TWI571167B - 裝置對裝置使用者裝置及基地台 - Google Patents

Description

裝置對裝置使用者裝置及基地台

本發明係關於一種裝置對裝置(device to device；D2D)使用者裝置及基地台。更詳細地說，本發明之基地台產生裝置對裝置(D2D)混合存取地圖，其包含分配給D2D使用者裝置間傳送資料時所需之資源區塊配置的資訊，故D2D使用者裝置可使用所分配的資源區塊進行D2D資料傳輸。

近年來，隨著無線通訊技術的成熟，衍生許多無線網路系統並運用於各種場合。在公共安全網路(public safety network)架構下，為提供緊急通訊服務(例如：呼叫警察、消防局或救護車)或群組間的通訊服務，故鄰近的使用者裝置存在直接通訊的需求，使彼此間的溝通更有效率。然而，這些直接通訊的需求皆須透過特定的使用者裝置並使用特定頻帶來達成。

目前第三代合作夥伴計畫長期演進(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution；3GPP LTE)網路發展最為迅速且其使用者裝置係普遍地被使用於日常通訊上。在3GPP LTE網路下，使用者裝置間的資料傳輸皆須透過基地台及核心網路作為媒介，故須於基地台的訊號涵蓋範圍內並根據所分配之資源進行資料傳輸。若使用者裝置未位於基 地台之訊號涵蓋範圍內，則無法獲得資源分配，因而無法與其他使用者裝置進行通訊。此外，現有的3GPP LTE網路並沒有提供使用者裝置間直接通訊的服務，故現有的3GPP LTE網路的使用者裝置無法應用於公共安全網路。

有鑑於此，如何提供一種裝置對裝置(device to device；D2D)傳輸機制，以改變現有的3GPP LTE網路而延伸其應用於公共安全網路，使得使用者裝置間在不影響原先3GPP LTE網路的訊號傳輸情況下，彼此間能進行直接通訊，乃為業界亟待解決的問題。

本發明之目的在於提供一種裝置對裝置(device to device；D2D)使用者裝置及基地台。本發明之D2D使用者裝置除了相容於現有3GPP LTE網路中，更具有與其他D2D使用者裝置進行直接通訊的能力。基地台分配特定D2D資源區塊供D2D使用者裝置使用，以建立D2D混合存取地圖，並將其載於無線訊號的特定混合存取通道上。如此一來，D2D使用者裝置可根據D2D混合存取地圖，得知進行直接通訊時能使用的資源區塊。據此，本發明能有效率地分配資源區塊並提供D2D使用者裝置及現有3GPP LTE網路下的一般使用者裝置使用，進而使得3GPP LTE網路得以延伸應用於公共安全網路。

為達上述目的，本發明揭露一種裝置對裝置(D2D)使用者裝置。該D2D使用者裝置包含一收發器以及一處理器。該收發器用以接收一無線訊號。該無線訊號具有一混合存取通道，該混合存取通道載有一裝置對裝置混合存取地圖(device to device hybrid access map；D2D hybrid access map)，該D2D混合存取地圖係由一基地台產生。該處理器電性連接 至該收發器，用以自該混合存取通道擷取該D2D混合存取地圖。該D2D混合存取地圖指示一D2D資源區塊，以使一第一D2D使用者裝置藉由該D2D資源區塊傳送一D2D混合存取要求至一第二D2D使用者裝置，並使該第二D2D使用者裝置於接收該D2D混合存取要求後，藉由該D2D資源區塊傳送一D2D混合存取回應至該第一D2D使用者裝置。藉此，該第一D2D使用者裝置與該第二D2D使用者裝置根據該D2D混合存取回應中之一D2D資料傳輸資訊，進行一D2D資料傳輸。

此外，為達上述目的，本發明更揭露一種基地台。該基地台包含一處理器以及一收發器。該處理器用以產生一無線訊號。該無線訊號具有一混合存取通道，該混合存取通道載有一裝置對裝置混合存取地圖(device to device hybrid access map；D2D hybrid access map)。該收發器電性連接至該處理器，用以傳送該無線訊號至至少一裝置對裝置(device to device)使用者裝置。其中，該D2D混合存取地圖指示一D2D資源區塊，以使一第一D2D使用者裝置藉由該D2D資源區塊傳送一D2D混合存取要求至一第二D2D使用者裝置，並使該第二D2D使用者裝置於接收該D2D混合存取要求後，藉由該D2D資源區塊傳送一D2D混合存取回應至該第一D2D使用者裝置。藉此，該第一D2D使用者裝置與該第二D2D使用者裝置根據該D2D混合存取回應中之一D2D資料傳輸資訊，進行一D2D資料傳輸。

在參閱圖式及隨後描述之實施方式後，此技術領域具有通常知識者便可瞭解本發明之其他目的，以及本發明之技術手段及實施態樣。

1‧‧‧D2D使用者裝置

2‧‧‧基地台

3‧‧‧基地台

11‧‧‧第一D2D使用者裝置

13‧‧‧第二D2D使用者裝置

31‧‧‧第三D2D使用者裝置

51‧‧‧D2D使用者裝置

61‧‧‧D2D使用者裝置

63‧‧‧D2D使用者裝置

65‧‧‧D2D使用者裝置

101‧‧‧收發器

102‧‧‧無線訊號

103‧‧‧處理器

104‧‧‧D2D混合存取要求

106‧‧‧D2D混合存取回應

201‧‧‧處理器

203‧‧‧收發器

302‧‧‧D2D混合存取要求

304‧‧‧D2D混合存取回應

402‧‧‧資源要求

1102‧‧‧無線訊號

SC‧‧‧訊號涵蓋範圍

SC2‧‧‧訊號涵蓋範圍

SC3‧‧‧訊號涵蓋範圍

G1‧‧‧D2D群組

G2‧‧‧D2D群組

G3‧‧‧D2D群組

第1圖係為本發明之使用者裝置1之示意圖； 第2圖係為本發明之基地台2之示意圖；第3A圖係為本發明之資源區塊分配之示意圖；第3B圖係為本發明之D2D握手程序之示意圖；第4A-4C圖係描繪本發明第二實施例之情境；第5圖係描繪本發明第三實施例之情境；第6圖係描繪本發明第四實施例之情境；第7圖係描繪本發明第五實施例之情境；第8A-8D圖係描繪本發明第六實施例之情境；第9A-9B圖係描繪本發明第七實施例之情境；第10圖係描繪本發明第八實施例之情境；第11圖係描繪本發明第九實施例之情境；第12圖係描繪本發明另一實施例之情境；第13圖係描繪本發明第十實施例之情境；第14圖係描繪本發明另一實施例之情境；第15A-15B圖係描繪本發明第十一實施例之情境；以及第16A-16B圖係描繪本發明第十二實施例之情境。

以下將透過實施方式來解釋本發明之內容。本發明提供一種裝置對裝置(device to device；D2D)使用者裝置及基地台。須說明者，本發明的實施例並非用以限制本發明須在如實施例所述之任何特定的環境、應用或特殊方式方能實施。因此，有關實施例之說明僅為闡釋本發明之目的，而非用以限制本發明，且本案所請求之範圍，以申請專利範圍為準。除此之外， 於以下實施例及圖式中，與本發明非直接相關之元件已省略而未繪示，且以下圖式中各元件間之尺寸關係僅為求容易瞭解，非用以限制實際比例。

本發明所提供之基地台、使用者裝置及其通訊方法與無線網路系統之裝置對裝置通訊相關。本發明所涉及之無線網路系統可為符合長期演進技術(Long Term Evolution)之無線網路系統或其他例如採用正交分頻多工(orthogonal frequency division multiplexing；OFDM)通訊系統下之無線網路系統。

本發明之第一實施例請參考第1圖、第2圖以及第3A至第3B圖。第1圖係為本發明之一裝置對裝置(device to device；D2D)使用者裝置1之示意圖。D2D使用者裝置1包含一收發器101及一處理器103。收發器101用以接收一無線訊號102。無線訊號102具有一混合存取通道(hybrid access channel)。處理器103電性連接至收發器101，並用以自混合存取通道擷取一D2D混合存取地圖。第2圖係為本發明之一基地台2之示意圖。基地台2包含一處理器201以及一收發器203。處理器201產生無線訊號102。收發器203電性連接至處理器201，並用以傳送無線訊號102至一個或多個D2D使用者裝置(例如：D2D使用者裝置1)。

於本發明中，混合存取通道係為現有3GPP LTE網路的無線電資源中的一部分，如第3A圖所示。換言之，本發明係將現有3GPP LTE網路的無線電資源其中一部分作為混合存取通道，以傳送用於D2D資料傳輸之組態資訊。混合存取通道可為固定的資源區塊，或由基地台開始運作時自無線電資源中劃分出，並隨著廣播系統組態資訊時一併通知其訊號涵蓋範圍內的D2D使用者裝置。混合存取通道可為上行無線電資源的一部分、 下行無線電資源的一部分或其組合。此外，於本發明中，除了混合存取通道外的無線電資源稱作資源池，其係供現有3GPP LTE網路的使用者裝置及本發明的D2D使用者裝置1在通訊上使用。

具體而言，基地台2可自現有3GPP LTE架構下之資源池中劃分出一資源區塊(後稱D2D資源區塊)分配給D2D使用者裝置使用。類似地，D2D資源區塊可為上行無線電資源的一部分、下行無線電資源的一部分或其組合。此外，於其他實施例中，基地台2亦可將現有3GPP LTE網路架構外的無線電資源(圖未繪示)作為D2D資源區塊，以使D2D使用者裝置使用此D2D資源區塊進行資料傳輸。須說明者，第3A圖僅用於舉例說明，非用以限定本發明，且所屬技術領域中具有通常知識者可輕易瞭解，基地台2可依據實際上D2D通訊需求量，自資源池中劃分出一D2D資源區塊或多個D2D資源區塊供D2D使用者裝置使用，故在此不再加以贅述。

隨後，基地台2根據所劃分的D2D資源區塊，產生一裝置對裝置混合存取地圖(device to device hybrid access map；D2D hybrid access map)，其用以指示D2D資源區塊。接著，基地台2將D2D混合存取地圖載於無線訊號102之混合存取通道上，並以一廣播(broadcast)方式或一群播(multicast)方式傳送無線訊號102。如此一來，請同時參考第3B圖，當欲進行D2D資料傳輸的一第一D2D使用者裝置11及一第二D2D使用者裝置13於接收到無線訊號102後，則可使用D2D資源區塊進行D2D資料傳輸。

第3B圖係描繪一D2D握手程序。第一D2D使用者裝置11藉由D2D資源區塊傳送一D2D混合存取要求(hybrid access request)104至第二D2D使用者裝置13。舉例而言，D2D混合存取要求104可為一預設前置序列 (pre-defined preamble)，其可對應至一使用者識別碼及一資源請求資訊。此外，D2D混合存取要求104亦可為一預先已授權金鑰(pre-authorized passkey)。須說明者，欲進行D2D資料傳輸的D2D使用者裝置可於進行D2D握手程序前，先藉由混合存取通道，協議所使用的預設前置序列或預先已授權金鑰。據此，第二D2D使用者裝置13可根據D2D混合存取要求104，獲得第一D2D使用者裝置11之使用者識別碼及進行D2D資料傳輸時所需的資源大小。

接著，第二D2D使用者裝置13於接收D2D混合存取要求104後，藉由D2D資源區塊傳送一D2D混合存取回應(hybrid access response)106至第一D2D使用者裝置11。D2D混合存取回應106係包含一D2D資料傳輸資訊，其指示第一D2D使用者裝置11及一第二D2D使用者裝置13間雙向傳輸的資源索引(resource index)，即D2D資源區塊中子資源區塊的起始位置。據此，第一D2D使用者裝置11與第二D2D使用者裝置13能根據D2D混合存取回應中106之D2D資料傳輸資訊，進行D2D資料傳輸。

於一實施範例中，D2D使用者裝置1可為第一D2D使用者裝置11。據此，處理器103更產生D2D混合存取要求104，且收發器101更傳送D2D混合存取要求104及接收D2D混合存取回應106。於另一實施範例中，使用者裝置1可為第二D2D使用者裝置13。據此，處理器103更產生D2D混合存取回應106，且收發器101更接收D2D混合存取要求104及傳送D2D混合存取回應106至第一D2D使用者裝置11。

此外，於其他實施例中，第二D2D使用者裝置13可根據D2D混合存取要求104之一接收訊號強度，進而調整D2D混合存取回應106之一 傳送功率。如此一來，當第二D2D使用者裝置13所接收之D2D混合存取要求104之訊號強度低於一門檻值時，則表示第一D2D使用者裝置11與第二D2D使用者裝置13之間的通訊品質較不佳，故第二D2D使用者裝置13可藉此提升D2D混合存取回應106之一傳送功率。相反地，當第二D2D使用者裝置13接收之D2D混合存取要求104訊號強度高於一門檻值時，表示此時兩者之通訊品質良好，故第二D2D使用者裝置13可進一步調整合適的傳送功率，以傳送D2D混合存取回應106至第一D2D使用者裝置11，以減少第二D2D使用者裝置13之耗電，並降低對其他使用者裝置的訊號干擾。

在另一實施例中，D2D混合存取回應106可更載有一功率控制訊息(power control message)。第二D2D使用者裝置13可根據所接收之D2D混合存取要求104之接收訊號強度，而產生功率控制訊息，並將其載於D2D混合存取回應106中，以指示第一D2D使用者裝置11進行D2D資料傳輸時所需要的傳輸功率。如此一來，當第二D2D使用者裝置13所接收之D2D混合存取要求104之訊號強度低於門檻值時，則表示第一D2D使用者裝置11與第二D2D使用者裝置13之間的通訊品質較不佳，此時功率控制訊息可指示第一D2D使用者裝置11以較大之傳輸功率來傳輸資料；相反地，當第二D2D使用者裝置13接收之D2D混合存取要求104訊號強度高於門檻值時，則表示此時兩者之通訊品質良好，此時功率控制訊息則指示第一D2D使用者裝置11應調整適當的傳輸功率來進行資料傳輸，藉此可降低對其他使用者裝置的訊號干擾，亦可降低第一D2D使用者裝置11之耗電。

本發明之第二實施例如第4A-4C圖所示。基地台2具有一訊號涵蓋範圍SC。於第4A圖所示之使用情境I中，基地台2之處理器201可根據 一預設資源要求(default resource request)而劃分D2D資源區塊以產生裝置對裝置混合存取地圖。須說明者，預設資源要求可記載以往D2D使用者裝置的D2D傳輸需求或記載一預設資源需求大小，故基地台2可根據預設資源要求而劃分適當大小或數目的D2D資源區塊。隨後，基地台2藉由廣播(broadcast)之方式，傳送載有D2D混合存取地圖之無線訊號102。隨後，第一D2D使用者裝置11及第二D2D使用者裝置13於接收無線訊號102後，則依前述之D2D握手程序，以進行D2D資料傳輸。

於第4B圖所示之情境II中，第一D2D使用者裝置11除了向第二D2D使用者裝置13要求進行D2D資料傳輸外，亦向另一D2D使用者裝置(即第三D2D使用者裝置31)要求進行D2D資料傳輸。在情境II中，第一D2D使用者裝置11與第三D2D使用者裝置31亦須執行D2D握手程序。具體而言，第一D2D使用者裝置11可更藉由D2D資源區塊傳送另一D2D混合存取要求302至第三D2D使用者裝置31。隨後，第三D2D使用者裝置31於接收D2D混合存取要求302後，藉由D2D資源區塊傳送另一D2D混合存取回應304至第一D2D使用者裝置11。如此一來，第一D2D使用者裝置11與第三D2D使用者裝置31亦根據D2D混合存取回應304中之D2D資料傳輸資訊，進行D2D資料傳輸。

於第4C圖所示之情境III中，第一D2D使用者裝置11除了向第二D2D使用者裝置13要求進行D2D資料傳輸外，同時第三D2D使用者裝置31亦向第一D2D使用者裝置11要求進行D2D資料傳輸。換句話說，第一D2D使用者裝置11可係為向其他D2D使用者裝置要求進行D2D資料傳輸的D2D使用者裝置，亦可係為被其他D2D使用者裝置要求進行D2D資料傳輸的D2D 使用者裝置。詳言之，基於裝置對裝置混合存取地圖，第三D2D使用者裝置31藉由D2D資源區塊傳送D2D混合存取要求302至第一D2D使用者裝置11。隨後，第一D2D使用者裝置11於接收D2D混合存取要求302後，藉由D2D資源區塊傳送D2D混合存取回應304至第三D2D使用者裝置31。第三D2D使用者裝置31與第一D2D使用者裝置11完成D2D握手程序，並開始進行D2D資料傳輸。

須說明者，其他實施例中，第二D2D使用者裝置13亦可同時被其他D2D使用者裝置要求進行D2D資料傳輸；或是向其他D2D使用者裝置要求進行D2D資料傳輸，以進行另一D2D握手程序。由於所屬技術領域中具有通常知識者，可藉由上述說明輕易瞭解第二D2D使用者裝置13如何同時與不同D2D使用者裝置進行D2D資料傳輸的實施方式，故在此不再加以贅述。此外，在此所述之「第一」D2D使用者裝置、「第二」D2D使用者裝置及「第三」D2D使用者裝置，其中「第一」、「第二」及「第三」僅用以方便表示不同之D2D使用者裝置，而非有其他特定含義，故本發明之D2D使用者裝置1在不同實施範例下可為第一D2D使用者裝置、第二D2D使用者裝置及第三D2D使用者裝置其中之一。

此外，於本實施例中，因D2D混合存取要求及D2D混合存取回應將分別於D2D資源區塊中的特定資源區塊傳輸，故當三個以上之D2D使用者裝置同時使用相同的D2D資源區塊時，不同D2D使用者裝置將以競爭的方式傳送D2D混合存取要求。舉例而言，上述第一D2D使用者裝置、第二D2D使用者裝置及第三D2D使用者裝置係使用相同的D2D資源區塊進行D2D資料傳輸，故於第4C圖之情境III中，第一D2D使用者裝置11所傳送的 D2D混合存取要求104與第三D2D使用者裝置31所傳送的D2D混合存取要求302將可能產生碰撞(collision)，故須以競爭的方式傳送。

本發明之第三實施例如第5圖所示。不同於第二實施例第3A圖的情境I，於本實施例中，第一D2D使用者裝置11可產生一資源要求(resource request)402，並藉由混合存取通道，將資源要求402傳送至基地台2。藉此，基地台2可根據所接收之資源要求402而劃分適當大小或數目的D2D資源區塊，以產生D2D混合存取地圖並藉由廣播之方式，傳送載有D2D混合存取地圖之無線訊號102。類似地，第5圖的情境可延伸如第4B圖的情境II或如第4C圖的情境III，當套用於本實施例時，向其他D2D使用者裝置要求進行D2D資料傳輸的D2D使用者裝置需傳送資源要求至基地台2，如此一來，基地台2可根據這些資源要求而劃分適當大小或數目的D2D資源區塊。

如先前所述，當三個以上之D2D使用者裝置同時使用相同的D2D資源區塊時，不同D2D使用者裝置將以競爭的方式傳送D2D混合存取要求。另一方面，基地台2可根據所接收之不同的資源要求，分配不同的D2D資源區塊給要求進行D2D資料傳輸的D2D使用者裝置(即傳送資源要求的D2D使用者裝置)，如此一來，即可避免碰撞產生，進而無須使用競爭的方式傳送D2D混合存取要求。

本發明之第四實施例請參考第6圖。於本實施例中，基地台2之涵蓋範圍內包含一個或多個D2D群組(例如：D2D群組G1及D2D群組G2)，而基地台2可自資源池中劃分出多個D2D資源區塊供不同D2D群組中的D2D使用者裝置使用。各D2D群組係由多個鄰近D2D使用者裝置組成，以進行D2D群組溝通(D2D group communications)。以D2D群組G1為例，其 包含D2D使用者裝置11、D2D使用者裝置13及D2D使用者裝置51，且在此D2D使用者裝置51係扮演一協調者角色。具體而言，於本實例中，向其他D2D使用者裝置要求進行D2D資料傳輸的D2D使用者裝置需藉由混合存取通道，傳送資源要求至D2D群組的協調者，而協調者再藉由混合存取通道，中繼資源要求至基地台2。

舉例而言，於D2D群組G1中，D2D使用者裝置51係自D2D使用者裝置11接收資源要求402。隨後，D2D使用者裝置51中繼該資源要求402至基地台2。接著，基地台2係根據資源要求402，劃分適當大小或數目的D2D資源區塊，以產生D2D混合存取地圖並藉由廣播之方式，傳送載有D2D混合存取地圖之無線訊號102。

在本實施例中，向其他D2D使用者裝置要求進行D2D資料傳輸的D2D使用者裝置可以較低的傳送功率，先將資源要求傳送至鄰近扮演協調者的D2D使用者裝置，藉此減少不同使用者裝置於發送訊號時所產生的干擾。當D2D使用者裝置1為D2D使用者裝置51時，收發器101係自D2D使用者裝置11接收資源要求402，並藉由混合存取通道，中繼該資源要求402至基地台2。此外，當D2D使用者裝置1為使用者裝置11時，收發器101藉由混合存取通道，傳送資源要求402至D2D使用者裝置51。

須說明者，於本實施例中，D2D使用者裝置51亦可向其他D2D使用者裝置要求進行D2D資料傳輸或被其他D2D使用者裝置要求進行D2D資料傳輸，即類似於第4B圖的情境II及第4C圖的情境III。在此情況下，D2D使用者裝置51亦會自其他D2D使用者裝置接收資源要求，或產生本身的資源要求，接著將所接收的或本身的資源要求傳送至基地台2。由於所屬技 術領域中具有通常知識者，可依據上述說明輕易瞭解D2D群組G2內D2D使用者裝置的運作方式，故在此不再加以贅述。

此外，D2D群組G1中的D2D使用者裝置係同時使用相同的D2D資源區塊，故若有多對的D2D使用者裝置欲進行D2D資料傳輸，則須以競爭的方式傳送D2D混合存取要求。然而，於其他實施例中，在組成D2D群組時，扮演協調者角色的D2D使用者裝置(即D2D使用者裝置51)亦可與群組中的D2D使用者裝置先協調分配傳送的時間順序，以防止碰撞產生，進而不用以競爭的方式傳送D2D混合存取要求。再者，D2D使用者裝置亦可藉由監聽D2D資源區塊的使用情形，以產生載有D2D資料傳輸資訊之D2D混合存取回應，以避免重覆指定特定子資源區塊進行D2D資料傳輸。

本發明之第五實施例請參考第7圖。不同於第四實施例，於本實施例中，基地台2係以群播(multicast)方式，將無線訊號102傳送至各D2D群組中的協調者，例如：D2D群組G1中的D2D使用者裝置51、D2D群組G2中的使用者裝置65以及D2D群組G3中的使用者裝置75。以D2D群組G1為例，當D2D使用者裝置1為D2D使用者裝置51時，收發器101自基地台2接收無線訊號102後，更藉由混合存取通道，將無線訊號102中繼至第一D2D使用者裝置11以及第二D2D使用者裝置13。如此一來，第一D2D使用者裝置11以及第二D2D使用者裝置13可根據無線訊號102所載之D2D混合存取地圖，進行D2D資料傳輸。類似地，於D2D群組G2中，D2D使用者裝置65更中繼無線訊號102至D2D使用者裝置61及D2D使用者裝置63，以及於D2D群組G3中，D2D使用者裝置75更中繼無線訊號102至D2D使用者裝置71。

本發明之第六實施例請參考第8A-8D圖。不同於第三實施 例，於第8A圖之情境I中，第一D2D使用者裝置11係位於基地台2的訊號涵蓋範圍SC外，故第二D2D使用者裝置13需中繼資源要求402至基地台2及中繼無線訊號102至第一D2D使用者裝置11。

具體而言，當D2D使用者裝置1為第一D2D使用者裝置11時，收發器101即藉由混合存取通道，將資源要求402傳送至第二D2D使用者裝置13，並自第二D2D使用者裝置13接收無線訊號102。另一方面，當D2D使用者裝置1為第二D2D使用者裝置13時，收發器101即自第一D2D使用者裝置11接收資源要求402，並藉由混合存取通道，將資源要求402中繼至基地台2，以及於接收無線訊號102後，藉由混合存取通道，將無線訊號102中繼至第一D2D使用者裝置11。

此外，於第8B圖之情境II中，第二D2D使用者裝置13係位於基地台2的訊號涵蓋範圍SC外，故第一D2D使用者裝置11需中繼無線訊號102至第二D2D使用者裝置13。具體而言，當D2D使用者裝置1為第一D2D使用者裝置11時，收發器101於接收無線訊號102後，藉由混合存取通道，將無線訊號102中繼至第二D2D使用者裝置13。另一方面，當D2D使用者裝置1為第二D2D使用者裝置13時，收發器101即自第一D2D使用者裝置11接收無線訊號102。

不同於第8A圖之情境I，第8C圖之情境III存在D2D群組G1，包含第一D2D使用者裝置11、第二D2D使用者裝置13及D2D使用者裝置51。在此情況下，D2D使用者裝置51需中繼資源要求402至基地台2及中繼無線訊號102至第一D2D使用者裝置11。當D2D使用者裝置1為第一D2D使用者裝置11時，收發器101即藉由混合存取通道，將資源要求402傳送至D2D使用 者裝置51，並自D2D使用者裝置51接收無線訊號102。另一方面，當D2D使用者裝置1為D2D使用者裝置51時，收發器101即自第一D2D使用者裝置11接收資源要求402，並藉由混合存取通道，將資源要求402中繼至基地台2，以及於接收無線訊號102後，藉由混合存取通道，將無線訊號102中繼至第一D2D使用者裝置11。

須說明者，當D2D群組中存在未於基地台的訊號涵蓋範圍內之D2D使用者裝置時，則靠近基地台涵蓋範圍邊界的D2D使用者裝置係扮演協調者角色。舉例而言，當D2D使用者裝置51自基地台2接收之無線訊號之接收強度小於一門檻值時，則會判斷本身為基地台訊號涵蓋範圍之一邊界節點(boundary node)，故於本實施例中，D2D使用者裝置51係扮演協調者角色。於其他實施中，若D2D群組中存在多個基地台訊號涵蓋範圍之邊界節點，則這些邊界節點可事先透過溝通協調或透過其他預先設定的機制以決定由誰扮演協調者角色；由於所屬技術領域中具有通常知識者可瞭解如何透過現有的技術決定扮演協調者角色的D2D使用者裝置，故在此不再加以贅述。

不同於第8B圖之情境II，如第8D圖所示之情境IV存在D2D群組G1，包含第一D2D使用者裝置11、第二D2D使用者裝置13及D2D使用者裝置51。在此情況下，D2D使用者裝置51需中繼無線訊號102至第二D2D使用者裝置13。當D2D使用者裝置1為第二D2D使用者裝置13時，收發器101係藉由混合存取通道，自D2D使用者裝置51接收無線訊號102。另一方面，當D2D使用者裝置1為D2D使用者裝置51時，收發器101係於接收無線訊號102後，藉由混合存取通道，將無線訊號102中繼至第二D2D使用者裝置13。 相同地，在本實施例中，當D2D使用者裝置51接收自基地台2所傳送之無線訊號之接收強度小於一門檻值時，則會判斷自己係為基地台訊號涵蓋範圍之一邊界節點(boundary node)，故本實施例之D2D使用者裝置51係扮演協調者角色。

簡言之，於本實施例中，位於基地台2的訊號涵蓋範圍SC外的D2D使用者裝置透過位於訊號涵蓋範圍SC內的D2D使用者裝置中繼欲傳送至基地台2之資源要求，而位於訊號涵蓋範圍SC內的D2D使用者裝置係中繼無線訊號102至位於基地台2的訊號涵蓋範圍SC外的D2D使用者裝置。在不存在D2D群組的情況下，中繼的動作係由欲進行D2D資料傳輸的二D2D使用者裝置其中之一(即位於訊號涵蓋範圍SC內的D2D使用者裝置)執行；而在存在D2D群組的情況下，中繼的動作係由D2D群組中的協調者執行。

本發明之第七實施例請參考第9A-9B圖。不同於第六實施例之情境III及情境IV，於本實施例中，基地台2亦係以群播(multicast)方式傳送無線訊號102至使用者裝置51，故D2D使用者裝置51須中繼無線訊號102至第一D2D使用者裝置11及第二D2D使用者裝置13。具體而言，D2D使用者裝置51需中繼無線訊號102至第一D2D使用者裝置11及第二D2D使用者裝置13，以及中繼資源要求402至基地台2。因此，當D2D使用者裝置1為D2D使用者裝置51時，收發器101需中繼無線訊號102至第一D2D使用者裝置11及第二D2D使用者裝置13。再者，當D2D使用者裝置1為第一D2D使用者裝置11或第二D2D使用者裝置13，收發器101係自D2D使用者裝置51接收無線訊號102。

本發明之第八實施例如第10圖所示。於本實施例中，第一 D2D使用者裝置11與第二D2D使用者裝置13皆位於基地台2之訊號涵蓋範圍SC外。當第一D2D使用者裝置11欲與第二D2D使用者裝置13進行D2D資料傳輸時，則會藉由混合存取通道，傳送D2D混合存取要求104至第二D2D使用者裝置13。第二D2D使用者裝置13於接收D2D混合存取要求104後，藉由混合存取通道，傳送D2D混合存取回應106至第一D2D使用者裝置11。換言之，於本實施例中，混合存取通道係作為一預設資源區塊，當欲進行D2D資料傳輸的二D2D使用者裝置皆不在基地台2之訊號涵蓋範圍SC內時，則可直接使用混合存取通道進行握手程序，以進行D2D資料傳輸。

本發明之第九實施例請參考第11圖。於本實施例中，第一D2D使用者裝置11與第二D2D使用者裝置13係分別位於不同基地台的訊號涵蓋範圍。如第11圖所示，第一D2D使用者裝置11係位於基地台3之訊號涵蓋範圍SC3內，而第二D2D使用者裝置13則位於基地台2之訊號涵蓋範圍SC2內。由於基地台2與基地台3所使用的無線電資源係為不同(即不重疊)，故基地台2與基地台3會先透過後端網路或基地台間的通訊介面，例如：X2介面(interface)或實體裝置對裝置同步通道(physical device to device synchronization channel；PD2DSCH)，進行一協議程序，以決定此情況下劃分何者的無線電資源供第一D2D使用者裝置11與第二D2D使用者裝置13使用。當基地台2及基地台3完成協議程序後，即決定第一D2D使用者裝置11與第二D2D使用者裝置13進行D2D資料傳輸所使用的D2D資源區塊。

據此，基地台2之處理器201更根據基地台2與基地台3之協議程序，產生一頻率協議資訊，並將頻率協議資訊載至無線訊號102之混合存取通道。類似地，基地台3亦會產生一無線訊號1102，其亦包含一載有頻率 協議資訊之混合存取通道。隨後，基地台2及基地台3分別以廣播方式傳送無線訊號102及無線訊號1102至各自涵蓋範圍內之D2D使用者裝置。

於本實施例中，基地台2與基地台3係基於預設資源要求(default resource request)，進行協議程序並產生D2D混合存取地圖。然而，於其他實施例中，基地台2與基地台3可根據自D2D使用者裝置所接收的資源要求，而進行協議程序並產生D2D混合存取地圖。舉例而言，如第12圖所示，第一D2D使用者裝置11係傳送資源要求402至基地台3。

本發明之第十實施例請參考第13圖。本實施例中存在D2D群組G1，其中協調者(即D2D使用者裝置51)同時位於基地台2之訊號涵蓋範圍SC2內及基地台3之訊號涵蓋範圍SC3內。當第一D2D使用者裝置11欲與第二D2D使用者裝置13進行資料傳輸時，則傳送資源要求402至D2D使用者裝置51。接著，D2D使用者裝置51中繼資源要求402至基地台2。須說明者，在此假設D2D使用者裝置51與基地台2間的距離較近且優先與基地台2進行連線，故中繼資源要求402至基地台2。然而，於其他實施例中，D2D使用者裝置51亦可中繼資源要求402至基地台3。

同樣地，於本實施例中，基地台2與基地台3亦根據自D2D使用者裝置所接收的資源要求，而進行協議程序並產生D2D混合存取地圖。接著，基地台2及基地台3分別以廣播方式傳送無線訊號102及無線訊號1102至各自涵蓋範圍內之使用者裝置。然而，於其他實施例中，基地台2或基地台3可以群播之方式將無線訊號傳送至各D2D群組的協調者。舉例而言，如第14圖所示，D2D使用者裝置51自基地台2接收無線訊號102後，即中繼無線訊號102至第一D2D使用者裝置11與第二D2D使用者裝置13。

本發明之第十一實施例請參考第15A、15B圖。在本實施例中，D2D群組中的協調者亦同時位於基地台2之訊號涵蓋範圍SC2內及基地台3之訊號涵蓋範圍SC3內，但D2D群組具有同時位於基地台2之訊號涵蓋範圍外及基地台3之訊號涵蓋範圍外的D2D使用者裝置。據此，D2D群組中的協調者需中繼基地台所傳送之無線訊號至訊號涵蓋範圍外的D2D使用者裝置，並中繼訊號涵蓋範圍外的D2D使用者裝置所傳送之資源要求至基地台。

舉例而言，如第15A圖所示，第一D2D使用者裝置11係位於訊號涵蓋範圍外，故當其欲與第二D2D使用者裝置13進行資訊傳輸時，則需傳送資源要求402至D2D使用者裝置51。接著，D2D使用者裝置51中繼資源要求402至基地台2。同樣地，基地台2與基地台3會進行協議程序，以產生頻率協議資訊，並將頻率協議資訊分別載至無線訊號102及1102的混合存取通道。接著，基地台2及基地台3分別以廣播方式傳送無線訊號102及無線訊號1102至各自訊號涵蓋範圍內之D2D使用者裝置。隨後，D2D使用者裝置51更中繼無線訊號102至第一D2D使用者裝置11，俾第一D2D使用者裝置11根據D2D混合存取地圖，與第二D2D使用者裝置13進行D2D資料傳輸。

再舉例而言，如第15B圖所示，第二D2D使用者裝置13係位於訊號涵蓋範圍外。於此情況下，D2D使用者裝置51係中繼無線訊號102至第二D2D使用者裝置13，且第一D2D使用者裝置11可自基地台3接收無線訊號1102，以自無線訊號1102中擷取D2D混合存取地圖並得知D2D資源區塊。

本發明之第十二實施例請參考第16A、16B圖。不同於第十一實施例，於本實施例中，基地台2及基地台3係以群播方式分別傳送無線訊號102及無線訊號1102，故D2D使用者裝置51更需中繼無線訊號102至第 一D2D使用者裝置11及第二D2D使用者裝置13。

綜上所述，本發明之基地台可自現有3GPP LTE網路的無線電資源中，劃分出供各D2D使用者裝置或各D2D群組進行D2D資料傳輸所需的資源區塊，並藉由建立並傳送D2D混合存取地圖以告知D2D使用者裝置。此外，本發明的D2D傳輸機制可使得，位於基地台訊號涵蓋範圍內的D2D使用者裝置亦可與位於基地台訊號涵蓋範圍外的D2D使用者裝置進行D2D資料傳輸。再者，本發明的D2D傳輸機制亦可使得位於不同基地台訊號涵蓋範圍內的D2D使用者裝置進行D2D資料傳輸。據此，本發明之傳輸機制可改變現有的3GPP LTE網路而延伸其應用於公共安全網路，使得D2D使用者裝置間在不影響原先3GPP LTE網路的訊號傳輸下，彼此間能進行直接通訊。

上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。

2‧‧‧基地台

11‧‧‧第一D2D使用者裝置

13‧‧‧第二D2D使用者裝置

102‧‧‧無線訊號

104‧‧‧D2D混合存取要求

106‧‧‧D2D混合存取回應

402‧‧‧資源要求

SC‧‧‧訊號涵蓋範圍

Claims (22)

1. 一種用於一無線通訊系統之裝置對裝置(device to device；D2D)使用者裝置，包含：一收發器，用以接收一無線訊號；一處理器，電性連接至該收發器，用以自該無線訊號之一混合存取通道(hybrid access channel)擷取一D2D混合存取地圖(device to device hybrid access map；D2D hybrid access map)；其中，該D2D混合存取地圖係由一基地台產生並載於該無線訊號之該混合存取通道，該基地台具有該無線通訊系統之一無線電資源池及該混合存取通道，該混合存取通道不包含於該無線電資源池中，該無線電資源池用以供該基地台與該無線通訊系統之一使用者裝置及該D2D使用者裝置通訊使用；其中，該D2D混合存取地圖指示一D2D資源區塊(resource block)，以使一第一D2D使用者裝置藉由該D2D資源區塊傳送一D2D混合存取要求(hybrid access request)至一第二D2D使用者裝置，並使該第二D2D使用者裝置於接收該D2D混合存取要求後，藉由該D2D資源區塊傳送一D2D混合存取回應(hybrid access response)至該第一D2D使用者裝置，藉此該第一D2D使用者裝置與該第二D2D使用者裝置根據該D2D混合存取回應中之一D2D資料傳輸資訊，進行一D2D資料傳輸，以及該D2D資源區塊係由該基地台自該無線電資源池中所挑選。
2. 如請求項1所述之D2D使用者裝置，其中該收發器係自該基地台接收該無線訊號。
3. 如請求項2所述之D2D使用者裝置，其中該收發器更中繼該無線訊號至另一D2D使用者裝置。
4. 如請求項3所述之D2D使用者裝置，其中該另一D2D使用者裝置係為該第一D2D使用者裝置及該第二D2D使用者裝置其中之一。
5. 如請求項2所述之D2D使用者裝置，其中該處理器更產生一資源要求(resource request)以及該收發器更傳送該資源要求至該基地台。
6. 如請求項2所述之D2D使用者裝置，其中該收發器更自該第一D2D使用者裝置接收一資源要求(resource request)以及中繼該資源要求至該基地台。
7. 如請求項1所述之D2D使用者裝置，其中該D2D使用者裝置係該第一D2D使用者裝置，該處理器更產生該D2D混合存取要求，以及該收發器更傳送該D2D混合存取要求及接收該D2D混合存取回應。
8. 如請求項7所述之D2D使用者裝置，其中該D2D使用者裝置係自該基地台或另一D2D使用者裝置接收該無線訊號。
9. 如請求項7所述之D2D使用者裝置，其中該處理器更產生一資源要求(resource request)以及該收發器更傳送該資源要求至該基地台及該另一D2D使用者裝置其中之一。
10. 如請求項1所述之D2D使用者裝置，其中該D2D使用者裝置係該第二D2D使用者裝置，該處理器更產生該D2D混合存取回應，該收發器更接收該D2D混合存取要求及傳送該D2D混合存取回應。
11. 如請求項10所述之D2D使用者裝置，其中該D2D使用者裝置係自該基地台或另一D2D使用者裝置接收該無線訊號。
12. 如請求項10所述之D2D使用者裝置，其中該處理器根據該D2D混合存取要求(hybrid access request)之一接收訊號強度，調整該D2D混合存取回應(hybrid access response)之一傳送功率。
13. 如請求項10所述之D2D使用者裝置，其中該處理器根據該D2D混合存取要求(hybrid access request)之一接收訊號強度，產生一功率控制訊息(power control message)，並將該功率控制訊息載於該D2D混合存取回應(hybrid access response)中，以使該第一D2D使用者裝置根據該功率控制訊息，調整一資料傳輸功率。
14. 如請求項1所述之D2D使用者裝置，其中該無線訊號之該混合存取通道更載有一頻率協議資訊，以及該頻率協議資訊係由該基地台產生。
15. 如請求項1所述之D2D使用者裝置，其中基於該D2D混合存取地圖，該第一D2D使用者裝置更藉由該D2D資源區塊傳送另一D2D混合存取要求(hybrid access request)至一第三D2D使用者裝置，並使該第三D2D使用者裝置於接收該另一D2D混合存取要求後，藉由該D2D資源區塊傳送另一D2D混合存取回應(hybrid access response)至該第一D2D使用者裝置，藉此該第一D2D使用者裝置與該第三D2D使用者裝置根據該另一D2D混合存取回應中之另一D2D資料傳輸資訊，進行另一D2D資料傳輸。
16. 如請求項1所述之D2D使用者裝置，其中基於該D2D混合存 取地圖，該第二D2D使用者裝置藉由該D2D資源區塊傳送另一D2D混合存取要求(hybrid access request)至一第三D2D使用者裝置，並使該第三D2D使用者裝置於接收該另一D2D混合存取要求後，藉由該D2D資源區塊傳送另一D2D混合存取回應(hybrid access response)至該第二D2D使用者裝置，藉此該第二D2D使用者裝置與該第三D2D使用者裝置根據該另一D2D混合存取回應中之另一D2D資料傳輸資訊，進行另一D2D資料傳輸。
17. 如請求項1之D2D使用者裝置，其中一第三D2D使用者裝置藉由該混合存取通道傳送另一D2D混合存取要求(hybrid access request)至一第四D2D使用者裝置，並使該第四D2D使用者裝置於接收該另一D2D混合存取要求後，藉由該混合存取通道傳送另一D2D混合存取回應(hybrid access response)至該第三使用者裝置，藉此該第三D2D使用者裝置與該第四D2D使用者裝置根據該另一D2D混合存取回應中之另一D2D資料傳輸資訊，進行另一D2D資料傳輸。
18. 一種用於一無線通訊系統之基地台，該基地台具有該無線通訊系統之一無線電資源池及一混合存取通道(hybrid access channel)，該混合存取通道不包含於該無線電資源池中，該無線電資源池用以供該基地台與該無線通訊系統之至少一使用者裝置及至少一D2D(device to device)使用者裝置通訊使用，該基地台包含：一處理器，用以產生一裝置對裝置混合存取地圖(device to device hybrid access map；D2D hybrid access map)及一無線訊 號，該D2D混合存取地圖載於該無線訊號之該混合存取通道上；一收發器，電性連接至該處理器，用以傳送該無線訊號至該至少一D2D使用者裝置；其中，該處理器更自該無線電資源池中挑選一D2D資源區塊(resource block)，並根據該D2D資源區塊，產生該D2D混合存取地圖，以及該D2D混合存取地圖指示該D2D資源區塊(resource block)，以使一第一D2D使用者裝置藉由該D2D資源區塊傳送一D2D混合存取要求(hybrid access request)至一第二D2D使用者裝置，並使該第二D2D使用者裝置於接收該D2D混合存取要求後，藉由該D2D資源區塊傳送一D2D混合存取回應(hybrid access response)至該第一D2D使用者裝置，藉此該第一D2D使用者裝置與該第二D2D使用者裝置根據該D2D混合存取回應中之一D2D資料傳輸資訊，進行一D2D資料傳輸。
19. 如請求項18所述之基地台，其中該收發器更自該至少一D2D使用者裝置接受一資源要求(resource request)，以及該處理器根據該資源要求產生該裝置對裝置混合存取地圖。
20. 如請求項18所述之基地台，其中該處理器更根據該基地台與另一基地台之一協議程序，產生一頻率協議資訊，並將該頻率協議資訊載至該無線訊號之該混合存取通道。
21. 如請求項18所述之基地台，其中該處理器根據一預設資源要求(default resource request)，產生該裝置對裝置混合存取地圖。
22. 如請求項18所述之基地台，其中該收發器係以一廣播(broadcast)方式及一群播(multicast)方式其中之一傳送該無 線訊號至該至少一D2D使用者裝置。