CN107113591A - 丰富的d2d发现内容 - Google Patents

Abstract

本公开涉及传输用于设备到设备D2D通信的发现消息的方法和设备。更具体地，本公开涉及丰富D2D发现消息以包括与发送设备的属性相关的信息。根据第一方面，本公开提出了一种在无线终端10中执行的方法，无线终端10被配置用于无线通信系统中的设备到设备D2D通信，该方法包括：组装S1实现D2D发现的发现消息40，其中所述发现消息40包括与发送无线终端10的一个或多个属性相关的无线电协议栈控制信息42，以及广播S2发现消息40。本公开还涉及接收和使用所述发现消息的方法。

Description

丰富的D2D发现内容

技术领域

本公开涉及传输用于设备到设备D2D通信的发现消息的方法和设备。

背景技术

第三代合作伙伴计划3GPP负责通用移动电信系统UMTS和长期演进LTE的标准化。与LTE相关的3GPP工作也被称为演进通用陆地接入网络E-UTRAN。LTE是用于实现在下行链路和上行链路两者中均可以达到高数据速率的基于分组的高速通信的技术，并被认为是相对于UMTS的下一代移动通信系统。为了支持高数据速率，LTE允许20MHz的系统带宽，或在利用载波聚合时允许高达100Hz的系统带宽。LTE还能够在不同频带中工作，并且可以至少在频分双工FDD和时分双工TDD模式中工作。

设备到设备通信是许多现有无线技术(包括ad hoc和蜂窝网络)的公知且广泛使用的构成部分。近来，设备到设备D2D通信以蜂窝网络为基础，已经被提议作为一种利用通信设备的邻近性并同时允许设备在受控的干扰环境中操作的方法。通常建议例如通过为设备到设备目的预留一些蜂窝上行链路资源，这种设备到设备通信与蜂窝系统共享相同的频谱。为设备到设备的目的分配专用频谱是一种较为不可能的备选，这是因为频谱是稀缺资源，而且在设备到设备服务和蜂窝服务之间进行动态共享更为灵活并且提供更高的频谱效率。

D2D还应当能够在蜂窝和/或D2D被配置为在多个载波上操作的多载波场景中操作。这种载波不一定属于单个运营商，并且不一定进行了协调和同步。

D2D应用包括直接发现和直接通信。在这两种情况下，发射机发送应该至少由预期接收机直接接收的D2D信号。附加的应用包括中继，其中设备将从网络基础设施或一个设备接收的数据中继至另一设备，或反过来。

D2D开辟了通信系统中的进一步可能性。例如，周围的D2D终端可以用作参考设备用于改善目标设备的定位。在这种情况下，可能需要控制信息的附加信令。例如，可能需要在参考设备和目标设备之间发信号通知设备属性。

还有其他场景，其中通信系统中的无线终端了解通信系统中的其他设备的设备属性可能是有用的。例如，如果已知不同的无线电属性，或者M2M设备可以受益于定义设备附近的其他D2D设备的M2M属性的控制信息，则可以优化无线电传输。

发明内容

本公开的目的是提供一种以较小的实现、能量和开销影响，在D2D设备之间分发控制信息的方式。

通过一种在无线终端中执行的方法获得该目的，无线终端被配置用于无线通信系统中的设备到设备D2D通信。该方法包括：组装实现D2D发现的发现消息，其中发现消息包括与无线终端的一个或多个属性相关的无线电协议栈控制信息。该方法还包括广播发现消息。根据一些方面，发现消息包括来自比控制信息所在的层更高的层的有效载荷数据。因此，通过将先前仅用于发现目的的发现消息扩展为附加地包括描述发送设备的属性的较低层控制信息，可以在许多不同方面对操作进行改进。例如，控制信息包括可用于优化频谱使用或计算无线终端的位置的信息。

根据一些方面，定位相关的控制信息是定义无线终端的位置的信息，或能够用于导出无线终端位置的信息是频谱相关的。因此，可以提供使用这种信息改进的定位。

根据一些方面，控制信息与频谱的估计使用相关。通过使用这种信息，可以改善D2D通信。

根据一些方面，本公开涉及一种接收无线终端，被配置用于通信系统中的设备到设备D2D通信。该方法包括：从发送无线终端接收实现D2D发现的发现消息，其中发现消息包括与发送无线终端的一个或多个属性相关的无线电协议栈控制信息；以及将与发送无线终端的属性相关的数据转发给无线通信系统中的另一设备，和/或在与无线通信系统中的一个或多个其他设备进行通信时，使用与发送无线终端的属性相关的数据。

根据一些方面，转发包括在接收无线终端中将发现消息传送至比控制信息所在的层更高的层。在较低层可以看到效果，例如对于传输效率。然而，该信息也可以用于较高层。

根据一些方面，发现消息包括来自比控制信息所在的层更高的层的有效载荷数据。

根据一些方面，该方法还包括：基于所接收的发现消息中包含的控制信息，计算接收无线终端的位置。然后，转发包括转发与所计算的接收无线终端的位置相关的数据。

根据一些方面，方法还包括：执行对由发送无线终端发送的至少一个无线电信号的测量，以及基于所接收的发现消息中包含的控制信息，计算接收无线终端的位置。然后，转发包括转发与所计算的接收无线终端的位置相关的数据。

根据一些方面，方法还包括：基于所接收的发现消息中包含的控制信息，确定发送无线终端能够将数据中继至目的地；以及请求发送无线终端将数据从接收无线终端中继至目的地。

根据一些方面，方法还包括：基于所接收的发现消息中包含的控制信息，选择频域中用于D2D通信的资源。

根据一些方面，本公开涉及一种发送无线终端，被配置用于通信系统中的设备到设备D2D通信。发送无线终端适于组装实现D2D发现的发现消息。发现消息包括与发送无线终端的一个或多个属性相关的无线电协议栈控制信息。发送无线终端还适于广播发现消息。

根据一些方面，本公开涉及一种接收无线终端，被配置用于通信系统中的设备到设备D2D通信，该接收无线终端被配置为：使接收无线终端从发送无线终端接收实现D2D发现的发现消息，其中发现消息包括与发送无线终端的一个或多个属性相关的无线电协议栈控制信息；以及使用无线电电路将与发送无线终端的属性相关的数据转发至通信系统。

根据一些方面，无线终端是用户设备。根据一些方面，无线终端是中继节点。

根据一些方面，本公开涉及一种计算机程序，该计算机程序包括当在无线终端中执行时使无线终端执行以上和以下描述的方法的计算机程序代码。

附图说明

从如附图所示的以下示例实施例的更具体的描述中，以上将变得显而易见，在不同视图中附图中的类似的参考符号指代相同的部件。附图不必按比例绘制，而是侧重于说明示例实施例。

图1a和图1b示意性地示出了包括实现设备到设备通信的无线终端的移动通信网络。

图2a示出了LTE OSI层。

图2b示出了发现消息。

图2c示出了包括控制信息的发现消息。

图3a是示出所提出的技术的信令图。

图3b是示出根据一些示例性实施例由发送无线终端执行的方法步骤的流程图。

图4a至图4c是示出根据一些示例性实施例的接收无线终端执行的方法步骤的流程图。

图5示出了适用于E-UTRAN的UE定位架构。

图6a和图6b示出了利用D2D链路的定位。

图7示出了具有D2D链路和UE-NW中继的UE定位架构。

图8是根据一些示例实施例的发送无线终端的示例节点配置。

图9是根据一些示例实施例的接收无线终端的示例节点配置。

缩写

CP 循环前缀

CRC 循环冗余校验

D2D 设备到设备

D2D ID 设备到设备标识

DMRS 解调参考信号

E-CID 增强小区标识

EPS 演进分组系统

BER 误比特率

L1 层1

L2 层2

LCS 定位服务

MAC 媒体访问控制

M2M 机器到机器

NW 网络

OSI 开放系统互连模型

PDCP 分组数据会聚协议

PDU 协议数据单元

PHY 物理层

PUSCH 物理上行链路共享信道

RLP 无线链路协议

RRC 无线电资源控制

SDU 服务数据单元

PRB 物理资源块

UL 上行链路

DL 下行链路

UE 用户设备

UTDOA 上行到达时间差

3GPP 第3代合作伙伴计划

具体实施方式

以下将参考附图更全面地描述本公开的方面。然而，本文公开的装置和方法可以按多种不同形式来实现，并且不应当被理解为限于本文阐述的方面。贯穿附图，附图中类似的附图标记表示类似的元件。

本文中使用的术语仅用于描述本公开的特定方面的目的，而不是为了限制本公开。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“”意在还包括复数形式，除非上下文明确地给出相反的指示。

在本公开的上下文中，术语“无线终端”或“无线设备”涵盖能够通过发送和/或接收无线信号与另一设备以及可选地与无线网络的接入节点无线通信的任何终端。因此，术语“无线终端”涵盖但不限于：用户设备(例如LTE UE)、移动终端、用于机器对机器通信的固定或移动无线终端、集成或嵌入式无线卡、外部插入无线卡、适配器(dongle)等。在本公开中，术语“用户设备”有时用于例示各种实施例。然而，这不应被解释为限制，原因在于本文所示的概念同样适用于其他无线终端。因此，每当在本公开中引用“用户设备”或“UE”时，应将其理解为涵盖以上定义的任何无线终端。

本公开涉及设备到设备通信。图1a-1b示意性示出了包括能够进行设备到设备通信的无线终端10和20(两个UE)的移动通信网络。在图1a中，被配置用于D2D通信的两个UE：10、20直接(即不通过网络)交换信息。D2D通信由定义小区31的eNodeB 30辅助。

如上所述，图1b示出了广播发现消息40的UE 10。在本公开中，发送发现消息40的无线终端将被称为发送无线终端10，而接收发现消息40的无线终端将被称为接收无线终端20。应注意，在现实中，终端将可以能够既是接收无线终端又是发送无线终端。

本公开提供一种以较小的实现、能量和开销影响在D2D设备10、20之间分发控制信息的方法。这是通过丰富D2D发现消息来实现的。根据当前标准，D2D发现信号包括发送设备的标识信息和相关联应用的标识。该信息典型地包括在层3中。本公开提议在这些消息中包括一种新类型的信息。

在一个示例中，本公开涉及：将控制信息包括在发现消息中，或由无线终端发送的任何其它广播信号中，例如以实现改进的设备之间的距离估计。

在基本实施例中，这种信息由设备的地理坐标组成。其他实施例包括关于广播设备的功率设置(例如发送功率)的信息，以实现基于路径损耗的距离估计。附加实施例包括关于广播设备的能力的信息，以评估其维持中继链路或需要某些能力的其他功能的能力。

附加用例包括感测设备周围的无线电属性并将这些信息传播给邻居设备。

为更好地理解本公开，首先简要介绍D2D发现。

D2D发现

想要通信或者甚至仅仅是想发现彼此的设备通常需要发送各种形式的控制信令。这种控制信令的一个示例是所谓的发现信号，也称为发现信号、发现信标或发现信标信号，其至少携带某种形式的标识(在本公开中被称为D2D ID)。发现信号携带的信息被称为发现消息。

其它设备可以扫描该发现信号。一旦其他设备检测到发现信号，它们就可以采取适当的动作，例如尝试发起与发送发现消息的设备的连接建立。

根据3GPP中的假设，可以将大约200比特发现信息加上24比特CRC的参考发现有效载荷视为指示值。

作为背景信息，将简要讨论开放系统互连模型OSI参考模型，其是通过将通信系统划分为抽象层来表征和标准化通信系统的内部功能的概念模型。可以在图2a的左侧看到OSI模型。

在每个层N，两个实体(例如两个无线终端(对等端))通过层N协议交换协议数据单元PDU。层N服务于其上方的层N+1，并由其下方的层N-1服务。顶部的层被称为较高层，而底部的层被称为较低层。或者不同地表述为，当我们提到比N更高的层中的有效载荷数据时，这指的是＞N的层的PDU中的数据。

服务数据单元SDU是不变地发送给对等端的PDU的有效载荷。因此，SDU是从较高OSI层向下一较低层传递的数据单元，并且较低层将其封装到PDU中。层N-1向该SDU添加首部或尾部或二者，构成层N-1的PDU。层N处的PDU因此成为层N-1处的SDU。

因此，如果在层N提供信息，这意味着信息是在层N处添加的封装中提供的。

在LTE中，较低层定义如下(见图2a)。

层1或物理层(简称PHY)通过空中接口携带来自媒体访问控制MAC传输通道的所有信息。

根据3GPP，层2结构由分组数据会聚协议PDCP/无线链路控制RLC/MAC子层组成。传输信道位于物理层和MAC层之间。MAC复用RLC链路，并经由逻辑信道管理调度和优先级处理服务。

控制平面是网络中携带信令业务并负责路由的一部分。因此，所有层1和层2协议都是控制平面的一部分。在控制平面上，层3的RRC层紧邻层2的PDCP层之上。RRC层也是LTE空中接口控制平面的一部分。因此，无线电协议栈是指针对无线电链路管理的层和子层，包括物理层、层2的PDCP/MAC/PHY子层以和层3的RRC子层。可以说，无线电协议栈是指在eNodeB中终止的所有协议。

现有技术的发现消息将由较高层(例如，应用层)提供的分组直接封装到没有首部的透明MAC和PHY。因此，发现消息的内容不会在L1/2终止。这意味着在层1或层2不能识别与发现消息的内容相关的信息。

除关于诸如发送定时、同步、循环前缀CP、长度和最后一个符号的打孔之类的一些不同假定之外，在层1处的发现消息是以类似于物理上行链路共享信道(PUSCH)的物理格式获得的。支持可能具有一些资源跳频图案的发现消息的盲重发。此外，支持不同的资源分配方法，其中设备竞争用于公共共享资源，并且资源由第三节点(例如eNB)预定义或分配。

使用根据多种可能的分布式和/或集中资源分配方法的预定的传输格式来发送发现消息的有效载荷。

丰富的D2D发现消息

发明人已经意识到，可以通过将无线电协议栈信息添加到在层2之前终止的并仅用于其他目的(即发现)的发现消息来重用发现物理信道。

尽管在本公开的最宽版本中，添加到发现消息的信息可以位于包括RRC在内的无线电协议栈的任何子层或层，为了简化以下讨论使用层1/层2作为代表性实施例。

可以通过向发现消息40的有效载荷数据41前插、追加或交织附加信息(这里称为控制单元或控制信息42)，在层1或层2处提供附加信息。在图2b和图2c中示出该原理。图2b示出了现有技术的发现消息40，其中发现消息的内容不在L1/2处终止。

图2c示出了发现消息40的层2封装。在该示例中，层2包括控制信息42，控制信息42包括与发送该发现消息的无线终端的一个或多个属性相关的信息。因此，提议要在L1/2处包括的内容通常与在较高层处所包括的用于发现的内容不同。

根据本公开的一些方面，控制信息也由或备选地由RRC协议携带，RRC协议也是无线电协议栈的子层。

换言之，在本公开中建议重用已经实现和传输的现有物理信道来执行其他事项(即发现)，以携带用于不同目的的信息。因此，添加的信息将在所有层都可用，并且不需要定义新的信号或信道。添加的带宽非常小。

通过将信息添加到发现消息中，不需要请求信息，原因在于始终以固定间隔发送发现消息。此外，因为不需要信令来得到关于设备属性的信息，因此不会添加任何延迟。设备属性始终即刻可用。不需要设备之间的事先联系。

还可以在物理层处使用设备属性，例如用以滤除与D2D通信不相关的设备。

现在将参考图3a来解释所提出的技术，其示出了两个无线终端(例如图1a或1b中的无线终端10、20)之间的信令。换言之，本公开涉及包括两个无线终端10、20的无线通信系统。无线终端10、20被配置用于设备到设备D2D通信。

根据本公开，无线终端10中的一个将组装S1实现D2D发现的发现消息40。如上所述，发现消息通常由D2D设备以固定间隔发送。根据所提出的技术，发现消息40包括与无线终端10的一个或多个属性相关的无线电协议栈控制信息42。根据一些方面，该信息定义无线终端的物理属性，如硬件属性，支持的无线接入技术等。根据一些方面，该信息还可以定义无线终端的配置(例如M2M配置)。根据另一方面，该信息定义无线终端处经历的条件，例如无线电条件。

在下一步骤中，无线终端广播S2发现消息。因此，现在关于无线终端的信息在通信系统中变得可用。无线终端发送的发现消息不必要全部包括控制信息。控制信息可以是静态的或动态的，可以例如基于设备配置或状态而变化，或备选地由网络控制。可以对内容和格式进行标准化。

然后，将被称为接收无线终端20的另一无线终端20接收S11发现消息。

然后，接收无线终端20可以在与无线通信系统中的一个或多个其他设备通信时，使用S12与发送无线终端10的属性相关的数据。例如，如果控制信息与发送设备的无线电属性相关，则接收机可以用于对接收进行优化。接收设备也可以请求发送设备改变一些发送属性。也可以将该信息转发至较高层。通过在较低层处提供数据，它可用于各种应用和不同类型的功能。

备选地，接收无线终端20转发S13与发送无线终端10的属性相关的数据。根据一些方面，如此转发接收到的数据。备选地，接收设备对属性进行分析并转发结果。一个示例是使用所接收的控制信息来估计接收终端的位置，并然后转发定义位置的数据。

在通信系统中转发与发送无线终端10的属性相关的数据，这意味着可以将其转发给接入点，并进一步转发给核心网和互联网。备选地，直接地或经由例如接入点将与发送无线终端10的属性相关的数据转发给通信网络中的其他终端(例如，D2D终端)。

示例操作

现在将参照图3b来呈现在发送发现消息的无线终端中执行的所提出的方法，其示出了根据一些示例实施例由发送发现消息的无线终端执行的方法步骤。

换言之，本公开提出了一种在被配置用于通信系统中的设备到设备D2D通信的无线终端10中执行的方法。该方法包括组装S1实现D2D发现的发现消息40。然而，想法是将该消息重用于其他不同于发现的目的。

发现消息包括无线电协议栈控制信息42。控制信息42包括与发送该发现消息的无线终端10的一个或多个属性相关的信息。如上所述，发现消息通常还包括比控制信息42更高层中的有效载荷数据41。

因此，根据该提议，可以通过向L1发现消息有效载荷比特前插、追加或交织附加信息来在L1处提供附加信息。根据发射机和接收机二者均已知的规则执行映射，使接收机能够在L1处终止附加信息并将发现有效载荷转发至较高层。可以根据附加信息的长度来调整传输格式。附加信息可以在信道编码之前或之后插入(从发射机的角度来看)。如果在信道编码之后插入，则不同的信道编码器可能潜在地用于附加信息和发现消息。

也可以通过向L2发现消息有效载荷比特前插、追加或交织附加信息(其可以包括在例如MAC信息单元(IE)中)来在L2处提供信息。因此，根据一些方面，控制信息包括在MAC控制单元中。备选地，控制信息42包括在发现消息的首部中。

根据本公开的一些方面，控制信息由RRC协议携带，RRC协议也是无线电协议栈的子层。

根据发射机和接收机二者均已知的规则执行控制信息的映射，使接收机能够在L2处终止附加信息并将发现有效载荷转发至较高层。可以根据附加信息的长度来调整传输格式。可能的是，在存在、不存在附加信息比特和在不同长度的附加信息比特的情况下，也可以使用填充来协调有效载荷长度。

该方法还包括广播S2发现消息的步骤。换言之，发现消息的物理信道被重用于执行除发现之外的其它事项(即，广播设备属性)。

因此，提议从D2D设备发送广播发现消息，携带无线电协议栈信息(例如，包括以下信息的任何子集的至少任何组合的层1控制信息或层2控制信息)：

·位置相关信息。这可以由通过设备中可用的任何定位方法获得的坐标或类似信息组成。在附加示例中，这包括关于用于获得位置相关信息的方法的信息。

·小区标识或同步标识。这可以涉及广播设备正在其上发送的小区(如果有的话)。

·关于设备的硬件和/或软件能力的信息。在一个示例中，这包括直接或间接访问网络基础设施的能力。在一些示例中，这包括将数据(在层1、层2、层3或开放系统互连模型OSI参考模型中的其他协议层处)中继至另一设备和/或网络的能力。在另一示例中，这包括设备中的无线电带宽和/或吞吐量限制。

·关于可达和/或在广播设备的无线电邻域中的设备和/或节点的标识的信息。

·关于设备在某一无线电接口上支持的传输模式的信息。例如，对于D2D接口，可以支持不同的传输模式(模式-1、模式-2、模式-3等)。

·关于要用于使用例如一些控制或数据信道建立与广播设备的控制或数据连接的资源的信息。这种信息可以指向随机接入和/或寻呼资源和相关联的发送/接收参数。信息可以包括带宽、周期性、时间偏移、资源图案等。

·关于设备用于发送广播信号的发送功率的信息。这种功率可以由这种设备使用的任何功率控制方法来确定。关于发送功率的信息可以由接收机用于估计发送设备与接收机设备之间的路径损耗。

·关于发送配置、天线方向性/增益、发送方案、MIMO方案或影响广播信号的接收功率的任何其他参数的信息。当估计发射机和接收机设备之间的路径损耗(例如用于距离估计)时，接收机可以使用这种信息。

·关于接收机的最大支持功率、功率余量(相对于发送广播信号时的最大可用功率)、MIMO能力或可能用于推断与设备的无线电连接的潜在质量的任何其他方面的信息。

·关于发送消息的设备附近的频谱或一般地无线电资源的使用的信息。这种信息可以包括根据一些使用准则使用或占用的无线电资源(时间、频率、空间等)的指示，或者作为备选根据某一使用准则空闲或轻载的无线电资源(时间、频率、空间等)。目的在于传播关于无线电资源的使用的信息，以允许例如认知无线电的应用。

为允许接收机正确解释广播消息的内容，可以使用不同的发送参数和/或内容来发信号通知广播消息的内容的类型。例如，不同的层1参数(频率、时间资源、参考信号序列、加扰初始化序列、CRC加扰序列、无线电资源池等)可以基于在发射机和接收机二者处均已知的一些可配置或预定义的映射而与不同的内容相关联。类似地，一些协议首部(例如在L1或L2处)可以指示消息的内容并且防止接收机处的歧义。

现在将参考图4a描述在接收节点(这里称为接收无线终端20)中实现的相应方法。

应当理解，图4a至4c包括用虚线边框示出的一些操作和用虚线边框示出的一些操作。包括在实线边界中的操作是包括在最宽的示例实施例中的操作。包括在虚边界中的操作是可以包括在除更宽的示例实施例的操作之外可以采取的附加操作中或是除更宽的示例实施例的操作之外可以采取的附加操作的一部分的示例实施例。应当理解，不需要按顺序执行这些操作。此外，应当理解，不需要执行所有操作。可以用任何顺序和以任何组合来执行示例操作。

图4a示出了一种在被配置用于通信系统中的设备到设备D2D通信的接收无线终端20中执行的方法。

该方法包括：步骤S11，从发送无线终端10接收实现D2D发现的发现消息40。如上所述，发现消息40包括与发送无线终端10的一个或多个属性相关的无线电协议栈控制信息42。如上所述，控制信息的映射是根据发射机和接收机二者均已知的规则执行的，使得接收机能够在L2处终止附加信息，并将发现有效载荷转发给较高层。

如以下将进一步描述的，然后在接收无线终端中以不同的方式在接收无线终端20中分析或使用所接收的信息。这在解释不同示例性使用的步骤S12a-S12d中示出。

该方法还包括以下步骤：当与无线通信系统中的一个或多个其他设备进行通信时，使用S12与发送无线终端10的属性相关的数据，和/或向通信系统中的另一设备转发与发送无线终端10的属性相关的数据。使用与属性相关的数据意味着接收无线终端20提取例如改善无线电通信所需的信息。这种信息可以与发送无线终端的位置相关、或与无线电信号的感知质量相关。该信息可以被发送到无线终端中的较高层，并被较高层用于任何目的。

转发数据意味着数据被用于向通信系统提供信息。在一个示例中，提取数据并将其发送给接入点(例如eNodeB)。

在另一实施例中，控制信息中的数据被用于计算数据(例如位置)，该数据然后被转发给通信系统。根据一些方面，转发包括在接收无线终端20中将发现消息40传送S13至比控制信息42所在的层更高的层。然后，可以例如将数据转发给通信系统中的服务器或核心网络节点。

以下部分将介绍使用信息的不同方式。

UE定位

根据一些方面，发现消息中提供的控制信息是定位相关的。定位功能提供了一种基于测量无线电信号来确定UE的地理位置和/或速度的手段。位置信息可以由与UE相关联的客户端(例如，应用)请求并向客户端报告，或者由核心网络内的或附接至核心网络的客户端请求并向客户端报告。

E-UTRAN定位能力的设计包括位置方法、协议和过程。E-UTRAN可以使用一个或多个定位方法来确定UE的位置。

对UE进行定位涉及两个主要步骤：

-信号测量；以及

-基于测量的位置估计和可选速度计算。

可以由UE或eNodeB进行信号测量。针对地面位置方法测量的基本信号通常是E-UTRA无线电传输；然而，其他方法可以使用例如通用无线电导航信号的其他传输，包括来自全球导航卫星系统(GNSS)的传输。

图5示出了适用于利用在版本9中由3GPP选择的E-UTRAN的UE的定位的EPS中的架构。

为LTE指定的位置服务架构包括通过新的SL接口与MME连接的演进SMLC(E-SMLC)。

E-SMLC使用新LPP协议与UE通信进行位置服务和辅助数据传送。它使用LPP与eNB通信以获得辅助数据。

根据本公开的一些方面，用定位相关控制信息42丰富D2D发现消息。定位相关控制信息是定义发送无线终端10的位置的信息或能够用于导出发送无线终端10的位置的信息。这种信息的示例是例如发送发现消息的设备的坐标、关于发送功率的指示和由发送发现消息的设备进行的测量。例如，如果控制信息42包括关于发送功率的信息，该测量可以结合关于接收功率的信息被用于确定目标的位置。

以下部分将描述使用这些信息用于增强定位的不同用例。在D2D设置中，将要定位的设备标为目标设备，而将辅助位置功能的设备标为参考设备。参考设备可以或者是常规对等设备或者是UE到NW中继。

目标设备发送的信号

可以由目标设备发送被发送用于定位目的的丰富的发现消息。因此，图1和图3的发送无线终端10可以是目标设备。根据该方面，发现消息包括以下信息：例如目标设备的发送功率信息、目标设备的天线方向性和/或天线增益、发现消息等。目标设备发出信号，信号的接收和测量由参考设备执行。网络使用该信息和测量来计算目标设备的位置。

·在一种方法中，目标设备发出其标识，一个或多个参考设备检测目标设备的标识，并将检测发送给位置服务LCS服务器。这与基于小区ID的定位方法相类似。

·在另一方法中，如上所述目标设备发出发现消息。一个或多个参考设备均执行发现信号的测量。测量可以基于定时或基于接收功率信号。每个参考设备将测量结果报告给网络。网络根据报告的测量估计目标设备与参考设备之间的距离。网络聚合来自多个参考设备的报告，以导出目标设备的位置估计。根据所做测量的类型，这与增强小区标识、上行到达时间差等类型的定位方法相类似。由此，可以估计发送无线终端10的位置。

增强小区标识(也称为E-CID)使用角度信息(接收信号的小区扇区)和定时信息的组合来近似手机的位置。类似于小区标识，E-CID通过标识网络中的哪个小区正在携带用户的呼叫来确定用户的位置，并将该信息转换为纬度和经度。最好用于相对不密集的空间，E-CID比小区ID更精确一点，但具有扩展到较少服务的农村地区的能力。

U-TDOA或上行到达时间差是一种无线定位技术，其依赖于通常位于蜂窝塔的灵敏接收机来确定移动电话的位置。

LCS服务器基于来自多个参考设备的报告估计目标设备的位置。在一些实施例中，参考设备是UE到网络中继设备，使得参考设备是静态的并且具有LCS服务器已知的位置。在另一实施例中，参考设备是位置可能不可预测地改变的正常设备(即，不是UE到网络中继)。

应注意，上述信号和方法可以以混合形式一起使用，以提高位置服务的鲁棒性和精确度水平。

利用目标设备发送的消息的位置可以被视为基于网络定位的扩展。

·参考设备执行的测量可以单独使用，以导出目标设备的位置信息。如果目标设备超出了eNB的覆盖范围，在这种情况下eNB不能充分地从目标设备接收信号，则尤为如此。

·当目标设备在eNB的覆盖范围内时，参考设备执行的测量可以与eNB的测量一起使用。当eNB和参考设备二者均参与定位目标设备时，可以获得更精确的位置信息。

参考设备发送的信号

也可以由参考设备发送被发送用于定位目的的丰富的发现消息。这种发现消息包括上述消息中的一个或多个。多个参考设备可以发送用于定位目标设备的消息。

参考设备发出其标识及其位置信息等。目标设备接收参考设备的标识，和/或执行由参考设备发送的无线电信号的测量。

在一个示例中，目标设备可以估计其自身的位置信息。如果目标设备超出了eNB的覆盖范围，这尤其有用。如果目标设备在eNB的覆盖范围内，则目标设备在估计其位置时可以考虑参考设备和可见eNB二者的测量。如果被编程，则目标设备然后可以将这种位置信息显示至用户界面。

现在回到图4a。根据一些方面，在接收无线终端中执行的方法还包括：基于所接收的发现消息40中包含的控制信息42来计算S12a接收无线终端20的位置。这种信息还可以包括发送无线终端的位置或坐标。接收无线终端可以接收若干相邻接入点和/或D2D设备的位置。由此，可以估计接收无线终端的位置。

根据一些方面，如图4b中所示，在接收无线终端中执行的方法还包括：执行S12b1对由发送无线终端10发送的至少一个无线电信号的测量，以及基于所接收的发现消息40中包含的控制信息42来计算S12b2接收无线终端20的位置。这种控制信息是例如发送信号的发送功率。然后可以基于相对于发送功率的接收功率来估计发送无线机和接收机之间的距离。

然后，转发S13b包括转发与接收无线终端20的计算位置相关的数据。

根据一些方面，目标设备执行对参考设备的无线电信号的测量。目标设备然后经由LPP和LPPa协议将测量发送给网络。该网络负责导出目标设备的位置信息。网络可以将导出的位置信息共享到请求目标设备的位置信息的其他设备或应用服务器。

增强定位架构

通过D2D链路来辅助UE定位，增强E-UTRAN定位架构。

图7中示出了一个示例，其中用UE-NW中继示出了D2D链路的添加，其中目标UE和UE-NW中继之间的链路是PC5-U接口(其是物理层处的D2D链路)，并且UE-NW中继至eNB接口是LTE-Uu。取决于UE在eNB的覆盖范围内还是覆盖范围外，UE到eNB接口LTE-Uu可以存在或可以不存在。此外，除D2D链路之外，UE和eNB可以或可以不利用它们之间的无线电信号进行定位。

在另一示例中，目标UE和eNB之间不存在UE-NW中继。而是在目标UE和eNB之间存在常规的对等UE。

为支持UE终止的LPP协议，D2D链路的协议栈提供连接目标UE和LCS服务器的较低层功能，并对LPP透明。D2D链路经由通过D2D链路传送的无线电信号和/或UE标识附加地提供定位信息。

为支持eNodeB终止的LPPa协议，协议仍然在eNodeB和服务器之间。D2D链路经由通过D2D链路传送的无线电信号和/或UE标识服务于提供定位信息的功能。

为支持用于在用户平面上定位的SUPL协议，D2D链路的协议栈提供连接目标UE和服务器的较低层功能，并对协议透明。

M2M

根据一些方面，用M2M相关信息使D2D发现消息丰富。因此，根据一些方面，添加到发现消息的无线电协议栈信息是M2M相关的。

在M2M(机器到机器)的情况下，在3GPP标准中被以某种方式称为MTC(机器类型通信)，设备可能需要交换其无线电能力，以能够以合适的格式进行通信。这种需求可能不限于MTC，原因在于通常具有特殊要求或能力的任何设备可能需要发信号通知所述特殊要求或能力，以便能够使用它们。尽管在LTE中，一旦建立连接，作为重新配置过程的一部分在eNB和UE之间交换的UE能力传送过程(RRC过程)中将UE能力报告给eNB，在这里我们考虑以广播方式交换能力，而不需要事先建立连接。这在存在许多节点并且很少需要通信的密集网络中可以是方便的。此外，这些能力由UE广播。

根据一些方面，使用S12的步骤意味着：参见图4c，基于包含在接收到的发现消息40中的控制信息42来确定S12c发送无线终端10能够将数据中继至目的地，并请求S13c发送无线终端10将来自接收无线终端20的数据中继至目的地。因此，接收无线终端通过发送S13c对来自接收无线终端的数据进行中继的请求，将与发送无线终端的属性相关的信息转发给通信系统。

因此，设备可以通告附近的多个接收机可能关注的一些特殊功能。在一个示例中，具有UE到网络中继能力的设备可以通告例如它们在另一设备与网络基础设施之间提供中继连接的能力。在另一示例中，具有与NW-基础设施覆盖外的设备进行通信的能力的设备可以进行广播。

频谱

根据一些方面，用频谱相关信息使D2D发现消息丰富。因此，根据一些方面，添加到发现消息的无线电协议栈信息是频谱相关的。根据一些方面，在接收无线终端中的方法还包括以下步骤，参见图4a，基于所接收的发现消息40中包含的控制信息42来选择S12d频域中用于D2D通信的资源。该使用可以是在发送无线终端附近的频谱的使用，或一般估计。

在另一用例中，设备可以广播不是其本身的硬件/软件属性的信息，而是设备能够利用的其无线电环境的属性。这包括在授权频谱上部署的系统的属性(载波频率、带宽、双工)、可用的非授权频谱的属性(载波频率、带宽、占空比等)、部署的网络类型(LTE、WCDMA等)。这种广播信息辅助D2D链路的建立和配置。

在一些实施例中，设备感测其附近的频谱的属性，并将这种信息散发到附近的设备。关于频谱的信息可以包括频谱中不同时间、频率和空间资源的能量或信号检测。理想情况下，多个设备将能够在时间、频率和空间维度上定义频谱使用的映射，并且它们将因此能够执行高级应用，例如具有受控干扰生成的分布式机会频谱使用。

示例节点配置

图8示出了可以并入上述一些示例实施例的发送无线终端10的示例。如图8中所示，发送无线终端10可以包括被配置为在网络内发送(以及也可能接收)任何形式的通信或控制信号的无线电电路或发送电路101。应当理解，可以包括无线电电路101作为任何数量的收发、接收和/或发送单元或电路。还应理解，无线电电路101可以具有本领域已知的任何输入/输出通信端口的形式。无线电电路101可以包括RF电路和基带处理电路(未示出)。

发送无线终端10还包括可以与无线电电路101进行通信的至少一个存储器单元或电路103。存储器103可以被配置为存储接收的或发送的数据和/或可执行程序指令。存储器103还可以被配置为存储任何形式的波束成形信息、参考信号和/或反馈数据或信息。存储器103可以是任何适当类型的计算机可读存储器并且可以具有易失性类型和/或非易失性类型。

发送无线终端10还可以包括可被配置为执行由eNodeB提供的配置设置的测量的另一处理电路102。处理电路102可以是任何适当类型的计算单元，例如，微处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)或任何其他形式的电路。应当理解，处理电路不需要被提供为单个单元，而是可以被提供为任何数量的单元或电路。

如上所述，处理电路102被配置为：使发送无线终端10接收组装实现D2D发现的发现消息40，其中，如上所述，发现消息40包括与发送无线终端10的一个或多个属性相关的无线电协议栈控制信息42。根据一些方面，处理电路102包括用于组装发现消息的组装模块。

发送电路101适于广播S2发现消息40。发送无线终端10还被配置为实现以上及以下结合接收无线终端10描述的技术的所有方案。

图9示出了可以包含上述一些示例实施例的接收无线终端20的示例。如图8中所示，接收无线终端20可以包括被配置为在网络内接收和发送任何形式的通信或控制信号的无线电电路201。应当理解，可以包括无线电电路201作为任何数量的收发、接收和/或发送单元或电路。还应理解，无线电电路201可以具有本领域已知的任何输入/输出通信端口的形式。无线电电路201可以包括RF电路和基带处理电路(未示出)。

接收无线终端20还包括可以与无线电电路201进行通信的至少一个存储器单元或电路203。存储器203可以被配置为存储接收的或发送的数据和/或可执行程序指令。存储器203还可以被配置为存储任何形式的波束成形信息、参考信号和/或反馈数据或信息。存储器203可以是任何适当类型的计算机可读存储器并且可以具有易失性类型和/或非易失性类型。

接收无线终端20还可以包括可被配置为执行由eNodeB提供的配置设置的测量的附加处理电路202。处理电路202可以是任何适当类型的计算单元，例如，微处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)或任何其他形式的电路。应当理解，处理电路不需要被提供为单个单元，而是可以被提供为任何数量的单元或电路。

处理电路202被配置为使接收无线终端20：使用无线电电路201从发送无线终端10接收实现D2D发现的发现消息40，其中发现消息40包括与发送无线终端10的一个或多个属性相关的无线电协议栈控制信息42；以及使用无线电电路201将与发送无线终端10的属性相关的数据转发至通信系统。根据一些方面，处理电路202包括用于接收发现消息的接收机模块2021模块。根据一些方面，处理电路202包括用于转发发现消息的转发模块2022模块。

接收无线终端20还被配置为实现结合以上及以下接收无线终端描述的技术的所有方案。

参考附图(例如框图和/或流程图)描述本公开的方面。应当理解，附图中的若干实体(例如框图中的框)以及附图中的实体的组合可以通过计算机程序指令来实现，所述指令可以存储在计算机可读存储器中并被载入计算机或其他可编程数据处理装置。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机的处理器、专用计算机和/或用来产生机器的其他可编程数据处理装置，使得该指令经由计算机的处理器和/或其他可编程数据处理装置执行时创建用来实现方框图和/或流程图框中指定的功能/动作的装置。

在一些实施方式中且根据本公开的一些方面，在框中提到的功能或步骤可以用与操作图示中说明的顺序不同的顺序来发生。例如依赖于所涉及的功能/动作，连续示出的两个框实际上可以实质上同时执行，或者框有时候可以按照相反的顺序执行。此外，框中提到的功能或步骤可以根据本公开的一些方面循环连续执行。

在附图和说明书中，已经公开了本公开的示例方面。然而，可以在不显著偏离本公开的原理的情况下做出对这些方面的许多变化和修改。因此，本公开应被认为是说明性而非限制性的，并且不限于上文讨论的具体方面。因此，虽然使用了特定术语，但是其用于一般性或描述性意义，且不用于限制目的。

应当注意的是：尽管已经本文使用了来自3GPP LTE的术语以解释示例实施例，这不应当视为将示例实施例的范围仅限于以上所提到的系统。其他无线系统(包括WCDMA、WiMax、UMB和GSM)同样可以从本文公开的示例实施例受益。

已经给出本文提供的示例实施例的描述以用于说明的目的。该描述并不旨在是详尽的或者将示例实施例限制于所公开的精确形式，并且考虑到上面的教导，修改和变形是可能的，并且可以通过实现对所提供的实施例的多个替换方式来获取这些修改和变形。选择和描述本文讨论的示例以便解释多个示例实施例的原理和属性及其实际应用，从而使本领域技术人员能够以多种方式并且使用适合于所设想的特定使用的多个修改来使用示例实施例。可以用方法、装置、模块、系统和计算机程序产品的所有可能的组合来组合本文所描述的实施例的特征。应当理解，本文呈现的示例实施例可以彼此以任何组合来实践。

应当注意，词语“包括”不必要排除所列出的那些之外存在其他元件或步骤，并且元件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这种元件。还应当注意的是，任何附图标记不限制权利要求的范围，可以至少部分地通过硬件和软件的方式来实现示例实施例，并且可以通过相同的硬件项来表示多个“装置”、″单元″或″设备″。

在方法步骤或过程的一般上下文中描述了本文描述的各种示例实施例，其可以在一个方面由体现在计算机可读介质中的计算机程序产品实现，该计算机可读介质包括由网络环境中的计算机执行的例如程序代码的计算机可执行指令。计算机可读介质可以包括可移动和不可移动存储设备，包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、光盘(CD)、数字通用盘(DVD)等。一般地，程序模块可以包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例行程序、对象、组件、数据结构等。计算机可执行指令、相关联的数据结构和程序模块表示用于执行本文公开的方法的步骤的程序代码的示例。这些可执行指令或相关联的数据结构的特定序列表示用于执行这些步骤或过程中描述的功能的相应动作的示例。

在附图和说明书中，已经公开了示例实施例。然而，可以对这些实施例做出许多变化和修改。因此，虽然使用了特定术语，但是其用于一般性或描述性意义，且不用于限制目的，实施例的范围由以下权利要求定义。

Claims (22)

1.一种在接收无线终端(20)中执行的方法，所述接收无线终端(20)被配置用于通信系统中的设备到设备D2D通信，所述方法包括：

-从发送无线终端(10)接收(S11)实现D2D发现的发现消息(40)，其中所述发现消息(40)包括与所述发送无线终端(10)的一个或多个属性相关的无线电协议栈控制信息(42)；以及

-将与所述发送无线终端(10)的属性相关的数据转发(S13)给所述无线通信系统中的另一设备，和/或在与无线通信系统中的一个或多个其他设备进行通信时，在所述接收无线终端(20)中使用(S12)与所述发送无线终端(10)的属性相关的数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述转发包括在所述接收无线终端(20)中将所述发现消息(40)传送(S13)至比所述控制信息(42)所在的层更高的层。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述发现消息(40)包括来自比所述控制信息(42)所在的层更高的层的有效载荷数据(41)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

-基于所接收的发现消息(40)中包含的控制信息(42)，计算(S12a)所述接收无线终端(20)的位置；

其中所述转发(S13a)包括转发与所计算的所述接收无线终端(20)的位置相关的数据。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

-执行(S12b1)对由所述发送无线终端(10)发送的至少一个无线电信号的测量，以及

-基于所述测量和所接收的发现消息(40)中包含的控制信息(42)，计算(S12b2)所述接收无线终端(20)的位置；

其中所述转发(S13b)包括转发与所计算的所述接收无线终端(20)的位置相关的数据。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

-基于所接收的发现消息(40)中包含的控制信息(42)，确定(S12c)所述发送无线终端(10)能够将数据中继至目的地；

-请求(S13c)所述发送无线终端(10)将来自所述接收无线终端(20)的数据中继至目的地。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

-基于所接收的发现消息(40)中包含的控制信息(42)，选择(S13d)频域中用于D2D通信的资源。

8.一种在无线终端(10)中执行的方法，所述无线终端(10)被配置用于无线通信系统中的设备到设备D2D通信，所述方法包括：

-组装(S1)实现D2D发现的发现消息(40)，其中所述发现消息(40)包括与所述无线终端(10)的一个或多个属性相关的无线电协议栈控制信息(42)；以及

-广播(S2)所述发现消息(40)。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述发现消息(40)包括来自比所述控制信息(42)所在的层更高的层的有效载荷数据(41)。

10.根据前述权利要求8-9所述的方法，其中所述控制信息(42)是定位相关的。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述定位相关的控制信息(42)是定义所述无线终端(10)的位置的信息或能够用于导出所述无线终端(10)的位置的信息。

12.根据前述权利要求8-11所述的方法，其中所述控制信息(42)是频谱相关的。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述控制信息(42)与所述频谱的估计使用相关。

14.根据前述权利要求8-11所述的方法，其中所述控制信息(42)定义所述无线终端(10)的一个或多个M2M能力。

15.根据前述权利要求8-14所述的方法，其中所述有效载荷数据(41)包括所述无线终端(10)的至少一个标识。

16.根据前述权利要求8-15所述的方法，其中所述控制信息(42)包括在MAC控制单元中。

17.根据前述权利要求8-16所述的方法，其中所述控制信息(42)包括在所述发现消息(40)的首部中。

18.一种无线终端(10)，被配置用于通信系统中的设备到设备D2D通信，所述无线终端(10)包括：

-处理电路(102)，适于组装实现D2D发现的发现消息(40)，其中所述发现消息(40)包括与所述无线终端(10)的一个或多个属性相关的无线电协议栈控制信息(42)；以及

-发送电路(101)，适于广播(S2)所述发现消息(40)。

19.一种接收无线终端(20)，被配置用于通信系统中的设备到设备D2D通信，所述接收无线终端(20)包括：

-无线电电路(201)；以及

-处理电路(202)，适于：

·使用所述无线电电路(201)从发送无线终端(10)接收实现D2D发现的发现消息(40)，其中所述发现消息(40)包括与所述发送无线终端(10)的一个或多个属性相关的无线电协议栈控制信息(42)；以及

·当与无线通信系统中的一个或多个其他设备进行通信时，使用与所述发送无线终端(10)的属性相关的数据，和/或使用所述无线电电路(201)向所述通信系统转发与所述发送无线终端(10)的属性相关的数据。

20.根据权利要求18至19中任一项所述的无线终端，其中，所述无线终端(10，20)是用户设备。

21.根据权利要求18至19中任一项所述的无线终端，其中，所述无线终端(10，20)是中继节点。

22.一种计算机程序，所述计算机程序包括计算机程序代码，当所述计算机程序代码在无线终端中执行时，使所述无线终端执行根据权利要求1-17中任一项所述的方法。