Title:
Kommunikationsgerät, Infrastruktureinrichtung, Mobilfunknetz und Verfahren
Document Type and Number:
Kind Code:
T5

Abstract:

Ein Kommunikationsgerät das dazu ausgelegt ist, Signale, welche Daten repräsentieren, an ein erstes in-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen, das als Ausgangs-Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agiert, wobei das erste in-coverage-Kommunikationsgerät dazu in der Lage ist, Signale an die Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu übertragen, und Signale, welche die Daten repräsentieren von dem ersten in-coverage-Kommunikationsgerät zu empfangen, das als der Ausgangs-Vermittlungsknoten agiert. Der Ausgangs-Vermittlungsknoten liegt innerhalb eines Abdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes, wobei der Ausgangs-Vermittlungsknoten so ausgelegt ist, dass er die von dem Kommunikationsgerät empfangenen Signale, welche die Daten repräsentieren, an die Infrastruktureinrichtung überträgt und die von der Infrastruktureinrichtung empfangenen Signale, welche die Daten repräsentieren, an das Kommunikationsgerät überträgt. Vorbestimmten Bedingungen unterliegend, ist die Steuerung dazu ausgelegt, ein oder mehrere Bakensignale von ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräten zu empfangen, die als ein Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agieren können, wenn dieses sich außerhalb des Abdeckungsbereichs befindet, sodass der Empfänger nicht die Signale von der Infrastruktureinrichtung empfangen kann oder die Signale an die Infrastruktureinrichtung senden kann, oder ein Bakensignal an die ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräte zu übertragen, die als ein Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agieren können, wenn sich dieses außerhalb des Abdeckungsbereichs befindet, und die Signale, welche die Daten repräsentieren, an eines der anderen in-coverage Kommunikationsgeräte zu übertragen, um als ein Ziel-Vermittlungsknoten für die Übertragung der Daten an die Infrastruktureinrichtung zu agieren, oder die Signale, welche die Daten repräsentieren, von einem der anderen in-coverage Kommunikationsgeräte, die als Ziel-Vermittlungsknoten agieren, zu empfangen, die von der Infrastruktureinrichtung empfangen wurden. Demgemäß kann ein out-of-coverage-Kommunikationsgerät, das ein in-coverage-Kommunikationsgerät verwendet, um als ein Vermittlungsknoten zur Kommunikation von Daten an und/oder von einer Infrastruktureinrichtung zu agieren, die Verknüpfung von einem in-coverage-Kommunikationsgerät zu einem anderen ändert.





Inventors:
Martin, Brian Alexander (Hampshire, Basingstoke, GB)
Tsuda, Shinichiro (Hampshire, Basingstoke, GB)
Wakabayashi, Hideji (Hampshire, Basingstoke, GB)
Application Number:
DE112016000313T
Publication Date:
10/05/2017
Filing Date:
02/03/2016
Assignee:
SONY Corporation (Tokyo, JP)
International Classes:
H04W36/30; H04W36/36; H04W76/02; H04W76/04; H04W92/18
Attorney, Agent or Firm:
MFG Patentanwälte Meyer-Wildhagen Meggle-Freund Gerhard PartG mbB, 80799, München, DE
Claims:
1. Kommunikationsgerät, umfassend
einen Sender, der dazu ausgelegt ist, Signale an ein oder mehrere andere Kommunikationsgeräte über eine Funkzugriffsschnittstelle zu übertragen, um Gerät-zu-Gerät-Kommunikationen durchzuführen, wobei die Funkzugriffsschnittstelle bereitgestellt wird, um innerhalb des Funkabdeckungsbereichs einer Infrastruktureinrichtung eines Mobilfunknetzes Signale an die Infrastruktureinrichtung zu übertragen,
einen Empfänger, der dazu ausgelegt ist, Signale von den ein oder mehreren anderen Kommunikationsgeräten über die Funkzugriffsschnittstelle zu empfangen, wobei die Funkzugriffsschnittstelle bereitgestellt wird, um innerhalb des Funkabdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung Signale von der Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu empfangen, und
eine Steuerung zum Ansteuern des Senders und des Empfängers derart, dass diese die Signale über die Funkzugriffsschnittstelle übertragen oder empfangen, um Daten zu übertragen oder zu empfangen, die von den Signalen repräsentiert werden, und wobei vorbestimmten Bedingungen unterliegend, die Steuerung dazu ausgelegt ist, in Kombination mit dem Sender und dem Empfänger
ein oder mehrere Bakensignale von ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräten zu empfangen, die als ein Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agieren können, wenn dieses sich außerhalb des Abdeckungsbereichs befindet, sodass der Empfänger nicht die Signale von der Infrastruktureinrichtung empfangen kann oder die Signale an die Infrastruktureinrichtung senden kann, oder
ein Bakensignal an die ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräte zu übertragen, die als ein Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agieren können, wenn sich dieses außerhalb des Abdeckungsbereichs befindet, und
die Signale, welche die Daten repräsentieren, an eines der anderen in-coverage Kommunikationsgeräte zu übertragen, um als ein Ziel-Vermittlungsknoten für die Übertragung der Daten an die Infrastruktureinrichtung zu agieren, oder
die Signale, welche die Daten repräsentieren, von einem der anderen in-coverage Kommunikationsgeräte, die als Ziel-Vermittlungsknoten agieren, zu empfangen, die von der Infrastruktureinrichtung empfangen wurden.

2. Kommunikationsgerät nach Anspruch 1, wobei die Steuerung mit dem Sender und dem Empfänger dazu ausgelegt ist
Signale, welche die Daten repräsentieren, an ein erstes in-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen, das als ein Ausgangs-Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agiert, wobei das erste in-coverage-Kommunikationsgerät dazu in der Lage ist, Signale an die Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu übertragen, und
Signale, welche die Daten repräsentieren von dem ersten in-coverage-Kommunikationsgerät zu empfangen, das als der Ausgangs-Vermittlungsknoten agiert, wobei der Ausgangs-Vermittlungsknoten innerhalb eines Abdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes liegt, wobei der Ausgangs-Vermittlungsknoten so ausgelegt ist, dass er die von dem Kommunikationsgerät empfangenen Signale, welche die Daten repräsentieren, an die Infrastruktureinrichtung überträgt und die von der Infrastruktureinrichtung empfangenen Signale, welche die Daten repräsentieren, an das Kommunikationsgerät überträgt.

3. Kommunikationsgerät nach Anspruch 1, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, die empfangenen Bakensignale zu vergleichen und eines der in-coverage-Kommunikationsgeräte auszuwählen, um als ein Ziel-Vermittlungsknoten zu agieren.

4. Kommunikationsgerät nach Anspruch 3, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, in Kombination mit dem Sender eine Angabe an das in-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen, das als der Vermittlungsknoten agiert, um an die Infrastruktureinrichtung des ausgewählten in-coverage-Kommunikationsgeräts zu kommunizieren, als Ziel-Vermittlungsknoten zu agieren.

5. Kommunikationsgerät nach Anspruch 4, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, in Kombination mit dem Sender die Angabe des ausgewählten in-coverage-Kommunikationsgeräts, das als Ziel-Vermittlungsknoten agieren soll, an das ausgewählte in-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen, für eine Übertragung durch das ausgewählte in-coverage-Kommunikationsgerät an die Infrastruktureinrichtung.

6. Kommunikationsgerät nach Anspruch 4, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, in Kombination mit dem Sender die Angabe des ausgewählten in-coverage-Kommunikationsgeräts, das als Ziel-Vermittlungsknoten agieren soll, an das erste der in-coverage-Kommunikationsgeräte zu übertragen, für eine Übertragung durch das erste in-coverage-Kommunikationsgerät an die Infrastruktureinrichtung.

7. Kommunikationsgerät nach Anspruch 1, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, in Kombination mit dem Sender
eine relative Stärke des Bakensignals, das von den ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräten empfangen wird, die als Relay-Knoten agieren können, mittels dem ersten in-coverage-Kommunikationsgerät, das als der Ausgangs-Vermittlungsknoten agiert, an die Infrastruktureinrichtung zu übertragen, und
von der Infrastruktureinrichtung mittels dem ersten in-coverage-Kommunikationsgerät, das als der Ausgangs-Vermittlungsknoten agiert, eine Angabe eines der anderen in-coverage-Kommunikationsgeräte zu empfangen, das für das Kommunikationsgerät als Ziel-Vermittlungsknoten agieren soll.

8. Kommunikationsgerät nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmten Bedingungen eine Qualität der Kommunikation der Daten umfassen, die von dem ersten in-coverage-Kommunikationsgerät empfangen werden oder von diesem übertragen werden.

9. Kommunikationsgerät nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmten Bedingungen eine Signalstärke eines von dem ersten der in-coverage-Kommunikationsgeräte empfangenen Signals umfassen, das unterhalb einen vorbestimmten Schwellwert fällt.

10. Kommunikationsgerät, umfassend
einen Sender, der dazu ausgelegt ist, Signale an ein oder mehrere andere Kommunikationsgeräte über eine Funkzugriffsschnittstelle zu übertragen, um Gerät-zu-Gerät-Kommunikationen durchzuführen und um innerhalb eines Funkabdeckungsbereichs einer Infrastruktureinrichtung eines Mobilfunknetzes Signale über die Funkzugriffsschnittstelle an die Infrastruktureinrichtung zu senden,
einen Empfänger, der dazu ausgelegt ist, Signale von den ein oder mehreren anderen Kommunikationsgeräten über die Funkzugriffsschnittstelle zu empfangen, und innerhalb des Funkabdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung Signale über die Funkzugriffsschnittstelle von der Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu empfangen, und
eine Steuerung, um den Sender und den Empfänger so anzusteuern, dass diese die Signale über die Funkzugriffsschnittstelle übertragen oder empfangen, um Daten zu übertragen oder zu empfangen, welche durch die Signale repräsentiert sind, und wobei der Sender und der Empfänger dazu ausgelegt sind, mit der Steuerung
eine Angabe zu empfangen, dass das Kommunikationsgerät ein in-coverage-Kommunikationsgerät ist, das als ein Ziel-Vermittlungsknoten für ein out-of-coverage-Kommunikationsgerät agieren soll,
Signale, welche Uplink-Daten repräsentieren, von einem out-of-coverage-Kommunikationsgerät gemäß einer Gerät-zu-Gerät-Kommunikation für die Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu empfangen,
Signale, welche die Uplink-Daten repräsentieren, an Infrastruktureinrichtung zu übertragen, oder
Signale, welche Downlink-Daten repräsentieren, von der Infrastruktureinrichtung zu empfangen, und
Signale, welche die Downlink-Daten repräsentieren, gemäß einer Gerät-zu-Gerät-Kommunikation an das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen.

11. Kommunikationsgerät nach Anspruch 10, wobei die Angabe, dass das Kommunikationsgerät ein in-coverage-Kommunikationsgerät ist, das als Vermittlungsknoten für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät agieren soll, ein Empfangen von Uplink-Daten von dem out-of-coverage Kommunikationsgerät umfasst, wobei das out-of-coverage-Kommunikationsgerät das Kommunikationsgerät als einen Ziel-Vermittlungsknoten ausgewählt hat.

12. Kommunikationsgerät nach Anspruch 10, wobei die Angabe, dass das Kommunikationsgerät ein in-coverage-Kommunikationsgerät ist, das als Vermittlungsknoten für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät agieren soll, ein Empfangen der Angabe von der Infrastruktureinrichtung umfasst.

13. Kommunikationsgerät nach Anspruch 10, wobei die Steuerung in Kombination mit dem Sender und dem Empfänger dazu ausgelegt ist,
ein Bakensignal zu empfangen, das von dem out-of-coverage-Kommunikationsgerät übertragen wird,
eine Signalstärke des empfangenen Bakensignal zu bestimmen, und
eine Angabe der Signalstärke des empfangenen Bakensignals an eines der out-of-coverage-Kommunikationsgeräte oder die Infrastruktureinrichtung zu übertragen.

14. Kommunikationsgerät nach Anspruch 10, wobei die Steuerung in Kombination mit dem Sender und dem Empfänger dazu ausgelegt ist
eine Anfrage zu empfangen, ein Bakensignal von dem out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen,
das Bakensignal an das out-of-coverage-Kommunikationsgerät gemäß eines Gerät-zu-Gerät-Kommunikationsprotokolls zu übertragen, wobei das Kommunikationsgerät durch das out-of-coverage-Kommunikationsgerät oder die Infrastruktureinrichtung gemäß dem von dem out-of-coverage-Kommunikationsgerät empfangenen Bakensignal dazu ausgewählt ist, als der Ziel-Vermittlungsknoten für ein out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu agieren.

15. Kommunikationsgerät, umfassend
einen Sender, der dazu ausgelegt ist, Signale an ein oder mehrere andere Kommunikationsgeräte über eine Funkzugriffsschnittstelle zu übertragen, um Gerät-zu-Gerät-Kommunikationen durchzuführen und um innerhalb eines Funkabdeckungsbereichs einer Infrastruktureinrichtung eines Mobilfunknetzes Signale über die Funkzugriffsschnittstelle an die Infrastruktureinrichtung zu senden,
einen Empfänger, der dazu ausgelegt ist, Signale von den ein oder mehreren anderen Kommunikationsgeräten über die Funkzugriffsschnittstelle zu empfangen, und innerhalb des Funkabdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung Signale über die Funkzugriffsschnittstelle von der Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu empfangen, und
eine Steuerung, um den Sender und den Empfänger so anzusteuern, dass diese die Signale über die Funkzugriffsschnittstelle übertragen oder empfangen, um Daten zu übertragen oder zu empfangen, welche durch die Signale repräsentiert sind, und wobei der Sender und der Empfänger dazu ausgelegt sind, mit der Steuerung
Signale, welche Uplink-Daten repräsentieren, von einem out-of-coverage-Kommunikationsgerät gemäß einer Gerät-zu-Gerät-Kommunikation für die Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu empfangen,
Signale, welche die Uplink-Daten repräsentieren, an die Infrastruktureinrichtung zu übertragen, oder
Signale, welche Downlink-Daten repräsentieren, von der Infrastruktureinrichtung zu empfangen, und
Signale, welche die Downlink-Daten repräsentieren, gemäß einer Gerät-zu-Gerät-Kommunikation an das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen, um als ein Ausgangs-Vermittler für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu agieren,
vorbestimmten Bedingungen unterliegend, eine Anfrage an ein oder mehrere andere in-coverage-Kommunikationsgeräte oder die Infrastruktureinrichtung zu übertragen, um ein Bakensignal an das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen, so dass, basierend auf einer Signalqualität des von dem ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräten empfangenen Bakensignals, eines der ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräte ausgewählt werden kann, um als ein Ziel-Vermittler für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu agieren.

16. Kommunikationsgerät nach Anspruch 15, wobei die vorbestimmten Bedingungen eine Signalqualität eines oder mehrerer Signale umfassen, die von dem Empfänger empfangen werden, oder eine von dem Empfänger empfangene Angabe einer Signalqualität eines Signals, das von dem Sender übertragen wird und von dem out-of-coverage-Kommunikationsgerät empfangen wird, die unter einen bestimmten Schwellwert fällt.

17. Kommunikationsgerät nach Anspruch 15, wobei die Steuerung in Kombination mit dem Sender und dem Empfänger dazu ausgelegt ist
eine Angabe von dem out-of-coverage-Kommunikationsgerät über eine empfangene Signalstärke des Bakensignals zu empfangen, das von dem out-of-coverage-Kommunikationsgerät von jedem der ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräten empfangen wurde, und
jede der Angaben über die empfangene Signalstärke des Bakensignals an die Infrastruktureinrichtung zu übertragen, um eines der ein oder mehreren in-coverage-Kommunikationsgeräte dazu auszuwählen, als ein Ziel-Vermittlungsknoten zu agieren.

18. Eine Infrastruktureinrichtung, die Teil eines Mobilfunknetzes bildet, umfassend
einen Sender, der dazu ausgelegt ist, Signale an ein oder mehrere Kommunikationsgeräte über eine Funkzugriffsschnittstelle innerhalb eines Funkabdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung zu übertragen,
einen Empfänger, der dazu ausgelegt ist, Signale von den ein oder mehreren Kommunikationsgeräten über die Funkzugriffsschnittstelle innerhalb des Funkabdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung zu empfangen, und
eine Steuerung, um den Sender und den Empfänger so anzusteuern, dass diese die Signale über die Funkzugriffsschnittstelle übertragen oder empfangen, um Daten zu übertragen oder zu empfangen, welche durch die Signale repräsentiert sind, und wobei die Steuerung mit der Steuerung dazu ausgelegt ist
eine Angabe einer empfangenen Signalqualität eines von einem out-of-coverage-Kommunikationsgerät empfangenen Bakensignals zu empfangen, wobei das Bakensignal von jedem der ein oder mehreren Kommunikationsgeräte übertragen wurde, die als ein Vermittlungsknoten für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät agieren können, oder
eine Angabe einer empfangenen Signalqualität eines Bakensignals zu empfangen, das von einem out-of-coverage-Kommunikationsgerät an jedes der ein oder mehreren Kommunikationsgeräte übertragen wurde, die als ein Vermittlungsknoten für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät agieren können,
eines der in-coverage-Kommunikationsgeräte auszuwählen, um als ein Ziel-Kommunikationsgerät für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu agieren, und
eine Angabe an das ausgewählte Ziel-Kommunikationsgerät zu übertragen, um als ein Vermittlungsknoten für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu agieren.

19. Verfahren zum Übertragen von Daten von einem Kommunikationsgerät zu einer Infrastruktureinrichtung eines Mobilfunknetzes oder Empfangen von Daten von einer Infrastruktureinrichtung durch ein Kommunikationsgerät, wobei das Verfahren umfasst
vorbestimmten Bedingungen unterliegend,
Empfangen von ein oder mehreren Bakensignalen von ein oder mehreren in-coverage-Kommunikationsgeräten, die als ein Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agieren können, wenn sich dieses außerhalb des Abdeckungsbereichs befindet, so dass der Empfänger nicht die Signale von der Infrastruktureinrichtung empfangen kann oder die Signale an die Infrastruktureinrichtung übertragen kann, oder
Übertragen eines Bakensignals an die ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräte, die als ein Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agieren können, wenn sich dieses außerhalb des Abdeckungsbereichs befindet, und
Übertragen der Signale, welche die Daten repräsentieren, an eines der anderen in-coverage-Kommunikationsgeräte, um als ein Ziel-Vermittlungsknoten für die Übertragung der Daten an die Infrastruktureinrichtung zu agieren, oder
Empfangen der Signale, welche die Daten repräsentieren, von einem der anderen in-coverage-Kommunikationsgeräte, die als Ziel-Vermittlungsknoten agieren, die von der Infrastruktureinrichtung empfangen wurden.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Verfahren umfasst
Übertragen von Signalen, welche die Daten repräsentieren, an ein erstes in-coverage-Kommunikationsgerät, das als Ausgangs-Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agiert, wobei das erste in-coverage-Kommunikationsgerät dazu in der Lage ist, Signale an die Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu übertragen, oder
Empfangen von Signalen, welche die Daten repräsentieren, von dem ersten in-coverage-Kommunikationsgerät, das als der Ausgangs-Vermittlungsknoten agiert, wobei der Ausgangs-Vermittlungsknoten sich innerhalb eines Abdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes befindet, wobei der Ausgangs-Vermittlungsknoten dazu ausgelegt ist, die von dem Kommunikationsgerät empfangenen Signale, welche die Daten repräsentieren, an die Infrastruktureinrichtung zu übertragen und die von der Infrastruktureinrichtung empfangenen Signale, welche die Daten repräsentieren an das Kommunikationsgerät zu übertragen.

21. Verfahren zum Übertragen oder Empfangen von Daten, wobei das Verfahren umfasst:
Empfangen einer Angabe an einem in-coverage-Kommunikationsgerät, wonach das in-coverage-Kommunikationsgerät als ein Vermittlungsknoten für ein out-of-coverage-Kommunikationsgerät agieren soll, wobei das in-coverage-Kommunikationsgerät dazu in der Lage ist, Signale an die Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu übertragen oder Signale von der Infrastruktureinrichtung zu empfangen,
Vermitteln von durch das out-of-coverage-Kommunikationsgerät empfangenen Uplink-Daten durch ein Kommunikationsgerät an eine Infrastruktureinrichtung eines Mobilfunknetzes, oder
Vermitteln von durch das Kommunikationsgerät empfangenen Downlink-Daten von der Infrastruktureinrichtung zur Übertragung an das out-of-coverage-Kommunikationsgerät, wobei das Vermitteln der Uplink-Daten umfasst
Empfangen von Signalen, welche die Uplink-Daten repräsentieren, von dem out-of-coverage-Kommunikationsgerät gemäß eines Gerät-zu-Gerät-Kommunikationsprotokolls für die Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes, und
Übertragen von Signalen, welche die Uplink-Daten repräsentieren, an die Infrastruktureinrichtung, und wobei das Vermitteln der Downlink-Daten umfasst
Empfangen von Signalen, welche Downlink-Daten repräsentieren, von der Infrastruktureinrichtung, und
Übertragen von Signalen, welche die Downlink-Daten repräsentieren, an das out-of-coverage Kommunikationsgerät gemäß eines Gerät-zu-Gerät-Kommunikationsprotokolls.

22. Verfahren zum Übertragen von Daten von einer Infrastruktureinrichtung eines Mobilfunknetzes an ein out-of-coverage-Kommunikationsgerät oder zum Empfangen von Daten von einem out-of-coverage-Kommunikationsgerät an einer Infrastruktureinrichtung, wobei das Verfahren umfasst
Empfangen einer Angabe einer empfangenen Signalqualität eines von einem out-of-coverage-Kommunikationsgerät empfangenen Bakensignals an der Infrastruktureinrichtung, wobei das Bakensignal von einem jeweiligen der ein oder mehreren Kommunikationsgeräte übertragen wurde, die als ein Vermittlungsknoten für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät agieren können, oder
Empfangen einer Angabe einer empfangenen Signalqualität eines Bakensignals, das von einem out-of-coverage-Kommunikationsgerät an jedes der ein oder mehreren Kommunikationsgeräte übertragen wurde, die als ein Vermittlungsknoten für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät agieren können,
Auswählen eines der in-coverage-Kommunikationsgeräte, um als ein Ziel-Kommunikationsgerät für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu agieren, und
Übertragen einer Angabe an das ausgewählte Ziel-Kommunikationsgerät, um als ein Vermittlungsknoten für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu agieren.

23. Verfahren zum Übertragen von Daten oder Empfangen von Daten, wobei das Verfahren umfasst
Empfangen von Signalen, welche Uplink-Daten repräsentieren, von einem out-of-coverage-Kommunikationsgerät gemäß einer Gerät-zu-Gerät-Kommunikation für die Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes, und
Übertragen von Signalen, welche die Uplink-Daten repräsentieren, an die Infrastruktureinrichtung, oder
Empfangen von Signalen, welche Downlink-Daten repräsentieren, von der Infrastruktureinrichtung, und
Übertragen von Signalen, welche die Downlink-Daten repräsentieren, gemäß einer Gerät-zu-Gerät-Kommunikation an das out-of-coverage-Kommunikationsgerät, um als ein Ausgangsvermittler für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu agieren, und
vorbestimmten Bedingungen unterliegend, Übertragen einer Anfrage an ein oder mehrere andere in-coverage-Kommunikationsgeräte oder die Infrastruktureinrichtung, um ein Bakensignal an das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen, so dass, basierend auf einer Signalqualität des von dem ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräten empfangenen Bakensignals, eines der ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräte ausgewählt werden kann, um als ein Ziel-Vermittler für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu agieren.

24. Schaltkreis für ein Kommunikationsgerät, umfassend
einen Senderschaltkreis, der dazu ausgelegt ist, Signale an ein oder mehrere andere Kommunikationsgeräte über eine Funkzugriffsschnittstelle zu übertragen, um Gerät-zu-Gerät-Kommunikationen durchzuführen, und um innerhalb eines Funkabdeckungsbereichs einer Infrastruktureinrichtung eines Mobilfunknetzes Signale über die Funkzugriffsschnittstelle an die Infrastruktureinrichtung zu senden,
einen Empfängerschaltkreis, der dazu ausgelegt ist, Signale von den ein oder mehreren anderen Kommunikationsgeräten über die Funkzugriffsschnittstelle zu empfangen, und innerhalb des Funkabdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung Signale über die Funkzugriffsschnittstelle von der Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu empfangen, und
einen Steuerungsschaltkreis, um den Sender und den Empfänger so anzusteuern, dass diese die Signale über die Funkzugriffsschnittstelle übertragen oder empfangen, um Daten zu übertragen oder zu empfangen, welche durch die Signale repräsentiert sind, und wobei der Senderschaltkreis mit dem Steuerungsschaltkreis dazu ausgelegt ist
Signale, welche die Daten repräsentieren, an ein erstes in-coverage-Kommunikationsgerät, das als Ausgangs-Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agiert zu übertragen, wobei das erste in-coverage-Kommunikationsgerät dazu in der Lage ist, Signale an die Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu übertragen, und
Signale, welche die Daten repräsentieren, von dem ersten in-coverage-Kommunikationsgerät, das als der Ausgangs-Vermittlungsknoten agiert, zu empfangen, wobei der Ausgangs-Vermittlungsknoten sich innerhalb eines Abdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes befindet, wobei der Ausgangs-Vermittlungsknoten dazu ausgelegt ist, die von dem Kommunikationsgerät empfangenen Signale, welche die Daten repräsentieren, an die Infrastruktureinrichtung zu übertragen und die von der Infrastruktureinrichtung empfangenen Signale, welche die Daten repräsentieren an das Kommunikationsgerät zu übertragen, und vorbestimmten Bedingungen unterliegend, die Steuerung dazu ausgelegt ist,
ein oder mehrere Bakensignale von ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräten zu empfangen, die als ein Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agieren können, wenn dieses sich außerhalb des Abdeckungsbereichs befindet, sodass der Empfänger nicht die Signale von der Infrastruktureinrichtung empfangen kann oder die Signale an die Infrastruktureinrichtung senden kann, oder
ein Bakensignal an die ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräte zu übertragen, die als ein Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agieren können, wenn sich dieses außerhalb des Abdeckungsbereichs befindet, und
die Signale, welche die Daten repräsentieren, an eines der anderen in-coverage Kommunikationsgeräte zu übertragen, um als ein Ziel-Vermittlungsknoten für die Übertragung der Daten an die Infrastruktureinrichtung zu agieren, oder
die Signale, welche die Daten repräsentieren, von einem der anderen in-coverage Kommunikationsgeräte, die als Ziel-Vermittlungsknoten agieren, zu empfangen, die von der Infrastruktureinrichtung empfangen wurden.

25. Schaltkreis für ein Kommunikationsgerät, umfassend
einen Senderschaltkreis, der dazu ausgelegt ist, Signale an ein oder mehrere andere Kommunikationsgeräte über eine Funkzugriffsschnittstelle zu übertragen, um Gerät-zu-Gerät-Kommunikationen durchzuführen, und um innerhalb eines Funkabdeckungsbereichs einer Infrastruktureinrichtung eines Mobilfunknetzes Signale über die Funkzugriffsschnittstelle an die Infrastruktureinrichtung zu senden,
einen Empfängerschaltkreis, der dazu ausgelegt ist, Signale von den ein oder mehreren anderen Kommunikationsgeräten über die Funkzugriffsschnittstelle zu empfangen, und innerhalb des Funkabdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung Signale über die Funkzugriffsschnittstelle von der Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu empfangen, und
einen Steuerungsschaltkreis, um den Sender und den Empfänger so anzusteuern, dass diese die Signale über die Funkzugriffsschnittstelle übertragen oder empfangen, Daten zu übertragen oder zu empfangen, welche durch die Signale repräsentiert sind, und wobei der Senderschaltkreis und der Empfängerschaltkreis mit dem Steuerungsschaltkreis dazu ausgelegt sind
eine Angabe zu empfangen, dass das Kommunikationsgerät ein in-coverage-Kommunikationsgerät ist, das als ein Vermittlungsknoten für ein out-of-coverage-Kommunikationsgerät agieren soll,
Signale, welche Uplink-Daten repräsentieren, von einem out-of-coverage-Kommunikationsgerät gemäß einer Gerät-zu-Gerät-Kommunikation für die Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu empfangen, und
Signale, welche die Uplink-Daten repräsentieren, an Infrastruktureinrichtung zu übertragen, oder
Signale, welche Downlink-Daten repräsentieren, von der Infrastruktureinrichtung zu empfangen, und
Signale, welche die Downlink-Daten repräsentieren, gemäß einer Gerät-zu-Gerät-Kommunikation an das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen.

26. Schaltkreis für eine Infrastruktureinrichtung, die Teil eines Mobilfunknetzes bildet, umfassend
einen Senderschaltkreis, der dazu ausgelegt ist, Signale an ein oder mehrere Kommunikationsgeräte über eine Funkzugriffsschnittstelle innerhalb eines Funkabdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung zu übertragen,
einen Empfängerschaltkreis, der dazu ausgelegt ist, Signale von den ein oder mehreren Kommunikationsgeräten über die Funkzugriffsschnittstelle innerhalb des Funkabdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung zu empfangen, und
einen Steuerungsschaltkreis, um den Sender und den Empfänger so anzusteuern, dass diese die Signale über die Funkzugriffsschnittstelle übertragen oder empfangen, um Daten zu übertragen oder zu empfangen, welche durch die Signale repräsentiert sind, und wobei der Steuerungsschaltkreis mit dem Empfänger- und dem Senderschaltkreis dazu ausgelegt ist
eine Angabe einer empfangenen Signalqualität eines von einem out-of-coverage-Kommunikationsgerät empfangenen Bakensignals zu empfangen, wobei das Bakensignal von jedem der ein oder mehreren Kommunikationsgeräte übertragen wurde, die als ein Vermittlungsknoten für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät agieren können, oder
eine Angabe einer empfangenen Signalqualität eines Bakensignals zu empfangen, das von einem out-of-coverage-Kommunikationsgerät an jedes der ein oder mehreren Kommunikationsgeräte übertragen wurde, die als ein Vermittlungsknoten für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät agieren können,
eines der in-coverage-Kommunikationsgeräte auszuwählen, um als ein Ziel-Kommunikationsgerät für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu agieren, und
eine Angabe an das ausgewählte Ziel-Kommunikationsgerät zu übertragen, um als ein Vermittlungsknoten für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu agieren.

27. Schaltkreis für ein Kommunikationsgerät, umfassend
einen Senderschaltkreis, der dazu ausgelegt ist, Signale an ein oder mehrere andere Kommunikationsgeräte über eine Funkzugriffsschnittstelle zu übertragen, um Gerät-zu-Gerät-Kommunikationen durchzuführen, und um innerhalb eines Funkabdeckungsbereichs einer Infrastruktureinrichtung eines Mobilfunknetzes Signale über die Funkzugriffsschnittstelle an die Infrastruktureinrichtung zu senden,
einen Empfängerschaltkreis, der dazu ausgelegt ist, Signale von den ein oder mehreren anderen Kommunikationsgeräten über die Funkzugriffsschnittstelle zu empfangen, und innerhalb des Funkabdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung Signale über die Funkzugriffsschnittstelle von der Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu empfangen, und
einen Steuerungsschaltkreis, um den Sender und den Empfänger so anzusteuern, dass diese die Signale über die Funkzugriffsschnittstelle übertragen oder empfangen, um Daten zu übertragen oder zu empfangen, welche durch die Signale repräsentiert sind, und wobei der Sender und der Empfänger mit der Steuerung dazu ausgelegt sind
Signale, welche Uplink-Daten repräsentieren, von einem out-of-coverage-Kommunikationsgerät gemäß einer Gerät-zu-Gerät-Kommunikation für die Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu empfangen,
Signale, welche die Uplink-Daten repräsentieren, an Infrastruktureinrichtung zu übertragen, oder
Signale, welche Downlink-Daten repräsentieren, von der Infrastruktureinrichtung zu empfangen, und
Signale, welche die Downlink-Daten repräsentieren, gemäß einer Gerät-zu-Gerät-Kommunikation an das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen, um als ein Ausgangsvermittler für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu agieren,
vorbestimmten Bedingungen unterliegend, eine Anfrage an ein oder mehrere andere in-coverage-Kommunikationsgeräte oder die Infrastruktureinrichtung zu übertragen, um ein Bakensignal an das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen, so dass, basierend auf einer Signalqualität des von dem ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräten empfangenen Bakensignals, eines der ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräte ausgewählt werden kann, um als ein Ziel-Vermittler für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu agieren.

Description:
HINTERGRUND Gebiet der Offenbarung TECHNISCHES GEBIET DER OFFENBARUNG

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Kommunikationsgeräte und Verfahren zum Kommunizieren von Daten unter Verwendung von Kommunikationsgeräten, und insbesondere auf Kommunikationsgeräte, die dazu ausgelegt sind Gerät-zu-Gerät-Kommunikationen durchzuführen.

HINTERGRUND DER OFFENBARUNG

Mobilfunksysteme, wie beispielsweise jene, die auf den 3GPP-definierten UMTS- und Long Term Evolution(LTE)-Architekturen basieren, sind dazu in der Lage, komplexere Dienste zu unterstützen als einfache Sprach- und Nachrichtendienste, die von vorherigen Generationen von Mobilfunksystemen angeboten wurden. Beispielsweise kann mit der verbesserten Funkschnittstelle und den verbesserten Datenraten, die von LTE-Systemen bereitgestellt werden, ein Nutzer in der Lage sein, Anwendungen mit hohen Datenraten zu nutzen, wie beispielsweise mobiles Video-Streaming und mobile Videokonferenzen, die zuvor nur über Festnetz-Datenverbindungen verfügbar waren. Das Bedürfnis, Netze der vierten Generation einzusetzen, ist daher hoch und es wird angenommen, dass der Abdeckungsbereich dieser Netze, d.h. jene geographischen Gebiete, in denen Zugriff auf das Netzwerk möglich ist, rapide zunehmen wird. Obgleich davon auszugehen ist, dass die Abdeckung und die Kapazität von Netzwerken der vierten Generation jene der vorherigen Generationen von Kommunikationsnetzen deutlich übertreffen werden, bestehen weiterhin Beschränkungen bezüglich der Netzwerkkapazität und den geographischen Gebieten, die von derartigen Netzen bedient werden können. Diese Beschränkungen können beispielsweise besonders relevant sein in Situationen, in denen Netzwerke hohe Lasten und Kommunikationen mit hohen Datenraten zwischen Kommunikationsgeräten erfahren, oder wenn Kommunikationen zwischen Kommunikationsgeräten erforderlich sind, die Kommunikationsgeräte aber nicht im Abdeckungsbereich eines Netzes sind. Um diesen Beschränkungen zu begegnen wird in LTE Release-12 die Fähigkeit für LTE-Kommunikationsgeräte, Gerät-zu-Gerät(D2D = Device-to-Device)-Kommunikationen durchzuführen, eingeführt. D2D-Kommunikationen ermöglichen es Kommunikationsgeräten, die sich nahe beieinander befinden, direkt miteinander zu kommunizieren, sowohl wenn sie sich innerhalb („in-coverage“) als auch wenn sie sich außerhalb des Abdeckungsbereich („out-of-coverage“) befinden oder wenn das Netz ausfällt. Diese Fähigkeit zur D2D-Kommunikation ermöglicht es, Nutzerdaten effizienter zwischen Kommunikationsgeräten zu kommunizieren, indem das Erfordernis vermieden wird, Nutzerdaten über eine Netzwerkeinheit wie beispielsweise eine Basisstation zu übermitteln, und sie ermöglicht es auch, dass Kommunikationsgeräte, die sich nahe beieinander, befinden untereinander kommunizieren, selbst wenn sie sich nicht im Abdeckungsbereich eines Netzes befinden. Die Fähigkeit für Kommunikationsgeräte, sowohl innerhalb als auch außerhalb von Abdeckungsbereichen zu funktionieren macht LTE-Systeme, welche D2D-Fähigkeiten beinhalten, sehr gut geeignet für Anwendungen wie beispielsweise Kommunikationen der öffentlichen Sicherheit. Kommunikationen der öffentlichen Sicherheit erfordern einen hohen Grad an Robustheit, wobei Geräte in überlasteten Netzen und wenn sie sich außerhalb eines Abdeckungsbereichs befinden weiter miteinander kommunizieren können. Während D2D-Kommunikationstechniken eine Anordnung für eine Kommunikation zwischen Geräten bereitstellen können, wenn sich die Kommunikationsgeräte außerhalb eines von einem Mobilfunknetz bereitgestellten Abdeckungsbereichs befinden, können die D2D-Kommunikationstechniken auch eine Anordnung bereitstellen, um einen Abdeckungsbereich des Mobilfunknetzes zu erweitern, wenn eines der Kommunikationsgeräte sich innerhalb des Abdeckungsbereichs befindet und ein anderes sich außerhalb des Abdeckungsbereichs befindet.

ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG

Gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Technik wird ein Kommunikationsgerät bereitgestellt, das dazu ausgelegt ist, Signale an ein oder mehrere andere Kommunikationsgeräte über eine Funkzugriffsschnittstelle zu übertragen, um Gerät-zu-Gerät-Kommunikationen durchzuführen, und innerhalb eines Funkabdeckungsbereichs einer Infrastruktureinrichtung eines Mobilfunknetzes Signale über die Funkzugriffsschnittstelle an die Infrastruktureinrichtung zu übertragen. Das Kommunikationsgerät umfasst einen Empfänger, der dazu ausgelegt ist, Signale von den ein oder mehreren anderen Kommunikationsgeräten über die Funkzugriffsschnittstelle zu empfangen und innerhalb des Funkabdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung Signale über die Funkzugriffsschnittstelle von der Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu empfangen. Eine Steuerung ist mit dem Sender und dem Empfänger dazu ausgelegt, Signale, welche die Daten repräsentieren, an ein erstes in-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen, das als Ausgangs-Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agiert, wobei das erste in-coverage-Kommunikationsgerät dazu in der Lage ist, Signale an die Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu übertragen, und Signale, welche die Daten repräsentieren von dem ersten in-coverage-Kommunikationsgerät zu empfangen, das als der Ausgangs-Vermittlungsknoten agiert. Der Ausgangs-Vermittlungsknoten liegt innerhalb eines Abdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes, wobei der Ausgangs-Vermittlungsknoten so ausgelegt ist, dass er die von dem Kommunikationsgerät empfangenen Signale, welche die Daten repräsentieren, an die Infrastruktureinrichtung überträgt und die von der Infrastruktureinrichtung empfangenen Signale, welche die Daten repräsentieren, an das Kommunikationsgerät überträgt. Vorbestimmten Bedingungen unterliegend, ist die Steuerung dazu ausgelegt, ein oder mehrere Bakensignale („Beacon-Signale“) von ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräten zu empfangen, die als ein Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agieren können, wenn dieses sich außerhalb des Abdeckungsbereichs befindet, sodass der Empfänger nicht die Signale von der Infrastruktureinrichtung empfangen kann oder die Signale an die Infrastruktureinrichtung senden kann, oder ein Bakensignal an die ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräte zu übertragen, die als ein Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agieren können, wenn sich dieses außerhalb des Abdeckungsbereichs befindet, und die Signale, welche die Daten repräsentieren, an eines der anderen in-coverage Kommunikationsgeräte zu übertragen, um als ein Ziel-Vermittlungsknoten für die Übertragung der Daten an die Infrastruktureinrichtung zu agieren, oder die Signale, welche die Daten repräsentieren, von einem der anderen in-coverage Kommunikationsgeräte, die als Ziel-Vermittlungsknoten agieren, zu empfangen, die von der Infrastruktureinrichtung empfangen wurden.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung können eine Anordnung bereitstellen, in der ein out-of-coverage-Kommunikationsgerät, das ein in-coverage-Kommunikationsgerät verwendet, um als ein Vermittlungsknoten zur Kommunikation von Daten an und/oder von einer Infrastruktureinrichtung zu agieren, die Verknüpfung von einem in-coverage-Kommunikationsgerät zu einem anderen ändern kann.

Verschiedene andere Gesichtspunkte und Merkmale der vorliegenden Offenbarung sind in den beigefügten Patentansprüchen definiert und umfassen ein Kommunikationsgerät, ein Verfahren zur Kommunikation unter Verwendung eines Kommunikationsgeräts.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung werden nun lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Teile mit entsprechenden Referenzzeichen versehen werden, und in denen:

1 ein schematisches Diagramm eines Mobilfunksystems zeigt, in dem Kommunikationsgeräte, die sich im Abdeckungsbereich („in-coverage“) befinden, über eine Infrastruktureinrichtung kommunizieren, und in dem wenigstens ein Kommunikationsgerät, das sich außerhalb des Abdeckungsbereichs („out-of-coverage“) befindet, über eines der Kommunikationsgeräte kommuniziert, die sich im Abdeckungsbereich befinden;

2 ein schematisches Diagramm der Struktur eines Downlinks einer Funkzugriffsschnittstelle eines Mobilfunksystems zeigt;

3 ein schematisches Diagramm eines Uplinks einer Funkzugriffsschnittstelle eines Mobilfunksystems zeigt;

4 ein schematisches Diagramm eines Kommunikationsgeräts liefert, dass sich außerhalb des Abdeckungsbereichs („out-of-coverage“) befindet, das auf einem Uplink und einem Downlink über ein Kommunikationsgerät, das sich im Abdeckungsbereich („in-coverage“) befindet, mit einer Infrastruktureinrichtung kommuniziert;

5 ein schematisches Blockdiagramm liefert, das eine Anordnung veranschaulicht, in der mehrere Kommunikationsgeräte eine Gruppe bilden, die Gerät-zu-Gerät-Kommunikationen durchführt;

6 eine beispielhafte Darstellung eines Nachrichtenaustausch-Flussdiagramms für einen Intra-Mobilitätsmanagement-Einheit(MME)/Serving-Gateway-Handover-Prozess gemäß einer konventionellen Anordnung eines LTE-Standards ist;

7 eine schematische Darstellung eines Teils eines beispielhaften Prozesses ist, bei dem ein out-of-coverage-Kommunikationsgerät (ein sich außerhalb des Abdeckungsbereichs befindliches Kommunikationsgerät), um Daten an eine Infrastruktureinrichtung zu kommunizieren, eine Verknüpfung ändert von einem in-coverage-Kommunikationsgerät (ein sich innerhalb des Abdeckungsbereichs befindliches Kommunikationsgerät), welches als ein Ausgangs-Vermittlungsknoten agiert, zu einem anderen in-coverage-Kommunikationsgerät, welches als ein Ziel-Vermittlungsknoten agiert;

8 ein weiterer Teil des beispielhaften Prozesses aus 7 ist;

9 ein weiterer Teil des beispielhaften Prozesses aus 7 ist;

10 eine schematische Darstellung eines alternativen Prozesses für den in 7 gezeigten beispielhaften Prozess ist;

11 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Teils des in 10 gezeigten alternativen Prozesses ist;

12 eine schematische Darstellung eines Teils eines weiteren beispielhaften Prozesses ist, bei dem ein out-of-coverage-Kommunikationsgerät (ein sich außerhalb des Abdeckungsbereichs befindliches Kommunikationsgerät), um Daten an eine Infrastruktureinrichtung zu kommunizieren eine Verknüpfung ändert von einem in-coverage-Kommunikationsgerät (ein sich innerhalb des Abdeckungsbereichs befindliches Kommunikationsgerät), welches als ein Ausgangs-Vermittlungsknoten agiert, zu einem anderen in-coverage-Kommunikationsgerät, welches als ein Ziel-Vermittlungsknoten agiert; und

13 ein weiterer Teil des in 12 gezeigten beispielhaften Prozesses ist.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE Konventionelles Kommunikationssystem

1 liefert ein schematisches Diagramm, das einige Grundfunktionalität eines Mobilfunknetzes/-systems 100 erläutert, das gemäß den LTE-Prinzipien funktioniert und das dazu ausgelegt sein kann, Ausführungsbeispiele der Offenbarung zu implementieren, wie sie im Folgenden beschrieben werden. Verschiedenste Elemente aus 1 und ihre entsprechenden Betriebsmodi sind wohl bekannt und in den relevanten Standards definiert, die von der 3GPP(RTM)-Institution administriert werden und auch in vielen Büchern über das Gebiet beschrieben werden, beispielsweise in Holma H. und Toskala A [1]. Es ist leicht ersichtlich, dass funktionale Aspekte des Telekommunikationsnetzes, die im Folgenden nicht speziell beschrieben werden, gemäß jeweiliger bekannter Techniken implementiert werden können, beispielsweise gemäß der relevanten Standards.

1 liefert ein schematisches Diagramm eines konventionellen Mobilfunksystems 100, wobei das System Mobilfunkgeräte 101, eine Infrastruktureinrichtung 102 und ein Kernnetzwerk umfasst, das einen Serving-Gateway-Knoten 103, ein Paketdaten-Gateway 104, das ein Gateway zu einem externen Netzwerk 105 bildet, umfasst. Die Infrastruktureinrichtung 102 kann beispielsweise auch als Basisstation, Netzwerkelement, Enhanced NodeB (eNodeB) oder als eine koordinierende Einheit bezeichnet werden und liefert eine Funkzugriffsschnittstelle für die ein oder mehreren Kommunikationsgeräte innerhalb des Abdeckungsbereich oder einer Zelle. Die ein oder mehreren Mobilfunkgeräte können über das Übertragen und Empfangen von Signalen, welche Daten repräsentieren, unter Verwendung der Funkzugriffsschnittstelle Daten kommunizieren. Die Infrastruktureinrichtung 102 ist über den Serving-Gateway-Knoten 103 und das Paketdaten-Gateway 104 kommunikativ mit dem externen Netzwerk 105 verknüpft, das mit ein oder mehreren anderen Kommunikationssystemen oder Netzwerken verbunden sein kann, die eine Struktur aufweisen die ähnlich ist zu der, die von den Kommunikationsgeräten 101 und der Infrastruktureinrichtung 102 gebildet wird. Das Kernnetzwerk kann für die Kommunikationsgeräte, die von der Netzwerkeinheit versorgt werden, auch Funktionalitäten bereitstellen, umfassend Authentifizierung, Mobilitätsmanagement, Abrechnung und dergleichen.

Die Mobilfunkgeräte aus 1 können auch als Kommunikationsendgeräte, User-Equipment (UE), Terminal-Geräte und dergleichen bezeichnet werden und sind dazu ausgelegt, mit ein oder mehreren anderen Kommunikationsgeräten zu kommunizieren, die von dem gleichen oder einem anderen Abdeckungsbereich über die Netzwerkeinheit versorgt werden. Diese Kommunikationen können durchgeführt werden durch das Übertragen und Empfangen von Signalen, welche Daten repräsentieren, unter Verwendung der Funkzugriffsschnittstelle über die zwei Wege-Kommunikationsverbindungen, die durch die Linien 106 bis 111 dargestellt sind, wobei die Pfeile 106, 108 und 110 Downlink-Kommunikationen von der Netzwerkeinheit an die Kommunikationsgeräte darstellen und die Pfeile 107, 109 und 111 die Uplink-Kommunikationen von den Kommunikationsgeräten zu der Infrastruktureinrichtung 102 darstellen. Das Kommunikationssystem 100 kann gemäß einem beliebigen bekannten Protokoll funktionieren, beispielsweise kann in einigen Beispielen das System 100 gemäß einem 3GPP Long Term Evolution(LTE)-Standard funktionieren, wobei die Infrastruktureinrichtung 102 als eine Basisstation oder ein Enhanced NodeB (eNodeB (eNB)) bezeichnet werden kann.

Auch in 1 gezeigt ist eine Linie 140, die eine Angabe eines maximalen Bereichs darstellt, innerhalb dessen Funksignale an die Infrastruktureinrichtung oder den eNB 102 übertragen werden können und von dieser / diesem empfangen werden können. Wie zu erkennen ist, ist die Linie 140 lediglich eine Illustration und in der Praxis wird es eine große Variation bezüglich der Ausbreitungsbedingungen geben und deshalb bezüglich dem Bereich, in dem Funksignale an den eNB 102 oder von diesem kommuniziert werden können. Wie in 1 gezeigt, hat sich in einem Beispiel eines der Kommunikationsgeräte 112 in ein Gebiet bewegt, das sich außerhalb der Linie 140 befindet, welche einen Bereich darstellt, innerhalb dessen Funksignale an den eNB 102 übertragen werden können oder von diesem empfangen werden können. Gemäß der vorliegenden Technik kann das Kommunikationsendgerät 112, das sich außerhalb des Bereichs des eNB 102 befindet, weiterhin Daten an den eNB 102 übertragen und von diesem empfangen, aber dies wird erzielt, indem Daten über eine der UEs 114 vermittelt werden, die als Vermittlungsknoten („Relay“-Knoten) für das Kommunikationsendgerät 112 agiert.

Gemäß unserer anhängigen internationalen Patentanmeldungen mit den Nummern PCT/2014/078087, PCT/2014/078093, PCT/2014/079338, PCT/2014/077447, PCT/2014/077396, PCT/2014/079335, deren Inhalt hier durch Bezugnahme einbezogen ist, wird eine Gerätekommunikationstechnik bereitgestellt, welche es ein oder mehreren Kommunikationsgeräten ermöglicht, eine Gruppe von Kommunikationsgeräten zu bilden, die Daten zwischen der Gruppe an Kommunikationsgeräten kommunizieren kann ohne dass diese über einen eNB kommuniziert werden. Solch eine Anordnung kann innerhalb oder außerhalb eines Abdeckungsbereichs funktionieren, der von einer Basisstation oder einem eNB bereitgestellt wird.

In einem Beispiel hat 3GPP ein Studienthema mit dem Titel „LTE Device to Device Proximity Services – Radio Aspects“ abgeschlossen, das in einem technischen Bericht TR36.843 beschrieben ist. Gemäß der vorliegenden Technik wird demzufolge eine Anordnung bereitgestellt, in der eine UE 112, die außerhalb eines Abdeckungsbereichs eines eNB 102 fällt, dazu in der Lage ist, mit dem eNB 103 unter Verwendung einer der sich innerhalb der Abdeckung befindlichen UEs zu kommunizieren, indem diese als Vermittlungsknoten agiert. Für diesen Zweck führen die UEs 112, 114 Gerät-zu-Gerät(D2D)-Kommunikationen durch. Allerdings betrifft ein technisches Problem, dem durch die vorliegende Technik begegnet wird, eine Anordnung, bei der eine out-of-coverage-UE 112 (eine sich außerhalb der Abdeckung befindliche UE) einen Handover zu einer anderen in-coverage-UE 114 (eine sich innerhalb der Abdeckung befindliche UE) durchführt, die als Vermittlungsknoten agieren soll.

In einer Situation, in der eine out-of-coverage-UE über eine in-coverage-UE, die als ein Vermittlungsknoten agiert, mit einem Mobilfunknetz kommuniziert, gibt es verschiedene Mobilitätsszenarien die betrachtet werden können. Nach einer anfänglichen Auswahl eines Vermittlers („Relay“) durch eine out-of-coverage-UE muss es einen Weg geben, um eine Auswahl und eine Verbindung von einer Ausgangs-Relay-UE zu einer Ziel-Relay-UE durchzuführen. Solch ein/eine Intra-Relay-UE-Handover oder -Reselektion erfordert eine Anordnung, bei der eine out-of-coverage-UE die Ziel-Relay-UE entdeckt. Da allerdings eine als ein Vermittlerknoten agierende in-coverage-UE nicht immer ein Downlink-Signal übertragen kann, beispielsweise ein Erkennungsbakensignal („Discovery-Beacon-Signal“), kann es sein, dass es nicht möglich ist, einen Vergleich von Messungen von dem aktuellen oder Ausgangs-Relay-UE-Knoten (Relay oder eNB) und einem potentiellen Ziel-Vermittlungsknoten (Relay) durchzuführen. Dies unterscheidet sich von dem üblichen Handover von einem Ausgangs-eNB zu einem Ziel-eNB, da der eNB immer gemeinsame Downlink-Kanäle („downlink common channels“) und Synchronisierungskanäle überträgt, sodass die UE die Messung immer durchführen kann.

Demgemäß betrifft ein technisches Problem, dem durch die vorliegende Technik begegnet wird, eine Anordnung, bei der eine out-of-coverage-UE von einer in-coverage-UE, die als Vermittlungsknoten agiert, zu einer anderen in-coverage-UE wechselt, die als Vermittler agiert. In der folgenden Beschreibung werden diese als eine Ausgangs-Relay-UE und eine Ziel-Relay-UE bezeichnet.

LTE-Funkzugriffsschnittstelle

Eine kurze Beschreibung der LTE-Funkzugriffsschnittstelle wird in den folgenden Absätzen unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert, um die Erklärung der beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Technik zu unterstützen, die in den folgenden Absätzen aufgeführt sind.

Funkkommunikationssysteme wie beispielsweise jene die gemäß der 3GPP-definierten Long-Term-Evolution(LTE)-Architektur angeordnet sind, nutzen eine auf dem orthogonalen Frequenzmultiplexverfahren (OFDM) basierende Schnittstelle für den Downlink-Funkkanal (genannt OFDMA) und ein Einträger-Frequenzmultiplex-Mehrfachzugriffsverfahren (SC-FDMA = single carrier frequency division multiple access) auf dem Uplink-Funkkanal. Gemäß der vorliegenden Technik kann die Funkzugriffsschnittstelle sowohl für den Downlink, wie in 2 gezeigt, als auch für den Uplink, wie in 3 gezeigt, eine Einrichtung bereitstellen, um Daten über den eNB von einer UE an ein Mobilfunknetzes zu kommunizieren und um Daten von dem eNB an die UE zu kommunizieren, sie kann aber auch Kommunikationsressourcen für ein Durchführen von D2D-Kommunikationen mit einem anderen Kommunikationsgerät bereitstellen, ohne dass über den eNB kommuniziert wird. Der Downlink und der Uplink der Funkzugriffsschnittstelle aus den 2 und 3 wird nun beschrieben.

2 liefert ein vereinfachtes schematisches Diagramm der Struktur eines Downlinks einer Funkzugriffsschnittstelle die von oder in Verknüpfung mit dem eNB aus 1 bereitgestellt werden kann, wenn das Kommunikationssystem gemäß dem LTE-Standard betrieben wird. In LTE-Systemen basiert die Funkzugriffsschnittstelle des Downlinks von einem eNB zu einer UE auf einer orthogonalen Frequenzmultiplex-(OFDM)-Funkzugriffsschnittstelle. In einer OFDM-Schnittstelle sind die Ressourcen der verfügbaren Bandbreite hinsichtlich Frequenz in mehrere orthogonale Unterträger aufgeteilt, und Daten werden parallel auf mehreren orthogonalen Unterträgern übertragen, wobei Bandbreiten zwischen 1.25 MHz und 20 MHz Bandbreite beispielsweise in 128 bis 2048 orthogonale Unterträger aufgeteilt werden können. Jede Unterträger-Bandbreite kann einen beliebigen Wert annehmen, aber in LTE ist diese im üblichen auf 15 kHz gesetzt. Wie in 2 gezeigt ist, sind die Ressourcen der Funkzugriffsschnittstelle auch zeitlich in Rahmen 200 aufgeteilt, wobei ein Rahmen 10 ms dauert und in zehn Unterrahmen 201 mit einer Dauer von je 1 ms unterteilt ist. Jeder Unterrahmen ist aus 14 OFDM-Symbolen gebildet und in zwei Schlitze aufgeteilt, von denen jeder sechs oder sieben OFDM-Symbole aufweist, je nachdem, ob ein normaler oder ein erweiterter zyklischer Präfix zwischen OFDM-Symbolen für die Reduzierung von Inter-Symbol-Interferenz verwendet wird. Die Ressourcen innerhalb eines Schlitzes können in Ressourcenblöcke 203 aufgeteilt werden, die jeweils zwölf Unterträger für die Dauer eines Schlitzes umfassen, und die Ressourcenblöcke weiter in Ressourcenelemente 204 aufgeteilt sein, die sich über einen Unterträger für ein OFDM-Symbol erstrecken, wobei jedes Rechteck 204 ein Ressourcenelement darstellt. Mehr Details der Downlink-Struktur der LTE-Funkzugriffsschnittstelle sind in Anhang 1 gegeben.

3 liefert ein vereinfachtes schematisches Diagramm der Struktur eines Uplinks einer LTE-Funkzugriffsschnittstelle, die von oder in Verknüpfung mit dem eNB aus 1 bereitgestellt werden kann. In LTE-Netzen basiert die Uplink-Funkzugriffsschnittstelle auf einer Einträger-Frequenzmultiplex FDM(SC-FDM)-Schnittstelle, und Downlink- und Uplink-Funkzugriffsschnittstellen können durch Frequenzduplexbetrieb (FDD = Frequency-Division-Duplexing) oder Zeitduplexbetrieb (TDD = Time-Division-Duplexing) bereitgestellt werden, wobei in TDD-Implementierungen Unterrahmen zwischen Uplink- und Downlink-Unterrahmen gemäß eines vordefinierten Musters wechseln. Allerdings wird, unabhängig von der Form des genutzten Duplexings, eine gemeinsame Uplink-Rahmenstruktur verwendet. Die vereinfachte Struktur der 3 zeigt solch einen Uplink-Rahmen in einer FDD-Implementierung. Ein Rahmen 300 ist in 10 Unterrahmen 301 von 1 ms Dauer aufgeteilt, wobei jeder Unterrahmen 301 zwei Schlitze 302 von 0.5 ms Dauer umfasst. Jeder Schlitz ist dann aus sieben OFDM-Symbolen 303 aufgebaut, wobei zwischen jedes Symbol ein zyklischer Präfix 304 auf eine Weise eingefügt ist, die zu der in Downlink-Unterrahmen äquivalent ist. Mehr Details des in 3 dargestellten LTE-Uplinks sind in Anhang 1 gegeben.

Unterstützung eines out-of-coverage-Kommunikationsgeräts

Es wurde bereits zuvor vorgeschlagen, einige Anordnungen für Gerät-zu Gerät-Kommunikationen innerhalb Standards bereitzustellen, die Kommunikationssysteme gemäß Spezifikationen definieren, die von der 3GPP verwaltet werden und als Long Term Evolution (LTE) bezeichnet werden. Diese sind in LTE-Release 12 und Release 13 definiert und stellen eine Einrichtung für D2D-Kommunikationen bereit. Beispielsweise kann die Funkzugriffsschnittstelle, die für Kommunikationen zwischen UEs und eNodeB bereitgestellt wird, für D2D-Kommunikationen verwendet werden, wobei eine eNB die erforderlichen Ressourcen zuweist und Steuerungssignalisierung über den eNB kommuniziert wird, Nutzerdaten hingegen direkt zwischen UEs übertragen werden.

In unseren parallel anhängigen internationalen Patentanmeldungen mit den Anmeldenummern PCT/2014/078087, PCT/2014/078093, PCT/2014/079338, PCT/2014/077447, PCT/2014/077396, PCT/2014/079335 sind verschiedene Techniken für das Durchführen von D2D-Kommunikationen zwischen Geräten unter Verwendung des in 3 gezeigten LTE-Uplink beschrieben. Beispielsweise ist in der Internationalen Patentanmeldung PCT/2014/079338 eine Anordnung zum Durchführen von Konfliktauflösung für D2D-Kommunikationen offenbart. Gleichermaßen ist in der internationalen Patentanmeldung PCT/2014/078093 eine Anordnung offenbart zum Zuweisen von Ressourcen unter Verwendung einer Scheduling-Zuweisungsnachricht, die in einem Scheduling-Zuweisungsbereich eines Uplink-Übertragungsrahmens übertragen wird. Eine Anordnung, in der Kommunikationsgeräte mit beschränkten Fähigkeiten, welche Maschine-zu-Maschine-Kommunikationsgeräte bilden können, angeordnet werden können, um Gerät-zu-Gerät-Kommunikationen innerhalb einer begrenzten Menge an Ressourcen (bezeichnet als ein virtueller Carrier) durchzuführen, ist in der internationalen Patentanmeldung PCT/2014/077447 offenbart. Eine Anordnung zum Identifizieren von Ressourcen, die für Gerät-zu Gerät-Kommunikationen zwischen einer Gruppe von Kommunikationsgeräten verwendet werden können, ist ferner in der internationalen Patentanmeldung PCT/2014/079335 offenbart, wobei der Inhalt aller oben genannten internationalen Patentanmeldungen durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung einbezogen sei. Wie ersichtlich ist, offenbaren diese parallel anhängigen internationalen Patentanmeldungen eine Anordnung für eine out-of-coverage-UE 112, um auf einem Foward-Link oder Uplink mit einer in-coverage-UE zu kommunizierten, die als Vermittler 114 agiert, wie dies in 1 durch einen Pfeil 120 dargestellt ist, und um auf einem Reverse-Link oder Downlink von der Relay-UE 114 zu der out-of coverage-UE 112 zu kommunizieren, wie dies in 1 durch einen Pfeil 122 dargestellt ist.

4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Kommunikationspfads zwischen der out-of-coverage-UE 112 und dem eNB 102, über die in-coverage-UE, die als Vermittlungsknoten (Relay) 114 agiert. Wie in 4 gezeigt ist, umfasst die out-of-coverage-UE 112 einen Sender 401, einen Empfänger 402 und eine Steuerung 404, um das Übertragen und das Empfangen von Signalen zur und von der in-coverage-UE 114 zu steuern, die als Vermittlungsknoten agiert. Die Uplink-Signale werden durch einen Pfeil 120 dargestellt, der jenem entspricht, der in 1 gezeigt ist, und die Downlink-Signale werden durch einen Pfeil 122 gezeigt, der jenem entspricht, der in 1 gezeigt ist. Die Relay-UE 114 könnte eine konventionelle UE sein und umfasst somit auch einen Sender 401, einen Empfänger 402 und eine Steuerung 404. Die in-coverage-UE, die als ein Vermittlungsknoten 114 agiert, funktioniert gemäß einer konventionellen Anordnung, aber überträgt Signale auf dem Uplink, wie dies durch einen Pfeil 107 gezeigt ist, und empfängt Signale auf dem Downlink, wie dies durch einen Pfeil 106 gezeigt ist, die von dem eNB 102 empfangen werden bzw. an diesen gesandt werden. Der eNB 102 umfasst einen Sender 404, einen Empfänger 408 und eine Steuerung 410, die einen Scheduler enthalten kann, um die Übertragung und den Empfang von Signalen auf dem Downlink und dem Uplink gemäß der in 2 und 3 gezeigten Funkzugriffsschnittstelle zu planen.

Wie oben beschrieben, können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Technik eine Anordnung bereitstellen, um die Abdeckung eines eNB unter Verwendung von D2D-Kommunikationstechniken zu erweitern. Eine beispielhafte Anwendung ist in 5 gezeigt. In 5 bilden mehrere Kommunikationsgeräte 501, 502, 504, 114 eine Gruppe an Kommunikationsgeräten 604, für welche D2D-Kommunikationen aus den oben beschriebenen Gründen erwünscht sind. Wie dies in 5 dargestellt ist, liegen die Kommunikationsgeräte 501, 502, 504 außerhalb eines durch eine Linie 601 dargestellten Abdeckungsbereichs eines eNB oder einer Basisstation 602. Demgemäß kann der eNB 602 keine Kommunikationen zwischen den out-of-coverage-Kommunikationsgeräten 501, 502, 504 aufbauen oder steuern. Gemäß der vorliegenden Technik können mehrere Kommunikationsgeräte 604 D2D-Kommunikationen durchführen, unabhängig davon, ob sie sich innerhalb der Abdeckung oder außerhalb der Abdeckung eines eNB 102 befinden. Wie in 5 gezeigt ist, umfasst die Gruppe an Geräten 604 UEs 501, 502, 504, die sich außerhalb der Abdeckung des eNB 602 befinden, wobei sich eine der UEs 114 innerhalb der Abdeckung befindet. Zu diesem Zweck funktioniert eine in-coverage-UE 114 als ein Vermittlungsknoten. Demgemäß können in einem Beispiel die out-of-coverage-UEs 501, 502, 504 eine virtuelle Zelle mit dem Vermittlungsknoten oder der in-coverage-UE 114 bilden, der/die als Basisstation für jede dieser out-of-coverage-UEs 501, 502, 504 agiert. Demgemäß illustriert eine gebrochene oder gestrichelte Linie 510 einen Abdeckungsbereich einer virtuellen Zelle, der von der in-coverage-UE 114 gebildet wird. In einem Beispiel wird die gesamte Steuerebenensignalisierung über die in-coverage-UE 114, die als Vermittlungsknoten agiert, an den eNB 102 kommuniziert, sodass die Steuerebene von der virtuellen Zelle verwaltet wird.

Wie oben beschrieben, können die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Technik eine Anordnung bereitstellen, bei der eine out-of-coverage-UE, die über eine Ausgangs- und in-coverage-UE kommuniziert, die als eine Relay-UE agiert, eine andere Ziel-in-coverage-UE identifizieren kann, um anstelle der Ausgangs-Relay-UE als Vermittlungsknoten zu agieren, wenn die Ausgangs-Relay-UE nicht weiter als Vermittlungsknoten agieren kann, weil die Kommunikationsverbindung mit dieser Ausgangs-Relay-UE nicht länger verfügbar ist. Demgemäß können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Technik eine Anordnung bereitstellen, bei der eine out-of-coverage-UE ihre Verknüpfung ändert, d. h. einen Handover von einer in-coverage-UE, die als Vermittlungsknoten agiert, zu einer anderen durchführen kann. Normalerweise führen UEs Messungen von Bakensignalen durch, die von Basisstationen von eNBs übertragen werden, um zu bestimmen, welcher eNB eine bessere Verbindungsqualität liefert, wenn ein Bakensignal, das von einer aktuell verwendeten Basisstation empfangen wird, unter einen vorbestimmten Pegel fällt.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Technik können in einem Beispiel liefern:

  • • Messungen eines empfangenen Signals werden von der aktuellen oder Ausgangs-Relay-UE gemacht oder dieser berichtet.
  • • Die Ausgangs-Relay-UE wird dann potentielle Ziel-Relays dazu veranlassen, ein Handover-Erkennungsbakensignal („Handover-Discovery-Beacon“) entweder direkt oder über den eNB zu übertragen.
  • • Die out-of-coverage-UE führt dann Messungen einer potentiellen Ziel-Relay-UE durch und berichtet die Ergebnisse an die Ausgangs-Relay-UE.
  • • Basierend auf den berichteten Messungen wird dann ein Handover zu einem Ziel-Relay ausgelöst.
  • • Alternativ werden keine Messungen berichtet und die out-of-coverage-UE führt autonom eine Reselektion einer Ziel-Relay-UE durch.

Gemäß einer alternativen Anordnung können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Technik liefern:

  • • durch die out-of-coverage-UE werden Messungen eines Bakensignals durchgeführt, das von einer aktuellen oder Ausgangs-Relay-UE übertragen wird.
  • • Die out-of-coverage-UE löst eine Übertragung eines Bakensignals aus, wenn Messungen unter einem Schwellwert sind.
  • • In-coverage-UEs, welche als potentielle Ziel-Relay-UEs agieren können, und die aktuelle Ausgangs-Relay-UE überwachen das Bakensignal, das von der out-of-coverage-UE übertragen wird. Alle in-coverage-UEs, die als Relay-UE agieren können, können Messungen des Bakensignals von der out-of-coverage-UE durchführen und die Ergebnisse an den eNB berichten.
  • • Handover zu einer Ziel-Relay-UE wird dann basierend auf den berichteten Messungen des Bakensignals von der out-of-coverage-UE, gemessen von den in-coverage-UEs, die als eine neue oder Ziel-UE agieren können, ausgelöst.
  • • Ein Handover-Befehl kann von der Ausgangs-Relay-UE versandt werden, oder ein anderer Ansatz könnte der sein, eine "PULL"-Nachricht von der Ziel-Relay-UE zu senden, was fast einer Reselektion entspricht, wobei allerdings die initiale Zugriffsnachricht von der Netzwerk-Vermittlungsseite kommt statt von der out-of-coverage-UE.

Intra-MME/Serving-Gateway-Handover

Um eine bessere Einschätzung beispielhafter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Technik zu erhalten, wird in den folgenden Absätzen unter Bezugnahme auf 6 eine kurze Beschreibung einer konventionellen Handover-Technik durch eine UE von einem Ausgangs-eNB 606 zu einem Ziel-eNB 608 gegeben. 6 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm eines aktuellen Handover-Verfahrens für LTE zwischen eNBs 606, 608. Wie in 6 zu sehen ist, empfängt eine UE 605 erst eine Messungssteuernachricht M1 („Measurement Control“) und führt dann Paketdatenübertragungen zu und von der UE 605 aus, wie dies durch eine Operation S1 gezeigt ist. In einer Uplink-Zuweisungsnachricht („UL Allocation“) überträgt der Ausgangs-eNB 606 eine Zuweisung von Ressourcen an die UE 605. Die UE 605 überträgt nach dem Durchführen von Messungen eine Messberichtnachricht („Measurement reports“) an den Ausgangs-eNB 606. In einem Verfahrensschritt 612 bestimmt die UE, ob sie einen Handover zu einer Ziel-Basisstation, in diesem Fall den Ziel-eNB 608 durchführen soll oder nicht. Der Ausgangs-eNB 606 überträgt dann eine Handover-Anfragenachricht in einer Nachricht M4 („Handover Request“), und der Ziel-eNB 608 führt einen Erlaubnissteuerungsschritt S5 durch. Der Ziel-eNB 608 überträgt eine Handover-Anfragebestätigung M6 („Handover Request Ack“) an den Ausgangs-eNB 606, der dann eine Downlink-Zuweisungsnachricht 614 („DL Allocation“) an die UE 605 überträgt. Eine RRC-Connection-Reconfirmation und Mobilitätssteuerungsinformationen werden dann in einer Nachricht M7 von dem Ausgangs-eNB 606 an die UE 605 übertragen, um einen Handover vorzubereiten. In Schritten 616 und 618 löst die UE 605 sich von der alten Zelle und synchronisiert mit der neuen Zelle und puffert Daten für die Übertragung mittels dem Ziel-eNB. In der Nachricht M8 („SN Status Transfer“) überträgt der Ausgangs-eNB 606 einen Statustransfer und fährt in einem Übertragungsschritt 620 mit einer Datenweiterleitung fort. Der Ziel-eNB 608 puffert dann Pakete von dem Ausgangs-eNB 608 für die Downlink-Übertragung 622 unter Anweisung von der MME 624. Die UE überträgt dann eine Synchronisierungsnachricht M9 („Synchronisation“) und empfängt eine Uplink-Zuweisung („UL Allocation“) von Ressourcen, die Nachricht M10, die von einer RRC-Connection-Reconfiguration-Complete-Nachricht M11 bestätigt wird. In Verfahrensschritt S3 überträgt der eNB Datenpakete zu und von dem Ziel-eNB zum Serving-Gateway. Der Target-eNB 608 überträgt dann eine Pfadwechselanfrage („Path Switch Request“) an die MME 624, die in einer Nachricht M13 („Modify Bearer Request“) eine modifizierte Bearer(Träger)-Anfrage an das Serving-Gateway 630 überträgt. In einem Schritt S14 wechselt das Serving-Gateway dann den Downlink-Pfad, der in einer Nachricht S4 zu dem Ausgangs-eNB 606 übertragen wird. Der Ausgangs-eNB überträgt dann in einem Schritt S6 eine Endmarker-Nachricht an den Ziel-eNB 608, und die Datenpakete werden von dem Ziel-eNB an das Serving-Gateway übertragen S8. Das Serving-Gateway 630 überträgt dann eine modifizierte Bearer-Antwortnachricht M15 („Modify Bearer Response“) an die MME 624, die dann eine Pfadwechselanfrage-Bestätigungsnachricht M16 („Path Switch Request Ack“) an den Ziel-eNB 608 überträgt, und der Ziel-eNB 608 überträgt eine UE-Kontextfreigabenachricht M17 („UE Context Release“) an den Ausgangs-eNB 606. Der Ausgangs-eNB 606 führt dann in Schritt S10 einen Ressourcenfreigabeprozess durch.

Wie an dem in 6 gezeigten Flussdiagramm zu erkennen ist, folgen nun verschiedene Schritte und Prozesse, die normalerweise in Verbindung mit einem Handover von einem Ausgangs-eNB 606 zu einem Ziel-eNB 608 durchgeführt werden. Es stellt sich nun ein technisches Problem, da eine UE, die aufgebaut ist, um über die in den 2 und 3 gezeigte Funkzugriffsschnittstelle zu funktionieren und zu kommunizieren, angepasst werden muss, um einen Handover-Prozess von einem Vermittlungsknoten zu einem anderen durchzuführen. Ferner können die Vermittlungsknoten selbst veränderlich sein, da sie mobil sein können, sodass die Gruppe an UEs, die out-of-coverage und in-coverage sind, sich dynamisch ändern kann, während sich die UEs umherbewegen. Deshalb sollte gemäß der vorliegenden Technik ein Handover zwischen Relay-UEs einem ähnlichen Verfahren folgen, wie dem in 6 gezeigten, wobei die zwei Hauptunterschiede darin liegen, dass die D2DSS ausgelöst werden muss, damit die UE Messungen durchführen kann (vor Schritt 1 oben) und die Signalisierung zwischen der UE und dem eNB vermittelt werden muss, sodass ein Ausgangspunkt und ein Ziel Relay-UEs sind, die jeweils von einem Host-eNB gesteuert werden.

Die vorliegende Technik liefert deshalb eine Anordnung, welche es einer out-of-coverage-UE 112 ermöglicht, eine andere in-coverage-UE auszuwählen, um gemäß einem besten verfügbaren Kommunikationspfad zu und von dieser UE als Vermittlungsknoten zu agieren. In einem Beispiel, wie dies in den 7, 8, 9, 10 und 11 gezeigt ist, veranlasst die aktuelle in-coverage-UE, die als ein Vermittlungsknoten agiert, potentielle Ziele, die als Vermittlungsknoten agieren können, dazu, ein Handover-Erkennungsbakensignal zu übertragen, das von der UE detektiert werden kann. Als ein zweites Beispiel, wie es in 10, 11 und 12 gezeigt ist, veranlasst die out-of-coverage-UE selbst eine Übertragung eines Bakensignals, wenn Messungen der aktuellen Ausgangs-Relay-UE unter einen vorbestimmten Schwellwert fallen. Diese Ausführungsbeispiele werden nun in den folgenden Abschnitten beschrieben:

Auslösen eines Relay-D2DSS für Handover-Messungen

7 liefert eine beispielhafte Darstellung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Technik, die anwendbar ist auf einen Handover zwischen einer Ausgangs-Relay-UE und einer Ziel-Relay-UE für den Fall einer UE-Netzwerk gerichteten Vermittlung gemäß Rel-13.

In Schritt 1 sendet die UE ein Gerät-zu-Gerät-Synchronisierungssignal (D2DSS) sowie Daten zu einer in-coverage-UE 114, die als Vermittlungsknoten (Relay-UE) agiert. In Schritt 2 führt die Relay-UE 114 Messungen des empfangenen D2DSS durch, wie beispielsweise eine empfangene Signalstärkenangabe. In einem Beispiel kann die Relay-UE 114 das D2DSS senden, und die out-of-coverage-UE 112 führt Messungen des D2DSS durch, das von der Relay-UE 114 übertragen wird und berichtet dann jegliche Messungen, wie beispielsweise die empfangene Signalstärkenangabe, zusammen mit übertragenen Daten an die Relay-UE 114. Gemäß der vorliegenden Technik wird folglich eine Anordnung bereitgestellt, um sicherzustellen, dass die Funkqualität auf der Verbindung zwischen der out-of-coverage-UE 112 und der Relay-UE 114 gemessen wird.

In Schritt 3 berichtet dann die Relay-UE 114 die Messung zurück an den eNB 102. Gemäß obiger Erläuterungen sind die Schritte 1, 2 und 3 insofern mit einer konventionellen LTE-Funktionsweise kompatibel, als die UE zuerst Messungen auf der aktuell dienenden Zelle durchführt, und zurück berichtet wenn die empfangene Signalstärke des Messsignals, wie beispielsweise des Bakensignals, unter einen Schwellwert sinkt. Dies kann dann Schritt 1 in 7 auslösen. Andere alternative Schritte umfassen beispielsweise das Ausführen von Intra-Frequenz- oder Inter-Frequenz-Messungen während Schritt 1, und das Berichten eines Ereignisses A3 gemäß einer konventionellen Anordnung. Der Grad von berichteten Nachbarzellen und Frequenzen kann mitberücksichtigt werden, wenn die Entscheidung getroffen wird, ob Relays aktiviert werden sollen (beispielsweise werden Relays nur dann aktiviert, wenn kein geeigneter Nachbar-eNB für den Handover berichtet wird). Allerdings können Inter-Frequenz-Messungen basierend auf einem Ereignis A2 aktiviert werden.

Wie in 8 gezeigt ist, ordnet der eNB 102 in Schritt 4 potentiellen in-coverage-UEs, die als Vermittlungsknoten agieren, an, zu beginnen, beispielsweise unter Verwendung einer RRC-Signalisierung, ein D2DSS zu senden. In Schritt 5 kann die UE dann einen Messbefehl von der Ausgangs-Relay-UE 114 empfangen, um Messungen zu starten. In einem Beispiel können Messungen automatisch gestartet worden sein, was weniger Signalisierungsmehraufwand und Verzögerung erfordern würde. Der out-of-coverage-UE 112 kann ein aktiver Satz („active set“) und ein überwachter Satz („monitored set“) an Vermittlern bereitgestellt werden, die beispielsweise aus in-coverage-UEs gebildet sind. In Schritt 6 berichtet die out-of-coverage-UE 112 Messergebnisse zurück zur Ausgangs-Relay-UE 114. In einem Beispiel kann das Zurückberichten an die Relay-UE 114 von einem Ereignis ausgelöst werden, wie beispielsweise nach dem Detektieren, dass ein anderer Vermittler besser geworden ist als die Ausgangs-Relay-UE, oder es könnte eine einmalige oder periodische Messung sein). Relay-UEs werden beispielsweise unter Verwendung des D2DSS-Index identifiziert, einem Identifikator oder Code, welcher den Vermittler innerhalb der Zelle (eNB) eindeutig identifiziert.

Wie in 9 gezeigt ist, wird in Schritt 7 der Messbericht, der von der Ausgangs-Relay-UE 114 empfangen worden ist, an den eNB 102 zurück kommuniziert indem entweder die Messberichtnachricht von der out-of-coverage-UE 112 direkt vermittelt wird oder indem lediglich die neu identifizierte Ziel-Relay-UE angegeben wird. Dieses letztere Beispiel gibt an, dass die Ausgangs-Relay-UE 114 oder die out-of-coverage-UE 112 bereits die Ziel-Relay-UE ausgewählt hat. Schritt 8 konfiguriert die Ziel-Relay-UE dazu, für die Verbindung mit der out-of-coverage-UE 112 vorbereitet zu werden, und liefert der Ausgangs-Relay-UE 114 den Handover-Befehl.

In Schritt 10 hat die UE die neue Relay-UE 900 (als Ziel-Relay-UE) ausgewählt und der Prozess ist vollendet. In einem Beispiel kann die out-of-coverage-UE 112 der neuen Relay-UE 900 eine „Handover vollendet“-Nachricht liefern, ähnlich wie beim Inter-eNB-Handover.

Als ein alternatives Beispiel kann Schritt 8 (effizienter) im Voraus als Teil von Schritt 4 ausgeführt werden, um die Signalisierung und Verzögerung zu reduzieren. D. h., eine potentielle Ziel-Relay-UE 114 kann in einem beispielhaften Ausführungsbeispiel dazu ausgelegt sein, sich darauf vorzubereiten, als neue Relay-UE 900 zu agieren, bevor sie instruiert wird, das D2DSS zu senden. Falls dies der Fall ist, dann ist es nicht erforderlich, den Messbericht in Schritt 7 zum eNB zu senden, sondern der Handover-Befehl wird in Schritt 9 von der Ausgangs-Relay-UE 114 als Antwort auf den Messbericht in Schritt 6 gesendet. Diese beispielhafte Anordnung ist durch das Diagramm veranschaulicht, das in den 10 und 11 gezeigt ist.

Wie aus den 10 und 11 ersichtlich ist, wird die Übertragung des Relay-D2DSS für Handover-Messungen für eine Handover-Vorbereitung im Voraus ausgelöst. Wie in 10 zu sehen ist, detektiert die out-of-coverage-UE 112 in Schritt 1 dass die empfangene Signalstärke (RSRP) unter einen vorbestimmten Schwellwert gefallen ist, was dann einen Messbericht in Schritt 2 an die Ausgangs-Relay-UE 114 auslöst, der in Schritt 3 an den eNB 102 berichtet wird. Die Vorbereitung für den Handover im Voraus bietet ein effizienteres Verfahren, um den Vermittlungsknoten vom Ausgang 114 zum Ziel 900 zu ändern, indem die Signalisierung mit dem eNB 102 und auch die Verzögerung reduziert wird. Wie in 11 gezeigt, könnte in einem Beispiel ein automatisches Wechseln von der Ausgangs-Relay-UE 114 zur Ziel-Relay-UE 900 stattfinden, was ähnlich ist zu einer Zellenreselektion, statt Schritt 6 auszuführen, was ähnlich ist zu einem Handover. Das kann die Verzögerung weiter reduzieren, und da alle der Ziel-Relay-UEs für eine Verbindung mit der UE vorbereitet werden, ist diese automatische Auswahl der neuen Relay-UE 900 möglich. Die Übertragung beliebiger Kernnetz-Kontextinformationen würde dann vollständig von dem eNB in Kombination mit anderen Netzwerkeinheiten durchgeführt werden. Die neue Relay-UE 900 würde im Ergebnis dies als eine neue verbindende UE betrachten. Allerdings kann in einigen Beispielen eine Anfangsphase des Aufbauens der Kontextinformationen aufgrund der vorherigen Kenntnis der von dem eNB 102 bereitgestellten out-of-coverage-UE 112 unterschiedlich sein. Sobald die out-of-coverage-UE 112 einen neue Relay-UE 900 auswählt und einen Hinweis an die neue Relay-UE 900 liefert, kann der eNB 102 den Kontext basierend auf Kenntnis der Ausgangs-Relay-UE 114 innerhalb dem eNB 102 und Kernnetzwerk übertragen. Zusammenfassend sind die zwei oben identifizierten Ansätze wie folgt:

  • • Anordnung der Art der automatischen Zellen-Reselektion, bei der eine out-of-coverage-UE ohne Instruktionen von dem eNB automatisch eine neue Relay-UE gemäß einer empfangenen Signalstärke des D2DSS auswählt; oder
  • • Handover-Verfahren, bei dem der eNB die UE anweist, einen Handover zu einer Ziel-Relay-UE durchzuführen.

Jede dieser Optionen liefert unterschiedliche Vorteile. Beispielsweise selbst wenn das Zellen-Reselektionsverfahren einen Ansatz liefern mag, der weniger Signalisierungsmehraufwand bedeutet, kann es bevorzugt sein, das Handover-artige Verfahren zu verwenden, um geeignete Kontextinformationen aufzubauen.

Übertragung eines D2DSS für Handover-Messungen durch eine out-of-coverage-UE

Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung bereitgestellt, bei der eine out-of-coverage-UE 112 in Vorbereitung eines Wechsels einer Relay-UE von einer in-coverage-UE 114 ein Bakensignal überträgt, statt dass das Bakensignal (D2DSS) von den Kandidaten-Relay-UEs übertragen wird. Gemäß diesem Beispiel wird ein Vorteil bereitgestellt, in dem eine Verzögerung sowie ein Betrag der Signalisierungsnachrichten zwischen der Ausgangs-Relay-UE 114 und der out-of-coverage-UE 112 reduziert wird. Die Kommunikation der Signalisierungsnachrichten kann auf einer möglicherweise schlechten Funkverbindung erfolgen. Allerdings kann die Verminderung von Verzögerung und Signalisierungsnachrichten, die auf einer möglicherweise schwachen Funkverbindung übertragen werden, auf Kosten von vergrößerten Signalisierungsnachrichten erfolgen, die erforderlich sind, um zwischen möglichen Vermittlern 101, 900 und dem eNB 102 übertragen zu werden, welche die Messberichte sind. Dieses beispielhafte Ausführungsbeispiel kann robuster sein, da die zusätzliche Signalisierung lediglich von Relay-UEs 101, 900 im Abdeckungsbereich eines eNB 102 durchgeführt würden, was weniger fehlerbehaftet sein könnte als das Senden von Messberichten über eine Ausgangs-Relay-UE 114 von der sich die out-of-coverage-UE 112 wegbewegt. Lediglich die Relay-UEs 101, 900, die eine gute Signalstärke des Bakensignals (D2DSS) messen, das von der out-of-coverage-UE 112 übertragen wird, müssen berichtet werden. Somit kann ein Signalisierungsmehraufwand reduziert werden. Der Reselektions-Ansatz wäre nicht möglich, jedoch könnte es möglich sein, dass ein Ziel-Relay sich mit der UE verbindet nachdem die UE eine Kommunikation mit dem Ausgangs-Relay verloren hat.

Die 12 und 13 liefern ein veranschaulichendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Technik. Wie in 12 als erster Schritt 1 gezeigt ist, detektiert die out-of-coverage-UE 112, dass eine empfangene Signalstärke einer Referenzleistung unter einen vorbestimmten Schwellwert gefallen ist, was folglich einen Prozess auslöst, bei dem die out-of-coverage-UE 112 mit der Auswahl einer neuen Relay-UE beginnt. Im Gegensatz zu dem beispielhaften Ausführungsbeispiel das oben unter Bezugnahme auf die 7 bis 11 beschrieben wurde, überträgt die out-of-coverage-UE 112 dann in Schritt 2 ein Bakensignal an jede der in-coverage-UEs 604, die als ein Vermittlungsknoten agieren könnten. In Schritt 3 wird das gemessene Referenzsignals der Empfangsfeldstärke (RSRP = "Reference Signal Received Power"), das eine Signalstärke des von der out-of-coverage-UE 112 empfangenen Bakensignals wiedergibt, durch jede der verfügbaren in-coverage-UEs an den eNB 102 berichtet. Der eNB vergleicht dann die Ergebnisse von jeder der in-coverage-UEs und wählt eine von diesen als die Ziel-Relay-UE 900 aus.

Wie in 13 gezeigt ist, überträgt in Schritt 4 der eNB 102, der ermittelt hat, welche der in-coverage-UEs als eine Relay-UE 900 agieren soll, einen Handover-Befehl an die Ziel-Relay-UE 900. Gemäß dem Verfahrensschritt 4 wird der Handover-Befehl mittels der Ziel-Relay-UE 900 gesendet statt mit der Ausgangs-Relay-UE 114, um einem potentiellen Abdeckungverlust von der Ausgangs-Relay-UE 114 zu begegnen. Demgemäß würde sich dieser Prozess von einem gewöhnlichen Handover-Befehl unterscheiden, da die out-of-coverage-UE 112 den Handover-Befehl in Kommunikationsressourcen des Downlinks empfangen kann, die bereits bekannt sind. Beispielsweise können die gleichen Downlink-Kommunikationsressourcen, die für die Ausgangs-Relay-UE 114 konfiguriert wurden, für die Ziel-Relay-UE 900 verwendet werden, indem etwas wie eine "PULL“-Nachricht verwendet wird, um den Relay-Wechsel/Handover zu beenden. Gemäß diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann eine Reduktion der Menge an D2D-Kommunikationsressourcen, die für die Übertragung eines Bakensignals erforderlich sein können, erreicht werden, da lediglich die out-of-coverage-UE 112 ein Bakensignal überträgt statt mehrere in-coverage-UEs, die als Vermittlungsknoten agieren können. Ferner kann eine Reduktion der Menge an Signalisierungsnachrichten auf D2D-Kommunikationen erreicht werden.

Zusammenfassung

Anhand der obigen Erläuterungen ist ersichtlich, dass Ausführungsbeispiele der vorliegenden Technik folgendes liefern können:

  • • Verfahren zum Wechseln unter mehreren Ziel-Relay-Bakensignalen zur Verwendung für eine Auswertung von Messungen für Handover/Relay-Reselektion.
  • • Es ist nicht erforderlich, dass Relays kontinuierlich das D2DSS/Bakensignal senden, was Ressourcen und Batterie im Relay spart.

Verschiedene weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen definiert und es können verschiedene Kombinationen der Merkmale der abhängigen Ansprüche mit denen der unabhängigen Ansprüche vorgenommen werden, die sich von den spezifischen Kombinationen, die in den Anspruchsrückbezügen gegeben sind, unterscheiden können. Es können auch Modifikationen an den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgenommen werden, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Obgleich es erscheinen mag, dass ein Merkmal in Verbindung mit bestimmten Ausführungsbeispielen beschrieben ist, würde beispielsweise ein Fachmann erkennen, dass verschiedene Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele gemäß der Offenbarung kombiniert werden können.

Anhang 1:

Die vereinfachte Struktur des Downlinks einer LTE-Funkzugriffsschnittstelle, die in 2 dargestellt ist, umfasst auch eine Darstellung jedes Unterrahmens 201, der einen Steuerbereich 205 für die Übertragung von Steuerungsdaten, einen Datenbereich 206 für die Übertragung von Nutzdaten, Referenzsignale 207 und Synchronisierungssignale aufweist, die in die Steuer- und Datenbereiche gemäß einem vorbestimmten Muster eingefügt sind. Der Steuerbereich 204 kann eine Anzahl von physikalischen Kanälen für die Übertragung von Steuerdaten umfassen, wie beispielsweise einen Physical-Downlink-Control-Channel PDCCH, einen Physical-Control-Format-Indicator-Channel PCFICH und einen Physical-HARQ-Indicator-Channel PHICH. Der Datenbereich kann eine Anzahl von physikalischen Kanälen für die Übertragung von Daten enthalten, wie beispielsweise einen Physical-Downlink-Shared-Channel PDSCH und einen Physical-Broadcast-Channel PBCH. Obgleich diese physikalischen Kanäle im Hinblick auf Ressourcen-Zuordnung und die vorliegende Offenbarung einen breiten Bereich an Funktionalität für LTE-Systeme liefern, sind PDCCH und PDSCH am relevantesten. Weitere Informationen bezüglich der Struktur und Funktionsweise der physikalischen Kanäle von LTE-Systemen können in [1] gefunden werden.

Ressourcen innerhalb des PDSCH können von einem eNodeB an UEs zugewiesen werden, die von dem eNodeB versorgt werden. Beispielsweise kann eine Anzahl an Ressourcenblöcken des PDSCH einem UE zugewiesen werden, sodass dieses Daten empfangen kann, die es zuvor beantragt hat, oder Daten, die es von dem eNodeB zugesendet bekommt, wie beispielsweise Radio-Resource-Control RRC-Signalisierung. In 2 wurden UE 1 Ressourcen 208 des Datenbereichs 206 zugewiesen, UE 2 wurden Ressourcen 209 zugewiesen und UE Ressourcen 210. UEs in einem LTE-System kann ein Bruchteil der verfügbaren Ressourcen des PDSCH zugewiesen werden und deshalb ist es erforderlich, dass UEs über den Ort der ihren zugewiesenen Ressourcen innerhalb des PDSCH informiert werden, sodass nur relevante Daten innerhalb des PDSCH detektiert und geschätzt werden. Um UEs über den Ort der ihnen zugewiesenen Kommunikations-Ressourcen zu informieren, werden Resource-Control-Informationen, die Downlink-Ressourcen-Zuweisungen spezifizieren, über den PDCCH übertragen, in einer Form, die als Downlink-Control-Information DCI bezeichnet wird, wobei Ressourcenzuweisungen für einen PDSCH in einem vorangehenden PDCCH-Vorgang im selben Unterrahmen kommuniziert werden. Während eines Ressourcenzuweisungsprozesses überwachen somit UEs den PDCCH im Hinblick auf die DCI, die an sie adressiert ist, und sobald solch eine DCI detektiert wird, empfangen sie die DCI und detektieren und schätzen die Daten von dem relevanten Teil des PDSCH.

Jeder Uplink-Unterrahmen kann mehrere unterschiedliche Kanäle enthalten, beispielsweise einen Physical-Uplink-Shared-Channel PUSCH 305, einen Physical-Uplink-Control-Channel PUCCH 306, und einen Physical-Random-Access-Channel PRACH. Der Physical-Uplink-Control-Channel PUCCH kann Steuerungsinformationen wie beispielsweise ACK/NACK an den eNodeB übertragen, für Downlink-Übertragungen, Scheduling-Request-Indikatoren SRI für UEs, denen Uplink-Ressourcen zugeteilt werden sollen, sowie Feedback von Downlink-Channel-State-Information CSI zum Beispiel. Der PUSCH kann beispielsweise UE-Uplink-Daten oder diverse Uplink-Steuerungsdaten übertragen. Ressourcen des PUSCH werden über PDCCH erteilt, wobei solch eine Zuteilung üblicherweise ausgelöst wird, indem zum Netzwerk die Datenmenge kommuniziert wird, die bei dem UE in einem Puffer für die Übertragung bereitsteht. Der PRACH kann in einer beliebigen der Ressourcen eines Uplink-Rahmens gemäß einem oder mehreren PRACH-Mustern geplant werden, welche in Downlink-Signalisierung wie, beispielsweise in Systeminformationsblöcken an ein UE übertragen werden können. Gleichermaßen wie physikalische Uplink-Kanäle können auch Uplink-Unterrahmen Referenzsignale enthalten. Beispielsweise können Demodulations-Referenzsignale DMRS 307 und Sounding-Referenzsignale SRS 308 in einem Uplink-Unterrahmen enthalten sein, wobei die DMRS das vierte Symbol eines Schlitzes belegen, in dem ein PUSCH übertragen wird, und sie werden zum Dekodieren von PUCCH- und PUSCH-Daten genutzt, und wobei SRS für eine Uplink-Kanalschätzung an dem eNodeB verwendet werden. Weitere Informationen bezüglich der Struktur und der Funktionsweise der physikalischen Kanäle von LTE-Systemen können in [1] gefunden werden.

Auf analoge Weise zu den Ressourcen des PDSCH, ist es erforderlich, dass Ressourcen des PUSCH durch den Serving-eNodeB geplant oder zugewiesen werden, sodass, falls von einem UE Daten übertragen werden sollen, Ressourcen des PUSCH dem UE von dem eNodeB erteilt werden müssen. Bei einem UE wird eine PUSCH-Ressourcenzuweisung erreicht, indem ein Scheduling-Request oder ein Puffer-Statusbericht an den eNodeB gesandt wird, der es versorgt. Wenn nicht ausreichend Uplink-Ressourcen für die UE bereitstehen, um einen Puffer-Statusbericht zu senden, kann der Scheduling-Request durchgeführt werden, durch die Übertragung von Uplink-Steuerungsinformationen UCI auf dem PUCCH wenn keine existierende PUSCH-Zuweisung für die UE vorliegt, oder durch direkte Übertragung auf dem PUSCH wenn ein existierende PUSCH-Zuweisung für die UE vorliegt. Als Antwort auf einen Scheduling-Request ist der eNodeB so konfiguriert, dass er einen Teil der PUSCH-Ressource der anfragenden UE zuteilt, der ausreicht für die Übertragung eines Puffer-Statusberichts, und dann über eine DCI im PDCCH die UE über die Puffer-Statusbericht-Ressourcenzuweisung informiert. Sobald oder falls die UE eine adäquate PUSCH-Ressource hat, um einen Puffer-Statusbericht zu senden, wird der Puffer-Statusbericht an den eNodeB gesandt und er gibt dem eNodeB Informationen bezüglich der Datenmenge in einem Uplink-Puffer oder Puffern an dem UE. Nach Empfang des Puffer-Statusberichts kann der eNodeB Teile der PUSCH-Ressourcen dem sendenden UE zuweisen, um einige seiner gepufferten Uplink-Daten zu übertragen, und dann über eine DCI im PDCCH die UE über die Ressourcenzuweisung zu informieren. Wird beispielsweise angenommen, dass ein UE eine Verbindung mit dem eNodeB hat, so wird die UE erst einen PUSCH-Ressource-Request in den PUCCH in Form einer UCI übertragen. Die UE wird dann den PDCCH auf einen geeigneten PCI überwachen, Details der PUSCH-Ressourcenzuweisung extrahieren und Uplink-Daten in den zugewiesenen Ressourcen übertragen, die erst einen Puffer-Statusbericht umfassen, und/oder später einen Teil der gepufferten Daten.

Obgleich sie in ihrer Struktur ähnlich zu Downlink-Unterrahmen sind, haben Uplink-Unterrahmen eine andere Steuerungsstruktur als Downlink-Unterrahmen, insbesondere sind die oberen 309 und unteren 310 Unterträger/Frequenzen/Ressourcenblöcke eines Uplink-Unterrahmens reserviert für Steuersignalisierung statt für die initialen Symbole eines Downlink-Unterrahmens. Ferner, obgleich der Ressourcenzuweisungsprozess für den Downlink und den Uplink relativ ähnlich sind, kann die tatsächliche Struktur der Ressourcen, die zugewiesen werden können, aufgrund der unterschiedlichen Charakteristiken der OFDM und SC-FDM-Schnittstellen, die im Downlink bzw. Uplink verwendet werden, variieren. In OFDM wird jeder Unterträger individuell moduliert und deshalb ist es nicht erforderlich, dass Frequenz/Unterträger-Zuweisungen aufeinanderfolgen. Dagegen werden in SC-FDM Unterträger in Kombination moduliert und deswegen werden, für eine effiziente Nutzung der verfügbaren Ressourcen, aufeinanderfolgende Frequenzzuweisungen für jedes UE bevorzugt.

Als Ergebnis der oben beschriebenen Funkschnittstellenstruktur und Funktionsweise können ein oder mehrere UEs Daten miteinander über einen koordinierenden eNodeB kommunizieren, so dass sie ein konventionelles zelluläres Kommunikationssystem bilden. Obgleich zelluläre Kommunikationssysteme wie jene, die auf den bereits veröffentlichten LTE-Standards basieren, kommerziell erfolgreich waren, sind einige Nachteile mit solch zentralisierten Systemen verbunden. Falls beispielsweise zwei UEs, die sich nahe beieinander befinden, miteinander kommunizieren wollen, sind ausreichende Uplink- oder Downlink-Ressourcen erforderlich, um die Daten zu übertragen. Deshalb werden zwei Teile der Systemressourcen für das Übertragen eines einzelnen Datenteils verwendet. Ein zweiter Nachteil besteht darin, dass ein eNodeB erforderlich ist, wenn UEs, selbst wenn sie sich nahe beieinander befinden, miteinander kommunizieren wollen. Diese Beschränkungen können problematisch sein, wenn das System eine hohe Last erfährt oder keine eNodeB-Abdeckung verfügbar ist, beispielsweise in entfernten Gebieten oder wenn eNodeBs nicht korrekt funktionieren. Ein Beheben dieser Beschränkungen kann sowohl die Kapazität als auch die Effizienz von LTE-Netzwerken erhöhen, es kann aber auch zu neuen Möglichkeiten für LTE-Netzbetreiber zur Generierung von Einnahmen führen.

Die folgenden nummerierten Absätze liefern weitere beispielhafte Aspekte und Merkmale der vorliegenden Technik:

  • Absatz 1. Kommunikationsgerät, umfassend
    einen Sender, der dazu ausgelegt ist, Signale an ein oder mehrere andere Kommunikationsgeräte über eine Funkzugriffsschnittstelle zu übertragen, um Gerät-zu-Gerät-Kommunikationen durchzuführen, wobei die Funkzugriffsschnittstelle bereitgestellt wird, um innerhalb des Funkabdeckungsbereichs einer Infrastruktureinrichtung eines Mobilfunknetzes Signale an die Infrastruktureinrichtung zu übertragen,
    einen Empfänger, der dazu ausgelegt ist, Signale von den ein oder mehreren anderen Kommunikationsgeräten über die Funkzugriffsschnittstelle zu empfangen, wobei die Funkzugriffsschnittstelle bereitgestellt wird, um innerhalb des Funkabdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung Signale von der Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu empfangen, und
    eine Steuerung zum Ansteuern des Senders und des Empfängers derart, dass diese die Signale über die Funkzugriffsschnittstelle übertragen oder empfangen, um Daten zu übertragen oder zu empfangen, die von den Signalen repräsentiert werden, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, vorbestimmten Bedingungen unterliegend, in Kombination mit dem Sender und dem Empfänger
    ein oder mehrere Bakensignale von ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräten zu empfangen, die als ein Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agieren können, wenn dieses sich außerhalb des Abdeckungsbereichs befindet, sodass der Empfänger nicht die Signale von der Infrastruktureinrichtung empfangen kann oder die Signale an die Infrastruktureinrichtung senden kann, oder
    ein Bakensignal an die ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräte zu übertragen, die als ein Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agieren können, wenn sich dieses außerhalb des Abdeckungsbereichs befindet, und
    die Signale, welche die Daten repräsentieren, an eines der anderen in-coverage Kommunikationsgeräte zu übertragen, um als ein Ziel-Vermittlungsknoten für die Übertragung der Daten an die Infrastruktureinrichtung zu agieren, oder
    die Signale, welche die Daten repräsentieren, von einem der anderen in-coverage Kommunikationsgeräte, die als Ziel-Vermittlungsknoten agieren, zu empfangen, die von der Infrastruktureinrichtung empfangen wurden.
  • Absatz 2. Kommunikationsgerät nach Absatz 1, wobei die Steuerung mit dem Sender und dem Empfänger dazu ausgelegt ist
    Signale, welche die Daten repräsentieren, an ein erstes in-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen, das als ein Ausgangs-Vermittlungsknoten für das Kommunikationsgerät agiert, wobei das erste in-coverage-Kommunikationsgerät dazu in der Lage ist, Signale an die Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu übertragen, und
    Signale, welche die Daten repräsentieren von dem ersten in-coverage-Kommunikationsgerät zu empfangen, das als der Ausgangs-Vermittlungsknoten agiert, wobei der Ausgangs-Vermittlungsknoten innerhalb eines Abdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes liegt, wobei der Ausgangs-Vermittlungsknoten so ausgelegt ist, dass er die von dem Kommunikationsgerät empfangenen Signale, welche die Daten repräsentieren, an die Infrastruktureinrichtung überträgt und die von der Infrastruktureinrichtung empfangenen Signale, welche die Daten repräsentieren, an das Kommunikationsgerät überträgt.
  • Absatz 3. Kommunikationsgerät nach Absatz 1 oder 2, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, empfangene der Bakensignale zu vergleichen und
    eines der in-coverage-Kommunikationsgeräte auszuwählen, um als ein Ziel-Vermittlungsknoten zu agieren.
  • Absatz 4. Kommunikationsgerät nach Absatz 3, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, in Kombination mit dem Sender eine Angabe an das in-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen, das als der Vermittlungsknoten agiert, um an die Infrastruktureinrichtung des ausgewählten in-coverage-Kommunikationsgeräts zu kommunizieren, als Ziel-Vermittlungsknoten zu agieren.
  • Absatz 5. Kommunikationsgerät nach Absatz 4, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, in Kombination mit dem Sender die Angabe des ausgewählten in-coverage-Kommunikationsgeräts, das als Ziel-Vermittlungsknoten agieren soll, an das ausgewählte in-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen, für eine Übertragung durch das ausgewählte in-coverage-Kommunikationsgerät an die Infrastruktureinrichtung.
  • Absatz 6. Kommunikationsgerät nach Absatz 4, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, in Kombination mit dem Sender die Angabe des ausgewählten in-coverage-Kommunikationsgeräts, das als Ziel-Vermittlungsknoten agieren soll, an das erste der in-coverage-Kommunikationsgeräte zu übertragen, für eine Übertragung durch das erste in-coverage-Kommunikationsgerät an die Infrastruktureinrichtung.
  • Absatz 7. Kommunikationsgerät nach Absatz 1 oder 2, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, in Kombination mit dem Sender
    eine relative Strenge des Bakensignals, das von den ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräten empfangen wird, die als Relay-Knoten agieren können, mittels dem ersten in-coverage-Kommunikationsgerät, das als der Ausgangs-Vermittlungsknoten agiert, an die Infrastruktureinrichtung zu übertragen, und
    von der Infrastruktureinrichtung mittels dem ersten in-coverage-Kommunikationsgerät, das als der Ausgangs-Vermittlungsknoten agiert, eine Angabe eines der anderen in-coverage-Kommunikationsgeräte zu empfangen, das für das Kommunikationsgerät als Ziel-Vermittlungsknoten agieren soll.
  • Absatz 8. Kommunikationsgerät nach einem der Absätze 1 bis 7, wobei die vorbestimmten Bedingungen eine Qualität der Kommunikation der Daten umfassen, die von dem ersten in-coverage-Kommunikationsgerät empfangen werden oder von diesem übertragen werden.
  • Absatz 9. Kommunikationsgerät nach einem der Absätze 1 bis 7, wobei die vorbestimmten Bedingungen eine Signalstärke eines von dem ersten der in-coverage-Kommunikationsgeräte empfangenen Signals umfassen, das unterhalb einen vorbestimmten Schwellwert fällt.
  • Absatz 10. Kommunikationsgerät, umfassend
    einen Sender, der dazu ausgelegt ist, Signale an ein oder mehrere andere Kommunikationsgeräte über eine Funkzugriffsschnittstelle zu übertragen, um Gerät-zu-Gerät-Kommunikationen durchzuführen und um innerhalb eines Funkabdeckungsbereichs einer Infrastruktureinrichtung eines Mobilfunknetzes Signale über die Funkzugriffsschnittstelle an die Infrastruktureinrichtung zu senden,
    einen Empfänger, der dazu ausgelegt ist, Signale von den ein oder mehreren anderen Kommunikationsgeräten über die Funkzugriffsschnittstelle zu empfangen, und innerhalb des Funkabdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung Signale über die Funkzugriffsschnittstelle von der Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu empfangen, und
    eine Steuerung, um den Sender und den Empfänger so anzusteuern, dass diese die Signale über die Funkzugriffsschnittstelle übertragen oder empfangen, um Daten zu übertragen oder zu empfangen, welche durch die Signale repräsentiert sind, und wobei der Sender und der Empfänger dazu ausgelegt sind, mit der Steuerung
    eine Angabe zu empfangen, dass das Kommunikationsgerät ein in-coverage-Kommunikationsgerät ist, das als ein Ziel-Vermittlungsknoten für ein out-of-coverage-Kommunikationsgerät agieren soll,
    Signale, welche Uplink-Daten repräsentieren, von einem out-of-coverage-Kommunikationsgerät gemäß einer Gerät-zu-Gerät-Kommunikation für die Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu empfangen,
    Signale, welche die Uplink-Daten repräsentieren, an Infrastruktureinrichtung zu übertragen, oder
    Signale, welche Downlink-Daten repräsentieren, von der Infrastruktureinrichtung zu empfangen, und
    Signale, welche die Downlink-Daten repräsentieren, gemäß einer Gerät-zu-Gerät-Kommunikation an das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen.
  • Absatz 11. Kommunikationsgerät nach Absatz 10, wobei die Angabe, dass das Kommunikationsgerät ein in-coverage-Kommunikationsgerät ist, das als Vermittlungsknoten für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät agieren soll, ein Empfangen von Uplink-Daten von dem out-of-coverage Kommunikationsgerät umfasst, wobei das out-of-coverage-Kommunikationsgerät das Kommunikationsgerät als einen Ziel-Vermittlungsknoten ausgewählt hat.
  • Absatz 12. Kommunikationsgerät nach Absatz 10, wobei die Angabe, dass das Kommunikationsgerät ein in-coverage-Kommunikationsgerät ist, das als Vermittlungsknoten für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät agieren soll, ein Empfangen der Angabe von der Infrastruktureinrichtung umfasst.
  • Absatz 13. Kommunikationsgerät nach Absatz 10, 11 oder 12, wobei die Steuerung in Kombination mit dem Sender und dem Empfänger dazu ausgelegt ist,
    ein Bakensignal zu empfangen, das von dem out-of-coverage-Kommunikationsgerät übertragen wird,
    eine Signalstärke des empfangenen Bakensignal zu bestimmen, und
    eine Angabe der Signalstärke des empfangenen Bakensignals an eines der out-of-coverage-Kommunikationsgeräte oder die Infrastruktureinrichtung zu übertragen.
  • Absatz 14. Kommunikationsgerät nach Absatz 10, 11 oder 12, wobei die Steuerung in Kombination mit dem Sender und dem Empfänger dazu ausgelegt ist
    eine Anfrage zu empfangen, ein Bakensignal von dem out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen,
    das Bakensignal an das out-of-coverage-Kommunikationsgerät gemäß eines Gerät-zu-Gerät-Kommunikationsprotokolls zu übertragen, wobei das Kommunikationsgerät durch das out-of-coverage-Kommunikationsgerät oder die Infrastruktureinrichtung gemäß dem von dem out-of-coverage-Kommunikationsgerät empfangenen Bakensignal dazu ausgewählt ist, als der Ziel-Vermittlungsknoten für ein out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu agieren.
  • Absatz 15. Kommunikationsgerät, umfassend
    einen Sender, der dazu ausgelegt ist, Signale an ein oder mehrere andere Kommunikationsgeräte über eine Funkzugriffsschnittstelle zu übertragen, um Gerät-zu-Gerät-Kommunikationen durchzuführen und um innerhalb eines Funkabdeckungsbereichs einer Infrastruktureinrichtung eines Mobilfunknetzes Signale über die Funkzugriffsschnittstelle an die Infrastruktureinrichtung zu senden,
    einen Empfänger, der dazu ausgelegt ist, Signale von den ein oder mehreren anderen Kommunikationsgeräten über die Funkzugriffsschnittstelle zu empfangen, und innerhalb des Funkabdeckungsbereichs der Infrastruktureinrichtung Signale über die Funkzugriffsschnittstelle von der Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu empfangen, und
    eine Steuerung, um den Sender und den Empfänger so anzusteuern, dass diese die Signale über die Funkzugriffsschnittstelle übertragen oder empfangen, um Daten zu übertragen oder zu empfangen, welche durch die Signale repräsentiert sind, und wobei der Sender und der Empfänger dazu ausgelegt sind, mit der Steuerung
    Signale, welche Uplink-Daten repräsentieren, von einem out-of-coverage-Kommunikationsgerät gemäß einer Gerät-zu-Gerät-Kommunikation für die Infrastruktureinrichtung des Mobilfunknetzes zu empfangen,
    Signale, welche die Uplink-Daten repräsentieren, an Infrastruktureinrichtung zu übertragen, oder
    Signale, welche Downlink-Daten repräsentieren, von der Infrastruktureinrichtung zu empfangen, und
    Signale, welche die Downlink-Daten repräsentieren, gemäß einer Gerät-zu-Gerät-Kommunikation an das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen, um als ein Ausgangs-Vermittler für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu agieren,
    vorbestimmten Bedingungen unterliegend, eine Anfrage an ein oder mehrere andere in-coverage-Kommunikationsgeräte oder die Infrastruktureinrichtung zu übertragen, um ein Bakensignal an das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu übertragen, so dass, basierend auf einer Signalqualität des von dem ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräten empfangenen Bakensignals, eines der ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräte ausgewählt werden kann, um als ein Ziel-Vermittler für das out-of-coverage-Kommunikationsgerät zu agieren.
  • Absatz 16. Kommunikationsgerät nach Absatz 15, wobei die vorbestimmten Bedingungen eine Signalqualität eines oder mehrerer Signale umfassen, die von dem Empfänger empfangen werden, oder eine von dem Empfänger empfangene Angabe einer Signalqualität eines Signals, das von dem Sender übertragen wird und von dem out-of-coverage-Kommunikationsgerät empfangen wird, das unter einen bestimmten Schwellwert fällt.
  • Absatz 17. Kommunikationsgerät nach Absatz 15 oder 16, wobei die Steuerung in Kombination mit dem Sender und dem Empfänger dazu ausgelegt ist
    eine Angabe von dem out-of-coverage-Kommunikationsgerät über eine empfangene Signalstärke des Bakensignals zu empfangen, das von dem out-of-coverage-Kommunikationsgerät von jedem der ein oder mehreren anderen in-coverage-Kommunikationsgeräten empfangen wurde, und
    jede der Angaben über die empfangene Signalstärke des Bakensignals an die Infrastruktureinrichtung zu übertragen, um eines der ein oder mehreren in-coverage-Kommunikationsgeräte dazu auszuwählen, als ein Ziel-Vermittlungsknoten zu agieren.

Referenzen

  • [1] LTE for UMTS: OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access, Harris Holma and Antti Toskala, Wiley 2009, ISBN 978-0-470-99401-6.
  • [2] "LTE Device to Device Proximity Services – Radio Aspects" described in RP-122009.
  • [3] 3GPP technical report 36.843.
  • [4] ftp://ftp.3gpp.org/tsg_ran/TSG_RAN/TSGR_66/Docs/RP-142229.zip
  • [5] EP14184600.6
  • [6] PCT/2014/078087
  • [7] PCT/2014/078093
  • [8] PCT/2014/079338
  • [9] PCT/2014/077447
  • [10] PCT/2014/077396
  • [11] PCT/2014/079335