WO2014101681A1 - 无线通信方法、用户设备、网络设备及系统 - Google Patents

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WO2014101681A1
WO2014101681A1 PCT/CN2013/089570 CN2013089570W WO2014101681A1 WO 2014101681 A1 WO2014101681 A1 WO 2014101681A1 CN 2013089570 W CN2013089570 W CN 2013089570W WO 2014101681 A1 WO2014101681 A1 WO 2014101681A1
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user equipment
resource
random access
connection
signal
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PCT/CN2013/089570
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吴栓栓
梁枫
任海涛
袁弋非
袁明
杨瑾
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中兴通讯股份有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/001—Synchronization between nodes
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    • H04W88/02—Terminal devices
    • H04W88/04—Terminal devices adapted for relaying to or from another terminal or user

Definitions

  • Wireless communication method user equipment, network equipment and system
  • the present invention relates to the field of wireless communications, and more particularly to a communication method, user equipment, network equipment and system applied to a cellular wireless communication system.
  • a cellular communication system when there is a service transmission between two user equipments (User Equipments, UE for short), for example, the service data of the user equipment 1 (UE1) to the user equipment 2 (UE2) is first transmitted through the air interface.
  • the base station Base Station, Node B, evolved Node B
  • the base station transmits the user data to the base station of the area where the UE2 is located through the core network, and the base station transmits the service data to the UE2 through the air interface.
  • a similar processing flow is used for the service data transmission from UE2 to UE1.
  • the quality of signal transmission depends mainly on the condition of the wireless channel.
  • the wireless environment in the area where the network is located to ensure network coverage.
  • there may often be many factors that affect network coverage For example, damage to network facilities caused by dense urban areas, indoor environments, disasters, etc., which may be affected by high-rise buildings, may affect the quality of network coverage and even cause blind spots in wireless network coverage. In these cases, it is possible to seriously affect the user experience.
  • the repair or redeployment of network facilities may often fail to meet the time speed requirements.
  • Embodiments of the present invention provide a wireless communication method, a user equipment, a network device, and a system, to solve the technical problem that an existing network facility cannot meet communication requirements.
  • the embodiment of the invention provides a wireless communication method, and the method includes:
  • the first user equipment sends a dedicated discovery signal
  • the first user equipment receives a response message, where the response message is sent by the second user equipment that detects the dedicated discovery signal; the first user equipment establishes a device-to-device connection with the second user equipment; The first user equipment communicates with the network side through the device-to-device connection and the communication link between the second user equipment and the network side.
  • the embodiment of the present invention further provides a user equipment that implements the foregoing method, where the user equipment includes:
  • a sending unit configured to transmit a dedicated discovery signal
  • a receiving unit configured to receive a response message, where the response message is sent by a second user equipment that detects the dedicated discovery signal
  • connection establishing unit configured to establish a device-to-device connection with the second user equipment after receiving the response message
  • a communication unit is arranged to communicate with the network side via the device-to-device connection and the second user equipment and the network-side cellular communication link.
  • the embodiment of the invention further provides a wireless communication method, the method comprising:
  • the second user equipment detects a dedicated discovery signal sent by the first user equipment
  • the second user equipment establishes a device-to-device connection with the first user equipment; and the second user equipment is relayed by the device-to-device connection and the second user equipment and the network side cellular communication link Communication data between the first user equipment and the network side.
  • An embodiment of the present invention further provides a user equipment, where the user equipment includes:
  • a receiving unit configured to detect a dedicated discovery signal sent by the first user equipment
  • a sending unit configured to send a response message of the dedicated discovery signal to the first user equipment
  • a connection establishing unit configured to establish a device-to-device connection with the first user equipment
  • a data relay unit configured to relay communication data of the first user equipment and the network side by the device-to-device connection and the second user equipment and a network side cellular communication link.
  • the embodiment of the invention further provides a wireless communication method, the method comprising:
  • the network side sends an authorization response to the second user equipment based on the received authorization request, where the authorization response is used to authorize the second user equipment to establish a device-to-device connection with the first user equipment, where the network side passes the A cellular communication link of the second user equipment and the device-to-device connection are in communication with the first user equipment.
  • the embodiment of the invention further provides a network device, where the network device includes:
  • a receiving unit configured to receive an authorization request sent by the second user equipment
  • An authorization unit configured to generate an authorization response based on the received authorization request
  • a sending unit configured to send an authorization response to the second user equipment, where the authorization response is used to authorize a connection between the second user equipment and the first user equipment to establish a device to the device, where the network device passes The cellular communication link of the second user equipment and the device-to-device connection communicate with the first user equipment.
  • Embodiments of the present invention also provide a wireless communication system, including the first user equipment, the second user equipment, and the network equipment as described above.
  • the wireless communication method, the user equipment, the network device, and the system in the embodiment of the present invention use the second user equipment that establishes a connection with the network side as the relay of the first user equipment, and solves that the first user equipment is located in the network.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a radio frame structure of an LTE/LTE-A system
  • 2 is a schematic structural diagram of physical resources of an LTE/LTE-A system
  • 3 is a schematic diagram of network deployment of a cellular wireless communication system
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a source user equipment establishing a communication link with an eNB via a relay user equipment according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a module structure of a user equipment according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a schematic diagram of a module structure of a user equipment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic structural diagram of a module of a network device according to an embodiment of the present invention.
  • Common cellular radio communication systems can be based on CDMA (Code Division Multiple Access) technology, FDMA (Frequency Division Multiple Access) technology, OFDMA (Orthogonal FDMA, Orthogonal Frequency Division Multiple Access) Technology, SC-FDMA (Single-carrier FDMA, single carrier frequency division multiplexing) technology, and so on.
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • FDMA Frequency Division Multiple Access
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single-carrier FDMA
  • Single-carrier FDMA Single carrier frequency division multiplexing
  • wireless communication resources are in the form of time-frequency two-dimensional.
  • uplink and downlink communication resources are divided in units of radio frames in the time direction, and each radio frame has a length of 10 ms.
  • resources are divided into subcarriers.
  • the smallest unit of frequency domain resource allocation is RB (Resource Block), and one PRB (Physical RB) of physical resources.
  • a PRB includes 12 sub-carriers in the frequency domain, corresponding to a time slot (slot) of time i or different, depending on the configuration of the Cyclic Prefix (CP), each time slot may include 6 Or 7 OFDM/SC-FDM symbols.
  • a resource corresponding to one subcarrier on each OFDM/SC-FDM symbol is called a resource unit (Resource Element, RE ).
  • Figure 2 shows the mouth.
  • the UE discovers an LTE cell by detecting a synchronization signal (Synchronization Signal, SS).
  • the synchronization signal includes a primary synchronization signal (Primary SS, PSS) and a secondary synchronization signal (Secondary SS, SSS).
  • PSS Primary synchronization signal
  • SSS secondary synchronization signal
  • the UE obtains downlink frequency and time synchronization with the base station by detecting the synchronization signal.
  • detecting the synchronization signal also means that the UE discovers the LTE/LTE-A cell.
  • the UE On the uplink, when the UE has uplink data transmission, it needs to initiate random access (RA) for uplink synchronization, and enter RRC connection from the RRC (Radio Resource Control) idle state (Connected state). )status.
  • the UE needs to send a random access preamble (preamble) during random access, and the network side detects the random access preamble in a specific time-frequency resource to realize the identification of the UE and the synchronization of the uplink.
  • Figure 3 shows a schematic diagram of network deployment of a cellular wireless communication system.
  • the figure shown may be a 3GPP LTE/LTE-A system, or based on other cellular wireless communication technologies.
  • a network device In an access network of a cellular radio communication system, a network device generally includes a certain number of base stations (also referred to as Node Bs, Node Bs, or evolved Node Bs, evolved Node Bs, eNBs, or enhanced Node Bs). Enhanced Node B , eNB ) , and other network entities ( or network elements ). Or, in summary, they may also be collectively referred to as a network side, for example, an E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network) of an LTE/LTE-A system.
  • E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network
  • the base station mentioned here also includes a low power node (LPN) in the network, for example, a femto cell or a home base station (pico, relay, femto, HeNB, Home eNB, etc.).
  • LPN low power node
  • the base station provides a certain wireless signal coverage, and a terminal (either a user equipment, a user equipment, a UE, or a device) within the coverage area can perform wireless communication with the base station.
  • the radio signal coverage area of a base station may be divided into one or more cells or sectors based on certain criteria. For example, it may be three cells, and each cell may have independent radio communication.
  • the system processes, for example, a separate RF unit.
  • Wireless communication environments are often complex and variable. For example, larger obstacles such as buildings may cause shadow fading of wireless signals, resulting in poor coverage; or, penetration loss may cause indoor signal coverage to deteriorate.
  • the above negative effects may be more obvious, and It is often unrealistic to increase the coverage quality by simply increasing the number of base stations: not only will the difficulty of inter-cell interference coordination increase due to the increase in the number of cells, but also the capital expenditure (CAPEX) of telecom operators' network deployment will increase.
  • CAEX capital expenditure
  • the need for emergency communications is more urgent, and the redeployment of network facilities often takes time.
  • the embodiments of the present invention provide a method for quickly and effectively improving the quality of wireless communication, which not only can significantly improve the user experience, but also does not significantly increase the operator CAPEX, and can also be applied to the partial damage of the network infrastructure.
  • Emergency communication not only can significantly improve the user experience, but also does not significantly increase the operator CAPEX, and can also be applied to the partial damage of the network infrastructure.
  • the method includes: when the user equipment determines that the private cellular communication condition is met, the user equipment sends a dedicated discovery signal and waits to detect a response signal from other user equipment; if the response signal is detected, the user equipment and the The other user equipment establishes a device-to-device connection and establishes a communication link with the cellular network via the other user equipment, ie by the other user equipment communicating with the cellular network.
  • the user equipment is the source user equipment or the first user equipment, and the other user equipments are the relay user equipment or the second user equipment.
  • Dedicated cellular communication conditions mean that the user equipment has cellular communication requirements, but does not detect the signal of the cellular network (such as may be located in the coverage area); or is located in the coverage area of the cellular network, but the signal quality is poor, for example, may be detection
  • the incoming cellular network signal is lower than the preset threshold or cannot be connected to the network side.
  • the cellular communication requirements herein generally refer to the need for user equipment to communicate with network side equipment (e.g., base stations).
  • the dedicated cellular communication condition may be that the UE has a requirement to communicate with the eNB, but the eNB's signal, such as a synchronization signal and/or a broadcast channel, is not detected; or the random access or connection establishment cannot be completed normally. The process, or the communication cannot be guaranteed to proceed normally.
  • 4 is a schematic diagram of a source user equipment establishing a communication link with an eNB via a relay user equipment.
  • the dedicated discovery signal can be transmitted in the dedicated resource.
  • a dedicated resource is a resource used for the transmission of a dedicated discovery signal. It may be a frequency domain dedicated resource, for example, some frequency domain subcarriers or resource block locations in the agreed system bandwidth may be used to transmit a dedicated discovery signal. For example, for a TDD system, it may be a specific number of subcarriers or resource blocks in the middle of the system bandwidth; for an FDD system, it may be a specific number of subcarriers in the middle of the downlink frequency band. Or a resource block, or a specific number of subcarriers or resource blocks in the middle of the upstream frequency band. It should be noted that the limited resources in the middle of the frequency band are only examples, and are not limited to the middle, and may be any predetermined positions in the frequency band. Alternatively, the reserved dedicated resource is 10 subcarrier positions of the 6 resource blocks in which the synchronization signal is not used by the synchronization signal, and the dedicated discovery signal may be prevented from interfering with the synchronization signal.
  • a dedicated resource can also be a dedicated resource in the frequency-time domain.
  • the limitation of the frequency domain dedicated resource is similar to the above; the time domain may be a specific time position, for example, a specific number of radio frames, or a specific number of subframes, or a combination of the two is specific Numbered in a specific subframe of a radio frame.
  • Limiting the time domain is based on the fact that the source user equipment may be synchronized with the cellular network by some technical means, for example, satellite signals; or although it cannot communicate with the eNB, it can still be synchronized with the eNB, and the synchronization can be conventional.
  • Downlink synchronization may also be a coarse synchronization.
  • the source user equipment may satisfy the dedicated cellular communication conditions.
  • a synchronization or dedicated resource configuration obtained from the network side.
  • the definition of the time domain may be an agreed-upon, for example, arranging certain numbered radio frames, or certain numbered sub-frames, or some of the numbered radio frames may be used to transmit a dedicated discovery signal; or It is a configuration in which the eNB broadcasts time domain resources, for example, broadcasts the number configuration of the subframe and/or radio frame, and the like.
  • the frequency domain resource may be a network side, for example, a mode in which the eNB allocates, for example, the eNB transmits the frequency domain resource configuration of the dedicated resource in a broadcast manner.
  • the dedicated resources can be determined in a contracted manner or in the manner of network side allocation.
  • the network side allocation mode it may be the allocation signaling that is detected by the UE in real time, or may be the dedicated resource configuration saved by the UE from the network side before entering the network coverage poor or no signal coverage area.
  • the dedicated discovery signal can be a reference signal (RS, or pilot pilot), or a preamble, and uses a known sequence. It is known that a reference signal or a set of preambles is defined in the system, and the source user equipment selects one of the sets according to a certain rule or randomly, and the set may also include only one sequence. Alternatively, the system defines a reference signal or a preamble generation formula, and the source user equipment generates the dedicated discovery signal according to the formula and transmits.
  • the reference signal or preamble here may also reuse the relevant design in the LTE/LTE-A cellular system.
  • the reference signal may be a CRS (Cell-specific RS) or a CSI-RS (Channel) of the downlink.
  • the preamble can be a random access preamble, and so on.
  • a dedicated discovery signal can also be just one power. That is, whether or not a dedicated communication request indicating the source user device or the source user device exists in the dedicated resource is only present.
  • the dedicated discovery signal may occupy one or several resource unit REs, or one or more resource blocks RB. It may further be agreed that the resource unit of the dedicated discovery signal has a higher power, for example, at least 3 dB higher than the power of the data resource unit, or 10 dB.
  • 3dB and 10dB are just examples to show that the dedicated discovery signal power is higher than the data power, and does not constitute a limit on the relative power of the two.
  • the dedicated discovery signal can also be a Synchronization Signal (SS).
  • SS Synchronization Signal
  • PSS and/or the secondary synchronization signal SSS of the LTE/LTE-A cellular communication system are reused; or a new synchronization signal is designed.
  • the dedicated discovery signal may also be a data block including a reference signal or a synchronization signal, which is encoded in a predetermined modulation scheme.
  • the data block may include one or more of the following information: an identifier of the source user equipment, a type of service requested, capability information of the user equipment, and the like.
  • the purpose of the dedicated discovery signal is to indicate the existence of dedicated communication requirements for the source user equipment or source user equipment.
  • the relay function means that the user equipment has the function of providing relay services for other source user equipments, and the communication connection or communication link between the source user equipment and the cellular network can be established via the relay user equipment.
  • the activation of the relay function may be an agreed-upon manner, for example, when the cellular communication function of the user equipment is turned on, that is, the appointment relay function is turned on; or the user signs a contract with the operator, and the relay function is turned on when the contract is valid.
  • the relay function can be turned on by the user.
  • the user turns on the relay function through the relay function switch of the user interface UI interface of the user device.
  • the relay function may be opened by the network side device by sending control signaling. For example, when the network side determines that there is a relay requirement, the relay function of the relay user equipment is turned on.
  • the relay user equipment sends a response message to the source user equipment. Detecting that the received power that can be a dedicated discovery signal meets the received power threshold defined by the system or user equipment; or that the peak of the sequence correlation operation meets the peak threshold defined by the system or user equipment; or that the decoding is correct, such as CRC (Cyclic Redundancy Check, Cyclic Redundancy Check) Corrected correctly.
  • CRC Cyclic Redundancy Check, Cyclic Redundancy Check
  • FIG. 5 is a schematic diagram of an implementation 1 of a wireless communication method according to an embodiment of the present invention.
  • the embodiment 1 includes the following steps:
  • Step 501 The relay user equipment first requests a resource from the network device, where the requested resource is used for transmission of related signals/signaling or data when the source user equipment discovers each other;
  • the process of requesting resources may include a process of relaying user equipment registration and/or authentication and/or attaching to the network; and RRC (Radio Resource Control) on the radio side.
  • the process of connection establishment Through the resource request, the relay user equipment obtains the authorization to discover each other from other source user equipments from the network side. For example, after the relay function of the relay user equipment is turned on, the relay user equipment requests resources from the network.
  • the resource requested here may be an air interface resource of the wireless link, for example, a time-frequency resource; or a radio bearer, for example, SRB (Signaling Radio Bearer), and/or DRB (Data Radio Bearer, data radio bearer; or both air interface resources and radio bearers.
  • Step 502 After obtaining the authorization of the network, the relay user equipment detects a special discovery signal sent by the source user equipment.
  • the purpose of transmitting a dedicated discovery signal is to indicate the existence of a dedicated communication requirement of the source user equipment or the source user equipment.
  • the transmission and detection of the dedicated discovery signal is as described above. It should be noted that after the relay user equipment obtains the authorization of the network, when the dedicated discovery signal is monitored, it may be in an RRC connected state (RRC Connected or activated Active state), or may be in RRC idle (RRC). Idle) status.
  • RRC connected state RRC Connected or activated Active state
  • RRC idle RRC idle
  • the relay user equipment After detecting the dedicated discovery signal, the relay user equipment indicates that there is a source user equipment or a source user equipment with dedicated cellular communication requirements in its neighboring area.
  • Step 503 The relay user equipment sends a response message to the source user equipment according to the detected dedicated discovery signal, and after receiving the dedicated discovery signal, the source user equipment receives the response message in the response message resource.
  • the radio resource transmitting the response message may be a reserved resource.
  • a specific time-frequency resource is reserved in the system for transmission of the response message.
  • the resource for transmitting the response message may also be a resource allocated by the network side. For example, in the process of requesting the resource, the network side simultaneously allocates or grants a time-frequency resource for responding to the message transmission to the relay user equipment.
  • a synchronization signal or a reference signal may be included in the response message.
  • the synchronization signal is used by the source user equipment to synchronize with the relay user equipment, and may be a synchronization signal sequence, for example, a primary synchronization signal PSS sequence and/or a secondary synchronization signal SSS sequence of the LTE/LTE-A system; or a dedicated constant amplitude Const Amplitude Zero Auto Correlation (CAZAC) Sequence ⁇ 'J , for example, ZC (Zadoff-Chu) sequence; or reference signal or pilot sequence with synchronization function.
  • CAZAC constant amplitude Const Amplitude Zero Auto Correlation
  • the data portion can be included in the response message.
  • the data portion may include a device discovery response message indicating that the source user device has been discovered.
  • the device discovery response message includes an identifier of the dedicated discovery signal sent by the active user equipment, where the identifier may be an index of the discovery signal, or an index of the discovery signal resource, or a combination of the two indexes; or a dedicated The identifier of the source user equipment carried in the discovery signal.
  • the data portion of the response message may include information for evaluating whether the user equipment is allowed to access the cell.
  • the response message may include SIB1 (System Information Block Type 1) of the LTE/LTE-A cellular system, or some parameters in SIB1. That is, the relay user equipment forwards part of the information in SIB1 or SIB1 received from the cellular network to the source user equipment through the response message.
  • SIB1 System Information Block Type 1
  • the partial information in the SIB1 includes, but is not limited to, a PLMN identifier ⁇ 'J table (lmn-IdentityList), a tracking area i or code (trackingAreaCode), a cell identity (cellldentity), a band indication (freqBandlndicator), and the like.
  • the data portion of the response message may include public radio resource configuration information.
  • response The information may include SIB2 (System Information Block Type 2) of the LTE/LTE-A cellular system, or some parameters in the SIB2. That is, the relay user equipment forwards part of the information in the SIB2 or SIB2 received from the cellular network to the source user equipment through the response message.
  • SIB2 System Information Block Type 2
  • SIB2 System Information Block Type 2
  • the response message may also include synchronization related information, such as radio frame and/or subframe number information of the cellular network.
  • the response message There may be an association between the response message and the discovery signal.
  • the synchronization signal or the reference signal sequence of the response message is associated with the dedicated discovery signal, and the synchronization signal sequence (which may be a sequence index and/or sequence) for determining the response message is calculated by the time-frequency position index and/or the sequence index of the dedicated discovery signal.
  • the data portion of the response message includes an identification of the dedicated discovery signal; or, the response message is identified by the identification of the dedicated discovery signal, for example, by dedicated discovery
  • the signal identifies the scrambling sequence of the response message or the Cyclic Redundancy Check (CRC) portion of the identification response message.
  • CRC Cyclic Redundancy Check
  • the sending timing of the response message may be the cellular downlink receiving timing of the relay user equipment; or the cellular uplink transmission timing of the relay user equipment; or the timing at which the relay user equipment detects the dedicated discovery signal, that is, the reception of the dedicated discovery signal. Timing is the timing of the transmission of the response message.
  • the response message resource can be determined by an agreed manner. For example, after transmitting the dedicated discovery signal, the source user equipment receives the response message within a time window having a fixed interval from the dedicated discovery signal.
  • the frequency domain location of the response message can be determined by configuration or by convention.
  • the reception timing and time window of the reception response message may be first determined by detecting the synchronization signal or the reference signal in the response message, and receiving the response message in the time window; or according to the timing of transmitting the dedicated discovery signal. And determining a receiving window of the receiving response message according to the agreed interval, and receiving the response message in the receiving window.
  • Step 504 After the source user equipment receives the response message, the source user equipment establishes a device-to-device connection with the relay user equipment.
  • whether the cell is allowed to access the cell may be evaluated by whether the response parameter is allowed to access the cell. If not allowed, the source user equipment aborts the connection establishment process; if allowed, sends a connection request to the relay user equipment to establish a Device-to-Device (D2D) connection with the relay user equipment. Or, if a response message is detected, it means the source user The device is allowed to access the cell, and the source user device sends a connection request to the relay user device, and establishes a device-to-device connection with the relay user device.
  • the connection request may include a user equipment identifier (UE Identity) of the source user equipment, and/or a cause (Cause) for establishing a connection.
  • the information included in the connection request may be the same as the RRC connection request message in the LTE system.
  • the radio resources used to establish the device-to-device connection may be assigned by the relay user device, for example, the data portion of the response message may include resource allocation parameters.
  • the resource allocation may be that the relay user equipment performs secondary allocation on the radio resource requested by the network device, or the requested resource includes the allocation of the radio resource used to establish the connection, and the relay user equipment forwards the related resource allocation. Give the source user device.
  • the established device-to-device connection described herein may be a physical layer connection.
  • the source user equipment and the relay user equipment may mutually recognize the existence of the other party; or an RRC connection; or establish a radio bearer. .
  • the source user equipment can rely on the device-to-device connection established between the source user equipment and the relay user equipment, and the cellular connection between the relay user equipment and the network equipment to communicate with the network side, that is, through the device to the device.
  • the cellular connection between the connecting and relaying user equipment and the network equipment establishes a dedicated cellular connection between the source user equipment and the network equipment.
  • the private cellular connection may be an RRC connection, or may be a radio bearer (signaling radio bearer and/or data radio bearer); or the dedicated cellular connection merely implements registration of the source user equipment on the network side.
  • the source user equipment and the relay user equipment directly perform D2D discovery to establish a connection.
  • the source user equipment may also establish a connection with the relay user equipment through random access, specifically:
  • the response message may further include random access configuration information.
  • the random access configuration information may include a parameter configuration required for the user to perform random access, for example, a random access parameter configuration of the LTE/LTE-A system, or a random access parameter configuration similar to the LTE/LTE-A system.
  • the random access configuration parameter of the cellular network is directly forwarded to the source user equipment, or a random access for the source user equipment is allocated in the random access resource allocated by the cellular system, or the device-to-device is on the network side.
  • the link assignment is different from the random access resources of the cellular system.
  • the relay user equipment may send the random access configuration to the source user equipment by using a response message.
  • the transmission timing of the response message can be as described above the same.
  • the source user equipment After the source user equipment sends the dedicated discovery signal, it receives a response message from the relay user equipment.
  • the process of receiving the response message can be the same as the foregoing scheme.
  • the source user equipment can obtain a random access related parameter configuration by using the random access configuration information carried in the response message, and initiate random access to the relay user equipment based on the parameter configuration.
  • the relay user equipment After transmitting the response message, the relay user equipment waits to detect a random access request from the source user equipment, for example, the random access preamble sent by the source user equipment. Through the random access procedure, the source user equipment initiates establishment of a device-to-device connection with the relay user equipment.
  • the connection may be an RRC connection; or a radio bearer.
  • a radio resource used by the random access procedure may be allocated by the relay user equipment, for example, a resource allocation parameter may be further included in the response message.
  • the resource allocation may be that the relay user equipment performs secondary allocation on the resource requested by the network device, or the requested resource includes the allocation of the resource used to establish the connection, and the relay user equipment forwards the related resource allocation to the source. User equipment.
  • the source user equipment can rely on the device-to-device connection established between the source user equipment and the relay user equipment, and relay the cellular connection between the user equipment and the network equipment to enable communication with the network side.
  • the response message sent to the source user equipment may also include a paging message.
  • the paging message pages the source user equipment that sent the dedicated discovery signal by using a resource index of the dedicated discovery signal, or a sequence index, or a user equipment identifier carried in the dedicated discovery signal.
  • the response message may also carry synchronization related information, for example, may include a synchronization signal/reference signal and/or a radio frame, subframe number information.
  • the source user equipment After the source user equipment sends a dedicated discovery signal, it listens for the paging message. For example, the source user equipment obtains a receiving window of the response message and/or the paging message by detecting the synchronization signal in the response message, and further detects the paging message included in the response message in the receiving window. After detecting the paging message, sending a paging response to the relay user equipment, where the paging response may include a connection establishment request, thereby establishing a device-to-device connection with the relay user equipment; or detecting the paging message and then going to the middle After the user equipment initiates random access, the device-to-device connection of the relay user equipment is initially established through a random access procedure.
  • the random access configuration information may be included in the response message.
  • the relay user equipment After the relay user equipment sends a response message, it waits to detect a connection request from the source user equipment. For example, the connection request carried by the paging response; or the random access request initiated by the source user equipment, for example, the random access preamble sent by the source user equipment, and the connection request sent by the random access procedure.
  • the source user equipment establishes a device-to-device connection with the relay user equipment by receiving a paging response or by the random access procedure. The meaning of the device-to-device connection is the same as described above.
  • the source user equipment can rely on the device-to-device connection established between the source user equipment and the relay user equipment, and relay the cellular connection between the user equipment and the network equipment to enable communication with the network side.
  • Fig. 6 is a schematic view showing another embodiment of the present invention.
  • the method includes: Step 601: When the user equipment determines that the dedicated cellular communication condition is met, sending a dedicated discovery signal, and the relay user equipment detects the dedicated discovery signal;
  • the dedicated discovery signal is detected in the dedicated resource; the dedicated discovery signal is used to indicate the presence of the dedicated cellular communication requirement of the source user equipment or the source user equipment.
  • Step 602 After detecting the dedicated discovery signal sent by the source user equipment, the relay user equipment requests resources from the network device, and the requested resource is used to transmit related signals/signaling or data when the source user equipment discovers and/or communicates with each other. ;
  • the process of requesting a resource may include the process of relaying the user equipment to the network for registration and/or authentication and/or attachment; or, before requesting the resource, for example, the relay user equipment may have already registered before listening to the dedicated discovery signal and / or authentication and / or attachment.
  • the relay user equipment obtains authorization from the network side to discover each other and/or establish a device-to-device connection with other source user equipment.
  • the relay user equipment may be in an RRC connection state or an RRC idle state when listening to the dedicated discovery signal. If it is in an idle state, the relay user equipment first establishes an RRC connection with the network side when requesting resources from the network device.
  • Step 603 After obtaining the authorization of the network, the relay user equipment sends a response message to the source user equipment according to the detected dedicated discovery signal, and the source user equipment detects the response message.
  • Step 604 After detecting the response message, the source user equipment establishes a device-to-device connection with the relay user equipment, and relies on the device-to-device connection, and the cellular connection between the relay user equipment and the network device communicates with the network side.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing Embodiment 3 of a wireless communication method according to the present invention, and the embodiment includes:
  • Step 701 When the user equipment determines that the dedicated cellular communication condition is met, sending a dedicated discovery signal, and the relay user equipment detects the dedicated discovery signal;
  • a dedicated discovery signal is detected in the dedicated resource.
  • the dedicated discovery signal is used to indicate the presence of a dedicated cellular communication requirement for the source user equipment or source user equipment.
  • Step 702 After detecting the dedicated discovery signal sent by the source user equipment, the relay user equipment sends a response message, and the source user equipment detects the response message.
  • the source user equipment After transmitting the dedicated discovery signal, the source user equipment waits to detect a response message from the relay user equipment.
  • the response message can use the aforementioned transmission method and structure. Alternatively, the response message may only include the sync signal.
  • the synchronization signal can use the aforementioned transmission method; or, the synchronization signal is transmitted at an agreed time and/or frequency position. For example, in time, the synchronization signal and the synchronization signal of the cellular network may have the same time position; or the synchronization signal is in the same position as the synchronization signal of the cellular network, for example, the synchronization signal is only transmitted in the cellular network even or odd numbered radio frames.
  • the offset may be in units of subframes, or in units of time slots. , or in OFDM or SC-FDM symbols.
  • the synchronization signal sent by the relay user equipment may be different from the synchronization signal position of the cellular network, but may also be determined in an agreed manner, such as an uplink frequency band in the FDD system or an uplink subframe in the TDD system; or the same.
  • Step 703 After the source user equipment detects the response message, send a connection to the relay user equipment. begging;
  • the connection request may include an identifier of the source user equipment, so that the relay user equipment distinguishes different source user equipments.
  • the transmission resource of the connection request may be a reserved resource, for example, a resource used by the source user equipment and the relay user equipment for device discovery, or a resource allocated by the network, for example, the network is configured by using a broadcast message.
  • the resources used by the source user equipment and the relay user equipment for device discovery There can be an agreed time interval between the connection request and the response message.
  • Step 704 After transmitting the response message, the relay user equipment detects a connection request from the source user equipment, and if detected, requests a resource from the network device, where the requested resource is used to establish a connection and/or communication with the source user equipment. Transmission of information or data;
  • the process of requesting resources may include the process of relaying the user equipment to the network for registration and/or authentication and/or attachment; or, before requesting the resource, for example, the relay user equipment may have registered before listening to the dedicated discovery signal. And / or authentication and / or attachment. Through operations such as resource request and/or registration, the relay user equipment obtains authorization from the network side to discover each other with other source user equipment.
  • the relay user equipment may be in an RRC connection state or an RRC idle state when listening to the dedicated discovery signal. If it is in an idle state, the relay user equipment first establishes an RRC connection with the network side when requesting resources from the network device.
  • Step 705 After obtaining the authorization of the network, the relay user equipment interacts with the source user equipment to establish a device-to-device connection.
  • the source user equipment relies on this device-to-device connection, and the cellular connection between the relay user equipment and the network device communicates with the network side.
  • the source user equipment, the relay user equipment, and the network equipment are respectively involved, and the following is respectively from the source user equipment (hereinafter referred to as the first user equipment) and the relay user equipment (the following embodiment 4)
  • Embodiment 4 of the wireless communication method of the present invention is described from the perspective of a source user equipment, that is, a first user equipment. As shown in FIG. 8, the method includes:
  • Step 801 The first user equipment sends a dedicated discovery signal.
  • the dedicated discovery signal is a reference signal or a synchronization signal or a preamble; or the dedicated discovery signal is a signal occupying one or more resource units, having a specific transmission time and/or frequency position; or, the dedicated discovery signal Is a data block carrying a reference signal or a synchronization signal or preamble, the data block having an agreed modulation coding mode.
  • the first user equipment transmits the dedicated discovery signal in a dedicated resource when it is determined that the dedicated cellular communication condition is satisfied;
  • the dedicated cellular communication condition means that the signal of the cellular network is not detected, or the detected cellular network signal is lower than a preset threshold, or the connection to the cellular network cannot be established.
  • the response message includes one or more of the following:
  • a synchronization signal configured to synchronize the first user equipment with the second user equipment
  • Synchronization information used by the first user equipment to obtain synchronization information of the cellular network
  • Resource allocation information configured to allocate resources for the device-to-device connection
  • Step 802 The first user equipment receives a response message, where the response message is sent by a second user equipment that detects the dedicated discovery signal.
  • Step 803 The first user equipment establishes a device-to-device connection with the second user equipment.
  • the response message includes device discovery response information indicating that the dedicated discovery signal is detected or the first user equipment is discovered, or the foregoing manner for paging to send the dedicated discovery signal.
  • connection establishment request Sending, by the first user equipment, a connection establishment request to the second user equipment according to the received device discovery response information or paging information, where the connection establishment request is used to request to establish a second user equipment Device to device connection.
  • the response message includes a random access configuration parameter
  • connection establishment request Sending, by the first user equipment, a connection establishment request to the second user equipment in a random access manner according to the random access configuration parameter, where the connection establishment request is used to request to establish the device to Device connection.
  • the above solution includes a scheme in which the first user equipment establishes a device-to-device connection by transmitting a connection establishment request in a random access manner based on paging of the second user equipment.
  • the random access configuration parameter is the same as the random access configuration parameter of the cellular network; or the random access resource configured by the random access configuration parameter is a part of the random access resource of the cellular system; or
  • the random access resource configured by the random access configuration parameter is different from the random access resource of the cellular system
  • the random access resource includes at least one of the following: a time domain resource, a frequency domain resource, and a code resource.
  • the paging information includes one or more of the following:
  • a resource index a resource index, a sequence index, and a user equipment identifier carried in the dedicated discovery signal.
  • Step 804 The first user equipment communicates with the network side through the device-to-device connection and the second user equipment and the network side communication link.
  • the embodiment 5 of the wireless communication method of the present invention is described from the perspective of the relay user equipment, that is, the second user equipment. As shown in FIG. 9, the method includes:
  • Step 901 The second user equipment detects a dedicated discovery signal sent by the first user equipment, where the dedicated discovery signal is sent in a dedicated resource when the first user equipment meets a dedicated cellular communication condition;
  • the user equipment When the user equipment has cellular communication or needs to establish a connection with the network side, the user equipment does not detect the signal of the cellular network, or cannot establish a connection with the cellular network.
  • the dedicated discovery signal is a reference signal or a synchronization signal or a preamble; or the dedicated discovery signal is a signal occupying one or more resource units, having a specific transmission time and/or frequency position;
  • the dedicated discovery signal is a data block carrying a reference signal or a synchronization signal or a preamble, and the data block has an agreed modulation coding mode.
  • Step 902 The second user equipment sends a response message of the dedicated discovery signal to the first user equipment.
  • the response message includes one or more of the following:
  • a synchronization signal configured to synchronize the first user equipment with the second user equipment
  • Synchronization information used by the first user equipment to obtain synchronization information of the cellular network
  • Resource allocation information configured to allocate resources for the device-to-device connection
  • Step 903 The second user equipment establishes a device-to-device connection with the first user equipment.
  • the response message includes: device discovery response information indicating that the dedicated discovery signal is detected or the first user equipment is discovered, or the paging for sending the dedicated discovery signal Paging information of the first user equipment;
  • the second user equipment establishes the device-to-device connection by receiving a connection request sent by the first user equipment based on the device discovery response information or the paging information.
  • the response message includes a random access configuration parameter; the second user equipment detects a connection establishment request sent by the first user equipment by using a random access procedure, where the connection establishment request is used by The device to device connection is requested to be established.
  • the random access configuration parameter is the same as the random access configuration parameter of the cellular network; or the random access resource configured by the random access configuration parameter is a part of the random access resource of the cellular system; or
  • the random access resource configured by the random access configuration parameter is different from the random access resource of the cellular system
  • the random access resource includes at least one of the following: a time domain resource, a frequency domain resource, and a code resource.
  • the paging information includes one or more of the following:
  • a resource index a sequence index, or a user equipment identifier carried in the dedicated discovery signal.
  • Step 904 The second user equipment relays the communication data of the first user equipment and the network side by using the device-to-device connection and the second user equipment and the network side cellular communication link.
  • the method further includes:
  • the second user equipment sends an authorization request for establishing the device-to-device connection to the network side and receives an authorization response.
  • Embodiment 6 of the wireless communication method of the present invention is described from the perspective of a network device, as shown in FIG. 10, the method includes:
  • Step 1001 The network side receives an authorization request sent by the second user equipment.
  • Step 1002 The network side generates an authorization response based on the received authorization request.
  • Step 1003 The network side sends an authorization response to the second user equipment, where the authorization response is used to authorize the second user equipment to establish a device-to-device connection with the first user equipment, and the network side passes the second A cellular communication link of the user equipment and the device-to-device connection communicate with the first user equipment.
  • the authorization request includes authorization request information for requesting resources, and the requested resource is used to establish the device-to-device connection and/or perform device-to-device communication.
  • the authorization request includes an authorization request information for requesting to establish the device-to-device connection based on a random access mode or a paging mode, where the second user equipment requests the random access mode, The first user equipment initiates random access to the second user equipment, and establishes the device-to-device connection by using the random access procedure; when the second user equipment requests the paging mode, the second user equipment searches for And calling the first user equipment, establishing the device-to-device connection by using the paging process.
  • the authorization response includes a random access authorization, and the first user equipment sends a connection establishment request to the second user equipment by using a random access procedure, where the connection establishment request is used to request to establish the device-to-device connection; or
  • the authorization response includes a paging authorization, and the second user equipment establishes the device-to-device connection by paging the first user equipment.
  • the embodiment of the present invention further provides a user equipment, where the function of the user equipment can implement the function of the source user equipment, that is, the first user equipment.
  • the user equipment includes: (also referred to as a transmitter) for transmitting device-to-device signals to other user equipments, and for transmitting uplink signals to network devices, such as base stations, including transmitting dedicated discovery signals (including generating discovery signals);
  • the transmitter may also be configured to send a dedicated discovery signal on the device-to-device link, or send a signal carrying the connection request, or to the relay user during the device-to-device connection establishment process.
  • the device transmits other device-to-device signals; when the source user equipment has a direct communication link with a cellular network, such as a base station, the uplink signal of the cellular link may also be sent to the base station.
  • the dedicated discovery signal is a reference signal or a synchronization signal or a preamble; or the dedicated discovery signal is a signal occupying one or more resource units, having a specific transmission time and/or frequency position; or, the dedicated discovery signal Is a data block carrying a reference signal or a synchronization signal or preamble, the data block having an agreed modulation coding mode.
  • the transmitting unit sends the dedicated discovery signal in a dedicated resource when the dedicated cellular communication condition is met, where the dedicated cellular communication condition means that the signal of the cellular network is not detected, and the detected cellular network signal is lower than a preset threshold, Or, you cannot establish a connection with the cellular network.
  • the receiving unit 1102 (also referred to as a receiver) is configured to receive device-to-device signals transmitted by other user equipment, and receive downlink signals transmitted by the network equipment, such as the base station, including a response message for receiving the dedicated discovery signal ( Including detecting or parsing a response message, the response message is sent by a second user equipment that detects the dedicated discovery signal;
  • the receiver may be further configured to receive a signal carrying the response message from the relay user equipment, or other signals in the connection establishment process, such as a signal carrying the paging message.
  • a signal carrying the response message from the relay user equipment, or other signals in the connection establishment process, such as a signal carrying the paging message.
  • Etc. when the source user equipment has direct communication with a cellular network such as a base station When the link is connected, it can also receive the downlink signal from the cellular link of the base station.
  • the response message includes one or more of the following:
  • a synchronization signal configured to synchronize the first user equipment with the second user equipment
  • Synchronization information used by the first user equipment to obtain synchronization information of the cellular network
  • Resource allocation information configured to allocate resources for the device-to-device connection
  • a connection establishing unit 1103 configured to establish a device-to-device connection with the second user equipment after receiving the response message, including initializing a device with a second user equipment (ie, relaying the user equipment) to The device connection establishment process is performed to establish a device-to-device connection with the relay user equipment.
  • the response message includes device discovery response information indicating that the dedicated discovery signal is detected or the first user equipment is discovered, or the foregoing manner for paging to send the dedicated discovery signal.
  • a paging information of a user equipment the connection establishing unit generates and sends the connection establishment request according to the device discovery response information or the paging information, where the connection establishment request is used to request to establish a second user The device's device-to-device connection.
  • the response message includes a random access configuration parameter
  • connection establishing unit sends a connection establishment request to the second user equipment in a random access manner according to the random access configuration parameter, where the connection establishment request is used to request to establish the device. Connect to the device.
  • the random access configuration parameter is the same as the random access configuration parameter of the cellular network; or the random access resource configured by the random access configuration parameter is a part of the random access resource of the cellular system; or
  • the random access resource configured by the random access configuration parameter is different from the random access resource of the cellular system
  • the random access resource includes at least one of the following: a time domain resource, a frequency domain resource, and a code resource.
  • the paging information includes one or more of the following:
  • a resource index a resource index, a sequence index, and a user equipment identifier carried in the dedicated discovery signal.
  • the communication unit 1104 is configured to communicate with the network side through the device-to-device connection and the second user equipment and the network side cellular communication link.
  • the embodiment of the present invention further provides a user equipment, and the function implemented by the user equipment can implement the functions of the relay user equipment or the second user equipment.
  • the user equipment includes: a receiving unit 1201 ( Also referred to as a receiver, for detecting a dedicated discovery signal sent by the first user equipment;
  • the receiver may be configured to receive a dedicated discovery signal of the device-to-device link, or receive a signal carrying the connection request, or other device-to-device signal during the device-to-device connection establishment process;
  • the receiver may also receive connection authorization or resource authorization from a network device, such as a base station, when requesting resources from the network, and the like.
  • the dedicated discovery signal is sent in a dedicated resource when the first user equipment meets a dedicated cellular communication condition;
  • the dedicated cellular communication condition refers to a requirement that when the user equipment has cellular communication or establishes a connection with the network side, The user equipment does not detect the signal of the cellular network, or cannot establish a connection with the cellular network.
  • the dedicated discovery signal is a reference signal or a synchronization signal or a preamble; or the dedicated discovery signal is a signal occupying one or more resource units, having a specific transmission time and/or frequency position; or, the dedicated discovery signal Is a data block carrying a reference signal or a synchronization signal or preamble, the data block having an agreed modulation coding mode.
  • the response message includes one or more of the following:
  • a synchronization signal configured to synchronize the first user equipment with the second user equipment
  • Synchronization information used by the first user equipment to obtain synchronization information of the cellular network
  • Resource allocation information configured to allocate resources for the device-to-device connection
  • a sending unit 1202 (also referred to as a transmitter), configured to send a response message (including a response message) of the dedicated discovery signal to the first user equipment;
  • the transmitter may be configured to send a signal carrying the response message to the source user equipment, or connect other signals in the establishment process, such as a signal carrying a paging message, etc.; requesting resources from the network
  • the transmitter may send a signal carrying a connection request or a resource request to a network device, such as a base station, and the like.
  • the connection establishing unit 1203 is configured to establish a device-to-device connection with the first user equipment, including performing an operation in a connection establishment process with the source user equipment;
  • the response message includes: device discovery response information indicating that the dedicated discovery signal is detected or the first user equipment is discovered, or the paging for sending the dedicated discovery signal Paging information of the first user equipment;
  • the connection establishing unit establishes the device-to-device connection by receiving a connection request sent by the first user equipment based on the device discovery response information or the paging information.
  • the response message includes a random access configuration parameter; the connection establishing unit detects a connection establishment request sent by the first user equipment by using a random access procedure, where the connection establishment request is used for Request to establish the device to device connection.
  • the random access configuration parameter is the same as the random access configuration parameter of the cellular network; or the random access resource configured by the random access configuration parameter is a part of the random access resource of the cellular system; or
  • the random access resource configured by the random access configuration parameter is different from the random access resource of the cellular system
  • the random access resource includes at least one of the following: a time domain resource, a frequency domain resource, and a code resource.
  • the paging information includes one or more of the following:
  • a resource index a sequence index, or a user equipment identifier carried in the dedicated discovery signal.
  • the user equipment further includes an authorization obtaining unit 1205, configured to send an authorization request for establishing the device-to-device connection and receive an authorization response to the network side before the connection establishment of the device and the device.
  • the functions of the above source user equipment (first user equipment) and relay user equipment (second user equipment) and other functions of the existing user equipment are not excluded from the same user equipment.
  • the embodiment of the present invention further provides a network device.
  • the network device includes: a receiving unit 1301 (also referred to as a receiver), configured to receive an uplink signal sent by the user equipment. Receiving an authorization request sent by the second user equipment;
  • Authorization unit 1302 configured to generate an authorization response based on the received authorization request
  • the sending unit 1303 (also referred to as a transmitter) is configured to send a downlink signal to the user equipment, including sending an authorization response to the second user equipment, where the authorization response is used to authorize the second user Establishing a device-to-device connection between the device and the first user device, the network device communicating with the first user device through a cellular communication link of the second user device and the device-to-device connection.
  • the authorization request includes authorization request information for requesting resources, and the requested resources are used to establish the device-to-device connection and/or device-to-device communication.
  • the authorization response includes a random access authorization
  • the first user equipment sends a connection establishment request to the second user equipment by using a random access procedure, where the connection establishment request is used to request to establish the device to The device is connected; or, the authorization response includes a paging authorization, and the second user equipment establishes the device-to-device connection by paging the first user equipment.
  • an embodiment of the present invention further provides a wireless communication system, where the system includes a first user equipment (source user equipment), a second user equipment (relay user equipment), and a network device, as described above, and their respective specific
  • the function module structure is the same as above, and will not be described here.
  • the wireless communication method, the user equipment, the network device, and the system in the embodiment of the present invention use the second user equipment that establishes a connection with the network side as a relay of the first user equipment,
  • modules or steps of the present invention can be implemented by a general-purpose computing device, which can be concentrated on a single computing device or distributed over a network composed of multiple computing devices. Alternatively, they may be implemented by program code executable by the computing device, such that they may be stored in the storage device by the computing device, or they may be separately fabricated into individual integrated circuit modules, or they may be Multiple modules or steps are made into a single integrated circuit module. Thus, the invention is not limited to any particular combination of hardware and software.
  • the wireless communication method, the user equipment, the network device, and the system in the embodiment of the present invention use the second user equipment that establishes a connection with the network side as the relay of the first user equipment, and solves that the first user equipment is located in the network.

Landscapes

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Abstract

本发明涉及一种无线通信方法、用户设备、网络设备及系统，该方法包括：第一用户设备发送专用发现信号；第一用户设备接收响应消息，所述响应消息由检测到所述专用发现信号的第二用户设备发送；第一用户设备与所述第二用户设备建立设备到设备连接；所述第一用户设备通过所述设备到设备连接以及所述第二用户设备与网络侧的通信链路与网络侧通信。

Description

无线通信方法、 用户设备、 网络设备及系统
技术领域
本发明涉及无线通信领域， 尤其涉及应用于蜂窝无线通信系统的通信方 法、 用户设备、 网络设备及系统。
背景技术
蜂窝通信由于实现了对有限频谱资源的复用 , 使得无线通信技术得到了 蓬勃发展。 在蜂窝通信系统中， 当两个用户设备（User Equipment, 简称为 UE )之间有业务传输时， 例如， 用户设备 1 ( UE1 )到用户设备 2 ( UE2 )的 业务数据， 会首先通过空口传输给 UE1所在小区的基站（ Base Station, Node B , evolved Node B ) , 该基站通过核心网将该用户数据传输给 UE2所在 '〗、区 的基站， 该基站再将上述业务数据通过空口传输给 UE2。 UE2到 UE1的业务 数据传输釆用类似的处理流程。
对于无线通信的接入网 （ Radio Access Network, RAN )部分， 信号传输 质量主要依赖于无线信道的状况。 在实际网络部署时， 通常需要综合考虑网 络所在区域的无线环境， 保证网络的覆盖。 不过， 可能常常会有很多因素对 网络覆盖产生影响。 例如， 高楼林立的密集城区、 室内环境、 灾害等原因造 成的网络设施损坏等， 都可能影响网络覆盖质量， 甚至产生无线网络覆盖盲 区。 在这些情况下， 有可能会严重影响用户体验。 而有时候， 通过部署更多 网络节点提高覆盖质量并不是很好的选择， 比如， 可能会带来严重的干扰问 题， 或者会增加运营商的网络资本开支。 而在自然灾害等原因导致网络基础 设施损坏时， 往往需要快速恢复通信， 网络设施的修复或重新部署可能往往 达不到时间速度上的要求。
发明内容
本发明实施例提供一种无线通信方法、 用户设备、 网络设备及系统， 以 解决现有网络设施无法满足通信需求的技术问题。 本发明实施例提供了一种无线通信方法， 该方法包括：
第一用户设备发送专用发现信号；
所述第一用户设备接收响应消息， 所述响应消息由检测到所述专用发现 信号的第二用户设备发送； 所述第一用户设备与所述第二用户设备建立设备到设备连接； 以及 所述第一用户设备通过所述设备到设备连接以及所述第二用户设备与网 络侧的通信链路与网络侧通信。 本发明实施例还提供了一种实现上述方法的、 用户设备， 所述用户设备 包括：
发送单元， 其设置成发送专用发现信号；
接收单元， 其设置成接收响应消息， 所述响应消息由检测到所述专用发 现信号的第二用户设备发送；
连接建立单元， 其设置成在接收到所述响应消息后， 与所述第二用户设 备建立设备到设备的连接； 以及
通信单元， 其设置成通过所述设备到设备的连接以及所述第二用户设备 与网络侧的蜂窝通信链路与网络侧进行通信。 本发明实施例还提供了一种无线通信方法， 该方法包括：
第二用户设备检测第一用户设备发送的专用发现信号；
所述第二用户设备向所述第一用户设备发送所述专用发现信号的响应消 息；
所述第二用户设备与所述第一用户设备建立设备到设备连接； 以及 所述第二用户设备通过所述设备到设备连接以及所述第二用户设备与网 络侧的蜂窝通信链路中继所述第一用户设备与网络侧的通信数据。 本发明实施例还提供了一种用户设备， 该用户设备包括：
接收单元， 其设置成检测第一用户设备发送的专用发现信号；
发送单元， 其设置成向所述第一用户设备发送所述专用发现信号的响应 消息； 连接建立单元， 其设置成与所述第一用户设备建立设备到设备的连接； 以及
数据中继单元， 其设置成通过所述设备到设备的连接以及所述第二用户 设备与网络侧的蜂窝通信链路中继所述第一用户设备与网络侧的通信数据。
本发明实施例还提供了一种无线通信方法， 该方法包括：
网络侧接收第二用户设备发送的授权请求； 以及
网络侧基于接收的授权请求向所述第二用户设备发送授权响应， 所述授 权响应用于授权所述第二用户设备与第一用户设备建立设备到设备连接， 所 述网络侧通过与所述第二用户设备的蜂窝通信链路以及所述设备到设备连接 与所述第一用户设备进行通信。
本发明实施例还提供了一种网络设备， 所述网络设备包括：
接收单元， 其设置成接收所述第二用户设备发送的授权请求；
授权单元， 其设置成基于接收的授权请求生成授权响应； 以及
发送单元， 其设置成向所述第二用户设备发送授权响应， 所述授权响应 用于授权所述第二用户设备与第一用户设备之间建立设备到设备的连接， 所 述网络设备通过与所述第二用户设备的蜂窝通信链路以及所述设备到设备连 接与所述第一用户设备进行通信。
本发明实施例还提供了一种无线通信系统， 该系统包括如上所述的第一 用户设备、 第二用户设备以及网络设备。
相较于相关技术， 本发明实施例的无线通信方法、 用户设备、 网络设备 及系统利用与网络侧建立连接的第二用户设备作为第一用户设备的中继， 解 决了第一用户设备位于网络覆盖较差或者网络覆盖盲区时的无线通信问题， 显著提高无线通信的用户体验，且不会导致电信运营商网络部署的成本增加。
附图概述
图 1是 LTE/LTE-A系统无线帧结构示意图；
图 2是 LTE/LTE-A系统物理资源结构示意图; 图 3是蜂窝无线通信系统的网络部署示意图；
图 4是本发明实施例的源用户设备经由中继用户设备建立与 eNB的通信 链路的示意图；
图 5至图 10分别是本发明实施例的无线通信方法实施例 1-6的示意图； 图 11-12是本发明实施例的用户设备的模块结构示意图；
图 13是本发明实施例的网络设备的模块结构示意图。
本发明的较佳实施方式
本文所述的技术适用于蜂窝无线通信系统或网络。 常见的蜂窝无线通信 系统可以基于 CDMA ( Code Division Multiple Access, 又称码分多址）技术、 FDMA ( Frequency Division Multiple Access , 频分多 址 ) 技术、 OFDMA(Orthogonal FDMA, 正交频分多址）技术、 SC-FDMA(Single-carrier FDMA, 单载波分频多工)技术， 等。 例如， 3 GPP ( 3rd Generation Partnership Project ) LTE ( Long Term Evolution, 长期演进） / LTE-A ( LTE- Advanced, 高 级长期演进 )蜂窝通信系统下行链路（或称为前向链路 )基于 OFDMA技术， 上行链路（或称为反向链路）基于 SC-FDMA多址技术。 未来则有可能在一 个连路上支持混合的多址技术。
在 OFDMA/SC-FDMA系统中，无线通信资源是时-频两维的形式。例如， 对于 LTE/LTE-A系统来说， 上行和下行链路的通信资源在时间方向上都是以 无线帧 （ radio frame )为单位划分， 每个无线帧 （ radio frame )长度为 10 ms, 包含 10个长度为 1 ms的子帧 （sub-frame ) , 每个子帧包括长度为 0.5ms的 两个时隙 （slot ) , 如图 1所示。
在频率方向， 资源以子载波（ subcarrier )为单位划分， 具体在通信中， 频域资源分配的最小单位是 RB ( Resource Block, 资源块） ， 对应物理资源 的一个 PRB ( Physical RB, 物理资源块 ) 。 一个 PRB在频域包含 12个子载 波（ sub-carrier ) ,对应于时 i或的一个时隙（ slot ) ,才艮据循环前缀（ Cyclic Prefix, CP )的配置不同， 每个时隙可以包括 6个或 7个 OFDM/SC-FDM符号。 每个 OFDM/SC-FDM 符号上对应一个子载波的资源称为资源单元 ( Resource Element, RE ) 。 口图 2所示。
在 LTE/LTE-A蜂窝通信中， UE 通过检测同步信号 （Synchronization Signal, SS )发现 LTE小区。 同步信号包括有主同步信号（ Primary SS, PSS ) 和辅同步信号 （Secondary SS, SSS ) 。 UE通过检测同步信号， 获得与基站 的下行频率和时间同步。 并且， 由于同步信号携带有物理小区标识， 检测同 步信号也意味着 UE发现 LTE/LTE-A小区。
在上行链路， 当 UE有上行数据传输时， 需要发起随机接入 ( Random Access, RA )进行上行同步， 并且从 RRC ( Radio Resource Control, 无线资 源控制 ) 空闲 （Idle )状态进入 RRC 连接（Connected )状态。 随机接入时 UE需要发送随机接入前导（ preamble ) , 网络侧通过在特定的时频资源中检 测随机接入前导， 实现对 UE的识别和上行链路的同步。
图 3所示为蜂窝无线通信系统的网络部署示意图。图中所示可以是 3GPP LTE/LTE-A系统， 或者基于其它的蜂窝无线通信技术。 在蜂窝无线通信系统 的接入网中， 网络设备一般包括一定数量的基站（base station, 或者称为节点 B, Node B, 或者演进的节点 B, evolved Node B , eNB, 或者增强的节点 B, enhanced Node B , eNB ) , 以及其它的网络实体 ( network entity , 或 network element ) 。 或者， 概括来说， 也可以将其统称为网络侧， 例如， LTE/LTE-A 系统的 E-UTRAN ( Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network, 演进 的通用陆地无线接入网络） 。 这里所说的基站也包括网络中的低功率节点 ( Low Power Node, LPN ) , 例如， 毫微微小区或家庭基站 ( pico, Relay, femto, HeNB即 Home eNB等） 。 为描述简单， 图 3中只示出了 3个基站。 基站提供一定的无线信号覆盖范围， 在该覆盖范围内的终端 （terminal, 或者 称为用户设备， User Equipment, UE, 或者 device )可以与该基站进行无线通 信。 一个基站的无线信号覆盖区域可能会基于某些准则被划分为一个或者多 个小区 （cell )或扇区 （sector ) , 例如， 可以是三个小区， 每个小区的无线 通信可以有独立的子系统进行处理， 例如， 独立的射频单元。
无线传播环境往往复杂多变。 比如， 较大的障碍物如建筑物可能会引起 无线信号产生阴影衰落， 导致覆盖变差； 或者， 穿透损耗会导致室内信号覆 盖变差。 在典型的高楼林立的市区场景， 上述的负面效应可能会更明显， 而 通过一味地增加基站数量来提高覆盖质量往往是不现实的： 不但会由于小区 数量增加导致小区间干扰协调的难度增加， 更会导致电信运营商网络部署的 资本开支 (CAPEX)增加。 另一方面， 当网络中的部分设施损坏（例如由于灾 害等原因） ， 应急通信的需求就显得比较迫切， 而网络设施的重新部署却往 往需要时间。
基于上述考虑， 本发明实施例提供了一种快速有效地改善无线通信质量 的方法， 不但可以明显改善用户体验， 并且不会显著增加运营商 CAPEX, 同 时也可适用于网络基础设施部分损坏情况下的应急通信。
所述方法包括： 当用户设备判断专用蜂窝通信条件满足时， 该用户设备 发送专用发现信号并等待检测来自于其他用户设备的响应信号； 如果检测到 所述响应信号， 所述用户设备与所述其他用户设备建立设备到设备连接， 并 经由所述其他用户设备建立与蜂窝网络间的通信链路， 即通过所述其他用户 设备与蜂窝网络进行通信。 为方便起见， 以下我们称所述用户设备为源用户 设备或第一用户设备， 所述其他用户设备为中继用户设备或第二用户设备。
专用蜂窝通信条件是指， 用户设备有蜂窝通信需求， 但是却检测不到蜂 窝网络的信号 （比如可能位于覆盖盲区） ； 或者位于蜂窝网络的覆盖区域， 但是信号质量比较差， 比如， 可能是检测到的蜂窝网络信号低于预设阔值， 或者无法与网络侧建立连接。 这里的蜂窝通信需求泛指用户设备有与网络侧 设备（例如， 基站）进行通信的需求。 对于 LTE/LTE-A系统， 专用蜂窝通信 条件可以是， UE有与 eNB通信的需求， 但是， 检测不到 eNB的信号例如同 步信号和 /或广播信道； 或者无法正常完成随机接入或连接建立过程， 或者不 能保证通信的正常进行。图 4所示为源用户设备经由中继用户设备建立与 eNB 的通信链路的示意图。
例如， 对于源用户设备来说， 当判断专用蜂窝通信条件满足时， 可以在 专用资源中发送专用发现信号。
专用资源是指该资源用于专用发现信号的传输。可以是频率域专用资源 , 例如约定系统带宽中的部分频域子载波或资源块位置可以用于发送专用发现 信号。 比如， 对于 TDD系统来说， 可以是系统带宽中中间的特定数目个子载 波或资源块； 对于 FDD系统来说， 可以是下行频带中间的特定数目个子载波 或资源块， 或者是上行频带中间的特定数目个子载波或资源块。 需要说明的 是， 专用资源限定在频带中间只是举例， 并不局限于中间， 可以是频带内任 意的约定位置。 或者， 约定专用资源是同步信号所在 6个资源块中未被同步 信号使用的 10个子载波位置， 可以避免专用发现信号对同步信号产生干扰。
专用资源也可以是频率-时间域的专用资源。 频率域专用资源的限制与上 述类似；时间域可以是特定的时间位置，比如，特定编号的无线帧（radio frame ) 中， 或者特定编号的子帧中（subframe ) , 或者两者的结合即特定编号无线帧 的特定子帧中。 限制时间域是考虑到源用户设备可能会通过某些技术手段与 蜂窝网络保持同步， 例如， 卫星信号； 或者虽然无法与 eNB进行通信， 但仍 可以与 eNB同步上， 这种同步可以是常规的下行同步， 也可能是比较粗的同 步， 比如， 可能无法同步到循环前缀 CP 以内， 只能获得大概的子帧边界， 或者大概的无线帧边界； 或者源用户设备在满足专用蜂窝通信条件之前， 比 如， 位于覆盖内时， 从网络侧获得的同步或者专用资源配置。 时间域的限定 可以是约定的方式， 比如， 约定某些编号的无线帧， 或者某些编号的子帧， 或者某些编号的无线帧中的某些子帧可以用于发送专用发现信号； 或者是 eNB广播时间域资源的配置，例如，广播所述的子帧和 /或无线帧的编号配置， 等。 同样， 频率域资源除了约定的方式外， 也可以是网络侧， 比如， eNB分 配的方式， 比如， eNB通过广播的形式发送专用资源的频域资源配置。
也就是说， 专用资源可以釆用约定的方式确定， 也可以是网络侧分配的 方式。 对于网络侧分配的方式， 可以是 UE即时检测到的分配信令， 也可以 是 UE保存的在进入网络覆盖较差或无信号覆盖区域之前从网络侧获得的专 用资源配置。
专用发现信号可以是参考信号（Reference Signal, RS,或称为导频 pilot ) , 或者是前导（ preamble ) , 并且釆用已知的序列。 已知是指在系统中定义了参 考信号或前导的集合， 源用户设备按照某种规则或者随机在集合中选择一个 发送， 集合中也可只包括一个序列。 或者， 系统定义了参考信号或前导的生 成公式， 源用户设备根据该公式生成该专用发现信号并发送。 这里的参考信 号或前导也可以重用 LTE/LTE-A蜂窝系统中的相关设计， 例如， 参考信号可 以是下行链路的 CRS( Cell-specific RS,小区专用参考信号）或 CSI-RS( Channel State Information RS, 信道状态信息参考信号）或 PRS ( Positioning RS, 定位 参考信号）或 URS ( UE-specific RS, 用户专用参考信号） ， 或者是上述某些 参考信号的截短序列， 或者是上行链路的 DMRS ( Demodulation RS, 解调参 考信号）或 SRS ( Sounding RS, 探测参考信号） ； 例如， 前导可以是随机接 入前导， 等。
专用发现信号也可以只是一个功率。 即只通过专用资源中是否有用户设 备在发送表示源用户设备或者源用户设备的专用通信需求是否存在。 专用发 现信号可以占用 1个或者若干个资源单元 RE, 或者 1个或多个资源块 RB。 还可进一步约定专用发现信号的资源单元具有较高的功率， 例如， 比数据资 源单元的功率至少高 3dB, 或者 10dB。 这里 3dB和 10dB只是举例， 用于说 明专用发现信号功率比数据功率高， 而并不构成对两者功率相对值的限制。
专用发现信号还可以是同步信号（ Synchronization Signal, SS ) 。 例如重 用 LTE/LTE-A蜂窝通信系统的主同步信号 PSS和 /或辅同步信号 SSS;或者设 计新的同步信号。
专用发现信号亦可以是包括有参考信号或同步信号的数据块， 该数据块 釆用约定的调制编码方式。该数据块中可以包括以下信息中的一个或者多个： 源用户设备的标识， 请求的业务类型， 用户设备的能力信息， 等。
专用发现信号的目的在于表明源用户设备或者源用户设备的专用通信需 求的存在。
对于中继用户设备来说， 当其中继功能被激活或打开时， 在专用资源中 检测专用发现信号。 专用资源的定义同前述。 中继功能是指用户设备具有为 其他源用户设备提供中继服务的功能， 即可经由中继用户设备建立源用户设 备与蜂窝网络的通信连接或通信链路。 中继功能的激活可以是约定的方式， 比如用户设备的蜂窝通信功能打开时， 即约定中继功能被打开； 或者用户与 运营商签约， 当签约生效时中继功能即被打开。 或者， 中继功能可以由用户 自行打开， 例如， 用户通过用户设备的用户接口 UI界面的中继功能开关打开 中继功能。 或者， 中继功能可以由网络侧设备通过发送控制信令打开， 例如 网络侧确定有中继需求时， 打开中继用户设备的中继功能。
如果检测到该专用发现信号，中继用户设备向源用户设备发送响应消息。 检测到可以是专用发现信号的接收功率符合系统或用户设备所定义的接收功 率门限； 或者序列相关运算的峰值符合系统或用户设备所定义的峰值门限； 或者解码正确， 比如 CRC ( Cyclic Redundancy Check, 循环冗余校验）校验 正确。
下面结合附图和具体实施例对本发明实施例作详细描述， 以使本领域的 技术人员可以更好的理解本发明实施例并能予以实施， 但所举实施例不作为 对本发明的限定。 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申请中的实施例及 实施例中的特征可以相互组合。
实施例 1
图 5所示为基于本发明实施例的无线通信方法实施 1的示意图， 该实施 例 1包括以下步骤：
步骤 501 : 中继用户设备首先向网络设备请求资源， 请求的资源用于与 源用户设备相互发现时相关信号 /信令或数据的传输；
请求资源的过程可能会同时包括中继用户设备向网络注册（ Registration ) 和 /或鉴权 ( Authentication )和 /或附着（Attach ) 的过程； 以及无线侧的 RRC ( Radio Resource Control, 无线资源控制）连接建立的过程。 通过资源请求， 中继用户设备从网络侧获得与其它源用户设备相互发现的授权。 例如， 中继 用户设备的中继功能打开后， 中继用户设备即向网络请求资源。 这里所请求 的资源可以是无线链路的空口资源， 比如， 时间 -频率资源； 或者是无线承载 ( Radio Bearer ) , 比如， SRB ( Signalling Radio Bearer, 信令无线承载）， 和 /或 DRB ( Data Radio Bearer, 数据无线承载） ； 或者同时包括有空口资源与 无线承载。
步骤 502： 中继用户设备获得网络的授权后， 检测源用户设备发送的专 用发现信号；
发送专用发现信号的目的在于表明源用户设备或者源用户设备的专用通 信需求的存在。 专用发现信号的发送和检测如前所述。 需要说明的是， 中继 用户设备获得网络的授权后， 在监听专用发现信号时， 可以处于 RRC连接状 态 ( RRC Connected或者称为激活 Active状态 ) ,也可以处于 RRC空闲 ( RRC Idle )状态。
中继用户设备检测到专用发现信号后， 表明在其邻近区域存在源用户设 备或者具有专用蜂窝通信需求的源用户设备。
步骤 503: 中继用户设备根据检测到的专用发现信号向源用户设备发送 响应消息， 源用户设备发送专用发现信号后， 在响应消息资源中接收响应消 息；
传输所述响应消息的无线资源可以是预留资源， 比如， 系统中预留特定 的时间 -频率资源用于该响应消息的传输。 传输所述响应消息的资源也可以是 网络侧分配的资源， 例如， 在上述的请求资源的过程中， 网络侧同时向中继 用户设备分配或授权用于响应消息传输的时间 -频率资源。
响应消息中可以包括同步信号或参考信号。 同步信号用于源用户设备与 该中继用户设备同步， 可以是同步信号序列， 例如， LTE/LTE-A系统的主同 步信号 PSS 序列和 /或辅同步信号 SSS序列； 或者是专用的恒幅零自相关 ( Const Amplitude Zero Auto Correlation , CAZAC ) 序歹' J , 例如， ZC ( Zadoff-Chu )序列； 或者具有同步功能的参考信号或导频序列。
响应消息中可以包括数据部分。 例如， 数据部分可能会包括设备发现应 答消息， 表示所述源用户设备已经被发现。 比如， 设备发现应答消息中包括 有源用户设备发送的专用发现信号的标识， 该标识可以是发现信号的索引， 或者是发现信号资源的索引， 或者是所述两个索引的组合； 或者是专用发现 信号中携带的源用户设备的标识。
响应消息的数据部分可以包括用于评估用户设备是否被允许接入小区的 信息。 例如， 响应消息中可以包括 LTE/LTE-A蜂窝系统的 SIB1 ( System Information Block Type 1 , 系统消息块类型 1 ) , 或者 SIB1中的部分参数。 即 中继用户设备把从蜂窝网络接收到的 SIB1或者 SIB1中的部分信息通过响应 消息转发给源用户设备。 所述 SIB1 中的部分信息包括但不限于 PLMN标识 歹' J表 ( lmn-IdentityList ) , 艮踪区 i或码 ( trackingAreaCode ) , 小区标识 ( cellldentity ) , 频带指示 ( freqBandlndicator ) , 等。
响应消息的数据部分可以包括公共的无线资源配置信息。 例如， 响应消 息中可以包括 LTE/LTE-A蜂窝系统的 SIB2 ( System Information Block Type2, 系统消息块类型 2 ) , 或者 SIB2中的部分参数。 即中继用户设备把从蜂窝网 络接收到的 SIB2或者 SIB2中的部分信息通过响应消息转发给源用户设备。
响应消息中还可以包括同步相关的信息， 例如， 蜂窝网络的无线帧和 /或 子帧编号信息。
响应消息与发现信号之间可以具有关联关系。 例如， 响应消息的同步信 号或参考信号序列与专用发现信号具有关联关系， 通过专用发现信号的时频 位置索引和 /或序列索引计算确定响应消息的同步信号序列 （可以是序列索引 和 /或序列生成公式和 /或序列循环移位等， 但不限于所述）； 或者， 响应消息 的数据部分包括专用发现信号的标识； 或者， 响应消息通过专用发现信号的 标识进行标识， 例如， 通过专用发现信号标识响应消息的扰码序列或者标识 响应消息的循环冗余校验 ( Cyclic Redundancy Check, CRC )部分。
响应消息的发送定时可以是中继用户设备的蜂窝下行接收定时； 或者是 中继用户设备的蜂窝上行发送定时； 或者是中继用户设备检测到专用发现信 号的定时， 即以专用发现信号的接收定时作为响应消息的发送定时。
对于源用户设备来说， 响应消息资源可以通过约定的方式确定， 例如， 发送专用发现信号后， 源用户设备在与专用发现信号具有固定间隔的时间窗 内接收响应消息。 响应消息的频域位置可以通过配置或者约定的方式确定。
例如， 在接收响应消息时， 可以首先通过检测响应消息中的同步信号或 者参考信号确定接收响应消息的接收定时和时间窗口， 并在该时间窗口中接 收响应消息； 或者根据发送专用发现信号的定时， 根据约定的间隔确定接收 响应消息的接收窗口， 并在该接收窗口中接收响应消息。
步骤 504: 源用户设备接收到响应消息后， 源用户设备与中继用户设备 建立设备到设备连接。
具体地， 可以通过响应消息中是否被允许接入小区的相关参数评估是否 被允许接入该小区。 如果不允许， 则源用户设备中止该连接建立过程； 如果 允许， 则向中继用户设备发送连接请求， 与中继用户设备建立设备到设备 ( Device-to-Device, D2D )连接。 或者， 检测到响应消息， 则意味着源用户 设备被允许接入小区， 源用户设备向中继用户设备发送连接请求， 与中继用 户设备建立设备到设备连接。 连接请求中可以包括源用户设备的用户设备标 识（UE Identity ) , 和 /或建立连接的原因 （Cause ) 。 或者， 连接请求中包括 的信息可以与 LTE系统中的 RRC连接请求消息相同。
建立设备到设备连接所使用的无线资源可以由中继用户设备分配，例如， 在响应消息的数据部分可以包括资源分配参数。 该资源分配可以是中继用户 设备对向网络设备请求的无线资源进行二次分配， 或者请求的资源中包括有 建立连接所使用的无线资源的分配情况， 中继用户设备将相关资源分配情况 转发给源用户设备。
这里所描述的建立的设备到设备连接可以是物理层连接， 例如， 通过上 述的信号收发， 源用户设备与中继用户设备可互相意识到对方的存在； 或者 是 RRC连接； 或者是建立无线承载。
由此， 源用户设备可依赖源用户设备与中继用户设备之间建立的设备到 设备连接，以及中继用户设备与网络设备之间的蜂窝连接与网络侧进行通信， 即通过该设备到设备连接及中继用户设备与网络设备之间的蜂窝连接建立源 用户设备与网络设备之间的专用蜂窝连接。 该专用蜂窝连接可以是 RRC连 接， 或者可以是无线承载（信令无线承载和 /或数据无线承载） ； 或者该专用 蜂窝连接只是实现源用户设备在网络侧的注册。
上述方案中源用户设备和中继用户设备直接进行 D2D发现建立连接，可 替换地， 源用户设备还可通过随机接入建立与中继用户设备之间的连接， 具 体地：
除评估用户设备是否被允许接入小区的信息、 公共的无线资源配置信息 夕卜， 响应消息中还可以包括随机接入配置信息。 随机接入配置信息可以包括 用户进行随机接入所需的参数配置， 例如， LTE/LTE-A系统的随机接入参数 配置， 或者类似于 LTE/LTE-A系统的随机接入参数配置。 比如直接将蜂窝网 络的随机接入配置参数转发给源用户设备， 或者在蜂窝系统所分配的随机接 入资源中分配部分用于所述源用户设备的随机接入， 或者网络侧为设备到设 备链路分配不同于蜂窝系统的随机接入资源。 中继用户设备可以通过响应消 息将所述随机接入配置发送给源用户设备。 响应消息的发送定时可以与前述 相同。
源用户设备发送专用发现信号后，接收来自于中继用户设备的响应消息。 接收响应消息的过程可以与前述方案相同。 源用户设备可以通过响应消息中 携带的随机接入配置信息获得随机接入相关的参数配置， 并基于该参数配置 向中继用户设备发起随机接入。
中继用户设备发送响应消息后， 等待检测来自于源用户设备的随机接入 请求， 例如监听源用户设备发送的随机接入前导。 通过该随机接入过程， 源 用户设备发起建立与中继用户设备的设备到设备连接。 所述连接可以是 RRC 连接； 或者是无线承载。
建立设备到设备连接即所述随机接入过程所使用的无线资源可以由中继 用户设备分配， 例如， 在响应消息中可以还包括资源分配参数。 该资源分配 可以是中继用户设备对向网络设备请求的资源进行二次分配， 或者请求的资 源中包括有建立连接所使用的资源的分配情况， 中继用户设备将相关资源分 配情况转发给源用户设备。
由此， 源用户设备可依赖源用户设备与中继用户设备之间建立的设备到 设备连接， 以及中继用户设备与网络设备之间的蜂窝连接实现与网络侧之间 的通信。
中继用户设备检测到专用发现信号后，向源用户设备发送的响应消息中， 也可以包括寻呼消息。 该寻呼消息通过专用发现信号的资源索引， 或者序列 索引， 或者专用发现信号中携带的用户设备标识， 寻呼发送了所述专用发现 信号的源用户设备。 如前所述， 响应消息中也可携带同步相关的信息， 例如， 可以包括同步信号 /参考信号和 /或无线帧、 子帧编号信息。
源用户设备发送专用发现信号后， 监听寻呼消息。 比如， 源用户设备通 过检测响应消息中的同步信号获得响应消息和 /或寻呼消息的接收窗口， 并进 一步在该接收窗口中检测响应消息中包括的寻呼消息。 检测到寻呼消息后， 向中继用户设备发送寻呼响应， 寻呼响应中可以包括连接建立请求， 据此与 该中继用户设备建立设备到设备连接； 或者检测到寻呼消息后向中继用户设 备发起随机接入， 通过随机接入过程初始与该中继用户设备的设备到设备连 接建立。 随机接入配置信息可以包括在响应消息中。 中继用户设备发送响应消息后，等待检测来自于源用户设备的连接请求。 例如， 通过寻呼响应所承载的连接请求； 或者源用户设备发起的随机接入请 求， 例如， 源用户设备发送的随机接入前导， 通过随机接入过程发送的连接 请求。 通过接收寻呼响应或通过该随机接入过程， 源用户设备与中继用户设 备建立设备到设备连接。 所述设备到设备连接的含义与前述相同。
由此， 源用户设备可依赖源用户设备与中继用户设备之间建立的设备到 设备连接， 以及中继用户设备与网络设备之间的蜂窝连接实现与网络侧的通 信。
实施例 2
图 6所示为本发明的另一个实施例的示意图。 在该实施例包括： 步骤 601 : 当用户设备判断专用蜂窝通信条件满足时， 发送专用发现信 号， 中继用户设备检测专用发现信号；
当中继用户设备的中继功能被激活或打开时， 在专用资源中检测专用发 现信号； 专用发现信号用于表示源用户设备或源用户设备的专用蜂窝通信需 求的存在。 如前所述。
步骤 602: 检测到源用户设备发送的专用发现信号后， 中继用户设备向 网络设备请求资源， 请求的资源用于与源用户设备相互发现和 /或通信时相关 信号 /信令或数据的传输；
请求资源的过程可以同时包括中继用户设备向网络注册和 /或鉴权和 /或 附着的过程； 或者， 请求资源之前， 例如中继用户设备在监听专用发现信号 之前， 可能已进行了注册和 /或鉴权和 /或附着。 通过资源请求和 /或注册等操 作， 中继用户设备从网络侧获得与其它源用户设备相互发现和 /或建立设备到 设备连接的授权。
需要说明的是， 中继用户设备在监听专用发现信号时， 可以处于 RRC连 接状态， 也可以处于 RRC空闲状态。 如果是空闲状态， 中继用户设备在向网 络设备请求资源时， 会首先与网络侧建立 RRC连接。
步骤 603: 获得网络的授权后， 中继用户设备根据检测的专用发现信号， 向源用户设备发送响应消息， 源用户设备检测响应消息； 步骤 604: 源用户设备检测到响应消息后， 与中继用户设备建立设备到 设备连接， 并依赖此设备到设备连接， 以及中继用户设备与网络设备间的蜂 窝连接与网络侧进行通信。
该实施例中， 响应消息的发送和接收、 建立连接的过程可以与前述相同， 不再赘述。
实施例 3
图 7所示为基于本发明的无线通信方法实施例 3的示意图， 该实施例包 括：
步骤 701 : 当用户设备判断专用蜂窝通信条件满足时， 发送专用发现信 号， 中继用户设备检测专用发现信号；
当中继用户设备的中继功能被激活或打开时， 在专用资源中检测专用发 现信号。 专用发现信号用于表示源用户设备或者源用户设备的专用蜂窝通信 需求的存在。 如前所述。
步骤 702: 检测到源用户设备发送的专用发现信号后， 中继用户设备发 送响应消息， 源用户设备检测到响应消息；
源用户设备发送专用发现信号后， 等待检测来自于中继用户设备的响应 消息。 响应消息可以釆用前述的发送方法和结构。 或者， 响应消息可以只包 括同步信号。 同步信号可以釆用前述的发送方法； 或者， 同步信号在约定的 时间和 /或频率位置发送。 例如， 时间上， 同步信号与蜂窝网络的同步信号可 以具有相同的时间位置； 或者同步信号与蜂窝网络的同步信号的部分位置相 同， 比如同步信号只在蜂窝网络偶数或奇数编号的无线帧中发送， 具有与所 述无线帧中同步信号相同的时间； 或者同步信号与蜂窝网络的同步信号之间 具有固定的时间偏移， 该偏移可以是以子帧为单位， 或者是以时隙为单位， 或者是以 OFDM或 SC-FDM符号为单位。在频率上， 中继用户设备发送的同 步信号与蜂窝网络的同步信号位置可以不同， 不过也釆用约定的方式确定， 比如 FDD系统中上行频带， 或者 TDD系统中的上行子帧； 或者也可以相同。
步骤 703: 源用户设备检测到响应消息后， 向中继用户设备发送连接请 求；
连接请求中可以包括源用户设备的标识， 以便于中继用户设备区分不同 的源用户设备。 连接请求的传输资源可以是预留资源， 例如系统中约定的用 于源用户设备与中继用户设备进行设备发现时所使用的资源； 或者是网络分 配的资源， 例如网络通过广播消息配置用于源用户设备与中继用户设备进行 设备发现所使用的资源。连接请求与响应消息之间可以具有约定的时间间隔。
步骤 704: 中继用户设备发送响应消息后， 检测来自于源用户设备的连 接请求， 如果检测到， 则向网络设备请求资源， 请求的资源用于与源用户设 备建立连接和 /或通信时相关信息或数据的传输；
请求资源的过程可以同时包括中继用户设备向网络注册和 /或鉴权和 /或 附着的过程； 或者， 请求资源之前， 例如， 中继用户设备在监听专用发现信 号之前， 可能已进行了注册和 /或鉴权和 /或附着。 通过资源请求和 /或注册等 操作， 中继用户设备从网络侧获得与其它源用户设备相互发现的授权。
需要说明的是， 中继用户设备在监听专用发现信号时， 可以处于 RRC连 接状态， 也可以处于 RRC空闲状态。 如果是空闲状态， 中继用户设备在向网 络设备请求资源时， 会首先与网络侧建立 RRC连接。
步骤 705: 获得网络的授权后， 中继用户设备与源用户设备进行交互， 建立设备到设备连接；
源用户设备依赖此设备到设备连接， 以及中继用户设备与网络设备间的 蜂窝连接与网络侧进行通信。
建立连接的过程可以与前述相同， 不再赘述。
以上方法实施例 1-3 中， 均涉及了源用户设备、 中继用户设备及网络设 备， 以下分别从源用户设备（下文称为第一用户设备） 、 中继用户设备（下 实施例 4
本发明的无线通信方法实施例 4, 从源用户设备即第一用户设备的角度 进行描述， 如图 8所示， 该方法包括：
步骤 801 : 第一用户设备发送专用发现信号； 所述专用发现信号是参考信号或同步信号或前导； 或者， 所述专用发现 信号是占用 1个或者多个资源单元的信号，具有特定发送时间和 /或频率位置； 或者， 所述专用发现信号是携带有参考信号或同步信号或前导的数据块， 所 述数据块具有约定的调制编码方式。
所述第一用户设备在判断满足专用蜂窝通信条件时在专用资源中发送所 述专用发现信号；
所述专用蜂窝通信条件指检测不到蜂窝网络的信号， 或者检测到的蜂窝 网络信号低于预设阔值， 或者无法与蜂窝网络建立连接。
所述响应消息包括以下的一个或者多个：
同步信号， 用于所述第一用户设备与所述第二用户设备同步；
同步信息， 用于所述第一用户设备获得蜂窝网络的同步信息；
资源分配信息， 用于为所述设备到设备连接分配资源；
用于评估第一用户设备是否被允许接入的信息；
公共资源配置信息。
步骤 802: 所述第一用户设备接收响应消息， 所述响应消息由检测到所 述专用发现信号的第二用户设备发送；
步骤 803 : 所述第一用户设备与所述第二用户设备建立设备到设备的连 接；
可选地， 所述响应消息中包括用于表示所述专用发现信号被检测到或所 述第一用户设备被发现的设备发现应答信息或用于寻呼发送所述专用发现信 号的所述第一用户设备的寻呼信息；
所述第一用户设备根据所接收到的所述设备发现应答信息或寻呼信息向 所述第二用户设备发送连接建立请求， 所述连接建立请求用于请求建立与所 述第二用户设备的设备到设备连接。
可选地， 所述响应消息中包括随机接入配置参数；
所述第一用户设备根据所述随机接入配置参数以随机接入方式向所述第 二用户设备发送连接建立请求， 所述连接建立请求用于请求建立所述设备到 设备连接。
基于上文的描述可理解， 以上方案包括了第一用户设备基于第二用户设 备的寻呼以随机接入方式的发送连接建立请求进而建立设备到设备的连接的 方案。
所述随机接入配置参数与蜂窝网络的随机接入配置参数相同； 或者， 所述随机接入配置参数配置的随机接入资源是蜂窝系统随机接入资源的 部分； 或者，
所述随机接入配置参数配置的随机接入资源不同于蜂窝系统的随机接入 资源；
所述随机接入资源包括以下至少之一： 时间域资源、 频率域资源、 码资 源。
所述寻呼信息包括以下一种或多种：
所述专用发现信号的资源索引、 序列索引、 所述专用发现信号中携带的 用户设备标识。
步骤 804: 所述第一用户设备通过所述设备到设备的连接以及所述第二 用户设备与网络侧的通信链路与网络侧通信。
实施例 5
本发明的无线通信方法实施例 5 , 从中继用户设备即第二用户设备的角 度进行描述， 如图 9所示， 该方法包括：
步骤 901： 第二用户设备检测第一用户设备发送的专用发现信号； 所述专用发现信号是所述第一用户设备满足专用蜂窝通信条件时在专用 资源中发送的； 所述专用蜂窝通信条件是指， 用户设备有蜂窝通信或与网络 侧建立连接的需求时， 所述用户设备检测不到蜂窝网络的信号， 或者， 无法 与蜂窝网络建立连接。
所述专用发现信号是参考信号或同步信号或前导； 或者， 所述专用发现 信号是占用 1个或者多个资源单元的信号，具有特定发送时间和 /或频率位置； 或者， 所述专用发现信号是携带有参考信号或同步信号或前导的数据块， 所 述数据块具有约定的调制编码方式。
步骤 902: 所述第二用户设备向所述第一用户设备发送所述专用发现信 号的响应消息；
所述响应消息包括以下的一个或者多个：
同步信号， 用于所述第一用户设备与所述第二用户设备同步；
同步信息， 用于所述第一用户设备获得蜂窝网络的同步信息；
资源分配信息， 用于为所述设备到设备连接分配资源；
用于评估第一用户设备是否被允许接入的信息；
公共资源配置信息。
步骤 903 : 所述第二用户设备与所述第一用户设备建立设备到设备的连 接；
可选地， 所述响应消息中包括用于表示所述专用发现信号被检测到或所 述第一用户设备被发现的设备发现应答信息或用于寻呼发送了所述专用发现 信号的所述第一用户设备的寻呼信息；
所述第二用户设备通过接收所述第一用户设备基于所述设备发现应答信 息或所述寻呼信息发送的连接请求建立所述设备到设备的连接。
可选地， 或进一步地， 所述响应消息中包括随机接入配置参数； 所述第二用户设备检测所述第一用户设备通过随机接入过程发送的连接 建立请求， 所述连接建立请求用于请求建立所述设备到设备连接。
所述随机接入配置参数与蜂窝网络的随机接入配置参数相同； 或者， 所述随机接入配置参数配置的随机接入资源是蜂窝系统随机接入资源的 部分； 或者，
所述随机接入配置参数配置的随机接入资源不同于蜂窝系统的随机接入 资源；
所述随机接入资源包括以下至少之一： 时间域资源、 频率域资源、 码资 源。 所述寻呼信息包括以下一种或多种：
所述专用发现信号的资源索引、 序列索引、 或所述专用发现信号中携带 的用户设备标识。
步骤 904: 所述第二用户设备通过所述设备到设备的连接以及所述第二 用户设备与网络侧的蜂窝通信链路中继所述第一用户设备与网络侧的通信数 据。
可替换地，设备与设备的连接建立前， 比如在步骤 901或步骤 902之后， 或接收到第一用户设备发送的连接请求之后， 该方法还包括：
所述第二用户设备向网络侧发送用于建立所述设备到设备的连接的授权 请求并接收授权响应。
实施例 6
本发明的无线通信方法实施例 6从网络设备的角度进行描述，如图 10所 示， 该方法包括：
步骤 1001 : 网络侧接收第二用户设备发送的授权请求；
步骤 1002: 所述网络侧基于接收的授权请求生成授权响应；
步骤 1003： 网络侧向所述第二用户设备发送授权响应， 所述授权响应用 于授权所述第二用户设备与第一用户设备建立设备到设备的连接， 所述网络 侧通过所述第二用户设备的蜂窝通信链路以及所述设备到设备连接与所述第 一用户设备进行通信。
可选地， 所述授权请求包括用于请求资源的授权请求信息， 所述请求的 资源用于建立所述设备到设备连接时使用和 /或进行设备到设备通信。
可选地， 所述授权请求包括用于请求基于随机接入方式或寻呼方式建立 所述设备到设备的连接的授权请求信息， 所述第二用户设备请求基于随机接 入方式时， 所述第一用户设备向第二用户设备发起随机接入， 通过所述随机 接入过程建立所述设备到设备的连接； 所述第二用户设备请求基于寻呼方式 时， 所述第二用户设备寻呼所述第一用户设备， 通过所述寻呼过程建立所述 设备到设备的连接。 所述授权响应包括随机接入授权， 所述第一用户设备通过随机接入过程 向所述第二用户设备发送连接建立请求， 所述连接建立请求用于请求建立所 述设备到设备连接； 或， 所述授权响应包括寻呼授权， 所述第二用户设备通 过寻呼所述第一用户设备建立所述设备到设备连接。 本发明实施例还提供了一种用户设备， 该用户设备的功能可实现上文所 说的源用户设备即第一用户设备的功能， 如图 11所示， 所述用户设备包括： 发送单元 1101 (也可称为发送器（transmitter ) ) , 用于向其他用户设备 发送设备到设备信号， 以及向网络设备例如基站发送上行信号， 包括发送专 用发现信号 （其中包括生成发现信号） ；
当用户设备是前述的源用户设备时， 发送器还可以用于在设备到设备链 路发送专用发现信号， 或者发送携带有连接请求的信号， 或者在设备到设备 连接建立过程中向中继用户设备发送其他的设备到设备信号； 当源用户设备 与蜂窝网络例如基站有直接通信链路时， 还可以向基站发送蜂窝链路的上行 信号。
所述专用发现信号是参考信号或同步信号或前导； 或者， 所述专用发现 信号是占用 1个或者多个资源单元的信号，具有特定发送时间和 /或频率位置； 或者， 所述专用发现信号是携带有参考信号或同步信号或前导的数据块， 所 述数据块具有约定的调制编码方式。
所述发送单元在满足专用蜂窝通信条件时在专用资源中发送所述专用发 现信号， 所述专用蜂窝通信条件指检测不到蜂窝网络的信号、 检测到的蜂窝 网络信号低于预设阔值， 或者， 无法与蜂窝网络建立连接。
接收单元 1102 (也可称为接收器（receiver ) ) , 用于接收其他用户设备 传输的设备到设备信号， 以及接收网络设备例如基站传输的下行信号， 包括 接收所述专用发现信号的响应消息 （包括检测或解析响应消息） ， 所述响应 消息由检测到所述专用发现信号的第二用户设备发送；
当用户设备是前述的源用户设备时， 接收器还可以用于接收来自于中继 用户设备的携带有响应消息的信号， 或者连接建立过程中的其他信号， 例如 携带有寻呼消息的信号， 等； 当源用户设备与蜂窝网络例如基站有直接通信 链路时， 还可以接收来自于基站的蜂窝链路的下行信号。
所述响应消息包括以下的一个或者多个：
同步信号， 用于所述第一用户设备与所述第二用户设备同步；
同步信息， 用于所述第一用户设备获得蜂窝网络的同步信息；
资源分配信息， 用于为所述设备到设备连接分配资源；
用于评估第一用户设备是否被允许接入的信息；
公共资源配置信息。
连接建立单元 1103 , 用于在接收到所述响应消息后， 与所述第二用户设 备建立设备到设备的连接， 包括初始 （initiate ) 与第二用户设备（即中继用 户设备） 的设备到设备连接建立过程， 执行与中继用户设备的设备到设备连 接建立。
可选地， 所述响应消息中包括用于表示所述专用发现信号被检测到或所 述第一用户设备被发现的设备发现应答信息或用于寻呼发送所述专用发现信 号的所述第一用户设备的寻呼信息； 所述连接建立单元根据所述设备发现应 答信息或所述寻呼信息生成并发送所述连接建立请求， 所述连接建立请求用 于请求建立与所述第二用户设备的设备到设备连接。
可选地， 所述响应消息中包括随机接入配置参数；
所述连接建立单元根据所述随机接入配置参数向所述第二用户设备以随 机接入的方式向所述第二用户设备发送连接建立请求， 所述连接建立请求用 于请求建立所述设备到设备连接。
所述随机接入配置参数与蜂窝网络的随机接入配置参数相同； 或者， 所述随机接入配置参数配置的随机接入资源是蜂窝系统随机接入资源的 部分； 或者，
所述随机接入配置参数配置的随机接入资源不同于蜂窝系统的随机接入 资源；
所述随机接入资源包括以下至少之一： 时间域资源、 频率域资源、 码资 源。 所述寻呼信息包括以下一种或多种：
所述专用发现信号的资源索引、 序列索引、 所述专用发现信号中携带的 用户设备标识。
通信单元 1104, 用于通过所述设备到设备的连接以及所述第二用户设备 与网络侧的蜂窝通信链路与网络侧进行通信。
本发明实施例还提供了一种用户设备， 该用户设备实现的功能可实现上 文中的中继用户设备或第二用户设备的功能，如图 12所示，该用户设备包括： 接收单元 1201 (也可称为接收器（receiver ) ) , 用于检测第一用户设备 发送的专用发现信号；
作为前述的中继用户设备， 接收器可以用于接收设备到设备链路的专用 发现信号， 或者接收携带有连接请求的信号， 或者在设备到设备连接建立过 程中的其他的设备到设备信号； 在向网络请求资源时， 接收器还可以接收来 自于网络设备例如基站的连接授权或资源授权， 等。
所述专用发现信号是所述第一用户设备满足专用蜂窝通信条件时在专用 资源中发送的； 所述专用蜂窝通信条件是指， 用户设备有蜂窝通信或与网络 侧建立连接的需求时， 所述用户设备检测不到蜂窝网络的信号， 或者， 无法 与蜂窝网络建立连接。
所述专用发现信号是参考信号或同步信号或前导； 或者， 所述专用发现 信号是占用 1个或者多个资源单元的信号，具有特定发送时间和 /或频率位置； 或者， 所述专用发现信号是携带有参考信号或同步信号或前导的数据块， 所 述数据块具有约定的调制编码方式。
所述响应消息包括以下的一个或者多个：
同步信号， 用于所述第一用户设备与所述第二用户设备同步；
同步信息， 用于所述第一用户设备获得蜂窝网络的同步信息；
资源分配信息， 用于为所述设备到设备连接分配资源；
用于评估第一用户设备是否被允许接入的信息；
公共资源配置信息。 发送单元 1202 (也可称为发送器（transmitter ) ) , 用于向所述第一用户 设备发送所述专用发现信号的响应消息 （包括生成响应消息） ；
作为前述的中继用户设备， 发送器可以用于向源用户设备发送携带有响 应消息的信号， 或者连接建立过程中的其他信号， 例如携带有寻呼消息的信 号， 等； 在向网络请求资源时， 发送器可以向网络设备例如基站发送携带有 连接请求或资源请求的信号， 等。
连接建立单元 1203 , 用于与所述第一用户设备建立设备到设备连接， 包 括执行与源用户设备的连接建立过程中的操作；
可选地， 所述响应消息中包括用于表示所述专用发现信号被检测到或所 述第一用户设备被发现的设备发现应答信息或用于寻呼发送了所述专用发现 信号的所述第一用户设备的寻呼信息；
所述连接建立单元通过接收所述第一用户设备基于所述设备发现应答信 息或所述寻呼信息发送的连接请求建立所述设备到设备的连接。
可选地， 或进一步地， 所述响应消息中包括随机接入配置参数； 所述连接建立单元检测所述第一用户设备通过随机接入过程发送的连接 建立请求， 所述连接建立请求用于请求建立所述设备到设备连接。
所述随机接入配置参数与蜂窝网络的随机接入配置参数相同； 或者， 所述随机接入配置参数配置的随机接入资源是蜂窝系统随机接入资源的 部分； 或者，
所述随机接入配置参数配置的随机接入资源不同于蜂窝系统的随机接入 资源；
所述随机接入资源包括以下至少之一： 时间域资源、 频率域资源、 码资 源。
所述寻呼信息包括以下一种或多种：
所述专用发现信号的资源索引、 序列索引、 或所述专用发现信号中携带 的用户设备标识。
数据中继单元 1204, 用于通过所述设备到设备的连接以及所述第二用户 设备与网络侧的蜂窝通信链路中继所述第一用户设备与网络侧的通信数据。 可选地， 所述用户设备还包括授权获取单元 1205 , 用于在所述设备与设 备的连接建立前向网络侧发送用于建立所述设备到设备的连接的授权请求并 接收授权响应。
在实际实现时， 并不排除同一用户设备同时实现以上源用户设备（第一 用户设备） 以及中继用户设备（第二用户设备） 的功能， 以及现有用户设备 的其他功能。
本发明实施例还提供了一种网络设备，如图 13所示，所述网络设备包括： 接收单元 1301 (也可称为接收器（receiver ) ) , 用于接收用户设备发送 的上行链路信号， 包括接收所述第二用户设备发送的授权请求；
授权单元 1302, 用于基于接收的授权请求生成授权响应；
发送单元 1303 (也可称为发送器（transmitter ) ) , 用于向用户设备发送 下行链路信号， 包括向所述第二用户设备发送授权响应， 所述授权响应用于 授权所述第二用户设备与第一用户设备之间建立设备到设备的连接， 所述网 络设备通过所述第二用户设备的蜂窝通信链路以及所述设备到设备的连接与 所述第一用户设备进行通信。
如上文所述， 可选地， 所述授权请求包括用于请求资源的授权请求信息， 所述请求的资源用于建立所述设备到设备连接和 /或进行设备到设备通信时 使用。
可选地， 所述授权响应包括随机接入授权， 所述第一用户设备通过随机 接入过程向所述第二用户设备发送连接建立请求， 所述连接建立请求用于请 求建立所述设备到设备连接； 或， 所述授权响应包括寻呼授权， 所述第二用 户设备通过寻呼所述第一用户设备建立所述设备到设备连接。
另外， 本发明实施例还提供了一种无线通信系统， 该系统包括如上所述 的第一用户设备（源用户设备） 、 第二用户设备（中继用户设备） 以及网络 设备， 其各自的具体功能模块结构与上文相同， 在此不再赘述
相较于相关技术， 本发明实施例的无线通信方法、 用户设备、 网络设备 及系统利用与网络侧建立连接的第二用户设备作为第一用户设备的中继， 解 决了第一用户设备位于网络覆盖较差或者网络覆盖盲区时的无线通信问题， 显著提高无线通信的用户体验，且不会导致电信运营商网络部署的成本增加。
显然， 本领域的技术人员应该明白， 上述的本发明的各模块或各步骤可 以用通用的计算装置来实现， 它们可以集中在单个的计算装置上， 或者分布 在多个计算装置所组成的网络上， 可选地， 它们可以用计算装置可执行的程 序代码来实现， 从而， 可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行， 或 者将它们分别制作成各个集成电路模块， 或者将它们中的多个模块或步骤制 作成单个集成电路模块来实现。 这样， 本发明不限制于任何特定的硬件和软 件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本 领域的技术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和 原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护 范围之内。
工业实用性
相较于相关技术， 本发明实施例的无线通信方法、 用户设备、 网络设备 及系统利用与网络侧建立连接的第二用户设备作为第一用户设备的中继， 解 决了第一用户设备位于网络覆盖较差或网络覆盖盲区时的无线通信问题， 显 著提高无线通信的用户体验， 且不会导致电信运营商网络部署的成本增加。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种无线通信方法， 包括：
第一用户设备发送专用发现信号；
所述第一用户设备接收响应消息， 所述响应消息由检测到所述专用发现 信号的第二用户设备发送；
所述第一用户设备与所述第二用户设备建立设备到设备连接； 以及 所述第一用户设备通过所述设备到设备连接以及所述第二用户设备与网 络侧的通信链路与网络侧通信。
2、 如权利要求 1所述的方法， 其中： 所述第一用户设备在判断满足专用 蜂窝通信条件时在专用资源中发送所述专用发现信号；
所述专用蜂窝通信条件指检测不到蜂窝网络的信号， 或者检测到的蜂窝 网络信号低于预设阔值， 或者无法与蜂窝网络建立连接。
3、 如权利要求 1所述的方法， 其中： 所述响应消息至少包括以下的一个 或者多个：
同步信号， 用于所述第一用户设备与所述第二用户设备同步；
同步信息， 用于所述第一用户设备获得蜂窝网络的同步信息；
资源分配信息， 用于为所述设备到设备连接分配资源；
用于评估第一用户设备是否被允许接入的信息； 以及
公共资源配置信息。
4、 权利要求 1所述的方法， 其中： 所述响应消息中包括用于表示所述专 用发现信号被检测到或所述第一用户设备被发现的设备发现应答信息或用于 寻呼发送所述专用发现信号的所述第一用户设备的寻呼信息； 以及
所述第一用户设备根据所接收到的所述设备发现应答信息或寻呼信息向 所述第二用户设备发送连接建立请求， 所述连接建立请求用于请求建立与所 述第二用户设备的设备到设备连接。
5、 权利要求 1或 4所述的方法， 其中： 所述响应消息中包括随机接入配 置参数； 所述第一用户设备根据所述随机接入配置参数以随机接入方式向所述第 二用户设备发送连接建立请求， 所述连接建立请求用于请求建立所述设备到 设备连接。
6、 如权利要求 5所述的方法， 其中：
所述随机接入配置参数与蜂窝网络的随机接入配置参数相同； 或者， 所述随机接入配置参数配置的随机接入资源是蜂窝系统随机接入资源的 部分； 或者，
所述随机接入配置参数配置的随机接入资源不同于蜂窝系统的随机接入 资源；
所述随机接入资源包括以下至少之一： 时间域资源、 频率域资源、 码资 源。
7、如权利要求 4所述的方法，其中： 所述寻呼信息包括以下一种或多种： 所述专用发现信号的资源索引、 序列索引、 所述专用发现信号中携带的 用户设备标识；
通过所述资源索引、 序列索引、 用户设备标识中的一种或多种信息寻呼 发送所述专用发现信号的用户设备。
8、 如权利要求 1所述的方法， 其中： 所述专用发现信号是参考信号或同 步信号或前导； 或者， 所述专用发现信号是占用 1个或者多个资源单元的信 号， 具有特定发送时间和 /或频率位置； 或者， 所述专用发现信号是携带有参 考信号或同步信号或前导的数据块， 所述数据块具有约定的调制编码方式。
9、 一种用户设备， 包括：
发送单元， 其设置成发送专用发现信号；
接收单元， 其设置成接收响应消息， 所述响应消息由检测到所述专用发 现信号的第二用户设备发送；
连接建立单元， 其设置成在接收到所述响应消息后， 与所述第二用户设 备建立设备到设备的连接； 以及 通信单元， 其设置成通过所述设备到设备的连接以及所述第二用户设备 与网络侧的蜂窝通信链路与网络侧进行通信。
10、 如权利要求 9所述的用户设备， 其中： 所述发送单元在判断满足专 用蜂窝通信条件时在专用资源中发送所述专用发现信号， 所述专用蜂窝通信 条件指检测不到蜂窝网络的信号、 检测到的蜂窝网络信号低于预设阔值， 或 者， 无法与蜂窝网络建立连接。
11、 如权利要求 9所述的用户设备， 其中： 所述响应消息包括以下的一 个或者多个：
同步信号， 用于所述第一用户设备与所述第二用户设备同步；
同步信息， 用于所述第一用户设备获得蜂窝网络的同步信息；
资源分配信息， 用于为所述设备到设备连接分配资源；
用于评估第一用户设备是否被允许接入的信息； 以及
公共资源配置信息。
12、 如权利要求 9所述的用户设备， 其中：
所述响应消息中包括用于表示所述专用发现信号被检测到或所述第一用 户设备被发现的设备发现应答信息或用于寻呼发送所述专用发现信号的所述 第一用户设备的寻呼信息； 以及
所述连接建立单元根据所述设备发现应答信息或所述寻呼信息生成并发 送所述连接建立请求， 所述连接建立请求用于请求建立与所述第二用户设备 的设备到设备连接。
13、 如权利要求 9或 12所述的用户设备， 其中：
所述响应消息中包括随机接入配置参数；
所述连接建立单元根据所述随机接入配置参数以随机接入的方式向所述 第二用户设备发送连接建立请求， 所述连接建立请求用于请求建立所述设备 到设备连接。
14、 如权利要求 13所述的用户设备， 其中： 所述随机接入配置参数与蜂 窝网络的随机接入配置参数相同； 或者，
所述随机接入配置参数配置的随机接入资源是蜂窝系统随机接入资源的 部分； 或者，
所述随机接入配置参数配置的随机接入资源不同于蜂窝系统的随机接入 资源；
所述随机接入资源包括以下至少之一： 时间域资源、 频率域资源、 码资 源。
15、 如权利要求 12所述的用户设备， 其中： 所述寻呼信息包括以下一种 或多种：
所述专用发现信号的资源索引、 序列索引、 所述专用发现信号中携带的 用户设备标识； 以及
通过所述资源索引、 序列索引、 用户设备标识中的一种或多种信息寻呼 发送所述专用发现信号的用户设备。
16、 如权利要求 9所述的用户设备， 其中： 所述专用发现信号是参考信 号或同步信号或前导； 或者， 所述专用发现信号是占用 1个或者多个资源单 元的信号， 具有特定发送时间和 /或频率位置； 或者， 所述专用发现信号是携 带有参考信号或同步信号或前导的数据块， 所述数据块具有约定的调制编码 方式。
17、 一种无线通信方法， 包括：
第二用户设备检测第一用户设备发送的专用发现信号；
所述第二用户设备向所述第一用户设备发送所述专用发现信号的响应消 息；
所述第二用户设备与所述第一用户设备建立设备到设备连接； 以及 所述第二用户设备通过所述设备到设备连接以及所述第二用户设备与网 络侧的蜂窝通信链路中继所述第一用户设备与网络侧的通信数据。
18、 如权利要求 17所述的方法， 其中， 所述设备与设备连接建立前， 该 方法还包括：
所述第二用户设备向网络侧发送用于建立所述设备到设备连接的授权请 求并接收来自于所述网络侧的授权响应。
19、 如权利要求 17或 18所述的方法， 其中： 所述专用发现信号是所述 第一用户设备满足专用蜂窝通信条件时在专用资源中发送的； 所述专用蜂窝 通信条件是指， 用户设备有蜂窝通信或与网络侧建立连接的需求时， 所述用 户设备检测不到蜂窝网络的信号，或者检测到的蜂窝网络信号低于预设阔值， 或者无法与蜂窝网络建立连接。
20、 如权利要求 17或 18所述的方法， 其中， 所述响应消息包括以下的 一个或者多个：
同步信号， 用于所述第一用户设备与所述第二用户设备同步；
同步信息， 用于所述第一用户设备获得蜂窝网络的同步信息；
资源分配信息， 用于为所述设备到设备连接分配资源；
用于评估第一用户设备是否被允许接入的信息； 以及
公共资源配置信息。
21、 如权利要求 17所述的方法， 其中，
所述响应消息中包括用于表示所述专用发现信号被检测到或所述第一用 户设备被发现的设备发现应答信息或用于寻呼发送了所述专用发现信号的所 述第一用户设备的寻呼信息； 以及
所述第二用户设备通过接收所述第一用户设备基于所述设备发现应答信 息或所述寻呼信息发送的连接请求建立所述设备到设备连接。
22、 如权利要求 17或 21所述的方法， 其中，
所述响应消息中包括随机接入配置参数； 以及
所述第二用户设备检测所述第一用户设备通过随机接入过程发送的连接 建立请求， 所述连接建立请求用于请求建立所述设备到设备连接。
23、 如权利要求 22所述的方法， 其中：
所述随机接入配置参数与蜂窝网络的随机接入配置参数相同； 或者， 所述随机接入配置参数配置的随机接入资源是蜂窝系统随机接入资源的 部分； 或者，
所述随机接入配置参数配置的随机接入资源不同于蜂窝系统的随机接入 资源；
所述随机接入资源包括以下至少之一： 时间域资源、 频率域资源、 码资 源。
24、 如权利要求 21所述的方法， 其中： 所述寻呼信息包括以下一种或多 种：
所述专用发现信号的资源索引、 序列索引、 或所述专用发现信号中携带 的用户设备标识； 以及
所述第二用户设备通过所述资源索引、 序列索引、 用户设备标识中的一 种或多种信息寻呼发送所述专用发现信号的用户设备。
25、 如权利要求 17或 18所述的方法， 其中： 所述专用发现信号是参考 信号或同步信号或前导； 或者， 所述专用发现信号是占用 1个或者多个资源 单元的信号， 具有特定发送时间和 /或频率位置； 或者， 所述专用发现信号是 携带有参考信号或同步信号或前导的数据块， 所述数据块具有约定的调制编 码方式。
26、 一种用户设备， 包括：
接收单元， 其设置成检测第一用户设备发送的专用发现信号；
发送单元， 其设置成向所述第一用户设备发送所述专用发现信号的响应 消息；
连接建立单元， 其设置成与所述第一用户设备建立设备到设备的连接； 以及
数据中继单元， 其设置成通过所述设备到设备的连接以及所述第二用户 设备与网络侧的蜂窝通信链路中继所述第一用户设备与网络侧的通信数据。
27、 如权利要求 26所述的用户设备， 其中， 所述用户设备还包括， 授权 获取单元， 用于在所述设备与设备的连接建立前向网络侧发送用于建立所述 设备到设备的连接的授权请求并接收来自于所述网络侧的授权响应。
28、 如权利要求 26或 27所述的用户设备， 其中： 所述专用发现信号是 所述第一用户设备满足专用蜂窝通信条件时在专用资源中发送的； 所述专用 蜂窝通信条件是指， 用户设备有蜂窝通信或与网络侧建立连接的需求时， 所 述用户设备检测不到蜂窝网络的信号， 或者检测到的蜂窝网络信号低于预设 阔值， 或者无法与蜂窝网络建立连接。
29、 如权利要求 26或 27所述的用户设备， 其中， 所述响应消息包括以 下的一个或者多个：
同步信号， 用于所述第一用户设备与所述第二用户设备同步；
同步信息， 用于所述第一用户设备获得蜂窝网络的同步信息；
资源分配信息， 用于为所述设备到设备连接分配资源；
用于评估第一用户设备是否被允许接入的信息； 以及
公共资源配置信息。
30、 如权利要求 26所述的用户设备， 其中，
所述响应消息中包括用于表示所述专用发现信号被检测到或所述第一用 户设备被发现的设备发现应答信息或用于寻呼发送了所述专用发现信号的所 述第一用户设备的寻呼信息； 以及
所述连接建立单元通过接收所述第一用户设备基于所述设备发现应答信 息或所述寻呼信息发送的连接请求建立所述设备到设备的连接。
31、 如权利要求 26或 30所述的用户设备， 其中，
所述响应消息中包括随机接入配置参数； 以及
所述连接建立单元检测所述第一用户设备通过随机接入过程发送的连接 建立请求， 所述连接建立请求用于请求建立所述设备到设备连接。
32、 如权利要求 31所述的用户设备， 其中：
所述随机接入配置参数与蜂窝网络的随机接入配置参数相同； 或者， 所述随机接入配置参数配置的随机接入资源是蜂窝系统随机接入资源的 部分； 或者，
所述随机接入配置参数配置的随机接入资源不同于蜂窝系统的随机接入 资源；
所述随机接入资源包括以下至少之一： 时间域资源、 频率域资源、 码资 源。
33、 如权利要求 30所述的用户设备， 其中： 所述寻呼信息包括以下一种 或多种：
所述专用发现信号的资源索引、 序列索引、 或所述专用发现信号中携带 的用户设备标识； 以及
通过所述资源索引、 序列索引、 用户设备标识中的一种或多种信息寻呼 发送所述专用发现信号的用户设备。
34、 如权利要求 26所述的用户设备， 其中： 所述专用发现信号是参考信 号或同步信号或前导； 或者， 所述专用发现信号是占用 1个或者多个资源单 元的信号， 具有特定发送时间和 /或频率位置； 或者， 所述专用发现信号是携 带有参考信号或同步信号或前导的数据块， 所述数据块具有约定的调制编码 方式。
35、 一种无线通信方法， 包括：
网络侧接收第二用户设备发送的授权请求； 以及
网络侧基于接收的授权请求向所述第二用户设备发送授权响应， 所述授 权响应用于授权所述第二用户设备与第一用户设备建立设备到设备连接， 所 述网络侧通过与所述第二用户设备的蜂窝通信链路以及所述设备到设备连接 与所述第一用户设备进行通信。
36、 如权利要求 35所述的方法， 其中： 所述授权请求包括用于请求资源 的授权请求信息， 所述请求的资源用于建立所述设备到设备连接和 /或进行设 备到设备通信时使用。
37、 如权利要求 35所述的方法， 其中：
所述授权响应包括随机接入授权， 所述第一用户设备通过随机接入过程 向所述第二用户设备发送连接建立请求， 所述连接建立请求用于请求建立所 述设备到设备连接； 或， 所述授权响应包括寻呼授权， 所述第二用户设备通过寻呼所述第一用户 设备建立所述设备到设备连接。
38、 一种网络设备， 包括：
接收单元， 其设置成接收所述第二用户设备发送的授权请求；
授权单元， 其设置成基于接收的授权请求生成授权响应； 以及
发送单元， 其设置成向所述第二用户设备发送授权响应， 所述授权响应 用于授权所述第二用户设备与第一用户设备之间建立设备到设备的连接， 所 述网络设备通过与所述第二用户设备的蜂窝通信链路以及所述设备到设备连 接与所述第一用户设备进行通信。
39、 如权利要求 38所述的网络设备， 其中： 所述授权请求包括用于请求 资源的授权请求信息， 所述请求的资源用于建立所述设备到设备连接和 /或进 行设备到设备通信时使用。
40、 如权利要求 38所述的网络设备， 其中：
所述授权响应包括随机接入授权， 所述第一用户设备通过随机接入过程 向所述第二用户设备发送连接建立请求， 所述连接建立请求用于请求建立所 述设备到设备连接； 或， 所述授权响应包括寻呼授权， 所述第二用户设备通过寻呼所述第一用户 设备建立所述设备到设备连接。
41、 一种无线通信系统， 包括： 第一用户设备、 第二用户设备以及如权 利要求 38至 40中任一项所述的网络设备， 所述第一用户设备如权利要求 9 至 16中任一项所述、 所述第二用户设备如权利要求 26至 34中任一项所述。
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