处理窄频物联网通信的装置及方法

本分案申请是申请日为2017年8月9日，申请号为201710676469.0，发明名称为“处理窄频物联网通信的装置及方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明相关于一种用于无线通信系统的装置及方法，尤指在无线通信系统中，一种处理窄频物联网通信的装置及方法。

背景技术

在长期演进(Long-Term Evolution，LTE)系统中，无线存取网络为包含有由至少一演进式基地台(evolved Node-B，eNB)所组成的演进式通用陆地全球无线存取网络(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)，其一方面与一用户端(user equipment，UE)进行通信，另一方面与核心网路进行通信。核心网络可包含有用于用户端的行动管理小区(Mobility Management Entity，MME)及服务品质(Quality ofService，QoS)控制。

发明内容

本发明提供了一种通信装置及方法，用来处理窄频物联网(narrowband intemetof things，NB-IoT)通信，以解决上述问题。

本发明揭露一种通信装置，用来处理一窄频物联网通信，该通信装置包含有一存储装置，用来存储指令，以及一处理电路，耦接于该存储装置。该处理电路被设定用来执行存储在该存储装置的指令。该指令包含有接收一窄频物联网小区(cell)上的一基地台(base station，BS)广播的一SystemInformationBlockType2-NB消息；从该窄频物联网小区上的该基地台接收指示一完整组态(full configuration)的一RRCConnectionReconfiguration-NB消息；以及使用用于计时器T301、T310、T311及常数N310、N311的多个数值，以回应该RRCConnectionReconfiguration-NB消息，其中该多个数值被包含在该SystemInformationBlockType2-NB消息中。

本发明另揭露一种通信装置，用来处理一窄频物联网通信，该通信装置包含有一存储装置，用来存储指令，以及一处理电路，耦接于该存储装置。该处理电路被设定用来执行存储在该存储装置的指令。该指令包含有初始化用于一窄频物联网通信的一无线资源控制连接重建(reestablishment)程序；当初始化该无线资源控制连接重建程序时，选择一窄频物联网小区；接收该窄频物联网小区广播的一SystemInformationBlockType2-NB消息；以及使用用于一上行链路(uplink，UL)传输的包含在该SystemInformationBlockType2-NB消息中的一timeAlignmentTimerCommon。

本发明另揭露一种通信装置，用来处理一窄频物联网通信，该通信装置包含有一存储装置，用来存储指令，以及一处理电路，耦接于该存储装置。该处理电路被设定用来执行存储在该存储装置的指令。该指令包含有初始化用于一窄频物联网通信的一无线资源控制连接重建程序；当初始化该无线资源控制连接重建程序时，选择一长期演进(long termevolution，LTE)小区；以及当选择该长期演进小区时，终止该无线资源控制连接重建程序以及进入一闲置(idle)模式。

附图说明

图1为本发明实施例一无线通信系统的示意图。

图2为本发明实施例一通信装置的示意图。

图3为本发明实施例一流程的流程图。

图4为本发明实施例一流程的流程图。

图5为本发明实施例一流程的流程图。

图6为本发明实施例一流程的流程图。

图7为本发明实施例一流程的流程图。

具体实施方式

图1为本发明实施例一无线通信系统10的示意图。无线通信系统10可简略地由网络端和多个通信装置所组成。透过一或多个载波上的一小区，网络端及通信装置可相互进行通信。

在图1中，网络端及通信装置系用来说明无线通信系统10之架构。网络端可包含有无线存取网络(radio access network，RAN)，其包含有至少一基地台(base station，BS)。无线存取网络可为通用陆地全球无线存取网络(Universal Terrestrial Radio AccessNetwork，UTRAN)，其包含有至少一演进式基地台(evolved Node-B，eNB)。无线存取网络可为第五代(fifth generation，5G)网络，其包含有至少一第五代基地台(例如gNB)。第五代基地台可利用正交分频多工(orthogonal frequency-division multiplexing，OFDM)及/或非正交分频多工(non-OFDM)，以及小于1毫秒(millisecond，ms)(例如100毫秒或200毫秒)的传送时间区间(transmission time interval，TTI)，以与通信装置进行通信。一般而言，基地台(BS)可为演进式基地台及第五代基地台中的任一者。除此之外，网络端可包含有核心网络，其中核心网络包含有连接到无线存取网络的网络实体。

通信装置可为用户端(user equipment，UE)、窄频物联网(narrowband Intemetof Things，NB-IoT)用户端、机器型态通信(machine type communication，MTC)装置、行动电话、笔记型电脑、平板电脑、电子书、可携式电脑系统、车辆及飞机等装置。此外，根据传输方向，可将网络端及通信装置分别视为传送端或接收端。举例来说，对于一上行链路(uplink，UL)而言，通信装置为传送端而网络端为接收端；对于一下行链路(downlink，DL)而言，网络端为传送端而通信装置为接收端。

图2为本发明实施例一通信装置20的示意图。通信装置20可为图1中的通信装置或网络端，但不限于此。通信装置20可包括一处理电路200、一存储装置210以及一通信界面装置220。处理电路200可为一微处理器或一特定应用积体电路(Application-SpecificIntegrated Circuit，ASIC)。存储装置210可为任一资料存储装置，用来存储一程式代码214，处理电路200可通过存储装置210读取及执行程式代码214。举例来说，存储装置210可为用户识别模组(Subscriber Identity Module，SIM)、唯读式记忆体(Read-Only Memory，ROM)、快闪记忆体(flash memory)、随机存取记忆体(Random-Access Memory，RAM)、硬碟(hard disk)、光学资料存储装置(optical data storage device)、非挥发性存储装置(non-volatile storage device)、非暂态电脑可读取介质(non-transitory computer-readable medium)(例如具体媒体(tangible media))等，而不限于此。通信界面装置220可为一无线收发器，其是根据处理电路200的处理结果，用来传送及接收讯号(例如资料、消息及/或封包)。

为简化说明，在以下的实施例中，以用户端来代表在图1中的通信装置。

以下说明根据本发明实施例所假设的场景。窄频物联网用户端被基地台设定具有无线资源控制连接。当窄频物联网用户端接收指示完整组态但不包含有mobilityControlInfo的RRCConnectionReconfiguration-NB消息时，用户端使用用于计时器T301、T310、T311及常数N310、N311的数值，其包含于SystemInformationBlockType2中接收的ue-TimersAndConstants中。然而，因为窄频物联网用户端未能执行长期演进通信，窄频物联网用户端无法接收SystemInformationBlockType2。因此，用户端没有用于计时器T301、T310、T311及常数N310、N311的数值。

图3为本发明实施例一流程30之流程图，流程30用于一用户端(例如窄频物联网用户端)中，以与基地台(例如图1中的网络端)进行通信。流程30可包含有以下步骤：

步骤300：开始。

步骤302：接收一窄频物联网小区上的一基地台广播的一SystemInformationBlockType2-NB消息。

步骤304：从该窄频物联网小区上的该基地台接收指示一完整组态(fullconfiguration)的一RRCConnectionReconfiguration-NB消息。

步骤306：使用用于计时器T301、T310、T311及常数N310、N311的多个数值，以回应该RRCConnectionReconfiguration-NB消息，其中该多个数值被包含在该SystemInformationBlockType2-NB消息中。

步骤308：结束。

根据流程30，用户端接收窄频物联网小区上的基地台广播的SystemInformationBlockType2-NB消息。用户端从窄频物联网小区上的基地台接收指示完整组态(full configuration)的RRCConnectionReconfiguration-NB消息。用户端使用(例如应用)用于计时器T301、T310、T311及常数(例如用以计数器)N310、N311的多个数值，以回应该RRCConnectionReconfiguration-NB消息，其中多个数值被包含在SystemInformationBlockType2-NB消息中。因此，发生于上述场景的问题可被解决。

流程30的实现方式不限于以上所述。以下实施例可用于流程30。

当启动计时器时，用户端使用包含在SystemInformationBlockType2-NB消息中的多个数值。当计数用于窄频物联网小区的连续“out-of-sync"指示的数量时，用户端使用SystemInformationBlockType2-NB中用于N310的常数。当计数用于窄频物联网小区的连续“in-sync"指示的数量时，用户端使用SystemInformationBlockType2-NB中用于N311的常数。在一实施例中，当侦测到用于窄频物联网小区的N310个连续“out-of-sync”指示时，用户端启动计时器T310。当计时器T310到期时，用户端启动该计时器T311。当计时器T311正在运作且用户端选择窄频物联网小区时，用户端启动计时器T301。当侦测到用于窄频物联网小区的N311个连续“in-sync”指示时，用户端停止计时器T310。

以下说明根据本发明实施例所假设的场景。窄频物联网用户端被基地台设定具有无线资源控制连接以及资料无线承载(data radio bearer，DRB)。窄频物联网用户端可侦测与基地台的无线链路上的失败(例如无线链路失败(radio link failure，RLF))，以及可初始化无线资源控制连接重建程序。当窄频物联网用户端选择窄频物联网小区时，窄频物联网用户端未能接收只在长期演进小区中广播的SystemInformationBlockType2。因此，窄频物联网用户端未能应用包含在SystemInformationBlockType2的timeAlignmentTimerCommon。

图4为本发明实施例一流程40之流程图，流程40用于一用户端(例如窄频物联网用户端)中，以与基地台(例如图1中的网络端)进行通信。流程40可包含有以下步骤：

步骤400：开始。

步骤402：初始化(initiate)用于一窄频物联网通信的一无线资源控制连接重建(reestablishment)程序。

步骤404：当初始化该无线资源控制连接重建程序时，选择一窄频物联网小区。

步骤406：接收该窄频物联网小区广播的一SystemInformationBlockType2-NB消息。

步骤408：使用用于一上行链路传输的包含在该SystemInformationBlockType2-NB消息中的一timeAlignmentTimerCommon。

步骤410：结束。

根据流程40，用户端初始化用于窄频物联网通信的无线资源控制连接重建程序。当初始化无线资源控制连接重建程序时，用户端选择窄频物联网小区。用户端接收窄频物联网小区广播的SystemInformationBlockType2-NB消息。用户端使用(例如应用)包含在SystemInformationBlockType2-NB中的timeAlignmentTimerCommon。接着，用户端传送RRCConnectionReestablishmentRequest-NB到窄频物联网小区，从窄频物联网小区接收RRCConnectionReestablishment-NB，以及传送RRCConnectionReestablishmentRequest-NB到窄频物联网小区。因此，发生于上述场景的问题可被解决。

流程40的实现方式不限于以上所述。以下实施例可用于流程40。

在一实施例中，使用timeAlignmentTimerCommon的步骤包含有当应用从窄频物联网小区接收的时序提前命令时，根据(例如使用)timeAlignmentTimerCommon中的数值，用户端启动时间对齐计时器(time alignment timer)。此外，窄频物联网小区传送包含有时序提前命令(time advance command)的随机存取响应到用户端，以回应从用户端接收的随机存取前置码。在接收随机存取响应后，用户端传送RRCConnectionReestablishmentRequest-NB。在一实施例中，在执行与用户端的无线资源控制连接重建程序之后，窄频物联网小区传送包含有定时提前命令的媒体存取控制(Medium Access Control，MAC)协定资料小区(Protocol Data Unit，PDU)到用户端。在上述实施例中，窄频物联网小区的运作可暗示用户端的对应运作，在此不赘述。

在一实施例中，流程30可与流程40结合。在完成与窄频物联网小区的无线资源控制连接重建程序之后，用户端从窄频物联网小区接收指示完整组态的RRCConnectionReconfiguration-NB消息。用户端使用用于计时器T301、T310、T311及常数N310、N311的数值，以回应RRCConnectionReconfiguration-NB消息，其中该数值被包含在SystemInformationBlockType2-NB消息中。

以下说明根据本发明实施例所假设的场景。窄频物联网用户端被第一基地台设定具有无线资源控制连接以及资料无线承载。窄频物联网用户端可侦测与第一基地台的无线链路上的失败(例如无线链路失败)，以及可初始化无线资源控制连接重建程序，以回应无线链路失败。窄频物联网用户端可选择第二基地台的长期演进小区，以及若窄频物联网用户端除了窄频物联网通信之外，也支援长期演进通信，可传送RRCConnectionReestablishmentRequest消息到长期演进小区。然而，因为第二基地台并没有窄频物联网用户端的长期演进背景设定(context)，第二基地台可在长期演进小区上传送RRCConnectionReestablishmentReject消息到窄频物联网用户端。需注意的是，第一基地台和第二基地台可为相同的基地台或不同的基地台。

图5为本发明实施例一流程50之流程图，流程50用于一用户端(例如窄频物联网用户端)中，以与基地台(例如图1中的网络端)进行通信。流程50可包含有以下步骤：

步骤500：开始。

步骤502：初始化用于一窄频物联网通信的一无线资源控制连接重建程序。

步骤504：当初始化该无线资源控制连接重建程序时，选择一长期演进小区。

步骤506：当选择该长期演进小区时，终止该无线资源控制连接重建程序以及进入一闲置(idle)模式。

步骤508：结束。

在一实施例中，因为侦测到窄频物联网小区上的无线链路失败，用户端初始化无线资源控制连接重建程序。用户端选择长期演进小区(例如因为用户端无法找到任何窄频物联网小区)，以回应无线资源控制连接重建程序。

在一实施例中，当选择长期演进小区时，用户端透过传送RRCConnectionRequest消息到长期演进小区以初始化无线资源控制连接重建程序。也就是说，用户端传送RRCConnectionRequest消息到长期演进小区，而不是RRCConnectionReestablishmentRequest消息。用户端从长期演进小区接收RRCConnectionSetup消息，以回应RRCConnectionRequest消息。因此，用户端不需要执行用于长期演进通信的无线资源控制连接重建程序。用于执行无线资源控制连接重建程序的时间可被节省。

以下说明根据本发明实施例所假设的场景。用户端透过长期演进通信被第一基地台设定具有无线资源控制连接以及资料无线承载。用户端可侦测与第一基地台的无线链路上的失败(例如无线链路失败)，以及可初始化无线资源控制连接重建程序，以回应无线链路失败。用户端可选择第二基地台的窄频物联网小区，以及若用户端支援窄频物联网通信，可传送RRCConnectionReestablishmentRequest消息到窄频物联网小区。然而，因为第二基地台并没有用户端的窄频物联网背景设定，第二基地台可在窄频物联网小区上传送RRCConnectionReestablishmentReject消息到用户端。需注意的是，第一基地台和第二基地台可为相同的基地台或不同的基地台。

图6为本发明实施例一流程60之流程图，流程60用于一用户端(例如窄频物联网用户端)中，以与基地台(例如图1中的网络端)进行通信。流程60可包含有以下步骤：

步骤600：开始。

步骤602：初始化用于一长期演进通信的一无线资源控制连接重建程序。

步骤604：当初始化该无线资源控制连接重建程序时，选择一窄频物联网小区。

步骤606：当选择该窄频物联网小区时，终止(terminate)该无线资源控制连接重建程序以及进入一闲置模式。

步骤608：结束。

在一实施例中，因为侦测到长期演进小区上的无线链路失败，用户端初始化无线资源控制连接重建程序。用户端选择窄频物联网小区(例如因为用户端无法找到任何长期演进小区)，以回应无线资源控制连接重建程序。

在一实施例中，当选择窄频物联网小区时，用户端透过传送RRCConnectionRequest-NB消息到窄频物联网小区以初始化无线资源控制连接重建程序。也就是说，用户端传送RRCConnectionRequest-NB消息到窄频物联网小区，而不是RRCConnectionReestablishmentRequest-NB消息。用户端从窄频物联网小区接收RRCConnectionSetup-NB消息，以回应RRCConnectionRequest-NB消息。因此，用户端不需要执行用于窄频物联网通信的无线资源控制连接重建程序。用于执行无线资源控制连接重建程序的时间可被节省。

以下说明根据本发明实施例所假设的场景。因为窄频物联网通信不支援连接模式的移动性，连接模式中的窄频物联网用户端无法从一小区交递(handover)到另一小区。

图7为本发明实施例一流程70之流程图，流程70用于一用户端(例如窄频物联网用户端)中，以与基地台(例如图1中的网络端)进行通信。流程70可包含有以下步骤：

步骤700：开始。

步骤702：在一第一窄频物联网小区中，接收指示到一第二窄频物联网小区的一交递(handover)的一交递命令。

步骤704：同步到该第二窄频物联网小区的一下行链路。

步骤706：当同步到该第二窄频物联网小区的该下行链路时，解码一窄频实体广播通道(Narrowband physical broadcast channel，NPBCH)以及在该窄频实体广播通道上，获得一MasterInformationBlock-NB。

步骤708：根据该交递命令中的一随机存取组态以及根据包含第一多个比特及第二多个比特的一系统信框编号(system frame number，SFN)，决定至少一时间-频率资源，其中该第一多个比特包含于该MasterInformationBlock-NB中，以及根据该窄频实体广播通道解码的一结果，该第二多个比特由该用户端推导出。

步骤710：在该至少一时间-频率资源上，传送一随机存取前置码到该第二窄频物联网小区。

步骤712：从该第二窄频物联网小区接收包含一上行链路允量的一随机存取响应。

步骤714：根据该上行链路允量，传送一交递完成消息到该第二窄频物联网小区。

步骤716：结束。

根据流程70，发生于上述场景的问题可被解决。

为了同步到第二窄频物联网小区的下行链路，用户端可同步到至少一下行链路传输或至少一下行链路参考讯号。

在一实施例中，窄频实体广播通道携带MasterInformationBlock-NB，以及在每一信框中的子信框#0(subframe#0)中，透过窄频物联网小区上的基地台被传送。MasterInformationBlock-NB在640毫秒的传输时间区间(例如64无线信框)上保持不变。基地台扰乱(scramble)Mbit，其代表在窄频实体广播通道上被传送的比特数量(例如编码后的MasterInformationBlock-NB)。在满足系统信框数模式64＝0的无线信框中，扰乱序列应以

用于每一天线埠的复数符元y

在一实施例中，根据窄频实体广播通道解码的结果，用户端推导第二多个比特如下。用户端透过解码窄频主要同步讯号(narrowband primary synchronization signal，NPSS)及窄频次要同步讯号(narrowband secondary synchronization signal，NSSS)中至少一者，识别80毫秒的边界(例如8个无线信框)，以及根据(例如使用)扰乱序列，透过解扰乱窄频实体广播通道，识别640毫秒传输时间区间中80毫秒周期的位置。也就是说，根据该位置，用户端可知640毫秒传输时间区间中的边界。用户端从640毫秒传输时间区间中的边界推导出第二多个比特(例如最不重要的6个比特)。当用户端获得MasterInformationBlock-NB时，用户端取得第一多个比特(例如最重要的4个比特)，以及建构系统信框编号为这10个比特(例如4个比特加6个比特)。

当用户端在第一长期演进小区中接收交递命令，其指示交递到第二长期演进小区时，当用户端决定第二长期演进小区上用于随机存取前置码传输的时间-频率资源时，用户端不需要获得第二长期演进小区的系统信框编号。当用户端同步到第二长期演进小区(例如信框同步)时，(例如只有)根据交递命令中的随机存取组态，用户端决定时间及频率资源。在接收随机存取响应后或在传送交递完成消息后，在传送随机存取前置码后，用户端可获得系统信框编号。

本领域具通常知识者当可依本发明的精神加以结合、修饰或变化以上所述的实施例，而不限于此。前述的陈述、步骤及/或流程(包含建议步骤)可透过装置实现，装置可为硬体、软体、韧体(为硬体装置与电脑指令与资料的结合，且电脑指令与资料属于硬体装置上的唯读软体)、电子系统、或上述装置的组合。上述实施例中的装置可为通信装置20。上述流程及实施例可被编译成程式代码214。

综上所述，本发明提供了一种装置及方法，用来处理窄频物联网通信。透过接收系统消息，窄频物联网小区或长期演进小区的选择及交递程序可被用户端(或窄频物联网用户端)正确处理。

以上所述仅为本发明之较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。

[符号说明]

10 无线通信系统

20 通信装置

200 处理电路

210 存储装置

214 程式代码

220 通信界面装置

30、40、50、60、70 流程

300、302、304、306、308、400、

402、404、406、408、410、500、

502、504、506、508、600、602、 步骤

604、606、608、700、702、704、

706、708、710、712、714、716