CN109076430A - 用于发现中继设备的***和方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于建立中继服务的方法，所述方法包括：向网络节点发送指示中继服务请求的随机接入参数，所述发送随机接入参数会发起第一随机接入过程；RD接收包括指示一个或多个候选中继设备的中继指示的随机接入响应，其中，所述接收中继指示会终止所述第一随机接入过程；以及根据所述随机接入响应中包括的所述中继指示搜索中继设备。

Description

用于发现中继设备的***和方法

本申请要求于2017年4月10日递交的发明名称为“用于发现中继设备的***和方法”的第15/483,367号美国非临时申请案的在先申请优先权，其又要求于2016年5月11日递交的发明名称为“用于发现中继设备的***和方法”的第62/334,726号美国临时专利申请案的在先申请优先权，这两篇专利申请案的全部内容以引入的方式并入本文。

技术领域

本发明大体上涉及用于数字通信的***和方法，以及在特定实施例中，涉及一种用于发现中继设备的***和方法。

背景技术

远程设备(remote device，简称RD)通常是具有嵌入式电子器件、软件、传感器以及连通性的对象，使得所述对象能够与运营商、制造商、用户和/或其他连接对象交换信息。一些远程设备可能尺寸较小并且由电池供电。例如，希望用于感知操作(例如，气象、消防、安全、健康、汽车等领域)的远程设备能够在不需要更换电池也无需用户干预的情况下也能运行数年。

虽然远程设备能够进行无线连接，但它们的连通性可能局限于短距离技术，例如PC5、蓝牙(Bluetooth，简称BT)、设备到设备(device-to-device，简称D2D)、邻近服务(Proximity Service，简称ProSe)等，以使功耗最小化。即使对于能够进行更远距离通信的远程设备，如果可能的话，也希望能够使用短距离技术，因为使用这种技术进行通信的功耗通常比长距离技术低。因此，为了与远程设备和/或服务进行通信，同时仍然向所述远程设备提供面向运营商网络(例如，蜂窝网络)的通信，需要中间设备来转发来往所述远程设备的通信。这种中间设备可以称为中继设备、中继UE或简称为中继器。

发明内容

示例实施例提供了一种用于发现中继设备的***和方法。

根据一个示例实施例，提供了一种用于建立中继服务的方法。所述方法包括：远程设备(remote device，简称RD)向网络节点发送指示中继服务请求的随机接入参数，其中，所述发送随机接入参数会发起第一随机接入过程；所述RD接收包括指示一个或多个候选中继设备的中继指示的随机接入响应(random access response，简称RAR)，其中，所述接收中继指示会终止所述第一随机接入过程；以及所述RD根据所述RAR中包括的所述中继指示搜索中继设备。所述方法还包括：所述RD发起第二随机接入过程，以在搜索所述中继设备失败时请求与所述网络节点直接连接。所述中继指示包括多个候选中继设备的指示以及与所述候选中继设备相关联的标识。在所述第一随机接入过程的初始消息中发送所述随机接入参数。

所述随机接入参数是随机接入前导。所述随机接入前导是从多个中继随机接入前导中选择的。

所述随机接入参数是分配给所述RD的专用随机接入前导。

根据一个示例实施例，提供了一种用于建立中继服务的方法。所述方法包括：接入节点从指示中继服务请求的RD中接收随机接入参数，其中，所述从RD接收随机接入参数会发起随机接入过程；以及所述接入节点发送包括指示一个或多个候选中继设备的中继指示的RAR，其中，所述发送RAR会终止所述随机接入过程。

所述方法还包括：所述接入节点根据与所述RD相关联的地理信息选择至少一个候选中继设备，其中，所述中继指示用于指示所述至少一个候选中继设备。所述中继指示用于指示所述一个或多个候选中继设备的至少一个标识。所述方法还包括：所述接入节点为所述RD分配专用随机接入前导，其中，所述随机接入参数包括所述专用随机接入前导。在所述随机接入过程的初始消息中接收所述随机接入参数。

根据一个示例实施例，提供了一种用于建立中继服务的RD。所述RD包括：一个或多个处理器；以及计算机可读存储介质，用于存储供所述一个或多个处理器执行的程序。所述程序包括以下指令：配置所述RD以为网络节点发送指示中继服务请求的随机接入参数，其中，所述发送随机接入参数会发起第一随机接入过程；接收包括指示一个或多个候选中继设备的中继指示的RAR，其中，所述接收中继指示会终止所述第一随机接入过程；以及根据所述RAR中包括的所述中继指示搜索中继设备。

所述程序包括以下指令：配置所述RD以发起第二随机接入过程，以在搜索所述中继设备失败时请求与所述网络节点直接连接。所述中继指示包括多个候选中继设备的指示以及与所述候选中继设备相关联的标识。在所述第一随机接入过程的初始消息中发送所述随机接入参数。根据一个示例实施例，提供了一种用于建立中继服务的接入节点。所述接入节点包括：一个或多个处理器；以及计算机可读存储介质，用于存储供所述一个或多个处理器执行的程序。所述程序包括以下指令：配置所述接入节点以从指示中继服务请求的RD中接收随机接入参数，其中，所述从RD接收随机接入参数会发起随机接入过程；以及发送包括指示一个或多个候选中继设备的中继指示的RAR，其中，所述发送RAR会终止所述随机接入过程。

所述程序包括以下指令：配置所述接入节点以根据与所述RD相关联的地理信息选择至少一个候选中继设备，其中，所述中继指示用于指示所述至少一个候选中继设备。所述程序包括以下指令：配置所述接入节点以为所述RD分配专用随机接入前导，其中，所述随机接入参数包括所述专用随机接入前导。在所述随机接入过程的初始消息中接收所述随机接入参数。

通过实施前述实施例，提供了便于搜索中继设备的实用信息，从而可帮助远程设备搜索中继设备。所述信息有助于减少对合适中继设备的搜索。

通过实施前述实施例，使得远程设备能够在尝试建立中继服务时提前终止随机接入过程，从而通过不在高功率通信链路上进行传输来降低功耗。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：

图1示出了根据本文一示例实施例的一种示例无线通信***；

图2示出了突出显示RD和eNB之间的连接的图；

图3示出了根据本文一示例实施例的在尝试建立中继连接时RD中发生的示例操作的流程图；

图4A示出了传统BI子头部；

图4B示出了根据本文一示例实施例的包括中继操作指示的新BI子头部；

图5示出了根据本文一示例实施例的参与中继建立操作的eNB中发生的示例操作的流程图；

图6示出了根据本文一示例实施例的突出显示在中继建立操作中设备间交互的消息以及设备间进行的处理过程的图；

图7示出了根据本文一示例实施例的突出显示在涉及传统UE的中继建立操作中设备间交互的消息以及设备间进行的处理过程的图；

图8示出了根据本文一示例实施例的突出显示在中继建立操作失败时设备间交互的消息以及设备间进行的处理过程的图；

图9示出了根据本文一示例实施例的突出显示在利用eNB提供的标识进行的中继建立操作中设备间交互的消息以及设备间进行的处理过程的图；

图10示出了根据本文一示例实施例的的RACH响应的示例消息格式；

图11示出了根据本文一示例实施例的用于执行本文所述方法的处理***实施例的框图；

图12示出了根据本文一示例实施例的用于通过电信网络发送和接收信令的收发器的框图。

具体实施方式

下文详细论述当前示例实施例的构建和使用。但应了解，本发明提供的许多适用的发明性概念可实施在多种具体环境中。所论述的具体实施例仅仅说明用以构建和使用实施例的具体方式，而不限制本发明的范围。

根据一个示例实施例，远程设备(remote device，简称RD)用于建立中继服务。所述RD将随机接入参数发送到指示中继服务请求的网络节点(步骤310)，其中，所述发送随机接入参数会发起第一随机接入过程；所述RD接收包括指示一个或多个候选中继设备的中继指示的随机接入响应(random access response，简称RAR)(步骤315)，其中，所述接收中继指示会终止所述第一随机接入过程；以及所述RD根据所述RAR中包括的所述中继指示搜索中继设备。

图1示出了一种示例无线通信***100。该无线通信***100包括通信控制器，服务用户设备(user equipment，简称UE)等多个通信设备(包括UE 110、UE 112和UE 114)的演进型基站(evolved Node B，简称eNB)105。在蜂窝运行模式下，多个UE间的通信经过eNB105，而在机器到机器通信模式下，例如在接近服务(proximity service，简称ProSe)运行模式下，UE之间可以进行直接通信。通信控制器通常也可称为NodeB、控制器、基站、接入点等，而通信设备通常也可称为移动台、移动设备、终端、用户、订户、站等。从eNB到UE的通信通常称为下行通信，而从UE到eNB的通信通常称为上行通信。

无线通信***100还包括：网络实体，例如分组数据网络网关(packet datanetwork gateway，简称PDN网关或P-GW)115，其提供网络之间的互连；以及服务网关(serving gateway，简称S-GW)120，其为针对用户报文提供入口点和出口点。无线通信***100还包括多个远程设备(remote device，简称RD)，例如RD 125、RD 127和RD 129。所述RD连接到作为中继器的UE。所述多个RD可以包括但不限于传感器设备、可穿戴设备、智能设备等。可以理解的是，所述通信***可以采用能够与多个UE以及RD进行通信的多个eNB，但为了方便描述，仅示出了一个eNB、三个UE和五个RD。

如上所述，所述RD在范围上通常具有有限的连接选项。例如，出于功耗方面的考虑，很多RD可能不具备中到远程无线连接，例如3GPP LTE、远程IEEE 802.11WiFi技术、码分多址(code division multiple access，简称CDMA)等连接。此外，由于功耗和/或无线性能方面的限制，与智能手机等典型远程设备相比，即使支持较长距离通信技术的RD在链路方面的预算也有可能会降低。此外，通过长距离无线技术进行通信通常比通过短距离技术进行通信消耗更多的电池电量。因此，无线通信***中的UE可以作为中继器，以转发来往RD的通信。UE可以通过短距离连接(例如PC5、蓝牙、ProSe、短程IEEE 802.11WiFi技术、D2D等)连接到RD，并在RD与远程服务和/或设备之间转发报文。所述提供中继服务的UE可以称为中继UE。作为说明性示例，UE 110作为RD 125和RD 127间的中继器，UE 112作为RD 127和RD 129间的中继器，通过eNB 105提供RD与远程服务130和/或设备135之间的连接。

中继UE可以为一个或多个RD提供中继服务，从所述RD接收报文并将接收的报文转发到为所述中继UE服务的eNB，或者从为所述中继UE服务的eNB接收报文，并将接收的报文转发到各个RD。单个中继UE支持的RD的数量可以快速增长。例如，希望中继UE能够向所述UE的所有者拥有的RD转发报文，所述RD包括智能手表、智能眼镜、健身或运动***等。所述中继UE还可以向其在一天内可能遇到的其他RD转发报文。所述中继UE可以针对每个RD使用单独的数据无线承载(data radio bearer，简称DRB)。或者，所述中继UE可以根据各种协议层中实施的规则区分不同RD的通信。

图2示出了突出显示RD和eNB之间的连接的图200。图2示出了RD 205和eNB 210之间的逻辑连接215。如上所述，RD通常尺寸较小并且由电池供电，因此电池寿命是一项重要的考虑因素。一种降低RD功耗的方式是利用短距离链路和中继UE，例如中继UE 220。RD 205通过短距离链路225连接到中继UE 220，中继UE 220通过无线接口230(例如，3GPP Uu接口)连接到eNB 210。短距离链路225是低功率链路，因此RD 205能够将通信过程中的功耗最小化，而无线接口230采用较长距离无线技术，可帮助增加能够在通信过程中使用更大功率的设备的可用范围。

为了与eNB建立中继通信，所述RD需要发现所述中继UE在附近，例如，在短距离通信技术的范围内。本文所述的示例实施例涉及的情况是，所述RD具有更长距离的无线支持并且能够与所述eNB通信。但是，出于电池寿命方面的考虑，所述RD会尽快尝试利用中继通信。此外，所述通信***中的网络实体会控制中继连接。换言之，可以要求所述通信***中的网络实体允许所述中继UE和RD的中继操作。例如，所述网络实体可以是直接服务所述中继UE的通信控制器或所述通信控制器的控制器。

现有技术可包括：

所述RD执行随机接入(RACH)过程以作为普通UE连接到所述通信***；

所述eNB为所述RD(作为普通UE运行)提供测量信息(例如3GPP LTE sidelink测量)以帮助所述RD发现中继UE；

所述RD根据所述eNB提供的测量信息进行测量；

如果所述RD找到潜在的中继UE，则所述RD将所述潜在的中继UE报告给所述eNB；以及

所述eNB触发传输(例如切换)以将所述RD从所述eNB移动到所述中继UE。

根据一个示例实施例，在未完成连接建立的情况下搜索所述中继UE，例如在发送或接收所述RACH过程的最后一个消息之前。在所述连接建立过程中，可以向所述RD提供信息，以帮助找到中继UE。在所述连接建立过程中提供帮助找到中继UE的信息有助于更早地建立与所述中继UE的连接，从而减少所述RD需要使用较长距离无线技术执行的通信量并延长所述RD的电池使用寿命，以及减少在较长距离链路上的公共信道上发送的消息的数量，这可以有利于降低干扰和/或增加公共信道的容量。

根据一个示例实施例，所述eNB在所述连接建立过程中提供信息和/或参数以帮助所述RD搜索中继UE。作为说明性示例，所述UE提供所述信息和/或参数以帮助所述RD在RACH响应消息中搜索中继UE。

图3示出了在尝试建立中继连接的RD中发生的示例操作300的流程图。操作300可指示当RD尝试执行中继建立操作时在所述RD中发生的操作。

操作300开始于所述RD选择RACH前导(方框305)。所述RD可以从一组可用RACH前导中随机选择一个RACH前导。所述可用RACH前导组可以包括多组前导，例如，第一组前导由多个UE用于进行基于竞争的接入，第二组专用前导可由***分配给单个UE以用于无竞争接入，第三组前导可由UE用于指示所需授权大小等。所述RD发送具有所述RACH前导和中继指示集的RACH请求(方框310)。可以通过较长距离无线连接将所述RACH请求发送到eNB。所述中继指示可以是包含在所述RACH请求中的2值指示，当将其设置为第一值(例如，“1”)时，表示所述RD需要中继服务，当将其设置为第二值(例如，“0”)时，表示所述RD不需要中继服务(或者未指明其需要中继服务)。或者，所述RD从一组中继RACH前导中选择一个RACH前导，所述前导组可以是前述多个前导组的附加组，其中，包括中继RACH前导的RACH请求隐式地指示所述RD需要中继服务，不包括中继RACH前导的RACH请求隐式地指示所述RD不需要中继服务。或者，在中继专用的RACH无线资源中发送所述RACH请求，其隐式地指示所述RD需要中继服务。如果不是在所述中继专用的RACH无线资源中发送所述RACH请求，则隐式地指示所述RD不需要中继服务。可以在***信息中，例如***信息块(system information block，简称SIB)中，向所述RD指示所述中继专用的RACH无线资源。在一个或多个各种正交或伪正交维度中，例如时间、频率、代码选择、功率电平等，中继专用的RACH无线资源可以与其他RACH无线资源区分开来。

所述RD接收RACH响应(方框315)。所述RACH响应通常可称为随机接入响应(randomaccess response，简称RAR)。可以从接收到所述RACH请求的所述eNB处接收所述RACH响应。所述RACH响应包括用于搜索中继UE的指令和/或参数。所述RACH响应包括新格式的退避指示(backoff indicator，简称BI)子头部，其在下文详细介绍。所述新BI子头部格式包括中继指示，用于指示所述RACH响应包括所述指令和/或参数。作为说明性示例，所述指令和/或参数包括以下各项中的一项或多项：位于所述RD附近的UE的标识；愿意提供中继服务的UE的标识；位于愿意提供中继服务的RD附近的UE的标识；不愿意提供中继服务的UE的标识；关于搜索UE的方向的方向信息；关于在搜索UE时要避免的方向的方向信息等。由于在所述RACH过程中发送所述RACH响应时所述eNB通常不知晓所述RD的标识，因此所述eNB可能无法提供RD特定信息。

所述RD搜索中继UE(方框320)。作为说明性示例，所述RD搜索由UE进行的传输以识别位于所述RD附近的潜在中继UE。作为另一说明性示例，所述RD搜索由所述UE发送的参考信号以识别位于所述RD附近的所述潜在中继UE。所述RD对所述潜在中继UE进行的传输进行测量。作为说明性示例，所述RD可以基于测量到的信号强度超过阈值的信号来推测所述RD附近有所述潜在中继UE。所述搜索和/或测量的过程可以使用短距离无线技术识别出所述RD附近有某些UE，但是可能无法确定哪些UE正在提供中继服务，或者可能无法确定哪些UE可用作中继UE来服务于特定RD。

所述RD进行检查以确定是否已找到任何中继UE(方框325)。如果所述RD已找到一个或多个中继UE，则所述RD尝试与一个或多个中继UE中的一个配对(方框330)。作为说明性示例，所述RD根据对来自所述中继UE的传输的测量来选择中继UE。例如，所述RD选择具有最大测量值的中继UE。或者，所述UE使用所述eNB提供的信息和/或参数来选择中继UE。作为说明性示例，如果所述eNB指示所选择的中继UE为愿意提供中继服务的中继UE，则所述RD选择不具有最大测量值的中继UE，而不指示具有最大测量值的中继UE愿意提供中继服务。所述RD进行检查以确定与所述一个或多个中继UE中的一个的配对是否成功(方框335)。如果所述RD发现多个中继UE，则所述RD可以重复进行配对尝试，直到配对尝试成功或者直到已经尝试与所有检测到的中继UE进行配对。如果所述RD成功与中继UE配对，则所述RD开始与所述中继UE和所述eNB的中继操作(方框340)。

如果所述RD找不到任何中继UE(方框325)，则所述RD进行检查以确定是否再次尝试搜索(方框345)。如果所述RD确定再次搜索中继UE，则所述RD返回到方框320以重复搜索中继UE。所述RD可以在重复搜索之前修改搜索参数(方框350)。作为说明性示例，如果所述eNB提供的信息和/或参数包括方向信息，则所述RD可以选择忽略所述搜索过程中的所述方向信息。作为另一说明性示例，如果所述eNB提供的信息和/或参数包括标识信息，则所述RD可以选择搜索在所述eNB提供的信息和/或参数中未标识的中继UE。作为说明性示例，所述RD忽略由所述eNB提供的一些或全部指令和/或参数。作为另一说明性示例，所述RD仅使用所述eNB提供的指令和/或参数的子集。

如果所述RD不能与任何中继UE成功配对并建立中继服务(方框335)，则所述RD进行检查以确定所述RD是否应再次搜索中继UE(方框355)。如果所述RD确定应再次尝试搜索中继UE，则所述RD返回到方框320以搜索中继UE。所述RD可以修改所述eNB提供的信息和/或参数以更改对中继UE的搜索(方框350)。作为说明性示例，如果所述eNB提供的信息和/或参数包括方向信息，则所述RD可以选择忽略所述搜索过程中的所述方向信息。作为另一说明性示例，如果所述eNB提供的信息和/或参数包括标识信息，则所述RD可以选择搜索在所述eNB提供的信息和/或参数中未标识的中继UE。作为说明性示例，所述RD忽略所述eNB提供的一些或全部指令和/或参数。作为另一说明性示例，所述RD仅使用所述eNB提供的指令和/或参数的子集。

如果所述RD不再次搜索中继UE(方框345或355)，则所述RD进行检查以确定RD是否应再次尝试与所述中继UE配对(方框360)。在一些情况下，即使所述RD和所述中继UE可以配对，配对过程也有可能会失败。稍后再重复配对过程可能会配对成功。如果所述RD不需要重复与所述中继UE的配对过程，则所述RD进行检查以确定所述RD是否应重复所述RACH过程以设置中继操作(方框365)。

如果所述RD应再次尝试RACH过程，则所述RD选择不同的设置并返回到方框305以重复所述RACH过程(方框370)。作为说明性示例，所述RD选择显示或隐式地指示所述RD不寻找中继服务的RACH前导，或者所述RD发送包括中继指示集合的RACH请求，指示所述RD不寻找中继服务。如果所述RD不应再次尝试所述RACH过程，则操作300终止。

第一方面，本申请提供了一种用于建立中继服务的方法。所述方法包括：RD向网络节点发送指示中继服务请求的随机接入参数，其中，所述发送随机接入参数会发起第一随机接入过程；所述RD接收包括指示一个或多个候选中继设备的中继指示的RAR，其中，所述接收所述中继指示会终止所述第一随机接入过程；以及所述RD根据所述RAR中包括的所述中继指示搜索中继设备。

根据第一方面所述的方法的第一实施例，所述方法包括：所述RD发起第二随机接入过程，以在搜索所述中继设备失败时请求与所述网络节点直接连接。根据第一方面或第一方面的任何前述实施例所述的方法的第二实施例，所述中继指示包括多个候选中继设备的指示以及与所述候选中继设备相关联的标识。根据第一方面或第一方面的任何前述实施例所述的方法的第三实施例，在所述第一随机接入过程的初始消息中发送所述随机接入参数。

根据第一方面或第一方面的任何前述实施例所述的方法的第四实施例，所述随机接入参数是随机接入前导。根据第一方面或第一方面的任何前述实施例所述的方法的第五实施例，所述随机接入前导是从多个中继随机接入前导中选择的。根据第一方面或第一方面的任何前述实施例所述的方法的第六实施例，所述随机接入参数是分配给所述RD的专用随机接入前导。根据一个示例实施例，媒体访问控制(medium access control，简称MAC)子头部被定义为支持在所述RACH响应中发送所述指令和/或参数，同时保持与传统UE的兼容性。

图4A示出了传统BI子头部400。传统BI子头部400包括扩展(“E”)字段405、类型(“T”)字段410、两个保留(“R”)字段415和417以及BI字段420。E字段405指示MAC帧头中是否存在更多字段，T字段410指示MAC子头部是否包括随机访问标识或BI。例如，如果T字段410设置为0，则所述MAC子头部包括BI。

图4B示出了包括中继操作指示的新BI子头部450。新BI子头部400包括E字段455、T字段460、R字段465、中继(“Y”)字段470以及BI字段475。E字段455指示MAC帧头中是否存在更多字段，T字段460指示MAC子头部是否包括随机访问标识或BI。Y字段470指示包括所述MAC子头部的消息是否包括用于辅助RD搜索中继UE的指令和/或参数。作为说明性示例，如果Y字段470设置为1，则所述子头部包括用于辅助RD搜索中继UE的指令和/或参数，如果Y字段470设置为0，则所述子头部将用于竞争解决。

如果不需要中继操作的传统UE收到新的BI子头部，所述传统UE将无法理解包含在所述Y字段中的信息的含义，并将自动解释所述BI字段中包含的BI。然而，如果所述传统UE专门检查所述Y字段是否被设置为“0”(事实并非如此)，则检查失败。即使所述传统UE忽略所述消息，所述传统UE也只是重试所述RACH过程，因为所述传统UE未收到预期的RACH响应。

图5示出了参与中继建立操作的eNB中发生的示例操作500的流程图。操作500可指示在eNB参与中继建立操作时，在所述eNB中发生的操作。

操作500开始于所述eNB接收包括中继指示集的RACH请求(方框505)。所述中继指示可以是2值指示，当将其设置为第一值(例如，“1”)时，表示所述RD需要中继服务，当将其设置为第二值(例如，“0”)时，表示所述RD不需要中继服务(或者未指明其需要中继服务)。或者，所述RACH请求包括中继RACH前导，其隐式地指示所述RD需要中继服务。所述eNB发送包括用于帮助所述RD搜索中继UE的指令和/或参数的RACH响应(方框510)。所述eNB对所述RD执行准入控制过程(方框515)，所述准入控制过程可以涉及认证和/或授权所述RD访问所述***。所述eNB指示所述中继UE应该为所述RD建立中继连接(方框520)。所述指示可以包括将定义的无线资源用于所述中继连接的许可。在所述RD和所述中继UE之间建立所述中继连接。

第二方面，本申请提供了一种用于建立中继服务的方法。所述方法包括：接入节点从指示中继服务请求的RD中接收随机接入参数，其中，所述从RD接收随机接入参数会发起随机接入过程；以及所述接入节点发送包括指示一个或多个候选中继设备的中继指示的RAR，其中，所述发送RAR会终止所述随机接入过程。

根据第二方面所述的方法的第一实施例，所述方法还包括：所述接入节点根据与所述RD相关联的地理信息选择至少一个候选中继设备，其中，所述中继指示用于指示所述至少一个候选中继设备。根据第二方面或第二方面的任何前述实施例所述的方法的第二实施例，所述中继指示用于指示所述一个或多个候选中继设备的至少一个标识。根据第二方面或第二方面的任何前述实施例所述的方法的第三实施例，所述方法还包括：所述接入节点为所述RD分配专用随机接入前导，其中，所述随机接入参数包括所述专用随机接入前导。根据第二方面或第二方面的任何前述实施例所述的方法的第四实施例，在所述随机接入过程的初始消息中接收所述随机接入参数。

图6示出了突出显示在中继建立操作中设备间交互的消息以及设备间进行的处理过程的图600。图600显示了在RD 605、中继UE 610和eNB 615之间交互的消息以及在这些设备进行的处理过程。

RD 605发送包括中继指示集的RACH请求(事件620)。所述RACH请求包括RACH前导。或者，所述RACH请求包括中继RACH前导，以隐式地指示所述RD需要中继服务。将所述RACH请求发送到eNB 615。eNB 615发送包括用于帮助RD 605搜索中继UE的指令和/或参数的RACH响应(事件625)。RD 605根据eNB 615提供的所述指令和/或参数搜索中继UE(方框630)。RD605与中继UE配对(事件635)。如果RD 605仅发现一个中继UE，则RD 605与该中继UE配对。如果RD 605发现多个中继UE，则RD 605选择一个中继UE并与所选择的中继UE配对。如果与所选择的中继UE配对失败，则中继UE 605选择另一中继UE并重复所述配对过程。直到RD 605能够成功配对或RD 605已尝试与所有中继UE配对之后才停止配对。当尝试配对成功时，中继UE 610和eNB 615对RD 605进行准入控制(事件640)。eNB 615和中继UE 610为RD 605和中继UE 610建立连接(事件645)。中继UE 610为所述中继连接配置RD 605(事件650)。

图7示出了突出显示在设置涉及传统UE的中继建立操作中设备间交互的消息以及设备间进行的处理过程的图700。图700显示在RD 705、传统UE 710和eNB 715之间交互的消息以及在这些设备间进行的处理过程。

RD 705发送包括中继指示集的RACH请求(事件720)。传统UE 710发送RACH请求(事件722)。两个RACH请求包括相同的RACH前导，因此存在竞争。如上所述，eNB 715发送包括新BI子头部的RACH响应(事件725)。RD 705和传统UE 710均收到包括所述新BI子头部的所述RACH响应。RD 705能够检测所述新BI子头部中的所述Y字段(方框735)并使用eNB 715提供的所述信息和/或参数来搜索中继UE(方框737)。传统UE 710不检测所述Y字段，并且将所述值应用于所述BI字段(方框740)并使用竞争解决过程，即，它等待所指示的退避时间并在所述退避定时器到期之后重试所述RACH过程(方框742)。

图8示出了突出显示在中继建立操作失败时设备间交互的消息以及设备间进行的处理过程的图800。图800显示在RD 805、中继UE1 810、中继UE2 812、中继UE3 814和eNB820中之间交互的消息以及在这些设备间进行的处理过程。

RD 805发送包括中继指示集的RACH请求(事件825)。eNB 820发送包括用于帮助RD805搜索中继UE的指令和/或参数的RACH响应(事件830)。RD 805根据eNB 820提供的所述指令和/或参数搜索中继UE(方框835)。RD 805尝试与所述中继UE1 810配对(事件840)，但中继UE1 810不提供中继服务。RD 805尝试与中继UE2 812配对以进行中继服务(事件842)，但是中继UE2 812拒绝RD 805。中继UE2 812可以出于一种或多种原因而拒绝RD 805，所述原因包括：中继UE2 812的订阅不支持RD 805、中继UE2 812的所有者拒绝了RD 805的中继服务、RD 805在中继UE2 812的黑名单上等等。RD 805无法检测中继UE3 814(事件844)。RD805确定不再次进行尝试(方框845)并发送具有不同设置的RACH请求(事件850)。作为说明性示例，RD 805发送的RACH请求包括未设置的所述中继指示。

根据一个示例实施例，在所述RACH响应中向所述RD一个或多个中继UE的标识。所述一个或多个中继UE的标识可以由所述eNB或另一网络实体提供，并由所述eNB转发到所述RD。所述一个或多个中继UE的标识可以帮助所述RD搜索所述中继UE。所述一个或多个中继UE的标识可以对应于在所述RD的一般附近范围内运行的中继UE。作为说明性示例，所述eNB或网络实体能够确定所述RD的地理信息(例如，大致位置、所述RD的传输到达方向、所述RD的方向、所述RD所在的小区、定时估计、路径损耗估计等)，并基于所述地理信息选择所述一个或多个中继UE。获知所述标识可以帮助简化所述RD对中继UE的搜索，例如，通过帮助缩小搜索空间来简化搜索。作为说明性示例，所述RD可以通过参考信号(其配置取决于所述中继UE的标识)来检测所述中继UE的接近度，因此如果获知了所述中继UE的标识，则可以允许所述RD执行针对与从所述eNB接收的标识相对应的参考信号配置的搜索。

图9示出了突出显示在利用eNB提供的标识进行的中继建立操作中设备间交互的消息以及设备间进行的处理过程的图900。图900显示在RD 905、中继UE 910和eNB 915之间交互的消息以及在这些设备间进行的处理过程。中继UE 910具有关联标识X。

RD 905发送包括中继指示集的RACH请求(事件920)。将所述RACH请求发送到eNB915。eNB 915考虑使用可用信息识别候选中继UE(方框925)。例如，eNB 915考虑所述UE的地理信息，比如大致位置、所述RACH请求的到达方向、RD 905的方向、RD 905所在的小区、定时估计、路径损耗估计等，以选择可以为RD 905提供服务的候选中继UE。eNB 915发送包括用于帮助RD 905搜索中继UE的指令和/或参数的RACH响应(事件930)。所述指令和/或参数包括eNB 915选择的所述候选中继UE的标识，例如，所述指令和/或参数包括标识X。所述候选中继UE的标识可以是实际的UE标识，例如，临时移动用户标识(temporary mobilesubscriber identity，简称TMSI)，也可以是使得RD 905可以搜索所述候选中继UE提供的通告服务的表达式。eNB 915识别的所述候选中继UE不需要与RD 905配对。然而，RD 905仍然知晓所述候选中继UE是提供中继服务的UE。RD 905根据eNB 915提供的所述指令和/或参数搜索中继UE(方框935)。RD 905与中继UE配对(事件940)。中继UE 910和eNB 915对RD 905执行准入控制(事件945)。RD 905、中继UE 910和eNB 915继续进行中继通信(事件950)。

图10示出了RACH响应1000的示例消息格式。如上所述，RACH响应1000包括新的BI子头部1005。RACH响应1000还包括标识部分1010，所述标识部分包括：长度字段1015，其具有指示要检测的标识数量的值；以及一个或多个标识字段(例如标识字段1020)，每个字段都包括候选中继UE的标识。作为说明性示例，标识字段的长度可以为6个八位字节。或者，每个新的BI子头部后跟一个标识字段。因此，如果存在多个候选中继UE，则所述eNB将新BI子头部和标识字段用信号通知给所述多个候选中继UE中的每一个。

如果所述RD先前已经连接到所述eNB，则所述eNB在所述先前连接钟可能已经能够向所述RD提供专用RACH前导，以便在所述RD请求中继服务时使用。然后，当所述RD决定搜索中继UE时，所述RD发送包括所述专用RACH前导的RACH请求。由于所述eNB知道所述专用RACH前导与所述RD相关联，因此所述RACH过程中不存在竞争。由于不存在竞争，所述eNB能够知道请求中继服务的所述RD的标识，并且所述eNB可以在识别候选中继UE时利用所述RD的身份。所述专用RACH前导可以在不止一个小区中有效。所述专用RACH前导的有效性可以在单个eNB的多个小区中是已知的。此外，多个eNB之间的协调可用于增加所述专用RACH前导有效的小区的数量。作为说明性示例，在分配所述专用RACH前导时，所述eNB向所述RD发出指示，所述指示包括所述专用RACH前导有效的小区的列表或所述专用RACH前导有效的小区的组标识。小区的组标识可以表示小区的跟踪区或另一个组，在该追踪区或另一个组中，所述RD可以执行没有信令或具有最小信令的移动过程。如果所述RD移出所述组标识中包括的小区，则它可以在移动过程中(例如，切换或跟踪区更新过程中)连接到网络。在此过程中，可以分配新的专用RACH前导。或者，如果所述RD发现自己处于前导有效的小区组之外，则可以放弃使用所述专用RACH前导来请求中继。

第三方面，本申请提供了一种RD。所述RD包括：一个或多个处理器；以及计算机可读存储介质，用于存储供所述一个或多个处理器执行的程序。所述程序包括以下指令：配置所述RD以向网络节点发送指示中继服务请求的随机接入参数，其中，所述发送随机接入参数会发起第一随机接入过程；接收包括指示一个或多个候选中继设备的中继指示的RAR，其中，所述接收中继指示会终止所述第一随机接入过程；以及根据所述RAR中包括的所述中继指示搜索中继设备。

根据第三方面所述的RD的第一实施例，所述RD包括以下指令：配置所述RD以发起第二随机接入过程，以在搜索所述中继设备失败时请求与所述网络节点直接连接。根据第二方面或第二方面的任何前述实施例所述的发送设备的第二实施例，所述中继指示包括多个候选中继设备的指示以及与所述候选中继设备相关联的标识。根据第三方面或第三方面的任何前述实施例所述的发送设备的第三实施例，在所述第一随机接入过程的初始消息中发送所述随机接入参数。

第四方面，本申请提供了一种接入节点。所述接入节点包括：一个或多个处理器；以及计算机可读存储介质，用于存储供所述一个或多个处理器执行的程序。所述程序包括以下指令：配置所述接入节点以从指示中继服务请求的RD中接收随机接入参数，其中，所述从RD接收随机接入参数会发起随机接入过程；以及发送包括指示一个或多个候选中继设备的中继指示的RAR，其中，所述发送RAR会终止所述随机接入过程。

根据第四方面所述的接入节点的第一实施例，所述RD包括以下指令：配置所述接入节点以根据与所述RD相关联的地理信息选择至少一个候选中继设备，其中，所述中继指示用于指示所述至少一个候选中继设备。根据第四方面或第四方面的任何前述实施例所述的接入节点的第二实施例，所述RD包括以下指令：配置所述接入节点以为所述RD分配专用随机接入前导，其中，所述随机接入参数包括所述专用随机接入前导。根据第四方面或第四方面的任何前述实施例所述的接入节点的第三实施例，在所述随机接入过程的初始消息中接收所述随机接入参数。

图11示出了用于执行本文所描述方法的实施处理***1100的框图，所述处理***可以安装在主机设备中。如图所示，所述处理***1100包括处理器1104、存储器1106和接口1110至1114，其可以(或可以不)按照如图11进行设置。所述处理器1104可以是用于执行计算和/或其他处理相关任务的任意组件或组件的集合，且所述存储器1106可以是用于存储供所述处理器1104执行的程序和/或指令的任意组件或组件的集合。在一个实施例中，所述存储器1106包括非瞬时性计算机可读介质。所述接口1110、1112和1114可以是任何允许所述处理***1100与其他设备/组件和/或用户通信的组件或组件的集合。例如，所述接口1110、1112和1114中的一个或多个可以用于将数据、控制或管理消息从所述处理器1104传送到安装在所述主机设备和/或远端设备上的应用。又例如，所述接口1110、1112、1114中的一个或多个可以用于允许用户或用户设备(例如个人电脑(personal computer，简称PC)等)与所述处理***1100交互/通信。所述处理***1100可包括图11中未描绘的其他组件，如长期存储器(例如非易失性存储器等)。

在一些实施例中，所述处理***1100包括在接入电信网络或作为电信网络的一部分的网络设备中。在一个示例中，所述处理***1100位于无线或有线电信网络中的网络侧设备中，例如基站、中继站、调度器、控制器、网关、路由器、应用程序服务器，或电信网络中的任何其他设备。在其他实施例中，所述处理***1100位于接入无线或有线电信网络的用户侧设备中，例如，用于接入电信网络的移动台、用户设备(user equipment，简称UE)、个人计算机(personal computer，简称PC)、平板电脑、可穿戴通信设备(例如，智能手表等)或任意其他设备。

在一些实施例中，通过所述接口1110、1112和1114中的一个或多个将所述处理***1100连接到用于通过电信网络传输和接收信令的收发器上。图12示出了用于通过电信网络发送和接收信令的收发器1200的框图。所述收发器1200可以安装在主机设备中。如图所示，所述收发器1200包括网络侧接口1202、耦合器1204、发射器1206、接收器1208、信号处理器1210和设备侧接口1212。所述网络侧接口1202可以包括用于通过无线或有线电信网络传输或接收信令的任意组件或组件的集合。所述耦合器1204可以包括用于促进通过所述网络侧接口1202进行的双向通信的任意组件或组件的集合。所述发射器1206可以包括用于将基带信号转换成可以通过所述网络侧接口1202传输的调制载波信号的任意组件或组件的集合(例如，上变频器、功率放大器等)。所述接收器1208可以包括用于将通过所述网络侧接口1202接收的载波信号转换成基带信号的任意组件或组件的集合(例如，下变频器、低噪声放大器等)。所述信号处理器1210可以包括任何用于将基带信号转换成可以通过所述设备侧接口1212传送的数据信号或将数据信号转换成可以通过所述设备侧接口1212传送的基带信号的组件或组件的集合。所述设备侧接口1212可以包括任何用于在所述信号处理器1210和所述主机设备内的组件(例如，所述处理***1100、局域网(local area network，简称LAN)端口等)之间传送数据信号的组件或组件的集合。

所述收发器1200可通过任意类型的通信媒介传输和接收信令。在一些实施例中，所述收发器1200通过无线媒介传输和接收信令。例如，所述收发器1200可以为用于根据无线电信协议进行通信的无线收发器，例如蜂窝协议(例如长期演进(Long Term Evolution，简称LTE)等)、无线局域网(wireless local area network，简称WLAN)协议(例如Wi-Fi等)或任意其他类型的无线协议(例如蓝牙、近距离通讯(near field communication，简称NFC)等)。在此类实施例中，所述网络侧接口1202包括一个或多个天线/辐射元件。例如，所述网络侧接口1202可以包括单个天线，多个单独的天线，或用于多层通信，例如单收多发(single-input multiple-output，简称SIMO)、多输入单输出(multiple-input-single-output，简称MISO)、多输入多输出(multiple-input multiple-output，简称MIMO)等的多天线阵列。在其他实施例中，所述收发器1200通过有线介质例如双绞线电缆、同轴电缆、光纤等传输和接收信令。具体的处理***和/或收发器可以使用示出的全部组件或所述组件的子集，设备的集成程度可能互不相同。

应当理解，此处提供的实施例方法的一个或多个步骤可以由相应的单元或模块执行。例如，可以由发送单元或发送模块发送信号。可以由接收单元或接收模块接收信号。可以由处理单元或处理模块处理信号。其他步骤可以由搜索单元/模块、选择单元/模块、发起单元/模块和/或分配单元/模块执行。各个单元/模块可以为硬件、软件或其组合。例如，一个或多个单元/模块可以为集成电路，例如，现场可编程门阵列(field programmable gatearray，简称FPGA)或专用集成电路(application-specific integrated circuit，简称ASIC)。

虽然已详细地描述了本发明及其优点，但是应理解，可以在不脱离如所附权利要求书所界定的本发明的精神和范围的情况下对本发明做出各种改变、替代和更改。

Claims (21)

1.一种用于建立中继服务的方法，其特征在于，所述方法包括：

远程设备(remote device，简称RD)向网络节点发送指示中继服务请求的随机接入参数，其中，所述发送随机接入参数会发起第一随机接入过程；

所述RD接收包括指示一个或多个候选中继设备的中继指示的随机接入响应(randomaccess response，简称RAR)，其中，所述接收中继指示会终止所述第一随机接入过程；以及

所述RD根据所述RAR中包括的所述中继指示搜索中继设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述RD发起第二随机接入过程，以在搜索所述中继设备失败时请求与所述网络节点直接连接。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中继指示包括多个候选中继设备的指示以及与所述候选中继设备相关联的标识。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一随机接入过程的初始消息中发送所述随机接入参数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机接入参数是随机接入前导。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述随机接入前导是从多个中继随机接入前导中选择的。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述随机接入参数是分配给所述RD的专用随机接入前导。

8.一种用于建立中继服务的方法，其特征在于，所述方法包括：

接入节点从指示中继服务请求的远程设备(remote device，简称RD)中接收随机接入参数，其中，所述从RD中接收随机接入参数会发起随机接入过程；以及

所述接入节点发送包括指示一个或多个候选中继设备的中继指示的随机接入响应(random access response，简称RAR)，其中，所述发送RAR会终止所述随机接入过程。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：所述接入节点根据与所述RD相关联的地理信息选择至少一个候选中继设备，其中，所述中继指示用于指示所述至少一个候选中继设备。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述中继指示用于指示所述一个或多个候选中继设备的至少一个标识。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：所述接入节点为所述RD分配专用随机接入前导，其中，所述随机接入参数包括所述专用随机接入前导。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述随机接入过程的初始消息中接收所述随机接入参数。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述中继指示包括媒体访问控制(MAC)退避指示(BI)子头部，且其中继字段设为第一值。

14.一种用于建立中继服务的远程设备(remote device，简称RD)，其特征在于，所述RD包括：

一个或多个处理器；以及

计算机可读存储介质，用于存储供所述一个或多个处理器执行的程序，所述程序包括用于配置所述RD来执行以下操作的指令：

向网络节点发送指示中继服务请求的随机接入参数，其中，所述发送随机接入参数会发起第一随机接入过程；

接收包括指示一个或多个候选中继设备的中继指示的随机接入响应(random accessresponse，简称RAR)，其中，所述接收中继指示会终止所述第一随机接入过程；以及

根据包括所述RAR中包括的所述中继指示搜索中继设备。

15.根据权利要求14所述的RD，其特征在于，所述程序包括以下指令：配置所述RD以发起第二随机接入过程，以在搜索所述中继设备失败时请求与所述网络节点直接连接。

16.根据权利要求14所述的RD，其特征在于，所述中继指示包括多个候选中继设备的指示以及与所述候选中继设备相关联的标识。

17.根据权利要求14所述的RD，其特征在于，在所述第一随机接入过程的初始消息中发送所述随机接入参数。

18.一种用于建立中继服务的接入节点，其特征在于，所述接入节点包括：

一个或多个处理器；以及

计算机可读存储介质，用于存储供所述一个或多个处理器执行的程序，所述程序包括用于配置所述接入节点来执行以下操作的指令：

从指示中继服务请求的远程设备(remote device，简称RD)中接收随机接入参数，其中，所述从RD接收随机接入参数会发起随机接入过程；以及

发送包括指示一个或多个候选中继设备的中继指示的随机接入响应(random accessresponse，简称RAR)，其中，所述发送RAR会终止所述随机接入过程。

19.根据权利要求18所述的接入节点，其特征在于，所述程序包括以下指令：配置所述接入节点以根据与所述RD相关联的地理信息选择至少一个候选中继设备，其中，所述中继指示用于指示所述至少一个候选中继设备。

20.根据权利要求18所述的接入节点，其特征在于，所述程序包括以下指令：配置所述接入节点以为所述RD分配专用随机接入前导，其中，所述随机接入参数包括所述专用随机接入前导。

21.根据权利要求18所述的接入节点，其特征在于，在所述随机接入过程的初始消息中接收所述随机接入参数。