[發明專利]一種基站輔助的D2D通信系統中設備發現的方法

有效

• 申請號: 201310351817.9
• 申請日: 2013-08-13
• 公開（公告）號: CN103442442A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 徐少毅
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

技術領域

本發明特別涉及一種基站輔助的D2D通信系統中設備發現的方法，涉及的是IMT-Advanced領域。

背景技術

未來，先進的國際移動通信（International?Moblie?Telecommunications-Adavanced，IMT-Advanced）將提供高達100MHz的帶寬來實現高速率傳輸。為了滿足IMT-Advanced的要求，許多新的無線接入技術被提了出來。其中，設備到設備(device-to-device，D2D)通信作為一項極有前景的技術已經引起人們越來越多的關注。D2D通信是一種在系統的控制下，允許終端之間直接進行通信的技術，它能夠增加蜂窩通信系統頻譜效率、降低終端發射功率、減低蜂窩小區基站的負載、減少電池消耗，在一定程度上解決無線通信系統頻譜資源匱乏的問題。

隨著社交網絡、近距離業務、智能家居、本地廣告等應用的流行以及智能便攜設備的普及，使得人們對了解附近感興趣的事物并與之通信的需求逐漸增加。這使得人們更加看好D2D的應用前景。

D2D通信不同于傳統的蜂窩模式下的通信，用戶之間通信鏈路不再經過基站，而是彼此之間建立直接鏈路，進行端到端直接通信。如圖1中所示。但是D2D通信仍然受到網絡的控制，如功率控制、資源的分配等。

在D2D通信的整個流程中，設備發現（device?discovery）是進行D2D通信的開端和必要前提。設備發現算法的性能將直接影響著D2D通信的質量。

設備發現是識別一個設備是否在另外一個設備的“附近”的一個過程。如圖2。判斷是否為“附近”的標準有很多，而且會隨著不同的應用場景而變化。網絡可以動態的控制判決附近的標準。構成判決標準的因素也有很多，如設備之間的地理位置距離，無線距離（radio?range），通信距離（communication?range），直連鏈路與蜂窩鏈路各自的信道條件，所要傳輸的數據大小、可達到的服務質量（Quality?of?Service，QoS）等。發現的過程受到網絡的控制，如網絡可以通過控制發現信號的發送功率來控制設備的發現距離，并依據發現距離的等級來實施不同的收費等級。

設備發現的方法是終端設備在專門的時頻資源上發送專門的信號，信號包含了該設備的用戶名（Identity，ID），接收設備通過接收并譯出該設備的信號來識別出設備。現有的設備發現算法中，主要是針對固定場景，提前設置好固定的時頻資源專門用于設備發現。但是在實際場景中，由于在不同場合設備數量不同，有發現其他設備需求的設備數量也不同，還可能存在設備數量突然或者緩慢發生改變的情況。因此，針對這樣的情況，現有的方法的缺點在于：

第一：對于設備比較稀疏的場景，提前設置好的固定的時頻資源存在浪費的情況；

第二：對于設備稠密的場景，提前設置好的固定的時頻資源存在多個設備復用相同時頻資源的情況，這時會出現發送信號的碰撞，導致發現過程的周期延長以及被發現的設備數量達不到系統要求。

第三：這種連續的大塊時頻資源用于發現設備的過程，會產生由于設備間失去同步導致的發現信號檢測的誤差，如圖3所示，用戶設備(User?Equipment，UE)，UE1、UE2和UE3中的1-3是3個用戶設備的用戶設備編號，TS（Time?Slot）代表時隙，TS0、TS1和TS2中的0-2是3個時隙的時隙編號，UE1，UE2，UE3分別在TS0，TS1和TS2發送發現信號的。結果，由于時鐘晶振的偏移，使得時隙發生偏移，原本不會沖突的UE1和UE3在相同的時隙發送信號，造成沖突，使得接收用戶設備無法準確接收到這兩個用戶設備的信號。造成這種情況的原因是系統拿出連續的大量上行時隙進行發現信號的發送，而與基站的同步信號需要在下行時隙發送，設備無法及時跟基站進行同步的校正。同時，這樣的連續時隙的時頻資源對于時分雙工系統（Time?Division?Duplex，TDD）而言是不適用的。

第四：現有的發現過程設置的周期比較長，典型值是8s，設備在第一個8s內檢測每一個資源塊，然后決定下一個8s內可以用的資源塊。但是對于低、中速運動的終端，8s之后設備的位置發生的變化帶來了無線網絡拓撲結構的變化，導致前一個8s獲得的結果并不能準確用在下一個8s內。例如，如果設備是30km/h的狀態，8s內將移動67米，這樣的距離足以使信道的大尺度特性發生較大改變。

發明內容

本發明的目的是針對以上提到的現有技術存在的不足，提出了一種基站輔助的D2D通信系統中設備發現的方法。