用于执行针对设备到设备通信的状态转变的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及设备到设备（D2D)通信，并且更具体地，涉及一种针对无线通信系统 中的D2D通信支持设备的状态转变的方法和装置。
【背景技术】
[0002] D2D通信或点对点（P2P)通信是经由在终端之间所建立的直接通信链路所提供 的、而无需诸如基站（BS)或接入点（AP)的网络实体的介入的通信服务。
[0003] D2D设备通过获取与D2D设备周围的设备的同步并且使用预定资源以预定时间发 现设备，来获取关于至少一个设备的设备信息和服务信息。设备信息可以包括关于设备的 标识信息、感兴趣信息以及应用信息。
[0004] D2D通信可以结合蜂窝移动通信系统、无线通信系统或宽带通信系统而进行。D2D 设备可以在与被分配给移动通信系统相同的频带中、以由移动通信系统的BS所设置的时 间和资源来搜索邻近设备。D2D设备访问网络并且接收针对D2D通信的支持，诸如认证、安 全等。
[0005] 如果D2D通信与移动通信可分离并且独立地进行，则D2D设备可以在D2D通信状 态的一个状态中进行操作。然而，当D2D通信状态独立于移动通信状态时，D2D通信与移动 通信之间的相互作用是不可能的。因此，在现有技术中，在D2D通信与移动通信之间可能发 生不必要的状态切换。
【发明内容】
[0006] 技术问题
[0007] 本公开的一个方面要解决至少上述问题和/或缺点，并且将提供用于支持设备到 设备（D2D)通信状态的方法和装置。
[0008] 本公开的另一个方面要提供用于执行针对D2D通信与移动通信之间的相互作用 的状态转变的方法和装置。
[0009] 本公开的另一个方面要提供用于支持针对与宽带移动通信相互作用的D2D通信 的协议栈和状态转变模型的方法和装置。
[0010] 技术方案
[0011] 在本公开的一个方面中，提供了一种用于执行针对D2D通信的状态转变的方 法。该方法包括：当终端在通过无线资源控制（RRC)-空闲以及在非接入层（NAS)层处的 EPS (增强分组系统）移动性管理（EMM)-撤销注册和EPS连接管理（ECM)-空闲所限定的第 一状态或第二状态中进行操作时，确定是否需要D2D初始化。如果需要D2D初始化，则该方 法还包括转变到通过EMM-已注册和ECM/RRC-已连接所限定的第三状态并且通过移动通信 网络执行D2D初始化。如果在第三状态中满足去激活条件或者D2D状态更新完成，则该方 法包括转变到通过EMM-已注册和ECM/RRC-空闲所限定的第四状态；以及如果在第四状态 中需要针对D2D通信的状态更新或者调度，则该方法包括转变到第三状态。
[0012] 在本公开的另一个方面中，提供了一种用于执行针对D2D通信的状态转变的方 法。该方法包括：当终端在通过D2D-禁用所限定的第一状态或第二状态中进行操作时，确 定是否需要D2D初始化，在D2D-禁用中D2D通信未被使用；以及如果需要D2D初始化，则转 变到通过ECM/RRC-已连接连接和D2D-启用所限定的第三状态并且通过移动通信网络执行 D2D初始化。另外，如果在第三状态中满足去激活条件或D2D状态更新完成，则该方法包括 转变到通过ECM/RRC-空闲和D2D-启用所限定的第四状态；以及如果在第四状态中需要针 对D2D通信的状态更新或调度，则该方法包括转变到第三状态。
[0013] 在本公开的另一个方面中，提供了一种用于执行针对D2D通信的状态转变的方 法。该方法包括：当终端在通过ECM-空闲、RRC-空闲以及D2D_RRC-空闲所限定的D状态中 进行操作时，确定是否需要D2D初始化；如果需要D2D初始化，则转变到通过ECM-已连接、 D2D_RRC-已连接以及RRC-空闲所限定的C状态并且通过移动通信网络执行D2D初始化。 当在C状态中生成通过移动通信要发送的新的通信量时，该方法包括转变到通过ECM-已连 接、D2D_RRC-已连接以及RRC-已连接所限定的B状态；以及当在B状态中感测到D2D解附 (detachment)时，该方法转变到通过ECM-已连接、RRC-已连接以及D2D_RRC-空闲所限定 的A状态。以及，如果在A状态中满足针对移动通信的去激活条件，则该方法包括转变到D 状态。
[0014] 在本公开的另一个方面中，提供了一种用于执行针对D2D通信的状态转变的方 法。该方法包括：当终端在通过EMM-撤销注册、D2D_ECM-禁用以及RRC-禁用所限定的B 状态中进行操作时，确定是否需要D2D初始化；如果需要D2D初始化，则转变到通过EMM-已 注册、D2D_ECM-启用以及RRC-启用所限定的C状态并且执行D2D初始化；如果在C状态中 需要D2D解附，则转变到通过EMM-已注册、D2D_ECM-禁用以及RRC-禁用所限定的D状态； 以及当在D状态中生成通过D2D通信要发送的新的通信量时，转变到C状态并且再次执行 D2D初始化。
[0015] 在本公开的另一个方面中，提供了一种用于执行针对D2D通信的状态转变的装 置。该装置包括：处理器，用于执行对与移动通信和D2D通信有关的控制消息进行处理 的NAS层和RRC层的功能；以及控制器，用于控制NAS层和RRC层的状态。当终端在通过 RRC-空闲以及在NAS层处的EMM-撤销注册和ECM-空闲所限定的第一状态或第二状态中 进行操作时，控制器确定是否需要D2D初始化；如果需要D2D初始化，则转变到通过EMM-已 注册和ECM/RRC-已连接所限定的第三状态并且通过移动通信网络执行D2D初始化；如果 在第三状态中满足去激活条件或者D2D状态更新完成，则转变到通过EMM-已注册和ECM/ RRC-空闲所限定的第四状态；以及如果在第四状态中需要针对D2D通信的状态更新或者调 度，则转变到第三状态。
【附图说明】
[0016] 图1示出了根据本公开的实施例支持设备到设备（D2D)通信的宽带系统的配置；
[0017] 图2示出了根据本公开的实施例的针对宽带通信的控制平面协议栈；
[0018] 图3示出了根据本公开的实施例的宽带系统中的无线资源控制（RRC)状态转变；
[0019] 图4是根据本公开的实施例的用户设备（UE)的框图；
[0020] 图5示出了根据本公开的实施例支持D2D通信的协议栈；
[0021] 图6示出了根据本公开的实施例针对支持D2D通信的通信系统的网络参考模型；
[0022] 图7示出了根据本公开的实施例支持D2D通信的UE的状态转变；
[0023] 图8是示出了根据本公开的实施例的UE的状态转变操作的流程图；
[0024] 图9示出了根据本公开的另一个实施例的协议栈以支持D2D通信；
[0025] 图10示出了根据本公开的第二实施例针对支持D2D通信的通信系统的网络参考 丰旲型；
[0026] 图11示出了根据本公开的第二实施例支持D2D通信的UE的状态转变；
[0027] 图12是示出了根据本公开的第二实施例的UE的状态转变操作的流程图；
[0028] 图13示出了根据本公开的第三实施例的协议栈以支持D2D通信；
[0029] 图14示出了根据本公开的第三实施例针对支持D2D通信的通信系统的网络参考 模型；
[0030] 图15示出了根据本公开的第三实施例支持D2D通信UE的状态转变；
[0031] 图16是示出了根据本公开的第三实施例的UE的状态转变操作的流程图；
[0032] 图17示出了根据本公开的第四实施例的协议栈以支持D2D通信；
[0033] 图18示出了根据本公开的第四实施例的针对支持D2D通信的通信系统的网络参 考丰吴型；
[0034] 图19示出了根据本公开的第四实施例支持D2D通信的UE的状态转变；
[0035] 图20是示出了根据本公开的第四实施例的UE的状态转变操作的流程图；以及
[0036] 图21是根据本公开的实施例支持与D2D通信有关的UE的状态转变的网络实体的 框图。
【具体实施方式】
[0037] 将参照附图详细地描述本公开的优选实施例。另外，对熟知的功能或构造的描述 将被省略，以免其会模糊本公开的主题。在下面的描述和权利要求书中所使用的术语和词 语不限制为书目的含义，而是仅由发明人使用以使得对公开的清楚的和一致的理解变为可 能。因此，对于本领域技术人员将清楚的是，本公开的示例性实施例的下面的描述被提供以 仅用于示意的目的并且不用于限制由所附的权利要求书及其等同物所限定的公开的目的。
[0038] 本公开提供了用于支持蜂窝宽带移动通信系统中的设备到设备（D2D)通信的用 户设备（UE)的协议栈和状态转变条件。虽然在作为示例性的宽带无线接入系统的长期演 进（LTE)的语境中给出下述描述，但是明显的是，本公开适用于需要接入网络与UE之间的 消息发送和接收的所有系统。
[0039] 图1示出了根据本公开的实施例支持D2D通信的宽带系统的配置。
[0040] 参考图1，UE 102和UE 104可以被配置为建立D2D接口 100以用于UE 102和UE 104之间的D2D通信。UE 102和UE 104可以位于由同一演进节点B(eNode B或eNB)120 所覆盖的小区或由不同的eNB所覆盖的小区中。UE 102和UE 104中的至少一个可以通过 eNB 120连接至宽带系统的核心网络110并且从核心网络110接收D2D通信支持。
[0041] 核心网络110包括移动性管理实体（MME) 112和D2D控制器114,并且通过eNB 120 向UE 102和UE 104提供移动通信服务。eNB 120可以与UE 102和UE 104建立无线资源 控制（RRC)接口 122,以与UE 102和UE 104交换控制信号。
[0042] UE 102与UE 104之间的D2D接口 100将通信的端点限定为UE 102和UE104,并 且被用于在UE 102和UE 104之间交换D2D通信所需要的控制消息和/或数据。UE 102和 UE 104中的至少一个可以除了 D2D接口 100之外还具有RRC接口 122以连接至eNB 120。 D2D接口 100和RRC接口 122可以独立地或相依赖地进行操作。
[0043] MME 112可以通过eNB 120管理UE 102和UE 104的移动性，并且可以包括依赖 于系统配置来控制用于UE 102和UE 104的移动通信服务的服务网关（S_GW)功能。通过 MME 112的S_GW功能，MME 112通过分组网关（P_GW) 125将UE 102和UE 104连接至互联 网 120〇
[0044] D2D控制器114控制和管理用于UE 102和UE 104的D2D通信。D2D控制器114的 功能主要地被分割为提供功能和匹配功能。通过提供功能，D2D控制器114在核心网络110 的支持之下确认（acknowledge)用于UE 102和UE104的D2D通信，并且另外地向UE 102 和UE 104提供用于确保通信安全性、收费以及D2D控制。通过匹配功能，D2D控制器114以 在D2D发现期间UE的计算和电力消耗最小化的方式，借助于互联网的帮助，根据兴趣支持 与UE 102和UE 104匹配的另一个UE的发现。虽然D2D控制器114在图1中被示出为独 立的实体，但是D2D控制器114可以是并入另一个网络实体的逻辑实体，例如，在本公开的 另一个实施例中的MME 112。
[0045] 为了进行D2D通信，可以通过网络控制支持D2D通信的UE 102和UE 104(也被称 为D2D UE 102和D2D UE 104)以用于认证、安全以及收费，并且UE 102和UE 104当需要 时可以请求连接至网络以用于发现。另一方面，用于D2D通信的控制信号（在下文中，被称 为D2D控制信号）在D2D UE之间发送和接收。因此，每个D2D UE需要用于宽带通信的协 议栈和用于D2D通信的协议栈。宽带通信系统提供控制平面上的多个协议层的协议栈，以 通过每个协议层的独立操作控制UE并且支持UE的通信。同样地，用于D2D通信的协议栈 包括包括多个协议层以支持UE的D2D通信。
[0046] 图2示出了根据本公开的实施例的针对宽带通信的控制平面协议栈。
[0047] 参考图 2,示出了 UE 210、eNB 220、MME 230、S_GW 240 以及 P_GW 250 的协议栈。 UE 210与eNB 220之间的无线电接口、eNB 220与MME 230之间的无线电接口、MME 230与 S_GW 240之间的无线电接口以及S_GW 240与P_GW250之间的无线电接口分别地被称为为 LTEJJu 接口、S1_MME 接口、SI 1 接 口以及 S5 接口。
[0048] UE 210的控制平面协议栈包括非接入层（NAS)层210a、RRC层210b、分组数据收 敛协议（?00?)层210〇、无线链路控制（此〇层210(1、媒体接入控制（獻〇层2106以及物 理（PHY)层 210f。
[0049] NAS层210a是下述协议层：UE 210通过该协议层与MME 230通信以连接至移动通 信网络。NAS层210a可以被用于发送控制信号，以维持UE 210与MME 230之间的网络连 接并且管理UE 210的移动性。另外，NAS层210a可以被用于发送与处于空闲模式中的UE 210的切换有关的控制信号。
[0050] RRC层210b是下述协议层：UE 210通过该协议层建立与eNB 220的连接或维持连 接。RRC层210b负责建立或释放发送用于UE 210与eNB 220之间的通信的控制消息所需 要的无线资源。另外，RRC层210b可以被用于处于连接状态中的UE 210的与切换相关的 信号发送。
[0051] 在控制平面上，PDCP层210c压缩携带从RRC层210b所生成的数据的RRC协议数 据单元（PDU)并且确保RRC PDU的完整性。在发送实体的H)CP层中压缩数据并且在接收 实体的rocp层中解压缩数据。
[0052] RLC层210d通过将从rocp层210c所接收的rocp PDU分割或连结至适当的大小 来生成RLC rou。此外，RLC层210d可以支持自动重复请求（ARQ)以确保发送数据的可靠 性。
[0053] MAC层210e支持用于UE 210与eNB 220之间的数据发送的数据调度。在存在生 成数据的多个处理的情况下，MAC层210e使用受限的硬件资源支持合理的数据发送而不 存在过度的延迟。具体地，MAC层210e是负责通过数据调度、数据复用以及混合（hybrid) ARQ (HARQ)来确保数据可靠性的协议层。
[0054] PHY层210f将从MAC层210e所生成的MAC PDU物理地发送至接收实体。通常，PHY 层210f可以在诸如LTE系统中的正交频分多址（0FDMA)和单一载波频分多址（SC_FDMA) 的多址方案中进行操作。
[0055] 如上所述，从RRC层210b所生成的控制消息在H)CP层210c和RLC层210d中被 分组，然后通过MAC层210e的调度被递送至PHY层210f。
[0056] MME 230是UE 210的NAS层210a的端点，并且NAS层210a与MNME 230交换控制 消息。eNB 220简单地将从UE 210所接收的NAS消息传递到MME 230,而不解释NAS消息 或介入NAS协议。NAS消息可以被用于管理UE 210的移动性，并且发送UE 210的网络相关 的控制消息。
[0057] 如上所述，UE 210的控制消息被设计为从RRC层210b和NAS层210a生成，并且 然