[发明专利]改进设备间通信的方法、设备和计算机程序产品

说明书

技术领域

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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^TM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。

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。

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，虽然最近研究工作假设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。

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：

1)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；

2)借助MME和eNB建立用于每个D2D通信对的D2D无线电承载；和

3)eNB为每个D2D通信对分配资源。

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。