CN109479189B - 设备到设备(d2d)通信中通过侧链路发现用户设备(ue)的系统和方法 - Google Patents

设备到设备(d2d)通信中通过侧链路发现用户设备(ue)的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明的各种实施例公开了一种用于在设备到设备(D2D)通信中通过侧链路发现用户设备的系统和方法。本发明公开了用于发现和通信调度的新方法，其能够利用DRX对准实现最佳系统性能并满足不同的QoS目标。本发明还解决了系统过载情况下的拥塞处理问题。此外，本发明公开了考虑DRX功能相对于现有方法获得实质性增益的服务质量(QoS)调度方法。

Description

设备到设备(D2D)通信中通过侧链路发现用户设备(UE)的系 统和方法
技术领域
本发明一般涉及无线通信，更具体地，涉及用于在设备到设备(D2D，Device toDevice)通信中通过侧链路中继发现用户设备(User Equipment，UE)的系统和方法。
背景技术
目前正在3GPP标准工作组中研究和开发长期演进(Long Term Evolution，LTE)侧链路(设备到设备通信，D2D)，也称为ProSe(Proximity Service，邻近服务)中继。其目的是装备LTE以满足关键通信服务(诸如MC-PTT(任务关键一键通，Mission Critical Push toTalk)或GSCE(组通信系统启动器，Group communication System Enabler)服务的公共安全服务以及诸如提供音频/视频流或基于文本/数据的服务的MBMS(多媒体广播多播服务，Multimedia Broadcast Multicast Services)的信息娱乐广播服务。它旨在扩展覆盖范围区域，例如服务位于网络覆盖范围之外的UE(用户设备)，也称为远程UE(这些UE可能仍处于正在讨论的ProSe网络之外的网络覆盖范围内)。通常，这些远程UE通过称为中继UE的另一个UE连接到ProSe网络，该中继UE处于ProSe网络的覆盖范围内。从而，中继UE向网络提供到远程UE的间接链路。中继UE可以通过诸如蜂窝LTE、多播广播单频网络(Multicast-broadcast single-frequency，MBSFN)、无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)等众多空中接口技术中的至少一个而连接到网络。然而，它通过侧链路通信(即D2D链路)与远程UE通信。
侧链路通信的建立和维护涉及许多程序(procedure)。图1是示出根据现有技术的用于ProSe中继的类型1发现机制的示意流程图。根据图1，首先远程UE需要发现可以提供其感兴趣的服务的中继UE。为此目的，远程UE可以监视由中继UE做出的周期性通告，并且因此基于链路的足够信号条件与中继UE相关联。
图2是示出根据现有技术的类型2发现机制的示意流程图。根据图2，远程UE传送诉求消息(solicitation message)，并且在确定信号条件足够之后，基于中继UE的响应与其相关联。
一旦获得关联，在远程UE和中继UE之间建立用于一对一ProSe直接通信的第2层链路，其中发生远程UE和中继UE之间的数据发送和接收。此外，同时远程UE持续监视链路的信号条件以确保连接。如果链路恶化，它可能会开始搜索不同的中继；此过程称为中继重选。
图3是示出根据现有技术的断开连接程序的示意流程图。根据图3，在完成侧链路信道的必要通信之后，远程UE或中继UE可以通过传送断开连接请求侧链路消息来释放第2层链路。
注意到LTE侧链路中继通信的现有系统和程序有许多潜在的问题。本发明所解决的问题之一是如何通过降低Prose网络到UE(Network-to-UE)中继(也称为中继)和远程UE的功耗来优化能量效率。功耗取决于多个因素——所服务的远程UE的数量、中继和远程UE的DRX周期、以及服务的延迟容限。随着正在服务的远程UE的数量增加，中继UE的功耗将增加，远程UE的DRX周期彼此极大地不同并且与中继UE差异很大，并且如果服务的延迟容限非常小，则反过来又减少中继UE的能量效率。LTE侧链路中继通信涉及的其他方面和问题是关于如何聚合与一个或多个远程UE有关的服务数据以及如何为中继通信中涉及的每个远程UE的每个服务满足所需的服务质量(Quality of Service，QoS)来调度发送。
此外，中继网络的发现程序在定义用于寻找中继UE的程序方面是客观的，但是未正确地解决远程UE发现/识别。
目前，在3GPP规范中没有用于处理中继UE上的拥塞的程序，其在满足多个远程UE时可能过载。此外，3GPP规范中尚未解决远程UE的服务连续性方面。
此外，当前，LTE侧链路中继通信是3GPP标准。它没有解决前面解释的方面和问题，并且最终导致包括中继UE和远程UE两者的中继系统的次优化性能。
因此，需要一种用于与侧链路中继进行设备到设备(D2D)通信的系统和方法，以克服更高的功率消耗并优化能量效率。此外，需要一种用于增强远程UE识别和发现程序的系统和方法，同时指定这种增强所需的消息及其内容。此外，需要一种具有用于中继系统的拥塞处理方案的系统和方法。
此外，需要一种系统和方法，其使用重试、重定向、负载平衡等来满足本文上述问题的特定程序。此外，需要旨在维持无缝中继服务的解决方案。
本文解决了上述缺点、不足和问题，并且通过阅读和研究以下说明书将理解这些缺点、不足和问题。
发明内容
技术问题
本发明的各种实施例公开了用于在设备到设备(D2D)通信中通过侧链路中继发现用户设备(UE)的系统和方法。根据本发明的实施例，一种用于在设备到设备(D2D)通信中通过侧链路发现用户设备(UE)的方法，该方法包括以下步骤：由中继用户设备(UE)接收来自远程用户设备(UE)的诉求消息，其中，诉求消息包括一个或多个信息的组合，该信息包括UE标识、QoS要求、DRX配置信号、当前发送功率(Tx_Pwr)，并且中继UE基于诉求消息中的UE Id向远程UE发送设备发现响应以及支持状态消息。
技术方案
在本发明的实施例中，在不脱离本发明的范围的情况下，中继UE基于但不限于可支持的QoS/延迟界限、如果允许诉求远程UE的Tx_Pwr，则检查能量消耗是否在中继UE的阈值内、当前服务的远程UE的数量受到限制、远程UE设备类型、带宽等中的至少一个来发送设备发现响应。
根据本发明的实施例，一种用于在设备到设备(D2D)通信中通过侧链路发现用户设备(UE)的方法，该方法包括以下步骤：由中继用户设备(UE)接收来自远程用户设备(UE)的诉求消息，其中，诉求消息包括UE标识、QoS要求，即分组延迟预算/延迟界限、DRX配置信号、当前发送功率(Tx_Pwr)，如果远程UE在覆盖范围区域中并且使用类型2发现方法，则由中继UE确定中继负载状态为过载或拥塞，并且如果中继负载状态为过载，则在诉求响应消息中利用过载指示来响应。
在本发明的实施例中，在类型2发现中，中继UE在诉求响应消息中利用过载指示和/或回退指示或回退持续时间值来响应。在本发明的实施例中，如果中继UE不支持远程UE请求的QoS，则中继UE将支持状态指示为否定。
根据本发明的另一实施例，一种用于在设备到设备(D2D)通信中通过侧链路发现用户设备(UE)的方法，该方法包括以下步骤：由中继UE检查从一个或多个远程UE所接收的诉求消息中QoS(延迟界限)信息，基于一个或多个远程UE的延迟要求以优先级顺序调度一个或多个服务和远程UE发送，基于延迟要求准备RX调度模式，以及通过在中继与一个或多个远程UE之间对准DRX，将RX调度模式分配给一个或多个远程UE。
根据本发明的另一实施例，一种用于在设备到设备(D2D)通信中启用侧链路中继发现的方法，该方法包括以下步骤：由一个或多个中继用户设备(UE)接收由远程用户设备(UE)发送的诉求消息，并且由当前过载的一个或多个中继UE发送类型2发现中的诉求响应消息，其中，诉求响应消息包括指示中继UE是否过载的过载状态。
在本发明的实施例中，该方法还包括：由一个或多个远程用户设备(UE)接收由类型1发现中的中继用户设备(UE)发送的通告消息，其中该通告消息包括指示中继UE是否过载的过载状态，如果远程UE已经连接，则由一个或多个远程UE忽略拥塞状态，由一个或多个远程UE获得PC5测量以检查中继重选标准是否满足，如果一个或多个远程UE有兴趣连接或尝试连接，则由一个或多个远程UE放弃中继UE的选择或重选，以及由一个或多个远程UE放弃用于中继UE的PC5测量以检查中继重选标准。
在本发明的另一个实施例中，该方法还包括以下步骤：由一个或多个中继UE在主信息块(Master Information Block，MIB)广播期间广播指示UE中继是否过载的过载指示符，以及避免一个或多个覆盖范围以外的远程UE向过载的一个或多个中继UE传送诉求请求消息。
在本发明的另一个实施例中，该方法还包括：在从中继UE接收到过载指示符时，由一个或多个远程UE回退传送诉求请求消息，其中，回退持续时间被预先规定(pre-provisioned)为从预定义范围中选择。
根据本发明的实施例，一种用于在设备到设备(D2D)通信中启用侧链路中继发现的方法，该方法包括以下步骤：由中继用户设备(UE)通过PC-5链路从远程用户设备(UE)接收DRX配置请求，由中继UE确定远程UE的最佳DRX配置，以及由中继UE通过PC5链路向远程UE传送DRX配置，并且确保在DRX期间没有数据发送到远程UE。
在本发明的实施例中，在不脱离本发明的范围情况下，DRX配置请求包括但不限于状态指示符和DRX参数。在本发明的另一个实施例中，远程UE应用单播和侧链路DRX配置两者以确定活动DRX期间。
在本发明的另一实施例中，在不脱离本发明的范围情况下，中继UE基于但不限于以下中的至少一个来确定最佳DRX配置：由远程UE和中继UE使用的DRX配置的对准、服务及其对应的调度信息、基于服务需求提供与其自身或其子集相同的DRX配置、服务的QoS/延迟界限、从eNB接收的配置、从配置池选择的配置等。
根据本发明的另一实施例，一种用于在设备到设备(D2D)通信中启用侧链路中继发现的方法，该方法包括以下步骤：由中继用户设备(UE)从网络接收数据集，由中继UE执行发送数据的数据聚合，由中继UE根据配置的DRX向远程UE执行数据发送，并由中继UE根据配置的DRX接收由远程UE发送的数据。
在本发明的实施例中，中继UE利用从远程UE接收的QoS(延迟界限)信息来决定在中继UE侧可以产生多少聚合和发送延迟，并且为远程UE调度发送。
根据本发明的另一个实施例，一种断开连接的方法。
包括以下步骤：由中继UE向远程UE传送断开连接请求以及用于将远程UE切换到另一个中继用户设备(UE)的重定向信息，以及由中继UE接收来自远程UE的断开连接响应。
在本发明的实施例中，中继UE获取重定向信息，该重定向信息包括基于覆盖范围以外UE可以使用的SIB19的重定向信息。
根据本发明的另一实施例，一种用于侧链路通信的中继用户设备(UE)，包括远程-中继控制器(RR控制器)，其适于提供：到(一个或多个)远程UE的RX模式分配，其中在中继和远程UE之间对准DRX、流量识别和区分、用于(一个或多个)远程UE的服务数据聚合、以及基于QoS的调度发送。此外，在不脱离本发明的范围的情况下，中继UE包括：路由器模块，其适于利用基于L3转发的方法将蜂窝链路连接到侧链路；侧链路堆栈，适于启用与连接到中继UE的一个或多个远程用户设备(UE)的通信；以及接口技术，用于将中继UE连接到蜂窝网络，其中，网络接口包括但不限于蜂窝长期演进(LTE)网络、组播广播单频网络(MBSFN)、无线局域网(WLAN)等中的至少一个。
前面已经概述了本发明的各个方面，并且用于帮助更好地理解随后的更完整的详细描述。参考这些，应清楚地理解本发明不限于本文描述和说明的方法或应用。从本文包含的详细描述或说明中明显或显而易见的本发明的任何其他优点和目的都在本发明的范围内。
附图说明
从以下优选实施例的描述和附图中，本领域技术人员将想到其他目的、特征和优点，其中：
图1是示出根据现有技术的用于ProSe中继的类型1发现机制的示意流程图。
图2是示出根据现有技术的类型2发现机制的示意流程图。
图3是示出根据现有技术的断开连接程序的示意流程图。
图4是示出根据本发明实施例的侧链路中继的架构的示意框图。
图5是示出根据本发明的实施例的中继发现方法的示意流程图。
图6是示出根据本发明实施例的用于过载情况的发现方法的示意流程图。
图7是示出根据本发明的实施例的拥塞处理的示意图。
图8是示出根据本发明的实施例的重定向的示意流程图。
图9是示出根据本发明的实施例的用于重定向的方法的示意图。
图10是示出根据本发明的实施例的用于发现的类型2方法的示意流程图。
图11是示出根据本发明实施例的V2X场景的类型1发现方法的示意图。
图12是示出根据本发明的实施例的用于DRX的方法的示意流程图。
图13是示出根据本发明的实施例的用于DRX和数据聚合的方法的示意流程图。
尽管在一些附图中示出了本发明的具体特征而在其他附图中没有示出。这仅仅是为了方便，因为每个特征可以与根据本发明的任何或所有其他特征组合。
具体实施方式
本发明的各种实施例公开了用于在设备到设备(D2D)通信中通过侧链路发现用户设备(UE)的系统和方法。在本发明实施例的以下详细描述中，参考形成其一部分的附图，并且其中通过图示的方式示出了可以实践本发明的具体实施例。足够详细地描述了这些实施例以使本领域技术人员能够实践本发明，并且应该理解，可以利用其他实施例，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行改变。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义，并且本发明的范围仅由所附权利要求限定。
说明书可以指代若干位置中的“一个”、“一个”或“一些”实施例。这并不一定意味着每个这样的参考是针对相同的实施例、或者该特征仅适用于单个实施例。还可以组合不同实施例的单个特征以提供其他实施例。
如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非另有明确说明。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”、“包括”和/或“包含”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征的整数、步骤、操作、元素、组件和/或组的存在或添加。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合和布置。
除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解，诸如在常用词典中定义的那些术语应当被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且除非在此明确定义，将不被理解为理想化或过于正式的含义。
本发明提供了一种用于在设备到设备(D2D)通信中通过侧链路发现用户设备(UE)的系统和方法。UE可以是任何电子通信设备，诸如但不限于移动电话、膝上型电脑、平板电脑、PDA、智能手表、智能眼镜等。本领域普通技术人员可以理解，所描述的实施例用例是为了更好地理解和说明本发明，而不是限制本发明的范围。
根据本发明的实施例，一种用于在设备到设备(D2D)通信中通过侧链路发现用户设备(UE)的方法，该方法包括：由中继用户设备(UE)从远程用户设备(UE)接收诉求消息，其中，诉求消息包括一个或多个信息的组合，该信息包括UE标识、服务质量(QoS)要求、DRX配置信号、当前发送功率(Tx_Pwr)。在D2D通信期间，可以在中继UE和远程UE之间建立通信。在D2D通信期间，远程UE将诉求消息发送到中继UE，其中，诉求消息包括诸如但不限于UE标识(Id)、服务质量(QoS)要求、DRX配置信号、当前发送功率(Tx_Pwr)等的信息。中继UE接收诉求消息以及D2D通信所需的信息。
此外，该方法包括中继UE基于诉求消息中的UE Id向远程UE发送设备发现响应以及支持状态消息。基于所接收的诉求消息，中继UE识别是否可以与远程UE建立D2D通信。并且基于所接收的信息和识别值，中继UE向远程UE发送响应以及指示是否可以建立通信的支持状态消息。
在本发明的实施例中，在不脱离本发明的范围的情况下，中继UE基于但不限于可支持与否的QoS/延迟界限、如果允许诉求远程UE的Tx_Pwr，则检查能量消耗是否在中继UE的阈值内、当前服务的远程UE的数量受到限制、远程UE设备类型、带宽等中的至少一个来发送设备发现响应。
根据本发明的另一实施例，在不脱离本发明的范围的情况下，一种用于在设备到设备(D2D)通信中通过侧链路发现用户设备(UE)的方法，该方法包括以下步骤：由中继用户设备(UE)接收来自远程用户设备(UE)的诉求消息，其中，诉求消息包括UE标识(Id)、QoS要求、DRX配置信号、当前发送功率(Tx_Pwr)等，其中QoS要求可以包括但不限于分组延迟预算/延迟界限。
此外，该方法包括：如果中继负载状态为过载，则在诉求响应消息中利用过载指示来响应。如果中继UE识别出远程UE的中继过载状态为过载，则中继UE向远程UE发送诉求响应消息，该消息中具有过载指示。
在本发明的实施例中，在类型2发现中，中继UE在诉求响应消息中利用过载指示和/或回退指示或回退持续时间值来响应。
在本发明的实施例中，如果中继UE不支持远程UE请求的QoS，则中继UE将支持状态指示为否定。
根据本发明的实施例，一种用于在设备到设备(D2D)通信中通过侧链路发现用户设备(UE)的方法，该方法包括以下步骤：中继UE检查从一个或多个远程UE接收的诉求消息中QoS信息，其中QoS信息包括延迟界限。远程UE将诉求消息与包括延迟界限的QoS信息一起发送到中继UE。中继UE接收诉求消息并检查QoS信息。
此外，该方法包括基于一个或多个远程UE的延迟要求以优先级顺序调度一个或多个服务和远程UE发送。基于一个或多个远程UE的延迟要求，可以调度一个或多个服务和远程UE发送。
此外，该方法包括中继UE基于延迟要求准备接收(Receiving，RX)调度模式。此外，该方法包括利用在(一个或多个)中继与一个或多个远程UE之间对准DRX来将RX调度模式分配给一个或多个远程UE。
根据本发明的另一实施例，一种用于在设备到设备(D2D)通信中启用侧链路中继发现的方法，该方法包括以下步骤：由一个或多个中继用户设备(UE)接收由覆盖范围内的远程用户设备(UE)发送的诉求消息。在本实施例中，远程UE位于一个或多个中继UE的覆盖范围区域中，并向一个或多个中继UE发送诉求消息。中继UE接收远程UE发送的诉求消息。
此外，该方法包括当前过载的一个或多个中继UE在类型2发现中发送诉求响应消息。此外，该方法包括当前过载的一个或多个中继UE在类型1发现中发送通告消息以及过载指示。
在本发明的实施例中，该方法还包括以下步骤：由一个或多个中继UE在主信息块(MIB)广播期间发送指示UE中继是否过载的过载指示符。在发送诉求响应期间，一个或多个中继UE在主信息块(MIB)广播期间发送指示中继UE是否过载的过载指示符。此外，该方法包括一个或多个覆盖范围以外的远程UE避免将诉求请求消息传送到过载的一个或多个中继UE。
在本发明的另一个实施例中，该方法还包括：在从中继UE接收到过载指示符时，由一个或多个远程UE回退传送诉求请求消息，其中，回退持续时间被预先规定为从预定义范围中选择。
根据本发明的另一实施例，一种用于在设备到设备(D2D)通信中启用侧链路中继发现的方法，该方法包括以下步骤：由中继用户设备(UE)通过PC-5链路从远程用户设备(UE)接收DRX配置请求。远程UE通过PC-5链路向中继UE发送DRX配置请求。此外，该方法包括基于所接收的DRX配置请求，中继UE确定用于远程UE的最佳DRX配置。此外，该方法包括中继UE通过PC5链路向远程UE传送DRX配置，并确保在DRX期间没有数据发送到远程UE。
在本发明的实施例中，在不脱离本发明的范围情况下，DRX配置请求包括但不限于状态指示符、DRX参数等。
在本发明的另一个实施例中，远程UE应用单播和侧链DRX配置两者以确定活动DRX期间。在本发明的另一个实施例中，中继UE基于但不限于由远程UE和中继UE使用的DRX配置的对准、基于服务及其对应的调度信息、基于服务需求提供与其自身或其子集相同的DRX配置、QoS/延迟界限等中的一个来确定最佳DRX配置。
根据本发明的另一实施例，一种用于在设备到设备(D2D)通信中启用侧链路中继发现的方法，该方法包括以下步骤：由中继用户设备(UE)从网络接收数据集。网络向中继UE发送数据集。此外，该方法包括执行根据相关数据的可接受发送延迟的数据聚合的中继UE。此外，该方法包括由中继UE根据配置的DRX执行到远程UE的数据发送。此外，该方法包括由中继UE根据配置的DRX接收远程UE发送的数据。
在本发明的实施例中，中继UE利用从远程UE接收的QoS(延迟界限)信息来决定在中继UE侧可以产生多少聚合和发送延迟并为远程UE调度发送。
根据本发明的另一实施例，一种断开连接的方法包括以下步骤：由中继UE向远程UE传送断开连接请求以及用于将远程UE切换到另一个中继用户设备(UE)的重定向信息。此外，该方法包括由中继UE从远程UE接收断开连接响应。
在本发明的实施例中，在不脱离本发明的范围的情况下，中继UE基于但不限于基于覆盖范围以外远程UE可以利用的SIB19的重定向信息等中的至少一个来获取重定向信息。这里，SIB19中的重定向信息提供了在附近使用的侧链路EARFCN或频率的列表。此外，重定向信息可以用于在没有适当的或者没有其他中继UE存在于附近或者不能够支持所需服务的情况下将形式侧链路中继切换到LTE单播连接。
根据本发明的另一实施例，用于侧链路通信的中继用户设备(UE)，该中继UE包括远程中继控制器(RR控制器)、路由器模块、侧链路堆栈、以及接口。根据本发明，远程中继控制器(RR控制器)适于提供：到(一个或多个)远程UE的RX模式分配，其中在中继和远程UE之间对准DRX，将RX模式分配给远程UE、流量识别和区分、用于(一个或多个)远程UE的服务数据聚合、以及基于QoS的调度发送。
此外，路由器模块适于利用基于L3转发的方法将蜂窝链路连接到侧链路。此外，侧链路堆栈适于启用与连接到中继UE的一个或多个远程用户设备(UE)的通信。此外，在不脱离本发明的范围的情况下，接口技术适用于将中继UE连接到蜂窝网络，其中网络接口包括蜂窝长期演进(LTE)网络、多播广播单频网络(MBSFN)、无线区域网络(WLAN)等中的至少一个。
图4是示出根据本发明的实施例的中继发现方法的示意流程图400。根据如图4所述的中继发现方法，用于D2D通信的发现方法在远程UE 402和中继UE 404之间。根据该实施例，在步骤406，远程UE 402传送诉求消息以便发现中继UE 404以满足其期望的服务，并且在消息中包括信息中的一个或信息的组合，该信息包括但不限于UE标识、QoS要求(即服务的分组延迟预算/延迟界限)、DRX配置和状态(诸如远程UE是在覆盖范围以外、还是处于空闲DRX中、还是处于与某些外部网络的连接的DRX中，以及DRX的配置)、其正在向中继UE发送消息的当前发送功率等。
在发现期间的远程UE 402识别是利用诉求请求中的UE Id来执行的。在UE Id的前缀部分中编码设备的信令类型(正常/可穿戴/V2X)、接口类型、带宽(bandwidth，BW)、上行链路(uplink，UL)/下行链路(downlink，DL)方向支持等。剩余部分携带设备识别。基于识别，中继UE 404决定支持状态和合适的配置。在通信阶段期间还利用了UE Id，其中借助于UE Id，网络可以区分来自不同远程UE的流量分组以及来自中继UE的流量分组。为此目的，流量分组在分组的报头中携带UE Id。这还有助于基于QoS要求在不同承载和链路上映射分组。同样在中继UE处从网络接收分组的相反方向上，基于UE_Id的识别，它们可以被正确地发往中继UE本身，并且朝向具有合适QoS优先级的不同远程UE，用于发送。在一些情况下，在中继UE和一个或多个远程UE都消耗相同流量的情况下，分组被复制并传送到两个目的地而不是双重解码。
此外，UE_ID可以被用于或映射到用于寻呼目的的另一个合适的识别，以便网络向远程UE传送寻呼指示，例如DL数据或呼叫的到达。
QoS要求以延迟界限和/或QoS类别标识符的方式指示。DRX配置(config)用信号通知空闲/conn模式DRX和DRX参数(诸如DRX周期)等。中继设备向远程设备提供DRX过滤器，以节省功率并调度其发送。Tx_Pwr是远程UE 402用于消息的发送功率。中继UE 404基于此确定能量需求以支持/添加该远程设备。
在步骤408，在不脱离本发明的范围的情况下，中继UE基于诸如但不限于可支持的QoS/延迟界限、如果允许诉求远程UE的Tx_Pwr，则用于中继UE的阈值内的能量消耗、受限制的远程UE服务的现有数量、远程UE设备类型、BW、能力可支持等来响应支持状态。
由于远程UE 402对网络隐藏，因此确保中继系统中的不同服务的端到端QoS是挑战，因为最多可以支持网络和中继之间的链路的QoS。本发明在此提出确保服务的端到端QoS，即在网络和远程UE 402之间经由中继UE 404。方法包括网络辅助和网络独立，在网络辅助下，中继UE使网络意识到给定服务的QoS的特定需求，并且在网络独立下，中继UE自身注意通过相应地进行调度和发送操作以满足如前所述的QoS来确保期望的QoS。可以采用组合方法，其中包括以下步骤：该网络被意识到，并且中继UE 404还进行步骤和操作以确保期望QoS满足相关服务。这些服务可以包括不同的流量类型，包括VOIP、流媒体服务、即时消息、浏览、MTC流量和下载应用。
此外，中继UE 404利用从远程UE 402接收的QoS(延迟界限)信息来决定在中继侧可以产生多少聚合(存储)和发送延迟，并且为远程UE 402调度发送。不同的服务和远程UE402发送在其延迟要求方面按优先级顺序进行调度。因此，准备DRX过滤器(RX调度模式)并将DRX过滤器用信号发送到远程UE 402。基于流量区分中继UE 404采用基于不同的HARQ/RLC分析(Profiling)来满足延迟和可靠性需求，例如AM/UM模式、重传等。另外，对于持续性质的服务，执行SPS/周期性调度。或者，DRX配置可以由中继UE在向网络通知远程UE的DRX要求之后从网络获得。然后，中继Ue向远程UE提供DRX配置。通过这种方法，网络还可以意识到侧链路上的DRx要求，并且可以有效地帮助从网络通过中继UE到远程UE的整体链路操作。该方法还取决于UE的连接和空闲模式。此外，可以通过对预配置的配置列表的索引来明确地提供或指示来自网络的DRX配置指示，或者由中继UE从DRx配置池中选择。
图5是示出根据本发明实施例的用于过载情况的发现方法的示意流程图500。根据图5，该图包括作为发现者的远程UE 502、两个中继UE、作为发现者(正被发现的设备)中继UE1 504和中继UE2 506。在步骤508，在类型2发现方法的情况下，中继UE 504和中继UE 506两者都从远程UE 502接收诉求请求消息，并确定中继负载状态是否过载或拥塞(即，已经服务于最大可能的远程UE和/或服务)。在当前情况下，中继UE1 504没有过载并且中继UE2506过载。因此，在步骤510，中继UE2 506通过发现响应消息来响应，发现响应消息具有过载指示和/或回退指示或用于回退的持续时间值。此外，在步骤512，中继UE1 504通过没有过载指示的发现响应消息进行响应。在本发明的实施例中，在类型1发现方法的情况下，中继UE1 504发送具有过载指示的“通告”。已连接到中继的远程UE将忽略在通告中收到的过载指示并执行PC5测量。但是未连接到中继UE的远程UE将处理过载指示并相应地动作，因此不会连接或重选到这些过载的中继UE。此外，对于这些中继UE，也放弃了PC5测量。
图6是示出根据本发明的实施例的拥塞处理的示意图600。根据图6，在覆盖范围以外远程UE场景的情况下，中继UE在MIB广播期间通告其过载状态。覆盖范围以外远程UE在发起发现程序之前首先需要与中继UE同步，因此通过在MIB-SL中包括过载状态，中继UE可以避免来自远程UE的不必要的诉求请求，从而避免中继侧的泛洪(flooding)和浪费有限的发现资源。由于系统中可能存在大量远程UE导致冗余发送，因此泛洪非常关键。因此，远程UE也避免与那些过载的中继同步。
在解码中继的MIB-SL之后的覆盖范围以外远程UE将通过“过载指示符”并且避免传送诉求请求来知道它们是否过载。远程UE可以应用回退并重新尝试连接到过载中继UE；回退可以由中继UE明确地广播或者在远程UE中预先配置(例如，SIM可以预先配置)。
图7是示出根据本发明的实施例的重定向的示意流程图700。根据图7，流程图700包括中继UE 702和远程UE 704。如果中继UE 702需要为更高优先级的远程UE 704提供服务，或者如果中继UE 702正在关闭或者如果远程UE 704的请求QoS不能由中继UE 702支持，则远程UE 704被重定向以搜索不同的中继UE 702以获得继续服务或获得其期望的QoS服务。在步骤706，中继UE 702可以在断开连接请求消息中提供重定向信息。在接收到消息时，在步骤708，远程UE 704可以向中继UE 702发送断开连接响应消息，该中继UE 702指示其是否准备好与中继UE 702断开连接并准备好与另一个中继UE连接。
图8是示出根据本发明的实施例的用于重定向的方法的示意图800。根据图8，中继UE可以从eNB获取重定向信息。eNB可以经由SIB 19广播用于附近侧链路的频率。并且中继UE可以在远程UE的重定向信息中使用在SIB 19中接收的相同频率。因此，不在网络覆盖范围内的远程UE也可以获得该信息。
此外，在本发明的实施例中，系统捕获区分在侧链路中UE操作的不同类型的方面。在Rel.14系统中，将存在将通过侧链路发现给其他UE的不同类型的UE和节点，这些不同类型的UE和节点包括移动设备、车辆和路侧单元。由于所有这些设备使用侧链资源(V2X场景)进行通信，因此有必要区分它们。例如，普通移动设备将有兴趣充当公共安全的远程UE并且对与车辆或路侧单元交互不感兴趣。
图9是示出根据本发明实施例的用于发现的类型1方法的示意流程图900。根据图9，流程图900包括两个用户设备(UE)，UE1 902和UE2 904。根据图9，在类型1发现中，在步骤906，正在发布通告的UE1 902将传送包含UE类型的诉求请求。包括UE 904的所有其他设备接收该通告，并且在步骤908，仅当它有兴趣与该特定UE类型通信时，才会以诉求响应消息的形式发起通信。
图10是示出根据本发明实施例的用于发现的类型2方法的示意流程图1000。根据图10，流程图1000包括三个UE，UE1 1002、UE2 1004和UE3 1006。在步骤1008，在类型2发现中，作为发现者设备的UE1 1002将在诉求请求中包括其UE类型。接收请求的所有其他设备UE2 1004和UE3 1006仅在他们对与该UE类型通信感兴趣时才传送诉求响应。
图11是示出根据本发明实施例的DRX的方法的示意流程图1100。根据图11，流程图1100包括远程UE 1102、中继UE 1104、和eNode(eNB)1106。
对于数据接收，远程UE需要唤醒并监视整个Rx时机，其是所有中继Tx机会的超集(superset)，即使数据可能不总是被调度，导致差的DRX操作和大量功耗。同时，各个远程UE可以在与其自己的网络连接/空闲DRX的不同配置下，并且对其服务具有不同的QoS要求。
根据图11，中继UE 1104基于延迟界限信息和DRX配置以及远程UE1102的状态，确定DRX过滤器，该DRX过滤器是将用于中继到远程通信的RX时机的子集，并在发现响应消息中向远程UE 1102指示该DRX过滤器。在选择该子集时，考虑选择使得所选择的子集与远程UE和/或中继UE 1104的DRX对准。通过更好地与现有DRX模式对准，对于中继和远程UE两者都提高了功率节省。
在通信阶段期间，在步骤1108，远程UE 1102通过PC-5链路向中继UE1104发送其当前状态(空闲、连接、超出覆盖范围或OOC)和用于连接状态的单播DRX配置，并请求其基于迄今为止与中继UE 1104共享的参数提供侧链路DRX配置。
在步骤1110，中继UE 1104基于多种方法确定最佳DRX配置-
1.远程UE 1102和中继UE 1104两者中使用的DRX配置的对准，
2.通过考虑QoS和远程UE 1102的延迟要求，
3.基于服务和调度需求，提供与其自身或其子集相同的DRX配置。
此外，在步骤1112，中继UE 1104通过PC5链路将DRX配置传送到远程UE 1102，并确保在DRX期间没有发送。远程UE 1102应用单播和侧链路DRX配置两者以确定conn模式中的活动期间。基于状态和服务调度，可以动态更新DRX config/模式。
图12是示出根据本发明的实施例的用于DRX和数据聚合的方法的示意流程图1200。根据图12，流程图1200包括远程UE 1202、中继UE 1204、和eNode(eNB)1206。根据流程图1200，中继UE 1204聚合从主链路(蜂窝，MBSFN等)接收的服务数据并临时存储，直到满足根据DRX对准和QoS要求而确定TX机会，并尝试最大化功率节省。
当根据确定满足发送机会时，中继UE 1204进行突发发送模式以快速朝向远程UE1202传送数据。中继UE 1202为连接到它的远程UE 1202的每一个的服务QoS以优先级顺序调度发送。这确保了对于与定义的QoS相关的分组，所需的服务延迟或分组延迟预算不会超调(overshoot)。在另一实施例中，描述了中继UE通过PC-5链路(侧链路)向远程UE 1202提供用于侧链路通信的TX/RX间隙信息的配置，使得中继UE 1204和远程UE 1202与TX和RX同步，并在非发送和无接收期间(间隙)期间节省功率。
此外，中继UE 1204动态地更新配置改变，如适用于中继UE 1204和远程UE 1202，并且迭代地应用所讨论的调度算法以实现最佳可能性能。
在本发明的另一个实施例中，中继UE 1204和远程UE 1202可以是V2V(车辆到车辆)或V2X(车辆到一切)通信系统的组成部分，并且它们携带的服务可以是公共安全消息和/或与流量相关的警报和/或信息娱乐服务数据等。
在本发明的另一个实施例中，远程UE 1202可以是可穿戴设备，并且中继UE 1204可以是智能手机，该智能手机形成中继-远程通信系统并且可以利用LTE、D2D、无线LAN、蓝牙、机器类型通信或窄带通信以交互和相互转换数据。
在本发明的另一个实施例中，中继UE 1204可以是5G设备并且有助于将5G通信覆盖范围扩展到室内环境，其中位于内部的远程设备不能通过5G通信到达。这是由于5G中使用的毫米波的限制是短距离的，并且在通过某些建筑材料如砖、混凝土等时传播遭受极高的衰减，结果使得5G覆盖限于室外。因此，所提出的中继-远程系统可以将5G通信扩展到室内并且还扩展其覆盖范围。
图13是示出根据本发明实施例的具有侧链路中继的中继UE 1300的架构的示意性框图1300。根据图13，中继UE 1300包括RR(中继-远程)控制器1302、应用和中间件1304、L3路由器1306、侧链路堆栈1308，LTE堆栈1310、和MBSFN堆栈1312。此外，中继UE 1300可以连接到一个或多个远程UE、远程UE1 1314a、远程UE2 1314b、远程UE3 1314c和蜂窝网络1316。
根据本发明，RR控制器1302通过发现过程处理准入控制并采用通信调度策略。RR控制器1302确定朝向远程UE的调度发送时机，最大化整体系统能量效率，为其睡眠操作提供远程UE操作DRX模式并满足相关公共安全或广播服务的QoS要求。中继中的多个堆栈通过类似侧链路堆栈1308、LTE堆栈1310、MBSFN堆栈1312等的不同蜂窝空中接口技术来满足接收能力。L3路由器模块1306利用基于L3转发的方法将蜂窝链路桥接到侧链路。侧链路通信服务于与中继连接的一个或多个远程UE。
RR控制器1302的提出的功能是：a)分配给具有在中继和(一个或多个)远程UE之间对准DRX的(一个或多个)远程UE的RX模式，b)流量识别和区分，c)(一个或多个)远程UE的服务数据聚合和d)基于QoS的调度发送。RR控制器1302用适当的服务索引和识别采用公共缓冲器用于服务数据聚合，同时基于QoS要求进行差别处理。这适用于两个方向，即下行链路和上行链路。在侧链路服务和蜂窝链路承载之间保持映射，并且还涉及基于QoS需求的优先级处理和传送数据，例如，最早提供延迟敏感数据用于发送。
在本发明的一个实施例中，提出了一种用于侧链路中继的状态机。用于中继操作的状态机包括以下状态：睡眠状态-其中在中继UE 1300中保持DRX睡眠，聚合状态-其中在中继UE 1300中仅接收数据并且不发送。因此，它累积和聚合与一个或多个远程UE 1314a、1314b、1314c、有关的数据，Sidlelink_TX状态-其中，中继UE 1300仅在侧链路上进行发送但不接收数据。因此，中继UE 1300可以以突发模式发送先前在聚合状态下聚合的数据，以及中继状态-其中，中继UE 1300在主链路(蜂窝链路)和侧链路上同时进行数据的接收和发送。因此，聚合因子针对给定服务而定义并且取决于服务QoS界限、中继的平均睡眠延迟，并且进一步受DRX对准约束以分配最佳DRX周期长度并选择满足DRX周期的唤醒时段的那些Rx机会。DRX对准还考虑DRX模式，远程UE可能已经在其自己的网络下受到影响。因此，聚合因子确定在朝向远程UE发送分组之前在中继UE处执行多少数据聚合。
根据本发明的另一个实施例，模式1和模式2两者资源调度都需要由远程UE的相关服务QCI要求来管理，例如用于VOIP/紧急呼叫。鉴于本发明，当远程UE不处于RRC连接状态时，中继UE基于例如基于服务性质的半持久或动态调度的服务QoS要求来从事资源的调度。
根据本发明的实施例，QoS满意度与DRX操作紧密混合，并且尽管它们通常看起来是反向相关的，即更好的DRX/EE导致差的QoS，反之亦然；本发明的实施例公开了一种联合优化这两个参数的方法。它确定了在DRX情况下调度决策的以下条件：
-远程UE将经历DRX的剩余活动时间
-当远程UE已经在DRX中时，在再次唤醒并具有调度的发送机会之前剩余多少DRX时间
因此，新参数考虑了远程UE的调度优先级，当服务数据出现以用于朝向其发送时，该远程UE将要进入有关远程UE的DRX和DRX状态。这样可以确保快速交付并避免分组丢失。
根据本发明的另一个实施例，该过程包括提高即将进入DRX的远程UE的服务的优先级，而不是如先前所讨论的那样应用剩余活动时间的连续功能。也就是说，在特定远程UE将前往DRX的最后调度事件发布时，其DRX睡眠期间被添加到其延迟，同时评估调度决策。有效地，通过在特定远程UE进入DRX之前的最近一次调度事件中将DRX延迟添加到排队的分组延迟中，可以获得考虑的延迟。
由于中继是中间发射机，因此本发明进一步提出在中继处具有丢弃功能，其中它确定潜在的延迟并在不可能满足分组延迟预算时丢弃分组，节省发送资源的浪费。
已经参考特定示例实施例描述了本实施例；显而易见的是，在不脱离各种实施例的更广泛的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和改变。此外，可以使用硬件电路来启用和操作本文描述的各种设备、模块等，例如，基于互补金属氧化物半导体的逻辑电路、固件、软件和/或体现在机器可读介质中的硬件、固件、和/或软件的任何组合。例如，各种电气结构和方法可以使用晶体管、逻辑门、和电路(诸如专用集成电路)来实现。
尽管用各种具体实施例描述了本文的实施例，但是对于本领域技术人员来说，通过修改来实践本发明是显而易见的。但是，所有这些修改都被认为是在权利要求的范围内。还应理解，所附权利要求旨在涵盖本文所述实施例的所有一般和具体特征，并且可以说，作为语言问题的实施例范围的所有陈述都落在其间。

Claims (16)

1.一种由中继用户设备UE执行的用于在设备到设备D2D通信中通过侧链路发现UE的方法，所述方法包括：
从远程UE接收诉求消息，其中，诉求消息包括信息，所述信息包括所述远程UE的UE标识、服务质量QoS要求、非连续接收DRX配置信号、或当前发送功率Tx_Pwr中的至少一项；
确定指示所述远程UE是否过载的过载状态；
基于诉求消息中的UE标识向远程UE发送设备发现响应以及支持状态消息，其中所述设备发现响应包括所述过载状态和回退指示；以及
基于所述DRX配置信号来在所述中继UE与远程UE之间对准DRX间隔，
其中，所述远程UE基于所述回退指示在回退持续时间期间从传送诉求请求消息进行回退，以及其中回退持续时间被预先规定为从预定义范围中选择。
2.如权利要求1所述的方法，其中，中继UE基于以下中的至少一项来发送设备发现响应：
可支持的QoS；
检查如果所述中继UE允许具有Tx_Pwr的远程UE、则能量消耗是否在中继UE的阈值内的结果；
当前服务的远程UE的数量；
远程UE的设备类型；以及
带宽。
3.一种由中继用户设备UE执行的用于在设备到设备D2D通信中通过侧链路发现UE的方法，所述方法包括：
从远程UE接收诉求消息，其中，诉求消息包括信息，所述信息包括所述远程UE的UE标识、包括分组延迟预算/延迟界限的服务质量QoS要求、非连续接收DRX配置信号、或当前发送功率Tx_Pwr中的至少一项；
在远程UE在覆盖范围区域中并且类型2发现方法被使用的情况下，确定中继负载状态为过载或拥塞；
在中继负载状态为过载的情况下，向所述远程UE发送具有过载指示和回退指示的诉求响应消息，以及
基于所述DRX配置信号来在所述中继UE与远程UE之间对准DRX间隔，
其中，所述远程UE基于所述回退指示在回退持续时间期间从传送诉求请求消息进行回退，以及其中回退持续时间被预先规定为从预定义范围中选择。
4.如权利要求3所述的方法，还包括
在所述中继UE不支持远程UE请求的QoS的情况下，将支持状态指示为否定。
5.一种由中继用户设备UE执行的用于在设备到设备D2D通信中启用侧链路中继发现的方法，所述方法包括：
从远程UE接收包括远程UE的非连续接收DRX配置信号的诉求消息；以及
发送类型2发现中的诉求响应消息，其中，诉求响应消息包括指示中继UE是否过载的过载状态和回退指示，
其中，所述DRX配置信号用于在中继UE与远程UE之间对准DRX间隔，以及
其中，所述远程UE基于所述回退指示在回退持续时间期间从传送诉求请求消息进行回退，以及其中回退持续时间被预先规定为从预定义范围中选择。
6.如权利要求5所述的方法，还包括：
向远程UE发送类型1发现中的通告消息，其中，所述通告消息包括指示中继UE是否过载的过载状态。
7.如权利要求5所述的方法，还包括：
在主信息块MIB广播期间发送指示中继UE是否过载的过载指示符。
8.根据权利要求5所述的方法，还包括：
从网络接收数据集；
执行发送数据的数据聚合；以及
根据配置的DRX向远程UE执行数据发送。
9.一种用于侧链路通信的中继用户设备UE，包括:
远程-中继控制器，即RR控制器；
路由器；
侧链路堆栈；和
网络接口；
其中所述RR控制器被配置为:
从远程UE接收诉求消息，其中，诉求消息包括信息，所述信息包括所述远程UE的UE标识、服务质量QoS要求、非连续接收DRX配置信号、或当前发送功率Tx_Pwr中的至少一项，
确定指示所述远程UE是否过载的过载状态；
基于诉求消息中的UE标识向远程UE发送设备发现响应以及支持状态消息，其中所述设备发现响应包括所述过载状态和回退指示，以及
基于所述DRX配置信号来在所述中继UE与远程UE之间对准DRX间隔，
其中，所述远程UE基于所述回退指示在回退持续时间期间从传送诉求请求消息进行回退，以及其中回退持续时间被预先规定为从预定义范围中选择。
10.根据权利要求9所述的中继UE，其中，所述RR控制器被配置为基于以下中的至少一项来发送所述设备发现响应:
可支持的QoS；
检查如果所述中继UE允许具有Tx_Pwr的远程UE、则能量消耗是否在中继UE的阈值内的结果；
当前服务的远程UE的数量；
远程UE的设备类型；以及
带宽。
11.一种用于侧链路通信的中继用户设备UE，包括:
远程-中继控制器，即RR控制器；
路由器；
侧链路堆栈；和
网络接口；
其中所述RR控制器被配置为:
从远程UE接收诉求消息，其中，诉求消息包括信息，所述信息包括所述远程UE的UE标识、包括分组延迟预算/延迟界限的服务质量QoS要求、非连续接收DRX配置信号、或当前发送功率Tx_Pwr中的至少一项，
在远程UE在覆盖范围区域中并且类型2发现方法被使用的情况下，确定中继负载状态为过载或拥塞，
在中继负载状态为过载的情况下，向所述远程UE发送具有过载指示和回退指示的诉求响应消息，以及
基于所述DRX配置信号来在所述中继UE与远程UE之间对准DRX间隔，
其中，所述远程UE基于所述回退指示在回退持续时间期间从传送诉求请求消息进行回退，以及其中回退持续时间被预先规定为从预定义范围中选择。
12.根据权利要求11所述的中继UE，在所述中继UE不支持远程UE请求的QoS的情况下，其中所述RR控制器还被配置为将支持状态指示为否定。
13.一种用于侧链路通信的中继用户设备UE，包括:
远程-中继控制器，即RR控制器；
路由器；
侧链路堆栈；和
网络接口；
其中所述RR控制器被配置为:
从远程UE接收包括远程UE的非连续接收DRX配置信号的诉求消息，以及
发送类型2发现中的诉求响应消息，其中，诉求响应消息包括指示中继UE是否过载的过载状态和回退指示，
其中，所述DRX配置信号用于在中继UE与远程UE之间对准DRX间隔，以及
其中，所述远程UE基于所述回退指示在回退持续时间期间从传送诉求请求消息进行回退，以及其中回退持续时间被预先规定为从预定义范围中选择。
14.根据权利要求13所述的中继UE，其中，所述RR控制器还被配置为向远程UE发送类型1发现中的通告消息，其中，所述通告消息包括指示中继UE是否过载的过载状态。
15.根据权利要求13所述的中继UE，其中，所述RR控制器还被配置为在主信息块MIB广播期间发送指示中继UE是否过载的过载指示符。
16.根据权利要求13所述的中继UE，其中，所述RR控制器还被配置为:
从网络接收数据集，
执行发送数据的数据聚合，以及
根据配置的DRX向远程UE执行数据发送。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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