CN103686985A - 用于设备到设备通信的设备发现方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于设备到设备通信的设备发现方法，所述方法包括：用户设备UE发送用于设备发现的发现信道；其中，所述发现信道至少包括信息部分以及保护间隔部分；所述信息部分用于标识所述UE；所述保护间隔部分用于在时间域分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道。本发明同时公开了一种用于设备到设备通信的设备发现装置。本发明的技术方案解决了蜂窝通信系统中D2D通信的设备发现问题；设计发现信道时考虑了蜂窝小区的覆盖，避免了D2D发现对蜂窝通信的造成干扰；发现信道的CP长度由D2D发现的覆盖范围确定，保证了用户设备在未同步情况下进行设备发现的效率。

Description

用于设备到设备通信的设备发现方法及装置
技术领域
本发明涉及用户设备发现技术，尤其涉及一种蜂窝通信网络中用于设备到设备通信的设备发现方法及装置。
背景技术
蜂窝通信由于实现了对有限频谱资源的复用，使得无线通信技术得到了蓬勃发展。在蜂窝通信系统中，当两个用户设备(UE，User Equipment)之间有业务传输时，用户设备1(UE1)到用户设备2(UE2)的业务数据，会首先通过空口传输给UE1所在小区的基站(Node B、Base Station或evolved Node B)，该基站通过核心网将该用户数据传输给UE2所在小区的基站，该UE2所在小区的基站再将上述业务数据通过空口传输给UE2。UE2到UE1的业务数据传输采用类似的处理流程。
图1为同一小区内UE通信的示意图，如图1所示，当UE1和UE2位于同一个蜂窝小区时，虽然两个UE由同一个基站的小区覆盖，数据传输时仍然需要通过核心网中转，并且一次数据传输仍然会消耗两份无线频谱资源。由此可见，如果用户设备1和用户设备2位于同一小区并且相距较近，那么上述的蜂窝通信方法显然不为最优的。而实际上，随着移动通信业务的多样化，例如，社交网络、电子支付等应用在无线通信系统中的普及，使得近距离用户之间的业务传输需求日益增长。因此，设备到设备(D2D，Device-to-Device)的通信模式日益受到广泛关注。所谓D2D通信，即如图2所示，是指业务数据不经过基站和核心网的转发，直接由源用户设备通过空口传输给目标用户设备。这种通信模式区别于传统蜂窝系统的通信模式。对于近距离通信的用户来说，D2D不但节省了无线频谱资源，而且降低了核心网的数据传输压力。
在蜂窝通信中，当两个UE进行通信时，一般情况下UE自身不会知道对方UE的位置，而是通过网络侧设备(例如基站或核心网设备)建立起两个UE的连接。而对于设备到设备通信来说，建立通信的前提为UE之间的相互发现。在发现的相关设计中，需要考虑与蜂窝通信的兼容，并且同时也应该考虑资源效率以及设备之间相互发现的灵活性。
遗憾的是，目前D2D通信技术尚在讨论中，并无相关技术可供参考，如何实现设备之间相互发现并进一步实现D2D通信，为当前蜂窝通信中亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于设备到设备通信的设备发现方法及装置，能实现设备到设备通信中设备之间的相互发现，从而实现D2D通信。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于设备到设备通信的设备发现方法，包括：
UE发送用于设备发现的发现信道；
其中，所述发现信道至少包括信息部分以及保护间隔部分；所述信息部分用于标识所述UE；所述保护间隔部分用于在时间域分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道。
优选地，所述发现信道还包括CP部分，用于消除多径干扰和/或保持所述发现信道的接收端与发送端同步。
优选地，所述信息部分的信息以数据块或以序列的方式承载于所述发现信道中；
所述序列为前导序列、参考信号序列、Walsh码或专用的CAZAC序列。
优选地，所述保护间隔的时间长度由所述发现信道的资源长度与所述信息部分的长度确定；
或者，所述保护间隔的时间长度由所述发现信道的资源长度、所述CP部分的长度和所述信息部分的长度确定。
优选地，所述保护间隔的时间长度由所述发现信道的资源长度与所述信息部分的长度确定，包括：
将所述发现信道资源长度与所述信息部分的长度差确定为所述保护间隔的时间长度；
所述保护间隔的时间长度由所述发现信道的资源长度、所述CP部分的长度和所述信息部分的长度确定，包括：
将所述发现信道资源减去所述CP部分、所述信息部分的长度确定为所述保护间隔的时间长度。
优选地，所述保护间隔的时间长度大于小区覆盖半径所对应的无线信号往返时间；
其中，所述小区为进行所述设备到设备通信的设备发现的小区，或者，所述小区为进行所述设备到设备通信的设备发现区域内的覆盖范围最大的小区。
优选地，所述方法还包括：
所述发现信道的资源在时域以正交频分复用OFDM符号或单载波正交频分复用SC-FDMA符号为单位进行配置；
或者，所述发现信道的资源在时域以时隙为单位进行配置；
或者，所述发现信道的资源在时域以子帧为单位进行配置。
优选地，所述UE发送所述发现信道之前，所述方法还包括：
所述UE检测蜂窝下行链路的同步信号和/或参考信号获得蜂窝下行链路接收定时；
所述UE根据所述蜂窝下行链路的接收定时，确定所述用于设备发现的发现信道的发送定时并发送所述发现信道。
优选地，所述发现信道中还包括同步信号；
所述同步信号为前导序列、参考信号序列或专用的CAZAC序列。
一种用于设备到设备通信的设备发现方法，包括：
检测同步信号；
根据所检测到的同步信号的定时确定发现信道的检测窗口；
在所述检测窗口内接收所述发现信道，或者，在所述接收窗口内检测所述发现信道；
其中，所述发现信道用于设备到设备通信的设备发现。
优选地，所述同步信号为前导序列、参考信号序列或专用的CAZAC序列，由发送所述发现信道的用户设备发送。
优选地，在检测同步信号之前，所述方法还包括：
检测蜂窝下行链路的同步信号和/或参考信号获得检测定时。
优选地，所述同步信号为蜂窝下行链路的同步信号和/或参考信号。
优选地，所述发现信道至少包括信息部分以及保护间隔部分；所述信息部分用于标识发送所述发现信道的UE；所述保护间隔部分用于分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道；
或者，所述发现信道至少包括循环前缀部分、信息部分以及保护间隔部分；所述循环前缀用于消除多径干扰和/或保持所述发现信道的接收端与发送端同步；所述信息部分用于标识发送所述发现信道的UE；所述保护间隔部分用于分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道。
优选地，所述根据所检测到的同步信号的定时确定发现信道的检测窗口，包括：
所述检测窗口的起始由所述下行接收定时确定，所述检测窗口的时间长度为所述发现信道的信息部分长度；
或者，所述检测窗口的起始由所述下行接收定时确定，所述检测窗口的时间长度为所述发现信道的CP的长度及所述发现信道的信息部分的长度之和；
或者，所述检测窗口的起始由所述下行接收定时及所述发现信道的循环前缀确定，所述检测窗口的时间长度为所述发现信道的信息部分的长度。
一种用于设备到设备通信的设备发现装置，包括：
发送单元，用于发送用于设备发现的发现信道；
其中，所述发现信道用于设备到设备通信的设备发现，至少包括信息部分以及保护间隔部分；所述信息部分用于标识所述装置自身；所述保护间隔部分用于在时间域分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道。
优选地，所述发现信道还包括循环前缀CP部分，用于消除多径干扰和/或保持所述发现信道的接收端与发送端同步。
优选地，所述信息部分的信息以数据块或以序列的方式承载于所述发现信道中；所述序列为前导序列、参考信号序列、Walsh码或专用的CAZAC序列。
优选地，所述保护间隔的时间长度由所述发现信道的资源长度与所述信息部分的长度确定，将所述发现信道资源长度与所述信息部分的长度差确定为所述保护间隔的时间长度；
或者，所述保护间隔的时间长度由所述发现信道的资源长度、所述CP部分的长度和所述信息部分的长度确定，将所述发现信道资源减去所述CP部分、所述信息部分的长度确定为所述保护间隔的时间长度。
优选地，所述保护间隔的时间长度大于小区覆盖半径所对应的无线信号往返的时间长度；
其中，所述小区为进行所述设备到设备通信的设备发现的小区，或者，所述小区为进行所述设备到设备通信的设备发现区域内的覆盖范围最大的小区。
优选地，所述装置还包括：
检测单元，用于检测蜂窝链路的下行同步信号和/或参考信号获得蜂窝下行链路接收定时；
所述发送单元还用于，根据所述蜂窝下行链路的接收定时确定所述发现信道的发送定时，并根据所述发送定时传输所述发现信道。
优选地，所述发现信道中还包括同步信号；
所述同步信号为前导序列、参考信号序列或专用的CAZAC序列。
一种用于设备到设备通信的设备发现装置，包括检测单元、确定单元和发现单元，其中：
检测单元，用于检测同步信号；
确定单元，用于根据所检测到的同步信号的定时确定发现信道的检测窗口；
发现单元，用于在所述检测窗口内接收所述发现信道，或者，用于在所述检测窗口内检测所述发现信道；
其中，所述发现信道用于设备到设备通信的设备发现。
优选地，所述同步信号为前导序列、参考信号序列或专用的CAZAC序列，由发送所述发现信道的用户设备发送。
优选地，所述检测单元还用于，在检测同步信号之前，检测蜂窝下行链路的同步信号和/或参考信号获得检测定时。
优选地，所述同步信号为蜂窝下行链路的同步信号和/或参考信号。
优选地，所述发现信道至少包括信息部分以及保护间隔部分；所述信息部分用于标识发送所述发现信道的UE；所述保护间隔部分用于分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道；
或者，所述发现信道至少包括循环前缀部分、信息部分以及保护间隔部分；所述循环前缀用于消除多径干扰和/或保持所述发现信道的接收端与发送端同步；所述信息部分用于标识发送所述发现信道的UE；所述保护间隔部分用于分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道。
优选地，所述确定单元用于根据所检测到的同步信号的定时确定发现信道的检测窗口，还包括，
所述检测窗口的起始由所述下行接收定时确定，所述检测窗口的时间长度为所述发现信道的信息部分长度；
或者，所述检测窗口的起始由所述下行接收定时确定，所述检测窗口的时间长度为所述发现信道的CP的长度及所述发现信道的信息部分的长度之和；
或者，所述检测窗口的起始由所述下行接收定时及所述发现信道的循环前缀确定，所述检测窗口的时间长度为所述发现信道的信息部分的长度。
本发明中，UE按预设的发现信道的预设的格式发送信号；基于所述发现信道进行UE的发现；其中，发现信道至少包括信息部分以及保护间隔部分，信息部分中的信息用于标识UE；保护间隔部分用于在时间域分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道。本发明的技术方案解决了蜂窝通信系统中D2D通信的设备发现问题；设计发现信道时考虑了蜂窝小区的覆盖，避免了D2D发现对蜂窝通信的造成干扰；发现信道的CP长度由D2D发现的覆盖范围确定，保证了用户设备在未同步情况下进行设备发现的可靠性与资源效率。
附图说明
图1为同一小区内UE通信的示意图；
图2为D2D通信示意图；
图3为LTE/LTE-A系统无线帧结构示意图；
图4为LTE/LTE-A系统物理资源结构示意图；
图5为本发明实施例的设备发现装置的组成结构示意图；
图6为本发明实施例的设备发现装置的另一组成结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。
设备到设备通信的前提，为用户设备的相互发现。即，用户设备需要确定邻近区域有适合进行设备到设备通信的其他用户设备；或者，需要确定待进行设备到设备通信的特定目标用户设备在邻近区域，称其为设备到设备通信的设备发现。
本发明技术方案针对蜂窝通信系统中的设备到设备通信，即设备到设备通信可能会与蜂窝通信共用频谱资源，因此，在设备到设备通信的设备发现过程中，需要考虑潜在的设备到设备通信与蜂窝通信的干扰，即需要实现D2D通信资源的有效管理，以及D2D通信与蜂窝通信干扰的协调。另一方面，在设备到设备通信的设备发现过程中，需要考虑设备发现的灵活性和资源开销，例如用户设备在未进行相互同步的前提下也可进行设备发现，并且保证设备发现的资源开销和效率。
以下，结合具体的实施例对本方案进一步进行说明。
相关示例性实施例以第三代合作伙伴项目(3GPP，3rd GenerationPartnership Project)的长期演进(LTE，Long Term Evolution)/高级长期演进(LTE-A，Long Term Evolution-Advanced)蜂窝通信系统为背景进行介绍。LTE/LTE-A系统下行链路以正交频分复用(OFDM，Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)技术为基础，上行链路则采用单载波频分复用多址(SC-FDMA，Single carrier-Frequency Division Multiplexing Access)方式。在OFDM/SC-FDMA系统中，通信资源为时-频两维的形式。图3为LTE/LTE-A系统无线帧结构示意图，如图3所示，对于LTE/LTE-A系统来说，上行和下行链路的通信资源在时间方向上都为以帧(frame)为单位划分，每个无线帧(radioframe)长度为10ms(毫秒)，包含10个长度为1ms的子帧(sub-frame)，每个子帧包括长度为0.5ms的两个时隙(slot)。根据子帧循环前缀(Cyclic Prefix，CP)的不同，每个时隙可包括7个或6个OFDM/SC-FDMA符号，其中前者对应于普通(normal)CP，后者对应于扩展(extended)CP。
图4为LTE/LTE-A系统具有普通CP时的物理资源结构示意图，如图4所示，在频率方向，资源以子载波(subcarrier)为单位划分。在通信过程中，频域资源分配的最小单位为资源块(RB，Resource Block)，对应物理资源的一个物理资源块(PRB，Physical Resource Block)。一个PRB在频域包含12个子载波，对应于时域的一个时隙。每个OFDM符号上对应一个子载波的资源称为资源单元(RE，Resource Element)。
在LTE/LTE-A蜂窝通信系统中，UE通过检测同步信号(SS，SynchronizationSignal)发现LTE小区。同步信号包括有主同步信号(PSS，PrimarySynchronization Signal)和辅同步信号(SSS，Secondary Synchronization Signal)。UE根据同步信号的检测结果确定下行链路的中心频点，以及获得与基站的下行接收同步。由于同步信号携带有物理小区标识(Physical Cell ID)，检测同步信号也意味着UE“发现”LTE/LTE-A小区。
在上行链路，当UE有上行数据传输时，需要发起随机接入(RA，RandomAccess)进行上行同步，并且随机接入过程可使得UE从无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)空闲(Idle)状态进入连接(Connected)状态。随机接入时UE需要发送随机接入前导(preamble)，网络侧通过在特定的时频资源中盲检测随机接入前导，实现对UE的识别和上行链路的同步。
在D2D通信时，也存在类似的问题，即进行D2D通信的UE首先需要实现相互的发现或识别。
以下通过具体示例，进一步阐明本发明技术方案的实质。
实例1
为实现设备到设备通信时的设备发现，用户设备需要按预设的格式发送用于设备发现的信号(为方便描述，称为发现信道)。该发现信道至少包括两部分：信息部分以及保护间隔部分。
其中，信息部分具有识别用户设备的功能，可以以数据块或序列的形式承载于发现信道。例如，信息中可以包括用户设备的标识信息等。序列可以是参考信号(RS，Reference Signal)序列，或者为Walsh码，或者为专用的恒幅零自相关(CAZAC，Const Amplitude Zero Auto Correlation)码。
保护间隔部分用于避免用户设备发送的发现信道对于其他信道产生干扰，即用于在时间域分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道。例如，UE在蜂窝通信上行链路中发送发现信号，如果UE未进行上行同步的话，UE可按照蜂窝链路的下行接收定时发送所述发现信道。保护间隔的时间长度如果能大于信号在eNB和UE之间往返的传播时延，则UE发送的发现信道可避免对其他信道产生干扰。其他信道可以为其他的发现信道，或者为蜂窝链路或者设备到设备链路的业务信道。由于获取UE和eNB之间的距离代价较大并且可靠性较低，因此可按照小区覆盖范围设置保护间隔的时间长度。
所述发现信道中还可包括参考信号(RS，Reference Signal)。参考信号用于所述发现信道的接收端用户设备检测和解调所述发现信道。例如，发现信道中设置专用资源单元或者OFDM/SC-FDMA符号用于承载或发送该参考信号。
所述发现信道中还可包括同步信号。同步信号用于所述发现信道的接收端用户设备确定接收所述发现信道的定时(timing)。例如，发现信道中设置专用资源单元或者OFDM/SC-FDMA符号用于承载或发送该参考信号。
进一步地，所述参考信号和同步信号可以为同一个信号序列，同时实现解调发现信道和同步的功能。
所述发现信道的时域资源以OFDM/SC-FDMA符号或者整数个OFDM/SC-FDMA符号为单位进行配置。例如，每个发现信道资源在时域的长度为2个OFDM/SC-FDMA符号，或者为3个OFDM/SC-FDMA符号，或者为4个OFDM/SC-FDMA符号。所述OFDM/SC-FDMA符号具有普通CP或者扩展CP。发现信道时域资源的具体长度至少需要考虑小区覆盖范围进行配置。
或者，所述发现信道的时域资源以时隙为单位进行配置，例如每个发现信道资源在时域的长度可以被配置为1个时隙，即0.5ms；或者被配置为2个时隙，即1ms。发现信道时域资源的具体长度至少需要考虑小区覆盖范围进行配置。
或者，所述发现信道的时域资源以子帧为单位进行配置，例如每个发现信道资源在时域的长度可以为1个子帧，或者2个子帧，或者3个子帧。发现信道时域资源的具体长度至少需要考虑小区覆盖范围进行配置。
所述发现信道的时域资源长度包括信息部分以及保护间隔部分的长度。
实例2
为实现设备到设备通信时的设备发现，用户设备需要按预设的发现信道格式发送发现信号。所述预设是指，发现信道的结构是确定的。本实例中，发现信道的结构包括三部分：循环前缀部分、信息部分以及保护间隔部分。
所述发现信道可由蜂窝通信的上行资源承载。此时可约定发送方第一用户设备根据自身的蜂窝链路的下行接收定时，按预设的发现信道格式发送发现信号；接收方第二用户设备按照自身的蜂窝链路的下行接收定时检测所述发现信道。这样在进行D2D发现时可不对UE作蜂窝上行同步的限制，进而提高D2D发现的效率，降低D2D发现的时延。
不过由于两个用户设备之间可能还未同步，并且两个用户设备到eNB的距离可能不同，上述的发现信道的检测方式可能会由于信号的传播时延而导致出现收发两端的定时不同步的问题。可以通过在发现信道中增加循环前缀来解决该问题。例如，通过在发现信道的前端增设CP，将发现信道的持续时间延长，接收端通过检测窗口匹配的方式避免发现信道收发端不同步带来的影响。
循环前缀部分的时间长度根据D2D设备发现的范围确定，可以具有固定的时间长度。例如，以D2D所支持的设备发现的最大可能范围来确定循环前缀部分的时间长度，保证循环前缀的时间长度大于D2D设备发现最大范围时信号往返的时间。循环前缀还具有消除发现信道传输过程中多径效应带来的符号间干扰问题的作用。
信息部分具有识别或标识用户设备的功能，可以以数据块的形式承载于发现信道中。例如，信息中可以包括设备标识的显式信令。或者，信息部分为特定的码序列。例如，将用户设备的标识映射为特定的序列。该特定的序列可以为前导序列，或者参考信号(RS，Reference Signal)序列，或者为Walsh码，或者为专用的恒幅零自相关(CAZAC，Const Amplitude Zero Auto Correlation)序列。
保护间隔部分用于避免用户设备发送的发现信号对于其他信道产生干扰。例如，UE在蜂窝通信上行链路中发送发现信号时，如果UE未进行上行同步，那么UE可按照蜂窝链路的下行接收定时发送发现信号。保护间隔的时间长度如果大于信号在eNB和UE之间往返的传播时延，则UE发送的发现信号可避免对其他信道产生干扰。其他信道可以为其他的发现信道，或者为蜂窝链路或者用户设备到用户设备之间链路的业务信道。由于获取UE和eNB之间的距离代价较大并且可靠性较低，因此可按照小区覆盖范围设置保护间隔的时间长度。
所述发现信道的时域资源以OFDM符号或者整数个OFDM符号为单位进行配置。例如，每个发现信道资源在时域的长度为2个OFDM符号，或者为3个OFDM符号，或者为4个OFDM符号。所述OFDM符号具有普通CP或者扩展CP。
或者，所述发现信道的时域资源以时隙为最小单位进行配置，例如每个发现信道资源在时域的长度可以被配置为1个时隙，即0.5ms；或者被配置为2个时隙，即1ms。
或者，所述发现信道的时域资源以子帧为最小单位进行配置，例如每个发现信道资源在时域的长度为1个子帧，或者为2个子帧，或者为3个子帧。
所述发现信道的时域资源长度包括循环前缀部分、信息部分以及保护间隔部分的长度。
实例3
如实例1和实例2所述，D2D发现信道中循环前缀部分的时间长度根据D2D发现的范围确定，可以具有固定的时间长度。
假设D2D发现的最大覆盖为X米，那么信号往返X米的时间为2×X/(3×108)秒，如果CP的时间长度取大于2×X/(3×108)的值，则可保证在D2D发现的覆盖范围内，用户设备接收到完整的D2D发现信道信息部分。不过，CP还需要克服信号的多径传输引起的符号间干扰问题，因此CP的长度可以再增加，保证多径时延也包括在CP长度以内。
可以具有固定的时间长度是指，D2D发现的最大覆盖范围可以为固定的，这种情况下CP为按照D2D最大覆盖范围以及D2D通信的典型信道场景下多径时延情况进行确定并固定。
例如，D2D发现的最大覆盖范围为1000m，则信号往返的时间为6.67×10-3ms，换算为LTE/LTE-A系统的基本时间单位为205个Ts，再考虑D2D通信多径时延的话，设置CP长度为大于205个Ts的固定值，例如512个Ts。其中，Ts为LTE/LTE-A的基本时间单元，30720×Ts＝1ms。
CP长度也可以OFDM符号的时间长度为单位设置，例如固定设置1个OFDM符号的时间长度作为CP。
或者，可以具有固定时间长度也可为：D2D发现的最大覆盖范围可以为可配置的，不过针对每种配置，CP的时间长度是固定的。
例如，D2D发现的覆盖范围可以为100m，也可以为500m，具体可以根据UE能力或者业务类型进行配置。在100m的覆盖范围下，设置一个固定的CP长度值；在500m的覆盖范围下，设置另外一个固定的CP长度值。不同覆盖范围下CP的长度与前述的确定方法相同，不再赘述。
需要说明的是，上述的数据只用于解释本实施方式中的保护间隔配置原则，并不用于构成对实施方式的限制。
实例4
如实例1和实例2所述，保护间隔可以显式进行配置。例如，通过信令配置保护间隔的时间长度；或者，定义具有不同的保护间隔长度的查找表，通过查找表中不同配置所对应的索引指示所述保护间隔的时间长度。
保护间隔也可以隐含配置。例如，定义发现信道的总时间长度，以及信息部分的长度，总时间长度减去信息部分的长度就为保护间隔的时间长度。这种情况下，通过配置发现信道的总时间长度隐含配置保护间隔的时间长度。
或者，定义发现信道的总时间长度，CP的长度以及信息部分的长度，总时间长度减去CP部分以及信息部分的长度就为保护间隔的时间长度。这种情况下，通过配置发现信道的总时间长度隐含配置保护间隔的时间长度。
保护间隔的配置可以OFDM符号为时间单位；也可以LTE/LTE-A的基本时间单元Ts为时间单位，即30720×Ts＝1ms。
仍然以LTE/LTE-A系统为例。假设采用普通循环前缀(Normal CP，NormalCyclic Prefix)，那么子帧中有14个OFDM符号，每个OFDM符号的长度大约为1/14毫秒(ms)。例如，如果小区半径为100km，那么无线信号在UE和eNB之间往返的最大时间约为2×100km/3×108m/s＝0.67ms，换算为OFDM符号数的话大约为9.3个OFDM符号，换算为LTE/LTE-A的基本时间单元Ts的话大约为20480个Ts。例如，如果小区半径为10km，那么信号在UE和eNB之间往返的最大时间约为0.067ms，即大约0.93个OFDM符号，或者为2048个Ts。
如果保护间隔的配置以OFDM符号为时间单位，对于前述例子，即当小区半径不大于10km时，配置1个OFDM符号作为保护时间间隔；当小区半径不大于100km时，配置10个OFDM符号作为保护时间间隔。这种情况下，也可约定，当小区半径小于10km时，均配置1个OFDM符号作为保护时间间隔。
如果保护间隔的配置以LTE/LTE-A系统的基本时间单元Ts为时间单位，对于前述的例子，即当小区半径不大于10km时，配置2048个Ts作为保护时间间隔；当小区半径不大于100km时，配置20480个Ts作为保护时间间隔。
上述的小区是指所述设备到设备通信用户设备进行设备发现时所处的小区；或者所述设备到设备通信用户设备进行设备发现的区域内覆盖范围最大的小区，即设备发现区域包括的小区数可能会大于1个。
需要说明的是，上述的数据只用于解释本实施方式中的保护间隔配置原则，并不用于构成对实施方式的限制。
实例5
由于同步信号在发现信道中的位置是确定的，并且发现信道的时间长度已知，因此对于接收端用户设备来说，可以通过检测发现信道中的同步信号确定接收发现信道的时间窗口，即确定接收D2D发现信道的起始和结束的时间位置；并在该接收窗口内检测D2D发现信道。其中，同步信号可以为随机接入信道(RACH，Random Access Channel)的前导序列(preamble)，或者为参考信号(Reference Signal)序列，例如探测参考信号(SRS，Sounding Reference Signal)或解调的参考信号(DMRS，DeModulation Reference Signal)序列，或者为专用的恒幅零自相关(CAZAC，Const Amplitude Zero Auto Correlation)序列，例如ZC(Zadoff-chu)序列等。
例如，发现信道在时域的长度为1个时隙，并且该时隙内的第1个OFDM或SC-FDMA符号用于承载同步信号。用户设备在检测发现信道时，首先检测该同步信号，并以该同步信号的起始为起始位置，确定1个时隙的时间长度为接收或检测发现信道的时间窗口。
在检测发现信道的同步信号之前，接收端用户设备可先检测蜂窝下行链路的同步信号和/或参考信号以获得蜂窝下行接收定时，并在此蜂窝下行接收定时的基础上执行上述的检测发现信道中同步信号的操作。
实例6
对于接收端用户设备来说，可以通过检测蜂窝链路下行同步信号和/或参考信号进行下行同步，即获得蜂窝链路下行接收定时。由于发现信道的时间长度已知，接收端用户设备可据此接收定时确定检测D2D发现信道的时间窗口，即确定D2D发现信道的接收起始和结束的时间位置；并在该接收窗口内检测D2D发现信道。
具体的，接收窗口的时间长度为发现信道信息部分所占用的OFDM符号数，接收窗口的起始通过上述的下行接收定时确定。比如，接收端用户设备根据下行接收定时确定子帧边界，并以此子帧边界为基准，根据发现信道在子帧中位置确定接收窗口的起始位置。比如发现信道在时域的长度为1个时隙并且位于子帧的第1个时隙中，该1个时隙中包括信息部分的长度以及保护间隔的时间长度。接收端用户设备根据下行定时确定子帧边界后，确定该子帧的第1个时隙为发现信道的传输位置，并进而根据发现信道的配置确定发现信道中信息部分的位置，即为发现信道的接收窗口。
或者，接收窗口的时间长度为发现信道循环前缀长度加发现信道信息部分的长度，接收窗口的起始通过上述的下行接收定时确定。
或者，接收窗口的时间长度为发现信道信息部分的长度，接收窗口的起始通过上述的下行接收定时和发现信道的循环前缀长度确定。
本发明的技术方案解决了蜂窝通信系统中的设备到设备(D2D)通信的设备发现问题；发现信道的设计考虑了蜂窝小区的覆盖，避免了D2D发现对蜂窝通信的造成干扰；CP的长度由D2D发现的覆盖范围确定，保证了用户设备在未同步情况下进行设备发现的效率。
图5为本发明实施例的设备发现装置的组成结构示意图，如图5所示，本示例的用户设备发现装置包括发送单元50，其中：
发送单元50，用于发送用于设备发现的发现信道；
其中，所述发现信道用于设备到设备通信的设备发现，至少包括信息部分以及保护间隔部分；所述信息部分用于标识所述装置自身；所述保护间隔部分用于在时间域分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道。
上述发现信道还包括循环前缀CP部分，用于消除多径干扰和/或保持所述发现信道的接收端与发送端同步。
所述信息部分的信息以数据块或以序列的方式承载于所述发现信道中；所述序列为前导序列、参考信号序列、Walsh码或专用的CAZAC序列。
所述保护间隔的时间长度由所述发现信道的资源长度与所述信息部分的长度确定，将所述发现信道资源长度与所述信息部分的长度差确定为所述保护间隔的时间长度；
或者，所述保护间隔的时间长度由所述发现信道的资源长度、所述CP部分的长度和所述信息部分的长度确定，将所述发现信道资源减去所述CP部分、所述信息部分的长度确定为所述保护间隔的时间长度。
上述保护间隔的时间长度大于小区覆盖半径所对应的无线信号往返的时间长度；
其中，所述小区为进行所述设备到设备通信的设备发现的小区，或者，所述小区为进行所述设备到设备通信的设备发现区域内的覆盖范围最大的小区。
在图5所示的设备发现装置的基础上，本示例的设备发现装置还包括：
检测单元(图5中未示出)，用于检测蜂窝链路的下行同步信号和/或参考信号获得蜂窝下行链路接收定时；
所述发送单元50还用于，根据所述蜂窝下行链路的接收定时确定所述发现信道的发送定时，并根据所述发送定时传输所述发现信道。
上述发现信道中还包括同步信号；
所述同步信号为前导序列、参考信号序列或专用的CAZAC序列。
本领域技术人员应当理解，图5中所示的设备发现装置中的各处理单元的实现功能可参照前述设备发现方法的相关描述而理解。本领域技术人员应当理解，图5所示的设备发现装置中各处理单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。
图6为本发明实施例的设备发现装置的另一组成结构示意图，如图6所示，本示例的设备发现装置包括检测单元610、确定单元611和发现单元612，其中：
检测单元610，用于检测同步信号；
确定单元611，用于根据所检测到的同步信号的定时确定发现信道的检测窗口；
发现单元612，用于在所述检测窗口内接收所述发现信道，或者，用于在所述检测窗口内检测所述发现信道；
其中，所述发现信道用于设备到设备通信的设备发现。
上述同步信号为前导序列、参考信号序列或专用的CAZAC序列，由发送所述发现信道的用户设备发送。
上述检测单元610还用于，在检测同步信号之前，检测蜂窝下行链路的同步信号和/或参考信号获得检测定时。
上述同步信号为蜂窝下行链路的同步信号和/或参考信号。
所述发现信道至少包括信息部分以及保护间隔部分；所述信息部分用于标识发送所述发现信道的UE；所述保护间隔部分用于分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道；
或者，所述发现信道至少包括循环前缀部分、信息部分以及保护间隔部分；所述循环前缀用于消除多径干扰和/或保持所述发现信道的接收端与发送端同步；所述信息部分用于标识发送所述发现信道的UE；所述保护间隔部分用于分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道。
确定单元611，用于根据所检测到的同步信号的定时确定发现信道的检测窗口，还包括，
所述检测窗口的起始由所述下行接收定时确定，所述检测窗口的时间长度为所述发现信道的信息部分长度；
或者，所述检测窗口的起始由所述下行接收定时确定，所述检测窗口的时间长度为所述发现信道的CP的长度及所述发现信道的信息部分的长度之和；
或者，所述检测窗口的起始由所述下行接收定时及所述发现信道的循环前缀确定，所述检测窗口的时间长度为所述发现信道的信息部分的长度。
本领域技术人员应当理解，图6中所示的设备发现装置中的各处理单元的实现功能可参照前述设备发现方法的相关描述而理解。本领域技术人员应当理解，图6所示的设备发现装置中各处理单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各处理单元或各步骤可以用通用的计算装置来实现，其可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，其可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (28)

1.一种用于设备到设备通信的设备发现方法，其特征在于，所述方法包括：
用户设备UE发送用于设备发现的发现信道；
其中，所述发现信道至少包括信息部分以及保护间隔部分；所述信息部分用于标识所述UE；所述保护间隔部分用于在时间域分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发现信道还包括循环前缀CP部分，用于消除多径干扰和/或保持所述发现信道的接收端与发送端同步。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述信息部分的信息以数据块或以序列的方式承载于所述发现信道中；
所述序列为前导序列、参考信号序列、Walsh码或专用的恒幅零自相关CAZAC序列。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述保护间隔的时间长度由所述发现信道的资源长度与所述信息部分的长度确定；
或者，所述保护间隔的时间长度由所述发现信道的资源长度、所述CP部分的长度和所述信息部分的长度确定。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述保护间隔的时间长度由所述发现信道的资源长度与所述信息部分的长度确定，包括：
将所述发现信道资源长度与所述信息部分的长度差确定为所述保护间隔的时间长度；
所述保护间隔的时间长度由所述发现信道的资源长度、所述CP部分的长度和所述信息部分的长度确定，包括：
将所述发现信道资源减去所述CP部分、所述信息部分的长度确定为所述保护间隔的时间长度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述保护间隔的时间长度大于小区覆盖半径所对应的无线信号往返时间；
其中，所述小区为进行所述设备到设备通信的设备发现的小区，或者，所述小区为进行所述设备到设备通信的设备发现区域内的覆盖范围最大的小区。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述发现信道的资源在时域以正交频分复用OFDM符号或单载波正交频分复用SC-FDMA符号为单位进行配置；
或者，所述发现信道的资源在时域以时隙为单位进行配置；
或者，所述发现信道的资源在时域以子帧为单位进行配置。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述UE发送所述发现信道之前，所述方法还包括：
所述UE检测蜂窝下行链路的同步信号和/或参考信号获得蜂窝下行链路接收定时；
所述UE根据所述蜂窝下行链路的接收定时，确定所述用于设备发现的发现信道的发送定时并发送所述发现信道。
9.根据权利要求1至8任一项所述的方法，其特征在于，所述发现信道中还包括同步信号；
所述同步信号为前导序列、参考信号序列或专用的CAZAC序列。
10.一种用于设备到设备通信的设备发现方法，其特征在于，所述方法包括：
检测同步信号；
根据所检测到的同步信号的定时确定发现信道的检测窗口；
在所述检测窗口内接收所述发现信道，或者，在所述接收窗口内检测所述发现信道；
其中，所述发现信道用于设备到设备通信的设备发现。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述同步信号为前导序列、参考信号序列或专用的CAZAC序列，由发送所述发现信道的用户设备发送。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在检测同步信号之前，所述方法还包括：
检测蜂窝下行链路的同步信号和/或参考信号获得检测定时。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述同步信号为蜂窝下行链路的同步信号和/或参考信号。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
所述发现信道至少包括信息部分以及保护间隔部分；所述信息部分用于标识发送所述发现信道的UE；所述保护间隔部分用于分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道；
或者，所述发现信道至少包括循环前缀部分、信息部分以及保护间隔部分；所述循环前缀用于消除多径干扰和/或保持所述发现信道的接收端与发送端同步；所述信息部分用于标识发送所述发现信道的UE；所述保护间隔部分用于分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所检测到的同步信号的定时确定发现信道的检测窗口，包括：
所述检测窗口的起始由所述下行接收定时确定，所述检测窗口的时间长度为所述发现信道的信息部分长度；
或者，所述检测窗口的起始由所述下行接收定时确定，所述检测窗口的时间长度为所述发现信道的CP的长度及所述发现信道的信息部分的长度之和；
或者，所述检测窗口的起始由所述下行接收定时及所述发现信道的循环前缀确定，所述检测窗口的时间长度为所述发现信道的信息部分的长度。
16.一种用于设备到设备通信的设备发现装置，其特征在于，所述装置包括：
发送单元，用于发送用于设备发现的发现信道；
其中，所述发现信道用于设备到设备通信的设备发现，至少包括信息部分以及保护间隔部分；所述信息部分用于标识所述装置自身；所述保护间隔部分用于在时间域分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述发现信道还包括循环前缀CP部分，用于消除多径干扰和/或保持所述发现信道的接收端与发送端同步。
18.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，所述信息部分的信息以数据块或以序列的方式承载于所述发现信道中；所述序列为前导序列、参考信号序列、Walsh码或专用的CAZAC序列。
19.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于：
所述保护间隔的时间长度由所述发现信道的资源长度与所述信息部分的长度确定，将所述发现信道资源长度与所述信息部分的长度差确定为所述保护间隔的时间长度；
或者，所述保护间隔的时间长度由所述发现信道的资源长度、所述CP部分的长度和所述信息部分的长度确定，将所述发现信道资源减去所述CP部分、所述信息部分的长度确定为所述保护间隔的时间长度。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述保护间隔的时间长度大于小区覆盖半径所对应的无线信号往返的时间长度；
其中，所述小区为进行所述设备到设备通信的设备发现的小区，或者，所述小区为进行所述设备到设备通信的设备发现区域内的覆盖范围最大的小区。
21.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
检测单元，用于检测蜂窝链路的下行同步信号和/或参考信号获得蜂窝下行链路接收定时；
所述发送单元还用于，根据所述蜂窝下行链路的接收定时确定所述发现信道的发送定时，并根据所述发送定时传输所述发现信道。
22.根据权利要求16至21任一项所述的装置，其特征在于，所述发现信道中还包括同步信号；
所述同步信号为前导序列、参考信号序列或专用的CAZAC序列。
23.一种用于设备到设备通信的设备发现装置，其特征在于，所述装置包括检测单元、确定单元和发现单元，其中：
检测单元，用于检测同步信号；
确定单元，用于根据所检测到的同步信号的定时确定发现信道的检测窗口；
发现单元，用于在所述检测窗口内接收所述发现信道，或者，用于在所述检测窗口内检测所述发现信道；
其中，所述发现信道用于设备到设备通信的设备发现。
24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述同步信号为前导序列、参考信号序列或专用的CAZAC序列，由发送所述发现信道的用户设备发送。
25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述检测单元还用于，在检测同步信号之前，检测蜂窝下行链路的同步信号和/或参考信号获得检测定时。
26.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述同步信号为蜂窝下行链路的同步信号和/或参考信号。
27.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述发现信道至少包括信息部分以及保护间隔部分；所述信息部分用于标识发送所述发现信道的UE；所述保护间隔部分用于分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道；
或者，所述发现信道至少包括循环前缀部分、信息部分以及保护间隔部分；所述循环前缀用于消除多径干扰和/或保持所述发现信道的接收端与发送端同步；所述信息部分用于标识发送所述发现信道的UE；所述保护间隔部分用于分隔所述发现信道与其他信道，所述其他信道为其他UE发送的设备到设备通信信道或蜂窝通信信道。
28.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述确定单元用于根据所检测到的同步信号的定时确定发现信道的检测窗口，还包括，
所述检测窗口的起始由所述下行接收定时确定，所述检测窗口的时间长度为所述发现信道的信息部分长度；
或者，所述检测窗口的起始由所述下行接收定时确定，所述检测窗口的时间长度为所述发现信道的CP的长度及所述发现信道的信息部分的长度之和；
或者，所述检测窗口的起始由所述下行接收定时及所述发现信道的循环前缀确定，所述检测窗口的时间长度为所述发现信道的信息部分的长度。
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