CN104937859A - 具有集群协调的设备到设备通信 - Google Patents

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Abstract

用于用户设备(UE)在设备到设备(D2D)网络中进行通信的技术。在UE处监听D2D发现信标达预定的时间段。当D2D发现信标在预定的时间段未被UE接收到时，将该UE自我指派为D2D集群协调器。D2D集群可以被形成，以使得D2D集群中的D2D UE之间能够进行D2D通信。从D2D集群协调器向D2D集群内的D2D UE发送D2D发现信标。

Description

具有集群协调的设备到设备通信
相关申请
本申请要求于2013年2月22日提交的美国临时专利申请序列号No.61/768,330(代理人案号P54652Z)的权益并且在此通过引用进行合并。
背景技术
无线网络技术的用户和移动网络技术的用户不断使用其移动设备来进行通信以及发送和接收数据。随着无线网络上数据通信的不断增加，对于电信的有限资源的负担也日益增加。
为了解决不断增加的用户的不断增加的无线服务量，有效使用可用的无线电网络资源变得十分重要。设备到设备(D2D)通信允许移动用户彼此之间直接通信，从而对无线网络带来较少负担或者没有负担。D2D通信可以在十分接近的设备能够不使用常规的通信链路(例如，Wi-Fi或蜂窝通信系统)而是彼此直接通信时发生。D2D通信可以在蜂窝通信系统(例如，增强型节点B(eNB))的范围之内发生。蜂窝通信系统可以协助D2D通信。
D2D通信也可以发生在蜂窝通信系统的范围之外或者蜂窝通信系统不可用处，例如，无网络协助。在任一情形中，网络协助或无网络协助的D2D通信可以被协调以实现更高的空间复用、管理干扰、以及限制控制和反馈开销。
附图说明
结合附图，从下面的详细描述中，本公开的特征和优点将变得显而易见，其中，附图通过示例的方式一同对本公开的特征进行了说明；并且，其中：
图1根据示例描绘了D2D通信集中调度方案；
图2根据示例示出了下行无线帧结构；
图3根据示例描绘了基于网络协助集群的体系结构；
图4根据示例示出了基于无网络协助集群的体系结构；
图5根据示例示出了在D2D集群中发现D2D设备的自我选择的集群协调器；
图6根据示例示出了建立D2D无线电承载以将D2DUE结对的核心网服务器或D2D服务器；
图7根据示例描绘了用于基于网络协助集群的体系结构的带宽分配方案；
图8根据示例描绘了用于基于无网络协助集群的体系结构的带宽分配方案；
图9a和图9b根据示例示出了使用D2D子帧结构的帧结构和符号结构的示例；
图10根据示例描绘了可操作以在D2D网络中进行通信的UE的计算机电路的功能；
图11根据示例描绘了可操作以在D2D网络中进行通信的UE的计算机电路的功能；
图12根据示例描绘了可操作以形成D2D网络集群的增强型节点B(eNB)的计算机电路的功能；
图13根据示例示出了用于形成D2D通信集群的方法；
图14根据示例示出了UE的图解；
现将参照所示出的示例性实施例，并且本文将使用特定语言来描述相同的事物。然而，应当理解，这并不意欲对本发明的范围进行限制。
具体实施方式
在公开和描述本发明之前，应当理解，本发明不限于本文所公开的特定的结构、处理步骤、或材料，而被扩展为相关领域技术人员所认识到的其等同。还应当理解，本文所采用的术语仅被用于描述特定示例的目的，并且不意为进行限制。不同附图中的相同的参考标号表示相同的要素。出于明确说明步骤和操作的目的提供了流程图和处理中所提供的序号，并且这不一定指示特定的顺序或序列。
彼此靠近或邻近的移动无线设备之间进行直接通信对于缓解蜂窝网络中设备与节点之间的信令开销以及信号干扰可能是有利的。设备到设备(D2D)或机器类型通信指的是设备或机器之间的直接通信，无需通过通信网络(例如，蜂窝网络或无线保真(WiFi)网络)来路由数据。
将靠近的D2D设备(例如，能够进行D2D通信或本地通信的用户设备(UE))集群化是在缓解信令开销并管理干扰的同时增加蜂窝网络上的数据需求的灵活且有效的方式。在D2D通信中，设备可以被分组到集群，其中，至少一个设备向集群中的另一设备发送数据。集群可以包括多个彼此靠近或邻近的D2D设备。集群还可以包括可直接与其他D2D设备进行本地通信的多个D2D设备。集群还可以包括将具有共同或类似属性或特点的D2D设备分组到一起。
集群中的D2D设备可以基于D2D UE对于其他D2D UE的相对位置或者基于其他标准(例如，类似的数据需求)而被分组到集群。集群中的D2D设备可以与其他D2D设备直接共享资源。在一个实施例中，集群中的D2D设备可以通过对所分配的资源进行争夺来共享资源。在另一实施例中，集群中的D2D设备可以通过使得D2D设备之一分配资源来直接共享资源。在一个实施例中，可以基于蜂窝网络准予的资源分配来在集群成员之间对这些资源进行分配。在一个实施例中，这些资源也可以独立于蜂窝网络并且使用D2D集群协调器而被分配。
在D2D通信系统中，存在若干种D2D通信系统方案，其中，多个移动设备(例如，UE)可以彼此直接通信和/或与蜂窝通信系统(例如，增强型节点B(eNB)或基站)进行通信。
一种D2D通信系统方案是网络内或网络协助方案，该方案具有中央控制器(例如，eNB或基站)，该中央控制器从D2D通信系统中的所有UE接收传输请求。在另一实施例中，D2D通信系统可以被集成到蜂窝网络中，其中，eNB可以为集群分配资源，并且D2D协调器然后将这些资源分配给每个集群成员(例如，每个D2D设备)。在另一实施例中，D2D协调器可以将资源子集指派给集群中邻近的设备。
蜂窝通信系统可以包括一个或多个蜂窝网络节点和一个或多个经电气电子工程师协会(IEEE)802.11-2012配置的接入点。在一个实施例中，一个或多个蜂窝网络可以是第三代合作伙伴项目(3GPP)长期演进(LTE)Rel 8、Rel 9、Rel 10或Rel 11网络和/或IEEE 802.16p、802.16n、802.16m-2011、802.16h-2010、802.16j-2009、802.16-2009网络。
D2D协调器收集集群内的所有D2D通信请求。蜂窝网络节点可以从小区内的UE协调器获得所有请求。蜂窝网络节点可以对每个集群准静态地分配大量资源。集群协调器可以负责为集群内的每个D2D对进行资源分配。两级资源分配(其中，D2D协调器和蜂窝网络节点分配资源)的一个优势在于两级资源分配可以显著减小来自蜂窝网络节点的开销并且减小UE到蜂窝网络节点的反馈开销。
当D2D通信在蜂窝网络内发生时，集群可以在上行(UL)或下行(DL)资源上进行操作。对于UL资源，UL资源分配准予可以针对网络控制的集群操作被重复。网络协助集群调度操作可以降低用于在能够进行D2D的UE或其他类型的移动用户之间调节用户协调方案的阈值，并且可以有助于允许集群成员之间进行有效的数据传输。
图1示出了具有中央控制器(例如，eNB或基站)的D2D通信集中调度方案的一个实施例。集中调度方案中的中央控制器110可以包括收发机120和计算机处理器130。图1还示出了UE 140，可以包括收发机150和计算机处理器160。
D2D通信系统可以向移动设备用户提供更好的服务质量(QoS)、新的应用、以及增加的移动性支持。为了增加有效性并且降低干扰，D2D系统中的UE可以同步其D2D通信。在一个示例中，UE在D2D网络中使用无线帧结构进行同步，该无线帧结构在eNB与D2D UE之间的DL或UL传输中的物理(PHY)层上被发送。在一个实施例中，D2D通信可以发生在用于通信的授权频带上。在一个实施例中，3GPP LTE帧结构被用于同步。在一个实施例中，一个或多个蜂窝网络可以是3GPP LTE Rel 8、Rel9、Rel 10、Rel 11或Rel 12网络和/或IEEE 802.16p、802.16n、802.16m-2011、802.16h-2010、802.16j-2009、802.16-2009。
图2示出了下行无线帧结构。在另一实施例中，上行无线帧结构可以被类似使用。在下行无线帧结构的示例中，被用来发送数据的信号的无线帧200可以被配置为具有10毫秒(ms)的持续时间Tf。每个无线帧可以被分割或划分成十个子帧210i，每个子帧长1ms。每个子帧还可以被再分为两个时隙220a和220b，每个时隙具有0.5ms的持续时间Tslot。第一时隙(#0)220a可以包括遗留物理下行控制信道(PDCCH)260和/或PDSCH 266，并且第二时隙(#1)220b可以包括使用PDSCH发送的数据。还可以使用附加的结构，例如，对于增强型PDCCH(ePDCCH)或其他类型的增强型信道的增强型结构。
由节点和无线设备使用的成员载波(CC)的每个时隙可以基于CC频率带宽包括多个RB 230a、230b、230i、230m以及230n。每个RB(物理RB或PRB)230i可以包括12-15kHz的子载波236(在频率轴上)以及每时隙的6或7个正交频分复用(OFDM)符号232(在时间轴上)。如果采用较短的或者普通的循环前缀，则RB可以使用七个OFDM符号。如果使用扩展的循环前缀，则RB可以使用六个OFDM符号。使用较短的或普通的循环前缀时，RB可以被映射为84个资源要素(RE)240i，或者使用扩展的循环前缀时，RB可以被映射为72个RE(未示出)。RE可以是一个子载波(即，15kHz)246乘以一个OFDM符号242的单位。
当彼此进行通信时，每个D2D UE可能需要相应地在用于发送消息和接收消息的发送模式和接收模式之间进行切换。在一个实施例中，D2D通信可以在蜂窝网络的UL频带通信期期间被执行。在该实施例中，在发送模式和接收模式之间顺序的切换可使得UE能够在蜂窝网络的UL频带通信期期间执行D2D通信。在另一实施例中，D2D通信可以在蜂窝网络的DL频带通信期期间被执行。在该实施例中，在发送模式和接收模式之间顺序的切换可使得UE能够在蜂窝网络的DL频带通信期期间执行D2D通信。
图3示出了彼此靠近或邻近的多个移动设备或UE 340、350和360，其可以被指派或者被形成为D2D集群。在一个实施例中，如果D2D UE期望启动D2D通信，则在D2D发现处理之后，D2D UE将对D2D集群发现信标进行扫描，以确定D2D UE的范围内是否存在现有的D2D集群。如果D2D UE不能发现现有集群，则D2D UE期望启动D2D集群，并且D2DUE可以向eNB 330发送形成集群请求消息。当D2D UE从eNB 330接收到准予时，D2D UE可以启动D2D集群发现信标。检测到集群信标的邻近的D2D对可以加入该集群。这在如下D2D集群操作的情形中可能是期望的，在该D2D集群操作中，集群包括多于两个本地通信设备或UE。
图3还示出了具有UE协调器的基于网络协助集群的体系结构的一个实施例。在基于网络协助集群的体系结构中，多个D2D UE 340、350和360可以被指派或者被形成为D2D集群。D2D UE之一可以作为集群协调器360，对D2D UE 340、350和360的信道接入进行协调。在一个实施例中，D2D UE可以被指派为用于D2D通信的对，例如，发送机D2D UE340和接收机D2D UE 350。在一个实施例中，D2D UE 340、350、360、和/或390以及eNB 330可以一起工作，以确定集群是否应该被形成以及哪个UE是集群协调器360。在一个实施例中，eNB 330可以基于网络中每个UE的大概位置来形成集群310、320、370和380。在一个实施例中，如果D2D UE 390没有位于彼此所定义的距离或信号强度内，则可以不形成集群，并且UE 390可以经由eNB 330与其他UE进行通信。
在集群370和380重叠的一个实施例中，eNB可以向重叠集群中的每个集群指派不同的资源快。例如，如果集群1(370)和集群2(380)相重叠，则eNB可以将RB 1至10指派给重叠集群1(370)，并且将RB 11至20指派给重叠集群2(380)。在集群310和320不重叠的另一实施例中，eNB可以复用相同的RB，并且将RB 1至20指派给不重叠集群中的每一个集群。
在一个实施例中，所选择的UE可以被指派为高类别UE。高类别UE是为了成为集群协调器而比UE的普通功能具有提高的或额外的功能的UE。在一个实施例中，只有高类别UE可以被指派为集群协调器360。例如，具有超过所选择的阈值的电池等级容量的D2D UE可以被指派为高类别UE。在一个实施例中，高类别UE可以自我选择成为集群协调器。在一个实施例中，eNB可以批准具有超过针对集群协调器所选择的阈值的电池等级容量的第一个自愿成为集群协调器的D2D UE。在一个实施例中，集群协调器可以不涉及任何D2D通信并且可以只是促进者。
图4示出了具有集群协调器460的基于无网络协助集群的体系结构400。在基于无网络协助集群的体系结构中，多个D2D UE 440、450和460可以被指派或者被形成为D2D集群。D2D UE之一可以作为集群协调器460，对D2D UE 440、450和460的信道接入进行协调。在一个实施例中，D2D UE可以被指派为用于D2D通信的对，例如，发送机(Tx)D2DUE 440和接收机(Rx)D2D UE 450。在一个实施例中，D2D UE 440、450、460和/或430可以一起工作，以确定集群是否应该被形成以及哪个D2D UE被指派为或被选择为集群协调器460。在一个实施例中，每个集群协调器可以基于网络中每个D2D UE的大概位置来分别形成集群(例如，集群410、420、470和480)。在一个实施例中，如果D2D UE 490没有位于其他D2D UE所定义的距离或信号强度内，则可以不形成集群，并且D2D UE 430可以直接地或间接地与一个或多个集群410、420、470和/或480进行通信。在一个实施例中，D2D对440和450可以属于多个集群(例如，重叠集群1(470)和重叠集群2(480))。在另一实施例中，D2D对440和450可以属于从多个集群(例如，重叠集群1(470)和重叠集群2(480))中选择加入的一个集群。
在一个实施例中，UE可以自我选择为协调器，例如，D2D协调器、集群协调器、或UE协调器。为了确定是否需要集群协调器，UE可以在所选择的时间期内监听来自另一D2D UE的发现信标。当UE在所选择的时间期内没有听到或者接收到发现信标，则UE可以选择其自己作为集群协调器。
在一个实施例中，UE可以在选择其自己作为集群协调器之前对该UE是否满足集群协调器要求进行评估。在一个实施例中，集群协调器要求可以包括电池容量等级阈值或发送功率阈值。在另一实施例中，如果UE满足集群协调器要求，则该UE可以选择其自己作为集群协调器。在一个实施例中，集群协调器可以确定集群的大小。可以基于集群协调器的覆盖范围来确定集群的大小。在一个实施例中，覆盖范围可以基于集群协调器的功率等级。
图5示出了当集群协调器560已被选择或者被自我选择时，集群协调器560可以广播要由邻近D2D UE(例如，D2D UE 510-550)接收的发现信标570，以发现D2D集群中的D2D设备。在一个实施例中，集群协调器560可以从D2D集群外的UE接收加入D2D集群的请求。在一个实施例中，由集群协调器560发送的发现信标可以是完整的发现序列集以外预留的序列集。在另一实施例中，发现信标还可以是短数据分组。短数据分组可以包括集群协调器的身份(ID)和与形成集群有关的信息。在一个实施例中，集群发现信标可以在所选择的时间段或者在定期间隔处被发送。在一个实施例中，D2D UE(例如，D2D UE 510-550)可以将发现信标的接收功率用作对确定D2D UE集群关联、集群去关联(dissociation)、以及集群切换决定的参考。在一个实施例中，集群协调器可以向集群指派RB，以减小或消除集群中UE之间以及与邻近集群中的UE之间的干扰。
在一个实施例中，当D2D UE移出集群协调器560的范围时，去关联可以发生。例如，与集群相关联的D2D UE可以对接收到的发现信标功率进行监控。如果接收到的信标功率下降到所选择的等级或阈值以下，则D2D UE可以与该集群去关联。在另一实施例中，集群切换(例如，D2D通信的切换回上行传输)由核心网或eNB来执行。在一个实施例中，核心网服务器或D2D服务器可以控制D2D传输与普通的UL传输之间的切换。对于基于无网络协助集群的体系结构，不可以使用核心网服务器或D2D服务器，因为所有安全相关的信息被广播，并且每个D2D UE具有相同的QoS。
在一个实施例中，D2D UE与集群协调器的关联可以由eNB来协助。例如，可以接收发现信标且不是集群的成员的D2D UE可以向eNB发送确认消息，并且eNB将该确认消息中继到集群协调器。在另一实施例中，D2D UE与集群协调器560的关联可以是无网络协助的。例如，不是集群的成员的D2D UE可以接收发现信标并且直接向集群协调器发送确认消息。
确认消息可以具有若干种不同的格式。在一个实施例中，确认消息是物理层确认(PHY ACK)。对于PHY ACK，D2D UE可以在某些时间/频率间隙处利用信标进行简单回复。在另一实施例中，确认消息是媒体接入控制(MAC)分组。对于MAC分组，D2D UE将确认消息作为负荷进行发送，并且通过随机接入信道来发送确认消息。在一个示例中，期望加入集群的D2D UE可以不直接向集群协调器发送ACK。而是，UE可以向eNB发送针对标准匹配的请求。如果匹配所选择的标准，则eNB可以让集群协调器和该D2D UE知道该D2D UE期望加入集群，此时，可以执行进一步的关联步骤。
图5还示出了D2D UE可以监听和/或接收多个发现信标，并且可以识别多个附近或邻近的集群。D2D UE可以选择一个或多个集群来进行关联。当D2D UE(例如，Tx D2D UE和Rx D2D UE 510-550)选择要进行关联的集群时，每个D2D UE可以向集群协调器560发送请求加入该集群的加入请求580。
在一个实施例中，每个集群具有一个集群协调器560。在另一实施例中，集群协调器的指派或角色可以在一段时间上在多个UE之间进行替换。对于作为集群协调器560的UE进行替换的一个优势在于在一段时间为集群协调器560的UE可以在该UE不为集群协调器560的期间节省功率。在另一实施例中，在当前的集群协调器的电池等级下降到所选择的阈值以下时，集群协调器560可以替换成另一UE。在一个实施例中，为了替换集群协调器指派，当前的集群协调器和期望成为下一集群协调器(例如，未来的集群协调器)的UE可以使用D2D广播通信来替换或转换集群协调器角色。
无网络协助D2D通信系统可以有利于公共安全使用场景。在一个实施例中，集群协调器可以作为移动微微(Pico)节点。在一个实施例中，移动Pico节点的覆盖和位置基于D2D业务被动态优化。在另一实施例中，集群协调器可以是具有高于所选择的阈值的电池容量等级的D2D UE。
在网络协助的环境中，集群协调器可以与eNB进行通信以：请求或释放整个集群的D2D带宽；报告集群之间的干扰以梳理或拆分集群；请求更改发送功率；请求移到不同的频带；或者请求向集群添加D2D UE或从集群移除D2D UE。在无网络协助的环境中，不同集群之间的集群协调器可以直接地：请求或释放整个集群的D2D带宽；报告集群之间的干扰以梳理或拆分集群；请求更改发送功率；请求移到不同的频带；或者请求向集群添加D2D UE或从集群移除D2D UE。对于重叠集群，D2D UE可以确定哪个集群是最佳的或者加入多个集群。
图6示出了对于基于网络协助集群的体系结构600，核心网服务器或D2D服务器可以建立D2D无线承载，以将D2D UE结对并且确保服务质量(QoS)控制。eNB和/或核心网可以建立D2D UE数据通信无线承载。在一个实施例中，无线承载是满足定义的或选择的特点的两个点之间的链路。在一个实施例中，所选择的特点是D2D UE(例如，D2D UE对610和620、630和640、或650和660)的接近度。在一个实施例中，对于与无线承载相关联的UE，无线承载可以针对第2层和物理层通信指定配置，以对其QoS进行明确定义。在另一实施例中，无线承载是第2层或更高层，以用于对UE数据或控制数据进行传送。
在一个实施例中，如果集群协调器发现D2D UE对处于直接通信范围之内，则该集群协调器可以向eNB和核心网发送请求，以请求建立无线承载和相应的QoS。在另一实施例中，相应D2D无线网络临时标识符(RNTI)也可以被准予进行D2D通信。在一个实施例中，D2D RNTI被发送至发送机D2D UE和接收机D2D UE二者，以使得Rx D2D UE知道其为用于进行D2D通信的被寻址的D2D UE或者接收D2D UE。
图7示出了基于网络协助集群的体系结构，其中，Tx D2D UE(例如，Tx D2D UE 720、730和760)具有要传输至Rx D2D UE(例如，RxD2D UE 740、750和710)的数据。当Tx D2D UE具有要传输的数据时，Tx D2D UE将向eNB 700和UE协调器710发送带宽请求770。带宽请求770可以是在带宽请求区域中的基于竞争的传输。带宽请求770可以包括两个部分：竞争码或前文以及请求消息负荷。竞争码可以被用作用于检测请求消息的信道训练信号。当冲突发生时，尽管冲突的请求消息可能丢失，但协调器仍然能够检测多个冲突的竞争码。如果请求消息被成功解码，则协调器可以准予资源。如果请求消息丢失但码被检测到，则协调器可以要求发送该码的发送机在所分配的资源中提交请求消息。
如果带宽由UE协调器710针对Tx D2D UE 720、730或760向RxD2D UE 710、740或750的多个传输进行分配，则D2D UE接收机可以从eNB 700和/或UE协调器710接收带宽分配准予780，该带宽分配准予780包括多个传输带宽分配准予的通知。
图8示出了基于无网络协助集群的D2D通信体系结构。在基于无网络协助集群的D2D通信体系结构中，UE协调器810对集群内的D2D UE810-860之间的通信进行协调。为了协调D2D UE 810-860之间的D2D通信，UE协调器810可以从集群内的Tx D2D UE 810、830和860接收带宽请求870，并且向集群中的D2D UE广播资源分配880。在一个实施例中，Tx D2D UE 810、830和/或860向UE协调器810发送带宽请求870。UE协调器810可以从D2D发送机810、830和/或860接收带宽请求，并且可以分配用于D2D传输的带宽。UE协调器810可以向集群中的D2DUE 820-860传输带宽分配准予880。在一个实施例中，带宽分配准予可以被单播至Tx D2D UE和Rx D2D UE对。在一个实施例中，只有该Tx D2DUE和Rx D2D UE对(例如，对810和820、830和840、或850和860)可以对带宽分配准予进行解码。在另一实施例中，UE协调器810可以向集群内的D2D UE广播分配准予。在一个实施例中，Tx D2D UE可以请求用于多播传输的带宽或资源。
在一个实施例中，带宽分配准予880可以包括D2D通信调度信息，包括：D2D UE对何时可以传输数据、D2D UE对可以通信的时间段、和/或针对D2D通信所分配的带宽量。调度信息可以被应用于带宽分配准予的未来的子帧(例如，下一子帧)中。在一个实施例中，D2D数据通信使用时分复用(TDD)系统中的UL载波或UL子帧。在另一实施例中，所发送的波形可以依照DL频分多址(OFDMA)波形或UL单载波频分多址(SCFDMA)波形。使用DL OFDMA波形的一个优势在于UE实现方式复杂度方面的降低，因为D2D接收可以共享普通下行的硬件。
图9a和图9b示出了使用D2D子帧结构的帧结构和符号结构的示例。调度信息950是用于D2D通信的通信调度。在一个实施例中，在D2D子帧3处发生通信传输960。在另一实施例中，RS可以复用DL小区特有的参考信号(CRS)端口0和端口1以用于一个或多个流传输。在另一实施例中，CRS还将被用于其他测量，例如，D2D传输功率控制和自适应编码和调制。在一个实施例中，调度信息950中的内容可以依照用于D2D传输的当前的下行控制信息(DCI)或简化的DCI。在一个实施例中，D2D子帧结构是UL子帧结构。在另一实施例中，D2D子帧结构是DL子帧结构。在一个实施例中，随机接入区域940是用来从集群协调器中请求带宽的带宽请求区域或者竞争区域。
在一个实施例中，参考信号结构可以与CRS不同，因为在该链路上没有发送周期性参考信号。在另一实施例中，参考符号可以被用于OFDMA调制。参考符号使得能够在接收机处针对突发业务进行自动增益控制(AGC)设置和信道估计。
图10提供了用来示出可操作以在D2D网络中进行通信的UE的计算机电路的一个实施例的功能的流程图1000。该功能可以被实现为可以作为指令在机器上被运行的方法或功能，其中，这些指令被包括在至少一个计算机可读介质或一个非暂态机器可读存储介质上。该计算机电路可以被配置为：在UE处监听D2D发现信标达预定的时间段，如框1010。计算机电路还可以被配置为：当D2D发现信标在预定的时间段未被该UE接收到时，将该UE自我指派为D2D集群协调器，如框1020。该计算机电路还可以被配置为：形成D2D集群以使得D2D集群中的D2D UE之间能够进行D2D通信，如框1030。该计算机电路还可以被配置为：从D2D集群协调器向D2D集群内的D2D UE发送D2D发现信标，如框1040。
在一个实施例中，计算机电路还被配置为：在D2D集群协调器处接收来自D2D集群中的D2D UE的加入该D2D集群的加入请求，并且将加入请求批准传输给该D2D UE。在另一实施例中，计算机电路还被配置为：从D2D集群中的至少一个D2D UE接收针对带宽的D2D带宽分配请求，调度该D2D集群中的该至少一个D2D UE的通信期，以及将针对该通信期的调度信息发送至该D2D集群中的该至少一个D2D UE，从而使得该至少一个D2D UE能够确定带宽何时被分配给该至少一个D2D UE以与D2D集群中的另一D2D UE进行通信。在另一实施例中，计算机电路还被配置为：对D2D集群中的每个D2D UE的调度信息进行协调，以减小D2D UE之间的干扰。
图11提供了用于示出可操作以在D2D网络中进行通信的UE的计算机电路的一个实施例的功能的流程图1100。该功能可以被实现为可以作为指令在机器上被运行的方法或功能，其中，这些指令被包括在至少一个计算机可读介质或一个非暂态机器可读存储介质上。该计算机电路可以被配置为：在UE处接收来自D2D通信集群中的D2D UE协调器的D2D发现信标，如框1110。该计算机电路还可以被配置为：向D2D UE协调器发送加入该D2D通信集群的加入请求，如框1120。该计算机电路还可以被配置为：接收加入请求批准消息以加入该D2D通信集群，如框1130。
在一个实施例中，该计算机电路还被配置为：向D2D通信集群中的D2D UE协调器发送D2D带宽分配请求，从D2D UE协调器接收调度信息用于与D2D通信集群中的D2D UE进行通信，以及基于接收到的调度信息在所选择的时间处从UE向D2D通信集群中的D2D UE发送数据。在另一实施例中，计算机电路还被配置为：向邻近D2D UE协调器发送加入请求，该邻近D2D UE协调器位于与该D2D通信集群的邻近的D2D通信集群中。在另一实施例中，该计算机电路还被配置为：向D2D UE协调器发送多播传输请求，以由该UE对D2D通信集群中的其他UE的多播进行调度。在另一实施例中，该计算机电路还被配置为：基于UE处的D2D发现信标的接收功率，请求与D2D UE协调器进行关联或者请求与D2D UE协调器进行去关联。在一个实施例中，该计算机电路还被配置为：基于UE处的D2D发现信标的接收功率，请求从D2D UE协调器切换至另一D2DUE协调器。在另一实施例中，该计算机电路还被配置为：在UE处接收来自多个D2D UE协调器的D2D发现信标，其中，每个D2D UE协调器位于不同的D2D通信集群中。
图12提供了用来示出可操作以形成D2D网络集群的eNB的计算机电路的一个实施例的功能的流程图1200。该功能可以被实现为可以作为指令在机器上被运行的方法或功能，其中，这些指令被包括在至少一个计算机可读介质或一个非暂态机器可读存储介质上。该计算机电路可以被配置为：在eNB处接收来自UE的D2D集群协调器自我指派请求，如框1210。计算机电路还可以被配置为：从eNB向UE发送D2D集群协调器指派接受以形成D2D集群协调器UE，如框1220。该计算机电路还可以被配置为：由eNB形成D2D集群以使得在D2D UE之间能够进行D2D通信，如框1230。在一个实施例中，D2D集群协调器UE对D2D集群中的D2D UE之间的D2D通信进行协调。
在一个实施例中，该计算机电路还被配置为：在该eNB处接收来自D2D集群中的另一UE的D2D无线承载建立请求，并且针对包括其他UE的D2D对建立D2D无线承载。在另一实施例中，计算机电路还被配置为：建立D2D无线承载，以提供期望的服务质量(QoS)。在另一实施例中，该计算机电路还被配置为：基于D2D集群中的UE的电池容量等级阈值或功率容量等级来确定D2D集群中用来接收D2D集群协调器指派的D2D集群协调器UE。在另一实施例中，该计算机电路还被配置为：向D2D集群中的第一UE发送D2D集群协调器指派接受，该第一UE发送D2D集群协调器自我指派请求，并且功率容量等级或电池容量等级处于阈值之上。在一个实施例中，该计算机电路还被配置为：使得能够从该D2D集群中的D2D UE切换到另一D2D集群中的另一D2D集群协调器。在另一实施例中，该计算机电路还被配置为：在eNB处接收来自另一UE的加入D2D集群的集群关联请求，并且向D2D集群协调器UE传输对该另一UE的集群关联批准，以与D2D集群协调器UE进行关联，从而加入D2D集群。
在一个实施例中，计算机电路还被配置为：在eNB处接收来自D2D集群协调器UE的集群信息消息，其中，集群信息消息包括：D2D集群中的UE针对D2D通信的D2D带宽请求；干扰报告，关于D2D集群中的UE之间的干扰或者邻近D2D集群中的UE之间的干扰；发送功率控制消息；将D2D通信频率移到不同的频带的请求；将另一UE添加到D2D集群中的请求；和/或将至少一个UE从D2D集群中移除的请求。在另一实施例中，该计算机电路还被配置为：由eNB使用该干扰报告来确定何时组合D2D集群或拆分D2D集群。
图13示出了用于形成D2D通信集群的方法。该方法可以包括：由用户设备(UE)对从D2D集群协调器传输的D2D发现信标进行搜索，如框1310。该方法还可以包括：当D2D发现信标在所选择的时间段内未被接收到时，从该UE向eNB发送D2D集群协调器自我指派请求，如框1320。该方法还可以包括：从eNB接收D2D集群协调器自我指派请求批准，以将该UE配置为D2D集群协调器，如框1330。该方法还可以包括：由D2D集群协调器形成D2D集群，从而使得在D2D集群中的UE之间能够进行D2D通信，如框1340。
在一个实施例中，该方法还包括：向位于D2D集群的覆盖区域内的UE发送D2D发现信标，并且从UE中的至少一个UE中接收加入该D2D集群的加入请求。在另一实施例中，该方法还包括：从D2D集群协调器向该至少一个UE传输加入请求批准。在另一实施例中，该方法还包括：从D2D集群协调器向eNB传输该至少一个UE的加入请求，以及在D2D集群协调器处接收来自eNB的针对该至少一个UE加入D2D集群的加入请求批准。在另一实施例中，该方法还包括：从D2D集群中的至少一个UE中接收D2D带宽分配请求，为该至少一个UE调度带宽，以及向D2D集群内的该至少一个UE发送D2D带宽分配消息，以使得该至少一个UE能够确定何时为该至少一个UE分配带宽从而与D2D集群中的另一UE进行通信。
图14提供了无线设备(例如，用户设备(UE)、移动站(MS)、移动无线设备、移动通信设备、平板、手机、或其他类型的无线设备)的示例图解。无线设备可以包括一根或多根天线，该一根或多根天线被配置为与节点或传输站(例如，基站(BS)、演进型节点B(eNB)、基带单元(BBU)、远程无线电头端(RRH)、远程无线电设备(RRE)、中继站(RS)、无线电设备(RE)、远程无线电单元(RRU)、中央处理模块(CPM)、或其他类型的无线广域网(WWAN)接入点)进行通信。无线设备可以被配置为使用至少一个无线通信标准(包括3GPP LTE、WiMAX、高速分组接入(HSPA)、蓝牙、以及Wi-Fi)进行通信。无线设备可以针对每个无线通信标准使用单独的天线或者针对多个无线通信标准使用共享天线。无线设备可以在无线局域网(WLAN)、无线个域网(WPAN)和/或WWAN中进行通信。
图14还提供了麦克风和一个或多个扬声器的图解，该麦克风和一个或多个扬声器可以被用于从无线设备音频输入和从无线设备的音频输出。显示屏可以是液晶显示(LCD)屏、或者其他类型的显示屏(例如，有机发光二极管(OLED)显示器)。显示屏可以被配置为触摸屏。触摸屏可以使用电容性触摸屏技术、电阻性触摸屏技术、或另一类型的触摸屏技术。应用处理器和图像处理器可以被耦合到内部存储器，以提供处理和显示能力。非易失性存储器端口也可以被用来向用户提供数据输入/输出选项。非易失性存储器端口还可以被用来扩展无线设备的存储器容量。可以将键盘与无线设备相集成，或者将键盘无线连接到无线设备以提供附加的用户输入。也可以使用触摸屏来提供虚拟键盘。
各种技术或者其某些方面或部分可以采用被嵌入到有形介质(例如，软盘、CD-ROM、硬驱动器、非暂态计算机可读存储介质、或任意其他机器可读存储介质)中的程序代码(即，指令)的形式，其中，当程序代码被加载到机器(例如，计算机)中并且由该机器运行时，该机器成为用于实施各种技术的装置。在程序代码在可编程计算机上运行的情形中，计算设备可以包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入设备、以及至少一个输出设备。易失性和非易失性存储器和/或存储元件可以是RAM、EPROM、闪速驱动器、光驱动器、磁性硬驱动器、或用于存储电子数据的其他介质。基站和移动站还可以包括收发机模块、计数器模块、处理模块、和/或时钟模块或定时器模块。可以实现或利用本文所描述的各种技术的一个或多个程序可以使用应用程序界面(API)、可再用控制等。这样的程序可以被实现于高层程序或面向对象的编程语言中，从而与计算机系统进行通信。然而，(一个或多个)程序可以按需被实现于组件或机器语言中。在任何情形中，语言可以是编译型语言或解释型语言，并且将其与硬件实现方式相结合。
应当理解，本说明书中所描述的功能单元中的许多功能单元以被标记为模块，以便更加着重强调其实现方式的独立性。例如，模块可以被实现为硬件电路，该硬件电路包括常规VLSI电路或门阵列、现成的半导体(例如，逻辑芯片、晶体管、或其他分立组件)。模块还可以被实现于可编程硬件设备(例如，现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件，等等)中。
模块还可以被实现于由各种类型的处理器运行的软件中。所标识的可执行代码的模块例如可以包括计算机指令的一个或多个物理块或逻辑块，其例如可以被组织为对象、程序、或功能。然而，所标识的模块的可执行性不需要物理上位于一起，而是可以包括存储于不同位置中的不同的指令，当这些存储于不同位置中的不同的指令在逻辑上被结合在一起时，其包括该模块并且实现该模块所声明的目的。
实际上，可执行代码的模块可以是单个指令、或许多指令，并且甚至可以跨若干个存储器设备且在不同的程序间被分布于若干个不同的代码段上。类似地，操作数据在本文中可以在模块内被识别和说明，并且可以以任意适当的形式被嵌入并且被组织到任意适当类型的数据结构中。操作数据可以被收集为单个数据集，或者可以被分布于不不同的位置(包括不同的存储设备上)，并且可以至少部分地仅作为系统或网络上的电子信号而存在。模块可以是主动的或是被动的，包括可操作以执行所期望的功能的代理。
贯穿本说明书对“示例”的指代意思是结合被包括在本发明的至少一个实施例中的示例所描述的特定特征、结构、或特点。因此，贯穿本说明书在各个位置出现的短语“在示例中”不一定全部指代同一实施例。
如本文所使用的，为方便起见，多个项、结构元件、组成要素、和/或材料可以被呈现在一般列表中。然而，这些列表应该被理解为好像列表中的每个成员被独立标识为单独且唯一的成员一样。因此，基于其在一般群组中的呈现而无需相反的指示，这样的列表中的独立成员不应该被解释为同一列表的任意其他成员的事实上的等同。此外，本发明的各种实施例和示例在本文可以随着其各种组分的替代一起被指代。应当理解，这样的实施例、示例和替代不被解释为彼此的事实上的等同，而被考虑为对本发明的独立且自主的表示。
而且，所描述的特征、结构、或特点可以在一个或多个实施例中以任意适当的方式进行组合。在如下的描述中，提供了大量具体细节(例如，布局的示例、距离、网络示例等)，以提供对本发明的实施例的透彻的理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在无需这些具体细节中的一个或多个的情况下实施本发明，或者利用其它方法、组件、布局等来实施本发明。在其它实例中，为了避免模糊本发明的各方面，对众所周知的结构、材料、或操作未进行详细示出或描述。
尽管前面的示例是在一个或多个特定应用中对本发明的原理的说明，但在不背离本发明的概念和原理并且无需发明人员的练习的情况下，可以在实现方式的形式、使用和细节上做出大量修改，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此，除所附权利要求所提出的之外，不意欲对本发明进行限制。

Claims (27)

1.一种可操作以在设备到设备(D2D)网络中进行通信的用户设备(UE)，所述UE具有计算机电路，所述计算机电路被配置为：
在所述UE处监听D2D发现信标达预定的时间段；
当所述D2D发现信标在所述预定的时间段未被所述UE接收到时，将所述UE自我指派为D2D集群协调器；
形成D2D集群以使得所述D2D集群中的D2D UE之间能够进行D2D通信；以及
从所述D2D集群协调器向所述D2D集群内的所述D2D UE发送D2D发现信标。
2.如权利要求1所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为：
在所述D2D集群协调器处接收来自所述D2D集群中的D2D UE的加入所述D2D集群的加入请求；以及
将加入请求批准传输给所述D2D UE。
3.如权利要求1所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为：
从所述D2D集群中的至少一个D2D UE接收针对带宽的D2D带宽分配请求；
针对所述D2D集群中的所述至少一个D2D UE调度通信期；以及
将所述通信期的调度信息发送至所述D2D集群中的所述至少一个D2D UE，从而使得所述至少一个D2D UE能够确定带宽何时被分配给所述至少一个D2D UE以与所述D2D集群中的另一D2D UE进行通信。
4.如权利要求1所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为：对所述D2D集群中的每个D2D UE的调度信息进行协调，以减小所述D2D UE之间的干扰。
5.一种可操作以在设备到设备(D2D)网络中进行通信的用户设备(UE)，所述UE具有计算机电路，所述计算机电路被配置为：
在所述UE处接收来自D2D通信集群中的D2D UE协调器的D2D发现信标；
向所述D2D UE协调器发送加入所述D2D通信集群的加入请求；以及
接收加入请求批准消息以加入所述D2D通信集群。
6.如权利要求5所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为：
向所述D2D通信集群中的所述D2D UE协调器发送D2D带宽分配请求；
从所述D2D UE协调器接收用于与所述D2D通信集群中的D2D UE进行通信的调度信息；以及
基于接收到的所述调度信息在所选择的时间处从所述UE向所述D2D通信集群中的所述D2D UE发送数据。
7.如权利要求5所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为：向邻近D2D UE协调器发送加入请求，所述邻近D2D UE协调器位于与所述D2D通信集群邻近的D2D通信集群中。
8.如权利要求5所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为：向所述D2D UE协调器发送多播传输请求，以由所述UE对所述D2D通信集群中的其他UE调度多播。
9.如权利要求5所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为：基于所述UE处的所述D2D发现信标的接收功率，请求与所述D2DUE协调器进行关联或者请求与所述D2D UE协调器进行去关联。
10.如权利要求5所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为：基于所述UE处的所述D2D发现信标的接收功率，请求从所述D2DUE协调器切换至另一D2D UE协调器。
11.如权利要求5所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为：在所述UE处接收来自多个D2D UE协调器的D2D发现信标，其中，每个D2D UE协调器位于不同的D2D通信集群中。
12.一种可操作以形成设备到设备(D2D)通信集群的增强型节点B(eNB)，所述eNB具有计算机电路，所述计算机电路被配置为：
在增强型节点B(eNB)处接收来自用户设备(UE)的D2D集群协调器自我指派请求；
从所述eNB向所述UE发送D2D集群协调器指派接受，以形成D2D集群协调器UE；以及
由所述eNB形成D2D集群，以使得在D2D UE之间能够进行D2D通信，其中，所述D2D集群协调器UE对所述D2D集群中的所述D2D UE之间的D2D通信进行协调。
13.如权利要求12所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为：
在所述eNB处接收来自所述D2D集群中的另一UE的D2D无线承载建立请求；以及
针对包括所述另一UE的D2D对建立D2D无线承载。
14.如权利要求13所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为：建立所述D2D无线承载，以提供期望的服务质量(QoS)。
15.如权利要求12所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为：基于所述D2D集群中的UE的功率容量等级或电池容量等级阈值来确定所述D2D集群中用来接收所述D2D集群协调器指派的D2D集群协调器UE。
16.如权利要求15所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为：向所述D2D集群中的第一UE发送D2D集群协调器指派接受，所述第一UE发送所述D2D集群协调器自我指派请求，并且所述功率容量等级或所述电池容量等级处于阈值之上。
17.如权利要求12所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为：使得能够从所述D2D集群中的D2D UE切换到另一D2D集群中的另一D2D集群协调器。
18.如权利要求12所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为：
在所述eNB处接收来自另一UE的加入所述D2D集群的集群关联请求；以及
向所述D2D集群协调器UE传输对所述另一UE与所述D2D集群协调器UE进行关联的集群关联批准从而加入所述D2D集群。
19.如权利要求12所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为在所述eNB处接收来自所述D2D集群协调器UE的集群信息消息，其中，所述集群信息消息包括：
所述D2D集群中的UE针对D2D通信的D2D带宽请求；
干扰报告，关于所述D2D集群中的UE之间的干扰或者邻近D2D集群中的UE之间的干扰；
发送功率控制消息；
将D2D通信频率移到不同的频带的请求；
将另一UE添加到所述D2D集群中的请求；或
将至少一个UE从所述D2D集群中移除的请求。
20.如权利要求12所述的计算机电路，其中，所述计算机电路还被配置为：由所述eNB使用所述干扰报告来确定何时组合D2D集群或拆分D2D集群。
21.一种用于形成设备到设备(D2D)通信集群的方法，所述方法包括：
由用户设备(UE)对从D2D集群协调器传输的D2D发现信标进行搜索；
当所述D2D发现信标在所选择的时间段内未被接收到时，从所述UE向增强型节点B(eNB)发送D2D集群协调器自我指派请求；
从所述eNB接收D2D集群协调器自我指派请求批准，以将所述UE配置为D2D集群协调器；以及
由所述D2D集群协调器形成D2D集群，以使得在所述D2D集群中的UE之间能够进行D2D通信。
22.如权利要求21所述的方法，还包括：
向位于所述D2D集群的覆盖区域内的UE发送D2D发现信标；以及
从所述UE中的至少一个UE接收加入所述D2D集群的加入请求。
23.如权利要求22所述的方法，还包括：从所述D2D集群协调器向所述至少一个UE传输加入请求批准。
24.如权利要求21所述的方法，还包括：
从所述D2D集群协调器向所述eNB传输所述至少一个UE的所述加入请求；以及
在所述D2D集群协调器处接收来自所述eNB的针对所述至少一个UE加入所述D2D集群的加入请求批准。
25.如权利要求21所述的方法，还包括：
从所述D2D集群中的至少一个UE接收D2D带宽分配请求；
为所述至少一个UE调度带宽；以及
向所述D2D集群内的所述至少一个UE发送D2D带宽分配消息，以使得所述至少一个UE能够确定何时为所述至少一个UE分配带宽从而与所述D2D集群中的另一UE进行通信。
26.如权利要求21所述的方法，还包括：所述集群协调器作为移动Pico节点。
27.如权利要求26所述的方法，还包括：基于D2D业务来动态优化所述移动Pico节点的位置和覆盖。
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