一种高速移动中的无线传输方法和装置与流程

本发明涉及无线通信系统中的无线信号的传输方案，特别是涉及基于D2D(Device to Device，装置到装置)的小区切换的方法和装置。

背景技术：

以车到外界(V2X–Vehicle to X)为代表的高速移动场景成为下一代移动通信的一个研究热点。而传统的蜂窝网络在高速移动场景中所面临的一个严重挑战是：终端在切换时所面临的高掉话率。其中，太迟切换即其导致的终端和源基站的连接失败(Connection Failure)是切换失败的主要原因之一。

为了提高切换的鲁棒性，软切换、接力切换等技术被应用于部分的手持终端上。然而上述技术由于复杂度较高未能被LTE(Long Term Evolution，长期演进)所采纳。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了解决方案。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的第一节点中的实施例和实施例中的特征可以应用到第二节点中，反之亦然。进一步的，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。需要进一步说明的是，虽然本发明主要用于克服高速移动环境中的切换问题，本发明中的解决方案同样适用于低速移动环境中的无线通信。

发明人通过研究发现：对于车到车(V2V–Vehicle to Vehicle)通信而言，相比于移动的汽车到固定的基站之间的无线信道，两辆相向而行的汽车之间的无线信道的信道质量可能更好。

根据上述研究，本发明公开了一种支持D2D通信的第一节点中的方法，其中，包括如下步骤：

-步骤A.接收由第二节点发送的第一信息

-步骤B.和第一小区建立RRC(Radio Resource Control，无线资 源控制)连接。

其中，第一小区由第三节点维护。第一节点和第二节点分别是用户设备。第一信息包括mobilityControlInfo IE(Information Element，信息单元)中的全部或者部分域。第一信息中包括第一小区的标识。

常见的切换流程中，终端监测到目标小区的信道质量超过当前服务小区的信道质量时(即处于服务小区边缘)，通过反馈相应的测量信息来触发切换。然而对于车载设备，终端在较短的时间内从服务小区边缘移动到服务小区覆盖之外，如果在所述较短的时间内无法完成切换，则面临掉话的风险。

而上述方法中，第一节点能够在处于第二小区的覆盖范围之外时依然接收第二小区的指令(即第一信息)-通过第二节点的中继。上述方法允许第一节点在一个较长的时间内从第二小区切换到第一小区，降低了掉话率。

作为一个实施例，第一信息由第二小区生成，第二小区是第二节点的服务小区。作为一个实施例，第一小区是第二节点的服务小区之外的小区。作为一个实施例，第一小区是第二节点的服务小区。作为一个实施例，所述步骤B包括：

-.发送上行同步信号

-.接收TA(Timing Adjust，定时调整)信令和上行资源分配信令

-.发送RRCConnectionComplete消息。

作为一个实施例，第一信息包括RRCConnectionReconfiguration消息中的部分或者全部消息。所述RRCConnectionReconfiguration包括mobilityControlInfo IE。

作为一个实施例，所述步骤A还包括如下步骤：启动计时器T304。

作为一个实施例，第一信息在非授权频谱上传输。作为一个实施例，第一信息在被第二小区配置为用于D2D通信的时频资源上传输，第二小区是第二节点的服务小区。

作为一个实施例，第三节点是配备了RSU(Roadside Unit，路边单元)的基站。作为所述RSU的一个实施例，所述RSU是一个发送速度指示的运输结构体(Transportation Infrastructure，运输结构体)。

作为一个实施例，所述信息在多个(空口)子帧中传输。作为一个实施例，所述信息在一个子帧中传输。

作为一个实施例，第一小区的标识是第一小区的ECGI(Evolved Cell Global Identifier，演进的小区全球标识)。作为一个实施例，第一小区的标识是第一小区的PCI(Physical Cell Identifier，物理小区标识)。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤A中还包括如下步骤：

-步骤A1.发送第二信息，第二信息包括{RLF-Report-r9，RLF-Report-v9e0}中的全部或者部分域。

其中，第二信息的目标接收者是第二节点，第二信息中包括第二小区的标识。第二小区是第二节点的服务小区，第二小区由第四节点维护。

作为一个实施例，所述RLF-Report-r9中的failedPCellId-r10域指示第二小区。作为一个实施例，第二小区维持针对第一节点的RB(Radio Bear，无线承载)。

本发明中，给定信息的所述目标接收者符合以下至少之一：

-.给定信息的所述目标接收者的标识用于所述给定信息对应的二进制比特的扰码

-.给定信息的所述目标接收者的标识用于所述给定信息对应的物理层信道的解调RS(Reference Signal，参考信号)序列的生成

-.所述给定信息对应的物理层调度信令的CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)比特被所述给定信息的所述目标接收者的标识所扰码，或者所述给定信息对应的物理层调度信令包括第一信息的目标接收者所属的终点组标识(Group destination ID)

-.所述给定信息的发送时间是根据所述给定信息的所述目标接收者的定时确定的。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤A中还包括如下步骤：

-步骤A2.发送第三信息，第三信息的目标接收者包括{第二小区，第二节点}中的至少之一。

其中，第三信息包括{第一节点的标识，第一节点针对第二小区的测 量结果，第一节点的移动速度，第一节点的移动方向，针对第二节点的测量结果}中的至少之一。

作为一个实施例，第一节点的移动方向是靠近第二小区，或者第一节点的移动方向是远离第二小区。作为一个实施例，第一节点的移动方向是靠近第一小区，或者第一节点的方向是远离第一小区。作为一个实施例，第一节点的移动方向是靠近第二节点，或者第一节点的方向是远离第二节点。作为一个实施例，所述测量结果包括{RSRP(Reference Signal Receiving Power，参考信号接收能量)，RSRQ(Reference Signal Receiving Quality，参考信号接收质量)}中的至少之一。作为一个实施例，所述信道质量包括CQI。

作为一个实施例，第一节点的标识是第二小区分配给第一节点的RNTI(Radio Network Temporary Identifier，无线网络暂定身份)。

作为一个实施例，第一节点的标识是InitialUE-Identity。

作为一个实施例，第一节点的标识是第一节点的IMEI(International Mobile Equipment Identity，国际移动设备身份)。

作为一个实施例，第二小区的标识是第一小区的ECGI。作为一个实施例，第一小区的标识是第二小区的PCI。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤B之前还包括如下步骤：

-步骤B0.经过第二节点的中继，第一节点和第二小区传输包数据(Packet Data)。

其中，第二小区是第二节点的服务小区，第二小区由第四节点维持。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤A之前还包括如下步骤：

-步骤A0.接收由第二小区发送的下行信息，所述下行信息指示第一节点通过第二节点的中继和第二小区保持RRC连接。

本发明公开了一种支持D2D通信的第二节点中的方法，其中，包括如下步骤：

-步骤A.接收由第二小区发送的第四信息

-步骤B.发送第一信息。第一信息的目标接收者包括第一节点。

其中，第一节点和第二节点分别是用户设备。第一信息包括 mobilityControlInfo IE中的全部或者部分域，第四信息包括第一信息。第一信息中包括第一小区的标识。第一小区由第三节点维护，第二小区由第四节点维护，第二小区是第二节点的服务小区。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤A中还包括如下步骤：

-步骤A1.接收由第一节点发送的第二信息

-步骤A2.发送第五信息，第五信息的目标接收者包括第二小区。

其中，第二信息包括{RLF-Report-r9，RLF-Report-v9e0}中的全部或者部分域，第五信息包括第二信息。第二信息中包括第二小区的标识。第二小区是第二节点的服务小区。

作为一个实施例，所述RLF-Report-r9中的failedPCellId-r10域指示第二小区。作为一个实施例，第二小区维持针对第一节点的RB(Radio Bear，无线承载)。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤A中还包括如下步骤：

-步骤A3.接收由第一节点发送的第三信息

-步骤A4.发送第六信息，第六信息的目标接收者包括第二小区。

其中，第三信息包括{第一节点的标识，第一节点针对第二小区的测量结果，第一节点的移动速度，第一节点的移动方向，针对第二节点的测量结果}中的至少之一，第六信息包括第三信息。

作为一个实施例，所述针对第二节点的测量结果由第一节点针对第二节点发送的参考信号进行测量而得到。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤B之前还包括如下步骤：

-步骤B0.中继第一节点和第二小区之间传输的包数据(Packet Data)。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤A之前还包括如下步骤：

-步骤A0.接收由第二小区发送的下行信息，所述下行信息指示第一节点通过第二节点的中继和第二小区保持RRC连接。

本发明公开了一种支持D2D通信的第四节点中的方法，其中，包括 如下步骤：

-步骤A.发送第四信息，第四信息的目标接收者包括第二节点，第四信息的目标使用者是第一节点。

其中，第一节点和第二节点分别是用户设备。第四信息包括mobilityControlInfo IE中的全部或者部分域。第四信息中包括第一小区的标识。第一小区由第三节点维护。第二小区是第二节点的服务小区，第二小区由第四节点维持。

作为一个实施例，第四节点维持第一节点的无线承载。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤A中还包括如下步骤：

-步骤A1.接收由第二节点发送的第五信息，第五信息由第一节点生成，第五信息包括{RLF-Report-r9，RLF-Report-v9e0}中的全部或者部分域。

其中，第五信息中包括第二小区的标识。

作为一个实施例，所述RLF-Report-r9中的failedPCellId-r10域指示第二小区。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤A中还包括如下步骤：

-步骤A2.接收由第一节点发送的第三信息，或者接收由第二节点发送的第六信息。

其中，第三信息包括{第一节点的标识，第一节点针对第二小区的测量结果，第一节点的移动速度，第一节点的移动方向，针对第二节点的测量结果}中的至少之一，第六信息包括第三信息。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤B之前还包括如下步骤：

-步骤B0.经过第二节点的中继，第二小区和第一节点传输包数据。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤A之前还包括如下步骤：

-步骤A0.发送下行信息。

其中，所述下行信息指示第一节点通过第二节点的中继和第二小区保持RRC连接，所述下行信息的目标接收者包括{第一节点，第二节点} 中的至少之一。

本发明公开了一种用于无线通信的第一节点的设备，其特征在于，该设备包括如下模块：

第一模块：用于接收由第二节点发送的第一信息

第二模块：用于和第一小区建立RRC连接。

其中，第一小区由第三节点维护。第一节点和第二节点分别是用户设备。第一信息包括mobilityControlInfo IE中的全部或者部分域。第一信息中包括第一小区的标识。

本发明公开了一种用于无线通信的第二节点的设备，其特征在于，该设备包括如下模块：

第一模块：用于接收由第二小区发送的第四信息

第二模块：用于发送第一信息。第一信息的目标接收者包括第一节点。

其中，第一节点和第二节点分别是用户设备。第一信息包括mobilityControlInfo IE中的全部或者部分域，第四信息包括第一信息。第一信息中包括第一小区的标识。第一小区由第三节点维护，第二小区由第四节点维护，第二小区是第二节点的服务小区。

本发明公开了一种用于无线通信的第四节点的设备，其特征在于，该设备包括如下模块：

第一模块：用于发送第四信息，第四信息的目标接收者包括第二节点，第四信息的目标使用者是第一节点。

其中，第一节点和第二节点分别是用户设备。第四信息包括mobilityControlInfo IE中的全部或者部分域。第四信息中包括第一小区的标识。第一小区由第三节点维护。第二小区是第二节点的服务小区，第二小区由第四节点维持。

相比现有公开技术，本发明具有如下技术优势：

-.延长切换时间，提高切换成功率，降低掉话率。

公开技术中，mobilityControlInfo在蜂窝系统中是由基站发送给处于RRCConnected状态的UE(User Equipment，用户设备)的，而本发明中，mobilityControlInfo通过UE的中继(而不是由基站直接发送给UE)。对于普通的D2D通信，上述操作是非显而易见的，因为：

-.相比于传统方案，上述操作会增加切换延时以及降低频谱效率

-.对于处于网络覆盖内的UE而言，公开的D2D通信主要是用于传输数据面的包数据。而对于处于网络覆盖外的UE而言，其处于非RRCConnected状态，不支持传统的mobilityControlInfo消息。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：

图1示出了根据本发明的一个实施例的第一节点的切换流程图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的建立D2D连接的流程图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的第二节点中继下行数据包的流程图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的第一节点中的处理装置的结构框图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的第二节点中的处理装置的结构框图；

图6示出了根据本发明的一个实施例的第四节点中的处理装置的结构框图；

具体实施方式

下文将结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

实施例1

实施例1示例了第一节点的切换流程图，如附图1所示。附图1中，方框F1和方框F2中的步骤分别是可选步骤，其中方框F2描述了LTE切换中的和目标小区建立RRC连接的流程。

对于第一节点，在步骤S12中接收第一信息。

对于第二节点，在步骤S23中接收第四信息，在步骤S24中发送第一信息。

对于第四节点，在步骤S42中发送第四信息，在步骤S42中发送第四信息。

实施例1中，第一节点和第二节点分别是用户设备，第三节点和第四节点分别是网络设备。第一信息包括mobilityControlInfo IE中的全部或者部分域，第四信息包括第一信息。第一信息中的targetPhysCellId等于第一小区的PCI。第一小区由第三节点维护，第二小区由第四节点维护，第二小区是第二节点的服务小区。

作为实施例1的子实施例1，第一节点在步骤S11中发送第三信息。第二节点在步骤S21中接收由第一节点发送的第三信息，在步骤S22中发送第六信息。第四节点在步骤S41中接收第六信息。其中，第三信息包括{第一节点的标识，第一节点针对第二小区的测量结果，第一节点的移动速度，第一节点的移动方向，针对第二节点的测量结果}中的至少之一，第六信息包括第三信息。

作为实施例1的子实施例2，第一节点在步骤S13中发送上行同步信号，在步骤S14中接收TA信令和上行调度信令，在步骤S15中发送RRCConnectionComplete消息。第三节点在步骤S31中接收所述上行同步信号，在步骤S32中发送所述TA信令和所述上行调度信令，在步骤S33中接收所述RRCConnectionComplete消息。作为所述上行调度信令的一个实施例，所述上行调度信令是DCI(Downlink Control Information，下行控制信息)格式0。

实施例2

实施例2示例了建立D2D连接的流程图，如附图2所示。

对于第一节点，在步骤S101中发送第三信息，在步骤S102中接收D2D信号。

对于第四节点，在步骤S401中接收第三信息，在步骤S402中发送下行信息。

对于第二节点，在步骤S201中接收所述下行信息，在步骤S202中发送D2D信号。

实施例2中，第三信息包括{第一节点的标识，第一节点针对第二小区的测量结果，第一节点的移动速度，第一节点的移动方向，针对第二节点的测量结果}中的至少之一。所述下行信息指示第一节点通过第二 节点的中继和第二小区保持RRC连接。

作为实施例2的子实施例1，所述D2D信号包括{所述下行信息，PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel，物理直连共享信道)上的传输的信号，PSCCH(Physical Sidelink Control Channel，物理直连控制信道)上的传输的信号}中的至少之一。

实施例3

实施例3示例了第二节点中继下行数据包的流程图，如附图3所示。其中方框F3中描述的下行中继的步骤是可选的。

对于第一节点，在步骤S111中发送第二信息，在步骤S112中接收下行包数据。

对于第二节点，在步骤S211中接收第二信息，在步骤S212中发送第五信息，在步骤S213中中继(接收并发送)所述下行包数据。

对于第四节点，在步骤S411中接收第五信息，在步骤S412中发送所述下行包数据。

实施例3中，第二信息包括{RLF-Report-r9，RLF-Report-v9e0}中的全部或者部分域。第二信息中包括第二小区的标识，第二小区由第四节点维护，第二小区是第二节点的服务小区。

实施例3的本质是：第一节点即使测量到针对第二小区的RLF(Radio Link Failure，无线链路失败)，也还是能通过第二节点的中继和第二小区保持RRC连接。

对于传统的D2D通信，实施例3是非显而易见的。因为对于(传统D2D所讨论的)处于网络覆盖外的UE而言，没有直接和服务小区连接，也就不可能上报RLF。

实施例4

实施例4示例了第一节点中的处理装置的结构框图，如附图4所示。附图4中，处理装置100主要由处理模块101和发送模块102组成。

处理模块101用于接收由第二节点发送的第一信息。发送模块102用于和第一小区建立RRC连接。

实施例4中，第一小区由第三节点维护。第一节点和第二节点分别是用户设备。第一信息包括RRCConnectionReconfiguration消息中的全部或者部分域。第一信息中包括第一小区的标识。

作为实施例4的子实施例1，处理模块101还用于发送{第二信息，第三信息}中的至少之一。其中，第二信息包括{RLF-Report-r9，RLF-Report-v9e0}中的全部或者部分域。第二信息的目标接收者是第二节点，第二信息中包括第二小区的标识。第二小区是第二节点的服务小区，第二小区由第四节点维护。第三信息的目标接收者包括{第二小区，第二节点}中的至少之一。第三信息包括{第一节点的标识，第一节点针对第二小区的测量结果，第一节点的移动速度，第一节点的移动方向，针对第二节点的测量结果}中的至少之一。

作为实施例4的子实施例2，处理模块101还用于接收由第二小区发送的下行信息，所述下行信息指示第一节点通过第二节点的中继和第二小区保持RRC连接。

作为实施例4的子实施例3，处理模块101还用于经过第二节点的中继，和第二小区传输包数据(Packet Data)。其中，第二小区是第二节点的服务小区，第二小区由第四节点维持。

实施例5

实施例5示例了第二节点中的处理装置的结构框图，如附图5所示。附图5中，处理装置200主要由处理模块201和发送模块202组成。

处理模块201用于接收由第二小区发送的第四信息。发送模块202用于发送第一信息。第一信息的目标接收者包括第一节点。

实施例5中，第一节点和第二节点分别是用户设备。第一信息包括mobilityControlInfo IE中的全部或者部分域，第四信息包括第一信息。第一信息中包括第一小区的标识。第一小区由第三节点维护，第二小区由第四节点维护，第二小区是第二节点的服务小区。

作为实施例5的子实施例1，处理模块201还用于：

-.接收由第一节点发送的第二信息

-.发送第五信息，第五信息的目标接收者包括第二小区。

其中，第二信息包括{RLF-Report-r9，RLF-Report-v9e0}中的全部或者部分域，第五信息包括第二信息。第二信息中包括第二小区的标识。第二小区是第二节点的服务小区。

作为实施例5的子实施例2，处理模块201还用于：

-.接收由第一节点发送的第三信息

-.发送第六信息，第六信息的目标接收者包括第二小区。

其中，第三信息包括{第一节点的标识，第一节点针对第二小区的测量结果，第一节点的移动速度，第一节点的移动方向，针对第二节点的测量结果}中的至少之一，第六信息包括第三信息。针对第二小区，第二节点的测量结果大于第一节点的测量结果。

作为实施例5的子实施例3，处理模块201还用于接收由第二小区发送的下行信息，所述下行信息指示第一节点通过第二节点的中继和第二小区保持RRC连接。

实施例6

实施例6示例了第四节点中的处理装置的结构框图，如附图6所示。附图6中，处理装置400主要由处理模块401组成。

处理模块401用于发送第四信息，第四信息的目标接收者包括第二节点，第四信息的目标使用者是第一节点。

实施例6中，第一节点和第二节点分别是用户设备。第四信息包括mobilityControlInfo IE中的全部或者部分域。第四信息中包括第一小区的标识。第一小区由第三节点维护。第二小区是第二节点的服务小区，第二小区由第四节点维持。第四节点维持第一节点的RB(Radio Bear，无线承载)。

作为实施例6的子实施例1，处理模块401还用于接收由第二节点发送的第五信息，第五信息由第一节点生成，第五信息包括{RLF-Report-r9，RLF-Report-v9e0}中的全部或者部分域。其中，第五信息中包括第二小区的标识。

作为实施例6的子实施例2，处理模块401还用于接收由第一节点发送的第三信息，或者接收由第二节点发送的第六信息。其中，第三信息包括{第一节点的标识，第一节点针对第二小区的测量结果，第一节点的移动速度，第一节点的移动方向，针对第二节点的测量结果}中的至少之一，第六信息包括第三信息。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器，硬盘或者光盘等。可选的，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或者多个集成电路来实现。相应的，上述实施 例中的各模块单元，可以采用硬件形式实现，也可以由软件功能模块的形式实现，本申请不限于任何特定形式的软件和硬件的结合。本发明中的用户设备(UE，User Equipment)或者终端包括但不限于手机，车载通信设备，平板电脑，笔记本，上网卡等无线通信设备。本发明中的网络设备或者基站包括但不限于RSU，宏蜂窝基站，微蜂窝基站，家庭基站，中继基站等无线通信设备。本发明的实施例主要是基于LTE系统，然而本发明的适用范围还包括(但不局限于)任意支持数字调制的无线通信系统(例如3G，Wifi，Wimax，未来的5G通信系统等)。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。