CN107113587A - 无线控制设备、终端设备以及通信方法 - Google Patents

Abstract

在能够执行终端‑终端通信的通信系统中，基站设备生成第一终端设备用于搜索第二终端设备所需的控制信息，并向第一终端设备发送生成的控制信息，在该终端‑终端通信中，在没有基站设备介入的情况下，能够在第一终端设备和第二终端设备之间直接进行无线通信，第一终端设备处于能够与基站设备进行蜂窝通信的状态，第二终端设备不处于能够与基站设备进行蜂窝通信的状态。

Description

无线控制设备、终端设备以及通信方法

技术领域

本发明涉及无线控制设备、终端设备以及通信方法，更具体地，本发明涉及在无线通信系统中用于终端设备之间进行直接通信的无线控制设备、终端设备以及通信方法。

背景技术

在E-UTRAN(演进的通用陆地无线接入网络)中，最近进行了关于设备-设备通信(下文称为D2D通信)的讨论，这是一种在没有基站设备介入的情况下允许多个终端设备(用户设备：下文称为“UE”)进行直接通信的技术。

例如，利用在蜂窝通信(如LTE)的上行链路中使用的无线资源中的一些执行D2D通信。能够应用D2D通信的终端设备之间的距离据说为几百米。在3GPP(第三代合作伙伴项目)版本12中，已经提出了使终端设备检测位于附近的终端的方法以及向未指定的终端设备广播数据的方法(例如，见非专利文献1或2)。引证列表

非专利文献

非专利文献1：3GPP TR 23.703Ver.0.4.1,"study on architectureenhancements to support Proximity Services(ProSe)",2013年1月.

非专利文献2：3GPP TR36.843Ver.12.0.1,"study on LTE Device to DeviceProximity Services",2014年3月.

发明内容

技术问题

在使用上述的D2D通信技术时，不在基站设备控制下的终端设备(下文称为区域外终端)可以通过在基站设备控制下的终端设备(下文称为中继终端)连接到无线网络。但是，在传统技术中，不存在可以使在基站设备控制下的终端设备知晓区域外终端的存在的方式。

本发明是考虑了上述问题而做出的，并且本发明在于提供一种能够将不在基站设备控制下的区域外终端有效地连接到无线网络的无线控制设备和通信方法。问题的解决方案

根据本发明的一方面，提供了一种用于控制终端-终端通信的无线控制设备，在终端-终端通信中，无线通信是在没有预先确定的基站设备介入的情况下在第一终端设备和第二终端设备之间直接地进行，所述第一终端设备处于能够与预先确定的基站设备进行无线通信的状态，所述第二终端设备不处于能够与预先确定的基站设备进行无线通信的状态，该无线控制设备包括用于生成第一终端设备搜索第二终端设备所需的控制信息的控制装置，以及用于向第一终端设备发送由控制装置生成的控制信息的通信装置。第一终端设备可以是中继终端，并且第二终端设备可以是区域外终端。

根据这个方面，无线控制设备向第一终端设备通知搜索第二终端设备所需的控制信息以及指示第一终端设备进行搜索，从而通过第一终端设备将不在基站设备控制下的第二终端设备有效地连接到无线网络。应注意的是，无线控制设备包括例如E-UTRAN，并且意指包括基站设备或其主机设备在内的概念。

控制装置可以生成包括发送设置信息和等待设置信息其中之一的信息来作为控制信息，发送设置信息用于从第一终端设备向第二终端设备发送搜索信号，第一终端设备使用的等待设置信息等待来自第二终端设备的搜索信号。另外，控制装置可以包括搜索信号发送周期和关于发送设置信息中的搜索信号发送的时间期限的计时器，或者可以包括待等待的无线资源信息和关于等待设置信息中的等待时间期限的计时器。根据这个方面，第一终端设备能够有效地搜索第二终端设备。

通信装置可以通过广播信号向第一终端设备发送控制信息。通信装置可以向第一终端设备发送包括关于访问类型的信息的控制信息，并且为了使已经从通信装置接收到信号的终端设备判定是否开始搜索第二终端设备，控制装置可以将访问类型设置为给予允许执行搜索第二终端设备的操作的终端设备的访问类型。根据这个方面，基站设备可以有效地指定中继终端设备。

通信装置除了可以向基站设备的小区内所有的第一终端设备发送控制信息以外，还可以向与基站设备的小区相邻的小区和/或第二相邻的小区内的终端设备发送控制信息。当第一终端设备与第二终端设备之间的终端-终端通信的通信链路的信号质量和第一终端设备和基站设备之间的通信链路的信号质量的其中之一不大于预设的阈值时，或当终端-终端通信异常结束时，则通信装置可以发送控制信息。通信装置可以向应当成为新的中继终端的终端设备发送控制信息，以对来自第一终端设备的终端变更请求进行应答。根据这个方面，基站设备可以在必要的时刻通知控制信息并有效地搜索第二终端设备。

根据本发明的另一方面，提供了一种执行终端-终端通信的终端设备，在终端-终端通信中，在没有第一基站设备介入的情况下，以直接地执行该终端设备与中继终端设备的无线通信，该中继终端设备处于能够与第一基站设备进行无线通信的状态，并且该终端设备可以与能够通过有线网络与第一基站设备通信的第二基站设备进行无线通信，该终端设备包括通信装置和控制装置，通信装置用于从第二基站设备接收由第一基站设备通知给第二基站设备搜索信息以用于搜索中继终端设备，控制装置用于使用通信装置接收的搜索信息对搜索中继终端设备执行控制。通信装置可以接收包括搜索信号发送周期、与搜索信号的发送时间期限相关的发送时间期限计时器、待等待的无线资源信息以及与等待时间期限相关的等待时间期限计时器在内的搜索信息作为搜索信息，并且控制装置可以根据搜索信号发送周期和发送时间期限计时器来控制发送搜索信号，且可以根据无线资源信息和等待时间期限计时器来控制等待对搜索信号的应答信号。如果第二基站设备处于不能够通过有线网络执行与第一基站设备的通信的状态，则仅仅在满足以下两种情况中的一种或两种时，即提前允许与中继终端设备进行终端-终端通信的情况和不存在合适的连接目标小区的情况，控制装置可以控制向中继终端设备发送搜索信号。根据这个方面，即使作为区域外终端的第二终端设备也可以尽可能地搜索中继终端设备。结果就是，可以有效地搜索终端-终端设备中的两个终端设备。

根据本发明的另一方面，提供了一种通信系统中的通信方法，该通信系统包括第一终端设备、第二终端设备以及无线控制设备，第一终端设备处于能够执行与基站设备的无线通信的状态，第二终端设备不处于能够执行与基站设备的无线通信的状态，无线控制设备构造为控制终端-终端通信，在终端-终端通信中，在没有基站设备介入的情况下，可以在第一终端设备和第二终端设备之间直接进行无线通信。无线控制设备生成第一终端设备搜索第二终端设备所需的控制信息，并且向第一终端设备发送所生成的控制信息。第一终端设备接收来自无线控制设备发送的控制信息，并根据控制信息搜索第二终端设备。第二终端设备对从第一终端设备接收到的控制信息进行应答。在此，如果在等待周期内接收到来自第二终端设备的应答，则第一终端设备与第二终端设备进行终端-终端通信。

应注意的是，作为本发明的一方面，本发明的上述组成要素的任意组合或在装置、系统、计算机程序等之间转换的表现形式也是有效的。

发明的有益效果

根据本发明，能够提供一种能够将不在基站设备控制下的区域外终端有效地连接到无线网络的无线控制设备和通信方法。

本发明的其它特征和优点通过以下结合附图的描述将变得显而易见，在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部分。

附图说明

并入说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。

图1为示出了根据本发明的实施例的无线通信系统的配置示例的框图。

图2为图1中示出的第一终端设备的配置示例的框图。

图3为图1中示出的基站设备的配置示例的框图。

图4为示出根据示例1的无线通信系统的配置示例的框图。

图5为示出根据示例1的无线通信系统的操作示例的序列图。

图6为示出根据示例2的无线通信系统的配置示例的框图。

图7为示出根据示例2的无线通信系统的操作示例的序列图。

图8为示出根据示例3的无线通信系统的配置示例的框图。

图9为示出根据示例3的无线通信系统的操作示例的序列图。

图10为示出根据示例4的无线通信系统的操作示例的序列图。

图11为示出在存在不同频带的网络的情况下的无线通信系统的配置示例的框图。

图12为示出在存在不同频带的网络的情况下的无线通信系统的配置的另一示例的框图。

具体实施方式

(本发明的概要)

在对本发明的示例进行解释之前，将首先对本发明的概要进行描述。本发明提供了一种利用D2D通信技术通过在基站设备控制下的终端设备将不在基站设备控制下的区域外终端有效地连接到无线网络的方法，在D2D通信技术中，终端设备直接执行无线通信。根据本发明的无线控制设备生成关于操作使在基站设备控制下的终端设备搜索不在基站设备控制下的终端设备的控制信息，并向在基站设备控制下的终端设备发送所生成的控制信息。控制信息包括例如使在基站设备控制下的终端设备发送搜索信号的情况或使在基站设备控制下的终端设备等待来自不在基站设备控制下的终端设备的搜索信号的情况。因此，当在基站设备控制下的终端设备用作中继终端时，不在基站设备控制下的区域外终端能够通过中继终端连接到无线网络。

在传统技术中，无法使在基站设备控制下的终端设备知晓区域外终端的存在。另外，区域外终端不能知晓用于在基站设备通信范围内所使用的D2D通信的资源信息，并且不能知晓能够连接到无线网络的中继终端的存在。出于这个原因，基站设备或终端设备仅仅可以通过低效且错误的方法(例如，随机发送搜索信号)提供对区域外终端的无线访问。

本发明解决了上述问题。通过从无线网络侧使得在基站设备控制下的终端装置搜索区域外终端，可以将不在基站设备控制下的区域外终端有效地连接到无线网络。

(无线通信系统的配置示例)

图1为示出根据本发明实施例的无线通信系统的配置示例的框图。无线通信系统100包括第一终端设备10、第二终端设备20以及基站设备(E-UTRAN)30。应注意的是，为方便描述，以蜂窝通信为示例进行说明。但是，本发明并不局限于此，并且本领域技术人员可以很容易地理解本发明也可以应用于通过无线LAN系统进行的通信或诸如红外通信的短程无线通信。

无线通信系统100包括第一终端设备10、第二终端设备20以及基站设备(E-UTRAN)30，第一终端设备10处于能够与基站设备30进行无线通信的状态，第二终端设备20不处于能够与基站设备30进行无线通信的状态，基站设备30控制D2D通信，在D2D通信中，第一终端设备10和第二终端设备20在没有基站设备30介入的情况下直接进行无线通信。基站设备30生成用于第一终端设备10搜索第二终端设备20所需的控制信息，并向第一终端设备10发送所生成的控制信息。第一终端设备10接收来自基站设备30发送的控制信息，并根据该控制信息搜索第二终端设备20。第二终端设备20对从第一终端设备10接收的控制信息进行应答。如果在等待周期内第一终端设备10接收到来自第二终端设备20的应答，则第一终端设备10与第二终端设备进行D2D通信。

更具体地，第一终端设备10是在基站设备30的控制下并且处于终端设备能够与基站设备30进行蜂窝通信的状态。另一方面，第二终端设备20不在基站设备30的控制下。出于这个原因，第二终端设备20不处于终端设备能够与基站设备30进行蜂窝通信的状态，并且因此不能连接到无线网络。因此，本实施例提供了一种利用在基站设备控制下的作为中继终端的第一终端设备10搜索不在基站设备30控制下的作为区域外终端的第二终端设备20的方法。通过该搜索，在第一终端设备10和第二终端设备20之间直接进行没有基站设备30介入的D2D通信，从而通过第一终端设备10使第二终端设备20连接到无线网络。在下文中为描述方便，第一终端设备10也将称为中继终端，第二终端设备20也将称为区域外终端，第一终端设备10和第二终端设备20之间的D2D通信也将称为中继通信。

(终端设备的配置示例)

图2为图1中示出的用作第一终端设备10和第二终端设备20的终端设备的配置示例的框图。终端设备包括通信单元12、控制单元14、存储单元16以及用户界面(user IF)18。

通信单元12包括蜂窝通信单元122和设备-设备通信单元124。蜂窝通信单元122与基站设备30进行无线通信。设备-设备通信单元124使用由基站设备分配的用于D2D通信的无线资源，在没有基站设备30介入的情况下直接与作为D2D通信伙伴的终端设备进行通信。这些通信过程可以使用已知的调制/解调技术或天线技术来完成。

存储单元16可以存储从基站设备30或作为D2D通信伙伴的终端设备发送来的数据，或者可以存储通过用户界面18获取且应当发送给基站设备30或作为D2D通信伙伴的终端设备的数据。用户界面18可以包括屏幕界面、诸如操作按钮或构造为从用户接收输入的触摸面板的输入界面以及诸如相机的图像捕捉装置。

控制单元14由诸如CPU形成，且通常利用从蜂窝通信单元122或设备-设备通信单元124接收的信息或存储在存储单元16中的信息来控制这些单元。

在终端设备和基站设备之间存在两种类型的连接状态，即在RRC(无线资源控制)中用于控制无线网络的连接状态(RRC连接状态)以及空闲状态(RRC空闲状态)。

RRC空闲状态表示一种无线资源不是由基站设备管理的状态。在这种状态中，仅仅有限的功能(例如监控寻呼信道、接收ETWS(地震和海啸预警系统)信息、测试周边小区的广播质量、小区筛选/重选以及系统信息采集)是可用的以使功耗最小化。

RRC连接状态表示一种无线资源由基站设备管理并且终端设备能够发送/接收数据的状态。不仅能够执行RRC空闲状态中的这些处理，而且能够执行诸如数据发送/接收和信息(如对基站设备的CQI(信道质量指示))反馈到基站设备的功能。在接收到寻呼信号时，则进行从RRC空闲状态到RRC连接状态的状态转换。

例如，在接收到寻呼信号的基础上，第一终端设备10从基站设备30接收关于搜索区域外终端的操作的控制信息。控制信息包括例如发送搜索信号以用于搜索区域外终端的情况或者等待来自于区域外终端发送的搜索信号的情况。更具体地，控制信息可以包括以下各条信息的任意组合。

.搜索信号发送/等待周期

.搜索信号发送/等待时长(计时器的值)

.搜索信号发送/等待资源位置

.搜索信号发送/等待频带

如果从基站设备30接收到控制信息，控制单元14则开始等待中继通信的连接并使用由控制信息指定的资源执行搜索信号的发送/等待。如果指定了搜索信号发送/等待周期和搜索信号发送/等待持续时长，则在预定的时间内周期性地执行搜索信号的发送/等待。如果在等待周期内从第二终端设备20接收到对于搜索信号的应答，则第一终端设备10进行连接操作以与第二终端设备20进行D2D通信。如果用于通过D2D链路与找到的区域外终端的中继通信的连接操作完成，则控制单元14向基站设备30执行所找到的区域外终端的位置登记程序。

在终端设备用作中继终端时，控制单元14从基站设备30向D2D通信伙伴的区域外终端转播广播消息或控制消息。因此，即使不处于能够与基站设备30进行蜂窝通信状态的区域外终端也能够间接地从基站设备30接收广播消息或控制消息。如果蜂窝通信单元122从基站设备30处间接地接收了包括用于D2D通信的无线资源信息在内的控制消息，则控制单元14使用所分配的无线资源通过设备-设备通信单元124与该通信伙伴的终端设备进行D2D通信。

另外，控制单元14使用由蜂窝通信单元122所接收的无线信号测量基站设备30和外围的基站设备的每个小区的下行链路的无线质量。例如，在LTE(长期演进)系统中，测量参考信号的RSRP(参考信号接收功率)和/或RSRQ(参考信号接收质量)来作为无线质量。控制单元14根据需要通过测量报告向基站设备30报告包括每个小区的标识符(ID)和所测量的无线质量的无线质量信息。

在一些情况下，在进行D2D通信时，作为区域外终端设备的第二终端设备20可以与能够通过有线网络与第一基站设备30进行通信的第二基站设备进行通信，以在没有第一基站设备30介入的情况下与中继终端设备直接进行无线通信，该中继终端设备处于终端设备能够与第一基站设备30进行无线通信的状态。应注意的是，有线网络包括诸如因特网的公共网络以及诸如X2接口或S1接口的逻辑定义连接信道。

在这种情况下，通信单元12从第二基站设备接收由第一基站设备30通知给第二基站设备的搜索信息以搜索中继终端设备10。通信单元12可以接收包括搜索信号发送周期、与搜索信号发送的时间期限相关的发送时间期限计时器、要等待的无线资源信息以及与等待时间相关的等待时间期限计时器在内的搜索信息作为该搜索信息。

控制单元14利用由通信单元12接收的搜索信息对搜索中继终端设备10进行控制。控制单元14也可以根据搜索信号发送周期和发送时间期限计时器来控制发送搜索信号并且根据无线资源信息和等待时间期限计时器来控制接收对于搜索信号的应答信号。

另一方面，与上述情况相反，如果第二终端设备处于其不能够通过有线网络与第一基站设备30通信的状态，仅仅在满足以下两种情况中的一种或两种时，即提前允许与中继终端设备10的D2D通信的情况和找不到合适的连接目标小区的情况下，则控制单元14可以控制向中继终端设备10发送搜索信号。

(基站设备的配置示例)

图3为图1中示出的基站设备30的配置示例的框图。基站设备30包括通信单元32、控制单元34以及存储单元36。

通信单元32包括无线通信单元322和网络通信单元324。无线通信单元322使用预设的蜂窝法与属于本地站点的通信区域内的终端设备进行无线蜂窝通信，同时控制单元34使用存储在存储单元36中的信息。网络通信单元324通过X2接口等与另外相邻的或第二相邻的基站设备进行基站间通信，或者通过S1接口与主设备进行通信。

通信单元32也向第一终端设备10发送由控制单元34生成的控制信息。该发送可以由广播信号来完成。另外，通信单元32可以向第一终端设备10发送包括关于访问类型的信息在内的控制信息。通信单元32除了向位于基站设备30的小区内的所有第一终端设备10发送控制信息以外，通信单元32还可以向位于基站设备30小区的相邻小区或第二相邻小区内的终端设备发送控制信息。当第一终端设备10和第二终端设备20之间的D2D通信的通信链路的信号质量或第一终端设备10和基站设备30之间的通信链路的信号质量小于或等于预设的阈值时，或者当D2D通信非正常结束时，则通信单元32可以发送控制信息。备选地，作为对来自第一终端设备10的终端变更请求的应答，通信单元32可以向应当是新的中继终端的终端设备发送控制信息。

作为对由能够执行D2D通信的终端设备发送的D2D无线资源分配请求的应答，控制单元34将蜂窝通信的无线资源中的一些分配为D2D无线资源，并且向请求资源的终端设备发送包括关于所分配的D2D无线资源的信息(D2D资源池信息)在内的控制信息。

控制单元34也会生成第一终端设备10用于搜索第二终端设备20所需的控制信息。将包括用于从第一终端设备10向第二终端设备20发送搜索信号的发送设置信息或者第一终端设备10使用的用于等待来自第二终端设备20的搜索信号的等待设置信息在内的信息作为控制信息。发送设置信息可以包括搜索信号发送周期和与搜索信号发送时间期限相关的计时器。备选地，等待设置信息可以包括待等待的无线资源信息和关于等待时间期限的计时器。

为了使已经从通信单元32接收了信号的第一终端设备10判定是否开始搜索第二终端设备20，控制单元34可以将被允许搜索第二终端设备20操作的终端设备的访问等级设置为访问等级(下文也称为“访问等级”)。在下文中将描述访问等级的细节。

控制单元34也会向在本地站点控制下的终端设备发送寻呼信号，以指示终端设备搜索不在本地站点控制下的区域外终端。另外，控制单元34生成关于搜索区域外终端的操作的控制信息，并且单独地或通过广播通知给终端设备。

接下来将会根据下文解释的每个示例或其修改对具有上述配置的无线通信系统的操作进行描述。应注意的是，对这些示例和修改进行区分仅仅是为了描述方便并且没有排斥关系。也就是说，本领域技术人员能够很容易地理解，可以通过将示例和修改的元素的任意组合而构成不同的示例。应注意的是，在每个示例或每个修改中，已经描述的部件或操作使用相同的附图标记，从而简化了解释。这适用于整篇说明书。

(示例1)

在示例1中，将会描述一种方法，该方法通过基站设备使中继终端发送用于搜索区域外终端的搜索信号，以搜索在基站设备不能预见的状态下的能够与中继终端通信的不可预料地新出现的区域外终端。

图4为示出根据示例1的第一无线通信系统110的配置示例的框图。基站设备30不能够直接知晓不在本地站点控制下的第二终端设备20的存在。另外，不在基站设备30控制下的第二终端设备20不能知晓在基站设备30控制下的第一终端设备10的D2D资源池信息。因此，在示例1中，在第二终端设备20突然作为区域外终端出现时，第一终端设备10应用作为中继终端，第一终端设备10被明确指示用于搜索区域外终端(寻呼处理)并且同时单独地或通过广播向第一终端设备10通知关于搜索区域外终端的搜索信号发送的控制信息。备选地，基站设备30可以通知一段用于执行搜索区域外终端的时间和搜索执行时间，而不是明确指示搜索区域外终端。

图5为示出根据示例1的无线通信系统的操作示例的序列图。应注意的是，将会在下文描述图5中的步骤S1a的寻呼处理和第二终端设备20中区域外终端的处理的细节。这也适用于根据下文中描述的其他示例的操作顺序。

在从基站设备30处接收寻呼信号(步骤S1a)的基础上，能够作为中继终端运行的第一终端设备10从基站设备30接收控制信息并执行中继终端设定规程以在终端中进行中继通信(步骤S1b)。例如，来自基站设备30的控制信息可以包括以下信息的任意组合。

(与搜索信号发送相关的控制信息(发送设置信息))

.搜索信号发送周期

.搜索信号发送时长(计时器值)

.搜索信号发送资源位置

.搜索信号发送频带

.搜索信号发送功率

应注意的是，可以由频率偏移值、频率指数以及时间指向指数明确地指定绝对位置作为搜索信号发送资源位置，或者可以指定时间-频率指向中资源的模式作为搜索信号发送资源位置。

在通信区域以外的第二终端设备20开始等待来自中继终端的搜索信号(步骤S1c)。第一终端设备10根据接收到的控制信息开始中继等待(步骤S1d)，并且周期性地向区域外终端发送搜索信号(步骤S1e)。在接收到搜索信号时，第二终端设备20就会向第一终端设备10发送对于搜索信号的应答并且通过D2D进行中继通信的连接过程(步骤S1f)。如果完成中继通信的连接，第一终端设备10则执行第二终端设备20相对于主设备的位置登记程序(步骤S1g)。

如上所述，根据示例1，基站设备30指示中继终端发送搜索信号，从而通过中继终端将新出现的区域外终端有效地连接到无线网络。另外，这还可以通过周期性地发送搜索信号以低功率和少量的延迟来实现。

(示例2)

在实施例2中，将会描述一种通过基站设备使中继终端等待由区域外终端发送的搜索信号以搜索新出现的区域外终端的方法。

图6为示出根据示例2的第二无线通信系统120的配置示例的框图。基站设备30不能直接知晓不在本地站点控制下的第二终端设备20的存在。另外，不在基站设备30控制下的第二终端设备20不能知晓在基站设备30控制下的第一终端设备10的D2D资源池信息。因此，在示例2中，在第二终端设备20作为新的区域外终端出现时，第二终端设备20应当用作中继终端，明确指示第二终端设备20搜索区域外终端(寻呼处理)以及同时单独地或通过广播向第二终端设备20通知与等待来自区域外终端的搜索信号的操作相关的控制信息。备选地，基站设备30可以通知搜索区域外终端的周期和搜索进行时间，而不是明确地指示搜索区域外终端。

图7为示出根据示例2的无线通信系统的操作示例的序列图。应注意的是，和示例1一样，将在下文中描述步骤S2a的寻呼处理和第二终端设备20中的区域外终端的处理的细节。

参照图7，第一终端设备10能够作为中继终端从基站设备30接收寻呼信号(步骤S2a)。基于接收了寻呼信号，第一终端设备10从基站设备30接收控制信息并执行中继终端设定规程以在终端内进行中继通信(S2b)。在此，来自基站设备30的控制信息可以包括例如以下信息的任意组合。

(关于搜索信号等待的控制信息(等待设置信息))

.搜索信号等待周期

.搜索信号等待时长(计时器值)

.搜索信号等待资源位置

.搜索信号等待频带

应注意的是，可以通过频率偏移值、频率指数以及时间指向指数明确地指定绝对位置作为搜索信号等待资源位置，或者可以指定时间-频率指向中资源的模式作为搜索信号等待资源位置。

在通信区域以外的第二终端设备20在预设的时间内周期性地发送搜索信号(步骤S2c)。第一终端设备10根据所接收到的控制信息开始中继等待(步骤S2d)，并且在预设的时间内等待来自区域外终端的搜索信号。在接收到搜索信号时，第一终端设备10就会通过D2D相对于第二终端设备20进行中继通信的连接处理(步骤S2e)。如果完成了中继通信的连接，第一终端设备10则执行第二终端设备20对主设备位置登记程序(步骤S2f)。

如上所述，根据示例2，基站设备指示中继终端等待搜索信号，从而通过中继终端将新出现的区域外终端有效地连接到无线网络。另外，这可以通过周期性地等待搜索信号以低功率和少量的延迟来实现。

(示例3)

在示例3中，假设了一种状态，在该状态中，在进行示例1和示例2中的中继通信的过程中，正进行中继通信的区域外终端移动并且中断与中继终端的中继通信。

图8为示出根据示例3的第三无线通信系统130的配置示例的框图。假设在一种情况下，第二终端设备20处于其能够通过用作中继终端的第一终端设备10A连接到无线网络的状态，并且与第二终端设备20一起移动(相对于第一终端设备10A)，断开与第一终端设备10A的中继通信。同时，需要为第二终端设备20设置新的中继终端。

基于来自中继终端的质量报告，在检测到第二终端设备20和第一终端设备10A之间的中继通信断开或者在检测到第一终端设备10A和基站设备30之间的蜂窝通信断开时，基站设备30开始在作为区域外终端的第二终端设备20和能够用作新的中继终端的第一终端设备10B之间的连接操作。例如，基站设备30可以基于以下三种条件或其任意组合来判定中继通信的断开。

(1)由D2D进行的中继通信的信号质量等于或小于预设的阈值。

(2)中继终端和基站设备30之间的蜂窝通信的信号质量等于或小于预设的阈值。

(3)由D2D进行的中继通信的会话在留下传输下的数据的同时被中断。

应注意的是，可以使用RSRQ或RSRP值作为(2)中的信号质量。在一个中继终端向多个区域外终端提供中继通信的情况中，对于如果一个中继通信满足这些条件，则基站设备30也可以决定其它中继通信的断开。

图9示出了在基站设备发出中继终端变更指令的情况下的操作示例。应注意的是，步骤S3s的寻呼处理和第二终端设备20中的区域外终端的操作将随后会在说明书的最后作为其它示例进行描述。

参照图9，用作区域外终端的第二终端设备20正通过D2D与用作中继终端的第一终端设备10A进行中继通信(步骤S3a)。在此状态下，在检测到中继通信的通信质量等于或小于预设的阈值(恶化检测)时(步骤3b)，第二终端设备20通过第一终端设备10A向基站设备30报告通信质量信息(步骤S3c)。在通过通信质量信息检测到中继通信恶化时(步骤S3d)，基站设备30通过第一终端设备10A向第二终端设备20发送中继终端变更指令(步骤S3e)。

如示例1或示例2所描述的，基站设备30对在基站控制下且可以用作中继终端的第一终端设备10B进行寻呼过程(步骤S3f)，并且向第一终端设备10B通知与搜索区域外终端的操作相关的控制信息作为中继终端设定规程(步骤S3g)。如示例1或示例2所描述的，第一终端设备10B基于这个通知进行搜索信号的发送或等待过程(步骤S3h)。如果判定应当将中继通信连接目标变更为第一终端设备10B(步骤S3i)，第二终端设备20则对作为新的中继终端的第一终端设备10B执行中继通信设定规程(步骤3j)。应注意的是，应选择能够与区域外终端进行D2D通信且能够与基站设备30进行蜂窝通信的终端作为新的中继终端。在该选择中，终端可以选自于基站设备30中陆续更新的中继终端候选列表，该更新是基于由在基站设备30控制下的终端设备周期性发送的质量报告而进行的，或者终端选自于从区域外终端接收的变化的终端设备候选列表。

如上所述，根据示例3，即使在将正进行中继通信的区域外终端的通信中断的情况下，如果基站设备设置了新的中继终端，则能够连续地将区域外终端连接到无线网络。

(示例4)

在示例4中，假设了一种状态，在该状态中，在如示例1和示例2描述的执行中继通信的过程中，如示例3所述的正进行中继通信的区域外终端移动并且将中继通信中断。示例4与示例3的区别在于：中继终端决定中继终端的切换并向基站设备发送中继终端变更请求。因此，将会省略对与示例3中相同的点的描述，并对区别点进行解释。

图10示出了在向基站设备发送中继终端变更请求的情况中的操作示例。应注意的是，如示例1等，步骤S4i的寻呼处理和第二终端设备20中的区域外终端的处理将会在下文进行描述。

参照图10，预先对能够用作中继终端的第一终端设备10A通知中继终端切换判定条件(步骤S4a)。切换判定条件例如可以是示例3中描述的条件(1)至条件(3)中的其中一个条件或者由这些条件的任意组合确定的条件。应注意的是，在用作中继终端的第一终端设备10A为多个区域外终端提供中继通信的情况中，如果对于其中一个中继通信满足切换判定条件，则也能够判定其它中继通信的断开。

用作区域外终端的第二终端设备20通过D2D与用作中继终端的第一终端设备10A进行中继通信(步骤S4b)。在此状态下，在检测到中继通信的通信质量等于或小于预设的阈值时(步骤S4c)，第二终端设备20向第一终端设备10A通知通信质量信息(步骤S4d)。第一终端设备10A基于该通信质量信息和在步骤S2a中通知的中继终端切换判定条件判定切换中继终端的必要性(步骤S4e)。当在步骤S2e中判定有必要切换中继终端时，第一终端设备10A向基站设备30发送中继终端变更请求(步骤S4f)并也向第二终端设备20发送中继终端变更指令(步骤S4g)。

在通过来自第一终端设备10A的中继终端变更请求检测到中继通信的恶化时(步骤S4h)，如示例1或示例2所述，基站设备30对在基站控制下并可用作中继终端的第一终端设备10B进行寻呼处理(步骤4i)，并且向第一终端设备10B通知与搜索区域外终端的操作相关控制信息作为中继终端设定规程(步骤S2j)。如示例1或示例2所描述的，第一终端设备10B基于该通知进行搜索信号的发送或等待过程(步骤S4k)。如果判定应该将中继通信连接目标变更为第一终端设备10B(步骤S4l)，第二终端设备20则对作为新的中继终端的第一终端设备10B执行中继通信设定规程(步骤S4m)。

如上所述，根据示例4，即使在将正进行中继通信的区域外终端的通信中断的情况下，如果基站设备设置了新的中继终端以作为对来自中继终端的变更请求的应答，则能够连续地将区域外终端连接到无线网络。

(变形例)

作为上述实施例的变形例，可以列举A-1至A-3、B-1和B-2。

(A)寻呼处理

根据中继终端的状态，在上述示例中描述的由基站设备30对中继终端进行的寻呼处理可以是下文将描述的A-1至A-3。

[A-1：如果中继终端处于RRC连接状态]

基站设备30对中继终端执行中继终端设定规程，而不进行步骤S1a的寻呼处理。

[A-2：如果对处于RRC空闲状态的终端进行单独寻呼]

在基站设备30或主设备一侧，判定第一终端设备10是否可以用作中继终端。如果第一终端设备10可以作为该目标，则可以对其单独呼叫。对于进行寻呼的中继终端的选择标准，对RSRQ值或RSRP值等于或小于预设的阈值的终端进行寻呼，RSRQ值或RSRP值是由来自终端的测量报告所通知的。备选地，可以预先对设置为中继终端的特定终端进行寻呼。

[A-3：如果对处于RRC空闲状态的终端进行广播寻呼]

基站设备30对位于预设范围内的处于RRC空闲状态的终端进行广播型寻呼。例如，寻呼信号中的访问等级设为与普通用户不同的值。对于能够用作中继终端设备的的终端，可以预先将这个不同的值设为访问等级。因此，通过确认寻呼信号中的访问等级，终端设备自身能够判定其是否应当用作中继终端。也就是说，即使通过广播型寻呼，也可以可靠地将寻呼指令发送给能够作为中继终端设备的终端设备。应注意的是，寻呼目标终端的范围选自小区、小区以及与该小区相邻的小区或第二相邻的小区以及整个系统。如果不能确认区域外终端与中继终端的连接，则可以选择另外的范围并再次进行寻呼。

(B)区域外终端的处理

在每个上述的示例中，对于由区域外终端进行的搜索信号的发送或等待，可以根据区域外终端的网络连接状态来假设以下的情况B-1和情况B-2。

[B-1：如果存在不同频带中的网络]

将参照图11和图12对B-1进行描述。图11为示出了在LTE的基站设备40作为不同频带网络存在的情况下的第四无线通信系统140的配置示例的框图。基站设备30能够通过X2接口或S1接口与相邻的或第二相邻的基站设备40进行通信。图12为示出了在形成诸如或的非LTE网络的基站设备50作为不同频带的网络存在的情况下的第五无线通信系统150的配置示例的框图。在这种情况下，基站设备30能够通过S1接口和公共网络与基站设备50进行通信。

参照图11或图12，不在基站设备30控制下的第二终端设备20经由不同频带中的基站设备40或基站设备50来接收由基站设备30发送的关于搜索信号的发送或等待的控制信息，根据所接收的控制信息进行搜索信号的发送或等待以搜索中继终端，并且在搜索之后开始进行D2D通信。该控制信息与在示例1或示例2中描述的控制信息相同。可以通过诸如网络管理设备的主设备为每个基站设备或每个终端设备管理控制信息，并可以预先将控制信息从主设备或基站设备30通知给基站设备50。

[B-2：如果不存在不同频带的网络]

如示例3或示例4中那样，如果区域外终端正进行中继通信，当满足示例3等描述的条件(1)至(3)时，区域外终端通过正进行中继通信的中继终端从基站设备30处接收关于搜索信号的发送或等待的控制信息，并且给予该控制信息进行搜索信号的发送或等待。该通知的控制信息与示例1或示例2中描述的控制信息相同。

另一方面，如示例1或示例2中那样，如果出现了新的区域外终端，则该区域外终端不能从基站设备30接收任何信号。出于这个原因，区域外终端可以在以下的情况中在预设的时间内发送或等待搜索信号并持续预设的时间，在该情况中，例如公共安全能力比特等设置成区域外终端为允许预先进行D2D通信的终端，并且RRC空闲状态为任意小区选择状态(一种找不到合适的连接目标小区的状态)。应注意的是，预先确定搜索信号发送/等待频带和资源位置。

已经给予示例对本发明进行了描述。本发明不局限于上述的示例以及示例的内容，并且可以在本发明的范围内进行各种改变和实践。示例仅仅只是示例，且可以对组成要素或过程的结合进行各种变形。由于对于本领域技术人员来说是显而易见的，这种变形也并入到本发明中。

本发明并不局限于实施例，且在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对其进行各种改变和变形。因此，为了向公众通报本发明的范围，作出了以下权利要求。

本申请要求于2014年11月14日提交的申请号为No.2014-232178的日本专利的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

Claims (11)

1.一种用于控制终端-终端通信的无线控制设备，在所述终端-终端通信中，在没有预先确定的基站设备介入的情况下，在第一终端设备和第二终端设备之间直接进行无线通信，所述第一终端设备处于能够与预先确定的所述基站设备进行无线通信的状态，所述第二终端设备不处于能够与预先确定的所述基站设备进行无线通信的状态，其特征在于，所述无线控制设备包括：

控制装置，用于生成所述第一终端设备搜索所述第二终端设备所需的控制信息；以及

通信装置，用于向所述第一终端设备发送由所述控制装置生成的所述控制信息。

2.根据权利要求1所述的无线控制设备，其特征在于，所述控制装置生成包括发送设置信息或等待设置信息的其中之一的信息作为所述控制信息，所述发送设置信息用于从所述第一终端设备向所述第二终端设备发送搜索信号，所述第一终端设备使用所述等待设置信息以等待来自于所述第二终端设备的所述搜索信号。

3.根据权利要求2所述的无线控制设备，其特征在于，所述控制装置包括搜索信号的发送周期和关于所述发送设置信息中的搜索信号发送时间期限的计时器，或者包括待等待的无线资源信息和关于所述等待设置信息中的等待时间期限计时器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的无线控制设备，其特征在于，所述通信装置通过广播信号向所述第一终端设备发送所述控制信息。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的无线控制设备，其特征在于，所述通信装置向所述第一终端设备发送包括关于访问类型的信息的所述控制信息；以及

为了使已经从所述通信装置接收到信号的终端设备判定是否开始搜索所述第二终端设备，所述控制装置将允许终端设备执行搜索所述第二终端设备的操作的访问类型设置为所述访问类型。

6.根据权利要求5所述的无线控制设备，其特征在于，所述通信装置除了向位于所述基站设备的小区内所有的所述第一终端设备发送所述控制信息以外，还向与所述基站设备的小区相邻的小区和/或第二相邻的小区内的终端设备发送所述控制信息。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的无线控制设备，其特征在于，当所述第一终端设备与所述第二终端设备之间的所述终端-终端通信的通信链路的信号质量和所述第一终端设备和所述基站设备之间的通信链路的信号质量的其中之一不大于预设的阈值时，或当所述终端-终端通信异常结束时，所述通信装置发送所述控制信息。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的无线控制设备，其特征在于，所述通信装置向应当新成为中继终端的终端设备发送所述控制信息，以对来自所述第一终端设备的终端变更请求进行应答。

9.一种执行终端-终端通信的终端设备，在所述终端-终端通信中，在没有第一基站设备介入的情况下，直接地执行与中继终端设备的无线通信，所述中继终端设备处于能够与所述第一基站设备进行无线通信的状态，并且所述终端设备能够与能通过有线网络与所述第一基站设备通信的第二基站设备进行无线通信，其特征在于，所述终端设备包括：

通信装置，用于从所述第二基站设备接收由所述第一基站设备通知给所述第二基站设备的搜索信息以用于搜索所述中继终端设备；以及

控制装置，用于使用由所述通信装置接收的所述搜索信息对搜索所述中继终端设备进行控制；

其中，所述通信装置接收包括搜索信号的发送周期、关于搜索信号的发送时间期限的发送时间期限计时器、待等待的无线资源信息以及关于等待时间期限的等待时间期限计时器的搜索信息作为所述搜索信息，以及

所述控制装置根据所述发送周期和所述发送时间期限计时器来控制发送所述搜索信号，且根据所述无线资源信息和所述等待时间期限计时器来控制等待对所述搜索信号的应答信号。

10.根据权利要求9所述的终端设备，其特征在于，如果所述第二基站设备处于通过有线网络不能够执行与所述第一基站设备的通信的状态，

则仅仅当满足提前允许与所述中继终端设备进行所述终端-终端通信的情况和不存在合适的连接目标小区的情况中的一种情况或两种情况时，所述控制装置控制向所述中继终端设备发送所述搜索信号。

11.一种通信系统中的通信方法，所述通信系统包括第一终端设备、第二终端设备以及无线控制设备，所述第一终端设备处于能够与基站设备进行无线通信的状态，所述第二终端设备不处于能够与所述基站设备进行无线通信的状态，所述无线控制设备构造成为控制终端-终端通信，在所述终端-终端通信中，在没有所述基站设备介入的情况下，在所述第一终端设备和所述第二终端设备之间直接进行无线通信，其特征在于，所述方法包括：

在所述无线控制设备中，

生成所述第一终端设备用于搜索所述第二终端设备所需的控制信息；以及

向所述第一终端设备发送所生成的所述控制信息；

在所述第一终端设备中，

接收由所述无线控制设备发送的所述控制信息；以及

根据所述控制信息搜索所述第二终端设备；

在所述第二终端设备中，对从所述第一终端设备接收的所述控制信息进行应答；以及

在所述第一终端设备中，如果在等待周期内接收到来自所述第二终端设备的应答，则执行与所述第二终端设备的所述终端-终端通信。