通信装置、操作为中继节点的通信设备、基础设施设备和方法与流程

本公开涉及通信装置和使用通信装置传送数据的方法、以及用作中继节点的通信设备和通过中继节点通信的方法。本公开还涉及形成移动通信网络的一部分的基础设施设备以及使用该基础设施设备进行通信的方法。

背景技术：

本文中所提供的“背景技术”描述以总体呈现本公开的内容为目的。目前署名的发明人的工作，某种程度上描述在该背景技术部分，以及申请时未另限定为现有技术的说明方面，既没有明示也没有暗示承认作为本发明的现有技术。

诸如基于3GPP限定的UMTS和长期演进(LTE)架构的系统的第三和第四代移动通信系统能够支持比由前几代移动通信系统提供的简单语音和消息服务更复杂的服务。例如，通过由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应用程序，例如，先前仅仅通过固定线路数据连接可用的移动视频流和移动视频会议。因此，部署第三和第四代网络的需求较强，并且这些网络的覆盖面积(即，能够访问网络的地理位置)预期快速增大。

第三和第四代网络的预期广泛部署导致并行开发一种设备和应用程序，这些设备和应用并非利用可用的高数据速率，而是利用可靠的无线电接口和更加普遍存在的覆盖区域。实例包括所谓的机器型通信(MTC)应用，其以较少传送少量数据的半自主或自主无线通信装置(即，MTC装置)为代表。实例包括所谓的智能电表，智能电表例如位于客户的房屋中，并且定期向中央MTC服务器传输回信息，即，与公共设施(例如，气、水、电等)的客户消耗相关的数据。其他实例包括连续地或间歇地传输数据(例如，经由通信网络从显示器到服务器的测量或读数)的医疗装置以及汽车应用，其中，从在车辆上的传感器中收集测量数据，并且通过移动通信网络将该测量数据发送至连接至网络的服务器。

虽然诸如MTC型终端等终端可以方便地利用由第三代或第四代移动通信网络提供的广阔的覆盖区域，但是目前存在缺点和成功部署的挑战。与诸如智能电话等传统的第三或第四代通信装置不同，MTC型终端优选地比较简单并且便宜，具有更低的能力。此外，通常在不容易直接维护或更换的情况下部署MTC装置，使得可靠和有效的操作可以是决定性的。而且，虽然由MTC型终端执行的功能的类型(例如，收集和报告回数据)不需要特别复杂的处理来执行，但是第三代和第四代移动通信网络通常在无线电接口上采用先进的数据调制技术(例如，16QAM或64QAM)，这可以需要更复杂并且昂贵的无线电收发器来实现。

由于智能电话通常将需要强大的处理器来执行典型的智能电话型功能，所以在智能电话内包括这种复杂的收发器通常是合理的。然而，如上所述，现在期望使用比较便宜并且不太复杂的装置以使用LTE型网络进行通信。因此，这种装置可以是低功率或电池供电的，因此，与更传统的装置相比，具有更低的传输功率能力。这种MTC装置还可以部署在无线电传播条件可能很差的远程位置，使得由MTC装置传输的无线电信号可能无法由基站接收。

技术实现要素：

根据本公开的一个实例实施方式，提供了一种通信装置，用于将数据发送至移动通信网络。该通信装置包括：发送器，被配置为通过第一无线接入接口将表示数据的信号发送至移动通信网络的基础设施设备，并且通过第二无线接入接口将信号发送至能够充当中继节点的一个或多个通信设备；接收器，被配置为通过第一无线接入接口从移动通信网络的基础设施设备接收信号并且通过第二无线接入接口从能够充当中继节点的一个或多个通信设备接收信号；以及控制器。所述控制器被配置为形成中继辅助请求消息并且与发送器和接收器一起在第二无线接入接口上传输中继辅助请求消息供能够充当中继节点的一个或多个通信设备接收，以辅助通过第一无线接入接口将表示数据的信号传送给基础设施设备。所述接收器通过第二无线接入接口从至少一个通信设备接收中继响应消息，该中继响应消息提供所述通信设备能够充当通信装置的中继节点的指示，并且发送器通过第二无线接入接口将用于发送至基础设施设备的表示数据的信号发送至用作中继节点的通信设备。

在一些实例中，将所述中继辅助请求消息作为广播信号发送至能够充当中继节点的任何通信设备。在其他实例中，在从所述基础设施设备中接收能够充当中继节点的可用通信设备的指示之后，由所述通信装置选择性传输所述中继辅助请求消息。

本技术的实施方式可以提供一种设置，其中，通信装置可以发现能够充当中继节点的通信设备。通信设备可以是预先指定的或部署或固定中继节点或者可以是例如具有多个无线电接入技术的通信装置本身，因此，可以形成ad hoc中继节点。ad hoc中继节点包括通信装置，由于能够与其他通信装置以及基站(eNodeB)或移动无线电网络通信，所以这些通信装置具有一个无线电接入技术并且被配置为用作中继节点。因此，通信设备本身可以是移动通信装置、智能电话或无线路由器。因此，移动设备到中继节点的通信可以是装置间通信，如在共同未决的欧洲专利申请14153010.5、14153540.1、14157187.7、14154396.7、14161202.8、14161201.0、14161181.4中所公开的，其内容通过引证结合于此。

根据本技术的诸如MTC-UE的通信装置被配置为根据第一无线接入接口(例如，LTE无线接入接口)发送和接收信号，该通信装置被设置成通过通信设备发送和接收信号，该通信设备通过第二无线接入接口用作中继节点，这是因为中继节点包括被配置为根据第二无线接入接口(例如，WiFi)操作的发送器和接收器。因此，通信装置可以例如通过第二无线接入接口在上行链路上向中继节点发送信号，然后，中继节点可以根据LTE标准操作以通过根据例如LTE标准操作的第一无线接入接口将从UE中接收的信号发送至基站或eNodeB。

因此，本技术的实施方式可以提供一种布置，其中，在用于上行链路传输的eNodeB的覆盖范围之外的通信装置至少可以被发现作为固定中继节点或ad hoc中继节点的中继节点。根据本技术，通信装置可以通过与其用于与移动通信网络的基站通信的无线电接入接口不同的无线电接入接口，发现在附近的一个或多个中继节点，通过该中继节点能够进行无线电通信。然后，通信装置向中继节点发送中继辅助请求辅助消息，该中继节点进行响应执行随机接入程序，如同中继节点是根据移动通信网络的第一无线接入接口操作的通信装置。在成功的随机接入程序之后，中继节点随后执行无线电资源连接建立程序，其中，中继节点识别请求了中继辅助通信的通信装置并获取基站的身份。然后，中继节点向通信装置传输基站的身份，使得通信装置和基站可以使用通过第二无线接入接口向UE发送和接收信号的中继节点根据第一无线接入接口通信。

由所附权利要求限定另外的各个方面和特征。

已经通过一般性介绍的方式提供了前述段落，且并不旨在限制所附权利要求的范围。将通过参考结合附图的下面的详细描述最好地理解所描述的实施例与其它优点。

附图说明

在结合附图考虑时，随着通过参考以下详细描述更好地理解本公开的并将容易获得本公开的更完整的理解及其很多伴随的优点，其中，相似的参考数字在这几幅图中表示相同或对应的部件，并且其中：

图1提供了根据LTE标准的实例的移动通信系统的示意图；

图2提供了通过用作中继节点的通信设备与移动通信网络通信的通信装置(UE)的示意图；

图3是表示通信装置(UE)和用作中继节点的通信设备的实例操作的说明性流程图，其中，通过广播根据本技术的中继辅助请求消息，通信装置启动中继发现过程；

图4是在执行根据本技术的通信装置发起的中继节点发现程序时在通信装置(UE)、用作中继节点的一个或多个通信设备以及移动通信网络通信的一个或多个基础设施设备(eNodeB)之间的信令交换的说明性示图；

图5是在执行未选择基础设施设备作为中继节点的图4的通信装置启动的中继节点发现程序时在通信装置(UE)、用作中继节点的一个或多个通信设备以及移动通信网络通信的一个或多个基础设施设备(eNodeB)之间的信令交换的说明性示图；

图6是在执行通信设备报告其用作中继节点的能力的过程时在用作中继节点的通信设备与移动通信网络通信的基础设施设备(eNodeB)之间的信令交换的说明性示图；

图7是表示通信装置(UE)的实例操作的说明性流程图，其中，通信装置使用能够充当根据本技术的中继节点的可能的通信设备的列表执行中继发现过程；

图8是表示使用能够充当根据本技术的中继节点的可能的通信设备的列表在中继发现过程中响应于通信装置传输的中继辅助请求消息作为中继节点操作的通信设备的实例操作的说明性流程图；

图9是在执行选择通信设备作为根据本技术的实例的中继节点操作的中继节点发现程序时在通信装置(UE)、用作中继节点的通信设备以及移动通信网络通信的基础设施设备(eNodeB)之间的信令交换的说明性示图；

图10是在下行链路不可用时通信装置(UE)、用作中继节点的通信设备以及移动通信网络通信的基础设施设备(eNodeB)的设置的说明性方框图，其中，由基础设施设备传输的信号不能到达通信装置；

图11是表示移动通信网络通信的基础设施设备(eNodeB)以及作为中继节点操作的通信设备的实例操作的说明性流程图，其中，通过使用作为根据本技术的中继节点操作的通信设备发现通信装置，基础设施设备执行下行链路通信；以及

图12是在通过使用作为根据本技术的中继节点操作的通信设备发现通信装置来执行下行链路通信时在移动通信网络通信的基础设施设备(eNodeB)、用作中继节点的一个或多个通信设备以及一个或多个通信装置(UE)之间的信令交换的说明性示图。

具体实施方式

在后文中，参照附图详细描述本技术的优选实施方式。注意，在本说明书和附图中，使用相同的参考数字表示具有基本相同的功能和结构的结构部件，并且省略这些结构部件的重复解释。

实例通信系统

图1提供了示出传统移动通信网络的一些基本功能的示意图，例如，使用3GPP限定的UMTS和/或长期演进(LTE)架构。图1的移动通信网络/系统100根据LTE原理操作并且可以适合于实现下面进一步描述的本公开的实施方式。在3GPP(RTM)机构管理的相关标准中众所周知并且限定，并且在与该主题相关的很多书籍(例如，Holma H.和Toskala A[1])中也描述了图1的各种部件及其相应的操作模式。要理解的是，下面未具体描述的通信网络的操作方面可以根据任何已知的技术实现，例如，根据相关标准。

如从图1可以看出，网络包括连接至核心网络102的多个基站101。每个基站提供覆盖区域103(即，小区)，在该覆盖区域内，数据可以被传送给通信装置(移动终端、MT或用户设备(UE))104并且从通信装置传送。通过无线电下行链路在它们相应的覆盖区域103内将数据从基站101发送至通信装置104。通过无线电上行链路将数据从通信装置104发送至基站101。核心网络102通过相应的基站101将数据路由至通信装置104并且从通信装置路由数据，并且提供诸如认证、移动管理、收费等功能。

移动通信系统(例如，根据3GPP限定的长期演进(LTE)架构设置的系统)将基于正交频分调制(OFDM)的接口用于无线电下行链路(所谓的OFDMA)和无线电上行链路(所谓的SC-FDMA)。

可以将图1的基站101实现作为任何类型的演进节点B(eNodeB)，诸如宏eNodeB和小型eNodeB。小型eNodeB可以是覆盖比宏小区更小的小区的eNodeB，诸如picoeNodeB、微eNodeB以及家庭(毫微微)eNodeB。相反，可以将基站200实现作为任何其他类型的基站，例如，NodeB和基站收发器(BTS)。基站200可以包括：主体(也被称为基站设备)，其被配置为控制无线电通信；以及一个或多个远程无线电头端(RRH)，其设置在与主体不同的位置处。此外，通过临时或半永久性地执行基站功能，下面描述的各种类型的终端均可以操作为基站200。

例如，可以将任何通信装置104实现作为移动终端(例如，智能电话、平板个人电脑(PC)、笔记本PC、便携式游戏终端、便携式/软件狗型移动路由器以及数码相机)或车载终端(例如，汽车导航设备)。还可以将通信装置104实现作为执行机器对机器(M2M)通信的终端(还被称为机器型通信(MTC)终端)。而且，终端装置300可以是安装在每个终端上的无线电通信模块(例如，包括单个芯片的集成电路模块)。

中继技术

中继技术通常是众所周知的，用于提供用于从基站接收信号并且用于在移动通信网络中将接收到的信号重新发送至UE的设置，或者用于接收从UE传输的信号，以用于重新发送至移动通信网络的基站。由于这种设置，所以由移动通信网络提供的无线电覆盖区域可以由中继节点扩展，以到达在移动通信网络的范围之外的另外的通信装置。

如上所述，期望扩展通常位于经受明显的穿透损耗的位置内的机器型通信(MTC)UE的eNodeB的正常覆盖。例如，电气和煤气表通常安装在经受弱网络覆盖的位置内，例如，安装在住宅建筑物的地下室中、在楼梯下方或者甚至地下(在井盖下方)。为了在这种具有挑战性的位置中确保MTC应用，与在其研究项目开始时限定的LTE小区覆盖足迹相比，3GPP首先识别出需要用于低成本MTC装置的覆盖的20dB改善，然而，最终停在较低值15dB上。对于MTC覆盖扩展，已经与其它方法(例如，重复编码)一起广泛研究了功率谱密度(PSD)推进技术，并且应注意，在极端覆盖情况下的MTC UE可能具有诸如非常低的数据速率、更大的延迟容限以及无移动性等特征。

如在共同未决的欧洲专利申请(P104655)EP14170122.7中所公开的，可以提供多RAT上行链路中继辅助传输设置，其中，中继节点用于通过接收来自UE的信号并且将信号重新发送至eNodeB(犹如中继节点是UE)来帮助UE中继上行链路传输。在该概念中，MTC UE能够从eNodeB中接收下行链路物理信道，但是需要中继节点来将其上行链路传输中继给eNodeB。在下行链路中，可以采用诸如功率提升等覆盖扩展技术，使得UE可以从具有足够信号强度的eNodeB中接收下行链路信号。因此，下行链路遵循LTE信令协议。然而，在上行链路上，UE不能到达或选择不到达eNodeB，使得在MTC UE和eNodeB之间没有直接连接。在这方面，由于两个主要原因，所以部署中继节点(中继节点)，以促进通信：

·由于MTC装置使用较少的传输，所以节能；

·在恶意无线电环境中的那些MTC装置的覆盖扩展。

如果MTC装置不能与eNodeB建立LTE上行链路连接，则MTC装置可以使用与LTE可能不同的无线电接口技术(例如，WiFi、LTE-U等)通过一个或多个中继节点与eNodeB通信。

图2提供了一个实例场景，其中，通信装置形成ad-hoc中继节点以便于将无线电信号传送给通信装置(UE)。在一些实例中，UE可以是MTC-UE。如图2所示，基站或eNodeB 101通过LTE型无线接入接口向如上所述可以是MT型UE的UE 104发送下行链路传输。基站或eNodeB 101包括发送器101.tx、接收器101.tx以及控制器或调度器101.ct。相应地，UE 104包括发送器104.tx、接收器104.rx以及控制器104.ct。

如上所述，MTC型UE可以设置在远程位置(例如，房子的地下室)或汽车内，因此，难以进行来自UE的无线电的发送和接收。而且，MTC-UE自身可能是低功率装置，因此，例如，可能是电池供电的。同样，除了设置在使无线电通信困难的位置以外，还可能限制UE 104的传输功率。然而，不限制eNodeB 101的传输功率，因此，在来自MTC-UE的上行链路传输可能未到达eNodeB 101的情况下，下行链路传输信号201可能由UE 104可接收。因此，通信设备可以作为中继节点204操作，以从UE104中接收信号并且将信号从中继节点204中重新发送至由箭头208表示的基站101。

根据本技术，例如可以使用WiFi(IEEE802.11)或另一类型的无线接入接口使形成中继节点的通信设备204与MTC UE通信。然而，中继节点204还具有能够根据LTE无线接入接口操作的发送器和接收器。因此，由UE104传输的信号可以由中继节点204通过WiFi无线接入接口接收并且由中继节点204通过LTE上行链路无线接入接口重新发送至eNodeB 101。因此，犹如中继节点一样，中继节点204可以根据LTE标准操作在上行链路上传输信号的UE。

如通过上面解释的实例场景将理解的是，在MTC装置与eNodeB之间可能发生任何RAT间通信之前，可以引导中继节点发现程序以建立从MTC UE到eNodeB的无线连接。虽然MTC UE可以发现其在eNodeB之下驻留的小区的小区ID，但是如果不知道应传送哪个中继节点，则不能启动建立与eNodeB的无线电链路。同样，接收通过eNodeB转发给MTC UE的任何寻呼消息，但是如果通过中继节点没有到eNodeB的上行链路连接，则在MTC UE不能建立无线电链路。因此，本技术涉及中继节点发现。要理解的是，为了提供UE可以使用中继节点来如上所述帮助上行链路通信的设置，UE首先需要发现并识别中继节点。

中继节点发现

节点/对等体发现协议(Node/Peer discovery protocol)长期用作ad-hoc网络的标准过程[1]-[3]。在无线电网络领域已经对相邻节点和拓扑发现进行了很多研究。在这些协议中，每个节点广播消息以获得网络的信息。提出协议(例如，蓝牙)并且分析双节点链路形成的对称协议。这些协议负责自动配置节点、发现其他节点、确定其他节点的地址并且维护关于到其他主动相邻节点的路径的可到达性信息。发现程序通常由具有要发送给其他节点的数据通信的节点发起，搜索在附近的潜在对等体，然后确定所发现的对等体的标识。这个程序通常涉及在节点对之间的消息交换[4]-[7]。

对于机器型通信(MTC)装置具有两个关键要求：覆盖和能量效率。覆盖要求是因为MTC装置通常位于具有挑战性的位置，其中，当安装在住宅建筑物的地下室时，这些装置经受明显的穿透损耗。为了确保MTC覆盖，与限定的LTE小区覆盖足迹相比，3GPP确定对低成本MTC装置的覆盖需要15dB的改善[8]。能量效率也是MTC的一个关键方面。MTC装置的能量的量可以由装置的约束大小或者例如由能源的效率来限制。

被视为未来通信网络的潜在促成技术之一，中继产生了大量有趣的应用和新的商机[9]-[10]。中继技术在3GPP中标准化为覆盖扩展的解决方案[11]。中继也是可以满足MTC的两个要求的解决方案，这是因为除了覆盖扩展之外，在MTC装置的相邻区域中部署中继节点还可以减少其传输功率，以节省能量。中继可以促进在eNodeB与UE之间通信。然而，在开始时，eNodeB和MTC UE都不知道中继节点的存在，从而应实现中继发现协议。

中继节点发现实施方式

根据本技术，对于两种情况考虑了两种方法：

·提供UE发起的中继节点发现技术，其中，中继节点发现程序由UE发起；

·网络发起的中继节点发现：eNodeB基于小区中可用的中继节点的存在保持所有潜在中继节点的动态列表，并且基于该列表来促进中继节点发现程序。

在一个实例中，本技术的实施方式可以提供一种设置，其中，可以从不同类别的用户装置中选择中继节点。这可以通过两个实例实现：

·固定中继节点：在固定位置中具有多个中继节点，并且这些中继节点的唯一职责是在需要时帮助其附近的UE；

·移动中继节点：可以选择具有连接到相同小区中的另一个UE(具有例如WiFi)的可能性的每个LTE UE，作为中继节点，以在需要时帮助其附近的UE。同样，这些中继节点如上所述形成ad hoc中继节点。

如将理解的是，用于这两种情况中的每种情况的中继节点的操作可以是不同的。固定中继节点被配置为接收和传输从UE接收的数据，使得由中继节点接收的所有信号表示由UE发送的数据，并且因此应该以常见的方式在上行链路上转发给相关联的eNodeB。这种固定中继节点还可以被设置为在下行链路上从eNodeB接收信号，并且在下行链路上将这些信号重新发送至UE。

与此相反，对于充当ad hoc中继节点的LTE UE，接收的信号可以是针对该特定UE的通信量(不需要转发)或要转发给需要中继支持的UE的UE通信量。考虑到LTE UE的数量可以远远大于固定中继节点，所以对于需要覆盖中继支持的UE，具有更好的机会。除了LTE UE是移动的之外，在固定中继节点和用作ad hoc中继节点的LTE UE之间没有根本区别。然而，一旦发现固定中继节点和能够用作ad hoc中继节点的LTE UE是潜在的中继节点，则可能选择具有较高优先级的固定中继节点，这是因为这些固定中继节点专用于中继MTC UE的通信量。

在下面的说明中，尽管MTC UE提供了可以受益于中继辅助通信的通信装置的一个实例，但这仅仅是一种类型的装置的一个实例。所有类型的通信装置都可以受益于中继辅助通信，因此，提及MTC UE，不应被视为将所公开的实施方式限制为MTC UE，而是这些可以扩展为所有类型的UE。

实例实施方式：UE发起的中继节点发现

当UE接收寻呼消息或者某个数据进入其自身的传输缓冲器，以在上行链路上传输时其进行随机接入程序(RAP)。由于最近的eNode没有以足够的强度接收UE在上行链路上传输的信号，所以RAP可能因覆盖问题而失败。此时，可以由UE发起中继节点发现程序。从UE的角度来看，固定中继节点和ad hoc中继节点相似，因此，在中继发现程序中不需要区分这两个类别。

在图3示出的流程图说明本技术的实例实施方式，图3提供了UE 104和中继节点204的实例操作。根据该实例，假设固定/移动的中继节点204已经基于主同步信号和辅助同步信号获得当前连接的小区ID。根据该第一实例实施方式，UE 104广播中继辅助请求消息，该消息可以在不同的无线接入技术中包括中继节点自己的标识符和小区ID。在WiFi的情况下，已知802.11WiFi可以在两种模式下操作：基础设施模式和ad-hoc模式[12]。当LTE UE在基础设施模式下操作并连接至WiFi接入点(AP)时，不可能同时用作中继节点并向MTC UE提供帮助。在这点上，需要上行链路支持的UE 104和用作ad hoc中继节点204的LTE UE应切换到自组织模式，以在没有接入点的情况下能够进行直接MTC UE 104到LTE UE 204连接。在自组织模式中，UE可以通过将需要保持同步的辅助请求消息作为例如信标信号发送给附近的其他装置，来主动建立独立基本服务集(IBSS)。其他装置可以在接收到信标并接收在信标帧中找到的IBSS参数之后连接网络。一旦形成由SSID识别的该IBSS，则UE 104就可以在信标信号中广播中继辅助请求消息。

图3提供了显示UE 104和操作以通过UE 104支持上行链路传输但是作为ad hoc中继节点204操作的LTE UE 204的操作的流程图。在图3中示出的流程图总结如下：

S1：在认识到UE 104需要使用中继节点来支持其上行链路传输之后，在步骤S2中，UE广播可以是在现有消息中的指示符位的形式的中继辅助请求消息，使用与用于上行链路传输的无线电接入技术不同的无线电接入技术与其自身ID和小区ID一起请求中继节点辅助。例如，如果NTC根据LTE操作，则其通常通过LTE无线电接入接口发送和接收信号，而诸如Wifi、蓝牙或Zigbee等不同的无线电接入技术可以用于与中继节点通信。

S4：然后，UE 104等待来自其附近的中继节点的响应一预定时间T。

在判定点S6，UE 104确定其是否从可以用于帮助其上行链路传输的中继节点204接收到应答。在一个实例中，由传输中继响应消息的中继节点204提供应答。如果没有来自潜在的中继节点的反馈，则处理返回步骤S2，并且UE 104再次传输中继辅助请求消息作为请求来自中继节点的帮助的广播信号。

S8：从中继节点已激活了它的无线电接入接口来用于从UE接收信号的起始位置S8，其可以是中继节点用于帮助上行链路传输，在步骤S10，中继节点204接收中继辅助请求消息，该中继辅助请求消息可以包括来自UE 104的作为广播信号传送的UE ID和小区ID。

S12：在第一判定点S12，中继节点204确定在中继辅助请求消息中从MTC UE接收的小区ID是否与部署中继节点的当前小区的小区ID相同。例如，如果中继节点204是具有多种无线电接入技术的LTE UE，则UE将已经获取了用于在小区本身内进行通信的小区ID。使用例如WiFi无线电接入接口，因此，中继节点204可以从包括小区ID的UE 104接收广播信号，因此，确定用作中继节点的UE在与请求上行链路辅助的UE相同的小区中。如果中继节点不在与请求上行链路辅助的UE 104相同的小区中，则处理通过“否”分支在步骤S14中终止。

S16：如果通过确认在从UE 104广播的中继辅助请求消息中接收的小区ID与中继节点204从例如eNodeB接收的小区ID相同，中继节点确认请求上行链路辅助的UE 104在与中继节点相同的小区内，则处理进入步骤S16，其中，由中继节点204执行随机接入程序以便访问LTE通信接口的上行链路资源。

S18：在步骤S18的判定点，中继节点204确定随机接入程序是否成功。如果不成功，则节点分支进入终止端点S18。

S20：如果中继节点204成功地通过无线接入程序(RAP)建立了RRC连接，则与eNodeB 101建立该连接，并且中继节点204与eNodeB 101交换请求上行链路辅助的UE 104的标识符以建立对应于无线电资源连接(RRC)连接状态的协议栈，犹如eNodeB101与请求上行链路辅助的UE104具有连接。

S22：然后，中继节点204发送回中继响应消息，该中继响应消息可以向UE 104提供中继节点204可以用于帮助UE 104的肯定指示。中继响应消息可以包括中继节点自己的ID和从eNodeB接收到的与其连接的eNodeB的ID。

S24：返回参考请求上行链路辅助的UE 104的操作，UE 104从发送回中继响应消息的中继节点中选择其检测到的一个或多个中继节点204中的一个，所述消息表示这两者均在与UE 104相同的小区内并且与小区内的eNodeB建立了连接。因此，UE 104传输中继选择消息，所述消息向中继节点204指示UE是否使用这些消息来帮助将数据上行链路发送至eNodeB。

S26：相应地，如果中继节点204从UE接收到作为中继选择消息的肯定反馈，表示选择该中继节点提供上行链路辅助，则在判定点S26，中继节点204确定是否根据由中继选择消息提供的肯定反馈选择该中继节点。如果没有从UE 104接收到请求上行链路辅助的具有中继选择消息的形式的肯定反馈，则处理进入步骤S28，其中，中继节点保持RRC连接，而不传输数据，并且在预定时间之后等待来自eNodeB的RRC释放。因此，由于没有数据待传输，所以在来自MTC UE的中继响应消息中接收否定指示的那些中继节点204保持RRC连接，直到eNodeB发起RRC释放。通过中继响应消息接收肯定反馈的那些中继节点204完成分别在MTC UE与中继节点以及中继节点与eNodeB之间建立无线链路。

S30：因此，接收到由UE选择中继节点的肯定指示，则UE在中继节点与其自身之间以及相应地中继节点与eNodeB之间建立无线电链路。然后，处理在步骤S14中结束。

在图4中示出了MTC UE和中继节点的操作的更详细的消息流程图，其示出了多个或中继节点以及相应的eNodeB，该流程图总结如下：

如图4中所示，在对应于上述步骤S2至S10的第一步骤中，MTC UE104向能够接收该消息204.1、204.2、204.3的任何中继节点广播中继辅助请求消息401。因此，中继节点204.1、204.2、204.3中的每个能够接收中继辅助请求消息104，该中继辅助请求消息包括传输UE104请求包括UE自己的ID和UE传输的小区ID的中继辅助的指示(位指示)。接收中继辅助请求消息401的中继节点204.1、204.2、204.3中的每个通过传输随机接入前导码消息406来执行随机接入程序404，如图3中的步骤S16、S18所表示的，并且从中继节点204.3与其建立连接的一个eNodeB 101.3接收随机接入响应消息408。然后，从一个eNodeB 101.3成功接收随机接入响应的中继节点204.3执行传输RRC连接请求消息412的RRC连接建立410，并且接收RRC连接设置(RRC connection setup)消息414，随后接收RRC连接完成消息416，包括请求上行链路辅助的UE 104的ID。

然后，在与请求上行链路辅助的UE 104相同的小区中与eNodeB 101.3成功建立RRC连接的中继节点204.3将中继响应消息418发送回MTC UE104，向其中继节点ID提供肯定指示。在过程420中，请求上行链路辅助的eNodeB 104执行中继选择过程，其中，识别在具有其自己的UE ID的中继响应消息中提供肯定指示的中继节点，对应于在图3中示出的步骤S24和S22。然后，MTC UE 104向所选择的中继节点204.3发送中继选择消息(例如，在标准信令消息中作为一位肯定指示符)，除了中继节点204.3提供上行链路辅助以外。

最后，在过程424中，UE使用消息426开始通过中继节点204.3向eNodeB 101.3传输信号，这些消息由中继节点204.3接收，然后，使用消息428通过LTE无线接入接口传输。

如上面参照在图3所示的流程图所示，在过程步骤S26中，中继节点204可以不从请求上行链路辅助104的UE接收中继响应消息，或者可以在中继响应消息418中接收否定指示，因此，进入步骤S26，其中，保持RRC连接状态，直到从eNodeB 204提供RRC释放。因此，示出了在图4所示的相应的信令消息流，其中，UE选择中继节点204.3，用于以下情况：在图5中未选择中继节点，其中，相同的参考数字用于对应于相同的过程步骤和消息。然而，如图5中所示，在发生中继选择420之后，请求上行链路辅助104的UE以及UE 104可能选择了一个或多个不同的中继节点，然后，请求上行链路辅助的MTC UE 104传输中继响应消息440，包括例如1位否定指示符，其通知中继节点204.3尚未选择该中继节点，以通过其上行链路传输来支持UE。因此，作为响应，中继节点204.3不进行任何进一步RRC连接过程，或者不通过传输数据来访问由RRC连接提供的无线电资源，因此，eNodeB 101.3执行过程步骤S28，并且在预定时间之后，发送RRC释放消息442。

实例实施方式：网络发起的中继节点发现

根据上面给出的实例实施方式，正在请求中继节点的帮助的UE 104传输中继辅助请求消息作为信标信号提供对中继辅助消息的请求，以由能够检测该广播信号的任何固定中继节点或ad hoc中继节点检测。然而，在一些情况下，这种设置可能是不利的。这是因为MTC UE的数量预期非常大。结果，可能具有大量MTC UE同时请求中继节点。例如，在WiFi无线电接入技术用于中继的情况下，很多MTC UE可以传输中继辅助请求消息，作为广播信标信号，这可能导致接收中继节点的拥塞。另外，然后，检测请求中继辅助消息的大部分中继节点可以执行随机接入程序(RAP)，并且这可以相应地在服务于小区的基站(eNodeB)上造成明显的信令负荷。其次，未选择的中继节点(在ad hoc中继节点的情况下可以是LTE UE)必须保持RRC不必要地连接，但是不向/从eNodeB传输/接收任何东西，直到接收到RRC释放消息。在这点上，考虑到一些UE(例如，MTC装置)可能具有非常低的移动性这一性能，可以利用网络存储器来促进中继节点发现。当发生MTC UE通信量时，eNodeB可以保持所有固定中继节点的列表，并且仅仅请求来自这些中继节点的帮助。然而，甚至使用这些固定中继节点，一些MTC装置仍可能不在固定中继节点的覆盖区域下。在这种情况下，eNodeB可以保持由愿意用作移动中继节点的那些LTE UE形成的所有潜在中继节点的列表，包括固定中继节点和ad hoc中继节点。因此，要理解的是，根据一些实施方式，该列表不再是静态的，并且可以是随时间改变的动态列表。由于在eNodeB与MTC UE之间的下行链路连接可用，所以每当更新时，可以将该列表发送给MTC UE。

根据该实例实施方式，UE可以与已经指示其能够充当来自所接收的潜在中继节点的列表的中继节点的通信装置逐个协商，以避免上述两个缺点。因此，根据本技术，网络存储器可以用于帮助MTC UE识别能够充当中继节点的可能的通信装置。MTC UE保持在过去多次用作中继节点的相关联的LTE UE的列表，并且基于其服务的次数，给在动态列表中的潜在中继节点设置不同的优先级。例如，如果在列表中具有两个LTE UE，则UE 1用作ad hoc中继节点n次，并且UE 2能够充当ad hoc中继节点n-k次。同样，给UE 1提供更高的优先级并且UE 1在列表的前部位置。每当MTC UE搜索中继节点，代替广播对中继辅助消息的请求时，首先尝试连接到LTE UE 1，然后，尝试连接到LTE UE 2。如果这两个尝试失败，则MTC UE继续经过在保持的潜在中继节点的列表中提供的其他中继节点。结果，未选择的中继节点不太可能不必要地保持RRC连接状态，并且信令负荷也相应减少。

根据本技术，可以执行总体上包括如下识别的三个连续阶段的程序：

阶段1：所有潜在中继节点发现

在第一阶段期间，发现由相同eNodeB覆盖的所有潜在中继节点并形成这些中继节点的列表。固定中继节点和愿意用作ad hoc中继节点的LTE UE都应向eNodeB发送报告消息以识别：

·是固定中继节点还是能够用作中继节点的LTE UE，这是因为具有多个可用的RAT和适当的配置；

·LTE UE是否愿意帮助作为中继节点；

·消息的含义可以被定义为：

○LTE UE不能用作移动中继节点；

○LTE UE能够充当移动中继节点；

○由于硬件故障或其他原因，所以固定中继节点不能用作中继节点；

○固定中继节点能够充当中继节点。

一旦LTE UE进入小区或者在如图6中所示的RRC连接建立程序期间切换之后可以定期发送该消息。

如图6中所示，在用作ad hoc中继节点的LTE UE或固定中继节点204与能够与中继节点204通信的eNodeB之间发生消息交换。根据传统的设置，中继节点204通过向eNodeB 101传输在消息602中的随机接入前导码来执行随机接入程序601，并且接收随机接入响应消息604。然后，根据传统的设置，通过传输接收RRC连接设置响应消息610的RRC连接请求消息608，中继节点204执行RRC连接建立程序606。作为RRC连接建立消息的一部分，然后，中继节点发送RRC连接完成消息612，其中，向eNodeB指示其用作中继节点的状态，这是因为该节点是固定中继节点，或者因为该节点是具有用作具有正确配置并且具有多种无线电接入技术的中继节点的能力的UE。然后，eNodeB 101发送RRC连接释放消息614，其中，向中继节点确认其能够充当中继节点的报告消息。然后，中继节点执行RRC连接释放程序，释放先前给其分配的资源作为RRC连接建立618的一部分。

对于固定中继节点，可以仅仅执行一次实例报告程序。一旦eNodeB发现报告设备是固定中继节点，则将设备的ID放入可用的中继节点的列表内，并且不期望进一步报告。对于用作ad hoc中继节点的LTE UE，每当中继节点进入小区(事件基础)时发生报告，或者在预定时间T_rep期满之后定期进行报告。相应地，除非小区的eNodeB超过该周期T_rep接收该报告，否则，从该小区的可用中继节点的列表中去除LTE UE的标识符。由于固定中继节点专用于操作，以中继UE的信号，所以应在可用中继节点的列表中给这些固定中继节点提供更高的优先级。表1提供了列表的实例，其中，F位表示设备是否是固定中继节点。

表1：潜在中继节点的列表

阶段2：中继节点列表通知和更新

一旦成功形成了中继节点列表，则用于该网络的小区的eNodeB被配置为向MTC UE传输表示可用中继节点的该列表的数据。可以在诸如SIB13的系统信息块(SIB)中携带该列表，用于关于MBMS接收的信息。可以通过新的SIB来扩展规范或者可以扩展合适的现有SIB。一旦MTC UE具有完整列表，则不需要再次重新发送整个列表。eNodeB可以发送系统信息的变化，并且通过寻呼消息请求MTC UE读取系统信息的变化，这将减少所需的信令开销。

阶段3：中继节点发现

如将理解的是，向需要中继辅助的UE提供可用中继节点的列表，UE不需待传输中继辅助消息的请求，以与潜在中继节点建立联系。因此，通过在eNodeB处建立可用中继节点的列表，来替换与建立可用的中继节点相关联的第一组S10至S22。同样，包括过去用作中继节点的固定中继节点/ad hoc中继节点(LTE UE)的标识符的网络存储器应累积在需要中继辅助的UE(例如，MTC UE)处。可以使用服务号n_s来区分可用的中继节点，具有接收偏好的效果，使得更优选的中继节点可以接收高服务号n_s，反之亦然。在此处，假设MTC UE获取了这种存储器并且根据两个规则调整中继节点列表的优先级：

·给具有更大n_s的固定中继节点/LTE UE提供更高的优先级；

·如果具有相同的n_s，则给固定中继节点提供比LTE UE更高的优先级。

一旦中继节点列表准备就绪，就可以由MTC UE进行中继节点链接。在一个实例中，这可以使用由在图7中表示的UE执行的过程来实现。

如下概述在图7中呈现的流程图，表示由UE执行的的实例过程，以便使用在图7中所示的可用中继节点的列表来建立到中继节点的无线链路：

S40：在开始该过程之后，因为例如UE具有要发送至eNodeB的数据，所以UE在步骤S42中初始化变量以循环通过可用中继节点的列表，例如i＝1。

S44：UE向第i个中继节点发送请求中继辅助的中继辅助请求消息，指示UE自己的标识和小区标识符。UE依次相继向在列表上的每个可能的中继节点传输中继辅助请求消息，或者在可替换的设置中，可以同时传输一个或多个。

S46：然后，UE开始等待时间以确定是否从第i个中继节点接收中继响应消息。

S48：在判定点S48，UE确定其是否接收了提供来自第i个中继节点的反馈的中继响应消息。如果没有接收到反馈，则处理进入判定点S50。在S50，UE确定是否已经尝试了所有中继节点。如果没有，则在步骤52中增加i，并且处理从步骤S44开始再次进行。如果尝试了所有中继节点，则UE在步骤S54中更新其可用中继节点的列表，并且处理在步骤S42中返回到第i个中继节点。

S56：如果从第i个中继节点接收到作为中继响应消息的反馈，则UE向中继节点发送中继选择消息，以选择该中继节点。然后，关于参考图3描述的第一实例实施方式，处理进入步骤S58，其中，UE建立到中继节点的无线链路，并且中继节点与eNodeB建立RRC连接设置。否则，处理在步骤S60结束。

根据一个实例实施方式，如果尝试了所有潜在中继节点并且仍然没有为MTC UE发现中继节点，则可以在MTC UE进行另一个搜索之前更新中继节点列表。

从中继节点的一侧，在图8中相应地示出根据小区的可用中继节点的建立列表操作的本技术的实施方式。在图8中示出的流程图总结如下：

S80：从开始位置，在范围内监视来自UE的传输的中继节点204在步骤S82接收中继辅助请求消息(指示符位)，表示传输该消息的UE需要来自中继节点的帮助以在上行链路上发送至小区的eNodeB。中继节点接收请求上行链路辅助的消息以及传输UE标识符(ID)、根据传输消息的列表的中继节点的标识符、以及识别传输UE的小区的小区标识符的指示。

S84：中继节点比较由UE传输的所接收的中继节点ID和其自己的标识符，以确认UE实际上向中继节点传输。

S86：在判定点S86，中继节点确定在中继辅助请求消息中接收的标识符是否与其标识符相同，在这种情况下，处理进入判定点S88，否则，处理在端点S90终止。

在判定点S88，中继节点确定在从UE接收的中继辅助请求消息中的小区ID是否与目前与中继节点连接的所识别的小区相同。如果不同，则处理继续进行，以在步骤S90终止。

S92：如果中继节点确认小区标识符与中继节点对eNodeB可用的小区标识符和从来自UE的中继辅助请求消息中接收的小区标识符这两者相同，则在步骤S92中，中继节点执行随机接入程序以便与eNodeB 101建立RRC连接。

S94：如果随机接入程序成功，则处理进入步骤S96。否则，处理在步骤S90终止。

在步骤S96，中继节点执行RRC连接建立并与eNodeB交换eNodeB标识符和UE标识符以便建立RRC连接，犹如中继节点是UE。

S98：一旦中继节点建立了RRC连接，则中继节点向使具有eNodeB的标识符的UE发送中继响应消息。UE等待中继响应消息达预定时间。如果在预定时间内没有接收到反馈，则中继发现失败，并且UE检查是否已经联系在列表中的所有中继节点。如果是，则进入下一个步骤；否则，联系在列表中的下一个中继节点。如果接收中继响应消息，则找到中继节点，并且UE向中继节点发送中继选择消息，表示应建立无线链路。

S100：中继节点建立到UE以及到eNodeB的无线链路，以便执行其作为用于帮助从UE到eNodeB的上行链路传输的中继的功能。

在图9中提供了支持分别在需要帮助的UE和在图7和图8所示的中继节点处执行的两个过程的详细消息流程图，将其总结如下：

在第一消息传输901中，UE 104向第i个中继节点204传输消息，提供中继节点204希望接收中继辅助用于从UE 104到eNodeB 101的上行链路传输的指示。在过程902中，中继节点执行步骤S84、S86、S88以便比较中继节点的标识符(ID)和在从UE接收的消息901中标识的ID，包括第i个中继节点的标识符。

在随机接入程序904中，第i个中继节点通过传输随机接入前导码906执行在图8中所示的步骤S92、S94，并且从eNodeB(随机接入响应(RAR)消息)接收相应的响应908。因此，一旦随机接入程序904成功，则第i个中继节点移动到由程序910表示的建立RRC连接的阶段，传输接收RRC连接设置消息914的RRC连接请求消息912并且传输RRC完成消息916。然而，eNodeB 101向中继节点204传输的包括eNodeB的ID的消息914，使得第i个中继节点可以向UE 104通知向其传输上行链路消息的eNodeB的身份。相应地，RRC完成消息916包括在上行链路上传输的UE 104的标识符，使得eNodeB可以识别进行了RRC连接建立的UE 104。

根据在图8中所示的过程步骤S98，然后，第i个中继节点向UE 104传输具有eNodeB 901的标识符的中继响应消息，然后，由UE 104通过传输中继选择消息920(例如，肯定确认位或标志)来确认。

通过中继节点204与用于UE 104的eNodeB 104建立了RRC连接，使用从UE 104发送至作为上行链路数据924的eNodeB 204并且然后使用消息传输926从中继节点204发送至eNodeB的消息，UE可以在上行链路922上开始传输。

在一些实例中，中继节点可能需要通过中继从eNode接收的用于发送至UE的信号，来帮助UE进行下行链路以及上行链路通信。例如，通过UE的eNodeB增大信号的传输功率的功率提升在一天的某个时间可能不可用。同样，在eNodeB与MTC UE之间的下行链路连接可能不可用，如图10所示。根据本技术，为此，在图11中显示eNodeB的发现程序的实例，以识别合适的中继节点，其中，eNodeB传输由中继节点接收的并且由中继节点识别的寻呼消息，作为UE不能从eNodeB接收传输的指示，因此，中继节点必须促进下行链路以及上行链路通信。

在图11中提供了本技术的实例实施方式，表示eNodeB发现中继节点以帮助从eNodeB到UE的下行链路通信的发现程序，其如下概述：

S200：在开始时，eNodeB已经确定UE存在于小区中并且因此具有UE的标识符。

S202：eNodeB开始，在小区内寻呼在可用中继节点的列表中的中继节点。寻呼消息包括其希望在下行链路上给UE传输数据的UE的标识符。这通过传输包括UE标识符(ID)的下行链路接入请求消息或寻呼消息来完成。

S204：然后，eNodeB等待预定时间T，以从中继节点接收对由eNodeB在LTE无线电接入接口的下行链路上传输的寻呼消息的响应消息。在判定点S206，eNodeB确定其是否从一个中继节点204接收到寻呼响应消息，在这种情况下，处理进入步骤S208，或者eNodeB返回步骤S202并且尝试寻呼在可用中继节点的列表内的下一个中继节点。

S208：然后，eNodeB选择一个或多个可用的中继节点，其向eNodeB提供来自该列表的这些中继节点可用于在下行链路上用作UE的中继节点的反馈。

S210：然后，没有响应寻呼请求的那些中继节点释放其RRC连接，并且未选择这些中继节点。

S212：然后，结合由中继节点执行的步骤，eNodeB建立到中继节点和UE的无线接入链路。

S220：在开始时，中继节点在存在对应的eNodeB 104的网络的小区内操作。

S222：中继节点接收由eNodeB传输的寻呼消息，该寻呼消息包括需要可以是上行链路和下行链路的中继辅助的UE的标识符。根据LTE的实例，实现了这一点。在LTE无线接入接口的一个实例中，中继节点检查PDCCH。如果在PDCCH中具有寻呼消息，则中继节点检查在所识别的PDSCH中的寻呼信道，并且获得目标MTC UE ID。

S224：然后，中继节点向其附近的UE广播包括UE的标识符的下行链路接入请求消息。中继节点通过对其可用的无线电接入技术(例如，WiFi信道)来传输下行链路接入请求消息。下行接入请求消息包括UE的标识符。每个周围的UE接收下行链路接入请求消息，并将其与其自己的标识符进行比较。如果匹配，则UE进行链路质量测量，然后，向中继节点发送回具有下行链路确认消息的形式的肯定指示符和链路质量指示符(可选)。

在判定点S226，中继节点确定其是否以下行链路确认消息的形式从通过UE标识符识别的UE中接收响应。如果没有接收到响应，则过程在步骤S228终止。否则，处理在步骤S230中进行，并且中继节点进行随机接入程序并且与eNodeB建立RRC连接。作为该程序的一部分，中继节点向eNodeB确认其与由UE标识符识别的UE建立了连接程序。因此，在步骤S232中，中继节点传输确认消息，该确认消息提供肯定指示符和可用于eNodeB的可选的链路质量的指示。然后，eNodeB从所有发送回反馈信息的中继节点中选择一个或多个中继节点。

在判定点S234，中继节点204确定其是否应该释放RRC连接建立。如果中继节点要与MTC UE建立无线链路，则处理如上所述进入步骤S212，以便在eNodeB UE与MTC UE的中继节点之间以及从中继节点到MTC UE建立无线链路。否则，处理继续进行，以在步骤S228中终止。

在图12中示出了对应于在图11中提供的方法和程序的更详细的信令交换，其描述如下：

作为第一步骤，eNodeB开始通过传输具有UE的P-RNTI的下行链路PDCCH消息来寻呼MTC UE，其中，UE从PDSCH恢复寻呼消息，根据传统的设置，该消息包括要接收下行链路通信的UE的ID。因此，消息1202表示可以由中继节点204.1、204.2、204.3中的任何一个接收的寻呼消息。在过程步骤1204中，中继节点在PDSCH中接收寻呼消息，犹如该消息是由UE标识符识别的UE，并且通过不同的无线电接入技术(例如，WiFi)传输下行链路接入请求消息，包括UE的标识符，预期这可以在中继节点的传输范围内例如从WiFi发送器接收。中继节点的传输可以由位于其附近104.1、104.2、104.3的任何一个UE接收。然而，这些中仅有一个具有与在下行链路接入请求消息中的标识符以及相应地存在于由eNodeB 101传输的寻呼消息中的标识符相同的标识符。在过程1206中，从中继节点204.3中接收到下行链路接入请求消息的每个UE确定是否从存在于下行链路接入请求消息中的相应的UE标识符中识别出。如果UE认出在下行链路接入请求消息中的标识符，则目标UE执行过程1208，其中，向中继节点204.3发送回肯定指示符消息，提供在中继节点204.3的发送和接收范围内找出所识别的UE的指示1210，因此，中继节点204.3能够充当该UE的中继节点。

在从UE接收到肯定指示符之后，中继节点204.3通过传输随机接入前导码消息1214来执行随机接入程序1212，并且作为响应，eNodeB根据传统的设置传输随机接入响应消息1216。然而，在接收到随机接入响应消息1212之后，中继节点204.3通过传输RRC连接请求消息1220来执行RRC连接建立程序，并且作为响应，从eNodeB 101接收RRC连接建立消息1222，并且RRC连接建立由RRC连接完成消息1224完成。然后，中继节点204.3通过所建立的连接向eNodeB 104传输发现了eNodeB在寻呼消息1226中识别的UE的指示，并且传输肯定指示符以及可选地可用于传输到UE 1228的信号质量水平的指示。

然后，在过程步骤1230中释放对试图建立RRC连接的寻呼消息1202做出响应的任何中继节点，使得选择优选中继节点并且未选择的中继节点释放其RRC连接。最后，eNodeB开始在下行链路上向UE 104传输，如过程方框1234所表示的。

因此，本技术的实施方式提供一种设置，其中，用于上行链路传输和下行链路传输的在eNodeB的覆盖范围之外的UE可以发现作为固定中继节点或ad hoc中继节点的中继节点。因此，本技术可以提供以下优点和特征：

·中继节点发现可以由UE独立于eNodeB或者由eNodeB作为所建立的协议的一部分来进行；

·覆盖下行链路和上行链路，并且提供相应的eNodeB和UE发起的中继发现方案；

·具有相关RAT的任何LTE UE能够充当中继节点，以促进在MTC装置与eNodeB之间通信，这可以增大帮助在差覆盖区域内的MTC装置的概率；

·可以利用网络存储器，即，在小区中使用的中继节点的先验信息来简化中继发现过程；

·利用网络存储器来优化每个单独UE的可用中继节点的列表；

·在eNodeB内保留所有潜在中继节点的静态或动态列表以简化发现和信令过程；

·考虑RAT间技术，其中，在中继节点与MTC装置之间的无线电链路可能不同于在中继节点和eNodeB之间的(LTE)无线电链路；

·与中继节点更像是与eNodeB具有无线回程连接的小型小区的当前3GPP标准不同，只要其支持在MTC UE和中继节点之间所需的RAT，任何LTE UE都能够充当中继节点。这是从以eNodeB为中心的网络范例向以用户为中心的网络范式的演进；

·考虑到MTC UE的低移动性，利用网络存储器来减少信令开销。

在所附权利要求内限定本技术的各种进一步方面和特征，在所附权利要求的范围内，还可对在上文中描述的实施方式做出各种修改。例如，虽然提出LTE，作为一个实例应用，但是要理解的是，可以使用其他移动通信系统，其中，可以使用本技术。

以下编号条款限定本技术的各种进一步方面和特征。

1.一种通信装置，所述通信装置包括：

发送器，被配置为经由第一无线接入接口将表示数据的信号发送至移动通信网络的基础设施设备并且经由第二无线接入接口将信号发送至能够充当中继节点的一个或多个通信设备；

接收器，被配置为经由所述第一无线接入接口从所述移动通信网络的所述基础设施设备接收信号并且经由所述第二无线接入接口从能够充当中继节点的一个或多个所述通信设备接收信号；以及

控制器，被配置为控制所述发送器和所述接收器，其中，所述控制器被配置为形成中继辅助请求消息并且与所述发送器和所述接收器相组合以：

在所述第二无线接入接口上发送所述中继辅助请求消息供能够充当中继节点的一个或多个所述通信设备接收，以辅助经由所述第一无线接入接口将表示数据的信号传送给所述基础设施设备；

经由所述第二无线接入接口从所述通信设备中的至少一个接收中继响应消息，所述中继响应消息提供所述通信设备能够充当所述通信装置的中继节点的指示；并且

经由所述第二无线接入接口将用于发送至所述基础设施设备的表示数据的信号发送至充当中继节点的所述通信设备。

2.根据条款1所述的通信装置，其中，通过所述发送器经由所述第二无线接入接口将所述中继辅助请求消息发送至能够充当中继节点的一个或多个所述通信设备，并且从至少一个所述通信设备接收的所述中继响应消息包括识别能够充当中继节点的所述通信设备的标识符，并且所述控制器与所述发送器和所述接收器一起被配置为：

从充当中继节点的一个或多个所述通信设备中的多个通信设备接收所述中继响应消息；

从在所述中继响应消息中接收的所述标识符识别充当中继节点的所述通信设备中的每一个；

选择所识别出的通信设备中的一个或多个充当所述通信装置的中继节点；并且

经由所述第二无线接入接口将用于发送至所述基础设施设备的表示数据的信号发送至用作中继节点的一个或多个所选择的通信设备。

3.根据条款1所述的通信装置，其中，所述控制器与所述发送器和所述接收器一起被配置为：

经由所述第一无线接入接口从所述基础设施设备接收表示能够充当所述通信装置的中继节点的一个或多个所述通信设备的列表的数据；

将所述中继辅助请求消息发送至在从所述基础设施设备接收的所述列表中识别出的能够充当中继节点的一个或多个所述通信设备中的至少一个。

4.根据条款3所述的通信装置，其中，所述控制器与所述发送器和所述接收器一起被配置为：

按照根据建立的偏好而确定的顺序将所述中继辅助请求消息发送至在从所述基础设施设备接收的所述列表中识别出的能够充当中继节点的所述通信设备中的一个或多个。

5.根据条款3或4所述的通信装置，其中，所述控制器与所述发送器和接收器一起被配置为

响应于发送所述中继辅助请求消息，从自所述列表识别出的能够充当中继节点的一个或多个所述通信设备中的至少一个接收所述中继响应消息，所述中继响应消息提供从中接收到所述中继响应消息的所述通信设备将充当所述通信设备的中继节点的指示；并且

经由所述第二无线接入接口将用于发送至所述基础设施设备的表示数据的信号发送至充当中继节点的至少一个所述通信设备。

6.根据条款3、4或5所述的通信装置，其中，所述控制器与所述发送器和所述接收器一起被配置为：

响应于发送所述中继辅助请求消息，从自列表中识别出的能够充当中继节点的多个一个或多个所述通信设备接收所述中继响应消息，所述中继辅助请求消息提供从中接收到所述中继辅助请求消息的所述通信设备将充当所述通信设备的中继节点的指示；

选择从中接收了所述中继响应消息的所述通信设备中的一个或多个充当所述通信装置的中继节点；并且

经由所述第二无线接入接口将用于发送至所述基础设施设备的表示数据的信号发送至充当中继节点的一个或多个所选择的通信设备。

7.根据条款3到6中任一项所述的通信装置，其中，所述中继辅助请求消息包括所述中继辅助请求消息所发送至的、能够充当中继节点的所述通信设备的标识符，用于由所述通信设备验证根据由所述基础设施设备发送的所述列表使所述通信设备被请求充当中继节点。

8.根据条款5或6所述的通信装置，其中，所述控制器与所述发送器和接收器一起被配置为：

存储被选择充当中继节点的通信设备的指示并且根据所述通信设备是否预先充当所述通信设备的中继节点来确定将所述中继辅助请求消息发送至在所述通信设备的列表中的能够充当中继节点的所述通信设备中的一个或多个的偏好。

9.根据条款1到8中任一项所述的通信装置，其中，所述控制器被配置为在经由所述第一无线接入接口将数据传送给所述基础设施设备时，形成具有所述通信装置的标识符的中继辅助请求消息以供能够充当中继节点的一个或多个所述通信设备使用来识别所述通信装置。

10.根据条款1到9中任一项所述的通信装置，其中，所述控制器被配置为形成具有由所述基础设施设备服务的所述移动通信网络的小区的标识符的所述中继辅助请求消息，使得能够充当中继节点的一个或多个所述通信设备能够将利用所述中继辅助请求消息所接收的小区的标识符与由所述通信设备获取的由所述基础设施设备服务的通信网络的小区的标识符进行比较，并且如果利用所述中继辅助请求消息所接收的小区的标识符与由所述通信设备所获取的小区的标识符相同，则所述通信设备能够确定所述通信设备能够充当所述通信装置的中继节点，所述中继响应消息提供所述通信设备能够充当所述通信装置的中继节点的指示。

11.根据条款10所述的通信装置，其中，所述中继响应消息包括在经由充当中继节点的所述通信设备将数据发送至所述基础设施设时供所述通信装置使用的所述基础设施设备的标识符的指示。

12.根据条款1到11中任一项所述的通信装置，其中，所述控制器与所述发送器和接收器一起被配置为

经由所述第二无线接入接口从一个或多个所述通信设备中的能够充当中继节点的一个通信设备接收包括所述通信装置的标识符的下行链路接入请求消息；

使用利用所述下行链路接入请求消息接收到的所述通信装置的标识符确认将所述下行链路接入请求消息引导至通信装置；

经由所述第二无线接入接口将接收到所述下行链路接入请求消息应答发送至充当中继节点的所述通信设备；

经由所述第二无线接入接口从充当中继节点的所述通信设备接收表示已经由所述第一无线接入接口从所述基础设施设备发送至中继节点的数据的信号。

13.一种在移动通信网络中使用通信装置进行通信的方法，所述通信装置被配置为经由第一无线接入接口将表示数据的信号发送至移动通信网络的基础设施设备并且经由所述第一无线接入接口从所述移动通信网络的所述基础设施设备接收信号，所述方法包括：

形成中继辅助请求消息；

经由所述第二无线接入接口发送所述中继辅助请求消息供能够充当中继节点的一个或多个通信设备接收，以辅助经由所述第一无线接入接口将表示数据的信号传送给所述基础设施设备；

经由所述第二无线接入接口从所述通信设备中的至少一个接收中继响应消息，所述中继响应消息提供所述通信设备能够充当通信装置的中继节点的指示；并且

经由所述第二无线接入接口将用于发送至所述基础设施设备的表示数据的信号发送至充当中继节点的所述通信设备。

14.根据条款13所述的方法，其中，经由所述第二无线接入接口发送所述中继辅助请求消息包括经由所述第二无线接入接口将所述中继辅助请求消息发送至能够充当中继节点的一个或多个所述通信设备，并且接收所述中继响应消息包括：

从充当中继节点的一个或多个所述通信设备中的多个通信设备接收所述中继响应消息，所述中继响应消息包括识别能够充当中继节点的所述通信设备的标识符；

从在所述中继响应消息中接收的所述标识符识别充当中继节点的所述通信设备中的每一个；

选择所识别出的通信设备中的一个或多个充当所述通信装置的中继节点，并且经由所述第二无线接入接口将用于发送至所述基础设施设备的表示数据的信号发送至充当中继节点的所述通信设备包括

经由所述第二无线接入接口将用于发送至所述基础设施设备的表示数据的信号发送至充当中继节点的一个或多个所选择的通信设备。

15.根据条款13所述的方法，包括：

经由所述第一无线接入接口从所述基础设施设备接收表示能够充当所述通信装置的中继节点的一个或多个所述通信设备的列表的数据，并且经由所述第二无线接入接口发送所述中继辅助请求消息包括将所述中继辅助请求消息发送至在从所述基础设施设备接收的所述列表中识别出的能够充当中继节点的所述通信设备中的一个或多个。

16.根据条款15所述的方法，其中，发送所述中继辅助请求消息包括按照根据建立的偏好而确定的顺序将所述中继辅助请求消息发送至在从所述基础设施设备接收的所述列表中识别出的能够充当中继节点的所述通信设备中的一个或多个。

17.一种通信设备，被配置为用作中继节点，所述通信设备包括：

接收器，被配置为经由第一无线接入接口从移动通信网络的基础设施设备接收信号并且经由第二无线接入接口从通信装置接收信号；

发送器，被配置为经由所述第一无线接入接口将信号发送至所述移动通信网络的所述基础设施设备并且经由所述第二无线接入接口将信号发送至所述通信装置；以及

控制器，与所述发送器和所接收器一起被配置为：

经由所述第二无线接入接口从所述通信装置中的一个接收表示请求将所述通信设备充当中继节点的请求的中继辅助请求消息，以辅助经由所述第一无线接入接口传送用于发送至所述基础设施设备的从所述通信装置接收的表示数据的信号；

经由所述第二无线接入接口发送中继响应消息，所述中继响应消息提供所述通信设备能够充当所述通信装置的中继节点的指示；并且

经由所述第二无线接入接口从所述通信装置接收用于发送至所述基础设施设备的表示数据的信号；并且

经由所述第一无线接入接口将从所述通信装置接收的表示数据的信号发送至所述基础设施设备。

18.根据条款17所述的通信设备，其中，所述控制器被配置为形成所述中继响应消息以包括识别所述通信设备并且所述通信设备将充当中继节点的标识符，并且所述控制器与所述接收器一起被配置为：

从所述通信装置接收中继选择消息，所述中继选择消息提供所述通信装置选择了通过发送的所述中继响应消息所识别出的通信设备充当所述通信装置的中继节点的指示。

19.根据条款13所述的通信设备，其中，通过所述接收器接收的所述中继辅助请求消息包括经由所述第二无线接入接口通过所述通信装置发送的所述中继辅助请求消息所发送至的所述通信设备的标识符的指示，用于由所述通信设备验证根据由所述基础设施设备发送的所述列表使所述通信设备被请求充当中继节点，并且

在发送所述中继响应消息后，经由所述第二无线通信接口从所述通信装置接收中继选择消息，所述中继选择消息提供所述通信装置选择了通过发送的所述中继响应消息所识别出的通信设备充当所述通信装置的中继节点的指示。

20.根据条款19所述的通信设备，其中，所述控制器与所述发送器和所述接收器一起被配置为：

经由所述第一无线接入接口向所述基础设施设备发送表示所述通信设备能够充当所述通信装置的中继节点的指示的数据。

21.根据条款20所述的通信设备，其中，所述控制器与所述发送器和所述接收器一起被配置为：

在所述通信设备完成切换至所述基础设施设备或者连接至所述基础设施设备时或者在预定时间之后，发送所述通信设备能够充当中继节点的指示。

22.根据条款17到21中任一项所述的通信设备，其中，所述中继辅助请求消息包括所述通信装置的标识符，并且所述控制器与所述发送器和所述接收器一起被配置为：

通过所述第一无线接入接口执行随机接入程序；

在所述通信设备相当于所述通信装置的条件下，通过所述第一无线接入接口与所述基础设施设备建立无线电通信信道；并且

发送在所述中继辅助请求消息中接收的所述通信装置的标识符作为通过所述第一无线接入接口建立所述无线电通信信道的一部分。

23.根据条款17到22中任一项所述的通信设备，其中，所述中继辅助请求消息包括由所述基础设施设备服务的所述移动通信网络的小区的标识符，并且所述控制器与所述发送器和所述接收器一起被配置为：

将利用所述中继辅助请求消息所接收的小区的标识符与由所述通信设备获取的由所述基础设施设备所服务的通信网络的小区的标识符进行比较；并且

如果利用所述中继辅助请求消息所接收的小区的标识符与由所述通信设备所获取的小区的标识符相同，则经由所述第二无线接入接发送所述中继响应消息，所述中继响应消息提供所述通信设备能够充当所述通信装置的中继节点的指示。

24.根据条款23所述的通信设备，其中，如果利用所述中继辅助请求消息所接收的小区的标识符与由所述通信设备所获取的小区的标识符不相同，则不发送提供所述通信设备能够充当所述通信装置的中继节点的指示的中继响应消息或者发送提供所述通信设备不能充当所述通信装置的中继节点的指示的中继响应消息。

25.根据条款23或24所述的通信设备，其中，所述控制器与所述发送器和所述接收器一起被配置为：

通过进行以下操作获取由所述通信设备所获取的由所述基础设施设备所服务的通信网络的小区的标识符：

通过所述第一无线接入接口执行随机接入程序；

在所述通信设备相当于所述通信装置的条件下，通过所述第一无线接入接口与所述基础设施设备建立无线电通信信道；并且

接收小区的标识符作为通过所述第一无线接入接口建立所述无线电通信信道的一部分。

26.根据条款17到25中任一项所述的通信设备，其中，所述控制器与所述发送器和所述接收器一起被配置为：

经由所述第一无线接入接口从基础设施接收包括一个或多个所述通信设备中的一个的标识符的寻呼消息；

经由所述第二无线接入接口发送下行链路接入请求消息以由所述通信装置接收；

经由所述第二无线接入接口从所述通信装置接收已接收到所述下行链路接入消息的应答；

响应于接收已接收到所述下行链路接入消息的应答，通过所述第一无线接入接口执行随机接入程序；

在所述通信设备相当于通信装置的条件下，通过所述第一无线接入接口与所述基础设施设备建立无线电通信信道；

经由所述第一无线接入接口所建立的无线电通信信道从所述基础设施接收数据；并且

经由所述第二无线接入接口向所述通信装置发送从用于所述通信装置的所述基础设施设备接收的数据。

27.根据条款26所述的通信设备，其中，所述控制器与所述发送器和接收器一起被配置为：

从所述基础设施设备接收已经建立了所述无线电通信信道的所述基础设施设备的标识符；并且

在经由充当中继节点的所述通信设备将数据发送至所述基础设施设备时，将供所述通信装置使用的所述基础设施设备的标识符发送至所述通信装置。

28.一种使用通信设备在通信装置与移动通信网络的基础设施设备之间辅助通信的方法，所述通信设备被配置为用作中继节点，所述方法包括：

经由第一无线接入接口从所述移动通信网络的所述基础设施设备接收信号；

经由所述第一无线接入接口将信号发送至所述移动通信网络的所述基础设施设备；

经由第二无线接入接口从一个通信装置接收表示请求所述通信设备充当中继节点的中继辅助请求消息，以辅助经由所述第一无线接入接口传送用于发送至所述基础设施设备的从所述通信装置接收的表示数据的信号；

经由所述第二无线接入接口发送中继响应消息，所述中继响应消息提供所述通信设备能够充当通信装置的中继节点的指示，其中，经由所述第一无线接入接口从所述移动通信网络的所述基础设施设备接收信号包括：

经由所述第二无线接入接口从所述通信装置接收用于发送至所述基础设施设备的表示数据的信号，并且经由所述第一无线接入接口将信号发送至所述移动通信网络的所述基础设施设备包括：

经由所述第一无线接入接口将从所述通信装置接收的表示数据的信号发送至所述基础设施设备。

29.根据条款28所述的方法，其中，经由所述第二无线接入接口发送所述中继响应消息包括：

形成所述中继响应消息以包括识别所述通信设备并且所述通信设备将充当中继节点的标识符；并且

发送所述中继响应消息，并且所述方法包括：

从所述通信装置接收中继选择消息，所述中继选择消息提供所述通信装置已选择了通过所发送的中继响应消息识别出的充当所述通信装置的中继节点的所述通信设备的指示。

30.根据条款28所述的方法，其中，所述中继辅助请求消息包括经由所述第二无线通信接口通过所述通信装置将所述中继辅助请求消息所发送到的所述通信设备的标识符的指示，并且所述方法包括：

根据由所述基础设施设备发送至所述通信装置的能够充当中继节点的所述通信设备的列表对被请求充当中继节点的所述通信设备进行验证；并且

在发送所述中继响应消息之后，经由所述第二无线通信接口从所述通信装置接收中继选择消息，所述中继选择消息提供所述通信装置已选择了通过发送的所述中继响应消息识别出的充当所述通信装置的中继节点的所述通信设备的指示。

31.一种用于形成移动通信网络的一部分的基础设施设备，用于将数据发送至通信装置或从所述通信装置接收数据，所述基础设施设备包括：

发送器，被配置为经由第一无线接入接口将表示数据的信号发送至所述通信装置；

接收器，被配置为经由所述第一无线接入接口从所述通信装置接收信号；以及

控制器，用于控制所述发送器和所述接收器，所述控制器被配置为：

通过经由与所述第一无线接入接口不同并且与所述第一无线接入接口相互排斥的第二无线接入接口向一个或多个所述通信装置发送信号或者从一个或多个所述通信装置接收信号，来从一个或多个所述通信设备中的每一个接收所述通信设备能够充当一个或多个所述通信装置的中继节点的指示；

编译能够充当一个或多个所述通信装置的中继节点的一个或多个所述通信设备的列表；并且

将表示所述列表的数据发送至一个或多个所述通信装置，用于向所述通信装置提供充当一个或多个所述通信装置中的任一个的中继节点的一个或多个所述通信设备中的任一个的设施(facility)。

32.根据条款31所述的基础设施设备，所述控制器与所述发送器和所述接收器一起被配置为在所述通信设备执行至所述基础设施设备的切换或者连接至所述基础设施设备之后，从所述通信设备中的一个或多个接收所述通信设备能够充当一个或多个所述通信装置的中继节点的指示。

33.根据条款31所述的基础设施设备，其中，所述控制器与所述发送器一起被配置为：

经由所述第一无线接入接口发送数据作为广播信息以供一个或多个所述通信装置接收。

34.根据条款31所述的基础设施设备，其中，所述控制器与所述发送器和所述接收器一起被配置为：

经由所述第一无线接入接口发送寻呼消息，所述寻呼消息包括所述通信装置中的所述基础设施设将数据发送到的一个通信装置的标识符；

通过所述第一无线接入接口响应于随机接入程序，在所述通信设备相当于所述通信装置的条件下，通过所述第一无线接入接口与充当一个所述通信装置的中继节点的所述通信设备中的一个建立无线电通信信道；并且

经由所述第二无线接入接口通过所述第一无线接入接口的所建立的无线电通信信道将数据从基础设施发送至用于向所述通信装置进行传输的充当中继节点的所述通信设备。

35.一种使用形成移动通信网络的一部分的基础设施设备与通信装置进行通信的方法，所述方法包括：

经由第一无线接入接口将表示数据的信号发送至所述通信装置；

经由所述第一无线接入接口从所述通信装置接收信号；

经由与所述第一无线接入接口不同的并且相互排斥的第二无线接入接口向一个或多个所述通信装置发送信号或者从一个或多个所述通信装置接收信号，来经由所述第一无线接入接口从一个或多个所述通信设备中的每一个接收所述通信设备能够充当所述通信装置中的一个或多个的中继节点的指示；

编译能够充当一个或多个所述通信装置的中继节点的一个或多个所述通信设备的列表；并且

经由所述第一无线接入接口将表示所述列表的数据发送至一个或多个所述通信装置，用于向所述通信装置提供充当一个或多个所述通信装置中的任一个的中继节点的一个或多个所述通信设备中的任一个的设施。

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