CN103190196A

CN103190196A - 通信模式的选择

Info

Publication number: CN103190196A
Application number: CN201080069615XA
Authority: CN
Inventors: 卢前溪; 陈滔
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2030-10-13
Also published as: CN103190196B; EP2628353A1; US9344997B2; EP2628353A4; US20130230032A1; TW201220891A; WO2012049351A1

Abstract

这里描述一种用于为终端设备选择通信模式的方法、装置、和计算机程序。基于估计的在终端设备和基站之间的无线电信道以及估计的在终端设备和另一终端设备之间的无线电信道的差来为终端设备选择通信模式。从包括多个不同配置的群组选择通信模式，以将第一无线电链路上的通信与第二无线电链路上的通信进行多路复用。

Description

通信模式的选择

技术领域

本发明涉及无线电电信领域，更具体地，涉及移动设备的无线电通信模式的选择。

背景技术

近来与有效频谱利用相关的研究考虑到向蜂窝电信系统的无线电接入网络的频带分配直接设备到设备无线电连接。因此，存在两种类型的网络情形：蜂窝网络和自组（ad-hoc）网络。在蜂窝网络中，终端设备通过蜂窝电信系统的无线电接入网络与另一终端设备通信。在自组网络中，终端设备直接与其他终端设备通信，例如，并未通过无线电接入网络路由连接。当终端设备在蜂窝网络模式下运行时，典型地通过中心化的控制器（例如基站）来路由业务，尽管源和目的地终端设备彼此靠近。当终端设备在设备到设备模式下运行时，典型地从源终端设备向目标终端设备直接路由业务。

发明内容

根据本发明的一方面，提供如权利要求1指出的方法。

根据本发明的另一方面，提供如权利要求12指出的装置。

根据本发明的另一方面，提供如权利要求25指出的装置。

根据本发明的另一方面，提供如权利要求26指出的计算机可读分布介质上实现的计算机程序产品。

本发明的实施例在从属权利要求中有所定义。

附图说明

以下仅通过实例，参照附图描述本发明的实施例，其中：

图1示出可应用本发明实施例的移动电信系统中通信的实例；

图2示出根据本发明一些实施例的用于为终端设备选择通信模式的处理的流程图；

图3A和3B示出不同通信模式的实例；

图4示出根据本发明一些实施例的在多个无线电链路上执行通信的信令图；

图5A和5B示出将两个信号的频谱分配给相邻频率的实例；

图6和7示出根据本发明一些实施例联合确定传输功率和频率间隔的处理的流程图；和

图8和9示出根据本发明一些实施例的装置的实例。

具体实施方式

以下实施例是示例性的。尽管说明书在多个位置提及“一”、“一个”、或“一些”实施例，但是这不一定意味着每个这样的提及表示相同实施例，或该特征仅应用于一个实施例。不同实施例的单个特征也可被组合，以提供其他实施例。此外，词语“包括”和“包含”不应理解为限制所述实施例以仅包含所述的那些特征，并且这样的实施例也可包含没有特别阐述的特征/结构。

图1示出向移动终端提供语音和数据传送服务的蜂窝电信系统的一般架构。图1所示的蜂窝电信系统基于UMTS LTE（通用移动电信系统长期演进）规范，但是本发明不限于此。一些实施例中，蜂窝电信系统支持其他系统规范，例如，IEEE 802.11x（WiFi）、WiMAX（世界微波接入互通）、UMTS（宽带码分多址、高速分组接入）的其他版本、GSM（全球移动通信）及其扩展（通用分组无线电服务，用于GPRS演进的增强数据率）、和CDMA2000及其扩展，例如演进数据优化。原理上，本发明的一些实施例可在任意无线电信系统中实现。图1示出蜂窝电信系统的无线电接入网络，包括分别服务于终端设备100、102和104、106的基站110、112。在UMTS LTE系统中，基站由增强节点B（eNB）来指示。基站110、112在无线电接口上与终端设备100至106通信，并且额外地在有线或无线连接上彼此通信。在UMTS LTE中，这个连接为X2连接。此外，每个基站连接至蜂窝电信系统的核心网络114。在无线电接入网络中和核心网络中，核心网络可包括根据终端设备100至106的移动性控制蜂窝电信系统的操作的移动性管理实体（MME）、处理数据路由的网关节点（GW）、和控制参数和配置（例如标识符的分配）的操作和维护服务器（O&M）。

蜂窝电信系统配置为向终端设备100至106提供蜂窝电信连接，使得终端设备通过蜂窝电信系统彼此以及与其他网络连接。此外，蜂窝电信系统配置为支持终端设备之间的直接设备到设备（D2D）连接，其中D2D连接利用蜂窝电信系统的频谱。一个实施例中，D2D连接利用蜂窝电信系统的下行链路和上行链路频谱的至少一个。应注意，D2D指的是在两个无线通信设备之间在无线电接口上建立的连接，从而不通过蜂窝电信系统的无线电接入网络来路由D2D连接，例如，D2D连接包括两个无线通信设备之间的无线电链路。因为D2D使用蜂窝电信系统的频率资源，蜂窝电信系统的基站可至少部分地控制D2D连接上的通信。

实施例中，装置为配置为同时支持蜂窝连接和D2D连接的终端设备选择通信模式。图2示出为无线通信设备选择通信模式的处理或方法的示例性流程图。该处理在块200中开始。在块202，获取蜂窝电信系统的基站和基站服务的终端设备之间的第一无线电链路相关的第一信道估计。在块204，获取该终端设备和另一终端设备之间的第二无线电链路相关的第二信道估计。然后，确定第一信道估计和第二信道估计之间的差，以及在块206，基于确定的第一信道估计和第二信道估计之间的差选择终端设备的通信模式。从包括多个不同配置的群组选择，以将第一无线电链路上的通信与第二无线电链路上的通信进行多路复用。一个实施例中，所述群组至少包括以下通信模式：受限通信模式和灵活通信模式。术语“受限通信模式”和“灵活通信模式”仅用来将两个通信模式彼此区分。在受限通信模式中，终端设备配置为将第一和第二无线电链路上的通信进行时间多路复用，以及在第二无线电链路上的通信中使用时域双工。在灵活通信模式中，终端设备配置为支持第一和第二无线电链路的时间多路复用和频率多路复用两者。在块208，配置终端设备以应用所选择的通信模式。

一些实施例中，在适用于终端设备的装置中执行该处理。第一信道估计可在终端设备中计算，或者，如果服务基站从上行链路导频信号计算第一信道估计，则该装置可通过下行链路控制信令从服务基站接收第一信道估计。计算第一信道估计的位置可取决于在第一无线电链路（蜂窝链路）中使用的双工方案和/或基站的上行链路或下行链路频率用于D2D通信。第二信道估计可在该终端设备或在其他终端设备中计算，并随后在D2D链路上通信。利用终端设备的通信模式的中心化控制的一些实施例中，在适用于基站的装置中执行该处理。然后，终端设备可计算第二信道估计，并通过上行链路控制信令将其传送至基站。第一信道估计可在基站或终端设备中计算，并且在后者的情况下，传送至基站。一般地，图2的处理可通过配置为控制终端设备的通信模式的处理器或控制器来执行。因此，处理器或控制器可认为是包括执行图2的方法的部件的装置的实施例。

一个实施例中，如下所述，根据两个信道估计之间的差选择通信模式。如果信道估计之间的绝对差小于所确定的选择阈值，则选择灵活通信模式。另一方面，如果信道估计之间的绝对差大于选择阈值，则选择受限通信模式。实践中，如果第一和第二无线电链路的无线电信道相似，则他们的传输功率也彼此接近，这意味着确定同时传输不会引起两个链路之间的不能忍受的干扰。这个情况下，可允许灵活通信模式，例如，向蜂窝上行链路并在D2D连接上的同时传输。另一方面，如果第一和第二无线电链路的无线电信道截然不同，则他们的传输功率也大有不同，这意味着同时传输可引起两个链路之间的高度干扰。这个情况下，终端设备可受限于每次仅在一个通信方向通信。信道估计可包括信道路径损失，这可根据任意现有状态路径损失估计方案来计算。

可根据终端设备的能力来对选择阈值的值进行选择。例如，选择阈值可受到终端设备的传输功率能力、终端设备的隔离两个同时传输的能力等影响。

现在，让我们参照图3A和3B详细考虑通信模式。图3A示出受限通信模式的一个实施例，图3B示出灵活通信模式的一个实施例。现在，让我们考虑D2D连接使用蜂窝上行链路频率资源的情形，但是本发明不限于此。参照图3A，以纯时分方式在3个传输方向分布传输资源（频率块）。从终端设备的角度，3个传输方向为蜂窝上行链路C(UL)、D2D传输D(TX)、和D2D接收D(RX)。这里的讨论中忽略蜂窝下行链路，因为假设蜂窝通信利用频分双工（FDD）以及向上行链路频带分配D2D连接。换句话说，终端设备在受限通信模式下每次仅在这些通信方向之一上通信。图3A示出终端设备使用的频率资源相同的简单情况，但是应注意，实践中，在不同的传输时间可向终端设备调度不同的频率资源。在终端设备每次仅在一个通信方向上通信时，受限通信模式仍旧应用。当改变通信方向时可安排保护期间，以将终端设备协调至新通信方向和新通信参数。蜂窝和D2D连接可采用例如在UMTS LTE中足以协调终端设备的循环前缀或对应的保护间隔，在连续OFDMA（正交频分多址）符号之间的循环前缀为大约5μs。然而，如果必要，当改变通信方向时可插入额外保护间隔。

图3B示出灵活通信模式的一个实施例。这个实施例中，将蜂窝传输和D2D传输进行频率多路复用，而不允许D2D接收与另一通信方向进行频率多路复用。不对D2D接收进行频率多路复用的原因是将D2D接收从蜂窝传输的D2D传输分离所需的双工频率间隔可能是几十或者甚至几百MHz，这通常大于向基站分配的蜂窝带宽（在UMTS LTE中为1.4至20MHz）。在具有用于D2D连接的频率双工的足够频带的系统中，频率双工可导致较差的频谱效率。然而，一些实施例适合于在D2D连接上使用FDD的系统，这个情况下，D2D接收也可以与其他通信方向进行频率多路复用。为了减少当对两个通信方向进行频率多路复用时的频率间干扰，可在向两个通信方向调度的频率资源之间分配频率间隔（FS）、保护带，以用于同时利用。现在，在蜂窝上行链路和D2D传输资源之间分配频率间隔，以提供频率分离。频率间隔可以是在蜂窝和D2D链路的传输资源之间安排的一个或多个频率资源块。

执行时域多路复用的方案可以是例如帧或子帧等级。上述资源划分规则可应用于专用的终端设备，或者他们可以在基站控制的小区中针对支持两个通信模式的所有终端设备是共同的。

图4示出第一终端设备具有与第二终端设备的操作D2D连接并且要建立蜂窝连接的情况相关的示例性信令视图。这样的情形可存在于用户正在与朋友在D2D连接上玩游戏并随后接收电话呼叫时。参照图4，在S1中，正在执行D2D通信，其中在两个终端设备之间建立的D2D连接上传送数据。服务基站可通过向D2D连接调度资源来控制D2D连接。在S2，第一终端设备从服务基站接收寻呼（paging）请求。在S3，响应于寻呼请求的接收，第一终端设备可向第二终端设备通知通过向第二终端设备发送控制消息而建立蜂窝连接。控制消息可包括防止定义的通信资源被D2D利用的通知，从而第一终端设备可执行适当的随机访问和与基站的无线电资源连接（RRC）设置过程。在S4，执行蜂窝链路设置，其中第一终端设备执行随机访问过程并与基站建立RRC连接以用于蜂窝链路的RRC。在S4的执行期间，第一终端设备可为D2D连接保留一些可用的传输资源，以确保D2D连接中的业务连续性。可通过发送指示保留资源的唯一前导序列来保留资源，或可通过其中发送物理随机访问信道（PRACH）的频率资源来隐含地指示保留资源。保留频率资源可以是其中由第一终端设备发送PRACH的一个或多个频率块。一个实施例中，在S4的执行的持续时间，D2D连接处于待机状态。这个实施例中，可能不需要对现有系统的修改。在S4中的蜂窝设置可包括通信模式的选择，并且可由此计算和传送作出选择所需的信道估计。

在S5，终端设备向基站发送关于D2D连接的报告。报告可包括D2D连接的参数，例如，服务质量参数、D2D链路的缓冲器状态、和D2D链路的业务状态相关的任何其他信息。报告还可包括D2D连接的时分双工（TDD）参数。报告中包括的TDD参数和其他参数可以是半静态参数，由此D2D报告的重复传输不必要。基站可使用信息，为D2D连接保留足够量的资源。基站可考虑D2D连接（基于在S5发送的D2D报告）以及蜂窝连接（通过用于确定蜂窝连接的业务需求的传统部件获得）的业务比率和QoS需求，以决定在D2D和蜂窝模式之间分配的资源比率。

在S6，基站例如通过使用关于D2D连接和蜂窝连接的需求的上述信息来为蜂窝连接调度资源，以及在物理下行链路控制信道（PDCCH）上向第一终端设备发送上行链路调度授权消息，该消息包括调度信息。第一终端设备（和接收相同消息的第二终端设备）可从该消息确定D2D连接的可用资源，然后，在S7协定D2D资源分配或竞争。现在，让我们假设为第一终端设备选择灵活通信模式，并且D2D资源竞争导致第一终端设备配置为与蜂窝上行链路传输同时地在D2D连接上执行传输。在S8，第一终端设备通过使用所确定的频率资源在D2D链路上执行传输，并且同时地，在S9，第一终端设备通过使用在S6对其调度的频率资源（除了在S8中使用的频率资源之外的那些）执行蜂窝上行链路传输。这样，步骤S6至S9可重复，而蜂窝链路是可操作的。自然地，D2D连接可以是双向连接，并且第二终端设备也在适当的传输时刻执行到第一终端设备的传输。在S10，作为中止连接的结果释放链路。在S11并且响应于蜂窝链路的释放，第一终端设备可向第二终端设备发送控制消息，从而指示蜂窝链路的释放。之后，终端设备可如在S1继续D2D连接，其中两个终端设备仅操作D2D连接。

图4的实施例考虑基站首先为蜂窝链路调度资源，并且在S7对剩余资源应用D2D资源竞争的操作。该实施例中，基站可在关于如何调度D2D连接没有任何了解的情况下调度蜂窝资源。之后，终端设备可通过使用留下可用的资源向D2D连接调度资源。当终端设备调度D2D资源时，可向D2D连接调度的可用资源可包括除了已经向蜂窝上行链路传输调度之外的任意其他资源。当基站也调度D2D资源时，基站可向D2D连接调度与已经向小区中的任何终端设备调度的那些资源正交的资源。另一实施例中，当基站确定相互干扰为可持续时，基站可支持再用的蜂窝资源，例如，向多个终端设备调度相同（时间-频率）资源。当作出这样的决定时，基站可使用信道估计和D2D报告，以确定彼此距离足够远从而可使用资源再用的那些终端设备。

在使用灵活通信模式的一些实施例中，第一终端设备可通过使用频率多路复用来利用基站为D2D传输的上行链路蜂窝传输调度的传输时刻。另一方面，可将第一终端设备的D2D接收调度为传输时刻，其中第一终端设备不执行上行链路蜂窝传输。一些实施例中，在S6之前执行S7，并且第一终端设备向基站报告向D2D链路调度而推荐的资源。然后，基站根据为第一终端设备选择的通信模式分配PDCCH上行链路调度授权，从而实现图3A或3B的通信模式。例如，如果推荐第一终端设备在给定传输时刻接收，则基站可尝试不向该传输时刻调度蜂窝上行链路传输。

此外，尽管图4的实施例考虑了仅第一终端设备使用所选的通信模式（例如灵活通信模式）的情况，但是可扩展至对于两个设备应用类似方案的情况。一些实施例中，两个终端设备应用双通信链路（D2D和蜂窝）这样的方案可仅在终端设备被相同小区服务时得到支持。因为蜂窝和D2D连接的同步需求，这样的需求是可行的。在两个设备被相邻或不同小区服务并且两个小区没有同步的情形下，终端设备可分成主设备和从设备，并且可通过在经由主设备的D2D中继上采用蜂窝链路来向无线电接入网络转发从设备的蜂窝业务。

如以上结合图3B所述，灵活通信模式将蜂窝和D2D链路传输进行频率多路复用。典型地，路径损失（或与无线电链路的距离成比例的类似度量）在蜂窝和D2D链路之间不同。许多情形下，D2D链路的路径损失小于蜂窝链路的路径损失，因为D2D链路的终端设备彼此更加接近于服务基站。然而，可存在蜂窝链路的路径损失小于D2D链路的路径损失的情形，例如，当D2D链路的终端设备之一接近于服务基站时，例如，在蜂窝热点中。信道估计中的差导致传输功率的成比例的差。在两个链路的传输功率之一大于另一个的情况下，可能需要更强传输功率的链路干扰另一个链路，因此，降低了其他链路的质量。图5A示出将蜂窝传输500和D2D传输502分配给相邻频带并且蜂窝传输需要更大传输功率的示例性方案。由图5A可见，两个信号的频谱的旁瓣重叠，并且作为更强的信号，蜂窝信号干扰D2D信号强于D2D信号干扰蜂窝信号。当信道估计差较大时，上述选择阈值的值的适当选择阻碍两个连接的频率多路复用。然而，因为频率多路复用提供的额外灵活性，甚至在两个链路的信道估计和传输功率彼此不同时可使用频率多路复用。可使用结合图3B所述的频率间隔来降低频率间干扰的效果，但是可得到次佳的频谱效率，因为在频谱中存在未使用的频率块。

本发明的一些实施例通过提供一种功率控制方案（通过调整两个连接的传输功率和在联合优化处理中的频率间隔来降低频率间干扰）来解决这个问题。功率控制方案的一个实施例通过平衡传输功率来优化频率间隔，得到图5B中的实例所示的均衡的传输功率。通过均衡的传输功率，降低相互频率间干扰。另一实施例通过调整频率间隔优化空中接口中的功耗和无线电干扰。以下参照图6和7描述这样的实施例。功率控制处理可在通信模式的选择之后执行，或者，可在通信模式的选择之前执行。在后者的情况下，在通信模式的选择中通过功率控制处理获得的传输功率和频率间隔可用作输入参数。

图6示出根据一个实施例的频率间隔和传输功率的联合计算的处理的流程图。执行该处理，以确定在蜂窝链路和D2D链路上通信的终端设备的传输功率和频率间隔。结合要与当前无线电链路同时操作的第二无线电链路的建立执行该处理，例如，当如上参照图4所述触发蜂窝链路的建立时。启动该处理的另一触发事件是灵活通信模式的选择。

该处理在块600开始。功率控制处理可利用在通信模式的选择中使用的信道估计。在块602，关于第一阈值TH1和第二阈值TH2的至少一个来分析信道估计之间的差。第一阈值和第二阈值可具有都小于上述选择阈值的值。第一阈值具有比第二阈值的值更大的值。因此，可足以将信道估计之间的差关于仅一个阈值相比较，如果该差大于第一阈值的值，则该差固有地还大于第二阈值的值。类似地，如果该差小于第二阈值的值，则该差固有地还小于第一阈值的值。基于与阈值相关的差，该处理进行至块604、606、612之一。这个情况下，可将信道估计差加标记，以能够确定信道估计的哪一个更大。

如果该差大于第一阈值，从而指示蜂窝链路明显地需要比D2D链路更大的传输功率，该处理进行至块604，其中，评估D2D连接的可用功率范围或终端设备的功率余量。终端设备可具有所确定的最大传输功率，可包括链路特定的最大传输功率和/或设备特定的聚集的最大传输功率值。该评估可包括检查是否存在使得D2D链路的传输功率增加至克服路径损失所需以上的可用传输功率资源。这可被理解为，检查是否存在可用传输功率余量。如果能够增加D2D链路的传输功率以平衡D2D链路的传输功率和蜂窝链路的传输功率，则该处理进行至块608，其中增加D2D链路的传输功率并将频率间隔设置为零，并且将蜂窝传输资源和D2D传输资源分配给相邻频带。一些实施例中，块608还包括当能够增加D2D链路的传输功率但是不足以平衡传输功率且避免由频率间干扰引起的降级时，降低蜂窝链路的传输功率以平衡传输功率。可存在用于传输功率的降低的另一余量，因为传输功率的任意降低导致蜂窝链路的降级。

另一方面，如果终端设备的传输功率余量不允许D2D链路的传输功率的增加从而平衡传输功率，则该处理从块604进行至块614，其中将D2D链路的传输功率增加至传输功率余量允许的最大值，并且将频率间隔从零与蜂窝链路的传输功率和D2D链路的增加的最大功率之间的传输功率差成比例地增加。可存在用于存储传输功率差和对应频率间隔的互连值的数据库，并且可基于测量等确定这些值及其链路。以下表1示出这样的数据库的实例。在表1中提及的资源块可以是具有所确定的带宽的频率资源块。资源块可表示例如UMTS LTE系统的资源块。

Tx功率差	频率间隔
		<2dB	1个资源块
2至4dB	2个资源块

4至6dB	3个资源块
		...	...

（表1）

如果信道估计差小于第一阈值但大于第二阈值，从而指示任一链路均不需要比其他链路明显更大的传输功率（不比阈值之间的范围定义更大），该处理从块602进行至块612，其中维护两个链路的传输功率，并将频率间隔设置为零。

如果该差小于第二阈值，从而指示D2D链路需要比蜂窝链路明显更大的传输功率，则该处理进行至块606，其中评估蜂窝连接的终端设备的可用功率范围。终端设备可具有所确定的最大传输功率，其可包括链路特定的最大传输功率（由服务基站执行的功率控制设置）和/或设备特定的聚集的最大传输功率值。该评估可包括检查是否存在使得蜂窝链路的传输功率增加至克服蜂窝链路的路径损失所需以上的可用传输功率资源。如果能够增加蜂窝链路的传输功率以平衡D2D链路的传输功率和蜂窝链路的传输功率，则该处理进行至块610，其中增加蜂窝链路的传输功率并将频率间隔设置为零。一些实施例中，块610还包括当能够增加蜂窝链路的传输功率但是不足以平衡传输功率且避免由频率间干扰引起的降级时，降低D2D链路的传输功率以平衡传输功率。可存在用于D2D的传输功率的降低的另一余量，因为传输功率的任意降低导致D2D链路的降级。

另一方面，如果终端设备的传输功率余量不允许蜂窝链路的传输功率的增加从而平衡传输功率，则该处理从块606进行至块616，其中将蜂窝链路的传输功率增加至传输功率余量允许的最大值，并且将频率间隔从零与D2D链路的传输功率和蜂窝链路的增加的最大功率之间的传输功率差成比例地增加。可存在用于存储传输功率差和对应频率间隔的互连值的数据库，如表1，并且可基于测量等确定这些值及其链路。当信道估计差等于阈值之一时，这是设计该处理选择可能块中的哪一个的问题（对于第一阈值为604或612，以及对于第二阈值为606或612）。

基于图6的实施例旨在当传输功率余量限制传输功率的增加时将频率设置设定为零并增加频率间隔。结果，实施例主要优化频率效率。图7示出旨在以损失增加的频率间隔的情况下主要维持传输功率的一些其他实施例的实例。在图7，用图6中使用的相同标号指定的块表示类似操作。因此，在块602分析信道估计差，并且该处理根据块602的结果进行至块704、706、或612。

如果信道估计差大于第一阈值，从而指示蜂窝链路的路径损失（或对应信道估计度量）更大并因此需要更大的传输功率设置，该处理从块602进行至块704，其中检查可用频率间隔。在块704，也可检查克服频率间干扰所需的最小频率间隔。当检查所需的频率间隔时，可使用传输功率差到最小频率间隔的数据库映射（例如参见表1）来获得最小频率间隔。如果能够将D2D链路和蜂窝链路分配给至少按最小频率间隔分离的频率资源，则该处理进行至块708，其中按需设置频率间隔并维持传输功率。如果在基站中执行该处理，则可通过基站联合地执行频率资源的分配。如果终端设备执行该处理，则终端设备可根据从基站接收的调度信息（对相同传输时刻）和最小频率间隔分配D2D资源。

另一方面，如果能够在相同传输时刻将蜂窝链路和D2D链路的频率资源在频域中分配为彼此足够远离，则该处理进行至块714，其中将频率间隔设置为可用的最大值，并将D2D链路的传输功率与实现的频率间隔成比例地增加。如在先前实施例中的情况，可存在用于存储传输功率和对应频率间隔的互连值的数据库，并且可基于测量等确定这些值及其链路。因此假设存在足够的传输功率余量，可针对应用的频率间隔确定适当的传输功率。

如果信道估计差小于第一阈值TH1但大于第二阈值TH2，从而指示任一链路均不需要比其他链路明显更大的传输功率，该处理从块602进行至块612，其中维护两个链路的传输功率，并将频率间隔设置为零。

如果该差小于第二阈值，从而指示D2D链路需要比蜂窝链路明显更大的传输功率，则该处理进行至块706，其中检查可用频率间隔。在块706，也可检查克服频率间干扰所需的最小频率间隔。当检查所需的频率间隔时，可使用传输功率差到最小频率间隔的数据库映射（例如表1）来获得最小频率间隔。如果能够将D2D链路和蜂窝链路分配给至少按最小频率间隔分离的频率资源，则该处理进行至块710，其中按需设置频率间隔并维持传输功率。

另一方面，如果能够在相同传输时刻将蜂窝链路和D2D链路的频率资源在频域中分配为彼此足够远离，则该处理进行至块716，其中将频率间隔设置为可用的最大值，并将蜂窝链路的传输功率与实现的频率间隔成比例地增加。如在先前实施例中的情况，可存在用于存储传输功率和对应频率间隔的互连值的数据库，并且可基于测量等确定这些值及其链路。因此假设存在足够的传输功率余量，可针对应用的频率间隔确定适当的传输功率。

基本上，功率控制方案独立于通信模式的选择。因此，可见，可将功率控制方案应用于终端设备通过使用正交频率资源而操作被分配以同时发送的两个无线电链路的任一情形。然后，本发明的一个实施例包括一种方法，用于确定在多个无线电链路上从终端设备同时传输的传输参数。该方法可通过根据本发明的一个实施例的装置执行。多个无线电链路包括第一无线电链路（可以是上述蜂窝链路）、和第二无线电链路（可以是上述D2D链路）。让我们假设调度终端设备以在第一和第二无线电链路上同时发送。该方法包括：确定第一无线电链路和/或第二无线电链路的传输功率以及在联合优化处理中向第一无线电链路和第二无线电链路分配的频率资源之间的频率间隔，包括：确定第一无线电链路和第二无线电链路的信道估计；确定所确定的信道估计之间的差，其中信道估计之间的差是无线电链路之间的相互干扰的指示符，如上所述（低信道估计需要高传输功率，从而对于其他链路引起更多干扰）；以及基于在计算的信道估计差和允许的传输功率之间的预定映射和频率间隔配置选择传输功率和频率间隔，从而降低无线电链路之间的干扰。降低是针对基于信道估计确定传输功率并且频率间隔为零的情况，并且无线电链路使用相邻频率资源。之后，该装置配置终端设备以在第一无线电链路和第二无线电链路上的同时传输中应用所确定的传输功率和频率间隔。所确定的映射可包括适合于信道估计差的传输功率和频率间隔的不同组合，并且该处理可选择适合并还可用于调度的传输功率和频率间隔的组合（例如具有允许的频率间隔的频率资源是可用的）。一个实施例中，该处理选择对聚集传输功率提供最小增加（相比于对于每个无线电链路，例如基于信道估计，个体地和独立地确定聚集发送功率的情形）和最小频率间隔的组合。一些其他实施例中，该处理选择最大化第一和第二无线电链路的传输功率之间的平衡并最小化频率间隔的组合。两个情况下，当传输功率和频率间隔无法按期望优化时，可根据图6或7的处理执行优化，取决于该处理优化传输功率还是频率间隔。

如上所述，可在适合于终端设备或基站的装置中执行功率控制方案。根据在终端设备还是基站中（或蜂窝电信系统的无线电接入网络的另一元件中）执行功率控制方案，可应用新的信令部署。让我们首先考虑终端设备执行功率控制方案以确定用于D2D和蜂窝链路的传输功率和频率间隔。这个情况下，终端设备可通过计算信道估计或作为信道质量指示符从其他终端设备和/或从基站接收信道估计来获取他们。终端设备也可接收作为传统的控制信令的用于蜂窝链路的传输功率余量、和总最大传输功率余量（由终端设备的传输功率能力定义），内在地例如通过从存储器读取最大聚集传输功率来实现。这个实施例中，可利用传统的信令技术来向终端设备传达必要的控制信息。当基站执行功率控制方案以确定用于D2D和蜂窝链路的传输功率和用于终端设备的频率间隔时，在基站中执行功率控制方案的装置可配置为经由蜂窝链路的上行链路控制信令接收信道估计和终端设备的聚集传输功率余量。信道估计可在类似于例如UMTS LTE系统中使用的信道质量指示符的上行链路控制信道字段中通过层1（物理层）控制信令来发送。终端设备的传输功率余量可在类似于UMTS LTE中使用的功率报头空间报告（PHR）的上行链路控制信道字段中通过层2（链路层）信令来发送。可通过层1下行链路控制信令作为功率控制命令和频率间隔命令向终端设备发送功率控制方案的结果，例如蜂窝链路的传输功率、D2D链路的传输功率、和频率间隔中的至少一个。传输功率命令可按类似于在UMTS LTE系统中发送传统功率控制命令的方式在下行链路控制信道字段（例如物理下行链路控制信道（PDCCH）的功率控制命令字段）中发送。关于频率间隔命令，频率间隔命令可在例如作为PDCCH上的层1资源调度命令的一部分包括的频率间隔字段中发送。然而，频率间隔命令可通过另一下行链路控制信道信令来发送。频率间隔命令可作为专用控制信令来发送。一些其他实施例中，可通过在终端设备中提供映射表（例如表1）来隐含地指示频率间隔或传输功率，所述映射表将传输功率差连接至频率间隔，如表1那样。这样的实施例中，经由下行链路控制信令发送仅传输功率命令和频率间隔命令之一，并且终端设备配置为确定并非从映射表接收的命令。例如，当基站向终端设备仅提供指示D2D链路和蜂窝链路的传输功率的传输功率命令（可刚过单独的传输功率命令来提供）时，终端设备可通过参照映射表自动确定与所提供的传输功率命令相关的频率间隔。在基站提供频率间隔和蜂窝链路的传输功率控制命令的另一实施例中，终端设备可通过参照映射表确定D2D链路的传输功率。这个实施例中，基站也可提供额外指示符，例如指示蜂窝链路和D2D链路的哪一个要通过更大传输功率发送的额外比特。终端设备可随后根据在映射表中提供的功率差以及定义哪一个链路要通过更大传输功率发送的指示符来设置蜂窝链路和D2D链路的传输功率。基站可按静态或半静态的方式例如通过无线电资源控制（RRC）信令向终端设备提供映射表。

适合于基站的装置的一个实施例配置为执行一种为终端设备选择传输功率和频率间隔的方法。该方法包括：获取基站和终端设备之间的第一无线电链路相关的第一信道估计；获取终端设备和另一终端设备之间的第二无线电链路相关的第二信道估计；以及获取终端设备的传输功率数，所述传输功率数指示终端设备的传输功率能力。根据任意上述实施例，该方法还包括：确定第一无线电链路和第二无线电链路的传输功率以及在联合估计处理中在灵活通信模式下分离第一无线电链路和第二无线电电路的频率资源的频率间隔。该方法还包括：使得得到的传输功率（或由此可推断传输功率的其他信息）和频率间隔中的至少一个通过下行链路控制信令在蜂窝链路的下行链路控制信道上向终端设备传输。以上描述了向终端设备发送功率控制方案的结果的一些实施例。

适合于终端设备的装置的一个实施例配置为执行一种为在蜂窝链路和D2D链路上的传输确定传输功率和频率间隔的方法。该方法中，该装置配置为引起终端设备和另一终端设备之间的第二无线电链路香港的上述第二信道估计向基站传输。该装置还配置为在蜂窝链路的下行链路控制信道上通过下行链路控制信令从基站接收以下的至少一个：蜂窝链路和D2D链路的传输功率（或由此可推断传输功率的其他信息）、和频率间隔。该装置还配置为确定通过下行链路控制信令接收的蜂窝链路和D2D链路的传输功率和频率间隔。

本发明的一个实施例涉及一种电信信号，其包括部署为携带终端设备的传输功率余量、信道估计、传输功率控制命令、和频率间隔的任一个的上述字段的任一个。电信信号可以是用于终端设备的传输功率余量和信道估计的上行链路控制信号，或用于信道估计、传输功率控制命令、和频率间隔的下行链路控制信号。

类似地，取决于通信模式的选择是在终端设备中还是基站中（或蜂窝电信系统的无线电接入网络的另一元件中）执行，可应用新的信令部署。当终端设备中包括的装置执行通信模式的选择时，该装置可配置为如上所述根据从基站接收的频率间隔命令、或根据接收的传输功率命令通过终端设备中执行的功率控制方案确定频率间隔。然后，当该装置选择灵活通信模式时，该装置配置为使得根据灵活通信模式的D2D资源、从基站接收的蜂窝调度命令、和所确定的频率间隔进行调度。当基站中包括的装置执行通信模式的选择时，资源向蜂窝链路和D2D链路的调度也可在基站中执行。然后，功率控制方案也可在基站中执行以避免通过上行链路控制信令发送频率间隔的必要性。基站中包括的装置可随后选择通信模式，并通过调度的资源向终端设备指示所选择的通信模式。如果基站向终端设备调度资源以用于同时的蜂窝链路和D2D链路传输，则调度暗示了灵活通信模式的选择。另一方面，如果在不使用频率多路复用的情况下向不同传输时间间隔分配调度的资源，则调度暗示了受限通信模式的选择。

图8示出例如适用于配置为支持D2D和蜂窝连接的终端设备的装置的一个实施例。一些实施例中，图8的装置可以是终端设备。该装置可包括通信控制器，配置为控制终端设备中蜂窝无线电连接和D2D连接。通信控制器电路10可包括D2D控制器电路14，配置为控制在D2D链路上的通信。D2D控制器可配置为基于根据从服务基站接收的调度消息所确定的调度的蜂窝通信资源来确定D2D连接的通信资源。通信控制器电路10还可包括蜂窝控制器电路16，配置为通过用作蜂窝电信系统的终端设备来控制蜂窝连接。实践中，蜂窝控制器电路16根据从基站接收的通信参数控制蜂窝链路上的通信。通信控制器电路10还可包括信道估计器电路12，配置为估计D2D链路和蜂窝链路的至少一个的无线电信道。取决于在哪里作出通信模式和/或功率控制方案的选择，将蜂窝控制器和/或D2D控制器电路配置为向服务基站和/或向另一终端设备发送信道估计。通信控制器电路也可包括通信模式选择电路18，配置为如果确定终端设备可选择其通信模式，则如上所述执行通信模式的选择。当终端设备配置为执行上述功率控制方案，则通信控制器电路10可包括功率控制电路15，配置为执行传输功率和频率间隔的选择。功率控制电路15可根据从基站接收的功率（用于蜂窝电路）和/或根据终端设备的功率资源来确定无线电链路的传输功率余量。一些实施例中，功率控制电路15配置为根据应用于终端设备的任意上述实施例执行功率控制方案。通信控制器电路10的电路10至16可通过一个或多个物理电路或处理器来执行。实践中，不同电路可通过不同计算机程序模块来实现。

该装置还可包括一个或多个存储器20，存储将装置配置为执行终端设备的上述功能的计算机程序。存储器20也可存储蜂窝连接所需的通信参数和其他信息。所述参数和其他信息可包括上述数据库、信道估计等。该装置还可包括无线电接口组件30，向装置提供与无线电接入网络的无线电通信能力。无线电接口组件30可包括标准的公知组件，例如放大器、滤波器、频率转换器、调制器（解调器）、和编码器/解码器电路和一个或多个天线。该装置还可包括用户接口，包含显示器、输入设备（键板或键盘）、音频输出设备等，并且可响应于通过用户接口从用户接收命令向蜂窝链路和/或向D2D链路发送数据业务。类似地，可通过用户接口向用户显示通过蜂窝链路和/或通过D2D链路接收的数据。

一些实施例中，例如终端设备中执行本发明实施例的装置包括至少一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器，其中至少一个存储器和计算机程序代码通过至少一个处理器配置为使得装置执行图2、6和7的处理的任一个的步骤或在终端设备中执行的上述任意其他实施例。其他实施例中，至少一个存储器和计算机程序代码通过至少一个处理器配置为使得装置执行与通信模式和/或功率控制方案的选择相关的任一个实施例。因此，至少一个处理器、存储器、和计算机程序代码形成在终端设备中执行本发明的实施例的处理部件。

图9示出适用于一种基站的装置的一个实施例，其配置为例如在其覆盖区域中或其频率资源上支持D2D和蜂窝连接。一些实施例中，图8的装置可以是基站。该装置可包括通信控制器电路50，配置为控制蜂窝无线电连接，并且可选地D2D连接。通信控制器电路50可包括调度器58，配置为在至少蜂窝链路上调度上行链路和下行链路传输。调度器也可在基站控制的小区中调度D2D链路的传输。通信控制器电路50还可包括信道估计器电路52，配置为估计蜂窝链路的上行链路无线电信道。取决于在哪里作出通信模式和/或功率控制方案的选择，通信控制器电路10配置为向讨论中的终端设备发送信道估计。通信控制器电路50还可包括通信模式选择电路54，配置为如果确定基站选择小区中终端设备的通信模式，则如上所述执行通信模式的选择。当基站配置为执行上述功率控制方案，则通信控制器电路50也可包括功率控制电路56，配置为执行终端设备的传输功率和频率间隔的选择。然后，功率控制电路可向调度器58输出频率间隔和讨论中的终端设备的标识符，从而调度器58可根据所需的频率间隔执行调度。功率控制电路可根据从终端设备接收的功率资源和/或根据控制小区中传输功率的功率控制算法来确定无线电链路的传输功率余量。通信控制器电路50的电路50至58可通过一个或多个物理电路或处理器来执行。实践中，不同电路可通过不同计算机程序模块来实现。

该装置还可包括存储器60，存储将装置配置为执行基站的上述功能的计算机程序。存储器60也可存储蜂窝连接所需的通信参数和其他信息。所述参数和其他信息可包括上述数据库、信道估计等。该装置还可包括无线电接口组件70，向装置提供与无线电接入网络的无线电通信能力。无线电接口组件70可包括标准的公知组件，例如放大器、滤波器、频率转换器、调制器（解调器）、和编码器/解码器电路和一个或多个天线。

一些实施例中，例如基站中执行本发明实施例的装置包括至少一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器，其中至少一个存储器和计算机程序代码通过至少一个处理器配置为使得装置执行图2、6和7的处理的任一个的步骤或在基站中执行的上述任意其他实施例。其他实施例中，至少一个存储器和计算机程序代码通过至少一个处理器配置为使得装置执行与通信模式和/或功率控制方案的选择相关的任一个实施例。因此，至少一个处理器、存储器、和计算机程序代码形成在终端设备中执行本发明的实施例的处理部件。

在本说明书中使用的术语“电路”指的是以下的所有：（a）仅硬件电路方案，例如仅在模拟和/或数字电路中的方案，和（b）电路和软件（和/或固件）的组合，例如（适合于）：（i）处理器的组合或（ii）处理器/软件的部分，包括数字信号处理器、软件、和在一起工作以使得装置执行各个功能的存储器，（c）电路，例如微处理器或微处理器的一部分，其需要用于操作的软件或固件，即使软件或固件没有物理呈现。

在本申请中，“电路”的这个定义应用于这个术语的所有使用。作为其他实例，本申请中使用的术语“电路”还覆盖仅处理器（或多个处理器）或处理器的部分及其（或他们）的伴随软件和/或固件。例如且如果适于特定元件，术语“电路”还覆盖用于移动电话的基带集成电路或应用处理器集成电路或服务器、蜂窝网络设备、或其他网络设备中的类似集成电路。

上述处理或方法也可用计算机程序定义的计算机处理的形式来执行。计算机程序可以是源代码形式、对象代码形式、或中间形式，并且其可存储于一些类别的载体中，可以是能够携带程序的任意实体或设备。这样的载体包括例如记录介质、计算机存储器、只读存储器、电载波信号、电信信号、和软件交付包。依据所需的处理功率，计算机程序可以在单独电子数字处理单元中执行，或者可在多个处理单元（或处理器核）中分布。

本发明适用于以上定义的蜂窝或移动电信系统，但是也可适用于其他适合的电信系统。适于的协议、移动电信系统的规范、他们的网络元件和订户终端快速发展。这样的发展可需要对所述实施例进行额外改变。因此，所有词语和表达应被广泛地解释，并且他们旨在示出并非限制实施例。本领域技术人员明显地，随着技术发展，可按各种方式实现发明性概念。本发明及其实施例不限于上述实例，并且可在权利要求的范围内改变。

Claims

1.一种方法，包括：

获取基站和第一终端设备之间的第一无线电链路相关的第一信道估计；

获取第一终端设备和第二终端设备之间的第二无线电链路相关的第二信道估计；

确定第一信道估计和第二信道估计之间的差；和

基于确定的第一信道估计和第二信道估计之间的差，从包括多个不同配置的群组选择第一终端设备的通信模式，以将第一无线电链路上的通信与第二无线电链路上的通信进行多路复用；和

配置第一终端设备以应用所选择的通信模式。

2.如权利要求1所述的方法，其中从至少包括以下通信模式的群组选择通信模式，所述通信模式包括：

受限通信模式，其中第一终端设备配置为将第一和第二无线电链路上的通信进行时间多路复用，以及在第二无线电链路上的通信中使用时域双工；和

灵活通信模式，其中第一终端设备配置为在第一和第二无线电链路之间支持时间多路复用和频率多路复用。

3.如权利要求2所述的方法，还包括：

将第一信道估计和第二信道估计之间的差与预定阈值相比较；

如果第一信道估计和第二信道估计之间的差大于阈值，则选择受限通信模式；和

如果第一信道估计和第二信道估计之间的差小于阈值，则选择灵活通信模式。

4.如权利要求2或3所述的方法，其中受限通信模式专属地应用时间多路复用，从而第一终端设备每次仅在一个无线电链路上并且每次仅向一个通信方向通信。

5.如先前权利要求2至4中任一项所述的方法，还包括：配置第一终端设备，在灵活通信模式下以频率多路复用的方式支持第一和第二无线电链路上的同时通信。

6.如先前权利要求2至5中任一项所述的方法，还包括：在灵活通信模式下，

将第一终端设备在第一无线电链路和第二无线电链路上的传输进行频率多路复用；

确定第一无线电链路和第二无线电链路的传输功率以及在联合优化处理中向第一无线电链路和第二无线电链路分配的频率资源之间的频率间隔，其中向第一无线电链路分配的频率资源和向第二无线电链路分配的频率资源之间的频率间隔的量与第一无线电链路的传输功率和第二无线电链路的传输功率之间的绝对差成比例；和

配置第一终端设备，以在第一无线电链路和第二无线电链路上的并行传输中应用所确定的传输功率和频率间隔。

7.如权利要求6所述的方法，其中确定传输功率和频率间隔包括：

将第一信道估计和第二信道估计之间的差与第一阈值和第二阈值的至少一个相比较；

如果第一信道估计和第二信道估计之间的差指示第一无线电链路所需的传输功率比第二无线电链路所需的传输功率大出第一阈值定义的量，则增加第二无线电链路的传输功率并将频率间隔设置为零；

如果第一信道估计和第二信道估计之间的差指示第一无线电链路所需的传输功率和第二无线电链路所需的传输功率如第一阈值和第二阈值之间的差所定义彼此足够接近，则保持第一无线电链路和第二无线电链路的当前传输功率设置并将频率间隔设置为零；和

如果第一信道估计和第二信道估计之间的差指示第二无线电链路所需的传输功率比第一无线电链路所需的传输功率大出第一阈值定义的量，则增加第一无线电链路的传输功率并将频率间隔设置为零；

其中如果在任意步骤中第一终端设备的传输功率余量阻碍传输功率按给定量增加，则与所确定的量成比例地增加频率间隔。

8.如权利要求6或7所述的方法，其中在通信模式的选择之前确定传输功率和频率间隔，以及其中在通信模式的选择中至少将频率间隔用作标准。

9.如先前权利要求中任一项所述的方法，还包括：使用基站的上行链路频率资源在第二无线电链路上通信，其中将基站的频率资源分给专属于下行链路通信的下行链路频率资源和专属于上行链路通信的上行链路频率资源。

10.如先前权利要求中任一项所述的方法，还包括：配置第一终端设备，以当第一终端设备在第二无线电链路上执行接收时在传输时刻不应用频率多路复用。

11.如先前权利要求中任一项所述的方法，其中第一通信设备和第二通信设备之间的连接包括第二无线电链路。

12.一种装置，包括：

至少一个处理器；和

包括计算机程序代码的至少一个存储器，其中至少一个存储器和计算机程序代码通过至少一个处理器配置为使得装置执行以下步骤：

确定第一信道估计和第二信道估计之间的差；和

配置第一终端设备以应用所选择的通信模式。

13.如权利要求12所述的装置，其中至少一个存储器和计算机程序代码通过至少一个处理器配置为使得装置从至少包括以下通信模式的群组选择通信模式，所述通信模式包括：

14.如权利要求13所述的装置，其中至少一个存储器和计算机程序代码通过至少一个处理器配置为使得装置将第一信道估计和第二信道估计之间的差与预定阈值相比较；如果第一信道估计和第二信道估计之间的差大于阈值，则选择受限通信模式；和如果第一信道估计和第二信道估计之间的差小于阈值，则选择灵活通信模式。

15.如权利要求13或14所述的装置，其中受限通信模式专属地应用时间多路复用，从而第一终端设备每次仅在一个无线电链路上并且每次仅向一个通信方向通信。

16.如先前权利要求13至15中任一项所述的装置，其中至少一个存储器和计算机程序代码通过至少一个处理器配置为使得装置配置第一终端设备，在灵活通信模式下以频率多路复用的方式支持第一和第二无线电链路上的同时通信。

17.如先前权利要求13至16中任一项所述的装置，其中将第一终端设备在第一无线电链路上的灵活通信模式传输与第二无线电链路上的第一终端设备的传输进行频率多路复用，以及其中至少一个存储器和计算机程序代码通过至少一个处理器配置为使得装置确定第一无线电链路和第二无线电链路的传输功率以及在联合优化处理中向第一无线电链路和第二无线电链路分配的频率资源之间的频率间隔，其中向第一无线电链路分配的频率资源和向第二无线电链路分配的频率资源之间的频率间隔的量与第一无线电链路的传输功率和第二无线电链路的传输功率之间的绝对差成比例；和配置第一终端设备，以在第一无线电链路和第二无线电链路上的并行传输中应用所确定的传输功率和频率间隔。

18.如权利要求17所述的装置，其中至少一个存储器和计算机程序代码通过至少一个处理器配置为使得装置通过以下步骤来确定传输功率和频率间隔：

19.如权利要求17或18所述的装置，其中至少一个存储器和计算机程序代码通过至少一个处理器配置为使得装置在通信模式的选择之前确定传输功率和频率间隔，以及在通信模式的选择中至少将频率间隔用作标准。

20.如先前权利要求12至19中任一项所述的装置，其中至少一个存储器和计算机程序代码通过至少一个处理器配置为使得装置使用基站的上行链路频率资源在第二无线电链路上通信，其中将基站的频率资源分给专属于下行链路通信的下行链路频率资源和专属于上行链路通信的上行链路频率资源。

21.如先前权利要求12至20中任一项所述的装置，其中至少一个存储器和计算机程序代码通过至少一个处理器配置为使得装置配置第一终端设备，以当第一终端设备在第二无线电链路上执行接收时在传输时刻不应用频率多路复用。

22.如先前权利要求中任一项所述的装置，其中第一通信设备和第二通信设备之间的连接包括第二无线电链路。

23.如先前权利要求12至22中任一项所述的装置，其中所述装置包括第一终端设备，其额外地包括向第一终端设备提供无线电通信能力的无线电接口组件。

24.如先前权利要求12至22中任一项所述的装置，其中所述装置包括基站，其额外地包括向第一终端设备提供无线电通信能力的无线电接口组件。

25.一种装置，包括用于执行根据任意先前权利要求1至11的方法的部件。

26.一种计算机可读程序，实现于计算机可读的分布介质上并包括当加载于装置时执行根据任意先前权利要求1至11的方法的程序指令。