用于在无线通信网络中维持超可靠通信的通信设备和方法

技术领域

本文的实施例涉及用于维持超可靠通信的通信设备及其方法。具体而言，它们涉及充当中继节点的通信设备以及其中用于在无线通信网络中维持无线通信设备的超可靠通信的方法。

背景技术

无线通信网络，诸如全球移动通信系统(GSM)网络、宽带码分多址(WCDMA)或高速分组接入(HSPA)网络、3G长期演进(LTE)网络、微波接入全球互通(Wimax)网络、无线局域网(WLAN/Wi-Fi)、LTE高级或第四代(4G)网络以及第五代(5G)新无线电(NR)网络，通常覆盖被划分为小区区域的地理区域。每个小区区域由基站提供服务，基站也可以被称为网络(NW)节点、eNodeB(eNB)、gNodeB、接入节点等。无线通信网络可以包括能够支持多个无线通信设备或用户设备(UE)的通信的多个小区。每个小区或NW节点可以使用特定的载波频率并且覆盖特定的系统带宽。NW节点经由无线通信链路服务于无线通信设备，无线通信链路也可以称为无线电信道。

较高频带中的无线通信，诸如包括从24.25GHz到52.6GHz的频带的频率范围2(FR2)，对可能限制无线电信道的障碍物敏感，从而导致UE与基站之间的通信中断。超可靠的低延迟通信(URLLC)适用于要求不能中断的实时服务的应用。设备-2-设备(D2D)支持UE之间的直接通信。已经提出了基于D2D的中继来实现多跳通信，例如从UEA到UE B以及从UEB到基站(UEA-UEB-基站)，以克服UE A与基站之间的无线电信道的临时阻塞。

大多数涉及中继的现有解决方案是为了提高通信网络的性能，并且通常基于固定位置的中继。涵盖动态移动中继的标准，诸如R.Ibrahim等人在2019年arXiv的《选择D2D移动中继的动态和激励政策》(A Dynamic and Incentive Policy for Selecting D2DMobile Relays)计算研究储存库(CoRR)中，关注于性能增强(例如吞吐量、可靠性、覆盖范围)与成本(例如功率预算、传输功率)之间的权衡，而不是优先考虑维持持续通信链路以支持URLLC应用的超可靠性(UR)方面的要求。

发明内容

作为本文开发实施例的一部分，识别了一个问题，并且将首先讨论该问题。

现有技术的解决方案没有将可靠性视为在有限等待时间内的分组成功率，这是属于URLLC用例类型的应用的情况。当使用动态移动中继时，设备是移动的，并且环境可能改变。例如，移动中继可能与它正在服务的设备(以下称为客户端设备)一起进入网络节点的非覆盖区域，则移动中继与网络节点之间的通信可能中断，并且客户端设备与网络节点之间经由移动中继的通信也中断。因此，现有技术没有为设备移动和环境变化的情况提供可靠的解决方案。

因此，本文实施例的目的是提供一种改进的技术，用于在无线通信网络中为需要高通信链路质量(例如，URLLC)的设备维持超可靠通信。

根据本文实施例的第一方面，该目的通过在无线通信网络中作为中继节点操作的第一通信设备中执行的方法来实现。无线通信网络包括提供覆盖区域的网络节点和至少两个移动通信设备。

第一通信设备从网络节点接收充当第二通信设备的中继节点的请求，并且进入中继模式操作。

第一通信设备建立中继链路，该中继链路包括第一通信设备与网络节点之间的第一通信链路以及第一通信设备与第二通信设备之间的第二通信链路。

第一通信设备经由中继链路中继网络节点与第二通信设备之间的通信。

在中继模式操作中，正常模式操作中的第一通信设备的移动性和功能性中的至少一个是可控的，以区分中继功能的优先级。

为了区分中继功能的优先级，第一通信设备可以执行以下动作中的任何一个或组合：预留第一通信设备内的资源以执行中继功能，释放其他通信链路中的一个或多个，释放其他通信活动中的一个或多个，释放数据处理活动中的一个或多个，如果存在特定的硬件能力，诸如硬件加速，则启用这样的能力，改变波束方向，适应波束选择，调整第一通信设备内的安全性等。

根据本文的一些实施例，第一通信设备的移动和/或速度是可控的，并且第一通信设备可以调整其位置和/或速度，使得第一和第二通信链路的质量满足所需的阈值。

换句话说，根据本文的实施例，通信设备被请求为一个或多个其他通信设备(即一个或多个客户端设备)以中继模式操作，所述一个或多个其他通信设备到网络节点的通信具有更高的优先级，并且到一个或多个客户端设备的网络节点的通信链路的质量不满足或将不会满足所需的阈值。指定的通信设备支持中继节点功能，以确保到一个或多个客户端设备的持续通信链路。中继节点功能包括向网络节点和彼此发信令，以便实现有效的切换，使得在客户端设备与网络节点之间最多只有2个中继节点，并且在切换周期之后，除了到网络节点的直接链路之外，只有一个中继链路，该中继链路可能被部分或完全阻塞。

根据本文的实施例，保护超可靠通信的一个原理是，当客户端设备移入和移出网络节点的覆盖区域时，位于网络节点的覆盖区域中的通信设备被指定为中继节点，以维持其所服务的客户端通信设备的通信链路。为了确保它所服务的通信设备总是具有覆盖范围，充当中继节点的通信设备的移动性可以是可控的。换句话说，充当中继节点的通信设备可以将其自身定位在某个位置，或者暂时限制其进一步移动，使得其可以向需要持续通信链路的通信设备提供持续通信链路。因此，充当中继节点的通信设备可以至少暂时将中继功能优先于其自身的正常通信设备功能。可以在覆盖区域中的中继节点之间执行进一步的切换，以确保超可靠通信。

本文的实施例确保了需要超可靠通信(URC)(诸如在工业车队驾驶、自动引导车辆(AGV)等中的URC或URLLC应用)的无线通信设备处于覆盖范围内，并且在无线通信设备移动的环境中总是具有通信链路。

本文的实施例使用有限数量的中继节点，例如取决于场景和对延迟的影响使用1个或最多2个中继节点，使用于可靠性增强的功率和资源开销最小化。还可以通过使用中继节点来减少等待时间，例如，如果客户端设备经历了太多的分组丢失，并且因此由于阻塞而需要重传，这导致每个分组经历的等待时间增加，则使用中继节点可以减少等待时间或者控制上限等待时间。

因此，本文的实施例提供了一种用于为属于URLLC用例类型的关键应用维持超可靠通信的改进的方法和装置。

附图说明

参考附图更详细地描述本文的实施例的示例，其中：

图1是示出了其中可以实现本文的实施例的无线通信网络的实施例的示意框图；

图2是根据本文实施例的示例信令图；

图3是示出根据本文的实施例可以由中继节点执行的示例性步骤的流程图；

图4是详细说明了根据本文实施例的中继模式操作期间中继节点中的进一步功能的流程图；

图5是描述根据本文实施例的通信设备中的方法的一个实施例的流程图；以及

图6是示出通信设备的示例实施例的示意框图。

具体实施方式

图1示出了无线通信网络100中的示例场景，其中移动设备与网络节点之间的通信链路可能被阻塞。无线通信网络100可以是任何无线系统或蜂窝网络，诸如LTE网络、任何3GPP蜂窝网络、Wimax网络、WLAN/Wi-Fi、高级LTE或4G网络、5G或NR网络等。

无线通信网络100包括多个网络节点，其中网络节点110具有由小区111表示的覆盖区域，如图1中所示。网络节点110是网络接入节点，其可以是基站(BS)，例如，eNB、gNB、eNodeB、gNodeB或家庭NodeB，或者家庭e NodeB或家庭gNodeB。为了读者更容易理解，上面使用了术语“小区”。然而，网络节点的操作区域之间的空间划分可以基于其他实体，诸如扇区、波束等。扇区是从网络节点的天线静态定义的方向，而波束是从网络节点的天线动态定义的方向。因此，对于本文中使用术语“小区”的任何公开，所展示的原理对于扇区、波束等同样可行，除非另有明确或隐含的表述。

多个通信设备在无线通信网络100中操作，其中在图1中描绘了第一通信设备121、设备A、第二通信设备122、设备B和第三通信设备123。通信设备121、122、123可以是具有无线通信能力的任何类型的设备，诸如UE、调制解调器、物联网(IoT)设备、MTC设备、移动无线终端或移动电话、智能手机或能够在无线通信网络中的无线电链路上通信的任何其他无线电网络单元。

如图1中所示，两个无线通信设备，即第一和第二通信设备，即设备A和设备B，正沿着具有单箭头的黑线所指示的方向移动。设备B需要与网络节点110进行超可靠的通信，并且处于无线电频率，例如FR2，这可能被由黑条130表示的墙或障碍物阻挡。设备A具有与网络节点110的通信链路，如箭头线112所示，并且可以是设备B经由设备到设备(D2D)通信的潜在中继节点。如图1中所示，设备B已经移动到墙130后面，墙可以被称为无线电阴影区域，因此它到网络节点110的直接链路(由虚线箭头线113表示)不再可靠或者甚至不再有用，因此它现在通过设备A经由中继链路进行通信，由箭头线114表示。

根据本文的实施例提出的解决方案在设备移动时处理这种网络的动态，并且场景动态变化。由于第二通信设备(设备B)现在依赖于设备A进行其通信，直到其到达可以恢复其到网络节点110的直接链路的区域，网络节点110可以指示第一通信设备(设备A)还不要移动到墙130后面，因此它也可能失去其连接，直到设备B到达实现重新连接的区域。因此，通信设备(设备A)的移动可以被限制，使得它可以继续支持设备B，或者甚至是主动的，因为它以可以继续支持设备B的方式移动，直到设备B具有良好的覆盖范围或者另一个中继节点接管为止。

中继节点是能够并且愿意充当中继来实现另一设备与网络节点之间经由该中继节点的通信的节点。在图1中，第一通信设备(设备A)是设备B的指定中继节点，并且只要设备B没有到网络节点110的直接链路，关键通信流量现在就经由第一通信设备(设备A)。当设备B进入图中虚线椭圆所示的“区域D”时，设备B的流量将被切换到它与网络节点110之间的直接链路。

本文用于超可靠通信的实施例的原理基于以下概念：

·网络节点可以限制客户端设备(设备B)的指定中继节点(例如设备A)的移动，以保证不中断通信。因此，指定的中继节点将其自身定位在一个位置，以便保证到客户端设备的持续通信链路以及到网络节点110的持续通信链路。

·取决于通信设备的实时需求，例如除了它们的位置、能力等之外，限制其移动性的能力，动态地使通信设备能够作为中继节点。一旦中继节点功能被启用，该中继功能可以优先于指定中继节点的正常功能。

根据本文的一些实施例，网络节点可以创建一组候选中继节点，该组候选中继节点包括一个或多个通信设备，这些通信设备在网络节点的覆盖区域中并且具有支持中继节点功能的能力和意愿。

网络节点可以评估候选中继节点组中的优先级。网络节点可以基于所评估的优先级将第一通信设备确定为候选中继节点组之外的中继节点。网络节点可以评估候选中继节点组中的无线通信设备的特性，以评估优先级。无线通信设备的特性可以包括例如通信设备到网络节点的通信信道质量、通信设备的能力；通信设备的电池状态；通信设备正在进行的通信活动；通信设备的预计移动；通信设备的时间调度松弛、通信设备的指示在其期间它们可以充当中继节点的服务时间阈值等。

图2是示出示例性步骤的信令图，该示例性步骤可以被实现用于示为基站(BS)的网络节点110、示为中继节点(RN#r)的第一通信设备121和示为客户端设备(UE#n)的第二通信设备122之间的信令，以处理网络节点110、第一通信设备121和第二通信设备122之间的通信，用于指定和控制中继节点以及直接链路与中继链路之间的切换流量，例如数据传输。

步骤210：在网络节点BS与客户端设备UE#n之间的直接链路上开始数据传输。

步骤220：客户端设备UE#n向网络节点BS发送正在进行的或改变的轨迹信息。

步骤230：网络节点BS向客户端设备UE#n发送指示，以指示客户端设备UE#n将与中继节点RN#r配对。网络节点BS还向中继节点RN#r发送指示，以指示客户端设备UE#n将与中继节点RN#r配对。网络节点BS为UE#n分配资源以联系RN#r。

步骤240：当客户端设备UE#n接近无线电阴影区域时，它向网络节点BS发送指示以请求经由中继节点RN#r的数据传输。客户端设备UE#n还向中继节点RN#r发送请求以请求经由中继节点RN#r的数据传输

步骤250：中继节点RN#r向网络节点BS和客户端设备UE#n发送ACK消息，以指示经由中继的数据传输请求被确认。RN#r进入中继模式操作，即“受限模式”，这意味着中继操作优先于其在正常模式下的数据传输。

步骤260：网络节点BS为客户端设备UE#n分配资源以经由中继节点RN#r执行数据传输。经由网络节点BS的数据传输停止，并且经由中继节点RN#r的数据传输开始。

步骤270：当客户端设备UE#n退出当前无线电阴影区域并且离下一个无线电阴影区域足够远时，它请求停止经由中继节点的数据传输，因为网络节点BS需要释放资源。客户端设备UE#n向网络节点BS发送请求以停止经由中继节点RN#r的数据传输，并且向中继节点RN#r发送指示以停止经由中继节点RN#r的数据传输。

步骤280：网络节点BS向客户端设备UE#n发送ACK消息，以指示停止经由中继节点的数据传输的请求被确认。

在客户端设备UE#n可能不知道下一个无线电阴影区域是否在附近，但是网络节点BS知道的情况下，尽管客户端设备UE#n发送请求以停止经由中继节点的数据传输，但是网络节点BS可以不发送ACK消息，但是然后可以维持现有的中继节点或者请求新的中继节点。仅当经由其到网络节点BS的直接通信链路存在继续连接的可能性时，客户端设备UE#n才从经由中继节点的通信中释放。

步骤290：网络节点BS向中继节点RN#r发送释放UE#n和RN#r配对的请求，并且中继节点向网络节点BS发送ACK消息，以确认经由RN#r的UE#n数据传输被释放。

该信令图可以用于客户端设备的轨迹信令，并且示出了网络节点BS可以如何指示该轨迹中的中继节点，以及何时经由第二通信链路(即，经由例如PC5接口的两个设备之间的侧链路)联系这些中继节点。

当客户端设备UE#n接近中继节点RN#r的位置时，它向中继节点发送控制信令，并且该控制信令进而通知网络节点BS或中央实体，使得网络节点BS可以切换流量，并且充当中继节点的设备承担中继功能。

应该注意的是，在图2中，虽然示出了网络节点BS将RN#r和UE#n配对，但是UE#n决定应该何时发起数据传输。因此，UE#n向RN#r发送请求(REQ)数据传输消息来指示这一点。其次，网络节点BS需要调整资源分配。因此，UE#n还经由RN#r发送请求数据传输的指示(IND)，当UE#n已经发起请求时，RN#r还通知网络节点BS。因此，这类似于对RN#r和UE#n的初始配对的ACK。

根据本文的一些实施例，接近无线电阴影区域的客户端设备UE#n可以由网络节点BS基于该区域中其他设备的测量、历史数据、位置、到达时间等来确定。客户端设备UE#n从无线电阴影区域的退出也可以由网络节点BS基于该区域中其他设备的测量和/或历史数据来确定。

替代地，UE#n可以连续测量从网络节点BS接收的信号强度，以确定它是否回到覆盖范围内。此外，为了避免UE#n已经移出无线电阴影的错误指示，UE#n可以过滤掉不均匀覆盖范围的小区域，以确保信号强度在某个预定义的时间段内是一致的。此处，UE#n可以使用由主同步信号(PSS)、辅同步信号(SSS)和物理广播信道组成的同步信号块(SS块)来检查它是否已经移出无线电阴影。当网络节点BS使用波束成形时，它扫描其波束并且通过每个波束传输SS块，这被称为SS突发集。UE#n监听每个SS块，并且如果它能够解码它，它用解码的SS块的时间索引来响应BS，以指示BS的最佳发射波束。

网络节点BS向客户端设备UE#n指示中继节点RN#r的位置，使得它可以知道它何时到达或接近该RN#r，然后能够用中继节点特定地址(例如，D2D ID/地址)对其进行寻址，该地址也在图2所示的“UE#n与RN#r配对”消息期间被传递给UE#n。

图3描绘了示出可以由中继节点(例如通信设备121)执行的示例性步骤的流程图。图3对应于信令流程图，并且特别添加了图2中描述的中继节点行为的细节。

步骤310：通信设备121可以检查在其正常模式操作期间是否从网络节点接收到与客户端设备UE#n配对的指示。

步骤320：如果接收到指示，则通信设备121可以预留资源，例如硬件资源、处理资源等，以使客户端设备的通信流量优先于其自身的流量。

步骤330：通信设备121可以检查是否从客户端设备UE#n接收到开始数据传输的请求。该请求可以在预留资源的同时排队。期满定时器可以用于从丢失的请求中恢复。

步骤340：如果接收到请求，通信设备121可以向网络节点BS和客户端设备UE#n发送确认(ACK)消息。

步骤350：通信设备121进入中继模式操作，即受限操作模式。

步骤360：通信设备121可以检查在中继模式操作期间是否从客户端设备UE#接收到停止数据传输的指示。替代地，通信设备121可以从网络节点110接收停止数据传输的指示。在这种情况下，客户端设备UE#n向网络节点BS发送停止数据传输的指示，然后网络节点110可以将该指示消息与释放请求组合，并且将组合的消息发送给通信设备121。网络节点BS也可以仅向通信设备121发送停止数据传输的指示。

步骤370：如果接收到停止数据传输的指示，则通信设备121可以检查是否从网络节点BS接收到释放通信设备121与客户端设备UE#n之间的配对的请求。

步骤380：通信设备121释放为中继功能分配的资源，并且退出中继模式操作，返回正常模式操作。

该流程图指示一个示例场景，其中在数据传输结束之后，并且通过在步骤360和370中的信令和检查，退出中继模式。然而，关于如何退出中继模式操作，存在不同的实现方式。

根据本文的一些实施例，步骤340中的ACK消息可以携带指示时间，在该指示时间之后，通信设备121可以自动退出限制模式，而无需步骤360和370中的信令和检查。该指示时间对于超可靠数据传输请求可以是固定时间，并且对于尽力而为数据传输请求可以是近似值。该实施例涵盖了中继节点预先知道它只能在预定义的持续时间内在受限模式下工作的场景。

根据本文的一些实施例，通信设备121可以在预定义的持续时间内进入中继模式操作。在这种情况下，在步骤360和370中不期望或检查停止传输数据的指示和释放请求，并且通信设备121在预定义的持续时间之后自动退出限制模式。

根据本文的一些实施例，可以在步骤360中检查停止数据传输但是等待有限的时间来释放的指示。在这种情况下，在接收到停止数据传输的指示之后，中继节点可以设置定时器，并且当定时器到期时，它触发资源的释放，而不管从网络节点接收到任何释放信号。

根据本文的一些实施例，中继节点可能需要自己退出受限模式，这可能是由于一些先前未知的关键功能将阻止其继续处于受限模式。在这种情况下，可以添加判定步骤来检查在受限模式操作期间是否接收到这种关键请求。这个决定步骤可以被添加到用于检查停止数据传输的指示的决定步骤360和用于检查释放配对的请求的决定步骤370的“否”分支。然后，这将由到客户端设备UE#n和网络节点BS的信令来补充，以指示该严重故障。

图4是详细说明了中继模式操作期间中继节点(RN)中的进一步功能的流程图。更具体地，它描绘了中继节点通过适应客户端设备的观察到的行为以及到网络节点110的无线电信道条件来确定其服务客户端设备UE#n的最佳位置的场景。可以控制正常模式操作中中继节点的移动性，以区分中继功能优先级。如图4中所示，中继节点可以在中继模式操作期间执行以下步骤。

步骤410：在进入中继模式操作之后，RN配置BS-RN uU通信链路，即中继节点(RN)与基站(BS)之间的链路，以及RN-UE#n通信链路，即中继节点与客户端设备UE#n之间的边链路或PC5链路。uU是无线接入网络节点与UE之间的无线接口，而PC5是UE与UE之间的无线接口。例如，在配置期间，诸如频率、数据路由、协议缓冲区、定时器等uU接口资源是为中继功能设置的。类似地，对于PC5链路，除了设置为uU接口的资源之外，还利用客户端设备的身份(ID)对其进行编程，并且基于中继流量ID建立从uU接口到/来自PC5接口的数据路径。在图3的步骤330中，该配置可以在响应于UE#n请求开始经由RN的数据传输而向BS和UE#n发送ACK消息之前完成。

步骤420：RN以中继模式向客户端设备UE#n进行一个单位的数据传输，以及用于其自身功能的机会数据传输。一个单位的数据传输可以是一个应用协议数据单元(PDU)或需要一起传输的多个PDU。这可能取决于应用。

步骤430：RN通过采取一个额外单位的行进或移动来继续其轨迹。一个单位的移动可以被编程为不同的粒度，并且可以基于客户端设备UE#n的应用。该步骤的不同迭代之间的运动单位可以不同。

步骤440：RN检查BS-RN链路的连接状态，即BS-RN链路的质量，是否满足UE#n的服务质量(QoS)要求。

步骤450：如果BS-RN链路的连接状态不满足UE#n的QoS要求，则RN调整其位置以保证BS-RN链路满足QoS要求，例如满足所需的质量阈值。

步骤460：如果BS-RN链路的连接状态满足UE#n的QoS要求，则RN检查RN-UE#n PC5链路的连接状态是否满足UE#n的QoS要求。

步骤470：如果RN-UE#n PC5链路的连接状态不满足UE#n的QoS要求，则RN调整其位置以保证PC5链路满足QoS要求，例如满足所需的质量阈值。

调整RN的位置可以包括触发新的测量报告和/或统计模型，以确定在未来位置的链路的预测质量，或者退回到最近历史中的旧位置和/或历史数据显示链路有可能满足QoS要求的位置。

在没有可能导致令人满意的链路质量的良好位置的情况下，RN可以向BS发出到UE#n的降级数据传输的警告，甚至退出中继模式。可以在需要传输下一个数据单位之前，或者取决于应用对数据间隙的容差做出这个决定。

如果RN-UE#n PC5链路的连接状态满足UE#n的QoS要求，则RN可以继续执行其中继功能，即，为了执行步骤420，以中继模式向客户端设备UE#n进行一个单位的数据传输。

对单个BS-RN或RN-UE#n链路(即uU或PC5接口链路)的质量确定可以基于任何现有的方法。例如，如果客户端设备与网络节点之间的信道质量恶化，这应该从信道质量指示符(CQI)或分组重传中明显看出。在一些实施例中，客户端设备朝向无线电阴影区域的轨迹也可以用于预测不久的将来较差的无线电链路质量。

在一些实施例中，RN可以基于到UE#n或BS的链路质量来重新定位其自身，以便进行调适使得链路质量足够好。如果发现它不能维持到UE#n和BS两者的良好链路质量，则需要指示这一点，以便可以指定不同的RN或者额外的RN加入中继链路。

在下文中，描述了中继节点可能调整其位置的其他实施例。

根据本文的一些实施例，中继节点的移动性可以由网络节点控制或引导。如果网络节点具有关于客户端设备UE#n的轨迹的信息以及关于各个方向上的信号条件的知识，则网络节点可以有很好的机会来引导中继节点调整其位置，使得通信链路BS-RN和RN-UE#n得以保持，并且它们的质量满足所需的阈值。

根据本文的一些实施例，中继节点的移动性可以由客户端设备UE#n控制或引导：客户端设备UE#n可以向BS指示其意图，即如果中继节点保持良好的无线电信道条件，则允许中继节点移动以便跟随。

根据本文的一些实施例，中继节点的移动性可以由BS和客户端设备UE#n的组合来控制或引导。

根据上面的描述，本文的实施例的原理是当通信设备进入中继模式操作时，为中继功能而不是通信设备自身的正常功能和操作给出协商的优先级。在确切的实现方式上存在变化，然而，以上描述是典型的方案，并且本领域的任何技术人员可以通过遵循以上解决方案的基本原理或意图来提供替代方案。

在下文中，将参考图5描述在通信设备121、122、123中执行的方法，例如在无线通信网络100中作为中继节点操作的第一通信设备121。该方法包括以下动作，这些动作可以以任何合适的顺序执行。

动作510

第一通信设备121从网络节点110接收充当第二通信设备122的中继节点的请求。该请求可以包括指示第一通信设备121将与哪个通信设备UE#n配对的指示。第一通信设备121通常具有正常模式操作。在正常模式操作期间，第一通信设备121检查是否从网络节点110接收到与客户端设备UE#n配对并且充当该客户端设备的中继节点的请求。如果第一通信设备121从网络节点110接收到与第二通信设备(即，客户端设备UE#n)配对的请求，则它将预留或分配例如硬件(HW)和中央处理单元(CPU)上的资源，以使客户端UE#n的流量优先于其自己的流量。

为了充当中继节点，正常模式操作中的第一通信设备121的移动性和功能性中的至少一个是可控的，以区分中继功能的优先级。根据本文的一些实施例，为了区分中继功能的优先级，第一通信设备121可以执行以下动作中的任何一个或组合：

a)预留第一通信设备121内的资源以执行中继功能；

b)释放其他通信链路中的一个或多个；

c)释放其他通信活动中的一个或多个；

d)释放数据处理活动中的一个或多个；

e)如果存在特定的硬件能力，诸如硬件加速，则启用这种能力；

f)改变波束方向；

g)调适波束选择；

h)调适第一通信设备121内的安全性。例如，设置安全区域，使得中继流量和非中继流量位于单独的安全域中，设置对这些区域的入侵警报，调适中继流量的特定数据加密机制等。

网络节点110可以调度第一通信设备121，使得第二通信设备122的通信优先于第一通信设备121的通信。例如，资源调度可以以这样的方式进行，即网络节点110可以提供资源，从而首先执行需要中继到第二设备的通信。则可以为第一通信设备121的正常操作模式中的通信并且仅当这些通信不干扰第二通信设备122的通信时调度资源。

动作520

第一通信设备121进入中继模式操作。进入中继模式操作的过程可以包括步骤330和340中描述的以下动作：

第一通信设备121可以检查是否接收到来自第二通信设备的开始数据传输的请求。该请求可以在预留资源的同时排队。

第一通信设备121可以向网络节点110和第二通信设备发送ACK消息，以指示开始经由中继传输数据的请求被确认。第一通信设备121然后进入中继模式操作。

根据本文的一些实施例，可以设置期满定时器以从丢失的请求中恢复。也就是说，如果在预定时间内没有从第二通信设备接收到请求，则第一通信设备121在没有请求的情况下进入中继模式操作。

动作530

在进入中继模式操作之后，如上在步骤410中所述，第一通信设备121建立中继链路，该中继链路包括第一通信设备121与网络节点110之间的第一通信链路以及第一通信设备121与第二通信设备122之间的第二通信链路。

动作540

在中继链路建立之后，第一通信设备121经由中继链路中继网络节点110与第二通信设备122之间的通信。

根据本文的一些实施例，一旦第一通信设备121处于中继模式操作，第一通信设备121可以被请求成为另一设备(例如，客户端设备UE#m，其需要具有与客户端设备UE#n相似的通信要求)的中继节点。如果第一通信设备121可以满足客户端设备UE#m的要求，则它也可以接受它。换句话说，如果不违反第二通信设备122的当前中继承诺，则可以采用第三通信设备的附加中继功能。

在中继模式操作中，第一通信设备121可以监测中继链路的质量，并且调整其位置以保证中继链路的质量满足所需的阈值。因此，该方法还可以包括以下动作：

动作541

第一通信设备121可以监测第二通信链路的质量，并且向网络节点110通知第二通信链路的质量。

动作542

第一通信设备121可以监测第一通信链路的质量，并且向网络节点110通知第一通信链路的质量。

动作543

第一通信设备121可以调整其位置，使得第一和第二通信链路的质量满足所需的质量阈值。第一通信链路的质量阈值可以大于或等于第二通信链路的质量阈值。

第一通信设备121可以执行以下动作来调整其位置，这些动作也在上面参考图4进行了描述：

取一个运动单位；

检查第一通信链路的质量；

如果第一通信链路的质量不满足所需的阈值，则调整其位置；

检查第二通信链路的质量；以及

如果第二通信链路的质量不满足所需的阈值，则调整其位置。

动作544

第一通信设备121可以调整其速度，以避免进入第一通信链路的质量没有或不会满足所需阈值的区域。

根据本文的一些实施例，第一通信设备121可以基于以下任何一个或组合来调整其位置和/或速度：

a)从网络节点110接收的指令；

b)从第二通信设备122接收的信息；

c)存储的位置信息；

d)第二通信设备122的移动路径中的预测信道质量；

e)不同位置的信道质量历史数据。

根据本文的一些实施例，在工厂场景中，设备可以例如在轨道上移动，因此当第一通信设备121处于中继模式操作时，第一通信设备121可以使用用于该移动的任何控制协议来调整其位置。

根据本文的一些实施例，第一通信设备121可以在更好的位置上从网络节点110接收信息，以便充当其他设备的估计中断区域的中继节点。网络节点110可以预测第二通信设备122可能在哪些位置失去其连接，并且基于该预测来控制第一通信设备121的移动。网络节点110可以调节第一通信设备121的速度，以避免进入到网络节点110的通信信道质量没有或不会满足所需阈值的区域。

根据本文的一些实施例，在链路质量变得太差之前，通信设备121可以移动到恰好在其他设备首先需要中继支持之前的地方。

根据本文的一些实施例，在自动导引车辆(AGV)场景中，可能存在预定义的路线。因此，通信设备121知道其路由和时间表，并且能够使其成为中继节点。

根据本文的一些实施例，通信设备121可以使用诸如全球定位系统(GPS)或全球导航卫星系统(GNSS)的定位特征来调整其位置。

动作550

当不需要充当中继节点时，或者如果不再可能充当中继节点，则第一通信设备121退出中继模式操作。如上在步骤380中所述，退出中继节点操作可以基于以下任何一个：

a)充当中继节点的预定义时间段到期；

b)从网络节点110接收的指令，例如从网络节点100接收的释放中继模式操作的信号；

c)从第二通信设备122接收的指示，例如从第二通信设备122接收的指示数据传输结束的信号；

d)由于关键功能将阻止其继续以中继模式运行，因此无法再作为中继节点运行。例如，错误情况、设备故障或安全相关问题等。

为了在通信设备121中执行上述关于图3、图4和图5的无线通信网络100中的超可靠通信的方法动作，通信设备121包括如图6中所示的电路、模块或单元。通信设备121包括接收模块610、传输模块620、确定模块630、处理模块640、存储器650等。通信设备121被配置成执行上述方法动作510-550中的任何一个，例如：

通信设备121被配置成例如通过接收模块610从网络节点110接收请求，以充当第二通信设备122的中继节点。

通信设备121被配置成例如借助于被配置的确定模块630进入中继模式操作。

通信设备121被配置成例如借助于确定模块630来建立中继链路，该中继链路包括第一通信设备121与网络节点110之间的第一通信链路以及第一通信设备121与第二通信设备122之间的第二通信链路。

通信设备121被配置成例如借助于接收模块610、传输模块620和确定模块630来经由中继链路中继网络节点110与第二通信设备122之间的通信。

通信设备121被配置成例如借助于被配置的确定模块630来控制正常模式操作中的第一通信设备121的移动性和功能性中的至少一个，以区分中继功能的优先级。

所属领域的技术人员将了解，上文在第一通信装置121中描述的接收模块610、传输模块620、确定模块630和处理模块630可以指一个电路或单元、模拟和数字电路的组合、一个或一个以上处理器，其配置有软件和/或固件和/或执行每个电路/单元的功能的任何其它数字硬件。这些处理器、模拟和数字电路的组合以及其他数字硬件中的一个或多个可以包括在单个专用集成电路(ASIC)中，或者几个处理器和各种模拟/数字硬件可以分布在几个单独的组件中，无论是单独封装还是组装成片上系统(SoC)。

根据本文实施例的方法可以通过第一通信设备121中的一个或多个处理器以及用于执行本文实施例的功能和动作的计算机程序代码来实现。上述程序代码也可以作为计算机程序产品来提供，例如以承载计算机程序代码670的数据载体680的形式，如图6中所示，用于在被加载到第一通信设备121中时执行本文的实施例。一种这样的载体可以是CD ROM盘的形式。然而，用诸如记忆棒的其他数据载体也是可行的。计算机程序代码还可以作为服务器或云上的纯程序代码提供，并且下载到第一通信设备121。

第一通信设备121中的存储器650可以包括一个或多个存储器单元，并且可以被布置成用于存储接收的信息、报告、测量、数据、配置和应用，以在第一通信设备121中执行时执行本文的方法。

当使用词语“包括”或“包含”时，它应被解释为非限制性的，即意味着“至少由……组成”。

本文的实施例不限于上述优选实施例。可以使用各种替代、修改和等效物。因此，上述实施例不应被视为限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求来限定。