CN104335666A - 用于使用设备到设备通信来支持基于ims的服务的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明结合使用D2D通信来支持基于IMS的服务的至少一部分，来提供用于无线通信的方法、装置和计算机程序产品。在一个示例中，第一UE被装配成使用IMS会话来执行与第二UE的通信，其中在该IMS会话中，通过一个网络来支持数据业务和信令业务；确定第二UE在第一UE的第一邻近阈值之内；与第二UE建立D2D通信链路；将数据业务的支持转移到该D2D通信链路，同时通过网络来保持对信令业务的支持。在一个方面，第一邻近阈值可以是第一UE和第二UE之间的距离、信号强度或者信号质量，其中在第一UE和第二UE之间支持D2D通信。

Description

用于使用设备到设备通信来支持基于IMS的服务的方法和装置
依据35U.S.C.§119要求优先权
本专利申请要求享受2012年5月23日提交的、标题为“DEVICE TODEVICE LOCATION”的临时申请No.61/650,951的优先权，该临时申请已经转让给本申请的受让人，故明确地以引用方式将其并入本文。
技术领域
概括地说，本公开内容涉及通信系统，更具体地说，涉及使用设备到设备(D2D)通信作为因特网协议(IP)多媒体子系统(IMS)通信的一部分。
背景技术
无线通信系统已广泛地部署，以便向移动用户提供诸如电话、视频、数据、消息发送、以及广播之类的各种电信服务。典型的无线通信系统可以使用能通过共享可用的系统资源(例如，带宽、发射功率)，来支持与多个用户进行通信的多址技术。这类多址技术的示例包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、单载波频分多址(SC-FDMA)系统和时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统。
在多种电信标准中已采纳这些多址技术，以提供使不同的无线设备能在城市、国家、地域、甚至全球范围上进行通信的通用服务。一种新兴的电信标准的示例是长期演进(LTE)。LTE是第三代合作伙伴计划(3GPP)发布的通用移动通信系统(UMTS)移动标准的演进集。设计LTE以便通过提高谱效率、降低费用、提高服务、充分利用新频谱来更好地支持移动宽带因特网接入，并与在下行链路(DL)上使用OFDMA、在上行链路(UL)上使用SC-FDMA以及使用多输入多输出(MIMO)天线技术的其它开放标准进行更好地集成。LTE可以支持在诸如移动电话、智能电话、膝上型计算机、平板计算机等之类的终端用户移动设备之间，进行直接的设备到设备(对等)通信(例如，LTE-直接)。这种D2D通信不需要通过网络进行传输，因此可以减少网络上的信令、带宽和处理负载。
无线通信系统所提供的服务可以包括：进行和接收呼叫(其包括语音呼叫)的能力，以及发送和接收数据(其包括使用因特网协议(IP)发送的数据)的能力。为了在对网络资源(例如，无线频谱和有线信令和传输线)高效使用的基础上进行和接收语音呼叫，网络和终端可以支持将IP承载语音(VoIP)用于呼叫。根据3GPP和3GPP2标准来支持无线接入的网络(其包括GSM、WCDMA、CDMA 2000、EVDO和LTE的网络)，可以采用使用IMS来提供支持的解决方案。基于IMS的通信使用基于网络的实体来辅助和/或管理各种功能，3GPP已针对包括LTE的各种无线接入标准，对基于IMS的通信进行了标准化。
当前，当在接入网络中实现时，D2D通信允许卸载网络中的资源，以支持可以在设备之间直接发生的通信。由于基于IMS的通信使用基于网络的实体来辅助和/或管理各种功能，因此当切换到D2D通信时，这些通信不能够充分地发挥作用。
随着D2D通信需求的增加，存在着针对使用D2D通信来支持至少一部分的基于IMS的服务的方法/装置的需求。
发明内容
为了对一个或多个方面有一个基本的理解，下面给出了这些方面的简单概括。该概括部分不是对所有预期方面的详尽概述，也不是旨在标识所有方面的关键或重要元素或者描述任意或全部方面的范围。其唯一目的是用简单的形式呈现本发明的一个或多个方面的一些概念，以此作为后面的详细说明的前奏。
根据一个或多个方面以及其相应公开内容，本申请结合使用D2D通信来支持至少一部分的基于IMS的服务，来描述各个方面。在一个示例中，第一UE被装配成使用IMS会话来执行与第二UE的通信，其中在该IMS会话中，通过一个网络来支持数据业务和信令业务；确定第二UE在第一UE的第一邻近阈值之内；与第二UE建立D2D通信链路；将数据业务的支持转移到该D2D通信链路，同时通过网络来保持对信令业务的支持。在一个方面，第一邻近阈值可以是第一UE和第二UE之间的距离，其中在该距离之内，支持D2D通信。
根据有关的方面，提供了一种用于使用D2D通信，来支持至少一部分的基于IMS的服务的方法。该方法可以包括：由第一UE使用IMS会话来执行与第二UE的通信，其中在该IMS会话中，通过一个网络来支持数据业务和信令业务。此外，该方法还可以包括：确定第二UE在第一UE的第一邻近阈值之内。在一个方面，第一邻近阈值可以是在其之内支持D2D通信的第一UE和第二UE之间的距离。此外，该方法还可以包括：与第二UE建立D2D通信链路。此外，该方法还可以包括：将所述数据业务的支持转移到该D2D通信链路，同时通过所述网络来保持对所述信令业务的支持。
另一个方面涉及一种用于使用D2D通信，来支持至少一部分的基于IMS的服务的通信装置。该通信装置可以包括：用于由第一UE使用IMS会话来执行与第二UE的通信的单元，其中在该IMS会话中，通过一个网络来支持数据业务和信令业务。此外，该通信装置还可以包括：用于确定第二UE在第一UE的第一邻近阈值之内的单元。在一个方面，第一邻近阈值可以是在其之内支持D2D通信的第一UE和第二UE之间的距离。此外，该通信装置还可以包括：用于与第二UE建立D2D通信链路的单元。此外，该通信装置还可以包括：用于将所述数据业务的支持转移到该D2D通信链路，同时通过所述网络来保持对所述信令业务的支持的单元。
另一个方面涉及一种通信装置。该装置可以包括处理系统，其被配置为：由第一UE使用IMS会话来执行与第二UE的通信，其中在该IMS会话中，通过一个网络来支持数据业务和信令业务。此外，所述处理系统还被配置为：确定第二UE在第一UE的第一邻近阈值之内。在一个方面，第一邻近阈值可以是在其之内支持D2D通信的第一UE和第二UE之间的距离。此外，所述处理系统还被配置为：与第二UE建立D2D通信链路。此外，所述处理系统还被配置为：将所述数据业务的支持转移到该D2D通信链路，同时通过所述网络来保持对所述信令业务的支持。
另一个方面涉及一种具有计算机可读介质的计算机程序产品，其中所述计算机可读介质包括：用于由第一UE使用IMS会话来执行与第二UE的通信的代码，其中在该IMS会话中，通过一个网络来支持数据业务和信令业务。此外，所述计算机可读介质还可以包括：用于确定第二UE在第一UE的第一邻近阈值之内的代码。在一个方面，第一邻近阈值可以是在其之内支持D2D通信的第一UE和第二UE之间的距离。此外，所述计算机可读介质还可以包括：用于与第二UE建立D2D通信链路的代码。此外，所述计算机可读介质还可以包括：用于将所述数据业务的支持转移到该D2D通信链路，同时通过所述网络来保持对所述信令业务的支持的代码。
为了实现前述和有关的目的，一个或多个方面包括下文所详细描述和权利要求书中具体指出的特征。下文描述和附图详细描述了一个或多个方面的某些示例性特征。但是，这些特征仅仅说明可采用这些各个方面之基本原理的各种方法中的一些方法，并且该描述旨在包括所有这些方面及其等同物。
附图说明
图1是示出一种网络体系结构的示例的图。
图2是示出一种接入网络的示例的图。
图3是示出LTE中的DL帧结构的示例的图。
图4是示出LTE中的UL帧结构的示例的图。
图5是示出用于用户平面和控制平面的无线协议体系结构的示例的图。
图6是示出接入网络中的演进节点B和用户设备的示例的图。
图7是示出支持设备到设备通信的接入网络的图。
图8是无线通信的第一方法的流程图。
图9是示出接入网络中的实体之间的通信的呼叫流程图。
图10是示出接入网络中的实体之间的通信的另一个呼叫流程图。
图11是无线通信的第二方法的流程图。
图12是示出示例性装置中的不同模块/单元/组件之间的数据流的概念性数据流图。
图13是示出用于使用处理系统的装置的硬件实现的示例的图。
具体实施方式
下面结合附图描述的具体实施方式，仅仅旨在对各种配置进行描述，而不是旨在表示仅在这些配置中才可以实现本申请所描述的概念。为了对各种概念有一个透彻理解，具体实施方式包括特定的细节。但是，对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，可以在不使用这些特定细节的情况下实现这些概念。在一些实例中，为了避免对这些概念造成模糊，公知的结构和组件以框图形式示出。
现在参照各种装置和方法来给出电信系统的一些方面。这些装置和方法将在下面的具体实施方式中进行描述，并在附图中通过各种框、模块、组件、电路、步骤、处理、算法等(其统称为“元素”)来进行示出。可以使用电子硬件、计算机软件或者其任意组合来实现这些元素。至于这些元素是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。
举例而言，元素或者元素的任何部分或者元素的任意组合，可以用包括一个或多个处理器的“处理系统”来实现。处理器的示例包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、门逻辑、分离硬件电路和被配置为执行贯穿本发明描述的各种功能的其它适当硬件。处理系统中的一个或多个处理器可以执行软件。软件应当被广泛地解释为意味着指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例行程序、子例行程序、对象、可执行文件、执行的线程、过程、函数等，无论其被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其它术语。
因此，在一个或多个示例性实施例中，本申请所描述的功能可以用硬件、软件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储或编码成计算机可读介质上的一个或多个指令或代码。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。通过示例的方式而不是限制的方式，这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储介质或其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其它介质。如本申请所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光碟、光碟、数字多用途光碟(DVD)、软盘和蓝光光碟，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则用激光来光学地复制数据。上面的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。
图1是示出一种网络体系结构100的图。网络体系结构100可以称为分组演进系统(EPS)100。在一个方面，该网络体系结构可以支持LTE通信。该网络体系结构100可以包括一个或多个用户设备(UE)102、103，可以通过一个或多个公众陆地移动网络(PLMN)(例如，访问者PLMN(V-PLMN)104、家庭PLMN(H-PLMN)130、132)来支持。EPS可以与图1中没有示出的其它接入网络和核心网络(例如，UMTS接入网络或IP核心网络)互连。如图所示，EPS提供分组交换服务，但是，如本领域普通技术人员所容易理解的，贯穿本发明给出的各种概念可以扩展到提供电路交换服务的网络。
V-PLMN 104可以支持UE 102和UE 103，可以包括演进节点B(eNodeB)(1)106和eNodeB(2)108。本申请同义地使用术语“演进节点B”、“eNodeB”和“eNB”。每一个UE 102、103可以由不同的eNB 106、108进行支持，也可以由同一个eNB 106或108进行支持(图1中没有示出)。eNB(1)106可以提供针对于UE 102的用户平面和控制平面协议终止，eNB(2)可以提供针对于UE 103的用户平面和控制平面协议终止。eNB(1)106可以通过回程(例如，X2接口)连接到eNB(2)108。eNB(1)106还可以称为基站、基站收发机、无线基站、无线收发机、收发机功能、基本服务集(BSS)、扩展服务集(ESS)或者某种其它适当术语。eNB 106、108为UE 102、103提供针对分组演进核心(EPC)的接入点。此外，当UE 102、103彼此之间足够地接近时，这些UE可以使用D2D通信105来彼此之间进行直接通信。在一个方面，可以使用LTE-直接协议(例如，LTE接入网络中的D2D通信)来支持D2D通信。UE 102、103的示例包括蜂窝电话、智能电话、会话发起协议(SIP)电话、膝上型计算机、平板计算机、个人数字助理(PDA)、卫星无线设备、全球定位系统、多媒体设备、视频设备、数字音频播放器(例如，MP3播放器)、照相机、游戏控制台或者任何其它类似功能设备。本领域普通技术人员还可以将UE 102和UE 103称为移动站、用户站、移动单元、用户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动用户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手持装置、用户代理、移动客户端、客户端或者某种其它适当术语。
eNB(1)106通过S1接口连接到EPC(在图1中没有区分)，其中其包括移动管理实体(MME)(1)112、MME(2)114、服务网关(1)116、分组数据网络(PDN)网关(1)118和PDN网关(2)119。MME 112、114是处理UE 102、103和EPC之间的信令的控制节点。MME 112和114可以是不同的MME(如图1中所示)，也可以是同一个MME(图1中没有示出)。通常，MME 112、114管理接受服务的UE(例如，UE 102和103)的网络连接和分离，以及承载和连接建立和释放。对于UE(1)102来说，所有用户IP分组通过服务网关(1)116来传送，其中服务网关(1)116自己连接到PDN网关(1)118。PDN网关(1)118提供UE IP地址分配以及其它功能(例如，分组路由)。PDN网关(1)118还可以连接到运营商的IP服务，例如但不限于：因特网、内联网、IMS和PS流服务(PSS)。类似地，UE(2)103由服务网关(2)117和PDN网关(2)119来服务。服务网关116和117可以是不同的(如图1中所示)，也可以是同一个(图1中没有示出)。此外，PDN网关118和119可以是不同的(如图1中所示)，也可以是同一个(图1中没有示出)。
在支持IMS服务的一个方面，当各个UE 102和UE 103在V-PLMN 104中操作时，可以分别由H-PLMN 130和132来支持。H-PLMN 130可以是用于UE 102的家庭网络，而H-PLMN 132可以是用于UE 103的家庭网络。V-PLMN 104、H-PLMN 130和H-PLMN 132可以是不同的PLMN(如图1中所示)，或者其中的两个或者全部三个可以是相同的PLMN(图1中没有示出)。H-PLMN 130、132可以包括归属用户服务器(HSS)120、134、服务呼叫服务器控制功能(S-CSCF)126、136、以及一个或多个询问呼叫服务器控制功能(S-CSCF)128。当在V-PLMN 104中操作时，UE 102、103可以使用PDN网关118、119，以通过代理CSCF(P-CSCF)124、125来与其各自的H-PLMN 130、132进行通信。PDN网关118和P-CSCF 124可以位于V-PLMN 104或者H-PLMN 130中。同样，PDN网关119和P-CSCF125可以位于V-PLMN 104或者H-PLMN 132中。P-CSCF 124和125可以是不同的P-CSCF(如图1中所示)，也可以是同一个P-CSCF(图1中没有示出)，例如，当V-PLMN 104、H-PLMN 130和H-PLMN 132中的两个或更多是相同的PLMN。S-CSCF 126和136可以是不同的S-CSCF(如图1中所示)，也可以是相同的S-CSCF(图1中没有示出)，例如，当H-PLMN130和H-PLMN 132是相同的PLMN时。
在一个操作的方面，一对UE 102、103(其与V-PLMN 104相关联)可以通过H-PLMN 130、132来建立IMS会话。IMS会话可以包括数据业务109和信令业务107(例如，会话发起协议(SIP)信令)。可以通过eNB 106、服务网关(SWG)116、PDN网关(PDG)118、PDN网关118和119之间的某种IP连接(例如，图1中没有示出的路由器)、PDN网关119、服务网关117和eNB 108，在UE 102和UE 103之间路由数据业务109。可以通过eNB 106、服务网关116、PDN网关118、P-CSCF 124、S-CSCF 126、I-CSCF128、S-CSCF 136、P-CSCF 125、PDN网关119、服务网关117和eNB 108，在UE 102和UE 103之间路由信令业务107。另外，该对UE 102、103可以建立D2D通信链路105。随后，该对UE 102、103可以传输针对D2D通信链路105的数据业务109支持。SIP信令107可以保持在该网络中支持(锚定)。在该方面，SIP信令107带宽使用相对地较低，使用该信令来使其它参与方能够参与和/或离开SIP会话。参照图7提供了数据业务109和信令业务107的进一步描述。
V-PLMN 104和/或H-PLMN 130、132可以协调D2D通信(例如，辅助建立D2D通信链路105)，控制D2D模式与网络模式的使用，提供安全支持等。如本申请所使用的，D2D模式可以指代两个或更多UE 102、103之间的直接通信，网络模式可以指代两个或更多UE 102、103之间通过该网络的通信。在一个方面，所述两个或更多UE 102、103自主地建立D2D模式。在该方面，D2D通信链路105的初始发现和建立可以是基于在UE之间直接传输信号的能力。替代地或者另外地，对于连接到不支持D2D模式但准许D2D模式的网络的UE来说，UE可以通过该网络进行连接，并交换服务小区和位置信息以确定可能的D2D模式。一旦D2D模式在进行之中，则UE中的一个或多个可以监测其相对位置。一组的三个或更多UE可以进入D2D模式，从而该群组中的一些或者所有对的UE在彼此之间保持直接D2D通信，从而该群组中的一些UE可以充当为中继站，以便对该群组中的其它UE之间的D2D通信进行中继。例如，在该群组中被指定成A的一个UE可以与该群组中被指定成B和C的两个其它UE中的每一个保持直接D2D通信，并通过充当为中继站，使UE B和C能够通过D2D通信来进行间接通信。在该示例中，UE A可以将从UE B接收的通信中继到UE C，将从UE C接收的通信中继到UE B。彼此之间使用D2D通信的一组UE可以监测其相对位置，并基于这些UE的当前相对位置，来向任何UE分配和重新分配作为中继站的角色。返回到图1，在另一个方面，网络可以辅助所述两个或更多UE 102、103进入D2D模式。在该方面，网络模式可能不是可用的和/或可行的，例如，如果网络发生拥塞，或者如果该网络的一部分临时地发生失败，或者没有向UE 102和103提供连续的无线覆盖。在另一个方面，网络(例如，一个或多个网络实体)可以控制D2D模式的进入，并支持D2D模式和网络模式之间的切换。
图2是示出LTE网络体系结构中的接入网络200的示例的图。接入网络200可以是图1中的V-PLMN 104的一部分，其可以包括eNB 106和108。在该示例中，将接入网络200划分成多个蜂窝区域(小区)202。一个或多个低功率类型eNB 208可以具有与小区202中的一个或多个重叠的蜂窝区域210。低功率类型eNB 208可以是毫微微小区(例如，家庭eNB(HeNB))、微微小区、微小区或者远程无线电头端(RRH)。宏eNB 204分配给各小区202，并被配置为向小区202中的所有UE 206提供针对EPC的接入点。UE212中的一些可以进行设备对设备通信。在接入网络200的该示例中，不存在集中式控制器，但在替代的配置中可以使用集中式控制器。eNB 204负责所有与无线相关的功能，其包括无线承载控制、准入控制、移动控制、调度、安全和连接到服务网关116或117。
接入网络200使用的调制和多址方案可以根据所部署的具体通信标准来变化。在LTE应用中，在DL上使用OFDM，在UL上使用SC-FDMA，以便支持频分双工(FDD)和时分双工(TDD)。如本领域普通技术人员通过下面的详细描述所容易理解的，本申请给出的各种概念非常适合用于LTE应用。但是，这些概念也可以容易地扩展到使用其它调制和多址技术的其它通信标准。举例而言，这些概念可以扩展到演进数据优化(EV-DO)或超移动宽带(UMB)。EV-DO和UMB是第三代合作伙伴计划2(2GPP2)作为CDMA2000标准系列的一部分发布的空中接口标准，EV-DO和UMB使用CDMA来为移动站提供宽带因特网接入。这些概念还可以扩展到使用宽带CDMA(W-CDMA)和CDMA的其它变型(例如，TD-SCDMA)的通用陆地无线接入(UTRA)；使用TDMA的全球移动通信系统(GSM)；使用OFDMA的演进UTRA(E-UTRA)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20和闪速OFDM。在来自3GPP组织的文档中描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE和GSM。在来自3GPP2组织的文档中描述了CDMA2000和UMB。使用的实际无线通信标准和多址技术，取决于特定的应用和对系统所施加的整体设计约束条件。
图3是示出LTE中的DL帧结构的示例的图300。可以将一个帧(10ms)划分成10个均匀大小的子帧302。每一个子帧302可以包括两个连续的时隙304。可以使用一个资源格来表示两个时隙，每一个时隙包括一个资源块(RB)306。在LTE中，将资源格划分成多个资源单元。此外，在LTE中，一个RB 306可以在频域上包含12个连续的子载波(对于每一个OFDM符号中的普通循环前缀来说)，在时域上包括7个连续的OFDM符号，或者84个资源单元。对于扩展循环前缀，一个资源块在时域中包含6个连续的OFDM符号，其可以具有72个资源单元。可以将物理DL控制信道(PDCCH)、物理DL共享信道(PDSCH)和其它信道映射到这些资源单元。
在LTE-直接中(例如，LTE环境中的D2D通信，如适用于图1中的D2D通信链路105)，可以通过分布式调度来执行D2D通信链路的调度。在一个方面，可以在D2D对中的每一个设备尝试通过D2D通信链路来传输数据之前，执行请求发送(RTS)/清除发送(CTS)握手信令。在LTE-直接中，有24个RB可用于RTS/CTS信令。此外，在LTE-直接中，可以针对每一个D2D通信链路，将一个RB分配成RTS块308，将另一个RB分配成CTS块310。换言之，每一个D2D通信链路可以将一个RB对用于RTS/CTS信令。如本申请所使用的，该RB对可以称为连接标识符(CID)312。
图4是示出LTE中的上行链路(UL)帧结构的示例的图400。可以将用于UL的可用资源块划分成数据段和控制段。可以在系统带宽的两个边缘处形成控制段，控制段具有可配置的大小。可以将控制段中的资源块分配给UE，以传输控制信息。数据段可以包括不包含在控制段中的所有资源块。该UL帧结构导致包括连续的子载波的数据段，其允许向单一UE分配数据段中的所有连续子载波。
可以向UE分配控制段中的资源块410a、410b，以向eNB发送控制信息。此外，还可以向UE分配数据段中的资源块420a、420b，以向eNB发送数据。UE可以在控制段中的分配的资源块上，在物理UL控制信道(PUCCH)中发送控制信息。UE可以在数据段中的分配的资源块上，在物理UL共享信道(PUSCH)中只发送数据或者发送数据和控制信息二者。UL传输可以跨度子帧的两个时隙，可以在频率之间进行跳变。
可以使用一组资源块来执行初始的系统接入，并在物理随机接入信道(PRACH)430中实现UL同步。PRACH 430可以携带随机序列，并且不能携带任何UL数据/信令。在一个方面，为了当UE处于空闲模式时，对来自UE的ACK/NACK信息进行传输，可以保留一个RACH序列。每一个随机接入前导可以占据与六个连续资源块相对应的带宽。起始频率可以由网络进行指定。也就是说，可以将随机接入前导的传输限制于某些时间和频率资源。对于PRACH来说，不存在频率跳变。PRACH尝试可以在单一子帧(1ms)中或者在一些连续子帧序列中进行携带，UE可以在每一帧(10ms)只进行单一的PRACH尝试。
图5是示出为了通过eNB 504、SWG 526和PDG 530来支持UE 502、UE 532之间的通信(例如，图1中的数据路径109)，而用于LTE中的用户平面和控制平面的无线协议体系结构501的示例的图。此外，如图1中所示，可以在支持UE 532的eNB、SWG和PDG之间发生信令(没有示出)。UE 502可以与UE 102相对应，UE 532可以与图1中的UE 103相对应。eNB504可以与图1中的eNB 106相对应。SWG 526可以与图1中的SWG 116相对应。PDG 530可以与图1中的PDG 118相对应。此外，还可以存在图5中没有示出的其它实体，用于在PDG 530和UE 532之间传送用户平面信令，例如，可以与图1中的eNB 108相对应的eNB、可以与图1中的SWG117相对应的SWG、以及可以与图1中的PDG 119相对应的PDG。
用于UE 502和eNB 504的无线协议体系结构示出为具有三个层：层1、层2和层3。可以通过这三个层，在UE 502和eNB 504之间发生数据/信令的通信。层1506(L1层)是最低层，其实现各种物理层信号处理功能。本申请将L1层还可以称为物理层506。层2(L2层)高于物理层506，其负责物理层506之上的UE 502和eNB 504之间的链路。
在与UE 502相关联的用户平面中，L2层包括媒体访问控制(MAC)子层510、无线链路控制(RLC)子层512和分组数据会聚协议(PDCP)514子层，其中PDCP 514子层在网络一侧的eNB处终止。UE 502可以具有高于L2层508的一些上层，其包括网络层(例如，IP层)和应用层，其中所述网络层可以对应于层3，在网络一侧的PDG 530处终止，应用层520在所述连接的另一端(例如，远端UE 532、服务器等)处终止。
PDCP子层514提供不同的无线承载和逻辑信道之间的复用。PDCP子层514还提供用于上层数据分组的报头压缩，以减少无线传输开销，通过对数据分组进行加密来实现安全，以及为UE提供eNB之间的切换支持。RLC子层512提供上层数据分组的分段和重组、丢失数据分组的重传以及数据分组的重新排序，以便补偿由于混合自动重传请求(HARQ)而造成的乱序接收。MAC子层510提供逻辑信道和传输信道之间的复用。MAC子层510还负责在UE之间分配一个小区中的各种无线资源(例如，资源块)。MAC子层510还负责HARQ操作。在一个操作的方面，可以使用诸如某种层2(L2)协议508、用户数据报协议/IP(UDP/IP)522和通用分组无线服务(GPRS)隧道化协议-用户平面(GTP-U)524之类的其它协议层，通过网络对来自UE 502的用户平面信令(例如，MAC 510层信令、RLC 512层信令和PDCP 514层信令)进行传送。
此外，图5还示出了用于LTE中的用户平面的示例性无线协议体系结构503，以支持UE 502和UE 532之间的直接无线通信(例如，图1中的数据路径105)。在一个方面，与UE 502相关联的每一个层(例如，520、518、514、512、510和506)可以同与UE 532相关联的相应层进行直接通信，各个层可以是以针对无线协议体系结构501所描述的网络模式，来用于UE和eNB之间的通信的相同层。
在控制平面中，对于物理层506和L2层来说，除不存在用于控制平面的报头压缩功能之外，用于UE和eNB的无线协议体系结构基本相同。控制平面还包括层3(L3层)中的无线资源控制(RRC)子层516。RRC子层516负责获得无线资源(即，无线承载)，并负责使用eNB 504和UE 502之间的RRC信令来配置更低层。
图6是与UE 650进行直接或间接通信的PLMN实体(例如，eNB、MME、PDG、CSCF等)的框图。UE 650可以是图1中的UE 102或103，PLMN实体610可以是示成为图1中的V-PLMN 104、H-PLMN 130和H-PLMN 132的一部分的实体里的任何一个。在下行链路(DL)方向中，将来自核心网的上层分组提供给控制器/处理器675。控制器/处理器675实现L2层的功能。在DL中，控制器/处理器675提供报头压缩、加密、分组分段和重新排序、逻辑信道和传输信道之间的复用以及基于各种优先级度量来向UE 650提供无线资源分配。控制器/处理器675还负责HARQ操作、丢失分组的重传以及向UE 650发送信令。
发射(TX)处理器616实现L1层(即，物理层)的各种信号处理功能。这些信号处理功能包括编码和交织，以有助于在UE 650处实现前向纠错(FEC)，以及基于各种调制方案(例如，二进制移相键控(BPSK)、正交移相键控(QPSK)、M相移相键控(M-PSK)、M阶正交幅度调制(M-QAM))来映射到信号星座。随后，将编码和调制的符号分割成并行的流。随后，将每一个流映射到OFDM子载波，在时域和/或频域中将其与参考信号(例如，导频)进行复用，并随后使用逆傅里叶变换(IFFT)将各个流组合在一起以便生成携带时域OFDM符号流的物理信道。对该OFDM流进行空间预编码，以生成多个空间流。来自信道估计器674的信道估计量可以用于确定编码和调制方案以及用于实现空间处理。可以从UE650发送的参考信号和/或信道状况反馈中导出信道估计量。随后，通过单独的发射机618TX，将各空间流提供给不同的天线620。每一个发射机618TX使用各空间流对RF载波进行调制，以便进行传输。
在UE 650处，每一个接收机654RX通过其各自天线652接收信号。每一个接收机654RX恢复调制到RF载波上的信息，并将该信息提供给接收(RX)处理器656。RX处理器656实现L1层的各种信号处理功能。RX处理器656对所述信息执行空间处理，以恢复目的地针对于UE 650的任何空间流。如果多个空间流目的地针对于UE 650，则RX处理器656将其组合成单一OFDM符号流。随后，RX处理器656使用快速傅里叶变换(FFT)，将OFDM符号流从时域变换到频域。频域信号包括用于OFDM信号的每一个子载波的单独OFDM符号流。通过确定PLMN实体610发送的最可能的信号星座点，来恢复和解调每一个子载波上的符号以及参考信号。这些软判决可以是基于信道估计器658所计算得到的信道估计量。随后，对这些软判决进行解码和解交织，以恢复PLMN实体610最初在物理信道上发送的数据和控制信号。随后，将这些数据和控制信号提供给控制器/处理器659。
控制器/处理器659实现L2层。该控制器/处理器可以与存储程序代码和数据的存储器660进行关联。存储器660可以称为计算机可读介质。在UL中，控制器/处理器659提供传输信道和逻辑信道之间的解复用、分组重组、解密、报头解压缩、控制信号处理，以恢复来自核心网的上层分组。随后，将上层分组提供给数据宿662，其中数据宿662表示高于L2层的所有协议层。此外，还可以向数据宿662提供各种控制信号以进行L3处理。控制器/处理器659还负责使用确认(ACK)和/或否定确认(NACK)协议进行错误检测，以支持HARQ操作。
在UL方向中，UE 650中的数据源667用于向控制器/处理器659提供上层分组。数据源667表示高于L2层的所有协议层。类似于结合PLMN实体610进行DL传输所描述的功能，控制器/处理器659通过提供报头压缩、加密、分组分段和重新排序，以及基于PLMN实体610的无线资源分配在逻辑信道和传输信道之间进行复用，来实现用户平面和控制平面的L2层。控制器/处理器659还负责HARQ操作、丢失分组的重传和向PLMN实体610发送信令。
信道估计器658从PLMN实体610发送的参考信号或反馈中导出的信道估计量，可以由TX处理器668使用，以便选择适当的编码和调制方案和有助于实现空间处理。通过各自的发射机654TX，将TX处理器668生成的空间流提供给不同的天线652。每一个发射机654TX使用各空间流来对RF载波进行调制，以便进行传输。
以类似于结合UE 650处的接收机功能所描述的方式，PLMN实体610对UL传输进行处理。每一个接收机618RX通过其各自的天线620来接收信号。每一个接收机618RX恢复调制到RF载波上的信息，并将该信息提供给RX处理器670。RX处理器670实现L1层。
控制器/处理器675实现L2层。控制器/处理器675可以与存储程序代码和数据的存储器676进行关联。存储器676可以称为计算机可读介质。在UL中，控制器/处理器675提供传输信道和逻辑信道之间的解复用、分组重组、解密、报头解压缩、控制信号处理，以恢复来自UE 650的上层分组。可以将来自控制器/处理器675的上层分组提供给核心网。控制器/处理器675还负责使用ACK和/或NACK协议进行错误检测，以支持HARQ操作。
图7是支持D2D通信和IMS服务的接入网络700的图。接入网络700可以包括一个PLMN或者几个PLMN，也可以是一个PLMN或几个PLMN的一部分，接入网络700可以与图1中的V-PLMN 104、H-PLMN 130和H-PLMN 132的组合相对应。接入网络700可以向多个无线设备704、706提供无线服务，其中所述多个无线设备704、706可用于在D2D通信链路708上支持D2D通信。无线设备704和706可以与图1中的UE 102和103相对应。在一个方面，D2D通信可以是点对点或多点(例如，从一个设备到其它设备的广播)。接入网络700可以包括为无线设备704、706提供支持的一个或多个eNB 702、712(例如，图1中的eNB 106和108)。此外，接入网络700还可以包括服务网关(SGW)714、730(例如，图1中的服务网关116、117)、PDG 716、728(例如，图1中的PDN网关118、119)、P-CSCF 718、726(例如，图1中的P-CSCF 124、125)、S-CSCF 720、724(例如，图1中的S-CSCF 126、136)、I-CSCF 722(例如，图1中的I-CSCF128)等。
在一个操作的方面，UE 704和706可以通过该网络来建立IMS会话。该IMS会话可以包括数据(例如，媒体内容)和信令(例如，SIP信令)。D2D通信链路708(例如，图1中的D2D链路105)上的D2D通信的使用可以减少网络负载。可以使用无线设备位置以及服务小区ID来确定何时可以建立D2D通信链路708。在彼此的阈值距离之内的无线设备704、706，可以使用D2D通信。此外，当无线设备704、706分离超过彼此的阈值距离时，那么可以使用基于网络的通信路径710(例如，其与图1中的数据业务路径109和/或信令网络路径107相对应)。在一个方面，用于切换到D2D通信和从D2D通信切换出的阈值，可以是不同的阈值距离。对于IMS通信而言，可以在D2D通信链路708上传输媒体路径(例如，数据业务)，而信令路径710可以仍然通过该网络来支持。在一个方面，无线设备704和无线设备706可以由不同的网络实体来支持，并具有不同的H-PLMN。在该方面，可以通过eNB(1)702、SGW(1)714、PDG(1)716、P-CSCF(1)718、S-CSCF(1)720、I-CSCF(1)722、S-CSCF(2)724、P-CSCF(2)726、PDG(2)728、SGW(2)730和eNB(2)712，从无线设备704向无线设备706传输SIP信令(例如，信令路径710)。在另一个方面，无线设备704和706可以由相同的H-PLMN来支持。在该方面，无线设备704和706的S-CSCF(1)720和S-CSCF(2)724可以是同一个S-CSCF。在另一个方面，无线设备704、706可以位于共同的V-PLMN之中。在该方面，P-CSCF(1)718和P-CSCF(2)726可以是同一个P-CSCF，也可以是不同的P-CSCF。参照图8-11来给出使用D2D通信链路708来支持IMS会话数据业务，同时通过网络路径710来保持对信令(例如，SIP信令)的支持的进一步讨论。
图8和图11示出了根据本发明的各个方面的各种方法。虽然，为了便于解释目的，将方法示出和描述为一系列的动作或者顺序步骤，但应当理解和明白的是，本发明并不受这些动作的顺序的限制，这是因为某些动作可以以不同的顺序发生和/或与本申请示出和描述的其它动作一起同时发生。例如，本领域普通技术人员应当理解和明白的是，一个方法可以替代地表示成一系列相互关联的状态或事件，如在状态图中。此外，实现根据本发明的方法，并不需要所有示出的动作。此外，还应当理解的是，下文所公开的和贯穿本说明书的方法能够保存在制品上，以便于向计算机传送和传输这些方法。如本申请所使用的，术语制品旨在涵盖可从任何计算机可读器件、载体或介质访问的计算机程序。
图8是无线通信的第一方法的流程图800。该方法可以由UE、eNodeB、MME等或者其任意组合来执行。
在方框802处，可以在由同一个V-PLMN(例如，图1中的V-PLMN 104)服务的两个或更多UE之间建立IMS会话。在一个方面，可以通过基于LTE的网络(例如，eNB、SWG、PDGS)来支持数据业务。举例而言，可以根据结合图1所描述的数据业务流109来支持数据业务，可以根据结合图1所描述的信令业务流107和结合图7所描述的基于网络的通信路径710来支持信令业务。此外，支持IMS会话的信令业务的每一个P-CSCF(例如，图7中的P-CSCF 718、726和图1中的P-CSCF 124、125)，可以获得用于其本地UE(例如，图1中的UE 102和103与图7中的UE 704和706)的服务小区信息。因此，在IMS呼叫建立之后，每一个P-CSCF可以最低限度地具有用于其本地UE的服务小区信息。在一个方面，P-CSCF可以交换服务小区ID(例如，使用用于建立IMS会话的SIP INVITE和“SIP 200OK”)。在另一个方面，当没有交换服务小区ID时，P-CSCF可以向诸如(但不限于)策略和收费规则功能(PCRF)之类的中央实体，提供每一个UE的服务小区ID和用于该IMS呼叫的唯一公共信息(例如，但不限于：SIP呼叫ID报头、这些UE的公共SIP URI等)。在该方面，PCRF可以通过该公共信息来关联服务小区ID，判断这些UE是否由于使用相同的服务小区或者彼此接近的不同服务小区，而彼此靠近在一起。在另一个方面，服务MME还可以向PCRF提供各个UE的支持D2D通信的能力。
在方框804处，UE可以以网络模式进行操作，其中在网络模式下，通过该网络(例如，图1中的V-PLMN 104和H-PLMN 130和132)来携带用于该IMS会话的所有数据和信令。在一个方面，UE可以定期地广播(例如，按照规定的发射功率来广播导频信号)和/或监听来自其它UE的广播。在一个方面，每一个UE可以以与网络(例如，eNB)时间同步的方式，定期地向其它UE进行广播。此外，在网络模式操作期间，每一个UE可以向其服务eNB传输其通过监听其它UE广播所获得的测量值。在一个方面，该测量值可以包括信号强度、信号质量等。在另一个方面，UE可以确定彼此之间的相对距离，向其服务eNB报告UE距离信息。其后，eNB可以提供来自每一个UE的D2D LTE广播上的UE信息。在另一个方面，PCRF可以至少部分地基于服务小区ID和用于支持D2D通信的相互UE能力，来调用每一个UE中的D2D广播/监听。在该方面，可以将该调用包括在用于激活数据路径通信的EPS承载的消息中。可以通过eNB、MME、SWG、PDG和PCRF，将这些消息发送给UE。在另一个方面，PCRF可以向每一个MME提供与用于该UE的IMS会话的承载相关联的公共会话ID、任何其它MME的标识。此外，在该方面，eNB可以将该调用信息与去往UE的通信包括在一起。
在方框806处，可以将该IMS会话的一部分从网络模式转移(例如，切换)到D2D模式。在一个方面，网络(例如，服务eNB)可以基于UE-UE测量值(例如，但不限于：UE-UE距离、以及另一个UE所接收的一个UE广播的信号的强度和质量)，确定UE可以以D2D模式进行操作。在另一个方面，该IMS会话的转移到D2D模式支持的部分可以是数据业务。另外，可以使用于数据业务的LTE承载去活动，使用SIP信令来更新与网络数据业务相关联的会话描述协议(SDP)信息，以指示在该网络上不再携带该数据业务。参照图9中的呼叫流程图，来进一步讨论将数据业务切换到D2D模式支持。
在方框808处，UE可以以D2D模式进行操作。在一个方面，可以通过D2D通信链路(例如，结合图1所描述的D2D通信链路105)来支持与IMS会话相关联的数据业务，而信令业务继续用网络模式来支持(例如，通过继续使用图1中所描述的信令业务链路107)。在一个方面，UE可以监测来自其它UE的信号强度和质量、来自附近eNB的信号强度和质量、UE-UE距离等。在一个方面，可以将一个UE指定成控制UE，其它UE向该控制UE传输其信号测量值。在另一个方面，每一个UE都可以具有控制能力，在此情况下，每一个UE都向其它UE发送其测量值。在另一个方面，当UE处于D2D模式时，可以协商这些承载的修改(例如，在无需与任何网络实体进行交互的情况下，增加或者删除承载)。
在可选的方面，在方框810处，UE可以将数据业务的支持转移回网络。当一个或多个UE基于UE之间的增加的距离和/或基于从其它UE接收的信号的强度和质量的降低(D2D通信不再提供充分的支持)，可以发生上面的情形。在该方面，UE可以向其服务eNB发送切换请求。参照图10中的呼叫流程图，来进一步讨论将数据业务返回到网络模式支持。
当UE在方框808中以D2D模式进行操作时，可以将其它参与方(例如，连接到固定网络的UE或者设备)增加到该IMS会话中(例如，按照这些UE中的一个的请求)，在该情况下，可能需要增加针对每一个UE和每一个其它参与方之间的另外数据承载和另外数据流的支持。可能需要网络来支持这些另外的数据承载和另外的数据流，除非其它参与方足够靠近这两个UE，并且支持D2D模式(在该情况下，可以使用D2D模式来在这两个UE和其它参与方之间进行数据传输)。类似地，当这两个UE处于D2D模式时，已经是IMS会话的参与方的其它参与方可以离开该IMS会话，在该情况下，可以删除每一个UE和该其它参与方之间的任何网络数据路径。在进入D2D模式之前，通过网络具有IMS会话的两个UE可能具有连接到该IMS会话的其它参与方，在该情况下，当这两个UE能够进入D2D模式时，可以保持用于每一个UE的网络连接，以便向这些其它参与方传输数据。通常，两个或更多UE可以使用D2D模式来更高效地传输彼此之间的数据通信，同时使用网络模式来执行以下操作：(i)在彼此之间传输信令信息，(ii)在每一个UE和连接到该IMS会话的一个或多个其它参与方之间，传输数据通信和信令通信，其中这些参与方不支持D2D模式，或者与这两个UE太远以至于不能使用D2D模式。因此，图1、7和8举了一个特殊情况的例子，其中在该情况下，除了IMS会话上的两个UE之外，不存在其它参与方。在更通用的情况下，在一个IMS或SIP会话上存在两个以上的参与方，这些参与方的各方之间的数据通信中的一些可以使用D2D模式，而两个或更多参与方之间的其它数据通信和所有信令通信可以使用网络模式，并可以通过一个或多个网络进行路由。
图9是示出接入网络900中的实体之间的通信的呼叫流程图。图9可以与图8中的方框806相对应。在一个方面，接入网络900可以包括多个UE(例如，UE(1)902、UE(2)914)、一个或多个eNB(例如，eNB(1)904、eNB(2)912)、一个或多个MME(例如，MME(1)906、MME(2)910)和PCRF 908。在一个方面，接入网络900可以允许将至少一部分的IMS会话(例如，数据业务)的支持，从网络模式转移到D2D模式。UE 902和914可以与图1中的UE 102和103，与图7中的UE 704和706相对应。eNB 904和912可以与图1中的eNB 106和108，与图7中的eNB 702和712相对应。MME 906和910可以与图1中的MME 112和114相对应。此外，接入网络900还可以包含图9中没有示出的其它参与方，例如，可以与图1和图7中的PDG、SWG、P-CSCF和S-CSCF相对应的PDG、SWG、P-CSCF和S-CSCF。
在动作916处，可以决定发起D2D模式。在一个方面，UE、eNB、MME等可以至少部分地基于下面中的一项来做出该决定：UE(1)902和UE(2)914之间的UE-UE距离、分别由UE 902或UE 914发送并由UE 914或902接收的信号的强度、以及分别由UE 902或UE 914发送并由UE 914或902接收的信号的质量。例如，服务eNB(例如，eNB(1)904)可以基于所接收的UE D2D测量值，确定UE(例如，UE(1)902、UE(2)914)能以D2D模式进行操作。
服务eNB(例如，eNB(1)904、eNB(2)912)和MME(例如，MME(1)906、MME(2)910)可以同意将IMS会话的数据路径切换和转换到D2D模式支持。在一个方面，可以通过在动作918a、918b和918c处使用D2D模式请求消息，在动作920a、920b和920c处使用D2D模式接受消息，来获得该同意。在一个方面，eNB和MME之间的通信可以包括诸如但不限于下面之类的信息：会话标识符、用于每一个UE的D2D RF信道信息等。动作918a、918b、918c中的请求消息可以传送可用于UE 902的D2D RF信道信息(例如，其包括eNB 904已经分配的信道信息)，而动作920a、920b和920c中的接受消息可以传送可用于UE 914的D2D RF信道信息(例如，其包括eNB 912已分配的信道信息)。这使得eNB(例如，eNB(1)904、eNB(2)912)能够对D2D RF特性达成一致，随后可以在动作922a和922b中，将该D2D RF特性发送给这两个UE(例如，UE(1)902、UE(2)914)。
在动作924处，MME中的至少一个(例如，MME 906)可以向PCRF908指示：通过D2D模式来支持UE 902和914之间的IMS会话的数据业务。在该方面，MME可以提供与该IMS会话相关联的会话标识符。在另一个方面，如果用于UE 902和914中的一个的MME改变到一个新的MME(例如，由于该UE切换到新eNB)，则用于其它UE的MME可以向PCRF发送具有该会话ID的请求，PCRF可以定位该新的MME。在另一个方面，MME可以彼此之间直接进行通信，以维持关于MME的改变的更新信息。可能需要这种直接MME更新或者这种使用PRCF来定位新的MME，以使得能够以可靠方式，在动作918b和920b中实现MME到MME通信。
在动作926处，UE(1)902可以通过网络信令路径(图9中没有示出，但通过图1中的信令通信路径107来举例)，向UE(2)914发送SIP重新邀请，以删除任何网络媒体路径(例如，支持数据业务的网络)。其后，在动作928处，UE(1)902和UE(2)914可以停止使用网络承载，并将其数据业务切换到D2D模式。在一个方面，网络(例如，策略和收费控制(PCC))可以使PDG(1)和PDG(2)、SWG(1)和SWG(2)、以及eNB(1)904和eNB(2)912中的用于UE(1)902和UE(2)914的数据承载进行离开、修改或者去活动。在该情况下，PDG(1)、PDG(2)、SWG(1)、SWG(2)可以分别与图1中的PDG 118、PDG 119、SWG 116、SWG117相对应，和/或分别与图7中的PDG 716、PDG 728、SWG 714、SWG 730相对应。另外地或者替代地，关于当UE 902和914处于D2D模式时，如何对网络承载进行处理，MME(1)906和MME(2)908可以从PCRF 908接收指令(例如，当第一次在UE 902和914之间建立IMS会话时)。
图10是示出接入网络1000中的实体之间的通信的另一个呼叫流程图。图10可以与图8中的方框810相对应。在一个方面，接入网络1000可以包括多个UE(例如，UE(1)1002、UE(2)1014)、一个或多个eNB(例如，eNB(1)1004、eNB(2)1012)、一个或多个MME(例如，MME(1)1006、MME(2)1010)和PCRF 1008。在一个方面，接入网络1000可以允许将至少一部分的IMS会话(例如，数据业务)的支持，从D2D模式转移到网络模式。UE 1002和1014可以与图1中的UE 102和103，与图7中的UE 704和706相对应，与图9中的UE 902和914相对应。eNB 1004和1012可以与图1中的eNB 106和108，与图7中的eNB 702和712相对应，，与图9中的eNB 904和912相对应。MME 1006和1010可以与图1中的MME 112和114相对应，与图9中的MME 906和910相对应。此外，接入网络1000还可以包含图10中没有示出的其它参与方，例如，可以与图1和图7中的PDG、SWG、P-CSCF和S-CSCF相对应的PDG、SWG、P-CSCF和S-CSCF。
在动作1016处，UE(1)1002可以触发用于发起从D2D模式向网络模式转换的服务请求。在一个方面，UE(1)1002可以根据UE信号测量值来确定切换回网络模式。例如，UE 1002可以确定从UE 1002到UE 1014的距离已充分地增加，或者从UE 1014接收的信号强度和/或信号质量已充分地减少，使得继续在UE 1002和1014之间进行D2D通信变得困难或者不可能。举例而言，当仍然可以进行D2D通信时，为了发送D2D模式的更强信号而增加UE电池的使用可能是不高效的。在该方面，UE(1)1002可以向eNB(1)1004发送请求(例如，在调用UE触发服务请求之后(当其处于LTE ECM_IDLE状态时))。在一个方面，该请求可以包括该eNB和UE 1002所执行的UE-UE测量值，当UE 1014将这些请求传送给UE 1002时(例如，通过D2D模式)，其可以包括UE 1014所执行的测量值。在另一个方面，该请求可以包括关于将在该网络上建立的数据承载的信息。在该方面，当UE 1002和1014处于D2D模式时，这些UE所需要的基于网络的数据承载可以不发生改变，因此在这些UE进入D2D模式之前，这些基于网络的数据承载与提供给UE 1002和1014的网络数据承载是不同的。
服务eNB(例如，eNB(1)1004、eNB(2)1012)、MME(例如，MME(1)1006、MME(2)1010)和PCRF 1008可以激活新的EPS承载，将数据路径切换回所述网络。在一个方面，可以通过动作1018a、1018b和1018c处的网络模式请求消息和动作1020a、1020b和1020c处的网络模式接受消息的使用，来获得这些新EPS承载。在一个方面，网络模式请求消息可以包括会话标识符。动作1018a、1018b和1018c中的请求消息可以传送关于所需要的数据承载的信息(例如，其包括带宽和服务质量信息)。在另一个方面，如果UE 1014当前处于空闲状态(例如，LTE ECM_IDLE状态)，则MME(2)1010可以在动作1018b中，接收到网络模式请求消息之后，对UE(2)1014进行寻呼(图10中没有示出)，以便与UE 1014建立信令链路，分配服务eNB(2)1012。作为接收到寻呼的结果，UE(2)1014可以调用UE触发的服务请求(图10中没有示出)，以建立该信令链路，分配服务eNB(2)1012。随后，MME(2)1010可以在动作1018c中，向分配的eNB(2)1012发送该网络模式服务请求。
在动作1022a和1022b处，eNB 1004和1012可以分别向UE 1002和1014发送命令，以告诉这两个UE进入网络模式。在动作1024处，MME中的至少一个(例如，MME 1006)可以向PCRF 1008指示：现在通过网络模式来支持来自该IMS会话的数据业务。
在动作1026处，UE(1)1002可以通过在网络中已经建立的IMS信令路径，向UE(2)1014发送SIP重新邀请，其具有关于该媒体(例如，数据业务)将被切换回网络的信息和相关联的UE会话描述，以使能够通过该网络，在UE之间建立媒体路径。在该方面，SIP重新邀请的使用可以使每一个P-CSCF(例如，图1中的P-CSCF 124和125或者图7中的P-CSCF 718和726)能够通过PCC来策动承载激活或修改，向其它P-CSCF发送媒体IP地址，其中该媒体IP地址在与发送的P-CSCF相关联的PDG中使用。其后，在动作1028处，UE(1)1002和UE(2)1014可以停止使用D2D模式，将其数据通信切换回网络模式(例如，使用图1中所描述的数据通信路径109)。
图11是无线通信的第二方法的流程图1100。该方法可以由UE来执行。
在方框1102处，第一UE可以使用IMS会话来执行与第二UE的通信，其中在该IMS会话中，通过一个网络来支持数据(例如，语音、视频或文本媒体)业务和信令(例如，SIP)业务。如本申请所使用的，该网络可以包括支持LTE、IMS、D2D等的体系结构单元。在一个方面，该数据业务路径可以是LTE支持的(例如，通过eNB、SWG、PDG)，信令业务可以是IMS支持的(例如，通过eNB、SWG、P-CSCF、S-CSCF)。
在方框1104处，判断第一UE和第二UE是否足够地邻近，以使得能实现D2D通信。在一个方面，在IMS会话建立之后，每一个代理呼叫会话控制功能(P-CSCF)可以了解本地UE服务小区信息。此外，P-CSCF可以交换服务小区ID(例如，使用SIP INVITE和200OK消息)，以获得来自其各自归属网络的支持。当没有交换服务小区ID时，P-CSCF可以向策略收费和规则功能(PCRF)提供每一个UE的服务小区ID和与该呼叫相关联的信息(例如，但不限于：SIP呼叫ID报头、两个UE的公共SIP URI等)。在该方面，PCRF可以随后通过与该呼叫相关联的信息来关联这两个服务小区ID，判断这些UE是否靠近在一起。当交换了服务小区ID时，P-CSCF可以执行一种比较，以至少确定这些UE之间的相对距离(例如，PCC是不需要的)。在另一个方面，服务MME还可以向PCRF提供每一个UE的支持D2D的能力，其中当每一个UE连接到LTE网络时，可以获得该能力。当网络支持时，PCRF可以基于服务小区ID和支持D2D的相互UE能力，来调用每一个UE中的D2D广播/监听。在一个方面，可以将该调用包括在用于激活该数据路径的EPS承载的消息中，其中，将这些消息从PCRF发送到PDG，从PDG发送到SWG，从SWG发送到MME，从MME发送每一个UE的eNB。此外，PCRF还可以向每一个服务MME提供与用于该UE的IMS会话的承载相关联的公共会话ID，以及其它MME的标识。在一个方面，可以从eNB向UE发送RRC重配置消息，其中该RRC重配置消息包括所述调用和关于来自每一个UE的D2D LTE广播的信息。此外，每一个UE可以随后以与网络(例如，eNB)时间同步的方式，向其它UE进行定期地广播。每一个UE可以监听其它UE的广播，对信号强度和质量进行测量，并可以测量UE-UE距离。其后，这些UE可以向服务eNB报告测量值。转而，服务eNB可以基于接收的UE D2D测量值，确定这些UE可以以D2D模式进行操作。在该方面，当UE在彼此的第一阈值之内时，这些UE可以以D2D模式进行通信。
如果在方框1104处，这些UE或者服务eNB确定第一UE和第二UE在彼此的第一阈值之内，则在方框1106处，这些UE可以建立D2D通信链路。
在方框1108处，这些UE可以将与该IMS会话相关联的数据业务转移到该D2D通信链路，同时通过所述网络来保持信令业务支持。在一个方面，为了切换数据路径，服务eNB可以对D2D RF特性达成一致，并将此发送给两个UE。此外，MME可以使网络承载去活动。
在方框1110处，可以使用D2D模式，在这些UE之间传输数据业务，这些UE可以监测与该D2D通信链路相关联的各种属性。每一个UE可以对一些值(例如，但不限于：来自其它UE的信号强度和质量、来自附近eNB的信号强度和质量、UE-UE距离等)进行监测和定期地测量。在一个方面，可以将一个UE指定成控制UE，其它UE将其信号测量值传送该该控制UE。另外地或者替代地，两个UE都可以具有控制能力，转而，每一个UE向另一个UE发送其测量值。在另一个方面，当这些UE处于D2D模式时，可以协商这些承载的修改(例如，承载的增加或者删除)，而无需向网络提供该信息。
在方框1112处，判断第一UE和第二UE是否在彼此的第二阈值之内。在一个方面，可以使用至少UE-UE距离来与第二阈值进行比较。第二阈值可以是距离、信号强度、信号质量等，其中在该第二阈值之外和/或在该第二阈值之下，不支持D2D通信。
如果在方框1112处，确定第一UE和第二UE在彼此的第二阈值之内，则该处理返回到方框1110处，以继续监测该D2D通信链路。
相比而言，如果在方框1112处，确定第一UE和第二UE没有在彼此的第二阈值之内，则在方框1114处，可以将数据业务转移回通过所述网络进行支持。在一个方面，控制UE(或者控制的UE)可以根据UE信号测量值，确定切换回网络模式是优选的。随后，该UE可以向其服务eNB发送请求(例如，在调用UE触发的服务请求之后(当处于ECM_IDLE状态时))。在一个方面，该请求可以包括最新的eNB和UE-UE测量值，以使服务eNB能够验证网络模式是需要的，并且是可以支持的。在另一个方面，该请求可以包括关于要建立的承载的信息(当UE处于D2D模式时，这些承载可以发生改变)。随后，服务eNB、MME和PCRF可以激活新的EPS承载，将数据路径切换回所述网络。
返回到方框1104，当在方框1104处，确定这些UE没有在彼此的足够邻近范围之内时，或者在方框1112处，确定这些UE已移动到邻近的距离之外，则在方框1116处，可以通过所述网络来支持数据业务和信令业务。当在方框1116中时，如果第一UE和第二UE的当前服务小区(例如，向MME或PCRF)暗示已发生用于进入或者重新进入D2D模式的条件，则可以在某个稍后时间，再次调用方框1104。
图12是示出示例性装置1202中的不同模块/单元/组件之间的数据流的概念性数据流图1200。该装置可以是UE。
装置1202包括接收模块1204，其可以从第二UE 706接收测量值1216，其中第一UE可以与第二UE 706建立D2D链路。接收模块1204还可以从eNB 702接收与IMS会话1218相关联的信令和数据。此外，接收模块1204可以接收用于指示该装置1202和UE 706已建立D2D通信链路1220的信息。在一个方面，装置1202可以包括D2D通信模块1208，其可以监测与该D2D通信链路1220相关联的一个或多个测量值。此外，该装置1202还包括IMS会话管理模块1206，其可以处理从第二UE 706接收的UE测量值1216和来自eNB 702的IMS会话信令和数据，以判断是否可以使用D2D通信链路1220来支持数据业务1222。当可以使用D2D通信链路1220来支持数据业务1222时，IMS会话可以准备数据业务1222，以通过该D2D通信链路1220进行传输，同时通过所述网络来保持信令业务1224。装置1202还可以包括传输模块1210，其可以使用D2D通信链路1220来向UE 706直接发送与IMS会话相关联的信息数据业务1222，通过网络(例如，eNB702)来发送与该IMS会话相关联的信令业务1224。
该装置可以包括用于执行图11的前述流程图中的算法里的每一个步骤的另外模块。因此，前述流程图11中的每一个步骤可以由一个模块执行，该装置可以包括这些模块中的一个或多个。这些模块可以是专门配置为执行所陈述的处理/算法的一个或多个硬件组件，这些模块可以由配置为执行所陈述的处理/算法的处理器来实现，这些模块可以存储在计算机可读介质之中以便由处理器来实现，或者是上述的某种组合。
图13是示出用于使用处理系统1314的装置1202'的硬件实现的示例的图1300。处理系统1314可以使用总线体系结构来实现，其中该总线体系结构通常用总线1324来表示。根据处理系统1314的具体应用和整体设计约束条件，总线1324可以包括任意数量的相互连接总线和桥接。总线1324将包括一个或多个处理器和/或硬件模块(其用处理器1304、模块1204、1206、1208、1210表示)、以及计算机可读介质1306的各种电路链接在一起。此外，总线1324还链接诸如时钟源、外围设备、电压调整器和电源管理电路等之类的各种其它电路，其中这些电路是本领域所公知的，因此没有做任何进一步的描述。
处理系统1314可以耦接到收发机1310。收发机1310耦接到一付或多付天线1320。收发机1310提供通过传输介质与各种其它装置进行通信的单元。处理系统1314包括耦接到计算机可读介质1306的处理器1304。处理器1304负责通用处理，其包括执行计算机可读介质1306上存储的软件。当该软件由处理器1304执行时，使得处理系统1314执行上文针对任何特定装置所描述的各种功能。计算机可读介质1306还可以用于存储当处理器1304执行软件时所操作的数据。此外，该处理系统还包括模块1204、1206、1208和1210中的至少一个。这些模块可以是在处理器1304上运行、驻留/存储在计算机可读介质1306中的软件模块、耦接到处理器1304的一个或多个硬件模块、或者其某种组合。处理系统1314可以是UE 650的组件，其可以包括存储器660和/或TX处理器668、RX处理器656和控制器/处理器659中的至少一个。
在一种配置中，用于无线通信的装置1202/1202'包括：执行通信单元，用于由第一UE使用IMS会话来执行与第二UE的通信，其中在该IMS会话中，通过一个网络来支持数据业务和信令业务；确定单元，用于确定第二UE在第一UE的第一邻近阈值之内；建立单元，用于与第二UE建立D2D通信链路；转移单元，用于将数据业务的支持转移到该D2D通信链路，同时通过所述网络来保持支持信令业务。在一个方面，第一邻近阈值可以是在其之内支持设备到设备(D2D)通信的第一UE和第二UE之间的距离。在一个方面，装置1202/1202'的确定单元还可以被配置为：确定与来自第一UE的第二邻近阈值相比，第二UE更远。在一个方面，第二邻近阈值可以是在其之外不支持D2D通信的第一UE和第二UE之间的距离。在该方面，装置1202/1202'的转移单元可以被配置为：通过所述网络来支持数据业务。在该方面，装置1202/1202'的建立单元还可以被配置为：从网络接收用于提示第一UE和第二UE建立D2D通信链路的消息。在一个方面，装置1202/1202'的确定单元可以被配置为：确定第一UE和第二UE使用共同的服务小区，确定第一UE和第二UE使用附近的服务小区等。在一个方面，装置1202/1202'的确定单元可以被配置为：测量一个或多个D2D通信参数；确定所述一个或多个D2D通信参数中的至少一个D2D通信参数低于D2D通信阈值。
前述的单元可以是装置1202中的前述模块里的一个或多个，和/或配置为执行这些前述单元所述的功能的装置1202’的处理系统1314。如上所述，处理系统1314可以包括TX处理器668、RX处理器656和控制器/处理器659。因此，在一种配置中，前述的单元可以是配置为执行这些前述单元所述的功能的TX处理器668、RX处理器656和控制器/处理器659。
应当理解的是，本申请所公开处理中的特定顺序或步骤层次只是示例方法的一个例子。应当理解的是，根据设计优先选择，可以重新排列这些处理中的特定顺序或步骤层次。此外，可以对一些步骤进行组合或省略。所附的方法权利要求以示例顺序给出各种步骤元素，但并不意味着其受到给出的特定顺序或层次的限制。
为使本领域任何普通技术人员能够实现本申请描述的各个方面，上面围绕各个方面进行了描述。对于本领域普通技术人员来说，对这些方面的各种修改都是显而易见的，并且本申请定义的总体原理也可以适用于其它方面。因此，本发明并不限于本申请示出的方面，而是与本发明公开的全部范围相一致，其中，除非特别说明，否则用单数形式修饰某一部件并不意味着“一个和仅仅一个”，而可以是“一个或多个”。除非另外特别说明，否则术语“一些”指代一个或多个。贯穿本发明描述的各个方面的部件的所有结构和功能等价物以引用方式明确地并入本申请中，并且旨在由权利要求所涵盖，这些结构和功能等价物对于本领域普通技术人员来说是公知的或将要是公知的。此外，本申请中没有任何公开内容是想要奉献给公众的，不管这样的公开内容是否明确记载在权利要求书中。权利要求的构成要素不应被解释为功能模块，除非该构成要素明确采用了“功能性模块”的措辞进行记载。

Claims (36)

1.一种通信的方法，包括：
由第一用户设备(UE)使用因特网协议(IP)多媒体子服务(IMS)会话来执行与第二UE的通信，在所述IMS会话中，通过一个网络来支持数据业务和信令业务；
确定所述第二UE在所述第一UE的第一邻近阈值之内；
与所述第二UE建立设备到设备(D2D)通信链路；以及
将对所述数据业务的支持转移到所述D2D通信链路，同时通过所述网络来保持对所述信令业务的支持。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述第二UE与所述第一UE相距远于第二邻近阈值；以及
将所述数据业务返回到通过所述网络进行支持。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一UE和所述第二UE之间的所述第一邻近阈值包括以下各项中的一项：所述第一UE和所述第二UE之间的距离、由所述第一UE测量到的所述第二UE的信号强度、或者由所述第一UE测量到的所述第二UE的信号质量。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一UE和所述第二UE之间的所述第二邻近阈值包括以下各项中的一项：所述第一UE和所述第二UE之间的距离、由所述第一UE测量到的所述第二UE的信号强度、或者由所述第一UE测量到的所述第二UE的信号质量。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信令业务包括会话发起协议(SIP)信令。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，建立所述D2D通信链路还包括：
从所述网络接收用于提示所述第一UE和所述第二UE建立所述D2D通信链路的消息。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述第二UE在所述第一UE的所述第一邻近阈值之内是部分地基于以下各项中的至少一项：
确定所述第一UE和所述第二UE使用共同的服务小区；或者
确定所述第一UE和所述第二UE使用附近的服务小区。
8.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述第二UE与所述第一UE相距远于所述第二邻近阈值包括：
测量多个D2D通信参数中的一个；以及
确定所述一个或多个D2D通信参数中的至少一个D2D通信参数低于D2D通信阈值。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一UE指定为针对与所述第二UE的所述D2D通信链路的控制UE。
10.一种用于通信的装置，包括：
用于由第一用户设备(UE)使用因特网协议(IP)多媒体子服务(IMS)会话来执行与第二UE的通信的单元，在所述IMS会话中，通过一个网络来支持数据业务和信令业务；
用于确定所述第二UE在所述第一UE的第一邻近阈值之内的单元；
用于与所述第二UE建立设备到设备(D2D)通信链路的单元；以及
用于将对所述数据业务的支持转移到所述D2D通信链路，同时通过所述网络来保持对所述信令业务的支持的单元。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述用于确定的单元还配置为：确定所述第二UE与所述第一UE相距远于第二邻近阈值，并且其中，所述用于转移的单元还配置为：将所述数据业务返回到通过所述网络进行支持。
12.根据权利要求10所述的装置，其中，所述第一UE和所述第二UE之间的所述第一邻近阈值包括以下各项中的一项：所述第一UE和所述第二UE之间的距离、由所述第一UE测量到的所述第二UE的信号强度、或者由所述第一UE测量到的所述第二UE的信号质量。
13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述第一UE和所述第二UE之间的所述第二邻近阈值包括以下各项中的一项：所述第一UE和所述第二UE之间的距离、由所述第一UE测量到的所述第二UE的信号强度、或者由所述第一UE测量到的所述第二UE的信号质量。
14.根据权利要求10所述的装置，其中，所述信令业务包括会话发起协议(SIP)信令。
15.根据权利要求10所述的装置，其中，所述用于建立所述D2D通信链路的单元还配置为：
从所述网络接收用于提示所述第一UE和所述第二UE建立所述D2D通信链路的消息。
16.根据权利要求10所述的装置，其中，所述用于确定的单元还配置为：
确定所述第一UE和所述第二UE使用共同的服务小区；或者
确定所述第一UE和所述第二UE使用附近的服务小区。
17.根据权利要求11所述的装置，其中，所述用于确定的单元还配置为：
测量多个D2D通信参数中的一个；以及
确定所述一个或多个D2D通信参数中的至少一个D2D通信参数低于D2D通信阈值。
18.根据权利要求10所述的装置，其中，将所述第一UE指定为针对与所述第二UE的所述D2D通信链路的控制UE。
19.一种用于无线通信的装置，包括：
处理系统，其配置为：
由第一用户设备(UE)使用因特网协议(IP)多媒体子服务(IMS)会话来执行与第二UE的通信，在所述IMS会话中，通过一个网络来支持数据业务和信令业务；
确定所述第二UE在所述第一UE的第一邻近阈值之内；
与所述第二UE建立设备到设备(D2D)通信链路；以及
将对所述数据业务的支持转移到所述D2D通信链路，同时通过所述网络来保持对所述信令业务的支持。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述处理系统被配置为：
确定所述第二UE与所述第一UE相距远于第二邻近阈值；以及
将所述数据业务返回到通过所述网络进行支持。
21.根据权利要求19所述的装置，其中，所述第一UE和所述第二UE之间的所述第一邻近阈值包括以下各项中的一项：所述第一UE和所述第二UE之间的距离、由所述第一UE测量到的所述第二UE的信号强度、或者由所述第一UE测量到的所述第二UE的信号质量。
22.根据权利要求20所述的装置，其中，所述第一UE和所述第二UE之间的所述第二邻近阈值包括以下各项中的一项：所述第一UE和所述第二UE之间的距离、由所述第一UE测量到的所述第二UE的信号强度、或者由所述第一UE测量到的所述第二UE的信号质量。
23.根据权利要求19所述的装置，其中，所述信令业务包括会话发起协议(SIP)信令。
24.根据权利要求19所述的装置，其中，所述处理系统被配置为：
从所述网络接收用于提示所述第一UE和所述第二UE建立所述D2D通信链路的消息。
25.根据权利要求19所述的装置，其中，所述处理系统被配置为确定以下各项中的至少一项：
所述第一UE和所述第二UE使用共同的服务小区；或者
所述第一UE和所述第二UE使用附近的服务小区。
26.根据权利要求20所述的装置，其中，所述处理系统被配置为：
测量多个D2D通信参数中的一个；以及
确定所述一个或多个D2D通信参数中的至少一个D2D通信参数低于D2D通信阈值。
27.根据权利要求19所述的装置，其中，将所述第一UE指定为针对与所述第二UE的D2D通信链路的控制UE。
28.一种计算机程序产品，包括：
非临时性计算机可读介质，其包括用于执行以下操作的代码：
由第一用户设备(UE)使用因特网协议(IP)多媒体子服务(IMS)会话来执行与第二UE的通信，在所述IMS会话中，通过一个网络来支持数据业务和信令业务；
确定所述第二UE在所述第一UE的第一邻近阈值之内；
与所述第二UE建立设备到设备(D2D)通信链路；以及
将对所述数据业务的支持转移到所述D2D通信链路，同时通过所述网络来保持对所述信令业务的支持。
29.根据权利要求28所述的计算机程序产品，还包括用于执行以下操作的代码：
确定所述第二UE与所述第一UE相距远于第二邻近阈值；以及
将所述数据业务返回到通过所述网络进行支持。
30.根据权利要求28所述的计算机程序产品，其中，所述第一UE和所述第二UE之间的所述第一邻近阈值包括以下各项中的一项：所述第一UE和所述第二UE之间的距离、由所述第一UE测量到的所述第二UE的信号强度、或者由所述第一UE测量到的所述第二UE的信号质量。
31.根据权利要求29所述的计算机程序产品，其中，所述第一UE和所述第二UE之间的所述第二邻近阈值包括以下各项中的一项：所述第一UE和所述第二UE之间的距离、由所述第一UE测量到的所述第二UE的信号强度、或者由所述第一UE测量到的所述第二UE的信号质量。
32.根据权利要求28所述的计算机程序产品，其中，所述信令业务包括会话发起协议(SIP)信令。
33.根据权利要求28所述的计算机程序产品，还包括用于执行以下操作的代码：
从所述网络接收用于提示所述第一UE和所述第二UE建立所述D2D通信链路的消息。
34.根据权利要求28所述的计算机程序产品，还包括用于执行以下操作中的至少一个操作的代码：
确定所述第一UE和所述第二UE使用共同的服务小区；或者
确定所述第一UE和所述第二UE使用附近的服务小区。
35.根据权利要求29所述的计算机程序产品，还包括用于执行以下操作的代码：
测量多个D2D通信参数中的一个；以及
确定所述一个或多个D2D通信参数中的至少一个D2D通信参数低于D2D通信阈值。
36.根据权利要求28所述的计算机程序产品，其中，将所述第一UE指定为针对与所述第二UE的所述D2D通信链路的控制UE。
CN201380026776.4A 2012-05-23 2013-05-23 用于使用设备到设备通信来支持基于ims的服务的方法和装置 Active CN104335666B (zh)

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