TWI508604B - 無線通信系統中裝置間通信之啓始 - Google Patents

無線通信系統中裝置間通信之啓始 Download PDF

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Description

無線通信系統中裝置間通信之啟始
本發明一般而言係關於無線通信系統中之通信，且更特定而言係關於無線通信系統中裝置間通信之啟始。
在諸如長期演進(LTE)及進階LTE通信網路之無線網路中，一使用者設備(UE)可經由一基地台及一演進封包核心(EPC)網路與其他UE通信。舉例而言，一UE可在一上行鏈路上將資料封包發送至其伺服基地台。該伺服基地台可將資料封包轉發至EPC網路且EPC網路可將資料封包轉發至另一基地台或正伺服於另一UE之相同基地台。UE之間的資料傳送透過基地台及EPC路由。UE之間的通信受由管理網路之業者設定之原則控制。
當UE緊密鄰近定位且可存取其他無線電存取技術(RAT)(諸如，無線區域網路(WLAN)或藍芽)時，該等UE可使用其他RAT彼此直接通信。然而，此需要其他RAT之可用性及UE以其他RAT操作之能力。此外，自蜂巢式技術至其他RAT之交遞可導致服務中斷及呼叫斷線。
100‧‧‧實例性蜂巢式無線通信系統/蜂巢式網路系統/實例性長期演進電信環境/長期演進系統/實例性長期演進系統/長期演進電信系統
102a‧‧‧行動電子裝置/使用者設備
102b‧‧‧行動電子裝置/使用者設備
104‧‧‧裝置間通信鏈路
106‧‧‧鏈路
108‧‧‧鏈路
110‧‧‧無線電存取網路/演進通用地面無線電存取網路
112a‧‧‧基地台/演進節點B/伺服演進節點B
112b‧‧‧基地台/演進節點B
114a‧‧‧小區/涵蓋區小區
114b‧‧‧小區
120‧‧‧核心網路/演進封包核心
130‧‧‧外部網路/網際網路協定網路
140‧‧‧2G/3G系統
200‧‧‧實例性存取節點裝置/存取節點裝置
202‧‧‧處理模組
204‧‧‧有線通信子系統
206‧‧‧無線通信子系統
300‧‧‧實例性使用者設備裝置
302‧‧‧處理單元
304‧‧‧電腦可讀儲存媒體
306‧‧‧無線通信子系統
308‧‧‧使用者介面
310‧‧‧輸入/輸出介面
S1‧‧‧介面/應用協定
併入本說明書中且構成本說明書之部分之隨附圖式與本說明一起圖解說明且用以闡釋各種實施例。
圖1圖解說明其中可實施與本發明相一致之方法及系統之一實例性蜂巢式無線通信系統。
圖2圖解說明根據本發明之一實施例之一實例性存取節點裝置。
圖3圖解說明根據本發明之一實施例之一實例性使用者設備裝置。
圖4圖解說明用於啟始與本發明相一致之一裝置間通信鏈路之一實例性方法之一流程圖。
圖5圖解說明用於啟始與本發明相一致之一裝置間通信鏈路之另一實例性方法之一流程圖。
本發明係關於用於蜂巢式無線通信系統中裝置間通信之系統、方法及裝備。在當前蜂巢式通信系統中，UE之間的資料傳送必須透過一基地台及一核心網路路由。當緊密鄰近定位之UE彼此通信時，替代經由一網路傳送資料，該等UE經由其間的一直接裝置間通信鏈路通信將係有利的。藉由在UE之間提供一直接裝置間通信鏈路，可達成經改良總體頻譜效率。此外，與向基地台傳輸相比，UE之間的直接鏈路在UE處需要較低傳輸功率，藉此產生UE處之電池節省。另外，在UE之間經由直接鏈路進行通信可改良服務品質(QoS)。
雖然UE可能夠使用其他RAT(諸如，WLAN、藍芽等)經由一直接通信鏈路通信，但其需要其他RAT之服務之可用性且亦需要在UE處實施其他RAT。此外，可能由於不同RAT之間的切換或交遞導致服務中斷及呼叫斷線。因此，使得能夠經由使用相同蜂巢式無線電存取技術且以相同無線電頻帶操作之裝置間通信鏈路通信可係有利的。
現在將更詳細地參考根據本發明實施之實例性方法；在隨附圖式中圖解說明該等實例。在可能之情況下，遍及圖式將使用相同元件符號來指代相同或相似部件。
圖1圖解說明其中可實施與本發明相一致之系統及方法之一實例性蜂巢式無線通信系統100。圖1中所展示之蜂巢式網路系統100包含一或多個基地台(亦即，112a及112b)。在圖1之LTE實例中，基地台係展示為演進節點B(eNB)112a及112b，但基地台在任何無線通信系統(包含舉例而言，大型小區、超微型小區、中繼小區及微型小區)中操作。基地台係可為本文中亦稱為使用者設備之行動裝置或其他基地台中繼信號之節點。基地台亦稱為存取節點裝置。圖1之實例性LTE電信環境100包含一或多個無線電存取網路110、核心網路(CN)120及外部網路130。在特定實施方案中，該等無線電存取網路可係演進通用地面無線電存取網路(EUTRAN)。另外，核心網路120可係演進封包核心(EPC)。此外，如所展示，一或多個行動電子裝置102a、102b在LTE系統100內操作。在某些實施方案中，亦可將2G/3G系統140(例如，全球行動通信系統(GSM)、臨時標準95(IS-95)、通用行動電信系統(UMTS)及分碼多重存取(CDMA2000))整合至LTE電信系統100中。
在圖1中所展示之實例性LTE系統中，EUTRAN 110包含eNB 112a及eNB 112b。小區114a係eNB 112a之服務區且小區114b係eNB 112b之服務區。使用者設備(UE)102a及102b在小區114a中操作且由eNB 112a伺服。EUTRAN 110可包含一或多個eNB(例如，eNB 112a及eNB 112b)且一或多個UE(例如，UE 102a及UE 102b)可在一小區中操作。eNB 112a及112b與UE 102a及102b直接通信。在某些實施方案中，eNB 112a或112b可與UE 102a及102b呈一種一對多關係，例如，實例性LTE系統100中之eNB 112a可伺服於在其涵蓋區小區114a內之多個UE(亦即，UE 102a及UE 102b)，但UE 102a及UE 102b中之每一者可一次連接至一個伺服eNB 112a。在某些實施方案中，eNB 112a及112b可與UE呈一種多對多關係，例如，UE 102a及UE 102b可連接至eNB 112a及eNB 112b。eNB 112a可連接至eNB 112b以使得若UE 102a 及102b中之一者或兩者(例如)自小區114a行進至小區114b則可進行交遞。UE 102a及102b可係由一終端使用者用以(舉例而言)在LTE系統100內通信之任何無線電子裝置。
UE 102a及102b可傳輸語音、視訊、多媒體、文字、網頁內容及/或任何其他使用者/用戶端特定內容。某些內容(例如，視訊及網頁內容)之傳輸可需要高頻道輸送量以滿足終端使用者要求。然而，在某些例項中，UE 102a、102b與eNB 112a、112b之間的頻道可受因由無線環境中之諸多反射引起之多個信號路徑所致之多路徑衰減損害。因此，UE之傳輸可適應於無線環境。簡言之，UE 102a及102b可產生請求、發送回應或以其他方式透過一或多個eNB 112a及112b以不同方式與演進封包核心(EPC)120及/或網際網路協定(IP)網路130通信。
在與本發明相一致之某些實施方案中，當UE 102a及102b彼此緊密鄰近定位時，其可在不透過eNB 112a路由資料之情況下經由一裝置間通信鏈路通信。裝置間通信鏈路之距離之邊界可受UE之傳輸功率限制。在一項實例中，緊密鄰近可係幾米。在另一實例中，緊密鄰近可係數十米。在特定情況下，緊密鄰近可意指諸如數百米之較大距離亦係可能的。舉例而言，替代透過其與eNB 112a之鏈路(亦即，分別係106及108)彼此通信，UE 102a與102b可經由裝置間通信鏈路104直接通信。裝置間通信鏈路亦可稱為一裝置至裝置(D2D)通信鏈路。UE 102a及102b可在經由直接裝置間鏈路彼此通信時，同時維持與eNB 112a之一現用通信鏈路，以使得UE 102a及102b仍可自該eNB或其他UE接收訊息。
UE之實例包含但不限於：一行動電話、一智慧電話、一電話、一電視、一遠端控制器、一機上盒、一電腦監視器、一電腦(包含諸如一BlackBerry® Playbook平板之一平板電腦、一桌上型電腦、一手持式或膝上型電腦、一小筆電電腦)、一個人數位助理(PDA)、一微波 爐、一冰箱、一立體聲系統、一卡式記錄器或播放器、一DVD播放器或記錄器、一CD播放器或記錄器、一VCR、一MP3播放器、一無線電器件、一攝錄影機、一相機、一數位相機、一可攜式記憶體晶片、一洗衣機、一乾衣機、一洗衣機/乾衣機、一影印機、一傳真機、一掃描機、一多功能周邊裝置、一腕錶、一時鐘及一遊戲裝置等。UE102a或102b可包含一裝置及一可抽換式記憶體模組，諸如包含一用戶身分識別模組(SIM)應用程式、一通用用戶身分識別模組(USIM)應用程式或一可抽換式使用者身分識別模組(R-UIM)應用程式之一通用積體電路卡(UICC)。另一選擇係，UE 102a或102b可包含不具有此一模組之裝置。術語「UE」亦可指代可終止一使用者之一通信工作階段之任何硬體或軟體組件。另外，可在本文中同義地使用術語「使用者設備」、「UE」、「使用者設備裝置」、「使用者代理」、「UA」、「使用者裝置」及「行動裝置」。
一無線電存取網路係實施一無線電存取技術之一行動電信系統(諸如通用行動電信系統(UMTS)、CDMA2000及第三代合作夥伴計劃(3GPP)LTE)之部分。在諸多應用中，包含於一LTE電信系統100中之無線電存取網路(RAN)稱作一EUTRAN 110。EUTRAN 110可位於UE 102a、102b與EPC 120之間。EUTRAN 110包含至少一個eNB 112a或112b。eNB可係可控制系統之一固定部分中之所有或至少某些無線電相關功能之一無線電基地台。eNB 112a或112b中之一或多者可在其涵蓋區或一小區內提供無線電介面以供UE 102a、102b來通信。eNB 112a及112b可遍及蜂巢式網路分佈以提供一寬涵蓋區。eNB 112a及112b可與一或多個UE 102a、UE 102b、其他eNB及EPC 120直接通信。
eNB 112a及112b可係無線電協定朝向UE 102a、102b之端點且可在無線電連接與朝向EPC 120之連接性之間中繼信號。eNB與EPC之 間的通信介面通常稱為一S1介面。在特定實施方案中，EPC 120係一核心網路(CN)之一中心組件。CN可係一骨幹網路，該骨幹網路可係電信系統之一中心部分。EPC 120可包含一行動性管理實體(MME)、一伺服閘道器(SGW)及一封包資料網路閘道器(PGW)。MME可係EPC 120中負責包括與用戶相關之控制平面功能及工作階段管理之功能性的主要控制元件。SGW可充當一本端行動性錨點，以使得透過用於內部EUTRAN 110行動性及與其他舊有2G/3G系統140之行動性之此點路由封包。SGW功能可包含使用者平面隧道管理及切換。PGW可提供至包括外部網路130(諸如，IP網路)之服務網域之連接性。UE 102a、UE 102b、EUTRAN 110及EPC 120有時稱為演進封包系統(EPS)。應理解，LTE系統100之架構演進專注於EPS。功能演進可包含EPS及外部網路130兩者。
雖然依據圖1闡述，但本發明不限於此一環境。一般而言，可將蜂巢式電信系統闡述為由若干個無線電小區或者各自由一基地台或其他固定收發器伺服之小區構成之蜂巢式網路。該等小區用以涵蓋不同位置以便在一區上方提供無線電涵蓋。實例性蜂巢式電信系統包含全球行動通信系統(GSM)協定、通用行動電信系統(UMTS)、3GPP長期演進(LTE)及其他。除蜂巢式電信系統之外，無線寬頻通信系統亦可適用於本發明中所闡述之各種實施方案。實例性無線寬頻通信系統包含IEEE 802.11 WLAN、IEEE 802.16 WiMAX網路等。
圖2圖解說明與本發明之特定態樣相一致之一實例性存取節點裝置200。存取節點裝置200包含一處理模組202、一有線通信子系統204及一無線通信子系統206。處理模組202可包含可操作以執行與管理IDC干擾相關聯之指令之一或多個處理組件(另一選擇係，稱為「處理器」或「中央處理單元」(CPU))。處理模組202亦可包含諸如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、副儲存器件(舉例而言，一硬 碟機或快閃記憶體)等其他輔助組件。另外，處理模組202可使用有線通信子系統204或一無線通信子系統206執行特定指令及命令以提供無線或有線通信。熟習此項技術者將易於瞭解，各種其他組件亦可包含於實例性存取節點裝置200中。
圖3圖解說明與本發明之特定態樣相一致之一實例性使用者設備裝置300。實例性使用者設備裝置300包含一處理單元302、一電腦可讀儲存媒體304(舉例而言，ROM或快閃記憶體)、一無線通信子系統306、一使用者介面308及一I/O介面310。
處理單元302可包含若干組件且執行類似於關於圖2所闡述之處理模組202之功能性。無線通信子系統306可經組態以為由處理單元302提供之資料資訊或控制資訊提供無線通信。舉例而言，無線通信子系統306可包含一或多個天線、一接收器、一傳輸器、一本地振盪器、一混合器及一數位信號處理(DSP)單元。在某些實施方案中，無線通信子系統306可經由一直接裝置間通信鏈路接收或傳輸資訊。在某些實施方案中，無線通信子系統306可支援MIMO傳輸。
使用者介面308可包含(舉例而言)以下各項中之一或多者：一螢幕或觸控螢幕(舉例而言，一液晶顯示器(LCD)、一發光顯示器(LED)、一有機發光顯示器(OLED)、一微機電系統(MEMS)顯示器)、一鍵盤或小鍵盤、一追蹤裝置(例如，軌跡球、軌跡墊)、一揚聲器及一麥克風。I/O介面310可包含(舉例而言)一通用串列匯流排(USB)介面。熟習此項技術者將易於瞭解，各種其他組件亦可包含於實例性UE裝置300中。
為了使UE經由一直接裝置間通信鏈路通信，在該等UE之間啟用一裝置間通信鏈路。直接裝置間通信鏈路在不透過基地台及核心網路路由之情況下允許UE之間的資料交換。現在將關於用於啟始根據本發明之特定實施例之蜂巢式無線通信系統中之裝置間通信鏈路之方法 做出說明。
圖4圖解說明用於啟始與本發明相一致之一裝置間通信鏈路之一實例性方法之一流程圖400。如圖4中所展示，可藉由一UE啟始該裝置間通信鏈路之建置。在所圖解說明之實例性方法中，UE0期望與可位於UE0附近之UE1之一直接通信鏈路。UE0可請求網路建立與一鄰近裝置之一直接通信鏈路(舉例而言)以允許位於附近之使用者共用資料來玩一互動遊戲等。因此，UE0在402處將一非存取階層(NAS)訊息發送至一MME以啟始與UE1之一直接裝置至裝置(D2D)鏈路。作為一實例，用以啟始與其他UE之D2D鏈路之該NAS訊息可稱作一D2D鏈路建置請求訊息。
該D2D鏈路建置請求訊息可包含直接通信鏈路之特定資訊，舉例而言，直接裝置間通信鏈路之頻寬需求、資料速率資訊、服務品質(QoS)資訊、持續時間等。該NAS訊息亦可包含直接裝置間通信鏈路中所涉及之其他UE之資訊。舉例而言，在所圖解說明之實例中，該NAS訊息可包含其他UE(亦即，UE1)之UE識別(ID)資訊。UE0可藉由(舉例而言)掃描包含UE1之電話號碼或其他身分識別之一ID條碼而獲得UE1之身分識別。UE0亦可藉由其他替代方案(諸如電子郵件、文字、近場通信(NFC)等)獲得UE1之身分識別。UE0及UE1亦可形成一群組且關於該群組中之UE之資訊可儲存於該等UE處。因此，當UE0與UE1彼此緊密鄰近時，可獲得UE0及UE1之ID資訊以啟始裝置間通信。該群組可包含2個以上使用者。舉例而言，一互動群組可由10個或10個以上使用者組成。該群組中之使用者之數目可由網路預定。舉例而言，對群組大小之上限可在標準中或由業者預設定。當存在群組成員關係之一改變(諸如一群組成員之添加或刪除)或與一或多個成員相關聯之資訊之一改變時，可更新群組成員資訊。可在應用層上維持群組及/或關於群組之資訊。
在自UE0接收到NAS訊息之後，MME可在404處在一D2D鏈路建置請求訊息中將UE請求轉發至本籍用戶伺服器(HSS)。MME與HSS之間的通信介面可稱為一S6a介面。MME亦可在於404處發送至HSS之該D2D鏈路建置請求訊息中包含關於UE之資訊。
在自MME接收到該訊息之後，HSS可檢查由UE請求之對裝置間通信鏈路之QoS需求且在406處將一D2D鏈路建置回應訊息發送至MME。若HSS對MME做出否定回應，則MME可將指示裝置間通信鏈路之一未成功建置之具有一否定應答之一NAS D2D鏈路建置回應訊息發送至UE0。在該NAS訊息中，MME亦可指示拒絕之原因。因此，UE0可基於該原因重新啟始裝置間通信鏈路。
另一方面，若HSS在406處對MME做出肯定回應(此指示對UE0對與UE1之一直接通信鏈路之請求之一接受)，則MME可隨後在408處將用於啟用UE0與UE1之間的直接通信鏈路之一D2D初始化請求訊息發送至UE0之伺服eNB。MME與eNB之間的通信介面稱為一S1介面。MME可在該D2D初始化請求訊息中包含UE0與UE1之間的直接通信鏈路之QoS需求。eNB可檢查所請求裝置間鏈路之QoS需求及該eNB處之可用無線電資源。eNB可接著基於該等QoS需求及該等可用無線電資源判定是否可啟用UE0與UE1之間的直接通信鏈路。對應地，eNB可在410處經由S1應用協定(AP)將包含一肯定或否定應答之一D2D初始化請求應答訊息發送至MME。當將一否定應答發送至MME時，eNB可在該D2D初始化請求應答訊息中包含拒絕該D2D初始化請求之原因。
若MME在410處自eNB接收到一肯定應答，則MME可在412處將指示對用以啟始與UE1之一直接通信鏈路之來自UE0之請求之一接受的具有一肯定應答之一D2D鏈路建置回應訊息發送至UE0。MME可在該D2D鏈路建置回應訊息中包含QoS原則之任何改變。若MME在410 處自eNB接收到一否定應答，則MME可在412處將指示對用以啟始與UE1之一直接通信鏈路之來自UE0之請求之一拒絕的具有一否定應答之一D2D鏈路建置回應訊息發送至UE0。
當eNB判定可啟用UE0與UE1之間的直接通信鏈路時，eNB在414處將一無線電資源控制(RRC)訊息D2D連接建立發送至UE0。eNB可在414處使用UE0之小區無線電網路暫時身分識別(C-RNTI)來將此RRC訊息發送至UE0。該D2D連接建立訊息可包含直接通信鏈路之傳輸參數，諸如UE1之一C-RNTI、經由裝置間通信鏈路通信之每一UE之暫時傳輸點識別、經由裝置間通信鏈路傳輸之最小及最大傳輸功率位準、用於識別直接裝置間鏈路之一裝置至裝置無線電網路暫時身分識別(DD-RNTI)、直接裝置間鏈路之一傳輸功率步階、直接裝置間鏈路之一防護時間等。
在自eNB接收到該D2D連接建立訊息之後，UE0可在416處將指示該D2D連接建立訊息之一成功接收之一D2D連接建立回應訊息發送至eNB。在另一實例中，eNB亦可將包含諸如DD-RNTI之類似資訊之一RRC訊息D2D連接建立發送至UE1。在自eNB接收到該D2D連接建立訊息之後，UE1亦可將指示該D2D連接建立訊息之一成功接收之一D2D連接建立回應訊息發送至eNB。在自UE0及UE1兩者接收到該D2D連接建立回應訊息之後，eNB可在418處啟始與UE0及UE1之一裝置信號交握程序。在此程序期間，該等UE彼此識別且啟始鏈路參數調諧，以使得可在該等UE之間建置一可靠通信鏈路。
另一方面，若eNB未在一預定時間週期內自UE0或UE1接收到該D2D連接建立回應訊息，則eNB可將該D2D連接建立訊息重新發送至UE0或UE1。在重新發送該D2D連接建立達一預定次數之後，eNB可放棄用於UE0與UE1之間的鏈路之直接鏈路建立程序且將指示連絡UE0或UE1之一失敗之一D2D初始化回應訊息發送至MME。該預定數 目可(例如)由業者預設定。亦可使用一禁止計時器來調節該等D2D連接建立訊息之傳輸。基本上，在eNB發出D2D連接建立訊息之後，eNB不能發送另一D2D連接建立訊息直至該禁止計時器期滿為止。
在裝置信號交握程序之成功完成後，eNB可旋即在420處將指示該裝置信號交握程序之一完成之一D2D初始化回應訊息發送至MME。UE0及UE1亦可分別在422及424處將指示該裝置信號交握程序之一成功完成之一D2D鏈路建置應答訊息發送至MME。因此，MME可在426處將直接裝置間鏈路之QoS需求傳遞至伺服閘道器(S-GW)。該伺服閘道器可接著在428處將此QoS資訊轉發至用於給UE計費之原則與計費規則功能(PCRF)。在某一實施方案中，MME可在一較早時間(舉例而言，在於410處自eNB接收到肯定應答之後)經由S-GW將直接裝置間鏈路之QoS需求傳遞至PCRF。
在裝置信號交握程序之成功完成後，eNB亦可旋即判定待用於裝置間鏈路之資源之特定細節且將該等特定細節傳遞至UE0及UE1。接著，可在430處經由直接裝置間通信鏈路進行UE0與UE1之間的網路輔助之裝置間通信。LTE下行鏈路或上行鏈路無線電資源可用於該等UE之間的裝置間通信。由於該等UE之間的緊密鄰近，裝置間通信鏈路之信號對干擾加雜訊比(SINR)可高於該等UE與其各別伺服基地台之間的鏈路之SINR，因此產生較佳通信品質及對裝置間通信鏈路之更高效無線電資源使用。
在特定例項中，由eNB指派之資源可具時間限制且此時間限制可基於所請求應用或UE對直接裝置間通信鏈路之特定頻寬之請求設定。UE可藉由(舉例而言)將另一請求或一NAS更新請求發送至MME以延長時間而延長此時間限制。類似地，UE可想要請求對QoS之修改或想要將一新UE添加至進行中之裝置間通信。MME可隨後將一NAS更新回應訊息發送至UE。UE可將該NAS更新請求訊息發送至MME以 用於裝置間通信之持續時間之延長、對服務品質之修改、一或多個其他UE至裝置間通信鏈路之添加或與裝置間通信鏈路相關之其他更新。
若UE希望在時間限制之前的一較早時間終止裝置間通信，則UE可將一訊息發送至MME且隨後MME可指示eNB停止對UE之用於裝置間通信之無線電資源指派。在某些實施方案中，UE可接收將終止裝置間通信鏈路之一指示。可自一使用者介面、自網路或自UE之一實體層接收該指示。在終止裝置間鏈路之後，MME/SGW可出於計費目的而將報告在直接裝置間鏈路上傳輸之資料量、經由直接裝置間鏈路之通信之實際持續時間等之一報告發送至PCRF。
上文連同圖4一起闡述之方法係一UE啟始一裝置間通信之方法，其中一UE識別直接裝置間通信之一機會且請求網路建立裝置間通信。在某些情境中，網路亦可識別直接裝置間通信之可行性且啟始裝置間通信鏈路。
圖5圖解說明用於啟始與本發明相一致之一裝置間通信鏈路之一實例性方法之一流程圖500a。如圖5中所展示，MME在502a處執行裝置間通信決策制定。在502a處，MME可判定UE之間的裝置間通信鏈路之可行性。舉例而言，MME可基於UE之地理位置制定建立一直接裝置間通信鏈路之決策。當UE配備有特定導航系統(諸如全球定位系統(GPS))時，該等UE可將其地理位置週期性地報告給網路。在某些實施方案中，網路可基於自UE發送之量測報告及對應基地台之地理位置獲得對該等UE之位置之知曉。
在某些其他實施方案中，基地台可經由特定UE群組之操作與維護(O&M)基於預設定之組態判定該等UE之位置且接著將此位置資訊報告給EPC。一位置更新報告可週期性地發送或可藉由一或多個事件觸發以將更新之位置資訊提供至網路。該等事件可與UE改變其位置 之速率相關(例如，與UE之實體速度相關)。此外，該位置更新報告可係伺服小區特定的，亦即，基於特定伺服基地台或可對一或多個UE係特定的。
基於在MME處可用之位置資訊，若一撥入呼叫或連接請求識別附近之UE，則網路可啟始一裝置間通信鏈路。具體而言，若一撥入呼叫或連接請求識別正請求之UE可與其直接有效地通信(與行進穿過網路不同或除行進穿過網路之外)之一或多個UE，則網路可啟始一裝置間通信鏈路。舉例而言，若一撥入呼叫或連接請求識別位於正請求之UE附近之UE，則網路可啟始一裝置間通信鏈路。在圖5中，S1-AP表示用於eNB與MME之間的控制平面上之S1應用協定。MME亦可連絡HSS以判定裝置是否經授權以參與一裝置間通信。裝置授權可係位置相依的。若MME在502a處決定啟始一裝置間通信鏈路，則MME可在504a處將請求UE之伺服eNB啟始一裝置探索程序之一D2D探索初始化請求訊息發送至該eNB。該裝置探索程序將確認UE是否可確實經由一直接裝置間通信鏈路彼此通信。
在自MME接收到該D2D探索啟始請求訊息之後，eNB可隨後在506a處將一D2D探索啟始請求應答訊息發送至MME。該D2D探索啟始請求應答訊息可用以確認是否將由eNB進行一裝置探索程序。
若eNB在506a處確認進行一裝置探索程序，則eNB可藉由在508a處將一RRC D2D探索建立訊息發送至UE0而啟始該裝置探索程序。此訊息可包含以下參數中之一或多者：參與裝置間通信之UE之小區無線電網路暫時身分識別(C-RNTI)；參與裝置間通信之每一UE之暫時傳輸點ID；經由直接裝置間通信鏈路傳輸之最小及/或最大傳輸功率位準；用以識別直接裝置間通信鏈路之一DD-RNTI；經由直接鏈路之傳輸之一傳輸功率步階；及直接通信鏈路之一防護時間。
在自eNB接收到該D2D探索建立訊息之後，UE0可在510a處將一 D2D探索建立回應訊息發送至eNB。該訊息可指示該D2D探索建立訊息之一成功接收。另外或另一選擇係，eNB可將可包含諸如DD-RNTI之類似資訊之一RRC D2D探索建立訊息發送至UE1。在自eNB接收到該D2D探索建立訊息之後，UE1亦可將指示該D2D探索建立訊息之一成功接收之一D2D探索建立回應訊息發送至eNB。在自UE0及/或UE1接收到該D2D探索建立回應訊息之後，eNB可在512a處啟始與UE0及UE1之一裝置探索程序。另一方面，若eNB在一預定時間週期內未自UE0或UE1接收到該D2D探索建立回應訊息，則eNB可將該D2D探索建立訊息重新發送至UE0或UE1。在重新發送該D2D探索建立訊息若干次之後，eNB可放棄用於UE0與UE1之間的鏈路之直接鏈路探索程序且在至MME之該D2D探索初始化回應訊息中以設定為「UE未回應」之子句指示裝置探索之一失敗。圖5中在514a處展示一D2D探索初始化回應訊息之傳輸。重新發送該D2D探索建立訊息之次數可由eNB預定或可由eNB組態。
在一成功探索後，eNB可旋即在514a處將一D2D探索初始化回應訊息發送至MME。該訊息可指示可經由一直接裝置間通信鏈路通信之UE之一成功探索。若裝置探索程序失敗，則eNB可在至MME之該D2D探索初始化回應訊息中指示裝置探索之一失敗。
在自eNB接收到該D2D探索初始化回應訊息之後，MME可在516a處將確認該D2D探索初始化回應訊息之一成功接收之一D2D探索初始化回應應答訊息發送至eNB。若該D2D探索初始化回應訊息指示一成功裝置探索，則MME可在518a處將一NAS D2D鏈路建置建立訊息發送至UE0。在自MME接收到該D2D鏈路建置建立訊息之後，UE0可在520a處將確認在該UE處接收到該D2D鏈路建置建立訊息之一D2D鏈路建置建立回應訊息發送至MME。用以啟用直接裝置間通信鏈路之後續發信號程序可類似於先前連同圖4一起闡述之程序。
在自UE0接收到該D2D鏈路建置建立回應訊息之後，MME可在522a處將一D2D鏈路建置請求訊息發送至HSS。MME亦可在於522a處發送至HSS之該D2D鏈路建置請求訊息中包含描述UE之資訊。
在自MME接收到該訊息之後，HSS可檢查裝置間通信鏈路之QoS需求且在524a處將一D2D鏈路建置回應訊息發送至MME。若HSS在524a處對MME做出肯定回應，則MME可隨後在526a處將用於啟用UE0與UE1之間的直接通信鏈路之一D2D初始化請求訊息發送至eNB。MME可在該D2D初始化請求訊息中包含UE0與UE1之間的直接通信鏈路之QoS需求。eNB可檢查所請求裝置間鏈路之QoS需求及該eNB處之可用無線電資源。eNB可基於該等QoS需求及該等可用無線電資源判定是否可啟用UE0與UE1之間的一直接通信鏈路。對應地，eNB可在528a處經由S1 AP將包含一肯定或否定應答之一D2D初始化請求應答訊息發送至MME。當將一否定應答發送至MME時，eNB可在該D2D初始化請求應答訊息中包含拒絕該D2D初始化請求之原因。
當eNB判定可啟用UE0與UE1之間的直接通信鏈路時，eNB可在534a處將一RRC D2D連接建立訊息發送至UE0。該D2D連接建立訊息可包含直接通信鏈路之一或多個傳輸參數，諸如UE1之一C-RNTI、經由裝置間通信鏈路通信之每一UE之暫時傳輸點識別、經由裝置間通信鏈路傳輸之最小及/或最大傳輸功率位準、用於識別直接裝置間鏈路之一DD-RNTI、直接裝置間鏈路之一傳輸功率步階、直接裝置間鏈路之一防護時間等。
在自eNB接收到該D2D連接建立訊息之後，UE0可在536a處將指示該D2D連接建立訊息之一成功接收之一D2D連接建立回應訊息發送至eNB。在另一實例中，eNB亦可將包含諸如DD-RNTI之類似資訊之一無線電資源控制(RRC)訊息D2D連接建立發送至UE1。在自eNB接收到該D2D連接建立訊息之後，UE1亦可將指示該D2D連接建立訊息之 一成功接收之一D2D連接建立回應訊息發送至eNB。在自UE0及/或UE1接收到該D2D連接建立回應訊息之後，eNB可在538a處啟始與UE0及UE1之一裝置信號交握程序。在此程序期間，UE可彼此識別且啟始鏈路參數調諧，以使得可在該等UE之間建置一可靠通信鏈路。在某些實施方案中，可在直接裝置間通信由網路啟始且已進行一裝置探索程序時省略該裝置信號交握程序。在特定情境中，省略裝置信號交握程序可係可能的，此乃因UE可能已在512a處在該裝置探索程序期間彼此識別且執行鏈路參數調諧。
另一方面，若eNB在一預定時間週期內未自UE0或UE1接收到該D2D連接建立回應訊息，則eNB可將該D2D連接建立訊息重新發送至UE0或UE1。在重新發送該D2D連接建立一預定次數之後，eNB可放棄用於UE0與UE1之間的鏈路之直接鏈路建立程序且將指示連絡UE0或UE1之一失敗之一D2D初始化回應訊息發送至MME。該預定數目可(例如)由業者預設定。亦可使用一禁止計時器來調節該等D2D連接建立訊息之傳輸。基本上，在eNB發出D2D連接建立訊息之後，eNB不能發送另一D2D連接建立訊息直至該禁止計時器期滿為止。
在該裝置信號交握程序之成功完成後，eNB可旋即在540a處將指示該裝置信號交握程序之一完成之一D2D初始化回應訊息發送至MME。UE0及UE1亦可分別在542a及544a處將指示該裝置信號交握程序之一成功完成之一D2D鏈路建置應答訊息發送至MME。因此，MME可在530處將直接裝置間鏈路之QoS需求傳遞至伺服閘道器(S-GW)。該伺服閘道器可接著在532a處將此QoS資訊轉發至用於給UE計費或記帳之原則與計費規則功能(PCRF)。在某些實施方案中，MME可在一較早時間(舉例而言，在於528a處自eNB接收到肯定應答之後)經由S-GW將直接裝置間鏈路之QoS需求傳遞至PCRF。接著，可在546a處經由直接裝置間通信鏈路進行UE0與UE1之間的網路輔助之裝 置間通信。LTE下行鏈路或上行鏈路資源可用於該等UE之間的裝置間通信。
如上文所闡釋，由eNB指派之資源可具時間限制且此時間限制可基於一所請求應用或一UE對直接裝置間鏈路之特定頻寬之請求設定。UE可藉由(舉例而言)將另一請求或一NAS更新請求發送至MME以延長時間而延長此時間限制。MME可隨後將一NAS更新回應訊息發送至UE。UE可將該NAS更新請求訊息發送至MME以用於裝置間通信之持續時間之延長、對服務品質之修改、一或多個其他UE至裝置間通信鏈路之添加或與裝置間通信鏈路相關之其他更新。若UE希望在時間限制之前的一較早時間終止裝置間通信，則UE可將一訊息發送至MME且隨後MME可指示eNB停止對UE之用於裝置間通信之無線電資源指派。在某些實施方案中，UE可接收將終止裝置間通信鏈路之一指示。可自一使用者介面、自網路或自UE之一實體層接收該指示。在終止裝置間鏈路之後，MME/SGW可出於計費目的而將報告諸如在直接裝置間鏈路上傳輸之資料量、經由直接裝置間鏈路之通信之實際持續時間等鏈路相關之資訊或統計資料之一報告發送至PCRF。
可藉由具有上文所闡述功能之任何硬體、軟體或硬體與軟體之一組合實施上文所闡述之系統及方法。軟體程式碼可以其整體或其之一部分儲存於一電腦可讀記憶體中。
儘管已在本發明中提供數項實施方案，但應理解，在不背離本發明之範疇之情況下可以諸多其他特定形式實施所揭示之系統及方法。應將本發明實例視為具有說明性而非限制性，且意圖並不限於本文中所給出之細節。舉例而言，各種元件或組件可組合或整合於另一系統中，或者可省略或不實施特定特徵。可藉助以可不同於本文中所呈現之次序之一次序執行之步驟實踐方法。
此外，在不背離本發明之範疇之情況下，各種實施方案中所闡 述及圖解說明為離散或分離之技術、系統、子系統及方法可與其他系統、模組、技術或方法組合或整合。展示或論述為彼此耦合或直接耦合或者通信之其他物項可透過某一介面、裝置或中間組件間接耦合或通信而不論以電方式、以機械方式還是以其他方式。熟習此項技術者可確定改變、替代及更改之其他實例且可在不背離本文中所揭示之精神及範疇之情況下做出該等改變、替代及更改。
儘管上文詳細說明已展示、闡述且指出如適用於各種實施方案之本發明之基礎新穎特徵，但將理解，熟習此項技術者可在不背離本發明之意圖之情況下做出所圖解說明之系統之形式及細節之各種省略及替代以及改變。

Claims (30)

  1. 一種在一使用者設備(UE)處用於無線通信之方法，其包括：在該UE處，將啟始一裝置間通信鏈路之一非存取階層(NAS)請求訊息發送至一網路實體；及在該UE處，自該網路實體接收與兩個或兩個以上UE之間的裝置間通信相關聯之一NAS回應訊息，其中該NAS回應訊息包含該NAS請求訊息之接受或拒絕之至少一者。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包括：自一基地台接收一無線電資源控制(RRC)裝置間連接建立訊息；及將一RRC裝置間連接建立回應訊息發送至該基地台。
  3. 如請求項2之方法，其中該RRC裝置間連接建立訊息包含以下各項中之至少一者：該兩個或兩個以上UE之小區無線電網路暫時身分識別(C-RNTI)；該兩個或兩個以上UE之暫時傳輸點識別；經由該裝置間通信鏈路通信之該兩個或兩個以上UE之最小及最大傳輸功率位準；一裝置至裝置無線電網路暫時身分識別(DD-RNTI)；經由該裝置間通信鏈路通信之該兩個或兩個以上UE之一傳輸功率遞增值；或一防護時間。
  4. 如請求項2之方法，其進一步包括：執行一裝置信號交握程序；及將用於應答該裝置間通信鏈路之一建置之一NAS訊息發送至 該網路實體。
  5. 如請求項1之方法，其中該網路實體係一行動性管理實體(MME)。
  6. 如請求項1之方法，其中該NAS請求訊息包含以下各項中之至少一者：該兩個或兩個以上UE中之至少一者之識別；對該裝置間通信鏈路之一頻寬需求；該裝置間通信鏈路之資料速率資訊；該裝置間通信鏈路之服務品質資訊；或該裝置間通信鏈路之一持續時間。
  7. 如請求項1之方法，其中該裝置間通信鏈路之一信號對干擾加雜訊比(SINR)高於該兩個或兩個以上UE與其各別伺服基地台之間的鏈路之SINR中之至少一者。
  8. 如請求項1之方法，其中該兩個或兩個以上UE使用長期演進(LTE)下行鏈路資源經由該裝置間通信鏈路通信。
  9. 如請求項1之方法，其中該兩個或兩個以上UE使用長期演進(LTE)上行鏈路資源經由該裝置間通信鏈路通信。
  10. 如請求項1之方法，其中該兩個或兩個以上UE在經由該裝置間通信鏈路通信時維持與其各別伺服基地台之通信鏈路。
  11. 如請求項1之方法，其進一步包括：在該UE處，將用於修改或延長該裝置間通信鏈路之一持續時間之一NAS更新請求訊息發送至該網路實體；及在該UE處，自該網路實體接收與該裝置間通信相關聯之一NAS更新回應訊息。
  12. 如請求項11之方法，其中在發生以下各項中之一或多者後該UE旋即將該NAS更新請求訊息發送至該網路實體： 該裝置間通信之該持續時間之延長；對服務品質之修改；或一或多個UE至該裝置間通信之添加。
  13. 一種在一基地台處之方法，其包括：自一網路實體接收用於啟用至少兩個使用者設備(UE)之至少一個裝置間通信鏈路之一初始化請求訊息；判定可啟用該至少一個裝置間通信鏈路；將指示可啟用該至少一個裝置間通信鏈路之一初始化請求應答訊息發送至該網路實體；將一無線電資源控制(RRC)裝置間連接建立訊息發送至該至少兩個UE中之一者；及回應該無線電資源控制(RRC)裝置間連接建立訊息，而自該至少兩個UE中之該一者接收一RRC連接建立回應訊息。
  14. 如請求項13之方法，其中該RRC裝置間連接建立訊息包含以下各項中之至少一者：該至少兩個UE之小區無線電網路暫時身分識別(C-RNTI)；該至少兩個UE之暫時傳輸點識別；該至少兩個UE之最小及最大傳輸功率位準；一裝置至裝置無線電網路暫時身分識別(DD-RNTI)；經由該至少一個裝置間通信鏈路通信之該至少兩個UE之一傳輸功率遞增值；或一防護時間。
  15. 如請求項13之方法，其進一步包括：啟始與該至少兩個UE之一裝置信號交握程序；及將用於應答該至少兩個UE之該至少一個裝置間通信鏈路之一建置之一初始化回應訊息發送至該網路實體。
  16. 如請求項13之方法，其中該網路實體係一行動性管理實體(MME)。
  17. 如請求項13之方法，其中該至少一個裝置間通信鏈路之一信號對干擾加雜訊比(SINR)高於該至少兩個UE與該基地台之間的鏈路之一或多個SINR。
  18. 如請求項13之方法，其中該至少一個裝置間通信鏈路使用長期演進(LTE)下行鏈路資源。
  19. 如請求項13之方法，其中該至少一個裝置間通信鏈路使用長期演進(LTE)上行鏈路資源。
  20. 如請求項13之方法，其進一步包括：將一無線電資源控制(RRC)裝置間連接建立訊息發送至該至少兩個UE中之一者；判定在一預定時間週期期間未接收到來自該至少兩個UE中之該一者之一RRC裝置間連接建立回應訊息；及將該無線電資源控制(RRC)裝置間連接建立訊息重新發送至該至少兩個UE中之該一者。
  21. 如請求項13之方法，其中當接收到該初始化請求訊息時，該基地台基於該基地台處之可用無線電資源判定是否可啟用該至少一個裝置間通信鏈路。
  22. 一種使用者設備(UE)，其包括：一或多個處理器，其經組態以：在該UE處，將啟始一裝置間通信鏈路之一非存取階層(NAS)請求訊息發送至一網路實體；且在該UE處，自該網路實體接收與兩個或兩個以上UE之間的裝置間通信相關聯之一NAS回應訊息，其中該NAS回應訊息包含該NAS請求訊息之接受或拒絕之至少一者。
  23. 如請求項22之使用者設備，其中該一或多個處理器進一步經組態以：自一基地台接收一無線電資源控制(RRC)裝置間連接建立訊息；且將一RRC裝置間連接建立回應訊息發送至該基地台。
  24. 如請求項22之使用者設備，其中該網路實體係一行動性管理實體(MME)。
  25. 如請求項22之使用者設備，其中該兩個或兩個以上UE使用長期演進(LTE)上行鏈路資源經由該裝置間通信鏈路通信。
  26. 如請求項22之使用者設備，其中該兩個或兩個以上UE在經由該裝置間通信鏈路通信時維持與其各別伺服基地台之通信鏈路。
  27. 一種基地台，其包括：一或多個處理器，其經組態以：自一網路實體接收用於啟用至少兩個使用者設備(UE)之至少一個裝置間通信鏈路之一初始化請求訊息；判定可啟用該至少一個裝置間通信鏈路；將指示可啟用該至少一個裝置間通信鏈路之一初始化請求應答訊息發送至該網路實體；將一無線電資源控制(RRC)裝置間連接建立訊息發送至該至少兩個UE中之一者；且回應該無線電資源控制(RRC)裝置間連接建立訊息，而自該至少兩個UE中之該一者接收一RRC連接建立回應訊息。
  28. 如請求項27之基地台，其中該網路實體係一行動性管理實體(MME)。
  29. 如請求項27之基地台，其中該至少一個裝置間通信鏈路使用長期演進(LTE)上行鏈路資源。
  30. 如請求項27之基地台，其中該兩個UE之至少一者在經由該至少一個裝置間通信鏈路通信時維持與該等基地台之通信鏈路。
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