针对NBIOT的网络发起的上行链路小数据传输的制作方法

本公开涉及nbiot(窄带物联网)技术。更具体地，本公开涉及用于网络发起的上行链路小数据传输的信令增强。

背景技术：

第15版的新工作项已获批准，用于进一步增强nb-iot功能。wi的目标之一是研究对小数据传输的增强，该增强有可能以减少的信令过程量发送ul或dl数据。

3gpp中关于此主题的讨论当前集中于在rach(随机接入信道)过程期间进行早期的上行链路数据传输，以及附加地针对小型下行链路数据进行早期的dl数据传输。

对于ciot(蜂窝物联网)用例(例如，电表和水表)，当服务器为每个设备配置周期和周期内的开始时间时，设备可以自动生成报告，使得ciot流量负载分布在期望的时间间隔内。对于这样的机制，服务器需要为多个设备仔细分配调度信息。然而，当将针对给定设备的配置更改为不同的周期时，可能需要更改此设置。

代替该选项，只要需要报告，应用服务器就可以决定对设备轮询。在这种情况下，触发网络发起的寻呼以从ue(用户设备)收集报告。对于该选项，不需要在调度和周期性上进行附加配置。相反，应用程序基于网络负载情况决定何时从不同的设备进行收集。该选项具有收集报告的灵活性。

此外，即使在设备处启用了定期报告功能，应用服务器也可能在任意时间要求最新状态以用于不同的分析目的。同样在这种情况下，将触发网络发起的寻呼来从设备收集所需的数据。

这些用例需要网络发起的上行链路小数据传输。本发明提供了与网络发起的上行链路小数据传输相关联的信令过程的增强，该增强可以与寻呼响应进行组合。

根据当前规范，当寻呼由ue接收到时，ue首先建立rrc(无线电资源控制)连接，并发送nas(非接入层)消息作为寻呼响应。在发送寻呼响应之后，cn(核心网络)将包含网络命令的下行链路小数据发送给ue。ue接收该命令并经由上行链路传输发送状态。

如果寻呼旨在从ue收集最新状态，则可以优化与寻呼响应和下行链路传输相关联的步骤。

根据当前规范，当cn触发向ue请求状态报告的寻呼时，高层需要以下步骤：

·cn向enb(enodeb)发送寻呼消息。

·enb向ue发送寻呼消息。

·ue触发rach程序，并通过将建立原因设置为mt(移动终端)访问(msg3)来通知rrc连接设置用于寻呼响应。

·enb完成rrc连接设置过程。ue向cn发送用于寻呼响应的nas消息(msg5)。

·cn发送包含命令的dlnas消息来触发状态报告。enb经由npdsch(窄带物理下行链路共享信道)发送该消息。

·ue在上行链路npusch(窄带物理上行链路共享信道)消息中发送状态报告(statusreport)。

显然，以上步骤涉及来自ue的三个上行链路传输(msg3、msg5和状态报告)。

如下面结合本发明所述，可以优化用于获取固定尺寸状态报告的信令过程。

技术实现要素：

在本发明的第一方面，方法包括：从核心网络接收第一寻呼消息，第一寻呼消息被发送来触发包括上行链路数据传输的响应，上行链路数据传输具有特定最大尺寸；向用户设备发送第二寻呼消息，所述第二寻呼消息具有专用前导码和所述特定最大尺寸的指示；接收对第二寻呼消息的响应，该响应具有指示用户设备具有可用于发送的数据的专用前导码，所述数据在所述特定最大尺寸内；向用户设备发送应答，所述应答包含定时提前量以及与所述可用数据尺寸相对应的上行链路资源分配；以及根据所述定时提前量和所述上行链路资源分配，从用户设备接收所述可用数据。

在本发明的第二方面，装置包括至少一个处理器以及包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码与至少一个处理器一起被配置为使得装置执行以下操作：从核心网络接收第一寻呼消息，第一寻呼消息被发送来触发包括上行链路数据传输的响应，上行链路数据传输具有特定最大尺寸；向用户设备发送第二寻呼消息，所述第二寻呼消息具有专用前导码和所述特定最大尺寸的指示；接收对第二寻呼消息的响应，所述响应具有指示用户设备具有可用于发送的数据的专用前导码，所述数据在所述特定最大尺寸内；向用户设备发送应答，所述应答包含定时提前量以及与所述可用数据的尺寸相对应的上行链路资源分配；以及根据所述定时提前量和所述上行链路资源分配，从用户设备接收所述可用数据。

在本发明的第三方面，装置包括：用于从核心网络接收第一寻呼消息的部件，第一寻呼消息被发送来触发包括上行链路数据传输的响应，上行链路数据传输具有特定最大尺寸；用于向用户设备发送第二寻呼消息的部件，所述第二寻呼消息具有专用前导码和所述特定最大尺寸的指示；用于接收对第二寻呼消息的响应的部件，所述响应具有指示用户设备具有可用于发送的数据的专用前导码，所述数据在所述特定最大尺寸内；用于向用户设备发送应答的部件，所述应答包含定时提前量以及与所述可用数据的尺寸相对应的上行链路资源分配；以及用于根据所述定时提前量和所述上行链路资源分配从用户设备接收所述可用数据的部件。

在本发明的第四方面，计算机程序产品包括非瞬态计算机可读存储介质，非瞬态计算机可读存储介质承载在其中实施的计算机程序代码以与计算机一起使用。计算机程序代码包括用于至少执行以下操作的代码：从核心网络接收第一寻呼消息，第一寻呼消息被发送来触发包括上行链路数据传输的响应，上行链路数据传输具有特定最大尺寸；向用户设备发送第二寻呼消息，所述第二寻呼消息具有专用前导码和所述特定最大尺寸的指示；接收对第二寻呼消息的响应，所述响应具有指示用户设备具有可用于发送的数据的专用前导码，所述数据在所述特定最大尺寸内；向用户设备发送应答，所述应答包含定时提前量以及与所述可用数据的尺寸相对应的上行链路资源分配；以及根据所述定时提前量和所述上行链路资源分配，从用户设备接收所述可用数据。

在本发明的第五方面，方法包括：从enodeb接收寻呼消息，所述寻呼消息具有专用前导码以及用于上行链路数据传输的特定最大尺寸的指示；发送对寻呼消息的响应，所述响应具有指示数据可发送的专用前导码，数据在所述特定最大尺寸内；从enodeb接收应答，应答包含定时提前量以及与所述可用数据的尺寸相对应的上行链路资源分配；以及根据所述定时提前量和所述上行链路资源分配，向enodeb发送所述可用数据。

在本发明的第六方面，装置包括至少一个处理器以及包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码与至少一个处理器一起被配置为使得装置执行以下操作：从enodeb接收寻呼消息，所述寻呼消息具有专用前导码以及用于上行链路数据传输的特定最大尺寸的指示；发送对寻呼消息的响应，所述响应具有指示数据可发送的专用前导码，所述数据在所述特定最大尺寸内；从enodeb接收应答，应答包含定时提前量以及与所述可用数据的尺寸相对应的上行链路资源分配；以及根据所述定时提前量和所述上行链路资源分配，向enodeb发送可用数据。

在本发明的第七方面，装置包括：用于从enodeb接收寻呼消息的部件，所述寻呼消息具有专用前导码以及用于上行链路数据传输的特定最大尺寸的指示；用于发送对寻呼消息的响应的部件，所述响应具有指示数据可发送的专用前导码，所述数据在所述特定最大尺寸内；用于接收来自enodeb的应答的部件，所述应答包含定时提前量以及与所述可用数据的尺寸相对应的上行链路资源分配；以及用于根据所述定时提前量和所述上行链路资源分配向enodeb发送可用数据的部件。

在本发明的第八方面，计算机程序产品包括非瞬态计算机可读存储介质，非瞬态计算机可读存储介质承载在其中实施计算机程序代码以与计算机一起使用。计算机程序代码包括用于至少执行以下操作的代码：从enodeb接收寻呼消息，寻呼消息具有专用前导码以及用于上行链路数据传输的特定最大尺寸的指示；发送对寻呼消息的响应，所述响应具有指示数据可发送的专用前导码，所述数据在所述特定最大尺寸内；从enodeb接收应答，所述应答包含定时提前量以及与所述可用数据的尺寸相对应的上行链路资源分配；以及根据所述定时提前量和所述上行链路资源分配来将所述可用数据发送到enodeb。

附图说明

当结合附图阅读时，这些教导的前述和其他方面在以下具体实施方式中将更加明显。

图1是图示本发明的第一方法的信令图。

图2是图示本发明的第二方法的信令图。

图3示出了根据本发明的各种示例性实施例的某些装置的简化框图。

具体实施方式

如上所述，本发明的目的是以新信令过程的形式为网络发起的上行链路小数据传输提供信令增强。总体思想是，核心网络(cn)向enb发送寻呼消息来请求从ue进行上行链路数据传输，其中寻呼消息包括来自ue预期的上行链路数据的有效载荷尺寸，使得如果ue中任何可用的上行链路数据在由cn在寻呼消息中设置的极限之内，则enb可以为ue预分配上行链路资源，并且随后，ue可以在无需提供缓冲区状态报告的情况下，响应于寻呼消息而发射上行链路数据。

提出了用于实现该目标的两个方法。第一方法由图1的信令图图示，在下面的讨论中将参考图1。

第一方法是用于将对寻呼消息的响应与小数据组合的经修改的rach(随机接入信道)。第一方法涉及将专用前导码用于基于寻呼消息触发的上行链路小数据传输。

参考图1，标题ue和enb分别指代用户设备和基站(enb)。mme(移动管理实体)指代cn(核心网络)。

在图1中，cn(mme)首先通过s1接口将寻呼消息101发送到enb，cn和enb通过s1接口彼此连接。寻呼消息101指示其旨在触发包括具有特定最大尺寸的上行链路数据传输的响应。cn还可以在寻呼消息中包括尺寸为一到两个八位位组的“报告控制”参数；“报告控制”参数可以作为随机接入过程本身的一部分发送。

在接收s1寻呼消息时，enb向ue发送rrc(无线电资源控制)寻呼消息102。rrc寻呼消息102包含将用于触发rach接入过程的专用前导码。除了该专用前导码之外，rrc寻呼消息102还指示寻呼响应所允许的报告尺寸。

作为响应，当ue具有可发送的数据在尺寸极限之内时，ue发送msg1(专用前导码)103。否则，ue经由基于竞争的机制退回到rach接入过程的常规(传统)方法。

在从ue接收到专用前导码时，enb发送包含定时提前量(ta)以及与预期上行链路数据尺寸相对应的上行链路资源分配的msg2104。

ue随后通过使用从enb在msg2104中接收的定时提前量和所接收的上行链路资源分配参数来发送上行链路小数据105。

当ue不具有响应于寻呼消息而发送的任何报告时，它可以通过专用前导码指示为1比特信息，以避免不必要的上行链路资源分配。在这种情况下，enb将停止过程，并向cn做出此时没有上行链路数据可用的响应。

如果需要通过应用程序来控制报告类型，cn(mme)也可以发送附加的“报告控制”参数以及报告尺寸信息。在这种情况下，包含“ta+上行链路分配”信息的rar(随机接入响应)消息也可以包括报告控制参数。

该第一方法适用于以下情况：网络发起寻呼的目的是收集默认报告，否则默认报告将作为定期间隔的一部分发送。在这种情况下，寻呼将不具有与之关联的任何下行链路数据。

第二方法是针对上行链路小数据的经修改的直接npdcch(窄带物理下行链路控制信道)分配。第二方法涉及响应于使用专用前导码和专用rnti(无线电网络临时标识符)的经修改的小下行链路数据传输而使用小型上行链路数据传输。

该第二方法的开始方式与第一方法相同。在图2中，cn(mme)首先通过s1接口向enb发送寻呼消息201，cn和enb通过s1接口彼此连接。寻呼消息101指示其旨在触发包括具有特定最大尺寸的上行链路数据传输的响应。cn还可以在寻呼消息中包括尺寸为一到两个八位位组的“报告控制”参数；“报告控制”参数可以作为随机接入过程本身的一部分发送。

在接收到s1寻呼消息时，enb向ue发送rrc(无线电资源控制)寻呼消息202。rrc寻呼消息202包含专用前导码和专用rnti。

作为响应，ue发送专用前导码203，并且enb在消息204中使用具有专用rnti的新dci(下行链路控制信息)格式向ue发送上行链路分配和定时提前量信息。新dci在npdcch中包含针对专用rnti的上行链路分配和定时提前量，以响应于寻呼而发送上行链路小数据，使得ue不需要来对npdsch进行解码。

随后，ue使用消息204中提供的定时提前量，在消息205中通过所分配的pusch(物理上行链路共享信道)发送上行链路小数据。

当待发送的所需数据大于enb给定的报告尺寸时，ue将触发传统rach过程来发送寻呼响应。

当小下行链路数据还需要与从ms(移动站)获取报告同时通信时，enb首先使用专用rnti来完成下行链路传输。在接收到用于下行链路数据的npuschack时，enb可以使用npdcch、根据预期的报告尺寸来调度pusch。在不了解消息尺寸的情况下，enb可能首先需要经由附接npusch来获得bsr(缓冲区状态报告)，这将增加延迟和能耗。

对于预期的上行链路数据尺寸，mme(cn)可以使用以下方式获取该信息：

1)基于mme对先前上行链路数据尺寸的跟踪(例如，响应于寻呼)；

2)基于mme从mtc-iwf接收的应用发起信息；

3)基于mme从应用服务器接收的应用发起信息(例如，借助服务能力服务器和/或服务能力公开功能)；或者

4)基于对由本地订户服务器跟踪的先前上行链路数据尺寸的跟踪。

本发明的两个方法可以总结如下。

方法1：

·核心网络通知enb寻呼旨在触发具有特定最大尺寸的上行链路数据传输的方法。

o在该方法中，cn还包括尺寸为1至2个八位位组的“报告控制”参数，“报告控制”参数可以作为随机接入过程本身的一部分发送。

·当ue只想报告小数据作为寻呼响应的一部分时，ue发送专用前导码，否则经由基于竞争的机制回退到正常rach接入过程的方法。

·在ue处指示关于专用前导码的报告不可用，以在不需要发送数据时避免不必要的上行链路资源分配的方法。

方法2：

·在enb处，将包含上行链路分配和定时提前量的新型dci发送到专用rnti，以响应于寻呼而发送上行链路小数据的方法。

现在参考图3，图3图示了适用于实践本发明的示例性实施例的各种电子设备和装置的简化框图。在图3中，无线网络301被适配用于经由无线网络接入节点(例如，基站或中继站或远程无线电头端，并且更具体地示出为enb312)在无线链路311上与诸如移动通信设备(被称为ue310)的装置进行通信。网络301可以包括网络控制元件(nce)314(cn)，网络控制元件(nce)314(cn)用作移动管理实体(mme)和/或更广泛网络(例如，公共交换电话/数据网络和/或互联网)的服务网关(s-gw)。

ue310包括诸如计算机或数据处理器(dp)310a的控制器、实施为存储计算机指令(prog)310c的程序的存储器(mem)310b的计算机可读存储介质，以及合适的射频(rf)发射机和接收机310d，其用于经由一个或多个天线与enb312进行双向无线通信。enb312还包括控制器(例如，计算机或数据处理器(dp))312a、实施为存储计算机指令(prog)312c的程序的存储器(mem)312b的计算机可读存储介质以及用于经由一个或多个天线与ue310通信的合适的rf发射机和接收机312d。

nce314还包括诸如计算机或数据处理器(dp)的控制器314a、以及实施为存储计算机指令(prog)314c的程序的存储器(mem)314b的计算机可读存储介质。

enb312经由数据/控制路径313耦合到nce314。当网络301是lte网络时，路径313可以被实现为s1接口。enb312还可以经由数据/控制路径315耦合到另一enb，当网络301是lte网络时，数据/控制路径315可以被实现为x2接口。

如上面关于图1和图2所详述的，假定prog310c、312c和314c中的至少一个包括程序指令，当程序指令由相关联的dp执行时，使得设备能够根据本发明的示例性实施例进行操作。即，本发明的示例性实施例可以至少部分地由计算机软件来实现，计算机软件可由ue310的dp310a和/或由enb312的dp312a和/或由nce314的dp314a或由硬件、或由软件和硬件(和固件)的组合执行。

通常，ue310的各种实施例可以包括但不限于蜂窝电话；具有无线通信功能的个人数字助理(pda)；具有无线通信功能的便携式计算机；具有无线通信功能的图像捕获设备(例如，数码相机)；具有无线通信功能的游戏设备；具有无线通信功能的音乐存储和播放设备；以及允许无线互联网访问和浏览的互联网设备，以及并入了这些功能的组合的便携式单元或终端。

计算机可读mem310b、312b和314b可以是适合于本地技术环境的任何类型，并且可以使用任何合适的数据存储技术(例如，基于半导体的存储器设备、闪存、磁存储器设备和系统、光存储设备和系统、固定存储器和可移动存储器)来实现。dp310a、312a和314a可以是适合本地技术环境的任何类型，并且作为非限制性示例，可以包括通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(dsp)和基于多核处理器架构的处理器中的一个或多个。

应当注意，各种dp310a、312a、314a可以被实现为一个或多个处理器/芯片，ue310和enb312中的一个或两个可以包括多于一个的发射机和/或接收机310d、312d，并且特别地，enb312可以使其天线(例如诸如塔顶安装的天线)远离enb312的其他组件进行安装。

通常，各种示例性实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合来实现。例如，一些方面可以以硬件实现，而其他方面可以以固件或软件实现，固件或软件可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行，但是本发明不限于此。尽管本发明的示例性实施例的各个方面可以被图示和描述为框图、流程图或使用一些其他图形表示，但是可以理解，本文所述的这些框、装置、系统、技术或方法可以以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备或其某种组合(作为非限制性示例)来实现。

因此，应当理解，本发明的示例性实施例的至少一些方面可以在诸如集成电路芯片和模块的各种组件中实践，并且本发明的示例性实施例可以在被实现为集成电路的装置中实现。一个或多个集成电路可以包括用于体现可配置为根据本发明的示例性实施例进行操作的一个或多个数据处理器、一个或多个数字信号处理器、基带电路和射频电路中的至少一个或多个的电路以及可能的固件。

当结合附图阅读时，鉴于前述描述，对本发明的前述示例性实施例的各种修改和改变对于相关领域的技术人员而言将变得显而易见。例如，尽管以上已在对5gnr系统(版本-15)的改进的上下文中描述了示例性实施例，但是应当理解，本发明的示例性实施例不限于仅该一个特定类型的无线通信系统。在本文中呈现的本发明的示例性实施例是说明性的，而不是穷举性的，或者不会以其他方式限制本发明的范围。

本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而无意于限制本发明。如本文所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式的“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式。将进一步理解，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，指定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。

已出于图示和描述的目的呈现了本发明的描述，但并不意图是穷举的或将本发明限制为所公开的形式。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员将是显而易见的。选择和描述实施例是为了最好地解释本发明的原理和实际应用，并使得本领域的其他普通技术人员能够理解本发明的各种实施例，这些实施例具有适合于预期的特定用途的各种修改。

当结合附图阅读时，鉴于前面的描述，各种修改和变化对于相关领域的技术人员而言将变得显而易见。然而，本公开的教导的任何和所有修改仍将落入本发明的非限制性实施例的范围内。

尽管在特定实施例的上下文中进行了描述，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以对这些教导进行多种修改和各种改变。因此，尽管已相对于本发明的一个或多个实施例具体地示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可以在不脱离以上阐述的本发明的范围或所附权利要求书的范围的情况下进行某些修改或改变。