CN104412676A - 无线通信系统中的d2d通信的同步方法和同步设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在无线通信系统中实现第一终端的设备对设备(D2D)通信的同步的方法，包括下述步骤：使用与第二传输点的传输定时有关的信息、第一传输点的下行链路传输定时、来自于第二传输点的下行链路信号的接收定时来计算第二终端的定时提前；以及使用第二终端的定时提前从第二终端接收信号。

Description

无线通信系统中的D2D通信的同步方法和同步设备

技术领域

本发明涉及一种无线接入系统，并且更加具体地，涉及一种用于获取D2D通信的同步的方法和设备。

背景技术

无线通信系统已经被广泛地部署，以便于提供包括语音和数据的各种类型的通信服务。通常，无线通信系统是能够通过共享可用的系统资源(带宽、传输功率等)支持多个用户通信的多址系统。多址系统的示例包括码分多址(CDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、单载波频分多址(SC-FDMA)以及多载波频分多址(MC-FDMA)系统。

设备对设备(D2D)通信指的是在用户设备(UE)之间配置直接链路以允许UE在没有通过基站(演进的节点B：eNB)的情况下相互直接地发送和接收语音和数据的通信方案。D2D通信可以包括用户设备对用户设备(UE对UE)通信、点对点通信等。此外，D2D通信方案可以被应用于机器对机器(M2M)通信、机器型通信(MTC)等。

D2D通信被视为用于解决由被快速地增加的数据业务引起的基站的负载的解决方案。例如，根据D2D通信，因为不同于传统的无线通信系统在没有基站的情况下在设备之间发送和接收数据，所以网络的开销可以被减少。此外，通过D2D通信的引入，基站的过程减少、加入D2D通信的设备的功率消耗减少、数据传输速率的增加、网络性能的增加、负载分布、小区覆盖扩大等的优点可以被期待。

发明内容

技术问题

被设计以解决前述问题的本发明的目的是为了提供一种用于获取D2D通信的同步的方法和设备。

本领域内的技术人员将会明白，能够利用本发明实现的目的不限于在上面已经具体描述的内容，以及从下面的详细描述将更加清楚地理解本发明应实现的其他目的。

技术方案

在本发明的第一技术方面中，一种在无线通信系统中获取第一用户设备的设备对设备(D2D)通信的同步的方法包括下述步骤：通过使用与第二传输点的传输定时有关的信息δ、第一传输点的下行链路传输定时以及来自于第二传输点的下行链路信号接收定时t₂来计算第二用户设备的定时提前TA₂；以及通过使用第二用户设备的定时提前从第二用户设备接收信号。

第一技术方面可以包括下述事项。

计算第二用户设备的定时提前TA₂的步骤可以包括从第一传输点的下行链路传输定时和与第二传输点的传输定时有关的信息δ来计算第二传输点的下行链路传输定时以及从来自于第二传输点的下行链路信号接收定时t₂和第二传输点的下行链路传输定时来计算第二用户设备的定时提前 $2(t_2-((t_1-\frac{{\mathrm{TA}}_1}{2})+\mathrm{\δ})).$

从第一传输点的下行链路信号接收定时t₁和第一用户设备的定时提前TA₁来计算第一传输点的下行链路传输定时

通过下述等式来表达第二用户设备的定时提前： ${\mathrm{TA}}_2=2(t_2-((t_1-\frac{{\mathrm{TA}}_1}{2})+\mathrm{\δ}))$

其中，TA₂意指第二用户设备的定时提前，t₁意指来自于第一传输点的下行链路信号接收定时，t₂意指来自于第二传输点的下行链路信号接收定时，TA₁意指第一用户设备的定时提前，以及δ意指与第二传输点的传输定时有关的信息。

该方法可以进一步包括从第一传输点接收与第二传输点的传输定时有关的信息δ的步骤。

与第二传输点的传输定时有关的信息可以是通过用户设备估计的值。

与第二传输点的传输定时有关的信息可以是第一传输点的下行链路传输定时和第二传输点的下行链路传输定时之间的差值。

从来自于第一传输点和第二传输点的同步信号可以分别确定来自于第一传输点的下行链路信号接收定时t₁和来自于第二传输点的下行链路信号接收定时t₂。

第一用户设备可以将第二用户设备的定时提前视为用于第二传输点的定时提前。

在本发明的第二技术方面中，一种在无线通信系统中获取第一设备的设备对设备(D2D)通信的同步的方法包括下述步骤：监听第二用户设备的上行链路参考信号；从上行链路参考信号确定第二用户设备的子帧边界；以及通过使用第二用户设备的子帧边界从第二用户设备接收信号。

上行链路参考信号可以是探测参考信号(SRS)。

第一用户设备可以将用于监听上行链路参考信号的时间间隔转发给基站。

基站可以认为在时间间隔内不存在来自于第一用户设备的上行链路传输。

该方法可以进一步包括从基站接收与上行链路参考信号有关的信息的步骤。

有益效果

根据本发明，可以有效率地获取期待执行D2D通信的用户设备的上行链路同步。

本领域的技术人员将会理解，能够利用本发明实现的效果不限于已在上文具体描述的效果，并且从结合附图的下面的具体描述将更清楚地理解本发明的其他优点。

附图说明

附图被包括以提供本发明的进一步理解并且被合并到本申请中且组成本申请的一部分，图示本发明的实施例并且连同描述一起用作本发明的原理。在附图中：

图1是图示无线电帧的结构的示意图；

图2是图示在下行链路时隙处的资源网格的示意图；

图3是图示下行链路子帧的结构的示意图；

图4是图示上行链路子帧的结构的示意图；

图5是图示探测参考信号的示意图；

图6是图示随机接入过程的示意图；

图7是图示用于描述本发明的实施例的网络环境的示意图；

图8和图9是图示根据本发明实施例的用于获取同步的方法的示意图；以及

图10是图示收发设备的配置的示意图。

具体实施方式

前述实施例通过以本发明的预定类型的结构要素和特征的组合来实现。该结构要素或者特征中的每一个除非单独具体规定之外应该被认为是选择性地。可以在不与其他结构要素或者特征相组合的情况下执行该结构要素或者特征中的每一个。此外，一些结构要素和/或特征可以彼此组合以构成本发明的实施例。可以改变在本发明实施例中描述的操作顺序。一个实施例的一些结构要素或者特征可以被包括在另一个实施例中，或者可以用另一个实施例的相应的结构要素或者特征来替换。

在本说明书中，已经基于基站和用户设备之间的数据传输和接收描述了本发明的实施例。在这样的情况下，基站意指网络的终端节点，其执行与用户设备的直接通信。根据具体情况，已经被描述为通过基站执行的具体操作可以通过基站的上节点来执行。

换言之，将会显然的是，在包括多个网络节点以及基站的网络中，为了与用户设备的通信而执行的各种操作可以通过基站或者除了基站之外的网络节点执行。这时，“基站”(BS)可以被替换成诸如固定站、节点B、e节点B(eNB)、以及接入点(AP)的术语。此外，中继可以被替换成中继节点(RN)和中继站(RS)。此外，“终端”可以被替换成诸如用户设备(UE)、移动站(MS)、移动订户站(MSS)、以及订户站(SS)的术语。

在下面的描述中使用的特定术语被提供以帮助理解本发明，并且在不脱离本发明的技术精神的范围内在特定术语方面可以进行各种修改。

在一些情况下，为了防止本发明的概念模糊，已知技术的结构和设备将被省略，或者基于每个结构和设备的主要功能将以框图的形式示出。此外，如有可能，在整个附图和说明书中将会使用相同的附图标记以指代相同或者相似的部件。

通过在无线接入系统，即，IEEE 802系统、3GPP系统、3GPP LTE系统、3GPP LTE、3GPP LTE-A(LTE高级)系统以及3GPP2系统中的至少一个中公开的标准文献可以支持本发明的实施例。即，在本发明的实施例之中，通过上述文献可以支持没有描述以阐明本发明的技术精神的显然的步骤或者部分。此外，通过上述标准文献可以描述在此公开的所有术语。

下面的技术可以被用于各种无线接入技术，诸如CDMA(码分多址)、FDMA(频分多址)、TDMA(时分多址)、OFDMA(正交频分多址)、以及SC-FDMA(单载波频分多址)。CDMA可以通过诸如UTRA(通用陆地无线接入)或CDMA2000的无线电技术实施。TDMA能够通过诸如用于移动通信的全球系统(GSM)/通用分组无线服务(GPRS)/增强数据速率GSM演进(EDGE)的无线电技术实施。OFDMA可以通过诸如IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE802.20、以及演进的UTRA(E-UTRA)的无线电技术实施。UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。第三代合作伙伴计划长期演进(3GPP LTE)是使用E-UTRA的演进的UMTS(E-UMTS)的一部分，并且在下行链路中采用OFDMA并且在上行链路中采用SC-FDMA。高级LTE(LTE-A)是3GPP LTE的演进版本。可以通过IEEE 802.16e标准(无线MAN-OFDMA参考系统)和高级IEEE 802.16e标准(无线MAN-OFDMA高级系统)描述WiMAX。为了本发明的澄清，尽管将会基于3GPP LTE/LTE-A描述本发明，但是要理解的是，本发明的技术精神不限于3GPP LTE/LTE-A。

##

1.本发明可以适用于的3GPP LTE/LTE-A系统

将会参考图1描述无线电帧的结构。

在蜂窝OFDM无线分组通信系统中，以子帧为单位执行上行链路/下行链路数据分组传输，其中通过包括多个OFDM符号的给定的时间间隔来定义一个子帧。3GPP LTE标准支持可应用于频分双工(FDD)的类型1无线电帧结构和可应用于时分双工(TDD)的类型2无线电帧结构。

图1(a)是图示类型1无线电帧的结构的示意图。下行链路无线电帧包括10个子帧，每一个子帧在时域中包括两个时隙。对于发送一个子帧所要求的时间将会被称为传输时间间隔(TTI)。例如，一个子帧可以具有1ms的长度，并且一个时隙可以具有0.5ms的长度。一个时隙在时域中包括多个OFDM符号，并且在频域中包括多个资源块(RB)。因为3GPP LTE系统在下行链路中使用OFDM，所以OFDM符号表示一个符号间隔。OFDM符号可以被称为一个SC-FDMA符号或符号间隔。资源块(RB)是资源分配单元并且在一个时隙中可以包括多个连续子载波。

被包括在一个时隙中的OFDM符号的数目可以取决于循环前缀(CP)的配置而改变。CP的示例包括扩展CP和正常CP。例如，如果通过正常的CP来配置OFDM符号，则被包括在一个时隙中的OFDM符号的数目可以是7。如果通过扩展的CP配置OFDM符号，则因为一个OFDM符号的长度被增加，所以被包括在一个时隙中的OFDM符号的数目小于在正常的CP的情况下的OFDM符号的数目。例如，在扩展的CP的情况下，被包括在一个时隙中的OFDM符号的数目可以是6。如果信道状态不稳定，比如用户设备以高速移动的情况，则扩展的CP可以被用于减少符号间干扰。

如果正常的CP被使用，则因为一个时隙包括七个OFDM符号，所以一个子帧包括14个OFDM符号。这时，每个子帧的最多前两个或者三个OFDM符号可以被分配给物理下行链路控制信道(PDCCH)，并且其他OFDM符号可以被分配给物理下行链路共享信道(PDSCH)。

图1(b)是图示类型2无线电帧的结构的示意图。类型2无线电帧包括2个半帧，每个半帧包括五个子帧，下行链路导频时隙(DwPTS)、保护时间(GP)、以及上行链路导频时隙(UpPTS)。一个子帧包括两个时隙。在用户设备处DwPTS被用于初始小区搜索、同步、或者信道估计。UpPTS被用于将基站处的信道估计和用户设备的上行链路传输同步。此外，保护时段是为了去除由于在上行链路和下行链路之间的下行链路信号的多路径延迟而在上行链路中出现的干扰。同时，一个子帧包括两个时隙，不论无线电帧的类型如何。

无线电帧的结构仅是示例性的，并且可以在被包括在无线电帧中的子帧的数目、被包括在子帧中的时隙的数目、或者被包括在时隙中符号的数目中进行各种修改。

图2是图示在下行链路时隙处的资源网格的示意图。一个下行链路时隙包括，但不限于，时域中的7个OFDM符号，并且一个资源块(RB)包括，但不限于，频域中的十二个子载波。例如，尽管一个时隙在正常的CP情况下包括七个OFDM符号，但是一个时隙可以在扩展的CP的情况下包括六个OFDM符号。资源网格上的每个元素将会被称为资源元素(RE)。一个资源块(RB)包括12×7(6)个资源元素。被包括在下行链路时隙中的资源块(RB)的数目N^DL取决于下行链路传输带宽。上行链路时隙的结构可以与下行链路时隙的结构相同。

图3是图示下行链路子帧的结构的示意图。位于子帧内的第一时隙的最多三个OFDM符号对应于控制信道被分配到的控制区。其他OFDM符号对应于物理下行链路共享信道(PDSCH)被分配到的数据区。在3GPP LTE系统中使用的下行链路控制信道的示例包括PCFICH(物理控制格式指示符信道)、PDCCH(物理下行链路控制信道)、以及PHICH(物理混合ARQ指示符信道)。PCFICH从子帧的第一OFDM符号被发送，并且包括关于在子帧内被用于控制信道的传输的OFDM符号的数目的信息。PHICH是对上行链路传输的响应信道，并且包括HARQ ACK/NACK(肯定应答/否定应答)信号。通过PDCCH发送的控制信息将会被称为下行链路控制信息(DCI)。DCI包括用于任意用户设备组的上行链路或者下行链路调度信息或者上行链路传输(Tx)功率控制命令。PDCCH包括下行链路共享信道(DL-SCH)的传送格式和资源分配信息、上行链路共享信道(UL-SCH)的资源分配信息、寻呼信道(PCH)的寻呼信息、关于DL-SCH的系统信息、诸如在PDSCH上发送的随机接入响应的上层控制消息的资源分配信息、在任意用户设备组内的单独的用户设备的传输功率控制命令的集合、传输功率控制信息、以及互联网语音传输协议(VoIP)的激活。可以在控制区域内发送多个PDCCH。用户设备可以监测多个PDCCH。通过一个或者多个连续的控制信道元素(CCE)的聚合发送PDCCH。CCE是被用于基于无线电信道的状态在预定的编码速率提供PDCCH的逻辑分配单元。CCE对应于多个资源元素组(REG)。取决于通过CCE提供的编码速率和CCE的数目之间的相关性来确定PDCCH的格式和PDCCH的可用比特的数目。基站取决于被发送到用户设备的DCI来确定PDCCH格式，并且将循环冗余检验(CRC)附接到控制信息。取决于PDCCH的拥有者或者用途，CRC被掩蔽有无线电网络临时标识符(RNTI)。例如，如果PDCCH是用于特定的用户设备，则CRC被掩蔽有相应的用户设备的小区RNTI(C-RNTI)。如果PDCCH是用于寻呼消息，则CRC可以被掩蔽有寻呼指示符标识符(P-RNTI)。如果PDCCH是用于系统信息(更加详细地，系统信息块(SIB))，则CRC可以被掩蔽有系统信息标识符和系统信息RNTI(SI-RNTI)。CRC可以被掩蔽有随机接入RNTI(RA-RNTI)以指示作为对用户设备的随机接入前导的传输的响应的随机接入响应。

图4是图示上行链路子帧的结构的示意图。在频域上，上行链路子帧可以被划分为控制区和数据区。包括上行链路控制信息的物理上行链路控制信道(PUCCH)被分配给控制区。包括用户数据的物理上行链路共享信道(PUSCH)被分配给数据区。为了保持单载波特征，一个用户设备不同时发送PUCCH和PUSCH。用于一个用户设备的PUCCH被分配给用于子帧的资源块(RB)对。属于RB对的资源块(RB)为两个时隙保留不同的子载波。被分配给PUCCH的RB对在时隙边界处经受跳频。

参考信号(RS)

在无线通信系统中，因为通过无线电信道发送分组，所以在分组的传输期间可能出现信号失真。为了在接收侧正常地接收被失真的信号，应使用信道信息补偿接收到的信号的失真。为了发现信道信息，当通过信道发送信号时要求发送由发送侧和接收侧两者已知的信号并且使用信号的失真水平发现信道信息。在这样的情况下，发送侧和接收侧两者已知的信号将会被称为导频信号或者参考信号。

在多个天线被用于发送和接收数据的情况下，在每个发送天线和每个接收天线支架的信道状态应被获知以接收正常的信号。因此，单独的参考信号应存在于每个发送天线，更加详细地，每个天线端口。

参考信号可以被划分成上行链路参考信号和下行链路参考信号。在当前LTE系统中，上行链路参考信号可以包括：

i)解调参考信号(DM-RS)，用于通过PUSCH和PUCCH发送的信息的相干解调的信道估计；以及

ii)探测参考信号(SRS)，用于允许基站在不同的网络的频率测量上行链路信道质量。

同时，下行链路参考信号可以包括：

i)小区特定的参考信号(CRS)，在小区内的所有用户设备之中共享；

ii)用户设备(UE)特定的参考信号，仅用于特定的用户设备；

iii)解调参考信号(DM-RS)，如果PDSCH被发送则用于相干解调；

iv)信道状态信息-参考信号(CSI-RS)，用于如果下行链路DMRS被发送则传输信道状态信息(CIS)；

v)多媒体广播单频网络(MBSFN)参考信号，为了用于MBSFN模式中发送的信号的相干解调发送；以及

vi)定位参考信号，被用于估计用户设备的地理位置信息。

图5是图示前述的参考信号的上行链路参考信号的探测参考信号的示意图。

通过位于在一个子帧处的时间轴上的最后的SC-FDMA符号发送探测参考信号(SRS)。根据频率位置/序列可以相互识别被发送到相同子帧的最后的SC-FDMA符号的数个用户设备的SRS。

SRS被定期地发送。通过小区特定的SRS参数和UE特定的SRS参考配置用于SRS的周期性传输的配置。通过上层(例如，RRC)信令将小区特定的SRS参考(换言之，小区特定的SRS配置)和UE特定的SRS参考(换言之，UE特定的配置)发送到用户设备。

小区特定的SRS参考包括srs-BandwidthConfig和srs-SubframeConfig。srs-BandwidthConfig指示关于可以发送SRS的频带的信息，并且srs-SubframeConfig指示关于在其处可以发送SRS的子帧的信息。在小区内定期地配置子帧，在该子帧处在小区内可以发送SRS。表1图示小区特定的SRS参数的srs-SubframeConfig。

[表1]

TSFC指示小区特定的子帧配置，并且Δ_SFC指示小区特定的子帧偏移。通过上层提供srs-SubframeConfig。

通过满足的子帧来发送SRS。在这样的情况下，n_s意指时隙索引。

UE特定的SRS参数包括srs-Bandwidth、srs-HoppingBandwidth、freqDomainPosition、srs-ConfigIndex、transmissionComb、以及cyclicShift。srs-Bandwidth指示被用于配置应从相应的用户设备发送SRS的频道的值。srs-HoppingBandwidth指示被用于配置SRS的跳频的值。FreqDomainPosition指示被用于确定发送SRS的频率位置的值。srs-ConfigIndex指示被用于配置子帧的值，在该子帧处应从相应的用户设备发送SRS。transmissionComb指示被用于配置SRS传输梳的值。cyclicShift指示被用于配置被应用于SRS序列的寻呼移位值的值。

表2和表3图示根据srs-ConfigIndex的SRS传输时段和SRS子帧偏移。SRS传输时段指示应从用户设备定期地发送SRS的时间间隔(单位，子帧或者ms)。表2图示FDD的情况，并且表3图示TDD的情况。每个用户设备发送SRS配置索引(I_SRS)，并且每个用户设备通过使用SRS配置索引(I_SRS)识别SRS传输时段(T_SRS)和SRS子帧偏移(T_offset)。

[表2]

[表3]

小区特定的SRS参数通知用户设备为小区内的SRS传输保留的子帧，并且UE特定的SRS参数通知用户设备在与小区特定的SRS参数相对应的子帧之中的子帧，在该子帧处相应的用户设备将会实际发送SRS。用户设备通过被指定为UE特定的SRS参数的子帧的特定符号(最后符号)周期性地发送SRS。更加详细地，在满足等式1的子帧处周期性地发送SRS。

[等式1]

(10·n_f+k_SRS-T_offset，1)modT_SRS，1＝0(FDD情况，具有T_SRS，1＞2的TDD)

(k_SRS-T_offses，1)mod5＝0(具有T_SRS，1＝2的TDD)

在这样的情况下，n_f指示帧索引。T_SRS指示SRS传输时段，并且T_offset指示用于SRS传输的(子帧)偏移。k_SRS指示帧n_f内的子帧索引。在FDD的情况下，k_SRS＝{0,1,…,9}，并且在TDD的情况下，k_SRS如表4中所图示。

[表4]

同时，为了保护在通过小区特定的SRS参数保留的子帧处的SRS传输，用户设备没有通过子帧的最后符号发送上行链路信号，不论在相应的子帧处实际发送的SRS的事实。

随机接入过程

在LTE系统的情况下，在下述事件的情况下用户设备可以执行随机接入过程。

-在由于与基站没有连接(例如，RRC连接)导致用户设备执行初始接入的情况下；

-在切换过程期间用户设备最初接入目标小区的情况下；

-在通过基站的命令请求随机接入过程的情况下；

-在上行链路定时提前没有被同步或者被指定的无线电资源没有被分配的状态下上行链路数据出现的情况下；以及

-在无线电链路故障(RLF)或者切换故障期间执行恢复过程的情况下。

基于上述事件，将会如下地描述基于一般竞争的随机接入过程。

图7是图示在基于竞争的随机接入过程中的用户设备和基站的操作过程的示意图。

(1)第一消息的传输

首先，用户设备可以从通过系统信息或者切换命令指示的随机接入前导的集合中随机地选择一个任意的随机接入前导，并且可以选择物理随机接入信道(PRACH)资源，通过其可以发送随机接入前导，并且发送所选择的资源(S901)。

(2)第二消息的接收

在发送随机接入前导之后，用户设备试着从基站接收在通过系统信息或者切换命令指示的随机接入接收窗口内的其随机接入响应(S902)。更加详细地，以MAC PDU(分组数据单位)的形式可以发送随机接入响应信息。通过物理下行链路共享信道(PDSCH)可以传输MAC PDU。此外，为了适当地接收通过PDSCH传输的信息，优选的是，用户设备监控物理下行链路控制信道(PDCCH)。换言之，优选的是，PDCCH包括应接收PDSCH的用户设备的信息、PDSCH的无线电资源的频率和时间信息、以及PDSCH的传输格式。一旦用户设备成功地接收PDCCH，用户设备可以根据PDCCH的信息适当地接收通过PDSCH发送的随机接入响应。随机接入响应可以包括随机接入前导标识符(ID：例如，RAPID(随机接入前导标识符))、指示上行链路无线电资源的上行链路(UL)许可、临时的小区标识符(临时的C-RNTI(小区无线电网络临时标识符))、以及定时提前命令(TAC)。

如上所述，因为用于一个或者多个用户设备的随机接入响应可以被包括在一个随机接入响应中，所以为了随机接入响应要求随机接入前导标识符以指示UL许可所用于的用户设备、临时小区标识符以及TAC是有效的。在这样的情况下，假定用户设备选择与在步骤S902处本身选择的随机接入前导相同的随机接入前导标识符。

(3)第三消息的传输

如果用户设备接收对于本身来说有效的随机接入响应，则用户设备处理被包括在随机接入响应中的各种信息中的每一个。换言之，用户设备应用TAC并且存储临时小区标识符。此外，用户设备可以将响应于有效的随机接入响应的接收发送的数据存储在用于消息3的缓冲器中。

同时，用户设备通过使用接收到的UL许可将数据(即，第三消息)发送到基站(S903)。第三消息应包括用户设备的标识符。在基于竞争的随机接入过程的情况下，基站不能够确定执行随机接入过程的用户设备。这是因为基站应识别用户设备以在未来解决竞争。

已经论述包括第三消息中的用户设备的标识符的两种方法。第一方法是，具有在随机接入过程之前从相应的小区分配的有效小区标识符的用户设备通过与UL许可相对应的上行链路传输信号发送其小区标识符。另一方面，在随机接入过程之前没有被分配有有效的小区标识符的用户设备发送其唯一的标识符(例如，S-TMSI(S-临时移动订户身份)或者随机的ID)。通常，唯一的标识符比小区标识符长。已经发送与UL许可相对应的数据的用户设备指示竞争解决定时器(在下文中，被称为“CR定时器”)。

(4)第四消息的接收

在通过被包括在随机接入响应中的UL许可用户设备将包括其标识符的数据发送到基站之后，用户设备等待基站的命令以解决竞争。换言之，用户设备试着接收PDCCH以接收特定消息(S904)。已经论述了接收PDCCH的两种方法。如上所述，如果使用小区标识符发送被发送以对应于UL许可的第三消息，则用户设备可以试着通过使用其小区标识符接收PDCCH。如果用户设备的标识符是唯一的标识符，则用户设备可以试着通过使用被包括在随机接入响应中的临时小区标识符接收PDCCH。然后，在前述情况下，如果在CR定时器期满之前通过用户设备的小区标识符接收PDCCH，则用户设备确定已经正常地执行随机接入过程，并且结束随机接入过程。在后述情况下，如果在CR定时器期满之后通过临时小区标识符接收PDCCH，用户设备识别通过由PDCCH指示的PDSCH承载的数据。如果用户设备的唯一的标识符被包括在通过PDSCH承载的数据中，则用户设备确定随机接入过程已经被正常地执行，并且结束随机接入过程。

同时，不同于在图7中所示的前述的基于竞争的随机接入过程，在基于非竞争的随机接入过程中，随机接入过程借助于仅第一消息和第二消息的传输结束。然而，在用户设备将随机接入过程作为第一消息发送到基站之前，用户设备被分配有来自于基站的随机接入前导，并且将被分配的随机接入前导作为第一消息发送到基站并且从基站接收随机接入响应，从而随机接入过程结束。

在属于不同的小区的用户设备之间的D2D通信

在下文中，基于前述的描述，将会描述用于发送和接收用于在用户设备之间的D2D通信的信号的方法。具体地，方法涉及将会执行D2D通信的用户设备与不同的小区(可以是不同的基站/传输点或者不同的频带)相关联的情况。换言之，方法涉及用于执行小区间D2D用户设备之间的D2D通信的发现方法。在这样的情况下，发现可以意指初始定时获取、接收到的功率测量和/或D2D信号测量。

图7是图示本发明可以被应用的通信环境的示意图。参考图7，第一用户设备和第二用户设备可以执行D2D通信，并且分别具有第一传输点和第二传输点作为服务小区。此外，使用蜂窝网络的上行链路资源可以指定第一用户设备和第二用户设备之间的D2D通信。如果通过使用下行链路资源D2D用户设备执行D2D通信，则其是有效的，因为影响执行D2D通信的用户设备的相邻的用户设备的干扰可能被减少。因此，在下文中假定D2D用户设备的上行链路资源被用于用于D2D用户设备的D2D通信的信号传输和接收(发现信号传输和接收、数据传输和接收等)。

在此情形下，第一用户设备应执行发现过程以执行与第二用户设备的D2D通信。在这样的情况下，问题出现，因为当第一用户设备和第二用户设备属于相互不同的它们各自的小区时第一用户设备和第二用户设备的定时提前不可以被相互同步。更加详细地，第一用户设备和第二用户设备中的每一个仅获知关于其服务小区的信息(例如，在LTE/LTE-A的情况下通过PSS/SSS可以获知的下行链路信号接收时序和用于通过随机接入过程获取的上行链路传输的定时其他(值)。换言之，虽然从第二用户设备发送的D2D信号(发现信号、数据等)取决于从第二传输点接收到的定时提前TA₂，但是第一用户设备不能够获知第二用户设备的定时提前TA₂，从而第一用户设备不能够正常地接收第二用户设备的D2D信号。

因此，在本发明的实施例中，在下文中将会描述用于使第一用户设备能够有效地获取第二用户设备的定时提前的方法。虽然为了方便起见将会基于LTE/LTE-A系统描述下面的描述，但是下面的描述可以被应用于其他类型的无线电网络。此外，假定下面的描述是以图7的环境被基础并且每个用户设备与是服务小区的传输点同步。在图7的环境下，可以在它们被相互同步或者没有被相互同步的状态下是期待执行D2D通信的用户设备的服务小区的第一传输点和第二传输点操作。尽管在它们被相互同步的状态下没有操作传输点，但是它们可以共享公共的定时时钟(例如，通过GPS的公共时钟)。因此，对于各种情况在下文中将会描述用于使第一用户设备能够获取第二用户设备的定时提前的方法。

实施例1-1

实施例1-1假定用户设备中的每一个的传输点，期待执行D2D通信，通过前述的公共时钟(全球定时)或者在传输点之间的定时跟踪共享子帧边界的定时偏移，尽管它们在它们被相互同步的状态下没有执行下行链路传输。在这样的情况下，将会如下地描述五个实施例。

实施例1-1-1

实施例1-1-1涉及在传输点之间的下行链路传输定时(DL TX定时)的共享。更加详细地，第一传输点和第二传输点相互共享下行链路传输定时，并且第一传输点可以将与第二传输点的传输定时有关的信息转发给第一用户设备。然而，通过第一用户设备可以估计与第二传输点的传输定时有关的信息。

图8图示基于与第二传输点的传输定时有关的信息获取第二用户设备的定时提前TA₂的过程。

参考图8，第一用户设备从第一传输点接收与第二传输点的传输定时有关的信息。在这样的情况下，与第二传输点的传输定时有关的信息可以是第一传输点的下行链路传输定时与第二传输点的下行链路传输定时之间的差值δ。为此，第一传输点可以通过回程链路从第二传输点接收第二传输点的下行链路传输定时或者δ。

第一用户设备可以通过使用与第二传输点的下行链路传输定时有关的信息δ、第一传输点的下行链路传输定时以及来自于第二传输点的下行链路信号接收定时t₂计算第二用户设备的定时提前TA₂。

更加详细地，第一用户设备从来自于第一传输点的下行链路接收定时t₁和其定时提前TA₁计算第一传输点的下行链路传输定时 $t_1-\frac{{\mathrm{TA}}_1}{2}.$

第一用户设备从第一传输点的下行链路传输定时和与第二传输点的下行链路传输定时有关的信息δ计算第二传输点的下行链路传输定时换言之，如所示的，如果与第二传输点的下行链路传输定时有关的信息δ被添加到第一传输点的下行链路传输定时则第二传输点的下行链路传输定时可以被获得。

第一用户设备可以通过接收第二传输点的同步信号(PSS/SSS)获知第二传输点的下行链路信号接收定时t₂，其中从在第二传输点的下行链路传输定时与第二传输点的下行链路信号接收定时t₂之间的差可以获得传播延迟d₂。因为第二用户设备的定时提前是传播延迟d₂的两倍，所以第一用户设备可以获得第二用户设备的定时提前换言之，可以从第二传输点的下行链路接收定时t₂和第二传输点的下行链路传输定时获得第二用户设备的定时提前 $2(t_2-((t_1-\frac{{\mathrm{TA}}_1}{2})+\mathrm{\δ})).$

总之，第一用户设备可以通过使用下述等式2获得第二用户设备的定时提前。

[等式2]

${\mathrm{TA}}_2=2(t_2-((t_1-\frac{{\mathrm{TA}}_1}{2})+\mathrm{\δ}))$

在上面的等式2中，TA₂意指第二用户设备的定时提前，t₁意指来自于第一传输点的下行链路信号接收定时，t₂意指来自于第二传输点的下行链路信号接收定时。TA₁意指第一用户设备的定时提前，并且δ意指与第二传输点的传输定时有关的信息。可以获知第二用户设备的定时提前的第一用户设备可以接收与通过上行链路从第二用户设备发送的D2D有关的信号。

实施例1-1-2

在实施例1-1-2中，基站/传输点通过监听上行链路参考信号估计用于第一用户设备的第二传输点的定时提前。在这样的情况下，参考信号可以是SRS、DMRS或者用于D2D的单独的参考信号。

更加详细地，参考图7，第一传输点通过接口X2通知第二传输点与第一用户设备的参考序列、第一用户设备的IE、以及第一用户设备的上行链路传输定时有关的信息(例如，在SRS的情况下，SRS频带、组号码、基站号码等)，和可以预测第一用户设备的上行链路传输定时的信息(例如，第一传输点的上行链路子帧接收定时TA₁)。已经接收到上述信息的第二传输点可以接收从第一用户设备发送的上行链路参考信号。第二传输点可以通过接收/监听第一用户设备的上行链路参考信号并且预测来自于第一用户设备的传播延迟获得TA₂’。然后，第一传输点可以通知第一传输点TA₂’（或者与TA₂’相对应的信息），并且第一传输点可以通过上层信令将TA₂’（与TA₂’相对应的信息）转发给第一用户设备。

实施例1-1-3

不同于实施例1-1-2，通过监听RACH信号可以估计对于第一用户设备的第二传输点的定时提前。这考虑当上行链路参考信号被监听时在小区覆盖大的情况下检测可能是困难的。

第二传输点可以通过回程链路从第一传输点接收第一用户设备的PRACH有关信息（例如，序列格式、序列号、资源配置等）、第一用户设备的ID、以及上行链路子帧传输信息。

然后，第一传输点可以请求第一用户设备发送PRACH前导。这时，如有必要第一用户设备的PRACH前导传输的初始功率可能被提升。当第二传输点请求其第一传输点时可以执行此功率提升请求。

第二传输点可以通过接收从第一用户设备发送的PRACH前导估计用于第一用户设备的第二传输点的定时提前TA₂’，并且然后通过回程链路将该估计的定时提前TA₂’转发到第一传输点。第一传输点可以通过上层信令将用于第一用户设备的第二传输点的定时提前TA₂’转发到第一用户设备。

实施例1-1-4

在实施例1-1-3的情况下，第一传输点和第二传输点被相互临时同步。如果小区间D2D通信在异步系统中频繁地出现，则用于发现的过程可以被重复地产生。因此，各自的传输点可以监控小区间D2D发生频率，从而通过具有高频率的传输点可以临时同步下行链路传输同步，并且可以通知用户设备被同步的下行链路传输。在这样的情况下，第一用户设备可以根据稍后将会描述的被同步的蜂窝网络的实施例2-1和2-2获知第二用户设备的定时提前TA₂。

实施例1-1-5

第二传输点可以直接地通知第一用户设备第二用户设备的定时信息。更加详细地，第二传输点可以通过回程链路将第二用户设备的ID、TA₂、以及第二传输点的下行链路子帧传输定时(或者与下行链路子帧传输定时相对应的信息、在传输点之间的定时偏移)转发到第一传输点。已经接收到第二用户设备的ID、TA₂和第二传输点的下行链路子帧传输定时(或者作为与下行链路子帧传输定时相对应的信息、在传输点之间的定时偏移)的第一传输点可以通过上层信令将在第一传输点的下行链路传输定时和第二传输点的下行链路传输定时之间的差值δ和TA₂转发到第一用户设备。

实施例1-2

实施例1-2预期用于不同于实施例1-1的在传输点之间不存在公共的定时信息的情况。在这样的情况下，第一用户设备可以通过执行对第二传输点的切换执行小区间D2D，这不是有效的。因此，可以考虑用于使第一用户设备监听第二用户设备的上行链路参考信号的方法。

更加详细地，第一用户设备可以监听第二用户设备的上行链路参考信号。结果，第一用户设备可以从第二用户设备的上行链路参考信号确定/估计第二用户设备的子帧边界，并且可以通过使用被确定的/被估计的结果接收从第二用户设备发送的用于D2D的信号。

为了第一用户设备监听第二用户设备的上行链路参考信号，第二传输点需要转换与第二用户设备的上行链路参考信号有关的配置/事物(例如，在SRS的情况下，SRS频带、组编号、基本序列号等)。

此外，在预定的时间间隔可以通过第一用户设备执行第二用户设备的参考信号监听。在这样的情况下，要求将关于预定时间间隔的信息转发给第一传输点。在LTE系统的情况下，通过使用DRX模式，可以通知第一传输点在确定的间隔没有执行上行链路传输。

如果第一用户设备监听第二用户设备的上行链路参考信号，则关于多少子帧应被监听的信息可以被事先确定，或者可以被适应性地改变。更加详细地，如果监听间隔被事先确定，则第一传输点可以通过上层信令将监听子帧转发到第一用户设备。如果适应性长度的子帧被监听，则第一用户设备可以确定特定的阈值并且执行监听以达到阈值。在这样的情况下，可以通过上层信令从第一传输点通知阈值或者可以根据第一用户设备的外围条件可以变化。

用于监听的参考信号可以是SRS。这是因为当以其接收因子的IFDMA(交织的FDMA)是2的形式发送SRS时第一用户设备可以容易地确定子帧边界。换言之，如在图9中所示，在时域中SRS序列被重复产生两次，并且在这样的情况下，可以在检测SRS中帮助第一用户设备。

如果在执行D2D通信的用户设备之间的距离长，则PRACH信号替代SRS的监听可以被使用。

前述的实施例涉及一种传输点没有被相同同步的情况，用于执行D2D通信的用户设备属于该传输点。在基站被相同同步的蜂窝系统的情况下，因为在传输点之间的下行链路传输点相互一致，所以用户设备可以通过从两个传输点检测同步信号(同步前导、参考信号等)估计来自于每个传输点的传播延迟。在下文中，将会描述有关实施例。

实施例2-1

第一用户设备可以通过直接地测量传播延迟发现第二用户设备的定时提前TA₂。更加详细地，再次参考图7，第一用户设备可以通过从第一传输点和第二传输点检测信号接收定时并且减去在信号接收定时和信号传输定时之间的差来估计来自于每个传输点的传播延迟。为了测量传播延迟，要求向第一用户设备指示下行链路子帧传输边界。如果第一用户设备不具有与传输点公共的时钟，则可以通过上层信令通知第一用户设备下行链路传输定时。

第一用户设备可以根据下述等式3获得第二用户设备的定时提前。如从等式3中将会意识到，考虑到执行D2D通信的用户设备之间的距离通常短，第一用户设备可以获得TA₂’并且将TA₂’视为TA₂。

[等式3]

TA₂≈TA₂′＝2d₂＝TA₁-2(d₁-d₂)

在上面的等式3中，TA₁意指第一用户设备的定时提前，TA₂意指第二用户设备的定时提前，d₁意指来自于第一传输点的传播延迟，并且d₂意指来自于第二传输点的传播延迟。

实施例2-2

不同于实施例2-1，可以从传输点直接地通知第二用户设备的定时提前或者与第二用户设备的定时提前相对应的信息。

换言之，第二传输点可以将第二用户设备的定时提前或者与第二用户设备的定时提前相对应的信息(例如，通过来自于第一用户设备的第二传输点估计的传播延迟或者从小区覆盖近似估计的TA₂’)转发到第一传输点。在这样的情况下，数个用户设备的D2D通信出现，第二用户设备的ID可以与定时提前和信息一起被转发到第一传输点。

第一传输点可以通知第一用户设备第二用户设备的ID和/或TA₂(或者在TA之间的偏移)。

虽然基于小区间D2D通信(相同带)已经进行前述的描述，但是前述的描述可以被应用于带间D2D操作。带间D2D可以被划分成小区内带间D2D通信和小区间带间D2D通信。小区内带间D2D通信意指每个D2D UE在D2D UE之间以不同的频率执行与一个传输点的通信。小区间带间D2D通信意指每个UE在不同的基站处通过不同的带执行通信。因为通过不同的带执行通信，所以在用户设备之间可以变化子帧边界，不论相同的基站如何。例如，前述实施例的1、1-1至1-5和2-1可以被应用于小区内带间D2D通信。这是因为在小区内带间的情况下传输点可以获知用于每个带的下行链路子帧边界。在小区间带间D2D通信中，从前述实施例中可以适当地选择其中下行链路子帧边界可以被共享的情况和下行链路子帧边界不能够被共享的情况。

图10是图示根据本发明实施例的基站和用户设备的配置的示意图。

参考图10，根据本发明的基站1010可以包括接收模块1011、传输模块1012、处理器1013、存储器1014、以及多个天线1015。多个天线1015意指支持MIMO传输和接收的基站。接收模块1011可以从用户设备接收上行链路上的各种信号、数据以及信息。传输模块1012可以将下行链路上的各种信号、数据以及信息发送到用户设备。处理器1013可以控制基站1010的整体操作。

根据本发明的一个实施例的基站1010的处理器1013可以处理在前述实施例中的要求。

另外，基站1010的处理器1013执行对于由基站1010接收到的信息、要被发送到外部的信息的操作，并且存储器1014可以存储在预定的时间内操作处理的信息并且可以被替换成诸如缓冲器(未示出)的元件。

随后，参考图10，根据本发明的用户设备1020可以包括接收模块1021、传输模块1022、处理器1023、存储器1024、以及多个天线1025。多个天线1025意指支持MIMO传输和接收的用户设备。接收模块1021可以从基站接收下行链路上的各种信号、数据以及信息。传输模块1022可以将上行链路上的各种信号、数据以及信息发送到基站。处理器1023可以控制用户设备1020的整体操作。

根据本发明的一个实施例的用户设备1020的处理器1023可以处理在前述实施例中的要求。

另外，用户设备1020的处理器1023执行对于由用户设备1020接收到的信息、要被发送到外部的信息的操作，并且存储器1024可以存储在预定的时间内操作处理的信息并且可以被替换成诸如缓冲器(未示出)的元件。

可以以本发明的前述各种实施例可以被独立地应用于前述的基站和前述的用户设备的方式配置前述的基站和前述的用户设备的详情，或者两个或者更多个实施例可以被同时应用于前述的基站和前述的用户设备，并且为了清楚起见重复的描述将会被省略。

此外，在图10的描述中，基站1010的描述可以被同等地应用于作为下行链路传输实体或者上行链路接收实体的中继站，并且用户设备1020的描述可以被同等地应用于作为下行链路接收实体或者上行链路传输实体的中继站。

根据本发明的实施例可以通过各种手段，例如，硬件、固件、软件或者其组合来实现。

如果根据本发明的实施例通过硬件实现，则本发明的实施例可以通过一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现。

如果根据本发明的实施例是通过固件或者软件来实现，则本发明的实施例可以通过执行如上描述的功能或者操作的模块、过程或者函数类型来实现。软件代码可以被存储在存储器单元中，然后可以由处理器来驱动。该存储器单元可以位于处理器的内部或者外部，以通过公知的各种手段来向处理器发送数据和从处理器接收数据。

对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不脱离本发明的精神和基本特征的情况下，本发明可以以其他特定形式来实施。因此，以上实施例要被考虑为在所有的方面是说明性的而不是限制性的。本发明的范围应当由所附的权利要求书的合理解释来确定，并且落入在本发明的等同范围内的所有变化被包括在本发明的范围中。

本领域技术人员应当理解，可以通过除了在此说明的方式之外的其他特定方式来实现本发明，而不脱离本发明的精神和本质特征。因此上述实施例应当解释为在任何方面都是说明性而不是限制性的。应当通过所附权利要求书和它们的法律等同物来确定本发明的范围，而不是通过以上描述来确定，并且意图涵盖落入所附权利要求书内涵和等同范围内的所有变化。对本领域技术人员而言也显然的是，在所附权利要求书中没有明确互相引用的权利要求可以组合地出现，作为本发明的示例性实施例，或者在提交本申请之后通过后续修改作为新的权利要求而被包括。

工业实用性

本发明的实施例可以被应用于各种无线通信系统。

Claims (14)

1.一种在无线通信系统中获取第一用户设备的设备对设备(D2D)通信的同步的方法，所述方法包括下述步骤：

通过使用与第二传输点的传输定时有关的信息、第一传输点的下行链路传输定时、以及来自于所述第二传输点的下行链路信号接收定时来计算第二用户设备的定时提前；以及

通过使用所述第二用户设备的定时提前从所述第二用户设备接收信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述计算第二用户设备的定时提前的步骤包括下述步骤：

从所述第一传输点的下行链路传输定时以及与所述第二传输点的传输定时有关的信息来计算所述第二传输点的下行链路传输定时；以及

从来自于所述第二传输点的下行链路信号接收定时和所述第二传输点的下行链路传输定时来计算所述第二用户设备的定时提前。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，从所述第一传输点的下行链路信号接收定时和所述第一用户设备的定时提前来计算所述第一传输点的下行链路传输定时。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，通过下述等式来表达所述第二用户设备的定时提前：

${\mathrm{TA}}_2=2(t_2-((t_1-\frac{{\mathrm{TA}}_1}{2})+\mathrm{\δ}))$

其中，TA₂意指所述第二用户设备的定时提前，t₁意指来自于所述第一传输点的下行链路信号接收定时，t₂意指来自于所述第二传输点的下行链路信号接收定时，TA₁意指所述第一用户设备的定时提前，以及δ意指与所述第二传输点的传输定时有关的信息。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括从所述第一传输点接收与所述第二传输点的传输定时有关的信息的步骤。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述第二传输点的传输定时有关的信息是通过所述用户设备估计的值。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，与第二传输点的传输定时有关的信息是所述第一传输点的下行链路传输定时和所述第二传输点的下行链路传输定时之间的差值。

8.根据权利要求3所述的方法，其中，从来自于所述第一传输点和所述第二传输点的同步信号分别确定来自于所述第一传输点的下行链路信号接收定时和来自于所述第二传输点的下行链路信号接收定时。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一用户设备将所述第二用户设备的定时提前视为用于所述第二传输点的定时提前。

10.一种在无线通信系统中获取第一用户设备的设备对设备(D2D)通信的同步的方法，所述方法包括下述步骤：

监听第二用户设备的上行链路参考信号；

从所述上行链路参考信号来确定所述第二用户设备的子帧边界；以及

通过使用所述第二用户设备的子帧边界从所述第二用户设备接收信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述上行链路参考信号是探测参考信号(SRS)。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一用户设备将用于监听所述上行链路参考信号的时间间隔转发给基站。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述基站认为在所述时间间隔内不存在来自于所述第一用户设备的上行链路传输。

14.根据权利要求10所述的方法，进一步包括从所述基站接收与所述上行链路参考信号有关的信息的步骤。