改进设备间通信的方法、设备和计算机程序产品的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有关设备间通信的设备、方法和计算机程序产品。具体地，本发明涉及用于例如在所谓的未许可的频带中的设备间通信的那些设备、方法和计算机程序产品。
【背景技术】
[0002]移动通信架构可分类为蜂窝网络和自组织网络。在蜂窝网络中，通常不允许移动设备之间的直接通信。即使源和目的地彼此接近，流量(traffic)也一般经由一个或多个核心网络元件来路由。相反，在自组织网络中，移动设备可直接彼此通信，而无需涉及(核心)网络基础设施，例如中央控制器(centralized controller)。这被称为设备间(D2D)或对等(P2P)通信。
[0003]发现在蜂窝网络中实现额外的D2D通信可能成为有前景的概念。根据这种概念，本地D2D通信得益于蜂窝系统的集中式控制，诸如资源分配和干扰协调。而且，蜂窝系统的效率可通过为短距离D2D链路采用高质量信道来提高。
[0004]将D2D通信引入蜂窝系统的优点可例如包括:由于降低的传输功率需求引起的移动设备的电池的更长电池寿命、因为D2D流量的直接路由引起的更有效的资源使用、通过使用接收者间传输而实现的内容分布应用的改善的性能等。
[0005]作为蜂窝网络的基础的D2D通信已经被提出是国际移动电信增强(IMT-Advanced)网络的关键技术组件。在该报告中，为蜂窝系统的增强使用长期演进(LTE)标准技术的D2D通信被称为LTE D2D。
[0006]一般而言，本发明涉及与D2D通信的附加功能组合的集中式无线网络。设备(诸如移动设备)可经由集中站(诸如集中控制单元等)通信，至少部分地路由两个或更多个设备之间的通信。集中控制单元可以是核心网络基础设施的一部分。特别而言，集中站通常知悉在与中心站的通信范围内的那些设备。设备可以不是移动的。它们也可以是静止的。它们可以是用户设备，诸如蜂窝电话、智能电话、笔记本等。虽然无线通信通常经由作为传输资源的无线电建立，但是它也可应用于作为传输资源的超声、红外光等。传输资源可被限制在一定频带或在某些频带中划分，其中，频带分别限定波长范围或频率范围。
[0007]然而，在下文，将参考作为无线通信的无线电通信来描述本发明的示例性方面。
[0008]某些应用可提供与其它通信应用(诸如工业科学医疗(ISM)应用，例如WLAN、蓝牙TM、ZigBee?等)共享相同传输资源的频带的D2D通信特征。ISM应用往往不要求用于操作的许可，这是为什么这样的频带也可被称为未经许可频带或免许可频带。与此相反，经由网络的通信通常需要频带在其上使用/保留的协议(许可)。这是为什么它也可被称为许可频带。在很多情况下，D2D通信以及ISM应用的通信可被本地限定。因此，尤其在D2D通信和ISM应用的通信的通信范围在空间和时间上重叠时，可能会出现干扰。这种共享频带需要特定条件，使得通信之间的干扰可在某种程度上被避免。为此目的，在本领域中已知使用某些握手程序(handshaking procedure)(诸如例如与WLAN、载波侦听多路访问/冲突避免CSMA/CA相关)以便减少干扰。
[0009]不论它们如何，虽然使用CSMA/CA，但是在共享频带下的不同通信期间仍可能出现某些通信干扰。设想的问题被认为在特定情况(其中基于集中无线网络的通信由LTE技术提供以在与空闲本地通信相同的频带下与D2D通信组合，其频带可以是ISM频带)的基础上被进一步详述。下面的讨论不应被理解为限制本发明的范围而是仅提高理解的容易性。
[0010]可设想，共享频带上的LTE技术使用可提供:1)基于LTE技术的无线电系统的新市场；2)蜂窝系统操作的附加能力；3)使用LTE调制解调技术的新应用和通信解决方案，诸如无线机器间(M2M)和D2D通信。因此，虽然最近研宄工作假设LTE D2D应在许可频带上操作以保证受控干扰环境，但是使用免许可频带(也称为未经许可频带)(诸如2.4GHz (ISM)频带)来进行LTE D2D通信的益处还没有被充分地考虑。
[0011]在D2D通信底层蜂窝概念(诸如LTE D2D)中，D2D通信可经由三个连续的阶段建立:
[0012]I)网关通过检查源和目的地IP地址来检测和标记任何潜在的D2D流量；
[0013]2)借助MME和eNB建立用于每个D2D通信对的D2D无线电承载；和
[0014]3) eNB为每个D2D通信对分配资源。
[0015]该概念的阶段3也可被看作是D2D通信设置。在该概念中，D2D通信所使用蜂窝系统的许可资源，使得eNB可为D2D对直接分配资源。
[0016]为了便于在例如ISM频带上进行LTE D2D操作，主要挑战涉及与WLAN相关的通用IEEE 802.11标准和LTE D2D在相同频带和地理区域中的共存性。
[0017]一些研宄试图通过使用例如CSMA/CA机制(诸如例如在IEEE 802.1lDCF中规定的)为LTE D2D和例如WLAN、蓝牙TM、ZigBee?实现公平资源竞争。基本思想是通过请求发送(TS/CTS)消息/清除发送(TS/CTS)消息的交换，D2D设备可在其信号覆盖范围内消除WLAN终端的干扰并因此在没有严重干扰的情况下使用ISM频带上的资源。
[0018]在D2D设备通信的信号覆盖外的WLAN终端不知道这些设备之间的正在进行的D2D通信。在这种情况下，如果中央控制单元(centralized unit)(诸如家庭演进节点_B (HeNB))想要调节D2D设备之间的D2D通信，则控制信令和/或D2D状态报告可能受到这种附近的WLAN终端的干扰。
[0019]如上面概述的本实施例的LTE D2D和WLAN系统之间的且基于使用CSMA/CA机制的常规资源竞争方案的共存问题示于图1中。
[0020]图1示意地描绘了与WLAN操作竞争的LTE D2D通信的示例性情况。作为中央控制单元，HeNB触发两个用户设备UEl和UE2之间的D2D通信。HeNB、用户设备UEl的和UE2被假设还处于用户设备UEl和UE2的两个通信范围70、72的重叠区域中。在这种情况下，用户设备UEl要将数据传输到用户设备UE2。因此，用户设备UEl通过广播特定请求信号(即，RTS(请求发送)信号)开始建立D2D通信。用户设备UE 2接收该RTS信号并通过广播CTS(清除发送)信号做出响应。用户设备UEl接收CTS信号并开始传输数据。
[0021]图1示出了指定为RTS覆盖范围的特定区域。该区域是用户设备UEl的通信范围70。此外，图1示出指定为CTS覆盖的另一区域。该区域是用户设备UE2的通信范围72。如从图1中可以看出，通信范围70、72重叠。在通信范围70、72的重叠部分中，定位用户设备 UEl 和 UE2。
[0022]此外，示出了 WLAN终端WL至W4。WLAN终端Wl和W2在通信范围70、72中的任何一个之外。然而，WLAN终端Wl和W2被定位为靠近HeNB。WLAN终端W3位于用户设备UEl的通信范围70中。WLAN终端W4位于用户设备UE2的通信范围中。操作可以如下:
[0023]作为源D2D设备，用户设备UEl (希望向作为目的地D2D设备的用户设备UE2传输数据包)首先感测介质。在这种情况下，介质是经常用于WLAN业务的ISM无线电频带2.4GHzo
[0024]术语“介质”对应于如后面将变得显然的第一资源。如果介质繁忙，则其会推迟。如果介质在特定时间(诸如根据IEEE 802.11标准的分布式帧间间隔(DIFS))是空闲的，则允许用户设备UEl传输称为请求发送(RTS)信号的短控制包，其包括源地址、目的地地址，和以下的D2D通信的持续时间。
[0025]响应于RTS信号的接收，如果介质是空闲的，则用户设备UE2利用称为清除发送(CTS)信号的响应控制包(其包括与RTS信号相同的持续时间信息)做出响应。
[0026]接收RTS信号和/或CTS信号的所有WLAN站(诸如例如图1中的WLAN站W3和W4)在RTS信号或CTS信号的给定持续时间内保持沉默。通过这种方式，为用户设备UEl和用户设备UE2之间的D2D通信保留介质，而不会有系统间干扰。
[0027]这种机制可保护发射器区域(图1中由参考字符70指示的RTS覆盖范围)，和接收器区域(图1中由参考字符72指示的CTS覆盖范围)在D2D通信持续时间期间免于冲突。然而，它不能保护HeNB和D2D通信用户设备对UE1、UE2之间的信令交互。
[0028]靠近HeNB但是在RTS信号和CTS信号的信号覆盖范围之外的WLAN终端(诸如图1中的WLAN终端Wl和W2)不知道正在进行的D2D通信。所以，虽然建立了用户设备UEl和用户设备UE2之间的D2D通信，但是可能出于由于WLAN端子Wl和/或W2通信引起的干扰。
[0029]应注意，为了资源调度、会话建立、安全性，QoS、收费、策略实施等的目的，LTE D2D通信一直在HeNB的控制下进行。应保护HeNB和D2D通信对之间的信令交互(诸如D2D状态报告和资源/功率控制包)免于系统间干扰。现有情形不能克服这个问题。
[0030]因此，本发明的目的是进一步改善这种情形。
【发明内容】
[0031]根据本发明的第一(装置相关)方面，提供了至少根据独立权利要求1、6和11所述的设备。
[0032]根据本发明的第二(方法相关)方面，提供了至少根据独立权利要求16、21和26所述的方法。
[0033]在各个从属权利要求中阐述了有利的进一步发展。
[0034]根据本发明的第三方面，提供了一种或多种计算机程序产品，其包括当程序在计算机上运行时被配置为执行如本文上面提及的各个方法的计算机可执行部件。
[0035]上述计算机程序产品还可包括当程序在计算机上运行时结合方法方面执行以上提到的方法方面的计算机可执行部件。
[0036]上述计算机程序产品/多个产品可体现为计算机可读存储介质。
[0037]在各个从属权利要求中阐述本发明的多个方面的至少一些示例性实施例的各个其它方面。
[0038]根据一方面，中央控制单元在请求经由D2D通信进行彼此通信的至少两个设备之间发起D2D通信。
[0039]作为本发明的D2D的其他方面，本发明的概念可被适配为允许一个源设备与一个或多个目的地设备之间的D2D通信。此外，本发明的概念可被适配为允许一个或多个源设备与一个目的地设备之间的D2D