[发明专利]无线网络中的D2D通信

说明书

技术领域

本发明涉及诸如与标准的3GPP长程演进（LTE）和3GPP LTE-A（高级LTE）组兼容的无线通信网络，更具体地涉及这种网络的所谓的D2D（设备到设备）链路。

背景技术

无线通信网络是广为人知的，如图1（a）示例性所示，基站BS20利用给定的无线接入技术RAT来与位于BS的覆盖区域（小区）内的用户设备UE11和12（也称作终端、订户或移动站）进行通信。图1（a）中的箭头表示基站BS20与每个UE11和12之间的数据路径。虽然未示出，但是实际中也会存在单独的控制路径，用于在网络中就管理和常规信息方面而言进行通知，这与在数据路径上传输的用于向用户提供服务的数据是不同的。控制路径承载诸如用于在BS和UE之间建立并保持连接的无线资源控制RRC信息。

从基站到UE的通信方向被称作下行链路DL，从UE到基站的通信方向被称作上行链路UL。这样的系统中的资源具有时间维度和频率维度，在典型地以帧为单位组成的时间域中的各个资源都具有多个“子帧”。

近来3GPP开始研究使用在终端之间直接的、点对点的授权频段（licensed spectrum），其中，如从图1（a）中的UE11和12发出的波所表示的，彼此接近的UE的相互发现导致如图1（b）所示的这些UE之间的直接通信。接近的设备之间的发现和通信是在接近业务的整体保护下研究的，并且还被通俗地称作设备到设备D2D通信。这里通过引用并入了2012年8月的文档3GPP TR22.803v0.5.0，“3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group SA;Feasibility Study for Proximity Services(ProSe)(Release12)”。

在D2D通信中，没有必要使每个UE都保持与BS20的直接数据路径。例如，对于图1（b）中的UE12，数据路径可以经由UE11，而UE11与该UE12进行D2D通信。因此，D2D包括针对其他UE，至少针对用户数据用作中继的UE。结果得到了一个混合网络，其包括UE和基站之间的D2D无线链路和蜂窝无线链路。虽然执行D2D通信的明确方式对于将要描述的本发明来说不是重点，但该术语通常表示利用与蜂窝网络相同的RAT在网络运行方可用的授权频段上的通信。因此，一方面的考虑是诸如通过预留针对D2D通信的特定资源（时间段和/或频率）来避免D2D模式下的设备与UE和BS之间的传统传输之间的干扰。

虽然一般情况下基站将会持续保持与各个UE的控制路径，但是D2D通信并非一定需要与基站的任何数据路径。因此，3GPP的工作目前集中于“在持续的网络控制下并且在3GPP网络范围内的”终端（或UE）之间的D2D通信。

但是，已经制定了利用D2D链路将无线资源管理信息中继到覆盖范围外的设备的规定，使得尤其是在公共安全应用中控制路径也可以利用D2D。这样，就可以利用D2D将无线网络的覆盖范围扩展到任何BS覆盖区域之外的区域。以下，将数据路径（或部分数据路径）和/或控制路径（或其一部分）称作“D2D链路”。进行D2D通信的UE将会被称作处于“D2D模式”。必要时为清楚起见，将UE和BS之间的传统无线链路称作“蜂窝网络”，或者更一般地称作“网络”。

为了能够进行D2D通信，UE有必要公告其D2D能力，且其他UE能够在可用UE中选择要与之形成D2D链路的UE。在更具体地考虑该情况之前，将会针对在3GPP网络，更具体地在LTE网络的范围内以各种抽象水平定义的数据和信令的“信道”给出一些背景解释。图2示出了在逻辑水平、传输层水平和物理层水平中的每一个在LTE中定义的一些信道以及它们之间的映射。

在物理层水平，在下行链路上，用户数据以及系统信息块（SIB）被包含在承载于物理下行共享信道（PDSCH）上的传输信道DL-SCH中。如图2所示，在传输层级别，PDSCH还承载了寻呼信道PCH。在下行链路上存在曾在用于不同目的的信令的各种控制信道；尤其是物理下行控制信道PDCCH用来承载诸如从基站（在LTE中称作eNB）到该基站所服务的各个UE的调度信息。

无论UE当前是否由小区服务，每个基站都向范围内的所有UE广播信道和信号的数量。这些包括如图2所示的物理广播信道PBCH。PBCH承载了所谓的主信息块MIB，MIB为该信号的范围内的任何UE提供了使得UE能够对之前参照的SIB进行接收并解码的基本系统信息。这样的广播信息是无线资源控制RRC信令的一种。