位置追踪方法及使用该方法的基站与用户设备与流程

本发明有关于一种5g网络，且特别是有关于一种于5g网络中的位置追踪及寻呼方法。

背景技术：

nextgen系统(ng系统)是指例如下一代(nextgeneration,ng)无线存取网络(radioaccessnetwork,ran)、nextgen核心等的下一代系统。第五代(5g)通信网络可以是这样的系统。5g通信网络被设想为可支持各种服务和用户需求，并且足够灵活以支持未来的应用。典型的5g网络系统包括核心网络(corenetwork,cn)、ran和用户设备(userequipment,ue)。

ue在获得任何服务之前，需要在5g核心网络进行注册。这是ue在5g核心网络初始注册的一部分。如果该ue可以成功地在网络注册，则可以和称为存取及移动功能(accessandmobilityfunction,amf)的5g核心网络功能建立称为通信连线管理(connectionmanagement,cm)的通信连线。ue的状态变成cm连接(cm-connected)模式。每当ue处于cm连接模式时，5g核心网络可以追踪ue的位置，并且ue可以随时向5g核心网络请求封包数据单元(packetdataunit,pdu)连线的建立。同时，amf将分配由一组追踪区域(trackingarea,ta)组成的注册区域(registrationarea,ra)给ue。每当5g核心网络(即amf)想要寻呼ue时，5g核心网络就寻呼ue在网络成功注册时所分配的ra。

另一方面，ue可以请求设立pdu的建立程序，以连接到本地存取数据网络(localaccessdatanetwork,ladn)。ladn在3gppts23.501中定义。为了管理ue的位置，当ue从5g核心网络接收到注册接受信息时，也可以将ladn服务区域指定(assign)给ue。ladn服务区域由一组ta组成，可以属于一个或多个注册区域。

如上所述，当ue处于cm连接状态时，5g核心网络知道ue的位置。ue随时准备从5g网络接收下行链路(receivedownlink,dl)数据，并且5g核心网络可以容易地找到对应的ue，这是因为ue将向5g核心网络报告其位置(例如，以追踪区域的方式)。另一方面，如果ue处于cm闲置(cm-idle)状态，并且当5g核心网络需要向对应的ue发送dl数据时，5g核心网络在发送dl数据之前需要寻呼ue。

除了用于dl数据传输的5g核心网络的寻呼之外，ue可以通过周期性注册(periodicalregistration)或追踪区域更新程序(trackingareaupdateprocedures)向5g核心网络报告其位置。在周期性注册程序中，当ue成功地在网络中注册时，5g核心网络将为此ue建立一个定时器。无论ue处于cm连接还是cm闲置，当定时器到期时，ue将开始周期性注册程序以向核心网络报告其位置以获得更新的参数，例如新的追踪区域。另一个情况是，cm连接中的ue侦测到ue正在进入新的追踪区域。因此，它会藉由触发追踪区域更新(trackingareaupdate,tau)程序自动向核心网络报告。

技术实现要素：

本发明有关于一种使用于一基站和用户设备的位置追踪方法。所提出的方法解决了注册到ladn服务区的ue的寻呼问题。此解决方案允许核心网络知道ue是否位于ladn服务区。使用这些信息，5g核心网络可以知道它需要寻呼哪个服务区域、整个注册区域或ladn服务区域。

根据本发明的一实施例，提出一种使用于一基站的位置追踪方法，此方法包括下列步骤。从amf接收ladn信息。根据此ladn信息，基于ladn服务区域产生此基站的一ran通知区域。根据此ladn信息产生一ladn定时器。将此ladn定时器和此ran通知区域指定给一ue。使此ue进入一无线资源控制(radioresourcecontrol,rrc)待用状态(inactivestate)。当此ue处于此rrc待用状态时，追踪此ue的位置。

根据本发明的一实施例，提出一种使用于一用户设备的位置追踪方法，此方法包括下列步骤。从一基站接收一ran通知区域，其中此ran通知区域对应于此基站的一覆盖范围内的ladn服务区域。从此基站接收一ladn定时器。进入一rrc待用状态。当此ue处于此rrc待用状态时，监视来自此基站的寻呼。

根据本发明的一实施例，提出一种基站，基站包括一收发器电路以及一处理电路。此处理电路耦合至此收发器电路，此处理电路被配置为用以执行下列操作。经由此收发器电路从一amf接收ladn信息。根据此ladn信息，基于ladn服务区域产生此基站的一ran通知区域。根据此ladn信息产生一ladn定时器。经由此收发器电路将此ladn定时器和此ran通知区域指定给一ue。经由此收发器电路使此ue进入一rrc待用状态。当此ue处于此rrc待用状态时，追踪此ue的位置。

根据本发明的一实施例，提出一种用户设备，包括一收发器电路及一处理电路。处理电路耦合至此收发器电路。此处理电路被配置为用以执行下列操作。经由此收发器电路，从一基站接收一ran通知区域，其中此ran通知区域对应于此基站的一覆盖范围内的ladn服务区域。经由此收发器电路，从此基站接收一ladn定时器。进入一rrc待用状态。当此ue处于此rrc待用状态时，监视来自此基站的寻呼。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合附图详细说明如下：

附图说明

图1绘示根据本发明一实施例的说明在5g网络系统中，于不同小区之间移动的ue的例子。

图2绘示根据本发明一实施例所提出的方法的序列图。

图3绘示根据本发明一实施例的基站的方块图。

图4绘示根据本发明一实施例的由基站使用的位置追踪方法的流程图。

图5绘示根据本发明一实施例的用户设备的方块图。

图6显示了根据本发明一实施例之使用于用户设备的位置追踪方法的流程图。

符号说明：

smf：会话管理功能

amf：存取及移动功能

upf：用户平面功能

ladn：本地存取数据网络

dn：数据网络

bs_a、bs_b：基站

ue、20：用户设备

n2、n3、n4、n11：参考点

a1、a2、a3、b1、b2、b3：小区

10：无线存取网络

30：核心网络

s102、s104、s106、s108、s110、s112、s202、s204、s206、s208、s301、s302、s303、s304：步骤

120、220：处理电路

140、240：收发器电路

具体实施方式

通常，核心网络在ue的整个ra中寻呼ue。但是，这将占用此ue的多个ra中的ran的无线资源。ue可能存取本地存取数据网络(localaccessdatanetwork,ladn)并且保持接近这些ladn区域。如果5g核心网络可以知道ue是否在ladn服务区域内，则只需寻呼与ladn服务区域相关的ran。以这种方式，可以节省时间并减少寻找ue的等待时间，并且还可节省寻找此ue的ran的无线资源。

然而，在ladn服务区域中成功寻呼ue的情况取决于ue位置的信息。换句话说，5g核心网络需要知道ue在ladn服务区域内。如果ue处于cm闲置状态，除非ue启动周期性注册程序，否则核心网络永远不会知道ue的位置。因此，5g核心网络将遇到处于cm闲置中的ue，但dl数据现在正要传向此ue的挑战。因此，本发明提出了一种使5g核心网络知道ue的位置是否在ladn服务区域的方法。5g网络可以决定寻呼整个ra还是只寻呼ladn服务区域。这样，5g核心网络能够以优化的方式寻呼ue，并且还可以节省与ue的多个ra相关的ran的无线资源。

图1绘示根据本发明一实施例的说明在5g网络系统中，于不同小区(cell)之间移动的ue的例子。图1所示的5g网络系统包括会话管理功能(sessionmanagementfunction,smf)、存取及移动功能(accessandmobilityfunction,amf)、用户平面功能(userplanefunction,upf)、本地存取数据网络(localaccessdatanetwork,ladn)、数据网络(datanetwork,dn)、基站(basestations)bs_a和bs_b以及用户设备(userequipment,ue)。在下面的描述中，用语「基站」也将被称为ran节点、ran或ng-ran。n2是amf和ran之间的参考点，n3是ran和upf之间的参考点，n4是smf和upf之间的参考点，n11是smf和amf之间的参考点。基站bs_a的覆盖范围包括小区a1、a2和a3。基站bs_b的覆盖范围包括小区b1、b2和b3。图1中的阴影圆圈表示ladn服务区域，包括小区a1、a2、a3、b2、b3。图1中的空白圆圈表示非ladn服务区域，包括小区b1。

在5g网络系统中引入了无线资源控制(radioresourcecontrol,rrc)待用状态(inactivestate)。rrc待用模式操作于3gppts38.300中定义。基于网络配置的amf可以向ng-ran提供辅助信息，以协助ng-ran判断ue是否可以进入rrc待用状态。在一实施例中，上文提到的辅助信息包括ladn信息。例如，ladn信息包括ladn服务区域和ladn数据网络名称(datanetworkname,dnn)。在伴随服务ng-ran节点的n2启动期间(亦即，在注册、服务请求、换手(handover)期间)内，amf可以提供rrc待用辅助信息。另外，在ue注册程序或ue配置更新程序期间，amf向ue提供ladn信息。换句话说，每个ue可以拥有与其他ue不同的特定ladn信息。

在接收到包括ladn信息的辅助信息之后，基站可以根据ladn信息，基于ladn服务区域产生基站的ran通知区域(notificationarea)。例如，根据ladn信息产生基站的ran通知区域与ladn服务区域的映射表。请参考图2，图2绘示根据本发明一实施例所提出的方法的序列图。图1中的基站bs_a和bs_b可以对应至图2所示的ran10。图1的amf和smf可以对应至图2所示的核心网络(cn)30。如上所述的映射表的产生可以由ran10在步骤s301中执行。ran10根据网络政策，产生和维护映射表。映射表映射ladn服务区域和rna，并通过n2接口更新。例如，根据ladn信息，ran通知区域对应至基站的覆盖范围内的ladn服务区域。在图1所示的例子中，基站bs_a的ran通知区域可包括小区a1、a2和a3，而基站bs_b的ran通知区域可包括小区b2和b3。

接下来，在步骤s302中，在ue20已经成功地在cn30注册，并且在被指定了注册区域，ran10可以根据ladn信息产生ladn定时器，并指定ladn定时器和ran通知区域(其与ladn服务区域相关)给ue。ladn定时器的值可以通过例如基于本地策略、用户卡片信息(subscriptioninformation)和由ue20提供的信息来决定。ladn定时器可以在ue20与cn30于任何时候进行通信时更新。

于步骤s303，ue20可以在接收到ladn定时器时选择进入rrc待用状态。对于cn30，ue20处于cm连接模式。在一个实施例中，只要ladn定时器未到期，ue20可保持在rrc待用状态。也就是说，只要ladn定时器没有到期，ue20就不会变为cm闲置状态。ue20也从ran10接收ran通知区域。在一实施例中，只要ue20位于对应的ran通知区域中，ue20可保持在rrc待用状态。

在步骤s304中，当ue20处于rrc待用状态时，ran10处理ue20的寻呼。也就是说，当ue20处于rrc待用状态时，ran10追踪ue20的位置并使用ran10和cn30之间的接口向核心网络30报告。当ue20处于rrc待用状态时，ue20监视来自ran10的寻呼。ran10和cn30可以保持和那些处于rrc待用状态之ue的通信(亦即，n2通信)。

smf需要知道ue位置信息，以用于处理dl通信(traffic)。根据上文提供的实施例，藉由此ran的通知，5g核心网络可以容易地知道ue在哪里。当5g核心网络需要寻呼ue时，可以容易地决定寻呼整个注册区域或ladn服务区域。例如，如果dl数据需要从smf传送到ue20，则cn30可直接将dl数据转发到ran10，并且ran10将进行后续处理。cn30将告知ran10哪个处于rrc待用状态的ue需要被寻呼。ran10将从cn30取走寻呼任务，并使用映射表信息来找到相关的ue。ue在被寻呼时可以触发周期性注册区域以响应cn30。换句话说，ran10可以从smf接收下行链路数据，然后传送下行链路数据给在ran通知区域中的ue。这可以克服上文提到的挑战并解决待处理的dl数据。只要ladn定时器不过期，处于rrc待用状态的ue将由ran管理并由ran寻呼。

在一实施例中，基于以下条件，处于rrc待用状态的ue可以恢复成rrc连接：(1)上行链路数据待处理(pending)；(2)上行链路信号程序(例如，周期性注册)；(3)回应于ran寻呼；(4)通知ran此ue已经离开ran所指定的ran通知区域。

如果ue20离开所指定的ran通知区域(其与ladn服务区域相关)，则ue20向目前连接的ran10报告。ran10将更新映射表格，然后向cn30(例如amf)报告此ue20的离开。例如，当ue离开ran通知区域时，ran10(基站)将通知amf此ue20离开ladn服务区域。参照图1所示的例子，当ue从小区a3移动到小区b1时，ue离开基站bs_a的rna。ue可通知基站bs_a此ue的离开，并且也可从基站bs_b请求更新，以得到新的rna。基站bs_a可以通知amf此ue不再由基站bs_a管理，而是由基站bs_b管理。类似地，当ue从小区b3移动到小区b1时，即使ue仍处于基站bs_b的正常覆盖范围内，ue也会通知基站bs_b此ue离开rna。

在一实施例中，当ladn定时器到期并且ue进入到rrc连接状态时，基站将决定基站是否继续管理ue。如果决定继续管理ue的话，则根据amf提供的ladn信息更新rna信息，将另一个ladn定时器和更新后的ran通知区域指定给ue，并使ue进入rrc待用状态。例如，ue可以通知目前连接的基站ladn定时器到期，然后基站可以检查ue是否仍然位于基站的rna中。如果当ladn定时器到期时ue仍在rna中，则基站可以决定ue保持在rrc待用状态，并且重新指定ladn定时器给ue。在这种情况下，ue的寻呼仍由此基站管理。另一方面，如果ue不再位于基站的rna中，则基站将不会限制ue的行为。在这种情况下，ue的行为可以由核心网络发送的其他定时器来控制。ue也可以与基站通信以确定ue是否进入rrc连接状态，还是转变为cm闲置状态。

如果当ladn定时器到期并且ue进入rrc连接状态时，ue移动到另一个基站的rna，则此另一个基站将决定此另一个基站是否将根据目前amf提供的ladn信息来管理ue。如果此另一个基站决定要管理ue的话，则此另一个基站将根据amf提供的ladn信息产生另一个rna信息。此另一基站接着指定一ladn定时器和ran通知区域给ue。然后，此另一个基站使ue进入rrc待用状态并管理ue。

图3绘示根据本发明一实施例的基站的方块图。基站10包括收发器电路140和耦接至收发器电路140的处理电路120。收发器电路140可以包括无线通信接口电路，例如发射天线和接收天线。处理电路120例如是微处理器或微控制器。基于图2所示的实施例，从基站10的角度来看，基站的操作可以参考图4。图4绘示根据本发明一实施例的由基站使用的位置追踪方法的流程图。

图3所示的处理电路120可加载一软件程序或固件，以执行图4所示的方法。此方法包括以下步骤。步骤s102，从amf接收ladn信息。步骤s104，根据ladn信息，基于ladn服务区域产生基站的一ran通知区域。步骤s106，根据ladn信息产生一ladn定时器。步骤s108，将ladn定时器和ran通知区域指定给一ue。步骤s110，使ue进入rrc待用状态。步骤s112，当ue处于rrc待用状态时，追踪ue的位置。在图4的每个步骤中，传入的信息与输出的信息可以经由收发器电路140无线地接收和发送。每个步骤的详细操作在此不再重复。

图5绘示根据本发明一实施例的用户设备的方块图。用户设备20包括收发器电路240和耦接至收发器电路240的处理电路220。用户设备20的电路结构与图3所示的基站10的电路结构类似，虽然用户设备20中的电路规模通常小于基站10。收发器电路240可包括无线通信接口电路，例如发射天线和接收天线。处理电路220例如是微处理器或微控制器。基于图2所示的实施例，从用户设备20的角度来看，用户设备20的操作可以参考图6，图6显示了根据本发明一实施例的使用于用户设备的位置追踪方法的流程图。

图5中所示的处理电路220可以加载软件程序或固件，以执行图6所示的方法。此方法包括以下步骤。步骤s202，从一基站接收一ran通知区域，其中ran通知区域对应于基站的覆盖范围内的ladn服务区域。步骤s204，从基站接收一ladn定时器。步骤s206，进入rrc待用状态。步骤s208，当ue处于rrc待用状态时，监视来自基站的寻呼。在图6的每个步骤中，传入的信息与输出的信息可以经由收发器电路240无线地接收和发送。每个步骤的详细操作在此不再重复。

综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。