D2D通信的连接支持方法和无线设备与流程

文档序号：11458043阅读：372来源：国知局

本发明涉及移动通信。

背景技术：

从通用移动通信系统(umts)演进的第三代合作伙伴计划(3gpp)长期演进(lte)作为3gpp版本8被引入。3gpplte在下行链路中使用正交频分多址(ofdma)，并且在上行链路中使用单载波频分多址(sc-fdma)。

最近，从3gpplte演进的3gpplte-a(高级lte)已经被商业化。

同时，设备到设备(d2d)通信是其中相邻的无线节点直接地传递业务的分布式通信技术。在d2d通信中，诸如移动电话的无线节点自发地发现物理上相邻的另一无线节点，建立通信会话，并且其后发送业务。

诸如bluetooth(蓝牙)或者wifi直连的d2d通信支持在没有基站的支持下在无线节点之间的直接通信。此外，对于d2d通信，也能够通过基站管理通信d2d调度。因此，通过基站管理扩展业务使其避免集中于基站的d2d通信能够减少业务开销问题。

通常，随着在无线节点之间距离变短，以相对低的传输功率可以执行在无线节点之间的d2d通信。然而，即使基站检查d2d通信状态并且管理资源池，也难以直接地监控以低功率执行通信的d2d通信链路。

技术实现要素：

技术问题

本发明提供一种用于d2d通信的连接支持方法和用于d2d通信的连接支持无线设备。

技术方案

在本发明的一个方面中，提供一种支持第一无线设备和第二无线设备之间的d2d(设备到设备)通信的连接的方法，该方法包括：通过第三无线设备从基站接收关于可用于d2d通信的资源池的第一信息；通过第三无线设备将关于可用于第一无线设备和第二无线设备之间的d2d通信的资源池的第二信息发送到第一无线设备和第二无线设备，其中第二信息基于第一信息；以及当第三无线设备检测到第一无线设备和第二无线设备之间的d2d通信链路被终止时，通过第三无线设备执行用于将所请求的数据提供给第二无线设备的过程。

在一个实施例中，第三无线设备位于基站的小区覆盖扩展区域中，其中第一无线设备和第二无线设备在小区覆盖扩展区域外。

在一个实施例中，使用多个子帧从基站重复地接收第一信息。

在一个实施例中，用于将所请求的数据提供给第二无线设备的过程包括：在第一无线设备和第二无线设备之间的d2d通信链路被终止之前，第三无线设备从第一无线设备接收所请求的数据；以及第三无线设备将接收到的请求的数据发送到第二无线设备。

在一个实施例中，用于将所请求的数据提供给第二无线设备的过程包括：第三无线设备搜索与第二无线设备相邻的第四无线设备，其中在第一无线设备和第二无线设备之间的d2d通信链路被终止之前，第四无线设备已经接收到所请求的数据；以及检测在第四无线设备时，通过第三无线设备将用于指令第四无线设备以将所请求的数据发送到第二无线设备的控制信号发送到第四无线设备。

在一个实施例中，用于将所请求的数据提供给第二无线设备的过程包括：在第二无线设备广播数据请求消息时，通过第三无线设备确定是否数据请求消息到达包含必要数据(necessarydata)的第四无线设备；以及在确定数据请求消息没有到达第四无线设备时，通过第三无线设备将功率调节信号发送到第二无线设备以指令第二无线设备增加用于数据请求消息的传输功率。

在一个实施例中，用于将所请求的数据提供给第二无线设备的过程包括：通过第三无线设备确定是否具有所请求的数据的第四无线设备位于不能够从基站直接地接收第一信息的第一区域中；在确定第四无线设备位于第一区域中时，通过第三无线设备来更新资源池，使得在第二无线设备和第四无线设备之间建立d2d通信链路；以及通过第三无线设备将所更新的资源池发送到第二无线设备。

在一个实施例中，用于将所请求的数据提供给第二无线设备的过程包括：通过第三无线设备，从第二无线设备接收用于支持d2d通信的连接的设备的支持优先级；以及在基于接收到的支持优先级来确定第三无线设备是支持d2d通信的连接的设备时，通过第三无线设备将所请求的数据发送到第二无线设备。

在一个实施例中，该方法进一步包括：在将第二信息发送到第一无线设备和第二无线设备之后，在检测到用于第一无线设备和第二无线设备之间的d2d通信的调度指配之间的冲突时，第三无线设备重建资源池，使得冲突被防止；以及通过第三无线设备将所重建的资源池发送到第一无线设备和/或第二无线设备。

在本发明的另一方面中，提供一种支持第一无线设备和第二无线设备之间的d2d(设备到设备)通信的连接的支持设备，该支持设备包括：射频(rf)单元；以及处理器，该处理器被耦合到rf单元以控制rf单元，其中处理器被配置成：控制rf单元以从基站接收关于可用于d2d通信的资源池的第一信息；将关于可用于第一无线设备和第二无线设备之间的d2d通信的资源池的第二信息发送到第一无线设备和第二无线设备，其中第二信息基于第一信息；以及在检测到第一无线设备和第二无线设备之间的d2d通信链路被终止时，执行用于将所请求的数据提供给第二无线设备的过程。

有益效果

根据本公开，能够增加用于d2d通信的通信链路的连接性。

附图说明

图1示出无线通信系统。

图2示出根据第三代合作伙伴计划(3gpp)长期演进(lte)的fdd的下行链路无线电帧结构。

图3图示用于3gpplte中的一个上行链路或者下行链路的示例资源网格。

图4示出系统信息的传输的示例。

图5a是小区覆盖扩展的图示。图5b是图示发送下行链路信道捆绑的示例的示例性图。

图6示出期待在下一代通信系统中引入的d2d(设备到设备)通信的概念。

图7示出d2d通信的概要。

图8示出其中分布有多个无线设备的d2d通信系统的示例。

图9示出其中隐藏的dad支持d2d通信的连接的示例。

图10示出其中隐藏的dad支持d2d通信的连接的另一示例。

图11示出其中未隐藏的dad支持d2d通信的连接的示例。

图12示出其中未隐藏的dad支持d2d通信的连接的另一示例。

图13示出其中未隐藏的dad支持d2d通信的连接的又一示例。

图14示出其中dad支持pnc区域中的d2d通信的连接的示例。

图15示出其中dad支持pnc区域中的d2d通信的连接的另一示例。

图16示出其中dad支持onc区域中的d2d通信的连接的示例。

图17示出其中dad支持onc区域中的d2d通信的连接的另一示例。

图18示出根据本发明的一个实施例的支持d2d通信的方法。

图19是图示实现本发明的d2d通信支持系统的框图。

具体实施方式

在下文中，基于第三代合作伙伴计划(3gpp)长期演进(lte)或3gpplte高级(lte-a)，本发明将会被应用。这仅是示例，并且本发明可以被应用于各种无线通信系统，诸如ieee(电气与电子工程师协会)802.11、ieee802.16、ieee802.16e或者ieee802.15。

在此使用的技术术语仅被用于描述特定实施例并且不应被解释为限制本发明。此外，在此使用的技术术语应被解释为具有本领域的技术人员通常理解的意义而不是太广泛或太狭窄，除非另有明文规定。此外，在此使用的被确定为没有精确地表现本发明的精神的技术术语，应被本领域的技术人员能够精确地理解的这样的技术术语替代或通过其来理解。此外，在此使用的通用术语应如字典中定义的在上下文中解释，而不是以过度狭窄的方式解释。

本说明书中的单数的表达包括复数的意义，除非单数的意义在上下文中明确地不同于复数的意义。在下面的描述中，术语“包括”或“具有”可以表示在本说明书中描述的特征、数目、步骤、操作、组件、部分或其组合的存在，并且可以不排除另一特征、另一数目、另一步骤、另一操作、另一组件、其另一部分或组合的存在或添加。

术语“第一”和“第二”被用于解释关于各种组件的用途，并且组件不限于术语“第一”和“第二”。术语“第一”和“第二”仅被用于区分一个组件与另一组件。例如，在不偏离本发明的范围的情况下第一组件可以被命名为第二组件。

将会理解的是，当元件或层被称为“被连接到”或“被耦合到”另一元件或层时，其能够被直接地连接或耦合到另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反地，当元件被称为“被直接地连接到”或“被直接地耦合到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。

在下文中，将会参考附图更加详细地描述本发明的示例性实施例。在描述本发明中，为了易于理解，贯穿附图相同的附图标记被用于表示相同的组件，并且关于相同组件的重复性描述将会被省略。关于被确定为使得本发明的要旨不清楚的公知领域的详细描述将会被省略。附图被提供以仅使本发明的精神容易理解，但是不应旨在限制本发明。应理解的是，本发明的精神可以扩大到除了附图中示出的那些之外的其修改、替换或等同物。

如在此所使用的，“基站”通常指的是与无线设备通信的固定站并且可以通过诸如enb(演进的节点b)、bts(基础收发器系统)、或接入点的其他术语表示。

如在此所使用的，用户设备(ue)可以是固定的或者移动的，并且可以通过诸如设备、无线设备、终端、ms(移动站)、ut(用户终端)、ss(订户站)、mt(移动终端)等等的其他术语表示。

图1图示无线通信系统。

参考图1，无线通信系统包括至少一个基站(bs)10。各个bs10将通信服务提供给特定的地理区域10a、10b、10c(通常被称为小区)。

终端20通常属于一个小区并且终端所属的小区被称为服务小区。向服务小区提供通信服务的基站被称为服务bs。因为无线通信系统是蜂窝系统，所以存在与服务小区相邻的另一个小区。与服务小区相邻的另一个小区被称为相邻小区。向相邻小区提供通信服务的基站被称为相邻bs。基于ue相对地决定服务小区和相邻小区。

在下文中，下行链路意指从基站10到终端20的通信，并且上行链路意指从终端20到基站10的通信。在下行链路中，发射器可以是基站10的一部分并且接收器可以是终端20的一部分。在上行链路中，发射器可以是终端20的一部分并且接收器可以是基站10的一部分。

图2示出根据第三代长期合作伙伴计划(3gpp)长期演进(lte)的fdd的下行链路无线电帧结构。

可以在3gppts36.211v10.4.0(2011-12)的章节5“evolveduniversalterrestrialradioaccess(e-utra)；physicalchannelsandmodulation(演进通用陆地无线电接入(e-utra)；物理信道和调制)(版本10)”中找到图2的无线电帧。

参考图2，无线电帧由10个子帧组成。一个子帧由两个时隙组成。被包括在无线电帧中的时隙以时隙编号0到19被编号。传输一个子帧需要的时间被定义为传输时间间隔(tti)。tti可以是用于数据传输的调度单元。例如，一个无线电帧可以具有10毫秒(ms)的长度，一个子帧可以具有1ms的长度，并且一个时隙可以具有0.5ms的长度。

无线电帧的结构仅是用于示例性目的，并且因此被包括在无线电帧中的子帧的数目或者被包括在子帧中的时隙的数目可以不同地变化。

同时，一个时隙可以包括多个正交频分复用(ofdm)符号。被包括在一个时隙中的ofdm符号的数目可以根据循环前缀(cp)而变化。在正常的cp的情况下一个时隙包括7个ofdm符号，并且在扩展cp的情况下一个时隙包括6个ofdm符号。在此，因为3gpplte在下行链路(dl)中使用正交频分多址(ofdma)，所以ofdm符号仅用于表达时域中的一个符号时段，并且在多址方案或者技术中不存在限制。例如，ofdm符号也可以被称为诸如单载波频分多址(sc-fdma)符号、符号时段等等的其他术语。

图3图示用于3gpplte中的一个上行链路或者下行链路时隙的示例资源网格。

参考图3，上行链路时隙在时域中包括多个ofdm(正交频分复用)符号并且在频域中包括nrb个资源块(rb)。例如，在lte系统中，资源块的数目，即nrb，可以是从6到110中的一个。

资源块(rb)是资源分配单元，并且在一个时隙中包括多个子载波。例如，如果一个时隙在时域中包括七个ofdm符号并且在频域中资源块包括12个子载波，则一个rb包括7×12个资源元素(re)。

另一方面，可以通过选择128、256、512、1024、1536以及2048中的一个使用在一个ofdm符号中的子载波的数目。

在图3的3gpplte中的用于一个上行链路时隙的资源网格也可以被应用于dl时隙的资源网格。

图4示出系统信息的传输的示例。

系统信息被划分成主信息块(mib)和多个系统信息块(sib)。mib包括小区的最重要的物理层信息。存在数种类型的sib。第一类型的sib包含被用于评估是否允许无线设备20接入小区的信息并且也包括用于其他类型的sib的调度信息。第二类型的sib(sib类型2)包括公共和共享信道信息。第三类型的sib(sib类型3)包括主要与服务小区相关联的小区重选信息。第四类型的sib(sib类型4)包括服务小区的频率信息和与小区重选有关的邻近的小区的频率内信息。第五类型的sib(sib类型5)包括关于另一e-utran频率的信息和关于与小区重选相关联的邻近的小区的频率间的信息。第六类型的sib(sib类型6)包括关于utran频率的信息和关于与小区重选有关的utran邻近的小区的信息。第七类型的sib(sib类型7)包含与小区重选相关联的geran频率的信息。

如参考图4能够看到的，mib通过pbch被传递无线设备20。此外，第一类型的sib(sib类型1)被映射到dl-sch，然后dl-sch通过pdsch被发送到无线电设备20。剩余类型的sib经由系统信息消息通过pdsch被传递给无线设备。

<小区覆盖扩展>

图5a是小区覆盖扩展的图示。

近年来，考虑到对无线设备20扩展或者增强基站的覆盖。在此方面，用于扩展小区覆盖的各种技术正在讨论当中。

然而，当小区的覆盖被扩展时，并且如果基站10将下行链路信道发送到位于覆盖扩展区域中的无线设备20，无线设备20在接收下行链路信道中具有困难。

图5b是图示发送下行链路信道的捆绑的示例的示例性图。

参考图5b，基站10使用多个子帧(例如，n个子帧)将下行链路信道(例如，pbch、pdcch、pdsch)重复地发送到位于覆盖扩展区域的无线设备20。在这一点上，使用多个子帧重复地发送的下行链路信道被称为下行链路信道的捆绑。

同时，无线设备20可以使用子帧接收下行链路信道的捆绑并且解码下行链路信道的捆绑的一些或者全部，从而增加解码成功率。

<d2d(设备到设备)通信>

另一方面，下面将会描述期待在下一代通信系统中引入的d2d通信。

图6示出期待在下一代通信系统中引入的d2d(设备到设备)通信的概念。

由于用户对sns(社交网络服务)的需求增加，所以已经需要在物理上邻近的无线设备之间的通信，即，d2d(设备到设备)通信。

为了反映上述要求，讨论如在图6中所示的方案，该方案允许在没有基站10的干预的情况下第一无线设备20-1、第二无线设备20-2以及第三无线设备20-3之间的直接通信，第四无线设备20-4、第五无线设备20-5以及第六无线设备20-6之间的直接通信。当然，通过基站10的辅助，能够在第一无线设备20-1和第四无线设备20-4之间直接地通信。同时，第一无线设备20-1可以用作用于第二无线设备20-2和第三无线设备20-3的转发器。类似地，第四无线设备20-4可以用作用于第五无线设备20-5、第六无线设备20-6的转发器，其远离小区中心。

在这一点上，在d2d通信中使用的无线设备之间的链路也被称为侧链路。

在这一点上，被用于侧链路的物理信道如下：

–pssch(物理侧链路共享信道)

–pscch(物理侧链路控制信道)

–psdch(物理侧链路发现信道)

–psbch(物理侧链路广播信道)

如上所述，讨论了在下一代通信系统中将会引入无线设备之间的d2d通信。

图7示出d2d通信的概要。

参考图7，第一无线设备20-1和第二无线设备20-2中的每个建立与基站10的连接(s110)。例如，第一无线设备20-1和第二无线设备20-2中的每个可以建立rrc连接。

第一无线设备20-1和第二无线设备20-2中的每个接收由基站10广播的系统信息块(sib)(s120)。

sib可以包括关于与d2d通信相关联的资源池的信息。关于与d2d通信有关的资源池的信息可以被分类成sib类型18和sib类型19。

sib类型18指示支持d2d通信过程的网络，并且可以包括用于d2d通信的资源设置信息。sib类型18可以包括下述字段。

commrxpool指示被指配给无线设备以在rrc_idle状态和rrc_connected状态中接收d2d通信的资源。

commsyncconfig指示被指配给无线设备以发送或者接收同步信息的资源。

commtxpoolexceptional指示被指配给无线设备以在例外状态中发送d2d通信的资源。

commtxpoolnormalcommon指示被指配给无线设备以在除了主频率之外的频率的d2d传输期间在rrc_connected状态中或者在rrc_idle状态中发送d2d通信的资源。

sib类型19指示支持d2d通信过程的网络并且可以包括与d2d直接发现有关的资源设置信息。sib类型19可以包括下述字段。

discinterfreqlist指示d2d直接发现通知支持的相邻频率。

discrxpool指示被指配给无线设备以在rrc_ile状态和rrc_connected状态中接收d2d直接发现通知的资源。

discsyncconfig指示被指配给无线设备以发送或者接收同步信息的资源。

disctxpoolcommon指示被指配给无线设备以在rrc_idle状态中发送d2d直接发现通知的资源。

plmn-identitylist是用于由载波频率指示的相邻的频率的plmn标识符的列表。

plmn-index是与plmn-identitylist字段中的条目相关联的索引。

第一无线设备20-1基于关于接收到的sib中包括的资源池的信息来执行用于识别另一无线设备的发现(s130)。更加具体地，第一无线设备20-1可以广播包括其标识信息的d2d发现通知和同步信号。然后，第二无线设备20-2可以接收由第一无线设备20-1广播的d2d发现通知以建立d2d通信链路(s140)。

第一无线设备20-1请求基站10以分配用于将数据发送到第二无线设备20-2的资源(s150)。作为响应，基站10分配用于发送数据的资源并且将该资源提供给第一无线设备20-1(s160)。

基于由基站10分配的资源，第一无线设备20-1将数据发送到第二无线设备20-2(s170)。

图8示出其中多个无线设备被分布的d2d通信系统的示例。

参考图8，多个无线设备20-1、20-2、20-3、20-4、20-5以及70可以被分布在d2d通信系统中。

第一无线设备20-1和第二无线设备20-2是被连接到基站10作为服务小区的无线设备。第一无线设备20-1和第二无线设备20-2被从基站10分配用于d2d通信的资源并且可以使用分配的资源执行d2d通信。如上所述，无线设备能够被连接到基站10作为服务小区的区域被称为inc(网络覆盖内)区域。位于inc区域中的无线设备被称为inc无线设备。位于inc区域中的无线设备被称为inc无线设备。在这一点上，可以理解inc对应于在图5a中示出的基本覆盖区域。

位于inc区域中的第一无线设备20-1和第二无线设备20-2中的每个可以执行传统小区检测和rach(随机接入信道)过程。第一无线设备20-1和第二无线设备20-2中的每个可以从基站10接收无线设备标识符(例如，c-rnti(小区无线电网络临时标识符))，并且可以使用无线设备标识符执行下行链路接收和上行链路传输。

第三无线设备20-3和第四无线设备20-4可以仅接收由基站10广播的消息。基站10不能够正常地接收由第三无线设备20-3和第四无线设备20-4发送的上行链路信号。以这样的方式，无线设备可以仅接收由基站10广播的消息并且基站10不能够从无线设备正常地接收上行链路信号的区域被称为onc-b(除了广播之外的网络覆盖外)区域。位于onc-b区域但是不位于inc区域的无线设备被称为onc-b无线设备。在这一点上，可以理解onc-b区域对应于在图5a中示出的扩展的覆盖区域。

基站10不可以获知位于onc-b区域中的第三无线设备20-3和第四无线设备20-4的存在。因此，为了支持onc-b无线设备的d2d通信，基站10可以广播关于onc-b无线设备可以用于d2d通信的资源池的信息。接收广播消息的onc-b无线设备可以从接收到的资源池中任意地选择要被用于d2d信号传输的资源。因此，onc-b无线设备可以使用任意选择的资源执行d2d通信。

此外，在第二无线设备20-2和第三无线设备20-3之间可以执行d2d通信。因此，在位于inc区域的无线设备和位于onc-b区域的无线设备之间执行的d2d通信被称为pnc(部分网络覆盖)环境下的d2d通信。

第五无线设备20-5和第六无线设备70不能够从基站10接收任何类型的下行链路信号。基站10不能够从第五无线设备20-5和第七无线设备70接收任何类型的上行链路信号。以这样的方式，在无线设备和基站10之间不能够建立任何类型的下行链路或者上行链路的区域被称为onc(网络覆盖外)区域(oncarea)或者onc区域(oncregion)。位于onc区域但是不位于onc-b和inc区域的无线设备被称为onc无线设备。

在通过基站10管理的传统的d2d通信的情况下，包括被用于通过基站10进行的d2d通信的资源块或者子帧的分配统计、用于各个资源的功率等级测量以及使用资源的无线设备的数目的信息被监视。然而，与基站10和无线设备之间的通信相比较，当随着执行d2d通信的无线设备之间的距离变小，当无线设备位于小区的边界区域时，可以以较低的功率实现d2d通信。因此，当基站10打算检查d2d通信状态并且管理资源池时，对于基站10来说可能难以直接地监控以这样低的功率执行d2d通信的d2d通信链路。

<本发明的公开>

因此，根据本公开的实施例的d2d通信系统可以被配置使得具有d2d通信能力的无线设备支持在其他的无线设备之间执行的d2d通信的连接。在这一点上，支持在其他的无线设备之间执行的d2d通信的连接的无线设备被称为dad(d2d辅助设备)。

图9示出其中隐藏的dad支持d2d通信的连接的示例。

根据图9，假定第一无线设备20-1和第二无线设备20-2在第一无线设备20-1和第二无线设备20-2没有意识到dad100的存在的状态中正在执行相互的d2d通信。此外，假定使用d2d通信，第一无线设备20-1向第二无线设备20-2发送数据，并且第二无线设备20-2从第一无线设备20-1接收数据。