TW200529679A - Method and system for establishing wireless peer-to-peer communications - Google Patents

Description

200529679 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種無線通信系統，詳言之，係關於一種 用於對專通信（peer-t〇-Peer communication)之自組織無線 通信網路系統。 在兩個行動終端之間的對等通信提供了一種用於公用地 面行動通信網路中兩個行動終端之間的直接連接。當建立 了直接連接後，基地台與行動終端之間的專用連接可被_ 開’而共同控制通道（CCCH)被保留。此將至少爲系統節省 兩個無線業務通道並減小了端對端之延遲。 【先前技術】 在現有之3G系統中，TDD CDMA系統係最適合應用對等 通信之系統，因爲在上行鏈路及下行鏈路通信中都使用相 同之載波頻率，此將簡化行動終端之RF模組。另外，對等 通信技術之應用將克服TDD CDMA系統的一些固有缺點， 例如展頻碼短缺，覆蓋範圍小等。TDD CDMA系統之一實 例爲TD-SCDMA系統，它在中國受到了更多的關注。 爲了在兩個行動終端之間建立直接連接，該等兩個行動 終端首先必需能正確地接收到對方的訊號。因此，在建立 直接連接前’該等兩個行動終端必需測試它們之間的通道 特性。在某些方案中，無線通信網路系統分配一單獨通道 用於測试。在建立了直接連接後，無線通信網路系統將分 配另外的無線通道用於對等通信。但是，用於這些目的之 通道分配佔用了本來已經很匱乏的寶貴無線資源。因此，

O:\91\91508.DOC -6- 200529679 若無線資源被用完，將不能分配用於測試之單獨通道。爲 對等通信分配另外的無線通道亦使無線資源重新分配方案 '支付複雜。而且’因爲測试並非直接在兩個行動終端之間 新分配之通道上進行，所以不能保證新通道之特性能滿足 直接通信之要求。 因此，需要一經改良之系統，在無線通信系統中建立用 於對等通信之可靠直接連接。 【發明内容】 - 本發明提供一種在行動終端之間建立對等通信之簡單而 有效之方案，該方案解決了以上方案之缺失。 根據本發明之一實施例’當接收到來自一個行動終端欲 與另-行動終端建立對等通信之請求時，無線網路系統確 定在該等兩個行動終端之間是否可建立對等通信。若可在 它們之間建立對等通信，網路系統將包含有控制指令之第 一組資訊發送至每個行動終端，使得每個行動終端開始測 試在另I行動終端與網料統之間的專用上行鏈路通道之 特性。第—組資訊還包括關於當前另-行動終端所使用之 用於在專用上行鏈路通道上與網路系統進行通信的益線資 ::資訊。此使得每個行動終端能夠監聽另-行動終端在 2上行鏈料道上向料^料的⑽通道檢測之訊 =因此’無需分配用於在兩個行動終端之間建立對等通 ^而進行通道測試所用的單獨無線通道。 4通 根據本發明之該實施例，冬 通道牲卜4 j田接收到來自行動終端之關於 特性之狀態報告時，網路系統確定由每個行動終端測

O:\91\9I508 DOC 200529679 試所得之通道特性是否滿足預定要求。若兩個行動終端測 試所得之通道特性均滿足預定要求，則網路系統向行動終 立而务送包含有控制指令之第二組資訊以啓動對等通信。第 一組資訊之控制指令允許每個行動終端與另一行動終端在 對等通信中建立專用無線通道時所使用之無線資源，與先 則忒仃動終端在專用上行鏈路通道上與網路系統進行通信 時所使用之無線資源相同。藉此方式，網路系統無需分配 用於建立對等通信之另外的無線資源，因此簡化了無線資 源之重新分配方案，並保證了通道之品質與所測試之相同。 藉由 > 考以下結合隨附圖式之說明及申請專利範圍的内 谷，並且隨著對本發明之更全面理解，本發明之其它目之 及成果將變得更加明白及易於理解。 【實施方式】 圖1顯示根據本發明之一實施例，在一無線通信網路系統 (例如通用地面無線存取網，即UTRAN)環境中建立對等通 k之初始階段。在兩個行動終端uei與ue2之間的對等通信 鏈接建立之珂，包括一無線網路控制器（RNC)l〇及一節點6 (基地。收發為）162Utran將首先確定與UE2之間的 距離:否在對等通信可接受之範圍内。若在對等通信可接 又之乾圍内’則請求每個行動終端監聽在UTRAN與另- UE 之間的專用上行鏈路通道§1或Μ(如圖1虛線所$ )，並測試 ^自通道之特性。若在預定時間内，通道品質滿足直接通 仏之要求，則行動終端將被允許使用先前分配之用於基地 台與行動終端之間鏈接的無線資源進行直接通信。

O:\91\91508.DOC 200529679 如圖2所示，在建立了直接通信後，UTRAN將斷開在基地 台與行動終端之間的專用通道。在此方式中，無專用通道 被分配用於測試。而且，基地台不需要分配單獨之無線資 源來用於行動終端之間的對等通信。 圖3顯示一根據本發明之一實施例，由UTRAN執行的用於 在兩個行動終端UE1及UE2之間建立對等通信之詳細處理 流程30。當接收到來自兩個UE之對等通信請求時（步驟 S32)，UTRAN利用已知技術，如π到達時差，，（TD〇A—Time Difference of Arrival)，對兩個UE之間的距離作出估算（步 驟S34)。然後UTRAN確定對於對等通信來說該估算距離是 否在對等通信可接受之範圍内（步驟S36)。若該估算距離不 能滿足要求，例如使用者終端UE彼此相距太遠以致不能建 立可靠之直接通信鏈接，則UTRAN將不允許進行對等通 信。否則，UTRAN將向每一個UE發送控制指令，以開始測 試專用上行鏈路通道之特性（步驟S42)。同時，UTRAN將關 於當前每個UE所使用之專用上行鏈路通道之無線資源的 資訊發送至另一 UE，以允許另一 UE測試該通道特性（步驟 S46) 〇 在測試後，各UE將向UTRAN發送具有測試結果之狀態報 告。當接收到來自各UE之狀態報告時（步驟S52)，UTRAN 將確定該測試結果是否滿足對等通信之要求（步驟S56)。更 具體言之，UTRAN將確定包含在測試結果中之相關訊號干 擾比（SIR)是否滿足對等通信之訊號干擾比（SIR)要求，該對 等通信之訊號干擾比（SIR)要求由UTRAN根據訊框錯誤率

O:\91\9I508 D0C 200529679 (服)動態地調整。若不能滿足 之間進行對㈣信之在兩個 求，則UTRAN將向各uE發逆日车rr爲甘h 哀要 分廷日守脈及其他用於 之資訊（步驟S62)。僅用去故m 使用者、，冬鳊利用該時脈資訊進行相 步。㈣謂還向各UE發送控制指令以啓動對等通信， 由下行鏈路信令斷開每個UE之專用上行鏈路及下行料 通道（步驟S66)。 制指令以開始測試另一 UE之專用上行鏈路通道之特性（步 驟S104)。每個UE還έυτκΑΝ接收到關於當前另一ue所使 圖4顯示根據本發明之一實施例，由一行動終端執行的用 於清求UTRAN與另一行動終端建立對等通信之處理流程 當開機後並確定出其支持對等通信時，發起呼叫之ue 向UTRAN發送對等通信之請求（步驟s i 〇2)。當utran確定 兩個UE可直接彼此通信時，每個^£將自UTRan接收到控 用之專用上行鏈路通道之無線資源資訊以測試該通道特性 (步驟S106)。該無線資源包括分配至另一 UE之相關時隙、 展頻碼以及載波頻率。 在測试開始前，每個UE將一内部定時器設置爲一預定時 段，以檢驗通道特性是否可在該時段内保持可接受之水 平，並將其發射功率調節到適當值（步驟S112)。爲了測試通 道特性，每個UE使用由UTRAN提供之相關展頻碼來監聽由 另一 UE在專用上行鏈路通道上（即在被分配之時隙中）發送 至UTRAN的訊號（步驟S116)。然後，每個UE計算該專用上 行鏈路通道之訊號干擾比（SIR)(步驟S 122)。與此同時，各 0 \91\91508.DOC -10 - 200529679 UE與UTRAN之間的通信以通常方式維持。接著，每個ue 確定各自之訊號干擾比（SIR)是否滿足對等通信之要求（步 驟S126)。若該SIR在任何時間都不能滿足該要求，每個ue 將調整其發射功率（步驟S128)並將重複進行步驟§112至 S122。 另一方面，若該訊號干擾比（SIR)能滿足要求，ue將啓動 定時器遞減計數（步驟S132)並檢驗該定時器是否遞減計數 至零（步驟S136)。若定時器計數小於零，則重複進行步棘 8116至8136,以確保訊號干擾比（SIR)在預定時段能滿足該 要求在疋時器遞減汁數至零後，UE藉由上行鏈路信令向 UTRAN發送具有測試結果之狀態報告（步驟si42)。在由於 兩個UE之吼號干擾比（sirs)均滿足該要求從而utran確定 可建立可罪之直接通信鏈接後，UE將接收到來自U丁之 控制指令，以與另一UE建立對等通信，並斷開與UTRAN之 專用上行鏈路及下行鏈路通道（步驟S146)。每個UE還根據 自UTRAN接收到之時脈資訊設置其自己的時脈。在對等通 信建立後，每個UE將使用同樣的展頻碼，在與原先分配至 其與UTRAN之專用上行鏈路通道相同的時隙中，向另一 ue 發送資訊。 圖5顯示根據本發明之一實施例的行動終端2〇〇之基本部 件。行動終端200包括：一RF單元202，一基頻處理器2〇6, 一記憶體212, 一資料處理單元216，及多個對等通信模組 222(即模組…丨至^幻。通信模組222執行圖4所示之各個步 驟每個組件222可爲軟體模組，或軟體與硬體模組之組

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合。在本發明之一優選實施例中 持不變’而通信模組222全部爲軟體模組。 ’、 使用在本發明中之UTRAN具有與圖5中所 不相頰似之么士 構，相應模組222之每個模組既可爲用 吁κ丁 _ 3中所示各 個步驟的軟體模組亦可爲軟體與硬體模組之組合， 將不單獨描述其結構。在本發明之_優選實^中所:有 UTRAN之硬體保持不變，而通信組件222全部爲軟體模組。 如上所述，結合基於TDD系統之UTRAN，對本發明進行 了描述。但是，本發明不限制在基於TDD的系統上。事= 上，任何無線網路系統可與本發明結合地使用。 雖然是結合專門之實施例來描述本發明，但顯然，熟悉 此項技術者而言可根據上述說明作出許多替換、修改 型。因而，應力求將所有該等替換、修改及變型包含在产 附申請專利範圍之實質與範圍之内。 思 【圖式簡單說明】 以上已參照隨附圖式，藉由實例詳細地解釋本發明，1 用於在一無線通信網路 圖1顯示根據本發明之一實施例，用； 系統環境中建立對等通信之初始階段； 在兩個行動終端之間建 圖2顯不根據本發明之一實施例，在兩命 立對等通信之後的一個階段； 由無線通信網路系統 終端之間建立對等通 圖3顯示根據本發明之一實施例，由無 (例如UTRAN)執行之用於在兩個行動終端 k之詳細處理流程；

O:\9I\9I508.DOC -12 - 200529679 圖4顯示根據本發明之一實施例，由一個行動終蠕執疒 用於請求UTRAN與另一行動終端建立對等通信之詳細严理 流程； 圖5顯示根據本發明之一實施例的行動终端之美本部件 在所有隨附圖式中相同的標號指示相 琢相應之特徵或 【圖式代表符號說明】 10 16 30/100 SI/ S2 UE1/UE2 200 202 206 222 212 216 無線網路控制器（RNC) 節點B (基地台收發器） 處理流程 上行鏈路通道 行動終端 行動終端 單元 基頻處理器 通信模組 記憶體 資料處理單元

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Claims (1)

1. 200529679 拾、尹請專利範園： 1. 一種由m線網路系統執 該方法包括以下步驟·· 、、立對等通信之方法， ⑷接收來自_行動終端、用於 一 通信之請求； 、一 仃動終端建立對等 (b)確定在該等兩個行動 ⑷若可建立對等通e歧 1疋否可建立對等通信； 發送至每二==制指令之第-組資訊 乂開始測試在另_ ^十私έ夂 沾 網路系統之間的專用上行鏈路、 Τ動Ά與 ⑷接收來自行動终端 、、之特性’ ⑷雄定由每個行動4:於通道特性之狀態報告； 預定要求；、心式所得之通道特性是否滿足 (f)若兩個行動終端測試 要电gi , 斤仔之通道特性均滿足該預定 、 丁動、、，“而發迗包含有控制指令之第二 ，、且舅Λ以啓動對等通信。 2·如申請專利範圍第工項之 驟· 友共T步驟（b)還包括以下步 I·估算兩個行動終端之間的距離； Π.確定該距離是否在—對等通信可接受之範圍内。 3·申料利範圍第1項之方法，其中該第-組資訊還包括 關於當前由該另一行動炊 動、，在该專用上行鏈路通道上盥 網路系統通信所使用的無線資源之資訊。 。 4.如申請專利範圍第3項之方法，其中該關於無線資源之資 訊包括時隙及展頻碼。 、 O:\9I\9I508.DOC 200529679 5. 如申請專利範圍第丨項之方法，其中該 ^ 括：用於允許每個行動 ：：組貧訊還包 統在專用上行鏈… 先前與網路系 源來建立^ ㈣時所使^彳目同的無線資 '、末建立，、另—行動終端對等通信中 控制指令。 ”·、蜾逋道之 該第二組資訊還包括 6. 如申請專利範圍第丨項之方法，其 時脈資訊。 一行動終端對 種由個1行動終端執行的用於建立與 等通L之方法，该方法包括以下步驟： ⑷向無線網路系統發送與另-行動終端建立對等通作 之請求； K ^ ㈨接收來自網路系統之包含有控制指令之第一植資 =，以開始測試在該另—行動終端與網路系統之間的 專用上行鍵路通道之特性； ⑷監聽該另-行動終端經由該專用上行鏈路通道發送 之訊號； ⑷確定料道㈣η在料時段㈣足狀要求； ⑷向網㈣㈣㈣料㈣是Μ預定時段内滿足 預疋要求的狀態報告； ⑴接收來自，網路系、统之包含有控制指令之第二組資 σίΐ，以與另一行動終端建立對等通传。 8.如申請專利範圍第7項之方法，還包括在°與另一行動終端 建立對等通信後斷開與網路系統之所有專用通道的步 驟。 O:\91\91508 DOC 200529679 9· 10. 11. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該第一組資訊還包括 關於當前由另一行動終端在該專用上行鏈路通道上與網 路系統通信所使用的無線資源之資訊。 如申明專利範圍第9項之方法，其中該關於無線資源之資 訊包括時隙及展頻碼。 如申請專利範圍第9項之方法，¾包括使用與其自己先前 與路系統在專用上行鏈路通道上通信時所使用之相同的 無線資源來建立與另一行動終端對等通信中之專用通道 的步驟。 12. 13. 如申請專利範圍第7項之方法，其中步驟⑷還包括： ω計算在另一行動終端與網路系統之間的專用上行鏈 路通道之訊號干擾比（SIR); (η)確定該訊號干擾比（SIR戌否滿足預定要求。 如申請專利範圍第12項之方法，其中步驟⑷還包括： (⑴）設置一定時器； 14. ㈣啓動定時器連續遞減計數，只要該„m直至定時器遞減計數至零u 如申凊專利範圍第1 3 法，其中步驟（d)還包括： (V)凋產仃動終端之發射功率； 〇1)當訊號干擾比（SI 处口。 ）不月匕滿足該要求時重新預置定 态0 15. 一種用於在4于㉟終端之間 統，包括： 建立對等通信之無線網路系 用於接收來自一 個行動終端欲與另 一行動終端建立對 O:\9I\9I508 DOC 200529679 等通信之請求的裝置； 用於確定是否能建立對等通信之裝置； 用於將包含有控制指令之第一組資訊發送至每個行動 終端以開始測試在另一行動終端與網路系統之間的專用 上行鏈路通道之特性的裝置，若可建立對等通信，則該 發送裝置發送該資訊； 用於確定由每個行動終端測試所得之通道特性是否滿 足預疋要求的裝置，該通道特性由該接收裝置接收；-其中右由兩個行動終端測試所得之通道特性滿足預定 要求，發送裝置向行動終端發送包含有控制指令之第二 組資訊以啓動對等通信。 16. 17. 18. 19 如申請專利範圍第15項之無線網路系統，其中確定裝置 還包括： 用於估算行動終端之間的距離之裝置； 用於確定該距離是否在一可接受範圍内之装置。 =申請專利範圍第15項之無線網路系統，其中該第一組 貝。孔還包括關於當前由另一行動終端在專用上行鍵路通 道上與網路系統通信所使用的無線資源之資訊。 如申請專利範圍第丨7項之鉦蝮 • K…、綠網路糸、统，其中該關於無 Λ貝源之資訊包括時隙及展頻碼。 .如申請專利範圍第17項鉦 次 ·、、、線網路糸統其中該第二組 貝。Ί用於允許每個行動終端使用與其自己先前與 網路系統在專用上行鏈路通道上通信時所使： 無線資源來建立與另一行動終端對等通信中專用=矣 〇 \9l\91508 D〇c. 200529679 通道之控制指令。 20· —種行動終端，包括： 用於向無線網路糸β π、、，，t。 糸、、先务运欲與另一行動終端建立對等 通信之請求的裝置； 用於接收來自網路系統之包含有控制指令之第一組資 訊以開始測試在另—^ ^ μ 、 仃動終端及網路系統之間的專用上 行鏈路通道之特性的裝置，· 用於監聽另一行動炊山 . 丁勒q鳊經由專用上行鏈路通道發送之 訊號的裝置； 用於確定該通道之牯w Β π > 之特丨生疋否在預定時段内滿足預定 求之裝置； 中'I #置向網路系統發送通道特性在預定時段 内疋否滿足預定要求之狀態報告。 21.如中請專利範圍第2〇 罢拉丄 订動終^，還包括··若接收裝 置接收到來自網路系統的 卜 目丨 3有控制扣令之第二組資訊 則啓動與另-行動終端之對等通信的裝置。 22·如申請專利範圍第门項 行動終端之㈣、“奢 還包括：在與另一 通道之裝置。’ k ϋ立後斷開與網路系統之所有專用 23·如申請專利範圍㈣項 ^ ^ ^ ^，其中該第一組資訊 f於當前由另一行動終端 ^ 盥锢牧4 „ %寻用上行鏈路通道上 24 I由 通信所使用的無線資源之資訊。 申巧專利範圍第23項之行動坟 源之次4 Α ^ ’其t該關於無線資 /原、之貝汛包括時隙及展頻碼。 O:\9I\9I508.DOC 200529679 25·如申請專利範圍第23項之行動终 、鳊，其中該發送裝置 由使用與其自己先前與網路系統在專用上行鍵路通道： 通信時所使用的相同之無線資源而建立之專㈣㈣ 道，向對等通信中之另一行動終端發送資訊。 26.如申請專利範圍第2〇項之行動終端，其中所述確定裝置 計算在另一行動終端與_系統之間《專用i行鍵路通 道之讯號干擾比（SIR) ’並確定該訊號干擾比（SIR)是否滿 足該預定要求。 * O:\9I\9I508.DOC