KR101696126B1

KR101696126B1 - 무선 통시 시스템에서의 디바이스간 통신의 개시

Info

Publication number: KR101696126B1
Application number: KR1020157010012A
Authority: KR
Inventors: 찬드라 세카르 본투; 이 송; 지준 카이
Original assignee: 블랙베리 리미티드
Priority date: 2012-09-17
Filing date: 2013-02-14
Publication date: 2017-01-13
Also published as: EP2896264A1; TW201419915A; TWI508604B; WO2014042674A1; KR20150060790A; CN104823511B; CN104823511A; US20140078952A1; EP2896264B1; US9591679B2

Abstract

무선 통신 시스템에서의 디바이스간 통신의 개시를 위한 시스템, 방법, 및 장치가 제공된다. 사용자 장비(UE)와 네트워크 엔티티 둘 다는 근접하여 위치한 UE들간의 직접적 디바이스간 통신 링크를 개시할 수 있다. UE는 디바이스간 통신 링크를 통해 다른 UE들과 통신하면서 자신의 서빙 기지국과의 활성 통신 링크를 동시적으로 유지할 수 있다. 롱 텀 에볼루션(LTE) 다운링크 또는 업링크 무선 자원들이 디바이스간 통신 링크를 통한 통신들을 위해 이용될 수 있다.

Description

무선 통시 시스템에서의 디바이스간 통신의 개시{INITIATION OF INTER-DEVICE COMMUNICATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS}

본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템에서의 통신에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 무선 통신 시스템에서의 디바이스간 통신의 개시에 관한 것이다.

롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution; LTE) 및 LTE 어드밴스드 통신 네트워크와 같은 무선 네트워크들에서, 사용자 장비(user equipment; UE)는 기지국 및 진화형 패킷 코어(evolved packet core; EPC) 네트워크를 통해 다른 UE들과 통신할 수 있다. 예를 들어, UE는 업링크 상에서 데이터 패킷들을 자신의 서빙 기지국에 보낼 수 있다. 서빙 기지국은 데이터 패킷들을 EPC 네트워크에 포워딩할 수 있고, EPC 네트워크는 데이터 패킷을 다른 기지국 또는 다른 UE를 서빙중에 있는 동일한 기지국에 포워딩할 수 있다. UE들간의 데이터 전송은 기지국과 EPC를 통해 라우팅된다. UE들간의 통신은 네트워크를 관리하는 운영자에 의해 세팅된 정책들에 의해 제어된다.

UE들은 다른 무선 액세스 기술(radio access technology; RAT)에 근접하여 위치하고 이에 대한 액세스를 가질 때 무선 근거리 네트워크(wireless local area network; WLAN) 또는 블루투스와 같은, 다른 RAT을 이용하여 서로 직접 통신할 수 있다. 하지만, 이것은 다른 RAT의 이용가능성 및 다른 RAT에서 동작하기 위한 UE들의 능력을 필요로 한다. 또한, 셀룰러 기술로부터 다른 RAT들로의 핸드오버는 서비스 중단 및 호 단절을 초래시킬 수 있다.

본 발명개시는 셀룰러 무선 통신 시스템에서의 디바이스간 통신을 위한 시스템, 방법, 및 장치에 관한 것이다. 현재의 셀룰러 통신 시스템에서, UE들간의 데이터 전송은 기지국과 코어 네트워크를 통해 라우팅되어야 한다. 서로 근접하여 위치한 UE들이 서로 통신할 때에는, 네트워크를 통해 데이터를 전송하는 것 대신에, UE들 자신들간의 직접적 디바이스간 통신 링크를 통해 UE들이 통신하는 것이 유리할 것이다. UE들간의 직접적 디바이스간 통신 링크를 제공함으로써, 개선된 총체적 스펙트럼 효율성이 달성될 수 있다. 또한, UE들간의 직접적 링크는 기지국으로의 송신에 비해서 UE에서 보다 낮은 송신 전력을 필요로 하여, UE들에서의 베터리 절감을 초래시킨다. 추가적으로, UE들간의 직접적 링크를 통한 통신은 서비스 품질(quality of service; QoS)을 개선시킬 수 있다.

UE는 WLAN, 블루투스 등과 같은, 다른 RAT을 사용하여 직접적 통신 링크를 통해 통신할 수 있지만, 이것은 다른 RAT의 서비스들의 이용가능성을 필요로 하고 또한 UE에서의 다른 RAT의 구현을 필요로 한다. 또한, 서비스 중단과 호 단절이 상이한 RAT들간의 스위칭 또는 핸드오버로부터 초래될 수 있다. 그러므로, 동일한 셀룰러 무선 액세스 기술을 이용하고 동일한 무선 대역에서 동작하는 디바이스간 통신 링크를 통한 통신을 인에이블시키는 것이 유리할 수 있다.

본 명세서 내에 병합되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부도면들이 도시되어, 본 발명의 상세한 설명과 함께, 다양한 실시예들을 설명하기 위한 역할을 한다.
도 1은 본 발명개시와 일치하는 방법 및 시스템이 구현될 수 있는 예시적인 셀룰러 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명개시의 실시예에 따른 예시적인 액세스 노드 디바이스를 도시한다.
도 3은 본 발명개시의 실시예에 따른 예시적인 사용자 장비 디바이스를 도시한다.
도 4는 본 발명개시와 일치하는 예시적인 디바이스간 통신 링크 개시 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5는 본 발명개시와 일치하는 다른 예시적인 디바이스간 통신 링크 개시 방법의 흐름도를 도시한다.

이제부터, 본 발명개시에 따라 구현된 예시적인 접근법들을 상세하게 언급할 것이며, 이러한 예시들은 첨부도면들에서 도시된다. 가능하다면, 동일하거나 유사한 부분들을 가리키기 위해 동일한 참조 번호들이 도면들에 걸쳐서 이용될 것이다.

도 1은 본 발명개시와 일치하는 방법 및 시스템이 구현될 수 있는 예시적인 셀룰러 무선 통신 시스템(100)을 도시한다. 도 1에서 도시된 셀룰러 네트워크 시스템(100)은 하나 이상의 기지국들(즉, 도면부호 112a, 112b)을 포함한다. 도 1의 LTE 예시에서, 기지국들은 진화형 노드 B(evolved Node B; eNB)(112a, 112b)들로서 도시되지만, 기지국들은 예컨대, 매크로 셀, 펨토 셀, 릴레이 셀, 및 피코 셀을 비롯하여, 임의의 무선 통신 시스템에서 동작한다. 기지국들은 모바일 디바이스들(본 명세서에서는 이것들을 사용자 장비라고도 부른다) 또는 다른 기지국들을 위한 신호들을 릴레이(relay)할 수 있는 노드들이다. 기지국들을 또한 액세스 노드 디바이스들이라고도 부른다. 도 1의 예시적인 LTE 원격통신 환경(100)은 하나 이상의 무선 액세스 네트워크(110), 코어 네트워크(core network; CN)(120) 및 외부 네트워크(130)를 포함한다. 어떤 구현예들에서, 무선 액세스 네트워크는 진화형 유니버설 지상 무선 액세스 네트워크(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network; EUTRAN)일 수 있다. 또한, 코어 네트워크(120)는 진화형 패킷 코어(evolved packet core; EPC)일 수 있다. 뿐만 아니라, 도시된 바와 같이, LTE 시스템(100) 내에서는 하나 이상의 모바일 전자 디바이스들(102a, 102b)이 동작한다. 몇몇의 구현예들에서, 2G/3G 시스템(140), 예컨대, GSM(Global System for Mobile communication), IS-95(Interim Standard 95), UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 및 코드 분할 다중 액세스(CDMA2000)가 또한 LTE 원격통신 시스템(100) 내로 병합될 수 있다.

도 1에서 도시된 예시적인 LTE 시스템에서, EUTRAN(110)은 eNB(112a)와 eNB(112b)를 포함한다. 셀(114a)은 eNB(112a)의 서비스 영역이고, 셀(114b)은 eNB(112b)의 서비스 영역이다. 사용자 장비(UE)(102a, 102b)는 셀(114a)에서 동작하고 eNB(112a)에 의해 서빙된다. EUTRAN(110)은 셀에서 동작할 수 있는 하나 이상의 eNB들(예컨대, eNB(112a)와 eNB(112b)) 및 하나 이상의 UE들(예컨대, UE(102a)와 UE(102b))를 포함할 수 있다. eNB들(112a, 112b)은 UE들(102a, 102b)과 직접 통신한다. 몇몇의 구현예들에서, eNB(112a) 또는 eNB(112b)는 UE들(102a, 102b)과 일대다 관계를 맺을 수 있는데, 예컨대, 예시적인 LTE 시스템(100)에서의 eNB(112a)는 그 커버리지 영역 셀(114a) 내에 있는 다수의 UE들(즉, UE(102a)와 UE(102b))을 서빙할 수 있지만, UE(102a)와 UE(102b) 각각은 한번에 하나의 서빙 eNB(112a)에 연결될 수 있다. 몇몇의 구현예들에서, eNB(112a)와 eNB(112b)는 UE들과 다대다 관계를 맺을 수 있는데, 예컨대, UE(102a)와 UE(102b)는 eNB(112a)와 eNB(112b)에 연결될 수 있다. UE들(102a, 102b) 모두 또는 그 중 하나가 예컨대 셀(114a)로부터 셀(114b)로 이동하는 경우 핸드오버가 수행될 수 있도록 eNB(112a)는 eNB(112b)에 연결될 수 있다. UE들(102a, 102b)은 예컨대, LTE 시스템(100) 내에서 통신하기 위해 최종 사용자에 의해 이용되는 임의의 무선 전자 디바이스일 수 있다.

UE들(102a, 102b)은 음성, 비디오, 멀티미디어, 텍스트, 웹 콘텐츠 및/또는 임의의 다른 사용자/클라이언트 특유적 콘텐츠를 송신할 수 있다. 몇몇의 콘텐츠, 예컨대 비디오 및 웹 콘텐츠의 송신은 최종 사용자 수요를 만족시키기 위해 높은 채널 쓰루풋을 요구할 수 있다. 하지만, 몇몇의 경우들에서, UE들(102a, 102b)과 eNB들(112a, 112b) 사이의 채널은 무선 환경에서의 많은 반사들로부터 유발된 다중 신호 경로들로 인한 다중경로 페이딩에 의해 오염될 수 있다. 따라서, UE의 송신은 무선 환경에 적응할 수 있다. 요약하면, UE들(102a, 102b)은 하나 이상의 eNB들(112a, 112b)을 통해 진화형 패킷 코어(EPC)(120) 및/또는 인터넷 프로토콜(Internet Protocol; IP) 네트워크(130)에 대하여 요청(request)을 생성하고 응답(response)을 보낼 수 있거나, 또는 달리 이들과 다른 수단으로 통신할 수 있다.

본 발명개시와 일치하는 몇몇의 구현예들에서, UE들(102a, 102b)은 서로 근접하여 위치할 때, eNB(112a)를 통해 데이터를 라우팅하지 않고서, 디바이스간 통신 링크를 통해 통신할 수 있다. 디바이스간 통신 링크의 거리의 경계는 UE들의 송신 전력에 의해 제한될 수 있다. 하나의 예로서, 근접성은 수 미터일 수 있다. 다른 예로서, 근접성은 수 십 미터일 수 있다. 어떤 환경들에서, 근접성은 수 백 미터와 같은 보다 큰 거리를 의미할 수 있는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, UE들(102a, 102b)은 eNB(112a)와의 각자의 링크들(즉, 도면부호 106과 108) 각각을 통해 서로 통신하는 것 대신에, 디바이스간 통신 링크(104)를 통해 직접 통신할 수 있다. 디바이스간 통신 링크를 또한 디바이스 대 디바이스(device-to-device; D2D) 통신 링크라고도 부를 수 있다. UE들(102a, 102b)은 직접적 디바이스간 링크를 통해 서로 통신할 때도, 자신들이 여전히 eNB 또는 다른 UE들로부터 메시지들을 수신할 수 있도록 eNB(112a)와의 활성 통신 링크를 동시적으로 유지할 수 있다.

UE들의 예시들에는, 비제한적인 예로서, 모바일 폰, 스마트 폰, 전화기, 텔레비젼, 원격 제어기, 셋톱 박스, 컴퓨터 모니터, (BlackBerry^®Playbook 태블릿과 같은 태블릿 컴퓨터, 테스크탑 컴퓨터, 핸드헬드 또는 랩탑 컴퓨터, 넷북 컴퓨터를 비롯한) 컴퓨터, 개인 보조 단말기(PDA), 전자레인지, 냉장고, 스테레오 시스템, 카세트 레코더 또는 플레이어, DVD 플레이어 또는 레코더, CD 플레이어 또는 레코더, VCR, MP3 플레이어, 라디오, 캠코더, 카메라, 디지털 카메라, 휴대형 메모리 칩, 세탁기, 건조기, 세탁기/건조기, 복사기, 팩시밀리기, 스캐너, 다기능 주변 장치, 손목시계, 시계, 및 게임 장치 등이 포함된다. UE(102a) 또는 UE(102b)는 가입자 식별 모듈(Subscriber Identity Module; SIM) 애플리케이션, 유니버설 가입자 식별 모듈(Universal Subscriber Identity Module; USIM) 애플리케이션, 또는 탈착가능형 사용자 식별 모듈(Removable User Identity Module; R-UIM) 애플리케이션을 포함하는 유니버설 집적 회로 카드(Universal Integrated Circuit Card; UICC)와 같은 디바이스 및 탈착가능형 메모리 모듈을 포함할 수 있다. 이와 달리, UE(102a) 또는 UE(102b)는 이러한 모듈이 없는 디바이스를 포함할 수 있다. 용어 "UE"는 또한 사용자를 위한 통신 세션을 종료시킬 수 있는 임의의 하드웨어 또는 소프트웨어 컴포넌트를 가리킬 수 있다. 또한, 용어들 "사용자 장비", "UE", "사용자 장비 디바이스", "사용자 에이전트", "UA", "사용자 디바이스", 및 "모바일 디바이스"는 여기서는 동의적으로 이용될 수 있다.

무선 액세스 네트워크는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), CDMA2000 및 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE와 같은, 무선 액세스 기술을 구현하는 모바일 원격통신 시스템의 일부이다. 많은 응용예들에서, LTE 원격통신 시스템(100)에 포함된 무선 액세스 네트워크(Radio Access Network; RAN)를 EUTRAN(110)이라고 부른다. EUTRAN(110)은 UE들(102a, 102b)과 EPC(120) 사이에 위치할 수 있다. EUTRAN(110)은 적어도 하나의 eNB(112a 또는 112b)를 포함한다. eNB는 시스템의 고정된 부분에서 무선 관련 기능들 모두, 또는 이것들 중 적어도 몇몇을 제어할 수 있는 무선 기지국일 수 있다. eNB(112a 또는 112b) 중 하나 이상은 각자의 커버리지 영역 또는 UE들(102a, 102b)을 위한 셀 내에서 통신하기 위한 무선 인터페이스를 제공할 수 있다. eNB들(112a, 112b)은 넓은 커버리지 영역을 제공하기 위해 셀룰러 네트워크에 걸쳐 분산되어 있을 수 있다. eNB들(112a, 112b)은 하나 이상의 UE들(102a, 102b), 다른 eNB들, 및 EPC(120)와 직접적으로 통신할 수 있다.

eNB들(112a, 112b)은 UE들(102a, 102b)을 향한 무선 프로토콜들의 최종점일 수 있고, EPC(120)를 향한 무선 연결과 접속성 사이에 신호들을 릴레이할 수 있다. eNB와 EPC 사이의 통신 인터페이스를 종종 S1 인터페이스라고 부른다. 어떤 구현예들에서, EPC(120)는 코어 네트워크(CN)의 중심 컴포넌트이다. CN은 원격통신 시스템의 중심부일 수 있는 백본 네트워크일 수 있다. EPC(120)는 이동성 관리 엔티티(mobility management entity; MME), 서빙 게이트웨이(serving gateway; SGW), 및 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(packet data network gateway; PGW)를 포함할 수 있다. MME는 가입자 및 세션 관리와 관련된 제어 평면 기능들을 포함한 기능성들을 담당하는 EPC(120) 내의 주요 제어 엘리먼트일 수 있다. SGW는, 패킷들이 인트라 EUTRAN(110) 이동성 및 다른 레거시 2G/3G 시스템(140)과의 이동성에 대한 이러한 지점을 통해 라우팅되도록 로컬 이동성 앵커(local mobility anchor)로서 역할을 할 수 있다. SGW 기능들은 사용자 평면 터널 관리 및 스위칭을 포함할 수 있다. PGW는 IP 네트워크와 같은, 외부 네트워크(130)를 포함하는 서비스 도메인에 대한 접속성을 제공할 수 있다. UE들(102a, 102b), EUTRAN(110), 및 EPC(120)는 때때로 진화형 패킷 시스템(EPS)이라고 불리어진다. LTE 시스템(100)의 아키텍처 진화는 EPS에 촛점을 두고 있다는 것을 이해할 것이다. 기능적 진화는 EPS와 외부 네트워크(130) 둘 다를 포함할 수 있다.

도 1의 측면에서 설명해 왔지만, 본 발명개시는 이러한 환경으로 한정되는 것은 아니다. 일반적으로, 셀룰러 원격통신 시스템은 복수의 무선 셀들 또는, 기지국 또는 다른 고정 트랜스시버에 의해 각각 서빙되는 셀들로 구성된 셀룰러 네트워크로서 기술될 수 있다. 셀들은 영역에 걸친 무선 커버리지를 제공하기 위해 상이한 위치들을 커버하기 위해 이용된다. 예시적인 셀룰러 원격통신 시스템은 GSM(Global System for Mobile Communication) 프로토콜, UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), 3GPP LTE(Long Term Evolution) 등을 포함한다. 셀룰러 원격통신 시스템에 더하여, 무선 광대역 통신 시스템은 또한 본 발명개시에서 기술된 다양한 구현예들에 대해 적합할 수 있다. 예시적인 무선 광대역 통신 시스템은 IEEE 802.11 WLAN, IEEE 802.16 WiMAX 네트워크 등을 포함한다.

도 2는 본 발명개시의 어떤 양태들과 일치하는 예시적인 액세스 노드 디바이스(200)를 도시한다. 액세스 노드 디바이스(200)는 프로세싱 모듈(202), 유선 통신 서브시스템(204), 및 무선 통신 서브시스템(206)을 포함한다. 프로세싱 모듈(202)은 IDC 간섭을 관리하는 것과 연관된 명령어들을 실행하도록 동작가능한 하나 이상의 프로세싱 컴포넌트들("프로세서" 또는 "중앙 프로세싱 유닛"(CPU)이라고도 달리 부른다)을 포함할 수 있다. 프로세싱 모듈(202)은 또한 RAM(random access memory), ROM(read only memory), 이차 저장장치(예컨대, 하드 디스크 드라이브 또는 플래시 메모리)와 같은, 다른 보조 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 추가적으로, 프로세싱 모듈(202)은 유선 통신 서브시스템(204) 또는 무선 통신 서브시스템(206)을 이용하여, 무선 또는 유선 통신을 제공하기 위해 일정한 명령어들 및 커맨드들을 실행할 수 있다. 본 발명분야의 당업자는 다른 다양한 컴포넌트들이 또한 예시적인 액세스 노드 디바이스(200)에 포함될 수 있다는 것을 손쉽게 알 것이다.

도 3은 본 발명개시의 어떤 양태들과 일치하는 예시적인 사용자 장비 디바이스(300)를 도시한다. 예시적인 사용자 장비 디바이스(300)는 프로세싱 유닛(302), 컴퓨터 판독가능한 저장매체(304)(예컨대, ROM 또는 플래시 메모리), 무선 통신 서브시스템(306), 사용자 인터페이스(308), 및 I/O 인터페이스(310)를 포함한다.

프로세싱 유닛(302)은 컴포넌트들을 포함할 수 있고, 도 2와 관련하여 설명한 프로세싱 모듈(202)과 유사한 기능을 수행할 수 있다. 무선 통신 서브시스템(306)은 프로세싱 유닛(302)에 의해 제공된 데이터 정보 또는 제어 정보를 위한 무선 통신들을 제공하도록 구성될 수 있다. 무선 통신 서브시스템(306)은 예컨대, 하나 이상의 안테나, 수신기, 송신기, 로컬 오실레이터, 혼합기, 및 디지털 신호 프로세싱(digital signal processing; DSP) 유닛을 포함할 수 있다. 몇몇의 구현예들에서, 무선 통신 서브시스템(306)은 직접적 디바이스간 통신 링크를 통해 정보를 송신 또는 수신할 수 있다. 몇몇의 구현예들에서, 무선 통신 서브시스템(306)은 MIMO 송신들을 지원할 수 있다.

사용자 인터페이스(308)는, 예컨대, 스크린 또는 터치 스크린(예컨대, 액정 디스플레이(LCD), 발광 디스플레이(LED), 유기 발광 디스플레이(OLED), 미소전자기계 시스템(MEMS) 디스플레이), 키보드 또는 키패드, 트래킹 디바이스(예컨대, 트랙볼, 트랙패드), 스피커, 및 마이크로폰 중 하나 이상을 포함할 수 있다. I/O 인터페이스(310)는 예컨대, 범용 직렬 버스(USB) 인터페이스를 포함할 수 있다. 본 발명분야의 당업자는 다른 다양한 컴포넌트들이 또한 예시적인 UE 디바이스(300)에 포함될 수 있다는 것을 손쉽게 알 것이다.

UE들이 직접적 디바이스간 통신 링크를 통해 통신하기 위해, UE들간에 디바이스간 통신 링크가 인에이블된다. 직접적 디바이스간 통신 링크는 기지국과 코어 네트워크를 통해 라우팅하지 않고서, UE들간의 데이터 교환을 가능하게 해준다. 이제부터는, 본 발명개시의 어떤 실시예들에 따른, 셀룰러 무선 통신 시스템에서 디바이스간 통신 링크를 개시하기 위한 방법에 관한 설명을 할 것이다.

도 4는 본 발명개시와 일치하는 예시적인 디바이스간 통신 링크 개시 방법의 흐름도(400)를 도시한다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 디바이스간 통신 링크의 구축은 UE에 의해 개시될 수 있다. 도시된 예시적인 방법에서, UE0은 UE0 근처에 위치할 수 있는 UE1과 직접적 통신 링크를 희망한다. UE0는 예컨대, 근처에 위치해 있는 사용자들이 데이터를 공유하고 인터랙티브 게임 등을 할 수 있도록, 근접한 디바이스와의 직접적 통신 링크를 셋업할 것을 네트워크에게 요청할 수 있다. 따라서, 단계 402에서, UE0는 UE1과의 직접적 디바이스 대 디바이스(D2D) 링크를 개시하기 위한 비액세스 계층(non-access stratum; NAS) 메시지를 MME에 보낸다. 예로서, 다른 UE들과의 D2D 링크를 개시하기 위한 NAS 메시지를 D2D 링크 구축 요청 메시지라고 부를 수 있다.

D2D 링크 구축 요청 메시지는, 직접적 디바이스간 통신 링크를 위한, 예컨대, 대역폭 요건들, 데이터 레이트 정보, 서비스 품질(quality of service; QoS) 정보, 지속 기간 등의, 직접적 통신 링크를 위한 특정 정보를 포함할 수 있다. NAS 메시지는 또한 직접적 디바이스간 통신 링크에 관여한 다른 UE의 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, NAS 메시지는 도시된 예시에서, 다른 UE, 즉 UE1의 UE 식별(ID) 정보를 포함할 수 있다. UE0는 예컨대 UE1의 전화번호 또는 다른 아이덴티티들을 포함하는 ID 바코드를 스캐닝함으로써 UE1의 아이덴티티를 획득할 수 있다. UE0는 또한, 이메일, 텍스트, 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 등과 같은, 다른 대안책들에 의해 UE1의 아이덴티티를 획득할 수 있다. UE0과 UE1은 또한 그룹을 형성할 수 있고 UE들과 관련된 그룹 정보는 UE들에서 저장될 수 있다. 따라서, UE0과 UE1이 서로 근접해 있을 때, 디바이스간 통신을 개시하기 위해 UE0과 UE1의 ID 정보가 획득될 수 있다. 그룹은 둘(2)보다 많은 사용자들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터랙티브 그룹은 열(10) 이상의 사용자들로 구성될 수 있다. 그룹 내의 사용자들의 수는 네트워크에 의해 미리결정될 수 있다. 그룹 크기의 상한선은, 예컨대 표준으로 또는 운용자에 의해 미리세팅될 수 있다. 그룹 멤버의 추가 또는 삭제와 같이, 그룹 멤버쉽에 대한 변동이 있거나, 또는 하나 이상의 멤버들과 연관된 정보의 변동이 있을 때, 그룹 멤버 정보는 업데이트될 수 있다. 그룹 및/또는 그룹과 관련된 정보는 애플리케이션층 상에서 유지될 수 있다.

단계 404에서, NAS 메시지를 UE0으로부터 수신한 후, MME는 D2D 링크 구축 요청 메시지에서 UE 요청을 홈 가입자 서버(home subscriber server; HSS)에 포워딩할 수 있다. MME와 HSS간의 통신 인터페이스를 S6a 인터페이스라고 부를 수 있다. MME는 또한 단계 404에서 HSS에 보내진 D2D 링크 구축 요청 메시지에서 UE에 관한 정보를 포함할 수 있다.

HSS는, MME로부터 상기 메시지를 수신한 후, 디바이스간 통신 링크를 위해 UE에 의해 요청된 QoS 요건들을 체크할 수 있고 MME에게 D2D 링크 구축 응답 메시지를 보낼 수 있다(단계 406). 만약 HSS가 MME에게 부정적으로 응답을 하면, MME는, 디바이스간 통신 링크의 비성공적인 구축을 표시하는 NAS D2D 링크 구축 응답 메시지를 부정확인응답과 함께 UE0에 보낼 수 있다. NAS 메시지에서, MME는 또한 거부 원인을 표시할 수 있다. 결과적으로, UE0는 거부 원인에 기초하여 디바이스간 통신 링크를 재개시할 수 있다.

한편, 단계 406에서 HSS가 MME에게 긍정적으로 응답을 하여, UE1과의 직접적 통신 링크를 위한 UE0의 요청의 수락을 표시하면, 이어서 MME는, 단계 408에서, UE0과 UE1간의 직접적 통신 링크를 인에이블하기 위한 D2D 초기화 요청 메시지를 UE0의 서빙 eNB에 보낼 수 있다. MME와 eNB간의 통신 인터페이스를 S1 인터페이스라고 부른다. MME는 D2D 초기화 요청 메시지에서 UE0과 UE1간의 직접적 통신 링크의 QoS 요건들을 포함할 수 있다. eNB는 eNB에서의 이용가능한 무선 자원들 및 요청된 디바이스간 링크의 QoS 요건들을 체크할 수 있다. 그런 후, eNB는 이용가능한 무선 자원들 및 QoS 요건들에 기초하여 UE0과 UE1간의 직접적 통신 링크가 인에이블될 수 있는지 여부를 결정할 수 있다. 이에 대응하여, 단계 410에서, eNB는 긍정확인응답(positive acknowledgement) 또는 부정확인응답(negative acknowledgement)을 포함하는 D2D 초기화 요청 확인응답 메시지를 S1 애플리케이션 프로토콜(application protocol; AP)을 통해 MME에 보낼 수 있다. 부정확인응답이 MME에 보내질 때 eNB는 D2D 초기화 요청 확인응답 메시지에서 D2D 초기화 요청을 거부하는 이유들을 포함할 수 있다.

만약 단계 410에서 MME가 eNB로부터 긍정확인응답을 수신하면, MME는, 단계 412에서, UE1과의 직접적 통신 링크를 개시하기 위한 UE0으로부터의 요청의 수락을 표시하는 D2D 링크 구축 응답 메시지를 긍정확인응답과 함께 UE0에 보낼 수 있다. MME는 또한 D2D 링크 구축 응답 메시지에서 QoS 정책들에서의 임의의 변동들을 포함할 수 있다. 만약 단계 410에서 MME가 eNB로부터 부정확인응답을 수신하면, MME는, 단계 412에서, UE1과의 직접적 통신 링크를 개시하기 위한 UE0으로부터의 요청의 거부를 표시하는 D2D 링크 구축 응답 메시지를 부정확인응답과 함께 UE0에 보낼 수 있다.

eNB가 UE0과 UE1간의 직접적 통신 링크가 인에이블될 수 있다라고 결정하면, eNB는, 단계 414에서, 무선 자원 제어(radio resource control; RRC) 메시지 D2D 접속 셋업을 UE0에 보낸다. eNB는 단계 414에서 이 RRC 메시지를 UE0에 보내기 위해 UE0의 셀 무선 네트워크 임시 아이덴티티(Cell radio network temporary identity; C-RNTI)를 이용할 수 있다. D2D 접속 셋업 메시지는 UE1의 C-RNTI, 디바이스간 통신 링크를 통해 통신하는 각각의 UE에 대한 임시 송신 포인트 식별정보들, 디바이스간 통신 링크를 통해 송신하기 위한 최소 및 최대 송신 전력 레벨들, 직접적 디바이스간 링크를 식별하기 위한 디바이스 대 디바이스 무선 네트워크 임시 아이덴티티(DD-RNTI), 직접적 디바이스간 링크를 위한 송신 전력 스텝, 직접적 디바이스간 링크를 위한 가드 시간 등과 같은 직접적 통신 링크를 위한 송신 파라미터들을 포함할 수 있다.

eNB로부터의 D2D 접속 셋업 메시지의 수신에 이어서, UE0은, 단계 416에서, D2D 접속 셋업 메시지의 성공적인 수신을 표시하는 D2D 접속 셋업 응답 메시지를 eNB에게 보낼 수 있다. 다른 예시에서, eNB는 또한 DD-RNTI와 유사한 정보를 포함하는 RRC 메시지 D2D 접속 셋업을 UE1에 보낼 수 있다. eNB로부터의 D2D 접속 셋업 메시지의 수신에 이어서, UE1은 또한 D2D 접속 셋업 메시지의 성공적인 수신을 표시하는 D2D 접속 셋업 응답 메시지를 eNB에게 보낼 수 있다. eNB는, UE0과 UE1 둘 다로부터 D2D 접속 셋업 응답 메시지를 수신한 후, 단계 418에서, UE0 및 UE1과의 디바이스 핸드쉐이크 프로시저를 개시할 수 있다. 이러한 프로시저 동안에, UE들은 서로를 식별하고 UE들간에 신뢰성 있는 통신 링크가 구축될 수 있도록 링크 파라미터 튜닝을 개시한다.

한편, eNB는, 미리결정된 시구간에 걸쳐 UE0 또는 UE1으로부터 D2D 접속 셋업 응답 메시지를 수신하지 않으면, UE0 또는 UE1에게 D2D 접속 셋업 메시지를 재전송할 수 있다. eNB는, 미리결정된 회수에 걸쳐 D2D 접속 셋업을 재전송한 후, UE0과 UE1간의 링크를 위한 직접적 링크 셋업 프로시저를 포기하고, UE0 또는 UE1과의 연락 실패를 표시하는 D2D 초기화 응답 메시지를 MME에 보낼 수 있다. 미리결정된 회수는 예컨대, 운용자에 의해 미리세팅될 수 있다. D2D 접속 셋업 메시지들의 송신을 조절하기 위해 금지 타이머가 또한 이용될 수 있다. 기본적으로, eNB가 D2D 접속 셋업 메시지를 내보낸 후, eNB는 금지 타이머가 만료될 때 까지 또다른 D2D 접속 셋업 메시지를 보낼 수 없다.

디바이스 핸드쉐이크 프로시저의 성공적인 완료시, eNB는, 단계 420에서, 디바이스 핸드쉐이크 프로시저의 완료를 표시하는 D2D 초기화 응답 메시지를 MME에게 보낼 수 있다. UE0와 UE1은 또한, 단계 422와 단계 424에서 각각, 디바이스 핸드쉐이크 프로시저의 성공적인 완료를 표시하는 D2D 링크 구축 확인응답 메시지를 MME에게 보낼 수 있다. 결과적으로, MME는, 단계 426에서, 서빙 게이트웨이(S-GW)에게 직접적 디바이스간 링크의 QoS 요건들을 전달할 수 있다. 그런 후 서빙 게이트웨이는, 단계 428에서, 과금을 위해 이러한 QoS 정보를 정책 및 과금 규칙 기능부(policy and charging rules function; PCRF)에게 포워딩할 수 있다. 몇몇의 구현예들에서는, MME가, 보다 이른 시간에, 예컨대, 단계 410에서 eNB로부터 긍정확인응답을 수신한 후에, 직접적 디바이스간 링크의 QoS 요건들을 S-GW를 거쳐서 PCRF에게 전달할 수 있다.

디바이스 핸드쉐이크 프로시저의 성공적인 완료시, eNB는 또한 디바이스간 링크를 위해 이용될 자원들의 세부사항을 결정하고 이것을 UE0 및 UE1에게 전달할 수 있다. 그런 후, 단계 430에서, UE0과 UE1간의 네트워크 지원 디바이스간 통신이 직접적 디바이스간 통신 링크를 통해 수행될 수 있다. LTE 다운링크 또는 업링크 무선 자원들이 UE들간의 디바이스간 통신을 위해 이용될 수 있다. UE들간의 근접성때문에, 디바이스간 통신 링크의 신호 대 간섭 및 잡음비(signal to interference plus noise ratio; SINR)는 UE들과 각자의 서빙 기지국들간의 링크들의 SINR들보다 높을 수 있어서, 디바이스간 통신 링크 상에서의 보다 우수한 통신 품질과 보다 효율적인 무선 자원 활용을 초래시킬 수 있다.

어떤 경우들에서, eNB에 의해 할당된 자원들은 시간 제한적일 수 있고, 이러한 제한시간은 직접적 디바이스간 통신 링크에서의 특정 대역폭에 대한 UE의 요청 또는 요청된 애플리케이션에 기초하여 세팅될 수 있다. UE는 예컨대 연장을 위해 또다른 요청 또는 NAS 업데이트 요청을 MME에게 보냄으로써, 이러한 제한시간을 연장시킬 수 있다. 마찬가지로, UE는 QoS에 대한 수정을 요청하기를 원할 수 있거나 또는 진행중인 디바이스간 통신에 새로운 UE를 추가하기를 원할 수 있다. MME는 이어서 NAS 업데이트 응답 메시지를 UE에게 보낼 수 있다. UE는 디바이스간 통신의 지속 기간의 연장, 서비스 품질에 대한 수정, 디바이스간 통신 링크에 대한 하나 이상의 다른 UE들의 추가, 또는 디바이스간 통신 링크와 관련된 다른 업데이트들을 위해 NAS 업데이트 요청 메시지를 MME에게 보낼 수 있다.

UE가 제한시간보다 이른 시간에 디바이스간 통신을 종료시키고자 하면, UE는 MME에게 메시지를 보낼 수 있고 이어서 MME는 디바이스간 통신을 위한 UE에 대한 무선 자원 할당을 중지할 것을 eNB에게 명령할 수 있다. 몇몇의 구현예들에서, UE는 디바이스간 통신 링크가 종료될 것이라는 표시를 수신할 수 있다. 이러한 표시는 사용자 인터페이스로부터, 네트워크로부터, 또는 UE의 물리층으로부터 수신될 수 있다. 디바이스간 링크가 종료된 후, MME/SGW는 과금을 목적으로, 직접적 디바이스간 링크를 통해 송신된 데이터량, 직접적 디바이스간 링크를 통한 실제 통신 지속기간 등을 레포팅하는 레포트를 PCRF에게 보낼 수 있다.

도 4와 관련하여 상술한 방법은 UE가 디바이스간 통신 방법을 개시하는 경우로서, 여기서는 UE가 직접적 디바이스간 통신 기회를 식별하고 네트워크에게 디바이스간 통신을 셋업할 것을 요청한다. 몇몇의 시나리오들에서는, 네트워크가 또한 직접적 디바이스간 통신의 실행가능성을 식별하고 디바이스간 통신 링크를 개시할 수 있다.

도 5는 본 발명개시와 일치하는 예시적인 디바이스간 통신 링크 개시 방법의 흐름도(500a)를 도시한다. 도 5에서 도시된 바와 같이, MME는 단계 502a에서, 디바이스간 통신 결정을 수행한다. 단계 502a에서, MME는 UE들간의 디바이스간 통신 링크의 실현가능성을 결정할 수 있다. 예를 들어, MME는 UE들의 지리학적 위치들에 기초하여 직접적 디바이스간 통신 링크를 셋업하는 결정을 내릴 수 있다. UE들이 글로벌 위치추적 시스템(GPS)과 같은 어떤 네비게이션 시스템을 갖춘 경우 UE들은 자신들의 지리학적 위치들을 네트워크에 주기적으로 레포팅할 수 있다. 몇몇의 구현예들에서, 네트워크는 UE들로부터 보내진 측정 레포트들 및 대응하는 기지국들의 지리학적 위치들에 기초하여 UE들의 위치의 지식을 획득할 수 있다.

몇몇의 다른 구현예들에서, 기지국은 UE들의 어떠한 그룹들에 대한 오퍼레이션 및 유지(operation and maintenance; O&M)를 통한 미리세팅된 구성들에 기초하여 UE들의 위치들을 결정하고 그런 후 이 위치 정보를 EPC에 레포팅할 수 있다. 업데이트된 위치 정보를 네트워크에 제공하기 위해 위치 업데이트 레포트는 주기적으로 보내질 수 있거나, 또는 하나 이상의 이벤트들에 의해 트리거될 수 있다. 이벤트들은 UE가 자신의 위치를 변경시키는 레이트(rate)와 관련이 있을 수 있는데, 예컨대 UE의 물리적 속도와 관련이 있을 수 있다. 뿐만 아니라, 위치 업데이트 레포트는 서빙 셀 특유적일 수 있는데, 즉 특정 서빙 기지국에 기초될 수 있거나, 또는 하나 이상의 UE들에 특유적일 수 있다.

MME에서 이용가능한 위치 정보에 기초하여, 착신콜 또는 접속 요청이 근처에 있는 UE들을 식별하면, 네트워크는 디바이스간 통신 링크를 개시할 수 있다. 구체적으로, 요청측 UE가 네트워크를 거치는 것과는 달리, 또는 이에 더하여, 효과적으로 직접 통신할 수 있는 하나 이상의 UE들을 착신콜 또는 접속 요청이 식별하면, 네트워크는 디바이스간 통신 링크를 개시할 수 있다. 예를 들어, 착신콜 또는 접속 요청이 요청측 UE 근처에 위치해 있는 UE들을 식별하면, 네트워크는 디바이스간 통신 링크를 개시할 수 있다. 도 5에서, S1AP는 eNB와 MME 사이의 제어 평면 상에서 이용되는 S1 애플리케이션 프로토콜을 나타낸다. MME는 또한 HSS에 연락하여 디바이스간 통신에 참여하는 것을 디바이스가 인가받았는지 여부를 결정할 수 있다. 디바이스 인가는 위치 의존적일 수 있다. 단계 502a에서 MME가 디바이스간 통신 링크를 개시할 것을 결정하면, MME는, 단계 504a에서, eNB에게 디바이스 발견 프로시저를 개시할 것을 요청하는 D2D 발견 초기화 요청 메시지를 UE들의 서빙 eNB에게 보낼 수 있다. 디바이스 발견 프로시저는 UE들이 정말로 직접적 디바이스간 통신 링크를 통해 서로 통신할 수 있는지 여부를 확인하기 위한 것이다.

eNB는, MME로부터 D2D 발견 초기화 요청 메시지를 수신한 후, 이어서, 단계 506a에서, D2D 발견 초기화 요청 확인응답 메시지를 MME에 보낼 수 있다. D2D 발견 초기화 요청 확인응답 메시지는 디바이스 발견 프로시저가 eNB에 의해 수행될 것인지 여부를 확인하기 위해 이용될 수 있다.

만약 단계 506a에서 eNB가 디바이스 발견 프로시저를 수행할 것을 확인하면, eNB는, 단계 508a에서, RRC D2D 발견 셋업 메시지를 UE0에 보냄으로써 디바이스 발견 프로시저를 개시할 수 있다. 이 메시지는 다음의 파라미터들 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 디바이스간 통신에 참여중에 있는 UE들의 셀 무선 네트워크 임시 아이덴티티(C-RNTI)들; 디바이스간 통신에 참여중인 각각의 UE에 대한 임시 송신 포인트 ID들; 직접적 디바이스간 통신 링크를 통해 송신하기 위한 최소 및/또는 최대 송신 전력 레벨들; 직접적 디바이스간 통신 링크를 식별하기 위해 이용되는 DD-RNTI; 직접적 링크를 통한 송신들을 위한 송신 전력 스텝; 및 직접적 통신 링크를 위한 가드 시간.

UE0은 eNB로부터 D2D 발견 셋업 메시지를 수신한 후, 단계 510a에서, D2D 발견 셋업 응답 메시지를 eNB에 보낼 수 있다. 이 메시지는 D2D 발견 셋업 메시지의 성공적인 수신을 표시할 수 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로, eNB는 DD-RNTI와 유사한 정보를 포함할 수 있는 RRC D2D 발견 셋업 메시지를 UE1에 보낼 수 있다. eNB로부터의 D2D 발견 셋업 메시지의 수신에 이어서, UE1은 또한 D2D 발견 셋업 메시지의 성공적인 수신을 표시하는 D2D 발견 셋업 응답 메시지를 eNB에게 보낼 수 있다. eNB는, UE0 및/또는 UE1으로부터 D2D 발견 셋업 응답 메시지를 수신한 후, 단계 512a에서, UE0 및 UE1과의 디바이스 발견 프로시저를 개시할 수 있다. 한편, eNB는, 미리결정된 시구간에 걸쳐 UE0 또는 UE1으로부터 D2D 발견 셋업 응답 메시지를 수신하지 않으면, UE0 또는 UE1에게 D2D 발견 셋업 메시지를 재전송할 수 있다. eNB는, D2D 발견 셋업 메시지를 복수회 재전송한 후, UE0과 UE1간의 링크를 위한 직접적 링크 발견 프로시저를 포기하고, "UE 미응답"으로서 세팅된 조항(clause)과 함께 D2D 발견 초기화 응답 메시지에서 디바이스 발견의 실패를 MME에게 표시할 수 있다. 도 5의 단계 514a에서는 D2D 발견 초기화 응답 메시지의 송신이 도시된다. D2D 발견 셋업 메시지를 재전송하는 회수는 미리결정되거나 또는 eNB에 의해 구성가능해질 수 있다.

성공적인 발견시, eNB는 단계 514a에서, D2D 발견 초기화 응답 메시지를 MME에 보낼 수 있다. 이 메시지는 직접적 디바이스간 통신 링크를 통해 통신할 수 있는 UE들의 성공적인 발견을 표시할 수 있다. 만약 디바이스 발견 프로시저가 실패하면, eNB는 D2D 발견 초기화 응답 메시지에서 디바이스 발견의 실패를 MME에게 표시할 수 있다.

eNB로부터의 D2D 발견 초기화 응답 메시지의 수신에 이어서, MME는, 단계 516a에서, D2D 발견 초기화 응답 메시지의 성공적인 수신을 확인시켜주는 D2D 발견 초기화 응답 확인응답 메시지를 eNB에게 보낼 수 있다. D2D 발견 초기화 응답 메시지가 성공적인 디바이스 발견을 표시하면, MME는, 단계 518a에서, NAS D2D 링크 구축 셋업 메시지를 UE0에게 보낼 수 있다. UE0은 MME로부터 D2D 링크 구축 셋업 메시지를 수신한 후, 단계 520a에서, D2D 링크 구축 셋업 메시지가 UE에서 수신되었다는 것을 확인시켜주는 D2D 링크 구축 셋업 응답 메시지를 MME에게 보낼 수 있다. 직접적 디바이스간 통신 링크를 인에이블시키는 후속 시그널링 프로시저들은 도 4와 관련하여 이전에 설명한 프로시저와 유사할 수 있다.

MME는 UE0으로부터 D2D 링크 구축 셋업 응답 메시지를 수신한 후, 단계 522a에서, D2D 링크 구축 요청 메시지를 HSS에게 보낼 수 있다. MME는 또한 단계 522a에서 HSS에 보내진 D2D 링크 구축 요청 메시지에서 UE를 기술하는 정보를 포함할 수 있다.

HSS는, MME로부터 상기 메시지를 수신한 후, 디바이스간 통신 링크의 QoS 요건들을 체크할 수 있고 D2D 링크 구축 응답 메시지를 MME에게 보낼 수 있다(단계 524a). 단계 524a에서 HSS가 MME에게 긍정적으로 응답을 하면, 이어서 MME는, 단계 526a에서, UE0과 UE1간의 직접적 통신 링크를 인에이블하기 위한 D2D 초기화 요청 메시지를 eNB에게 보낼 수 있다. MME는 D2D 초기화 요청 메시지에서 UE0과 UE1간의 직접적 통신 링크의 QoS 요건들을 포함할 수 있다. eNB는 eNB에서의 이용가능한 무선 자원들 및 요청된 디바이스간 링크의 QoS 요건들을 체크할 수 있다. eNB는 이용가능한 무선 자원들 및 QoS 요건들에 기초하여 UE0과 UE1간의 직접적 통신 링크가 인에이블될 수 있는지 여부를 결정할 수 있다. 이에 대응하여, 단계 528a에서, eNB는 긍정확인응답 또는 부정확인응답을 포함하는 D2D 초기화 요청 확인응답 메시지를 S1AP를 통해 MME에게 보낼 수 있다. 부정확인응답이 MME에 보내질 때 eNB는 D2D 초기화 요청 확인응답 메시지에서 D2D 초기화 요청을 거부하는 이유들을 포함할 수 있다.

eNB가 UE0과 UE1간의 직접적 통신 링크가 인에이블될 수 있다라고 결정하면, eNB는, 단계 534a에서, RRC D2D 접속 셋업 메시지를 UE0에게 보낼 수 있다. D2D 접속 셋업 메시지는 UE1의 C-RNTI, 디바이스간 통신 링크를 통해 통신하는 각각의 UE에 대한 임시 송신 포인트 식별정보들, 디바이스간 통신 링크를 통해 송신하기 위한 최소 및/또는 최대 송신 전력 레벨들, 직접적 디바이스간 링크를 식별하기 위한 DD-RNTI, 직접적 디바이스간 링크를 위한 송신 전력 스텝, 직접적 디바이스간 링크를 위한 가드 시간 등과 같은 직접적 통신 링크를 위한 하나 이상의 송신 파라미터들을 포함할 수 있다.

eNB로부터의 D2D 접속 셋업 메시지의 수신에 이어서, UE0은, 단계 536a에서, D2D 접속 셋업 메시지의 성공적인 수신을 표시하는 D2D 접속 셋업 응답 메시지를 eNB에게 보낼 수 있다. 다른 예시에서, eNB는 또한 DD-RNTI와 유사한 정보를 포함하는 무선 자원 제어(RRC) 메시지 D2D 접속 셋업도 UE1에게 보낼 수 있다. eNB로부터의 D2D 접속 셋업 메시지의 수신에 이어서, UE1은 또한 D2D 접속 셋업 메시지의 성공적인 수신을 표시하는 D2D 접속 셋업 응답 메시지를 eNB에게 보낼 수 있다. eNB는, UE0 및/또는 UE1으로부터 D2D 접속 셋업 응답 메시지를 수신한 후, 단계 538a에서, UE0 및 UE1과의 디바이스 핸드쉐이크 프로시저를 개시할 수 있다. 이러한 프로시저 동안에, UE들은 서로를 식별할 수 있고 UE들간에 신뢰성 있는 통신 링크가 구축될 수 있도록 링크 파라미터 튜닝을 개시할 수 있다. 몇몇의 구현예들에서, 직접적 디바이스간 통신이 네트워크에 의해 개시되고 디바이스 발견 프로시저가 수행되었던 경우 디바이스 핸드쉐이크 프로시저는 생략될 수 있다. UE는 단계 512a에서의 디바이스 발견 프로시저 동안에 이미 서로를 식별하였을 수 있고 링크 파라미터 튜닝을 수행하였을 수 있기 때문에 어떠한 시나리오들에서는 디바이스 핸드쉐이크 프로시저를 생략하는 것이 가능할 수 있다.

한편, eNB는, 미리결정된 시구간 내에 UE0 또는 UE1으로부터 D2D 접속 셋업 응답 메시지를 수신하지 않으면, UE0 또는 UE1에게 D2D 접속 셋업 메시지를 재전송할 수 있다. eNB는, D2D 접속 셋업을 미리결정된 회수만큼 재전송한 후, UE0과 UE1간의 링크를 위한 직접적 링크 셋업 프로시저를 포기하고, UE0 또는 UE1과의 연락 실패를 표시하는 D2D 초기화 응답 메시지를 MME에게 보낼 수 있다. 미리결정된 회수는 예컨대, 운용자에 의해 미리세팅될 수 있다. D2D 접속 셋업 메시지들의 송신을 조절하기 위해 금지 타이머가 또한 이용될 수 있다. 기본적으로, eNB가 D2D 접속 셋업 메시지를 내보낸 후, eNB는 금지 타이머가 만료될 때 까지 또다른 D2D 접속 셋업 메시지를 보낼 수 없다.

디바이스 핸드쉐이크 프로시저의 성공적인 완료시, eNB는, 단계 540a에서, 디바이스 핸드쉐이크 프로시저의 완료를 표시하는 D2D 초기화 응답 메시지를 MME에게 보낼 수 있다. UE0와 UE1은 또한, 단계 542a와 단계 544a에서 각각, 디바이스 핸드쉐이크 프로시저의 성공적인 완료를 표시하는 D2D 링크 구축 확인응답 메시지를 MME에게 보낼 수 있다. 결과적으로, MME는, 단계 530a에서, 서빙 게이트웨이(S-GW)에게 직접적 디바이스간 링크의 QoS 요건들을 전달할 수 있다. 그런 후 서빙 게이트웨이는, 단계 532a에서, 과금 또는 요금청구(billing)을 위해 이러한 QoS 정보를 정책 및 과금 규칙 기능부(PCRF)에게 포워딩할 수 있다. 몇몇의 구현예들에서는, MME가, 보다 이른 시간에, 예컨대, 단계 528a에서 eNB로부터 긍정확인응답을 수신한 후에, 직접적 디바이스간 링크의 QoS 요건들을 S-GW를 거쳐서 PCRF에게 전달할 수 있다. 그런 후, 단계 546a에서, UE0과 UE1간의 네트워크 지원 디바이스간 통신이 직접적 디바이스간 통신 링크를 통해 수행될 수 있다. LTE 다운링크 또는 업링크 자원들이 UE들간의 디바이스간 통신을 위해 이용될 수 있다.

eNB에 의해 할당된 자원들은 상술한 바와 같이 시간 제한적일 수 있고, 이러한 제한시간은 직접적 디바이스간 링크에서의 특정 대역폭에 대한 UE의 요청 또는 요청된 애플리케이션에 기초하여 세팅될 수 있다. UE는 예컨대 연장을 위해 또다른 요청 또는 NAS 업데이트 요청을 MME에게 보냄으로써, 이러한 제한시간을 연장시킬 수 있다. MME는 이어서 NAS 업데이트 응답 메시지를 UE에게 보낼 수 있다. UE는 디바이스간 통신의 지속 기간의 연장, 서비스 품질에 대한 수정, 디바이스간 통신 링크에 대한 하나 이상의 다른 UE들의 추가, 또는 디바이스간 통신 링크와 관련된 다른 업데이트들을 위해 NAS 업데이트 요청 메시지를 MME에게 보낼 수 있다. UE가 제한시간보다 이른 시간에 디바이스간 통신을 종료시키고자 하면, UE는 메시지를 MME에게 보낼 수 있고 이어서 MME는 디바이스간 통신을 위한 UE에 대한 무선 자원 할당을 중지할 것을 eNB에게 명령할 수 있다. 몇몇의 구현예들에서, UE는 디바이스간 통신 링크가 종료될 것이라는 표시를 수신할 수 있다. 이러한 표시는 사용자 인터페이스로부터, 네트워크로부터, 또는 UE의 물리층으로부터 수신될 수 있다. 디바이스간 링크가 종료된 후, MME/SGW는 과금을 목적으로, 직접적 디바이스간 링크를 통해 송신된 데이터량, 직접적 디바이스간 링크를 통한 실제 통신 지속기간 등과 같은, 링크 관련 정보 또는 통계치를 레포팅하는 레포트를 PCRF에게 보낼 수 있다.

상술한 시스템 및 방법은 상술한 기능들을 갖는 임의의 하드웨어, 소프트웨어 또는 이러한 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 그 전체 또는 그 일부가 컴퓨터로 판독가능한 메모리에 저장될 수 있다.

본 발명개시에서는 여러 개의 구현예들이 제공되었지만, 개시된 시스템과 방법은 본 발명개시의 범위를 벗어나지 않고서 수 많은 다른 특정한 형태들로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 본 예시들은 제한적인 것으로서가 아닌 예시적인 것으로서 간주되어야 하며, 본 발명은 여기서 주어진 세부내용으로 제한되어서는 안된다. 예를 들어, 다양한 엘리먼트들 또는 컴포넌트들이 또다른 시스템에서 결합되거나 병합될 수 있거나 또는 어떠한 특징부들은 생략될 수 있거나 또는 구현되지 않을 수 있다. 방법들은 여기서 제시된 것과 다를 수 있는 순서로 단계들이 수행되면서 실시될 수 있다.

또한, 다양한 구현예들에서 개별적이거나 또는 분리된 것으로서 도시되고 설명된 기술들, 시스템들, 서브시스템들 및 방법들은 본 발명개시의 범위를 벗어나지 않고서 다른 시스템들, 모듈들, 기술들, 또는 방법들과 함께 결합되거나 병합될 수 있다. 서로 결합되거나 직접적으로 결합되거나 통신하는 것으로서 도시되거나 설명된 다른 항목들은 전기적으로, 기계적으로, 또는 이와 다른 방식으로든지 간에, 몇몇의 인터페이스, 디바이스, 또는 매개 컴포넌트를 통해 간접적으로 결합되거나 통신할 수 있다. 본 발명분야의 당업자에 의해 다른 예시들의 변경들, 대체물들, 및 변경들이 확인될 수 있으며, 이것들은 여기서 개시된 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고서 행해질 수 있다.

상기 상세한 설명이 기술되고 도시되었으며, 다양한 구현예들에 적용되는 본 개시의 기본적인 신규한 특징들을 언급하였지만, 본 업계의 당업자에 의해, 본 개시의 의도로부터 벗어나지 않고서, 예시된 시스템의 형태와 상세에서 다양한 생략들과 대체들과 변경들이 행해질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims

사용자 장비(user equipment; UE)에서의 무선 통신을 위한 방법에 있어서,
상기 UE에서, 디바이스간 통신 링크를 개시하는 비액세스 계층(non-access stratum; NAS) 요청 메시지를 네트워크 엔티티에게 보내는 단계 - 상기 네트워크 엔티티는 이동성 관리 엔티티(mobility management entity; MME)임 - ;
상기 UE에서 상기 MME로부터, 두 개 이상의 UE들간의 디바이스간 통신과 연관된 NAS 응답 메시지를 수신하는 단계 - 상기 NAS 응답 메시지는 상기 NAS 요청 메시지의 수락 또는 거부 중 적어도 하나를 포함함 - ;
무선 자원 제어(radio resource control; RRC) 디바이스간 접속 셋업 메시지를 기지국으로부터 수신하는 단계 - 상기 RRC 디바이스간 접속 셋업 메시지는 상기 두 개 이상의 UE들의 셀 무선 네트워크 임시 아이덴티티(cell radio network temporary identity; C-RNTI)들을 포함함 - ; 및
RRC 디바이스간 접속 셋업 응답 메시지를 상기 기지국에게 보내는 단계
를 포함하는 사용자 장비(UE)에서의 무선 통신 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 RRC 디바이스간 접속 셋업 메시지는,
상기 두 개 이상의 UE들에 대한 임시 송신 포인트 식별정보들;
상기 디바이스간 통신 링크를 통해 통신하는 상기 두 개 이상의 UE들에 대한 최소 및 최대 송신 전력 레벨들;
디바이스 대 디바이스 무선 네트워크 임시 아이덴티티(device-to-device radio network temporary identity; DD-RNTI);
상기 디바이스간 통신 링크를 통해 통신하는 상기 두 개 이상의 UE들에 대한 송신 전력 증분값; 또는
가드 시간(guard time)
중 적어도 하나를 포함하는 것인, 사용자 장비(UE)에서의 무선 통신 방법.
제1항에 있어서,
디바이스 핸드쉐이크(device handshake) 프로시저를 수행하는 단계; 및
상기 디바이스간 통신 링크의 구축을 확인응답(acknowledging)하기 위한 NAS 메시지를 상기 네트워크 엔티티에게 보내는 단계
를 더 포함하는 사용자 장비(UE)에서의 무선 통신 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 NAS 요청 메시지는,
상기 두 개 이상의 UE들 중 적어도 하나의 UE의 식별정보들;
상기 디바이스간 통신 링크에 대한 대역폭 요건;
상기 디바이스간 통신 링크에 대한 데이터 레이트 정보;
상기 디바이스간 통신 링크에 대한 서비스 품질(quality of service) 정보; 또는
상기 디바이스간 통신 링크의 지속 기간(time duration)
중 적어도 하나를 포함하는 것인, 사용자 장비(UE)에서의 무선 통신 방법.
제1항에서, 상기 디바이스간 통신 링크의 신호 대 간섭 및 잡음비(signal to interference plus noise ratio; SINR)는 상기 두 개 이상의 UE들과 이들 각자의 서빙 기지국들간의 링크들의 SINR들 중 적어도 하나의 SINR보다 높은 것인, 사용자 장비(UE)에서의 무선 통신 방법.
제1항에 있어서, 상기 두 개 이상의 UE들은 롱 텀 에볼루션(long term evolution; LTE) 다운링크 자원들을 이용하여 상기 디바이스간 통신 링크를 통해 통신하는 것인, 사용자 장비(UE)에서의 무선 통신 방법.
제1항에 있어서, 상기 두 개 이상의 UE들은 롱 텀 에볼루션(LTE) 업링크 자원들을 이용하여 상기 디바이스간 통신 링크를 통해 통신하는 것인, 사용자 장비(UE)에서의 무선 통신 방법.
제1항에 있어서, 상기 두 개 이상의 UE들은 상기 디바이스간 통신 링크를 통해 통신하는 동안 각자의 서빙 기지국들과의 통신 링크들을 유지하는 것인, 사용자 장비(UE)에서의 무선 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 UE에서, 상기 디바이스간 통신 링크의 지속 기간을 수정하거나 또는 연장하기 위한 NAS 업데이트 요청 메시지를 상기 네트워크 엔티티에게 보내는 단계; 및
상기 UE에서, 상기 네트워크 엔티티로부터 상기 디바이스간 통신과 연관된 NAS 업데이트 응답 메시지를 수신하는 단계
를 더 포함하는 사용자 장비(UE)에서의 무선 통신 방법.
제11항에 있어서, 상기 UE는,
상기 디바이스간 통신의 지속 기간의 연장;
서비스 품질에 대한 수정; 또는
상기 디바이스간 통신에 대한 하나 이상의 UE들의 추가
중 하나 이상의 발생시, 상기 네트워크 엔티티에게 상기 NAS 업데이트 요청 메시지를 보내는 것인, 사용자 장비(UE)에서의 무선 통신 방법.
기지국에서의 방법에 있어서,
적어도 두 개의 사용자 장비(UE)들을 위한 적어도 하나의 디바이스간 통신 링크를 인에이블하기 위한 초기화 요청 메시지를 네트워크 엔티티로부터 수신하는 단계 - 상기 네트워크 엔티티는 이동성 관리 엔티티(MME)임 - ;
상기 적어도 하나의 디바이스간 통신 링크가 인에이블될 수 있다고 결정하는 단계;
상기 적어도 하나의 디바이스간 통신 링크가 인에이블될 수 있다고 표시하는 초기화 요청 확인응답(acknowledgement) 메시지를 상기 네트워크 엔티티에게 보내는 단계;
상기 초기화 요청 메시지와 적어도 하나의 디바이스간 통신 링크가 인에이블될 수 있다는 결정에 응답하여, 무선 자원 제어(RRC) 디바이스간 접속 셋업 메시지를 상기 적어도 두 개의 UE들 중 하나의 UE에게 보내는 단계 - 상기 RRC 디바이스간 접속 셋업 메시지는 상기 적어도 두 개의 UE들의 셀 무선 네트워크 임시 아이덴티티(C-RNTI)들을 포함함 - ; 및
상기 RRC 디바이스간 접속 셋업 메시지에 응답하여, 상기 적어도 두 개의 UE들 중 상기 하나의 UE로부터 RRC 디바이스간 접속 셋업 응답 메시지를 수신하는 단계
를 포함하는 기지국에서의 방법.
삭제
제13항에 있어서, 상기 RRC 디바이스간 접속 셋업 메시지는,
상기 적어도 두 개의 UE들에 대한 임시 송신 포인트 식별정보들;
상기 적어도 두 개의 UE들에 대한 최소 및 최대 송신 전력 레벨들;
디바이스 대 디바이스 무선 네트워크 임시 아이덴티티(DD-RNTI);
상기 적어도 하나의 디바이스간 통신 링크를 통해 통신하는 상기 적어도 두 개의 UE들에 대한 송신 전력 증분값; 또는
가드 시간
중 적어도 하나를 포함하는 것인, 기지국에서의 방법.
제13항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 UE들과의 디바이스 핸드쉐이크 프로시저를 개시하는 단계; 및
상기 적어도 두 개의 UE들을 위한 상기 적어도 하나의 디바이스간 통신 링크의 구축을 확인응답(acknowledging)하기 위한 초기화 응답 메시지를 상기 네트워크 엔티티에게 보내는 단계
를 더 포함하는 기지국에서의 방법.
삭제
제13항에서, 상기 적어도 하나의 디바이스간 통신 링크의 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR)는 상기 적어도 두 개의 UE들과 상기 기지국간의 링크들의 하나 이상의 SINR들보다 높은 것인, 기지국에서의 방법.
제13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 디바이스간 통신 링크는 롱 텀 에볼루션(LTE) 다운링크 자원들을 이용하는 것인, 기지국에서의 방법.
제13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 디바이스간 통신 링크는 롱 텀 에볼루션(LTE) 업링크 자원들을 이용하는 것인, 기지국에서의 방법.
제13항에 있어서,
무선 자원 제어(RRC) 디바이스간 접속 셋업 메시지를 상기 적어도 두 개의 UE들 중 하나의 UE에게 보내는 단계;
미리결정된 시구간 동안에 상기 적어도 두 개의 UE들 중 상기 하나의 UE로부터 RRC 디바이스간 접속 셋업 응답 메시지가 수신되지 않았다고 결정하는 단계; 및
상기 무선 자원 제어(RRC) 디바이스간 접속 셋업 메시지를 상기 적어도 두 개의 UE들 중 상기 하나의 UE에게 재전송하는 단계
를 더 포함하는 기지국에서의 방법.
제13항에서, 상기 기지국은, 상기 초기화 요청 메시지를 수신할 때의 상기 기지국에서 이용가능한 무선 자원들에 기초하여 상기 적어도 하나의 디바이스간 통신 링크가 인에이블될 수 있는지 여부를 결정하는 것인, 기지국에서의 방법.
사용자 장비(UE)로서,
상기 UE에서, 디바이스간 통신 링크를 개시하는 비액세스 계층(NAS) 요청 메시지를 네트워크 엔티티에게 보내는 송신기 - 상기 네트워크 엔티티는 이동성 관리 엔티티(MME)임 - ; 및
상기 UE에서 상기 MME로부터, 두 개 이상의 UE들간의 디바이스간 통신과 연관된 NAS 응답 메시지를 수신하는 수신기 - 상기 NAS 응답 메시지는 디바이스간 통신 링크를 개시하는 상기 NAS 요청 메시지의 수락 또는 거부 중 적어도 하나를 포함함 - 를 포함하고,
상기 수신기는 무선 자원 제어(radio resource control; RRC) 디바이스간 접속 셋업 메시지를 기지국으로부터 수신하고, 상기 RRC 디바이스간 접속 셋업 메시지는 상기 두 개 이상의 UE들의 셀 무선 네트워크 임시 아이덴티티(C-RNTI)들을 포함하고,
상기 송신기는 RRC 디바이스간 접속 셋업 응답 메시지를 상기 기지국에게 보내는 것인, 사용자 장비(UE).
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제23항에 있어서, 상기 두 개 이상의 UE들은 롱 텀 에볼루션(LTE) 업링크 자원들을 이용하여 상기 디바이스간 통신 링크를 통해 통신하는 것인, 사용자 장비(UE).
제23항에 있어서, 상기 두 개 이상의 UE들은 상기 디바이스간 통신 링크를 통해 통신하는 동안 각자의 서빙 기지국들과의 통신 링크들을 유지하는 것인, 사용자 장비(UE).
기지국으로서,
적어도 두 개의 사용자 장비(UE)들을 위한 적어도 하나의 디바이스간 통신 링크를 인에이블하기 위한 초기화 요청 메시지를 네트워크 엔티티로부터 수신하는 수신기 - 상기 네트워크 엔티티는 이동성 관리 엔티티(MME)임 - ;
상기 적어도 하나의 디바이스간 통신 링크가 인에이블될 수 있다고 결정하도록 구성된 하나 이상의 프로세서; 및
상기 적어도 하나의 디바이스간 통신 링크가 인에이블될 수 있다고 표시하는 초기화 요청 확인응답(acknowledgement) 메시지를 상기 네트워크 엔티티에게 보내는 송신기를 포함하며,
상기 송신기는 상기 초기화 요청 메시지와 적어도 하나의 디바이스간 통신 링크가 인에이블될 수 있다는 결정에 응답하여, 무선 자원 제어(RRC) 디바이스간 접속 셋업 메시지를 상기 적어도 두 개의 UE들 중 하나의 UE에게 보내며, 상기 RRC 디바이스간 접속 셋업 메시지는 상기 적어도 두 개의 UE들의 셀 무선 네트워크 임시 아이덴티티(C-RNTI)들을 포함하고,
상기 수신기는 상기 RRC 디바이스간 접속 셋업 메시지에 응답하여, 상기 적어도 두 개의 UE들 중 상기 하나의 UE로부터 RRC 디바이스간 접속 셋업 응답 메시지를 수신하는 것인, 기지국.
삭제
제28항에 있어서, 상기 적어도 하나의 디바이스간 통신 링크는 롱 텀 에볼루션(LTE) 업링크 자원들을 이용하는 것인, 기지국.
제28항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 UE 중 상기 하나의 UE는 상기 적어도 하나의 디바이스간 통신 링크를 통해 통신하는 동안 상기 기지국과의 통신 링크들을 유지하는 것인, 기지국.
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