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CN102550117A - 蜂窝辅助d2d网络中的d2d探测的随机接入过程再用 - Google Patents

蜂窝辅助d2d网络中的d2d探测的随机接入过程再用 Download PDF

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CN102550117A
CN102550117A CN2009801616554A CN200980161655A CN102550117A CN 102550117 A CN102550117 A CN 102550117A CN 2009801616554 A CN2009801616554 A CN 2009801616554A CN 200980161655 A CN200980161655 A CN 200980161655A CN 102550117 A CN102550117 A CN 102550117A
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邹伟
郦振红
王海峰
钨钢
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Nokia Oyj
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Nokia Oyj
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Abstract

提供了用于在设备至设备链路或2跳蜂窝链路之间进行选择的方法和设备，包括计算机程序产品。在一方面，提供了一种方法。该方法可以包括在用户设备处监视寻呼信号，该寻呼信号包括分配给另一用户设备的随机接入前导码索引。可以将用户设备配置为使用分配给另一用户设备的随机接入前导码索引，并接收包括随机接入前导码的信号。用户设备可以测量接收到的信号以生成表示接收到的信号的质量的指示。基于该指示而不是专用探测，可以进行关于是否建立直接到另一用户设备的第一连接的确定。还描述了相关设备、系统、方法和物件。

Description

蜂窝辅助D2D网络中的D2D探测的随机接入过程再用
技术领域
本文所述的主题涉及无线通信。
背景技术
存在各种类型的网络配置，包括蜂窝网络、ad-hoc网络或两者的组合。在蜂窝网络的情况下，用户设备通过基站与另一用户设备通信(例如发送和/或接收)。在ad-hoc网络的情况下，用户设备直接与另一用户设备通信。Ad hoc网络也称为设备至设备(D2D)网络，其指的是两个用户设备之间的(多个)直接链路。
在蜂窝网络中，用户设备通过基站向另一用户设备传送信息，所述基站诸如是作为集中式控制器进行操作的演进节点B(eNB)型基站。事实上，即使当两个用户设备相互接近时，这些用户设备也与基站通信。基站方法的益处是直接无线电资源控制和干扰控制，但是在某些情况下，缺点是低效的资源利用。例如，当与用户设备之间的直接D2D链路传输相比时(当例如用户设备相互接近时)蜂窝网络通信模式将要求两倍的资源，因为在用户设备之间要求一个链路而不是两个链路(例如，一个链路从用户设备至基站且另一链路从基站至第二用户设备)。在某些情况下，使用蜂窝和ad-hoc的混合的系统可以提供更好的资源利用且实现增强的系统吞吐量。
发明内容
在一方面，提供了一种方法。该方法可以包括在用户设备处监视寻呼信号，该寻呼信号包括分配给另一用户设备的随机接入前导码索引。可以将用户设备配置为使用分配给另一用户设备的随机接入前导码索引，并接收包括随机接入前导码的信号。用户设备可以测量接收到的信号以生成表示接收到的信号的质量的指示。基于该指示而不是专用探测，可以进行关于是否建立直接到另一用户设备的第一连接的确定。
在另一方面，提供了一种方法。该方法可以包括在基站处接收表示第一用户设备是否被配置为建立直接到第二用户设备的第一连接的指示；以及当第一连接未被建立时，基于该指示来建立第一用户设备与第二用户设备之间的第二连接。第一和第二连接是基于随机接入前导码而不是专用探测来建立的以评估第一用户设备与第二用户设备之间的信道的质量。
在另一方面，提供了一种方法。该方法可以包括在第一用户设备处接收前导码分配消息，其包括被第二用户设备用于与基站的非竞争随机接入程序的随机接入前导码序列索引。第一用户设备可以测量由第二用户设备发送的随机接入前导码序列。测量的随机接入前导码序列可以提供第一用户设备与第二用户设备之间的信道的质量的估计。基于该估计而不是专用探测，可以进行关于是否建立直接在第一用户设备与第二用户设备之间的第一连接或建立第一用户设备、基站与第二用户设备之间的第二连接的确定。
在本主题的可选变体中，能够包括一个或多个附加特征。当所述指示和第一阈值表示第一连接提供足够的链路质量时，用户设备可以建立直接到另一用户设备的第一连接。用户设备可以向基站发送提议直接到另一用户设备的第一连接的消息，第一连接包括设备至设备链路。当用户设备不能基于所述指示来确定是否将建立第一连接和第二连接中的至少一个时，当所述指示和第二阈值表示第一连接可能不提供服务质量且向基站发送提议专用探测过程的分配的消息时，用户设备可以建立到基站的第二连接以接入另一用户设备。所述指示可以用来确定是否建立到基站的第二连接以接入另一用户设备。可以测量信号强度、接收信号强度指示和/或信号对干扰加噪声比以生成表示接收信号的质量的指示。主叫用户设备可以接收前导码分配消息，其包括由被叫用户设备用于与基站的非竞争随机接入程序的另一随机接入前导码序列索引，所述用户设备包括主叫用户设备且所述另一用户设备包括被叫用户设备。被叫用户设备可以接收包括用于非竞争随机接入程序的另一随机接入前导码序列索引的寻呼信号，并执行非竞争随机程序。基站可以禁止用于由第一用户设备和第二用户设备中的至少一个传输的专用设备至设备探测的分配。此外，可以将一组随机接入前导码序列划分成第一组和第二组，其中，第一组中的每个前导码序列被与第二组中的另一前导码序列配对。用户设备可以从第一组中选择第一随机接入前导码序列并监视与第一组的随机接入前导码序列配对的第二组的第二随机接入前导码序列。第二用户设备可以接收由第一用户设备选择的第二随机接入前导码序列的索引并使用第二组的配对第二随机接入前导码序列来执行非竞争随机接入程序。
可以根据期望的配置以系统、设备、方法和/或物品来实现上述方面和特征。在以下附图和描述中阐述了本文所述的主题的一个或多个变体的细节。根据描述和附图以及根据权利要求，本文所述主题的特征和优点将是显而易见的。
附图说明
在所述附图中，
图1描绘无线通信系统的框图；
图2描绘专用D2D探测；
图3描绘其中被叫用户设备最初空闲的实施方式；
图4描绘使用与RA程序相关联的信令来确定是使用D2D链路还是2跳蜂窝链路，其中，用户设备最初是空闲的；
图5描绘非竞争RA程序；
图6描绘使用与RA程序相关联的信令来确定是使用D2D链路还是2跳蜂窝链路，其中，用户设备最初不是空闲的；
图7描绘包括用以确定是使用D2D链路还是2跳蜂窝链路的阈值的过程；
图8描绘用户设备的示例；
图9描绘在用户设备处使用的过程；
图10描绘基站的示例；以及
图11描绘在基站处使用的过程。
在图中使用相同的附图标记来指示相同或类似的项目。
具体实施方式
本文所述的主题涉及使用与随机接入(RA)程序相关联的信令来估计信道质量以便判定是使用用户设备之间的设备至设备(D2D)链路还是用户设备与基站之间的2跳蜂窝链路。
图1是无线通信系统100的简化功能框图。无线通信系统100包括支持相应服务或覆盖区域112(也称为小区)的基站110。基站110还能够与覆盖区域内的无线设备(诸如用户设备114A-B)通信。虽然图1描绘单个基站110、单个覆盖区域112和两个用户设备114A-B，但也可以实现其它数量的基站、覆盖区域和用户设备。
在某些实施方式中，将基站110实现为符合标准的演进节点B(eNB)型基站，所述标准包括长期演进(LTE)标准，诸如3GPP TS36.201、“演进通用陆地无线电接入(E-UTRA)；长期演进(LTE)物理层；一般描述”、3GPP TS 36.211、“演进通用陆地无线电接入(E-UTRA)；物理信道和调制”、3GPP TS 36.212、“演进通用陆地无线电接入(E-UTRA)；复用和信道编码”、3GPP TS 36.213、“演进通用陆地无线电接入(E-UTRA)；物理层程序”、3GPP TS 36.214、“演进通用陆地无线电接入(E-UTRA)、物理层-测量”、以及这些及其它3GPP系列标准的任何后续增添或修订(共同地称为LTE标准)。还可以与用于局域和城域网的电气和电子工程师协会(IEEE)标准、第16部分：用于固定宽带无线接入系统的空中接口，2004年10月1日、用于局域和城域网的IEEE标准，第16部分：用于固定和移动宽带无线接入系统的空中接口，2006年2月26日、IEEE 802.16m、高级空中接口和对IEEE 802.16系列标准的任何后续增添或修订(共同地称为IEEE 802.16)一致地实现基站110。
在某些实施例中，无线通信系统100可以包括基站110与用户设备114A-B之间的接入链路A-B。无线通信系统100还可以包括用户设备114A-B之间的设备至设备(D2D)链路122C。接入链路122A-B包括用于从基站110向诸如用户设备114A-B的相应用户设备进行传送的下行链路，诸如下行链路116A和116B。接入链路122A-B还包括用于从用户设备114A-B向基站110进行传送的上行链路，诸如上行链路126A和126B。
虽然基站110被描述为eNB型基站，但也可以以其它方式来配置基站110，并且其包括例如蜂窝基站收发机子系统、网关、接入点、射频(RF)重发器、帧重发器、节点，并且也包括到其它网络的接入。例如，基站110可以具有到其它网络元件的有线和/或无线回程(backhaul)链路，诸如其它基站、无线电网络控制器、核心网络、服务网关、移动性管理实体、服务GPRS(通用分组无线电服务)支持节点等。
可以将用户设备114A-B实现为移动设备和/或固定设备。用户设备114A-B常常被称为例如移动站、移动单元、订户站、无线终端等。可以将用户设备实现为例如无线手持式设备、无线插件附件等。在某些情况下，用户设备可以包括以下各项中的一个或多个：至少一个处理器、至少一个计算机可读存储介质(例如存储器、储存器等)、无线电接入机制以及用户接口。例如，用户设备可以采取无线电话、具有到网络的无线连接的计算机等形式。
在某些实施方式中，链路116A-C和126A-C每个表示射频(RF)信号。RF信号可以包括诸如语音、视频、图像、网际协议(IP)分组、控制信息和任何其它类型的信息的数据。当使用IEEE-802.16和/或LTE时，RF信号可以使用OFDMA。OFDMA是正交频分复用(OFDM)的多用户型式。在OFDMA中，通过向单独用户分配成组的子载波(也称为子信道或音调(tone))来实现多址接入。使用BPSK(二进制相移键控)、QPSK(正交相移键控)或QAM(正交调幅)来调制子载波，并且其载送包括使用前向纠错编码来编码的数据的符号(也称为OFDMA符号)。此外，在某些实施方式中，可以将无线通信系统100配置为基本上服从标准系统规范，诸如LTE或其它无线标准，诸如WiBro、WiFi、蓝牙、IEEE 802.16，或者其可以是专有系统。例如，可以依照WiFi或蓝牙将链路116C和126C配置为D2D链路，并且可以依照LTE和/或高级LTE将链路116A-B和126A-B配置为上行链路和下行链路。
可以将设备至设备(D2D)通信链路结合在公共陆地移动系统中，诸如第三代合作伙伴计划(3GPP)以及无线系统的后代。使用诸如基站110的蜂窝系统来帮助建立D2D链路116C和126C(其共享与链路116A-B和126A-B相同的波段)是将D2D链路结合到通信系统100中的方法。称为蜂窝辅助带内D2D的这种方法包括使用无线系统内的基站和/或其它控制元件的某些控制机制。在蜂窝辅助带内D2D中，诸如演进节点B(eNB)的基站110可以控制用户设备114A-B之间的D2D通信链路116C和126C。例如，eNB可以判定是建立用户设备之间的D2D链路还是经由eNB来建立用户设备之间的2跳链路。由基站110提供的此控制使得D2D链路116C和126C的建立能够在具有增强的干扰管理和可靠的服务质量(QoS)支持的情况下发生。
基站110不仅控制两个用户设备114A-B之间的D2D链路116C和126C的建立，而且还控制D2D链路116C和126C所使用的无线电资源。例如，当诸如接收信号强度指示符(RSSI)的测量结果指示用户设备114A-B之间的链路122C的质量提供足够的QoS时，基站110可以选择D2D链路116C和126C。另一方面，当测量结果指示链路122C的质量不能提供足够的QoS时，基站110可以选择2跳链路(例如经由基站110的接入链路122A-B)以提供用户设备114A-B之间的通信。例如，诸如接收信号强度指示、信号与干扰加噪声比等测量结果可以指示用户设备之间的RF信道能够支持经由D2D链路的通信(在提供足够的QoS的同时，例如低误码率、低分组丢失等)。
在用蜂窝辅助带内D2D增强的诸如小区112的小区中，能够用用户设备114A-B之间的D2D链路122C或用2跳蜂窝链路(例如，用户设备114A、基站(例如eNB)110和用户设备114B之间的接入链路112A-B)来将业务从源用户设备(也称为主叫用户设备)传送至目的地用户设备(也称为被叫用户设备)。此外，基站110可以包括D2D模块且用户设备可以包括D2D选择控制器以控制D2D链路122C或2跳蜂窝链路122A-B之间的选择。因此，在某些实施方式中，可以通过选择具有较高QoS、频谱效率和/或数据吞吐量的链路来改善小区容量。
为了在D2D链路122C或2跳蜂窝链路122A-B之间进行选择，用户设备可以在基站(例如eNB)的控制下传送专用探测信号，使得另一用户设备能够测量这些用户设备之间的直接链路(或RF信道)的质量。然后可以将此测量结果报告给基站以允许控制机制在D2D链路或2跳蜂窝链路之间进行选择。例如，如果此测量结果指示D2D链路具有良好的链路质量且因此能够提供比2跳蜂窝链路更高的频谱效率，则控制机制然后可以选择D2D链路而不是2跳蜂窝链路。
图2示出包括由基站分配的专用D2D探测的典型D2D呼叫建立程序。在主叫用户设备205A(标记为UE1)发送呼叫建立请求220之后，eNB210在225处发送消息以发起用户设备205A处的资源分配以执行专用D2D探测。在230处，用户设备205A发送专用D2D探测信号，其在用户设备205B(标记为UE2)处被接收和测量。在240处，经由到eNB 210的探测测量报告来发送用户设备205B处的D2D探测信号的测量结果。在245处，eNB 210确定是否将D2D链路分配到用户设备205A-B。此确定导致经由呼叫建立响应250或呼叫建立通知255提供给相关用户设备(诸如用户设备205A和用户设备205B)的判定。在260处，在用户设备205A与用户设备205B之间建立D2D链路。虽然260描绘了用户设备205A与用户设备205B之间的直接D2D链路，但用户设备205A与用户设备205B之间的通信还可以经由eNB 210被eNB 210选作2跳蜂窝链路。
虽然在图2处描绘的专用D2D探测方法通常提供用户设备205A-B之间的准确D2D链路质量，但230处的专用2D探测还可能浪费用于专用D2D探测的无线电资源，尤其是当D2D测量结果指示用于预期D2D链路的不良信道且因此选择了常规2跳蜂窝链路时。
作为诸如在图2的230处描绘的探测信号的专用D2D探测的替代，当被叫用户设备尝试连接到eNB时(其是在被叫用户设备被eNB寻呼之后)，某些实施例可以实现主叫用户设备，其替代地监视由被叫用户设备发送的随机接入(RA)程序前导码。主叫用户设备然后可以测量由被叫用户设备发送到eNB的RA程序前导码。短语“RA程序”指的是用于保持来自不同用户设备的传输(例如，正交、上行链路传输)与诸如eNB的基站的帧定时对准的过程。因此，当定时未对准时，RA程序被用户设备用来获取与基站的定时。在RA程序期间，用户设备从用于小区的一组序列中选择RA前导码序列以便将RA前导码从用户设备发送到基站。响应于接收到RA前导码，基站可以提供定时超前值以允许用户设备使其本身与基站对准。
基于RA程序前导码的此测量结果，主叫用户设备处的D2D选择控制器可以估计D2D链路的质量，其可以被用作参考值以选择是应在主叫用户设备与被叫用户设备之间建立D2D链路还是应在主叫用户设备与被叫用户设备之间建立2跳蜂窝链路。当测量结果或质量的估计被主叫用户设备报告给eNB时，还可以由eNB来执行初始D2D链路选择。
在使用LTE的实施方式中，空闲被叫用户设备通常在从eNB接收到呼叫建立寻呼信号之后执行RA程序(也称为RA过程)以便进入与无线电承载的连接，例如无线电资源控制连接状态(RRC_Connected)。因此，作为如相对于图2所述地实现专用寻呼信号230的替代，在某些实施例中，现有RA程序可以被预期主叫用户设备用来测量到被叫用户设备的链路的质量。此测量结果然后被用来选择是否应选择到被叫用户设备的D2D链路或2跳蜂窝链路以供使用。
图3描绘其中被叫用户设备最初空闲的实施方式。根据LTE规范“3GPP TS 36.300 v8.7.0 E-UTRAN，总体描述”，当呼叫请求到达eNB110时，eNB 110将呼叫请求转送到移动性管理实体180，其在被叫用户设备114A空闲时在被叫用户设备114A的跟踪区域中发起寻呼350A-B。一旦被叫用户设备114A接收到寻呼信号350A-B，则被叫用户设备114A然后在360处执行RA程序以接入eNB 110以开始无线电承载的建立。在365A-C处，在eNB 110和被叫用户设备114A之间交换非接入层(NAS)信令消息以在eNB 110处建立无线电承载。当此连接被建立时，被叫用户设备114A处于RRC_Connected状态。
当主叫用户设备114B设法建立到被叫用户设备114A的D2D链路时，主叫用户设备114B经由RA程序来建立连接，例如变成RRC_Connected，并且然后向eNB 110发送呼叫建立请求。如果eNB 110未找到被叫用户设备114A(例如由于被叫用户设备是空闲的)，则eNB110将呼叫建立请求转送到移动性管理实体(MME)180。在350A处，MME 180向被叫用户设备114A发起具有指定RA序列索引的寻呼信号。主叫用户设备114B监视在350A-B处发送的寻呼信道以获得将由被叫用户设备114A使用的RA序列索引(其允许主叫用户设备使其本身对准并因此监视被叫用户设备的传输)。被叫用户设备114A在360处使用包括在已在350A-B处发送的寻呼信号中的指定RA序列来执行其RA程序并因此变成RRC_Connected。在此连接时段期间，主叫用户设备114B在360处监视RA程序，其允许主叫用户设备114B测量用户设备114A-B之间的预期链路。从主叫用户设备114B的角度触发，RA程序360的信令充当(例如RA程序前导码)由被叫用户设备114A发送的探测信号。因此，主叫用户设备114B能够在专用D2D未被eNB 110分配的情况下使用现有信令(例如，RA程序360)来评估链路122C的质量，如上文相对于230所述。
在图3中，在360处的随机接入(RA)程序通常是基于竞争的。为了将此被叫RA程序360再用于D2D探测，还可以使用非竞争RA程序。为此，RA前导码序列(或用于该序列的索引)因此被添加到在350A-B处发送的寻呼信号中，使得当执行与eNB 110的非竞争随机接入程序时，被叫用户设备114A能够将指定序列用于RA前导码。
图4描绘使用RA程序的信令而不是专用D2D探测的D2D建立过程400。当被叫用户设备114A是空闲的时，在405处，主叫用户设备114B经由RA程序来得到连接，例如建立RRC_Connected状态。在410处，主叫用户设备114B发送一个或多个NAS服务请求消息以请求新呼叫的建立。由于eNB 110不知道被叫用户设备114A的位置，所以eNB110将呼叫建立请求转送到MME 180，其保持用于用户设备114A-B的跟踪区域记录。
在415处，在MME 180找到被叫用户设备114A和跟踪区域之后，MME 180发起到被叫用户设备114A的寻呼信号。在415处发送的寻呼信号还可以包括信息，诸如国际移动订户身份(IMSI)、S临时移动订户身份(S_TMSI)以及RA序列索引(可以将其配置为包括6个位)。被叫用户设备114A因此可以执行基于非竞争的RA以变得被连接到eNB 110，导致RRC_Connected状态，虽然也可以使用竞争RA程序。
如果主叫和被叫用户设备在相同小区112中，则主叫用户设备114B还可以接收在415处发送的寻呼信号。同样地，主叫用户设备114B还接收关于被叫用户设备114A所使用的RA序列索引的信息。
在412A-B处，主叫用户设备412监视寻呼信号以获得被叫用户设备114E所使用的RA序列索引信息。在主叫用户设备114B接收到RA序列索引之后，主叫用户设备114B在412B处监视在425A处从被叫用户设备114A发送到eNB 110的RA前导码序列。
在430处，主叫用户设备114B测量由被叫用户设备114A在425A处发送的RA前导码序列。因此，作为如在230处所述地测量专用D2D探测信号的替代，主叫用户设备114B测量RA前导码序列的信令以估计被叫用户设备114A与主叫用户设备114B之间的链路122C的质量。
在432处，被叫用户设备114A建立与eNB 110的RRC_Connected状态。
在450处，主叫用户设备114B可以基于在425A处发送的RA序列信号的测量结果来向eNB 110发送用于后续动作的D2D提议。例如，主叫用户设备114B可以测量在425A处发送的RA前导码序列信号并确定链路122C(其在主叫用户设备114B与被叫用户设备114A之间)将具有足够的质量(如果建立的话)。当情况如此时，主叫用户设备114B建立到被叫用户设备114A的D2D链路122，并且还将D2D链路122的建立告知eNB 110。如果链路122C不具有足够的质量，则主叫用户设备114B可以通知eNB 110应在被叫和主叫用户设备114A-B之间建立2跳蜂窝链路(例如经由链路122A-B)。
在452处，建立D2D链路122C或2跳蜂窝链路122A-B以使得能够实现用户设备114A-B之间的通信。通过在主叫用户设备处监视用于初始D2D判定的来自被叫用户设备的RA前导码序列，可以节省无线电资源分配，并且在被叫用户设备空闲时的情况下可以实现D2D链路的更快速建立。
在某些情况下，被叫用户设备114A可能不在空闲状态，例如已处于到eNB 110的连接状态(例如处于RRC_Connected状态)。当情况如此时，MME 180将不发起在415处发送的寻呼信号，并且因此不需要被叫用户设备114A执行425A-B的RA程序。这是因为被叫用户设备114A已建立与eNB 110的RRC信令连接。当被叫用户设备114A已被连接到无线电承载时(例如在RRC_Connected状态下)，可以执行附加的基于非竞争的RA程序(其可以依照3GPP TS 36.300 v8.7.0 E-UTRAN总体描述)以用于D2D选择，如下文相对于图5进一步所述。
图5描绘用于基于非竞争的随机接入(RA)程序的过程500。主叫用户设备114B通过RA程序进入RRC_Connected状态，并且然后向eNB110发送呼叫建立请求。如果eNB 110确定(例如经由eNB与MME之间的信令交换)被叫用户设备114A处于RRC_Connected状态且被叫用户设备在与主叫用户设备114B相同的小区112中，则eNB 110发起用于被叫用户设备114E的基于非竞争的RA程序。具体地，eNB 110发送预定义MAC消息以将RA前导码序列索引(由被叫用户设备114A在基于非竞争的RA程序中使用)通知主叫用户设备114B。eNB然后对被叫用户设备114A执行基于非竞争的RA程序(使用例如在3GPP TS36.300 v8.7.0 E-UTRAN、总体描述中指定的程序)。在此时段期间，主叫用户设备114B监视从被叫用户设备114A发送的RA前导码序列并测量其之间的D2D链路122。
在被叫用户设备114A处于RRC_Connected状态的情况下，MME180直接将相关信令转送到为被叫用户设备114A提供服务的eNB 110。当被叫用户设备114A已处于RRC_Connected状态时，可以执行基于非竞争的RA(例如，根据3GPP TS 36.300 v8.7.0 E-UTRAN总体描述)。在525A处，eNB 110向被叫用户设备114A发送RA前导码分配请求。在525B处，被叫用户设备114A向eNB 110发送正由被叫用户设备114A使用的RA前导码。在525C处，eNB 110接收由被叫用户设备114A发送的RA响应。
如果eNB 110发现被叫用户设备114A处于RRC_Connected状态且被叫用户设备114A在与主叫用户设备114B相同的小区112中(此过程可以包括eNB与MME之间的信令交换)，则eNB 110将发起用于被叫用户设备114A的基于非竞争的RA程序。由于主叫用户设备114B在与被叫用户设备114A相同的小区112中，所以用户设备114A-B属于同一eNB 110。因此，eNB 110能够为主叫用户设备114B提供将由被叫用户设备114A用于基于非竞争的RA程序的RA前导码序列。可以将RA前导码序列包括在被发送到被叫用户设备114A的预定MAC消息中，如上所述。然后，主叫用户设备114B在RA程序信令中监视给定RA前导码序列。该监视允许主叫用户设备114B测量从被叫用户设备114A载送RA程序的信令。此外，主叫用户设备114B然后能够估计被叫和主叫用户设备114A-B之间的链路质量。该估计允许主叫用户设备114或eNB中的至少一个基于该估计来判定是选择D2D链路122C还是2跳蜂窝链路122A-B。通过监视RA程序525A-C的一个或多个部分，主叫用户设备114B能够测量载送RA前导码序列525A-C的信令并因此确定D2D链路或2跳蜂窝链路之间的选择。RA前导码序列本质上被共同选择为D2D探测而不是如在230处所述地分配专用D2D探测。
图6描绘用于监视和测量RA程序的信令(例如，图6在625B处)以确定是选择D2D链路122C还是2跳蜂窝链路122A-B的过程600。作为如在230处所述地使用专用D2D探测的替代，使用被用于RA程序(例如，RA前导码序列)的信令来测量主叫用户设备114B与被叫用户设备114A之间的链路(例如信道)质量，因此节省系统100的资源。
在610处，主叫用户设备114B、被叫用户设备114A和eNB 110已建立连接(例如，主叫用户设备114B和被叫用户设备114A每个处于RRC_Connected状态)。在eNB 110接收到呼叫建立消息并确定被叫用户设备114A处于RRC_Connected状态且在与主叫用户设备114B相同的小区112中之后，eNB 110在620处发送被叫RA前导码分配消息以将RA前导码序列索引通知主叫用户设备114B，该RA前导码序列索引将由被叫用户设备114A用于与eNB 110的基于非竞争的RA程序中。
接下来，在被叫用户设备114A与eNB 110之间如由消息625A-C所指示地发起基于非竞争的RA程序。用正由被叫用户设备114A使用的RA序列索引的先验知识，主叫用户设备114B可以在612处监视与RA程序相关联的信令(例如，测量载送被从被叫用户设备114A发送到eNB 110的RA前导码序列625B的信令的信号强度)。
在630处，主叫用户设备114B测量由被叫用户设备114A在425A处发送的RA前导码序列以估计链路122C的信号质量。因此，作为分配用于测量的专用D2D探测信号的替代，主叫用户设备114B测量由主叫用户设备114A在625C处传送的诸如RA前导码序列的现有信令的质量以估计主叫和被叫用户设备114A-B之间的链路122C的质量。
在650处，主叫用户设备114B可以基于在625B处发送的RA前导码序列信号的测量结果来向eNB 110发送用于后续动作的D2D提议。在652处，建立D2D链路122C或2跳蜂窝链路122A-B以使得能够实现主叫和被叫用户设备114A-B之间的通信。
在本文所述的某些实施例中，主叫用户设备114B监视寻呼信道或接收预定MAC消息以获得关于将由被叫用户设备114B使用的RA前导码序列索引的信息。
作为监视寻呼信道或依赖于预定MAC消息的替代，还可以实现RA序列配对。具体地，RA前导码序列被全局地(例如在系统100内)分成2组，诸如主叫RA组和被叫RA组。主叫RA组中的每个RA前导码序列被与被叫RA组中的相应序列配对，例如各组之间的1对1配对。该配对关系被用户设备和eNB已知。在某些实施方式中，诸如小区112的小区可以要求128个RA序列(2组)而不是典型的64个RA序列。
为了发起新的呼叫，空闲主叫用户设备从主叫RA组随机地选择RA前导码序列以执行与eNB的RA程序。在eNB接收到主叫RA组的该RA前导码序列之后，eNB通知被叫用户设备使用分配给被叫RA组的成对RA前导码序列(例如通过经由寻呼信道发送通知或通过MAC信令)。这样，主叫用户设备可以在没有额外信令监视或等待接收上述预定MAC消息的情况下直接开始监视被叫用户设备的期望RA前导码序列，因为主叫用户设备知道(基于各组之间的1-1-1配对)哪些RA前导码序列将由被叫用户设备发送。
在某些实施方式中，在D2D信道测量之后(例如在430和630处)，在主叫用户设备114B处而不是在eNB 110处进行初始D2D判定。具体地，主叫用户设备114B判定是选择D2D链路122C还是2跳链路122A-B。此外，可以基于两个阈值来进行判定，诸如蜂窝链路判定阈值(其用A来表示)和D2D链路判定阈值(其用B来表示)。例如，当A小于B时，则选择D2D链路122C。
为了进一步举例说明阈值，提供了以下示例。阈值A和阈值B每个可以表示用于从被叫用户设备114A接收到的RA程序(例如RA前导码425A或625B)的接收信号强度指示(RSSI)，虽然该判定也可以基于其它值。RSSI阈值可以被预定义并在具有D2D能力的用户设备中静态地配置，或者当eNB被配置为定义RSSI阈值时，可以由eNB通知给源用户设备。
图7描绘将在直接D2D链路和2跳蜂窝链路之间进行选择的示例性判定过程700。在某些实施方式中，如果主叫用户设备判定将选择D2D链路的使用(在这种情况下将不请求进一步的D2D探测)或判定将请求无线电资源分配以执行专用D2D探测，则主叫用户设备可以向eNB发送1位D2D提议消息。例如，可以使用值“0”和“1”来表示这两个判定。如果在主叫用户设备处的初始D2D判定中确定蜂窝链路，则主叫用户设备可以不向eNB发送任何东西，因为将使用常规机制来接入蜂窝链路122A-B以进行主叫用户设备、eNB与被叫eNB之间的通信。
参考图7，在710处，主叫用户设备114B通过测量由被叫用户设备114A发送到eNB 110的RA前导码序列的RSSI来估计用于D2D链路122C的信道质量指示符(CQI)。
在720处，如果测量的RSSI大约大于表示D2D链路判定阈值的阈值B，则主叫用户设备114B可以在725处判定建立与被叫用户设备114A的D2D链路122C并提议D2D链路122C的建立(或仅仅通知eNB)。可以将该通知实现为到eNB 110的1位信号。
在730处，如果测量的RSSI不大于阈值B，并且测量RSSI小于阈值A(其表示蜂窝链路判定阈值)，则主叫用户设备114B可以在735处判定经由eNB 110来建立主叫用户设备114B与被叫用户设备114A之间的2跳蜂窝链路122A-B。在某些实施方式中，不用信号将此判定发送到eNB 110。
在740处，如果测量RSSI不大于阈值B，并且测量RSSI不小于阈值A，则主叫用户设备114B可以推迟到eNB 110的任何判定，使得eNB110能够确定是建立D2D链路122C还是建立2跳蜂窝链路122A-B。
在745处，eNB 110分配用于D2D链路122C的建立或2跳蜂窝链路122A-B的建立的资源。在某些情况下，eNB 110可以执行进一步的专用D2D探测以确定是建立D2D链路122C还是2跳蜂窝链路122A-B。专用D2D探测的用户设备处的测量结果被作为反馈从用户设备发送到eNB。
图8描绘可以在用户设备114A-B中的一个或多个处实现的示例性用户设备800。用户设备可以包括天线820。用户设备还可以包括无线电接口840，其可以包括其它组件，诸如滤波器、转换器(例如数模转换器等)、符号解映射器、快速傅立叶逆变换(IFFT)模块等，以处理由下行链路或上行链路载送的符号，诸如OFDMA符号。在某些实施方式中，用户设备还可以是与IEEE 802.16、LTE、高级LTE等兼容的。用户设备还包括用于控制用户设备并用于接入和执行存储在存储器835中的程序代码的处理器830。
此外，用户设备可以包括D2D选择控制器850。可以将D2D选择控制器850配置为执行相对于过程400、500、600、700和900所述的方面中的一个或多个(例如，与本文所述用户设备相关联的那些方面)。例如，D2D选择控制器850可以监视RA前导码序列，控制RA程序的测量结果以确定链路的质量的估计，将任何活动和/或测量结果报告给eNB基站等。
图9描绘本文所述的用户设备所使用的过程900。在910处，用户设备接收信号。该信号是控制信号，诸如随机接入前导码序列而不是专用D2D探测。在915处，用户设备测量接收到的信号。该测量结果可以用来生成表示接收信号的质量的指示。例如，该指示可以表示RSSI，虽然也可以使用其它度量。
在920处，用户设备基于该指示来确定是否建立直接到另一用户设备的第一连接，诸如D2D链路。此外，如果信号指示对应于具有足够质量(例如良好RSSI)的用户设备之间的信道，则可以将第一连接建立为D2D链路。另一方面，不良质量链路可以替代地导致经由2跳链路的第二连接。在某些实施方式中，如上文相对于图7所述地实现该指示。
图10描绘可以在基站110处实现的基站1000的示例性实施方式。基站可以包括被配置为经由下行链路进行传送的天线1020并被配置为经由(多个)天线1020接收上行链路。基站还可以包括被耦合到天线1020的无线电接口1040、用于控制基站并用于接入和执行存储在存储器1135中的程序代码的处理器1026。无线电接口1040还包括其它组件，诸如滤波器、转换器(例如，数模转换器等)、映射器、快速傅立叶变换(FFT)模块等，以生成用于经由一个或多个下行链路的传输的符号并接收符号(例如经由上行链路)。在某些实施方式中，基站也是与IEEE802.16、LTE、高级LTE等兼容的，并且可以将下行链路和上行链路的RF信号配置为OFDMA信号。基站可以包括D2D模块1150。D2D模块1150可以发送、接收和/或控制在本文中相对于eNB和/或基站所述的D2D选择的方面。
图11描绘配置有D2D模块1150的基站所使用的过程1100。
在1110处，基站接收表示第一用户设备是否被配置为建立直接到第二用户设备的第一连接的指示。例如，该指示可以是包括是否已(或应)选择第一连接的报告的消息。此外，用户设备可以报告在用户设备处已配置了D2D链路，或者用户设备可以报告eNB应发起D2D链路的建立(例如控制或信号)。
在1115处，当未建立第一连接时，基站可以基于该指示来建立第一用户设备与第二用户设备之间的第二连接。作为专用D2D探测的替代，该指示表示随机接入前导码序列的测量结果。此测量是由用户设备进行的以评估第一用户设备与第二用户设备之间的信道的质量。
本文所述的主题可以根据期望的配置以系统、设备、方法和/或物件来体现。例如，可以使用以下各项中的一个或多个来实现本文所述的基站和用户设备(或其中的一个或多个组件)和/或过程：执行程序代码的处理器、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、嵌入式处理器、现场可编程门阵列(FPGA)和/或其组合。这些不同的实施方式可以包括在可编程系统上可执行和/或可解释的一个或多个计算机程序中的实施方式，所述可编程系统包括被耦合以从存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令并向其传送数据和指令的至少一个可编程处理器，其可以是专用或通用的。这些计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序、应用程序、组件、程序代码或代码)包括用于可编程处理器的机器指令，并且可以以高级程序和/或面向对象编程语言和/或以汇编/机器语言来实现。本文所使用的术语“机器可读介质”指的是任何计算机程序产品、计算机可读介质、设备和/或器件(例如磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑器件(PLD))，其被用来向包括接收机器指令的机器可读介质的可编程处理器提供机器指令和/或数据。同样地，在本文中还描述了可以包括处理器和被耦合到处理器的存储器的系统。该存储器可以包括促使处理器执行本文所述操作中的一个或多个的一个或多个程序。
虽然上文已详细地描述了几个变体，但可以有其它修改或添加。特别地，除本文所阐述的那些之外，还可以提供其它特征和/或变体。例如，上述实施方式可以针对公开特征的各种组合和子组合和/或上文公开的多个其它特征的组合和子组合。另外，在附图中描绘和/或在本文中描述的逻辑流程不要求所示的特定顺序或连续顺序以实现期望的结果。其它实施例可以在以下权利要求的范围内。

Claims (29)

1.一种方法，包括：
在用户设备处监视寻呼信号，该寻呼信号包括分配给另一用户设备的随机接入前导码索引；
在被配置为使用分配给另一用户设备的随机接入前导码索引的用户设备处接收包括随机接入前导码的信号；
在用户设备处测量接收信号以生成表示接收信号的质量的指示；以及
基于该指示而不是专用探测过程来确定是否建立直接到另一用户设备的第一连接。
2.权利要求1的方法，还包括：
当所述指示和第一阈值表示第一连接提供足够的链路质量时，由用户设备来建立直接到另一用户设备的第一连接；
由用户设备向基站发送提议直接到另一用户设备的第一连接的消息，该第一连接包括设备至设备链路；
当所述指示和第二阈值表示第一连接可能不提供足够的链路质量时，由用户设备来建立到基站的第二连接以接入另一用户设备；以及
当用户设备不能基于所述指示来确定是否建立第一连接和第二连接中的至少一个时，由用户设备向基站发送提议用于专用探测过程的分配的消息。
3.权利要求1的方法，其中，确定还包括：
基于所述指示来确定是否建立到基站的第二连接以接入另一用户元件。
4.权利要求1的方法，其中，测量还包括：
测量信号强度、接收信号强度指示或信号对干扰加噪声比或其它无线电信道参数中的至少一个以生成表示接收信号的质量的指示。
5.权利要求1的方法，还包括：
在主叫用户设备处接收前导码分配消息，其包括由被叫用户设备用于与基站的非竞争随机接入程序的另一随机接入前导码序列索引，所述用户设备包括主叫用户设备且所述另一用户设备包括被叫用户设备。
6.权利要求1的方法，还包括：
在被叫用户设备处接收另一寻呼信号，其包括用于非竞争随机接入程序的另一随机接入前导码序列索引；以及
由依照另一随机接入前导码序列索引配置的被叫用户设备来执行非竞争随机程序。
7.一种设备，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，其中，所述至少一个处理器和所述至少一个存储器被配置为提供以下各项中的至少一个：
在用户设备处监视寻呼信号，该寻呼信号包括分配给另一用户设备的随机接入前导码索引；
在被配置为使用分配给另一用户设备的随机接入前导码索引的用户设备处接收包括随机接入前导码的信号；
在用户设备处测量接收信号以生成表示接收信号的质量的指示；以及
基于该指示而不是专用探测过程来确定是否建立直接到另一用户设备的第一连接。
8.权利要求7的设备，还包括：
当所述指示和第一阈值表示第一连接提供足够的链路质量时，由用户设备来建立直接到另一用户设备的第一连接；
由用户设备向基站发送提议直接到另一用户设备的第一连接的消息，该第一连接包括设备至设备链路；
当所述指示和第二阈值表示第一连接可能不提供足够的链路质量时，由用户设备来建立到基站的第二连接以接入另一用户设备；以及
当用户设备不能基于所述指示来确定是否建立第一连接和第二连接中的至少一个时，由用户设备向基站发送提议用于专用探测过程的分配的消息。
9.权利要求7的设备，其中，确定还包括：
基于指示来确定是否建立到基站的第二连接以接入另一用户元件，其中，所述第二用户设备处于无线电资源控制空闲状态。
10.权利要求7的设备，其中，测量还包括：
测量信号强度、接收信号强度指示或信号对干扰加噪声比中的至少一个以生成表示接收信号的质量的指示。
11.权利要求7的设备，还包括：
在主叫用户设备处接收前导码分配消息，其包括由被叫用户设备用于与基站的非竞争随机接入程序的另一随机接入前导码序列索引，所述用户设备包括主叫用户设备且所述另一用户设备包括被叫用户设备。
12.权利要求7的设备，还包括：
在被叫用户设备处接收另一寻呼信号，其包括用于非竞争随机接入程序的另一随机接入前导码序列索引；以及
由依照另一随机接入前导码序列索引配置的被叫用户设备来执行非竞争随机程序。
13.一种包括代码的计算机可读存储介质，该代码在被在至少一个处理器上执行时至少提供以下各项：
在用户设备处监视寻呼信号，该寻呼信号包括分配给另一用户设备的随机接入前导码索引；
在被配置为使用分配给另一用户设备的随机接入前导码索引的用户设备处接收包括随机接入前导码的信号；
在用户设备处测量接收信号以生成表示接收信号的质量的指示；以及
基于该指示而不是专用探测过程来确定是否建立直接到另一用户设备的第一连接。
14.权利要求13的计算机可读存储介质，还包括：
当所述指示和第一阈值表示第一连接提供足够的链路质量时，由用户设备来建立直接到另一用户设备的第一连接；
由用户设备向基站发送提议直接到另一用户设备的第一连接的消息，该第一连接包括设备至设备链路；
当所述指示和第二阈值表示第一连接可能不提供足够的链路质量时，由用户设备来建立到基站的第二连接以接入另一用户设备；以及
当用户设备不能基于所述指示来确定是否建立第一连接和第二连接中的至少一个时，由用户设备向基站发送提议用于专用探测过程的分配的消息。
15.一种方法，包括：
在基站处接收表示第一用户设备是否被配置为建立直接到第二用户设备的第一连接的指示；以及
当未建立第一连接时，基于所述指示来建立第一用户设备与第二用户设备之间的第二连接，其中，基于随机接入前导码而不是专用探测来建立第一和第二连接以评估第一用户设备与第二用户设备之间的信道的质量。
16.权利要求15的方法，还包括：
由基站禁止用于由第一用户设备和第二用户设备中的至少一个进行的传输的专用设备至设备探测的分配。
17.一种设备，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，其中，所述至少一个处理器和所述至少一个存储器被配置为至少提供以下各项：
在基站处接收表示第一用户设备是否被配置为建立直接到第二用户设备的第一连接的指示；以及
当未建立第一连接时，基于所述指示来建立第一用户设备与第二用户设备之间的第二连接，其中，基于随机接入前导码而不是专用探测来建立第一和第二连接以评估第一用户设备与第二用户设备之间的信道的质量。
18.权利要求17的设备，还包括：
由基站禁止用于由第一用户设备和第二用户设备中的至少一个进行的传输的专用设备至设备探测的分配。
19.一种包括代码的计算机可读存储介质，该代码在被在至少一个处理器上执行时至少提供以下各项：
在基站处接收表示第一用户设备是否被配置为建立直接到第二用户设备的第一连接的指示；以及
当未建立第一连接时，基于所述指示来建立第一用户设备与第二用户设备之间的第二连接，其中，基于随机接入前导码而不是专用探测来建立第一和第二连接以评估第一用户设备与第二用户设备之间的信道的质量。
20.权利要求19的计算机可读存储介质，还包括：
由基站禁止用于由第一用户设备和第二用户设备中的至少一个进行的传输的专用设备至设备探测的分配。
21.一种方法，包括：
在第一用户设备处接收前导码分配消息，其包括被第二用户设备用于与基站的非竞争随机接入程序的随机接入前导码序列索引；
在第一用户设备处测量由第二用户设备发送的随机接入前导码序列，测量的随机接入前导码序列提供第一用户设备与第二用户设备之间的信道的质量的估计；以及
基于该估计而不是专用探测过程来确定是直接在第一用户设备与第二用户设备之间建立第一连接还是在第一用户设备、基站与第二用户设备之间建立第二连接。
22.权利要求21的方法，其中，所述前导码分配消息是从寻呼信号或媒体接入控制消息中的至少一个获得的，其中，所述第二用户设备不处于无线电资源控制空闲状态。
23.权利要求21的方法，还包括：
将一组随机接入前导码序列划分成第一组和第二组，其中，第一组中的每个前导码序列被与第二组中的另一前导码序列配对，
由第一用户设备从第一组中选择第一随机接入前导码序列；
由第一用户设备监视与第一组的第一随机接入前导码序列配对的第二组的第二随机接入前导码序列；
在第二用户设备处接收与由第一用户设备选择的随机接入前导码序列相对应的第二组的随机接入前导码序列中的一个的索引；以及
在第二用户设备处使用第二组的配对的第二随机接入前导码序列来执行非竞争随机接入程序。
24.一种设备，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，其中，所述至少一个处理器和所述至少一个存储器被配置为至少提供以下各项：
在第一用户设备处接收前导码分配消息，其包括被第二用户设备用于与基站的非竞争随机接入程序的随机接入前导码序列索引；
在第一用户设备处测量由第二用户设备发送的随机接入前导码序列，测量的随机接入前导码序列提供第一用户设备与第二用户设备之间的信道的质量的估计；以及
基于该估计而不是专用探测过程来确定是直接在第一用户设备与第二用户设备之间建立第一连接还是在第一用户设备、基站与第二用户设备之间建立第二连接。
25.权利要求24的设备，其中，所述前导码分配消息是从寻呼信号或媒体接入控制消息中的至少一个获得的，其中，所述第二用户设备不处于无线电资源控制空闲状态。
26.权利要求24的设备，还包括：
将一组随机接入前导码序列划分成第一组和第二组，其中，第一组中的每个前导码序列被与第二组中的另一前导码序列配对；
由第一用户设备从第一组中选择第一随机接入前导码序列；
由第一用户设备监视与第一组的第一随机接入前导码序列配对的第二组的第二随机接入前导码序列；
在第二用户设备处接收与由第一用户设备选择的随机接入前导码序列相对应的第二组的随机接入前导码序列中的一个的索引；以及
在第二用户设备处使用第二组的配对的第二随机接入前导码序列来执行非竞争随机接入程序。
27.一种包括代码的计算机可读存储介质，该代码在被在至少一个处理器上执行时至少提供以下各项：
至少一个存储器，其中，所述至少一个处理器和所述至少一个存储器被配置为至少提供以下各项：
在第一用户设备处接收前导码分配消息，其包括被第二用户设备用于与基站的非竞争随机接入程序的随机接入前导码序列索引；
在第一用户设备处测量由第二用户设备发送的随机接入前导码序列，测量的随机接入前导码序列提供第一用户设备与第二用户设备之间的信道的质量的估计；以及
基于该估计而不是专用探测过程来确定是直接在第一用户设备与第二用户设备之间建立第一连接还是在第一用户设备、基站与第二用户设备之间建立第二连接。
28.权利要求27的计算机可读存储介质，其中，所述前导码分配消息是从寻呼信号或媒体接入控制消息中的至少一个获得的，其中，所述第二用户设备不处于无线电资源控制空闲状态。
29.权利要求27的计算机可读存储介质，还包括：
将一组随机接入前导码序列划分成第一组和第二组，其中，第一组中的每个前导码序列被与第二组中的另一前导码序列配对；
由第一用户设备从第一组中选择第一随机接入前导码序列；
由第一用户设备监视与第一组的第一随机接入前导码序列配对的第二组的第二随机接入前导码序列；
在第二用户设备处接收与由第一用户设备选择的随机接入前导码序列相对应的第二组的随机接入前导码序列中的一个的索引；以及
在第二用户设备处使用第二组的配对的第二随机接入前导码序列来执行非竞争随机接入程序。
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