CN104969613B - 用于设备到设备通信切换的无线电通信设备和蜂窝广域无线电基站 - Google Patents
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Abstract
一种无线电通信设备可以包括：蜂窝广域无线电通信技术电路，被配置为根据蜂窝广域无线电通信技术来提供通信；电路，被配置为提供直接通信设备到通信设备通信；以及消息生成器，被配置为生成指示针对从已建立的、与第二无线电通信设备的直接通信设备到通信设备通信连接到与第二无线电通信设备的蜂窝广域无线电通信连接的切换的请求的消息。
Description
技术领域
本公开的各个方面一般涉及无线电通信设备和蜂窝广域无线电基站。
背景技术
3GPP(第三代合作伙伴计划)目前在研究用例和识别针对运营商控制的紧密接近的移动设备的发现以及紧密接近的移动设备之间的直接通信的潜在需求的过程中。该活动通常被称为“ProSe”(Proximity Service，接近服务)。预期在对3GPP Rel-12的工作开始时对该主题的相应的技术阶段2工作立刻开始。直接UE到UE通信的可能用例是例如：商业使用、社交使用、网络卸载、用作移动中继的UE(例如，为了扩展覆盖范围、减缓接入技术不匹配以及类似的目的)、公共安全等。
“ProSe”主题可以被分成两个部分：
-接近检测(这可以用基础设施协助)：该程序确定给定的接近标准是否被满足(“例如，UE(用户设备)接近于另一个UE”)。该目的是双重的：发现两个或多个UE的通常的接近度，并且明确直接UE到UE通信是否是可能的。针对发现和UE到UE通信的标准可以是不同的。
-UE到UE通信(这可以在移动网络运营商(MNO)的连续控制之下进行)。
直接UE到UE通信还被称为“设备到设备通信”或“D2D通信”。原则上存在两种替代方案实现这种移动设备之间的直接通信路径：D2D空中接口(在本说明书中被称为Ud)可以由某一类型的短距离技术实现，其频带与蜂窝网络使用的频带不同(例如，蓝牙或WiFi)；或者可以通过复用LTE技术实现，其可以针对D2D通信使用与蜂窝网络所使用的相同的频带。
使用如上所述的直接通信链路的D2D设备的移动性受限于直接通信链路的覆盖区域。这通常为100米。如果因为设备的移动性，设备间的距离超过了覆盖范围区域，则D2D连接会断开。
发明内容
一种无线电通信设备可以包括：蜂窝广域无线电通信技术电路，被配置为根据蜂窝广域无线电通信技术来提供通信；电路，被配置为提供直接通信设备到通信设备通信；以及消息生成器，被配置为生成指示针对从与第二无线电通信设备建立的直接通信设备到通信设备通信连接到与第二无线电通信设备的蜂窝广域无线电通信连接的切换的请求的消息。
附图说明
在附图中，相似的参考字符通常指的是贯穿不同视图的相同部分。附图不需要按比例绘制，而是通常把重点放在说明本发明的原理上。在下面的描述中，参考如下附图描述了本发明的各种实施例，其中：
图1示出了D2D架构；
图2示出了移动无线电通信终端设备；
图3示出了说明在切换到经由移动无线电通信网络的通信连接之前的D2D通信连接的通信系统架构；
图4示出了说明在切换到经由移动无线电通信网络的通信连接之后的D2D通信连接的通信系统架构；
图5示出了说明切换过程的第一消息流程图；
图6示出了说明切换过程的第二消息流程图；以及
图7示出了蜂窝广域无线电基站。
具体实施方式
以下详细描述参考以示意性方式示出的附图，在具体细节和实施例中，可以实施本发明。
本文中使用的单词“示例性”意为“用作示例、实例、或例证”。在本文中作为“示例性”描述的任意实施例或设计不一定被理解为优选于其他实施例或设计，或者比其他实施例或设计有优势。
关于在边上或表面上形成沉积材料所使用的单词“在...上(over)”在本文中意味着沉积材料可以在上面直接地形成(“directly on”)，例如，直接接触隐含的边或表面。关于在边上或表面上形成沉积材料所使用的单词“在...上”在本文中意味着通过在隐含的边或表面和沉积材料之间排放的一个或多个附加层，沉积材料可以在隐含的边或表面上间接地形成(“indirectly on”)。
在下文中，“电路”可以被理解为任意一种逻辑实现实体，可以是硬件、软件、固件、或它们的结合。因此，“电路”可以是硬线逻辑电路或诸如可编程处理器(例如，微处理器(例如，复杂指令集计算机(CISC)处理器或精简指令集计算机(RISC)处理器))之类的可编程逻辑电路。如下文更具体的描述，“电路”还可以是由处理器实行或执行的软件，例如任意种类的计算机程序(例如，使用虚拟机代码(例如，Java)的计算机程序)。将在下文中更为具体描述的实现各自功能的任意其他种类可以被理解为“电路”。
术语“耦合”或“连接”意欲分别包括直接“耦合”或直接“连接”以及间接“耦合”或间接“连接”。
术语“协议”意欲包括被提供用来实现通信定义的任意层的部分的任意片段的软件。“协议”可包括如下层中的一个或多个的功能：物理层(层1)、数据链路层(层2)、网络层(层3)、或所提及的层的任意其他子层或任意上层。
如下文中更为具体描述的，提供了从直接通信设备到通信设备通信(D2D)的通信连接到蜂窝广域无线电的通信连接的无缝切换过程。
图1示出了根据蜂窝广域无线电通信技术(例如，第三代合作伙伴计划(3GPP)通信技术(例如，UMTS(通用移动通信系统)、LTE(长期演进)、加强型LTE，等等))配置的移动无线电通信系统100。应当注意的是可以提供任意其他蜂窝广域无线电通信技术，例如，全球移动通信系统(GSM)无线电通信技术、通用分组无线电服务(GPRS)无线电通信技术、增强型数据速率GSM演进(EDGE)无线电通信技术、FOMA(自由多媒体接入)、CDMA2000(码分多址2000)、CDPD(蜂窝数字分组数据)、Mobitex、HSCSD(高速电路交换数据)、W-CDMA(UMTS)(宽带码分多址接入(通用移动通信系统))、HSPA(高速分组接入)、HSDPA(高速下行链路分组接入)、HSUPA(高速上行分组接入)、HSPA+(高速分组接入+)、TD-CDMA(时分-码分多址接入)、TD-CDMA(时分-同步码分多址接入)、cdmaOne(2G)、CDMA2000(3G)(码分多址接入2000(第三代))。
移动无线电通信系统100可以包括核心网络(未在图1中示出)和包括多个基站(例如，(e)节点B(在LTE或加强型LTE的情况中))的E-UTRAN(演进型UMTS陆地无线电接入网络)，其中在图1中示出了一个eNodeB 102。此外，提供了第一通信终端设备(例如，第一UE)104和第二通信终端设备(例如，第二UE)106。应当注意的是可以提供任意数量的另一通信终端设备(例如，另一UE)。根据该实现方式，UE 104和UE 106中的每一个具有如图2所示的配置，并且会在下文中更为详细地描述。UE 104和UE 106中的每一个被配置为根据蜂窝广域无线电通信技术(例如，根据LTE或加强型LTE)例如经由各自的空中接口连接(还被称为LTE接口Uu连接)108和110以及绕开(一个或多个)基站102的在第一UE 104和第二UE 106之间直接建立的通信连接(还被称为直接通信设备到通信设备的通信连接或设备到设备(D2D)的通信连接)来提供通信连接。针对物理层D2D通信连接，可以提供任意无线电通信技术，例如，用来与(一个或多个)基站进行通信的具有不同频率或相似频率的LTE，或为此最新开发的任意基于LTE的无线电通信技术(直接LTE)。替代地，短距离无线电通信技术(例如，蓝牙无线电通信技术、超宽带(UWB)无线电通信技术、和/或无线局域网无线电通信技术(例如，根据IEEE 802.11(例如，IEEE 802.11n)无线电通信标准)、IrDA(红外线数据关联)、Z-Wave和ZigBee、HiperLAN/2((高性能无线电LAN)；替代的ATM-like 5GHz标准技术)、IEEE802.11a(5GHz)、IEEE 802.11g(2.4GHz)、IEEE 802.11n、IEEE 802.11VHT(VHT＝超高吞吐量))可以被用于物理层的D2D通信连接。可以经由设备到设备接口Ud 112建立D2D通信连接。
如图2所示，UE 104和UE 106中的每一个可以包括一个或多个天线202、被耦合到一个或多个天线202的收发器204，其中收发器204可以包括一个或多个发送器和/或一个或多个接收器。此外，UE 104和UE 106中的每一个可以包括被配置为根据蜂窝广域无线电通信技术(例如，如上所述中的一个)来提供通信的蜂窝广域电通信技术电路206，和被配置为提供直接通信设备到通信设备通信(例如，如上所述中的一个)的电路208。另外，可以提供消息生成器210，该消息生成器210被配置为生成指示从已建立的、与另一无线电通信(终端)设备的直接通信设备到通信设备(D2D)通信连接切换到与该另一无线电通信设备的蜂窝广域无线电通信连接的请求的消息。此外，UE 104和UE 106中的每一个可选地包括测量电路212，该测量电路212被配置为测量与该另一无线电通信(终端)设备建立的直接通信设备到通信设备(D2D)通信连接的信号的信号质量。收发器204、蜂窝广域无线电通信技术电路206、电路208、消息生成器210、和可选的测量电路212可以(例如，经由一个或多个线路214)彼此耦合。另外，可以提供处理器216，该处理器216也可以被耦合到一个或多个线路214。处理器216可以实现在上下文中的处理所提供的一些或全部功能，这将会在下文中更为详细的描述。另外，如下电路中的一个或多个也可以由处理器216来实现：收发器204、蜂窝广域无线电通信技术电路206、电路208、消息生成器210、和/或可选的测量电路212。
为下面的描述做出如下假设(非必须)：
-UE 104和UE 106与基站102和基站304之间的空中接口(Uu接口108和Uu接口110)使用LTE-FDD(频分双工)或LTE-TDD(时分双工)；
-用于直接UE到UE通信的两个(或多个)(例如，移动)设备(例如，UE 104和UE 106)之间的空中接口(Ud接口112)使用与Uu接口108、110相同或不同的频带；以及
-(通过Ud接口112)参与到D2D通信的(例如，移动)设备由MNO(移动无线电网络供应商)控制，并因此在某些时间期间(例如，在连接设立期间)要求(通过Uu)至MNO的基础设施的活动RRC(无线电资源控制)连接。
用于说明的，D2D通信在MNO的控制之下，例如，在实现移动无线电通信系统100的核心网络和UTRAN的移动无线电通信网络的控制之下。
图3示出了图1的移动无线通信系统100，其中示出了核心网络组件，例如，移动管理实体(MME)和服务网关(S-GW)302。另外，另一基站304可以(在LTE或加强型LTE的情况中)提供例如另一(e)NodeB 304。MME和S-GW 302可以经由第一S1接口306与(e)NodeB 102相耦合，并且还可以经由第二S1接口308与另一(e)NodeB 304相耦合。此外，(e)NodeB 102和另一(e)NodeB 304可以经由X2接口310彼此耦合。如图3所示，第一UE 104和第二UE 106具有已建立的、绕开UTRAN和核心网络(也就是说绕开基站102、304)的D2D通信连接312。核心网络还可以包括组件，例如，一个或多个应用服务器和/或IMS(互联网协议(IP)多媒体子系统)等，出于简明的原因在图中没有示出。
如将在下文中更为详细描述的，本公开的各个方面可以在离开D2D通信(例如，终端)设备的情况下避免失去作为D2D通信连接发起的通信连接。可以从一个方面中看出在失去直接通信链路或通信连接前，蜂窝网络元件将会接管(take over)通信会话。该情景在图4中被描述。
图4示出了图1的移动无线电通信系统100，其中核心网络组件和E-UTRAN组件在网络的控制之下将通信连接从D2D通信连接转换到经由基站102、304建立的通信连接。更具体的，控制D2D通信连接312的基站发起切换过程(将会在下文中更为详细地描述)，从而在该切换之后建立移动无线电广域通信连接而没有失去或干扰第一UE 104和第二UE 106之间的D2D通信，也就是说可以提供无缝切换。在切换之后，“新的”通信连接可以包括一起形成一个常用的通信连接或通信会话的多个部分的通信连接，例如经由第一空中接口连接(还被称为LTE接口Uu连接)108的第一UE 104和基站104之间的第一部分的通信连接402、例如经由X2接口310的基站102和另一基站304之间的第二部分的通信连接404、以及例如经由第二空中接口连接(还被称为LTE接口Uu连接)110的另一基站304和第二UE 106之间的第三部分的通信连接406。
在下文中，将会参考图5中的第一消息流程图500更为详细地描述切换的各个过程。各个过程如下：
如图5所示，该过程从已建立的、第一UE 104和第二UE 106之间的D2D通信连接502或通信会话502(例如，在图3中示出的312)开始。换句话说，第一UE 104和第二UE 106之间存在进行的直接通信连接(D2D通信连接)并且第二UE 106向第一UE 104发送数据。
如图5中所示，在504中，第一UE 104监控D2D通信连接502的可靠性，例如通过(例如，借助于测量电路212)(定期地)测量当前D2D通信连接502的可靠性。通常，直接(D2D)通信中所涉及的所有UE 104和UE 106可以定期地测量当前通信连接502的可靠性，并且可以在满足一个或多个预定条件时(即，例如在通信连接502的可靠性很低的情况中)向网络发送结果。通过示例的方式，消息生成器210可以生成指示从已建立的、与第二UE 106的直接通信设备到通信设备(D2D)通信连接切换到与第二UE 106的蜂窝广域无线电通信连接的请求的消息506。随后所生成的消息可以由收发器204的发送器在508(例如，经由第一LTE Uu接口)发送到基站102。
总而言之，第一UE 104和第二UE 104在彼此之间具有进行的直接D2D通信。第二UE104可以现在向第一UE 104发送数据。另外假设控制eNodeB(例如，eNodeB 102)知道进行的直接通信的服务质量(QoS)要求，因为服务质量要求已经在通信连接设立时在UE 104、UE106、和eNodeB之间被协商(更具体地：QoS要求可以基于要求的服务类型在无线电承载设立期间被协商)。第一UE 104可以由基站(例如，eNodeB 102)控制，并且第二UE 106可以由另一基站304(例如，另一eNodeB)控制。在连接设立时或在进行接近检测期间，UE 104和UE106可以交换当前(一个或多个)服务小区的ID(身份)。假如(一个或多个)服务小区改变，则可以发送更新。(一个或多个)服务小区的ID的列表可以在通信会话设立期间被发送到所有相关的基站(例如，eNodeB)。
借助于测量电路212进行的测量可以通过如下实施：
-测量由第二UE 106发送的接收参考符号的功率等级(P_ref)；以及
-导出UE 104和UE 106对于彼此的相对速度的指示，例如，通过计算两个连续的P_ref测量的差值(例如，P_ref_delta)；
-测量由基站102(例如，eNodeB 102)发送的接收信号参考符号的功率等级(RSRP)，并且将其与P_ref进行比较(即，比较Uu链路(例如，108)和Ud链路(例如，112))。
在(例如，经由消息506)接收到关于低链路可靠性的这种测量之后，基站102(例如，eNodeB 102)可以在例如510准备会话转换(transfer)，并且可以实施通信会话转换(也就是通信会话切换或连接切换)，即，针对信令无线电承载(SRB)和数据无线电承载(DRB)和相关的传输信道、逻辑信道、和物理信道选择配置，并针对要求的物理信道保留无线电资源。基于当前直接通信所需的服务质量(QoS)完成准备。要求的QoS可以对基站102或者核心网络(例如，MME/S-GW 302)已经是已知的，或者可以使用消息506或在另一消息(在图5中未示出)中的指定消息字段将要求的QoS从第一UE 104发送到基站102。
基站102(例如，eNodeB 102)可以因此在直接通信的设立期间导出关于所要求的资源和所包括的UE 104、106的信息，或者该信息作为测量结果的部分由第一UE 104提供。基站102(例如，eNodeB 102)可以在通信会话或通信连接转换前考虑UE 104、106所使用的已经分配的资源，例如，用来控制直接D2D通信连接和相关的通信信道(例如，PDCCH(物理下行链路通信控制信道)和PUCCH(物理上行链路通信控制信道))的被配置的SRB(信令无线电承载)，并且基站102可以在通信会话转换之后重新使用该分配。可以针对被关联到受影响的D2D通信的所有UE 104、106实行该准备。
另外，基站102(例如，eNodeB 102)可以意识到由于之前接收的信息(如上所述)，另一基站304(例如，eNodeB 304)可以控制第二UE 106。因此，它使用D2D通信会话转换请求消息512请求另一基站304(例如，另一eNodeB 304)准备并实施从第二UE 106的通信会话转换，基站304(例如，另一eNodeB 304)生成D2D通信会话转换请求消息512，并在514将其发送到另一基站304(例如，另一eNodeB 304)。
另外，例如在516，基站102(例如，eNodeB 102)可以请求MME/S-GW 302为UE 1设立Uu接口所需的E-UTRAN无线电接入承载(E-RAB)，或修改用于Ud接口上的承载以满足Uu接口所需的需求。MME/S-GW 302会执行请求的设立或修改。在D2D通信会话转换(也就是切换)之后所需的承载在基站102(例如，eNodeB 102)处终止。在该情况中，对这种新的承载的设立或修改可以在基站102(例如，eNodeB 102)中处理，而不是在MME/S-GW 302中。因此在该情况中不需要对MME/S-GW 302的请求消息。
例如在518，另一基站304(例如，另一eNodeB 304)可以请求MME/S-GW 302为第二UE 106设立提供给Uu接口的E-UTRAN无线电接入承载(E-RAB)，或修改用于Ud接口上的承载以满足Uu接口所需的需求。MME/S-GW 302可以执行请求的设立或修改。在D2D通信会话转换之后所需的承载在基站102(例如，eNodeB 304)处终止。在该情况中，对这种新的承载的设立或修改可以在基站102中或在另一基站304(例如，另一eNodeB 304)中处理，而不是在MME/S-GW 302中。因此在该情况中不需要对MME/S-GW的请求消息。
此外，例如在522，基站102(例如，eNodeB 102)可以通过对第一UE 104生成并发送RRC连接设立消息520来向第一UE 104分配保留的资源。
以相似的方式，例如在526，另一基站304(例如，另一eNodeB 304)可以通过对第二UE 106生成并发送另一RRC连接设立消息524来向第二UE 106分配保留的资源。
另外，例如在530，第一UE 102可以通过对基站102(例如，eNodeB 102)生成并发送RRC连接设立完成消息528来确认接收到RRC连接设立消息520。
此外，例如在534，第二UE 106可以通过对另一基站304(例如，另一eNodeB 304)生成并发送另一RRC连接设立完成消息532来确认接收到另一RRC连接设立消息524。
随后，第二UE 106可以通过使用分配的UL(上行链路)资源针对第一UE 104发送用户数据，并且可以在分配的DL(下行链路)资源上接收针对UL资源的控制信号(在图5中用536指出)。另一基站304(例如，另一eNodeB 304)可以将数据转发至基站102(例如，eNodeB102)(在图5中用538指出)，并且可以通过使用配置的DL资源向第一UE104发送数据(在图5中用540指出)。第一UE 104可以在分配的DL资源上从基站102(例如，eNodeB 102)接收数据，并且在分配的UL资源上发送针对DL资源的控制数据。
在下文中，将会参考图6中的第二消息流程图600更为详细地描述切换的各个过程。各个过程如下：
如图6所示，该过程从已建立的、第一UE 104和第二UE 106之间D2D的通信连接602(例如，在图3中示出的312)开始。换句话说，第一UE 104和第二UE 106之间存在进行中的直接通信连接(D2D通信连接)并且第二UE 106向第一UE 104发送数据。
如图6中所示，在604中，第一UE 104监控D2D通信连接602的可靠性，例如通过(定期地)测量当前D2D通信连接602的可靠性(例如，借助于测量电路212)。通常，直接(D2D)通信中所涉及的所有UE 104和UE 106可以定期地测量当前通信连接602的可靠性，并且可以在满足一个或多个某些预定条件时(即，例如在通信连接602的可靠性很低的情况中)向网络发送结果。通过示例的方式，消息生成器210可以生成指示从已建立的、与第二UE 106的直接通信设备到通信设备(D2D)通信连接到与第二UE 106的蜂窝广域无线电通信连接的可能切换的第一消息606。
所生成的第一消息606随后可以由收发器204的发送器在608(例如，经由第一LTEUu接口)发送到基站102。
总而言之，第一UE 104和第二UE 104在彼此之间具有进行的直接D2D通信602。第二UE 104可以现在向第一UE 104发送数据。另外假设控制eNodeB(例如，eNodeB 102)知道进行的直接通信的服务质量(QoS)要求，因为服务质量要求已经在通信连接设立时在UE104、UE 106、和eNodeB之间被协商(更具体地：QoS要求可以基于要求的服务类型在无线电承载设立期间被协商)。第一UE 104可以由基站(例如，eNodeB 102)控制，并且第二UE 106可以由另一基站304(例如，另一eNodeB)控制。在连接设立时或在进行接近检测期间，UE104和UE 106可以交换当前服务小区的ID(身份)。假如服务小区改变，则可以发送更新。服务小区的ID的列表可以在通信会话设立期间被发送到所有相关的基站(例如，eNodeB)。
借助于测量电路212进行的测量可以通过如下实施：
-测量由第二UE 106发送的接收参考符号的功率等级(P_ref)；以及
-导出UE 104和UE 106对于彼此的相对速度的指示，例如，通过计算两个连续的P_ref测量的差值(例如，P_ref_delta)；
-测量由基站102(例如，eNodeB 102)发送的接收参考符号的功率等级(RSRP)，并且将其与P_ref进行比较(即，比较Uu链路(例如，108)和Ud链路(例如，112))。
在测量的值超过某个预定的第一阈值的情况中(例如，测量的P_ref值落至低于预定的第一阈值、或P_ref_delta值高于另一预定的第一阈值(该预定的第一阈值指示UE正在彼此分离，并且直接链路会变得更差)、和/或RSRP(参考信号接收功率)与P_ref相比超过预定的第一偏移)，第一UE 104可以(例如，借助于第一消息606)将不可靠链路的指示(例如，具有最新测量结果的测量报告)发送到当前的控制基站102(例如，eNodeB 102)。该第一消息606可以包括参与当前通信的UE和相关服务基站(例如，服务eNodeB)的列表。如果该列表在之前已经被发送，则不再需要该列表。
在(例如，经由第一消息606)接收到关于低链路可靠性的这种测量之后，基站102(例如，eNodeB 102)可以通过保留匹配当前QoS要求和传输方向的资源来准备接管通信会话的第一部分。即，在该示例中，它可以针对用户数据准备第一UE 104所需的下行链路资源(例如，PDSCH(物理下行链路共享信道))和用于控制它的相关上行链路资源(例如，PUCCH(物理上行链路控制信道))。
换句话说，在接收到关于低链路可靠性的这种测量之后，例如在610，基站102(例如，eNodeB 102)可以准备通信会话转换，即，针对信令无线电承载(SRB)和数据无线电承载(DRB)和相关的传输信道、逻辑信道、和物理信道选择配置，并针对要求的物理信道保留无线电资源。基于当前直接通信所需的服务质量(QoS)完成准备。基站102(例如，eNodeB 102)可以在直接通信的设立期间导出关于所要求的资源和所包括的UE 104、106的信息，或者该信息作为测量结果的一部分由第一UE提供。基站102(例如，eNodeB 102)可以在会话转换之前考虑UE所使用的已经分配的资源，例如，用来控制直接通信和相关信道(例如，PDCCH(物理下行链路通信控制信道)和PUCCH(物理上行链路通信控制信道))的被配置的SRB(信令无线电承载)，并且基站102可以在通信会话转换之后重新使用该分配。可以针对被关联到受影响的D2D通信的所有UE实行该准备。
基站102(例如，eNodeB 102)意识到由于之前接收的信息，另一基站304(例如，eNodeB 304)正在控制第二UE 106。因此，例如通过(例如，在614)生成并传输D2D通信会话转换请求消息612，它可请求另一基站304(例如，另一eNodeB 304)准备从第二UE 106的通信会话转换。
另一基站304(例如，另一eNodeB 304)在616通过保留匹配当前QoS要求和传输方向的资源来准备接管会话的第二部分。即，在该示例中，另一基站304可以针对用户数据准备第二UE 106所需的上行链路资源(例如，PUSCH)和用于控制它的相关下行链路资源(例如，PDCCH)。
第一UE 104可以例如借助于测量电路212(如上所述)在618保持定期地确定当前直接连接的可靠性。
在测量的(一个或多个)值超过某个预定的第二阈值的情况中(例如，在测量的P_ref值落至低于预定的第二阈值、或P_ref_delta值高于另一预定的第二阈值、和/或RSRP与P_ref相比超过预定的第二偏移的情况中)，第一UE 104可以在622生成并传输第二消息620，该第二消息指示从已建立的、与第二UE 106的直接通信设备到通信设备的通信连接到与第二UE 106的蜂窝广域无线电通信连接的切换的请求。通过示例的方式，第二消息620可以包括到当前控制基站102(例如，eNodeB 102)的、针对通信会话转换的需求的指示(例如，另一测量报告)以及最新的测量结果。
基站102(例如，eNodeB 102)可以请求MME/S-GW 302为第一UE 104设立Uu接口所需的E-UTRAN无线电接入承载(E-RAB)，或修改在Ud接口上使用的承载以用于Uu接口所需的需求。MME/S-GW 302可以在624检测所请求的设立或修改，并且在630执行设立或修改。在D2D通信会话转换之后所需的承载也可以在基站102(例如，eNodeB 102)处终止。在该情况中，这种新的承载的设立或修改可以在基站102(例如，eNodeB 102)中处理，而不是在MME/S-GW 302中。因此在该情况中不需要对MME/S-GW 302的请求消息(例如，第二消息620)。
随后，例如在628，基站102(例如，eNodeB 102)可以借助于会话转换请求消息626的传输请求另一基站304(例如，另一eNodeB 304)从第二UE 106接管直接通信。
另一基站304(例如，另一eNodeB 304)可以例如请求MME/S-GW 302为第二UE 106设立Uu接口所需的E-UTRAN无线电接入承载(E-RAB)，或修改在Ud接口上使用的承载以用于Uu接口所需的需求。例如在632，MME/S-GW 302可以执行请求的设立或修改。在D2D通信会话转换之后所需的承载可以替代地在基站102(例如，eNodeB 102)处终止。在该情况中，对这种新的承载的设立或修改可以在基站102中或在另一基站304(例如，另一eNodeB 304)中处理，而不是在MME/S-GW 302中。因此在该情况中不需要对MME/S-GW 302的请求消息。
此外，例如在636，基站102(例如，eNodeB 102)可以通过对第一UE 104生成并发送RRC连接设立消息634来向第一UE 104分配保留的资源。
以相似的方式，例如在640，另一基站304(例如，另一eNodeB 304)可以通过对第二UE 106生成并发送另一RRC连接设立消息638来向第二UE 106分配保留的资源。
另外，例如在644，第一UE 102可以通过对基站102(例如，eNodeB 102)生成并发送RRC连接设立完成消息642来确认接收到RRC连接设立消息634。
此外，例如在648，第二UE 106可以通过对另一基站304(例如，另一eNodeB 304)生成并发送另一RRC连接设立完成消息646来确认接收到另一RRC连接设立消息638。
随后，第二UE 106可以通过使用分配的UL(上行链路)资源针对第一UE 104发送用户数据，并且可以在分配的DL(下行链路)资源上接收针对UL资源的控制信号(在图6中用650指出)。另一基站304(例如，另一eNodeB 304)可以将数据转发至基站102(例如，eNodeB102)(在图6中用652指出)，并且可以通过使用配置的DL资源向第一UE 104发送数据(在图6中用654指出)。第一UE 104可以在分配的DL资源上从基站102(例如，eNodeB 102)接收数据，并且在分配的UL资源上发送针对DL资源的控制数据。
为了在基站102和另一基站304中实现上述的功能和过程，基站102和基站304中的每一个可以具有如图7所示的蜂窝广域无线电基站102和304的结构。如图7所示，蜂窝广域无线电基站102和304可以包括一个或多个天线702和收发器704，其中收发器可以包括发送器和接收器，该接收器被配置为从第一UE 104接收消息(例如，506或620)，其中消息(例如，506或620)指示从已建立的、第一UE 104与第二UE 106的直接通信设备到通信设备通信连接切换到与第二UE 106的蜂窝广域无线电通信连接的请求。另外，该基站可以包括被配置为根据蜂窝广域无线电通信技术来提供通信的蜂窝广域无线电通信技术电路706。另外，可以提供控制器708，该控制器708被配置为基于消息(例如，506或620)在第一UE 104和第二UE 106之间建立蜂窝广域无线电通信连接。
收发器704、蜂窝广域无线电通信技术电路706、和控制器708可以经由例如一个或多个线路710被耦合到彼此。控制器708可以实现已经在上文描述的上下文中的过程所提供的一些或全部功能。另外，如下电路中的一个或多个也可以由控制器708来实现：收发器704和蜂窝广域无线电通信技术电路706。
本公开的各个方面可以提供D2D设备的能力
-检测直接D2D连接的低链路可靠性；以及
-向蜂窝网络指示该低链路可靠性；
-检测直接D2D连接至蜂窝网络的会话转换的需求；以及
-向蜂窝网络指示该需求。
另外，本公开的各个方面可以提供蜂窝广域网络(例如，基站，例如，eNodeB)的能力
-在低链路指示被接收之后，准备并配置用于通信会话转换的资源；
-检测通信会话转换是否需要其它实体(例如，另一eNB和MME/S-GW)；
-请求所需的其它实体处对通信会话转换的准备；以及
-一旦通信会话转换的需求被指示就向与受影响的D2D通信关联的UE分配准备的资源。
应该注意的是，作为替代，基站102(例如，eNodeB 102)和另一基站304(例如，另一eNodeB 304)可以经由X2接口被直接连接，或它们可以经由S1接口被连接到MME/S-GW 302(见图3)。在第二种情况中，将要在基站102(例如，eNodeB 102)和另一基站304(例如，另一eNodeB 304)之间交换的消息和数据可以经由MME/S-GW 302被路由。
在另一个示例中，第一UE 104和第二UE 106可以由相同的基站(例如，相同的eNodeB)控制。在该情况中，不需要消息612和626，并且上文所述的由基站102(例如，eNodeB102)和另一基站304(例如，另一eNodeB 304)执行的相应的过程可以由单独的控制基站(例如，单独的控制eNodeB)执行。
为了简明从第二UE 106到第一UE 104的不定向通信会话的各个程序示出了该示例，并且示出基于该假设的第一UE 104和第二UE 106的不同行为。对于双向通信连接的情况(即，第一UE 104也可以同时向第二UE 106发送数据)，第二UE 106可以与作为第二UE106的角色并行地接管第一UE 104的角色(即，可以对第一UE 104执行所述的相同步骤)。在该情况中，这对基站102和基站304(例如，eNodeB 102和304)执行的步骤也是有效的。如上所述，可以发生UE 104和UE 106两者同时执行发起切换或准备切换。基站102和基站304(例如，eNodeB 102和304)可检测这种重复的指示，并且可以只考虑最早的指示。为了检测这种重复，在上述的所有消息中可以包括唯一的D2D会话ID。另外，大多数通信连接可以是双向的，例如，在第一UE 104从第二UE 106接收用户数据的情况下，如果接收是正确的，则第一UE 104会将确认消息定期发送回第二UE 106。因此，第二UE 106也可以从第一UE 104接收数据，该数据可以被用来确定第二UE 106处的链路可靠性。这意味着第二UE 106可以(至少有时)起到第一UE 104的作用，并且因此也可以执行第一UE 104上述的过程，并且例如也可以指示不可靠的链路以及至基站(例如，eNodeB)的会话转换的需求。
总而言之，一旦链路的可靠性低于第二阈值，则通信终端设备(例如，UE)可以向eNB指示通信会话转换需求。
作为替代，也可以出于其他原因提供通信会话转换，而不是出于变得非常不可靠的D2D通信连接的原因。通过示例的方式，通信终端设备(例如，UE)中的一个需要另一通信终端设备(例如，UE)的可靠认证，例如，年龄验证(例如，通信终端设备(例如，UE)中的一个可以是运用年龄限制提供产品的香烟自动售货机或另一自动售货机的部分)，其中可以由随后建立的广域无线电通信技术通信连接的装置使用例如关于用户存储的信息(例如，在归属位置寄存器(HLR)中)来提供认证或年龄验证。
另外，基站(例如，eNodeB)可以根据接收到的通信会话转换需求的至少一个指示对所有包括的UE开始通信连接设立。
可以通过使用蜂窝资源来继续通信会话。
上述的各个程序是有利的，因为它们能够在不好的无线电条件下使用通过无线电接口的最小信令开销进行直接通信会话的快速转换。单个UE的指示足以触发所有涉及的UE到基站(例如，eNodeB)的通信连接设立。这可以致使用户处的可靠的直接通信体验。
针对两个或多个基站(例如，两个或多个eNodeB)当前用作所包括UE的服务小区的情况，可以提供附加的过程：
-在基站(例如，eNodeB)接收到低链路可靠性的指示并检测到需要其它基站(例如，其它eNodeB)接管通信会话之后，该基站(例如，eNodeB)可以请求其他基站(例如，其他eNodeB)对它们服务的并且与同一D2D通信相关联的UE准备通信会话转换(该过程在该基站(例如，eNodeB)准备通信会话转换过程之外完成)。
-在基站(例如，eNodeB)接收到会话转换需求的指示并检测到需要其他基站(例如，其他eNodeB)接管该会话之后，基站(例如，eNodeB)可以请求相关的服务基站(例如，相关的服务eNodeB)处对属于相同D2D通信的其他UE的通信连接设立(除了该基站(例如，eNodeB)对所有涉及的UE开始通信连接设立的过程之外)。
这些附加的过程是有优势的，因为甚至是在当前多个基站(例如，eNodeB)是所涉及UE的服务小区的情况下，通过无线电接口的信令开销还是很低，即，单个UE的指示足以触发所有涉及的UE到相关的基站(例如，相关eNodeB)的连接设立以及这些基站(例如，这些eNodeB)之间的数据转发。
在本公开的各个方面中，提供了无线电通信设备，该无线电通信设备可以包括：蜂窝广域无线电通信技术电路，被配置为根据蜂窝广域无线电通信技术来提供通信；电路，被配置为提供直接通信设备到通信设备通信；以及消息生成器，被配置为生成指示从已建立的、与第二无线电通信设备的直接通信设备到通信设备通信连接切换到与第二无线电通信设备的蜂窝广域无线电通信连接的请求的消息。
该电路可以被配置为根据无线电基站接收到的信息来提供与第二无线电通信设备的直接通信设备到通信设备通信。另外，该电路可以被配置为根据eNodeB接收到的信息来提供与第二无线电通信设备的直接通信设备到通信设备通信。另外，该蜂窝广域无线电通信技术电路可以被配置为根据第三代合作伙伴计划无线电通信技术来提供通信。此外，该蜂窝广域无线电通信技术电路可以被配置为根据长期演进无线电通信技术来提供通信。该电路可以被配置为提供绕开蜂窝广域无线电通信网络的直接通信设备到通信设备通信。该电路可被配置为在蜂窝广域无线电通信网络的实体的控制之下提供直接通信设备到通信设备通信。另外，无线电通信设备可以被配置成无线电通信终端设备。无线电通信设备还可以包括测量电路，该测量电路被配置为测量与第二无线电通信设备建立的直接通信设备到通信设备通信连接的信号的信号质量。该消息生成器可以被配置为在信号质量满足预定的质量标准时生成指示切换请求的消息。该消息生成器可以被配置为生成指示切换请求的消息，使得该消息包括关于与第二无线电通信设备的蜂窝广域无线电通信连接所需的资源的信息。另外，该消息生成器可以被配置为生成另一消息，该另一消息指示由无线电基站进行切换准备的请求。无线电通信设备还可以包括测量电路，该测量电路被配置为测量已建立的、与第二无线电通信设备的直接通信设备到通信设备通信连接的信号的信号质量；其中，该消息生成器被配置为在信号质量满足另一预定质量标准时生成指示切换准备的请求的另一消息。
在本公开的各个方面中，提供的无线电通信设备，该无线电通信设备可以包括：蜂窝广域无线电通信技术电路，被配置为根据蜂窝广域无线电通信技术来提供通信；电路，被配置为提供绕开蜂窝广域无线电通信网络的直接通信设备到通信设备通信；消息生成器，被配置为生成消息，该消息包括关于与第二无线电通信设备的直接通信设备到通信设备通信连接的质量的信息。
该电路可以被配置为根据由无线电基站接收的信息来提供与第二无线电通信设备的直接通信设备到通信设备通信。该电路可以被配置为根据由eNodeB接收的信息来提供与第二无线电通信设备的直接通信设备到通信设备通信。该蜂窝广域无线电通信技术电路可以被配置为根据第三代合作伙伴无线电通信技术来提供通信。该蜂窝广域无线电通信技术电路可以被配置为根据长期演进无线电通信技术来提供通信。另外，该电路可以被配置为在蜂窝广域无线电通信网络的实体的控制之下提供直接通信设备到通信设备通信。该无线电通信设备可以被配置成无线电通信终端设备。另外，无线电通信设备还可以包括测量电路，该测量电路被配置为测量已建立的、与第二无线电通信设备的直接通信设备到通信设备通信连接的信号的信号质量；其中直接通信设备到通信设备通信连接的质量包括关于信号质量的信息。该消息生成器可以被配置为在信号质量满足预定的质量标准时生成消息。该消息生成器可以被配置为生成消息，以包括关于与第二无线电通信设备的蜂窝广域无线电通信连接所需的无线电资源的信息。
在本公开的各个方面中，提供了无线电通信设备，该无线电通信设备可以包括：蜂窝广域无线电通信技术电路，被配置为根据蜂窝广域无线电通信技术来提供通信；电路，被配置为提供绕开蜂窝广域无线电通信网络的直接通信设备到通信设备通信；消息生成器，被配置为生成消息，该消息指示从已建立的、与第二无线电通信设备的直接通信设备到通信设备通信连接到与第二无线电通信设备的蜂窝广域无线电通信连接的可能切换。
在本公开的各个方面中，提供了蜂窝广域无线电基站，该蜂窝广域无线电基站可包括：接收器，被配置为接收来自第一无线电通信设备的消息，该消息指示从已建立的、第一无线电通信设备与第二无线电通信设备的直接通信设备到通信设备通信连接切换到与第二无线电通信设备的蜂窝广域无线电通信连接的请求；蜂窝广域无线电通信技术电路，被配置为根据蜂窝广域无线电通信技术来提供通信；以及控制器，被配置为基于消息建立第一无线电通信设备和第二无线电通信设备之间的蜂窝广域无线电通信连接。
该控制器还可以被配置为控制第一无线电通信设备和第二无线电通信设备之间的直接通信设备到通信设备通信连接。另外，蜂窝广域无线电基站可以被配置成eNodeB。该蜂窝广域无线电通信技术电路可以被配置为根据第三代合作伙伴无线电通信技术来提供通信。该蜂窝广域无线电通信技术电路可以被配置为根据长期演进无线电通信技术来提供通信。另外，直接通信设备到通信设备通信可以绕开蜂窝广域无线电基站。该接收器可以被配置为接收指示请求由无线电基站进行切换准备的另一消息；其中该控制器还可以被配置为分配无线电资源以为第一无线电通信设备和第二无线电通信设备之间的蜂窝广域无线电通信连接做准备。
如上所示，用户可以在直接通信(D2D通信)不再可能的时候将作为直接通信发起的所建立的D2D通信会话或连接继续。因此，在UE分开并因此直接(D2D)连接的链路被断开时维持作为D2D通信连接发起的通信连接现在是可能的。
尽管已经参考特定实施例具体地示出和描述了本发明，但本领域技术人员应该理解的是在不脱离由附加权利要求所定义的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节上的改变。因此，本发明的范围由所附权利要求指明，并且在权利要求的等同的含义和范围内所有的改变意欲被包含在内。
Claims (15)
1.一种用户设备，包括：
蜂窝广域无线电通信技术电路，所述蜂窝广域无线电通信技术电路被配置为根据蜂窝广域无线电通信技术来提供通信；
接口电路，所述接口电路被配置为提供所述用户设备与第二用户设备之间的直接设备到设备通信；以及
消息生成器，所述消息生成器被配置为在与所述直接设备到设备通信相关联的信号质量落至低于第一阈值的情况下生成第一消息，该第一消息指示对于由无线电基站进行切换准备的请求，
其中所述消息生成器还被配置为在与所述直接设备到设备通信相关联的信号质量落至低于第二阈值的情况下生成第二消息，该第二消息指示对于从已建立的与所述第二用户设备的直接设备到设备通信连接切换到与所述第二用户设备的蜂窝广域无线电通信连接的请求。
2.如权利要求1所述的用户设备，
其中所述接口电路被配置为根据从基站接收的信息来提供与所述第二用户设备的所述直接设备到设备通信。
3.如权利要求2所述的用户设备，
其中所述接口电路被配置为根据由eNodeB接收的信息来提供与所述第二用户设备的所述直接设备到设备通信。
4.如权利要求1-3中任一项所述的用户设备，
其中所述蜂窝广域无线电通信技术电路被配置为根据第三代合作伙伴计划无线电通信技术来提供通信。
5.如权利要求1-3中任一项所述的用户设备，
其中所述接口电路被配置为在蜂窝广域无线电通信网络的实体的控制下提供所述直接设备到设备通信。
6.如权利要求1-3中任一项所述的用户设备，
被配置成无线电通信终端设备。
7.如权利要求1-3中任一项所述的用户设备，还包括：
测量电路，所述测量电路被配置为测量所述已建立的与所述第二用户设备的直接设备到设备通信连接的信号的信号质量。
8.如权利要求1-3中任一项所述的用户设备，
其中所述消息生成器被配置为生成指示切换请求的所述第二消息，并且被配置为在所述消息中包括关于与所述第二用户设备的所述蜂窝广域无线电通信连接所需的资源的信息。
9.一种用户设备，包括：
蜂窝广域无线电通信技术电路，所述蜂窝广域无线电通信技术电路被配置为根据蜂窝广域无线电通信技术来提供通信；
接口电路，所述接口电路被配置为绕开蜂窝广域无线电通信网络提供在所述用户设备与第二用户设备之间的直接设备到设备通信；
测量电路，所述测量电路被配置为测量已建立的与所述第二用户设备的直接设备到设备通信连接的信号的信号质量；以及
消息生成器，所述消息生成器被配置为在与所述直接设备到设备通信相关联的信号质量落至低于第一阈值的情况下生成第一消息，该第一消息指示对于由无线电基站进行切换准备的请求；并且在与所述直接设备到设备通信相关联的信号质量落至低于第二阈值的情况下生成第二消息，该第二消息指示对于从已建立的与所述第二用户设备的直接设备到设备通信连接切换到与所述第二用户设备的蜂窝广域无线电通信连接的请求。
10.如权利要求9所述的用户设备，
其中所述接口电路被配置为根据从基站接收的信息来提供与所述第二用户设备的所述直接设备到设备通信。
11.如权利要求9-10中任一项所述的用户设备，
被配置成无线电通信终端设备。
12.一种蜂窝广域无线电基站，包括：
接收器，所述接收器被配置为从第一用户设备接收消息，所述消息指示针对从已建立的所述第一用户设备与第二用户设备的直接设备到设备通信连接到与所述第二用户设备的蜂窝广域无线电通信连接的切换的请求；
蜂窝广域无线电通信技术电路，所述蜂窝广域无线电通信技术电路被配置为根据蜂窝广域无线电通信技术来提供通信；
控制器，所述控制器被配置为基于所述消息建立所述第一用户设备和所述第二用户设备之间的蜂窝广域无线电通信连接，
其中所述接收器被配置为从所述第一用户设备接收另一消息，该另一消息指示对于由所述无线电基站进行切换准备的请求；并且
其中所述控制器还被配置为分配无线电资源以为所述第一用户设备与所述第二用户设备之间的所述蜂窝广域无线电通信连接做准备。
13.如权利要求12所述的蜂窝广域无线电基站，
其中所述控制器还被配置为控制所述第一用户设备与所述第二用户设备之间的所述直接设备到设备通信连接。
14.如权利要求12所述的蜂窝广域无线电基站，
其中所述蜂窝广域无线电基站被配置成eNodeB。
15.如权利要求12所述的蜂窝广域无线电基站，
其中所述蜂窝广域无线电通信技术电路被配置为根据第三代合作伙伴无线电通信技术来提供通信。
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