CN105264971B - 用于执行针对设备到设备通信的状态转变的方法和装置 - Google Patents

用于执行针对设备到设备通信的状态转变的方法和装置 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于执行针对设备到设备(D2D)通信的状态转变的方法和装置。该方法包括：当终端在通过无线资源控制(RRC)‑空闲以及在非接入层(NAS)层处的EPS(增强分组系统)移动性管理(EMM)‑撤销注册和EPS连接管理(ECM)‑空闲所限定的第一状态或第二状态中进行操作时，确定是否需要D2D初始化。如果需要D2D初始化，则该方法包括转变到通过EMM‑已注册和ECM/RRC‑已连接所限定的第三状态并且通过移动通信网络执行D2D初始化。如果在第三状态中满足去激活条件或者D2D状态更新完成，则该方法包括转变到通过EMM‑已注册和ECM/RRC‑空闲所限定的第四状态；以及如果在第四状态中需要针对D2D通信的状态更新或者调度，则该方法包括转变到第三状态。

Description

用于执行针对设备到设备通信的状态转变的方法和装置
技术领域
本发明涉及设备到设备(D2D)通信，并且更具体地，涉及一种针对无线通信系统中的D2D通信支持设备的状态转变的方法和装置。
背景技术
D2D通信或点对点(P2P)通信是经由在终端之间所建立的直接通信链路所提供的、而无需诸如基站(BS)或接入点(AP)的网络实体的介入的通信服务。
D2D设备通过获取与D2D设备周围的设备的同步并且使用预定资源以预定时间发现设备，来获取关于至少一个设备的设备信息和服务信息。设备信息可以包括关于设备的标识信息、感兴趣信息以及应用信息。
D2D通信可以结合蜂窝移动通信系统、无线通信系统或宽带通信系统而进行。D2D设备可以在与被分配给移动通信系统相同的频带中、以由移动通信系统的BS所设置的时间和资源来搜索邻近设备。D2D设备访问网络并且接收针对D2D通信的支持，诸如认证、安全等。
如果D2D通信与移动通信可分离并且独立地进行，则D2D设备可以在D2D通信状态的一个状态中进行操作。然而，当D2D通信状态独立于移动通信状态时，D2D通信与移动通信之间的相互作用是不可能的。因此，在现有技术中，在D2D通信与移动通信之间可能发生不必要的状态切换。
发明内容
技术问题
本公开的一个方面要解决至少上述问题和/或缺点，并且将提供用于支持设备到设备(D2D)通信状态的方法和装置。
本公开的另一个方面要提供用于执行针对D2D通信与移动通信之间的相互作用的状态转变的方法和装置。
本公开的另一个方面要提供用于支持针对与宽带移动通信相互作用的D2D通信的协议栈和状态转变模型的方法和装置。
技术方案
在本公开的一个方面中，提供了一种用于执行针对D2D通信的状态转变的方法。该方法包括：当终端在通过无线资源控制(RRC)-空闲以及在非接入层(NAS)层处的EPS(增强分组系统)移动性管理(EMM)-撤销注册和EPS连接管理(ECM)-空闲所限定的第一状态或第二状态中进行操作时，确定是否需要D2D初始化。如果需要D2D初始化，则该方法还包括转变到通过EMM-已注册和ECM/RRC-已连接所限定的第三状态并且通过移动通信网络执行D2D初始化。如果在第三状态中满足去激活条件或者D2D状态更新完成，则该方法包括转变到通过EMM-已注册和ECM/RRC-空闲所限定的第四状态；以及如果在第四状态中需要针对D2D通信的状态更新或者调度，则该方法包括转变到第三状态。
在本公开的另一个方面中，提供了一种用于执行针对D2D通信的状态转变的方法。该方法包括：当终端在通过D2D-禁用所限定的第一状态或第二状态中进行操作时，确定是否需要D2D初始化，在D2D-禁用中D2D通信未被使用；以及如果需要D2D初始化，则转变到通过ECM/RRC-已连接连接和D2D-启用所限定的第三状态并且通过移动通信网络执行D2D初始化。另外，如果在第三状态中满足去激活条件或D2D状态更新完成，则该方法包括转变到通过ECM/RRC-空闲和D2D-启用所限定的第四状态；以及如果在第四状态中需要针对D2D通信的状态更新或调度，则该方法包括转变到第三状态。
在本公开的另一个方面中，提供了一种用于执行针对D2D通信的状态转变的方法。该方法包括：当终端在通过ECM-空闲、RRC-空闲以及D2D_RRC-空闲所限定的D状态中进行操作时，确定是否需要D2D初始化；如果需要D2D初始化，则转变到通过ECM-已连接、D2D_RRC-已连接以及RRC-空闲所限定的C状态并且通过移动通信网络执行D2D初始化。当在C状态中生成通过移动通信要发送的新的通信量时，该方法包括转变到通过ECM-已连接、D2D_RRC-已连接以及RRC-已连接所限定的B状态；以及当在B状态中感测到D2D解附(detachment)时，该方法转变到通过ECM-已连接、RRC-已连接以及D2D_RRC-空闲所限定的A状态。以及，如果在A状态中满足针对移动通信的去激活条件，则该方法包括转变到D状态。
在本公开的另一个方面中，提供了一种用于执行针对D2D通信的状态转变的方法。该方法包括：当终端在通过EMM-撤销注册、D2D_ECM-禁用以及RRC-禁用所限定的B状态中进行操作时，确定是否需要D2D初始化；如果需要D2D初始化，则转变到通过EMM-已注册、D2D_ECM-启用以及RRC-启用所限定的C状态并且执行D2D初始化；如果在C状态中需要D2D解附，则转变到通过EMM-已注册、D2D_ECM-禁用以及RRC-禁用所限定的D状态；以及当在D状态中生成通过D2D通信要发送的新的通信量时，转变到C状态并且再次执行D2D初始化。
在本公开的另一个方面中，提供了一种用于执行针对D2D通信的状态转变的装置。该装置包括：处理器，用于执行对与移动通信和D2D通信有关的控制消息进行处理的NAS层和RRC层的功能；以及控制器，用于控制NAS层和RRC层的状态。当终端在通过RRC-空闲以及在NAS层处的EMM-撤销注册和ECM-空闲所限定的第一状态或第二状态中进行操作时，控制器确定是否需要D2D初始化；如果需要D2D初始化，则转变到通过EMM-已注册和ECM/RRC-已连接所限定的第三状态并且通过移动通信网络执行D2D初始化；如果在第三状态中满足去激活条件或者D2D状态更新完成，则转变到通过EMM-已注册和ECM/RRC-空闲所限定的第四状态；以及如果在第四状态中需要针对D2D通信的状态更新或者调度，则转变到第三状态。
附图说明
图1示出了根据本公开的实施例支持设备到设备(D2D)通信的宽带系统的配置；
图2示出了根据本公开的实施例的针对宽带通信的控制平面协议栈；
图3示出了根据本公开的实施例的宽带系统中的无线资源控制(RRC)状态转变；
图4是根据本公开的实施例的用户设备(UE)的框图；
图5示出了根据本公开的实施例支持D2D通信的协议栈；
图6示出了根据本公开的实施例针对支持D2D通信的通信系统的网络参考模型；
图7示出了根据本公开的实施例支持D2D通信的UE的状态转变；
图8是示出了根据本公开的实施例的UE的状态转变操作的流程图；
图9示出了根据本公开的另一个实施例的协议栈以支持D2D通信；
图10示出了根据本公开的第二实施例针对支持D2D通信的通信系统的网络参考模型；
图11示出了根据本公开的第二实施例支持D2D通信的UE的状态转变；
图12是示出了根据本公开的第二实施例的UE的状态转变操作的流程图；
图13示出了根据本公开的第三实施例的协议栈以支持D2D通信；
图14示出了根据本公开的第三实施例针对支持D2D通信的通信系统的网络参考模型；
图15示出了根据本公开的第三实施例支持D2D通信UE的状态转变；
图16是示出了根据本公开的第三实施例的UE的状态转变操作的流程图；
图17示出了根据本公开的第四实施例的协议栈以支持D2D通信；
图18示出了根据本公开的第四实施例的针对支持D2D通信的通信系统的网络参考模型；
图19示出了根据本公开的第四实施例支持D2D通信的UE的状态转变；
图20是示出了根据本公开的第四实施例的UE的状态转变操作的流程图；以及
图21是根据本公开的实施例支持与D2D通信有关的UE的状态转变的网络实体的框图。
具体实施方式
将参照附图详细地描述本公开的优选实施例。另外，对熟知的功能或构造的描述将被省略，以免其会模糊本公开的主题。在下面的描述和权利要求书中所使用的术语和词语不限制为书目的含义，而是仅由发明人使用以使得对公开的清楚的和一致的理解变为可能。因此，对于本领域技术人员将清楚的是，本公开的示例性实施例的下面的描述被提供以仅用于示意的目的并且不用于限制由所附的权利要求书及其等同物所限定的公开的目的。
本公开提供了用于支持蜂窝宽带移动通信系统中的设备到设备(D2D)通信的用户设备(UE)的协议栈和状态转变条件。虽然在作为示例性的宽带无线接入系统的长期演进(LTE)的语境中给出下述描述，但是明显的是，本公开适用于需要接入网络与UE之间的消息发送和接收的所有系统。
图1示出了根据本公开的实施例支持D2D通信的宽带系统的配置。
参考图1，UE 102和UE 104可以被配置为建立D2D接口100以用于UE 102和UE 104之间的D2D通信。UE 102和UE 104可以位于由同一演进节点B(eNode B或eNB)120所覆盖的小区或由不同的eNB所覆盖的小区中。UE 102和UE 104中的至少一个可以通过eNB 120连接至宽带系统的核心网络110并且从核心网络110接收D2D通信支持。
核心网络110包括移动性管理实体(MME)112和D2D控制器114，并且通过eNB 120向UE 102和UE 104提供移动通信服务。eNB 120可以与UE 102和UE 104建立无线资源控制(RRC)接口122，以与UE 102和UE 104交换控制信号。
UE 102与UE 104之间的D2D接口100将通信的端点限定为UE 102和UE104，并且被用于在UE 102和UE 104之间交换D2D通信所需要的控制消息和/或数据。UE 102和UE 104中的至少一个可以除了D2D接口100之外还具有RRC接口122以连接至eNB 120。D2D接口100和RRC接口122可以独立地或相依赖地进行操作。
MME 112可以通过eNB 120管理UE 102和UE 104的移动性，并且可以包括依赖于系统配置来控制用于UE 102和UE 104的移动通信服务的服务网关(S_GW)功能。通过MME 112的S_GW功能，MME 112通过分组网关(P_GW)125将UE 102和UE 104连接至互联网120。
D2D控制器114控制和管理用于UE 102和UE 104的D2D通信。D2D控制器114的功能主要地被分割为提供功能和匹配功能。通过提供功能，D2D控制器114在核心网络110的支持之下确认(acknowledge)用于UE 102和UE104的D2D通信，并且另外地向UE 102和UE 104提供用于确保通信安全性、收费以及D2D控制。通过匹配功能，D2D控制器114以在D2D发现期间UE的计算和电力消耗最小化的方式，借助于互联网的帮助，根据兴趣支持与UE 102和UE104匹配的另一个UE的发现。虽然D2D控制器114在图1中被示出为独立的实体，但是D2D控制器114可以是并入另一个网络实体的逻辑实体，例如，在本公开的另一个实施例中的MME112。
为了进行D2D通信，可以通过网络控制支持D2D通信的UE 102和UE 104(也被称为D2D UE 102和D2D UE 104)以用于认证、安全以及收费，并且UE 102和UE 104当需要时可以请求连接至网络以用于发现。另一方面，用于D2D通信的控制信号(在下文中，被称为D2D控制信号)在D2D UE之间发送和接收。因此，每个D2D UE需要用于宽带通信的协议栈和用于D2D通信的协议栈。宽带通信系统提供控制平面上的多个协议层的协议栈，以通过每个协议层的独立操作控制UE并且支持UE的通信。同样地，用于D2D通信的协议栈包括包括多个协议层以支持UE的D2D通信。
图2示出了根据本公开的实施例的针对宽带通信的控制平面协议栈。
参考图2，示出了UE 210、eNB 220、MME 230、S_GW 240以及P_GW 250的协议栈。UE210与eNB 220之间的无线电接口、eNB 220与MME 230之间的无线电接口、MME 230与S_GW240之间的无线电接口以及S_GW 240与P_GW250之间的无线电接口分别地被称为为LTE_Uu接口、S1_MME接口、S11接口以及S5接口。
UE 210的控制平面协议栈包括非接入层(NAS)层210a、RRC层210b、分组数据收敛协议(PDCP)层210c、无线链路控制(RLC)层210d、媒体接入控制(MAC)层210e以及物理(PHY)层210f。
NAS层210a是下述协议层：UE 210通过该协议层与MME 230通信以连接至移动通信网络。NAS层210a可以被用于发送控制信号，以维持UE 210与MME 230之间的网络连接并且管理UE 210的移动性。另外，NAS层210a可以被用于发送与处于空闲模式中的UE 210的切换有关的控制信号。
RRC层210b是下述协议层：UE 210通过该协议层建立与eNB 220的连接或维持连接。RRC层210b负责建立或释放发送用于UE 210与eNB 220之间的通信的控制消息所需要的无线资源。另外，RRC层210b可以被用于处于连接状态中的UE 210的与切换相关的信号发送。
在控制平面上，PDCP层210c压缩携带从RRC层210b所生成的数据的RRC协议数据单元(PDU)并且确保RRC PDU的完整性。在发送实体的PDCP层中压缩数据并且在接收实体的PDCP层中解压缩数据。
RLC层210d通过将从PDCP层210c所接收的PDCP PDU分割或连结至适当的大小来生成RLC PDU。此外，RLC层210d可以支持自动重复请求(ARQ)以确保发送数据的可靠性。
MAC层210e支持用于UE 210与eNB 220之间的数据发送的数据调度。在存在生成数据的多个处理的情况下，MAC层210e使用受限的硬件资源支持合理的数据发送而不存在过度的延迟。具体地，MAC层210e是负责通过数据调度、数据复用以及混合(hybrid)ARQ(HARQ)来确保数据可靠性的协议层。
PHY层210f将从MAC层210e所生成的MAC PDU物理地发送至接收实体。通常，PHY层210f可以在诸如LTE系统中的正交频分多址(OFDMA)和单一载波频分多址(SC_FDMA)的多址方案中进行操作。
如上所述，从RRC层210b所生成的控制消息在PDCP层210c和RLC层210d中被分组，然后通过MAC层210e的调度被递送至PHY层210f。
MME 230是UE 210的NAS层210a的端点，并且NAS层210a与MNME 230交换控制消息。eNB 220简单地将从UE 210所接收的NAS消息传递到MME 230，而不解释NAS消息或介入NAS协议。NAS消息可以被用于管理UE 210的移动性，并且发送UE 210的网络相关的控制消息。
如上所述，UE 210的控制消息被设计为从RRC层210b和NAS层210a生成，并且然后被发送至网络。网络实体负责控制准入(admiss ion)和控制配置。
eNB 220包括RRC层220a、PDCP层220b、RLC层220c、MAC层220d以及PHY层220e，来作为除了NAS层210a之外的UE 210的剩余协议层210b至210f的相对方。eNB 220还包括S1应用协议(S1_AP)层、流媒体控制传输协议(SCTP)层、互联网协议(IP)层、层2(L2)以及层1(L1)，以在控制平面上与诸如MME 230的核心网络的实体进行通信。
MME 230包括NAS层230a作为UE 210的NAS层210a的相对方。MME 230还包括S1_AP层、SCTP层、IP层、L2以及L1以与eNB 220进行通信。另外，MME 230包括GPRS(通用分组无线服务)隧道协议控制(GTP-C)层、用户数据报协议(UDP)层、IP层、L2以及L1以便与S_GW 240进行通信。
S_GW 240包括GTP_C层、UDP层、IP层、L2以及L1作为MME 230的协议层的相对方。S_GW 240还包括GTP_C层、UDP层、IP层、L2以及L1以与P_GW 250进行通信。如果MME 230还用作S_GW 240，则MME 230还可以包括S_GW 240的协议栈，其避免对于用于MME 230与S_GW 240之间的通信的协议栈的需求。P_GW 250包括GTP_C层、UDP层、IP层、L2以及L1作为S_GW240的协议栈的相对方。
图3示出了根据本公开的实施例的宽带通信系统中的RRC状态转变。
参考图3，用于宽带通信的RRC层可以在下述两个状态中进行操作：RRC-已连接状态310和RRC-空闲状态320。RRC-已连接状态310指的是下述状态：在该状态中，UE附接至网络，根据RRC协议完成与网络的连接设置以及因此能够向网络请求信令无线承载(SRB)。在RRC-已连接状态310中，UE可以以eNB所分配的无线资源向网络发送控制消息或从网络接收控制消息。网络保持用于UE的UE上下文，并且管理RRC-已连接状态310中的UE的位置。
如果UE的RRC层未发送或接收信号达到预定时间段，则UE从RRC-已连接状态310转变到RRC-空闲状态320。在RRC-空闲状态320中，UE执行预定的空闲模式操作，包括：使与宽带移动通信有关的电路关断或睡眠、每个预定不连续的接收(DRX)周期进行唤醒、接收关于邻近网络的信息和当前小区的系统信息、更新其位置或监视从网络所接收的寻呼)消息。
图4是示出了根据本公开的实施例的UE的框图。这里，UE配备有D2D通信功能并且可以访问宽带移动通信系统。
参考图4，UE 400包括控制器410、移动通信模块420、D2D通信模块430、用户接口(UI)440以及存储器450。根据其规格，UE 400可以包括各种附加组件。例如，UE 400还可以包括这里将不描述或不示出的下述各项中的至少一个：用于显示画面的显示器、具有麦克风(MIC)和扬声器(SPK)的音频处理器、具有照片捕获功能的相机模块、数字广播(widecast)模块以及蓝牙通信模块。虽然移动通信模块420和D2D通信模块430被示出为分离地配置，但是移动通信模块430可以依赖于实施方式包括D2D通信功能。例如，如果D2D通信和移动通信在相同的无线资源中进行，则移动通信模块420可以具有D2D通信功能。
移动通信模块420包括用于与宽带移动通信网络的eNB交换无线电信号的无线电射频(RF)电路和数字信号处理器(DSP)。移动通信模块420的DSP可以被配置为实施用于宽带通信的协议栈。D2D通信模块430包括RF电路和DSP以进行与另一个UE的D2D通信。D2D通信模块430的DSP可以被配置为实施用于D2D通信的协议栈。通信模块420和通信模块430可以在控制器410的控制下唤醒或在睡眠模式中进行操作。在本公开的另一个实施例中，用于宽带通信或D2D通信的协议栈可以在控制器410中实施。
UI 440感测用户的操纵，生成与所感测的用户的操纵相对应的输入信号，将输入信号输出到控制器410,以及在控制器410的控制之下对用户显示或输出信息。出于此目的，UI 440可以包括下述各项中的至少一个：至少一个逻辑或物理按钮、显示器、触摸屏幕、手势感测模块、扬声器以及麦克风。
存储器450存储在UE 400中所执行的和所处理的程序代码和数据。存储器450可以包括一个或多个易失性存储器设备和/或非易失性存储器装设备。例如，存储器450可以永久地或暂时地存储UE 400的操作系统(OS)、通过通信模块420和通信模块430所交换的应用数据、信号、信息以及数据等。
控制器410提供对UE 400的整体的控制。控制器410可以控制与功能的运行有关的操作以用于向UE 400提供移动通信服务和/或D2D通信服务。具体地，控制器410可以根据将稍后描述的在每个通信模式中的状态和状态转变条件来控制通信模块420和通信模块430的唤醒或睡眠。
图5示出了根据本公开的实施例的用于D2D通信的协议栈。
参考图5，UE 510包括NAS层510a、RRC层510b、PDCP层510c、RLC层510d、MAC层510e以及PHY层510f。UE 510的NAS层510a和RRC层510b具有对用于D2D通信的控制消息进行处理的D2D功能。
具体地，除了用于移动通信的基本RRC功能之外，RRC层510b还可以生成并且分析D2D控制之中与无线资源的控制有关的消息。除了用于移动通信的基本NAS功能性之外，NAS层510a可以生成并且分析用于D2D通信的控制的网络级别消息。
eNB 520包括RRC层520a、PDCP层520b、RLC层520c、MAC层520d以及PHY层520e来作为UE 510的RRC层510b、PDCP层510c、RLC层510d、MAC层510e以及PHY层510f的相对方。对应于UE 510的RRC层510b，eNB 520的RRC层520a负责生成、发送、接收以及分析D2D控制消息。
MME 530包括NAS层530a作为UE 510的NAS层510a的相对方，NAS层530a被配置为执行网络级别的D2D通信控制。
类似于图3，UE 510的RRC层510b在RRC-已连接状态或RRC-空闲状态中进行操作。如果无线资源仅针对D2D通信而不针对移动通信被分配，则RRC层510b被置于RRC-已连接状态。如果D2D通信未进行或不可用，则RRC层510b转变为RRC-空闲状态。对于D2D通信，UE 510将RRC层510b切换至RRC-已连接状态，并且被分配给用于移动通信的无线资源和用于D2D通信的无线资源。在本公开的另一个实施例中，无线资源可以在D2D通信与移动通信之间共享。即，当请求控制D2D通信或移动通信的无线资源时，因为在UE 510的RRC层510b和eNB520的RRC层520a中与移动通信相结合地进行D2D通信，所以RRC层510b和RRC层520a被置于RRC-已连接状态。如果D2D通信和移动通信两者被去激活，则RRC层510b和520a被置于RRC-空闲状态。
图6示出了根据本公开的实施例针对支持D2D通信的通信系统的网络参考模型。
参考图6，通信系统包括：UE 610和UE 615、建立无线承载的至少一个eNB 620、管理UE 610和UE 615的移动性并且具有D2D控制功能的MME 630、将UE 610和UE 615连接至外部网络的S_GW 640、将S_GW 640连接至诸如互联网多媒体子系统(IMS)的IP网络660的P_GW650、管理UE 610和UE 615的订户简档并且根据请求向MME 630提供订户简档的家庭订户系统(HSS)635以及P_GW 650与IP网络660之间的政策和收费规则功能(PCRF)655，其生成并且管理针对移动通信服务的政策和收费控制规则(PCCR)。
UE 610和UE 615是配备有D2D功能的D2D装置。UE 610和UE 615还具有用于宽带移动通信的功能，并且可以连接至同一eNB 620或不同的eNB。eNB 620管理并且控制在其小区内的无线资源。具体地，eNB 620控制无线承载、接受无线电请求以及执行诸如动态无线资源管理、负载平衡以及小区间干扰控制的功能。MME 630是支持UE 610和UE 615的移动性的网络实体。MME 630支持诸如切换和寻呼的功能，并且结合HSS 635执行诸如用于UE 610和UE 615的认证、安全密钥管理以及漫游的功能。为了执行这些功能，MME 630可以与UE 610和UE 615交换NAS信号。
S_GW 640将数据分布到由S_GW 640所管理的eNB 620并且用作用于eNB之间的切换的锚点(anchoring point)。P_GW 650支持UE 610和UE 615与外部网络之间的连通性，并且提供分组过滤功能。此外，P_GW 650向UE 610和UE 615分配IP地址，并且基于由PCRF 655所提供的PCC规则针对通信服务对UE 610和UE 615进行收费。
UE 610和UE 615中的至少一个经由LTE_Uu接口连接至eNB 620，即，RRC连接625。当UE 610想要D2D连接至UE 615时，UE 610可以经由LTE_Uu接口与UE 615建立连接，即，RRC连接600。在UE 610的一个RRC层中对用于移动通信和D2D通信的RRC连接600和RRC连接625进行处理。在本公开的另一个实施例中，用于D2D通信的RRC连接600和用于移动通信的RRC连接625可以使用相同的无线资源，并且eNB 620可以预先或当接收到用于D2D连接的请求时配置无线资源。虽然仅初始化D2D通信的UE 610连接至eNB 620，但是当UE 615需要附接至eNB 620时，可以使用类似的RRC连接方案。
eNB 620经由S1_MME接口连接至MME 630并且使用S1_MME接口上的S1_AP协议。当接收到从UE 610指向(directed)MME 630的D2D控制消息时或当在eNB 620中生成D2D控制消息时，eNB 620经由与针对移动通信所使用的相同的S1_MME接口向MME 630发送D2D控制消息。当经由S1_MME接口从MME630接收到D2D控制消息时，eNB 620经由RRC连接625向UE610发送D2D控制消息。
MME 630经由S6a接口连接至HSS 635，并且经由S6a接口从HSS 635接收支持D2D通信所需要的订户信息和安全信息。
UE 610和MME 630的NAS层在控制平面上对UE 610的移动性进行处理并且提供会话控制。UE 610和MME 630通过NAS消息彼此进行通信。NAS层的功能主要地被分割为EPS(演进分组系统)移动性管理(EMM)和EPS会话管理。
EMM是NAS层的子层。当执行EMM过程时，EMM可以在EMM-已注册状态或EMM-撤销注册状态中进行操作。基于NAS协议的EMM过程包括通过UE 610与MME 630之间的NAS信令连接进行的全局唯一临时标识符(GUTI)分配、认证、UE标识、安全模式控制(SMC)、EMM信息、附接、解附、追踪区域更新(TAU)、服务请求、寻呼以及NAS消息发送。
对于UE 610与MME 630之间的NAS消息的发送和接收，在UE 610与MME630之间需要用于递送NAS消息的信令连接。信令连接被称为EPS连接管理(ECM)连接。ECM连接是实际上包括UE 610与eNB 620之间的RRC连接625以及eNB620与MME 630之间的S1信令连接的逻辑连接。ECM连接的建立/释放意味着建立/释放RRC连接和S1信令连接两者。
依赖于UE 610是附接至网络还是从网络解附，EMM具有EMM-已注册状态或EMM-撤销注册状态。依赖于NAS信令连接(即，ECM连接)的存在或不存在，ECM具有ECM-已连接状态和ECM-空闲状态。依赖于所建立的RRC连接的存在或不存在，RRC具有RRC-已连接状态或RRC-空闲状态。EMM、ECM以及RRC状态的组合随着EMM过程和/或RRC操作事件而变化。此改变被称为状态转变。因为RRC连接是ECM连接的一部分，所以从UE 610的视点看来ECM和RRC处于同样的状态中。
图7示出了根据本公开的实施例支持D2D通信的UE的状态转变。虽然下面主要给出UE的状态转变操作的描述，但是将理解UE的状态转变通过UE、eNB以及MME中的通用算法而发生。即，当UE从一个状态转变到另一个状态时，eNB和MME以与UE相同的方式管理UE的状态。
参考图7，UE主要地置于EMM-撤销注册状态710或EMM-已注册状态740中。EMM-撤销注册状态710包括：通过ECM-空闲和RRC-空闲所限定的A状态720，在该状态中，MME除了用于关于UE的提供信息(即，订户信息)之外不具有任何信息；以及通过ECM-空闲和RRC-空闲所限定的B状态730，在该状态中，MME保存在之前的网络附接期间被分配给UE的GUTI和NAS安全语境(context)。EMM-已注册状态740包括通过ECM-已连接和RRC-已连接所限定的C状态750以及通过ECM-空闲和RRC-空闲所限定的D状态760。
每个层的状态被总结在下面的表1中。
表1
现在，以下将描述用于UE的状态转变条件。
当UE初始地上电时，UE被置于A状态720。如果在B状态730中，UE被断电达到预定时间或UE未附接至网络达到预定时间，则UE转变到A状态720。eNB和MME对如同置于A状态720中的UE进行管理。预定时间可以是下述时间段，在该时间段上网络保存与UE有关的语境。
如果D2D初始化被决定为在A状态720和B状态730中初始化D2D通信，则UE转变到C状态750并且执行D2D初始化过程。D2D初始化可以在用于移动通信初始化的附接过程中或在独立的过程中被执行。在本公开的实施例中，当由用户运行用于D2D通信的应用时或当从用户接收用于D2D通信服务(例如，文件传送等)的请求时，UE可以确定执行D2D初始化过程。
C状态750指的是下述状态：在该状态中，UE完成至宽带移动通信系统的初始化附接并且注册到网络，以及服务使用已经被激活。在C状态750中，UE可以向网络发送控制消息和数据，并且可以向通信方(correspondent)UE发送D2D控制消息和D2D数据。用于D2D通信和移动通信的无线资源被分配给UE，因此UE可以在C状态750中经由S1接口与网络进行通信。
如果因为未生成用于移动通信和D2D通信的信号达到预定的时间段，而在C状态750中发生UE不活动或ECM/RRC连接被释放，则UE转变到D状态760。在D状态760中，资源未被分配给控制平面上的ECM连接，并且资源未被分配给用户平面上除了S5送信方之外的剩余的送信方。
如果UE确定在C状态750中未使用移动通信和D2D通信中的任一个，则UE从网络解附并且转变到B状态730。如果在从D2D通信解附的同时UE想要继续移动通信，则UE停留在C状态750中而不转变到B状态730。如果出于特定的原因网络拒绝D2D初始化，则无线链路失败(RLF)发生，或者UE断电，UE从C状态750转变到B状态730。
如果在C状态750中未使用服务达到预定时间段，则UE确定满足去激活条件并且转变到D状态760。另一方面，如果针对D2D通信和移动通信中的一个仍然发送或接收信号，则UE不转变到D状态760。
UE按照下述条件从D状态760转变到C状态750。
-当生成要被发送至移动通信网络的上行链路信号时，或者当生成要从移动通信网络传送的下行链路信号时，UE转变到C状态750并且发送上行链路信号或接收下行链路信号。
-如果由于UE的TA的改变或者在空闲状态中TAU计时器到期而需要TAU，则UE可以从D状态760转变到C状态750，执行TAU以及然后当从网络接收到TAU确认时，返回到D状态760。
-如果由于D2D安全密钥到期或生成要被发送至网络的收费信息而需要D2D状态更新时，UE转变到C状态750并且执行D2D状态更新。当D2D状态更新完成时，UE可以返回到D状态760。如果eNB被配置为通过D2D调度分配用于UE的D2D发现的资源，则UE转变到C状态750并且从eNB接收用于D2D发现的资源调度。当完成调度时，UE可以返回到D状态760。
图8是示出了根据本公开的实施例的UE的状态转变操作的流程图。图8示出了与D2D通信有关的示例性状态转变流程。
参考图8，在操作805中，UE在通过EMM-撤销注册和ECM/RRC-空闲所限定的A状态或B状态中进行操作。在操作810中，UE确定是否需要D2D初始化。在本公开的实施例中，当由用户运行用于D2D通信的应用时，UE可以确定执行D2D初始化。如果不需要D2D初始化，则UE停留在A状态或B状态中。另一方面，如果在A状态或B状态中需要D2D初始化，则在操作815中，UE转变到通过EMM-已注册和ECM/RRC-已连接所限定的C状态并且通过移动通信网络执行D2D初始化。
在操作820中，UE确定是否满足诸如不存在通过ECM/RRC连接所递送的信号达到预定的时间段的预设去激活条件，或D2D状态更新是否完成。如果不满足条件，则UE停留在C状态中。相反，如果满足条件，则在操作825中，UE转变到通过EMM-已注册和ECM/RRC-空闲所限定的D状态。在操作830中，UE确定在D状态中是否需要用于D2D通信的状态更新或调度。如果需要用于D2D通信的状态更新或调度，则UE返回到操作815以便转变到C状态。
图9示出了根据本公开的另一个实施例用于D2D通信的协议栈。
参考图9，UE 910包括：NAS层910a、用于D2D通信的RRC层910b(在下文中，被称为D2D RRC层910b)、用于移动通信的RRC层910g(在下文中，被称为移动通信RRC层910g)、PDCP层910c、RLC层910d、MAC层910e以及PHY层910f。如图9所示，UE 910包括在NAS层910a与PDCP层910c之间的D2D RRC层910b，其可以独立于移动通信RRC层910g进行操作。NAS层910a可以通过移动通信RRC层910g或D2D RRC层910b而被激活。
eNB 920包括RRC层920a、PDCP层920b、RLC层920c、MAC层920d以及PHY层920e作为UE 910的移动通信RRC层910g、PDCP层910c、RLC层910d、MAC层910e以及PHY层910f的相对方。
UE 910的D2D RRC层910b负责：执行与用于D2D通信的无线资源的控制有关的操作，并且与通信方D2D UE 940的D2D RRC层940a交换控制信号。移动通信RRC层910g控制用于宽带移动通信的无线资源，并且因此与eNB 920的RRC层920a建立连接。D2D RRC层910b和移动通信RRC层910g独立地进行操作。
MME 930包括作为UE 910的NAS层910a的相对方的NAS层930a，其被配置为执行网络级别的D2D通信控制。从UE 910指向网络的控制消息通过移动通信RRC层910g和NAS层910a被递送。当生成指向网络的D2D控制消息时，UE 910使用宽带移动通信协议、通过移动通信RRC层910g向eNB 920发送D2D控制消息。
当分配用于D2D通信的无线资源时，UE 910的D2D RRC层910b置于D2D-启用状态。如果未进行D2D通信或D2D通信不可用，则D2D RRC层910b置于D2D-禁用状态。D2D RRC层910b的状态独立于移动通信RRC层910g的状态，并且还独立于针对移动通信的控制操作执行针对D2D通信的控制操作。当生成指向网络的D2D控制消息时，UE 910通过移动通信RRC层910g和NAS层910a发送D2D控制消息。如果移动通信RRC层910g和NAS层910a处于空闲状态，则UE 910将移动通信RRC层910g和/或NAS层910a切换至已连接状态，并且然后对D2D控制消息进行处理。
图10示出了根据本公开的第二实施例针对支持D2D通信的通信系统的网络参考模型。
参考图10，通信系统包括UE 1010和UE 1015、建立无线承载的至少一个eNB 1020、管理UE 1010和UE 1015的移动性并且具有D2D控制功能的MME1030、将UE 1010和UE 1015连接至外部网络的S_GW 1040、将S_GW 1040连接至诸如IMS的IP网络1060的P_GW 1050、管理UE 1010和UE 1015的订户简档并且向MME 1030提供订户简档的HSS 1035以及P_GW 1050与IP网络1060之间的PCRF 1055，其生成并且管理用于移动通信服务的PCC规则。
UE 1010和UE 1015是配备有D2D功能的D2D设备。UE1010和UE1015还具有用于宽带移动通信的功能，并且可以连接至同一eNB1020或不同的eNB。eNB 1020管理并且控制在其小区内的无线资源。具体地，eNB 1020控制无线承载、接受无线电请求以及执行诸如动态无线资源管理、负载平衡以及小区间干扰控制的功能。MME 1030是支持UE 1010和UE 1015的移动性的网络实体。MME 1030支持诸如切换和寻呼的功能，并且结合HSS 1035执行诸如用于UE 1010和UE 1015的认证、安全密钥管理以及漫游的功能。为了执行这些功能，MME 1030可以与UE 1010和UE 1015交换NAS信号。
S_GW 1040将数据分布到由S_GW 1040所管理的eNB 1020并且用作用于eNB之间的切换的锚点。P_GW 1050支持UE 1010和UE 1015与外部网络之间的连通性，并且提供分组过滤功能。此外，P_GW 1050向UE 1010和UE 1015分配IP地址，并且基于与由PCRF 1055所提供的PCC规则针对通信服务对UE 1010和UE 1015进行收费。
如果UE 1010想要初始化D2D通信，则UE 1010经由RRC连接1025附接至eNB 1020。另外，UE 1010经由D2D RRC连接1000连接至UE 1015。D2D RRC连接1000独立于用于UE 1010与网络间通信的RRC连接1025。在本公开的实施例中，D2D RRC连接1000可以由eNB 1020分配，并且eNB 1020可以独立于用于RRC连接1025的无线资源来分配用于D2D RRC连接1000的无线资源。
eNB 1020经由S1_MME接口连接至MME 1030并且使用S1_MME接口上的S1_AP协议。当接收到从UE 1010指向MME 1030的D2D控制消息时或当在eNB1020中生成D2D控制消息时，eNB 1020经由与针对移动通信所使用的相同的S1_MME接口向MME 1030发送D2D控制消息。当经由S1_MME接口从MME 1030接收到D2D控制消息时，eNB 1020经由RRC连接1025向UE1010发送D2D控制消息。
MME 1030经由S6a接口连接至HSS 1035并且经由S6a接口从HSS 1035接收支持D2D通信所需要的订户信息和安全信息。
图11示出了根据本公开的第二实施例支持D2D通信的UE的状态转变。虽然下面主要给出UE的状态转变操作的描述，但是将理解UE的状态转变通过UE、eNB以及MME中的通用算法而发生。即，当UE从一个状态转变到另一个状态时，eNB和MME以与UE相同的方式管理UE的状态。因为在UE未连接至网络的NAS层的EMM-撤销注册状态中D2D通信不可用，所以下面将仅描述EMM-已注册状态1110。
参考图11，EMM-撤销注册状态1110包括：通过ECM-已连接、RRC-已连接以及D2D-禁用所限定的A状态1120；通过ECM-空闲、RRC-空闲以及D2D-禁用所限定的B状态1130；通过ECM-已连接、RRC-已连接以及D2D-启用所限定的C状态1140；以及通过ECM-空闲、RRC-空闲以及D2D-启用所限定的D状态1150。
每个层的状态被总结在下面的表2中。
表2
如上所述，D2D-启用状态1140和1150指的是下述状态：在该状态中，当完成D2D注册过程时，针对D2D通信分配无线资源。在D2D-启用状态1140和1150中，诸如UE之间的同步、UE发现、UE之间的数据发送等的所有D2D功能可用。D2D-启用状态1140和1150包括D2D UE的睡眠状态。D2D-禁用状态1120和1130指的是下述状态：在该状态中，针对D2D通信未分配无线资源。D2D-禁用状态1120和1130包括断电。
现在，以下将描述用于UE的状态转变条件。
在EMM-撤销注册状态中，即，在UE未连接至宽带通信系统的状态中，当请求附接至蜂窝移动通信网络时，UE转变到A状态1120。
A状态1120指的是下述状态：在该状态中，UE完成初始附接至网络并且注册到网络，以及服务使用被激活。在A状态1120中，UE被分配给用于宽带移动通信的资源和S1接口。因此，UE可以与MME进行通信。在A状态1120中，UE可以通过RRC层和NAS层向网络发送控制消息和数据。
如果在A状态1120中发生UE不活动或ECM/RRC连接被释放，则UE转变到B状态1130。在B状态1130中，资源未被分配给控制平面上的ECM连接并且资源未被分配给用户平面上除了S5承载之外的剩余的承载。
如果在A状态1120和B状态1130中UE关于D2D初始做出决定以初始化D2D通信，则UE转变到C状态1140并且执行D2D初始化过程。当通过RRC协议和RRC接口独立于宽带移动通信来进行D2D通信时，D2D初始化过程触发指向网络的控制消息的生成，并且因此对于宽带移动通信需要在RRC层处的RRC连接和在NAS层处的ECM连接。因此，当UE从B状态1130转变到C状态1140以用于D2D初始化时，UE通过再次附接将RRC状态和ECM状态从空闲切换至已连接。D2D初始化可以被包括在用于移动通信初始化的附接过程中，或可以在独立的过程中被执行。
虽然未示出，但是如果在EMM-撤销注册状态中请求D2D初始化，即，在UE未连接至宽带系统的状态中请求D2D初始化，则UE通过在用于移动通信的附接过程中向网络发送D2D初始化消息或通过执行独立的D2D初始化过程，可以转变到通过EMM-已注册和ECM/RRC-已连接所限定的C状态1140。
C状态1140指的是下述状态：在该状态中，UE完成对宽带移动通信系统的D2D初始化，并且注册到网络，以及服务使用被激活。在C状态1140中，UE可以向网络发送控制消息和数据，并且向相对应的UE发送D2D控制消息和D2D数据。UE具有针对D2D通信和移动通信所分配的资源以及针对S1通信所分配的资源，并且当需要时可以经由S1接口与网络进行通信。
如果在C状态1140中发生UE不活动或ECM/RRC连接被释放，则UE转变到D状态1150。在D状态1150中，资源未被分配给控制平面上的ECM连接并且资源未被分配给用户平面上除了S5承载之外的剩余的承载。然而，UE可以在D状态1150中正常地使用D2D通信。对于D2D通信，UE使用预先从网络所接收的或在UE中所存储的安全信息和/或D2D用户语境。如在D状态1150中那样无需网络控制的D2D操作被称为D2D独立模式。在本公开的实施例中，对于公共保护和灾难援救(PPDR)或紧急呼叫，UE可以在D2D独立模式中进行操作。
如果UE确定在C状态1140中不使用移动通信和D2D通信中任一个，则UE从网络解附并且转变到B状态1130。如果在从D2D通信解附时UE想要继续移动通信，则在C状态1140中UE可以仅在D2D RRC层执行D2D解附并且然后转变到A状态1120。如果网络出于特定的原因拒绝D2D初始化，则UE还从C状态1140转变到A状态1120。
如果在C状态1140中未生成宽带移动通信的通信量达到预定的时间段或更长，则UE确定满足去激活条件，在RRC层执行解附以及转变到D状态1150。在D状态1150中，UE可以继续D2D通信。
UE按照下述条件从D状态1150转变到C状态1140：
-当生成要被发送至移动通信网络的上行链路信号时，或者当生成要从移动通信网络传送的下行链路信号时，UE转变到C状态1140并且发送上行链路信号或接收下行链路信号。
-如果由于UE的TA的改变或者在空闲状态中TAU计时器到期而要执行TAU，则UE可以从D状态1150转变到C状态1140，执行TAU以及然后当从网络接收到TAU确认时，返回到D状态1150。
-如果由于D2D安全密钥到期或生成要被发送至网络的收费信息UE需要D2D状态更新时，UE转变到C状态1140并且执行D2D状态更新。当D2D状态更新完成时，UE可以返回到D状态1150。如果eNB被配置为通过D2D调度分配用于UE的D2D发现的资源，则UE转变到C状态1140并且经由移动通信RRC连接从eNB接收D2D调度分派(assignment)。随后，UE可以返回D状态1150并且管理空闲状态中的用于移动通信的ECM/RRC连接。
图12是示出了根据本公开的第二实施例的UE的状态转变操作的流程图。在图12中示出了在EMM-已注册状态中与D2D通信有关的示例性状态转变流程。
参考图12，在操作1205中，UE在通过D2D-禁用所限定的A状态或B状态中进行操作，在D2D-禁用中未进行D2D通信。D2D-禁用状态包括ECM/RRC-已连接状态(在A状态的情况下)或ECM/RRC-空闲状态(在B状态的情况下)。在操作1210中，UE确定是否需要D2D初始化。在本公开的实施例中，当由用户运行针对D2D通信的应用时，UE可以决定执行D2D初始化。如果不需要D2D初始化，则UE停留在A状态或B状态中。另一方面，如果在A状态或B状态中需要D2D初始化，则在操作1215中，UE转变到通过ECM/RRC-已连接和D2D启用所限定的C状态并且通过移动通信网络执行D2D初始化。当完成D2D初始化时，UE可以通过D2D通信与通信方UE交换信息或数据。
在操作1220中，UE确定是否满足诸如不存在通过ECM/RRC连接所递送的信号达到预定的时间段的预设去激活条件，或D2D状态更新是否完成。如果不满足条件，则UE停留在C状态中。相反，如果满足条件，则在操作1225中，UE转变到通过ECM/RRC-空闲和D2D-启用所限定的D状态。在操作1230中，UE确定在D状态中是否需要用于D2D通信的状态更新或调度。如果需要用于D2D通信的状态更新或调度，则UE返回到操作1215以便转变到C状态。
图13示出了根据本公开的第三实施例的用于D2D通信的协议栈。
参考图13，UE 1310包括：NAS层1310a、D2D RRC层1310b、移动通信RRC层1310c、PDCP层、RLC层、MAC层以及PHY层。如图13所示，UE 1310包括在NAS层1310a与PDCP层之间的D2D RRC层1310b，其可以独立于移动通信RRC层1310c地进行操作。NAS层1310a可以通过移动通信RRC层1310c或D2D RRC层1310b而被激活。D2D RRC层1310b可以与通信方UE 1340的D2D RRC层1340a进行通信，并且可以同时或分离地与eNB 1320的D2D RRC层1320a进行通信。
UE 1310的D2D RRC层1310b负责执行与用于D2D通信的无线资源的控制有关的操作，并且与相对应的UE 1340的D2D RRC层1340a交换控制信号。移动通信RRC层1310c控制用于宽带移动通信的无线资源，并且因此与eNB1320的RRC层1320b建立连接。D2D RRC层1310b和移动通信RRC层1310c独立地进行操作。
如上所述，UE 1310的移动通信RRC层1310c和eNB 1320的移动通信RRC层1320b被用于控制针对宽带移动通信的无线资源，而UE 1310的D2D RRC层1310b和eNB 1320的D2DRRC层1320a被用于控制针对D2D通信的无线资源。D2D RRC层1310b和1320a独立于用于移动通信的移动通信RRC层1310c和1320b来建立D2D RRC连接。针对D2D RRC连接和移动通信RRC连接可以使用相同的无线资源或不同的无线资源。
MME 1330包括作为UE 1310的NAS层1310a的相对方的NAS层1330a，其被配置为执行网络级别的D2D通信控制。从UE 1310指向网络的移动通信控制消息通过移动通信RRC层1310c和NAS层1310a被递送，而从UE 1310指向网络的D2D控制消息通过D2D RRC层1310b和NAS层1310a被递送。
以这种方式，D2D RRC协议从UE 1310延伸至eNB 1320以及延伸至通信方UE 1340，而在RRC级别用于D2D通信的无线资源和控制信令与用于宽带移动通信的无线资源和控制信令是分离的。当需要时，UE 1310的D2D RRC层1310b和移动通信RRC层1310c可以独立地调用(invoke)NAS层1310a并且对指向网络的控制消息进行处理。
当分配用于D2D通信的无线资源时，UE 1310的D2D RRC层1310b置于D2D RRC-已连接状态。如果D2D通信未进行或不可用，则D2D RRC层1310b置于D2D RRC-空闲状态。D2D RRC层1310b的状态独立于移动通信RRC层1310c的状态。即，D2D通信与移动通信分离并且与指向网络的D2D控制消息的生成无关，其不影响移动通信RRC层1310c的状态。
另一方面，当从D2D RRC层1310b或移动通信RRC层1310c接收到与D2D通信和宽带移动通信中的一个有关的网络连接的请求时，NAS层1310a转变到ECM-已连接状态并且与D2D RRC层1310b或移动通信RRC层1310c进行通信。
图14示出了根据本公开的实施例针对支持D2D通信的通信系统的网络参考模型。
参考图14，通信系统包括UE 1410和UE 1415、建立无线承载的至少一个eNB 1420、管理UE 1410和UE 1415的移动性并且具有D2D控制功能的MME1430、将UE 1410和UE 1415连接至外部网络的S_GW 1440、将S_GW 1440连接至诸如IMS的IP网络1460的P_GW 1450、管理UE 1410和UE 1415的订户简档并且向MME 1430提供订户简档的HSS 1435以及P_GW 1450与IP网络1460之间的PCRF 1455，其生成并且管理用于移动通信服务的PCC规则。
UE 1410和UE 1415是配备有D2D功能的D2D设备。UE 1410和UE 1415还具有用于宽带移动通信的功能，并且可以连接至同一eNB 1420或不同的eNB。eNB 1420管理并且控制在其小区内的无线资源。具体地，eNB 1420控制无线承载、接受无线电请求以及执行诸如动态无线资源管理、负载平衡以及小区间干扰控制的功能。MME 1430是支持UE 1410和UE 1415的移动性的网络实体，其支持诸如切换和寻呼的功能，并且结合HSS 1435执行诸如用于UE1410和UE 1415的认证、安全密钥管理以及漫游的功能。为了执行这些功能，MME 1430可以与UE 1410和UE 1415交换NAS信号。
S_GW 1440将数据分布到由S_GW 1440所管理的eNB 1420并且用作用于eNB之间的切换的锚点。P_GW 1450支持UE 1410和UE 1415与外部网络之间的连通性，并且提供分组过滤功能。此外，P_GW 1450向UE 1410和UE 1415分配IP地址，并且基于与由PCRF 1455所提供的PCC规则针对通信服务对UE 1410和UE 1415进行收费。
为了附接至eNB 1420，UE 1410使用两个接口。即，UE 1410经由LTE_Uu接口连接至eNB 1420，即，用于宽带移动通信的RRC连接1425。相反，UE 1410经由D2D接口连接至eNB1420，即，用于D2D通信的D2D RRC连接1427。UE1410还可以使用D2D接口以建立与另一个UE1415的D2D连接1400。D2D接口可以独立于移动通信接口，并且被用于在UE之间进行D2D通信以及将D2D控制消息递送至网络。在RRC级别，网络连接可以与D2D连接无关，并且D2D无线资源可以与移动通信网络独立地被分配。
eNB 1420经由S1_MME接口连接至MME 1430并且使用S1_MME接口上的S1_AP协议。当在eNB 1420中接收到从UE 1410指向MME 1430的D2D控制消息或在eNB 1420中生成D2D控制消息时，eNB 1420经由与针对移动通信所使用的相同的S1_MME接口向MME 1430发送D2D控制消息。当经由S1_MME接口从MME 1430接收D2D控制消息时，eNB 1420经由D2D RRC连接1427向UE 1410发送D2D控制消息。以这种方式，在UE 1410与eNB 1420之间独立地建立D2DRRC连接1427和RRC连接1425。
MME 1430经由S6a接口连接至HSS 1435，并且经由S6a接口从HSS 1435接收支持D2D通信所需要的订户信息和安全信息。
图15示出了根据本公开的第三实施例支持D2D通信的UE的状态转变。虽然下面主要给出UE的状态转变操作的描述，但是将理解UE的状态转变通过UE、eNB以及MME中的通用算法而发生。即，当UE从一个状态转变到另一个状态时，eNB和MME以与UE相同的方式管理UE的状态。因为在UE未连接至网络的NAS层的EMM-撤销注册状态中D2D通信不可用，所以下面将仅描述EMM-已注册状态1510。
参考图15，EMM-已注册状态1510包括：通过ECM-已连接、RRC-已连接以及D2D RRC-空闲所限定的A状态1520；通过ECM-已连接、RRC-已连接以及D2D RRC-已连接所限定的B状态1530；通过ECM-已连接、RRC-空闲以及D2D RRC-已连接所限定的C状态1540；通过ECM-空闲、RRC-空闲以及D2D RRC-空闲所限定的D状态1550；以及通过ECM-空闲、RRC-空闲以及D2DRRC-已连接所限定的E状态1560。
每个层的状态被总结在下面的表3中。
表3
如上所述，对于D2D RRC连接，已连接状态和空闲状态可用。在D2D RRC-已连接状态中，D2D注册过程已经被完成并且因此针对D2D通信分配无线资源。在D2D RRC-已连接状态中，诸如UE之间的同步、UE发现、UE之间的数据传输等的所有D2D功能可用。在D2D RRC-已连接状态中，依赖于ECM连接是否处于已连接状态，D2D操作可以独立于网络地执行。D2DRRC-空闲状态指的是D2D操作不可能的状态。D2D RRC-空闲状态包括断电和D2D空闲状态。在D2D RRC-空闲状态中未针对D2D通信分配无线资源。在D2D RRC-空闲状态中，UE周期性地监视D2D状态。当生成D2D状态改变时，UE转变到已连接状态并且尝试向网络更新D2D状态。
现在，以下将描述用于UE的状态转变条件。
在EMM-撤销注册状态中，即，在UE未连接至宽带通信系统的状态中，当请求附接至蜂窝移动通信网络时，UE可以转变到A状态1520。
A状态1520指的是下述状态：在该状态中，UE已经完成到网络的初始化附接并且注册到网络，以及服务使用已经被激活。在A状态1520中，UE可以向网络发送控制消息和数据。即，在A状态1520中，UE已经被分配了用于宽带移动通信的资源和S1接口。因此，当需要时，UE可以与MME进行通信。
如果在A状态1520中发生UE不活动或ECM/RRC连接被释放，则UE转变到D状态1550。在D状态1550中，资源未被分配给控制平面上的ECM连接并且资源未被分配给用户平面上除了S5承载之外的剩余的承载。当在A状态1520或D状态1550中，接收到针对D2D初始化的请求以初始化D2D通信时，UE转变到B状态1530或C状态1540，并且执行D2D初始化过程。
在D2D初始化过程中，控制消息经由D2D RRC连接和ECM连接独立于移动通信地被传送到网络。因此，当在通过ECM-空闲所限定的D状态1550中接收到用于D2D初始化的请求时，UE转变到C状态1540，将D2D RRC连接切换到已连接状态，获取针对D2D通信的无线资源，以及使用无线资源将ECM连接切换到已连接状态，从而完成D2D初始化。
虽然未示出，但是在EMM-撤销注册状态中，即，在UE未连接至宽带移动通信网络的状态中，可以执行D2D初始化。在这种情况下，D2D初始化过程被包括在用于移动通信的附接过程中或者独立地被执行。在完成D2D初始化之后，UE可以进入B状态1530或C状态1540。
C状态1540指的是下述状态：在该状态中，通过D2D RRC连接激活用于宽带移动通信的ECM连接。因此，在C状态1540中，移动通信RRC连接处于空闲状态。在C状态1540中，D2D功能(例如，发现、数据发送等)正常地被运行，并且D2D控制消息可以经由通过D2D RRC连接所激活的ECM连接被递送至网络。因此，在C状态1540中，可以针对D2D通信所生成的安全密钥更新和控制消息(诸如收费信息)可以被发送至网络而无需另外的附接过程。
在C状态1540中，因为移动通信RRC连接处于空闲状态，所以UE在C状态1540中执行RRC-空闲-状态操作，例如，寻呼监视、TAU等。如果在C状态1540中需要TAU，则UE转变到B状态1530，执行TAU以及然后返回到C状态1540。同时，在C状态1540中，ECM连接处于已连接状态。因此，MME保存由NAS协议所支持的UE语境。在C状态1540中，如果D2D功能关闭，则UE释放ECM连接和D2D RRC连接两者并且转变到D状态1550。
E状态1560被用于D2D独立模式，以用于PPDR或紧急呼叫。在D2D独立模式中，UE可以进行D2D通信而无需移动通信网络的控制、准入或认证。例如，仅特定的D2D UE，例如，注册到救援中心的UE可以从独立模式的UE接收D2D信号。如果在D状态1550或C状态1540中需要独立模式的D2D通信，则UE转变到E状态1560。如果在E状态1560中关闭D2D功能，则UE转变到D状态1550。
如果在D状态1560中需要独立模式的D2D通信，则UE转变到E状态1560，通过经由独立的初始化过程访问预设宽带频率来将D2D RRC连接切换到已连接状态而无需宽带移动通信系统的初始化过程，以及针对D2D通信执行独立的操作。在本公开的另一个实施例中，UE可以在C状态1540中从网络接收关于D2D独立模式操作的命令，并且转变到E状态1560。即，当在C状态1540中，在诸如PPDR的特定情形的情况下UE确定ECM连接不再需要维持或UE从宽带移动通信网络(具体地，MME)接收到用于D2D独立模式的准入时，UE可以释放ECM连接并且转变到E状态1560。
在E状态1560中，UE已经被去激活并且ECM/RRC连接已经被释放。因此资源未被分配给控制平面上的ECM连接并且资源未被分配给用户平面上除了S5承载之外的剩余的承载。然而，在E状态1560中，UE可以正常地使用D2D功能。对于D2D通信，UE使用预先从网络所接收的或在UE中所存储的安全信息和/或D2D用户语境。
如果在E状态1560中由于UE的D2D安全密钥到期或生成要被发送至网络的更新的收费信息而需要D2D状态更新时，UE转变到C状态1540，在将D2D RRC连接维持在已连接状态的同时将ECM连接激活为已连接状态，以及执行必要的操作，即，经由ECM连接进行的D2D状态更新。当在C状态1540中完成了D2D状态更新之后，UE返回到E状态1560。如果eNB被配置为通过D2D调度分配用于UE的D2D发现的资源，则UE可以从E状态1560转变到C状态1540，从eNB接收用于D2D发现的资源调度，以及当调度完成时，返回到E状态1560。
如果在A状态1520中需要D2D初始化，在A状态1520中用于宽带移动通信的ECM连接和RRC连接处于已连接状态，则UE转变到B状态1530，将D2D RRC连接切换到已连接状态，被分配了用于D2D通信的无线资源以及执行D2D初始化过程。因为在A状态1520中，ECM连接已经处于已连接状态，所以不需要用于与ECM状态转变到B状态1530有关的新的过程。即，仍然维持用于宽带移动通信的S1承载。
B状态1530指的是下述状态：在该状态中，UE采用宽带移动系统完成了D2D初始化过程并且注册到网络，以及服务使用被激活。UE可以在B状态1530中向网络发送控制消息和数据，并且向通信方UE发送D2D控制消息和D2D数据。在B状态1530中，UE具有针对D2D通信和宽带移动通信所分配的无线资源，并且还具有S1接口。因此，当需要时UE可以与MME进行通信。
如果在B状态1530中在D2D通信期间，满足诸如不存在用于移动通信的上行链路/下行链路通信量达到预定的时间段的去激活条件，则UE转变到C状态1540。在C状态1540中，移动通信RRC连接处于空闲状态。如果由于TAU计时器的到期需要TAU，则UE转变到B状态1530并且执行TAU。当完成TAU过程时，UE返回到C状态1540。当在C状态1540中从网络寻呼或生成上行链路数据时，UE转变到B状态1530。
如果在C状态1540中由于D2D功能的关闭而发生UE不活动或ECM/RRC连接被释放，则UE转变到D状态1550。
如果在B状态1530、C状态1540或E状态1560中，UE确定不使用移动通信和D2D通信中的任一个，则UE从网络解附并且转变到D状态1550。如果在A状态1520或D状态1550中，在D2D初始化过程中网络出于特定的原因拒绝D2D附接，则UE转变到之前的A状态1520或D状态1550。
图16是示出根据本公开的第三实施例的UE的状态转变操作的流程图。图16示出了与EMM-已注册状态中的D2D通信有关的示例性状态转变流程。
参考图16，在操作1605中，UE在通过ECM-空闲、RRC-空闲以及D2D RRC-空闲所限定的D状态中进行操作。在操作1610中，UE确定是否需要D2D初始化。在本公开的实施例中，当由用户运行针对D2D通信的应用时，UE可以确定执行D2D初始化。如果不需要D2D初始化，则在操作1605中UE停留在D状态中。另一方面，如果在D状态中需要D2D初始化，则在操作1615中，通过将D2D RRC连接切换到已连接状态并且通过经由D2D RRC连接将ECM连接切换到已连接状态而同时将RRC连接维持在空闲状态，UE转变到C状态。在C状态中，UE通过D2D RRC连接和ECM连接执行D2D初始化，并且当完成D2D初始化时，UE可以在C状态中通过D2D通信与通信方UE交换信息或数据。
在操作1620中，UE在C状态中确定是否存在通过移动通信要传送的新的通信量。在存在新的通信量的情况下，在操作1625中，UE通过将RRC连接切换到已连接状态转而变到B状态，并且附接至移动通信网络，以用于通过RRC连接和ECM连接发送新的通信量。
在操作1630中，UE确定在B状态中是否感测到D2D解附。如果UE想要完成D2D通信并且执行D2D解附，则在操作1635中，通过将D2D RRC连接切换到空闲状态而同时将ECM/RRC连接维持在已连接状态，UE转变到A状态。
在操作1640中，UE在A状态中确定是否满足诸如不存在上行链路和/或下行链路通信量达到预定时间段的预设去激活条件。如果满足去激活条件，则UE转变到在操作1605中的D状态。
图17示出了根据本公开的第四实施例的协议栈以支持D2D通信。
参考图17，UE 1710包括移动通信RRC层1710d、移动通信NAS层1710c、D2D RRC层1710b、D2D NAS层1710a、PDCP层、RLC层、MAC层以及PHY层。如图17所示，UE 1710包括D2DRRC层1710b和D2D NAS层1710a，其可以独立于移动通信RRC层1710d和移动通信NAS层1710c来进行操作。eNB 1720包括D2D RRC层172a0和移动通信RRC层1720b作为UE 1710的D2D RRC层1710b和移动通信RRC层1710d的相对方。
UE 1710的D2D RRC层1710b与eNB 1720的D2D RRC层1720a和通信方UE 1750的D2DRRC层1750b交换D2D控制信号。UE 1710的移动通信RRC层1710d建立移动通信RRC连接，并且对应于eNB 1720的移动通信RRC层1720b。
对于网络级别的控制，UE 1710包括移动通信NAS层1710c和D2D NAS层1710a。移动通信NAS层1710c向MME 1740的NAS层1740a发送网络级别的控制信号。D2D NAS层1710a通过与D2D控制器1730的D2D NAS层1730a进行通信来对网络级别的D2D控制信号进行处理。虽然D2D控制器1730被示出为与MME 1740分离地配置的实体，但是在本公开的另一个实施例中D2D控制器1730可以被并入MME 1740中。在这种情况下，D2D控制器1730可以共享MME 1740的协议层(例如，S1_AP、SCTP、IP、L2、L1等)。
如上所述，D2D RRC协议从UE 1710延伸至eNB 1720，而D2D NAS协议也从UE 1710延伸至D2D控制器1730(在另一个实施例中为MME 1740)。
当分配针对D2D通信的无线资源时，UE 1710的D2D RRC层1710b置于D2D_RRC-已连接状态。如果D2D通信未被使用或D2D通信不可用，则UE 1710的D2D RRC层1710b置于D2D_RRC-空闲状态。D2D RRC层1710b的D2D_RRC-已连接状态意味着D2D_RRC-启用状态，而D2DRRC层1710b的D2D_RRC-空闲状态意味着D2D_RRC-禁用状态。D2D RRC层1710b的状态独立于移动通信RRC层1710d的状态。
当生成指向网络的D2D控制消息时，UE 1710的D2D NAS层1710a转变到D2D_ECM-已连接状态并且对D2D控制消息进行处理。如果D2D NAS层1710a被去激活，则D2D NAS层1710a转变到D2D_ECM-空闲状态。D2D NAS层1710a的D2D_ECM-已连接状态意味着D2D_ECM-启用状态，而D2D NAS层1710a的D2D_ECM-空闲状态意味着D2D_ECM-禁用状态。D2D NAS层1710a的状态独立于移动通信NAS层1710c的状态。即，在UE 1710中，用于D2D通信和宽带移动通信的RRC和NAS层1710至1710d具有完全地独立的状态和协议。
图18示出了根据本公开的第四实施例针对支持D2D通信的通信系统的网络参考模型。
参考图18，通信系统包括UE 1810和UE 1815、建立无线承载的至少一个eNB 1820、管理UE 1810和UE 1815的移动性的MME 1830、用于控制UE 1810和UE 1815的D2D通信的D2D控制器1870、将UE 1810和UE 1815连接至外部网络的S_GW 1840、将S_GW 1840连接至诸如IMS的IP网络1860的P_GW1850、管理UE 1810和UE 1815的订户简档并且向MME 1830提供订户简档的HSS 1835以及P_GW 1850与IP网络1860之间的PCRF 1855，其生成并且管理用于移动通信服务的PCC规则。
UE 1810和UE 1815是配备有D2D功能的D2D设备。UE 1810和UE 1815还具有用于宽带移动通信的功能，并且可以连接至同一eNB 1820或不同的eNB。eNB 1820管理并且控制在其小区内的无线资源。具体地，eNB 1820控制无线承载、接受无线电请求以及执行诸如动态无线资源管理、负载平衡以及小区间干扰控制的功能。MME 1830是支持UE 1810和UE 1815的移动性的网络实体，其支持诸如切换和寻呼的功能，并且结合HSS 1835执行诸如用于UE1810和UE 1815的认证、安全密钥管理以及漫游的功能。为了执行这些功能，MME 1830可以与UE 1810和UE 1815交换NAS信号。
S_GW 1840将数据分布到由S_GW 1840所管理的eNB 1820并且用作用于eNB之间的切换的锚点。P_GW 1850支持UE 1810和UE 1815与外部网络之间的连通性，并且提供分组过滤功能。此外，P_GW 1850向UE 1810和UE 1815分配IP地址，并且基于与由PCRF 1855所提供的PCC规则针对通信服务对UE 1810和UE 1815进行收费。
D2D控制器1870的功能主要地被分割为提供功能和匹配功能。通过提供功能，D2D控制器1870存储由系统操作者所设置的D2D服务政策、确认用于UE 1810和UE 1815的D2D通信功能、对UE 1810和UE 1815进行授权以及另外地向UE 1810和UE 1815提供收费控制。通过匹配功能，D2D控制器1870支持对于D2D通信可用的另一个UE的发现或搜索想要的信息。D2D控制器1870经由S1接口1875连接至eNB 1820。这被称为S1_D2D接口。
经由D2D RRC连接1827和S1_D2D接口1875在UE 1810和D2D控制器1870之间建立D2D NAS连接。D2D控制器1870使用Sx接口连接至宽带移动通信网络的MME 1830。经由Sx接口，D2D控制器1870可以通过MME 1830从HSS 1835获取关于UE 1810和UE 1815的用户信息和移动性信息。D2D控制器1870可以被配置为物理独立的实体或嵌入另一个网络实体的逻辑实体。
如果UE 1810想要初始化D2D通信，则UE 1810使用两个接口附接至eNB1820。即，对于宽带移动通信，UE 1810经由LET_Uu接口附接至eNB 1820，即，RRC连接1825。对于D2D通信，UE 1810经由D2D接口附接至eNB 1820，即，使用D2D RRC协议1827。D2D接口还可以被用于在UE1810与UE 1815之间建立D2D连接1800。即，D2D接口独立于移动通信接口，并且可以被用于UE之间的D2D通信和指向网络的D2D控制消息的递送。在RRC级别处，网络连接可以不与D2D连接相关，并且D2D无线资源可以独立于移动通信网络而被分配。
eNB 1820经由S1_MME接口连接至MME 1830并且使用S1_MME接口上的S1_AP协议。此外，eNB 1820经由S1_D2D接口1875连接至D2D控制器1870以支持UE 1810和UE 1815的D2D通信。当从UE 1810接收到网络级别的D2D控制消息或当在eNB 1820中生成D2D控制消息时，eNB 1820经由S1_D2D接口1875向D2D控制器1870发送D2D控制消息。以这种方式，eNB 1820使用D2D RRC连接1827独立于移动通信RRC连接1825来支持D2D通信，通过移动通信RRC连接1825，控制针对宽带移动通信的无线资源。
MME 1830经由S6a接口连接至HSS 1835，经由S6a接口从HSS 1835接收支持D2D通信所需要的订户信息和安全信息，以及向D2D控制器1870发送订户信息和安全信息。
图19示出了根据本公开的第四实施例支持D2D通信的UE的状态转变。虽然下面主要给出UE的状态转变的描述，但是将理解UE的状态转变通过UE、eNB以及MME中的通用算法而发生。即，当UE从一个状态转变到另一个状态时，eNB和MME以与UE相同的方式管理UE的状态。D2D RRC层和D2D NAS层具有独立于移动通信RRC和移动通信NAS层的状态的下述状态。
参考图19，EMM-撤销注册状态1910包括：通过D2D_ECM-空闲和D2D RRC-已连接所限定的A状态1920；以及通过D2D_ECM-空闲和D2D RRC-空闲所限定的B状态1930。EMM-已注册状态1940包括：通过D2D_ECM-已连接和D2D RRC-已连接所限定的C状态1950；通过D2D_ECM-空闲和D2D RRC-空闲所限定的D状态1960；以及通过D2D_ECM-空闲和D2D RRC-已连接所限定的E状态1970。
每个层的状态被总结在下面的表4中。
表4
如上所述，对于D2D RRC连接，已连接状态和空闲状态可用。D2D_RRC-已连接状态指的是下述状态：在该状态中D2D注册过程已经完成并且针对D2D通信分配了无线资源。在D2D_RRC-已连接状态中，所有D2D功能可用，诸如UE之间的同步、UE发现、UE之间的数据发送、移动通信的模式改变等。在D2D_RRC-已连接状态中，依赖于ECM连接是处于已连接状态还是处于空闲状态，D2D操作可能独立于网络。D2D_RRC-空闲状态指的是D2D操作不可能的状态。D2D_RRC-空闲状态包括断电或D2D-空闲状态。在D2D_RRC-空闲状态中，针对D2D通信尚未分配无线资源。在D2D_RRC-空闲状态中，UE周期性地监视D2D状态。当产生D2D状态改变时，UE转变到已连接状态并且尝试至网络的状态更新。
已连接状态和空闲状态对于D2D ECM连接可用。D2D_ECM-已连接状态指的是下述状态：在该状态中，资源已经被分配以向网络递送D2D控制消息。在D2D_ECM-已连接状态中，D2D支持通过网络可用的初始化、安全密钥更新、D2D发现信息、收费等。D2D_ECM-空闲状态意味着D2D功能空闲并且网络不保存用于在D2D_ECM-空闲状态中支持D2D功能的语境。
现在，以下将描述用于UE的状态转变。
因为在B状态1930中UE的D2D RRC连接和ECM连接处于空闲，所以在B状态1930中D2D功能未使用或者不可以使用。然而，如果在B状态1930中在特定的情形下激活在其中与到宽带系统的连接无关地使用D2D功能的PPDR模式，则UE在不附接至宽带系统的情况下通过独立的附接过程连接至预设宽带频率，将D2D RRC连接切换到已连接状态，转变到A状态1920以及然后执行独立D2D操作。在A状态1920中，UE可以通过预设机械设置与另一个UE进行D2D通信。如果在A状态1920中满足诸如PPRDR模式关闭、断电、经过预定时间、安全密钥到期等的预定条件，则UE返回到B状态1930。
如果在B状态1930中请求D2D通信，则UE通过D2D初始化过程转变到C状态1950。C状态指的是下述状态：在该状态中，UE完成D2D初始化过程并且注册到网络，以及使用服务已经被激活。UE可以在C状态1950中向网络传送D2D控制消息和D2D数据。C状态1950与宽带移动通信独立地配置。因此，因为在C状态1950中UE具有针对D2D通信所分配的无线资源以及还具有S1接口，所以当需要时UE可以与MME和/或D2D控制器进行通信。
如果在C状态1950中，UE不再需要向网络发送数据，不可能进行网络通信，通过网络确认了独立模式操作或者UE确定需要独立模式操作，则UE将D2D ECM连接切换到空闲状态并且转变到E状态1970。
如果在C状态1950中满足去激活条件(即，未生成D2D通信量达到预定时间段的条件)，则UE释放ECM/RRC连接并且转变到D状态1960。在D状态1960中，资源未被分配给控制平面上的ECM连接并且资源未被分配给用户平面上除了S5承载之外的剩余的承载。如果在D状态1960中UE决定恢复D2D功能，则UE通过D2D初始化过程返回到C状态1950。在本公开的另一个实施例中，D2D控制器存储关于UE的D2D连接有关信息达到预定时间。因此，如果在D2D连接相关的信息被删除之前UE请求D2D初始化，则通过省略现存的D2D初始化过程的一部分、基于预存储的信息，可以在UE与D2D控制器之间执行“快速进入”过程。
如果在D状态1960中请求D2D独立模式，则UE通过在独立的附接过程中访问预设的宽带资源而不连接至宽带系统将D2D RRC连接切换至已连接状态，转变到E状态1970以及执行独立模式D2D操作。在E状态1970中，UE可以通过预设机械设置或从网络所接收的之前的设置与另一个UE进行D2D通信。
在E状态1970中，D2D RRC连接处于已连接状态，而D2D ECM连接处于空闲状态。即，UE可以不与网络交换信息。在E状态1970中，UE使用预先从网络所接收的或在UE中预存储的安全信息和/或D2D用户语境，在独立模式中进行D2D通信。
如果在C状态1950中UE确定不使用D2D网络通信或D2D通信，则UE通过解附转变到B状态1930。如果在C状态1950中，在D2D初始化期间网络出于特定的原因拒绝UE的附接，则UE还转变到B状态1930。
如果在C状态1950中，未进行D2D通信达到预定的时间或UE的D2D功能被关闭，则UE转变到D状态1960。
UE在以下情况下，从D状态1960转变到C状态1950：
-当生成通过D2D通信要传送的新的通信量时；或
-当由于D2D安全密钥到期而需要更新，或由于收费信息的发送需要到网络的状态报告或状态更新。
图20是示出了根据本公开的第四实施例的UE的状态转变操作的流程图。图20示出了与D2D通信有关的示例性状态转变流程。与D2D通信有关的状态转变独立于与移动通信有关的状态的转变而发生。
参考图20，在操作2005中，UE在通过EMM-撤销注册和D2D_ECM/RRC-空闲所限定的B状态中进行操作。在操作2010中，UE确定是否需要D2D初始化。在本公开的一个实施例中，当由用户运行针对D2D通信的应用时，UE可以决定执行D2D初始化。如果不需要D2D初始化，则UE停留在B状态中。另一方面，如果需要D2D初始化，则在操作2015中，UE转变到通过EMM-已注册和D2D ECM/RRC-已连接所限定的C状态并且执行D2D初始化。
在操作2020中，UE确定在C状态中是否需要D2D解附。如果不需要D2D解附，则UE可以维持C状态。另一方面，如果需要D2D解附，则在操作2025中，UE转变到通过EMM-已注册和D2D_ECM/RRC-空闲所限定的D状态。在本公开的另一个实施例中，如果满足去激活条件，即，在C状态中未生成D2D通信量达到预定时间，则UE可以确定转变到D状态。
在操作2030中，UE确定在D状态中是否生成新的通信量以用于通过D2D通信进行发送。当生成新的D2D通信量时，UE返回到操作2015以便转变到C状态。如果与UE有关的D2D用户语境仍然保持在D2D控制器中，则D2D初始化可以通过省略现有D2D初始化过程中的一部分在快速进入过程中被执行。
图21是根据本公开的实施例支持与D2D通信有关的UE的状态转变的网络实体的框图。所示出的结构适用于与UE的状态转变有关的任何网络实体，诸如eNB、MME或D2D控制器。
参考图21，网络实体包括控制器2110、接口单元2120以及存储器2130。接口单元2120支持与相对应的实体(即，UE、eNB、MME等)的通信，从相对应的实体接收控制消息或数据以及向相对应的实体发送控制消息或数据。
控制器2110管理根据前述实施例中的至少一个的UE的状态。如果网络实体是eNB，则当转变事件发生时，诸如UE的上电、D2D附接请求、D2D解附请求、D2D解附拒绝、状态更新请求、通信方UE更新的确认等时，控制器2110切换并且管理UE的层级式状态。如果网络实体是MME，则当接收或发送NAS消息、报告来自eNB的UE事件等时，控制器2110切换并且管理UE的层级式状态。
存储器2130存储控制器2110的操作所需要的数据、参数、UE语境、安全信息等，并且当需要时向控制器2110提供数据、参数、UE语境、安全信息等。另外，存储器2130从控制器2110接收新数据和信息，并且使用新数据和信息更新现有的数据和信息。
虽然参照本公开的特定的示例性实施例示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解在不背离通过所附的权利要求书及其等同物所限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在形式上和细节上进行各种改变。

Claims (15)

1.一种用于执行针对设备到设备D2D通信的状态转变的方法，所述方法包括：
当终端在通过非接入层NAS层处的EPS(增强分组系统)移动性管理EMM-撤销注册和EPS连接管理ECM-空闲/无线资源控制RRC-空闲所限定的第一状态或第二状态中进行操作时，确定是否需要D2D初始化，其中，在所述第一状态中，移动性管理实体MME除了关于用户设备UE的提供信息之外不具有任何信息，在所述第二状态中，移动性管理实体MME保存在之前的网络附接期间被分配给UE的全局唯一临时标识符GUTI和NAS安全语境；
如果需要D2D初始化，则转变到通过EMM-已注册和ECM/RRC-已连接所限定的第三状态并且通过移动通信网络执行D2D初始化；
如果在所述第三状态中满足去激活条件或者完成D2D状态更新，则转变到通过EMM-已注册和ECM/RRC-空闲所限定的第四状态；以及
如果在所述第四状态中需要针对D2D通信的状态更新或者调度，则转变到所述第三状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述终端包括对与移动通信和D2D通信有关的控制消息进行处理的NAS层和RRC层。
3.一种用于执行针对设备到设备D2D通信的状态转变的方法，所述方法包括：
当终端在通过D2D-禁用所限定的第一状态或第二状态中进行操作时，确定是否需要D2D初始化，在D2D-禁用中D2D通信未被使用，其中，在所述第一状态的情况下，D2D-禁用状态包括ECM/RRC-已连接状态，在所述第二状态的情况下，D2D-禁用状态包括ECM/RRC-空闲状态；
如果需要D2D初始化，则转变到通过EPS(增强分组系统)连接管理ECM/无线资源控制RRC-已连接和D2D-启用所限定的第三状态并且通过移动通信网络执行D2D初始化；
如果在所述第三状态中满足去激活条件或者完成D2D状态更新，则转变到通过ECM/RRC-空闲和D2D-启用所限定的第四状态；以及
如果在所述第四状态中需要针对D2D通信的状态更新或者调度，则转变到所述第三状态。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述终端包括：用于移动通信的非接入层NAS层、用于移动通信的RRC层以及被配置为向通信方终端发送与D2D通信有关的控制消息以及从通信方终端接收与D2D通信有关的控制消息的D2D RRC层。
5.根据权利要求3所述的方法，还包括：
如果在所述第三状态中发生D2D解附或者D2D初始化被拒绝，则转变到所述第一状态；以及
如果在所述第三状态中D2D功能被关闭，则转变到所述第二状态。
6.一种用于执行针对设备到设备D2D通信的状态转变的方法，所述方法包括：
当终端在通过EPS(增强分组系统)连接管理ECM-空闲、无线资源控制RRC-空闲以及D2D_RRC-空闲所限定的D状态中进行操作时，确定是否需要D2D初始化；
如果需要D2D初始化，则转变到通过ECM-已连接、D2D_RRC-已连接以及RRC-空闲所限定的C状态并且通过移动通信网络执行D2D初始化；
当在所述C状态中生成通过移动通信要发送的新的通信量时，转变到通过ECM-已连接、D2D_RRC-已连接以及RRC-已连接所限定的B状态；
当在所述B状态中感测到D2D解附时，转变到通过ECM-已连接、RRC-已连接以及D2D_RRC-空闲所限定的A状态；以及
如果在所述A状态中满足针对移动通信的去激活条件，则转变到所述D状态。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述终端包括：用于移动通信的非接入层NAS层、用于移动通信的RRC层以及被配置为向相对应的终端和基站发送与D2D通信有关的控制消息以及从相对应的终端和基站接收与D2D通信有关的控制消息的D2D RRC层。
8.根据权利要求6所述的方法，还包括：
如果在所述B状态或者所述C状态中发生D2D解附或者D2D初始化被拒绝，则转变到所述A状态或者所述D状态；
如果在所述C状态中需要D2D独立模式，则转变到通过ECM-空闲、RRC-空闲以及D2D_RRC-已连接所限定的E状态；以及
如果在所述C状态或者所述E状态中D2D功能被关闭，则转变到所述D状态。
9.一种用于执行针对设备到设备D2D通信的状态转变的方法，所述方法包括：
当终端在通过EPS(增强分组系统)移动性管理EMM-撤销注册和D2D_ECM-空闲/无线资源控制RRC-空闲所限定的B状态中进行操作时，确定是否需要D2D初始化；
如果需要D2D初始化，则转变到通过EMM-已注册和D2D_ECM-已连接/RRC-已连接所限定的C状态并且执行D2D初始化；
如果在所述C状态中需要D2D解附，则转变到通过EMM-已注册和D2D_ECM-空闲/RRC-空闲所限定的D状态；以及
当在所述D状态中生成通过D2D通信要发送的新的通信量时，转变到所述C状态并且再次执行D2D初始化。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述终端包括：用于移动通信的非接入层NAS层、用于移动通信的RRC层、被配置为向相对应的终端和基站发送与D2D通信有关的控制消息以及从相对应的终端和基站接收与D2D通信有关的控制消息的D2D RRC层、以及被配置为向网络的D2D控制器发送与D2D通信有关的控制消息以及从网络的D2D控制器接收与D2D通信有关的控制消息的D2D NAS层。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括：
如果在所述C状态或者所述D状态中需要D2D独立模式，则转变到通过D2D_ECM-空闲和D2D_RRC-已连接所限定的E状态；以及
如果在所述E状态中需要D2D状态更新，则转变到所述C状态。
12.一种用于执行针对设备到设备D2D通信的状态转变的装置，所述装置包括：
处理器，用于执行非接入层NAS层和对与移动通信和D2D通信有关的控制消息进行处理的无线资源控制RRC层的功能；以及
控制器，用于控制所述NAS层和所述RRC层的状态，
其中，所述控制器执行以下操作：
当终端在通过NAS层处的EPS(增强分组系统)移动性管理EMM-撤销注册和EPS连接管理ECM-空闲/RRC-空闲所限定的第一状态或第二状态中进行操作时，确定是否需要D2D初始化，其中，在所述第一状态中，移动性管理实体MME除了关于用户设备UE的提供信息之外不具有任何信息，在所述第二状态中，移动性管理实体MME保存在之前的网络附接期间被分配给UE的全局唯一临时标识符GUTI和NAS安全语境；
如果需要D2D初始化，则转变到通过EMM-已注册和ECM/RRC-已连接所限定的第三状态并且通过移动通信网络执行D2D初始化；
如果在所述第三状态中满足去激活条件或者完成D2D状态更新，则转变到通过EMM-已注册和ECM/RRC-空闲所限定的第四状态；以及
如果在所述第四状态中需要针对D2D通信的状态更新或者调度，则转变到所述第三状态。
13.一种用于执行针对设备到设备D2D通信的状态转变的装置，所述装置包括：
处理器，用于执行对与移动通信和D2D通信有关的控制消息进行处理的非接入层NAS层、对与移动通信有关的控制消息进行处理的第一无线资源控制RRC层以及对与D2D通信有关的控制消息进行处理的第二RRC层的功能；以及
控制器，用于控制所述NAS层和所述RRC层的状态，
其中，所述控制器执行以下操作：
当终端在通过D2D-禁用所限定的第一状态或第二状态中进行操作时，确定是否需要D2D初始化，在D2D-禁用中D2D通信未被使用，其中，在所述第一状态的情况下，D2D-禁用状态包括ECM/RRC-已连接状态，在所述第二状态的情况下，D2D-禁用状态包括ECM/RRC-空闲状态；
如果需要D2D初始化，则转变到通过EPS增强分组系统连接管理ECM/无线资源控制RRC-已连接和D2D-启用所限定的第三状态并且通过移动通信网络执行D2D初始化；
如果在所述第三状态中满足去激活条件或者完成D2D状态更新，则转变到通过ECM/RRC-空闲和D2D-启用所限定的第四状态；以及
如果在所述第四状态中需要针对D2D通信的状态更新或者调度，则转变到所述第三状态。
14.一种用于执行针对设备到设备D2D通信的状态转变的装置，所述装置包括：
处理器，用于执行对与移动通信和D2D通信有关的控制消息进行处理的非接入层NAS层、对与移动通信有关的控制消息进行处理的第一无线资源控制RRC层以及对与D2D通信有关的控制消息进行处理的第二RRC层的功能；以及
控制器，用于控制所述NAS层和所述RRC层的状态，
其中，所述控制器执行以下操作：
当终端在通过EPS(增强分组系统)连接管理ECM-空闲、无线资源控制RRC-空闲以及D2D_RRC-空闲所限定的D状态中进行操作时，确定是否需要D2D初始化；
如果需要D2D初始化，则转变到通过ECM-已连接、D2D_RRC-已连接以及RRC-空闲所限定的C状态并且通过移动通信网络执行D2D初始化；
当在所述C状态中生成通过移动通信要发送的新的通信量时，转变到通过ECM-已连接、D2D_RRC-已连接以及RRC-已连接所限定的B状态；
当在所述B状态中感测到D2D解附时，转变到通过ECM-已连接、RRC-已连接以及D2D_RRC-空闲所限定的A状态；以及
如果在所述A状态中满足针对移动通信的去激活条件，则转变到所述D状态。
15.一种用于执行针对设备到设备D2D通信的状态转变的装置，所述装置包括：
处理器，用于执行对与移动通信有关的控制消息进行处理的第一非接入层NAS层、对与D2D通信有关的控制消息进行处理的第二NAS层、对与移动通信有关的控制消息进行处理的第一无线资源控制RRC层以及对与D2D通信有关的控制消息进行处理的第二RRC层的功能；以及
控制器，用于控制所述NAS层和所述RRC层的状态，
其中，所述控制器执行以下操作：
当终端在通过EPS(增强分组系统)移动性管理EMM-撤销注册和D2D_ECM-空闲/无线资源控制RRC-空闲所限定的B状态中进行操作时，确定是否需要D2D初始化；
如果需要D2D初始化，则转变到通过EMM-已注册和D2D_ECM-已连接/RRC-已连接所限定的C状态并且执行D2D初始化；
如果在所述C状态中需要D2D解附，则转变到通过EMM-已注册和D2D_ECM-空闲/RRC-空闲所限定的D状态；以及
当在所述D状态中生成通过D2D通信要发送的新的通信量时，转变到所述C状态并且再次执行D2D初始化。
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