改进设备间通信的方法、设备和计算机程序产品的制作方法
改进设备间通信的方法、设备和计算机程序产品的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有关设备间通信的设备、方法和计算机程序产品。具体地，本发明涉及用于例如在所谓的未许可的频带中的设备间通信的那些设备、方法和计算机程序产品。
【背景技术】
[0002]移动通信架构可分类为蜂窝网络和自组织网络。在蜂窝网络中，通常不允许移动设备之间的直接通信。即使源和目的地彼此接近，流量(traffic)也一般经由一个或多个核心网络元件来路由。相反，在自组织网络中，移动设备可直接彼此通信，而无需涉及(核心)网络基础设施，例如中央控制器(centralized controller)。这被称为设备间(D2D)或对等(P2P)通信。
[0003]发现在蜂窝网络中实现额外的D2D通信可能成为有前景的概念。根据这种概念，本地D2D通信得益于蜂窝系统的集中式控制，诸如资源分配和干扰协调。而且，蜂窝系统的效率可通过为短距离D2D链路采用高质量信道来提高。
[0004]将D2D通信引入蜂窝系统的优点可例如包括:由于降低的传输功率需求引起的移动设备的电池的更长电池寿命、因为D2D流量的直接路由引起的更有效的资源使用、通过使用接收者间传输而实现的内容分布应用的改善的性能等。
[0005]作为蜂窝网络的基础的D2D通信已经被提出是国际移动电信增强(IMT-Advanced)网络的关键技术组件。在该报告中，为蜂窝系统的增强使用长期演进(LTE)标准技术的D2D通信被称为LTE D2D。
[0006]一般而言，本发明涉及与D2D通信的附加功能组合的集中式无线网络。设备(诸如移动设备)可经由集中站(诸如集中控制单元等)通信，至少部分地路由两个或更多个设备之间的通信。集中控制单元可以是核心网络基础设施的一部分。特别而言，集中站通常知悉在与中心站的通信范围内的那些设备。设备可以不是移动的。它们也可以是静止的。它们可以是用户设备，诸如蜂窝电话、智能电话、笔记本等。虽然无线通信通常经由作为传输资源的无线电建立，但是它也可应用于作为传输资源的超声、红外光等。传输资源可被限制在一定频带或在某些频带中划分，其中，频带分别限定波长范围或频率范围。
[0007]然而，在下文，将参考作为无线通信的无线电通信来描述本发明的示例性方面。
[0008]某些应用可提供与其它通信应用(诸如工业科学医疗(ISM)应用，例如WLAN、蓝牙TM、ZigBee?等)共享相同传输资源的频带的D2D通信特征。ISM应用往往不要求用于操作的许可，这是为什么这样的频带也可被称为未经许可频带或免许可频带。与此相反，经由网络的通信通常需要频带在其上使用/保留的协议(许可)。这是为什么它也可被称为许可频带。在很多情况下，D2D通信以及ISM应用的通信可被本地限定。因此，尤其在D2D通信和ISM应用的通信的通信范围在空间和时间上重叠时，可能会出现干扰。这种共享频带需要特定条件，使得通信之间的干扰可在某种程度上被避免。为此目的，在本领域中已知使用某些握手程序(handshaking procedure)(诸如例如与WLAN、载波侦听多路访问/冲突避免CSMA/CA相关)以便减少干扰。
[0009]不论它们如何，虽然使用CSMA/CA，但是在共享频带下的不同通信期间仍可能出现某些通信干扰。设想的问题被认为在特定情况(其中基于集中无线网络的通信由LTE技术提供以在与空闲本地通信相同的频带下与D2D通信组合，其频带可以是ISM频带)的基础上被进一步详述。下面的讨论不应被理解为限制本发明的范围而是仅提高理解的容易性。
[0010]可设想，共享频带上的LTE技术使用可提供:1)基于LTE技术的无线电系统的新市场；2)蜂窝系统操作的附加能力；3)使用LTE调制解调技术的新应用和通信解决方案，诸如无线机器间(M2M)和D2D通信。因此，虽然最近研宄工作假设LTE D2D应在许可频带上操作以保证受控干扰环境，但是使用免许可频带(也称为未经许可频带)(诸如2.4GHz (ISM)频带)来进行LTE D2D通信的益处还没有被充分地考虑。
[0011]在D2D通信底层蜂窝概念(诸如LTE D2D)中，D2D通信可经由三个连续的阶段建立:
[0012]I)网关通过检查源和目的地IP地址来检测和标记任何潜在的D2D流量；
[0013]2)借助MME和eNB建立用于每个D2D通信对的D2D无线电承载；和
[0014]3) eNB为每个D2D通信对分配资源。
[0015]该概念的阶段3也可被看作是D2D通信设置。在该概念中，D2D通信所使用蜂窝系统的许可资源，使得eNB可为D2D对直接分配资源。
[0016]为了便于在例如ISM频带上进行LTE D2D操作，主要挑战涉及与WLAN相关的通用IEEE 802.11标准和LTE D2D在相同频带和地理区域中的共存性。
[0017]一些研宄试图通过使用例如CSMA/CA机制(诸如例如在IEEE 802.1lDCF中规定的)为LTE D2D和例如WLAN、蓝牙TM、ZigBee?实现公平资源竞争。基本思想是通过请求发送(TS/CTS)消息/清除发送(TS/CTS)消息的交换，D2D设备可在其信号覆盖范围内消除WLAN终端的干扰并因此在没有严重干扰的情况下使用ISM频带上的资源。
[0018]在D2D设备通信的信号覆盖外的WLAN终端不知道这些设备之间的正在进行的D2D通信。在这种情况下，如果中央控制单元(centralized unit)(诸如家庭演进节点_B (HeNB))想要调节D2D设备之间的D2D通信，则控制信令和/或D2D状态报告可能受到这种附近的WLAN终端的干扰。
[0019]如上面概述的本实施例的LTE D2D和WLAN系统之间的且基于使用CSMA/CA机制的常规资源竞争方案的共存问题示于图1中。
[0020]图1示意地描绘了与WLAN操作竞争的LTE D2D通信的示例性情况。作为中央控制单元，HeNB触发两个用户设备UEl和UE2之间的D2D通信。HeNB、用户设备UEl的和UE2被假设还处于用户设备UEl和UE2的两个通信范围70、72的重叠区域中。在这种情况下，用户设备UEl要将数据传输到用户设备UE2。因此，用户设备UEl通过广播特定请求信号(即，RTS(请求发送)信号)开始建立D2D通信。用户设备UE 2接收该RTS信号并通过广播CTS(清除发送)信号做出响应。用户设备UEl接收CTS信号并开始传输数据。
[0021]图1示出了指定为RTS覆盖范围的特定区域。该区域是用户设备UEl的通信范围70。此外，图1示出指定为CTS覆盖的另一区域。该区域是用户设备UE2的通信范围72。如从图1中可以看出，通信范围70、72重叠。在通信范围70、72的重叠部分中，定位用户设备 UEl 和 UE2。
[0022]此外，示出了 WLAN终端WL至W4。WLAN终端Wl和W2在通信范围70、72中的任何一个之外。然而，WLAN终端Wl和W2被定位为靠近HeNB。WLAN终端W3位于用户设备UEl的通信范围70中。WLAN终端W4位于用户设备UE2的通信范围中。操作可以如下:
[0023]作为源D2D设备，用户设备UEl (希望向作为目的地D2D设备的用户设备UE2传输数据包)首先感测介质。在这种情况下，介质是经常用于WLAN业务的ISM无线电频带2.4GHzo
[0024]术语“介质”对应于如后面将变得显然的第一资源。如果介质繁忙，则其会推迟。如果介质在特定时间(诸如根据IEEE 802.11标准的分布式帧间间隔(DIFS))是空闲的，则允许用户设备UEl传输称为请求发送(RTS)信号的短控制包，其包括源地址、目的地地址，和以下的D2D通信的持续时间。
[0025]响应于RTS信号的接收，如果介质是空闲的，则用户设备UE2利用称为清除发送(CTS)信号的响应控制包(其包括与RTS信号相同的持续时间信息)做出响应。
[0026]接收RTS信号和/或CTS信号的所有WLAN站(诸如例如图1中的WLAN站W3和W4)在RTS信号或CTS信号的给定持续时间内保持沉默。通过这种方式，为用户设备UEl和用户设备UE2之间的D2D通信保留介质，而不会有系统间干扰。
[0027]这种机制可保护发射器区域(图1中由参考字符70指示的RTS覆盖范围)，和接收器区域(图1中由参考字符72指示的CTS覆盖范围)在D2D通信持续时间期间免于冲突。然而，它不能保护HeNB和D2D通信用户设备对UE1、UE2之间的信令交互。
[0028]靠近HeNB但是在RTS信号和CTS信号的信号覆盖范围之外的WLAN终端(诸如图1中的WLAN终端Wl和W2)不知道正在进行的D2D通信。所以，虽然建立了用户设备UEl和用户设备UE2之间的D2D通信，但是可能出于由于WLAN端子Wl和/或W2通信引起的干扰。
[0029]应注意，为了资源调度、会话建立、安全性，QoS、收费、策略实施等的目的，LTE D2D通信一直在HeNB的控制下进行。应保护HeNB和D2D通信对之间的信令交互(诸如D2D状态报告和资源/功率控制包)免于系统间干扰。现有情形不能克服这个问题。
[0030]因此，本发明的目的是进一步改善这种情形。
【发明内容】
[0031]根据本发明的第一(装置相关)方面，提供了至少根据独立权利要求1、6和11所述的设备。
[0032]根据本发明的第二(方法相关)方面，提供了至少根据独立权利要求16、21和26所述的方法。
[0033]在各个从属权利要求中阐述了有利的进一步发展。
[0034]根据本发明的第三方面，提供了一种或多种计算机程序产品，其包括当程序在计算机上运行时被配置为执行如本文上面提及的各个方法的计算机可执行部件。
[0035]上述计算机程序产品还可包括当程序在计算机上运行时结合方法方面执行以上提到的方法方面的计算机可执行部件。
[0036]上述计算机程序产品/多个产品可体现为计算机可读存储介质。
[0037]在各个从属权利要求中阐述本发明的多个方面的至少一些示例性实施例的各个其它方面。
[0038]根据一方面，中央控制单元在请求经由D2D通信进行彼此通信的至少两个设备之间发起D2D通信。
[0039]作为本发明的D2D的其他方面，本发明的概念可被适配为允许一个源设备与一个或多个目的地设备之间的D2D通信。此外，本发明的概念可被适配为允许一个或多个源设备与一个目的地设备之间的D2D 通信。
[0040]其它方面涉及被适配为在作为源设备的模式(源模式)下以及在作为目的地设备的模式(目的地模式)下与其它设备通信的设备。根据其他方面，设备被适配为在这两种模式(即，源模式和目的地模式)下操作。此外，设备在源模式或者在目的地模式下的操作模式由中央控制单元和/或在D2D通信期间接收到的命令来控制。
[0041]在特定D2D通信中涉及的设备可根据需要从源模式切换到目的地模式，并且反之亦然。
[0042]根据其它方面，本发明提供了用于扩展LTE D2D应用范围以覆盖在例如ISM频带中的操作。可对LTE系统进行修改使得其知悉到其它同时使用，例如频谱的WLAN、蓝牙?、ZigBee? 等。
[0043]特别而言，中央控制设备或单元(分别诸如演进节点_B(eNB)或家庭演进节点_B (HeNB)可针对资源竞争而参与到这种机制中。
[0044]根据示例性方面，由本发明的多个方面提出了称为中央三方RTS/CTS交换的新颖方案，其可便于D2D通信，诸如公平竞争ISM频带上的资源的LTE D2D通信，具有进一步用途，诸如最广泛部署的WLAN系统。三方RTS/CTS交换包括三方，即中央控制设备，和两个D2D设备。中央控制设备发起三方RTS/CTS交换以便允许两个D2D设备之间的D2D通信。虽然D2D通信仅在两个D2D设备之间提供，但是分别涉及三个设备或单元。然而，本发明不限于LTE，但一般也可应用于类似的通信环境(诸如许可/未经许可频带，例如具有ISM频带或其它未经许可频带的UMTS、GSM等)。
[0045]因此，如可从上文推断，提出了提高资源效率的分布式方式。这个提出的方式至少根据示例性方法具有以下优点:
[0046]通过将传统RTS/CTS握手交换扩展到三方RTS/CTS交换，在没有潜在干扰源的情况下，在作为中央控制设备的HeNB的控制下进行D2D通信。
[0047]一般而言，在D2D通信中涉及中央控制设备允许加强D2D信令的覆盖区域。因此，可到达位于加强覆盖区域中的还没有参与的设备，使得这些设备可推迟它们的通信以便减少对D2D通信的干扰。优选地，中央控制设备通过例如触发D2D通信来控制D2D通信的信令。中央控制设备可通过广播请求信号影响触发。虽然D2D通信可提供在至少两个D2D设备之间，诸如三方RTS/CTS交换，但是可能存在涉及D2D通信的多于两个的D2D设备，从而导致多方RTS/CTS交换。同样地，在多方RTS/CTS交换中，通信可由中央控制设备发起。三方RTS/CTS交换或多方RTS/CTS交换可分别由广播请求信号的中央控制设备启动。
[0048]在提出的三方RTS/CTS交换中，所有的参与节点不必彼此确认。所提出的机制可确保:
[0049]如果存在源，诸如在HeNB、源和目的地D2D设备的任何一个信号覆盖范围内的WLAN干扰源，则D2D通信将不会开始。
[0050]如果任何请求信号(诸如RTS信息包)、响应(诸如CTSl和CTS2信号)没有被其它两个接收者都成功接收，则D2D通信将不会开始。[0051 ] 关于竞争资源的所有活动被触发且然后由HeNB控制，这确保在多个D2D通信对之间不存在HeNB间资源竞争或冲突。
[0052]D2D通信的持续时间可经由请求信号(诸如RXS包)通过HeNB来确定。
[0053]D2D资源请求和准许过程可类似于LTE系统。
[0054]为了 D2D邻居发现的目的，D2D设备可能无需定期广播它们的地址(如自组织网络中的节点)。
[0055]优选地，中央控制设备例如通过广播请求信号触发D2D通信。请求信号限定D2D通信的参与者，例如源设备和目的地设备，其可以是用户设备。在接收到请求信号之后，指定为源设备的设备可在额外接收到目的地设备的响应后例如通过广播数据开始D2D通信。指定为目的地设备的用户设备响应于广播其响应例如通过激活其收发器以接收从源设备广播的数据来准备开始D2D通信。广播响应可通过请求信号的接收来发布。
[0056]应特别注意，装置的所有功能也可被配置为也在源模式和目的地模式下操作。所以，根据本发明的装置可针对两个相应模式(即源模式和目的地模式)提供功能。因此，方法和计算机程序产品可为两种操作(即作为源的操作以及作为目的地的的操作)提供。可实现装置、方法和计算机程序产品的各种实施方式。
[0057]此外，本发明不限于未经许可的频带。本发明也可应用于其它无线资源，诸如例如允许D2D通信的其经许可的频带或部分。
[0058]本发明的概念允许减少D2D通信在通信频带中(其受共享该频带的其它应用的影响)的干扰。
【附图说明】
[0059]通过考虑结合附图的至少一些示例性实施例的以下详细描述，本发明的教导可容易地理解且至少一些附加的具体细节将明显，其中:
[0060]图1示意性示出了与WLAN操作竞争的LTE D2D通信的通信环境的情形；
[0061]图2示意性描绘了用于根据本发明的示例性实施方式情形建立D2D通信的信令；
[0062]图3示意性示出了说明根据示例性方面的作为源终端的第一用户设备UEl的操作的实例的流程图。
[0063]图4示意性示出了说明根据示例性方面的作为中央控制设备的HeNB的操作的实例的流程图。
[0064]图5示意性示出了说明根据示例性方面的作为目的地终端的第二用户设备UE2的操作的实例的流程图。
[0065]图6示意性描绘了根据示例性方面的与涉及作为中央控制设备的HeNB的与WLAN操作竞争的LTE D2D通信的示例性通信环境；
[0066]图7示意性示出了作为实施方式的示例性方面的根据本发明的信号交换的时序图；
[0067]图8示意性描绘了根据示例性方面的HeNB的请求信号以及UEl和UE2的响应的帧格式；
[0068]图9示意性描绘了包含根据本发明的至少一个方面的装置的第一用户设备UEl的模块电路图；
[0069]图10示意性描绘了根据本发明的至少一个方面的中央控制单元(诸如eNB或HeNB)的模块电路图；以及
[0070]图11示意性描绘了包含根据本发明的至少一个方面的装置的第二用户设备UE2的模块电路图。
【具体实施方式】
[0071]在不将本发明的范围限于实施方式的情况下，本发明由参考附图的以下【具体实施方式】更详细地说明。
[0072]为了说明本发明的目的，在本【具体实施方式】中对某些标准、介质和/或资源的引用应该是示例性的以便提高对本发明的容易理解。
[0073]它们不应被理解为限制本发明的概念。同样地，本文使用的语言以及术语(诸如例如信号名称、设备名称等)都是仅展示实施方式。这些语言或术语的其它用途不应为了限制其范围的目的应用于本发明。
[0074]根据本发明的至少示例性实施例的一个方面，D2D通信例如使用未许可资源，诸如ISM频带。在这方面，D2D通信与例如WLAN通信(其也可被部署在相同ISM频带上)竞争资源。
[0075]参考上述有关D2D通信的阶段3，根据上述阶段3的设置(setup)由三方RTS/CTS交换或多方RTS/CTS交换替换。三方RTS/CTS交换或多方RTS/CTS交换可由中央控制单元(诸如eNB等)触发，以便在操作在源模式下的一个或多个源设备(一方面)和操作在目的地模式下的一个或多个目的地设备(另一方面)之间建立D2D通信。可在特定D2D通信期间请求该设备改变其操作模式。换言之，D2D通信设置的整个过程同样可归纳为三个连续阶段:
[0076]I)网关通过检查源和目的地IP地址来检测和标记任何潜在的D2D流量；
[0077]2)借助MME和eNB为每个D2D通信对建立D2D无线电承载；和
[0078]3)D2D通信对经由三方RTS/CTS交换或多方RTS/CTS交换获取其资源。
[0079]根据本发明的至少示例性实施方式的其它方面，当介质(第一资源)在HeNB的判断中在DIFS时间内是空闲的时，HeNB广播特定RTS信息包作为请求信号以便触发例如三方或多方RTS/CTS交换时。DIFS时间的开始可使用一些能量检测算法通过HeNB来检测。RTS信息包包含在调度的D2D通信中涉及的源/目的地D2D设备的标识(ID)和分配给调度的D2D通信的持续时间。优选地，RTS信息包中的信息将D2D设备中的至少一个第一设备(例如，用户设备UEl)限定为源设备且将D2D设备中的至少一个第二设备(例如，用户设备UE2)限定为目的地设备。相应地，第一设备可操作在源模式下且第二设备可操作在目的地模式下。
[0080]源D2D设备接收RTS信息包。然后，如果介质在源D2D设备的判断中是空闲的，则源D2D设备利用包含其自己的ID的特定CTSl信息包做出回复。CTSl信息包中的持续时间信息应被设置为与RTS信息包中的持续时间信息一致。
[0081]目的地D2D设备接收RTS信息包和CTSl信息包。然后，如果在目的地D2D设备的判断中介质是空闲的，则目的地D2D设备利用包含其自己的ID的特定CTS2信息包做出回复。CTS2信息包中的时间信息应被设置为与RTS信息包中的时间信息一致。
[0082]来自HeNB (或类似的中央控制单元)的D2D控制信令基于D2D UE (例如，用户设备UE1、UE2)的接收状态被有条件地触发，这意味着，仅在HeNB成功地接收了 CTSl信息包和CTS2信息包两者时，它才开始所讨论的D2D通信的控制程序，诸如功率/速率控制等。源D2D设备基于目的地的CTS信号的接收状态有条件地开始数据传输，这意味着仅在源D2D设备从目的地D2D设备成功地接收CTS信息包时，它才开始传输D2D信息包。
[0083]因此，根据至少一个实例，本发明的一个方面提出为在诸如ISM频带的频带中的D2D通信减少被共享该频带的其它应用干扰的新方案，其中中央控制单元参与建立D2D通信。
[0084]图9至图11示出了适合关于本发明的至少一个示例性实施例而使用的装置的模块电路图。
[0085]图10示出了作为设置有装置32的中央控制单元的HeNB 30的模块电路图。装置32包括控制模块36，其被配置为控制能够使用至少两个特定传输资源18、20进行通信的收发器34，其中所述资源的第一资源20可用于设备间通信。第二资源18可用于集中式网络。为无线通信提供两种资源。
[0086]在实施方式中，第一资源20是基于无线电的资源，特别是，例如ISM频带，优选是，可用于W LAN流量等的2.4GHz频带。然而，第一资源也可能与其不同，例如为红外光、超声波等，其中可类似地应用本发明。第二资源18可以是经许可的无线电频带，诸如LTE、UMTS、GSM等。然而，它也可以是不同的资源，诸如红外光、超声波等。
[0087]为了控制收发器34的目的，各种模块可设置在控制模块36中，诸如例如经由收发器34和控制模块36之间的通信链路从收发器34接收数据并向收发器34传输数据的处理器。收发器34可通过适合于无线电通信(或者一般无线)的接收器与发射器结合来实现。两个部件也可彼此集成为一体。收发器34可包括一个或多个天线。然而，如果设备之间的通信不是基于无线电的，则发射器可适配为经由不同介质(诸如红外光、超声波等)通信。由收发器34接收的信号被递送到控制模块36。同样地，将要传输或广播的信号从控制模块36递送到收发器34。如图10所示的，收发器34可与装置32集成为一体，但它也可位于设备30中而在装置32的外部，因此不必形成装置42的一部分。然而，如果设备之间的通信不是基于无线电的，则发射器可适配为经由不同介质(诸如红外光、超声波等)通信。
[0088]控制模块36被配置为使收发器34广播包含第一和第二标识IDl、ID2 (其分别识别与相应装置12、52关联的相应设备10、50)的请求信号RTS。请求信号RTS请求设备10、50经由设备间D2D通信彼此通信。RTS信号可包含与调度的D2D通信相关的条件的信息。
[0089]优选地，标识ID1、ID2可存储在HeNB 30中，特别存储在存储器模块42中，或者它们也可预先递送至HeNB 30以进行D2D通信。如果更多的设备参与调度的D2D通信，则RTS信号中的标识的数量将相应地增加。
[0090]控制模块36还被配置为检测经由第一资源20接收的第一和第二响应CTS1、CTS2。为此目的，控制模块36可包括检测电路或与其通信。控制模块36可包括被适配为检测接收到的信号是否是CTS信号的检测电路。检测电路可包括自适应电路以及在控制电路的处理器上运行的计算机程序。
[0091]控制模块36还被配置为验证第一响应CTSl包含第一标识IDl且第二响应CTS2包含第二标识ID2。如果更多的设备参与了调度的D2D通信，则标识、CTS信号，和验证的数量将相应地增加。
[0092]最后但并非最不重要的，控制模块36被配置为响应于其触发经由第一资源20的在具有第一和第二标识ID1、ID2的至少设备10、50之间的设备间D2D通信。触发可通过广播RTS信号来建立。但其它命令可被额外地提供来进行触发。
[0093]装置32还可包括用于存储数据(例如第一和第二标识ID1、ID2)的存储器模块42。存储器模块42经由通信链路与控制模块36连接。存储器模块42还可在前面提到的装置32的外部且因此不形成装置32的一部分。
[0094]图9示出了第一用户设备UEl (诸如设备10，其可实现为蜂窝电话、智能电话等)的模块电路图。在本实施方式中，UEl被指定为用于经由D2D通信向指定为目的地设备的第二用户设备UE2传输数据的源设备。
[0095]设备10包括装置12，其包括被配置为控制能够使用至少两种特定传输资源18、20进行通信的收发器14。为此目的，各种模块可设置在控制模块16中，诸如例如经由收发器14和控制模块16之间的通信链路从收发器14接收数据并向收发器14传输数据的处理器。收发器14可通过适合于无线电通信(或者一般无线)的接收器与发射器结合来实现。两个部件也可彼此集成为一体。收发器14可包括一个或多个天线。然而，如果设备之间的通信不是基于无线电的，则发射器可适配为经由不同介质(诸如红外光、超声波等)通信。由收发器14接收的信号被递送到控制模块16。同样地，将要传输或广播的信号从控制模块16递送到收发器14。如图9中所示的，收发器14可与装置12集成为一体，但它也可位于设备10中而在装置12的外部。
[0096]此外，控制模块16被配置为检测请求信号，例如经由第一资源20接收的RTS信号，请求信号RTS触发设备间D2D通信的启动。控制模块16可包括被适配为检测接收到的信号是否是RTS信号的检测电路。检测电路可包括自适应电路以及在控制电路的处理器上运行的计算机程序。
[0097]控制模块16还被配置为验证请求信号RTS包含识别与装置12相关联的设备10的第一标识IDl。标识IDl可被存储在存储器模块22中。存储器模块22可包括在装置12中。然而，它也可仅包括在设备10中，即在装置12的外部且因此不形成装置12的一部分。
[0098]控制模块16还被配置为响应于其使收发器14广播包含第一标识IDl的第一响应CTSlo控制模块16可包括经请求生成CTSl信号的信号发生器。CTSl信号被递送到收发信器14以进行广播。
[0099]控制模块16还被配置为检测经由第一资源20接收的且包含识别作为用户设备UE2的另一设备50的第二标识ID2的第二响应CTS2，这将在后面讨论。为此目的，控制模块16可使用被设置为检测RTS信号的检测电路。然而，可设置单独的检测电路，其可类似于前面提到的电路。
[0100]控制模块16被配置为响应于其通过传递数据经由第一资源20开始设备10和设备50之间的设备间通信，设备10具有第一标识IDl且设备50具有第二标识ID2。
[0101]装置12可包括如图所示9的存储器模块22。存储器模块22可经由通信链路与控制模块16连接。优选地，存储器模块22存储例如第一标识IDl。存储器模块22还可在装置12的外部，因此不形成装置12的一部分。
[0102]图11示出了第二用户设备UE2(诸如可被实现为蜂窝电话、智能电话等的第二设备50)的模块电路图。在本实施方式中，用户设备UE2被指定为用于经由D2D通信从源设备10接收数据的目的地设备。此外，设备50可适配为不仅在目的地模式下也可在源模式下操作。
[0103]设备50包括装置52，其包括控制模块56 (其被配置为控制能够使用至少两种特定传输资源18、20通信的收发器54)。收发器54可类似于已经关于根据图9的设备10描述的收发器14。
[0104]控制模块56被配置为检测经由第一资源20接收的请求信号RTS，请求信号RTS触发设备间D2D通信的启动。此外，控制模块56被配置为验证请求信号RTS包含识别与装置52相关联的设备50的第二标识ID2。装置52可类似于装置12来实现。
[0105]此外，控制模块56被配置为检测经由第一资源20接收的且包含识别另一设备10的第一标识IDl的第一响应CTSl，并确认包含在第一响应CTSl中的第一标识IDl与包含在请求信号RTS中的第一标志IDl相同。为此目的，控制模块56可包括确认电路(其本身可通过运行特定适合的计算机程序的处理器来提供)。
[0106]控制模块56被进一步配置为响应于其使收发器54广播包含第二标识ID2的第二响应CTS2，并准备经由第一资源20在具有第一和第二标识ID1、ID2的设备10、50之间开始设备间D2D通信。优选地，准备可包括切换到接收模式，以便从源设备1(UEl)接收数据。
[0107]装置52可包括例如用于存储数据(诸如第一和第二标识ID1、ID2)的存储器模块62。存储器模块62可在装置52的外部，且因此不形成装置52的一部分。
[0108]虽然设备50被描述为目的地设备，但是它也可被适配为源设备，诸如设备10。为此目的，设备50可包括源模式所需的设备10的其他属性。
[0109]发射器模块14、34、54可被配置为经由第一资源20以及第二资源18建立通信。经由资源18、20进行的不同通信可以是同时的。其也可被设置为有时仅能够使用两种资源中的一种。
[0110]本发明的一个方面是参考图2进一步示例性详述的信令。在图2的上部，示出了设备，即HeNB 30、源设备10、目的地设备50和WLAN终端Wl至W4。在图2的垂直方向上，分配给设备的每条线指示时间进度。
[0111]根据图2的信令可应用到诸如图6中所示的通信环境。作为中央控制装置，HeNB30可通过广播请求信号(诸如包括参与调度的D2D通信的那些设备的标识的RTS信号)触发D2D通信的准备。在本示例性实施方式中，D2D通信与WLAN服务共享资源。D2D通信仅在具有相应标识ID1、ID2的两个设备10、50之间提供。
[0112]虽然在图2中，多于一个的箭头对应于RTS信号、CTSl信号和CTS2信号的每个，但是应理解，这些信号优选地仅广播一次。假设箭头只显示信号路径。所以，在图2中，为了呈现的目的，与RTS信号相关的四个箭头被视为在同时实现。同样适用于CTSl信号和CTS2信号。为CTSl信号和CTS2信号中的每个分配示出信号路径的三个箭头。
[0113]现在参考图6，其示出了根据本发明的实施方式。中央控制单元(诸如图10中所示的HeNB 30)具有通信范围74。根据图9和图11，在通信范围74的内部定位移动设备10,50作为用户设备UEl和UE2。移动设备10具有通信范围70。移动设备50具有通信范围72。HeNB 30以及移动设备10、50位于所有三个通信范围70、72、74的重叠区域中。
[0114]此外，根据图6提供了四个WLAM终端Wl至W4。WLAN终端Wl和W2仅定位在通信范围74中。WLAN终端W3仅定位在通信范围70中。WLAN终端W4仅定位在通信范围72中。
[0115]考虑到根据图6的HeNB 30、设备10、50以及WLAN终端Wl至W4的布置，HeNB 30的RTS信号由设备10 (UEl)、设备50 (UE2)以及WLAN终端WL和W2接收。WLAN终端WL和W2在接收到RTS信号时终止它们的通信。此外，响应于RTS信号的接收，用户设备UEl广播包含其标识IDl的CTSl信号。由HeNB 30、设备50 (UE2)和WLAN终端W3接收CTSl信号。响应于此，WLAN终端W3终止其通信。在除了接收到RTS信号之外由设备50 (UE2)还接收到CTSl信号时，设备50 (UE2)广播其包含其标识ID2的CTS2信号。由HeNB 30、设备10 (UEl)和WLAN终端W4接收CTS2信号。响应于此，WLAN终端W4终止其通信。在除接收到RTS信号外设备1(UEl)还接收到CTS2时，由设备1(UEl)开始将数据传输到设备50 (UE2)的D2D通信。
[0116]中央控制单元HeNB 30通过例如先前的通信、登录程序等执行参与D2D通信的设备10、50的I D。而且，告知中央控制单元设备想要在D2D通信之前将数据传输到另一设备。中央控制单元首先检查所请求的设备之间的D2D通信是否可行。如果不可行，则推迟D2D通信。
[0117]如后面所讨论的，通过到达RTS和CTS信号中指示的持续时间的尽头终止D2D通信。虽然图6涉及与在WLAN ISM频带下的LTE D2D通信相关的特定实施方式，但是应注意，本发明的概念不受其约束。它可应用于可能受到其它通信链路影响的任何无线D2D通信。
[0118]所以，本发明可应用在LTE D2D通信上的应用，其中通信在ISM频带(其中相同频带和地理区域下的通用的IEEE 802.1lffLAN正在操作)下提供。为了便于LTE D2D在ISM频带上操作，主要挑战涉及LTE D2D和通常IEEE 802.1lWLAN标准在诸如图6中所示的相同频带和地理区域中的共存性。
[0119]在作为蜂窝网络的基础的D2D通信的概念中，D2D通信应借助eNB、移动性管理实体(MME)和网关来建立。网关能够通过检查源和目的地IP地址来检测和标记任何潜在的D2D流量。MME和eNB然后建立D2D无线电承载。在D2D通信期间，eNB为D2D通信设备和D2D装置以及网关之间的汽车工程师协会(SAE)承载维持本地控制。D2D通信的资源由eNB从用于ISM(特别是WLAN操作)的未经许可频带分配。
[0120]在本实施例中采用前述的D2D基础蜂窝概念，即在ISM频带上操作的D2D通信，不同之处在于本文假设D2D通信与WLAN系统竞争ISM频带上的资源。所提出的方案(称为中央三方RTS/CTS交换)如下进一步通过示例地参考图6来阐述。
[0121]图6示出其中可应用本发明的示例性通信环境。如从图6中可以看出，HeNB 30、用户设备UEl和UE2都位于通信范围70、72和74的重叠区域中。所以，这三个设备可彼此通信。
[0122]相比于图1示出设备的类似布置，图6中的HeNB 30参与D2D通信，使得WLAN终端Wl和W2也知悉D2D通信。这可如前所述的减少干扰。根据本发明的示例方面避免通信冲突的过程可以如下。
[0123]图6中的用户设备UEl和UE2可以是希望在HeNB 30 (其可以是根据图10的设备30)的控制下开始D2D通信的示例性的两个LTE设备10、50。
[0124]用户设备UEl和UE2的每个装置12、52具有被配置为提供必要的功能的至少控制模块16、56以及由控制模块16、56控制的收发器14、54。用户设备UEl和UE2可以是任何设备，特别是，移动设备，诸如具有能够在许可频带(第二资源)以及未许可频带(第一资源)上进行通信的收发器的蜂窝电话等。可采用用于两种模式操作的收发器。由于作为未许可频带的ISM频带上的所考虑的D2D通信可在局部区域(诸如办公室和家庭区域)发生，所以常规D2D概念中的eNB在这种情形下由HeNB 30替代。指示为Wl、W2、W3和W4的一些WLAN站作为D2D通信的潜在干扰源位于相同的地理局部区域中。
[0125]为了与WLAN服务竞争资源，中央三方RTS/CTS交换在HeNB与用户设备UEl和UE2之间的连接使用会话发起协议(SIP)和互联网协议(IP)被成功地建立之后开始。在用户设备UEl和UE2之间的D2D通信建立之前，提供用户设备UEl和UE2 ( 一方面)与HeNB (另一方面)之间的握手。因此，此时，HeNB已经知悉用户设备UEl和UE2希望经由D2D进行通信。HeNB通过它们的网络标识(例如小区无线电网络临时标识(C-RNTI)或IP地址)查找用户设备UEl和UE2。
[0126]可能的信令可基于请求信号和响应的特定格式。在中央三方RTS/CTS交换的情况下，所述RTS信息包具有特定帧格式，使得通信范围74中的所有设备可检测到并识别该信号。考虑到CSMA/CA协议，接收RTS信号的设备可确定它们是否参与D2D通信。不参与D2D通信的设备(诸如图6中的WLAN终端Wl和W2)推迟它们的通信。在本实施方式中，可使用在诸如WLAN系统中的帧格式，使得在RTS信号覆盖范围内的WLAN终端Wl和W2可识别RTS信号且然后立即退避其对介质的访问。这些设备在图6中是WLAN终端Wl和W2。优选地，WLAN终端Wl和W2的通信根据RTS信息包中给出的且在后面更详细地讨论的持续时间值来推迟。
[0127]参考图8，RTS信号的格式可如下:
[0128]RTS信号包含至少接收器地址RA字段、发射器地址TA字段和持续时间字段。然而，字段的数量可增加以适应于参与设备的数量。
[0129]所述RTS信息包的接收器地址RA字段优选包含源D2D设备UEl的标识IPl (图8)。作为IDl的所述标识IPl可以是C-RNT1、IP地址或由HeNB已知的任何其它唯一标识。RTS信息包的RA字段可以是48位字段，其足够长以包含C-RNTI (16位)或IP地址(32位)。
[0130]所述RTS信息包的发射器地址RA字段优选包含作为目的地D2D设备UE2的ID2的标识IP2(图8)。所述标识IP2可以是C-RMT1、IP地址或由HeNB已知的任何其它唯一标识。RTS信息包的TA字段可以是48位字段，其足够长以包含C-RNTI (16位)或IP地址(32 位)。
[0131]所以，RTS信号包含第一和第二标识IDl和ID2，其识别与不同装置12、52相关联的不同的设备10、50 (即用户设备UEl和UE2)，设备10、50经由RTS信号请求经由设备间通信彼此通信。
[0132]所述RTS信息包的持续时间字段优选地是为用户设备UEl和UE2之间的D2D通信分配的时间、加上传输两个CTS信息包所需的时间、加上三个短帧间间隔(SIFS)间隔时间。所述持续时间值在图7、图8中被指示为Tl。
[0133]应注意，这里的RTS信息包的发射器是HeNB，而由RTS信息包携带的接收器/发射器地址属于另两个节点，这不同于常规WLAN RTS/CTS协议。
[0134]更详细地，在本实施方式中，与WLAN标准不同，TA字段不包含RTS信号的实际发射器的标识，由于在本实施方式中，HeNB传输RTS。相反，TA字段包含目的地终端UE2 (作为源终端的UEl想要将其数据传输至其)的标识ID。虽然用户设备UE 2没有传输RTS信号，但是在用户设备UEl站处，RTS信号被视为将源模式分配给用户设备UEl且将目的地模式分配给用户设备UE2。
[0135]这使得HeNB能够通过利用RTS信号发起D2D通信使用户设备UEl和UE2之间的D2D通信生效。还是与WLAN标准不同，由TA字段指定的RTS信号的发射器被分配为接收数据，而RA字段指定数据的发射器。使用TA字段和RA字段会偏离WLAN标准。
[0136]如图7中所示，所提出的方案包括四个连续阶段。
[0137]阶段1:
[0138]参考图4进一步详述HeNB 30的操作的实例。操作由HeNB 30的装置32的控制模块36 (图10)控制。这开始于步骤S30。在步骤S31其首先检测介质，在此例如ISM频带作为第一资源20。如果介质繁忙(S32)，则其推迟(S39)并在步骤S39结束处理。如果在DIFS时间内介质是空闲的(S32)，则HeNB广播(S33)特定RTS信息包。RTS信息包是具有前述帧格式(图8)的请求信号。RTS信息包触发作为设备间通信的启动的三方RTS/CTS交换。
[0139]在传输所述RTS信息包之后，在步骤S34中HeNB 30切换回接收模式以等待来自作为UEl和UE2的源和目的地D2D设备10、50的CTS信息包。
[0140]阶段2:
[0141]一旦LTE终端(诸如UE1、UE2)、WLAN终端WL、W2经由ISM频带检测到在RA字段中包含其自己的标识(S12)的RTS信息包(图3，步骤Sll)，该终端理解它应该作为源D2D设备(诸如UEl)参与三方RTS/CTS交换(图3，步骤S10)。
[0142]操作由设备10 (UEl)的装置12的控制模块16控制。过程开始于步骤S10。UEl检测是否已在步骤Sll中接收到RTS信息包。如果没有接收到RTS信息包，则过程结束于步骤S20。如果已经接收到RTS信息包，则UEl在步骤S12中验证请求信号包含识别与装置12相关联的设备10 (即UEl)的第一标识IPl。如果RTS信息包不包含第一标识IPl，则过程结束于步骤S20。如果RTS信息包包含第一标识IPl，则在步骤S13中源D2D设备10 (UEl)首先感测介质。如果介质繁忙(S14)，则其不传输任何信息且该过程结束于步骤S20，如果介质空闲(S13)，则源D2D设备1(UEl)等待达SIFS时间(S14)且然后在步骤S15中响应于从HeNB 30接收的RTS信息包广播表示为CTSl信息包的特定CTS信息包。
[0143]所述CTSl信息包具有如图8所示的特定帧格式。CTSl信息包的帧格式与在WLAN系统中使用(图8)的相同。因此，CTSl覆盖范围70内的所有WLAN终端(特别是，靠近UEl的那些终端)识别CTSl信息包且然后根据CTSl信息包中给定的持续时间值立即退避其对介质(即第一资源)的访问。在图6中，WLAN终端W3会受到影响。
[0144]如进一步在图8中所示，所述CTSl信息包的接收器地址RA字段优选包含源D2D设备10 (即UEl)本身的标识IPlo
[0145]此外，所述CTSl信息包的持续时间字段优选地是紧接的之前接收的RTS信息包中的时间Tl、减去传输一个CTS信息包所需的时间、减去一个SIFS时间间隔。所述持续时间值在图7、图8中被表示为T2。
[0146]在已经传输了所述CTSl信息包之后，源D2D设备1(UEl)在步骤S16中切换回接收模式以等待来自目的地D2D设备50 (UE2)的CTS2信息包。
[0147]阶段3:
[0148]LTE终端理解只有在下面的三个条件都满足时其应作为目的地D2D设备50 (UE2)参与三方RTS/CTS交换(图5中，开始于S50):
[0149]I) LTE终端检测到在TA字段中包含其自己的标识IP2 (S52)的RTS信息包(S51)；
[0150]2)LTE终端检测到以SIFS时间间隔紧跟RTS信息包的CTS信息包(S53)；
[0151]3) CTS信息包的RA字段包含与RTS信息包的RA字段中的相同的标识(S54)。
[0152]图5示出了由设备50的装置52的控制模块 56控制的UE2(诸如设备50)的示例性操作。过程开始于步骤S50。UE2检测是否在步骤S51接收到RTS。如果没有接收到RTS信息包，则过程结束于步骤S60。如果接收到RTS信息包，则在步骤S52中UE2验证请求信号包含识别与装置52相关联的设备50 (即UE2)的第二标识IP2。
[0153]UE2进一步检测是否在步骤S53中接收到CTSl信息包。如果没有接收到CTSl信息包，则过程结束于步骤S60。如果接收到CTSl信息包，则在步骤S54中UE 2进一步确定CTSl信息包的RA字段中的第一标识Il是否与RTS信息包的RA字段中的第一标识IPl相同。如果不相同，则过程结束于步骤S60。如果相同，则在步骤S55中目的地D2D设备50 (UE2)首先感测介质。
[0154]如果介质繁忙(S56)，则其不传输任何信息，且过程结束于步骤S60。如果介质空闲(S56)，则在步骤S57中其广播表示为CTS2信息包的特定CTS信息包。所以，CTS2信号的广播是响应于来自HeMB 30的RTS信息包和来自UEl的CTSl信息包。
[0155]所述CTS2信息包具有与在WLAN系统中使用的那些相同的帧格式(图8)。特定而言，CTS2信息包具有与CTSl信息包相同的帧格式。所以，CTS 2覆盖范围72内的所有WLAN终端(特别是，靠近UE2的那些终端)可识别CTS2信息包且然后根据在CTS2信息包中给定的持续时间值立即退避其对介质(即第一资源20)的访问。在图6中，WLAN终端W4会受到影响。
[0156]所述CTS2信息包的接收器地址RA字段被假设为包含目的地D2D设备50 (即UE2)自己的标识IP2。
[0157]所述CTS2信息包的持续时间字段优选地是紧邻的之前的CTSl信息包中的时间T2、减去传输一个CTS信息包所需的时间、减去两个SIFS时间间隔。所述持续时间值在图7、图8中被表示为T3。
[0158]在已经广播所述CTS2信息包之后，目的地D2D设备50(UE2)切换回接收模式以等待来自源D2D设备10 (UEl)的D2D信息包，或来自HeNB 30的D2D控制信令。
[0159]阶段4:
[0160]HeNB 30通过在步骤S35中检测是否已经接收到CTSl信息包来进行其操作。如果没有接收到CTSl信息包，则过程结束于步骤S39。如果已经接收到CTSl信息包，则HeNB通过在步骤S36中检测是否已经接收到CTS2信息包来进行其操作。如果没有接收到CTS2信息包，则过程结束于步骤S39。
[0161]只有当HeNB 30优选地经由第一资源ISM频带成功地接收到CTSl信息包和CTS2信息包(S35、S36)两者时，其才在步骤S37中开始控制程序以进行D2D通信。启动取决于验证CTSl数据包包含第一标识IPl且CTS2信息包包含第二标识IP2。响应于此，开始在具有第一和第二标识的设备UEl和UE2之间的经由第一资源进行的设备间D2D通信。否则，竞争资源的当前尝试失败，且过程结束于步骤S39。如果需要对资源的另一尝试，则再回到阶段I。
[0162]只有当在步骤S17中源D2D设备1(UEl)经由第一资源ISM频带分别成功地接收到或检测到CTS2信息包时，其才在步骤S18中开始传输D2D信息包。传输经由作为第一资源的ISM频带提供。优选地，在步骤S18中开始传输D2D信息包取决于包含识别另一设备(即UE2)的第二标识IP2的第二响应。否则，竞争资源的当前尝试失败，且过程结束于步骤S20。如果需要对资源的另一尝试，则再回到阶段2。
[0163]如果目的地D2D设备50 (UE2)未从源D2D设备10 (UEl)接收到任何D2D信息包或从HeNB 30接收到D2D控制信令，则其将知道竞争资源的当前尝试失败(S59、S60)。如果需要另一尝试，则再回到阶段3。
[0164]如果RTS、CTS1和/或CTS2的持续时间用完，则D2D通信可分别终止于步骤S19、S38、S590
[0165]其它系统也可受益于本文中提出的原理，只要它们在任何通信频带下具有与D2D通信相同或相似的性能。
[0166]本发明的实施方式可以软件、硬件、应用逻辑或者软件、硬件和应用逻辑的组合来实现。软件、应用逻辑和/或硬件通常存在于终端设备或网络设备的控制模块上。
[0167]在实例实施方式中，应用逻辑、软件或指令集被保持在各种常规计算机可读介质中的任何一种上。在本文档的上下文中，“计算机可读介质”可以是任何介质或器件，其能够包含、存储、传递、传播或传输用于由指令执行系统、装置，或设备(诸如计算机或智能电话、用户设备等)使用或与其结合使用的指令。
[0168]本发明可有利地在可与这种网络连接的用户设备或智能电话，或个人计算机中来实现。即，本发明可被实现为连接的设备和/或其调制解调器的芯片集/在连接的设备和/或其调制解调器的芯片集中实现。更一般而言，允许双模式操作的各种系统(依靠作为特定传输资源的一种模式的蜂窝通信和作为特定传输资源的第二模式的D2D通信)可能会看到被实施本发明的性能改进。
[0169]如果需要，在此讨论的不同功能可以不同的顺序和/或彼此同时地来进行。此外，如果需要，一个或多个上述功能可以是可选的或者可被组合。
[0170]虽然在独立权利要求中阐述本发明的各个方面，但是本发明的其它方面包括来自所描述的实施方式和/或具有独立权利要求的特征的从属权利要求的特征的其它组合，而不仅仅是权利要求中明确阐述的组合。
[0171]这里也应注意，虽然上面描述了本发明的实例实施方式，但是这些描述不应被视为对范围的限制。相反，存在在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下可作出的很多变化和修改。
[0172]缩写列表:
[0173]ISM:工业、科学和医疗频带
[0174]WLAN:无线局域网
[0175]RTC/CTS:请求发送/清除发送
[0176]NAV:网络分配矢量
[0177]SIFS:短帧间间隔
[0178]DIFS:分布式帧间间隔
[0179]LTE:长期演进
[0180]D2D:设备间
[0181]P2P:对等网络
[0182]CSMA/CA:载波侦听多路访问/冲突避免
[0183]M2M:机器间
[0184]IEEE:电气与电子工程师协会
[0185]eNB:演进节点—B
[0186]HeNB:家庭演进节点_B
[0187]QoS:服务质量
[0188]UE:用户设备
[0189]GSM:全球移动通信系统
[0190]MME:移动性管理实体
[0191]SAE:美国汽车工程师协会
[0192]C-RNT1:小区无线网络临时标识
[0193]SIP:会话发起协议
[0194]IP:互联网协议
【主权项】
1.一种装置，包括: 控制模块，被配置为: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源能用于设备间通?目， 检测经由第一资源接收的请求信号，所述请求信号触发设备间通信的启动； 验证所述请求信号包含第一标识，所述第一标志识别与所述装置相关联的设备， 响应于此，使所述收发器广播包含所述第一标识的第一响应， 检测经由所述第一资源接收的且包含第二标识的第二响应，所述第二标志识别另一设备，并且响应于此， 经由所述第一资源在具有所述第一标识的设备和具有所述第二标识的设备之间开始设备间通信。2.根据权利要求1所述的装置，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第一预定地址字段包含所述第一标识；并且其中所述控制模块进一步被配置为 验证所述请求信号在所述第一预定地址字段中包含所述第一标识。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中， 所述请求信号进一步包括至少持续时间指示字段，所述持续时间指示字段包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的初始时间的时间指示；并且其中，所述控制模块进一步被配置为将所述第一响应构成为包括如下部分: 所述第一标识，以及 持续时间指示字段，其包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的第一时间的第一时间指示，其中，所述第一时间由所述初始时间减去保护时间段并减去所述第一响应的传输持续时间来限定。4.根据权利要求1或2所述的装置，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第二预定地址字段包含所述第二标识；并且其中所述控制模块进一步被配置为 确认包含在所述第二响应中的所述第二标识与包含在所述请求信号中的所述第二标识相同。5.根据权利要求3所述的装置，其中， 所述控制模块进一步被配置为 致使在接收到所述请求信号之后在所述保护时间段终止后广播所述第一响应。6.一种装置，包括: 控制模块，被配置为: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源旨在用于设备间通信， 检测经由第一资源接收的请求信号，所述请求信号触发设备间通信的启动； 验证所述请求信号包含第二标识，所述第二标识识别与所述装置相关联的设备， 检测经由所述第一资源接收的且包含第一标识的第一响应，所述第一标识识别另一设备， 确认包含在所述第一响应中的所述第一标识与包含在所述请求信号中的所述第一标识相同， 响应于此，使所述收发器广播包含所述第二标识的第二响应，以及准备在具有所述第一标识的设备和具有所述第二标识的设备之间经由所述第一资源开始设备间通信。7.根据权利要求6所述的装置，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第二预定地址字段包含所述第二标识；并且其中所述控制模块进一步被配置为 验证所述请求信号在所述第二预定地址字段中包含所述第二标识。8.根据权利要求6或7所述的装置，其中， 所述第一响应进一步包括至少持续时间指示字段，所述持续时间指示字段包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的第一时间的时间指示；并且其中，所述控制模块进一步被配置为将所述第二响应构成为包括如下部分: 所述第二标识，以及 持续时间指示字段，其包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的第二时间的第二时间指示，其中，所述第二时间由所述第一时间减去两个保护时间段并减去所述第二响应的传输持续时间来限定。9.根据权利要求6或7所述的装置，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第一 预定地址字段包含所述第一标识；并且其中所述控制模块进一步被配置为 确认包含在所述第一响应中的所述第一标识与包含在所述请求信号中的所述第一标识相同。10.根据权利要求7所述的装置，其中， 所述控制模块进一步被配置为 致使在接收到所述第一响应之后在所述保护时间段终止之后广播所述第二响应。11.一种装置，包括: 控制模块，被配置为: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源旨在用于设备间通信， 使所述收发器广播包含至少第一标识和第二标识的请求信号，所述第一标识和所述第二标识分别识别与相应装置相关联的相应设备，所述请求信号请求所述设备经由设备间通信来彼此通信， 检测经由所述第一资源接收的第一响应和第二响应， 验证所述第一响应包含所述第一标识并验证所述第二响应包含所述第二标识，并且响应于此， 触发经由所述第一资源的在具有所述第一标识的设备和所述第二标识的设备之间的设备间通信。12.根据权利要求11所述的装置，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第一预定地址字段包含所述第一标识；并且其中，这些地址字段中的第二预定地址字段包含所述第二标识。13.根据权利要求11或12所述的装置，其中， 所述请求信号进一步包括至少持续时间指示字段，所述持续时间指示字段包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的初始时间的时间指示；并且其中，控制模块进一步被配置为将所述请求信号构成为包括如下部分: 所述第一标识和所述第二标识，以及 所述持续时间指示字段，其包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的初始时间的初始时间指示，其中，所述初始时间通过为所述设备之间的所述设备间通信分配的时间加上用于传输请求经由设备间通信来通信的所述装置的所述响应的时间并加上一定数量的保护时间段来限定，其中，所述数量与包含在所述请求信号中的标识的数量增加一相对应。14.根据权利要求11所述的装置，其中， 所述控制模块进一步被配置为 致使在暂停时间段终止之后在所述第一资源中广播所述请求信号。15.一种方法，包括以下步骤: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源能用于设备间通?目， 检测经由第一资源接收的请求信号，所述请求信号触发设备间通信的启动； 验证所述请求信号包含第一标识，所述第一标识识别与所述装置相关联的设备， 响应于此，使所述收发器广播包含所述第一标识的第一响应， 检测经由所述第一资源接收的且包含第二标识的第二响应，所述第二标识识别另一设备，以及 响应于此，经由所述第一资源在具有所述第一标识的设备和具有所述第二标识的设备之间开始设备间通信。16.根据权利要求15所述的方法，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第一预定地址字段包含所述第一标识；并且其中所述方法进一步包括: 验证所述请求信号在所述第一预定地址字段中包含所述第一标识。17.根据权利要求15或16所述的方法，其中， 所述请求信号进一步包括至少持续时间指示字段，所述持续时间指示字段包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的初始时间的时间指示；并且 其中，所述方法进一步包括: 构成包括所述第一标识并包括持续时间指示字段的所述第一响应，所述持续时间指示字段包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的第一时间的第一时间指示，其中，所述第一时间通过所述初始时间减去保护时间段并减去所述第一响应的传输持续时间来限定。18.根据权利要求15或16所述的方法，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第二预定地址字段包含所述第二标识；并且 其中，所述方法进一步包括: 确认包含在所述第二响应中的所述第二标识与包含在所述请求信号中的所述第二标识相同。19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述控制模块进一步致使在接收到所述请求信号之后在所述保护时间段终止之后广播所述第一响应。20.一种方法，包括以下步骤: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源旨在用于设备间通信， 检测经由第一资源接收的请求信号，所述请求信号触发设备间通信的启动； 验证所述请求信号包含第二标识，所述第二标识识别与所述装置相关联的设备， 检测经由所述第一资源接收的且包含第一标识的第一响应，所述第一标识识别另一设备， 确认包含在所述第一响应中的所述第一标识与包含在所述请求信号中的所述第一标识相同， 响应于此，使所述收发器广播包含所述第二标识的第二响应，以及准备经由所述第一资源在具有所述第一标识的设备和具有所述第二标识的设备之间开始设备间通信。21.根据权利要求20所述的方法，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第二预定地址字段包含所述第二标识；并且其中所述方法进一步包括: 验证所述请求信号在所述第二预定地址字段中包含所述第二标识。22.根据权利要求20或21所述的装置，其中， 所述第一响应进一步包括至少持续时间指示字段，所述持续时间指示字段包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的第一时间的时间指示； 并且其中，所述方法进一步包括: 构成包括所述第二标识的所述第二响应，并且 所述第二响应包括持续时间指示字段，所述持续时间指示字段包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的第二时间的第二时间指示，其中，所述第二时间通过所述第一时间减去两个保护时间段并减去所述第二响应的传输持续时间来限定。23.根据权利要求20或21所述的方法，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第一预定地址字段包含所述第一标识；并且其中 所述方法进一步包括: 确认包含在所述第一响应中的所述第一标识与包含在所述请求信号中的所述第一标识相同。24.根据权利要求21所述的方法，进一步包括以下步骤: 致使在接收到所述第一响应之后在所述保护时间段终止之后广播所述第二响应。25.一种方法，包括以下步骤: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源旨在用于设备间通信， 使所述收发器广播包含至少第一标识和第二标识的请求信号，所述第一标识和所述第二标识分别识别与相应装置相关联的相应设备，所述请求信号请求所述设备经由设备间通信来彼此通信， 检测经由所述第一资源接收的第一响应和第二响应， 验证所述第一响应包含所述第一标识并验证所述第二响应包含所述第二标识，并且响应于此， 触发经由所述第一资源的在具有所述第一标识的设备和具有所述第二标识的设备之间的设备间通信。26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第一预定地址字段包含所述第一标识；并且其中，这些地址字段中的第二预定地址字段包含所述第二标识。27.根据权利要求25或26所述的装置，其中， 所述请求信号进一步包括至少持续时间指示字段，所述持续时间指示字段包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的初始时间的时间指示； 并且其中，所述方法进一步包括: 将所述请求信号构成为包括如下部分: 所述第一标识和所述第二标识，以及 所述持续时间指示字段，其包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的初始时间的初始时间指示，其中，所述初始时间通过为所述设备之间的所述设备间通信分配的时间加上用于传输请求经由设备间通信来通信的所述装置的所述响应的时间并加上一定数量的保护时间段来限定，其中，所述数量与包含在所述请求信号中的标识的数量增加一相对应。28.根据权利要求25所述的方法，进一步包括: 致使在暂停时间段终止之后在所述第一资源中广播所述请求信号。29.一种计算机程序产品，包括一组计算机可执行指令，当所述程序在设备上运行时，所述指令使所述设备执行以下步骤: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源能用于设备间通?目; 检测经由第一资源接收的请求信号，所述请求信号触发设备间通信的启动； 验证所述请求信号包含第一标识，所述第一标识识别与所述装置相关联的设备， 响应于此，使所述收发器广播包含所述第一标识的第一响应； 检测经由所述第一资源接收的且包含第二标识的第二响应，所述第二标识识别另一设备， 响应于此，经由所述第一资源在具有所述第一标识的设备和具有所述第二标识的设备之间开始设备间通信。30.一种计算机程序产品，包括一组计算机可执行指令，当所述程序在设备上运行时，所述指令使所述设备执行以下步骤: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源旨在用于设备间通信， 检测经由第一资源接收的请求信号，所述请求信号触发设备间通信的启动； 验证所述请求信号包含第二标识，所述第二标识识别与所述装置相关联的设备， 检测经由所述第一资源接收的且包含第一标识的第一响应，所述第一标识识别另一设备， 确认包含在所述第一响应中的所述第一标识与包含在所述请求信号中的所述第一标识相同， 响应于此，使所述收发器广播包含所述第二标识的第二响应，以及准备经由所述第一资源在具有所述第一标识的设备和具有所述第二标识的设备之间开始设备间通信。31.一种计算机程序产品，包括一组计算机可执行指令，当所述程序在设备上运行时，所述指令使所述设备执行以下步骤: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源旨在用于设备间通信， 使所述收发器广播包含至少第一标识和第二标识的请求信号，所述第一标识和所述第二标识分别识别与相应装置相关联的相应设备，所述请求信号请求所述设备经由设备间通信来彼此通信， 检测经由所述第一资源接收的第一响应和第二响应， 验证所述第一响应包含所述第一标识并验证所述第二响应包含所述第二标识，并且响应于此， 触发经由所述第一资源的在具有所述第一标识的设备和具有所述第二标识的设备之间的设备间通信。
【专利摘要】本发明提出了改进设备间通信的方法、设备和计算机程序产品。为了改进D2D通信，本发明提出了涉及中央控制单元和参与D2D通信的那些设备的集中通信概念。所述概念涉及三方RTS/CTS交换。
【IPC分类】H04W76/02
【公开号】CN104904302
【申请号】CN201280077387
【发明人】李振红, 王海峰, 卡里·里基宁, 周斌
【申请人】美国博通公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2012年9月28日
【公告号】EP2901798A1, US20150334752, WO2014047908A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及有关设备间通信的设备、方法和计算机程序产品。具体地，本发明涉及用于例如在所谓的未许可的频带中的设备间通信的那些设备、方法和计算机程序产品。
【背景技术】
[0002]移动通信架构可分类为蜂窝网络和自组织网络。在蜂窝网络中，通常不允许移动设备之间的直接通信。即使源和目的地彼此接近，流量(traffic)也一般经由一个或多个核心网络元件来路由。相反，在自组织网络中，移动设备可直接彼此通信，而无需涉及(核心)网络基础设施，例如中央控制器(centralized controller)。这被称为设备间(D2D)或对等(P2P)通信。
[0003]发现在蜂窝网络中实现额外的D2D通信可能成为有前景的概念。根据这种概念，本地D2D通信得益于蜂窝系统的集中式控制，诸如资源分配和干扰协调。而且，蜂窝系统的效率可通过为短距离D2D链路采用高质量信道来提高。
[0004]将D2D通信引入蜂窝系统的优点可例如包括:由于降低的传输功率需求引起的移动设备的电池的更长电池寿命、因为D2D流量的直接路由引起的更有效的资源使用、通过使用接收者间传输而实现的内容分布应用的改善的性能等。
[0005]作为蜂窝网络的基础的D2D通信已经被提出是国际移动电信增强(IMT-Advanced)网络的关键技术组件。在该报告中，为蜂窝系统的增强使用长期演进(LTE)标准技术的D2D通信被称为LTE D2D。
[0006]一般而言，本发明涉及与D2D通信的附加功能组合的集中式无线网络。设备(诸如移动设备)可经由集中站(诸如集中控制单元等)通信，至少部分地路由两个或更多个设备之间的通信。集中控制单元可以是核心网络基础设施的一部分。特别而言，集中站通常知悉在与中心站的通信范围内的那些设备。设备可以不是移动的。它们也可以是静止的。它们可以是用户设备，诸如蜂窝电话、智能电话、笔记本等。虽然无线通信通常经由作为传输资源的无线电建立，但是它也可应用于作为传输资源的超声、红外光等。传输资源可被限制在一定频带或在某些频带中划分，其中，频带分别限定波长范围或频率范围。
[0007]然而，在下文，将参考作为无线通信的无线电通信来描述本发明的示例性方面。
[0008]某些应用可提供与其它通信应用(诸如工业科学医疗(ISM)应用，例如WLAN、蓝牙TM、ZigBee?等)共享相同传输资源的频带的D2D通信特征。ISM应用往往不要求用于操作的许可，这是为什么这样的频带也可被称为未经许可频带或免许可频带。与此相反，经由网络的通信通常需要频带在其上使用/保留的协议(许可)。这是为什么它也可被称为许可频带。在很多情况下，D2D通信以及ISM应用的通信可被本地限定。因此，尤其在D2D通信和ISM应用的通信的通信范围在空间和时间上重叠时，可能会出现干扰。这种共享频带需要特定条件，使得通信之间的干扰可在某种程度上被避免。为此目的，在本领域中已知使用某些握手程序(handshaking procedure)(诸如例如与WLAN、载波侦听多路访问/冲突避免CSMA/CA相关)以便减少干扰。
[0009]不论它们如何，虽然使用CSMA/CA，但是在共享频带下的不同通信期间仍可能出现某些通信干扰。设想的问题被认为在特定情况(其中基于集中无线网络的通信由LTE技术提供以在与空闲本地通信相同的频带下与D2D通信组合，其频带可以是ISM频带)的基础上被进一步详述。下面的讨论不应被理解为限制本发明的范围而是仅提高理解的容易性。
[0010]可设想，共享频带上的LTE技术使用可提供:1)基于LTE技术的无线电系统的新市场；2)蜂窝系统操作的附加能力；3)使用LTE调制解调技术的新应用和通信解决方案，诸如无线机器间(M2M)和D2D通信。因此，虽然最近研宄工作假设LTE D2D应在许可频带上操作以保证受控干扰环境，但是使用免许可频带(也称为未经许可频带)(诸如2.4GHz (ISM)频带)来进行LTE D2D通信的益处还没有被充分地考虑。
[0011]在D2D通信底层蜂窝概念(诸如LTE D2D)中，D2D通信可经由三个连续的阶段建立:
[0012]I)网关通过检查源和目的地IP地址来检测和标记任何潜在的D2D流量；
[0013]2)借助MME和eNB建立用于每个D2D通信对的D2D无线电承载；和
[0014]3) eNB为每个D2D通信对分配资源。
[0015]该概念的阶段3也可被看作是D2D通信设置。在该概念中，D2D通信所使用蜂窝系统的许可资源，使得eNB可为D2D对直接分配资源。
[0016]为了便于在例如ISM频带上进行LTE D2D操作，主要挑战涉及与WLAN相关的通用IEEE 802.11标准和LTE D2D在相同频带和地理区域中的共存性。
[0017]一些研宄试图通过使用例如CSMA/CA机制(诸如例如在IEEE 802.1lDCF中规定的)为LTE D2D和例如WLAN、蓝牙TM、ZigBee?实现公平资源竞争。基本思想是通过请求发送(TS/CTS)消息/清除发送(TS/CTS)消息的交换，D2D设备可在其信号覆盖范围内消除WLAN终端的干扰并因此在没有严重干扰的情况下使用ISM频带上的资源。
[0018]在D2D设备通信的信号覆盖外的WLAN终端不知道这些设备之间的正在进行的D2D通信。在这种情况下，如果中央控制单元(centralized unit)(诸如家庭演进节点_B (HeNB))想要调节D2D设备之间的D2D通信，则控制信令和/或D2D状态报告可能受到这种附近的WLAN终端的干扰。
[0019]如上面概述的本实施例的LTE D2D和WLAN系统之间的且基于使用CSMA/CA机制的常规资源竞争方案的共存问题示于图1中。
[0020]图1示意地描绘了与WLAN操作竞争的LTE D2D通信的示例性情况。作为中央控制单元，HeNB触发两个用户设备UEl和UE2之间的D2D通信。HeNB、用户设备UEl的和UE2被假设还处于用户设备UEl和UE2的两个通信范围70、72的重叠区域中。在这种情况下，用户设备UEl要将数据传输到用户设备UE2。因此，用户设备UEl通过广播特定请求信号(即，RTS(请求发送)信号)开始建立D2D通信。用户设备UE 2接收该RTS信号并通过广播CTS(清除发送)信号做出响应。用户设备UEl接收CTS信号并开始传输数据。
[0021]图1示出了指定为RTS覆盖范围的特定区域。该区域是用户设备UEl的通信范围70。此外，图1示出指定为CTS覆盖的另一区域。该区域是用户设备UE2的通信范围72。如从图1中可以看出，通信范围70、72重叠。在通信范围70、72的重叠部分中，定位用户设备 UEl 和 UE2。
[0022]此外，示出了 WLAN终端WL至W4。WLAN终端Wl和W2在通信范围70、72中的任何一个之外。然而，WLAN终端Wl和W2被定位为靠近HeNB。WLAN终端W3位于用户设备UEl的通信范围70中。WLAN终端W4位于用户设备UE2的通信范围中。操作可以如下:
[0023]作为源D2D设备，用户设备UEl (希望向作为目的地D2D设备的用户设备UE2传输数据包)首先感测介质。在这种情况下，介质是经常用于WLAN业务的ISM无线电频带2.4GHzo
[0024]术语“介质”对应于如后面将变得显然的第一资源。如果介质繁忙，则其会推迟。如果介质在特定时间(诸如根据IEEE 802.11标准的分布式帧间间隔(DIFS))是空闲的，则允许用户设备UEl传输称为请求发送(RTS)信号的短控制包，其包括源地址、目的地地址，和以下的D2D通信的持续时间。
[0025]响应于RTS信号的接收，如果介质是空闲的，则用户设备UE2利用称为清除发送(CTS)信号的响应控制包(其包括与RTS信号相同的持续时间信息)做出响应。
[0026]接收RTS信号和/或CTS信号的所有WLAN站(诸如例如图1中的WLAN站W3和W4)在RTS信号或CTS信号的给定持续时间内保持沉默。通过这种方式，为用户设备UEl和用户设备UE2之间的D2D通信保留介质，而不会有系统间干扰。
[0027]这种机制可保护发射器区域(图1中由参考字符70指示的RTS覆盖范围)，和接收器区域(图1中由参考字符72指示的CTS覆盖范围)在D2D通信持续时间期间免于冲突。然而，它不能保护HeNB和D2D通信用户设备对UE1、UE2之间的信令交互。
[0028]靠近HeNB但是在RTS信号和CTS信号的信号覆盖范围之外的WLAN终端(诸如图1中的WLAN终端Wl和W2)不知道正在进行的D2D通信。所以，虽然建立了用户设备UEl和用户设备UE2之间的D2D通信，但是可能出于由于WLAN端子Wl和/或W2通信引起的干扰。
[0029]应注意，为了资源调度、会话建立、安全性，QoS、收费、策略实施等的目的，LTE D2D通信一直在HeNB的控制下进行。应保护HeNB和D2D通信对之间的信令交互(诸如D2D状态报告和资源/功率控制包)免于系统间干扰。现有情形不能克服这个问题。
[0030]因此，本发明的目的是进一步改善这种情形。
【发明内容】
[0031]根据本发明的第一(装置相关)方面，提供了至少根据独立权利要求1、6和11所述的设备。
[0032]根据本发明的第二(方法相关)方面，提供了至少根据独立权利要求16、21和26所述的方法。
[0033]在各个从属权利要求中阐述了有利的进一步发展。
[0034]根据本发明的第三方面，提供了一种或多种计算机程序产品，其包括当程序在计算机上运行时被配置为执行如本文上面提及的各个方法的计算机可执行部件。
[0035]上述计算机程序产品还可包括当程序在计算机上运行时结合方法方面执行以上提到的方法方面的计算机可执行部件。
[0036]上述计算机程序产品/多个产品可体现为计算机可读存储介质。
[0037]在各个从属权利要求中阐述本发明的多个方面的至少一些示例性实施例的各个其它方面。
[0038]根据一方面，中央控制单元在请求经由D2D通信进行彼此通信的至少两个设备之间发起D2D通信。
[0039]作为本发明的D2D的其他方面，本发明的概念可被适配为允许一个源设备与一个或多个目的地设备之间的D2D通信。此外，本发明的概念可被适配为允许一个或多个源设备与一个目的地设备之间的D2D 通信。
[0040]其它方面涉及被适配为在作为源设备的模式(源模式)下以及在作为目的地设备的模式(目的地模式)下与其它设备通信的设备。根据其他方面，设备被适配为在这两种模式(即，源模式和目的地模式)下操作。此外，设备在源模式或者在目的地模式下的操作模式由中央控制单元和/或在D2D通信期间接收到的命令来控制。
[0041]在特定D2D通信中涉及的设备可根据需要从源模式切换到目的地模式，并且反之亦然。
[0042]根据其它方面，本发明提供了用于扩展LTE D2D应用范围以覆盖在例如ISM频带中的操作。可对LTE系统进行修改使得其知悉到其它同时使用，例如频谱的WLAN、蓝牙?、ZigBee? 等。
[0043]特别而言，中央控制设备或单元(分别诸如演进节点_B(eNB)或家庭演进节点_B (HeNB)可针对资源竞争而参与到这种机制中。
[0044]根据示例性方面，由本发明的多个方面提出了称为中央三方RTS/CTS交换的新颖方案，其可便于D2D通信，诸如公平竞争ISM频带上的资源的LTE D2D通信，具有进一步用途，诸如最广泛部署的WLAN系统。三方RTS/CTS交换包括三方，即中央控制设备，和两个D2D设备。中央控制设备发起三方RTS/CTS交换以便允许两个D2D设备之间的D2D通信。虽然D2D通信仅在两个D2D设备之间提供，但是分别涉及三个设备或单元。然而，本发明不限于LTE，但一般也可应用于类似的通信环境(诸如许可/未经许可频带，例如具有ISM频带或其它未经许可频带的UMTS、GSM等)。
[0045]因此，如可从上文推断，提出了提高资源效率的分布式方式。这个提出的方式至少根据示例性方法具有以下优点:
[0046]通过将传统RTS/CTS握手交换扩展到三方RTS/CTS交换，在没有潜在干扰源的情况下，在作为中央控制设备的HeNB的控制下进行D2D通信。
[0047]一般而言，在D2D通信中涉及中央控制设备允许加强D2D信令的覆盖区域。因此，可到达位于加强覆盖区域中的还没有参与的设备，使得这些设备可推迟它们的通信以便减少对D2D通信的干扰。优选地，中央控制设备通过例如触发D2D通信来控制D2D通信的信令。中央控制设备可通过广播请求信号影响触发。虽然D2D通信可提供在至少两个D2D设备之间，诸如三方RTS/CTS交换，但是可能存在涉及D2D通信的多于两个的D2D设备，从而导致多方RTS/CTS交换。同样地，在多方RTS/CTS交换中，通信可由中央控制设备发起。三方RTS/CTS交换或多方RTS/CTS交换可分别由广播请求信号的中央控制设备启动。
[0048]在提出的三方RTS/CTS交换中，所有的参与节点不必彼此确认。所提出的机制可确保:
[0049]如果存在源，诸如在HeNB、源和目的地D2D设备的任何一个信号覆盖范围内的WLAN干扰源，则D2D通信将不会开始。
[0050]如果任何请求信号(诸如RTS信息包)、响应(诸如CTSl和CTS2信号)没有被其它两个接收者都成功接收，则D2D通信将不会开始。[0051 ] 关于竞争资源的所有活动被触发且然后由HeNB控制，这确保在多个D2D通信对之间不存在HeNB间资源竞争或冲突。
[0052]D2D通信的持续时间可经由请求信号(诸如RXS包)通过HeNB来确定。
[0053]D2D资源请求和准许过程可类似于LTE系统。
[0054]为了 D2D邻居发现的目的，D2D设备可能无需定期广播它们的地址(如自组织网络中的节点)。
[0055]优选地，中央控制设备例如通过广播请求信号触发D2D通信。请求信号限定D2D通信的参与者，例如源设备和目的地设备，其可以是用户设备。在接收到请求信号之后，指定为源设备的设备可在额外接收到目的地设备的响应后例如通过广播数据开始D2D通信。指定为目的地设备的用户设备响应于广播其响应例如通过激活其收发器以接收从源设备广播的数据来准备开始D2D通信。广播响应可通过请求信号的接收来发布。
[0056]应特别注意，装置的所有功能也可被配置为也在源模式和目的地模式下操作。所以，根据本发明的装置可针对两个相应模式(即源模式和目的地模式)提供功能。因此，方法和计算机程序产品可为两种操作(即作为源的操作以及作为目的地的的操作)提供。可实现装置、方法和计算机程序产品的各种实施方式。
[0057]此外，本发明不限于未经许可的频带。本发明也可应用于其它无线资源，诸如例如允许D2D通信的其经许可的频带或部分。
[0058]本发明的概念允许减少D2D通信在通信频带中(其受共享该频带的其它应用的影响)的干扰。
【附图说明】
[0059]通过考虑结合附图的至少一些示例性实施例的以下详细描述，本发明的教导可容易地理解且至少一些附加的具体细节将明显，其中:
[0060]图1示意性示出了与WLAN操作竞争的LTE D2D通信的通信环境的情形；
[0061]图2示意性描绘了用于根据本发明的示例性实施方式情形建立D2D通信的信令；
[0062]图3示意性示出了说明根据示例性方面的作为源终端的第一用户设备UEl的操作的实例的流程图。
[0063]图4示意性示出了说明根据示例性方面的作为中央控制设备的HeNB的操作的实例的流程图。
[0064]图5示意性示出了说明根据示例性方面的作为目的地终端的第二用户设备UE2的操作的实例的流程图。
[0065]图6示意性描绘了根据示例性方面的与涉及作为中央控制设备的HeNB的与WLAN操作竞争的LTE D2D通信的示例性通信环境；
[0066]图7示意性示出了作为实施方式的示例性方面的根据本发明的信号交换的时序图；
[0067]图8示意性描绘了根据示例性方面的HeNB的请求信号以及UEl和UE2的响应的帧格式；
[0068]图9示意性描绘了包含根据本发明的至少一个方面的装置的第一用户设备UEl的模块电路图；
[0069]图10示意性描绘了根据本发明的至少一个方面的中央控制单元(诸如eNB或HeNB)的模块电路图；以及
[0070]图11示意性描绘了包含根据本发明的至少一个方面的装置的第二用户设备UE2的模块电路图。
【具体实施方式】
[0071]在不将本发明的范围限于实施方式的情况下，本发明由参考附图的以下【具体实施方式】更详细地说明。
[0072]为了说明本发明的目的，在本【具体实施方式】中对某些标准、介质和/或资源的引用应该是示例性的以便提高对本发明的容易理解。
[0073]它们不应被理解为限制本发明的概念。同样地，本文使用的语言以及术语(诸如例如信号名称、设备名称等)都是仅展示实施方式。这些语言或术语的其它用途不应为了限制其范围的目的应用于本发明。
[0074]根据本发明的至少示例性实施例的一个方面，D2D通信例如使用未许可资源，诸如ISM频带。在这方面，D2D通信与例如WLAN通信(其也可被部署在相同ISM频带上)竞争资源。
[0075]参考上述有关D2D通信的阶段3，根据上述阶段3的设置(setup)由三方RTS/CTS交换或多方RTS/CTS交换替换。三方RTS/CTS交换或多方RTS/CTS交换可由中央控制单元(诸如eNB等)触发，以便在操作在源模式下的一个或多个源设备(一方面)和操作在目的地模式下的一个或多个目的地设备(另一方面)之间建立D2D通信。可在特定D2D通信期间请求该设备改变其操作模式。换言之，D2D通信设置的整个过程同样可归纳为三个连续阶段:
[0076]I)网关通过检查源和目的地IP地址来检测和标记任何潜在的D2D流量；
[0077]2)借助MME和eNB为每个D2D通信对建立D2D无线电承载；和
[0078]3)D2D通信对经由三方RTS/CTS交换或多方RTS/CTS交换获取其资源。
[0079]根据本发明的至少示例性实施方式的其它方面，当介质(第一资源)在HeNB的判断中在DIFS时间内是空闲的时，HeNB广播特定RTS信息包作为请求信号以便触发例如三方或多方RTS/CTS交换时。DIFS时间的开始可使用一些能量检测算法通过HeNB来检测。RTS信息包包含在调度的D2D通信中涉及的源/目的地D2D设备的标识(ID)和分配给调度的D2D通信的持续时间。优选地，RTS信息包中的信息将D2D设备中的至少一个第一设备(例如，用户设备UEl)限定为源设备且将D2D设备中的至少一个第二设备(例如，用户设备UE2)限定为目的地设备。相应地，第一设备可操作在源模式下且第二设备可操作在目的地模式下。
[0080]源D2D设备接收RTS信息包。然后，如果介质在源D2D设备的判断中是空闲的，则源D2D设备利用包含其自己的ID的特定CTSl信息包做出回复。CTSl信息包中的持续时间信息应被设置为与RTS信息包中的持续时间信息一致。
[0081]目的地D2D设备接收RTS信息包和CTSl信息包。然后，如果在目的地D2D设备的判断中介质是空闲的，则目的地D2D设备利用包含其自己的ID的特定CTS2信息包做出回复。CTS2信息包中的时间信息应被设置为与RTS信息包中的时间信息一致。
[0082]来自HeNB (或类似的中央控制单元)的D2D控制信令基于D2D UE (例如，用户设备UE1、UE2)的接收状态被有条件地触发，这意味着，仅在HeNB成功地接收了 CTSl信息包和CTS2信息包两者时，它才开始所讨论的D2D通信的控制程序，诸如功率/速率控制等。源D2D设备基于目的地的CTS信号的接收状态有条件地开始数据传输，这意味着仅在源D2D设备从目的地D2D设备成功地接收CTS信息包时，它才开始传输D2D信息包。
[0083]因此，根据至少一个实例，本发明的一个方面提出为在诸如ISM频带的频带中的D2D通信减少被共享该频带的其它应用干扰的新方案，其中中央控制单元参与建立D2D通信。
[0084]图9至图11示出了适合关于本发明的至少一个示例性实施例而使用的装置的模块电路图。
[0085]图10示出了作为设置有装置32的中央控制单元的HeNB 30的模块电路图。装置32包括控制模块36，其被配置为控制能够使用至少两个特定传输资源18、20进行通信的收发器34，其中所述资源的第一资源20可用于设备间通信。第二资源18可用于集中式网络。为无线通信提供两种资源。
[0086]在实施方式中，第一资源20是基于无线电的资源，特别是，例如ISM频带，优选是，可用于W LAN流量等的2.4GHz频带。然而，第一资源也可能与其不同，例如为红外光、超声波等，其中可类似地应用本发明。第二资源18可以是经许可的无线电频带，诸如LTE、UMTS、GSM等。然而，它也可以是不同的资源，诸如红外光、超声波等。
[0087]为了控制收发器34的目的，各种模块可设置在控制模块36中，诸如例如经由收发器34和控制模块36之间的通信链路从收发器34接收数据并向收发器34传输数据的处理器。收发器34可通过适合于无线电通信(或者一般无线)的接收器与发射器结合来实现。两个部件也可彼此集成为一体。收发器34可包括一个或多个天线。然而，如果设备之间的通信不是基于无线电的，则发射器可适配为经由不同介质(诸如红外光、超声波等)通信。由收发器34接收的信号被递送到控制模块36。同样地，将要传输或广播的信号从控制模块36递送到收发器34。如图10所示的，收发器34可与装置32集成为一体，但它也可位于设备30中而在装置32的外部，因此不必形成装置42的一部分。然而，如果设备之间的通信不是基于无线电的，则发射器可适配为经由不同介质(诸如红外光、超声波等)通信。
[0088]控制模块36被配置为使收发器34广播包含第一和第二标识IDl、ID2 (其分别识别与相应装置12、52关联的相应设备10、50)的请求信号RTS。请求信号RTS请求设备10、50经由设备间D2D通信彼此通信。RTS信号可包含与调度的D2D通信相关的条件的信息。
[0089]优选地，标识ID1、ID2可存储在HeNB 30中，特别存储在存储器模块42中，或者它们也可预先递送至HeNB 30以进行D2D通信。如果更多的设备参与调度的D2D通信，则RTS信号中的标识的数量将相应地增加。
[0090]控制模块36还被配置为检测经由第一资源20接收的第一和第二响应CTS1、CTS2。为此目的，控制模块36可包括检测电路或与其通信。控制模块36可包括被适配为检测接收到的信号是否是CTS信号的检测电路。检测电路可包括自适应电路以及在控制电路的处理器上运行的计算机程序。
[0091]控制模块36还被配置为验证第一响应CTSl包含第一标识IDl且第二响应CTS2包含第二标识ID2。如果更多的设备参与了调度的D2D通信，则标识、CTS信号，和验证的数量将相应地增加。
[0092]最后但并非最不重要的，控制模块36被配置为响应于其触发经由第一资源20的在具有第一和第二标识ID1、ID2的至少设备10、50之间的设备间D2D通信。触发可通过广播RTS信号来建立。但其它命令可被额外地提供来进行触发。
[0093]装置32还可包括用于存储数据(例如第一和第二标识ID1、ID2)的存储器模块42。存储器模块42经由通信链路与控制模块36连接。存储器模块42还可在前面提到的装置32的外部且因此不形成装置32的一部分。
[0094]图9示出了第一用户设备UEl (诸如设备10，其可实现为蜂窝电话、智能电话等)的模块电路图。在本实施方式中，UEl被指定为用于经由D2D通信向指定为目的地设备的第二用户设备UE2传输数据的源设备。
[0095]设备10包括装置12，其包括被配置为控制能够使用至少两种特定传输资源18、20进行通信的收发器14。为此目的，各种模块可设置在控制模块16中，诸如例如经由收发器14和控制模块16之间的通信链路从收发器14接收数据并向收发器14传输数据的处理器。收发器14可通过适合于无线电通信(或者一般无线)的接收器与发射器结合来实现。两个部件也可彼此集成为一体。收发器14可包括一个或多个天线。然而，如果设备之间的通信不是基于无线电的，则发射器可适配为经由不同介质(诸如红外光、超声波等)通信。由收发器14接收的信号被递送到控制模块16。同样地，将要传输或广播的信号从控制模块16递送到收发器14。如图9中所示的，收发器14可与装置12集成为一体，但它也可位于设备10中而在装置12的外部。
[0096]此外，控制模块16被配置为检测请求信号，例如经由第一资源20接收的RTS信号，请求信号RTS触发设备间D2D通信的启动。控制模块16可包括被适配为检测接收到的信号是否是RTS信号的检测电路。检测电路可包括自适应电路以及在控制电路的处理器上运行的计算机程序。
[0097]控制模块16还被配置为验证请求信号RTS包含识别与装置12相关联的设备10的第一标识IDl。标识IDl可被存储在存储器模块22中。存储器模块22可包括在装置12中。然而，它也可仅包括在设备10中，即在装置12的外部且因此不形成装置12的一部分。
[0098]控制模块16还被配置为响应于其使收发器14广播包含第一标识IDl的第一响应CTSlo控制模块16可包括经请求生成CTSl信号的信号发生器。CTSl信号被递送到收发信器14以进行广播。
[0099]控制模块16还被配置为检测经由第一资源20接收的且包含识别作为用户设备UE2的另一设备50的第二标识ID2的第二响应CTS2，这将在后面讨论。为此目的，控制模块16可使用被设置为检测RTS信号的检测电路。然而，可设置单独的检测电路，其可类似于前面提到的电路。
[0100]控制模块16被配置为响应于其通过传递数据经由第一资源20开始设备10和设备50之间的设备间通信，设备10具有第一标识IDl且设备50具有第二标识ID2。
[0101]装置12可包括如图所示9的存储器模块22。存储器模块22可经由通信链路与控制模块16连接。优选地，存储器模块22存储例如第一标识IDl。存储器模块22还可在装置12的外部，因此不形成装置12的一部分。
[0102]图11示出了第二用户设备UE2(诸如可被实现为蜂窝电话、智能电话等的第二设备50)的模块电路图。在本实施方式中，用户设备UE2被指定为用于经由D2D通信从源设备10接收数据的目的地设备。此外，设备50可适配为不仅在目的地模式下也可在源模式下操作。
[0103]设备50包括装置52，其包括控制模块56 (其被配置为控制能够使用至少两种特定传输资源18、20通信的收发器54)。收发器54可类似于已经关于根据图9的设备10描述的收发器14。
[0104]控制模块56被配置为检测经由第一资源20接收的请求信号RTS，请求信号RTS触发设备间D2D通信的启动。此外，控制模块56被配置为验证请求信号RTS包含识别与装置52相关联的设备50的第二标识ID2。装置52可类似于装置12来实现。
[0105]此外，控制模块56被配置为检测经由第一资源20接收的且包含识别另一设备10的第一标识IDl的第一响应CTSl，并确认包含在第一响应CTSl中的第一标识IDl与包含在请求信号RTS中的第一标志IDl相同。为此目的，控制模块56可包括确认电路(其本身可通过运行特定适合的计算机程序的处理器来提供)。
[0106]控制模块56被进一步配置为响应于其使收发器54广播包含第二标识ID2的第二响应CTS2，并准备经由第一资源20在具有第一和第二标识ID1、ID2的设备10、50之间开始设备间D2D通信。优选地，准备可包括切换到接收模式，以便从源设备1(UEl)接收数据。
[0107]装置52可包括例如用于存储数据(诸如第一和第二标识ID1、ID2)的存储器模块62。存储器模块62可在装置52的外部，且因此不形成装置52的一部分。
[0108]虽然设备50被描述为目的地设备，但是它也可被适配为源设备，诸如设备10。为此目的，设备50可包括源模式所需的设备10的其他属性。
[0109]发射器模块14、34、54可被配置为经由第一资源20以及第二资源18建立通信。经由资源18、20进行的不同通信可以是同时的。其也可被设置为有时仅能够使用两种资源中的一种。
[0110]本发明的一个方面是参考图2进一步示例性详述的信令。在图2的上部，示出了设备，即HeNB 30、源设备10、目的地设备50和WLAN终端Wl至W4。在图2的垂直方向上，分配给设备的每条线指示时间进度。
[0111]根据图2的信令可应用到诸如图6中所示的通信环境。作为中央控制装置，HeNB30可通过广播请求信号(诸如包括参与调度的D2D通信的那些设备的标识的RTS信号)触发D2D通信的准备。在本示例性实施方式中，D2D通信与WLAN服务共享资源。D2D通信仅在具有相应标识ID1、ID2的两个设备10、50之间提供。
[0112]虽然在图2中，多于一个的箭头对应于RTS信号、CTSl信号和CTS2信号的每个，但是应理解，这些信号优选地仅广播一次。假设箭头只显示信号路径。所以，在图2中，为了呈现的目的，与RTS信号相关的四个箭头被视为在同时实现。同样适用于CTSl信号和CTS2信号。为CTSl信号和CTS2信号中的每个分配示出信号路径的三个箭头。
[0113]现在参考图6，其示出了根据本发明的实施方式。中央控制单元(诸如图10中所示的HeNB 30)具有通信范围74。根据图9和图11，在通信范围74的内部定位移动设备10,50作为用户设备UEl和UE2。移动设备10具有通信范围70。移动设备50具有通信范围72。HeNB 30以及移动设备10、50位于所有三个通信范围70、72、74的重叠区域中。
[0114]此外，根据图6提供了四个WLAM终端Wl至W4。WLAN终端Wl和W2仅定位在通信范围74中。WLAN终端W3仅定位在通信范围70中。WLAN终端W4仅定位在通信范围72中。
[0115]考虑到根据图6的HeNB 30、设备10、50以及WLAN终端Wl至W4的布置，HeNB 30的RTS信号由设备10 (UEl)、设备50 (UE2)以及WLAN终端WL和W2接收。WLAN终端WL和W2在接收到RTS信号时终止它们的通信。此外，响应于RTS信号的接收，用户设备UEl广播包含其标识IDl的CTSl信号。由HeNB 30、设备50 (UE2)和WLAN终端W3接收CTSl信号。响应于此，WLAN终端W3终止其通信。在除了接收到RTS信号之外由设备50 (UE2)还接收到CTSl信号时，设备50 (UE2)广播其包含其标识ID2的CTS2信号。由HeNB 30、设备10 (UEl)和WLAN终端W4接收CTS2信号。响应于此，WLAN终端W4终止其通信。在除接收到RTS信号外设备1(UEl)还接收到CTS2时，由设备1(UEl)开始将数据传输到设备50 (UE2)的D2D通信。
[0116]中央控制单元HeNB 30通过例如先前的通信、登录程序等执行参与D2D通信的设备10、50的I D。而且，告知中央控制单元设备想要在D2D通信之前将数据传输到另一设备。中央控制单元首先检查所请求的设备之间的D2D通信是否可行。如果不可行，则推迟D2D通信。
[0117]如后面所讨论的，通过到达RTS和CTS信号中指示的持续时间的尽头终止D2D通信。虽然图6涉及与在WLAN ISM频带下的LTE D2D通信相关的特定实施方式，但是应注意，本发明的概念不受其约束。它可应用于可能受到其它通信链路影响的任何无线D2D通信。
[0118]所以，本发明可应用在LTE D2D通信上的应用，其中通信在ISM频带(其中相同频带和地理区域下的通用的IEEE 802.1lffLAN正在操作)下提供。为了便于LTE D2D在ISM频带上操作，主要挑战涉及LTE D2D和通常IEEE 802.1lWLAN标准在诸如图6中所示的相同频带和地理区域中的共存性。
[0119]在作为蜂窝网络的基础的D2D通信的概念中，D2D通信应借助eNB、移动性管理实体(MME)和网关来建立。网关能够通过检查源和目的地IP地址来检测和标记任何潜在的D2D流量。MME和eNB然后建立D2D无线电承载。在D2D通信期间，eNB为D2D通信设备和D2D装置以及网关之间的汽车工程师协会(SAE)承载维持本地控制。D2D通信的资源由eNB从用于ISM(特别是WLAN操作)的未经许可频带分配。
[0120]在本实施例中采用前述的D2D基础蜂窝概念，即在ISM频带上操作的D2D通信，不同之处在于本文假设D2D通信与WLAN系统竞争ISM频带上的资源。所提出的方案(称为中央三方RTS/CTS交换)如下进一步通过示例地参考图6来阐述。
[0121]图6示出其中可应用本发明的示例性通信环境。如从图6中可以看出，HeNB 30、用户设备UEl和UE2都位于通信范围70、72和74的重叠区域中。所以，这三个设备可彼此通信。
[0122]相比于图1示出设备的类似布置，图6中的HeNB 30参与D2D通信，使得WLAN终端Wl和W2也知悉D2D通信。这可如前所述的减少干扰。根据本发明的示例方面避免通信冲突的过程可以如下。
[0123]图6中的用户设备UEl和UE2可以是希望在HeNB 30 (其可以是根据图10的设备30)的控制下开始D2D通信的示例性的两个LTE设备10、50。
[0124]用户设备UEl和UE2的每个装置12、52具有被配置为提供必要的功能的至少控制模块16、56以及由控制模块16、56控制的收发器14、54。用户设备UEl和UE2可以是任何设备，特别是，移动设备，诸如具有能够在许可频带(第二资源)以及未许可频带(第一资源)上进行通信的收发器的蜂窝电话等。可采用用于两种模式操作的收发器。由于作为未许可频带的ISM频带上的所考虑的D2D通信可在局部区域(诸如办公室和家庭区域)发生，所以常规D2D概念中的eNB在这种情形下由HeNB 30替代。指示为Wl、W2、W3和W4的一些WLAN站作为D2D通信的潜在干扰源位于相同的地理局部区域中。
[0125]为了与WLAN服务竞争资源，中央三方RTS/CTS交换在HeNB与用户设备UEl和UE2之间的连接使用会话发起协议(SIP)和互联网协议(IP)被成功地建立之后开始。在用户设备UEl和UE2之间的D2D通信建立之前，提供用户设备UEl和UE2 ( 一方面)与HeNB (另一方面)之间的握手。因此，此时，HeNB已经知悉用户设备UEl和UE2希望经由D2D进行通信。HeNB通过它们的网络标识(例如小区无线电网络临时标识(C-RNTI)或IP地址)查找用户设备UEl和UE2。
[0126]可能的信令可基于请求信号和响应的特定格式。在中央三方RTS/CTS交换的情况下，所述RTS信息包具有特定帧格式，使得通信范围74中的所有设备可检测到并识别该信号。考虑到CSMA/CA协议，接收RTS信号的设备可确定它们是否参与D2D通信。不参与D2D通信的设备(诸如图6中的WLAN终端Wl和W2)推迟它们的通信。在本实施方式中，可使用在诸如WLAN系统中的帧格式，使得在RTS信号覆盖范围内的WLAN终端Wl和W2可识别RTS信号且然后立即退避其对介质的访问。这些设备在图6中是WLAN终端Wl和W2。优选地，WLAN终端Wl和W2的通信根据RTS信息包中给出的且在后面更详细地讨论的持续时间值来推迟。
[0127]参考图8，RTS信号的格式可如下:
[0128]RTS信号包含至少接收器地址RA字段、发射器地址TA字段和持续时间字段。然而，字段的数量可增加以适应于参与设备的数量。
[0129]所述RTS信息包的接收器地址RA字段优选包含源D2D设备UEl的标识IPl (图8)。作为IDl的所述标识IPl可以是C-RNT1、IP地址或由HeNB已知的任何其它唯一标识。RTS信息包的RA字段可以是48位字段，其足够长以包含C-RNTI (16位)或IP地址(32位)。
[0130]所述RTS信息包的发射器地址RA字段优选包含作为目的地D2D设备UE2的ID2的标识IP2(图8)。所述标识IP2可以是C-RMT1、IP地址或由HeNB已知的任何其它唯一标识。RTS信息包的TA字段可以是48位字段，其足够长以包含C-RNTI (16位)或IP地址(32 位)。
[0131]所以，RTS信号包含第一和第二标识IDl和ID2，其识别与不同装置12、52相关联的不同的设备10、50 (即用户设备UEl和UE2)，设备10、50经由RTS信号请求经由设备间通信彼此通信。
[0132]所述RTS信息包的持续时间字段优选地是为用户设备UEl和UE2之间的D2D通信分配的时间、加上传输两个CTS信息包所需的时间、加上三个短帧间间隔(SIFS)间隔时间。所述持续时间值在图7、图8中被指示为Tl。
[0133]应注意，这里的RTS信息包的发射器是HeNB，而由RTS信息包携带的接收器/发射器地址属于另两个节点，这不同于常规WLAN RTS/CTS协议。
[0134]更详细地，在本实施方式中，与WLAN标准不同，TA字段不包含RTS信号的实际发射器的标识，由于在本实施方式中，HeNB传输RTS。相反，TA字段包含目的地终端UE2 (作为源终端的UEl想要将其数据传输至其)的标识ID。虽然用户设备UE 2没有传输RTS信号，但是在用户设备UEl站处，RTS信号被视为将源模式分配给用户设备UEl且将目的地模式分配给用户设备UE2。
[0135]这使得HeNB能够通过利用RTS信号发起D2D通信使用户设备UEl和UE2之间的D2D通信生效。还是与WLAN标准不同，由TA字段指定的RTS信号的发射器被分配为接收数据，而RA字段指定数据的发射器。使用TA字段和RA字段会偏离WLAN标准。
[0136]如图7中所示，所提出的方案包括四个连续阶段。
[0137]阶段1:
[0138]参考图4进一步详述HeNB 30的操作的实例。操作由HeNB 30的装置32的控制模块36 (图10)控制。这开始于步骤S30。在步骤S31其首先检测介质，在此例如ISM频带作为第一资源20。如果介质繁忙(S32)，则其推迟(S39)并在步骤S39结束处理。如果在DIFS时间内介质是空闲的(S32)，则HeNB广播(S33)特定RTS信息包。RTS信息包是具有前述帧格式(图8)的请求信号。RTS信息包触发作为设备间通信的启动的三方RTS/CTS交换。
[0139]在传输所述RTS信息包之后，在步骤S34中HeNB 30切换回接收模式以等待来自作为UEl和UE2的源和目的地D2D设备10、50的CTS信息包。
[0140]阶段2:
[0141]一旦LTE终端(诸如UE1、UE2)、WLAN终端WL、W2经由ISM频带检测到在RA字段中包含其自己的标识(S12)的RTS信息包(图3，步骤Sll)，该终端理解它应该作为源D2D设备(诸如UEl)参与三方RTS/CTS交换(图3，步骤S10)。
[0142]操作由设备10 (UEl)的装置12的控制模块16控制。过程开始于步骤S10。UEl检测是否已在步骤Sll中接收到RTS信息包。如果没有接收到RTS信息包，则过程结束于步骤S20。如果已经接收到RTS信息包，则UEl在步骤S12中验证请求信号包含识别与装置12相关联的设备10 (即UEl)的第一标识IPl。如果RTS信息包不包含第一标识IPl，则过程结束于步骤S20。如果RTS信息包包含第一标识IPl，则在步骤S13中源D2D设备10 (UEl)首先感测介质。如果介质繁忙(S14)，则其不传输任何信息且该过程结束于步骤S20，如果介质空闲(S13)，则源D2D设备1(UEl)等待达SIFS时间(S14)且然后在步骤S15中响应于从HeNB 30接收的RTS信息包广播表示为CTSl信息包的特定CTS信息包。
[0143]所述CTSl信息包具有如图8所示的特定帧格式。CTSl信息包的帧格式与在WLAN系统中使用(图8)的相同。因此，CTSl覆盖范围70内的所有WLAN终端(特别是，靠近UEl的那些终端)识别CTSl信息包且然后根据CTSl信息包中给定的持续时间值立即退避其对介质(即第一资源)的访问。在图6中，WLAN终端W3会受到影响。
[0144]如进一步在图8中所示，所述CTSl信息包的接收器地址RA字段优选包含源D2D设备10 (即UEl)本身的标识IPlo
[0145]此外，所述CTSl信息包的持续时间字段优选地是紧接的之前接收的RTS信息包中的时间Tl、减去传输一个CTS信息包所需的时间、减去一个SIFS时间间隔。所述持续时间值在图7、图8中被表示为T2。
[0146]在已经传输了所述CTSl信息包之后，源D2D设备1(UEl)在步骤S16中切换回接收模式以等待来自目的地D2D设备50 (UE2)的CTS2信息包。
[0147]阶段3:
[0148]LTE终端理解只有在下面的三个条件都满足时其应作为目的地D2D设备50 (UE2)参与三方RTS/CTS交换(图5中，开始于S50):
[0149]I) LTE终端检测到在TA字段中包含其自己的标识IP2 (S52)的RTS信息包(S51)；
[0150]2)LTE终端检测到以SIFS时间间隔紧跟RTS信息包的CTS信息包(S53)；
[0151]3) CTS信息包的RA字段包含与RTS信息包的RA字段中的相同的标识(S54)。
[0152]图5示出了由设备50的装置52的控制模块 56控制的UE2(诸如设备50)的示例性操作。过程开始于步骤S50。UE2检测是否在步骤S51接收到RTS。如果没有接收到RTS信息包，则过程结束于步骤S60。如果接收到RTS信息包，则在步骤S52中UE2验证请求信号包含识别与装置52相关联的设备50 (即UE2)的第二标识IP2。
[0153]UE2进一步检测是否在步骤S53中接收到CTSl信息包。如果没有接收到CTSl信息包，则过程结束于步骤S60。如果接收到CTSl信息包，则在步骤S54中UE 2进一步确定CTSl信息包的RA字段中的第一标识Il是否与RTS信息包的RA字段中的第一标识IPl相同。如果不相同，则过程结束于步骤S60。如果相同，则在步骤S55中目的地D2D设备50 (UE2)首先感测介质。
[0154]如果介质繁忙(S56)，则其不传输任何信息，且过程结束于步骤S60。如果介质空闲(S56)，则在步骤S57中其广播表示为CTS2信息包的特定CTS信息包。所以，CTS2信号的广播是响应于来自HeMB 30的RTS信息包和来自UEl的CTSl信息包。
[0155]所述CTS2信息包具有与在WLAN系统中使用的那些相同的帧格式(图8)。特定而言，CTS2信息包具有与CTSl信息包相同的帧格式。所以，CTS 2覆盖范围72内的所有WLAN终端(特别是，靠近UE2的那些终端)可识别CTS2信息包且然后根据在CTS2信息包中给定的持续时间值立即退避其对介质(即第一资源20)的访问。在图6中，WLAN终端W4会受到影响。
[0156]所述CTS2信息包的接收器地址RA字段被假设为包含目的地D2D设备50 (即UE2)自己的标识IP2。
[0157]所述CTS2信息包的持续时间字段优选地是紧邻的之前的CTSl信息包中的时间T2、减去传输一个CTS信息包所需的时间、减去两个SIFS时间间隔。所述持续时间值在图7、图8中被表示为T3。
[0158]在已经广播所述CTS2信息包之后，目的地D2D设备50(UE2)切换回接收模式以等待来自源D2D设备10 (UEl)的D2D信息包，或来自HeNB 30的D2D控制信令。
[0159]阶段4:
[0160]HeNB 30通过在步骤S35中检测是否已经接收到CTSl信息包来进行其操作。如果没有接收到CTSl信息包，则过程结束于步骤S39。如果已经接收到CTSl信息包，则HeNB通过在步骤S36中检测是否已经接收到CTS2信息包来进行其操作。如果没有接收到CTS2信息包，则过程结束于步骤S39。
[0161]只有当HeNB 30优选地经由第一资源ISM频带成功地接收到CTSl信息包和CTS2信息包(S35、S36)两者时，其才在步骤S37中开始控制程序以进行D2D通信。启动取决于验证CTSl数据包包含第一标识IPl且CTS2信息包包含第二标识IP2。响应于此，开始在具有第一和第二标识的设备UEl和UE2之间的经由第一资源进行的设备间D2D通信。否则，竞争资源的当前尝试失败，且过程结束于步骤S39。如果需要对资源的另一尝试，则再回到阶段I。
[0162]只有当在步骤S17中源D2D设备1(UEl)经由第一资源ISM频带分别成功地接收到或检测到CTS2信息包时，其才在步骤S18中开始传输D2D信息包。传输经由作为第一资源的ISM频带提供。优选地，在步骤S18中开始传输D2D信息包取决于包含识别另一设备(即UE2)的第二标识IP2的第二响应。否则，竞争资源的当前尝试失败，且过程结束于步骤S20。如果需要对资源的另一尝试，则再回到阶段2。
[0163]如果目的地D2D设备50 (UE2)未从源D2D设备10 (UEl)接收到任何D2D信息包或从HeNB 30接收到D2D控制信令，则其将知道竞争资源的当前尝试失败(S59、S60)。如果需要另一尝试，则再回到阶段3。
[0164]如果RTS、CTS1和/或CTS2的持续时间用完，则D2D通信可分别终止于步骤S19、S38、S590
[0165]其它系统也可受益于本文中提出的原理，只要它们在任何通信频带下具有与D2D通信相同或相似的性能。
[0166]本发明的实施方式可以软件、硬件、应用逻辑或者软件、硬件和应用逻辑的组合来实现。软件、应用逻辑和/或硬件通常存在于终端设备或网络设备的控制模块上。
[0167]在实例实施方式中，应用逻辑、软件或指令集被保持在各种常规计算机可读介质中的任何一种上。在本文档的上下文中，“计算机可读介质”可以是任何介质或器件，其能够包含、存储、传递、传播或传输用于由指令执行系统、装置，或设备(诸如计算机或智能电话、用户设备等)使用或与其结合使用的指令。
[0168]本发明可有利地在可与这种网络连接的用户设备或智能电话，或个人计算机中来实现。即，本发明可被实现为连接的设备和/或其调制解调器的芯片集/在连接的设备和/或其调制解调器的芯片集中实现。更一般而言，允许双模式操作的各种系统(依靠作为特定传输资源的一种模式的蜂窝通信和作为特定传输资源的第二模式的D2D通信)可能会看到被实施本发明的性能改进。
[0169]如果需要，在此讨论的不同功能可以不同的顺序和/或彼此同时地来进行。此外，如果需要，一个或多个上述功能可以是可选的或者可被组合。
[0170]虽然在独立权利要求中阐述本发明的各个方面，但是本发明的其它方面包括来自所描述的实施方式和/或具有独立权利要求的特征的从属权利要求的特征的其它组合，而不仅仅是权利要求中明确阐述的组合。
[0171]这里也应注意，虽然上面描述了本发明的实例实施方式，但是这些描述不应被视为对范围的限制。相反，存在在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下可作出的很多变化和修改。
[0172]缩写列表:
[0173]ISM:工业、科学和医疗频带
[0174]WLAN:无线局域网
[0175]RTC/CTS:请求发送/清除发送
[0176]NAV:网络分配矢量
[0177]SIFS:短帧间间隔
[0178]DIFS:分布式帧间间隔
[0179]LTE:长期演进
[0180]D2D:设备间
[0181]P2P:对等网络
[0182]CSMA/CA:载波侦听多路访问/冲突避免
[0183]M2M:机器间
[0184]IEEE:电气与电子工程师协会
[0185]eNB:演进节点—B
[0186]HeNB:家庭演进节点_B
[0187]QoS:服务质量
[0188]UE:用户设备
[0189]GSM:全球移动通信系统
[0190]MME:移动性管理实体
[0191]SAE:美国汽车工程师协会
[0192]C-RNT1:小区无线网络临时标识
[0193]SIP:会话发起协议
[0194]IP:互联网协议
【主权项】
1.一种装置，包括: 控制模块，被配置为: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源能用于设备间通?目， 检测经由第一资源接收的请求信号，所述请求信号触发设备间通信的启动； 验证所述请求信号包含第一标识，所述第一标志识别与所述装置相关联的设备， 响应于此，使所述收发器广播包含所述第一标识的第一响应， 检测经由所述第一资源接收的且包含第二标识的第二响应，所述第二标志识别另一设备，并且响应于此， 经由所述第一资源在具有所述第一标识的设备和具有所述第二标识的设备之间开始设备间通信。2.根据权利要求1所述的装置，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第一预定地址字段包含所述第一标识；并且其中所述控制模块进一步被配置为 验证所述请求信号在所述第一预定地址字段中包含所述第一标识。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中， 所述请求信号进一步包括至少持续时间指示字段，所述持续时间指示字段包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的初始时间的时间指示；并且其中，所述控制模块进一步被配置为将所述第一响应构成为包括如下部分: 所述第一标识，以及 持续时间指示字段，其包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的第一时间的第一时间指示，其中，所述第一时间由所述初始时间减去保护时间段并减去所述第一响应的传输持续时间来限定。4.根据权利要求1或2所述的装置，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第二预定地址字段包含所述第二标识；并且其中所述控制模块进一步被配置为 确认包含在所述第二响应中的所述第二标识与包含在所述请求信号中的所述第二标识相同。5.根据权利要求3所述的装置，其中， 所述控制模块进一步被配置为 致使在接收到所述请求信号之后在所述保护时间段终止后广播所述第一响应。6.一种装置，包括: 控制模块，被配置为: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源旨在用于设备间通信， 检测经由第一资源接收的请求信号，所述请求信号触发设备间通信的启动； 验证所述请求信号包含第二标识，所述第二标识识别与所述装置相关联的设备， 检测经由所述第一资源接收的且包含第一标识的第一响应，所述第一标识识别另一设备， 确认包含在所述第一响应中的所述第一标识与包含在所述请求信号中的所述第一标识相同， 响应于此，使所述收发器广播包含所述第二标识的第二响应，以及准备在具有所述第一标识的设备和具有所述第二标识的设备之间经由所述第一资源开始设备间通信。7.根据权利要求6所述的装置，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第二预定地址字段包含所述第二标识；并且其中所述控制模块进一步被配置为 验证所述请求信号在所述第二预定地址字段中包含所述第二标识。8.根据权利要求6或7所述的装置，其中， 所述第一响应进一步包括至少持续时间指示字段，所述持续时间指示字段包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的第一时间的时间指示；并且其中，所述控制模块进一步被配置为将所述第二响应构成为包括如下部分: 所述第二标识，以及 持续时间指示字段，其包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的第二时间的第二时间指示，其中，所述第二时间由所述第一时间减去两个保护时间段并减去所述第二响应的传输持续时间来限定。9.根据权利要求6或7所述的装置，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第一 预定地址字段包含所述第一标识；并且其中所述控制模块进一步被配置为 确认包含在所述第一响应中的所述第一标识与包含在所述请求信号中的所述第一标识相同。10.根据权利要求7所述的装置，其中， 所述控制模块进一步被配置为 致使在接收到所述第一响应之后在所述保护时间段终止之后广播所述第二响应。11.一种装置，包括: 控制模块，被配置为: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源旨在用于设备间通信， 使所述收发器广播包含至少第一标识和第二标识的请求信号，所述第一标识和所述第二标识分别识别与相应装置相关联的相应设备，所述请求信号请求所述设备经由设备间通信来彼此通信， 检测经由所述第一资源接收的第一响应和第二响应， 验证所述第一响应包含所述第一标识并验证所述第二响应包含所述第二标识，并且响应于此， 触发经由所述第一资源的在具有所述第一标识的设备和所述第二标识的设备之间的设备间通信。12.根据权利要求11所述的装置，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第一预定地址字段包含所述第一标识；并且其中，这些地址字段中的第二预定地址字段包含所述第二标识。13.根据权利要求11或12所述的装置，其中， 所述请求信号进一步包括至少持续时间指示字段，所述持续时间指示字段包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的初始时间的时间指示；并且其中，控制模块进一步被配置为将所述请求信号构成为包括如下部分: 所述第一标识和所述第二标识，以及 所述持续时间指示字段，其包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的初始时间的初始时间指示，其中，所述初始时间通过为所述设备之间的所述设备间通信分配的时间加上用于传输请求经由设备间通信来通信的所述装置的所述响应的时间并加上一定数量的保护时间段来限定，其中，所述数量与包含在所述请求信号中的标识的数量增加一相对应。14.根据权利要求11所述的装置，其中， 所述控制模块进一步被配置为 致使在暂停时间段终止之后在所述第一资源中广播所述请求信号。15.一种方法，包括以下步骤: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源能用于设备间通?目， 检测经由第一资源接收的请求信号，所述请求信号触发设备间通信的启动； 验证所述请求信号包含第一标识，所述第一标识识别与所述装置相关联的设备， 响应于此，使所述收发器广播包含所述第一标识的第一响应， 检测经由所述第一资源接收的且包含第二标识的第二响应，所述第二标识识别另一设备，以及 响应于此，经由所述第一资源在具有所述第一标识的设备和具有所述第二标识的设备之间开始设备间通信。16.根据权利要求15所述的方法，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第一预定地址字段包含所述第一标识；并且其中所述方法进一步包括: 验证所述请求信号在所述第一预定地址字段中包含所述第一标识。17.根据权利要求15或16所述的方法，其中， 所述请求信号进一步包括至少持续时间指示字段，所述持续时间指示字段包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的初始时间的时间指示；并且 其中，所述方法进一步包括: 构成包括所述第一标识并包括持续时间指示字段的所述第一响应，所述持续时间指示字段包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的第一时间的第一时间指示，其中，所述第一时间通过所述初始时间减去保护时间段并减去所述第一响应的传输持续时间来限定。18.根据权利要求15或16所述的方法，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第二预定地址字段包含所述第二标识；并且 其中，所述方法进一步包括: 确认包含在所述第二响应中的所述第二标识与包含在所述请求信号中的所述第二标识相同。19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述控制模块进一步致使在接收到所述请求信号之后在所述保护时间段终止之后广播所述第一响应。20.一种方法，包括以下步骤: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源旨在用于设备间通信， 检测经由第一资源接收的请求信号，所述请求信号触发设备间通信的启动； 验证所述请求信号包含第二标识，所述第二标识识别与所述装置相关联的设备， 检测经由所述第一资源接收的且包含第一标识的第一响应，所述第一标识识别另一设备， 确认包含在所述第一响应中的所述第一标识与包含在所述请求信号中的所述第一标识相同， 响应于此，使所述收发器广播包含所述第二标识的第二响应，以及准备经由所述第一资源在具有所述第一标识的设备和具有所述第二标识的设备之间开始设备间通信。21.根据权利要求20所述的方法，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第二预定地址字段包含所述第二标识；并且其中所述方法进一步包括: 验证所述请求信号在所述第二预定地址字段中包含所述第二标识。22.根据权利要求20或21所述的装置，其中， 所述第一响应进一步包括至少持续时间指示字段，所述持续时间指示字段包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的第一时间的时间指示； 并且其中，所述方法进一步包括: 构成包括所述第二标识的所述第二响应，并且 所述第二响应包括持续时间指示字段，所述持续时间指示字段包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的第二时间的第二时间指示，其中，所述第二时间通过所述第一时间减去两个保护时间段并减去所述第二响应的传输持续时间来限定。23.根据权利要求20或21所述的方法，其中， 所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第一预定地址字段包含所述第一标识；并且其中 所述方法进一步包括: 确认包含在所述第一响应中的所述第一标识与包含在所述请求信号中的所述第一标识相同。24.根据权利要求21所述的方法，进一步包括以下步骤: 致使在接收到所述第一响应之后在所述保护时间段终止之后广播所述第二响应。25.一种方法，包括以下步骤: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源旨在用于设备间通信， 使所述收发器广播包含至少第一标识和第二标识的请求信号，所述第一标识和所述第二标识分别识别与相应装置相关联的相应设备，所述请求信号请求所述设备经由设备间通信来彼此通信， 检测经由所述第一资源接收的第一响应和第二响应， 验证所述第一响应包含所述第一标识并验证所述第二响应包含所述第二标识，并且响应于此， 触发经由所述第一资源的在具有所述第一标识的设备和具有所述第二标识的设备之间的设备间通信。26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述请求信号包括至少两个预定地址字段，其中，这些地址字段中的第一预定地址字段包含所述第一标识；并且其中，这些地址字段中的第二预定地址字段包含所述第二标识。27.根据权利要求25或26所述的装置，其中， 所述请求信号进一步包括至少持续时间指示字段，所述持续时间指示字段包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的初始时间的时间指示； 并且其中，所述方法进一步包括: 将所述请求信号构成为包括如下部分: 所述第一标识和所述第二标识，以及 所述持续时间指示字段，其包含指示旨在至少为所述设备之间的设备间通信保留所述第一传输资源的初始时间的初始时间指示，其中，所述初始时间通过为所述设备之间的所述设备间通信分配的时间加上用于传输请求经由设备间通信来通信的所述装置的所述响应的时间并加上一定数量的保护时间段来限定，其中，所述数量与包含在所述请求信号中的标识的数量增加一相对应。28.根据权利要求25所述的方法，进一步包括: 致使在暂停时间段终止之后在所述第一资源中广播所述请求信号。29.一种计算机程序产品，包括一组计算机可执行指令，当所述程序在设备上运行时，所述指令使所述设备执行以下步骤: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源能用于设备间通?目; 检测经由第一资源接收的请求信号，所述请求信号触发设备间通信的启动； 验证所述请求信号包含第一标识，所述第一标识识别与所述装置相关联的设备， 响应于此，使所述收发器广播包含所述第一标识的第一响应； 检测经由所述第一资源接收的且包含第二标识的第二响应，所述第二标识识别另一设备， 响应于此，经由所述第一资源在具有所述第一标识的设备和具有所述第二标识的设备之间开始设备间通信。30.一种计算机程序产品，包括一组计算机可执行指令，当所述程序在设备上运行时，所述指令使所述设备执行以下步骤: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源旨在用于设备间通信， 检测经由第一资源接收的请求信号，所述请求信号触发设备间通信的启动； 验证所述请求信号包含第二标识，所述第二标识识别与所述装置相关联的设备， 检测经由所述第一资源接收的且包含第一标识的第一响应，所述第一标识识别另一设备， 确认包含在所述第一响应中的所述第一标识与包含在所述请求信号中的所述第一标识相同， 响应于此，使所述收发器广播包含所述第二标识的第二响应，以及准备经由所述第一资源在具有所述第一标识的设备和具有所述第二标识的设备之间开始设备间通信。31.一种计算机程序产品，包括一组计算机可执行指令，当所述程序在设备上运行时，所述指令使所述设备执行以下步骤: 控制能够使用至少两种特定传输资源来通信的收发器，其中，第一所述资源旨在用于设备间通信， 使所述收发器广播包含至少第一标识和第二标识的请求信号，所述第一标识和所述第二标识分别识别与相应装置相关联的相应设备，所述请求信号请求所述设备经由设备间通信来彼此通信， 检测经由所述第一资源接收的第一响应和第二响应， 验证所述第一响应包含所述第一标识并验证所述第二响应包含所述第二标识，并且响应于此， 触发经由所述第一资源的在具有所述第一标识的设备和具有所述第二标识的设备之间的设备间通信。
【专利摘要】本发明提出了改进设备间通信的方法、设备和计算机程序产品。为了改进D2D通信，本发明提出了涉及中央控制单元和参与D2D通信的那些设备的集中通信概念。所述概念涉及三方RTS/CTS交换。
【IPC分类】H04W76/02
【公开号】CN104904302
【申请号】CN201280077387
【发明人】李振红, 王海峰, 卡里·里基宁, 周斌
【申请人】美国博通公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2012年9月28日
【公告号】EP2901798A1, US20150334752, WO2014047908A1
最新回复(0)