数据传输方法以及用户设备与流程

1.本发明涉及无线通信技术领域，更具体地，本发明涉及数据传输方法以及用户设备。


背景技术：

2.现有的系统中，处于无线资源控制非激活态rrc_inactive的用户设备不能进行上行数据发送和下行数据的接收。处于rrc_inactive的用户设备即使要发送少量的数据，例如：即时消息服务的数据(traffic from instant messaging servives)、来自邮件客户端或其他应用的心跳包/维持活动态的数据(heart-beat/keep-alive traffic from im/email clients and other apps)、来自可穿戴设备的数据等，也需要与基站建立rrc连接并在发送数据后基于基站的指示重新进入rrc_inacitve。这导致不必要的能耗和信令开销。
3.基于上述原因，在版本17中，zte提出了针对rrc_inactive的小数据传输的工作项目(见3gpp提案rp-201305)并获批准。
4.目前，3gpp针对所述工作项目提出了两种小数据传输方案。方案之一是基于随机接入的小数据传输。基于该方案，当小数据到达时，用户设备发送rrc继续请求消息rrcresumerequest，基站在接收到这条消息时不立即响应使得ue立即进入rrc连接的rrc消息，例如rrcresume或rrcsetup，而是为ue分配上行许可，使得ue可以利用该上行许可(uplink grant)发送小数据，在数据发送完成之后，基站可以向ue发送释放当前rrc连接的rrc消息rrcrelease，使得ue进入rrc空闲态rrc_idle或rrc_inactive。另一方案是基于配置上行许可的小数据传输。基于该方案，基站在释放ue进入rrc_inactive时为ue分配用于小数据传输的配置上行许可(configured uplink grant，cg)，当小数据到达，处于rrc_inactive的ue直接采用所述cg进行小数据传输，无需进行状态转换。
5.基于上述两种方案，当小数据到达时，ue无需进入rrc连接态就可以与基站建立通信以传输小数据。如果在ue与基站进行小数据传输时，用于控制基于无线接入网络(ran)的通知区域(ran-based notification area，rna)更新的定时器t380到期时，将触发基于ran的通知区域更新(rnau)过程，以便ue通知基站ue处在当前基站对应的rna内。但是，由于ue与基站进行小数据传输时已经实现了这一目的。在小数据传输的过程中，如果因t380到期而触发rnau并执行rrc继续的过程将中断小数据传输并导致不必要的信令开销。本发明将解决这一问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种能够使得处于无线资源控制非激活态rrc_inactive的用户设备无需进入rrc连接态就可以与基站建立通信以传输小数据的数据传输方法以及用户设备。
7.本发明的一种数据传输方法，当小数据到达时，处于无线资源控制非激活态rrc_
inactive的用户设备ue无需进入rrc连接态而能与基站建立通信以进行小数据传输sdt，针对基站设置有用于控制周期性的基于无线接入网络ran的通知区域更新的rnau定时器，针对sdt设置针对sdt小数据传输的sdt定时器，为用户设备配置了小数据传输的数据无线承载drb，在所述drb有数据到达或高层触发小数据传输等而触发rrc继续过程时，用户设备启动所述sdt定时器。
8.基于上述的数据传输方法，当sdt定时器正在运行并接收到来自下层的指示时，如果rnau定时器正在运行，则重启rnau定时器。
9.基于上述的数据传输方法，当sdt定时器正在运行时，接收到来自下层的指示时，如果rnau定时器正在运行，则停止rnau定时器。
10.基于上述的数据传输方法，所述来自下层的指示是来自媒体访问控制mac层的随机接入成功的指示或接收到针对sdt的确认或接收到针对sdt请求的确认或接收到下行调度或接收到上行许可或进行了上行传输。
11.基于上述的数据传输方法，在mac层，在sdt过程中，如果接收到针对mac实体用户设备标识符c-rnti或cs-rnti的物理下行控制信道pdcch，则向上层发送指示或指示上层接收到了下行调度或上行许可。
12.基于上述的数据传输方法，当sdt定时器正在运行时，如果所述rrc继续过程不是由基于ran的通知区域更新rnau触发或者不是由于rnau定时器到期而触发，则发起rrc继续过程。
13.基于上述的数据传输方法，如果所述rrc继续过程不是在sdt定时器正在运行时或者用户设备正在执行sdt过程时因发生rnau或rnau定时器到期而触发，则用户设备发起rrc继续过程。
14.基于上述的数据传输方法，如果基站为用于设备配置了用于sdt的配置上行许可，则不启动rnau定时器。
15.基于上述的数据传输方法，如果基站没有为用户设备配置用于sdt的配置上行许可或者rrcrelease消息中不包含配置上行许可或不包含用于sdt的配置上行许可，则启动rnau定时器。
16.本发明的用户设备，包括：处理器；以及存储器，存储有指令；其中，所述指令在由所述处理器运行时执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
17.发明效果
18.本发明的数据传输方法能够使得处于无线资源控制非激活态rrc_inactive的用户设备无需进入rrc连接态就可以与基站建立通信以传输小数据，从而减少不必要的能耗和信令开销。
附图说明
19.通过下文结合附图的详细描述，本发明的上述和其它特征将会变得更加明显，其中：
20.图1为表示本发明的实施例1的数据传输方法的图。
21.图2为表示本发明的实施例2的数据传输方法的图。
22.图3为表示本发明的实施例3的数据传输方法的图。
23.图4为表示本发明的实施例4的数据传输方法的图。
24.图5是本发明涉及的用户设备ue的简要结构框图。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细阐述。应当注意，本发明不应局限于下文所述的具体实施方式。另外，为了简便起见，省略了对与本发明没有直接关联的公知技术的详细描述，以防止对本发明的理解造成混淆。本发明以小数据传输为例描述实施例，但应注意，本发明实施例不局限于小数据传输的应用场景，也可以用于其他应用场景。
26.下面描述本发明涉及的部分术语，术语的具体含义见3gpp最新相关文档，例如ts38.300、ts38.331、ts36.300、ts36.331等。
27.nas：non-access stratum，非接入层。
28.as：access stratum，接入层。
29.drb：数据无线承载。
30.rrc：radio resource control，无线资源控制。
31.rrc_connected：rrc连接态。
32.rrc_inactive：rrc非激活态。
33.rrc_idle：rrc空闲态。
34.ran：radio access network，无线接入网络。
35.rnau：ran-based notification area update，基于ran的通知区域更新。
36.nr：new rat，新无线接入技术。
37.pdcch：物理下行控制信道。
38.sdt：small data transmission，小数据传输。
39.msg3：消息3，作为随机接入的一部分在ul-sch上传输的包含c-rnti mac ce或ccch sdu的消息，所述消息来自上层且关联一个ue冲突解决标识(message transmitted on ul-sch containing a c-rnti mac ce or ccch sdu，submitted from upper layer and associated with the ue contention resolution identity，as part of a random access procedure)。
40.mac ce：medium access control control element，媒体访问控制控制元素。
41.sdu：服务数据单元。
42.pdu：协议数据单元。
43.c-rnti：cell rnti，唯一的ue标识符，用于标识rrc连接和调度(unique ue identification used as an identifier of the rrc connection and for scheduling)。
44.cs-rnti：唯一的ue标识，用于上行链路的配置许可(unique ue identification used for configured grant in the uplink)。
45.一个随机接入响应mac pdu中包含一个或多个mac subpdu，每个mac subpdu包含以下其中一个子头部：一个仅包含退避指示的mac子头部(a mac subheader with backoff indicator only)、一个仅包含rapid的mac子头部和一个包含rapid和mac rar的mac子头部。一个msgb或msgb的mac pdu包含一个或多个mac subpdu，每个mac subpdu包含以下其中
一个子头部：一个仅包含退避指示的mac子头部、一个mac子头部和fallbackrar、一个mac子头部和successrar、一个mac子头部和为ccch或dcch的mac sdu(mac sdu for ccch or dcch)、一个mac子头部和填充(padding)。其中successrar中包含ue冲突解决标识(这个域包含上行ul ccch sdu或其前48比特)等。关于所述mac pdu和mac subpdu的详细描述见ts38.321最新版本。
46.t380可称为rnau定时器，用于控制周期性的基于ran的通知区域更新。基站在释放ue的rrc连接并指示ue进入rrc_inactive时，可以在用于实现这一目的的rrcrelease消息中携带一个域t380，用于指示触发周期性rnau过程的定时器的值。ue在收到包含t380域的rrcrelease消息时，启动t380；ue在接收到rrcresume、rrcsetup或rrcrelease消息时，停止t380。当t380到期时，触发处于rrc_iactive的ue执行rna更新rnau过程。
47.定时器t319在传输rrcresumerequest或rrcresumerequest1(upon transmission of rrcresumerequest or rrcresumerequest1)时启动，在接收到rrcresume、rrcsetup、rrcrelease或包含信息元素suspendconfig的rrcrelease消息或接收到rrcreject消息(upon reception of rrcresume，rrcsetup，rrcrelease，rrcrelease with suspendconfig or rrcreject message，cell re-selection and upon abortion of connection establishment by upper layers)时停止。
48.本公开中，rrcresumerequest或rrcresumerequest1用于请求继续一个挂起(suspended)的rrc连接或执行rna更新；信息元素suspendconfig用于指示rrc_inactive的配置(indicates configuration for the rrc_inactive state)；rrcresume消息用于继续一个挂起的rrc连接(the rrcresume message is used to resume the suspended rrc connection.)；rrcsetup消息用于建立信令无线承载srb1；rrcrelease消息用于命令释放一个rrc连接或挂起一个rrc连接(the rrcrelease message is used to command the release of an rrc connection or the suspension of the rrc connection)；rrcreject消息用于拒绝一个rrc连接建立或rrc连接继续(the rrcreject message is used to reject an rrc connection establishment or an rrc connection resumption)。
49.在ran2_112e会议上达成，针对sdt定义一个新的定时器，记为sdt定时器。当ue配置了小数据传输的drb，在所述drb有数据到达或高层触发小数据传输等而触发rrc继续(rrc resume)过程时，ue启动所述sdt定时器，然后启动传输rrcresumerequest消息或rrcresumerequest1消息或传输其他用于指示ue需要执行sdt的rrc消息的过程。可以在接收到下行调度或上行许可(或接收到来自下层的下行调度或上行许可的指示)时重启或停止所述sdt定时器；或者，在接收到来自基站的应答消息时停止所述sdt定时器。需要说明的是也可以调换ue启动所述sdt定时器和启动传输rrcresumerequest消息或rrcresumerequest1消息或传输其他用于指示ue需要执行sdt的rrc消息的过程的执行顺序；即启动传输rrcresumerequest消息或rrcresumerequest1消息或传输其他用于指示ue需要执行sdt的rrc消息的过程，然后启动或重启sdt定时器。优选的，所述接收到的下行调度或上行许可是接收到针对mac实体c-rnti或cs-rnti的pdcch(或接收到针对mac实体c-rnti或cs-rnti的pdcch中指示的下行调度或上行许可)。
50.哪些数据无线承载drb可以进行小数据传输是由基站配置的，例如基站通过在rrc
消息(例如rrcrelease)中携带指示标志指示对应的drb是否可以进行小数据传输，如果基站通过rrc消息为ue的某个drb配置了所述指示标志，则表示这个drb可以进行小数据传输。对于配置了小数据传输的drb，指用户设备不需要进入rrc连接态即可进行数据传输的过程。
51.以下先简单描述现有5g/nr系统中的随机接入过程，具体过程见3gpp文档ts38.321：
52.首先，ue根据随机接入的类型(是两步随机接入2-stepra还是四步随机接入4-stepra)选择随机接入资源，包括ssb和/或前导码(preamble)，如果是两步随机接入，还需要选择用于发送msga的pusch场合(occasion)。然后发送消息1(即第一消息)。消息1用于ue向网络(即基站)发送前导码；对于两步随机接入，消息1还包括发送msga(或msga缓存区的内容)。换言之，在两步随机接入中，消息1的传输(或msga的传输)包括传输prach前导码以及pusch资源中msga缓冲区中与所选prach场合和preamble_index对应的内容(the msga transmission incl udes the transmission of the prach preamble as well as the contents of the msga buffer in the pusch resource corresponding t0 the selected prach occasion and preamble_index)。ue发送消息1(或随机接入前导码)之后，启动ra-responsewindow或者启动msgb-responsewindow(对两步随机接入2-stepra而言)，在ra-responsewindow或者msgb-response window运行期间监听pdcch以接收消息2(即第二消息)。消息2称为随机接入响应，对于两步随机接入，消息2还可称为mcgb。对于非竞争的随机接入过程，ue成功接收消息2(即成功接收随机接入响应)则随机接入过程结束。对于基于竞争的四步随机接入过程，如果ue在消息2中获得了上行授权(ul grant)，则在所述上行授权上发送消息3(第三消息，msg3)。发送消息3之后启动ra-contentionresolutiontimer，在ra-contentionresolutiontimer运行期间监听pdcch以接收用于冲突解决的消息4。
53.需要说明的是，ra-responsewindow是监听随机接入响应的时间窗(the time window to monitor ra response(s))，msgb-responsewindow是用于两步随机接入的监听随机接入响应的时间窗(the time window to monit or ra response(s)for 2-step ra type)。ra-contentionresolutiontimer是冲突解决定时器(the contention resolution timer)。关于这几个定时器的具体启动时刻见ts38.321描述。
54.本发明的数据传输方法，当小数据到达时，处于无线资源控制非激活态rrc_inactive的用户设备无需进入rrc连接态而能与基站建立通信以进行小数据传输sdt，其中针对基站设置有用于控制周期性的基于ran的通知区域更新的rnau定时器即t380，针对sdt设置针对sdt小数据传输的sdt定时器，为用户设备配置了小数据传输的数据无线承载drb，在所述drb有数据到达或高层触发小数据传输等而触发rrc继续过程时，用户设备启动所述sdt定时器。
55.以下具体地描述本发明实施例。
56.实施例1
57.以下，采用附图1对本发明的实施例1进行说明。图1为表示本发明的实施例1的数据传输方法的图。
58.当sdt定时器正在运行并接收到来自下层的指示时(s101)，如果t380正在运行
(s102)，则重启t380(s103)。
59.具体的，在rrc层，当sdt定时器正在运行时，如果接收到来自下层的指示，重启t380(针对t380正在运行的情况)。优选的，所述来自下层的指示是接收到下行调度(downlink assignment)或接收到上行许可(uplink grant)或进行了上行传输。备选的，所述来自下层的指示是来自mac层的随机接入成功的指示或接收到针对sdt的确认或接收到针对sdt请求的确以。
60.可选的，在mac层，在sdt过程中，如果接收到针对mac实体c-rnti或cs-rnti的pdcch，所述pdcch可用于下行调度或上行许可，则向上层发送指示或指示上层接收到了下行调度或上行许可。
61.可选的，在mac层，在sdt过程中，如果ue在针对sdt的配置上行许可上发送了mac pdu(例如，在harq实体为所述配置上行许可获取到了mac pdu时或者在harq进程指示物理层根据存储的上行许可产生一个传输时，向上层发送指示)，则向上层发送指示或指示上层进行了上行传输。
62.可选的，在mac层，如果随机接入是为sdt发起或者所采用的随机接入资源是为sdt配置的，例如随机接入消息1中发送的前导码preamble是为sdt配置的前导码或者发送前导码的随机接入prach资源是为sdt配置的，在随机接入成功完成后向上层发送指示或向上层指示随机接入成功完成或向上层指示接收到sdt确认或向上层指示接收到sdt请求的确认(indicate the reception of an acknowledgement for sdt request to upper layer)。需要说明的是，对于两步随机接入(2-step ra type)，如果接收到的msgb包含successrar mac subpdu并且发送的msga中包含ccch sdu并且包含在mac subpdu中的ue冲突解决标识(ue contention resolution identity)与ccch sdu匹配或相同，则认为随机接入成功完成；对于四步随机接入(4-step ra type)，如果msg3中包含ccch sdu并且接收到的pdcch是针对temporary_c-rnti(if ccch sdu was included in msg3 and the pdcch transmission is addressed to its temporary_c-rnti)，如果成功解码mac pdu(即如果成功解码消息4或冲突解决消息中接收到的mac pdu)，并且所述mac pdu中包含ue冲突解决标识mac ce并且包含在所述mac ce中的ue冲突解决标识与msg3中发送的ccch sdu匹配或相同，则认为随机接入成功完成。
63.实施例1的变形实施例
64.将实施例1中的重启t380的操作替换为停止t380，其他操作不变，可以得到一个新的实施例。
65.实施例2
66.以下，采用附图2对本发明的实施例2进行说明。图2为表示本发明的实施例2的数据传输方法的图。
67.当sdt定时器正在运行时，如果rrc继续过程不是由rnau触发或者不是由于t380到期而触发(s201)，则发起rrc继续过程(s202)。
68.具体的，如果所述rrc继续过程不是在sdt定时器正在运行时或者ue正在执行sdt过程时因发生rnau或t380到期而触发，则ue发起rrc继续过程。换言之，在sdt定时器正在运行时或者ue正在执行sdt过程时，如果发生rnau或t380到期，ue不执行rrc继续过程。换言之，在sdt定时器正在运行时或者ue正在执行sdt过程时，如果不是因发生rnau或t380到期
而触发rrc继续过程，则ue执行所述rrc继续过程。
69.实施例3
70.以下，采用附图3对本发明的实施例3进行说明。图3为表示本发明的实施例3的数据传输方法的图。
71.如果基站为ue配置了用于sdt的配置上行许可(例如包含在rrcrelease消息中)(s301)，则不启动t380(s302)。
72.具体的，如果基站没有为ue配置用于sdt的配置上行许可(所述配置上行许可可以包含在rrcrelease消息中)或者rrcrelease消息中不包含配置上行许可或不包含用于sdt的配置上行许可，则启动t380。优选的，当上行同步定时器到期，则启动t380。备选的，在rrcrelease消息中包含t380域的情况下当上行同步定时器到期才启动t380。
73.实施例4
74.以下，采用附图4对本发明的实施例4进行说明。图4为表示本发明的实施例4的数据传输方法的图。
75.当定时器t319正在运行并接收到来自下层的指示时，如果t380正在运行(s401)，则重启t380(s402)。
76.具体的，在rrc层，当定时器t319正在运行时，如果接收到来自下层的指示，重启t380(针对t380正在运行的情况)。优选的，所述来自下层的指示是接收到下行调度或接收到上行许可或进行了上行传输。备选的，所述来自下层的指示是来自mac层的随机接入成功的指示或接收到针对sdt的确认或接收到针对sdt请求的确认或接收到下行调度或接收到上行许可或进行了上行传输。
77.可选的，在mac层，在sdt过程中，如果接收到针对mac实体c-rnti或cs-rnti的pdcch，所述pdcch可用于下行调度或上行许可，则向上层发送指示或指示上层接收到了下行调度或上行许可。
78.可选的，在mac层，在sdt过程中，如果ue在针对sdt的配置上行许可上发送了mac pdu(例如，在harq实体为所述配置上行许可获取到了mac pdu时或者在harq进程指示物理层根据存储的上行许可产生一个传输时，向上层发送指示)，则向上层发送指示或指示上层进行了上行传输。
79.可选的，在mac层，如果随机接入是为sdt发起或者所采用的随机接入资源是为sdt配置的，例如随机接入消息1中发送的前导码preamble是为sdt配置的前导码或者发送前导码的随机接入prach资源是为sdt配置的，在随机接入成功完成后向上层发送指示或向上层指示随机接入成功完成或向上层指示接收到sdt确认或向上层指示接收到sdt请求的确认(indicate the reception of an acknowledgement for sdt request to upper layer)。需要说明的是，对于两步随机接入(2-step ra type)，如果接收到的msgb包含successrar mac subpdu并且发送的msga中包含ccch sdu并且包含在mac subpdu中的ue冲突解决标识(ue contention resolution identity)与ccch sdu匹配或相同，则认为随机接入成功完成；对于四步随机接入(4-step ra type)，如果msg3中包含ccch sdu并且接收到的pdcch是针对temporary_c-rnti(if ccch sdu was included in msg3 and the pdcch transmission is addressed to its temporary_c-rnti)，如果成功解码mac pdu(即如果成功解码消息4或冲突解决消息中接收到的mac pdu)，并且所述mac pdu中包含ue
冲突解决标识mac ce并且包含在所述mac ce中的ue冲突解决标识与msg3中发送的ccch sdu匹配或相同，则认为随机接入成功完成。
80.实施例4的变形实施例
81.将实施例4中的重启t380的操作替换为停止t380，其他操作不变，可以得到一个新的实施例。
82.以下描述用户设备rrc层接收到来自无线链路控制rlc层的达到最大重传次数的指示时执行的操作。
83.在sdt定时器运行过程中，接收到来自rlc层的达到最大重传次数的指示时(upon indication from rlc that the maximum number of retransmission has been reached)，执行以下操作中的至少一项：
84.操作1：挂起(suspend)进行小数据传输的drb的传输(transmission)或挂起已经继续的drb的传输或挂起所有drb的传输。
85.操作2：停止sdt定时器。
86.操作3：重置mac层(reset mac)。
87.操作4：执行进入rrc_idle的相关操作并进入rrc_idle。
88.需要说明的是，如果执行操作1-4中的多项操作，通过改变操作的执行顺序得到的新实施例也属于本发明保护的范围。
89.以下，采用图5对本发明的用户设备进行说明。图5是本发明涉及的用户设备ue的简要结构框图。如图5所示，该用户设备ue500包括处理器501和存储器502。处理器501例如可以包括微处理器、微控制器、嵌入式处理器等。存储器502例如可以包括易失性存储器(如随机存取存储器ram)、硬盘驱动器(hdd)、非易失性存储器(如闪速存储器)、或其他存储器等。存储器502上存储有程序指令。该指令在由处理器501运行时，可以执行本发明详细描述的由用户设备执行的上述方法。另外，运行在根据本公开的设备上的计算机可执行指令或者程序可以是通过控制中央处理单元(cpu)来使计算机实现本公开的实施例功能的程序。该程序或由该程序处理的信息可以临时存储在易失性存储器(如随机存取存储器ram)、硬盘驱动器(hdd)、非易失性存储器(如闪速存储器)、或其他存储器系统中。
90.另外，运行在根据本发明的设备上的计算机可执行指令或者程序可以是通过控制中央处理单元(cpu)来使计算机实现本发明的实施例功能的程序。该程序或由该程序处理的信息可以临时存储在易失性存储器(如随机存取存储器ram)、硬盘驱动器(hdd)、非易失性存储器(如闪速存储器)、或其他存储器系统中。
91.用于实现本发明各实施例功能的计算机可执行指令或程序可以记录在计算机可读存储介质上。可以通过使计算机系统读取记录在所述记录介质上的程序并执行这些程序来实现相应的功能。此处的所谓“计算机系统”可以是嵌入在该设备中的计算机系统，可以包括操作系统或硬件(如外围设备)。“计算机可读存储介质”可以是半导体记录介质、光学记录介质、磁性记录介质、短时动态存储程序的记录介质、或计算机可读的任何其他记录介质。
92.用在上述实施例中的设备的各种特征或功能模块可以通过电路(例如，单片或多片集成电路)来实现或执行。设计用于执行本说明书所描述的功能的电路可以包括通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、或其他可编
程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或上述器件的任意组合。通用处理器可以是微处理器，也可以是任何现有的处理器、控制器、微控制器、或状态机。上述电路可以是数字电路，也可以是模拟电路。因半导体技术的进步而出现了替代现有集成电路的新的集成电路技术的情况下，本发明的一个或多个实施例也可以使用这些新的集成电路技术来实现。
93.此外，本发明并不局限于上述实施例。尽管已经描述了所述实施例的各种示例，但本发明并不局限于此。安装在室内或室外的固定或非移动电子设备可以用作终端设备或通信设备，如av设备、厨房设备、清洁设备、空调、办公设备、自动贩售机、以及其他家用电器等。
94.如上，已经参考附图对本发明的实施例进行了详细描述。但是，具体的结构并不局限于上述实施例，本发明也包括不偏离本发明主旨的任何设计改动。另外，可以在权利要求的范围内对本发明进行多种改动，通过适当地组合不同实施例所公开的技术手段所得到的实施例也包含在本发明的技术范围内。此外，上述实施例中所描述的具有相同效果的组件可以相互替代。