CN105072563A - 一种设备到设备通信的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种设备到设备通信的方法和装置，应用于链式通信网络中，所述链式通信网络包括多个主控节点，每个主控节点分别与其周围的从属节点组成对应的星型网络，且每个主控节点作为所述链式通信网络中的节点用于实现所述链式通信网络的多跳功能，其中的方法具体包括：当前跳主控节点控制与所述当前跳主控节点对应的当前星型网络中任意两个从属节点之间的通信；所述当前跳主控节点与下一跳主控节点进行通信。本发明实施例能够增加通信网络的覆盖范围。

Description

一种设备到设备通信的方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别是涉及一种设备到设备通信的方法和装置。

背景技术

随着移动通信业务的多样化，例如，社交网络、电子支付等在无线通信系统中的应用越来越广泛，使得近距离用户之间的业务传输需求日益增长。因此，D2D(Device-to-Device，设备到设备)的通信模式日益受到广泛关注。

所谓D2D通信，是指邻近的两个设备可以在近距离范围内通过直连链路进行数据传输，不需要通过基站进行转发。采用这种通信方式，一方面可以降低基站的流量，减轻基站的处理负担；另一方面，距离较近的设备仅需发射很小的功率，可以降低设备的功耗，以及延长电池的使用寿命。

LTE(LongTermEvolution，长期演进)-D2D是3GPP(The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴计划)最新定义的基于LTE的D2D通信技术。应用于公共安全领域，如发生地震或紧急情况，蜂窝网络不能正常工作，允许设备间脱网通信。然而，在现有的LTER12标准中，更多关注星型的网络架构，以基站或者用户设备UE作为中心控制节点，完成端到端用户设备的发现，调度以及通信功能，星型网络结构使得D2D的覆盖范围受到很大的限制。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是提供一种设备到设备通信的方法和装置，能够增加通信网络的覆盖范围。

为了解决上述问题，本发明公开了一种设备到设备通信的方法，应用于链式通信网络中，该链式通信网络包括多个主控节点，每个主控节点分别与其周围的从属节点组成对应的星型网络，且每个主控节点作为该链式通信网络中的节点用于实现该链式通信网络的多跳功能，上述方法包括：

当前跳主控节点控制与当前跳主控节点对应的当前星型网络中任意两个从属节点之间的通信；

当前跳主控节点与下一跳主控节点进行通信。

依据本发明的另一个方面，提供了一种设备到设备通信的装置，应用于链式通信网络的当前跳主控节点中，该链式通信网络包括多个主控节点，每个主控节点分别与其周围的从属节点组成对应的星型网络，且每个主控节点作为该链式通信网络中的节点用于实现该链式通信网络的多跳功能，上述装置包括：

控制模块，用于控制与当前跳主控节点对应的星型网络中任意两个从属节点之间的通信；及

通信模块，用于与下一跳主控节点进行通信。

与现有技术相比，本发明实施例包括以下优点：

本发明实施例设备到设备通信的方法，应用于链式通信网络中，该链式通信网络的星型网络中任意两个从属节点可以在主控节点的控制下进行通信，从而实现了D2D通信过程的可管可控，相对于传统方案中资源抢占的通信模式，由于本发明实施例的每对从属节点都可以由主控节点调度专门的通信资源，因此能够大大提高通信的可靠性；此外，由于本发明实施例的每个主控节点作为链式通信网络中的节点可以实现链式通信网络的多跳功能，因此能够增加通信网络在链式方向上的覆盖距离，从而能够增加通信网络的覆盖范围。

附图说明

图1示出了本发明的一种设备到设备通信的方法实施例一的步骤流程图；

图2示出了本发明的一种链式通信网络的结构示意图；

图3示出了本发明的一种建立链式通信网络方法实施例的步骤流程图；

图4示出了本发明的一种设备到设备通信的方法实施例三的步骤流程图；

图5示出了本发明的一种超帧结构的结构示意图；

图6示出了本发明的一种PSS发送时序示意图；及

图7示出了本发明的一种设备到设备通信的装置实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例的核心构思之一在于，在LTE通信系统的基础上，建立一种更加灵活的链式通信网络，该链式通信网络可以包括多个主控节点，每个主控节点分别与其周围的从属节点组成对应的星型网络，且每个主控节点作为该链式通信网络中的节点用于实现该通信网络的多跳功能。在主控节点的控制下，星型网络中的从属节点之间可以进行D2D通信，多跳功能使得链式通信网络的覆盖范围得以扩张，从而可以大范围进行组网；

本发明实施例适用于可以连成链式通信网络的任意场景，例如公路、铁路等轨道交通、以及煤矿巷道等场景。可以根据实际应用场景对本发明链式通信网络的多跳数进行设置，比如轨道交通中，可以根据火车或者地铁等的车厢数进行设置。此外，本发明实施例的设备到设备通信的方法并不局限于LTE通信系统，对于基于其它类型的通信系统的情况，参照本发明实施例即可。

实施例一

本发明实施例的设备到设备通信的方法，可应用于链式通信网络中，该链式通信网络具体可以包括多个主控节点，每个主控节点分别与其周围的从属节点组成对应的星型网络，且每个主控节点作为该链式通信网络中的节点可用于实现该链式通信网络的多跳功能，参照图1，示出了本发明的一种设备到设备通信的方法实施例一的步骤流程图，具体可以包括：

步骤101、当前跳主控节点控制与当前跳主控节点对应的当前星型网络中任意两个从属节点之间的通信；

参照图2，示出了本发明的一种链式通信网络的结构示意图，具体可以包括星型网络和链式网络，其中，节点1为第一个星型网络(以下简称星1)中的主控节点，在星1中，主控节点1(节点1)可以控制星1中从属节点a和e之间进行D2D通信；节点1、2、3、4在链式通信网络中用于实现多跳功能，同时，这4个主控节点可以与周围的节点组成4个星型网络。例如，图2中从属节点a和e可以在主控节点1的控制下，进行D2D通信。

具体地，主控节点1可以为从属节点a和e分配专门的通信资源，以及在从属节点a和e的通信过程中，转发通信数据，以完成从属节点a和e的D2D通信过程。在实际应用中，本发明的设备到设备通信的方法可以基于LTE系统，主控节点可以担当起LTE系统中eNodeB(EvolvedNodeB，演进型基站)的角色，然而，与现有的LTE系统不同的是，本发明的主控节点在当前跳的通信任务完成之后，还可以转变为从属节点，也即本发明实施例中主控节点和从属节点的角色可以是动态转换的，这使得链式通信网络的建立更加灵活，不会受到基站的限制。

现有的基于WiFi-Direct(WIreless-Fidelity-Direct，无线保真直连)或者Zigbee(紫蜂协议)的设备到设备的通信方法，通常采用CSMA/CA(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，载波监听/冲突避免)方式，利用资源抢占的方法，即如果从属节点抢到通信资源，就可以进行设备到设备的通信，否则就无法进行通信，因此，无法保证通信的可靠性。而本发明实施例可以通过主控节点控制星型网络中任意两个从属节点之间的通信。在具体实现中，主控节点1可以为从属节点a和e调度和分配专门的通信资源，使得从属节点a和e可以依据主控节点1为其分配的资源，在主控节点1的控制下进行D2D通信，这相对于资源抢占的通信模式，能够提高通信的可靠性。

此外，相对于Zigbee的通信速率一般低于0.1Mbps，本发明的设备到设备通信的方法可以基于LTE系统，而由于LTE系统带宽通常比较大(最大可达20MHz)，因此本发明可以达到较高的通信速率(比如10Mbps)，从而可以大大提高通信速率。

步骤102、当前跳主控节点与下一跳主控节点进行通信。

在本发明实施例中，通过当前跳主控节点与下一跳主控节点进行通信，可以实现不同星型网络中的从属节点通信的过程，如图2中的从属节点a和从属节点d需要进行通信时，可以通过当前跳主控节点1将从属节点a的通信数据依次经过主控节点2、3、4的转发，最终到达从属节点d，从而实现从属节点a和d之间的通信。

综上，本发明实施例设备到设备通信的方法，应用于链式通信网络中，该链式通信网络的星型网络中任意两个从属节点可以在主控节点的控制下进行通信，从而实现了D2D通信过程的可管可控，相对于传统方案中资源抢占的通信模式，由于本发明实施例的每对从属节点都可以由主控节点调度专门的通信资源，因此能够大大提高通信的可靠性；此外，由于本发明实施例的每个主控节点作为链式通信网络中的节点可以实现链式通信网络的多跳功能，因此能够增加通信网络在链式方向上的覆盖距离，从而能够增加通信网络的覆盖范围。

实施例二

本实施例的设备到设备通信的方法在上述实施例一的基础上，进一步还可以包括如下可选技术方案。参照图3，示出了本发明的一种建立链式通信网络方法实施例的步骤流程图，具体可以包括：

步骤301、当前跳主控节点向其周围的从属节点发送下行同步码；

在具体实现中，第一跳主控节点可以为一个区域范围内首次发起通信的节点，例如，假设在该区域范围内有大量节点存在，则在空闲状态下所有的节点都可处于监听状态，如果有节点(假设前述节点1)欲发起通信，可以首先发送下行同步码，例如PSS(PrimarySynchronizationSignal，主同步信号)，例如，图2中节点1可以向其周围的节点发送下行同步码PSS1，使其周围的节点在接收到PSS1后与节点1建立下行同步，而在建立下行同步后，节点1就可以担当起master节点(主控节点)的角色，即节点1可以成为当前跳主控节点，其周围的节点就可以担当起slave节点(从属节点)的角色。

步骤302、当前跳主控节点向其周围的从属节点广播第一系统信息，以使其周围的从属节点依据第一系统信息确定随机接入信道的资源；

在slave节点与master节点建立下行同步之后，slave节点需要获取master节点的SFN(SystemFrameNumber，系统帧号)，slave节点通过SFN可以获取系统时钟，以便接入该master节点并在该master节点的控制下进行通信。

因此，当前跳主控节点向其周围的从属节点广播第一系统信息；第一系统信息中可以包括系统帧号，使得周围的从属节点通过检测第一系统信息得到随机接入信道的资源，如SFN等信息。

步骤303、当前跳主控节点接收其周围的从属节点依据随机接入信道的资源发送的随机接入前导码；

master节点和其周围的slave节点建立下行同步之后，周围的slave节点可以向master节点发送随机接入前导码preamble，以完成随机接入流程；

在本发明的一种应用示例中，slave节点可以采用竞争方式接入master节点，其中，随机接入流程具体可以包括以下步骤：

步骤A1、周围的slave节点向master节点发送随机接入前导码preamble；

slave节点发送随机接入前导码preamble给master节点，以通知master节点有一个随机接入请求，同时使得master节点能够估计其与slave节点之间的传输时延并以此校准uplinktiming(上行定时)。

步骤A2、master节点针对接收到的随机接入前导码，向对应的slave节点回复RAR(RandomAccessResponse，随机接入响应)；

其中，随机接入响应中至少可以包含以下信息：

所收到的随机接入前导码的编号；

定时调整信息；

为该slave节点分配的上行资源位置指示信息；

临时分配的C-RNTI(CellRadioNetworkTemporaryIdentifier，小区无线网络临时标识)。

slave节点发送了preamble之后，如果在RAR时间窗内没有接收到master节点回复的RAR，则认为此次随机接入过程失败。

步骤A3、接收到RAR的slave节点向master节点发送上行消息；

具体地，slave节点在接收到RAR后，根据其指示，在为该slave节点分配的上行资源上发送上行消息。

步骤A4、master节点接收来自slave节点的上行消息，并向该上行消息对应的slave节点返回冲突解决消息。

可以理解，上述slave节点采用竞争方式与master节点建立随机接入的过程，仅作为本发明的一种应用示例，在本发明实施例中，slave节点可以采用竞争或者非竞争的方式接入到master节点，本发明对于slave节点与master节点建立随机接入的方式不加以限制。

步骤304、当前跳主控节点依据接收到的随机接入前导码的功率，确定与当前跳主控节点对应的当前星型网络中的从属节点，以及用于生成下一跳主控节点的候选主控节点；

具体地，当前跳主控节点可以对随机接入前导码的功率进行排序，并依据排序结果从所有随机接入前导码对应的slave节点中选出M+N个slave节点；其中，M个slave节点可以作为实际通信的从属节点，N个slave节点可以作为候选主控节点。其中，参数M、N可以由master节点根据链式通信网络中的节点数灵活进行配置。例如，可以根据用户的分布情况进行选择，在用户密集的热点地区，M和N的取值可以大一些，在农村郊区等用户较少的地方，M和N的取值可以小一些。

其中，选出的M+N个slave节点，可以在实际通信的时候进行覆盖收缩，即：选出功率最大的M个slave节点作为实际通信的从属节点，即需要master节点调度资源进行通信的从属节点，此时就建立了一个以master节点为中心的星型网络架构，后N个slave节点可被作为网络多跳延伸时的候选主控节点，在决定下一跳的时候可以从这N个slave节点中选取用于实现下一跳功能的下一跳主控节点。

在实际应用中，在选定M+N个slave节点后，当前跳主控节点和该M+N个slave节点可以作为一个闭合用户组，不再接受其他节点的接入请求。

步骤305、当前跳主控节点从候选主控节点中确定下一跳主控节点。

其中，当前跳主控节点从候选主控节点中确定下一跳主控节点的步骤，具体可以包括：

步骤B1、当前跳主控节点依次把当前星型网络中的候选主控节点作为目标节点，并分别接收各目标节点与其周围的从属节点建立下行同步，完成对应的随机接入流程后上报的接入节点数目；其中，接入节点数目为接入对应的目标节点的、该目标节点周围的从属节点的数目；

首先，当前跳主控节点可以从候选主控节点中随机选择一个作为目标节点，使该目标节点向其周围的节点发送下行同步码，并接收其周围的节点发送的随机接入前导码。例如，从上述N个节点中每次随机选择一个作为目标结点，总共选择N次。然后，各目标节点可以分别与其周围的从属节点建立下行同步，完成周围节点与各目标节点之间的随机接入流程；最后，各目标节点将接入到自身的从属节点的数目上报到当前跳主控节点；

步骤B2、当前跳主控节点依据所有目标节点上报的接入节点数目，确定下一跳主控节点。

具体地，每次选择的目标节点统计接入自身的接入节点数目，并上报至当前跳主控节点，总共执行N次，直到所有的目标节点完成统计并上报接入到自身的接入节点数目，当前跳主控节点可以指定接入节点数目最大的目标节点为下一跳主控节点。

在具体实现中，每一个目标节点可以依次发送下行同步码。另外，为了标识不同的目标节点，可以定义K个正交的同步码序列集合，这里的下行同步码可以从K个正交的同步码序列的集合中选择。每个目标节点完成下行同步后，其附近的从属节点可以通过发送MSG1依次完成到本目标节点的随机接入，其中MSG1用于表示随机接入流程中的消息1。

在确定下一跳主控节点之后，例如节点2作为下一跳主控节点(记为master2)，则节点master2可以发送下行同步码PSS2实现下行同步，重复执行上述步骤301-305，可以选出新的下一跳主控节点，这样，即可建立以多个主控节点作为链式节点的链式通信网络，以实现大范围的组网。

本发明实施例在建立链式通信网络的过程中，一个区域范围内的任意节点都可以作为主控节点发起通信，而主控节点可以充当LTE系统中基站的角色，与周围的从属节点建立星型网络，使得该星型网络中的任意两个从属节点可以在主控节点的控制下进行通信，实现D2D通信的功能；此外，本发明实施例确定用于生成下一跳主控节点的候选主控节点，可以实现链式通信网络的多跳功能，因此能够增加通信网络在链式方向上的覆盖距离，从而能够增加通信网络的覆盖范围。

实施例三

本实施例的设备到设备通信的方法在上述实施例二的基础上，进一步还可以包括如下可选技术方案。

参照图4，示出了本发明的一种设备到设备通信的方法实施例三的步骤流程图，具体可以包括：

步骤401、当前跳主控节点向其周围的从属节点发送下行同步码；

步骤402、当前跳主控节点向其周围的从属节点广播第一系统信息，以使其周围的从属节点依据第一系统信息确定随机接入信道的资源；

步骤403、当前跳主控节点接收其周围的从属节点依据随机接入信道的资源发送的随机接入前导码；

步骤404、当前跳主控节点依据接收到的随机接入前导码的功率，确定与当前跳主控节点对应的当前星型网络中的从属节点，以及用于生成下一跳主控节点的候选主控节点；

步骤405、当前跳主控节点向所有的从属节点和候选主控节点广播第二系统信息；

具体地，当前跳主控节点可以向所有的M+N个slave节点广播第二系统信息。

其中，第二系统信息中至少可以包含以下内容：

1)接入到当前跳主控节点的从属节点和候选主控节点的标识信息；即接入到当前跳主控节点的M+N个slave节点的标识信息和候选主控节点的标识信息；

2)当前跳主控节点接收到的随机接入前导码的功率等级；即当前跳主控节点接收到的每个slave节点preamble码的功率等级；

3)当前跳主控节点的多跳参数。

其中，多跳参数可用于表示当前跳为第几跳，例如，master1节点作为第1跳的起点，可以把多跳参数MultiHopNum配置为1，添加到第二系统信息里面进行广播，在后续的多跳中，每跳一次，就可以将MultiHopNum累加1。

在选择下一跳主控节点时，如果在距离当前跳主控节点较近的候选主控节点中进行选择，就会出现总是在一个小范围内进行多跳的情况，使得链式通信网络的覆盖范围无法延伸得更远。针对上述问题，本发明实施例的第二系统信息中包括有随机接入前导码的功率等级，因此，在后续选择下一跳主控节点的过程中，可以优先选择功率等级较小的候选主控节点作为下一跳主控节点，功率等级较小的候选主控节点往往距离较远，因此，通过广播第二系统信息，可以保证多跳链的延伸，避免在一个小的范围内进行多跳的情况，从而可以扩大链式通信网络的覆盖范围。

步骤406、当前跳主控节点控制与当前跳主控节点对应的当前星型网络中任意两个从属节点之间的通信；

在本发明的一种可选实施例中，上述当前跳主控节点控制与当前跳主控节点对应的当前星型网络中任意两个从属节点之间的通信的步骤，具体可以包括：

当前跳主控节点为当前星型网络中任意两个从属节点分配资源，并向从属节点发送对应的资源；

当前跳主控节点转发任意两个从属节点之间的通信数据。

在本发明的一种应用示例中，在上述星型网络中，M个slave节点可以依据master1节点为其分配的资源，在master1节点的控制下进行通信，例如，在slave1节点和slave2节点进行D2D通信的过程中，可以通过master1节点转发通信数据，也即master1可以起到现有LTE基站的转发作用。

在本发明的另一种可选实施例中，上述当前跳主控节点控制与当前跳主控节点对应的当前星型网络中任意两个从属节点之间的通信的步骤，具体可以包括：

当前跳主控节点建立星型网络中任意两个从属节点之间的直通链路，以使当前星型网络中任意两个从属节点依据该直通链路进行通信；

在当前星型网络中任意两个从属节点之间的通信结束时，当前跳主控节点接收来自从属节点的链路释放请求，并向从属节点发送链路释放的确认信息。

步骤407、当前跳主控节点从候选主控节点中确定下一跳主控节点。

如前述示例中，下一跳主控节点，即master2选出以后，master1可以停止发送PSS1，此时master1的角色就转变成slave,节点2成为主控节点,此时，进入星2的工作超帧,此时master2发送PSS2,重复上面的步骤401至407，直到星2的工作超帧结束，至此完成第二跳。

在本发明的一种优选实施例中，上述方法还可以包括：

在之前跳主控节点发送的下行同步码的功率满足预设条件时，当前跳主控节点复用之前跳主控节点的下行同步码。

其中，功率满足预设条件可以表示功率低于预设的门限。在本发明的一种应用示例中，从第4跳开始，master4检测PSS1的功率，如果功率低于一定的门限Γ_thres，就可以认为master4已经距离master1足够远，可以复用master1的PSS1，即master4可以重新发送PSS1，由此，可以节约系统的资源，提高系统资源的利用率。其中，门限Γ_thres的值可以根据最大峰值来设定，例如，P_peak为峰值最大功率，则可以设置门限值为1/2P_peak，当然，也可以根据现场实际测量的一些典型经验值进行优化。

在具体应用中，可以通过预置多跳阈值表示链式通信网络可以实现的多跳数，例如，设置多跳阈值为4，则建立的链式通信网络可以实现4跳的功能，若当前跳的多跳参数达到预置多跳阈值，开始检测之前跳(如第一跳)主控节点发送的下行同步码的功率，如果功率低于预设门限，则可以对之前跳主控节点的资源进行复用，以提高系统资源的利用率。其中，功率满足预设条件可以表示功率低于预设的门限。当然，上述在多跳参数达到预置多跳阈值时，通过检测之前跳主控节点发送的下行同步码的功率，来判断之前跳的距离是否足够远，只是作为本发明的一种应用示例，在实际应用中，对于检测之前跳主控节点的距离的时间和具体方式本发明不加以限制。

在本发明实施例中，根据设定的多跳阈值可以完成链式网络的建立，比如轨道交通中，可以根据火车/地铁的车厢数设置多跳阈值。例如，根据一般的自组织网，多跳阈值可以设置为5。

综上，本发明实施例在实施例一的基础上，除了可以通过链式通信网络的多跳功能实现大范围的组网之外，当前跳主控节点还可以通过广播第二系统信息，保证多跳链的延伸，避免只是在一个小的范围内进行多跳，可以进一步扩大链式通信网络的覆盖范围；此外，在之前跳主控节点发送的下行同步码的功率满足预设条件时，当前跳主控节点可以复用之前跳主控节点的下行同步码，因此能够节约系统的资源。

实施例四

本实施例的设备到设备通信的方法在上述实施例一-实施例三的基础上，进一步还可以包括如下可选技术方案。

在本发明的一种优选实施例中，当前跳主控节点为当前星型网络中任意两个从属节点分配资源的方式可以包括如下方式中的至少一种：

方式一、依据链式通信网络中为从属节点预置的资源分配表，为当前星型网络中任意两个从属节点分配资源；

该方式为资源预定义的方式，在本发明实施例中，可以为所有的节点统一配置节点标识与资源对应的资源分配表，并通过查询上述资源分配表确定需要分配给从属节点的资源。

在本发明的一种应用示例中，假设1～Q为子帧编号，则上述资源分配表中Q子帧以后的子帧可以复用以前子帧的资源，即：第Q+1子帧与第1子帧可以分配相同的资源，第Q+2子帧与第2子帧可以分配相同的资源。预定义的方式简单可行，是一种静态的资源分配方式，实现简单，并且不需要做盲检测。

方式二、利用增强的物理上行链路控制信道，为当前星型网络中任意两个从属节点分配资源。

在具体实现中，可以采用预定义的方式分配得到ePUCCH(EnhancedPhysicalUplinkControlChannel，增强的物理上行链路控制信道)本身占用的资源，本发明实施例的ePUCCH可用于在上行子帧上发送，可以预定义ePUCCH在每个子帧中的频域资源位置，比如中间6RB(ResourceBlock，资源块)。

其中，可以根据节点标识PID和接入的节点数Num_rach来确定ePUCCH在每个子帧中的频域资源位置，比如：

一个节点ePUCCH占用1个RB(每个节点占用的RB数可以作为配置参数)

l_i＝mod(PID,Num_rach)

其中，l_i为第i个节点ePUCCH对应RB所在的频域资源位置。

由于ePUCCH可以定义出用户所使用的时域频域资源，用户通过对搜索空间进行盲检测，进而解出各用户对应的DCI(DownlinkControlInformation，下行控制信息),这相对于预先分配资源的方式一，具有动态调度和资源利用率高的优点。

在当前跳主控节点为从属节点分配资源后，从属节点即可依据当前跳主控节点为其分配的资源，在当前跳主控节点的控制下进行D2D通信。

本发明实施例可以为从属节点灵活选取资源分配的方式，例如，选择静态的资源分配方式，实现简单，并且不需要做盲检测；或者可以选择动态的资源分配方式，以实现资源的动态调度，提高资源利用率。

实施例五

本实施例的设备到设备通信的方法在上述实施例的基础上，进一步还可以包括如下可选技术方案。

为了实现包括“链式”与“星型”网络的链式通信网络架构，本发明实施例还提供了一种超帧结构，参照图5，示出了本发明的一种超帧结构的结构示意图。

在具体应用中，可以为每一个主控节点对应的星型网络分配超帧周期，使其通过对应的超帧周期完成链式通信网络中1跳的功能。如图5中的链式通信网络包括四个星型网络，对应四个超帧周期，即星1的工作超帧、星2的工作超帧、星3的工作超帧、以及星4的工作超帧，其中，一个超帧周期具体可以包括控制部分和数据部分。

其中，控制部分可以进一步包括master和slave通信建立部分和候选master选择部分。也即，控制部分可以包括以下两个过程：

当前跳主控节点与M+N个slave节点的通信建立的过程(即建立下行同步),以及当前跳主控节点对于M个slave节点的资源调度过程；

候选主控节点的选择过程。

在具体应用中，控制部分可具体用于进行链式通信网络的建立、下一跳主控节点的选择以及从属节点所需资源的调度；即用于完成上述实施例三中步骤401至步骤407的工作。数据部分可具体用于进行当前星型网络中任意两个从属节点之间的通信。例如，对于上述M个slave节点，其中slave1和slave2进行D2D通信的过程中，可以通过master1节点转发通信数据，也即master1可以起到现有LTE基站的转发作用。

在本发明实施例中，每个超帧周期完成多跳网络中1跳的功能，在当前跳主控节点距离之前跳主控节点足够远时，当前的超帧周期可以复用之前超帧周期的资源，包括下行同步码PSS以及超帧资源。

参照图6，示出了本发明的一种PSS发送时序示意图。如图6，对于多个超帧周期(master1～master4的超帧周期)，其中，在master4的超帧周期内实现了PSS以及超帧资源的复用。

具体地，图6中PSS的发送时序可以为：

在master1的超帧周期内(即星1的超帧周期)，节点master1发送PSS1实现下行同步，星1的候选主控节点依次发送PSS2。

在本发明的一种优选实施例中，上述方法还可以包括：

在当前跳主控节点的超帧周期内，依据码分复用方式或者时分复用方式，当前跳主控节点和下一跳主控节点分别发送各自的下行同步码。也即，SS1和PSS2可以占用相同的时频位置(即码分复用)，也可以占用不同子帧的相同的频域位置(时分复用)。(以下的PSS资源采用码分复用还是时分复用与此处相同)。

其中，码分复用是一种共享信道的方法，每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信，使用的是基于码型的分割信道的方法，即每个用户分配一个地址码，各个码型互不重叠，通信各方之间不会相互干扰，且抗干扰能力强。而时分复用将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片(简称时隙)，每个时隙就是一个通信信道，分配给一个用户，使得频率利用率有所提高，系统容量增大，基站复杂性减小。在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择PSS资源的复用方式，本发明对此不加以限制。

在master2的超帧周期内(即星2的超帧周期)，节点master2发送PSS2实现下行同步，星2的候选主控节点依次发送PSS3；

在master3的超帧周期内(即星3的超帧周期)，节点master3发送PSS3实现下行同步，星3的候选主控节点依次发送PSS4；

在master4的超帧周期内(即星4的超帧周期)，节点master4发送PSS4实现下行同步，星4的候选主控节点首先检测PSS1的功率，如果功率低于预设的门限，则依次发送PSS1，由此实现同步信号PSS的复用。在master4与星4的slave节点通信的资源上，可以复用master1的超帧资源，从而实现D2D通信资源的复用；

在本发明的一种应用示例中，若多跳阈值设置为6，则master5的超帧周期内，可以复用master2的通信资源；master6的超帧周期内，可以复用master3的通信资源，以此类推。

在本发明的一种应用示例中，以4跳为例(下行同步码PSS以及超帧资源的复用周期)，实际上，多跳数可以作为配置参数Kreuse，相应的，PSS的基序列个数可以配置为Kreuse，根据Zadoff-chu序列的特性，可以选出Kreuse个自相关和互相关特性都比较好的基序列。

可以理解，上述PSS只是作为下行同步码的一种示例，实际上其它的下行同步码也是可行的，如上述下行同步码还可以包括SSS(SecondarySynchronizationSignal，辅同步信号)，在实际应用中可以按照LTE协议对SSS进行设置，其中，PSS可用于粗同步，SSS可用于精同步。本发明实施例对具体的下行同步码不加以限制。

LTE协议中给出的Zadoff-chu序列是按照相关性(互相关和自相关)特性优选出来的(3个PSS)，这里考虑到组网的需求，相关性稍加放松，可以继续优化出更多的Zadoff-chu序列(比如5个PSS)。

装置实施例

本发明实施例设备到设备通信的装置，可应用于链式通信网络的当前跳主控节点中，该链式通信网络包括多个主控节点，每个主控节点分别与其周围的从属节点组成对应的星型网络，且每个主控节点作为该链式通信网络中的节点用于实现该链式通信网络的多跳功能，参照图7，示出了本发明一种设备到设备通信的装置实施例的结构框图，具体可以包括：

控制模块710，用于控制与当前跳主控节点对应的星型网络中任意两个从属节点之间的通信；及

通信模块720，用于与下一跳主控节点进行通信。

在本发明的一种优选实施例中，上述装置还可以包括：用于建立链式通信网络的网络建立模块；该网络建立模块，具体可以包括：

下行同步码发送单元，用于向其周围的从属节点发送下行同步码；

第一广播单元，用于向其周围的从属节点广播第一系统信息，以使其周围的从属节点依据第一系统信息确定随机接入信道的资源；

前导码接收单元，用于接收其周围的从属节点依据随机接入信道的资源发送的随机接入前导码；

节点选择单元，用于依据接收到的随机接入前导码的功率，确定与当前跳主控节点对应的当前星型网络中的从属节点，以及用于生成下一跳主控节点的候选主控节点；及

下一跳确定单元，用于从候选主控节点中确定下一跳主控节点。

在本发明的另一种优选实施例中，上述下一跳确定单元，具体可以包括：

目标节点确定子单元，用于依次把当前星型网络中的候选主控节点作为目标节点，并分别接收各自目标节点与其周围的从属节点建立下行同步，完成对应的随机接入流程后上报的接入节点数目；其中，接入节点数目为接入对应的目标节点的、该目标节点周围的从属节点的数目；及

下一跳确定子单元，用于依据所有目标节点上报的接入节点数目，确定下一跳主控节点。

在本发明的又一种优选实施例中，上述网络建立模块还可以包括：

第二广播单元，用于在确定与当前跳主控节点对应的当前星型网络中的从属节点，以及用于生成下一跳主控节点的候选主控节点之后，向所有的从属节点和候选主控节点广播第二系统信息；

其中，第二系统信息中可以包括：接入到当前跳主控节点的从属节点和候选主控节点的标识信息，当前跳主控节点接收到的随机接入前导码的功率等级，当前跳主控节点的多跳参数。

在本发明的再一种优选实施例中，上述控制模块，具体可以包括：

资源分配子模块，用于为当前星型网络中任意两个从属节点分配资源，并向从属节点发送对应的资源；及

数据转发子模块，用于转发任意两个从属节点之间的通信数据。

在本发明的再一种优选实施例中，上述控制模块，具体可以包括：

链路建立子模块，用于建立当前星型网络中任意两个从属节点之间的直通链路，以使当前星型网络中任意两个从属节点依据该直通链路进行通信；

链路释放子模块，用于在当前星型网络中任意两个从属节点之间的通信结束时，接收来自从属节点的链路释放请求，并向从属节点发送链路释放的确认信息。

在本发明的再一种优选实施例中，上述资源分配子模块为当前星型网络中任意两个从属节点分配资源的方式可以包括如下方式中的至少一种：

依据链式通信网络中为从属节点预置的资源分配表，为当前星型网络中任意两个从属节点分配资源；及

利用增强的物理上行链路控制信道，为当前星型网络中任意两个从属节点分配资源。

在本发明的再一种优选实施例中，上述装置还可以包括：

资源复用模块，用于在之前跳主控节点发送的下行同步码的功率满足预设条件时，当前跳主控节点复用之前跳主控节点的下行同步码。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种设备到设备通信的方法和装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (17)

1.一种设备到设备通信的方法，其特征在于，应用于链式通信网络中，所述链式通信网络包括多个主控节点，每个主控节点分别与其周围的从属节点组成对应的星型网络，且每个主控节点作为所述链式通信网络中的节点用于实现所述链式通信网络的多跳功能，所述方法包括：

当前跳主控节点控制与所述当前跳主控节点对应的当前星型网络中任意两个从属节点之间的通信；

所述当前跳主控节点与下一跳主控节点进行通信。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链式通信网络的建立步骤包括：

当前跳主控节点向其周围的从属节点发送下行同步码；

当前跳主控节点向其周围的从属节点广播第一系统信息，以使其周围的从属节点依据所述第一系统信息确定随机接入信道的资源；

当前跳主控节点接收其周围的从属节点依据所述随机接入信道的资源发送的随机接入前导码；

当前跳主控节点依据接收到的随机接入前导码的功率，确定与所述当前跳主控节点对应的当前星型网络中的从属节点，以及用于生成下一跳主控节点的候选主控节点；

当前跳主控节点从所述候选主控节点中确定下一跳主控节点。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当前跳主控节点从所述候选主控节点中确定下一跳主控节点的步骤，包括：

当前跳主控节点依次把当前星型网络中的候选主控节点作为目标节点，并分别接收各目标节点与其周围的从属节点建立下行同步，完成对应的随机接入流程后上报的接入节点数目；其中，所述接入节点数目为接入对应的目标节点的、所述目标节点周围的从属节点的数目；

当前跳主控节点依据所有目标节点上报的接入节点数目，确定下一跳主控节点。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述链式通信网络的建立步骤还包括：

在确定与所述当前跳主控节点对应的当前星型网络中的从属节点，以及用于生成下一跳主控节点的候选主控节点之后，当前跳主控节点向所有的从属节点和候选主控节点广播第二系统信息；

其中，所述第二系统信息中包括：接入到当前跳主控节点的从属节点和候选主控节点的标识信息，当前跳主控节点接收到的随机接入前导码的功率等级，当前跳主控节点的多跳参数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前跳主控节点控制与所述当前跳主控节点对应的当前星型网络中任意两个从属节点之间的通信的步骤，包括：

当前跳主控节点为所述当前星型网络中任意两个从属节点分配资源，并向所述从属节点发送对应的资源；

当前跳主控节点转发所述任意两个从属节点之间的通信数据。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当前跳主控节点为所述当前星型网络中任意两个从属节点分配资源的方式包括如下方式中的至少一种：

依据所述链式通信网络中为所述从属节点预置的资源分配表，为所述当前星型网络中任意两个从属节点分配资源；

利用增强的物理上行链路控制信道，为所述当前星型网络中任意两个从属节点分配资源。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前跳主控节点控制与所述当前跳主控节点对应的当前星型网络中任意两个从属节点之间的通信的步骤，包括：

当前跳主控节点建立所述当前星型网络中任意两个从属节点之间的直通链路，以使所述当前星型网络中任意两个从属节点依据所述直通链路进行通信；

在所述当前星型网络中任意两个从属节点之间的通信结束时，所述当前跳主控节点接收来自所述从属节点的链路释放请求，并向所述从属节点发送链路释放的确认信息。

8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在之前跳主控节点发送的下行同步码的功率满足预设条件时，当前跳主控节点复用所述之前跳主控节点的下行同步码。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述当前跳主控节点在超帧周期内完成所述链式通信网络中一跳的功能；

其中，所述超帧周期包括控制部分和数据部分；所述控制部分用于进行链式通信网络的建立、下一跳主控节点的选择以及从属节点所需资源的调度；所述数据部分用于进行当前星型网络中任意两个从属节点之间的通信。

10.一种设备到设备通信的装置，其特征在于，应用于链式通信网络的当前跳主控节点中，所述链式通信网络包括多个主控节点，每个主控节点分别与其周围的从属节点组成对应的星型网络，且每个主控节点作为所述链式通信网络中的节点用于实现所述链式通信网络的多跳功能，所述装置包括：

控制模块，用于控制与所述当前跳主控节点对应的星型网络中任意两个从属节点之间的通信；及

通信模块，用于与下一跳主控节点进行通信。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：用于建立所述链式通信网络的网络建立模块；

所述网络建立模块，包括：

下行同步码发送单元，用于向其周围的从属节点发送下行同步码；

第一广播单元，用于向其周围的从属节点广播第一系统信息，以使其周围的从属节点依据所述第一系统信息确定随机接入信道的资源；

前导码接收单元，用于接收其周围的从属节点依据所述随机接入信道的资源发送的随机接入前导码；

节点选择单元，用于依据接收到的随机接入前导码的功率，确定与所述当前跳主控节点对应的当前星型网络中的从属节点，以及用于生成下一跳主控节点的候选主控节点；及

下一跳确定单元，用于从所述候选主控节点中确定下一跳主控节点。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述下一跳确定单元，包括：

目标节点确定子单元，用于依次把当前星型网络中的候选主控节点作为目标节点，并分别接收各目标节点与其周围的从属节点建立下行同步，完成对应的随机接入流程后上报的接入节点数目；其中，所述接入节点数目为接入对应的目标节点的、所述目标节点周围的从属节点的数目；及

下一跳确定子单元，用于依据所有目标节点上报的接入节点数目，确定下一跳主控节点。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述网络建立模块还包括：

第二广播单元，用于在确定与所述当前跳主控节点对应的当前星型网络中的从属节点，以及用于生成下一跳主控节点的候选主控节点之后，向所有的从属节点和候选主控节点广播第二系统信息；

其中，所述第二系统信息中包括：接入到当前跳主控节点的从属节点和候选主控节点的标识信息，当前跳主控节点接收到的随机接入前导码的功率等级，当前跳主控节点的多跳参数。

14.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述控制模块，包括：

资源分配子模块，用于为所述当前星型网络中任意两个从属节点分配资源，并向所述从属节点发送对应的资源；及

数据转发子模块，用于转发所述任意两个从属节点之间的通信数据。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述资源分配子模块为所述当前星型网络中任意两个从属节点分配资源的方式包括如下方式中的至少一种：

依据所述链式通信网络中为所述从属节点预置的资源分配表，为所述当前星型网络中任意两个从属节点分配资源；及

利用增强的物理上行链路控制信道，为所述当前星型网络中任意两个所述从属节点分配资源。

16.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述控制模块，包括：

链路建立子模块，用于建立所述当前星型网络中任意两个从属节点之间的直通链路，以使所述当前星型网络中任意两个从属节点依据所述直通链路进行通信；

链路释放子模块，用于在所述当前星型网络中任意两个从属节点之间的通信结束时，接收来自所述从属节点的链路释放请求，并向所述从属节点发送链路释放的确认信息。

17.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

资源复用模块，用于在之前跳主控节点发送的下行同步码的功率满足预设条件时，复用所述之前跳主控节点的下行同步码。