CN104936295A - 用于d2d中的发现资源适配机制 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于LTE D2D中的发现资源适配机制。在用户设备中根据邻居检测和发现结果对发现发送周期进行自适应调整，以及基站根据用户报告对邻居发现资源进行重配置的方法，包括：在邻居发现过程中，在每个邻居发现周期，根据邻居检测与发现的结果，计算第一参数，并将第一参数分别与第一、第二阈值进行比较；当第一参数大于等于第一阈值的次数大于等于第一预定值且用户设备当前的发现周期小于可选发现周期的最大值时，用户设备增大其发现周期的长度；或当第一参数小于等于第二阈值的次数大于等于第二预定值且用户设备当前的发现周期大于可选发现周期的最小值时，用户设备减小其发现周期的长度。

Description

用于D2D中的发现资源适配机制

技术领域

本发明概括而言涉及无线通信领域，更具体而言，涉及用于D2D发现资源的适配机制。

背景技术

在LTE的D2D(Device to Device)的系统中，当用户设备(UserEquipment，UE)处于蜂窝网络覆盖区域中时，基站(eNodeB，eNB)通过系统信息(System Information Blocks，SIB)配置UE的发现资源，每个周期的发现资源形成可用的发现资源池。根据3GPP RAN1第76次会议关于D2D的讨论，D2D邻居发现发射机本身从发现资源池自动地随机选择发现资源被作为一种基准的发现信道选择方式。

根据3GPP RAN1会议关于LTE D2D的讨论，邻居发现发射机不仅仅包括处于连接模式(如，RRC_CONNECTED)的UE，还包括处于空闲模式(如，RRC_IDLE)的UE。在这种情况下，eNB无法精确地知道在其覆盖范围中的发现发射机的密度，也就是实际存在的UE数目。一般来说，不同的网络覆盖区域，发现发射机的分布基本不会相同，也就是说，发现发射机在本地区域的密度可能会远大于或远小于在其他区域的密度。在这种环境下，仅仅对发现资源进行随机选择，那么在发现发射机密度很大的区域，将导致发现资源选择冲突，，进而对网络的性能造成不利的影响。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种UE能够根据其周围的UE的密度，自适应性地并且自动地调整其选择发现信道的行为，并且UE还能够有条件地辅助eNB对发现资源进行优化重新配置。

本发明一方面提出了在用户设备中对发现资源进行自适应配置的方法，包括：在用户设备当前实际使用的扩展发现周期中，检测与所述用户设备相邻的用户设备，进而确定第一参数，并将所述第一参数分别与第一、第二阈值进行比较，其中，所述第一参数用于表示与所述用户设备相邻的用户设备的数目相对于所配置的发现资源池的拥挤程度；若所述用户设备当前实际使用的扩展发现周期大于可选的扩展发现周期的最小值且小于可选的扩展发现周期的最大值，则根据所述第一参数大于等于第一阈值或小于等于第二阈值的次数对当前实际使用的扩展发现周期进行调整。

优选的，当所述第一参数大于等于第一阈值的次数大于等于第一预定值时，所述用户设备增大其当前使用的扩展发现周期的长度。

优选的，当所述第一参数小于等于第二阈值的次数大于等于第二预定值时，所述用户设备减小其当前使用的扩展发现周期的长度。

优选的，当所述第一参数大于等于第一阈值的次数大于等于第一预定值时，若所述用户设备当前使用的扩展发现周期已经是最大的可选的扩展发现周期，所述用户设备发送第一报告至基站或保持当前使用的扩展发现周期。

优选的，当所述第一参数小于等于第二阈值的次数大于等于第二预定值时，若所述用户设备当前使用的扩展发现周期已经是最小的可选的扩展发现周期，所述用户设备发送第二报告至基站或保持当前使用的扩展发现周期。

优选的，所述第一参数是所述用户设备能够检测到的相邻的用户设备数与所配置的发现资源池容量的比值，或是所述用户设备能够检测到的相邻的用户设备数与所能解码的邻居用户数的比值。

优选的，所述用户设备通过在可选的扩展发现周期集合中选择相应的扩展发现周期，从而实现对其当前实际使用的扩展发现周期的调整。

优选的，所述可选的扩展发现周期集合包括多个不同的扩展发现周期，其中，所述扩展发现周期是由基站配置的基准周期的整数倍。

优选的，所述与所述用户设备相邻的用户设备包含一部分因发现资源冲突而导致发现信息无法被解码的用户设备。

优选的，所述用户设备通过前导序列和／或解调导频序列检测与所述用户设备相邻的用户设备。

本发明另一方面提出了一种在基站中对发现资源进行配置的方法，该方法包括以下步骤：分别对发现资源池的位置及容量、供用户设备选择的扩展发现周期集合和以及第一、二阈值进行配置，其中所述第一、第二阈值用于判断所述用户设备数目与所述发现资源池的容量是否匹配；接收来自所述用户设备的报告，并基于所述报告对所述发现资源池的容量进行重新配置。

优选的，所述基站接收来自所述用户设备的第一或第二报告，并根据所述第一或第二报告的数目对所述发现资源池的容量进行配置；其中，所述第一报告用于指示所述第一参数大于等于所述第一阈值且所述用户设备当前的发现周期已经是最大的可选发现周期，所述第二报告用于指示所述第一参数小于等于第二阈值且所述用户设备当前的发现周期已经是最小的可选发现周期。

当所述基站接收到的所述第一报告的数目大于等于第三预定值时，所述基站增大所述发现资源池的容量；当所述基站接收到的所述第二报告的数目大于等于第四预定值时，所述基站减小所述发现资源池的容量。

通过本发明提出的对发现资源以及发现周期的配置方法，通信系统能够避免资源冲突，提高资源利用率，保证了通信的可靠性。

附图说明

通过参考下列附图所给出的本发明的具体实施方式的描述之后，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。在附图中：

图1为依据本发明实施例的发现资源配置示意图；

图2为依据本发明实施例的用户自适应调整发送周期及发现资源池重配置的示意图；

图3为依据本发明实施例的通信系统的工作流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在发现信道随机选择的机制下，每个UE随机地从发现资源池中选择一个资源，并且在所选择的资源上传输发现信息。同时，在其它时间间隔中，UE将试图对其它UE的发现消息(Discovery Message)进行解码，从而判断这些发现消息对应的UE是否是它的邻居。可以预期的是，如果查找到的邻居的密度远大于基站配置的发现资源池的容量，将会发生严重的信道选择冲突，从而导致UE的发现性能地降低。另外，由于eNB无法获得处于空闲模式下的UE的详细信息，则基站不知道在其覆盖的区域中由多少个空闲UE，并且空闲的UE往往占据了全部的搜寻用户中的大部分，上述情况会造成UE密度与所配置的发现资源池的容量之间存在不匹配。

图1为现有技术中发现资源配置示意图。

图1中，示例性地示出了在蜂窝网覆盖区域中，eNB通过SIB配置的具有周期性的发现资源池DSP1-DSP4，每个发现资源池由多个发现资源块组成。在本实施例中，发现资源块在频域上跨越了一个物理资源块(Physical Resource Block，PRB)并且在时域上跨越了一个子帧(即，一个PRB对)。本领域技术人员可以理解的是，也可以采用其他大小的发现资源块。每个UE随机地从发现资源池里选择一个发现信道，用于发送发现信息。在这种情况下，可以预期的是不同的相邻近的UE可能选择相同的信道，从而相互干扰。严重的干扰将降低对大范围的发现性能。

图1显示了两种发现资源池配置：(1)发现资源池配置1，在每个周期内，每个发现资源仅传送一次；(2)发现资源池配置2，每个发现资源在每个周期中传送两次。重复配置能够实现时间分集增益和软合并增益，从而促进邻居发现信息的解码性能，提高链路可靠性。

显然，不论是哪一种配置，都可能出现因发现资源池的容量与实际UE数目的不匹配，而造成信道冲突或信道浪费。为了能够能够将发现资源与实际UE的数目相适应，本发明提出对发现资源进行配置的方法。

首先，定义可以用于衡量在所配置的发现资源池中的发现发射机拥挤的程度的指标。本实施例中，该指标反映资源饱和程度(Degreeof Saturation，DoS)，可以定义为检测到的UE数与发现资源池的容量之比，如式(1)所示：

$\mathrm{DoS}=\frac{N_{\mathrm{nb}}}{N_{\mathrm{pool}}}---\left(1\right)$

其中，N_nb表示了通过前导序列(Preamble Sequence)和／或解调序列(MTRS)搜寻到的潜在的邻居的数目，也就是说，N_nb不仅包含了能够通过解码识别的邻居数N_nb1，也包含了由于信道冲突而导致的发现信息不能解码而不能识别的邻居的数目N_nb2。N_pool表示所配置的发现资源池的容量(即，池中可选的发现信道的数目)。显然，DoS值在不同的发现周期中可能会有所不同。

本领域技术人员能够理解的是，上述的参数DoS仅仅是能够表征UE是否会因发现资源池的容量而产生选择资源冲突或资源产生冗余的一个示例性的参数，而不排除其它类似的参数。譬如，用户设备解码成功度，即能够通过解码发现信息进行识别的邻居数N_nb1与因发现信息不能解码而不能识别的邻居数N_nb2的比，或是N_nb1与N_nb的比，均可以用于表征发现资源池的容量与UE数目的是否匹配，以及产生相应的冲突或冗余的概率。

为更好地阐述本发明的配置方法，本发明还引入了一个新概念：扩展发现周期(Extended Discovery Period，EDP)，其是eNB所配置的基准发现周期的整数倍，可用的发现扩展周期组成一个扩展周期集合，并且UE可以从EDP集合(例如S_EDP={1P，2P，…，MP})中选择相应的周期。这里，P表示由基站配置的基准发现周期，参数M则是由基站配置的UE能够选择的最大的发现周期。这里假设EDP集合中的扩展发现周期按照升序进行排列，相应的，第一个扩展周期就是基准发现周期。因此，对于不同的UE，其基准发现周期均是一样的，而扩展发现周期则可能因每个UE所处的位置而不同。

本领域技术人员可以理解的是，其它可能的扩展的发现周期集合也可以应用在本发明中。可以预期的，当某区域中，UE的密度或数目十分大的时候，DoS值越大，则说明UE在选择发现资源时，容易产生冲突。当UE选择了EDP集合中比当前周期更长的一个，譬如n倍的P，那UE将每隔n倍P的时间进行一次随机地选择发现信道。相较于现有技术中UE将在每个P间隔中进行随机选择，此时UE将选择发现资源的时间间隔变大，可以有效地避免由于发现资源池的容量不足而造成的冲突。

图2为依据本发明实施例的配置发现资源池的示意图。以UE当前的发现周期为EDP1为例进行阐述。

在邻居发现过程中，在每个邻居发现周期，UE根据邻居检测与发现的结果，计算该周期中的DoS值，并与第一阈值R_DoS1进行比较。如果计算的DoS值大于等于第一阈值R_DoS1的次数大于等于第一预定值N(一次或其它配置的次数)，并且UE当前使用的发现周期不是可选的扩展发现周期中的最大值时，UE将调整其发现周期，例如，从原始的1P至2P，从原始的2P至3P等等。如果已经达到最大的可选扩展发现周期，譬如S_EDP集合中的MP，那UE将发送第一报告至eNB，即UE将把因其当前发现周期已经是可选的最大值而无法进一步增大发现周期的事件通过上行链路传输至eNB，从而将增大发现资源的请求发送至eNB。可以理解的是，如果此时UE在RRC_IDLE模式下，其将首先进入RRC_CONNECTED模式，然后再将该事件报告传送至eNB。

第一报告表示了即使UE采用最大的扩展发现周期，仍然会具有相对高的DoS值。这就意味着，eNB为UE配置的发现资源池的容量相较于用户的密度太小。当eNB接收到的第一报告的数目大于等于第三预定值(一次或其它配置的次数)时，eNB将增大发现资源池的容量，具体地，eNB将根据小区中发现资源的利用率，以决定安排更多的资源以供用户设备使用。

类似的，如果UE计算的DoS值小于等于第二阈值R_DoS2的次数大于等于第二预定值(一次或可配置的次数)，UE将返回至先前的扩展发现周期，例如从2P至1P。如果UE当前的发现周期已经是最小的发现周期(即，1P)，那UE将通过上行链路将第二报告发送至eNB，即把因由于UE当前发现周期已经是可选发现周期的最小值而无法进一步减小的事件告知至eNB，从而将减小发现资源请求发送至eNB。第二报告说明即使采用最小的可选的发现周期，UE计算的DoS值仍然很小。这就意味着，配置的发现资源池的容量相对于当前的UE密度太大，产生了资源浪费。当eNB接收到第二报告的次数大于等于第四预定值(一次或可配置的次数)时，eNB将减小发现资源池的容量，同样，eNB将根据小区中发现资源的利用率，以决定安排少一点的发现资源供UE使用。

如上述，当eNB重新配置好发现资源后，其将通过SIB进行广播，以通知UE更新后的发现资源池配置。

上述的第一阈值R_DoS1和R_DoS2均可以由eNB配置或预配置而得，它们分别表述了用户与配置的发现资源池之间最大和最小拥挤程度。

图3为依据本发明实施例的通信系统的工作流程图。

步骤S10中，eNB将对UE的可选发现周期、发现资源池的容量与位置以及第一、二阈值R_DoS1和R_DoS2等参数进行配置。其中，可选发现周期包含了UE可以选择的多种周期长度。

然后，在步骤S11中，eNB将已配置完成的可选发现周期信息、R_DoS1、R_DoS2以及发现资源池的信息发送至UE。从而，UE可以获得R_DoS1和R_DoS2，并且能够以当前的发现周期，随机地在发现资源池中选择发现资源块。

对于UE来说，其进行步骤S20操作，即在每个发现周期中，搜寻临近的UE，并基于实际的UE数，计算DoS。

在该步骤中，UE将通过前导序列和／或解调序列将其周围实际存在的UE全部搜寻出来，得到实际的UE数N_nb，从而通过实际的UE数N_nb、发现资源池的容量N_pool计算当前的DoS。

步骤S21，UE将比较DoS与R_DoS1、R_DoS2的大小。

在该步骤中，若DoS≥R_DoS1，则说明此时容易发生资源选择冲突，同样，若DoS≤R_DoS1则说明此时发现资源池中的资源不能全部被使用。

步骤S22，当UE计算的DoS≥R_DoS1的次数大于等于第一预定值时，UE将增大其发现周期。

在该步骤中，若UE当前的周期小于其可选发现周期的最大值，则UE将调大其发现周期，譬如，从1P调整为2P。

执行完步骤S22后，若UE当前的发现周期已经是可选发现周期的最大值，则执行步骤S23，即发送第一报告至eNB。

在该步骤中，第一报告将告知eNB当前的发现资源池的容量不够，并请求eNB增大发现资源池的容量。

步骤S12，当eNB接收的第一报告的次数大于等于第三预定值时，增大发现资源池的容量。

在该步骤中，eNB将根据其接收到的第一报告的次数，来决定是否增大发现资源池的容量，完成相应的过程后，eNB将通过SIB将更新后的发现资源池的配置发送至UE，譬如执行步骤S10。

步骤S24，当UE计算的DoS≤R_DoS2的次数大于等于第二预定值时，减小UE的发现周期。

在该步骤中，若UE当前的周期大于其可选发现周期的最小值，则UE将减小其发现周期，譬如，从2P调整为1P。

执行完步骤S24后，若UE当前的发现周期已经是可选发现周期的最小值，则进行步骤S25，即发送第二报告至eNB。

在该步骤中，第一报告将告知eNB当前的发现资源池的容量相对较大，并请求eNB减小发现资源池的容量，实现资源有效利用。

步骤S13.当eNB接收到的第二报告的次数大于等于第四预定值时，减小发现资源池的容量。

在该步骤中，eNB将根据其接收到的第二报告的次数，来决定是否减小发现资源池的容量，完成相应的过程后，eNB将通过SIB将更新后的发现资源池的配置发送至UE，譬如执行步骤S10。

可以理解的是，步骤S22与S24是平行的流程，具体执行哪一个步骤，由步骤S21的比较结果决定。

上述的方法还可以用于覆盖区域外的场景。在这种情况下，通常针对用户设备对发现资源进行预配置。为了使得该方法能够应用在小区的覆盖区域外，与UE相关的参数也应该预先配置，譬如可选发现周期集、第一阈值R_DoS1和第二阈值R_DoS2。因为不在小区覆盖区域内，因此，UE无法向eNB发送前述的第一或第二报告。因此，当该方法使用在覆盖区域外时，将仅仅由UE根据拥挤程度调整发现周期，而发现资源的配置不做更改。

本领域普通技术人员还应当理解，结合本申请的实施例描述的各种示例性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地表示硬件和软件之间的这种可互换性，上文对各种示例性的部件、块、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般性描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和施加在整个系统上的设计约束条件。本领域技术人员可以针对每种特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种在用户设备中对发现资源进行自适应配置的方法，该方法包括以下步骤：

在用户设备当前实际使用的扩展发现周期中，检测与所述用户设备相邻的用户设备，进而确定第一参数，并将所述第一参数分别与第一、第二阈值进行比较，其中，所述第一参数用于表示与所述用户设备相邻的用户设备的数目相对于所配置的发现资源池的拥挤程度；

若所述用户设备当前实际使用的扩展发现周期大于可选的扩展发现周期的最小值且小于可选的扩展发现周期的最大值，则根据所述第一参数大于等于第一阈值或小于等于第二阈值的次数对当前实际使用的扩展发现周期进行调整。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第一参数大于等于第一阈值的次数大于等于第一预定值时，所述用户设备增大其当前使用的扩展发现周期的长度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第一参数小于等于第二阈值的次数大于等于第二预定值时，所述用户设备减小其当前使用的扩展发现周期的长度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第一参数大于等于第一阈值的次数大于等于第一预定值且所述用户设备当前使用的扩展发现周期已经是最大的可选的扩展发现周期，所述用户设备发送第一报告至基站或保持当前使用的扩展发现周期。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第一参数小于等于第二阈值的次数大于等于第二预定值时，若所述用户设备当前使用的扩展发现周期已经是最小的可选的扩展发现周期，所述用户设备发送第二报告至基站或保持当前使用的扩展发现周期。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一参数是所述用户设备能够检测到的相邻的用户设备数与所配置的发现资源池容量的比值，或是所述用户设备能够检测到的相邻的用户设备数与所能解码的邻居用户数的比值。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户设备通过在可选的扩展发现周期集合中选择相应的扩展发现周期，从而实现对其当前实际使用的扩展发现周期的调整。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述可选的扩展发现周期集合包括多个不同的扩展发现周期，其中，所述扩展发现周期是由基站配置的基准周期的整数倍。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与所述用户设备相邻的用户设备包含一部分因发现资源冲突而导致发现信息无法被解码的用户设备。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户设备通过前导序列和／或解调导频序列检测与所述用户设备相邻的用户设备。

11.一种在基站中对发现资源进行配置的方法，该方法包括以下步骤：

分别对发现资源池的位置及容量、供用户设备选择的扩展发现周期集合和以及第一、二阈值进行配置，其中所述第一、第二阈值用于判断所述用户设备数目与所述发现资源池的容量是否匹配；

接收来自所述用户设备的报告，并基于所述报告对所述发现资源池的容量进行重新配置。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述基站接收来自所述用户设备的第一或第二报告，并根据所述第一或第二报告的数目对所述发现资源池的容量进行配置；

其中，所述第一报告用于指示所述第一参数大于等于所述第一阈值且所述用户设备当前的发现周期已经是最大的可选发现周期，所述第二报告用于指示所述第一参数小于等于第二阈值且所述用户设备当前的发现周期已经是最小的可选发现周期。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，当所述基站接收到的所述第一报告的数目大于等于第三预定值时，所述基站增大所述发现资源池的容量；当所述基站接收到的所述第二报告的数目大于等于第四预定值时，所述基站减小所述发现资源池的容量。