Механизмы одноранговой (d2d) коммуникации

Механизмы одноранговой (d2d) коммуникации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

В современном обществе устройства беспроводной связи используются повсеместно. Существенное увеличение применения беспроводных устройств обеспечивается, в частности, за счет увеличения функциональных возможностей устройств. Когда-то беспроводные устройства использовались только для обеспечения голосовой связи и обмена текстовой информацией, но их способность отображать аудиовизуальные презентации привела к необходимости иметь возможность передавать и принимать фотографии, информацию, связанную с играми, телевизионными передачами, фильмы и так далее.

Одним из способов увеличения количества данных, которые могут быть переданы, является устранение потенциальных ограничений, которые могут возникнуть в беспроводной сети. Например, шлюзы, такие как обслуживающие шлюзы и шлюзы сети пакетной передачи данных, которые могут становиться источником искажений в период интенсивного использования беспроводной сети.

Краткое описание чертежей

Признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из подробного описания, которое приводится ниже совместно с сопроводительными чертежами, которые иллюстрируют, в качестве примера, признаки изобретения; и где:

фиг. 1 иллюстрирует блок-схему беспроводной сети в соответствии с примером;

фиг. 2 иллюстрирует упрощенную блок-схему беспроводной сети в соответствии с примером;

фиг. 3 иллюстрирует блок-схему беспроводной сети с беспроводным каналом передачи данных для обеспечения однорангового (D2D) соединения в соответствии с примером;

фиг. 4 иллюстрирует блок-схему алгоритма для установления беспроводного канала передачи данных для D2D соединения, как показано на фиг. 3, в соответствии с примером;

фиг. 5 иллюстрирует блок-схему беспроводной сети с дополнительным беспроводным каналом передачи данных для D2D соединения в соответствии с примером;

фиг. 6 иллюстрирует блок-схему алгоритма для установления беспроводного канала передачи данных для D2D соединения, как показано на фиг. 4, в соответствии с примером;

фиг. 7 изображает блок-схему алгоритма для активации одноранговой (D2D) коммуникации в беспроводной сети в узле передачи в соответствии с примером;

фиг. 8 изображает блок-схему алгоритма для активации одноранговой (D2D) коммуникации в беспроводной сети на узле управления мобильностью (ММЕ) в соответствии с примером; и

фиг. 9 иллюстрирует схему беспроводного устройства в соответствии с примером.

Ссылка будет сделана на проиллюстрированные примерные варианты осуществления и будут использованы здесь конкретные формулировки для описания одного и того же. Однако следует понимать, что не предполагается никаких ограничений на объем изобретения.

Подробное описание

До раскрытия и описания настоящего изобретения, следует понимать, что данное изобретение не ограничивается описанными здесь конкретными структурами, этапами процесса или материалами, но распространяется на их эквиваленты, как будет понятно специалистам в данной области техники. Следует также понимать, что терминология, используемая в данном документе, используется только с целью описания конкретных вариантов осуществления и не предназначена для ограничения.

Термины и определения

Как используется здесь, термин «по существу » означает всю или почти всю величину или степень действия, характеристики, свойства, состояния, структуры, элемента или результата. Например, объект, который ″по существу″ завершен, будет означать, что объект может быть полностью завершен или почти полностью завершен. Конкретная допустимая величина отклонения от абсолютной величины целостности может в некоторых случаях зависеть от конкретного контекста. Однако, вообще говоря, близость завершения будет определяться таким образом, чтобы иметь один и тот же общий результат, как если бы были получены абсолютные и полные значения завершения. Использование термина "по существу" в равной степени применимо при использовании в негативном контексте для обозначения полного или почти полного отсутствия действия, характеристики, имущества, состояния, структуры, детали или результата.

Пример вариантов осуществления

Далее представлен первоначальный обзор технологических вариантов осуществления и затем приведено более подробное описание конкретной технологии вариантов осуществления. Это первоначальное краткое изложение предназначено для оказания помощи читателям в более быстром понимании технологии, но не предназначено для определения ключевых признаков или существенных признаков технологии, и также не предназначено для ограничения объема заявленного предмета. Следующие определения приведены для ясности обзора и вариантов осуществления, описанных ниже.

Есть много приложений, которые, естественно, обеспечивают одноранговый (D2D) или пиринговый (Р2Р) трафик данных в открытом Интернете. Например, одно приложение, которое использует преимущество Р2Р сетей, является Skype®. При использовании Skype, логин, аутентификация и биллинг направляются на сервер Skype непосредственно. Пост-аутентификация, любое установление тракта передачи данных для любых голосовых или видео звонков осуществляются непосредственно между пользователями Skype, без направления через сервер. Многие другие виды приложений для обмена сообщениями могут также работать таким же образом.

Однако, когда приложение Р2Р, такое как Skype, инициируется между двумя пользователями в беспроводной сети и пользователи связаны с различными беспроводными узлами передачи в сети, тракт передачи данных в сети не оптимизирован для Р2Р или D2D трафика. Поскольку создаются все больше и больше приложений, которые используют преимущества Р2Р и D2D соединений, беспроводные сети могут быть реконфигурированы с целью оптимизации трактов передачи данных для установления более прямых соединений между беспроводными устройствами. Возможность подключения устройств по более прямому тракту может также уменьшить ограничения в сети беспроводной связи, которые могут возникнуть во время передачи большого объема данных. В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения предусмотрены механизмы, обеспечивающие функционирование различных форм ″управляемых оператором″ конфигураций D2D.

Фиг. 1 иллюстрирует пример одного типа беспроводной сети проекта партнерства третьего поколения (3GPP) стандарта «Долгосрочное развитие» (LTE) сети и системы радиодоступа (RAN). Система работает на основе спецификации 3GPP LTE, такой как релизы 8, 9 и 10. Приведенный данный пример не предназначен для ограничения. Другие беспроводные сети, такие как стандарт 802.16 Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE), как правило, называются WiMAX и IEEE 802.11 стандартов, как правило, называются как Wi-Fi, также могут быть реконфигурированы для обеспечения большего количества прямых соединений между беспроводными устройствами, выполненными с возможностью работать в своих сетях. Набор стандартов включает в себя IEEE стандарт 802.11а, выпущенный в 1999 году для обеспечения коммуникации в 5 ГГц и 3,7 ГГц диапазоне, стандарт IEEE 802.11b, также выпущенный в 1999 году для обеспечения связи в диапазоне 2,4 ГГц, стандарт 802.11g, выпущенный в 2003 году для обеспечения связи в диапазоне 2,4 ГГц с помощью ортогонального частотного разделения каналов (OFDM) и/или передачей широкополосных сигналов по методу прямой последовательности (DSSS) и стандарт 802.11n, опубликованный в 2009 году для обеспечения связи в диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц, используя многоканальный вход-многоканальный выход (MIMO).

Такие стандарты, как Wi-Fi или Bluetooth используются для обеспечения беспроводных локальных сетей (WLAN), доступ к которым обеспечивается с помощью двухрежимных устройств, которые также способны иметь доступ к сотовой сети стандарта, например, WiMAX (Глобальная совместимость для микроволнового доступа) и 3GPP. Релизы стандарта IEEE 802.16 включают в себя IEEE 802.16е-2005, 802.16-2009 и 802.16m-2011. Релизы стандарта 3GPP включают в себя 3GPP LTE, релиз 8 в четвертом квартале 2008 года и 3GPP LTE Advanced релиз 10 в первом квартале 2011 года.

Для 3GPP LTE RAN 110, как показано на фиг. 1, может включать в себя узлы передачи, такие как модули сети наземного радиодоступа последующего поколения технологии (E-UTRAN или eUTRAN) или UTRAN, представленные как eNodeBs 112А и 112В. RAN может устанавливать связь с модулем развитого пакетного ядра (ЕРС). ЕРС может включать в себя обслуживающий шлюз (S-GW) и узел управления мобильностью (ММЕ) 130. ЕРС также может включать в себя шлюз (P-GW) 142 сети пакетной передачи данных (PDN) для подключения S-GW к PDN, такой как Интернет 180, Интранет или другой подобной сети. S-GW может обеспечить Р2Р доступ к сети Интернет и стандартный сетевой доступ для мобильных устройств, ассоциированных с RAN. S-GW и ММЕ могут находиться на прямой связи друг с другом посредством кабеля, провода, оптического волокна и/или аппаратных средств передачи, таких как маршрутизатор или ретранслятор. ENodeBs 112А-В могут быть соединены с беспроводными устройствами 150А-В через радиолинии LTE 115А-В, соответственно. Транзитное соединение 114, такое как линия Х2, может быть использовано для подключения eNBs. Линия Х2 обычно устанавливается на широкополосном проводном или оптическом соединении между eNBs. Соединения между eNBs 112А-В, в S-GW 120 и ММЕ 130 могут быть осуществлены через S1 тип соединений 124А-В, и 126А-В. Интерфейс S1 описан в 3GPP технической спецификации (TS) 36.410 версии 8 (2008-12-11), 9 (2009-12-10) и 10 (2011-03-23), которые находятся в открытом доступе.

ЕРС 160 также может включать в себя узел 144 Правил и политик тарификации (PCRF), который может быть использован для определения в режиме реального времени правил и политик в беспроводной сети. Узел PCRF может обеспечить доступ к абонентским базам данных и другим специализированным функциям, таким как системам зарядки, как можно видеть. Дополнительные политики могут быть добавлены для определения в режиме реального времени момента, когда оператор может конфигурировать сеть, чтобы сформировать D2D соединение, по меньшей мере, между двумя беспроводными устройствами. Как используется здесь, оператор является провайдером беспроводных сетевых услуг. Беспроводные устройства могут быть оба в сети оператора. Альтернативно, одно из беспроводных устройств может работать в сети другого оператора.

Фиг. 2 иллюстрирует упрощенный вид беспроводной сети, показанной на фиг. 1, показывая типичный тракт данных при осуществлении связи между первым UE 250А и вторым UE 250В. В этом примере, LTE радиоканал 215А (т.е. линия радиосвязи на основе 3GPP LTE спецификации версии 8/9/10) формируется между первым UE 250А и eNodeB 212А. Затем данные передаются от eNodeB 212А к ЕРС 260 через S1 соединение 226А, где может быть обеспечена коммуникация и управление через S-GW, P-GW, ММЕ и так далее. Затем данные направляются в eNodeB 212В, который ассоциирован со вторым UE (UE2) 250В. Данные направляются в eNodeB через S1 соединение 226В. Затем данные направляются посредством eNodeB в UE 2 по LTE радиоканалу 215В.

Для Р2Р или D2D соединений, использование ЕРС 260 может быть неэффективным. Кроме того, многие типы Р2Р и D2D соединений могут осуществлять передачу большого объема данных, таких как видео (т.е. Skype), и загружать файлы со значительным объемом данных. Эти передачи больших объемов данных могут привести к перегрузке в ЕРС. Соответственно, когда желательно установить или устанавливается соединение типа Р2Р или D2D, может быть образован более прямой тракт для передачи данных. Как используется здесь, термин D2D может включать в себя тип Р2Р коммуникации и/или приложения, выполненные с возможностью работать на основе Р2Р.

В одном варианте осуществления ЕРС 260 может включать в себя модуль 270 функционального обнаружения (DF). Несмотря на то что модуль DF, как показано, является частью ЕРС, данная конфигурация не предназначена для ограничения. Модуль DF также может быть подключен удаленно к ЕРС через PDN, подключенного к P-GW. Модуль DF может находиться на или быть на связи с ММЕ 130, S-GW 120, P-GW 142, PCRF 144, eNodeB 112А-В или с другим узлом в беспроводной сети (фиг. 1). Модуль DF может также работать в качестве отдельного узла. DF может быть использован для обнаружения трафика для определения момента наличия D2D перегрузки в сети. Модуль DF также может быть использован для определения, когда устанавливается D2D соединение до образования соединения. Модуль DF также может быть использован для обнаружения доступности двух или более беспроводных устройств, чтобы определить возможность установления D2D соединения.

Например, модуль DF может быть выполнен с возможностью осуществлять углубленную проверку пакетов информации, поступающую через ЕРС для идентификации установления D2D соединения, на основании потока данных. Модуль DF также может быть выполнен с возможностью проверять IP адрес назначения пакетов, проходящих через ЕРС. Если IP-адрес назначения принадлежит также подсети сети оператора мобильной связи, то трафик может быть осуществлен между двумя пользователями в той же сети с использованием Р2Р приложения.

В другом примере, DF может быть выполнен с возможностью проверять каналы сети радио доступа (RAN) и базовой сети (CN). Если шлюз на тракте данных маршрутизирует пакет от одного туннеля восходящей линии связи на заданном интерфейс, такой как интерфейс S1 или S5, на другой туннель нисходящей линии связи на тот же интерфейс в той же сети, то один или более из IP потоков в данном туннеле может предназначаться для пропускания D2D трафика.

DF может также определить, если D2D соединение может быть установлено на основании информации о местоположении. Например, могут быть идентифицированы IDs ячейки UE, участвующие в D2D коммуникации. Если два UEs находятся в той же или соседних ячейках, D2D соединение сможет быть установлено для уменьшения перегрузки в ЕРС.

Также могут быть использованы другие механизмы для обнаружения D2D доступности. К ним относятся идентификация UE местоположения посредством использования приемника Глобальной системы определения местоположения (GPS), временной разницы приема сигнала канала восходящей связи (UTDOA), с помощью физического сканирования UE близлежащих точек доступа или других механизмов, как нетрудно понять.

Для любого данного протокола сети Интернет (IP) поток данных между двумя UEs, D2D соединение может быть установлено либо в начале сеанса данного IP-потока, либо во время сеанса IP-потока. Тракт потока данных для D2D соединения между беспроводными устройствами может быть оптимизирован для уменьшения заголовка, увеличения скорости передачи данных и снижения нагрузки на сеть.

Фиг. 3 иллюстрирует один пример оптимизированного беспроводного тракта передачи данных для D2D соединения, который использует минимальную инфраструктуру. Данные могут быть переданы от первого UE 350А к eNodeB 312А для ячейки, в которой находится UE через LTE радиоканал 315А. Затем данные могут быть направлены непосредственно на другой eNodeB 312В и направлены на требуемое UE 350В по LTE радиоканалу 315В. Прямая маршрутизация между eNodeBs может быть выполнена с помощью транзитного соединения 314. Данный вопрос будет обсуждаться более подробно ниже.

Как показано на примере на фиг. 3, использование eNodeBs в оптимизированном беспроводном тракте передачи данных для D2D соединения позволяет обеспечить связь на значительном расстоянии, чем это возможно при соединении двух устройств UE непосредственно напрямую. Путем исключения тракта через ЕРС 320, заголовок может быть уменьшен и нагрузка в ЕРС может быть уменьшена.

Процесс установки D2D может быть инициирован либо с помощью UE, либо сетью. Один пример установки D2D тракта передачи данных, как показано на фиг. 3, проиллюстрирован на блок-схеме алгоритма на фиг. 4. В одном варианте осуществления, типичное беспроводное соединение между двумя беспроводными устройствами может уже быть установлено, как показано на исходном тракте передачи данных на фиг. 4, представляя собой типичный беспроводной тракт передачи данных, показанный на фиг. 2.

Как показано на блок-схеме алгоритма на фиг. 4, оптимизированный тракт передачи данных может быть создан для D2D соединения. На этапе 1 блок-схемы алгоритма, D2D поток трафика может быть обнаружен, как описано выше. В одном варианте осуществления, модуль DF может быть использован для обнаружения D2D потока трафика. Модуль DF может устанавливать связь с eNodeB, ассоциированным с UE, устанавливая или используя D2D соединение.

Может быть также обнаружена доступность двух беспроводных устройств, как показано на этапе 2. Следует отметить, что порядок выполнения этапов не обязательно соответствует порядку, показанному на фиг. 4. В одном варианте осуществления модуль DF может быть использован для установления расстояния между местоположением первого беспроводного устройства и местоположением второго беспроводного устройства, с которым D2D соединение должно быть установлено, или уже установлено. Несмотря на то что беспроводные устройства могут быть расположены в различных ячейках, и еще будут взаимодействовать не напрямую с использованием eNodeBs, то eNodeBs подключаются через транзитное соединение 314 (фиг. 3). Таким образом, для D2D соединения по оптимизированному тракту, как показано на фиг. 3, eNodeBs должны быть расположены в относительной близости.

В одном варианте осуществления, eNodeBs могут быть частью той же скоординированной многоточечной (СоМР) группы. Однако любой eNodeB, который соединен с другим eNodeB через транзитное соединение, может быть использован для формирования оптимизированный тракта передачи данных для двух или более D2D устройств для установления связи с eNodeB (s).

В другом варианте осуществления, может быть использован один eNodeB для формирования D2D оптимизированного тракта передачи данных, показанного на фиг. 3. Например, два UEs, могут быть расположены на противоположных сторонах ячейки, которая обслуживается eNodeB. ENodeB может быть использован для эффективной ретрансляции данных из одного UE к другому UE для установления D2D соединения без необходимости в ЕРС.

На этапе 3, модуль DF может быть выполнен с возможностью получать политику авторизации для установления D2D потока трафика. Политика авторизации может быть получена из модуля Правил и политик тарификации (PCRF). В одном варианте осуществления модуль PCRF может включать в себя модуль политики маршрутизации между устройствами (IDRP). Модуль IDRP может включать в себя информацию для определения политики D2D технологии, политики D2D подписки, политики приложения, политики мощности радиочастотного (RF) сигнала или другие политики и переменные, которые должны быть учтены в D2D соединении. Могут быть использованы комбинации этих политик. Модуль IDRP в модуле PCRF может устанавливать связь с модулем IDRP в UE, который выполнен с возможностью устанавливать UE для обеспечения связи через управляемую оператором D2D конфигурацию на основании информации, которая передается модулем IDRF в модуль PCRF.

Например, при выборе предпочтительной технологии D2D соединения, выбор может быть сделан из ряда различных типов соединений, таких как LTE, схемы беспроводной локальной сети (WLAN) связи, таких как стандарт Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), трансивера, выполненного с возможностью работать на основе стандарта Bluetooth® и так далее. Выбранный тип схемы передачи может быть основан на типе используемого приложения D2D линии. Например, в потоке интернет-протокола (IP), такого как видеовызов, выбранная технология может являться WLAN или LTE, в то время как Bluetooth не может быть выбран из-за наличия более узкой полосы пропускания или незначительной дальности связи.

Другая политика IDRP может включать в себя создание D2D соединения на основе подписки устройства. Например, пользователю, возможно, придется платить дополнительную сумму оператору мобильной сети (MNO) за возможность создания D2D соединения. Политики также могут быть установлены на основе типа MNO. Один MNO может не позволить своим пользователям создать D2D соединение с пользователями другого MNO.

Другой пример политики IDRP заключается в определении, следует ли устанавливать D2D соединение на основании типа приложения. Например, некоторые приложения, такие как Skype, могут обеспечивать установление D2D соединение, в то время как другие приложения, такие как коллективное использование файлов, могут быть ограничены на основании выборов политик, осуществляемыми MNO.

Дополнительная политика IDRP может основываться на мощности RF сигнала. Как обсуждалось ранее. Например, D2D соединение может быть разрешено, если беспроводное устройство имеет мощность RF сигнала, превышающую определенную пороговую величину. Политика мощности сигнала может быть полезна для прямых соединений устройства к устройству, которые будут обсуждаться более подробно со ссылкой на фиг. 5 и 6.

Возвращаясь к фиг. 4, этап 4 может использовать сообщение оптимизации потока трафика, переданное из модуля DF к узлу ММЕ в ЕРС. Модуль ММЕ может ответить сообщением подтверждения в модуль DF. На этапе 5 узел ММЕ может затем передать сообщение оптимизации потока трафика в два eNodeBs, которые ассоциированы с UEs, устанавливая D2D соединение. Каждый eNodeB может направить в ответ сообщение подтверждения. Сообщение оптимизации потока инициирует установку D2D линии на каждом eNodeB между eNodeB, тем самым минуя S-GW и/или другие сетевые компоненты на ЕРС.

Соответственно, на этапе 6, транзитное соединение, такое как линия Х2, может быть сформировано между eNodeBs, которые ассоциированы с UEs, устанавливая D2D соединение. Например, как показано на фиг. 4, первый eNodeB может отправить запрос на установление Х2 в адрес второго eNodeB при приеме сообщения оптимизации потока из ММЕ. Второй eNodeB может затем отправить подтверждение обратно в адрес первого eNodeB.

На этапе 7 может быть образован новый D2D тракт передачи данных, в котором данные могут быть передаваться между первым UE и вторым UE через канал радиосвязи между UEs и их соответствующими eNodeBs и D2D линия может быть сформирована по транзитному соединению, такому как Х2 соединению между двумя eNodeBs для завершения оптимизированного D2D тракта передачи данных.

Как только новый тракт передачи данных был сформирован, первоначальный тракт передачи данных может быть освобожден. В примере на фиг. 4, информация об освобождении соединения S1 может быть отправлена из ММЕ в шлюз (т.е. S-GW), и в ответ может быть получено сообщение подтверждения. Шлюз может отправить сообщение S1 об освобождении каждому eNodeB и подтверждение принимается от соответствующих eNodeBs. После освобождения исходного тракта передачи данных (т.е. на фиг. 2), новый оптимизированный тракт передачи данных для D2D (т.е. фиг. 3) может полностью обеспечить коммуникацию между двумя устройствами без помощи сетевых устройств в ЕРС, таких как S-GW, тем самым снижая нагрузку на сеть.

На фиг. 5 проиллюстрирован еще один пример оптимизированного тракта передачи данных для D2D соединения. В этом примере первое и второе UE 550А-В может быть выполнено с возможностью устанавливать тракт 560 передачи данных непосредственно между UEs. Это эффективно снижает нагрузку на сеть как на ЕРС 520, так и на eNodeBs 512А-В. Дополнительно, в зависимости от расположения UEs, предоставляется возможность также снизить потребление энергии аккумулятора и увеличить скорость передачи данных, так как расстояние между UEs может быть значительно меньше, чем расстояние от UE до каждого соответствующего eNB.

Как показано на фиг. 3, в то время как два eNodeBs 512А-В проиллюстрированы на фиг. 5, D2D соединение может быть установлено для двух беспроводных устройств, таких как UEs 550А-В, которые работают в той же ячейке и прикреплены в тому же eNodeB. Соответственно, второй eNodeB 512В показан пунктирной линией, иллюстрируя тем самым, что он может быть необязательным.

Один из примеров установления оптимизированного D2D тракта передачи данных, как показано на фиг. 5, приведен на блок-схеме алгоритма на фиг. 6. Исходный тракт передачи данных, как показано на фиг. 2, проиллюстрирован в верхней части блок-схемы алгоритма. Этапы 1-4, по существу, аналогичны этапам, показанным в блок-схеме алгоритма на фиг. 4. Эти этапы включают в себя: (1) обнаружение D2D потока трафика; (2) обнаружение доступности UEs на основании их местоположения; (3) политику управления и авторизации для D2D потока трафика; и (4) сообщение оптимизации потока, направленного из модуля функционального обнаружения (DF) в ММЕ для инициирования установки оптимизированного тракта передачи данных, как показано на фиг. 5. Данные этапы были ранее подробно описаны и также применяются при исходной установке оптимизированного тракта передачи данных, как показано на фиг. 5 и 6. Следует отметить, что этап 2 в блок-схеме алгоритма на фиг. 6 не является обязательным. Обнаружение доступности может быть осуществлено, как будет далее описано со ссылкой на фиг. 8.

На этапе 5 на фиг. 6, сообщение прямого режима слоя без доступа (NAS) передается из ММЕ в адрес первого и второго беспроводных устройств, таких как UEs. Сообщение NAS прямого режима содержит сообщение инициализации для D2D линии первому и второму UEs. Каждое UE может затем послать сообщение подтверждения в ММЕ. На этапе 6 S1 - сообщение протокола (АР) инициирования приложения прямого режима посылается из ММЕ в первый и второй eNodeBs. Сообщение S1-АР обеспечивает сообщение инициализации eNodeBs, которое дает команду UEs установить D2D линию между UEs через интерфейс S1. Каждый из eNodeBs может отправить сообщение подтверждения обратно в ММЕ о приеме сообщение S1-АР.

Соответственно, на этапе 7 первый и второй eNodeBs посылают в прямом режиме сообщение инициирования управления радиоресурсами (RRC) первого и второго UE. Сообщение инициирования RRC прямого режима может передать команду первому UE установить прямую D2D линию со вторым UE. Сообщение подтверждения посылается каждым UE в каждый соответствующий eNodeB. Следует отметить, что в случае наличия одного eNodeB, один eNodeB мог направлять сообщение инициирования RRC двум или более UEs, давая команду на установление D2D соединения.

На этапе 8 на фиг. 6 может быть обеспечена доступность первого и второго UEs. Доступность каждого UE может быть определена на основании сканирования. Сканирование доступности может осуществляться через LTE интерфейс между UE и соответствующим eNodeB. Альтернативно, сканирование доступности может быть осуществлено с использованием альтернативных технологий, таких как Wi-Fi или Bluetooth. Сообщение обнаружения доступности может быть передано каждым UE в каждый eNodeB, как показано на фиг. 6.

На этапах 9-11, UE1 может быть прикреплено к UE2 для сформирования нового тракта передачи данных непосредственно между UE. Формирование нового тракта передачи данных может зависеть от различных политик, которые могут быть разработаны на основании IDRP, как обсуждалось ранее. Например, новый тракт передачи данных, описанный со ссылкой на фиг. 5 и 6, может быть установлен в зависимости от мощности RF сигналов между двумя беспроводными устройствами. Мощность сигнала может зависеть от местоположений доступности беспроводных устройств друг с другом (то есть от расстояния между устройствами), от характеристик каждого беспроводного устройства (т.е. размера антенны, количество антенн, мощности усилителя, типа усилителя с низким уровнем шума) и так далее.

Как уже ранее было описано, новый тракт передачи данных может быть сформирован с использованием лицензированной или нелицензионной части спектра. Лицензированная часть спектра включает в себя беспроводные диапазоны, которые лицензируются для использования государственной или частной организацией. Новый тракт передачи данных может быть реализован с использованием того же лицензированного спектра в качестве исходного тракта передачи данных. В качестве альтернативы, тракт передачи данных может быть сформирован с использованием нелицензионной части спектра, такой как ISM диапазона. Например, новый тракт 10 передачи данных может быть образован посредством Wi-Fi соединения. Wi-Fi соединение может представлять собой соединение, основанное на спецификациях IEEE 802.11а, 802.11b, 802.11g, 802.11n и 802.11ас. Проект спецификации 802.11ас был выпущен в ноябре 2011 года. Wi-Fi соединение может также основываться на дополнительных типах стандартов Wi-Fi. Данный перечень не предназначен для ограничения.

При формировании нового тракта передачи данных, исходный тракт передачи данных может быть освобожден. В примере на фиг. 6, информация об освобождении соединения S1-u может быть отправлена из ММЕ в шлюз (т.е. S-GW) и сообщение подтверждения может быть послано в ответ. Шлюз затем отправляет сообщение S1-u об освобождении в каждый eNodeB и сообщение подтверждения принимается от соответствующих eNodeBs. После освобождения исходного тракта передачи данных (т.е. на фиг. 2), новый оптимизированный тракт передачи данных для D2D (т.е. фиг. 5) может самостоятельно обеспечивать передачу данных между двумя устройствами без помощи eNodeBs или сетевых устройств в ЕРС, таких как S-GW, тем самым снижая нагрузку на сеть в ЕРС и на каждом eNodeB.

Обнаружение сети доступа и функция выбора (ANDSF) является блоком, находящимся в ЕРС. ANDSF предназначен для содействия UE в обнаружении сети отличных от 3GPP сетей доступа, таких как Wi-Fi или IEEE 802.16, обычно упоминаются как WiMAX. Сети доступа, отличные от 3GPP, могут быть использованы для передачи данных в дополнение к сетям доступа 3GPP. Политики IDRT, которые ранее были описаны, могут быть использованы для содействия в установлении оптимизированных трактов передачи данных для D2D соединения, таких как трактов передачи данных, показанных в примерах на фиг. 3 и 5.

В одном примере описан узел передачи для установления однорангового (D2D) соединения в беспроводной сети. Узел передачи может быть eNodeB. В качестве альтернативы, узел передачи может представлять собой иной тип беспроводной точки доступа. Узел передачи выполнен с возможностью принимать сообщение оптимизации потока трафика из модуля функционального обнаружения и передавать сообщение об установлении D2D для установления D2D линии. Узел функционального обнаружения может передавать сообщение оптимизации потока трафика в узел управления мобильностью (ММЕ). ММЕ может затем передавать сообщение оптимизации потока трафика в узел передачи. D2D линия, которая может быть создана на основании сообщения об установлении D2D, может обойти обслуживающий шлюз для беспроводной сети и обеспечить прямую связь между первым мобильным устройством и вторым беспроводным устройством.

В одном варианте осуществления узел передачи, который выполнен с возможностью передавать сообщение об установлении D2D для установки D2D линии, дополнительно выполнен с возможностью устанавливать транзитное соединение между узлом передачи и вторым узлом передачи в беспроводной сети. D2D линия может включать в себя транзитное соединение. Узел передачи может быть дополнительно выполнен с возможностью взаимодействовать непосредственно между первым узлом передачи и вторым узлом передачи через транзитное соединение, обходя обслуживающий шлюз (S-GW) для D2D соединения. Первое беспроводное устройство может осуществлять связь с узлом передачи, и второе беспроводное устройство может осуществлять связь со вторым узлом передачи.

Узел передачи, который выполнен с возможностью принимать сообщение оптимизации потока трафика, может быть дополнительно выполнен с возможностью принимать сообщение S1 протокола (S1-АР) инициирования приложения прямого режима. Сообщение оптимизация потока трафика может включать в себя сообщение инициирования прямого режима S1-АР. Узел передачи, который выполнен с возможностью передавать сообщение об установлении D2D для установления D2D линии, может быть дополнительно выполнен с возможностью передавать сообщение инициирования управления радиоресурсами (RRC) прямого режима первому беспроводному устройству. Сообщение об установлении D2D может включать в себя сообщение инициирования RRC прямого режима. Сообщение инициирования RRC прямого режима может давать команду первому беспроводному устройству на установку прямой D2D линии между первым мобильным устройством и вторым беспроводным устройством, тем самым минуя обслуживающий шлюз (SGW) и узел передачи для D2D соединения.

Узел передачи может быть дополнительно выполнен с возможностью принимать сообщения освобождения однонаправленного канала с SGW. Сообщение освобождения однонаправленного канала может передавать команду управления в узел передачи прекратить использование сетевой линии связи через SGW для D2D соединения. В одном варианте осуществления узел передачи может принимать сообщение обнаружения доступности из первого беспроводного устройства, включающее в себя данные о местоположении второго мобильного устройства.

Узел передачи может быть выбран из группы, содержащей развитый узел В (eNodeB), базовую станцию (BS), блок основного диапазона (BBU), точку беспроводного доступа (WAP) и их комбинации. Беспроводная сеть может быть выбрана из группы, состоящей из оператора сети, лицензированного диапазона сети, нелицензированного диапазона сети, беспроводной глобальной сети (WWAN), беспроводной локальной сети (WLAN), беспроводной персональной сети (WPAN) и их комбинации.

Первое беспроводное устройство и второе беспроводное устройство могут быть выбраны из группы, состоящей из оборудования пользователя (UE) и мобильной станции (MS). Беспроводные устройства могут быть выполнены с возможностью подключаться к оператору сети, лицензионному диапазону сети, нелицензионному диапазону сети, беспроводной глобальной сети (WWAN), беспроводной локальной сети (WLAN) или беспроводной персональной сети (WPAN). В одном из вариантов осуществления, беспроводные устройства могут включать в себя, по меньшей мере, одну антенну, сенсорный экран дисплея, динамик, микрофон, графический процессор, процессор приложений, встроенную память, порт энергонезависимой памяти или их комбинации.

В другом варианте осуществления, описывается узел управления мобильностью (ММЕ) для обеспечения однорангового (D2D) соединения в беспроводной сети. ММЕ выполнен с возможностью принимать сообщение оптимизации потока трафика из модуля (DF) функционального определения. ММЕ дополнительно выполнен с возможностью передавать сообщение оптимизации потока трафика в первый узел передачи в беспроводной сети. Сообщение оптимизации потока трафика может инициировать установку D2D линии между первым беспроводным устройством и вторым беспроводным устройством, таким образом, обходя обслуживающий шлюз (SGW) для D2D соединения. D2D линия между первым и вторым беспроводным устройствами может быть сформирована с использованием либо лицензионных диапазонов, либо нелицензированных диапазонов, как очевидно. Например, D2D линия может быть сформирована с помощью лицензионного диапазона, такого как диапазон, используемый оператором 3GPP LTE сети. С другой стороны, D2D линия может быть сформирована с помощью нелицензионного диапазона, например диапазона, который используется при установлении связи согласно IEEE 802.11 спецификации или другого диапазона в промышленных, научных и медицинских (ISM) диапазонах. В другом варианте осуществления, оба лицензированных диапазона и нелицензированные диапазоны могут быть объединены вместе с помощью одного или более беспроводных устройств для обеспечения дополнительной увеличенной полосы пропускания.

Сообщение оптимизации потока трафика может передавать сигнал управления первому узлу передачи на: установление транзитного соединения между первым узлом передачи и вторым узлом передачи в беспроводной сети, в которой D2D линия включает в себя транзитное соединение; и на взаимодействие непосредственно со вторым узлом передачи через транзитное соединение, обходя обслуживающий шлюз (SGW) для D2D соединения. Первое беспроводное устройство может осуществлять связь с узлом передачи, и второе беспроводное устройство может осуществлять связь со вторым узлом передачи.

ММЕ может быть дополнительно выполнен с возможностью передавать сообщение слоя без доступа (NAS) прямого режима первому беспроводному устройству. Сообщение NAS прямого режима может обеспечивать сообщение инициализации для D2D линии с первым беспроводным устройством через NAS слой. ММЕ может передавать сообщение протокола (S1-АР) инициирования приложения S1 прямого режима. Сообщение оптимизации потока трафика включает в себя сообщение S1-АР прямого режима. Сообщение S1-АР прямого режима может обеспечить сообщение инициализации для первого узла передачи для установки D2D линии через интерфейс S1. Сообщение NAS