[发明专利]一种基于用户设备中继同小区设备到设备直传通信的方法

说明书

技术领域

本发明属于网络通信技术领域，尤其涉及一种基于用户设备中继同小区设备到设备直传通信的方法。

背景技术

在LTE系统中，引入了一种新的通信方式——设备到设备（Device to Device D2D）的直传通信。所谓设备到设备（D2D）通信，就是指两个距离邻近的用户终端利用基站给它们分配的资源，进行直传通信，设备到设备（D2D）通信用户终端之间传输的数据信息无需通过基站（基站（eNB）:evolved Node B）作为中继。设备到设备（D2D）的提出具备的优势有：①、数据不经过基站转发而是直接在用户间进行传输，可以使用户设备之间具有较高的数据速率、较低的传输时延和较低的能耗；②、由于设备到设备（D2D）用户设备之间为短距离通信，因此可以采用资源复用来进一步提高通信网络系统的容量，缓解频谱资源需求的压力。

现有的设备到设备（D2D）通信建立，基本上都是只考虑了需要进行通信的两个用户设备是否满足设备到设备（D2D）通信条件，未考虑中继技术在设备到设备（D2D）通信中的重要作用，因此存在的主要缺陷是：①、小区内两个具备设备到设备（D2D）通信功能的用户间的距离不满足直传通信距离条件时，就采用传统的蜂窝模式进行通信，会造成资源浪费；②、小区内设备终端能够直传通信的终端间距离应该小于一定范围，否则一味提高发射功率，不仅对设备电池消耗较大，对于小区内、邻小区其他用户也将造成一定的干扰，影响系统整体性能。

现有的设备到设备的直传通信，传输和等待时间长，数据传输速率低，网络覆盖率低。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于用户设备中继同小区设备到设备直传通信的方法，旨在解决现有的设备到设备的直传通信存在的传输和等待时间长，数据传输速率低，网络覆盖率低的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于用户设备中继同小区设备到设备直传通信的方法，该基于用户设备中继同小区设备到设备直传通信的方法需要具有处于同小区至少一对第一用户设备与第二用户设备，以及小区基站和中继用户设备；所有用户设备都在基站覆盖范围内；具体步骤为：

步骤一，第一用户设备与第二用户设备想要进行通信，具体方法为：

第一步，第一用户设备给ProSe（邻近服务（ProSe）：Proximity Services）服务器发送请求通信信息；

第二步，ProSe服务器根据第一用户设备发来的请求通行信息，在响应时间窗T内，进行设备对设备通信认证；

第三步，在响应时间窗T内，若认证成功，则进行用户位置请求，进入步骤三，否则，进入步骤二；

第四步，超出响应时间窗T，则认为认证失败，进入步骤二；

步骤二，第一用户设备与第二用户设备以蜂窝通信模式进行通信，具体方法为：

第一步，第一用户设备将数据发送给基站；

第二步，收到数据的基站发送给第二用户设备；

步骤三，ProSe服务器根据获取到的地理位置坐标判决第一用户设备与第二用户设备间的距离（记为d）是否满足设备对设备通信距离（记为D_D2D）条件，若d大于D_D2D，则不满足条件，进入步骤四，否则，进入步骤五；

步骤四，ProSe服务器向ProSe应用程序服务器发送Map请求，要求告知小区内注册过具有中继功能的用户设备名称标识，并且根据收到的Map应答，发送中继位置请求信息，具体方法为：

第一步，基站收到请求广播具备中继功能的用户设备位置请求信息后，在第一用户设备和第二用户设备的位置范围内，开启响应时间窗T1，进行广播搜索；

第二步，在响应时间窗T1内，基站发送中继请求信息，则具有中继功能的所有用户设备都会收到此消息，空闲用户设备向基站发送中继应答；

第三步，基站根据中继应答信息，挑选与第一用户设备和第二用户设备具备相同cell ID的用户设备，给MME发送应答；

第四步，MME将获取到的这些中继设备的位置信息记为集合Relay，发送给ProSe服务器，由ProSe服务器在集合Relay进行中继选择，然后进入步骤五；

第五步，超过响应时间窗T1，基站返回无所需中继设备信息，进入步骤二；

步骤五，MME收到由ProSe服务器发送的信标资源请求信息后，转发给基站；基站收到此信息后，分配用于测试的信标资源，具体方法为：

第一步，如果通信客户端为第一用户设备：则基站通知第二用户设备生成信标帧，给第一用户设备和第二用户设备分配资源，进入步骤六；