CN104303582B

CN104303582B - 用于切换的方法和装置

Info

Publication number: CN104303582B
Application number: CN201280073259.8A
Authority: CN
Inventors: 雷艺学; 徐翔
Original assignee: Nokia Technologies Oy
Current assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2019-02-19
Anticipated expiration: 2032-05-18
Also published as: EP2850906A4; US9503951B2; EP2850906A1; US20150094064A1; WO2013170482A1; EP2850906B1; CN104303582A

Abstract

本发明公开了从第一设备和第二设备之间的第一通信路径切换到在第一设备和第二设备之间建立的第二通信路径的方法和装置。方法可包括：响应于发起请求，将发起请求通知发送给基站，以便在第一设备和第二设备之间建立中间通信路径，其中中间通信路径由中间通信路径中继，并且不通过核心网；通过中间通信路径在第一设备和第二设备之间发送业务，直到建立第二通信路径为止。

Description

用于切换的方法和装置

技术领域

概括地，本发明的示例性和非限制性的实施方式涉及无线通信技术，并且更具体地，涉及设备到设备(此后称之为“D2D”)通信路径和基础设施通信路径之间的切换。

背景技术

随着未来服务的发展，引入诸如3GPP(第三代合作伙伴计划)LTE (长期演进)和进一步的系统、IMT-A(增强的国际移动通信)等的下一代无线通信系统以满足数十亿用户的高速、大容量和高QoS(服务质量) 需求。引入D2D通信以作为下一代无线通信系统所支持的关键特征。在D2D通信中，业务直接通过D2D通信路径在两个用户设备之间之间传输，而无需使用任何网络基础设施(例如，包括无线电接入网络和核心网络)。相比于蜂窝通信，其中使用网络基础设施通过基础设施通信路径在两个用户设备之间传输业务，D2D通信可带来下列优点：对于各最终用户来说，省电、提高容量、较高的比特率和较低的服务成本等；对于网络运营商来说，减轻核心网络的负担、较高的收入、较大的市场渗透度和新服务。

同样，当用于D2D通信的无线电链路条件是有利的，例如，如果两个设备彼此靠近，和/或如果D2D通信实际上比蜂窝通信提供更高的吞吐量，通过使用D2D通信路径以在两个用户设备之间直接传输业务而不使用基础设施通信路径，对最终用户和网络运营商都是有利的。从而，存在从基础设施通信路径切换到D2D通信路径的的需要。此外，当两个设备处于D2D通信中，D2D通信的传输条件会变得不利。例如，如果一个或两个用户设备离开，和/或蜂窝通信比D2D通信能实现更高的吞吐量，存在从D2D 通信路径切换到基础设施通信路径的需要。

通常，使用D2D通信路径或基础设施通信路径对最终用户是透明的(也就是，最终用户不需要选择是否使用D2D通信路径或基础设施通信路径的特殊选项)。因此，希望在D2D通信路径和基础设施通信路径之间切换时不会造成服务中断，以保障用户的满意度。

由这一问题，在允许在D2D通信路径和基础设施通信路径之间提供无缝切换方案的技术是有益的。

发明内容

为了克服上述现有技术的局限，并且为了克服在阅读和理解本说明书时明显的其它局限，本发明提供用于D2D通信切换的方法和相关装置及计算机程序产品。

在本发明示例性实施方式的第一方面，提供一种从第一设备和第二设备之间的第一通信路径切换到在第一设备和第二设备之间建立的第二通信路径的方法。该方法包括：响应于第一设备处对切换的发起，在第一设备处将切换的发起通知发送给基站，以便在第一设备和第二设备之间建立中间通信路径，其中由基站对中间通信路径进行中继，并且中间通信路径不通过核心网；并且通过中间通信路径在第一设备和第二设备之间传递业务，直到建立第二通信路径为止。

在本发明示例性实施方式的第二方面，提供一种从第一设备和第二设备之间的第一通信路径切换到在要在第一设备和第二设备之间建立的第二通信路径的方法。该方法包括：在基站接收第一设备处切换的发起的通知；在第一设备和第二设备之间建立中间通信路径，其中中间通信路径由基站进行中继，并且不通过核心网；以及通过中间通信路径转发第一设备和第二设备之间的业务，直到建立第二通信路径为止。中间通信路径的建立包括在第一设备和第二设备中的每一个与基站之间配置无线电资源，以便能够使配置的无线电资源用于中间通信路径和第二通信路径。

在本发明示例性实施方式的第三方面，提供一种从第一设备和第二设备之间的第一通信路径切换到在第一设备和第二设备之间要建立的第二通信路径的装置。该装置包括：至少一个处理器；和包括计算机程序代码的至少一个存储器。将至少一个存储器和计算机程序代码配置为，利用至少一个处理器，促使装置至少执行以下内容：响应于第一设备处对切换的发起，将第一设备处对切换的发起通知发送给基站，以便在第一设备和第二设备之间建立中间通信路径，其中中间通信路径由基站进行中继，并且不通过核心网；通过中间通信路径在第一设备和第二设备之间传递业务，直到建立第二通信路径为止。

在本发明示例性实施方式的第四方面，提供从第一设备和第二设备之间的第一通信路径切换到在第一设备和第二设备之间建立的第二通信路径的装置。所述装置包括至少一个处理器；和包括计算机程序代码的至少一个存储器。将至少一个存储器和计算机程序代码配置为，利用至少一个处理器，促使装置至少执行以下内容：在基站接收第一设备处切换的发起的通知；在第一设备和第二设备之间建立中间通信路径，其中中间通信路径由基站中继，并且不通过核心网；和通过中间通信路径转发第一设备和第二设备之间的业务，直到建立第二通信路径为止。

本发明的示例性实施方式进一步提供携带一个或多个指令的一个或多个序列的计算机可读存储介质和计算机程序产品，其中当指令被一个或多个处理器执行时，促使装置至少执行本发明示例性实施方式的第一和第二方面的方法步骤。

本领域技术人员会认识到，上面仅为对主题的介绍，下面会进行具体描述。从下面的详细描述、所附的相关权利要求以及附图，本发明的其它目标、特性和优势会变得明显。

附图说明

通过参考下面的说明并考虑附图，可以更全面地理解本发明和确定的优势，其中相同的附图标记指示相同的特征，其中：

图1描述了可执行本发明至少一个实施方式的无线通信系统；

图2描述了根据本发明实施方式的解释从D2D通信路径切换到基础设施通信路径的示例性时序图；

图3a和3b描述了根据本发明实施方式的用于控制蜂窝控制D2D通信的逻辑基础设施；

图4描述了根据本发明实施方式的解释从基础设施通信路径切换到 D2D通信路径的时序图；

图5是解释根据本发明示例性实施方式的D2D通信切换的处理的流图；

图6是解释根据本发明示例性实施方式的D2D通信切换的处理的流图；和

图7描述了适用于执行本发明示例性实施方式的各设备的简化框图。

具体实施方式

在下文中参照附图描述本发明的示例性实施方式。

图1描述了可实现本发明至少一个实施方式的无线通信系统100。无线通信100包括支持相应服务或覆盖区域130(还将其称为小区)的基站 110。基站110还能够与覆盖区域中的诸如用户设备114A-C的无线设备进行通信。尽管图1描述了一个基站110和3个用户设备114A-C，其它数量的基站和用户设备也可实现。

在一些实现中，实现为演进节点B(eNB)类型基站的基站110与包括长期演进(LTE)标准的标准一致。用户设备114A-C可以是移动和/或固定的。此外，还可将用户设备114A-C例如称为设备、移动台、移动单元、用户台、无线终端、终端等。用户设备例如可实现为无线手持设备、无线插接附件等。例如，用户设备可采用无线电话、与网络无线连接的计算机等的形式。在一些情况下，用户设备可包括下列内容的一个或多个：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、内存等)、无线接入机制、和用户接口。无线通信系统100可包括核心网120。核心网120包括传统网络节点和蜂窝通信网络功能，例如MME 112(移动性管理实体)、S-GW(服务网关)116、P-GW(PDN网关)118、HSS(归属用户服务器)等。核心网中的网络节点可以基本结构组织，并以本领域技术人员公知的基本方式进行操作。

在一些实现中，无线通信系统100可配置为实质上服从标准的系统规范，例如LTE或其他无线标准，如WiBro、蓝牙、IEEE 802.16，或者其可以为专有系统。例如，无线通信系统100可包括用于在两个用户设备之间进行通信的两种通信路径。一种是在用户设备114B和用户设备114C 之间，通过诸如通信链路122A-C的网络基础设施路由的基础设施通信路径。链路122A和链路122B分别表示用户设备和无线电接入网络的接入节点(例如eNB)之间的无线电接入链路。链路122C表示无线电接入网络和核心网之间的链路。例如，链路122A-C可被配置为对应于LTE和/或 LTE增强的蜂窝通信链路。用于在两个用户设备之间进行通信的另一种通信路径可以为在两个用户设备之间直接路由的D2D通信路径，而不需要使用任何网络基础设施，例如用户设备114A和114B之间的通信链路124。例如，链路124可被配置为依据WiFi或蓝牙的D2D链路。D2D通信链路可结合到公用陆地移动系统中，例如第三代合作伙伴计划(3GPP)以及提供蜂窝控制的D2D通信的无线系统的后代。诸如eNB 110或SGW(服务网关)的蜂窝系统可用于帮助D2D链路124的建立和持续控制(例如，通过D2D链路的无线电资源，切换控制等)。

在示例性方案中，通过基础设施通信路径(例如122A-C)进行通信的两个设备(例如114B和114C)正进行移动以相互靠近。从而，例如为了省电、节省成本、和/或减小核心网的负担等，需要在它们之间将基础设施通信路径切换到D2D通信路径，以便在两个用户设备之间直接传输业务。在另一示例性方案中，通过D2D通信路径(例如124)进行通信的两个设备(例如114A和114B)彼此离开。从而，D2D链路124的传输条件会变坏，从而D2D通信路径在两个用户设备之间不再可用。同样，为了避免两个用户设备之间的通信被中断，两个用户设备需要将两个用户设备之间的通信从D2D通信路径切换到其它可利用的通信路径，例如基础设施通信路径。

然而，所提出的方法不能将两个用户设备之间的通信路径从D2D通信路径无缝切换到基础设施通信路径、或从基础设施通信路径无缝切换到 D2D通信路径。更直接的想法是建立目标通信路径，从而将两个用户设备之间的全部业务从当前的通信路径切换到目标通信路径。然而，这种切换会导致服务中断。使用从D2D通信路径切换到基础设施通信路径作为示例，在LTE系统中典型的服务请求过程会需要100ms。如果用户设备仅简单地停止当前的D2D通信路径，并切换到LTE系统以建立基础设施通信路径，当前的服务会被中断至少100ms。这会给一些服务造成严重的服务中断。例如，如在3GPP标准(例如，3GPP TS 23.203)中所说明的，实时游戏服务的延迟预算仅50ms。

此外，根据传统切换机制，用于发起切换的服务请求过程仅为特定的用户设备执行。换句话说，在通信中包括的用户设备在执行切换时不会进行同步。在特定条件下会造成一些问题。

例如，在从用户设备(例如114A)和其对等用户设备(例如114B) 之间的D2D通信路径切换到基础设施通信路径的过程中，所涉及的用户设备均使用D2D通信路径。在示例性方案中，用户设备114B从用户设备114A 接收流传输数据。用户设备114A检测到到D2D通信路径124变差。从而，用户设备114A可发起服务请求过程以便为用户设备114A和用户设备114B之间的通信建立基础设施通信路径。传统的服务请求过程仅为特定的用户设备执行。因此，在用户设备114A侧的基础设施通信路径建立不会触发其对等用户设备114B侧的基础设施通信路径建立。同样，用户设备 114B仍等待数据接收，仍通过D2D通信路径124发送数据，而用户设备 114A已发起基础设施通信路径的建立。这会导致用户设备不能从对等用户设备接收业务。用户设备114B可最终认识到用户设备114A通过基础设施通信路径发送数据，直到蜂窝网关由于从用户设备114A发送的数据发起服务请求为止。从而，切换过程会占用包括在用户终端(例如114A)侧 UE发起的服务请求过程、以及随后在对等的用户设备(例如114B)侧网络发起的服务请求的周期。如果对等用户设备(例如114B)在D2D应用开始后使用长的寻呼周期，随后在对等用户设备侧网络发起的服务请求的延迟会更大。

问题还会发生在从基础设施通信路径切换到D2D通信路径的切换中。例如，为了避免数据丢失，在用户设备切换到D2D通信路径之前，用户设备需要确认其已接收到对等用户设备通过基础设施路径发送的最后一个数据分组。假设通过D2D通信路径进行通信的有两个应用的业务。两个应用的第一应用(例如，实时游戏)具有最大延迟预算为50ms的QoS属性。两个应用的第二应用(例如，缓存的流传输)具有最大延迟预算为300ms 的QoS属性。用户设备不得不等待600ms以便不丢失由对等用户设备通过基础设施通信路径发送的第二应用的最后数据。然而，对等用户设备不知道什么时间基础设施通信路径会被释放。这会导致第一应用的延迟超过其最大延迟预算(50ms)，使第一应用的用户体验恶化。

图2描述了根据本发明实施方式的解释从D2D通信路径切换到基础设施通信路径的示例性时序图。参照图2和图1，在205，用户设备114A 和114B(在下文中分别称之为UE1和UE2)通过D2D通信路径直接进行通信。

如图1所示，UE1和UE2之间的D2D通信可以是蜂窝控制的D2D 通信，蜂窝系统中的诸如eNB 110或MME 112和S-GW 116的网络节点可用于D2D链路的建立和持续控制。图3a描述了根据本发明实施方式的用于控制UE1和UE2之间的蜂窝控制D2D通信的逻辑基础设施。D2D通信对中的每个用户设备，例如UE1、UE2，可包括用于与eNB和其它D2D 通信对连接的LTE和D2D功能模块(320A、320B)、用于处理与另一对等UE往复的D2D业务的P-GW功能模块(340A、340B)，和用于支持两个UE之间的D2D通信路径不通过eNB 110和核心网120的D2D AP(接入点)功能模块(360A、360B)。在用于控制D2D通信的核心网中设置 D2D GW(网关)功能模块380，例如包括过滤、缓冲和转发D2D业务。 D2D GW功能模块380可驻留在用于UE的S-GW中。

传统的，S5接口用于提供用户面隧道和S-GW和P-GW之间的隧道管理。在示例性实施方式中，S-GW 116中的D2D GW功能模块380和 UE(UE1和UE2)中的P-GW功能模块(340A、340B)可具有S5接口。从而，通过S5接口，D2D GW功能模块380可与P-GW功能模块340A 和340B相配合，以控制UE1和UE2之间的D2D通信，如图3a中的虚线所示。S5接口的特性在3GPP规范中可获得。

例如，当D2D GW功能模块380将S5分组发送给UE P-GW功能模块(例如，340A或340B)，S5分组的目的地是D2D UE(例如，分别为114A或114B)的IP地址，从而可将S5分组发送给为D2D UE提供服务的P-GW，然后发送给驻留在D2D UE中的P-GW功能模块。该IP分组可从D2D GW 380路由到为D2D UE提供服务的PGW 118，为D2D UE 提供服务的SGW，为D2D UE提供服务的eNB，和D2D UE这的P-GW 功能模块。当D2D UE中的UE P-GW功能模块(例如，340A或340B) 将S5分组发送给D2D GW功能模块(例如，380)，D2D UE将其作为常规的IP分组进行发送，其目的地址为D2D GW的IP地址。该IP地址可从D2D UE(P-GW功能模块)路由到为D2D UE提供服务的eNB，为D2D UE提供服务的SGW，为D2D UE提供服务的PGW，然后发送给D2D GW 功能模块。

可替换的，D2D通信的控制可在eNB中执行，无需使用核心网。图 3b描述了根据示例性实施方式的用于这种方案的逻辑基础设施。如图3b 所示，D2D GW功能模块可驻留在eNB中。同样，eNB中的D2D GW功能模块可通过S5接口与P-GW功能模块340A和340B配合，以控制UE1 和UE2之间的通信，如图3b中的虚线所示。

例如，当在UE1发起D2D通信的建立时，UE1可将包括请求D2D 通信的无线承载、对等UE的信息、和其它D2D相关上下文信息的消息，发送给蜂窝系统。对等UE的信息可以是对等UE的标识，或者是帮助蜂窝系统识别对等UE的任何其它信息，例如IP地址。其它D2D相关上下文信息可包括仅参与D2D通信的UE知道的上下文信息，例如安全令牌，其中上下文信息可在UE加入蜂窝系统的过程中，或通过高级应用，与蜂窝系统交换。

从而，在图3b所示的示例性实施方式中，eNB 110可直接从UE1 获得D2D相关的上下文，并将D2D相关的上下文信息转发给UE2，例如在D2D建立请求中(例如，通过无线接口使用创建会话请求消息)通过 S5接口发送给UE2中配置的PGW功能模块340B。可替换的，在如图3a 所示的实施例中，eNB 110没有直接来自UE1的D2D相关上下文(例如， D2D GW模块380位于核心网中)，eNB 110可继续建立D2D通信的服务请求过程，但指示需要与核心网，例如D2D GW模块380，建立D2D通信路径。D2D GW模块380可将D2D建立请求作为创建会话请求消息发送给UE2中配置的P-GW功能模块340B，eNB 110可存储D2D相关上下文信息，例如包括两个UE的标识，无线承载和其相关联的QoS信息等。从而，在D2D通信建立后，UE1和UE2都可使用D2D通信路径。

现在再次返回到图2。在210，确定将用户设备UE1和UE2之间的通信或业务从D2D通信路径切换到其它可利用的通信路径，例如基础实施通信路径。在示例性实施方式中，例如基于信号强度、误比特率、UE1和 UE2之间的距离等，用户设备UE1可检测到D2D通信路径的无线链路条件变差。从而，UE1可触发从当前的D2D通信路径切换到UE1和UE2之间的基础设施通信路径，在UE1侧发起切换。

在另一示例性实施方式中，切换可由诸如eNB、S-GW等的网络节点触发。例如，基于由eNB 110从用户设备UE1接收的测量报告，eNB 110 可为用户设备UE1触发切换。例如，测量包括可包括诸如链路质量、基站负载等的信息，指示可发起切换到另一可利用的通信路径。从而，UE1可发起切换到自身侧的基础实施通信路径。

在215，响应于切换发起，UE1可将请求(例如，切换请求消息) 发送给UE2，请求UE2发起从当前的D2D通信路径切换到UE2侧的基础设施通信路径。请求可通过D2D通信路径直接发送给UE2。可替换或附加的，可将请求通过网络节点，例如通过eNB 110或其它网络节点，发送给 UE2。在示例性实施方式中，请求消息可包括指示通过D2D通信路径将最后的数据块从UE1发送给UE2的信息。利用该信息，UE2可确定通过D2D 通信路径从UE1发送的最后分组，能够使UE2在合适的时间释放D2D通信路径而不丢失数据。

在220，UE1可从UE2接收确认信息，用于确认在UE2侧发起切换。这意味着UE1和UE2已同步切换到基础设施通信路径。在示例性实施方式中，确认信息可包括指示通过D2D通信路径将来自UE2的最后数据块发送给UE1的信息。例如，请求消息可包括发送给UE1的分组的序列号的信息。利用该信息，UE1可确定通过D2D通信路径从UE2发送的最后分组，能够使UE1在合适的时间释放D2D通信路径而不丢失数据。

在225A和225B，UE1和UE2可停止通过D2D通信路径相互发送数据。

在230A和230B，响应于切换发起，UE1和UE2可将切换发起的通知发送给eNB 110，以便在UE1和UE2之间建立中间通信路径。例如，通知可携带在用于发起建立基础设施通信路径的服务请求过程的RRC连接请求消息(在3GPP规范中说明)中。通知可包括指示在相应的UE发起切换的信息。例如，RRC连接请求消息可包括指示建立的原因是由于从 D2D通信路径切换到基础设施通信路径的标志。通知还可进一步包括对等用户设备的信息，例如对等用户设备的标识。从而，利用该通知，eNB 110 可确定需要建立中间的通信路径以避免在切换过程中服务中断。

在可替换的实施方式中，响应于发起切换，UE1可将发起切换的通知发送给eNB110，以便在UE1和UE2之间建立中间通信路径。例如，通知可携带在用于发起建立基础设施通信路径的服务请求过程的RRC连接请求消息中。RRC连接请求消息可包括指示用于建立的建立原因是由于从D2D通信路径切换到基础设施通信路径的标志、对等用户设备的信息，例如该实施例中的UE2的标识。利用所接收的通知，eNB 110可确定需要建立中间通信路径，以避免在切换过程中服务中断。此外，eNB 110向对等UE(也就是，该实施例中的UE2)触发网络发起的服务请求过程，以便建立基础设施通信路径。响应于网络发起的服务请求过程，UE2可发起从当前的D2D通信路径切换到UE2侧的基础设施通信路径。

在235A和235B，当接收到从D2D通信路径切换到基础设施通信路径的通知时，eNB110可主动地为中间通信路径分配无线资源，例如在核心网中建立基础设施通信路径之前或同时。例如，在235A，eNB 110可将 RRC连接建立消息发送给UE1，指示分配给UE1和eNB110之间的中间通信路径的一部分的无线资源(或无线接入承载)的信息。在235B，eNB 110可将另一RRC连接建立消息发送给UE2，指示分配给UE2和eNB 110 之间的中间通信路径的一部分的无线资源(或无线接入承载)的信息。从而，UE1和UE2可通过中间通信路径利用分配的无线资源(或无线接入承载)进行通信，无需通过核心网，例如核心网120。在示例性实施方式中，响应于建立中间通信路径的完成，UE1和UE2可分别将确认信息发送给 eNB110，例如利用RRC连接建立完成消息。

如240所示，UE1和UE2利用由eNB 110中继的中间通信路径在它们之间传送数据。在这一点上，通过中间通信路径，eNB 110可将业务从 UE1直接转发给UE2，将业务从UE2直接转发给UE1，无需通过核心网。因此，UE1和UE2之间的服务中断会被减小到仅在建立中间通信路径时。例如，由于建立无线接入承载的延迟仅为数十毫秒。

在示例性实施方式中，RRC连接请求消息还可包括涉及要被切换的 D2D通信的附加信息，例如，QoS、承载信息、容量等。该信息可被用于中间通信路径的无线资源的定位，从而中间通信路径可适于携带从D2D通信路径切换的业务。例如，eNB 110可尽可能地利用与D2D通信的QoS 相似的QoS配置中间通信路径，从而在切换过程中两个用户设备之间的服务不会恶化太多。可替换的，在建立UE1和UE2之间的D2D通信路径的过程中，至少部分该附加信息可被eNB 110存储。

在245，基于运营商策略，建立UE1和UE2之间的基础设施通信路径。从而，在250，将UE1和UE2之间的业务从中间通信路径切换到通过核心网络路由的基础设施通信路径。到目前为止，UE1和UE2之间的D2D 通信被完全切换到基础设施通信路径。

在示例性实施方式中，为了加速切换，分配为中间通信路径的无线资源可重复用于基础设施通信路径。例如，eNB 110可进一步在235A和 235B的RRC连接建立消息中指示用于目标基础设施通信路径的相同无线资源。从而，当eNB 110知道基础设施通信路径在核心网中就绪，例如，通过从MME 112接收的S1消息，eNB 110能够开始使用核心网以路由 UE1和UE2的业务，无需为用于UE1和UE2的基础设施通信路径重新分配无需资源。

参照图2，尽管多个操作以特定的顺序进行描述，但可以理解的是，这些操作可以可替换的顺序执行，一些操作可进行调整、合并、甚至是省略。例如，在示例性实施方式中，发送请求UE2在UE2侧发起切换的请求(步骤215)，与将来自UE1的通知发送给eNB 110(步骤230)几乎同时。此外，请求和通知可同时在一个消息中发送给eNB 110，从而eNB 110 可将请求转发给UE2。在示例性实施方式中，建立基础设施通信路径可与建立中间通信路径并行执行。

图4描述了根据本发明实施方式的解释从基础设施通信路径切换到 D2D通信路径的时序图。参照图4和图1，在405，用户设备114A和114B 通过基础设施通信路径(例如，在PDN连接中)进行通信。

在410，确定将用户设备UE1和UE2之间的通信从当前使用的基础设施通信路径切换到D2D通信路径。在示例性实施方式中，用户设备UE1 可检测到D2D通信路径的传输条件变得可利用(例如，由靠近UE1的UE2 检测)，从而触发切换，例如是为了节省成本、省电等。在可替换的示例性实施方式中，切换可由诸如eNB、S-GW的网络节点触发，以便于最大化网络吞吐量、减轻负载等。例如，根据eNB 110从用户设备UE1接收的测量报告，由eNB 110为用户设备UE1触发切换。从而，UE1可在自身侧发起切断到D2D通信路径。

在415，在D2D通信路径建立前，UE1可继续使用当前的基础设施通信路径以将数据发送给UE2。例如，可将目的为UE2的数据块#1从 UE1发送给eNB 110，从而eNB 110将其转发给核心网(例如，发送给用于UE1的S-GW 114)。

在420A，响应于发起切换，UE1可将请求(例如，D2D切换请求消息)发送给eNB 110，通过eNB 110切换到D2D通信路径。同时，可进一步将消息从eNB转发给UE2，以请求UE2发起从当前基础设施通信路径切换到UE2侧的D2D通信路径。消息可包括D2D通信路径所请求的无线承载和相关QoS，对等UE(也就是，该实施例中的UE2)的信息，分组的序列号和其它D2D相关的上下文信息。序列号信息可用于确定通过基础设施通信路径从UE1发送给UE2的最后分组。对等UE的信息可以是对等UE的标识，或者帮助eNB 110识别对等UE的任何其它信息，例如 IP地址。其它D2D相关的上下文信息可包括仅由参加D2D通信的UE知道的上下文信息，例如安全令牌，其可在UE1和UE2的加入过程中，或通过高级应用，以进行交换。

从而，在420B，eNB可存储D2D相关的上下文信息，将包括D2D 相关的上下文信息的D2D切换请求消息发送给UE2。例如，在如图3b所示的示例性实施方式中，eNB 110可直接从UE1获得D2D相关上下文，从而将D2D相关的上下文信息转发给UE2，例如在D2D切换请求中(例如，通过无线接口使用创建会话请求消息)通过S5接口发送给配置在UE2 中的PGW功能模块340B。可替换或附加的，通过无线接口利用寻呼消息将D2D切换请求转发给UE2，以建立UE2和eNB之间的RRC连接。该寻呼消息可由S-GW触发。在另一实施例中，如图3a所示，eNB110不具有直接来自UE1的D2D相关上下文(例如，D2D GW模块380位于核心网中)，eNB 110可继续建立D2D通信的服务请求过程，但指示需要为核心网，例如D2D GW模块380，建立D2D通信路径。从而，D2D GW模块380可将D2D切换请求作为创建会话请求消息发送给在UE2中配置的 PGW功能模块340B。

在425，通过将D2D切换响应消息发送给eNB 110，随后可将其发送给UE1(在425B)，UE2可确认(在425A)切换到D2D通信路径。这意味着UE1和UE2都已同步切换到D2D通信路径。

在示例性实施方式中，可在UE1、UE2和eNB 110之间协商D2D 相关上下文。例如，转发给UE2的D2D切换请求消息可包括由eNB 110 支持的无线承载或QoS，而非或并不是由UE1请求的无线承载或QoS。相似的，来自UE2的D2D切换响应消息可包括由UE2可接受的无线承载或 QoS，转发给UE1的切换响应消息可包括用于D2D通信的协商无线承载或QoS。可以理解的是，D2D切换响应消息可包括非D2D相关的上下文信息，例如，仅指示接受的D2D相关的上下文信息为UE1请求的。

在示例性实施方式中，切换请求消息和切换响应消息可通过当前的基础设施通信路径在UE1和eNB 110之间以及UE2和eNB110之间进行交换。

在示例性实施方式中，响应于接收到从基础设施通信路径切换到 D2D通信路径的通知(在420A)，eNB 110可确定在UE1和UE2之间建立中间通信路径。在这一点上，在建立D2D通信路径之前或并行的，eNB 110可主动分配用于中间通信路径的无线资源。例如，通过使用在425B的 D2D切换响应消息，eNB 110可指示分配给UE1和eNB 110之间的中间通信路径一部分的无线资源(或无线资源承载)的信息，通过使用在420B 的D2D切换请求消息，指示分配给UE2和eNB 110之间的中间通信路径一部分的无线资源(或无线资源承载)的信息。从而，UE1和UE2可通过中间通信路径利用分配的无线资源(或无线接入承载)进行通信，而无需通过核心网。

如在430所示，UE1和UE2利用由eNB 110中继的中间通信路径在它们之间传送数据。通过中间通信路径，eNB 110可将业务(例如所解释的数据块#2)从UE1直接转发到UE2，并将业务从UE2直接转发给UE1，无需通过核心网。

在切换过程中，在435，eNB 110可从核心网接收数据分组#1，并将其转发给UE2。转发还可通过基础设施通信路径、或中间通信路径。在示例性实施方式中，eNB 110可确定是否这是通过基础设施通信路径从UE1 发送给UE2的最后的数据块。例如，这样的确定可由eNB 110在420A接收的D2D相关的上下文信息(例如，序列号信息)来进行。从而，eNB 110 可将该信息指示给UE1，能够使UE1在合适的时间释放基础设施通信路径而不丢失数据。在切换过程中，对于通过基础设施通信路径从UE1发送给 UE2的数据，eNB可进行相同的处理。可替换的，UE1和UE2可基于它们在420和425之间交换的D2D相关上下文信息在本地进行这样的确定。

在示例性实施方式中，基于与基础设施通信相关的信息，eNB可确定用户设备停止接收通过基础设施通信路径发送的数据的合适时间。例如，基于从UE2发送给UE1的最后数据块的信息确定合适的时间，eNB 110 可为UE1发起RRC连接重新配置过程(440)以配置由UE1在D2D通信路径中使用的无线资源，从而UE1可停止等待接收通过基础设施通信路径发送的数据。RRC连接重新配置过程的细节可在3GPP规范中找到。相似的，在基于从UE1发送给UE2的最后数据块的信息确定的合适时间，eNB 110可发起RRC连接重新配置过程(440)以配置由UE2在D2D通信路径中使用的无线资源，从而UE2可停止等待接收通过基础设施通信路径发送的数据。

可替换或附加的，可基于从UE1发送给UE2的最后数据块的信息，并结合从UE2发送给UE1的最后数据块的信息，以及与基础设施通信相关联的其它信息，可确定UE1和UE2停止接收通过基础设施通信路径发送的数据的合适时间。例如，在示例性实施方式中，eNB 110可设置定时器以确定何时发起RRC连接重新配置过程。例如，根据UE1和UE2的无线承载的QoS，eNB 110可知道通过基础设施通信路径发送业务的最大延迟预算。从而，eNB 110可根据最大延迟预算设置定时器的值，并在eNB 知道从基础设施通信路径到D2D通信路径的切换执行时(例如在420A接收到D2D切换请求消息时或在425A当接收到D2D切换响应消息时)启动定时器。从而，当定时器到期时，eNB 110可发起RRC连接重新配置过程，从而UE1和UE2可停止等待接收通过基础设施通信路径发送的数据。

在示例性实施方式中，为了加速切换，在主动分配用于中间通信路径的无线资源时，eNB 110可配置无线资源，从而能够使配置的无线资源可用于中间通信路径和D2D通信路径。从而分配给中间通信路径的无线资源可重新用于D2D通信路径。同样，当确定发起RRC连接重新配置过程， eNB 110不需要将用于D2D通信路径的无线资源重新分配给UE1和UE2。

在445A和445B，在建立D2D通信路径后，UE1和UE2可停止通过基础设施通信路径向eNB 110进行发送。同时，在450，UE1和UE2之间的业务完全从中间通信路径切换到建立的D2D通信路径。在中间通信路径的无线资源不被D2D通信路径重复使用的情况下，可释放中间通信路径。此外，在455，例如通过S1接口释放UE1和UE2的基础设施通信路径。释放可由eNB 110或者UE1和UE2触发。到目前为止，UE1和UE2 之间的通信路径完全从基础设施通信路径切换到D2D通信路径。

参照图4，尽管许多操作以特定顺序进行描述，但可以理解的是，这些操作可以可替换的方式执行，一些操作可被调整、组合、或者甚至是省略。例如，响应于UE2切换的确认，UE1和UE2可停止通过基础设施通信路径向eNB 110进行发送。

图5和图6是解释根据本发明从第一设备和第二设备之间的第一通信路径切换到第一设备和第二设备之间建立的第二通信路径的操作方法的逻辑流图和计算机程序指令的执行结果。更具体的，图5和图6描述了诸如UE1的用户设备和诸如eNB 110的基站之间消息流。

在方框510的步骤为，例如在第一设备(例如UE1)和/或第二设备 (例如UE2)，响应于发起切换，将切换通知发送给基站(例如eNB 110)，以在第一设备和第二设备(例如UE2)之间建立中间通信路径，其中中间通信路径被基站中继，不通过核心网。在方框520的步骤为，通过中间通信路径在第一设备和第二设备之间发送业务，直到建立第二通信路径为止。在示例性实施方式中，在方框530的进一步步骤为，响应于在第一设备发起的切换，将请求发送给第二设备以请求第二设备发起切换到第二通信路径。

在方框610的步骤为，在基站接收从第一设备和第二设备之间的第一通信路径切换到在第一设备和第二设备之间建立的第二通信路径的通知。在方框620的步骤为，在第一设备和第二设备之间建立中间通信路径，中间通信路径由基站中继，不通过核心网。在方框630的步骤为，通过中间通信路径转发第一设备和第二设备之间的业务，直到建立第二通信路径为止。在示例性实施方式中，在方框640的步骤为，响应于从第一设备接收到通知，将请求发送给第二设备以请求第二设备发起切换到第二通信路径。

图5和图6中所示的各方框可视为方法步骤，和/或操作计算机程序代码产生的操作，和/或被指示为执行(多个)相关功能的多个耦合的逻辑电路单元。

现在参照图7，描述了适用于执行本发明示例性实施方式的各设备的简化框图。在图7中，无线通信网络700适于通过基站(例如eNB 110) 与用户设备(例如UE1114A和UE2114B)进行通信。网络700可包括为诸如电话网络和/或数据通信网络(例如，互联网)的其它网络提供连通的基础设施网络控制单元(没有在图中给出)。基础设施网络控制单元可以本领域技术人员熟知的基本结构进行组织，并以本领域技术人员熟知的基本方式进行操作。UE1114A可建立与UE2114B的D2D通信路径124。此外， UE1可建立与UE2的基础设施通信路径126。这两种通信路径之间的切换可根据上述的本发明示例性实施方式执行。

UE1114A包括数据处理器(DP)710A，存储程序(PROG)100C 的存储器(MEM)710B，用于通过一个或多个天线与eNB 120进行双向无线通信的适当的射频(RF)收发信机710D。在示例性实施方式中，UE1 中的收发信机710D可用于在许可的带宽(例如，蜂窝带宽)和未许可的带宽(例如，WLAN带宽)中进行D2D通信。可替换的，收发信机710D 可包括独立的部件以分别支持在许可带宽(例如，蜂窝带宽)和未许可带宽(例如，WLAN带宽)中的D2D通信。

UE2114B还包括DP 720A，存储PROG 720C的MEM 720B，合适的RF收发信机720D。在示例性实施方式中，eNB 110中的收发信机720D 可用于许可带宽(例如，蜂窝带宽)和未许可带宽(例如，WLAN带宽) 中的D2D通信。可替换的，收发信机720D可包括独立的部件以分别支持在许可带宽(例如，蜂窝带宽)和未许可带宽(例如，WLAN带宽)中的 D2D通信。

eNB 110还包括DP 740A，存储PROG 740C的MEM 740B，合适的RF收发信机740D。

假设至少PROG 710C、720C、740C中的至少一个包括当由相关DP 执行时能够使电子设备根据上述本发明示例性实施方式进行操作的程序指令。也就是，本发明的示例性实施方式可至少部分由UE1114A的DP 720A、UE2114B的DP 720A、eNB 110的DP 740A可执行的计算机软件，或由硬件、软件和硬件的组合来执行。UE1114A、UE1114B和eNB 120的基本结构和操作是本领域技术人员所公知的。

通常，UE1114和UE2114B的各实施方式可包括，但不局限于，蜂窝电话、具有蜂窝无线通信能力的个人数字助理(PDA)、具有蜂窝无线通信能力的便携式电脑、具有无线通信能力的诸如照相机的图像捕获设备、具有蜂窝无线通信能力的游戏设备、具有蜂窝无线通信能力的音乐存储器和重播应用，允许蜂窝无线互联网接入和浏览的互联网应用、以及包括这种功能组合的便携式单元或终端。

MEM 710B、720B、740B可以为适于本地技术环境的任何类型，并可适于任何合适的数据存储技术实现，例如基于半导体的存储设备、闪存、磁存储设备和系统、光存储设备和系统、固定存储器和可移动存储器。DP 720A、720A、740A可以为适于本地技术环境的任何类型，作为非限制性的实施例，可包括通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)和基于多核处理器架构的处理器中的一个或多个。

通常，各示例性实施方式可在硬件、专用电路、软件、逻辑或其任意组合来实现。例如，一些方面可在硬件中实现，而其它方面可在由控制器、微处理器或其它计算设备执行的固件或软件中实现，尽管本发明不限于此。本发明的示例性实施方式的各方面可用框图、流图或使用一些其它示意图进行解释和描述，可以理解的是，作为非限制性的实施例，这里描述的这些方框、装置、系统、技术或方面可在硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制或其它计算设备、或其中的一些组合中实现。

同样，可以理解的是，本发明的示例性实施方式的一些方面可在诸如集成电路和模块的各部件中实现。因此可以理解的是，本发明的示例性实施方式可在实施为集成电路的装置中实现，其中集成电路可包括用于实现可根据本发明的示例性实施方式进行操作的数据处理器、数字信号处理器、基带电路和射频电路中的至少一个或多个的电路(以及可能的固件)。

可以理解的是，本发明示例性实施方式的至少一些方面可在计算机可执行指令中实施，例如在一个或多个获得程序模块中，由一个或多个计算机或其它设备执行。通常，程序模块包括当由计算机或其它设备中的处理器执行时执行特定工作或实现特定摘要数据类型的历程、程序、对象、组件、数据结构等。计算机可执行指令可存储在计算机可读介质中，例如硬盘、光盘、可移动存储介质、固态存储器、RAM等。本领域技术人员可以理解的是，在各实施方式中程序模块的功能可进行组合或分发。此外，功能可在固件或诸如集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)的硬件等效物中全部或部分实现。

本发明包括任何新颖特征或这里为显式或其任何概括方式所公开的特征的组合。对相关领域技术人员来说，根据上述说明，并在阅读时结合附图，可以明白地对上述本发明示例性实施方式进行的各种修改和调整。然而，任何和全部修改仍会落入本发明的非限制性和示例性的实施方式中。

Claims

1.一种从第一设备和第二设备之间的第一通信路径切换到在第一设备和第二设备之间建立的第二通信路径的方法，其中所述第一通信路径是设备到设备通信路径、且所述第二通信路径是基础设施通信路径，或者所述第一通信路径是基础设施通信路径、且所述第二通信路径是设备到设备通信路径，所述方法包括：

响应于发起切换，将发起切换的通知发送给基站，以便在第一设备和第二设备之间建立中间通信路径，其中由基站对中间通信路径进行中继，并且中间通信路径不通过核心网；

通过中间通信路径在第一设备和第二设备之间传递业务，直到建立第二通信路径为止。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

响应于在第一设备处发起切换，将请求发送给第二设备，以便请求第二设备发起到第二通信路径的切换。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

重新利用分配给中间通信路径的无线电资源来建立第二通信路径。

4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：

从第二设备接收响应于请求的确认信息；以及

停止通过第一通信路径将业务传送给第二设备。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述通知包括：指示在第一设备发起切换的信息和第二设备的标识。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述通知包括：指示要通过第一通信路径发送给第二设备的最后数据块的信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其中通过到第一和第二设备的S5接口，由基站或核心网控制设备到设备通信路径。

8.一种从第一设备和第二设备之间的第一通信路径切换到在第一设备和第二设备之间建立的第二通信路径的方法，其中所述第一通信路径是设备到设备通信路径、且所述第二通信路径是基础设施通信路径，或者所述第一通信路径是基础设施通信路径、且所述第二通信路径是设备到设备通信路径，所述方法包括：

在基站处接收发起切换的通知；

在第一设备和第二设备之间建立中间通信路径，其中由基站对中间通信路径进行中继，并且中间通信路径不通过核心网；以及

通过中间通信路径转发第一设备和第二设备之间的业务，直到建立第二通信路径为止。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

响应于从第一设备接收的通知，将请求发送给第二设备以请求第二设备发起切换。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述建立中间通信路径包括：

在第一设备和第二设备中的每一个与基站之间配置无线电资源，以便能够使配置的无线电资源用于中间通信路径和第二通信路径。

11.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

通知第一设备和第二设备中的至少一个：在基于与通过第一通信路径进行的通信相关的信息所确定的时间，停止等待通过第一通信路径接收数据。

12.根据权利要求11所述的方法，其中与通过第一通信路径进行的通信相关的信息包括下列内容的至少一个：

指示通过第一通信路径从第一设备传送给第二设备的最后数据块的信息，指示通过第一通信路径从第二设备传送给第一设备的最后数据块的信息，以及通过第一通信路径进行通信的最大延迟预算。

13.根据权利要求8-12中任一项所述的方法，其中所述通知包括：指示在第一设备发起切换的信息，和第二设备的标识。

14.根据权利要求8-12中任一项所述的方法，其中所述通知包括：指示通过第一通信路径发送给第二设备的最后数据块的信息，该方法进一步包括：

响应于从第一设备接收通知，将所述信息发送给第二设备。

15.一种从第一设备和第二设备之间的第一通信路径切换到在第一设备和第二设备之间建立的第二通信路径的装置，其中所述第一通信路径是设备到设备通信路径、且所述第二通信路径是基础设施通信路径，或者所述第一通信路径是基础设施通信路径、且所述第二通信路径是设备到设备通信路径，所述装置包括：

至少一个处理器；和

包括计算机程序代码的至少一个存储器，

将至少一个存储器和计算机程序代码配置为，利用至少一个处理器，促使装置至少执行以下内容：

16.根据权利要求15所述的装置，该装置进一步被配置为：

响应于在第一设备发起切换，将请求发送给第二设备，以便请求第二设备发起到第二通信路径的切换。

17.根据权利要求15所述的装置，该装置进一步被配置为：

18.根据权利要求16所述的装置，该装置进一步被配置为：

从第二设备接收响应于请求的确认信息；以及

停止通过第一通信路径将业务传送给第二设备。

19.根据权利要求15-18中任一项所述的装置，其中所述通知包括：指示在第一设备发起切换的信息和第二设备的标识。

20.根据权利要求15-18中任一项所述的装置，其中所述通知包括：指示通过第一通信路径发送给第二设备的最后数据块的信息。

21.一种从第一设备和第二设备之间的第一通信路径切换到在第一设备和第二设备之间建立的第二通信路径的装置，其中所述第一通信路径是设备到设备通信路径、且所述第二通信路径是基础设施通信路径，或者所述第一通信路径是基础设施通信路径、且所述第二通信路径是设备到设备通信路径，所述装置包括：

至少一个处理器；和

包括计算机程序代码的至少一个存储器，

在基站接收发起切换的通知；

22.根据权利要求21所述的装置，该装置进一步被配置为：

23.根据权利要求21所述的装置，其中所述建立中间通信路径包括：

24.根据权利要求21所述的装置，该装置进一步被配置为：

25.根据权利要求24所述的装置，其中与通过第一通信路径进行的通信相关的信息包括下列内容的至少一个：

26.根据权利要求21-25中任一项所述的装置，其中所述通知包括：指示在第一设备发起切换的信息，和第二设备的标识。

27.根据权利要求21-25中任一项所述的装置，其中所述通知包括：指示通过第一通信路径传送给第二设备的最后数据块的信息，该装置进一步被配置为：

响应于从第一设备接收通知，将所述信息发送给第二设备。

28.一种从第一设备和第二设备之间的第一通信路径切换到在第一设备和第二设备之间建立的第二通信路径的装置，所述装置包括：

用于响应于发起切换，将发起切换通知发送给基站，以便在第一设备和第二设备之间建立中间通信路径的部件，其中由基站对中间通信路径进行中继，并且中间通信路径不通过核心网；

用于通过中间通信路径在第一设备和第二设备之间传递业务，直到建立第二通信路径为止的部件。

29.一种从第一设备和第二设备之间的第一通信路径切换到在第一设备和第二设备之间建立的第二通信路径的装置，其中所述第一通信路径是设备到设备通信路径、且所述第二通信路径是基础设施通信路径，或者所述第一通信路径是基础设施通信路径、且所述第二通信路径是设备到设备通信路径，所述装置包括：

用于在基站接收发起切换的通知的部件；

用于在第一设备和第二设备之间建立中间通信路径的部件，其中由基站对中间通信路径进行中继，并且中间通信路径不通过核心网；以及

用于通过中间通信路径转发第一设备和第二设备之间的业务，直到建立第二通信路径为止的部件。

30.一种携带一个或多个指令的一个或多个序列的计算机可读存储介质，其中当指令被一个或多个处理器执行时，促使装置至少执行权利要求1-7中任一项方法的步骤。

31.一种携带一个或多个指令的一个或多个序列的计算机可读存储介质，其中当指令被一个或多个处理器执行时，促使装置至少执行权利要求8-14中任一项方法的步骤。