CN113840261B - 低时延高可靠通信终端、冗余通信方法和系统、存储介质 - Google Patents

低时延高可靠通信终端、冗余通信方法和系统、存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种低时延高可靠通信终端及其冗余通信方法和系统低时延高可靠通信终端、冗余通信方法和系统、存储介质。该冗余通信方法包括：在低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信信道质量低于预定质量阈值的情况下，低时延高可靠通信终端触发设备到设备通信功能；低时延高可靠通信终端的设备到设备通信模块发现邻近终端；低时延高可靠通信终端通过设备到设备通信方式向该邻近终端发送应用层数据。本公开可以结合D2D技术发现邻近的终端，通过直连或中继通信的方式发送关键的应用层数据，保证低时延高可靠通信终端的通信不中断。

Description

低时延高可靠通信终端、冗余通信方法和系统、存储介质
技术领域
本公开涉及移动终端领域，特别涉及一种低时延高可靠通信终端、冗余通信方法和系统、存储介质。
背景技术
对于5G URLLC(Ultra-reliable and Low Latency Communications，低时延高可靠通信，又称超高可靠与低时延通信)场景，3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)要求URLLC支持低延时、高可靠的传输以及信道的冗余。但在实际应用中，当终端处于移动状态下，有可能出现不在蜂窝覆盖区或者部分离开覆盖区的情况。
发明内容
鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种低时延高可靠通信终端、冗余通信方法和系统、存储介质，可以结合D2D(Device-to-Device，设备到设备通信)技术发现邻近的终端，通过直连或中继通信的方式发送关键的应用层数据，保证URLLC终端的通信不中断。
根据本公开的一个方面，提供一种冗余通信方法，包括：
在低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信信道质量低于预定质量阈值的情况下，低时延高可靠通信终端触发设备到设备通信功能；
低时延高可靠通信终端的设备到设备通信模块发现邻近终端；
低时延高可靠通信终端通过设备到设备通信方式向该邻近终端发送应用层数据，以保证低时延高可靠通信终端的通信不中断。
在本公开的一些实施例中，所述冗余通信方法还包括：
在正常状态下，低时延高可靠通信终端使用低时延高可靠通信方式进行通信，低时延高可靠通信终端的设备到设备通信功能处于备用状态。
在本公开的一些实施例中，所述冗余通信方法还包括：
在满足下述第一触发条件至第五触发条件中至少一个触发条件的情况下，低时延高可靠通信终端触发设备到设备通信功能，其中：
第一触发条件为低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信信道质量低于预定质量阈值；
第二触发条件为低时延高可靠通信终端离开蜂窝覆盖区；
第三触发条件为低时延高可靠通信终端的电量低于预定电量安全阈值；
第四触发条件为低时延高可靠通信终端主动触发设备到设备通信功能；
第五触发条件为低时延高可靠通信终端处于固定状态或低速移动状态。
在本公开的一些实施例中，所述低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信信道质量低于预定质量阈值的情况包括以下情况中的至少一项：
在预定时间范围内，低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信模块测量的信噪比低于预定信噪比阈值；
在预定时间范围内，低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信模块测量的信道抖动值高于预定信道抖动阈值；
在预定时间范围内，低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信模块测量的时延大于预定时延阈值。
在本公开的一些实施例中，所述低时延高可靠通信终端的设备到设备通信模块发现邻近终端包括：
低时延高可靠通信终端的设备到设备通信模块发现邻近的设备到设备通信节点；
低时延高可靠通信终端选择合适的设备到设备通信节点进入备选列表；
低时延高可靠通信终端与合适的设备到设备通信节点建立点对点通信，并发送保活数据包保持连接。
在本公开的一些实施例中，所述低时延高可靠通信终端通过设备到设备通信方式向该邻近终端发送应用层数据包括：
在目的节点是设备到设备邻近节点的情况下，直接通过设备到设备通信方式与目的节点进行通信；
在低时延高可靠通信终端与目的节点之间不能直接通信的情况下，借助其他终端作为设备到设备中继，与目的节点进行通信；
在低时延高可靠通信终端与目的节点之间不能直接通信、不能通过其他终端与目的节点进行设备到设备中继通信的情况下，通过设备到网络中继通信的方式，先与网络设备进行通信，实现与目的节点的通信。
在本公开的一些实施例中，所述冗余通信方法还包括：
在低时延高可靠通信终端发现低时延高可靠通信信道恢复、信道质量达到预定通信要求的情况下，低时延高可靠通信终端重新连接并恢复低时延高可靠通信数据传输，同时保持已经建立的设备到设备通信连接；
低时延高可靠通信终端在预定时间间隔后、低时延高可靠通信信道稳定的情况下，停止设备到设备的通信。
根据本公开的另一方面，提供一种低时延高可靠通信终端，包括：
微控制单元，用于在低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信信道质量低于预定质量阈值的情况下，触发设备到设备通信功能；
设备到设备通信模块，用于发现邻近终端，并通过设备到设备通信方式向该邻近终端发送应用层数据，以保证低时延高可靠通信终端的通信不中断。
在本公开的一些实施例中，所述低时延高可靠通信终端用于执行实现如上述任一实施例所述的冗余通信方法的操作。
根据本公开的另一方面，提供一种低时延高可靠通信终端，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述指令，使得所述装置执行实现如上述任一实施例所述的冗余通信方法的操作。
根据本公开的另一方面，提供一种冗余通信系统，包括如上述任一实施例所述的低时延高可靠通信终端。
根据本公开的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的冗余通信方法。
本公开可以结合D2D技术发现邻近的终端，通过直连或中继通信的方式发送关键的应用层数据，保证URLLC终端的通信不中断。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开冗余通信方法一些实施例的示意图。
图2为本公开一些实施例中源节点与目的节点直接D2D通信的示意图。
图3为本公开一些实施例中源节点与目的节点进行终端到终端中继通信的示意图。
图4为本公开一些实施例中源节点与目的节点进行终端到网络中继通信的示意图。
图5为本公开冗余通信方法另一些实施例的示意图。
图6为本公开一些实施例中URLLC终端URLLC通信的示意图。
图7为本公开低时延高可靠通信终端一些实施例的示意图。
图8为本公开低时延高可靠通信终端另一些实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本公开冗余通信方法一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本公开低时延高可靠通信终端执行。该方法可以包括步骤11-步骤13，其中：
步骤11，在低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信信道质量低于预定质量阈值的情况下，低时延高可靠通信终端触发设备到设备(D2D)通信功能。
在本公开的一些实施例中，所述冗余通信方法还可以包括：在正常状态下，低时延高可靠通信终端使用低时延高可靠通信方式进行通信，低时延高可靠通信终端的设备到设备通信功能处于备用状态。
在本公开的一些实施例中，步骤11中，所述低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信信道质量低于预定质量阈值的情况可以包括以下情况中的至少一项：在预定时间范围t1内，低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信模块测量的信噪比低于预定信噪比阈值；在预定时间范围t1内，低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信模块测量的信道抖动值高于预定信道抖动阈值；在预定时间范围t1内，低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信模块测量的时延大于预定时延阈值。
在本公开的一些实施例中，D2D通信技术可以采用3GPP标准定义的Prose(Proximity Services，近程服务，一种近距离通信技术)，也可以采用WiFi Direct(WiFi直连，WiFi设备点对点连接)、LoRa(Long Range Radio，远距离无线电)、Zigbee(紫蜂协议，一种低速短距离传输的无线网上协议)等其他通信技术。
步骤12，低时延高可靠通信终端的设备到设备通信模块发现邻近终端。
在本公开的一些实施例中，步骤12可以包括步骤121-步骤123，其中：
步骤121，低时延高可靠通信终端的设备到设备通信模块发现邻近的设备到设备通信节点。
步骤122，低时延高可靠通信终端选择合适的设备到设备通信节点进入备选列表。
步骤123，低时延高可靠通信终端与合适的设备到设备通信节点建立点对点通信，并发送保活数据包保持连接。
步骤13，低时延高可靠通信终端通过设备到设备通信方式向该邻近终端发送应用层数据，以保证低时延高可靠通信终端的通信不中断。
在本公开的一些实施例中，步骤13可以包括步骤131-步骤133，其中，步骤131-步骤133的顺序可以调整，其中：
步骤131，在目的节点是设备到设备邻近节点的情况下，直接通过设备到设备通信方式与目的节点进行通信。
图2为本公开一些实施例中源节点与目的节点直接D2D通信的示意图。如图2所示，步骤131可以包括：当前低时延高可靠通信终端UE1(源节点)通过广播发现，如目的节点(目标低时延高可靠通信终端UE2)是D2D的邻近节点，当URLLC信道质量达不到要求或低时延高可靠通信终端离开蜂窝覆盖区的情况下，可以直接启动D2D通信功能进行通信。即，当前低时延高可靠通信终端UE1的URLLC模块不能与5G基站(gNB)进行URLLC通信的情况下，可以直接通过D2D通信模块的D2D通信功能与目的节点UE2进行D2D通信。
步骤132，在低时延高可靠通信终端与目的节点之间不能直接通信的情况下，借助其他终端作为设备到设备中继，与目的节点进行通信。
图3为本公开一些实施例中源节点与目的节点进行终端到终端中继通信的示意图。如图3所示，步骤132可以包括：当前低时延高可靠通信终端UE1的URLLC模块不能与5G基站(gNB)进行URLLC通信的情况下，如果由于D2D信道质量原因，源节点(当前低时延高可靠通信终端UE1)与目的节点(目标低时延高可靠通信终端UE2)之间不能直接进行D2D通信，则可以借助其他终端(UD3)作为D2D中继，通过UE-to-UE Relay(中继终端到终端)通信的方式与目的节点UE2进行通信。
步骤133，在当前低时延高可靠通信终端(源节点)的URLLC模块不能与5G基站(gNB)进行URLLC通信、源节点与目的节点之间不能直接通信、源节点不能通过其他终端与目的节点进行设备到设备中继通信的情况下，通过设备到网络中继通信的方式，先与网络设备进行通信，实现与目的节点的通信。
图4为本公开一些实施例中源节点与目的节点进行终端到网络中继通信的示意图。如图4所示，在源节点UE1的URLLC模块不能与5G基站(gNB)进行URLLC通信、源节点UE1与目的节点UE2之间不能直接通信、源节点UE1不能通过其他终端与目的节点UE2进行设备到设备中继通信的情况下，源节点UE1通过设备到网络中继(UE-to-Network Relay)通信的方式与目的节点UE2进行通信。
具体而言，如图4所示，源节点UE1通过D2D通信与终端UE3通信，终端UE3通过URLLC通信方式与5G基站(gNB)进行URLLC通信，5G基站(gNB)通过URLLC通信方式与目的节点UE2进行通信，最终源节点UE1通过设备到网络中继通信的方式与目的节点UE2进行通信。
基于本公开上述实施例提供的冗余通信方法，是一种通过D2D通信实现URLLC终端冗余通信的方法。本公开上述实施例在支持URLLC的终端中加入D2D通信模块。当终端的URLLC信道质量下降或离开蜂窝覆盖区的情况下，通过D2D技术发现邻近的终端，以直连、中继等方式并发送关键的应用层数据，从而保证了URLLC终端的通信不中断。
图5为本公开冗余通信方法另一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本公开低时延高可靠通信终端执行。图5实施例的步骤52和步骤53分别与图1实施例的步骤12和13相同或类似。图5实施例的方法可以包括步骤50-步骤55，其中：
步骤50，在正常状态下，低时延高可靠通信终端使用低时延高可靠通信方式进行通信，低时延高可靠通信终端的设备到设备通信功能处于备用状态。
图6为本公开一些实施例中URLLC终端URLLC通信的示意图。如图6所示，在正常状态下，低时延高可靠通信终端(UE1和UE2)使用低时延高可靠通信方式进行通信，低时延高可靠通信终端的设备到设备通信功能处于备用状态。
步骤51，在满足下述第一触发条件至第五触发条件中至少一个触发条件的情况下，低时延高可靠通信终端触发设备到设备通信功能，其中：
第一触发条件为低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信信道质量低于预定质量阈值。
在本公开的一些实施例中，第一触发条件可以包括以下情况中的至少一项：在预定时间范围t1内，低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信模块测量的信噪比低于预定信噪比阈值；在预定时间范围t1内，低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信模块测量的信道抖动值高于预定信道抖动阈值J1；在预定时间范围t1内，低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信模块测量的时延大于预定时延阈值D1。
第二触发条件为低时延高可靠通信终端离开蜂窝覆盖区。
第三触发条件为低时延高可靠通信终端的电量低于预定电量安全阈值。
第四触发条件为低时延高可靠通信终端主动触发设备到设备通信功能。
第五触发条件为低时延高可靠通信终端处于固定状态或低速移动状态。
步骤52，低时延高可靠通信终端的设备到设备通信模块发现邻近终端。
在本公开的一些实施例中，步骤52可以包括：终端通过D2DDiscovery(发现)发现邻近的D2D节点，选择合适的节点进入备选列表中，并建立点对点通信，发送Keep-alive(保活)数据包保持连接。
步骤53，低时延高可靠通信终端通过设备到设备通信方式向该邻近终端发送应用层数据，以保证低时延高可靠通信终端的通信不中断。
在本公开的一些实施例中，步骤53可以包括步骤531-步骤533，其中，步骤531-步骤533的顺序可以调整，其中：
步骤531，如图2所示，当前低时延高可靠通信终端UE1(源节点)通过广播发现，如目的节点(目标低时延高可靠通信终端UE2)是D2D的邻近节点，当URLLC信道质量达不到要求时，可以直接启动D2D通信功能进行通信。
步骤532，如图3所示，当前低时延高可靠通信终端UE1的URLLC模块不能与5G基站(gNB)进行URLLC通信的情况下，如果由于D2D信道质量原因，由于信道质量原因，源节点UE1与目的节点UE2之间不能直接通信，则可以借助其他终端(UD3)作为D2D中继，通过UE-to-UERelay(中继)的方式与目的节点UE2进行通信
步骤533，如图4所示，如果步骤531和532都不满足，即，在源节点UE1的URLLC模块不能与5G基站(gNB)进行URLLC通信、源节点UE1与目的节点UE2之间不能直接通信、源节点UE1不能通过其他终端与目的节点UE2进行设备到设备中继通信的情况下，可以通过设备到网络中继(UE-to-Network Relay)通信的方式与目的节点进行通信。
步骤54，在低时延高可靠通信终端发现低时延高可靠通信信道恢复、信道质量达到预定通信要求的情况下，低时延高可靠通信终端重新连接并恢复低时延高可靠通信数据传输，同时保持已经建立的设备到设备通信连接。
步骤55，低时延高可靠通信终端在预定时间间隔后、低时延高可靠通信信道稳定的情况下，停止设备到设备的通信，如图6所示。
基于本公开上述实施例提供的冗余通信方法，在支持URLLC的终端中加入D2D通信模块。当终端的URLLC信道质量下降或离开蜂窝覆盖区的情况下，通过D2D技术发现邻近的终端，以直连、中继等方式并发送关键的应用层数据，从而保证了URLLC终端的通信不中断，当终端回到覆盖区后，可以恢复URLLC通信。当终端处于固定或者低速移动中，本公开上述实施例可以通过D2D通信降低终端功耗，也有助于实现终端异构网络组网。
在本公开一个具体实施例中，在远程遥控驾驶中，URLLC主要用于解决终端对远程遥控者的快速响应，一旦离开URLLC覆盖区或突发原因造成信道质量下降，则邻近其他节点的信息则无法通过URLLC送达终端，通过D2D通信可以解决对邻近设备的快速响应，特别是在异构网络上部署同一个应用的时候，同时，也可以在一定程度上保持终端与中心或者边缘应用服务器的通信。在终端电力不足的场景中，终端主动关闭URLLC通信，通过D2D与邻近节点进行交互，必要时再重新启用URLLC通信。
本公开上述实施例属于URLLC设备冗余通信领域。URLLC要求信道冗余来保证高可靠性，3GPP相关研究报告中提及单UE多信道以及单个设备内有多个UE的冗余通信的方案，相关技术没有考虑在5G终端离开URLLC覆盖区的情况下，与其他技术结合提供冗余通信的方案。
本公开上述实施例首次提出了通过D2D通信实现URLLC终端冗余通信的方法。本公开上述实施例在URLLC的终端中加入对D2D通信模块。当移动终端部分或者完全离开蜂窝覆盖区的情况下，通过D2D技术发现邻近的终端，以直连、中继等方式并发送关键的应用层数据，保证URLLC终端的通信不中断。当终端回到覆盖区后，恢复以URLLC通信。当终端处于固定或者低速移动中，可以通过D2D通信降低终端功耗，也有助于实现终端异构网络组网。
本公开上述实施例是终端侧方案，无需对现网设备及通信协议进行修改，易于实现。
图7为本公开低时延高可靠通信终端一些实施例的示意图。如图7所示，本公开低时延高可靠通信终端可以包括微控制单元710和通信单元720，其中：
微控制单元710，用于在低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信信道质量低于预定质量阈值的情况下，触发设备到设备通信功能。
在本公开的一些实施例中，微控制单元710为上位机，通过接口与通信单元720交互数据。
在本公开的一些实施例中，微控制单元710可以用于在满足下述至少一个触发条件中的情况下，低时延高可靠通信终端触发设备到设备通信功能，其中，第一触发条件为低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信信道质量低于预定质量阈值；第二触发条件为低时延高可靠通信终端离开蜂窝覆盖区；第三触发条件为低时延高可靠通信终端的电量低于预定电量安全阈值；第四触发条件为低时延高可靠通信终端主动触发设备到设备通信功能；第五触发条件为低时延高可靠通信终端处于固定状态或低速移动状态。
在本公开的一些实施例中，所述低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信信道质量低于预定质量阈值的情况包括以下情况中的至少一项：在预定时间范围内，低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信模块测量的信噪比低于预定信噪比阈值；在预定时间范围内，低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信模块测量的信道抖动值高于预定信道抖动阈值；在预定时间范围内，低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信模块测量的时延大于预定时延阈值。
通信单元720支持URLLC通信和D2D通信功能，通信单元720可以包括低时延高可靠(URLLC)通信模块721和设备到设备(D2D)通信模块722，其中：
设备到设备通信模块722，用于发现邻近终端，并通过设备到设备通信方式向该邻近终端发送应用层数据，以保证低时延高可靠通信终端的通信不中断。
在本公开的一些实施例中，设备到设备通信模块722可以用于发现邻近的设备到设备通信节点；选择合适的设备到设备通信节点进入备选列表；与合适的设备到设备通信节点建立点对点通信，并发送保活数据包保持连接。
在本公开的一些实施例中，如图2所示，设备到设备通信模块722可以用于在目的节点是设备到设备邻近节点的情况下，直接通过设备到设备通信方式与目的节点进行通信。
在本公开的一些实施例中，如图3所示，设备到设备通信模块722可以用于在低时延高可靠通信终端与目的节点之间不能直接通信的情况下，借助其他终端作为设备到设备中继，与目的节点进行通信。
在本公开的一些实施例中，如图4所示，设备到设备通信模块722可以用于在低时延高可靠通信终端与目的节点之间不能直接通信、不能通过其他终端与目的节点进行设备到设备中继通信的情况下，通过设备到网络中继通信的方式，先与网络设备(5G基站)进行通信，实现与目的节点的通信。
低时延高可靠(URLLC)通信模块721，用于在正常状态下，使用低时延高可靠通信方式进行通信，此时，低时延高可靠通信终端的设备到设备通信功能(即，设备到设备通信模块722)处于备用状态，如图6所示。
在本公开的一些实施例中，如图6所示，URLLC通信模块721还可以用于在低时延高可靠通信终端发现低时延高可靠通信信道恢复、信道质量达到预定通信要求的情况下，重新连接并恢复低时延高可靠通信数据传输。同时设备到设备通信模块722可以用于保持已经建立的设备到设备通信连接；在预定时间间隔后、低时延高可靠通信信道稳定的情况下，停止设备到设备的通信。
在本公开的一些实施例中，所述低时延高可靠通信终端用于执行实现如上述任一实施例(例如图1或图5实施例)所述的冗余通信方法的操作。
基于本公开上述实施例提供的低时延高可靠通信终端，在终端中加入D2D通信模块。当终端的URLLC信道质量下降或离开蜂窝覆盖区的情况下，通过D2D技术发现邻近的终端，以直连、中继等方式并发送关键的应用层数据，从而保证了URLLC终端的通信不中断，当终端回到覆盖区后，可以恢复URLLC通信。当终端处于固定或者低速移动中，本公开上述实施例可以通过D2D通信降低终端功耗，也有助于实现终端异构网络组网。
图8为本公开低时延高可靠通信终端另一些实施例的示意图。如图8所示，本公开低时延高可靠通信终端可以包括存储器810和处理器820，其中：
存储器810，用于存储指令。
处理器820，用于执行所述指令，使得所述低时延高可靠通信终端执行实现如上述任一实施例(例如图1或图5实施例)所述的冗余通信方法的操作。
发明人通过研究发现：URLLC要求信道冗余来保证高可靠性，3GPP相关研究报告中提及单UE多信道以及单个设备内有多个UE的冗余通信的方案，相关技术没有考虑在5G终端离开URLLC覆盖区的情况下，与其他技术结合提供冗余通信的方案。
本公开上述实施例属于URLLC设备冗余通信领域。本公开上述实施例首次提出了通过D2D通信实现URLLC终端冗余通信的方法。本公开上述实施例在URLLC的终端中加入对D2D通信模块。当移动终端部分或者完全离开蜂窝覆盖区的情况下，通过D2D技术发现邻近的终端，以直连、中继等方式并发送关键的应用层数据，保证URLLC终端的通信不中断。当终端回到覆盖区后，恢复以URLLC通信。当终端处于固定或者低速移动中，可以通过D2D通信降低终端功耗，也有助于实现终端异构网络组网。
本公开上述实施例是终端侧方案，无需对现网设备及通信协议进行修改，易于实现。
根据本公开的另一方面，提供一种冗余通信系统，包括如上述任一实施例(例如图7或图8实施例)所述的低时延高可靠通信终端。
例如图2-图4实施例、图6实施例给出了本公开冗余通信系统一些实施例的示意图。
图2-图4实施例、图6实施例的终端源节点UE1、目标节点UE2和中继节点UE3可以实现为如上述任一实施例(例如图7或图8实施例)所述的低时延高可靠通信终端。
如图2所示的冗余通信系统可以包括两个低时延高可靠通信终端(源节点UE1和目标节点UE2)和5G基站(gNB)，其中：
如图2所示，低时延高可靠通信终端UE1(源节点)，用于通过广播发现，如目的节点(目标低时延高可靠通信终端UE2)是D2D的邻近节点，当URLLC信道质量达不到要求时，可以直接启动D2D通信功能进行通信。即，当前低时延高可靠通信终端UE1的URLLC模块不能与5G基站(gNB)进行URLLC通信的情况下，可以直接通过D2D通信模块的D2D通信功能与目的节点UE2进行D2D通信。
如图3所示的冗余通信系统可以包括三个低时延高可靠通信终端(源节点UE1、目标节点UE2和中继节点UE3)和5G基站(gNB)，其中：
如图3所示，低时延高可靠通信终端UE1，可以用于在其URLLC模块不能与5G基站(gNB)进行URLLC通信的情况下，如果由于D2D信道质量原因，源节点(当前低时延高可靠通信终端UE1)与目的节点(目标低时延高可靠通信终端UE2)之间不能直接进行D2D通信，则可以借助其他终端(UD3)作为D2D中继，通过UE-to-UE Relay(中继终端到终端)通信的方式与目的节点UE2进行通信。
如图4所示的冗余通信系统可以包括三个低时延高可靠通信终端(源节点UE1、目标节点UE2和中继节点UE3)和5G基站(gNB)，其中：
如图4所示，源节点UE1，可以用于在其URLLC模块不能与5G基站(gNB)进行URLLC通信、源节点UE1与目的节点UE2之间不能直接通信、源节点UE1不能通过其他终端与目的节点UE2进行设备到设备中继通信的情况下，通过设备到网络中继(UE-to-NetworkRelay)通信的方式与目的节点UE2进行通信。
具体而言，如图4所示，源节点UE1用于通过D2D通信与终端UE3通信，终端UE3通过URLLC通信方式与5G基站(gNB)进行URLLC通信，5G基站(gNB)通过URLLC通信方式与目的节点UE2进行通信，最终源节点UE1通过设备到网络中继通信的方式与目的节点UE2进行通信。
如图6所示的冗余通信系统可以包括两个低时延高可靠通信终端(源节点UE1和目标节点UE2)和5G基站(gNB)，其中：
如图6所示，低时延高可靠通信终端(UE1和UE2)，可以用于在正常状态下，使用低时延高可靠通信方式进行通信，低时延高可靠通信终端的设备到设备通信功能处于备用状态。
低时延高可靠通信终端，可以用于发现低时延高可靠通信信道恢复、信道质量达到预定通信要求的情况下，重新连接并恢复低时延高可靠通信数据传输，同时保持已经建立的设备到设备通信连接；在预定时间间隔后、低时延高可靠通信信道稳定的情况下，停止设备到设备的通信。
基于本公开上述实施例提供的冗余通信系统，在URLLC的终端中加入对D2D通信模块。当移动终端部分或者完全离开蜂窝覆盖区的情况下，通过D2D技术发现邻近的终端，以直连、中继等方式并发送关键的应用层数据，保证URLLC终端的通信不中断。当终端回到覆盖区后，恢复以URLLC通信。当终端处于固定或者低速移动中，可以通过D2D通信降低终端功耗，也有助于实现终端异构网络组网。
本公开上述实施例是终端侧方案，无需对现网设备及通信协议进行修改，易于实现。
根据本公开的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例(例如图1或图5实施例)所述的冗余通信方法。
基于本公开上述实施例提供的计算机可读存储介质，当终端的URLLC信道质量下降或离开蜂窝覆盖区的情况下，通过D2D技术发现邻近的终端，以直连、中继等方式并发送关键的应用层数据，从而保证了URLLC终端的通信不中断，当终端回到覆盖区后，可以恢复URLLC通信。当终端处于固定或者低速移动中，本公开上述实施例可以通过D2D通信降低终端功耗，也有助于实现终端异构网络组网。
在上面所描述的低时延高可靠通信终端可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指示相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (11)

1.一种冗余通信方法，其特征在于，包括：
在低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信信道质量低于预定质量阈值的情况下，低时延高可靠通信终端触发设备到设备通信功能；
低时延高可靠通信终端的设备到设备通信模块发现邻近终端；
低时延高可靠通信终端通过设备到设备通信方式向该邻近终端发送应用层数据；
其中，所述冗余通信方法还包括：
在低时延高可靠通信终端发现低时延高可靠通信信道恢复、信道质量达到预定通信要求的情况下，低时延高可靠通信终端重新连接并恢复低时延高可靠通信数据传输，同时保持已经建立的设备到设备通信连接；
低时延高可靠通信终端在预定时间间隔后、低时延高可靠通信信道稳定的情况下，停止设备到设备的通信。
2.根据权利要求1所述的冗余通信方法，其特征在于，还包括：
在正常状态下，低时延高可靠通信终端使用低时延高可靠通信方式进行通信，低时延高可靠通信终端的设备到设备通信功能处于备用状态。
3.根据权利要求1或2所述的冗余通信方法，其特征在于，还包括：
在满足下述第一触发条件至第五触发条件中至少一个触发条件的情况下，低时延高可靠通信终端触发设备到设备通信功能，其中：
第一触发条件为低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信信道质量低于预定质量阈值；
第二触发条件为低时延高可靠通信终端离开蜂窝覆盖区；
第三触发条件为低时延高可靠通信终端的电量低于预定电量安全阈值；
第四触发条件为低时延高可靠通信终端主动触发设备到设备通信功能；
第五触发条件为低时延高可靠通信终端处于固定状态或低速移动状态。
4.根据权利要求1或2所述的冗余通信方法，其特征在于，所述低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信信道质量低于预定质量阈值的情况包括以下情况中的至少一项：
在预定时间范围内，低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信模块测量的信噪比低于预定信噪比阈值；
在预定时间范围内，低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信模块测量的信道抖动值高于预定信道抖动阈值；
在预定时间范围内，低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信模块测量的时延大于预定时延阈值。
5.根据权利要求1或2所述的冗余通信方法，其特征在于，所述低时延高可靠通信终端的设备到设备通信模块发现邻近终端包括：
低时延高可靠通信终端的设备到设备通信模块发现邻近的设备到设备通信节点；
低时延高可靠通信终端选择合适的设备到设备通信节点进入备选列表；
低时延高可靠通信终端与合适的设备到设备通信节点建立点对点通信，并发送保活数据包保持连接。
6.根据权利要求1或2所述的冗余通信方法，其特征在于，所述低时延高可靠通信终端通过设备到设备通信方式向该邻近终端发送应用层数据包括：
在目的节点是设备到设备邻近节点的情况下，直接通过设备到设备通信方式与目的节点进行通信；
在低时延高可靠通信终端与目的节点之间不能直接通信的情况下，借助其他终端作为设备到设备中继，与目的节点进行通信；
在低时延高可靠通信终端与目的节点之间不能直接通信、不能通过其他终端与目的节点进行设备到设备中继通信的情况下，通过设备到网络中继通信的方式，先与网络设备进行通信，实现与目的节点的通信。
7.一种低时延高可靠通信终端，其特征在于，包括：
微控制单元，用于在低时延高可靠通信终端的低时延高可靠通信信道质量低于预定质量阈值的情况下，触发设备到设备通信功能；
设备到设备通信模块，用于发现邻近终端，并通过设备到设备通信方式向该邻近终端发送应用层数据，以保证低时延高可靠通信终端的通信不中断；
其中，低时延高可靠通信终端，用于发现低时延高可靠通信信道恢复、信道质量达到预定通信要求的情况下，重新连接并恢复低时延高可靠通信数据传输，同时保持已经建立的设备到设备通信连接；在预定时间间隔后、低时延高可靠通信信道稳定的情况下，停止设备到设备的通信。
8.根据权利要求7所述的低时延高可靠通信终端，其特征在于，所述低时延高可靠通信终端用于执行实现如权利要求2-6中任一项所述的冗余通信方法的操作。
9.一种低时延高可靠通信终端，其特征在于，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述指令，使得所述低时延高可靠通信终端实现如权利要求1-6中任一项所述的冗余通信方法。
10.一种冗余通信系统，其特征在于，包括如权利要求7-9中任一项所述的低时延高可靠通信终端。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的冗余通信方法。
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