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通信设备和通过无线接入接口进行通信以执行设备到设备通信的方法

摘要

公开了一种通信设备和使用通信设备进行通信的方法,用于执行设备到设备的通信。通信设备被配置为根据预定条件确定通信设备是否在移动通信网络的覆盖区域内,并且如果通信设备被确定为在移动通信网络的覆盖区域内,根据使用无线接入接口的通信资源的设备到设备通信,通过无线接入接口,向一个或多个其它通信设备发送或接收信号,其中无线接入接口的通信资源是根据第一模式而被分配的,该第一模式中,移动通信网络执行资源分配。如果确定通信设备不在移动通信网络的覆盖区域内,则通信设备根据使用无线接入接口的通信资源的设备到设备通信,通过无线接入接口,向一个或多个其它通信设备发送或接收信号,其中无线接入接口的通信资源是根据第二模式而被分配的,该第二模式中,通信设备从预定的资源组分配资源。如果通信设备被确定在移动通信网络的覆盖范围内,则通过无线接入接口使用资源分配的第一模式发送或接收信号,包括接入移动通信网络以接收无线接入接口的通信资源的分配,检测接入无线接入接口的通信资源的失败条件,并且如果检测到失败条件,则通过无线接入接口通过使用资源分配第二模式接入无线接口的通信资源,来发送或接收信号。因此,在移动通信网络无法分配无线接入通信网络的通信资源的情况下,可以更快速地执行设备到设备通信。

著录项

  • 公开/公告号CN106068669A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2016-11-02

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 索尼公司;

    申请/专利号CN201580010567.X

  • 发明设计人 布赖恩·亚历山大·马丁;

    申请日2015-02-09

  • 分类号H04W72/04(20090101);H04W76/02(20090101);

  • 代理机构11240 北京康信知识产权代理有限责任公司;

  • 代理人梁丽超;潘树志

  • 地址 日本东京

  • 入库时间 2023-06-19 00:45:21

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-10-25

    授权

    授权

  • 2016-11-30

    实质审查的生效 IPC(主分类):H04W72/04 申请日:20150209

    实质审查的生效

  • 2016-11-02

    公开

    公开

说明书

技术领域

本公开涉及通信设备和使用通信设备传送数据的方法,并且特别是配置为执行设备到设备通信的通信设备。

背景技术

移动通信系统(例如基于3GPP定义的UMTS和长期演进(LTE)架构的那些系统)能够支持比前几代移动电信系统提供的简单的语音和短信服务更完善的服务。例如,用LTE系统提供的改进的无线电接口和增强的数据速率,用户能够享受高数据速率的应用,例如移动通信设备上的视频流、视频会议,这以前只能通过固定线路的数据连接实现。

因此,部署第四代网络的需求是强烈的,并且网络的覆盖范围,即,可以接入网络的地理位置,预计将迅速增加。然而,虽然第四代网络的覆盖率和容量预计将显著超过前几代的通信网络,但在网络容量和能够由这样的网络提供服务的地理区域方面仍然有局限性。这些局限性可能,例如,特别是与网络中遇到的高负载和通信设备之间的高数据速率通信的情况相关,或者当需要通信设备之间的通信时,但通信设备可能不在网络的覆盖范围内。为了解决这些局限性,在LTE版本(release)-12中,将引入LTE通信设备执行设备到设备(D2D)通信的的能力。

当在覆盖区域之内和之外或当网络失败时,D2D通信允许靠近的通信设备彼此直接通信。这种D2D通信能力通过使用户数据无需通过网络实体(例如基站)进行中继,可以让用户数据在通讯设备之间更有效地传送,并且也允许靠近的通讯设备之间相互通信,虽然它们可能不是在网络覆盖区域内。通信设备在覆盖区域内、外都可以运行的能力使得合并了D2D功能的LTE系统非常适合例如公共安全通信的应用,举例来说。公共安全通信需要一个高度的鲁棒性,由此在拥挤的网络中并且当在覆盖区域之外时,设备能够继续相互通信。

因此,与专用的系统(例如目前在世界各地使用的TETRA)相比,第四代网络已被提议作为公共安全通信的具有成本效益的解决方案。然而,在单一的覆盖区域或网络内,常规LTE通信和D2D通信的潜在共存可能增加协调通信和LTE网络内的资源分配的复杂性。在一些应用中,D2D通信必须紧急执行,并且因此可能具有提供一种配置(在该配置中通信设备可以快速接入通信资源)的需要。

发明内容

根据本技术的第一示例性实施例,提供了一种使用通信设备通过无线接入接口来进行设备到设备通信的通信方法。该方法包括根据预定条件确定通信设备是否在移动通信网络提供的用于使用无线接入接口来发送或接收无线电信号的覆盖区域内,并且如果通信设备被确定为在移动通信网络的覆盖区域内,根据使用无线接入接口的通信资源的设备到设备通信,通过无线接入接口,发送或接收信号到一个或多个其它通信设备,无线接入接口的通信资源是根据第一模式进行分配的。在所述第一模式中所述移动通信网络执行资源分配。或者,如果确定通信设备不在移动通信网络的覆盖范围内,则根据使用无线接入接口的通信资源的设备到设备通信,通过无线接入接口,发送或接收信号到一个或多个其它通信设备,无线接入接口的通信资源是根据第二模式进行分配的,第二模式中,通信设备从预定的资源组分配资源。设备到设备通信协议可以是例如,对通信资源的有争议的接入和争议解决程序。如果通信设备确定在移动通信网络的覆盖范围内,则通过无线接入接口使用资源分配的第一模式,发送或接收信号,包括接入移动通信网络以接收无线接入接口的通信资源的分配,检测接入无线接入接口的通信资源的失败条件,并且如果检测到失败条件,则通过无线接入接口通过接入使用了资源分配第二模式的无线接入接口的通信资源,发送或接收信号。

本技术的实施例可以提供一种用于在运行模式之间切换的配置,在该运行模式中,用于执行设备到设备通信的通信设备切换到一种运行模式,该模式中,向其它通信设备的数据发送或接收是根据设备到设备程序或协议执行的,即使通信设备可能在移动通信网络提供的覆盖范围内。设备到设备通信协议允许通信设备用移动通信网络分配的那些资源来分配无线接入接口的通信资源。

下面将会解释,通常当通信装置在由移动通信网络的基站或eNodeB提供的无线电覆盖区域内时,则通过用基站或eNodeB分配无线接入接口的资源来执行D2D通信。然而,在一些示例中,通信设备可以在需要紧急通信(例如可能需要急救服务或类似)的情况下运行。可以设想,在某些情况下,网络可能出现拥堵,并且因此阻止为通信设备提供服务以进行D2D通信。在这种情况下,即使通信设备在移动通信网络提供的覆盖区域内,并且常规的由移动通信网络分配通信资源,按照本技术运行的通信设备切换到一种模式,该模式中,按不需要由移动通信网络分配资源的程序执行D2D通信,在移动通信网络中通信设备是自主运行的。这样,即使在移动通信网络因为某些原因而无法运行或拥挤时,D2D通信仍可以执行。

本发明的各种进一步的方面和特征在所附的权利要求中被定义,并包括通信设备,使用通信设备进行通信的方法。

附图说明

现在本发明的实施例将仅参考所附的附图通过示例来说明,其中相似部件具有相应的参考标号,并在其中:

图1提供了移动通信系统的示意图;

图2提供了移动通信系统的无线接入接口的下行链路结构的示意图;

图3提供了移动通信系统的无线接入接口的上行链路的示意图;

图4提供了通信设备可以执行设备到设备通信的移动通信系统的示意图;

图5a-5d提供了设备到设备通信情况示例的示意图;

图6提供了示出了一种配置的示意框图,在该配置中多个通信设备形成一个组,该组在移动通信网络提供的覆盖区域内执行设备到设备通信,其在本公开中称作模式1;

图7是表示当在如图6所示的移动通信网络提供的覆盖范围内时,在按下通话(PTT)应用中执行设备到设备通信的通讯设备的运行示例的流程图;

图8提供了示出了一种配置的示意框图,在该配置中多个通信设备形成一个组,该组在移动通信网络提供的覆盖区域以外执行设备到设备通信,并因此自主运行,其在本公开中称作模式2;

图9是表示当在如图8所示的移动通信网络提供的覆盖区域之外时,在按下通话(PTT)应用中通信设备执行设备到设备通信的运行示例的流程图;

图10是表示当在移动通信网络提供的覆盖区域内时,当选择一个适当的运行模式来接入由无线接入接口提供的通信资源时,通信设备执行设备到设备通信的运行示例的流程图;

图11是表示当在移动通信网络提供的覆盖区域内并根据本技术在模式1运行和模式2运行之间切换时,通信设备的运行示例的流程图;

图12是表示根据本技术确定无线电资源控制连接建立程序是否失败的通信设备的运行示例的流程图;

图13是表示根据本技术的一个示例的通信系统的运行的消息流程图;并且

图14是表示包括调度任务区域和区域共享通信资源的无线接入接口并且示出了根据本技术支持设备到设备通信的运行的示意图。

具体实施方式

传统通信系统

图1提供了传统移动电信系统100的示意图,其中该系统包括移动通信设备101,基础设施设备102和核心网络103。基础设施设备也可称为,例如基站,网络元素,增强节点B(eNodeB)或协调实体,并且其在覆盖区域或蜂窝内,提供了至一个或多个通信设备的无线接入接口。一个或多个移动通信设备可以使用无线接入接口通过代表数据的信号的发送和接收来发送数据。网络实体102通信连接到核心网络103,核心网络可以连接到一个或多个具有与由通信设备101和基础设施设备102形成的结构相似的结构的其它通信系统或网络。核心网络还可以为由网络实体服务的通信设备提供包括身份验证、移动性管理、计费等功能。图1的移动通信设备也可称为通信终端、用户设备(UE)、终端设备等,并且配置来与通过网络实体由相同或不同覆盖区域服务的一个或多个其它通信设备进行通信。这些通信可以通过由线路104至109表示的双向通信链路,通过使用无线接入接口来发送和接收代表数据的信号来执行,其中104,106和108代表从网络实体到通信设备的下行链路通信,并且105,107和109代表从通信设备到网络实体的上行链路通信。通信系统100可以按照任何已知的协议运行,例如在一些示例中,系统100可以按照3GPP长期演进(LTE)标准运行,在3GPP长期演进(LTE)标准中网络实体和通信设备通常分别被称为eNodeB和用户设备。

图2提供了无线接入接口的下行链路结构的简化示意图,当通信系统是按照LTE标准运行时,无线接入接口可以由图1的eNodeB提供或与图1的eNodeB相关。在LTE系统中,从eNodeB到用户设备的下行链路的无线接入接口是基于正交频分复用(OFDM)接入无线电接口的。在OFDM接口中,可用带宽的资源按频率划分为多个正交的子载波,并且数据在多个正交的子载波中并行发送,例如在1.25MHz和20MHz带宽之间可分为128到2048个正交子载波。每个子载波的带宽可以采用任何值,但在LTE中是固定在15KHz。如图2所示,无线接入接口的资源也在时间上分为帧,帧200持续10ms,并且被细分为每个持续时间为1ms的10个子帧201。每个子帧由14个OFDM符号形成并分为两个时隙,每个时隙包括六个或七个OFDM符号,取决于在OFDM符号之间是否利用了正常或延长的循环前缀,以减少符号间干扰。在一个时隙内的持续时间,一个时隙内的资源可分为资源块203,每个资源块203包括12个子载波,并且资源块进一步分为资源元素204,资源元素204跨一个OFDM符号的一个子载波,每个矩形204代表一个资源元素。

在图2的LTE无线接入接口的下行链路的简化结构中,每个子帧201包括用于控制数据的发送的控制区域205,用于用户数据发送的数据区域206和参考信号207和同步信号,同步信号按照预定模式散布在控制和数据区中。控制区域205可包括用于发送控制数据的多个物理信道,例如物理下行链路控制信道(PDCCH)、物理控制格式指示符信道(PCFICH)和物理HARQ指示符信道(PHICH)。数据区域可包括用于数据发送的多个物理信道,例如物理下行链路共享信道(PDSCH)和物理广播信道(PBCH)。虽然这些物理信道为LTE系统提供了广泛的功能,但是就资源分配和本发明来说,PDCCH和PDSCH是最相关的。关于LTE系统的物理信道的结构和功能的进一步的信息可以在[11]中找到。

PDSCH中的资源可以通过eNodeB分配给由eNodeB服务的用户设备。例如,许多的PDSCH资源块可以分配给用户设备,从而其可以接收之前请求的数据或由eNodeB推送给它的数据,例如无线电资源控制(RRC)信号。在图2中,用户设备(UE)1被分配了数据区域206的资源208,用户设备2被分配了资源209,并且用户设备3被分配了资源210。LTE系统中的用户设备可以分配到PDSCH可用资源的一小部分,因此用户设备需要被告知它们在PDCSH中被分配的资源的位置,这样在PDCSH中只有相关的数据被检测和估算。为了告知用户设备它们被分配的通信资源的位置,指定下行链路资源分配的资源控制信息以称为下行链路控制信息(DCI)的形式传过PDCCH,其中对于PDSCH的资源分配在同一子帧中的之前的PDCCH示例中通信。在资源分配程序中,用户设备因此在PDCCH中监测对用户设备寻址的DCI,并且一旦检测到这样的DCI,就接收DCI并且从PDSCH的相关部分检测和估算数据。

图3提供了LTE无线接入接口的上行链路结构的简化示意图,该接口可由图1的eNodeB提供或与图1的eNodeB相关。在LTE网络中,上行无线接入接口是基于单载波频分复用FDM(SC-FDM)接口,并且下行链路和上行链路无线接入接口可以由频分双工(FDD)或时分双工(TDD)提供,其中在TDD实现中,子帧根据预定义模式在上行链路和下行链路子帧之间切换。然而,不考虑双工采用的形式,使用公共上行链路帧结构。图3的简化结构示出了在FDD实现中的这样的上行链路帧。帧300分为10个持续1ms的子帧301,每个子帧301包括两个持续0.5ms的时隙302。每个时隙然后由七个OFDM符号303形成,其中循环前缀304以相当于在下行链路子帧中的方式插入每个符号之间。在图3中,使用了正常的循环前缀并因此在一个子帧内有七个OFDM符号,然而,如果要使用扩展循环前缀,每个时隙将只包括六个OFDM符号。上行链路子帧的资源也以与下行链路子帧类似的方式分为资源块和资源元素。

每个上行子帧可包括多个不同的信道,例如物理上行共享信道(PUSCH)305、物理上行链路控制信道(PUCCH)306和物理随机接入信道(PRACH)。物理上行链路控制信道(PUCCH)可将例如控制信息(例如ACK/NACK)携带到基站以进行下行链路发送,用于希望被调度上行链路资源的UE的调度请求指示符(SRI),并反馈下行链路信道状态信息(CSI)。PUSCH可携带用户设备上行链路数据或一些上行链路控制数据。PUSCH的资源通过PDCCH授权,这种授权通常通过将在用户设备缓冲区中的准备发送的数据的量传送到网络而引发。PRACH可以安排在任何按照多个PRACH模式中的一个的上传帧的资源中,可以用下行链路信号(例如系统信息块)将该模式告知用户设备。与上行链路物理信道一样,上行链路子帧也可以包括参考信号。例如,解调参考信号(DMRS)307和探测参考信号(SRS)308可存在于上行链路子帧中,其中DMRS占据一个时隙的第四个符号,其中PUSCH被发送并且被用于解码PUCCH和PUSCH数据,并且SRS用于在eNodeB的上行链路信道估计。关于LTE系统的物理信道的结构和功能的进一步的信息可以在[1]中找到。

以与PDSCH的资源类似的方式,PDSCH的资源需要被提供服务的eNodeB调度或授权,并且因此如果数据将要由用户设备发送,则PUSCH的资源需要由eNode B对用户设备授权。在用户设备处,PUSCH资源分配是通过将调度请求或缓冲区状态报告发送给提供服务的eNode B的实现。当对于用户设备发送缓冲区状态报告,存在不足的上行链路资源时,可通过当没有对用户设备的已存在的PUSCH分配时,在PUCCH上传送上行链路控制信息(UCI)而进行调度请求,或者当有对用户设备的已存在的PUSCH分配的时候通过直接在PUSCH发送而进行调度请求。响应于调度请求,eNodeB配置为向请求的用户设备分配PUSCH资源的一部分,足够用于发送缓冲区状态报告,并且然后通过PDCCH中的DCI将缓冲区状态报告资源分配告知用户设备。一旦或如果用户设备有足以发送缓冲区状态报告的PUSCH资源,缓冲状态报告发送给eNodeB,并且给出关于上行链路缓冲区或用户设备处的缓冲区中的数据量的eNodeB信息。在接收缓冲区状态报告后,eNodeB可以分配PUSCH资源的一部分给发送中的用户设备,用于传递它的一些缓冲的上行链路数据,并且然后通过PDCCH中的DCI将资源分配告知用户设备。例如,假设一个用户设备与eNodeB连接,用户设备将首先以UCI的形式在PUCCH中发送PUSCH资源请求。用户设备然后将为了适当的DCI而监视PDCCH,提取PUSCH资源分配的详细信息,并发送上行链路数据,在分配的资源中首先包括缓冲区状态报告,和/或后来包括缓冲数据的一部分。

虽然在结构上与下行链路子帧相似,但是上行链路子帧与下行链路子帧相比具有不同的控制结构,特别是上行链路子帧的上部309和下部310子载波/频率/资源块预定用于控制信令而不是下行链路子帧的初始符号。此外,虽然下行链路和上行链路资源分配程序比较类似,但是由于分别用于下行链路和上行链路的OFDM和SC-FDM接口的不同特性,可能被分配的资源的实际结构可能会有所不同。在OFDM中,每个子载波被分别调制并因此不需要频率/载波分配是连续的,然而,在SC-FDM中,子载波组合在一起被调制,并且因此如果要有效使用可用资源,对每个用户设备优选连续频率分配。

由于上述的无线接口的结构和运行,一个或多个用户设备可以通过协调的eNodeB相互发送数据,从而形成传统的蜂窝电信系统。虽然蜂窝通信系统(例如基于以前发布的LTE标准)已经在商业上成功,许多缺点与这样的集中式系统有关。例如,如果两个接近的用户设备希望与对方通信,要求上行链路和下行链路资源足以发送数据。因此,系统资源的两个部分被用来发送数据的单一的一部分。第二个缺点是,即使用户设备非常接近,如果希望彼此通信仍需要eNodeB。当系统处于高负荷或eNodeB覆盖是不可用的时候,这些局限性可能存在问题,例如在偏远地区或当eNodeB没有正确工作时。克服这些局限性可以增加LTE网络的容量和效率,但是也为LTE网络运营商创造新的收益机会。

设备到设备通信

D2D通信提供了解决上面提到的网络容量和为了LTE设备之间的通信需要网络覆盖的问题的可能性。例如,如果用户数据能够直接在用户设备之间发送,则只需要一组资源用于发送数据而不是上行链路和下行链路资源都需要。此外,如果用户设备能够直接通信,即使在eNodeB提供的覆盖区域之外,在彼此范围内的用户设备也可以通信。由于这些潜在的好处,提出了将D2D的功能引入LTE系统。

图4提供了一种移动通信系统400的示意图,其基本上与参照图1的描述类似,除了用户设备401、402、403也可相互进行直接的设备到设备(D2D)通信。D2D通信包括用户设备彼此之间没有用户的直接传送数据和/或通过专用的协调实体(例如eNodeB)传送控制数据。例如,在图4中,用户设备401、402、403、415eNodeB 404之间的通信是按照现有的LTE标准,但同时通过上行链路和下行链路405至410进行通信,当用户设备401到403在彼此的范围内,它们也可以通过D2D通信链路411至414彼此直接通信。在图4中,D2D通信链路用虚线表示,并且显示在401和402之间,以及402和403之间,但是不在401和403之间,因为这些用户设备没有足够接近到彼此之间可以直接发送和接收信号。D2D通信链路在415和其它用户设备之间也显示不存在,因为用户设备415不能进行D2D通信。例如图4所示的情况可以在LTE网络中存在,这种情况下用户设备415是不符合D2D运行规范的设备。

为了建立D2D通信链路,这种从用户设备402到用户设备403的单向D2D通信链路414,需要执行一些步骤。首先,启动用户设备了解范围内的其它有D2D能力的用户设备是有利的。在LTE系统中,这可以例如通过每个用户设备周期性地发送包括彼此标识用户设备的独特的“发现”标识符的发现信号而实现。或者,提供服务的eNodeB或协作实体可以编制一份在其覆盖区域内的可进行D2D通信的用户设备名单,并且在其覆盖区域内向适当的用户设备分发该名单。由于以上任意一个过程,用户设备401可以发现用户设备402,用户设备402可以发现用户设备401和403,用户设备403可以发现用户设备402。一旦用户设备402知道用户设备403的存在,其可以随后继续建立与用户设备403的D2D通信链路。

先前提出的D2D系统

之前已经提出为在标准内的设备到设备通信提供一些配置,该标准根据称为长期演进(LTE)的由3GPP管理的规范来定义通信系统。实现LTE的D2D通信的一些可能的方法是存在的。例如,为用户设备和eNodeB之间的通信提供的无线接入接口可以用于D2D通信,其中eNodeB分配所需的资源,并且控制信令是通过eNodeB发送,而用户数据直接在用户装置之间发送。

可以按照许多技术,例如载波侦听多址接入(CSMA)、OFDM或它们的组合(例如基于OFDM/SC-FDMA3GPP LTE的无线接入接口),提供用于D2D通信的无线接入接口。例如,已经在文件R2-133840[1]中提出了使用载波监听多址接入(CSMA)、对用户设备的通信的协调,其是基于不协调/竞争的通过每个用户设备的调度。每个用户设备先收听然后在未使用的资源上发送。

在另一个示例中,用户设备可以通过协商直接接入无线接入接口,来与彼此通信,从而克服了对协调eNodeB的需要。先前提出的配置的示例包括那些:其中组中的多个用户设备中的一个用作控制实体来协调组中其它成员的发送。这些提议的示例在以下公开中提供:

·[2]R2-133990,Network control for Public Safety D2D Communications;Orange,Huawei,HiSilicon,Telecom Italia

·[3]R2-134246,The Synchronizing Central Node for Out of Coverage D2DCommunication;General Dynamics Broadband UK

·[4]R2-134426,Medium Access for D2D communication;LG Electronics Inc

在另一种配置中,在没有中央调度用户设备或控制实体控制发送的情况下,组的用户设备中的一个首先发送调度任务,并且然后发送数据。以下公开提供这种无中心式配置的示例:

·[5]R2-134238,D2D Scheduling Procedure;Ericsson;

·[6]R2-134248,Possible mechanisms for resource selection inconnectionless D2D voice communication;General Dynamics Broadband UK;

·[7]R2-134431,Simulation results for D2D voice services usingconnectionless approach;General Dynamics Broadband UK

尤其是上面列出的最后两篇文献(R2-134248[6],R2-134431[7])揭示了调度信道的使用,被用户设备用来表明它们的调度数据和将被使用的资源的意图。其它公开,R2-134238[5],不使用这样的调度信道,但部署至少一些预定资源来发送调度任务。

在[8]和[9]中公开的其它示例配置,需要基站向通信设备提供反馈来控制它们的发送。文件[10]公开了一种配置,其中在蜂窝用户设备和设备到设备用户设备之间提供专用资源交换信道,以用于干扰控制和资源协调。

由于D2D设备和网络的组织的可能的办法,一些情况可能会出现。选择的情况示例由图5a至5d提供,其中每一个都可能导致关于资源分配、D2D通信与传统LTE通信并存的运行和具有D2D功能的设备在eNodeB提供的覆盖区域之间的运动的不同问题。

图5a中,设备用户501和502在eNodeB的覆盖区域外,因此,D2D设备可以在很少或不需要顾及到干扰的情况下进行通信,干扰可能是由D2D设备与邻近的LTE网络的D2D通信造成的。例如,这样的情况可能会发生在公共安全通信中,其中用户设备在覆盖区域之外或其中相关移动通信网络目前没有正常工作。在这种情况下,正在通信的用户设备可以直接彼此协商分配资源,并协调通信,或者用户设备中的一个或一个第三方用户设备可以作为协调实体并因此执行资源分配。

在图5b中,用户设备501在eNodeB503的覆盖区域504内,并与在覆盖区域504之外的用户设备502执行D2D通信。与图5a的情景相反,由于用户设备501在eNodeB503的覆盖区域内,D2D通信可能对覆盖区域内的传统LTE通信造成干扰。因此,D2D资源分配和发送可能必须协调在覆盖区域504之内的周围,这样传统LTE通信不受到D2D发送的影响。这可以以多种方式来实现,例如eNodeB可以为D2D通信协调资源分配,从而D2D资源和传统LTE资源不重叠。那么任何分配可以由用户设备501中继到用户设备502。或者,用户设备1或用户设备2通过用户设备1例如可以执行资源分配,并且然后将被用于D2D通信的资源通知eNodeB。然后eNodeB将为D2D通信预定这些资源。

在图5c中,两个用户设备501和502在eNodeB503的覆盖区域内,因此,如果D2D通信在不对覆盖区域内的传统LTE通信引起干扰的情况下执行,则将需要eNodeB和用户设备之间的协调。这种协调可以以参照图5b描述的类似的方式实现,但在图5c的情况中,用户设备502也在覆盖区域内,并且因此不需要通过户设备1从用户设备2将资源分配信号中继到eNodeB。

在图5d中,说明了第四个更复杂的D2D情况,其中用户设备501和用户设备502各自在不同的eNodeB503和504的覆盖区域504、505内。至于图5b和5c的情况,如果D2D通信和传统LTE通信之间的干扰将被避免,则将需要进行D2D通信的用户设备之间的协调。然而,两个eNodeB的存在需要在覆盖区域504和505内通过eNodeB的资源分配都需要围绕D2D资源分配。

图5a至5d仅示出了大量可能的D2D使用情况中的四个,其中进一步的情况可以从图5a至5d中示出的情况的组合来形成。例如,如图5a所示的进行通信的两个用户设备,可能移入图5d的使用情况,从而在两个eNodeB的覆盖区域内有两组进行D2D通信的用户设备。

一旦D2D通信链路建立,无线接入接口的资源将需要被分配到D2D链路。如上面所述,很可能D2D通信将发生在为LTE网络分配的频谱中,因此先前已经提出,当在LTE网络的覆盖范围内时,D2D传送是在上行链路频谱中进行,并且使用SC-FDM。此外,由于在D2D通信背后的激励因素之一是可能导致的容量的增加,利用下行链路频谱进行D2D通信是不合适的。

待审EP专利申请EP14153512.0公开了一种通信设备被配置为执行D2D通信的配置,其内容通过引用包括在本文中。通信设备被安排来通过在资源的预定部分(称为调度任务区域,被分配用于执行有争议的接入)发送调度任务消息,预留共享通的信资源(诸如LTE上行链路的那些PUSCH)。如EP14153530.2公开的,其内容通过引用包括在本文中,争议解决程序被通信设备采纳,使得如果一个或多个通信设备同时在调度任务区域的同一部分发送调度任务消息,那么通信设备可以检测有争议的接入并在不同的时间重新尝试。为了完整起见,在附件1中概述了通信设备能够根据D2D通信程序接入的操作。

设备到设备通信的运行模式

本技术的实施例可以提供一种配置,其中通信设备可以在不同的运行模式之间切换以执行D2D通信。如上面参考在图5a-5d中描述的不同情况所解释的,通信设备或用户设备可以在不同的环境中执行D2D通信,取决于用户设备是否在由移动通信网络的eNodeB提供的覆盖区域内。根据本发明,上述情况概括为在覆盖范围内,在以下的描述中称为模式1,或者在eNodeB的覆盖范围外,这被称为模式2。这两种运行模式显示在图6和8中,具有D2D通信的应用的辅助的解释,D2D通信的应用是一组D2D用户之间的按下通话类型的运行。

图6提供了通信设备600的示例说明,其在由基站或eNodeB 602提供的由虚线边界线601表示的覆盖范围内运行。当D2D通信在移动通信网络提供的覆盖范围内执行时,那么在移动通信网络的控制下提供无线接入接口的通信资源。

如图6所示,每个通信设备或用户设备的600包括发射机606和接收机608,其在控制器610控制下执行信号的发送和接收。控制器610控制发射器606和接收器608在组成员之间发送和接收数据,以进行D2D通信。然而,将被理解,在被称为模式1运行的这种运作模式下,由eNodeB602确定并控制对无线接入接口的接入。

根据模式1运行的这个示例,图7显示了根据用于D2D通信的按下通话型的应用进行D2D通信的程序,其是基于参考文献[5]提供的公开。图7提供了说明一个过程的消息序列流程图,在该过程中用户设备在eNodeB602的覆盖区域601内执行D2D通信,并因此从eNodeB602请求并接收通信资源的分配。如图7所示,在步骤701中,作为该方法的第一部分,安排用户设备600以被预配置为通过被提供加密密钥和认证,来分配和提供通信资源。在步骤702中,第一通信装置701希望发送给组中的其它用户设备(例如用户设备706),并这样如步骤708所描述的执行按下通话行动。根据上面描述的装置中的一个,用户设备704则要求由eNodeB602提供的无线接入接口的通信资源,并如在步骤710中描述的从eNodeB接收无线接入接口的通信资源的授权。第一用户设备704随后使用消息712发送调度任务消息给组706中的另一个用户设备,并且然后在步骤714、716中,发送用户数据给组中的另一个用户设备。进一步的调度任务消息可以被发送718,以继续发送用户数据给其它用户设备720。因此,消息712至720代表用于向其它用户设备发送数据的发送会话722。向其它用户设备的进一步的通信资源请求可以在步骤730中生成,以便如在步骤730执行的更新或从eNodeB602接收更大量的通信资源。进一步的调度任务消息732和用户数据发送进一步在发送会话736中执行。最后,在步骤740中用户设备704发布按下通话请求,以释放已经由eNodeB602分配的用于传送D2D通信的通讯资源。

如上所述的进一步的运行模式的示例被称为模式2,其中D2D通信在覆盖外模式执行,其中如图8所示,通信设备或用户设备在基站602的覆盖区域601之外,大致对应于图6显示的对应于模式1的覆盖运行的示例。因此,如图8所示,用户设备600在边界601之外,并且因此在eNodeB 602提供的覆盖区域之外。可以根据预定条件确定用户设备610是否在eNodeB602的覆盖范围内,该条件例如为下行链路接收信号强度指示(例如可能低于预定阈值)。因此,发射器、接收器和控制器606、608、609可以按照接收到的信号强度确定来自eNodeB的下行链路发送低于预定阈值,并且因此得出结论用户设备在由eNodeB 602提供的覆盖区域外运行。因此,对于如图7所示的按下通话的示例,对应于在模式2运行中的按下通话操作的消息流程图在图9中显示。图9解释如下:

如图9所示,在第一处理步骤中,对应于图7中的步骤701,用户设备进行预配置,其中认证和加密密钥被交换或通过通信网络提供,从而用户设备可以通过无线接入接口进行通信。因此,在第一步骤中,执行资源配置901。第一用户设备902然后执行如步骤904启动的按下通话行动所表示的按下通话行动。在通常显示为D2D通信程序的处理步骤,第一用户设备902执行程序来预定无线接入接口的通信资源,以形成对第二用户设备908的D2D通信。第二用户设备908可以是一个设备,虽然组中有其它设备可以从第一用户设备902接收通信。已经在无线接入接口预定了通信资源,第一用户设备902然后发送用户数据给组908中的其它设备,如消息发送箭头912、914、916所示。因此,发送消息912、914、916通常表示为发送会话918。

在进一步的运行中,第一用户设备902可以进行进一步的D2D通信程序以预定无线接入接口920的通信资源,可能需要该通信资源以更新预定或者如被要求的那样进一步预定资源所需要的。因此,进一步的发送发生在进一步的通信会话926中的922、924。最后,在按下通话功能在步骤930释放后,这样预留的资源由用户设备902释放。

根据上述协议,当在网络覆盖内时,用户设备应该使用模式1。为了模式1运作,在模式1可以运行之前,用户设备不得不被RRC连接。将被理解,设置无论何时用户设备都在覆盖内会有一些优势(根据目前的定义:蜂窝是合适的),然后用户设备应该与网络建立RRC连接,并且然后网络为用户设备调度特定的资源。

根据一些示例,移动通信网络可以控制模式1还是模式2可以被允许。例如,通过系统信息使模式1或2实现,例如1比特指示:

·在覆盖内和/或在覆盖外允许的模式2

·要求的模式1(不允许模式2)或覆盖内允许的模式2

如果用户设备需要在模式1工作会察觉一个问题,因为用户设备将不得不从空闲模式建立RRC连接。同样地,用户设备,其在一个合适的蜂窝,在空闲模式下,将任何公共安全或任何其它D2D通信延迟一定量的时间,该时间是建立RRC连接和请求D2D资源以及eNodeB以分配资源所花费的。在正常运行条件下,由用户在从空闲转移到RRC连接状态所不得不导致的通信延迟,将是几百毫秒,这并不代表对于建立通信的明显延迟。然而,在某些情况下,特别是在拥挤的网络,这种延迟可能是不可接受的,或者甚至可能会阻止公共安全设备能够运行。

一个示例是在发生灾难时,例如地震、爆炸、或任何情况,这就需要急救服务所运行的D2D通信设备的运转,提供的示例中,移动通信网络可能变得拥挤,因为很多人可能试图打电话或发短信给朋友和亲戚。这会导致PRACH拥塞并且因此网络可能无法为所有用户设备服务。这个PRACH失败也可能是暂时干扰造成的,或者甚至是核心网络或eNodeB失败造成的。

对于在移动通信网络变得拥挤的一个示例中,该网络可以被布置为设置接入分类限制,以防止普通用户接入一个蜂窝。假设公共安全设备将具有特殊的接入分类(接入分类11-15为特殊设备预定),那么这些设备可以接入蜂窝。然而,更新接入分类限制参数可能要花一些时间。进一步,有一些网络失败的情况,其可以防止系统信息的传送。此外,即使用户设备能够建立连接,那么在不稳定的环境中资源分配可能是不可靠的。

也可能在紧急情况下,需要网络为公共安全D2D设备预定资源,并禁用模式1通信,这将允许在覆盖内的用户设备总是使用模式2。然而,这也取决于发给运营商的警报和及时的网络更新系统信息。它还取决于已经升级并测试过与公共安全设备一起工作的特定的运营商的网络。然而,这可能是昂贵和费时的,并且无论是否由移动通信网络运营商支持,为了公众安全情况可能必须允许D2D通信。

因此,有一些情况,其中,希望用户设备在不可用的商业网络覆盖下能够通信。因此,如果检测到网络失败,用户设备应该有可能使用模式2运行作为第一优先或至少能够回到这种模式。

D2D通信模式切换

根据本技术,为了减少紧急通信或重要通信的失败的可能性,通信设备或用户设备被配置为切换到运行模式,其中根据设备到设备通信程序执行对其它用户设备的数据发送或接收,即使用户设备可能在由移动通信网络提供的覆盖范围内。如通常所解释的,当用户设备在由移动通信网络的基站或eNodeB提供的无线电覆盖范围内时,那么D2D通信是通过由基站或eNodeB控制接入来分配无线接入接口的通信资源来执行的。然而,在一些示例中,用户设备可能运行在需要紧急通信的情况中,例如急救服务或类似的。可以设想,在某些情况下,网络可能出现拥堵或为了提供D2D通信而被阻止为用户设备服务。在这种情况下,即使用户设备在移动通信网络提供的覆盖范围内,并通常通过移动通信网络被分配通信资源,按照本技术运行的用户设备切换到运行模式中,其中D2D通信按照一程序运行,该程序不需要通过移动通信网络分配资源,在这种情况下用户设备自主运行。这样即使当移动通信网络因为某些原因无法运行或拥挤时,也可以进行D2D通信。

在图10、11或12中给出了本技术的一些示例实施例。根据第一个流图,通信设备或用户设备在第一覆盖内运行模式或第二覆盖外运行模式之间切换时的运行在图10中示出。图10因此代表了通信设备的运行,其由网络运营商配置,例如按照网络运营商的指示优先进行D2D通信。图10总结如下:

S1001:在图10中作为第一步,并对应于图7和图9中的步骤708和步骤904,用户设备执行D2D通信,例如按下通话通信1001。

S1002:用户设备首先确定是否在移动通信网络的覆盖区域内。这例如可以通过确定接收的信号强度或通过执行其它功能(如探测广播信号的存在)实现。如果用户在设备覆盖区域内,然后流程进行到步骤S1004。

S1004:在移动通信网络覆盖区域内的在空闲模式的用户设备,从空闲模式转移到无线电资源连接的(RRC)连接程序模式,以建立RRC连接。

S1006:用户设备然后确定是否RRC连接已经建立。如果RRC连接尚未建立,则流程处理回到步骤S1004,并且用户设备进行常规处理来重新建立RRC连接。如果已建立RRC连接则流程处理到步骤S1008。

S1008:已建立RRC连接,用户设备在RRC连接状态。在这种状态下,对应行模式1运行,用户设备向eNodeB请求无线接入接口的通信资源,以按照按下通话操作执行数据发送。

S1010:用户设备然后确定是否接收到用于执行按下通话操作的通信资源的分配。如果用户设备没有收到资源的分配,则流程处理回到步骤S1008以重复从移动通信网络请求资源的过程。如果资源已分配,则流程处理到步骤S1012。

S1012:用户设备然后通过无线接入接口利用从eNodeB分配的通信资源进行发送和接收信号。流程然后终止或移回到开始步骤S1012或步骤S1001。

S1016:如果在步骤S1002用户设备确定不在移动通信网络的覆盖范围内,则在步骤S1016,用户设备在模式2运行,其中自动尝试用D2D通信协议接入无线接入接口的通信资源。在附件1中提供了这样的协议的示例,并且也在我们的待审专利申请号EP14153530.2中公开了,其内容通过引用包括在本文中。

S1018:已获得接入通信资源或无线接入接口,用户设备按照D2D通信协议向组内的其它用户进行D2D发送,但不涉及移动通信网络。

如上面解释的,本技术提供了一种配置,其中即使用户设备在eNodeB的覆盖范围内,用户设备切换到模式2运行,并且否则在模式1工作。在某些示例中,用户设备配置为切换到模式2运行,这是自动运行的并不受移动通信网络控制,当其被配置为D2D通信对其更为重要的用户设备分类时,例如,当用户设备执行例如紧急通讯时。因此,即使通过移动通信网络提供覆盖,用户设备也自动运行到在模式2运行的D2D通信形式,也就是说,好像它是在移动通信网络覆盖区域之外。

一个运行示例如图11所示,总结如下:

S1101:对应于过程S1001,例如,与组中的其它用户设备在按下通信应用中运行的用户设备,要求通信资源以发送按下通话发送。

S1102:一般来说,按照一些示例,用户设备可以被分配一个单独的载波以进行D2D通信,在这种情况下,用户设备切换到这个单独的载波。在其它的示例中,用户设备可以进入模式2运行,即进行D2D通信程序,例如无eNodeB控制的竞争接入。然而,一般来说,当其在移动通信网提供的络覆盖范围内时,用户设备将设置为在模式1工作。

S1104:用户设备确定是否它在移动通信网络的覆盖范围内。这一步骤S1104可以与步骤S1102并行或代替它。用户设备的运行与图10所示的步骤S1002相同。

S1106:如果用户设备在移动通信网络提供的覆盖区域内,则用户设备通过执行RRC连接程序从空闲模式转移到RRC连接模式。

S1108:用户设备然后按照常规运行确定是否RRC连接已经建立。如果RRC连接已经建立,则用户设备转移到RRC连接状态。

S1110:如果用户设备已经成功建立RRC连接,则用户设备按照如图10所示的模式1运行从移动通信网络的无线接入接口请求通信资源。

S1112:用户设备然后确定是否已经按照分配资源的协议根据eNodeB的要求从eNodeB分配了资源。然而,如果没有资源被分配,则流程处理到步骤S1120以根据D2D通信程序执行D2D通信,其没有向eNodeB请求资源。在一个示例中,确定是否通信资源尚未分配,并且因此用户设备应该采用模式2运行是参考分配资源的预定时间来确定的。因此,如果用户没有在请求资源的预定时间内接收到通信资源的分配,预定时间是从发送随机接入信息请求资源开始的,然后用户设备判定其应该切换到模式2运行。

S1114:如果eNodeB为用户设备分配无线接入接口的通信资源,则用户设备通过无线接口发送和接收信号,以进行D2D通信。处理然后继续进行回到步骤S1101或在步骤S1119结束。

S1120:如果用户设备未成功从eNode b建立RRC连接,或者如果用户设备在建立RRC连接之后没有从eNode b分配无线接入接口的资源,则处理从步骤S1108或S1112继续进行到步骤S1120,其中用户设备切换到模式2运行。从RRC连接建立或通信资源的分配的决策点S1108和S1112的运动是响应于关于是否通信可以执行为按下通话型操作的决定而确定的。正如上面提到的,其可以例如在定时器期满后或在任何请求RRC连接或通信资源的eNodeB信号失败的时间点确定。模式1运行的连接失败的更多的示例将简短地解释。

S1120:尽管用户设备可以在eNodeB提供的覆盖区域内,用户设备或者如果没有在覆盖区域内,用户设备执行D2D通信协议或程序来接入无线接入接口的通信资源。

S1122:用户设备然后根据D2D通信发送数据,例如使用利用了其在步骤S1120获得的无线接入接口的资源的按下通话应用。步骤S1120和S1122对应于图10所示的步骤S1016和S1018,并且因此主要对应常规运行。然而,将被理解,通过允许用户设备切换到模式2运行(虽然在用户设备企图按照模式1运行接收无线接入接口上的通信资源的分配的过程中的任一时间点,其在移动通信网络提供的覆盖区域内),图11所示的过程与图10所示的过程不同。

用户设备RRC连接或不连接的决策点(其是如图11所示的步骤S1106和S1108)的流程图在图12中示出。用户设备的运行有效地跳出在模式1接入通信资源的常规程序,概括如下:

S1201:在步骤S1201中,用户设备执行RRC连接程序来从eNodeB根据传统程序请求RRC连接。

S1202:用户设备然后启动定时器来确定是否RRC连接的请求已成功。并行地,针对决策点S1204和步骤S1206接入定时器。

S1204:在第一个常规操作中,用户设备相对于称为T300的预定时间值比较该定时器来建立RRC连接,预定时间值为转移到RRC连接状态的常规操作而指定。如果时间小于时间T300,则流程移回到决策点S1204的开始。如果时间已期满,则流程处理到步骤S1208。

S1206:如果定时器在决策点S1206已超出紧急接入时间,则并行地,例如如果用户设备执行紧急应用,则流程进行到步骤S1210,并且用户设备判断RRC连接失败。紧急接入的预定时间可以设置为小于与无线电资源建立程序失败相关的时间,其中超过一个对消息的响应可以被接收,这是作为无线电资源控制建立程序的一部分发送的。流程然后进行到步骤S1212。

S1208:如果定时器T300已经期满,就是建立RRC连接的定时器已经超过,则用户设备判断RRC连接失败。流程然后处理到步骤S1212。

步骤S1212:用户设备根据模式2运行使用D2D通信协议继续执行无线接入接口的接入,并且然后在对应如图11所示的步骤S1122的步骤S1214中,通过无线接入接口使用接入资源传送信号。

运行的进一步细节

通过上面解释的运行将会理解,当尝试执行模式1通信失败时,运行以提供D2D通信的用户设备能够被设置来切换到模式2运行。如图13所示,代表执行模式切换以实现D2D通信的用户设备的运行的消息流程图在图13中示出。

如图13所示,用户设备1300被设置来在eNodeB1302的覆盖区域内与用户设备组中的一个或多个其它用户设备1304执行D2D通信。如消息1306所表示的,eNodeB可以发送系统信息指示用户设备用于D2D通信的模式1还是模式2运行,对蜂窝是允许的。在处理步骤S1308,用户设备1300要求执行D2D发送,并因此根据模式选择标准,用户设备需要尝试模式1运行。在消息发送1310中,用户设备1300执行RRC连接请求来为模式1运行建立RRC连接。在处理步骤1312,用户设备检测到RRC连接建立失败,并且因此用户设备根据本技术切换到模式2。这也可包括触发频率层变化,或使用为D2D通信预先配置的无线电资源池。如消息箭头1314所表示的,用户设备然后继续采用模式2运行进行D2D通信。

D2D用户设备根据本技术并反映运行的示例运行如图13所示,该用户设备运行如下:

1)用户设备可以配置为用户设备的一类以执行公共安全运行。在一些示例中,用户设备可以首先试图采用模式2运行(用户设备预定的),并使用模式1(eNB预定的),如果模式2不可用的话。商业用户设备可以设置为使用模式1,或至少为优先使用模式1。

a.在有任何用于D2D通信的专用载波的情况下,用户设备应该立即切换频率到专用载波;

b.在有任何覆盖内模式2的预定资源的情况下,用户设备可以被配置为使用它。在空闲模式下公共安全用户设备也可以使用标识为“覆盖边缘”的资源,其是在覆盖区域边缘提供的资源。

c.优先规则可以如图13所示的通过移动通信网络配置。

2)在模式2不可用的情况下,根据优先规则,则用户设备可以根据网络配置尝试模式1运行。然而,基于“失败条件”的检测,用户设备可以不管网络配置指示而进行模示2运行。失败条件可以是

a.RRC连接建立失败,在过程中任何一点,例如没有接收到RAR、在预定时间内没有收到RAR、T300超时和RRC连接拒绝;

b.当在已连接模式或无线电链路失败检测时,从移动通信网络调度的解码/接收失败;

c.限制参数指示过载的检测;

d.在网络系统信息中模式1和模式2都不可用的检测;

3)后退到模式2

a.在专用载波或在与eNodeB相同的载波上的资源空间上,例如在专门的载波可能不是优先模式,但可能只有在失败的情况下可用。

以下提供了本技术的进一步的示例实施例:

1)优先级排列

a.在有用于公共安全通信的专门的载波,或用于D2D的专门的载波的情况下,一般很可能用户设备将被要求使用这个专门的载波作为第一优先。它不仅允许更可靠的D2D通信(去除了网络失败的可能),也避免了在商业网络中消耗资源。在有一个用户设备已知的专门的频率层的情况下,用户设备应该立即切换到这个层进行D2D–该专用频率可以预置在设备中或者可以从eNodeB的系统信息潜在地获得。

这可能需要一些频率层之间的协调。例如监测下行链路频率上的来自eNodeB的寻呼,同时另一个上行链路频率用于D2D发送和/或监测。这可能需要一些DRX/DTX以允许频率切换,或者可以在高优先级通信的情况下允许停止监测eNodeB的下行链路。

b.在没有可用的专用频率的情况下,eNodeB可以发信号通知一些资源(或者可以预先配置在设备里),其将被用于覆盖之外或覆盖边缘的模式2运行。尽管模式1可优先用于商业D2D使用案例,可能允许公共安全设备可以使用这些即使在良好的覆盖条件下(或至少可以允许保持在空闲模式)。eNodeB可能需要能够为覆盖运行的边缘提供资源,并且这些必须预定以避免对常规LTE用户设备的干扰。

c.有不同的可能性从网络配置这个。最有可能的是一些广播配置,其表明模式1是否已被使用,模式2是否在覆盖内/覆盖的边缘。这也为模式2发送提供了资源池,模式1和2接收的资源池,以及可能的专用频率信息。

也有可能用户设备可以在RRC连接时,利用专用信令被配置了用户设备特定发送资源池,或被预配置了优先级规则(如优先级高的设备可以允许在空闲模式下总是执行模式2,当连接上时使用模式1)

2)模式1失败检测

a.在用户设备的优先级排列导致将在RRC连接的用户设备进行模1运行,则空闲模式的用户设备需要触发RRC连接建立。这个过程本身可能因几个原因失败,例如未能收到随机接入响应,T300计时器期满,RRC连接拒绝,冲突解决失败。附加标准将是使用RRC连接建立失败状态来进行从触发模式1运行到使用模式2的切换。也可能有一个用于公共安全RRC连接建立的(更短的)定时器(类似T300)如上所述参考图12解释的,其中止连接建立,如果它在比通常允许的时间更短的时间内没有成功。

b.假设RRC连接建立成功,或用户设备已经在RRC连接中,用户设备将不得不向eNodeB发送D2D调度请求。在移动通信网络没有调度资源或无论什么原因用户设备不能从eNodeB接收这些调度命令(例如在定时器时间内或在经过多次尝试后),则用户设备可以自动切换到模式2运行,作为模式切换的一部分可能转移到空闲模式。另一个原因是无线电链路失败(RLF)的检测,无线电链路失败无论如何都会导致通信失败,移交失败也可能导致与eNodeB通信中断。为了避免等待RRC连接重建的延迟,用户设备可以切换到模式2以完成关键的通信。

c.另一个潜在触发可能发生在RRC连接建立被触发之前。即使优先级规则检测到模式1应该被触发,用户设备可以使用系统信息中的接入分类限制信息来确定网络已经拥挤,并因此使用模式2运行。

d.如果在特定的网络,D2D通信还没有激活,例如运营商更喜欢不允许商业设备进行D2D通信,并且只有一个配置,这对商业和公共安全设备是常见的,例如由于网络尚未升级到支持该运行,则高优先级的公共安全事件可能需要用户设备取消此运行方式,无论如何使用模式2。这可能潜在地导致对网络的干扰。

3)后退到模式2

这可以像中止任何RRC连接或RRC连接建立尝试一样简单,并且继续使用预配置的或半静态配置的资源池,在相同的频率或另一个频率,这是为了模式2通信。这可能考虑到模式2的网络配置,例如用户设备可以开始使用为覆盖运行的边缘配置的资源,或者可能有用于网络失败情况的资源“默认”池。

本发明的各种进一步的方面和特征在所附的权利要求中被定义。本技术的实施例发现具有任何通信装置的应用,其可用于任何情况下执行D2D通信。因此,提供以下的示例:

在网络失败的情况中,通信设备可以用来提供公共安全通信;

提供了一种装置,其允许在危机事件中的公共安全设备优先,不使用差的网络配置;

传统的设备可以被设置来遵守网络配置,即使在失败的情况下。

附件1:自主D2D通信的示例

参考图14简要描述了一种配置,其中D2D通信可以在一个或多个用户设备之间进行,其可以形成用户设备的组,而不需要一个中央实体来控制从用户设备到组中其它用户设备的信号的发送。根据该配置,提供了一种无线接入接口,其包括调度任务区域或信道,其中调度任务消息可以在通信资源的多个部分中发送。多个通信资源中的每一个都有共享的通信信道的资源的相应部分。在调度任务区域的一个部分的调度任务消息的发送可以提供指示给所有组中的其它设备,指示用户设备希望在共享通信资源的相应部分发送代表数据的信号。

在图14中,无线接入接口由多个OFDM子载波1401和多个可分为通信资源的部分的OFDM符号1402形成。如图14所示,无线接入接口被分为通信资源的子帧1404、1406、1408、1410的时间划分的单元。如图14所示,所有其它帧包括调度任务区域1412、1414。调度任务区域包括通信资源的多个部份,其在图14中编号为从1到84。子帧1404、1408的其余部分,其中包括调度任务区域1412、1414,被分成共享通信资源的多个部分。其它没有调度任务区域1412、1414的子帧被分为共享通信资源的由用户设备向组内其它用户设备发送代表信号的数据的部分。然而,在组合中,共享资源的通信资源的多个部分被提供在两个子帧1404、1406、1408、1410,并且共享资源的每个部分对应于调度任务区域1412、1414的一个部分。因此,通过在调度任务消息的任务调度区域的多个部分中的一部分中的用户设备的发送,向组内其它用户设备表明,在该部分中发送调度任务信息的用户设备企图在其中可以发送数据的共享通信资源的相应部分发送数据。因此,如箭头1420表示的,在调度任务区域1412的部分81中的调度任务的发送,向组内的其它用户设备提供了指示,即,发送了调度任务信息的进行发送的用户设备企图在调度任务资源的编号为81的部分中发送数据。

因此,图14显示了潜在的用于隐式资源调度的装置。例如,如图14所示,调度任务资源或区域1412已经被选择成为传统LTE无线接入接口的上行链路资源块,每隔一个子帧进行发送。

在一些示例中,调度任务消息可以包括一个或多个标识符,其可以包括但不限于进行发送的用户设备的标识符、目标设备或多个目标设备的标识符、逻辑信道标识符、发送信道标识符和应用标识符,或依赖于应用的用户设备的组的标识符。例如,如果这组用户设备忙于从事推出通话通信会话,则调度任务消息不需要识别单个的设备,而只识别用户设备组。组内的其它设备,其检测调度任务区域的一部分中的调度任务消息的发送,将知道不要尝试在用于发送数据的共享通信资源的相应部分中发送,并且将检测用户设备组的标识符。组中的设备将因此知道要收听并接收由正在发送的多个用户设备(用户设备)发送的数据,用户设备传送包括组标识符的调度任务消息。

如图14所示,编号为81的资源对应于下一个可用的通信资源的具有那个编号的区域,其在第三子帧708中。因此,在调度任务消息的发送和数据的发送之间存在相应的延时,以通知组中的其它用户设备,共享通信资源的特定部分已经被用户设备中的一个预定用来发送。

为了解决争议接入,提出了双向争议解决程序:

在阶段1:固定顺序的收听资源预订(并且也要可能的收听正在发送的数据或其它信息,例如来自其它用户设备的测量)或在一些示例中选择性地收听在调度区域中的消息的发送。

如果用户设备检测到所选择的资源正在被使用或正在被另一个用户设备请求,则用户设备从共享通信资源随机选取另一个资源。如果通信资源需要改变,阶段1可能会重复。

阶段1解决了在大多数情况下的冲突,唯一的例外是如果两个用户设备开始收听完全相同的子帧。

在阶段2,用户设备在选定的通信资源,或者在出现调度信道的情况下进行发送,用户设备发送消息来通知其它设备用户它打算在共享信道的对应的通信资源中进行发送。在一个随机时间之后,执行进一步的收听程序来确定是否由于另一个用户设备正在同时发送而发生了冲突。

如果检测到冲突,用户设备可以重启一个或两个阶段。

在重启之前,用户设备也可以进行随机退避时间。

阶段2企图解决两个用户设备在完全相同的时间开始,并且在阶段1没有检测到冲突的情况。随机监听时隙降低了整体的冲突概率,这样前导帧的数目越大,冲突的概率越低。

网络或协调用户设备可以基于例如邻近的设备数量来配置前导帧的长度。

在一些示例中,如果使用了这个示例实施例,在每个调度信息发送以后,计数器可以递增。这可以帮助确定哪个用户设备在冲突时应该选择另一个资源,例如如果检测到来自另一个用户设备的具有较高计数器的调度消息,或者如果用户设备在阶段2检测到另一个用户设备,则可以选择一组不同的通信资源。

在用户设备发送代表数据的信号之后,则在其试图发送更多的数据以避免与其它用户设备冲突之前,用户设备可以等待一段预定时间或随机时间。

根据这项配置,彼此接近的不同发送用户设备之间的冲突的概率,与只是在发射前收听相比降低了。进一步,冲突检测的相对较短的延迟(以几个子帧的顺序)是可以实现的,并且可配置的前导码长度可以为解决系统中不同数量的用户设备提供便利。例如在大量用户设备的情况下可能需要较长的前导码长度(在阶段1和2的子帧的总数目)来降低冲突概率。

本发明多个进一步的方面和特点在所附权利要求中定义,并且多个从属权利要求的特征的组合可以由独立权利要求的特征形成,而不是重复权利要求的从属的特定组合。不背离本发明的范围的情况下,也可以对前面描述的组合进行修改。例如,虽然一个特征可能出现用来描述与特定实施例的联系,但本领域技术人员将知晓所描述的实施例的多种特征可以根据发明结合。

在前面描述的D2D通信是参考LTE系统进行描述的,然而目前公开的技术对其它LTE系统结构是同样适用的,并且其它系统与D2D通信兼容。

参考书目

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[5]R2-134238,“D2D Scheduling Procedure”,Ericsson,published at 3GPPTSG-RAN WG2#84,San Francisco,USA,11-15November 2013.

[6]R2-134248,“Possible mechanisms for resource selection inconnectionless D2D voice communication”,General Dynamics Broadband UK,published at 3GPP TSG-RAN WG2#84,San Francisco,USA,11-15 November 2013.

[7]R2-134431,“Simulation results for D2D voice services usingconnectionless approach”,General Dynamics Broadband UK,published at 3GPP TSG-RAN WG2#84,San Francisco,USA,11-15 November 2013.

[8]“D2D Resource Allocation under the Control of BS”,Xiaogang R.etal,University of Electronic Science and Technology of China,https://mentor.ieee.org/802.16/dcn/13/16-13-0123-02-000n-d2d-resource-allocation-under-the-control-of-bs.docx

[9]US20130170387

[10]US20120300662

[11]LTE for UMTS:OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access,Harris Holmaand Antti Toskala,Wiley 2009,ISBN 978-0-470-99401-6.

[12]Study on LTE Device to Device Proximity Services,QualcommIncorporated,RP-122009.

[13]EP14153512.0

[14]EP14153530.2

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