CN106131961A - 移动通信装置及邻近服务的使用者装置对网络转送的方法 - Google Patents

移动通信装置及邻近服务的使用者装置对网络转送的方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种移动通信装置及邻近服务的使用者装置对网络转送的方法，移动通信装置位于服务网络的信号范围内以作为邻近服务的使用者装置对网络转送的中继站使用者装置。无线收发器执行与服务网络及远端使用者装置之间的无线传输与接收，远端使用者装置位于服务网络的信号范围外。控制器于通过无线收发器从远端使用者装置接收转送探寻信息时，通过无线收发器传送装置对装置同步信号至远端使用者装置，以及于通过无线收发器从远端使用者装置接收直接通信请求信息时，通过无线收发器向服务网络要求远端使用者装置所需的无线资源配置。有效降低中继站使用者装置因传送装置对装置同步信号所消耗的电力，并且有效提升长期演进网络的无线资源使用效率。

Description

移动通信装置及邻近服务的使用者装置对网络转送的方法
技术领域
本申请案主要关于无线通信技术，特别有关于一种在邻近服务(Proximity-basedService，ProSe)通信中进行转送(relay)的移动通信装置及邻近服务的使用者装置对网络转送的方法。
背景技术
近年来，由于大众对普适(ubiquitous)运算与网络通信的需求大幅增长，于是各种无线技术纷纷问世，包括：全球移动通信系统(Global System for Mobilecommunications，GSM)技术、通用分组无线服务(General Packet Radio Service，GPRS)技术、全球增强型数据传输(Enhanced Data rates for Global Evolution，EDGE)技术、宽频码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)技术、码分多址-2000(CodeDivision Multiple Access 2000，CDMA-2000)技术、时分同步码分多址(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA)技术、全球互通微波接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX)技术、长期演进(LongTerm Evolution，LTE)技术、长期演进强化(LTE-Advanced，LTE-A)技术、以及时分长期演进(Time-Division LTE，TD-LTE)技术等。通过使用上述无线技术之一，移动通信装置(或可称之为使用者装置(User Equipment，UE))可无线地连接至服务网络，以随时随地取得包括邻近服务在内的移动服务，而邻近服务是当前移动服务在社交型应用的发展趋势中其一具代表性的服务。
以长期演进技术为例，邻近服务始于第12版的第三代合作伙伴计划(3rdGeneration Partnership Project，3GPP)组织所制订的规格标准书中被提出。邻近服务让使用者装置得以探寻附近的其他使用者装置，探寻的方式可通过长期演进网络的协助、或直接由使用者装置直接相互进行。而除了探寻的功能之外，支援邻近服务的使用者装置还可作为一中继站(relay)，在其附近的两个使用者装置之间、或在长期演进网络与另一使用者装置之间扮演转送的角色，使该两者能够进行邻近服务的通信。然而，根据第三代合作伙伴计划组织所制订的规格标准书23.713，中继站使用者装置必须在连接上长期演进网络时就请求邻近服务通信所需的无线资源，并且必须持续地传送装置对装置同步信号(Device-to-Device(D2D)Synchronization Signal，D2DSS)，让不在长期演进网络的信号范围内的其他使用者装置(或可称之为远端(remote)使用者装置)能够通过中继站使用者装置对长期演进网络传送数据。如此一来，中继站使用者装置将无可避免地因为持续传送装置对装置同步信号而大量消耗电力。此外，由于不一定会有远端使用者装置要通过中继站使用者装置进行邻近服务的通信，因此，中继站使用者装置在一连上长期演进网络时所要求配置的无线资源将可能长时间处于闲置的状态，而造成长期演进网络的无线资源使用效率低下。
发明内容
本申请提供一种移动通信装置及邻近服务的使用者装置对网络转送的方法，以解决现有技术中使用者装置因传送装置对装置同步信号而大量消耗电力、及无线资源使用效率低下的技术问题。
本申请案的一实施例提供了一种移动通信装置，位于一服务网络的信号范围内以作为邻近服务的使用者装置对网络转送(UE-to-network relay)的一中继站使用者装置。上述移动通信装置包括一无线收发器、以及一控制器。上述无线收发器用以执行与上述服务网络及一远端使用者装置之间的无线传输与接收，其中上述远端使用者装置位于上述服务网络的信号范围外。上述控制器用以于通过上述无线收发器从上述远端使用者装置接收一转送探寻信息时，通过上述无线收发器传送一装置对装置同步信号至上述远端使用者装置，以及于通过上述无线收发器从上述远端使用者装置接收一直接通信请求信息时，通过上述无线收发器向上述服务网络要求上述远端使用者装置所需的无线资源配置。
本申请案的另一实施例提供了一种邻近服务的使用者装置对网络转送的方法，适用于位于一服务网络的信号范围内的一中继站使用者装置，该方法包括以下步骤：于接收来自一远端使用者装置的一转送探寻信息时，传送一装置对装置同步信号至上述远端使用者装置，其中上述远端使用者装置位于上述服务网络的信号范围外；以及于接收来自上述远端使用者装置的一直接通信请求信息时，向上述服务网络要求上述远端使用者装置所需的无线资源配置。
本申请案的又一实施例提供了一种移动通信装置，位于一服务网络的信号范围外以作为邻近服务的使用者装置对网络转送的一远端使用者装置。上述移动通信装置包括一无线收发器、以及一控制器。上述无线收发器用以执行与一服务网络及一或多个中继站使用者装置之间的无线传输与接收，其中上述中继站使用者装置位于上述服务网络的信号范围内。上述控制器用以于通过上述无线收发器传送一转送探寻信息至上述中继站使用者装置时，通过上述无线收发器接收来自上述中继站使用者装置的一个或多个装置对装置同步信号，根据上述装置对装置同步信号选择上述中继站使用者装置之一，以及通过上述无线收发器传送一直接通信请求信息至上述中继站使用者装置之一，以与上述中继站使用者装置之一建立一连线用于邻近服务的使用者装置对网络转送。
本申请案的再一实施例提供了一种邻近服务的使用者装置对网络转送的方法，适用于位于一服务网络的信号范围外的一远端使用者装置，该方法包括以下步骤：于传送一转送探寻信息至一个或多个中继站使用者装置后，接收来自上述中继站使用者装置的一个或多个装置对装置同步信号，其中上述中继站使用者装置位于上述服务网络的信号范围内；根据上述装置对装置同步信号选择上述中继站使用者装置之一；以及传送一直接通信请求信息至上述中继站使用者装置之一，以与上述中继站使用者装置之一建立一连线用于邻近服务的使用者装置对网络转送。
基于上述公开的技术方案，所实现的技术效果为：
中继站使用者装置仅需在有限的时间区间内传送装置对装置同步信号，且只有在收到远端使用者装置所传送的直接通信请求信息时才会向服务网络要求无线资源。因此，有效降低了中继站使用者装置因传送装置对装置同步信号所消耗的电力，并且有效提升了长期演进网络的无线资源使用效率。
关于本申请案其他附加的特征与优点，本领域技术人员在不脱离本申请案的精神和范围内，当可根据本案实施方法中所公开的移动通信装置以及邻近服务的使用者装置对网络转送的方法做些许的变动与润饰而得到。
附图说明
图1为根据本申请案一实施例所述的无线通信环境的示意图。
图2为根据本申请案一实施例所述的移动通信装置的示意图。
图3为根据本申请案一实施例所述邻近服务的使用者装置对网络转送的信息序列图。
图4为根据图3的实施例所述模式A探寻的信息序列图。
图5为根据图3的实施例所述模式B探寻的信息序列图。
图6为根据图3的实施例所述一对一通信连线建立的信息序列图。
附图标记说明：
100 无线通信环境；
110～130 移动通信装置；
140 服务网络；
141 接入网络；
142 核心网络；
10 无线收发器；
11 射频装置；
12 基频处理装置；
13 天线；
20 控制器；
30 储存装置；
40 显示装置；
50 输入装置；
S310～S340、S610～S650 步骤。
具体实施方式
本章节所叙述的是实施本申请案的最佳方式，目的在于说明本申请案的精神而非用以限定本申请案的保护范围，应理解下列实施例可经由软件、硬体、韧体、或上述任意组合来实现。文中述及的第三代合作伙伴计划所制订的规格标准书仅用以协助表达本申请案的精神，而非用以限制本申请案的保护范围。
图1为根据本申请案一实施例所述的无线通信环境的示意图。无线通信环境100包括三个移动通信装置110～130、以及服务网络140，其中移动通信装置110、120位于服务网络140的信号范围内(图中以截线的椭圆标示)，并无线地连接至服务网络140以取得包括邻近服务在内的移动服务，而移动通信装置130则位于服务网络140的信号范围外，但由于其与移动通信装置110、120相近，因此在移动通信装置110、120的无线通信范围内(图中以虚线的圆形标示)。移动通信装置110～130皆为支援邻近服务的使用者装置，其中移动通信装置110、120因为在服务网络140的服务可及范围内，所以可作为中继站使用者装置，而移动通信装置130因为不在服务网络140的服务可及范围内，所以可作为远端使用者装置。也就是说，移动通信装置110、120可作为中继站，实现移动通信装置130与服务网络140之间的邻近服务通信。每个移动通信装置110～130可为功能型手机、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、或任何移动通信装置，只要其可支援服务网络140所使用的无线技术。
服务网络140为支援邻近服务的网络，例如：长期演进网络、长期演进强化网络、或时分长期演进网络。明确来说，服务网络140包括接入网络141与核心网络142，其中接入网络141用以处理无线电信号、支援终端无线电协定、以及连接移动通信装置110、120与核心网络142，而核心网络142用以执行移动管理、网络端的验证、与公众网络(例如：网际网络)的介接、以及提供邻近服务。接入网络141与核心网络142可各自包括一个或多个网络节点用以执行上述功能。举例来说，接入网络141可为演进式通用陆地无线电接入网络(EvolvedUniversal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)，其包括至少一演进式基地台(evolve Node B，eNB)，例如：家用型演进式基地台、广域(macro)基地台、微型(pico)基地台；而核心网络142可为演进封包核心(Evolved Packet Core，EPC)，其包括了：归属签约用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)、移动管理实体(Mobility Management Entity，MME)、服务网关(Serving Gateway，S-GW)、分组数据网络网关(Packet Data NetworkGateway，PDN-GW/P-GW)、安全用户平面定位(Secure User Plane Location，SUPL)平台(SUPL Location Platform，SLP)、邻近服务功能节点、以及邻近服务应用伺服器等。
虽未绘示，核心网络142可进一步连接至公共安全领域方面的接入层(AccessStratum，AS)，例如：因应大型天灾或断电等紧急事故的应变中心或信息收集中心。
图2为根据本申请案一实施例所述的移动通信装置的示意图。本实施例所述移动通信装置可指移动通信装置110～130的任一者。移动通信装置包括无线收发器10、控制器20、储存装置30、显示装置40、以及输入装置50。无线收发器10为用以执行与服务网络140及其他相邻的移动通信装置之间的无线传输与接收。无线收发器10可包括射频(RadioFrequency，RF)装置11、基频处理装置12、以及天线13。基频处理装置12为用以执行基频信号处理、及控制射频装置11与用户识别卡(未绘示)之间的通信。基频处理装置12可进一步包括多个硬体元件以执行基频信号处理，包括模拟数字转换(analog-to-digitalconversion，ADC)/数字模拟转换(digital-to-analog conversion，DAC)、增益(gain)调整、调变与解调变、以及编码/解码等。射频装置11可自天线13接收射频无线信号，并将射频无线信号转换为基频信号以交由基频处理装置12进一步处理，或自基频处理装置12接收基频信号，并将基频信号转换为射频无线信号以通过天线13进行传送。射频装置11亦可包括多个硬体装置以执行上述射频转换，举例来说，射频装置11可包括一混频器(mixer)以将基频信号乘上无线技术所使用的射频中的一震荡载波，其中该射频可为长期演进系统/长期演进强化系统/分时长期演进系统所使用的900兆赫、2100兆赫、或2.6吉赫(GHz)，或其他无线技术所使用的开放频段(如：2.4吉赫)或管制执照频段，端视所使用的无线技术而定。
控制器20可为通用处理器、微处理器(Micro-Control Unit，MCU)、或应用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)等，用以控制无线收发器10执行与服务网络140及其他相邻的移动通信装置之间的无线通信、从储存装置30中读取或写入数据、传送画面(包括：文字、图像、影像)数据到显示装置40、以及从输入装置50接收输入信号。特别是，控制器20通过控制无线收发器10、储存装置30、显示装置40、以及输入装置50的运作，以执行邻近服务的使用者装置对网络转送的方法。
在一实施例，控制器20亦可整合到基频处理装置12中作为其基频处理器。
储存装置30可为存储器(例如：快闪存储器(Flash memory)、或非挥发性随机存取存储器(Non-Volatile Random Access Memory，NVRAM)等)、磁性储存装置(例如：磁带或硬盘)、光学储存装置(例如：只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM))、或上述的任意组合，用以储存应用和/或通信协定的程序程序码或指令集等。
显示装置40可为液晶显示器(Liquid-Crystal Display，LCD)、发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)显示器、或电子纸显示器(Electronic Paper Display，EPD)等，用以提供显示功能。或者，显示装置40可进一步包括一个或多个触控感应器，用以侦测物件(如：手指或触控笔)的接近/接触。
输入装置50可包括一好人或多个按钮、键盘、鼠标、触摸板、视频镜头、麦克风、以及/或喇叭等，用以作为人机界面与使用者互动。
当可理解的是，图2所示的元件仅用以提供一对其进行说明范例，并非用以限制本申请案的范围。
图3为根据本申请案一实施例所述邻近服务的使用者装置对网络转送的信息序列图。首先，移动通信装置110、120分别与服务网络140建立连线，但不要求邻近服务的使用者装置对网络转送所需的无线资源，也不传送装置对装置同步信号(步骤S310)。明确来说，移动通信装置110、120通过连线建立程序向服务网络140告知其可作为中继站使用者装置。连线建立程序可包括：连网(attach)程序、和/或封包数据网络(Packet Data Network，PDN)连线的建立。
接着，移动通信装置130执行转送探寻程序以探寻在其附近的中继站使用者装置(步骤S320)。明确来说，移动通信装置130先广播转送探寻信息，而移动通信装置110、120在接收到转送探寻信息时，则开始在一预定时间区间内周期性地传送装置对装置同步信号。举例说明，移动通信装置110、120可分别启动一防护计时器以计数该预定时间区间，然后如果在防护计时器届期之前未接收到来自移动通信装置130的直接通信请求(DirectCommunication Request)信息，则停止传送装置对装置同步信号。
在一实施例，步骤S320所述转送探寻程序可为模式A的探寻，如图4所示，移动通信装置130所广播的转送探寻信息为一探寻宣告(Discovery Announcement)信息，移动通信装置110、120在接收到探寻宣告信息时无需做出任何回复，而只是开始传送装置对装置同步信号并启动防护计时器。
在另一实施例，步骤S320所述转送探寻程序可为模式B的探寻，如图5所示，移动通信装置130所广播的转送探寻信息为一探寻请求(Discovery Solicitation)信息，移动通信装置110、120在接收到探寻请求信息时分别向移动通信装置130回复一探寻回应(Discovery Response)信息。在图5中，移动通信装置110、120在传送探寻回应信息之前，各自开始传送装置对装置同步信号并启动防护计时器。然而，在其他实施例，移动通信装置110、120亦可在传送探寻回应信息之后，再各自开始传送装置对装置同步信号并启动防护计时器。值得注意的是，在模式B的探寻中，移动通信装置110、120在接收到探寻请求信息时，可各自决定是否要作为移动通信装置130的中继站，若是，才会传送装置对装置同步信号及探寻回应信息。
回到图3，接续步骤S320，移动通信装置130针对接收到的装置对装置同步信号进行量测其接收信号强度或品质，并从移动通信装置110、120中选择具有最佳的接收信号强度或品质之一(步骤S330)。明确来说，接收信号强度或品质可指装置对装置同步信号的接收信号强度指标(Received Signal Strength Indication，RSSI)、信噪比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)、相邻频道干扰(Adjacent Channel Interference，ACI)、封包错误率(Packet Error Rate，PER)、或误码率(Bit Error Rate，BER)。
步骤S330之后，移动通信装置130与所选的移动通信装置110、120之一建立一对一通信的连线(步骤S340)。在此实施例，根据移动通信装置130的量测结果，移动通信装置110所传送的装置对装置同步信号具有最佳的接收信号强度或品质，所以移动通信装置130在步骤S330所选择的是移动通信装置110。
之后，一旦移动通信装置110、130之间的一对一通信连线建立完成，移动通信装置110便可开始扮演移动通信装置130与服务网络140之间的中继站，用以转送单播流量(unicast traffic)。
图6为根据图3的实施例所述一对一通信连线建立的信息序列图。移动通信装置130传送直接通信请求信息至移动通信装置110(步骤S610)。在接收到直接通信请求信息时，移动通信装置110向服务网络140请求移动通信装置130所需的无线资源配置。明确来说，移动通信装置110传送调度请求(Scheduling Request，SR)信息、或缓冲区状态回报(Buffer Status Report，BSR)信息至接入网络141(步骤S620)，并从接入网络141接收上行准许(Uplink Grant)信息，其中上行准许信息包括无线资源配置的设定(步骤S630)。接着，移动通信装置110、130执行验证并建立安全连结(步骤S640)。明确来说，移动通信装置110先向移动通信装置130发起相互验证，然后指出要在PC5介面(根据第三代合作伙伴计划组织所制订的规格标准书23.703在4.3.2节所定义，存在使用者装置间的特定介面)上建立第二层安全炼结。之后，移动通信装置110可选择性地将步骤S630中所收到的无线资源配置的设定通过一信息传送至移动通信装置130(步骤S650)。然而，若是移动通信装置110、130决定要通过开放频段进行通信，则可省略步骤S650。在一实施例，步骤S650所述信息可为无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)重设请求(RRC Reconfiguration Request)信息。
根据前述图3的实施例，当可理解的是，本申请案针对邻近服务的使用者装置对网络转送实现了显著的改进，特别是，在本申请案中，中继站使用者装置仅需在有限的时间区间内传送装置对装置同步信号，且只有在收到远端使用者装置所传送的直接通信请求信息时才会向服务网络要求无线资源。因此，有效降低了中继站使用者装置因传送装置对装置同步信号所消耗的电力，并且有效提升了长期演进网络的无线资源使用效率。
关于邻近服务的使用者装置对网络转送，在图3的实施例中未详加叙述的其他细部操作，由于其不在本申请案的探讨范畴内，故省略不提，然相关的叙述可参考第三代合作伙伴计划组织所制订的规格标准书23.713与36.843。
本申请案虽以各种实施例公开如上，然而其仅为范例参考而非用以限定本申请案的范围，任何本领域技术人员在不脱离本申请案的精神和范围内，当可做些许的变动与润饰。因此，上述实施例并非用以限定本申请案的范围，本申请案的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (14)

1.一种移动通信装置，位于一服务网络的信号范围内以作为邻近服务的使用者装置对网络转送的一中继站使用者装置，其特征在于，该移动通信装置包括：
一无线收发器，用以执行与上述服务网络及一远端使用者装置之间的无线传输与接收，其中上述远端使用者装置位于上述服务网络的信号范围外；以及
一控制器，用以于通过上述无线收发器从上述远端使用者装置接收一转送探寻信息时，通过上述无线收发器传送一装置对装置同步信号至上述远端使用者装置，以及于通过上述无线收发器从上述远端使用者装置接收一直接通信请求信息时，通过上述无线收发器向上述服务网络要求上述远端使用者装置所需的无线资源配置。
2.如权利要求1所述的移动通信装置，其特征在于，上述控制器还用以于接收上述转送探寻信息之前，通过上述无线收发器与上述服务网络建立一连线但不要求任何无线资源。
3.如权利要求1所述的移动通信装置，其特征在于，上述控制器还用以于接收上述转送探寻信息之前，不传送上述装置对装置同步信号。
4.如权利要求1所述的移动通信装置，其特征在于，上述控制器还用以于接收上述转送探寻信息之后的一预定时间区间内周期性地传送上述装置对装置同步信号，以及于上述预定时间区间内未接收到上述直接通信请求信息时，停止传送上述装置对装置同步信号。
5.如权利要求1所述的移动通信装置，其特征在于，上述控制器还用以于接收上述转送探寻信息时，在传送上述装置对装置同步信号之前或之后通过上述无线收发器传送一转送探索回应信息至上述远端使用者装置。
6.一种邻近服务的使用者装置对网络转送的方法，适用于位于一服务网络的信号范围内的一中继站使用者装置，其特征在于，该方法包括：
于接收来自一远端使用者装置的一转送探寻信息时，传送一装置对装置同步信号至上述远端使用者装置，其中上述远端使用者装置位于上述服务网络的信号范围外；以及
于接收来自上述远端使用者装置的一直接通信请求信息时，向上述服务网络要求上述远端使用者装置所需的无线资源配置。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
于接收上述转送探寻信息之前，与上述服务网络建立一连线但不要求任何无线资源。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
于接收上述转送探寻信息之前，不传送上述装置对装置同步信号。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
于接收上述转送探寻信息之后的一预定时间区间内周期性地传送上述装置对装置同步信号；以及
于上述预定时间区间内未接收到上述直接通信请求信息时，停止传送上述装置对装置同步信号。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
于接收上述转送探寻信息时，在传送上述装置对装置同步信号之前或之后传送一转送探索回应信息至上述远端使用者装置。
11.一种移动通信装置，位于一服务网络的信号范围外以作为邻近服务的使用者装置对网络转送的一远端使用者装置，其特征在于，该移动通信装置包括：
一无线收发器，用以执行与上述服务网络及一个或多个中继站使用者装置之间的无线传输与接收，其中上述中继站使用者装置位于上述服务网络的信号范围内；以及
一控制器，用以于通过上述无线收发器传送一转送探寻信息至上述中继站使用者装置后，通过上述无线收发器接收来自上述中继站使用者装置的一个或多个装置对装置同步信号，根据上述装置对装置同步信号选择上述中继站使用者装置之一，以及通过上述无线收发器传送一直接通信请求信息至上述中继站使用者装置之一，以与上述中继站使用者装置之一建立一连线用于邻近服务的使用者装置对网络转送。
12.如权利要求11所述的移动通信装置，其特征在于，上述控制器还用以量测上述装置对装置同步信号的一个或多个接收信号强度或品质，且上述中继站使用者装置之一所传送的上述装置对装置同步信号具有最佳的接收信号强度或品质。
13.一种邻近服务的使用者装置对网络转送的方法，适用于位于一服务网络的信号范围外的一远端使用者装置，其特征在于，该方法包括：
于传送一转送探寻信息至一个或多个中继站使用者装置后，接收来自上述中继站使用者装置之一或多个装置对装置同步信号，其中上述中继站使用者装置位于上述服务网络的信号范围内；
根据上述装置对装置同步信号选择上述中继站使用者装置之一；以及
传送一直接通信请求信息至上述中继站使用者装置之一，以与上述中继站使用者装置之一建立一连线用于邻近服务的使用者装置对网络转送。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：
量测上述装置对装置同步信号的一个或多个接收信号强度或品质；
其中上述中继站使用者装置之一所传送的上述装置对装置同步信号具有最佳的接收信号强度或品质。
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