多运营商设备到设备多播或广播通信的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及信号的广播和多播。更具体地，本发明涉及在具有在不同的运营商处 的网络订阅的设备之间的设备到设备广播和多播。
【背景技术】
[0002] 在电信和信息理论中，广播指的是向多个接收者或主机同时地传输由一个或多个 数据分组形成的消息的方法。广播可以被执行为在程序中的高级（level)操作或者其可以 是低级联网操作。利用广播，由在网络或网络的部分上的多个设备接收数据分组。通常将 广播地址用作由网络附接的主机而不是由具体的主机接收的目标网络地址。消息的广播与 消息的单播相反，其中主机向通常由唯一的网络地址标识的另一单个主机发送数据分组。
[0003] 多播指的是在单个传输中从源向接收者或主机的组同时地递送由一个或多个数 据分组形成的消息的方法。如果涉及网络，则当被网络的拓扑需要时，在诸如路由器之类的 网元中自动地创建数据分组的拷贝。在例如在流式传输媒体和因特网电视的因特网协议 (IP)中经常使用的IP多播中，多播概念的实现发生在IP路由层，其中路由器针对被发送到 多播目地址的数据分组创建最优分发路径。
[0004] 可以在诸如LAN或WAN之类的固定网络上、在诸如WLAN、基于3GPP的网络或基于 3GPP2的网络之类的移动网络上，或在具有固定部分和移动部分的混合网络上执行广播和 多播。
[0005] 根据针对移动通信系统的3GPP标准，已知多媒体广播多播服务（MBMS)，其被设计 成从单个基站向接收相同内容的多个移动设备递送广播和多播服务。通过确保由若干移动 设备所需的内容使用单个信道或比特流而不是使用到每个移动设备的单独的比特流，MBMS 的主要益处是频谱资源的高效的利用。在MBMS中，广播模式指的是从单个源(基站）到在 限定的广播服务区域中发现的用户的多媒体数据的单向的点到多点类型的传输。由于通过 公共的无线电信道传输数据，因此广播模式有效率地使用无线电资源。在MBMS中，多播模 式不同于广播模式在于其中在广播模式中用户不需要单独地订阅每个广播服务，在多播模 式中可以单独地订购服务。可以由移动网络运营商、用户或单独的服务提供商完成加入多 播模式服务的订阅和组。
[0006] de3GPP标准中的新近的发展涉及长期演进（LTE)网络和设备。也被称为4G(即， 第四代）移动通信标准的LTE是用于针对移动电话和数据终端的高速数据的无线通信的标 准。所述LTE是GSM/EDGE(还被称为2G或2. 5G)和UMTS/HSPA(还被称为3G)网络技术的 后继者，使用不同的无线电接口连同核心网络改进来增加容量和速度。新近的LTE扩展直 接地或者使用附近的基站作为中继地虑及的仅次于（nextto)排他地处于基站和移动设备 之间的传统通信的设备到设备（D2D)通信。
[0007] LTED2D研究社区认识到在LTED2D场景的情况下的多播和广播通信的需要。然 而，提出的技术方案不覆盖多运营商的情况，其中参与者(在多播的情况下）或者接收者(在 广播的情况下）来自不同的移动运营商。
[0008]執如，根_银T. Koskela等}\热"Clustering Concept using Device-to-Device Communication in Cellular System "，IEEE WCNC 2010^W J. Seppala等XMl "Network Con trolled De vice- to ~De vice (D2D) and Cluster Multicast Concept for LTE and ZTSM 如，iSS?rfiVC激77,已知用于形成用户终端的多播集群、用于使能期望的 信息的交换的资源(例如传输功率）的分配以及用于在多播类型的信息的接收者和发射机 之间的反馈机制的设计的技术方案。
[0009] 根据等人，已知用于被集成到蜂窝网络中的D2D通信的多播概念，其包 括针对多播D2D和常规蜂窝模式的吞吐量和延迟的比较，以及用于在多播D2D和常规蜂窝 模式之间切换以确保服务连续性的灵活模式。建议的特征的本质如下。网络控制D2D设备 的资源分配和传输功率，并且因此完全控制由D2D通信引起的干扰。网络还控制蜂窝到D2D 的干扰(并且反之亦然)。利用适当的模式选择，为D2D用户保证QoS和服务连续性。考虑当 大量的用户向集群头（clusterhead) (S卩，发送者）发送反馈时发生的反馈内爆（feedback implosion)并且提出了技术方案。
[0010]失号.适当饱餘式，在3GPP TR 22. 803, "Feasibility Study for Proximity Servicesd衣7勿，咐.仏之似之辛'M中引用了模式选择的问题，并且所 述模式选择的问题根据 故认 /hr/3Toyiazia 「展衣7勿，咐.JU似之辛 ^已知。在本文中，不同的用户具有不同的链路质 量。在集群中的用户的传输速率可以仅仅与特定的用户虑及的最差的链路质量一样高，例 如如果向具有不良的链路质量的用户以过高的传输速率发送流式传输视频，那么具有高质 量无线电信道的用户将遭受不可接受的长长延迟。出于该原因，选择最优传输速率以及在 D2D多播和常规蜂窝模式之间选择是有挑战的任务。
[0011] 根据7：XoieJa等人，已知集群的形成改进常规蜂窝系统的性能。本文中，解决的 主要挑战是如何决定何时设备的集群将使用D2D通信以及何时将使用常规蜂窝无线电链 路。模型类似于在等人中的模型。特别地，D2D通信发生在蜂窝系统的上行链 路资源中。在系统中的设备可以具有三个不同的通信模式：（1)去往/来自基站（BS)的连 续传输和接收；（2)蜂窝通信模式多播传输，其中设备(源）中的一个向BS传输并且在集群 中的其他设备从BS接收多播传输；以及（3 )D2D集群通信模式多播传输，其中设备中的一个 传输并且在集群中的其他设备接收。在7：心ida等人中，第一通信模式由不本地传送的 设备组成，并且第二和第三通信模式包括针对其寻找最优通信模式的本地传送的设备。
[0012] 根据等人，已知针对集群的系统方程以标识何时在通信模式之间切换 以使系统容量最大化。特别地，评估以下模式：（1)所有设备处于蜂窝模式中；（2)optD2D， 其中基于线性方程组使用针对传输功率的最优化的值；（3)PLD2D，其中如果在源设备和其 服务BS之间的路径损耗大于在源设备和在集群内的目标设备之间的任何路径损耗，则选 择D2D集群模式；以及（4)强制D2D，其中针对所有集群总是选择D2D集群模式。
[0013] m语W. Yang、W. Sun、L. Li抱"Reliable Multicasting for Device-to-Device Radio Underlaying Cellular Networks v, Cornell University Library, http://arxiv. 伙财.针对D2D无线电下层蜂窝网络已知主管的领导者（LiC)可靠的多播 架构。特别地，描述了两种传输：来自eNB(演进的节点B，在LTE网络中的基站）的多播和 集群内重传。首先由eNB在蜂窝链路上多播分组。接下来，它们在D2D链路上、在集群中重 传直到被所有UE(用户设备）正确地接收。eNB不需要传输直到所有UE已经正确地接收 数据分组，但仅仅直到集群正确地具有所有分组。限定了主管的领导者（LiC)。LiC是使用 D2D链路进行大部分重传的UE。直觉是由于LiC正确地接收所有分组，因此其可以为所有 非领导者恢复失去的分组。更进一步地，描述了集群内重调度算法以在集群UE之间重调度 重传。可以通过引入延迟阈值来减少由LiC所经历的延迟。
[0014] 已知用于决定针对来自不同的运营商的两个终端之间的D2DLTE(或其他技术)通 信的资源分配的过程和算法。在单个运营商的网络内，可以在单个域内进行无线电资源管 理、协作特征和反馈，在所述单个域下可容易地获得用于决定做出的信息。更进一步地，已 知用以在单个网络内、在蜂窝和多播D2D模式之间切换的过程。
[0015] 不知道针对多运营商广播或多播D2D使能通信的技术方案。更进一步地，如果用 户（终端）在不同网络的管理下，那么不知道可以如何针对广播或多播D2D通信分配无线电 资源（即频谱)。这是因为每个网络控制并且了解其自身的无线电资源，诸如频率/时间/ 码分配（即分组调度)、传输功率分配和干扰管理。存在针对使能多运营商广播或多播设备 到设备通信的技术方案的需要。
【发明内容】
[0016] 提供使能在多运营商或多网络的环境中的设备到设备广播或多播的技术方案是 本发明的目的。在本文中，术语多运营商或多网络意味着在广播或多播通信中涉及的设备 中的两个或更多设备可以经由无线和/或有线连接被连接到不同的网络，例如由于具有在 不同的运营商处的订阅。术语设备到设备通信意味着设备直接地传送广播或多播信号而不 使用在网络内的元件，可能的一个或多个基站例外。
[0017] 根据本发明的方面，提出了用于使能信号从第一设备到两个或更多其他设备的设 备到设备广播或多播的系统。系统可以包括存储器，其被配置成存储无线电能力数据。无 线电能力数据可以针对第一设备和两个或更多其他设备中的每个包括可用的频带和可用 的无线电接入技术中的至少一个的指示。系统可以进一步包括处理器，其被配置成基于无 线电能力数据来选择将被用于信号的设备到设备广播或多播的一个或多个频带和/或无 线电接入技术。系统可以进一步包括发射机，其被配置成向第一设备以及向两个或更多其 他设备传输配置数据。配置数据可以包括选择的一个或多个频带和/或选择的无线电接入 技术的指示。
[0018] 根据本发明的另一方面，提出了用于使能从第一设备到两个或更多其他设备的信 号的设备到设备广播或多播的方法。方法可以包括存储无线电能力数据。无线电能力数据 可以针对第一设备和两个或更多其他设备中的每个包括可用的频带和可用的无线电接入 技术中的至少一个的指示。方法可以进一步包括基于无线电能力数据来选择将被用于信号 的设备到设备广播或多播的一个或多个频带和/或无线电接入技术。方法可以进一步包括 向第一设备以及向两个或更多其他设备传输配置数据。配置数据可以包括选择的一个或多 个频带和/或选择的无线电接入技术的指示。
[0019] 通过存储针对在设备到设备广播或多播中所涉及的设备的无线电能力数据并且 使用该无线电能力数据来选择一个或