再次进入EMM-Registered状态304。于本实施例中，基站25于接收到后端连线请求314之后，立即传送后端连线回应 316至中继台23。然而，于某些其它实施例中，基站25于接收到后端连线请求314之后，可 能须等待来自核心网络27或其它基站的一回应。对于彼等实施例，基站25于接收到来自 中继台23的后端连线请求314与来自核心网络27的一回应二者后，传送后端连线回应316 至中继台23。再以中继附接程序的另一具体示例加以说明，其信号流显示于图3C中。中继台23 初始于一 EMM-Null状态101。于中继台23启用S1模式后，其便进入EMM_Deregistered 状态102。接下来，中继台23执行一中继附接程序以建立一无线电链路。具体而言，中继 台23传送一附接请求310至核心网络27，随后进入EMM-Registeredlnitiated状态103。 接着，核心网络27传送一附接回应312至中继台23。中继台23接收附接回应312并进入 EMM-Registered状态304 (即第一状态)。中继台23的无线电连线此时便建立完成。接下来，中继台23传送一后端连线请求318 (例如一 S1界面设置请求或一 X2界 面设置请求)至基站25，基站25再将此后端连线请求318中继至核心网络27或其它基站， 这种作法表示基站25不会解读后端连线请求318的内容。中继台23在传送后端连线请求 318后，便进入EMM-SlX2SetupRequestInitiated状态305 (即第二状态)。应注意，第二状 态是一种请求后端连线的状态。之后，核心网络27传送一后端连线回应320至基站25，基 站25再将此后端连线回应320至中继台23。当后端连线请求318是一 S1界面设置请求 时，后端连线回应320是一 S1界面设置回应。同样地，当后端连线请求318是一 X2界面设 置请求时，后端连线回应320是一 X2界面设置回应。于中继台23接收到后端连线回应320 后，中继台23再次进入EMM-Registered状态304。综上所述，因中继台23所采用的NAS机制通过添加一种用于触发中继台建立后端 连线的状态而修改现有的的NAS机制，故中继台23均可建立无线电连线与后端连线。
本发明的一第三实施例亦是符合LTE标准的无线通讯系统2。同样地，中继台23 可为一中继节点、一 ReNB或Relay eNB,基站25可为一 DeNB，核心网络27可为一演进核心 网络，例如一 MME、一 P-GW或一 S-GW。因无线通讯系统2是专用于LTE标准，故前述第一状 态、第二状态及状态转变亦专用于LTE标准。于第三实施例中，中继台23在其处于EMM-Registered状态时可发出一服务请求， 因此仍需要如图1B所示的现有的NAS机制中的EMM-ServiceRequestlnitiated状态105。 因此，本发明通过添加一种请求后端连线的额外状态来修改现有的的NAS机制。为方便起 见，该额外状态被命名为EMM-SlX2SetupRequestInitiated状态406，如图4A所示。以下利用一通用无线电承载建立程序的具体示例来加以说明，其信号流如图4B 所示。假定中继台23已于一中继附接程序期间建立与核心网络27的一无线电连线，因而 中继台23处于EMM-Registered状态404。由于某些原因，中继台23进入一睡眠模式。此后，中继台23醒来，并随后执行一 通用无线电承载建立程序以建立一无线电链路。具体而言，中继台23传送一通用无线电承 载建立请求410至核心网络27，并接着进入EMM-Servicelnitiated状态105。接着，核心 网络27传送一通用无线电承载建立回应412至中继台23。中继台23接收该通用无线电承 载建立回应412，并再次进入EMM-Registered状态404 (即第一状态)。中继台23的无线 电连线此时即建立完成。 接下来，中继台23传送一后端连线请求414 (例如一 S1界面设置请求或一X2界面 设置请求)至基站25，并进入EMM_SlX2SetupRequestInitiated状态406 (即第二状态)。 应注意，该第二状态是请求后端连线的一状态。此后，基站25传送一后端连线回应416至 中继台23，以回应后端连线414。当后端连线请求414是一 S1界面设置请求时，后端连线 回应416是一 S1界面设置回应。同样地，当后端连线请求414是一 X2界面设置请求时，后 端连线回应416是一 X2界面设置回应。于中继台23接收到后端连线回应416之后，中继 台23再次进入EMM-Registered状态404 (即第一状态)。于本实施例中，基站25于接收到后端连线请求414之后，立即传送后端连线回应 416至中继台23。然而，于某些其它实施例中，基站25于接收到后端连线请求414之后，可 能须等待来自核心网络27的一回应。对于彼等实施例，基站25于接收到来自中继台23的 后端连线请求414与来自核心网络27的一回应二者之后，传送后端连线回应416至中继台 23。再以通用无线电承载建立程序的另一具体示例来加以说明，其信号流如图4C所 示。假定中继台23已于一中继附接程序期间建立与核心网络27的一无线电连线，因而中 继台 23 处于 EMM-Registered 状态 404。同样的，由于某些原因中继台23进入一睡眠模式。此后，中继台23醒来，并随后执 行一通用无线电承载建立程序以建立一无线电链路。具体而言，中继台23传送一通用无线 电承载建立请求410至核心网络27，并接着进入EMM-Servicelnitiated状态105。接着， 核心网络27传送一通用无线电承载建立回应412至中继台23。中继台23接收该通用无线 电承载建立回应412，并再次进入EMM-Registered状态404 (即第一状态)。中继台23的 无线电连线此时即建立完成。接下来，中继台23传送一后端连线请求418 (例如一 S1界面设置请求或一 X2界面设置请求)至基站25，基站再将此后端连线请求418中继至核心网络27。基站25 并不解读此后端连线请求418。中继台23在传送后端连线请求418后，便进入EMM-S lX2SetupRequestInitiated状态406 (即第二状态)。应注意，该第二状态是请求后端连线 的一状态。此后，核心网络27传送一后端连线回应420至基站25，基站25再将此后端连线 回应420中继至中继台23。当后端连线请求418为一 S1界面设置请求时，后端连线回应 420为一 S1界面设置回应。同样地，当后端连线请求418为一 X2界面设置请求时，后端连 线回应420为一 X2界面设置回应。于中继台23接收到后端连线回应420之后，中继台23 再次进入EMM-Registered状态404 (即第一状态)。综上所述，因中继台23采用的NAS机制所具有的状态多于现有的NAS机制，故中 继台23可通过该NAS机制建立无线电连线与后端连线二者。本发明的一第四实施例是一种于一无线通讯系统中用于一中继台(例如中继台 23)的后端连线方法。该无线通讯系统包含该中继台、一基站及一核心网络。该中继台采用 一 NAS机制。具体而言，当中继台不提供DRX时，中继台所用的NAS机制系如图3A所示者。 而当中继台提供DRX时，中继台所用的NAS机制系如图4A所示者。图5显示本发明的第四 实施例的一流程图。首先，该后端连线方法执行步骤501，令中继台建立一无线电连线。应注意，步骤 501可于一中继附接程序或一通用无线电承载建立程序中执行。接下来，执行步骤503，令 中继台进入该NAS机制的一第一状态。若该无线通讯系统符合LTE标准，则第一状态是LTE 标准的一 EMM-registered 状态。此后，该后端连线方法执行步骤505，令中继台传送一后端连线请求至基站。当该 无线通讯系统符合LTE标准时，该后端连线请求是一 S1界面设置请求或一 X2界面设置请 求。接下来，执行步骤507，令中继台进入该NAS机制的一第二状态。当该后端连线请求是 一 S1界面设置请求时，该后端连线回应是一 S1界面设置回应。当该后端连线请求是一 X2 界面设置请求时，该后端连线回应是一 X2界面设置回应。应注意，该第二状态是一种请求 后端连线的状态，例如前述EMM-S lX2SetupRequestInitiated状态。此后，执行步骤509， 令中继台自基站接收一后端连线回应。之后，执行步骤511，令中继台再次进入第一状态。除了上述步骤，第四实施例亦能执行第一实施例、第二实施例及第三实施例所描 述的所有操作及功能，所属技术领域具有通常知识者可直接了解第四实施例如何基于上述 第一实施例、第二实施例及第三实施例以执行此等操作及功能，故不赘述。 综上所述，本发明提供一种NAS机制，该NAS机制具有一种可于建立无线电连线之 后触发中继台建立后端连线的状态。因此，本发明的中继台及其后端连线方法可采用该NAS 机制来建立无线电连线与后端连线二者。藉此，中继台的行为对于核心网络而言可如同一 用户设备去建立无线电连线，而对于一用户设备而言则如同一基站。
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。
权利要求
一种用于一中继台的后端连线方法，该中继台采用一非存取层(NAS)机制，一无线通讯系统包含该中继台、一基站及一核心网络，该后端连线方法包含以下步骤(a)于该中继台建立通往该核心网络的一无线电连线后，令该中继台进入该NAS机制的一第一状态；(b)于该步骤(a)之后，令该中继台传送一后端连线请求至该基站；(c)于该步骤(b)之后，令该中继台进入该NAS机制的一第二状态；(d)于该步骤(c)之后，令该中继台自该基站接收一后端连线回应；以及(e)于该步骤(d)之后，令该中继台进入该第一状态。
2.根据权利要求1所述的后端连线方法，其特征在于，该无线通讯系统符合长期演进 (LTE)标准，该中继台是一中继节点、一中继E-UTRAN NodeB(ReNB)及一 Relay eNB其中之 一，该基站是一主演进Node B (DeNB)，且该核心网络是一演进核心网络EPC)。
3.根据权利要求1所述的后端连线方法，其特征在于，该无线通讯系统符合LTE标准， 该后端连线请求是一 Si界面设置请求，且该后端连线回应是一 Sl界面设置回应。
4.根据权利要求1所述的后端连线方法，其特征在于，该无线通讯系统符合该LTE标 准，该后端连线请求是一 X2界面设置请求，且该后端连线回应是一 X2界面设置回应。
5.根据权利要求1所述的后端连线方法，其特征在于，该无线通讯系统符合该LTE标 准，该第一状态是该LTE标准的一 EPS移动性管理(EMM) -registered状态，且该第二状态 是一请求后端连线的状态。
6.根据权利要求1所述的后端连线方法，其特征在于，还于该步骤(a)之前包含以下步骤(f)于一中继附接程序期间，令该中继台建立通往该核心网络的该无线电连线。
7.根据权利要求1所述的后端连线方法，其特征在于，还于该步骤(a)之前包含以下步骤(f)于一通用无线承载建立程序期间，令该中继台建立通往该核心网络的该无线电连线。
8.一种用于一无线通讯系统的中继台，该中继台采用一 NAS机制，该无线通讯系统包 含该中继台、一基站及一核心网络，该中继台包含一处理单元，用以于该中继台建立与该核心网络的一无线电连线后，进入该NAS机制 的一第一状态；一收发器，用以于该中继台进入该第一状态之后，传送一后端连线请求至该基站； 其中该处理单元更用以于该后端连线请求的该传送之后，进入该NAS机制的一第二状 态，该收发器还用以于该后端连线请求的该传送之后，自该基站接收一后端连线回应，且该 处理单元还用以于该后端连线回应的该接收之后，进入该第一状态。
9.根据权利要求8所述的中继台，其特征在于，该无线通讯系统符合LTE标准，该中继 台是一中继节点、一ReNB及一Relay eNB其中之一，该基站是DeNB，且 该核心网络是一EPC。
10.根据权利要求8所述的中继台，其特征在于，该无线通讯系统符合LTE标准，该后端 连线请求是一 Si界面设置请求，且该后端连线回应是一 Sl界面设置回应。
11.根据权利要求8所述的中继台，其特征在于，该无线通讯系统符合该LTE标准，该后 端连线请求是一 X2界面设置请求，且该后端连线回应是一 X2界面设置回应。
12.根据权利要求8所述的中继台，其特征在于，该无线通讯系统符合该LTE标准，该第 一状态是该LTE标准的一 EMM-registered状态，且该第二状态是一请求后端连线的状态。
13.根据权利要求8所述的中继台，其特征在于，该收发器还用以于进入该第一状态之 前的一中继附接程序期间，建立通往该核心网络的该无线电连线。
14.根据权利要求8所述的中继台，其特征在于，该收发器还用以于进入该第一状态之 前的一通用无线承载建立程序期间，建立通往该核心网络的该无线电连线。
全文摘要
本发明提供一种中继台及其后端连线方法。该中继台采用NAS机制。一无线通讯系统包含一中继台、一基站及一核心网络。该中继台包含一处理单元及一收发器。于该中继台建立与该核心网络的一无线电连线后，该处理单元进入该NAS机制的一第一状态。于该中继台进入该第一状态后，该收发器传送一后端连线请求至该基站。于传送该后端连线请求后，该处理单元接着进入该NAS机制的一第二状态。于传送该后端连线请求后，该收发器接着自该基站接收一后端连线回应。于接收该后端连线回应后，该处理单元接着进入该第一状态。
文档编号H04W76/02GK101932123SQ201010217218
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月22日 优先权日2009年6月23日
发明者刘舒慈, 吴志强, 罗耿介 申请人:财团法人资讯工业策进会