CN103988447B - 在设备对设备服务系统中用于发送数据的方法和装置 - Google Patents

Abstract

提供了用于在执行设备对设备(D2D)服务的第二设备中发送数据的方法。该方法包括：如果指示在第一设备和第三设备之间的信道条件的值小于或等于预定阈值，则确定合作通信；串听从第一设备向第三设备发送的数据并串听从第三设备向第一设备发送的响应信号，来识别第一设备的传输失败的数据块；以及如果在预定调度的数据传输时间中存在剩余的数据传输资源，则通过在第二设备的传输数据上背负传输失败的数据块来向第三设备发送第一设备的传输失败的数据块。

Description

在设备对设备服务系统中用于发送数据的方法和装置

技术领域

本发明涉及设备对设备(D2D)服务。更具体地，本发明涉及在D2D服务系统中用于发送数据的方法和装置。

背景技术

随着通信设备和通信系统的发展，通信设备的用户需要这样的服务，使用该服务他们可以在任何时间容易地获得或分享他们期望的信息。最近，智能手机和平板个人计算机(PC)的出现已经提供了其中可以在无线通信系统上获得并分享各种信息的环境。然而，在无线通信系统的情况中，除非建造了适当的通信基础设施，否则用户可能不能获得和分享他们期望的信息。另外，由于它们的系统复杂性和时延，无线通信系统在有效率地提供少数的但是在日常生活中有用的实时信息上可能有困难。

因此，设备对设备(D2D)服务已被引入，其可以通过D2D链路直接在设备之间执行而无需诸如基站的网络实体的帮助，所以可以在尚未建造通信基础设施的区域中使用。

支持D2D服务的设备获取与它周围的设备的同步，使用预定的时间和资源来发现周围的设备，并且获得所发现的周围的设备的设备信息。设备信息可以包括设备的标识信息、兴趣信息、应用信息等等。

如上所述，D2D设备通过在所发现的设备之间的通信链路执行发送和接收数据的过程。因此，在数据传输/接收过程中需要依赖于设备之间的信道条件有效率地发送数据。

发明内容

技术问题

作为背景信息呈现以上信息仅为了帮助对本公开的理解。至于以上的任何是否可以应用作为关于本发明的现有技术，没有进行确定也没有进行声明。

技术方案

本发明的各方面是要解决至少上述问题和/或缺点，以及提供至少下述优点。因此，本发明的一方面是要提供在设备对设备(D2D)服务系统中用于发送数据的方法和装置。

根据本发明的一方面，提供了在执行D2D服务的第二设备中用于发送数据的方法。该方法包括：如果指示在第一设备和第三设备之间的信道条件的值小于或等于预定阈值，则确定合作通信；串听(overhear)从第一设备向第三设备发送的数据并串听从第三设备向第一设备发送的响应信号，来识别第一设备的传输失败的数据块；以及如果在预定调度的数据传输时间中存在剩余的数据传输资源，则通过在第二设备的传输数据上背负(piggyback)传输失败的数据块来向第三设备发送第一设备的传输失败的数据块。

根据本发明的另一个方面，提供了在执行D2D服务的第二设备中用于发送数据的装置。该装置包括：控制器，用于如果指示在第一设备和第三设备之间的信道条件的值小于或等于预定阈值，则确定合作通信，用于经由接收器串听从第一设备向第三设备发送的数据和串听从第三设备向第一设备发送的响应信号，来识别第一设备的传输失败的数据块，并且如果在预定调度的数据传输时间中存在剩余的数据传输资源，则用于通过在第二设备的传输数据上背负第一设备的传输失败的数据块来生成数据以发送；发送器，用于发送所生成的数据；以及存储器，用于存储第一设备的传输失败的数据块。

从以下结合附图公开本发明的示范性实施例的详细描述中，本发明的其他方面、优点和显著特征将对本领域技术人员变得明显。

附图说明

从以下结合附图的描述中，本发明的某些示范性实施例的以上和其他方面、特征和优点将变得更加明显，附图中：

图1显示根据本发明的示范性实施例的用于设备对设备(D2D)服务的通信过程；

图2显示根据本发明的示范性实施例的用于D2D服务中的设备之间的合作通信的通信流；

图3显示根据本发明的示范性实施例的在源设备中发送数据的过程；

图4a和4b显示根据本发明的示范性实施例的在助手(helper)设备中发送数据的过程；

图5显示根据本发明的示范性实施例的在目标设备中发送数据的过程；以及

图6显示根据本发明的示范性实施例的设备中用于发送数据的装置。

遍及附图，相同的附图参考数字将被理解为指代相同的元件、特征和结构。

具体实施方式

提供参照附图的以下描述来帮助对如权利要求及其等同内容所限定的本发明的示范性实施例的全面理解。它包括帮助理解的各种特定细节，但是这些应被认为仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对在此描述的实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简明，省略公知功能和结构的描述。

在下面的描述和权利要求中使用的术语和词汇不限于词典意义，而是仅由发明人用来使对本发明的理解能够清楚和一致。因此，对本领域技术人员来说应该显然的是，提供本发明的示范性实施例的以下描述仅用于说明性目的，而不是为了限制如所附权利要求及其等同内容所限定的发明的目的。

要理解，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代，除非上下文另外清楚地规定。因而，例如，提及“一个组件表面”包括提及一个或多个这样的表面。

根据本发明，当在D2D服务中执行合作通信时，助手设备串听从源设备向目标设备发送的数据并且串听从目标设备向源设备发送的响应信号来识别或检测源设备的传输失败的数据块，然后通过在助手设备自身的传输数据上背负传输失败的数据块来向目标设备发送源设备的传输失败的数据块。

下面将详细描述根据本发明的示范性实施例的D2D服务中用于发送数据的方法和装置。

图1示出根据本发明的示范性实施例的用于D2D服务的通信过程。

参照图1，每个设备执行发现过程110来找到其他设备(例如，它周围的设备)。在下面的描述中，对于设备发现，支持D2D服务的系统的每个设备将它的设备信息划分成要基于音调发送的第一信息111和要基于序列发送的第二信息113，并且在所设置的发现时段之内发送设备信息。设备信息可以包括设备标识信息、兴趣信息、应用信息等等。

如果存在要发送给所发现的设备的数据，则每个设备通过寻呼(paging)过程130向该设备发送寻呼请求消息，并且选择连接ID(CID)，通过其可以识别用于发送数据的信道。详细的寻呼过程130如下。为了被分配用于寻呼的资源，基于设备的CID使用映射到资源的函数来给设备分配资源131。依赖于映射算法，将资源映射到CID的方法不同。通常，依赖于资源分配的唯一性，映射算法变化。如果资源分配具有唯一性，则设备识别映射到它的标识信息的资源来确定其他设备是否尝试寻呼，并且向将执行寻呼的设备发送关于所分配的资源的信息。该信息可能包括发送设备的ID、应用类型、要使用的CID等。在信息的传输之前广播CID，使得可以识别在网络之内接收的CID。然而，因为其中资源分配具有唯一性的资源映射方法导致大量的资源消耗，所以通过重叠不具有唯一性的资源分配可以实现资源的有效使用。在不具有唯一性的资源分配中，使用码或基于跳频的资源映射方法可以被使用从而避免信息传输的冲突。

一旦在所分配的资源中接收到一个或多个寻呼请求消息，设备就广播包括CID以及寻呼响应消息133的组确认(ACK)信号来确定设备与已寻呼该设备自身的其他设备通信的意图。寻呼响应消息被尝试过寻呼的所有设备解码，所以具有相同的目标设备的设备可以获取彼此的CID。

在调度过程150中，对于具有相同的目标设备的设备之间的数据通信，确定要在使用所述CID的设备之间交换数据所按的时序。

在数据传输过程170中，使用CID获得调度信息，并且因为所有设备知道CID，所以使用其他设备的导频消息171，每个设备可以确定在其他设备之间的信道条件和经过该设备自身的信道的条件。如果指示其他设备之间的信道条件的值小于或等于预定阈值(即，如果在其他设备之间的信道条件差于经过该设备自身的信道的条件)，则每个设备串听在其他设备之间发送或交换的数据173。如果在设备的数据传输时序中存在剩余的数据传输资源，则每个设备通过在该设备自己的数据177上背负在串听的数据中的传输失败的数据块175来向目标设备发送传输失败的数据块。

当网络中的所有设备彼此同步时执行参照图1描述的通信过程，并且依赖于每个子过程，此过程工作直到预定的时间。

下面参照图2描述与本发明的示范性实施例对应的数据传输过程170。

图2示出根据本发明的示范性实施例的用于D2D服务中的设备之间的合作通信的通信流。在每个设备确定周围的设备的存在，并确定所述设备的意图的发现过程110和寻呼过程130已完成之后，在图2中描述的过程发生。

参照图2，在寻呼过程130中获取用于与目标设备400通信的CID之后，源设备200通过在步骤201中的分布式调度来确定它的传输次序或时序。因为可能对源设备200造成干扰的所有设备参加了调度，所以肋手设备300也可以使用与目标设备400的CID来确定它的传输时序。通过寻呼过程130和调度过程150和201，助手设备300可以获取源设备200和目标设备400的传输次序。调度过程150和201可以以各种不同的方式进行应用，在此将不提其细节。使用用于控制在调度过程201中出现的干扰的技术，源设备200、助手设备300和目标设备400可以确定它们自己的信道条件。

在步骤203中，源设备200、助手设备300和目标设备400通过在实际的数据传输之前交换导频消息来向它们周围的设备发送包括信道质量、调制和编码方案(MCS)级别和数据速率的物理信息。

在步骤205中，助手设备300解码导频消息，确定指示助手设备300和目标设备400之间的信道条件的值，并且如果它的传输效率高于或等于预定阈值，则确定合作通信。如果在助手设备300和目标设备400之间的信道条件好于在源设备200和目标设备400之间的信道条件，则助手设备300确定合作通信。

在步骤207中，源设备200向目标设备400发送数据。在步骤207-1中，助手设备300串听在源设备200和目标设备400之间发送的数据。串听的数据存储在助手设备300的存储器中。存储器是安装在助手设备300中的存储器件，并且例如，可能是闪存或硬盘。

如果来自源设备200的数据传输完成，则在步骤209中，目标设备400向源设备200发送ACK信号。在步骤209-1中，助手设备300串听从目标设备400向源设备200发送的ACK信号。ACK信号包括指示每个数据块的传输是否成功的信息。通过解码ACK信号，助手设备300可以确定在由源设备200发送的数据中的传输失败的数据块的唯一号码。

在步骤211中，助手设备300以它的数据传输次序串听用于与其他助手设备有关的数据块的ACK信号，直到如调度次序所定义的用于助手设备300的数据传输时间到来为止，来确定助手设备300将在它的数据传输时隙中发送的数据块。如果存在要发送的数据块，则助手设备300生成用于合作通信的传输数据。在步骤211中，助手设备300通过在助手设备300将向目标设备400发送的数据上背负要经历合作通信的数据块(即，来自源设备200的传输失败的数据块)，来生成传输数据。助手设备300在它的数据和源设备200的传输失败的数据块之间插入用于区别的区别符。在助手设备300中，块重新组合的优先级是按它的数据和要经历合作通信的数据块的次序，并且助手设备300连续地执行合作通信直到分配给助手设备300自身的资源耗尽为止。如果助手300使用多个CID具有多个连接，则助手设备300通过对于每个链路重复相同的操作来执行合作通信。

在步骤213中，助手设备300向目标设备400发送所生成的传输数据。

在步骤215中，目标设备400向源设备200和助手设备300发送用于从助手设备300接收到的传输数据的ACK信号。目标设备400分开地发送用于助手设备300的数据的ACK信号和用于合作通信数据(即，源设备200的传输失败的数据块)的ACK信号，从而增加其他助手设备的块重新组合的合理性。如果通过合作通信正常地接收到所有块，则助手设备300不再尝试合作通信。

下面参照图3至5描述在源设备200、助手设备300和目标设备400的每个中执行的数据传输过程。

图3示出根据本发明的示范性实施例的源设备中的发送数据的过程。

参照图3，在步骤301中，通过发现过程110，源设备200发现它可以与其通信的设备。在步骤303中，通过执行寻呼过程130，源设备200使用分配给它的资源向它期望与其通信的设备(即，目标设备400)发送寻呼请求消息。源设备200在步骤305中从目标设备400接收到与寻呼请求消息对应的寻呼响应消息，并且在步骤307中通过解码寻呼响应消息获取CID。在步骤309中，源设备200获取很可能帮助源设备300的助手设备的CID的列表。在步骤311中，源设备200通过执行调度过程150确定具有它的CID的数据传输的优先级，并且通过与其他设备协商的干扰控制来确定它的通信次序。通过调度过程150，源设备200可以获取很可能帮助源设备200的助手设备300的传输次序。在步骤313和315中，在数据传输期间，源设备200与目标设备400交换导频消息来确定信道条件，并且交换物理信息。源设备200在步骤317中向目标设备400发送数据，并且在步骤319中从目标设备400接收包括指示每个数据块的传输的成功/失败的信息的ACK信号。

在步骤321中，源设备200从目标设备400接收根据调度次序在助手设备300的传输完成之后发送的ACK信号。在步骤323中，基于助手设备300的ACK信号，源设备200最终确定是否存在甚至通过助手设备300也传输失败的数据。如果存在传输失败的数据，则源设备200在步骤325中重新发送传输失败的数据。

图4a和4b显示根据本发明的示范性实施例的助手设备中的发送数据的过程。

参照图4a和4b，在步骤401中，通过发现过程110，助手设备300发现它可以与其通信的设备。在步骤403中，通过执行寻呼过程130，助手设备300使用分配给它的资源向它期望与其通信的设备(即，目标设备400)发送寻呼请求消息。助手设备300在步骤405中从目标设备400接收与寻呼请求消息对应的寻呼响应消息，在步骤407中通过解码寻呼响应消息获取CID，并且在步骤409中确定具有相同的目标的设备的列表。在步骤409中，助手设备200可以获取关于助手设备300可以帮助的源设备200的信息。

助手设备300在步骤411中确定在调度过程150中被调度为先于助手设备300的传输时间的、源设备200的传输时间，在步骤413中解码源设备200的导频消息，并且在步骤415中确定源设备200的信道条件和物理信息。在步骤417中，助手设备300比较在源设备200和目标设备400之间的信道条件与经过助手设备300自身的信道的条件。如果在源设备200和目标设备400之间的信道条件差于经过助手设备300自身的信道的条件，则助手设备300进行到步骤419。否则，助手设备300进行到步骤425。助手设备300在步骤419中确定与源设备200的合作通信，并且在步骤421中在源设备200的传输时间串听向目标设备400发送的数据，并且将串听的数据存储在存储器中。在步骤423中，助手设备300串听从目标设备400向源设备200发送的ACK信号，并且解码ACK信号来识别在源设备200的数据中是否存在传输失败的数据块。助手设备300与源设备200一起双重检测由其他助手设备的合作通信导致的传输失败的数据块。

在步骤425中，助手设备300确定它自己的数据传输次序或时间是否到来。如果它的数据传输次序已到来，则助手设备300进行到步骤427。否则，助手设备300进行到步骤423。在步骤427中，助手设备300确定在源设备200的数据中是否存在传输失败的数据块。如果存在传输失败的数据块，则助手设备进行到步骤429。否则，助手设备300进行到步骤431。在步骤429中，助手设备300在它的传输数据上背负传输失败的数据块。传输失败的数据块被轮流背负，并且所述背负继续直到所分配的资源耗尽为止。另一方面，如果通过其他助手设备或源设备200的所有数据块的传输是成功的，则助手设备300在步骤431中在删除存储在存储器中的源设备200的传输失败的数据块之后仅向目标设备400发送它的数据。在步骤433中，助手设备300从目标设备400接收ACK信号。

图5示出根据本发明的示范性实施例的目标设备中的发送数据的过程。

参照图5，在步骤501中，通过发现过程110，目标设备400发现它可以与其通信的设备。在步骤503中，通过执行寻呼过程130，目标设备400从它期望向其发送数据的设备(即，源设备200和助手设备300)接收寻呼请求消息。在步骤505中，目标设备400向期望向其发送数据的设备发送与寻呼请求消息对应的寻呼响应消息。目标设备400在步骤507中获取用于调度到其他设备的链路的CID，并且在步骤509中确定具有目标设备400自身作为目标的设备的列表。源设备200和助手设备300获取所调度的CID，并且目标设备400发送所调度的CID与组ACK信号，允许所有周围的设备确定与特定的数据传输关联的设备。

目标设备400在步骤511中通过分布式调度获取数据传输次序，在步骤513中解码从源设备200接收到的导频消息，并且在步骤515中确定与源设备200的信道条件并且与源设备200交换物理信息。目标设备400在步骤517中基于物理信息从源设备200接收数据，并且在步骤519中向源设备200发送包括指示每个接收到的数据块的传输的成功/失败的信息的ACK信号。

在步骤521中，目标设备400从助手设备300接收通过在助手设备300的数据上背负源设备200的传输失败的数据块而生成的数据。在步骤523中，目标设备400向助手设备300和源设备200分别发送被配置为对助手设备300的数据的响应的ACK信号和被配置为对源设备200的传输失败的数据块的响应的ACK信号。通过组合对源设备200的传输失败的数据块的响应与对助手设备300的数据的响应，目标设备400向助手设备300和源设备200发送被配置为传输实体的ACK信号。

图6示出根据本发明的示范性实施例的设备中用于发送数据的装置。

参照图6，依赖于它的角色，该装置可以是源设备200、助手设备300和目标设备400中的任何一个。已经参照图3至5描述了每个设备的详细操作，所以将省略其详细描述。该设备包括发送器601、接收器603、控制器605和存储器607。

根据本发明的示范性实施例，发送器601向另一设备发送导频消息、寻呼请求消息、寻呼响应消息、数据和ACK信号中的至少一个。接收器603从另一设备接收导频消息、寻呼请求消息、寻呼响应消息、数据和ACK信号中的至少一个。

根据本发明的示范性实施例，控制器605控制发送和接收消息的操作。如果图6的设备作为助手设备300工作，则控制器605比较在源设备200和目标设备400之间的信道条件和在助手设备300和目标设备400之间的信道条件，并且如果在源设备200和目标设备400之间的信道条件差于在助手设备300和目标设备400之间的信道条件，则确定用于源设备200的合作通信。控制器605经由接收器603串听从源设备200向目标设备400发送的数据，并串听从目标设备400向源设备200发送的ACK信号，来确定是否存在源设备200的任何传输失败的数据块。如果在助手设备300的预定调度的传输时间存在剩余的数据传输资源，则控制器605通过在助手设备300的传输数据上背负源设备200的传输失败的数据块来生成传输数据。控制器605控制发送器601向目标设备400发送所生成的数据，并且控制接收器603从目标设备400接收ACK信号，该ACK信号包括对助手设备300的传输数据的响应和对源设备200的传输失败的数据块的响应。

存储器607存储助手设备300的传输数据。如果图6的设备作为助手设备300工作，则存储器607存储源设备200的传输失败的数据块。如果另一助手设备已经成功地发送源设备200的传输失败的数据块，则控制器605从存储器607删除源设备200的传输失败的数据块。

虽然在图6中发送器601和接收器603被假设为被实现为单独的单元，但是对于本领域普通技术人员来说显然它们可以被实现为单个单元。类似地，所述设备可以是参与D2D通信的任何设备，诸如智能手机、平板、膝上型计算机、台式计算机等等。

如从上述描述中显而易见，本发明可以有效率地在D2D服务中的设备之间发送数据。另外，本发明可以有效率地使用D2D服务中用于数据传输的资源。此外，本发明可以确保D2D服务中设备之间的快速数据传输。从本发明的以上描述中可以字面地或隐含地看出各种其他效果。

虽然已经参照其某些示范性实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求及其等同内容所限定的本发明的精神和范围的情况下可以在此进行形式和细节上的各种改变。

Claims (16)

1.一种用于在执行设备对设备(D2D)服务的第二设备中发送数据的方法，该方法包括：

如果指示在第一设备和第三设备之间的信道条件的值小于或等于预定阈值，则确定合作通信；

串听从第一设备向第三设备发送的数据并串听从第三设备向第一设备发送的响应信号，来识别第一设备的传输失败的数据块；以及

如果在预定调度的数据传输时间中存在剩余的数据传输资源，则通过在第二设备的传输数据上背负传输失败的数据块来向第三设备发送第一设备的传输失败的数据块。

2.如权利要求1所述的方法，其中预定阈值是指示在第二设备和第三设备之间的信道条件的值。

3.如权利要求1所述的方法，进一步包括从第三设备接收对第二设备的传输数据的响应信号和对第一设备的传输失败的数据块的响应信号。

4.如权利要求1所述的方法，进一步包括当在第二设备的传输数据上背负第一设备的传输失败的数据块时，插入用于区别第二设备的传输数据和第一设备的传输失败的数据块的区别符。

5.如权利要求1所述的方法，进一步包括如果通过第一设备或另一第二设备的第一设备的传输失败的数据块的传输是成功的，则删除存储在存储器中的、第一设备的传输失败的数据块。

6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

发现第一设备和第三设备；

向第三设备发送寻呼请求消息；

从第三设备接收与寻呼请求消息对应的寻呼响应消息；

生成包括第三设备并具有包括在寻呼响应消息中的连接ID(CID)作为目标地址的列表；以及

通过解码第一设备的导频消息来确定在第一设备和第三设备之间的信道条件。

7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

如果所有数据块在第三设备被成功地接收，则确定退出合作通信。

8.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

从第三设备接收识别在第三设备成功地接收的数据块的确认(ACK)信号；以及

在预定调度的数据传输时间，根据接收到的ACK信号发送传输失败的数据块。

9.一种用于在执行设备对设备(D2D)服务的第二设备中发送数据的装置，该装置包括：

控制器，用于如果指示在第一设备和第三设备之间的信道条件的值小于或等于预定阈值，则确定合作通信，用于经由接收器串听从第一设备向第三设备发送的数据和串听从第三设备向第一设备发送的响应信号，来识别第一设备的传输失败的数据块，并且如果在预定调度的数据传输时间中存在剩余的数据传输资源，则用于通过在第二设备的传输数据上背负第一设备的传输失败的数据块来生成数据以发送；

发送器，用于发送所生成的数据；以及

存储器，用于存储第一设备的传输失败的数据块。

10.如权利要求9所述的装置，其中预定阈值是指示在第二设备和第三设备之间的信道条件的值。

11.如权利要求9所述的装置，其中接收器从第三设备接收对第二设备的传输数据的响应信号和对第一设备的传输失败的数据块的响应信号。

12.如权利要求9所述的装置，其中当在第二设备的传输数据上背负第一设备的传输失败的数据块时，控制器插入用于区别第二设备的传输数据和第一设备的传输失败的数据块的区别符。

13.如权利要求9所述的装置，其中如果通过第一设备或另一第二设备的第一设备的传输失败的数据块的传输是成功的，则控制器从存储器中删除第一设备的传输失败的数据块。

14.如权利要求9所述的装置，其中控制器发现第一设备和第三设备，控制发送器向第三设备发送寻呼请求消息，控制接收器从第三设备接收与寻呼请求消息对应的寻呼响应消息，生成包括第三设备并具有包括在寻呼响应消息中的连接ID(CID)作为目标地址的列表，并且通过解码第一设备的导频消息来确定在第一设备和第三设备之间的信道条件。

15.如权利要求9所述的装置，其中如果所有数据块在第三设备被成功地接收，则控制器确定退出合作通信。

16.如权利要求9所述的装置，其中控制器从第三设备接收识别在第三设备成功地接收的数据块的确认(ACK)信号，并且在预定调度的数据传输时间，根据接收到的ACK信号发送传输失败的数据块。