CN1757207A - 保持对等通信中移动终端的上行链路控制的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种在对等通信中保持移动终端的上行链路控制的无线通信网络系统。根据本发明的一个实施例，在确定可以在移动终端之间建立可靠的直接通信链接后，网络系统发送包括控制指令的信息给移动终端以建立直接通信。该信息包括一个包结构类型，该包结构类型具有的包结构包括至少一个载有欲用于网络系统的控制信息的区段。在直接通信被建立后，网络系统连续地监听这两个移动终端之间通信的信号以接收数据包。网络系统对接收到的在两个移动终端之间通信的数据包进行解调，以确定接收到的包是否包含欲用于网络系统的控制信息。如果在接收到的包中包含欲用于网络系统的控制信息，网络系统将执行相应的功能。以此方式，在对等通信中可有效地保持对移动终端的上行链路控制。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信系统，尤其涉及用于保持对等通信(peer-to-peer communication)中移动终端的上行链路控制的自组无线网络系统。
背景技术
在两个移动终端之间的对等通信提供了一种公用地面移动网中两个移动终端之间的直接连接。当建立了直接连接时，基站与移动终端之间的专用连接可被断开，而下行链路公共控制信道(CCCH)被保持。这将为系统节省两个无线信道及减小了端到端延迟。
在现有的3G系统中，TDD CDMA系统是最适合对等通信应用的系统，因为上行和下行链路通信都使用相同的载波频率，这将简化移动终端的RF模块。另外，对等通信技术的应用将克服TDD CDMA系统的一些固有缺点，例如扩频码缺乏，覆盖范围小等。TDD CDMA系统的一个例子是TD-SCDMA系统，它在中国受到了更多的关注。
在两个移动终端之间建立直接连接后，在基站与移动终端之间的专用信道将被断开。在此时，基站仍可通过下行链路CCCH将控制信息发送给移动终端。在通常情况下的对等通信期间，基站将不需要从两个移动终端接收信息，并且不能从移动终端获得关于训练序列(midamble)的信息及控制信息。移动终端也不能通过专用上行链路信道向基站发送控制信息。如果移动终端需要向基站发送任何控制信息，唯一的路径是通过随机接入信道(RACH)。但是，该信道是一个上行链路公用信道，所有移动终端为了使用它必须竞争。因此，经由该信道的任何控制信息的发送不能保证该信息及时地到达基站，这将引起严重的问题。例如，如果移动终端确定它们的直接通信链接不再能正常工作，因此需要基站提供辅助以让它们回到传统的通信模式时，移动终端不能容易地将相关的控制信息传送到基站以采取适当的操作。因而，移动终端将不得不终止当前通信，并在基站的辅助下重新启动。
因此，需要一个经过改进的系统，该系统允许对等通信中的移动终端在需要时随时有机会向基站及时地发送控制信息。
发明内容
本发明提供了一种无线通信网络系统，该系统解决了传统系统的相关缺陷，并保持对等通信中移动终端的上行链路控制。
根据本发明的一个实施例，当接收到来自一个移动终端用于与另一移动终端建立对等通信的请求时，无线网络系统确定在这两个移动终端之间是否能建立可靠的直接通信链接。当确定能够建立可靠的直接通信时，网络系统将包含有控制指令的信息发送给移动终端以建立直接通信。该信息包括一个包结构类型，该包结构类型具有的包结构包括至少一个区段，该区段载有欲用于网络系统的控制信息。在直接通信建立后，网络系统连续地监听在两个移动终端之间的通信信号以接收数据包。网络系统对接收到的在两个移动终端之间通信的数据包进行解调，以确定接收到的包是否包含欲用于网络系统的控制信息。如果在接收到的包中包含欲用于网络系统的控制信息，则网络系统将执行相应的功能。以此方式，网络系统能有效地保持对等通信中移动终端的上行链路控制。
通过以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面了解，本发明的其它目的和效果将变得更加清楚和易于理解。
附图简述
以下将以实例的方式参照附图来详细地解释本发明，附图为：
图1表示根据本发明一个实施例的、在一个无线通信网络系统环境中的对等通信的一个概览图；
图2表示用于TD-SCDMA系统的标准子帧结构；
图3表示用于TD-SCDMA系统中的标准包结构；
图4表示根据本发明一个实施例的包结构；
图5表示根据本发明另一实施例的包结构；
图6表示根据本发明又一实施例的包结构；
图7表示根据本发明一个实施例的、由UTRAN执行的用于在两个移动终端之间建立对等通信的详细流程；
图8表示根据本发明一个实施例的、由一个移动终端执行的用于在对等通信中保持与UTRAN的上行链路控制的详细流程；
图9表示根据本发明一个实施例的移动终端的基本组件。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。优选实施例的详细说明
图1表示根据本发明一个实施例的、在一个无线通信网络系统(例如通用地面无线接入网(UTRAN))环境中的对等通信的一个概览图。在图1中，该UTRAN包括一个无线网络控制器(RNC)10及一个节点B16。当接收到来自一个移动终端(UE1或UE2)的要与另一移动终端对等通信的请求后，UTRAN将确定在UE1与UE2之间的距离是否在可接受的范围内。如果距离在该范围内，则两个移动终端将被要求检测相关信道的特性。如果信道特征满足直接通信的要求，则移动终端将被允许建立直接通信链接。
在建立了直接通信后，UTRAN断开基站与移动终端之间的专用信道，但仍然监听UE1与UE2之间的通信信号(如图1中虚线所示)，即使该通信信号不是欲用于UTRAN的。这给予UTRAN一个机会，使用接收到的训练序列(midamble)信息，进行信道估算，并将同步偏移SS(Synchronization shift)指令发送给移动终端以使得移动终端相应地调整它们的发送时间。这也给移动终端提供了一个机会，在某些情况下向UTRAN发送控制信息，这些情况例如：由于信道特性的变化，两个移动终端必需断开直接通信链接并返回到传统通信模式。因此，如果移动终端中的任何一个想要向UTRAN发送控制信息，该控制信息应当包括在经由两个移动终端之间的专用信道通信的包中。
图2表示用于TD-SCDMA系统中的标准子帧结构。该子帧结构包括7个时隙(由向上及向下箭头表示)，分别用于发送或接收7个包。每个包具有如图3所示的标准结构，其包括两个数据区段、两个控制区段以及一个将两个数据区段和两个控制区段分开的训练序列区段。每个数据区段载有服务信息；每个控制区段载有如传输格式组合指示(TFCI)、发送功率控制(TPC)等的控制信息。在TD-SCDMA系统的下行链路中，控制区段可包括用于要求移动终端调节同步偏移的同步偏移(SS)指令。
图4表示根据本发明一个实施例的包结构，它也被称为突发类型。在该结构中，一个控制区段载有欲用于基站(BS)或UTRAN的控制信息，而另一控制区段载有欲用于另一UE的控制信息。当然，这两个控制区段的相对位置可以颠倒。
图5表示根据本发明另一实施例的另一可选包结构。在该包结构中，每个控制区段进一步被分为两个子区段，每个子区段分别载有欲用于BS和另一UE的控制信息。
图6表示根据本发明又一实施例的包结构。在该包结构中，由于不是所有的包都需要同时包括欲用于BS和UE两者的控制信息，所以两个控制区段被BS和另一UE分时享用。因此，利用一个标识区段来指示控制信息是欲用于BS还是欲用于UE。例如，如果标识区段被设成0，则该控制信息欲用于UE。另一方面，如果标识区段被设成1，则该控制信息欲用于BS。当在移动终端之间建立了直接通信链接时，UTRAN将通过无线资源控制(RRC)信令通知移动终端使用哪种包结构类型。
图7表示根据本发明一个实施例的、由UTRAN执行的用于在两个移动终端UE1及UE2之间建立对等通信的详细流程50。当接收到来自一个UE的对等通信请求时(步骤S52)，UTRAN利用传统技术来确定两个移动终端是否可建立可靠的直接通信链接(步骤S54)。如果可以建立可靠的直接通信链接，UTRAN将通过下行链路信令，向每个移动终端发送控制指令，以启动对等通信，并挂起每个移动终端的专用上行链路及下行链路信道(步骤S56)。与此同时，UTRAN还将包结构发送给两个移动终端(步骤S62)。
然后UTRAN监听移动终端之间通信的信号(步骤S66)，并利用接收到的包中的训练序列(midamble)作出信道估算和确定移动终端应当调整的同步偏移量(步骤S68)。如果应当调整同步偏移，UTRAN通过下行链路的CCCH将具有同步调整信息的控制指令发送给移动终端，以在上行链路中保持与UTRAN的同步(步骤S72)。UTRAN连续地解调接收到的在移动终端之间通信的包，以确定接收到的包是否包含欲用于UTRAN的控制信息(步骤S76)。如果控制信息是欲用于UTRAN的，则UTRAN将执行相应的功能(步骤S82)。例如，UTRAN需要改变上行链路的控制速度，以响应指示在移动终端之间专用信道的信号干扰比(SIR)大幅衰减的控制信息。另一方面，如果包不包含欲用于UTRAN的任何控制信息，将重复地进行步骤S66至S76。以此方式，UTRAN连续地监听在移动终端之间通信的信号，解调接收到的包，在适当时候基于包含在接收到的包中的控制信息进行操作。
图8表示根据本发明一个实施例的、由一个移动终端执行的用于在对等通信中保持与UTRAN的上行链路控制的详细流程100。在一个UE开机及UTRAN确定出在两个移动终端之间能建立可靠的直接通信连接后，每个UE将接收到来自UTRAN的控制指令和其他信息，以建立直接的通信链接(步骤S102)。每个UE还接收来自UTRAN的关于包结构类型的信息(步骤S106)，该包结构类型可由UTRAN识别。每个UE进一步接收来自UTRAN的控制指令和其他信息，以在上行链路中保持与UTRAN同步(步骤S112)。每个UE将不断地确定它是否需要将控制信息发送给UTRAN(步骤S122)。当移动终端需要UTRAN采取某些操作--例如改变上行链路的控制速度时，用户终端将在与另一用户终端通信的一个或多个包中加入欲用于UTRAN的适当的控制信息(步骤S126)。但是，如果不需要UTRAN采取任何操作，则该用户终端在与另一用户终端通信的包中将不包含欲用于UTRAN的控制信息，重复进行步骤S112至S122。
图9表示根据本发明一个实施例的移动终端200的基本组件。移动终端200包括：一个RF单元202，一个基带处理器206，一个存储器212，一个数据处理单元216，及多个对等通信模块222(即模块M1至Mn)。通信模块222执行图8所示的各个步骤。每个模块222可为软件模块或软件与硬件模块的组合。在本发明的一个优选实施例中，现有移动终端的硬件保持不变，而通信模块222全部为软件模块。
使用在本发明中的UTRAN具有与图9中所示组件相似的结构，相应的模块222中的每一个既可为用于执行图7中所示各个步骤的软件模块也可为软件与硬件模块的组合，因此，它的结构不单独描述。在本发明的一个优选实施例中，现有UTRAN的硬件保持不变，而通信模块222全部为软件模块。
以上结合基于TDD系统中的UTRAN，对本发明进行了描述。但是，本发明不限制在基于TDD的系统上。事实上，任何无线网络系统可与本发明结合地使用。
虽然对本发明是结合专门的实施例描述的，但显然，对于本领域的熟练技术人员来说，根据上述说明可以作出许多替换、修改及变型。因而，应力求将所有这些替换、修改及变型包含在附设权利要求书的实质与范围之内。
Claims (24)
1.一种由无线通信网络系统执行的保持移动终端上行链路控制的方法，该方法包括以下步骤：
接收来自一个移动终端的与另一移动终端建立对等通信的请求；
确定是否能在这两个移动终端之间建立可靠的直接通信链接；
如果能在这两个移动终端之间建立可靠的直接通信链接，则将包括控制指令的信息发送给移动终端以建立直接通信；
在两个移动终端之间建立了直接通信后，连续地监听这两个移动终端之间通信的信号以接收数据包；
对接收到的在两个移动终端之间通信的数据包进行解调，以确定接收到的包是否包含欲用于网络系统的控制信息；
如果在接收到的包中包含欲用于网络系统的控制信息，则执行相应的功能。
2.根据权利要求1的方法，其中发送给移动终端的信息包括一个包结构类型，该包结构类型具有的包结构包括至少一个载有欲用于网络系统的控制信息的控制区段。
3.根据权利要求2的方法，其中该包结构还包括载有欲用于移动终端的控制信息的控制区段。
4.根据权利要求1的方法，其中发送到移动终端的信息包括一个包结构类型，该包结构类型具有的包结构包括至少一个控制区段和一个标识区段，该标识区段包含指示载有控制信息的控制区段是否欲用于网络系统的信息。
5.根据权利要求4的方法，其中该包结构还包括一个载有欲用于移动终端的控制信息的控制区段。
6.根据权利要求1的方法，还包括一个步骤：在直接通信建立后，将控制指令发送给移动终端，以在上行链路中保持与网络系统的同步。
7.一种由移动终端执行的用于允许无线通信网络系统在对等通信中保持上行链路控制的方法，该方法包括以下步骤：
接收来自网络系统的包括控制指令的信息，以与另一移动终端建立直接通信链接；
在移动终端之间建立直接通信链接后，确定控制信息是否需要发送给网络系统；
如果控制信息需要发送给网络系统，则在与另一移动终端通信的包中加入欲用于网络系统的控制信息。
8.根据权利要求7的方法，其中接收到的信息包括一个包结构类型，该包结构类型具有的包结构包括至少一个载有欲用于网络系统的控制信息的控制区段。
9.根据权利要求8的方法，其中该包结构还包括载有欲用于移动终端的控制信息的控制区段。
10.根据权利要求7的方法，其中接收到的信息包括一个包结构类型，该包结构类型具有的包结构包括至少一个控制区段和一个标识区段，该标识区段包含指示载有控制信息的控制区段是否欲用于网络系统的信息。
11.根据权利要求10的方法，其中该包结构还包括一个载有欲用于移动终端的控制信息的控制区段。
12.根据权利要求7的方法，还包括一个接收用于在上行链路中保持与网络系统同步的控制指令的步骤。
13.一种无线通信网络系统，包括：
用于接收来自一个移动终端的与另一移动终端建立对等通信的请求的装置；
用于确定在移动终端之间是否能建立可靠的直接通信链接的装置；
用于发送包括控制指令的信息给移动终端以建立直接通信的装置，如果在移动终端之间可建立可靠的直接通信，则该发送装置将该信息发送给移动终端；
用于在移动终端之间建立了直接通信后连续监听在移动终端之间通信的信号以便接收数据包的装置，；
用于解调接收到的在两个移动终端之间通信的数据包以确定接收到的包是否包含欲用于网络系统的控制信息的装置；
用于执行相应功能的装置，如果欲用于网络系统的控制信息包含在接收到的包中，该执行装置执行相应的功能。
14.根据权利要求13的系统，其中发送给移动终端的信息包括一个包结构类型，该包结构类型具有的包结构包括至少一个载有欲用于网络系统的控制信息的控制区段。
15.根据权利要求14的系统，其中该包结构还包括载有欲用于移动终端的控制信息的控制区段。
16.根据权利要求13的系统，其中发送到移动终端的信息包括一个包结构类型，该包结构类型具有的包结构包括至少一个控制区段和一个标识区段，该标识区段包含指示载有控制信息的控制区段是否欲用于网络系统的信息。
17.根据权利要求16的系统，其中该包结构还包括一个载有欲用于移动终端的控制信息的控制区段。
18.根据权利要求13的系统，还包括一个步骤：在直接通信建立后，发送控制指令给移动终端，以在上行链路中保持与网络系统的同步。
19.一种移动终端，包括：
用于接收来自网络系统的包括控制指令的信息以便与另一移动终端建立直接通信的装置；
用于在移动终端之间建立直接通信链接后确定控制信息是否需要发送给网络系统的装置；
用于在与另一移动终端通信的包中加入欲用于网络系统的控制信息的装置，如果控制信息需要发送给网络系统，该加入装置将加入欲用于网络系统的控制信息。
20.根据权利要求19的终端，其中接收到的信息包括一个包结构类型，该包结构类型具有的包结构包括至少一个载有欲用于网络系统的控制信息的控制区段。
21.根据权利要求20的终端，其中该包结构还包括载有欲用于移动终端的控制信息的控制区段。
22.根据权利要求19的终端，其中接收到的信息包括一个包结构类型，该包结构类型具有的包结构包括至少一个控制区段和一个标识区段，该标识区段包含指示载有控制信息的控制区段是否欲用于网络系统的信息。
23.根据权利要求22的终端，其中该包结构还包括一个载有欲用于移动终端的控制信息的控制区段。
24.根据权利要求19的终端，还包括用于接收在上行链路中保持与网络系统同步的控制指令的装置。
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