通信设备、基础设施设备、移动通信网络以及方法与流程

本公开涉及一种通信设备以及使用通信设备通信数据的方法，并且具体地，涉及被配置为执行设备到设备通信的通信设备。

背景技术：

移动电信系统(诸如基于3gpp定义的umts和长期演进(lte)架构的那些)能够支持比前几代移动电信系统提供的简单语音和消息服务更复杂的服务。例如，利用由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，例如先前仅经由固定线路数据连接可用的移动通信设备上的视频流和视频会议。

因此，推广第四代网络的要求强烈，并且期望迅速地扩大这些网络的覆盖区域(即，可以访问网络的地理位置)。然而，尽管预期第四代网络的覆盖区域和容量显著超过前代通信网络的覆盖区域和容量，这样的网络可服务的网络容量和地理区域仍存在限制。例如，这些限制尤其与网络经历通信设备之间的高负荷和高数据速率通信的情况，或者当需要在通信设备之间进行通信但通信设备可能不在网络的覆盖网络区域范围内时的情况相关。为了解决这些限制，在lte版本-12中，将介绍lte通信设备执行设备对设备(d2d)通信的能力。当在覆盖区域内和当在覆盖区域外或当网络出故障时，d2d通信允许非常接近的通信设备直接互相通信。该d2d通信能力可通过避免用户数据需要通过诸如基站的网络实体中继允许用户数据在通信设备之间更有效地传送，并且尽管它们可能不在网络的覆盖区域之内也允许非常接近的通信设备彼此通信。例如，通信设备操作覆盖区域的内部与外部两者的能力使得并入d2d能力的lte系统非常适合于诸如公共安全通信的应用。公共安全通信需要高度的鲁棒性，借此当在覆盖区域的外部时设备可以在拥塞的网络中继续彼此通信。

虽然当通信设备在移动通信网络提供的覆盖区域之外时d2d通信技术可在设备之间提供用于传送的布置，但当通信设备中的一个在覆盖区域以内并且另一个在覆盖区域之外时，d2d通信技术还可以提供用于扩大移动通信网络的覆盖区域的布置。

技术实现要素：

根据本技术的第一示例性实施方式，提供一种通信设备，被配置为经由无线接入接口向一个或多个其他通信设备发送信号以执行设备到设备通信并且当在基础设施设备的无线电覆盖区域内时经由无线接入接口向移动通信网络的基础设施设备发送信号。通信设备包括接收器，接收器被配置为经由无线接入接口从一个或多个其他通信设备接收信号并且当在基础设施设备的无线电覆盖区域内时经由无线接入接口从移动通信网络的基础设施设备接收信号。控制器配置有发送器和接收器以向充当通信设备的源中继节点的第一覆盖范围内的通信设备发送表示数据的信号，第一覆盖范围内的通信设备能够向移动通信网络的基础设施设备发送信号，并从充当源中继节点的第一覆盖范围内的通信设备接收表示数据的信号。源中继节点在移动通信网络的基础设施设备的覆盖区域内，源中继节点被配置为向基础设施设备发送从通信设备接收的表示数据的信号并向通信设备发送从基础设施设备接收的表示数据的信号。服从于预定条件，控制器被配置为当在覆盖范围外时从可充当中继节点的一个或多个其他覆盖范围内的通信设备接收一个或多个信标信号，使得接收器不能从基础设施设备接收信号或者向基础设施设备发送信号，或者当在覆盖范围外时向可充当通信设备的中继节点的一个或多个其他覆盖范围内的通信设备发送信标信号，并且向待充当目标中继节点的其他覆盖范围内的通信设备中的一个发送表示数据的信号用于将数据发送至基础设施设备，或者从充当目标中继节点的其他覆盖范围内的通信设备中的一个接收已从基础设施设备接收的表示数据的信号。

本技术的实施方式可提供一种布置，其中，覆盖范围外的通信设备可改变覆盖范围内的通信设备中的一个与另一个的从属关系(affiliation)，覆盖范围外的通信设备使用覆盖范围内的通信设备充当中继节点以向基础设施设备传送数据和/或从基础设施设备传送数据。

在所附权利要求中定义了本公开的各个进一步的方面和特征并且包括通信设备、使用通信设备通信的方法。

附图说明

现将参考附图仅通过实例的方式描述本公开内容的实施方式，其中相似部件设置有相应的参考标号，并且其中：

图1提供了移动通信系统的示意图，在移动通信系统中覆盖范围内的通信设备经由基础设施设备通信并且至少一个覆盖范围外的通信设备经由覆盖范围内的通信设备中的一个进行通信；

图2提供了移动通信系统的无线接入接口的下行链路的结构的示意图；

图3提供了移动通信系统的无线接入接口的上行链路的示意图；

图4提供了经由覆盖范围内的通信设备在上行链路和下行链路上与基础设施设备通信的覆盖范围外的通信设备的示意图；

图5提供示出了多个通信设备形成执行设备到设备通信的群的布置的示意性框图；

图6是根据lte标准的常规布置的移动性管理实体(mme)内/服务网关切换过程的消息交换流程图的说明性图示；

图7是覆盖范围外的通信设备改变从充当源中继节点的一个覆盖范围内的通信设备到充当目标中继节点的另一个覆盖范围内的通信设备向基础设施设备传送数据的从属关系的示例性过程的一部分的示意性图示；

图8是图7的示例性过程的另一部分；

图9是图7的示例性过程的另一部分；

图10是图7中示出的示例性过程的可替换过程的示意性图示；

图11是图10中示出的可替换过程的另一部分的示意性图示；

图12是覆盖范围外的通信设备改变从充当源中继节点的一个覆盖范围内的通信设备到充当目标中继节点的另一个覆盖范围内的通信设备向基础设施设备传送数据的从属关系的另一示例性过程的一部分的示意性图示；以及

图13是图12中示出的示例性过程的另一部分。

具体实施方式

传统的通信系统

图1提供了示出根据lte原理操作且可被适配成实施下面进一步所描述的本公开的实施方式的移动电信网络/系统100的一些基本功能的示意图。图1中的各个元件及其相应的操作模式是众所周知的并且在由3gpp(rtm)主体管理的相关标准中被定义，并且还在有关该主题的许多书本中进行了描述，例如，holmah.和toskalaa[1]。应当认识到的是，可以根据任何已知的技术(例如，根据相关标准)实施在下面未具体描述的电信网络的操作方面。

图1提供了传统移动电信系统100的示意图，其中系统包括移动通信设备101、基础设施设备102、以及包含服务网关节点103、形成外部网络105的网关的分组数据网关104的核心网络。例如，基础设施设备102还可以称为基站、网络元件、增强的节点b(enodeb)或协调实体并且将无线接入接口提供至覆盖区域或单元内的一个或多个通信设备。一个或多个移动通信设备可以通过使用无线接入接口发送和接收表示数据的信号来传送数据。基础设施设备102经由服务网关节点103和分组数据网关104通信链接至外部网络105，外部网络可以连接至具有与由通信设备101和基础设施设备102形成的结构类似的结构的一个或多个其他通信系统或网络。核心网络还可以为由网络实体服务的通信设备提供包括验证、移动性管理、计费等的功能。

图1的移动通信设备还可以被称为通信终端、用户设备(ue)、终端设备等等，并且被配置为与由相同的或者不同的覆盖区域经由网络实体服务的一个或多个其他通信设备通信。可通过使用无线接入接口在由链路106至111表示的双向通信链路上发送和接收表示数据的信号执行这些通信，其中箭头106、108及110表示从网络实体至通信设备的下行链路通信并且箭头107、109及111表示从通信设备至基础设施设备102的上行链路通信。通信系统100可以根据任何已知的协议操作，例如，在一些示例性系统100中可以根据3gpp长期演进(lte)标准操作，其中基础设施设备102可被称为基站或者增强的节点b(enodeb(enb))。

图1中还示出了链路140，该链路表示无线电信号可传送至基础设施设备或enb102并可从基础设施设备或enb102传送无线电信号的最大范围的指示。将理解的是，链路140仅是图示并且实际上关于传播条件将会存在很大的变化并且因此无线电信号可传送至enb102以及从enb102传送无线电信号的范围将存在很大变化。如图1所示，在一个实例中，通信设备112中的一个已移动至在表示无线电信号可传送至enb102并可从enb102传送无线电信号的范围的链路140之外的区域。根据本技术，在enb102的范围之外的通信终端112仍可向enb102传送数据和从enb102传送数据，但这是经由充当中继节点的ue114中的一个向通信终端112中继数据来实现的。

根据我们的未决国际专利申请号pct/2014/078087、pct/2014/078093、pct/2014/079338、pct/2014/077447、pct/2014/077396、pct/2014/079335，通过引证将其内容结合于此，提供了一种设备通信技术，该技术允许可在通信设备的群之间传送数据且不用经由enb传送的一个或多个通信设备形成通信设备的群。这种布置可在由基站或enb提供的覆盖区域以内或没有该覆盖区域的情况下操作。

在一个实例中，3gpp已完成在技术报告tr36.843中描述的题为“ltedevicetodeviceproximityservices-radioaspects”的研究项目。因此，根据本技术，提供了一种布置，在该布置中，落在enb102的覆盖区域之外的ue112能够通过充当中继节点使用在覆盖范围内的ue中的一个传送至enb103。为此，ue112、114执行设备到设备(d2d)通信。然而，通过本技术解决的技术问题涉及覆盖范围外的ue112与充当中继节点的另一覆盖范围内的ue114执行切换的布置。

在覆盖范围外的ue经由充当中继节点的覆盖范围内的ue与移动通信网络通信的情形中，存在几种可以考虑的移动性情形。在由覆盖范围外的ue作出初始中继选择之后，需要一种方式进行选择并从源中继ue连接至目标中继ue。这种内中继ue切换或重选需要覆盖范围外的ue发现目标中继ue。然而，由于充当中继节点的覆盖范围内的ue不能一直传输下行链路信号，例如，发现信标信号，那么其不可以将对当前或源中继ue节点(中继或enb)和潜在目标中继节点(中继)的测量进行比较。这因从源enb到目标enb的典型切换而不同，因为enb一直传输下行链路公共信道和同步信道，使得ue能够一直执行测量。

因此，本技术解决的技术问题涉及一种布置，其中覆盖范围外的ue从充当中继节点的一个覆盖范围内的ue变成充当中继的另一覆盖范围内的ue。在以下描述中，这些将称为源中继ue和目标中继ue。

lte无线接入接口

在以下段落中参照图2和图3说明lte无线接入接口的简要描述以支持在以下段落中提供的本技术的示例性实施方式的说明。

诸如根据3gpp定义的长期演进(lte)架构布置的移动电信系统将基于正交频分调制(ofdm)的无线接入接口用于无线电下行链路(所谓的ofdma)和无线电上行链路上的单载波频分多址接入方案(sc-fdma)。根据本技术，图2中示出的下行链路和图3中示出的上行链路两者的无线接入接口可提供经由enb将数据从ue传送至移动通信网络并从enb将数据传送至ue的设施，但还可以提供用于与另一通信设备执行d2d通信且不用经由enb传送的通信资源。现在将分别说明图2和图3的无线接入接口的下行链路和上行链路。

图2提供了当通信系统根据lte标准操作时可由图1的enodeb提供的或与图1的enodeb相关联的无线接入接口的下行链路的结构的简化示意图。在lte系统中，从enodeb至ue的下行链路的无线接入接口基于正交频分复用(ofdm)接入无线电接口。在ofdm接口中，可用带宽的资源在频率上分成多个正交子载波并且在多个正交子载波上并行发送数据，其中1.25mhz与20mhz带宽之间的带宽例如可以分成128至2048正交子载波。每个子载波带宽可以采用任意值但在lte中其固定为15khz。如在图2中示出的，无线接入接口的资源还在时间上分成多个帧，其中帧200持续10ms，并且再分成每个持续1ms的10个子帧201。每个子帧由14个ofdm符号形成并且根据是否在ofdm符号之间利用标准或扩展循环前缀减少符号间干扰被划分为两个时隙，每个时隙包括六个或七个ofdm符号。时隙内的资源可被划分为资源块203，每个资源块各自包括一个时隙的持续时间的12个子载波并且资源块被进一步划分为资源元素204，资源元素跨越一个ofdm符号的一个子载波，其中每个矩形204表示一个资源元素。在附件1中提供了lte无线接入接口的下行链路结构的更多细节。

图3提供了可由图1的enodeb提供的或与图1的enodeb相关联的lte无线接入接口的上行链路的结构的简化图。在lte网络中，上行链路无线接入接口基于单载波频分复用fdm(sc-fdm)接口并且下行链路和上行链路无线接入接口可由频分双工(fdd)或时分双工(tdd)提供，其中在tdd实施中，子帧根据预定模式在上行链路与下行链路之间进行切换。然而，不考虑所使用的双工的形式而利用公共上行链路帧结构。图3的简化结构示出了在fdd实施中这样的上行链路帧。帧300被分成1ms的持续时间的10个子帧301，其中每个子帧301包括0.5ms持续时间的两个时隙302。然后由七个ofdm符号303形成每个时隙，其中循环前缀304以相当于下行链路子帧中的方式的方式插入每个符号之间。在附件1中提供了在图3中示出的lte上行链路的更多细节。

支持覆盖范围外的通信设备

先前已提出为标准内的设备到设备通信提供某种布置，标准根据由称为长期演进(lte)的3gpp管理的规范定义通信系统。这些在lte版本12和版本13中定义并提供用于进行d2d通信的设施。一般地说，存在很多种可能的方法实施lted2d通信。例如，为在ue与enodeb之间进行通信而设的无线接入接口可以用于d2d通信，其中enb分配所需的资源并且经由enb传送控制信令但用户数据直接在ue之间传输。

在申请号为pct/2014/078087、pct/2014/078093、pct/2014/079338、pct/2014/077447、pct/2014/077396、pct/2014/079335的我们共同未决的国际专利申请中，公开了用于使用图3中示出的lte上行链路在设备之间执行d2d通信的各种技术。例如，在国际专利申请pct/2014/079338,中，公开了一种用于执行d2d通信的有争议的方案的布置。相似地，在国际专利申请pct/2014/078093中公开了使用在上行链路传输帧的调度分配区域中传输的调度分配消息分配资源的布置。在国际专利申请pct/2014/077447中公开了这样一种布置，其中可以形成机器到机器通信设备的限制能力的通信设备可设置为在有限集合的资源(被称为虚拟载波)中执行设备到设备通信。此外，在国际专利申请pct/2014/079335中公开了用于识别可用于在一组通信设备之间进行设备到设备通信的资源的布置，通过引证将以上国际专利申请的全部内容结合到本申请中。因此，如将理解的，这些共同未决的国际专利申请公开了覆盖范围外的ue112在前向链路或上行链路上与充当中继节点114的覆盖范围内的ue通信(由图1中的箭头120表示)并在反向链路或下行链路上从中继ue114到覆盖范围外的ue112通信(如由图1中的箭头122表示的)的布置。

图4示出了经由充当中继节点114的覆盖范围内的ue在覆盖范围外的ue112与enb102之间的通信路径的示意性框图。如图4所示，覆盖范围外的ue112包括发送器401、接收器402以及控制器404，控制器控制向充当中继节点的覆盖范围内的ue114发送和接收信号。上行链路信号由对应于图1中示出的箭头的箭头120表示并且下行链路信号由对应于在图1中示出的箭头的箭头122示出。中继ue114可以是传统的ue因此也包括发送器401、接收器402以及控制器404。充当中继节点114的覆盖范围内的ue根据常规布置操作但分别在如由箭头107示出的上行链路上发送信号并在如由箭头106表示的下行链路上接收的并且从enb102接收的信号。enb102包括发送器404、接收器408以及控制器410，控制器可以包括根据在图2和图3中示出的无线接入接口对在下行链路和上行链路上的信号的发送和接收进行调度的调度器。

如以上说明的，本技术的实施方式可提供通过利用d2d通信技术扩大enb的覆盖范围的布置。图5中呈现了示例性应用。在图5中，多个通信设备501、502、504、114形成一组通信设备604，对于这组通信设备，由于以上说明的原因期望进行d2d通信。如在图5中表示的，通信设备501、502、504在由enb或基站602的链路601表示的覆盖区域之外。因而，enb602不能形成或控制覆盖范围外的通信设备501、502、504之间的任何通信。根据本技术，多个通信设备604可以执行d2d通信，无论它们在enb102的覆盖范围内还是覆盖范围外。如图5所示，该组设备604包括ue501、502、504，它们在enb602的覆盖范围之外，ue114中的一个在覆盖范围之内。为此，覆盖范围内的ue114操作以充当中继节点。因此，在一个实例中，覆盖范围外的ue501、502、504可以形成具有中继节点的虚拟小区或者充当这些覆盖范围之外的ue501、502、504中的每一个的基站的覆盖范围内的ue114。因此，点划线或虚线510示出了由覆盖范围内的ue114形成的虚拟小区的覆盖区域。在一个实例中，所有的控制平面信令经由充当中继节点的覆盖范围内的ue114传送至enb102使得控制平面由虚拟小区管理。

如以上说明的，本技术的实施方式可提供这样一种布置，其中，当由于与源中继ue的通信链路不再可行而使得源中继ue不再能充当中继节点时，经由一个源通信的覆盖范围外的ue和充当中继ue的覆盖范围内的ue可识别另一目标覆盖范围内的ue以充当中继节点代替源中继ue。因此本技术的实施方式可提供这样一种布置，其中，覆盖范围外的ue可改变从充当中继节点的一个覆盖范围内的ue到另一个覆盖范围内的ue执行切换的从属关系。通常地，ue对通过enb的基站传输的信标信号执行测量以便确定enb提供更好的链路质量，其中从当前使用的基站接收的信标信号降到预先确定的电平之下。在一个实例中，本技术的实施方式可提供：

·由当前或源中继ue对接收信号进行测量或者将所接收的信号的测量报告给当前或源中继ue。

·源中继ue然后将会触发潜在目标中继以直接或经由enb传输切换发现信标。

·然后，覆盖范围外的ue然后对潜在目标中继ue执行测量并将结果报告给源中继ue。

·然后，基于所报告的测量触发到目标中继的切换。

·可替换地，不报告测量而是覆盖范围外的ue自主地执行目标中继ue重选。

根据本技术的实施方式的可替换布置可提供：

·由从当前或源中继ue传输的信标信号的覆盖范围外的ue进行测量。

·当测量低于阈值时，覆盖范围外的ue触发信标信号传输。

·可充当潜在目标中继ue和当前源中继ue的覆盖范围内的ue监测由覆盖范围外的ue传输的信标信号。可充当中继ue的所有覆盖范围内的ue可执行对覆盖范围外的ue信标信号的测量并将结果报告给enb。

·然后基于信标信号的报告测量触发从可充当新ue或目标ue的覆盖范围内的ue测量的覆盖范围外的ue到目标中继ue的切换。

·切换命令(handovercommand)可由源中继ue发送，或者另一种方式可以是从目标中继ue发送“推送(pull)”消息，这与重选几乎是相似的，但初始接入消息来自网络中继侧而非覆盖范围外的ue。

内部mme/服务网关切换

为了提供对本技术示例性实施方式的更好的理解，在以下段落中提供了参照图6对通过ue从源enb606到目标enb608的传统切换技术的简要描述。图6呈现enb606、608之间的lte的当前切换过程的消息流程图。如图6中所示，ue605首先接收测量控制消息m1并且然后执行通过操作s1示出的至或来自ue605的分组数据传输。在上行链路分配消息中，源enb606向ue605发送资源分配。在执行测量之，ue605向源enb606发送测量报告消息。在处理步骤612中，ue确定在目标enb608的这种情况下是否切换至目标基站。源enb606然后传输消息m4中的切换请求消息并且目标enb608执行接纳控制步骤s5。目标enb608向源enb606传输切换请求确认m6，然后向ue605发送下行链路分配消息614。在消息m7中，在前面的准备切换中，将rrc收集重新确认和流度控制信息然后由源enb606发送至ue605。在步骤616、618中，ue605从老小区脱离并与新小区同步并经由目标enb缓冲数据进行传输。在消息m8中，源enb606传输状态传送并且然后在传输步骤620中进行数据转发。目标enb608然后在来自mme624的指令下从用于进行下行链路传输622的源enb608缓冲分组。ue然后发送同步消息m9并接收通过rrc连接确认重复消息m11确认的上行链路资源分配消息m10。在处理步骤s3中，enb往返于服务网关的目标enb发送数据包。在消息m13中，目标enb608然后向mme624发送路径切换请求(pathswitchrequest)，mme624向服务网关630发送更改承载请求(modifiedbearerrequest)。在步骤s14中，，服务网关然后切换在消息s4中被发送至源enb601的下行链路路径。在步骤s6中，源enb然后向目标enb602发送结束标记消息并且将数据包从目标enb发送至服务网关s8。服务网关630然后向mme624发送更改承载请求消息m15，mme624然后向目标enb608发送路径切换请求确认消息m16，并且目标enb608向源enb606发送ue上下文释放消息m17。在步骤s10中，源enb606然后执行释放资源过程。

如从图6中示出的流程图中将理解的是，现在通常与从源enb606至目标enb608的切换结合形成几个步骤和过程。然后呈现了技术问题，因为构建以经由图2和图3中示出的无线接入接口操作和通信的ue必须适于执行从一个中继节点到另一中继节点的切换过程。此外，中继节点本身可以是波动的因为它们可能是移动的使得在覆盖范围外和在覆盖范围内的该组ue可能在这些ue来回移动时动态地改变。因此，根据本技术，在中继ue之间的切换应当遵循与图6中示出的过程类似的过程，两个主要的差异是需要触发d2dss使得ue可执行测量(在以上步骤1之前)并且需要中继ue与enb之间的信令，使得源和目标是中继ue，源和目标中的每个均由托管enb(hostenb)控制。

因此，本技术提供了一种布置，其允许覆盖范围外的ue112根据去往和来自该ue的最佳可用通信路径选择不同的覆盖范围内的ue以充当中继节点。在一个实例中，如在图7、图8、图9、图10以及图11中表示的，目前充当中继节点的覆盖范围内的ue操作触发潜在目标以充当中继节点来发送ue可检测到的切换发现信标。作为如在图10、图11以及图12中示出的第二实例，当当前源中继ue的测量降低到预定阈值以下时，覆盖范围外的ue自身触发信标信号传输。现在将在以下部分中说明这些实施方式：

用于切换测量的中继d2dss的触发

图7提供了本技术的实施方式的示例性示意图，本技术的实施方式可应用于rel-13ue网络定向的中继情形的源中继ue与目标中继ue之间的切换。

在步骤1中，ue将设备到设备同步信号(d2dss)和数据发送至充当中继节点(中继ue)的覆盖范围内的ue114。在步骤2中，中继ue114对所接收的d2dss(诸如，接收信号强度指示)进行测量。在一个实例中，中继ue114可以发送d2dss，并且覆盖范围外的ue112对中继ue114发送的d2dss进行测量，并且然后将任何测量(诸如，所接收的信号强度指示)与被发送的数据一起报告给中继ue114。根据本技术，因此提供了一种布置以确保在链路上测量覆盖范围外的ue112与中继ue114之间的无线电质量。

然后，在步骤3中，中继ue114将测量报告回至enb102。根据以上说明，步骤1、2以及3与传统lte操作兼容，因为ue首先在当前服务小区上执行测量，并且当所接收的测量信号(诸如，信标信号)的信号强度低于阈值时回报。这然后可以触发图7中的步骤1。例如，根据常规布置，其他可替换步骤包括执行步骤1过程中的频率内测量或频率间测量并报告事件a3。当作出是否激活中继(例如，只有当没有报告合适的enb相邻小区来切换时才激活中继)的决定时可以考虑所报告的相邻小区和频率的水平。然而，可以基于事件a2开始频率间测量。

如图8中所示，在步骤4中，enb102命令充当中继节点的覆盖范围内的ue中的潜力例如使用rrc信令开始发送d2dss。在步骤5中，ue然后可以从源中继ue114接收测量命令以开始测量。在一个实例中，可自动开始测量，测量将涉及更少的信令开销和延迟。例如，覆盖范围外的ue112可以设置有由覆盖范围内的ue形成的中继的“活动集(activeset)”和“监测集(monitoredset)”。在步骤6中，覆盖范围外的ue112将测量结果报告回源中继ue114。在一个实例中，诸如，当检测另一中继已变得比源中继ue好或者可以是单触发测量或定期测量时，甚至可以触发报告回至中继ue114。例如，通过使用d2dss指数、标识符、或唯一地识别小区(enb)中的中继的代码识别中继ue。

如图9所示，在步骤7中，通过从覆盖范围外的ue112直接中继测量报告或者通过仅指示重新识别的目标中继ue将已由源中继ue114接收的测量报告传送回至enb102。这个后面的实例指示源中继ue114或覆盖范围外的ue112已选择目标中继ue。步骤8对目标中继ue进行配置以准备连接至覆盖范围外的ue112，并提供具有切换命令的源中继ue114。

在步骤10中，ue已选择新中继ue900(作为目标中继ue)并且该过程完成。在一个实例中，覆盖范围外的ue112可以为新中继ue900提供与enb内切换相似的“切换完成”消息。

作为可替换实例，可以提前(更高效地)完成步骤8作为步骤4的一部分以便减少信令和延迟。就是说，在一个示例性实施方式中，潜在目标中继ue114可以设置为在被指示发送d2dss之前准备充当新中继ue900。若是这种情况，那么不需要将步骤7中的测量报告发送至enb而是响应于步骤6中的测量报告由源中继ue114发送步骤9中的切换命令。由图10和图11中示出的示图说明该示例性布置。

如从图10和图11中可理解的，预先利用切换准备触发用于切换测量的中继d2dss的传输。如在图10中可以看出，步骤1中的覆盖范围外的ue112检测到所接收的信号强度(rsrp)已降低到预定阀值以下，其然后向源中继ue114触发步骤2中的测量报告，该测量报告被报告给步骤3中的enb102。预先进行切换准备提供了通过减少与enb102的信令以及延迟将中继节点从源114改变到目标900的更有效的方法。如图11所示，在一个实例中，可存在从源中继ue114到目标中继ue900的自动切换，这与小区重选相似，而不是执行与切换相似的步骤6。这可进一步减少延迟，并且由于所有的目标中继ue准备连接至ue，新中继ue900的这种自动选择是可行的。那么将完全由与其他网络实体结合的enb处理任何核心网络上下文消息的传送。新中继ue900事实上将此处理成重新连接的ue。然而，在一些实例中，由于已由enb102提供的覆盖范围外的ue112的先验知识，建立上下文信息的初始阶段可以是不同的。一旦覆盖范围外的ue112选择新中继ue900并向新中继ue900提供指示，enb102可以基于对enb102内的源中继ue114和核心网络的认识传送上下文。总之，上面确定的两种方法是：

·小区自动重选型布置，其中，在没有enb的指令的情况下覆盖范围外的ue根据d2dss的接收信号强度自动选择新中继ue；或者

·切换过程，其中enb引导ue切换至目标中继ue。

这些选项中的每一个提供不同的优点。例如，尽管小区重选过程可以提供信令开销较小的方法，优选地，可以使用类似切换的过程以便建立合适的上下文消息。

通过d2dss的覆盖范围外的ue传输进行切换测量

根据本技术的另一实施方式，提供一种布置，其中，在从覆盖范围内的ue中改变中继ue的准备中，覆盖范围外的ue112发送信标信号，而不是由候选中继ue发送信标信号(d2dss)。根据该实例，提供了潜在减少延迟和源中继ue114与覆盖范围外的ue112之间的信令消息的量的优点。可以在可能不良的无线电链路上进行信令消息的通信。然而，延迟和在可能不良的无线电链路上发送的信令消息的减少可以是以增加的信令消息为代价的，这些信令消息需要在任意潜在中继101、900与enb102之间发送，其是测量报告。该示例性实施方式可更加具有鲁棒性，因为附加信令将仅由enb102的覆盖范围内的中继ue101、900执行，与经由相对于覆盖范围外的ue112移动远离的源中继ue114发送测量报告相比可更不易于出错。仅需要报告测量从覆盖范围外的ue112发送的信标信号(d2dss)的良好信号强度的中继ue101、900。因此，信令开销可以减少。重选类型的方法可能是不可行的，然而在ue失去与源中继通信之后，目标中继可以连接至ue。

图12和图13提供本技术的示例性实施方式。如图12中作为第一步骤1所示的，覆盖范围外的ue112检测参考功率的接收信号强度已降低到预定阀值之下，这由此触发了覆盖范围外的ue112开始选择新中继ue的方法。与以上参照图7至图11说明的示例性实施方式相反，在步骤2中，覆盖范围外的ue112然后向可充当中继节点的覆盖范围内的ue604中的每一个发送信标信号。在步骤3中，由覆盖范围内可用的ue中的每一个向enb102报告表示从覆盖范围外的ue112接收的信标信号的信号强度的测量参考信号接收功率(rsrp)。然后，enb将来自覆盖范围内的ue中的每一个的结果进行比较并选择这些结果中的一个作为目标中继ue900。

在步骤4中，如图13中所示，已确定覆盖范围内的ue中的哪个应当充当中继ue900的enb102向目标中继ue900发送切换命令。根据过程步骤4，切换命令经由目标中继ue900而不是源中继ue114发送以便解决从源中继ue114的潜在覆盖丢失。因此，该过程将不同于传统的切换命令，因为覆盖范围外的ue112可接收已经已知的下行链路的通信资源中的切换命令。例如，针对源中继ue114配置的相同的下行链路通信资源可用于使用类似“推送(pull)”消息的目标中继ue900以完成中继改变/切换。根据该示例性实施方式，可以实现信标信号传输可能需要的d2d通信资源的量的减少，因为只有覆盖范围外的ue112而不是可充当中继节点的多个覆盖范围内的ue发送信标信号。此外，在d2d通信上可以实现信令消息的量的减少。

总结

由上所述，将理解的是本技术的实施方式可以提供：

·在供用于切换/中继重选的测量评估使用的多个目标中继信标信号上进行切换的方法。

·中继不需要连续发送d2dss/信标，其将资源和电池保存在中继中。

在所附权利要求中定义本发明的各种进一步的方面和特征并且除了从属权利要求所述的特定组合以外，从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征进行各种组合。在没有偏离本发明的范围情况下，也可以对在上文中描述的实施方式进行更改。例如，尽管似乎结合特定实施方式描述了特征，但是本领域的技术人员将认识到，描述的实施方式的不同特征可以根据本公开结合。

附件1：

在图2中呈现的lte无线接入接口的下行链路的简化结构还包括每个子帧201的图示，每个子帧包括传输控制数据的控制区域205，传输用户数据的数据区域206，根据预定模式散布在控制区域和数据区域中的基准信号207和同步信号。控制区域204可以包含用于传输控制数据的大量物理信道，诸如，物理下行链路控制信道(pdcch)、物理控制格式指示器信道(pcfich)以及物理harq指示器信道(phich)。数据区域可以包含大量数据传输的物理信道，诸如，物理下行链路共享信道(pdsch)和物理广播信道(pbch)。尽管这些物理信道在资源分配上为lte系统提供广泛范围的功能但本公开的pdcch和pdsch最相关。可在[1]中查找对lte系统的物理信道的结构与功能的进一步的信息。

可以通过enodeb将pdsch内的资源分配至由enodeb服务的ue。例如，大量pdsch的资源块可以分配至ue以便用户可以接收先前请求的数据或者通过enodeb向用户推送的数据，诸如无线电资源控制(rrc)信令。在图2中，ue1已分配了数据区域206的资源208、ue2资源209和ue资源210。lte系统中的ue可被分配有pdsch的可用资源的分数并且因此需要通知ue它们在pdcsh内分配的资源的位置使得只检测和估计pdsch内的相关数据。为了通知ue它们分配的通信资源的位置，以称为下行链路控制信息(dci)的形式跨pdcch传递指定下行链路资源分配的资源控制信息，其中在相同的子帧中的先前pdcch实例中传送pdsch的资源分配。在资源分配过程期间，ue因此监测发给它们的dci的pdcch并且一旦检测到这样的dci，则接收dci，检测并估计pdsch的相关部分中的数据。

每个上行链路子帧可以包括多个不同的信道，例如，物理上行链路共用信道(pusch)305、物理上行链路控制信道(pucch)306、以及物理随机接入信道(prach)。例如，物理上行链路控制信道(pucch)可将控制信息(诸如，ack/nack)携带至enodeb用于下行链路传输，ue希望调度的上行链路资源的调度请求指示符(sri)，以及下行链路信道状态信息(csi)的反馈。pusch可以携带ue上行链路数据或一些上行链路控制数据。经由pdcch许可pusch的资源，通常通过将在ue处在缓冲器中准备传输的数据量传送至网络触发的许可。可根据在诸如系统信息块的下行链路信令中可以信号形式发送至ue的多个prach模式中的一个在上行链路帧的任意资源中调度prach。以及物理上行链路信道，上行链路子帧还可以包括参考信号。例如，解调参考信号(dmrs)307和探测参考信号(srs)308可存在于其中dmrs占用传输pusch的时隙的第四符号的上行链路子帧中，并且用于解码pucch和pusch数据，并且其中srs用于在enodeb处进行上行链路信道估计。可在[1]中查找对lte系统的物理信道的结构与功能的进一步的信息。

以与pdsch的资源类似的方式，要求通过服务enodeb来调度或许可pusch的资源并且因此如果通过ue发送数据，要求pusch的资源通过enb许可给ue。在ue处，通过将调度请求或缓冲器状态报告发送至其服务的enodeb实现pusch资源分配。当ue发送缓冲器状态报告的上行链路资源不充足时，在没有分配给ue的现有的pusch时，可以在pucch上通过传输上行链路控制信息(uci)或者当没有给ue分配现有的pusch时通过直接在pusch上传输进行调度请求。响应于调度请求，enodeb被配置为将足以传输缓冲器状态报告的pusch资源的一部分分配给请求ue并且然后经由pdcch中的dci通知ue缓冲器状态报告资源分配。一旦或者如果ue具有足以发送缓冲器状态报告的pusch资源，缓冲器状态报告被发送至enodeb并且为enodeb提供与上行链路缓冲器或在ue处的缓冲器中的数据量有关的信息。在接收缓冲器状态报告之后，enodeb可以将一部分pusch资源分配给发送ue以便传输其缓冲的上行链路数据中的一部分并且然后经由pdcch中的dci向ue通知资源分配。例如，假设ue与enodeb连接，ue将以uci的形式首先在pucch中发送pusch资源请求。然后ue将监测pdcch以获取合适的dci，提取pusch资源分配的细节，并且发送分配的资源中的上行链路数据，首先包括缓冲器状态报告，和/或稍后包括一部分缓冲数据。

尽管下行链路子帧的结构类似，上行链路子帧具有与下行链路子帧不同的控制机构，具体地，为控制信令而不是下行链路子帧的初始符号预留上行链路子帧的上子载波/频率/资源块309和下子载波/频率/资源块310。此外，尽管下行链路和上行链路的资源分配过程相对类似，由于在下行链路和上行链路中分别使用的ofdm和sc-fdm接口的不同特性，可以分配的资源的实际结构可能会发生变化。在ofdm中，每个子载波被单独调制并且因此频率/子载波分配没必要连续，然而，在sc-fdm子载波中结合调制每个子载波并且因此如果进行有效利用可用资源，优选为每个ue分配连续频率。

由于以上描述的无线接口结构和操作，一个或多个ue可以经由协调的enodeb彼此传送数据，从而形成传统的蜂窝电信系统。尽管诸如基于先前发行的lte标准的那些标准的蜂窝通信系统在商业上是成功的，但很多缺点与这样的集中式系统相关。例如，如果紧密邻近的两个ue希望互相通信，需要足以传递数据的上行链路和下行链路资源。因此，两个部分的系统资源用于传递单个部分的数据。第二个缺点是如果即使在紧密邻近时ue希望彼此通信仍需要enodeb。当系统正经历高负荷或enodeb覆盖范围不可用时，例如，在边远地区或者当enodebs不能正确地起作用时，这些限制可能会有问题。克服这些限制可能会增大lte网络的容量和效率而且会使lte网络运营商可能创造新的收益。

以下编号的各段落提供了本技术的进一步示例性方面和特征：

段落1.一种通信设备，包括：

发送器，被配置为经由无线接入接口向一个或多个其他通信设备发送信号以执行设备到设备通信，当在基础设施设备的无线电覆盖区域内时，所述无线接入接口被设置用于将信号发送至移动通信网络的基础设施设备；

接收器，被配置为经由所述无线接入接口从所述一个或多个其他通信设备接收信号，当在所述基础设施设备的所述无线电覆盖区域内时，所述无线接入接口被设置用于从所述移动通信网络的所述基础设施设备接收信号；以及

控制器，用于控制所述发送器和所述接收器经由所述无线接入接口发送或接收信号以发送或接收由信号所表示的数据，并且服从于预定条件而使所述控制器与所述发送器和所述接收器相组合地配置为：

当在覆盖范围外时，从能够充当所述通信设备的中继节点的一个或多个其他覆盖范围内的通信设备接收一个或多个信标信号，使得所述接收器不能从所述基础设施设备接收信号或者向所述基础设施设备发送所述信号，或者

当在覆盖范围外时，向能够充当所述通信设备的中继节点的一个或多个其他覆盖范围内的通信设备发送信标信号，并且

向待充当目标中继节点的其他覆盖范围内的通信设备中的一个发送表示所述数据的信号来用于将所述数据发送至所述基础设施设备，或者

从充当目标中继节点的其他覆盖范围内的通信设备中的一个接收已从所述基础设施设备接收到的表示所述数据的信号。

段落2.根据段落1所述的通信设备，所述控制器与所述发送器和所述接收器被配置为：

将表示所述数据的信号发送至充当所述通信设备的源中继节点的第一覆盖范围内的通信设备，所述第一覆盖范围内的通信设备能够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

从充当所述源中继节点的所述第一覆盖范围内的通信设备接收表示所述数据的信号，所述源中继节点处于所述移动通信网络的所述基础设施设备的覆盖区域内，所述源中继节点被配置为将从所述通信设备接收的表示所述数据的信号发送至所述基础设施设备并且将从所述基础设施设备接收的表示所述数据的信号发送至所述通信设备。

段落3.根据段落1或2所述的通信设备，其中，控制器被配置为

比较所接收的信标信号之一；并且

选择覆盖范围内的通信设备中的一个以充当目标中继节点。

段落4.根据段落3所述的通信设备，其中，所述控制器与所述发送器相组合被配置为向充当所述中继节点的覆盖范围内的通信设备发送用于与充当所述目标中继节点的所选择的一个覆盖范围内的通信设备的所述基础设施设备进行通信的指示。

段落5.根据段落4所述的通信设备，其中，所述控制器与所述发送器相组合被配置为向所选择的一个覆盖范围内的通信设备发送所选择的一个覆盖范围内的通信设备充当所述目标中继节点而由所选择的一个覆盖范围内的通信设备向所述基础设施设备进行发送的指示。

段落6.根据段落4所述的通信设备，其中，所述控制器与所述发送器相组合被配置为向第一覆盖范围内的通信设备发送所选择的一个覆盖范围内的通信设备充当所述目标中继节点而由所述第一覆盖范围内的通信设备向所述基础设施设备进行发送的指示。

段落7.根据段落1或2所述的通信设备，其中，所述控制器与所述发送器相组合被配置为：

经由充当所述源中继节点的第一覆盖范围内的通信设备向所述基础设施设备发送从能够充当中继节点的一个或多个其他覆盖范围内的通信设备接收的所述信标信号的相对强度；并且

经由充当源中继节点的所述第一覆盖范围内的通信设备从所述基础设施设备接收将代表充当所述目标中继节点的所述通信设备的其他覆盖范围内的通信设备中的一个的指示。

段落8.根据段落1至7中任一项所述的通信设备，其中，所述预定条件包括传送从第一覆盖范围内的通信设备接收的或者被发送至所述第一覆盖范围内的通信设备的数据的质量。

段落9.根据段落1至7中任一项所述的通信设备，其中，所述预定条件包括从第一覆盖范围内的通信设备接收的信号的信号强度下降到预定阈值以下。

段落10.一种通信设备，包括：

发送器，被配置为经由无线接入接口向一个或多个其他通信设备发送信号以执行设备到设备通信，并且当在基础设施设备的无线电覆盖区域内时，经由所述无线接入接口向移动通信网络的所述基础设施设备发送信号；

接收器，被配置为经由所述无线接入接口从所述一个或多个其他通信设备接收信号，并且当在所述基础设施设备的无线电覆盖区域内时，经由所述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；以及

控制器，用于控制所述发送器和所述接收器以经由所述无线接入接口发送或接收信号，以发送或接收由信号表示的数据，并且利用所述控制器将所述发送器和所述接收器配置为：

接收所述通信设备是用于充当覆盖范围外的通信设备的目标中继节点的覆盖范围内的通信设备的指示；

根据所述移动通信网络的所述基础设施设备的设备到设备通信从覆盖范围外的通信设备接收表示上行链路数据的信号；并且

向所述基础设施设备发送表示所述上行链路数据的信号；或者

从所述基础设施设备接收表示下行链路数据的信号；并且

根据设备到设备通信向所述覆盖范围外的通信设备发送表示所述下行链路数据的信号。

段落11.根据段落10所述的通信设备，其中，所述通信设备是用于充当所述覆盖范围外的通信设备的中继节点的覆盖范围内的通信设备的指示包括从所述覆盖范围外的通信设备接收所述上行链路数据，所述覆盖范围外的通信设备已选择所述通信设备作为目标中继节点。

段落12.根据段落10所述的通信设备，其中，所述通信设备是用于充当所述覆盖范围外的通信设备的中继节点的覆盖范围内的通信设备的指示包括从所述基础设施设备接收所述指示。

段落13.根据段落10、11或12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相组合被配置为：

接收由所述覆盖范围外的通信设备发送的信标信号，

确定所接收的信标信号的信号强度；并且

向所述覆盖范围外的通信设备或者所述基础设施设备中的一个发送所接收的信标信号的信号强度的指示。

段落14.根据段落10、11或12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向组合被配置为：

从所述覆盖范围外的通信设备接收用于发送信标信号的请求，

根据设备到设备通信协议向所述覆盖范围外的通信设备发送所述信标信号，根据由所述覆盖范围外的通信设备接收的信标信号通过所述覆盖范围外的通信设备或所述基础设施设备选择所述通信设备以充当所述覆盖范围外的通信设备的所述目标中继节点。

段落15.一种通信设备，包括：

发送器，被配置为经由无线接入接口向一个或多个其他通信设备发送信号以执行设备到设备通信并且当在基础设施设备的无线电覆盖区域内时，经由所述无线接入接口向移动通信网络的所述基础设施设备发送信号；

接收器，被配置为经由所述无线接入接口从所述一个或多个其他通信设备接收信号并且当在所述基础设施设备的无线电覆盖区域内时，经由所述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；以及

控制器，用于控制所述发送器和所述接收器以经由所述无线接入接口发送或接收信号，以发送或接收由所述信号表示的数据，并且利用所述控制器将所述发送器和所述接收器配置为：

根据所述移动通信网络的所述基础设施设备的设备到设备通信从覆盖范围外的通信设备接收表示上行链路数据的信号；并且

向所述基础设施设备发送表示所述上行链路数据的信号，或者

从所述基础设施设备接收表示下行链路数据的信号；并且

根据设备到设备通信向所述覆盖范围外的通信设备发送表示所述下行链路数据的信号以充当至所述覆盖范围外的通信设备的源中继；

服从于预定条件向一个或多个其他覆盖范围内的通信设备或者所述基础设施设备发送用于向所述覆盖范围外的通信设备发送信标信号的请求，使得基于从所述一个或多个其他覆盖范围内的通信设备接收的所述信标信号的信号质量，能够选择所述一个或多个其他覆盖范围内的通信设备中的一个来充当所述覆盖范围外的通信设备的目标中继。

段落16.根据段落15所述的通信设备，其中，所述预定条件包括由所述接收器接收的一个或多个信号的信号质量或由所述发送器发送的信号的所述接收器所接收的以及由所述覆盖范围外的通信设备所接收的信号质量下降到预定阈值以下的指示。

段落17.根据段落15或16所述的通信设备，所述控制器与所述发送器和所述接收器相组合被配置为：

从所述覆盖范围外的通信设备接收由所述覆盖范围外的通信设备从所述一个或多个其他覆盖范围内的通信设备中的每一个接收的所述信标信号的接收信号强度的指示，并且

向所述基础设施设备发送所述信标信号的所述接收信号强度的指示以选择所述一个或多个覆盖范围内的通信设备中一个充当目标中继节点。参考文献

[1]lteforumts:ofdmaandsc-fdmabasedradioaccess,harrisholma和anttitoskala,wiley2009,isbn978-0-470-99401-6.

[2]记载在rp-122009中的“ltedevicetodeviceproximityservices-radioaspects”.

[3]3gpptechnicalreport36.843.

[4]ftp://ftp.3gpp.org/tsg_ran/tsg_ran/tsgr_66/docs/rp-142229.zip

[5]ep14184600.6

[6]pct/2014/078087

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[8]pct/2014/079338

[9]pct/2014/077447

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