CN103974431B - 无线通信方法、基站以及无线通信设备 - Google Patents

Abstract

无线通信方法、基站以及无线通信设备。该无线通信方法包括：在要进行通信的通信设备预计满足设备到设备直接通信的条件的情况下，由基站向通信设备发送控制信令，该控制信令分配用于设备到设备直接通信的载波；以及利用所分配的载波在通信设备之间进行设备到设备直接通信，其中，基站从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配用于设备到设备直接通信的载波，其中新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。

Description

无线通信方法、基站以及无线通信设备

技术领域

本申请涉及无线通信领域，更具体地，涉及利用新型载波进行设备到设备（Device-to-Device；D2D）直接通信的无线通信方法、基站以及无线通信设备。

背景技术

在下一代宽带蜂窝移动通信系统（IMT-Advanced）中，以基站（eNB）为中心的通信方式仍然存在局限性，例如eNB覆盖性能和容量等方面问题。伴随着种类繁多的多媒体通信如本地广播、群体间瞬时高密度数据通信、大量信息交互等高速率数据服务要求的快速增长，传统通信方式中容量和频谱已经逼近上限。在未来无线蜂窝网络中，功率利用效率决定移动手持终端进行通信的电池使用时间，而频谱效率决定着有限的频谱资源下达到的通信速率。怎样获得功率利用效率和频谱效率间的平衡，是目前移动通信系统主要探究的问题。

D2D的终端间通信是一种通过复用小区内资源进行终端之间直接通信以达到系统整体性能的提升的新型技术。在IMT-Advanced演进中融合D2D技术，将显著改善网络结构、增强覆盖、提高系统容量。D2D通信将带来一系列对原有系统的改善和优化。D2D通信有着提高系统容量，复用频谱资源以提升频谱使用效率，改善可用频谱资源稀缺的实际问题，减少短距离密集数据量通信对eNB的负载压力，缩减的控制信道可以满足较高时频分辨率快速资源管理，以及改善网络结构，增强覆盖，提高用户公平性，提高无线网络服务质量，巩固下层结构，开发新类型服务等优势。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

根据本申请的一个方面，一种无线通信方法包括：在要进行通信的通信设备预计满足设备到设备直接通信的条件的情况下，由基站向通信设备发送控制信令，该控制信令分配用于设备到设备直接通信的载波；以及利用所分配的载波在通信设备之间进行设备到设备直接通信；其中，基站从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配用于设备到设备直接通信的载波，其中新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。

根据本申请的另一个方面，一种由基站对无线通信进行控制的方法包括：确定要进行通信的通信设备是否满足设备到设备直接通信的条件；以及在满足该条件的情况下，向通信设备发送控制信令，该控制信令分配用于设备到设备直接通信的载波，其中，基站从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配用于设备到设备直接通信的载波，其中新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。

根据本申请的又一个方面，一种由通信设备进行无线通信的方法包括：从基站接收控制信令，该控制信令分配用于设备到设备直接通信的载波；以及利用所分配的载波与对象通信设备进行设备到设备直接通信，其中，用于设备到设备直接通信的载波包括从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配的用于设备到设备直接通信的载波，其中新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。

根据本申请的再一个方面，一种基站包括：条件确定装置，被配置为确定要进行通信的通信设备是否满足设备到设备直接通信的条件；以及控制信令发送装置，被配置为在满足所述条件的情况下，向通信设备发送控制信令，该控制信令分配用于设备到设备直接通信的载波，其中，用于设备到设备直接通信的载波包括从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配的用于设备到设备直接通信的载波，其中新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。

根据本申请的又一个方面，一种无线通信设备包括：控制信令接收装置，被配置为从基站接收控制信令，该控制信令分配用于设备到设备直接通信的载波；以及设备到设备直接通信装置，被配置为利用所分配的载波与发起通信的通信设备进行设备到设备直接通信，其中，用于设备到设备直接通信的载波包括从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配的用于设备到设备直接通信的载波，其中新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。

另外，本申请还包括由上述无线通信设备和基站组成的通信系统。

根据本申请的无线通信方法和设备通过利用新型载波进行设备到设备直接通信，使得能够增加无线通信系统带宽的可扩展性以满足未来更多的通信场景。另外，由于所采用的新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道，因此能够提高频谱利用率。相应地，能够实现更加灵活、节能、低开销的操作。

附图说明

本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中：

图1是示出根据本发明实施例的无线通信方法的处理示例的流程图；

图2是示出根据本发明实施例的无线通信方法中向通信设备发送控制信令的步骤的处理示例的流程图；

图3是示出根据本发明实施例的无线通信方法中利用所分配的载波进行D2D通信的步骤的处理示例的流程图；

图4是示出根据本发明实施例的由基站对无线通信进行控制的方法的处理示例的流程图；

图5是示出根据本发明实施例的由基站对无线通信进行控制的方法的向通信设备发送控制信令的步骤的处理示例的流程图；

图6是示出根据本发明实施例的由基站对无线通信进行控制的方法的附加步骤的处理示例的流程图；

图7是示出根据本发明实施例的由通信设备进行无线通信的方法的处理示例的流程图；

图8是示出根据本发明实施例的由通信设备进行无线通信的方法的附加步骤的处理示例的流程图；

图9是示出根据本发明实施例的基站的配置示例的框图；

图10是示出根据本发明实施例的基站的另一配置示例的框图；

图11是示出根据本发明实施例的基站的又一配置示例的框图；

图12是示出根据本发明实施例的无线通信设备的配置示例的框图；

图13是示出根据本发明实施例的无线通信设备的另一配置示例的框图；

图14是示出根据本发明实施例的无线通信系统的示意图；以及

图15是示出实现本申请的方法和设备的计算机的示例性结构的框图。

具体实施方式

下面将参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

下面，参照图1的流程图对根据本发明实施例的无线通信方法进行说明。

如图1所示，在通信设备间要发起通信时，确定发起通信的通信设备和目标通信设备是否满足D2D通信条件（S110）。

通常，当作为通信目标的通信设备与发起通信的通信设备位于同一小区或邻近的小区中时才有可能进行D2D通信。其中，“小区”可以包括宏蜂窝（Macrocell）小区、微蜂窝（Microcell）小区、微微蜂窝（Picocell）小区、家庭基站（HeNodeB；HeNB）小区或中继节点（Relay Node）小区等，但不限于此。

例如，可以根据发起通信的通信设备所在小区的邻区列表确定目标通信设备与发起通信设备是否位于邻近的小区中。如果目标通信设备所在小区位于发起通信设备所在的小区的邻区列表内，则具备建立D2D连接的初步条件。建立邻区列表的具体方法例如可以包括：控制发起通信设备所对应的基站检测附近小区，并将小区的距离、信号强度经过权重计算进行优先级排序，将优先级高于预定水平的小区作为邻近小区。

此外，D2D通信条件还可以包括下列要素中的一个或更多个：发起设备和目标设备发起设备和目标设备的相对移动状态、通信设备是否支持用于D2D通信的方式、通信设备的用户安全许可（例如，对通信设备的通信链路进行安全性探测以保证通信数据的合法性和有效性），以及通信所要传输的数据量（例如，只在预计的数据传输量大于预定阈值时才考虑发起D2D通信）。其中，移动状态包括位置信息、移动方向或移动速率中至少一种。

例如可以通过以下具体方式来确定与移动状态有关的D2D通信条件：

基于全球导航卫星系统（GNSS）测量或蜂窝小区定位技术或是两者技术结合来确定相应通信设备的位置，根据相应通信设备的位置确定两者相对距离，在相对距离小于预设阈值的情况下认为相应通信设备的移动状态符合D2D通信条件。例如，上述距离的预设阈值可以被确定为使得通信设备当前能够在满足传统通信质量要求的情况下下进行D2D通信的最小距离，或者该最小距离加上预定裕量而得到的值。其中，例如可以根据通信设备的信号发射功率、链路条件（例如，通信设备接收到的信号的强度）等条件来确定该最小距离，可以根据经验值确定上述裕量。另外，蜂窝小区定位技术可以包括基于小区标识（Cell-ID）、基于到达时差（TDOA）、观察到达时间差（OTDOA）、时间提前量+到达角度（TA+AoA）等参数实现定位，具体方法不是本发明的重点，简洁起见在此不予详述；

在本发明的一个较佳的实施例中，进一步考虑相应通信设备的移动方向，本领域的技术人员可以知晓，移动方向信息也可以通过上述GNSS测量或蜂窝小区定位方法得到。具体的，在确定了相应通信设备的位置后，判断以相应通信设备为中心，一定距离为半径的两个圆，是否正在以满足条件的到达角度（AoA）相互靠近并产生交集，若是，则确定这两个通信设备的相对移动状态满足D2D通信条件；

在本发明的一个可选实施例中，同时考虑相应通信设备的位置信息、移动方向以及移动速率来判断其相对移动状态是否满足D2D通信条件，与移动方向类似，移动速率信息也可以通过上述GNSS测量或蜂窝小区定位方法得到。具体的，根据相应通信设备的当前位置、移动方向和移动速率来预测通信设备在预定时间后的相对位置情况，进而对建立D2D连接的可能性做出预测。例如，在考虑到相对移动方向和速率的情况下，可用通过下式确定D2D通信距离阈值：

L∝W×P×f(v，T)

其中，L表示D2D通信距离阈值、W表示通信设备的信号发射功率、P表示链路条件（例如通信设备接收到的信号的强度）、f(v，T)表示通信设备的相对移动状态（取值为0或1）、其中v表示通信设备的相对移动速率、T表示通信设备的相对移动方向（例如靠近或远离）。若用户在预计通话时间（例如，设为10分钟）内到达的相对最远距离仍满足D2D通话距离需求时，则f(v，T)=1，表示可进行D2D通信；反之，若用户在预计通话时间内相对距离超过D2D通信距离需求时，则f(v，T)=0，不可进行D2D通信。

当然，D2D通信条件并不限于以上所列举的具体示例。

当满足D2D通信条件时，可以将发起用户和目标用户确定为潜在D2D用户。

当在步骤S110中确定满足D2D通信条件的情况下，在步骤S120，由基站向通信设备发送控制信令以分配用于D2D通信的载波。其中，基站从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配用于D2D通信的载波，其中新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。

下面对新型载波（New Carrier Type；NCT）进行简要说明。为满足对频谱效率提高的要求，充分使用频带，第三代合作伙伴项目（3GPP）针对带宽可伸缩性提出了新型载波概念，新型载波根据目前载波使用时带来的资源开销的浪费和不合理性，对数据信道和控制信道进行了相关的增强，如改变载波结构，减少相关控制信道等。例如，新型载波可以被设置为去除了下列控制信道中的一个或更多个：物理广播信道（PBCH）、物理下行控制信道（PDCCH）、物理HARQ（混合自动重传请求）指示符信道（PHICH）、物理控制格式指示信道（PCFICH）、公共参考信号（CRS）以及物理下行共享信道（PDSCH）。

另外，NCT分为可独立运作的NCT和不可独立运作的NCT。与传统载波相比，可独立运作的NCT和不可独立运作的NCT均可以具有减少了的控制信道，而不可独立运作的NCT的控制信道被减少到使得通过其自身不能传输用于通信的控制信令。对于不可独立运作的NCT，根据本发明的一个实施例，可以通过由不可独立运作的NCT与传统载波构成的聚合载波来进行D2D通信。其中，可以通过聚合载波中的传统载波来进行通信设备之间的控制信令传输，而通过该不可独立运作的NCT来进行通信设备之间的数据传输。另外，构成聚合载波的传统载波还可以用来进行通信设备与基站之间的通信。

基站可以通过广播系统信息或针对特定通信设备的专有信息（例如无线电资源控制（RRC）信令或介质访问控制（MAC）信令）向通信设备发送控制信令，控制信令指示能够用于D2D通信的载波的信息和/或所支持的频率范围。例如，基站可以利用RRC信令/MAC信令/系统广播消息/物理层信令向D2D通信的通信设备通知以下信息：D2D的通信范围内可利用哪一NCT载波和/或各NCT载波可支持的频率范围。另外，根据NCT的灵活性，可以针对通信场景设定相应的NCT，例如，可以针对大数据量、精准控制、无基站连接、集群共享等特定场景设置适合的NCT以满足相应场景的特殊需求。

接下来，在步骤S130，由发起通信的通信设备和目标通信设备利用所分配的载波进行D2D通信。例如，可以通过基于长期演进（LTE）或先进的长期演进（LTE-A）的通信方式，或者基于无线局域网（WLAN）的通信方式来进行D2D通信，但不限于此。

需要指出，本文中提到的D2D通信可以包括设备到设备直接的数据传输以及为数据传输而进行的可行性检测。

根据来自基站的控制信令，通信设备可以通过时分或频分的方式复用所分配的用于D2D通信的载波。具体地，如果用于D2D通信的载波和用于与网络通信的载波为同一载波，则D2D通信以及网络通信在该载波上通过时分复用或频分复用的方式展开；如果用于D2D通信的载波和用于与网络通信的载波不为同一载波，则通过网络通信的载波来传输与网络连接控制面（C-plain）相关的数据和信令，而通过用于D2D通信的载波来传输与通信设备之间直连的用户面（U-plain）和控制面相关的数据和信令。

在频分复用方面，用于D2D通信的载波可以为任何频段。然而，根据D2D通信特点，短距离通信可使用高频，从而可以减少对使用其他频段通信用户的干扰。因此，可以主要使用高频载波来进行D2D通信。在时分复用方面，可以根据用户通信的会话特征来确定载波分配方式。例如，在通话过程中，用户实际占用的时间一般只为总时间的约1/3，因此可以相应地设置子帧分配方式，例如：第一通信设备使用前1/3子帧，第二通信设备使用后1/3子帧。当然，本发明的无线通信方法可采用的复用方式不限于这些具体方式。

根据本发明实施例，在D2D通信过程中，通过用于D2D通信的载波在通信设备之间直接传输用户面和控制面相关的数据和信令，并且可以由通信设备之一作为主通信设备来对D2D通信进行控制。换句话说，可以认为D2D通信设备在进行D2D通信时形成一个小小区（small cell），而主通信设备作为该小小区的控制基站。

可以通过多种方式确定主通信设备和从通信设备，例如，可以默认发起通信的通信设备为主通信设备。或者，可以基于预定规则、根据通信设备的通信条件来指定主通信设备和从通信设备。相应地，可以在由基站向通信设备发出的控制信令中指示以哪个通信设备作为主通信设备。

利用根据本发明实施例的通信控制方法，通过将数据链路转移至D2D通信，使得基站主要起到控制和监测作用。相应地，基站与用户间链路以及用户间链路的需求和模式发生改变。此外，通过将NCT结合到D2D通信，并且设定在D2D通信场景下的新型载波类型，可以更好发挥D2D通信的优势，并且使得D2D通信可以在未来通信系统中实现兼容性和实用性。

在接下来，参照图2的流程图说明根据本发明实施例的无线通信方法中向通信设备发送控制信令的步骤S220的处理示例，其中包含与主从通信设备的指定有关的处理。

如图2所示，在步骤S222，确定要进行通信的通信设备中的主通信设备和从通信设备。可以由发起通信的通信设备所对应的基站来进行上述确定，也可以由目标通信设备所对应的基站来进行上述确定。

具体地，可以根据下列条件中的一个或更多个来确定主通信设备和从通信设备：从相应基站接收到的信号的强度、从相应基站接收到的信号在传播过程中的功率损耗、距相应基站的距离以及该通信设备是通信发起设备还是通信目标设备。其中，信号强度、功率损耗以及与基站间的距离反映通信设备的通信条件，将通信条件较好的通信设备作为主通信设备，能够更好地传输与网络连接控制面相关的数据和信令，并且降低通信设备的功率损耗。此外，基站可以默认将通信发起设备或通信目标设备设定为主通信设备，从而省去对主通信设备选择过程的相关开销，如，减少信令开销、资源分配与相应选择主设备条件计算复杂度。优选地，可以默认将通信发起设备设定为主通信设备，从而，当基站接收到通信发起设备的通信请求时就将通信发起设备指定为主通信设备，使得能够在进行对通信目标设备的搜索之前就确定主通信设备，从而进一步提高处理效率。

在确定了主通信设备和从通信设备的情况下，相应地可以将主通信设备所对应的小区确定为主控小区，将从通信设备所对应的小区确定为从属小区（步骤S224）。接下来，可以由主控小区确定用于设D2D通信的载波（步骤S226），并且由主控小区向主通信设备发送控制信令（S228）。另外，主控小区可以通知从属小区向从通信设备发送相应的控制信令（S229），以建立D2D通信链路。另外，在建立了D2D通信之后，主控小区和从属小区可以分别维护主通信设备和从通信设备与网络原有的通信连接，例如接收与D2D通信状态的相关信息以及进行其他控制信令的传输。

应指出，在主通信设备与从通信设备处于同一小区的情况下，可以认为该小区既是主控小区又是从属小区，该小区分别向主、从通信设备发送控制信令以建立设备间直接通信链路并维护主从设备与网络原有的通信连接。

另外，在D2D通信期间，还可以根据通信设备的实时通信条件来重新确定主从通信设备，以及相应地重新确定主控小区和从属小区。

接下来，参照图3的流程图说明根据本发明实施例的无线通信方法中利用所分配的载波进行D2D通信的步骤S330的处理示例。

在通过如上所述的过程建立D2D链接的情况下，可以仍然保持原有的通过网络进行的数据传输的逻辑链接，但是将其置于去激活状态（S331）。

在利用所分配的逻辑连接和通信资源进行D2D通信（S332）的过程中，如果检测到不满足D2D通信条件（S333中的确定结果为“是”），则去激活D2D通信的逻辑连接和通信资源（S334）并激活原有的通过网络的逻辑连接以进行数据传输（S335）。其中，可以由通信设备检测是否满足D2D通信条件，并且在检测到不满足D2D通信条件时由通信设备分别通知相应小区。或者，也可以由小区基站检测通信设备是否不再满足D2D通信条件。

在停止D2D通信后，可以保留用于D2D通信的逻辑连接和通信资源预定时间，如果在该预定时间内通信设备重新满足D2D通信的条件（S336中确定为“是”），则重新激活用于D2D通信的逻辑连接以及通信资源，并去激活网络数据传输的逻辑连接，从而恢复D2D通信。如果在该预定时间后仍不满足D2D通信的条件（S336中确定为“否”），则可以释放用于D2D通信的逻辑连接以及通信资源。从而，能够避免在因偶然事件暂时无法进行D2D通信的情况下为恢复D2D通信需要重新分配通信资源的问题。

在上文对根据本发明实施例的无线通信方法的描述过程中，显然还公开了分别在基站侧和通信设备侧进行的处理或方法。下文中，在不重复上文中已经讨论过的某些细节的情况下给出这些方法的概述。

接下来，参照图4的流程图说明根据本发明实施例的在基站侧对无线通信进行控制的方法。其中，基站例如包括宏蜂窝基站、微蜂窝基站、微微蜂窝基站、家庭基站或中继节点，但不限于此。

如图4所示，在基站服务范围内的通信设备（发起通信的通信设备和/或目标通信设备）要进行通信的情况下，确定通信设备间是否满足D2D通信条件。具体地，对于位于同一小区或邻近的小区中的通信设备，可以进一步根据下列要素来确定通信设备是否满足D2D通信的条件：发起设备和目标设备的相对移动状态、通信设备是否支持D2D通信的方式、通信设备的用户安全许可、以及通信所要传输的数据量。

如果通信设备满足D2D通信条件（S410中确定为“是”），则基站例如通过广播系统信息或诸如RRC或MAC的专有信息向通信设备发送控制信令以分配用于D2D通信的载波（S420）。其中，基站从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配用于D2D通信的载波，其中新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。该控制信令可以指示能够用于D2D通信的载波的信息和/或相应载波所支持的频率范围。其中，可用的NCT载波可以是专用于D2D通信的载波，或者正被传统蜂窝通信模式下的其他通信设备使用但是可以复用的NCT载波。

在要将不可独立运作的NCT用于D2D通信的情况下，基站可以通过控制信令指示由该不可独立运作的NCT与传统载波构成的聚合载波的信息。其中，可以将聚合载波中的传统载波指定为进行通信设备之间的控制信令传输，而通过该不可独立运作的NCT进行通信设备之间的数据传输。

应指出，上述在基站侧进行的方法既可以由发起通信的通信设备所在小区的基站进行，也可以由目标通信设备所在小区的基站进行。

根据一个实施例，由基站对无线通信进行控制的方法还可以包括确定主从通信设备的步骤。

如图5所示，在步骤S521，确定与该基站相应的通信设备是主通信设备还是从通信设备。例如，可以根据下列条件确定主通信设备和从通信设备：从相应基站接收到的信号的强度、从相应基站接收到的信号在传播过程中的功率损耗、距相应基站的距离。另外，如前面提到的，也可以默认发起通信的通信设备或目标通信设备为主通信设备。

在相应通信设备是主通信设备的情况下，可以确定该基站为主控小区的基站。相应地，基站确定用于D2D通信的载波（S523），向主通信设备发送控制信令以分配用于D2D通信的载波（S525），并且通知从属小区向从通信设备发送相应控制信令（S527）。其中，控制信令还可以指定主通信设备在D2D通信过程中进行控制。相应地，主控小区的基站可以在D2D通信期间负责维护主通信设备与网络原有的通信连接。

在相应通信设备是从通信设备的情况下，可以确定该基站为从属小区的基站。相应地，在步骤S529，基于来自主控小区的通知，向从通信设备发送关于D2D通信的控制信令以使其建立D2D通信链接。相应地，从属小区的基站可以在D2D通信期间负责维护从通信设备与网络原有的通信连接。

接下来，参照图6的流程图说明根据本发明一个实施例的由基站进行的无线通信控制方法的附加步骤的处理示例。

在建立了D2D通信链接的情况下，基站可以通过检测或基于来自相应通信设备的信息来确定通信设备间是否仍然满足D2D通信条件。

在检测到通信设备不满足D2D通信条件或者从相应通信设备接收到不满足D2D通信条件的信息的情况下（S610中确定为“是”），基站去激活用于D2D通信的逻辑连接和通信资源（S620）并激活原有的通过网络的逻辑连接（S630），以使通信设备恢复到原有的通过基站进行的通信。

在切换回原有的网络通信之后，可以暂不释放所分配的用于D2D通信的逻辑连接和通信资源，而是将该逻辑连接和通信资源保留预定时间。如果在预定时间内通信设备重新满足D2D通信条件（S640中确定为“是”），则可以激活D2D通信的逻辑连接和通信资源并去激活网络数据传输的逻辑连接，以恢复D2D通信（S650）；在该预定时间后仍不满足D2D通信的条件的情况下（S640中确定为“否”），释放D2D通信的逻辑连接以及通信资源。由此避免了在因偶然事件而暂时无法进行D2D通信的情况下为恢复D2D通信需要重新分配通信资源的问题。

接下来，参照图7的流程图说明根据本发明实施例的在通信设备侧进行无线通信的方法的处理示例。

在步骤S710，通信设备接收来自基站的控制信令，该控制信令分配用于D2D通信的载波。其中，用于D2D通信的载波包括从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配，其中新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。

在通信设备是通信发起设备的情况下，该控制信令是基站响应于通信设备发出的通信请求，并且在通信设备间满足D2D通信条件的情况下生成的；在通信设备是目标通信设备的情况下，该控制信令是基站响应于针对目标通信设备的通信请求，并且在通信设备间满足D2D通信条件的情况下生成的。

另外，虽然图中未示出，为了确定通信设备与对象通信设备间是否满足D2D通信条件，在步骤S710之前，通信设备可以基于来自基站的信令（例如，在要进行通信的通信设备位于同一小区或邻近小区中的情况下，基站向通信设备发出的进一步确认是否满足D2D通信条件的信令），与对象通信设备进行对端检测以确认是否满足D2D通信条件。

D2D通信可分为蜂窝主控型和蜂窝辅助型。其中，蜂窝主控型为蜂窝基站主要控制D2D通信流程，在通信建立过程中，通过用户上报的相应测量数据如距离、功率、链路状态等，基站端判断是否满足D2D通信的建立条件后，基站负责通知D2D用户的通信链路建立；蜂窝辅助型为蜂窝基站辅助通信建立，在D2D通信流程建立阶段，通信用户设备在基站许可进行D2D通信并分配相应链路资源后，通过用户设备的探测技术等，自主对端发现进行通信的目标设备。本发明可以采用上述方式或其组合，具体来说，通信设备可以完全根据来自基站的检测和判断结果确定是否可进行D2D通信；可以基于来自基站的信令通过设备间的检测，即对端检测，确定是否可进行D2D通信；也可以在基站初步确定通信设备满足D2D通信条件（例如，确定通信设备在同一小区或邻近小区中）的情况下，通过对端检测来进一步确认是否满足D2D通信条件。

关于对端检测的具体方式，例如，发起用户通过基站分配的特定全向无线电波广播来搜寻目标用户，目标用户在已收到基站会话通知后，对发起用户的特定广播给予回应，从而确定是否满足D2D通信条件。

当然，本发明实施例中进行的对端检测过程不限于上述具体方式。

在步骤S720，通信设备利用所分配的载波与对象通信设备（目标通信设备或发起通信的通信设备）进行D2D通信。例如，通信设备可以利用基于LTE或LTE-A的通信方式或基于WLAN的通信方式来进行D2D通信。

另外，在来自基站的控制信令指示通过不可独立运作的新型载波与传统载波构成的聚合载波进行D2D通信的情况下，通信设备利用所指示的聚合载波与对象通信设备进行D2D通信。其中，通过传统载波来进行控制信令传输（可以包括用于与对象通信设备进行D2D通信的控制信令以及与基站间传输的控制信令），而通过不可独立运作的新型载波进行与对象通信设备之间的数据传输。

另外，在被指定为主通信设备的情况下，通信设备在D2D通信过程中进行控制以及与基站进行通信。

图8的流程图示出了根据本发明一个实施例的在通信设备侧进行的无线通信方法附加步骤的处理示例。

在进行D2D通信的过程中，如果检测到不满足D2D通信条件（S830中确定为“否”），则向基站发送不满足D2D通信条件的信息。

另外，通信设备可以根据来自基站的控制信令在D2D通信和原有的通过基站的通信之间进行切换。具体地，可以根据来自基站的针对D2D通信的去激活信号停止D2D通信，并切换回通过网络的数据传输；还可以根据来自基站的针对D2D通信的激活信号恢复D2D通信。

接下来，参照图9的框图说明根据本发明实施例的基站的配置示例。该基站例如包括：宏蜂窝基站、微蜂窝基站、微微蜂窝基站、中继节点或家庭基站，但不限于此。

根据本发明实施例的基站900包括条件确定装置910和控制信令发送装置920。条件确定装置910被配置为确定要进行通信的通信设备是否满足D2D通信条件；控制信令发送装置920被配置为在满足D2D通信条件的情况下，向通信设备发送控制信令以分配用于D2D通信的载波。其中，用于D2D通信的载波包括从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配的载波，其中新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。

图10示出了根据本发明另一实施例的基站的配置示例。

如图10所示，基站1000包括条件确定装置1010、控制信令发送装置1020以及主从确定装置1030。其中，条件确定装置1010和控制信令发送装置1020与上面说明的条件确定装置和控制信令发送装置的配置类似，在此不再赘述。

主从确定装置1030被配置为确定通信设备中的主通信设备和从通信设备。其中，主从确定装置1030可以通过上文中描述的方式确定主从通信设备。

另外，控制信令发送装置1020还被配置为在向通信设备发送的控制信令中指定主通信设备和从通信设备，并且指定由主通信设备在D2D通信过程中进行控制。

图11示出了根据本发明另一实施例的基站的配置示例。

如图11所示，基站1100包括条件确定装置1110、控制信令发送装置1120、通信切换装置1130以及通信资源管理装置1140。其中，条件确定装置1110和控制信令发送装置1120与上面说明的条件确定装置和控制信令发送装置的配置类似，在此不再赘述。

通信切换装置1130被配置为在检测到不满足D2D通信条件或者从通信设备接收到指示不满足D2D通信条件的信息时，使控制信令发送装置1120发出停止D2D通信的信令；以及，在预定时间内重新满足D2D通信条件的情况上下，使控制信令发送装置1120发出恢复D2D通信的信令。

通信资源管理装置1130被配置为在停止D2D通信后，保留用于D2D通信的通信资源预定时间，在该预定时间后仍不满足D2D通信条件的情况下，释放该通信资源。

应指出，为了不模糊本发明的精神和范围，在图9至图11中省略了基站的其他可能部件。

接下来，参照图12的框图说明根据本发明实施例的无线通信设备的配置示例。

如图12所示，根据本发明实施例的无线通信设备1200包括控制信令接收装置1210和D2D通信装置1220。

控制信令接收装置1210被配置为从基站接收控制信令，该控制信令分配用于D2D通信的载波。其中，用于D2D通信的载波包括从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配的用于D2D通信的载波，其中新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。

D2D通信装置1220被配置为利用所分配的载波与对象通信设备进行D2D通信。例如，通信设备可以利用基于LTE或LTE-A的通信方式或基于WLAN的通信方式来进行D2D通信。另外，D2D通信装置1220还可以被配置为：在无线通信设备1200被指定为主通信设备的情况下，在D2D通信过程中进行控制和/或与基站的通信。

图13示出了根据本发明另一实施例的无线通信设备的配置示例。

如图13所示，无线通信设备1300包括控制信令接收装置1310、D2D通信装置1320、通信条件发送装置1330。其中，控制信令接收装置1310和D2D通信装置1320与上述控制信令接收装置和D2D通信装置类似，在此不再赘述。

通信条件发送装置1330被配置为当在进行D2D通信时检测到不满足D2D通信的条件时，向相应基站发送指示不满足D2D通信条件的信息。

可选地，无线通信设备1300还可以包括对端检测装置1340，被配置为响应于来自基站的信令，与对象通信设备进行对端检测，以确认是否满足D2D通信条件。

应指出，为了不模糊本发明的精神和范围，在图12和图13中省略了无线通信设备的其他可能部件。

本发明的实施例还包括由上述基站和通信设备构成的通信系统。如图14A所示，根据本发明实施例的通信系统1410可以包括基站1412、第一通信设备1414以及第二通信设备1416。如图14B所示，根据本发明另一实施例的通信系统1420可以包括第一基站1422、第二基站1426、第一通信设备1424以及第二通信设备1428。

其中，第一通信设备和第二通信设备可以基于来自基站的控制信令，利用所分配的载波进行D2D通信。其中，用于D2D通信的载波包括从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配的用于D2D通信的载波，其中新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。

然而，根据本发明实施例的通信系统可以由其他数量的基站和/或通信设备构成。在存在多对进行D2D通信的通信设备的情况下，可以如前面所提到的，通过时分或频分的方式复用D2D通信载波。

另外，在以上的说明中，每个D2D链接中的通信设备的数量为2个，即考虑两个用于进行数据通信的情况，然而本发明不限于此。例如，在三方通话或多方通话的情况下，也可以在多个通信设备间建立D2D链接。在这种情况下，可以利用与上述类似的方式确定主通信设备，来对D2D通信进行控制。

作为一个示例，上述方法的各个步骤以及上述装置的各个组成模块和/或单元可以实施为软件、固件、硬件或其组合。在通过软件或固件实现的情况下，可以从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机（例如图15所示的通用计算机1500）安装构成用于实施上述方法的软件的程序，该计算机在安装有各种程序时，能够执行各种功能等。

在图15中，运算处理单元（即CPU）1501根据只读存储器（ROM）1502中存储的程序或从存储部分1508加载到随机存取存储器（RAM）1503的程序执行各种处理。在RAM 1503中，也根据需要存储当CPU1501执行各种处理等等时所需的数据。CPU 1501、ROM 1502和RAM 1503经由总线1504彼此链路。输入/输出接口1505也链路到总线1504。

下述部件链路到输入/输出接口1505：输入部分1506（包括键盘、鼠标等等）、输出部分1507（包括显示器，比如阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）等，和扬声器等）、存储部分1508（包括硬盘等）、通信部分1509（包括网络接口卡比如LAN卡、调制解调器等）。通信部分1509经由网络比如因特网执行通信处理。根据需要，驱动器1510也可链路到输入/输出接口1505。可拆卸介质1511比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等根据需要被安装在驱动器1510上，使得从中读出的计算机程序根据需要被安装到存储部分1508中。

在通过软件实现上述系列处理的情况下，从网络比如因特网或存储介质比如可拆卸介质1511安装构成软件的程序。

本领域的技术人员应当理解，这种存储介质不局限于图15所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可拆卸介质1511。可拆卸介质1511的例子包含磁盘（包含软盘（注册商标））、光盘（包含光盘只读存储器（CD-ROM）和数字通用盘（DVD））、磁光盘（包含迷你盘（MD）（注册商标））和半导体存储器。或者，存储介质可以是ROM1502、存储部分1508中包含的硬盘等等，其中存有程序，并且与包含它们的设备一起被分发给用户。

本发明还提出一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品。所述指令代码由机器读取并执行时，可执行上述根据本发明实施例的方法。

相应地，用于承载上述存储有机器可读取的指令代码的程序产品的存储介质也包括在本发明的公开中。所述存储介质包括但不限于软盘、光盘、磁光盘、存储卡、存储棒等等。

在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以用相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在上述实施例和示例中，采用了数字组成的附图标记来表示各个步骤和/或单元。本领域的普通技术人员应理解，这些附图标记只是为了便于叙述和绘图，而并非表示其顺序或任何其他限定。

此外，本发明的方法不限于按照说明书中描述的时间顺序来执行，也可以按照其他的时间顺序地、并行地或独立地执行。因此，本说明书中描述的方法的执行顺序不对本发明的技术范围构成限制。

尽管上面已经通过对本发明的具体实施例的描述对本发明进行了披露，但是，应该理解，上述的所有实施例和示例均是示例性的，而非限制性的。本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本发明的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本发明的保护范围内。

Claims (30)

1.一种无线通信方法，包括：

在要进行通信的通信设备预计满足设备到设备直接通信的条件的情况下，由基站向所述通信设备发送控制信令，所述控制信令分配用于设备到设备直接通信的载波；以及

利用所分配的载波在所述通信设备之间进行设备到设备直接通信，

其中，所述基站从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配所述用于设备到设备直接通信的载波，其中所述新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述不可独立运作的新型载波与传统载波构成的聚合载波进行所述设备到设备直接通信，其中，通过该传统载波来进行所述通信设备之间的控制信令传输，而通过所述不可独立运作的新型载波进行所述通信设备之间的数据传输。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，构成所述聚合载波的所述传统载波还用于所述通信设备与所述基站之间的通信。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基站通过广播系统信息或针对特定通信设备的专有信息向所述通信设备发送所述控制信令，所述控制信令指示能够用于所述设备到设备直接通信的载波的信息和/或所支持的频率范围。

5.根据权利要求1至4中任一项所述方法，当作为通信目标的通信设备与发起通信的通信设备位于同一小区或邻近的小区中时，根据下列要素中的一个或更多个来确定所述通信设备是否满足设备到设备直接通信的条件：发起设备和目标设备的相对移动状态、通信设备是否支持用于所述设备到设备直接通信的方式、所述通信设备的用户安全许可、以及通信所要传输的数据量。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述基站向所述通信设备发送的所述控制信令还将所述通信设备分别指定为主通信设备和从通信设备，并且，由所述主通信设备在所述设备到设备直接通信过程中进行控制。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述主通信设备所对应的小区确定为主控小区，将所述从通信设备所对应的小区确定为从属小区，其中，由所述主控小区确定所述用于设备到设备直接通信的载波，并且由所述主控小区向所述主通信设备发送控制信令，并通知所述从属小区向所述从通信设备发送相应的控制信令，以建立设备间直接通信链路并维护主从设备与网络原有的通信连接。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，根据下列条件中的一个或更多个来确定所述主通信设备和从通信设备：从相应基站接收到的信号的强度、从相应基站接收到的信号在传播过程中的功率损耗、距相应基站的距离以及该通信设备是通信发起设备还是通信目标设备。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述通信设备通过时分或频分的方式复用所述用于设备到设备直接通信的载波，以进行所述设备到设备直接通信。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，

若所述用于设备到设备直接通信的载波和用于与网络通信的载波为同一载波，则设备到设备直接通信以及网络通信在通过时分方式或频分方式来复用该载波；

若所述用于设备到设备直接通信的载波和用于与网络通信的载波不为同一载波，则通过网络通信的载波来传输与网络连接控制面相关的数据和信令，而通过用于设备到设备直接通信的载波来传输与所述通信设备之间直接通信的用户面和控制面相关的数据和信令。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，通过下列通信方式进行所述设备到设备直接通信：基于长期演进或先进的长期演进的通信方式，或者基于无线局域网的通信方式。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括：当在进行所述设备到设备直接通信时，原有的通过网络进行数据传输的逻辑连接仍然保持，但处于去激活状态。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括：当在进行所述设备到设备直接通信时检测到不满足设备到设备直接通信的条件时，由通信设备分别通知相应小区，网络通过激活原有的逻辑连接来进行数据传输，所述设备直接通信的逻辑连接以及通信资源处于去激活状态。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：在停止所述设备到设备直接通信后，保留用于所述设备到设备直接通信的逻辑连接以及通信资源预定时间，如果在该预定时间内重新满足所述设备到设备直接通信的条件，则激活所述设备直接通信的逻辑连接以及通信资源，并去激活网络数据传输的逻辑连接，恢复设备到设备直接通信；在该预定时间后仍不满足所述设备到设备直接通信的条件的情况下，释放所述设备直接通信的逻辑连接以及通信资源。

15.一种由基站对无线通信进行控制的方法，包括：

确定要进行通信的通信设备是否满足设备到设备直接通信的条件；以及

在满足所述条件的情况下，向所述通信设备发送控制信令，所述控制信令分配用于设备到设备直接通信的载波，

其中，所述基站从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配所述用于设备到设备直接通信的载波，其中所述新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所分配的用于设备到设备直接通信的载波包括所述不可独立运作的新型载波与传统载波构成的聚合载波，其中，将该传统载波指定为用来进行控制信令传输，而将所述不可独立运作的新型载波指定为进行所述通信设备之间的数据传输。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，通过广播系统信息或针对特定通信设备的专有信息向所述通信设备发送所述控制信令，所述控制信令指示能够用于所述设备到设备直接通信的载波的信息和/或所支持的频率范围。

18.根据权利要求15至17中任一项所述方法，当作为通信目标的通信设备与发起通信的通信设备位于同一小区或邻近的小区中时，根据下列要素中的一个或更多个来确定所述通信设备是否满足设备到设备直接通信的条件：发起设备和目标设备的相对移动状态、通信设备是否支持用于所述设备到设备直接通信的方式、所述通信设备的用户安全许可、以及通信所要传输的数据量。

19.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，还包括：确定相应通信设备是主通信设备还是从通信设备，并且

向所述通信设备发送控制信令包括：

在相应通信设备是主通信设备的情况下：确定所述用于设备到设备直接通信的载波，向所述主通信设备发送控制信令，并且通知从通信设备的小区发出相应的控制信令，其中指定由所述主通信设备在所述设备到设备直接通信过程中进行控制；

在相应通信设备是从通信设备的情况下：基于来自主通信设备的小区的通知，向所述从通信设备发送控制信令。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，根据下列条件中的一个或更多个来确定所述主通信设备和从通信设备：从相应基站接收到的信号的强度、从相应基站接收到的信号在传播过程中的功率损耗、距相应基站的距离以及该通信设备是通信发起设备还是通信目标设备。

21.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，还包括：在检测到不满足设备到设备直接通信的条件或者从所述通信设备接收到指示不满足设备到设备直接通信的条件的信息时，通过激活原有的数据逻辑连接来进行数据传输，使所述设备到设备直接通信的逻辑连接以及通信资源处于去激活状态。

22.根据权利要求21所述的方法，还包括：在停止所述设备到设备直接通信后，保留用于所述设备到设备直接通信的逻辑连接以及通信资源预定时间，如果在该预定时间内重新满足所述设备到设备直接通信的条件，则激活所述设备直接通信的逻辑连接以及通信资源，并去激活网络数据传输的逻辑连接，恢复设备到设备直接通信；在该预定时间后仍不满足所述设备到设备直接通信的条件的情况下，释放所述设备直接通信的逻辑连接以及通信资源。

23.一种由通信设备进行无线通信的方法，包括：

从基站接收控制信令，所述控制信令分配用于设备到设备直接通信的载波；以及

利用所分配的载波与对象通信设备进行设备到设备直接通信，

其中，所述用于设备到设备直接通信的载波包括从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配的用于设备到设备直接通信的载波，其中所述新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，基于来自所述基站的控制信令，通过所述不可独立运作的新型载波与传统载波构成的聚合载波来与所述对象通信设备进行所述设备到设备直接通信，其中，通过该传统载波来进行控制信令传输，而通过所述不可独立运作的新型载波进行与所述对象通信设备之间的数据传输。

25.根据权利要求23所述的方法，其中，在被所述基站发送的所述控制信指定为主通信设备的情况下，在所述设备到设备直接通信过程中进行控制和/或与所述基站的通信。

26.根据权利要求23至25中任一项所述的方法，其中，通过下列通信方式进行所述设备到设备直接通信：基于长期演进或先进的长期演进的通信方式，或者基于无线局域网的通信方式。

27.根据权利要求23至25中任一项所述的方法，还包括：在与所述对象通信设备位于同一小区或邻近的小区的情况下，与所述对象通信设备进行对端检测，以确认是否满足设备到设备直接通信的条件。

28.根据权利要求23至25中任一项所述的方法，还包括，当在进行所述设备到设备直接通信时检测到不满足设备到设备直接通信的条件时，向相应基站发送指示不满足设备到设备直接通信条件的信息。

29.一种基站，包括：

条件确定装置，被配置为确定要进行通信的通信设备是否满足设备到设备直接通信的条件；以及

控制信令发送装置，被配置为在满足所述条件的情况下，向所述通信设备发送控制信令，所述控制信令分配用于设备到设备直接通信的载波，

其中，所述用于设备到设备直接通信的载波包括从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配的用于设备到设备直接通信的载波，其中所述新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。

30.一种无线通信设备，包括：

控制信令接收装置，被配置为从基站接收控制信令，所述控制信令分配用于设备到设备直接通信的载波；以及

设备到设备直接通信装置，被配置为利用所分配的载波与对象通信设备进行设备到设备直接通信，

其中，所述用于设备到设备直接通信的载波包括从传统载波、可独立运作的新型载波以及不可独立运作的新型载波中分配的用于设备到设备直接通信的载波，其中所述新型载波与传统载波相比具有减少的控制信道。