CN105120529A - 基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立装置及方法 - Google Patents

Abstract

基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立装置及方法。通信建立装置设用户设备装置、eNode？B装置；用户设备装置设有设备信息发送、接收、测量装置和缓存器；eNode？B装置设接收、发送、控制装置和缓存器。用户发送信息，检测其他D2D设备信息，主动发起D2D连接请求；eNode？B发送策略表；用户端进行信道测量并生成反馈信息表发给eNode？B；eNode？B进行模式选择并下发配置资源信息；主动发起用户在所选其他用户之间发训练序列进行链路测量，与所选用户通信并发送确认消息；eNode？B构建D2D维护列表，并周期性收集D2D对/簇的测量信息更新列表，若收到释放链路信息，则删除D2D对或簇的信息。

Description

基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立装置及方法

技术领域

本发明涉及长期演进蜂窝网络，尤其是涉及一种基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立装置及其方法。

背景技术

近年来，随着移动多媒体通信技术的发展和智能终端的普及，无线通信对传输速率的要求越来越高，这给频谱资源十分有限的基站带来了很大的压力。而在LTE蜂窝网络中实现设备到设备(DevicetoDeviceCommunication，D2D)通信技术可以有效减轻蜂窝网络的负担、增加蜂窝通信系统频谱效率、增加数据传输速率、减少移动终端的电池功耗的功能。

D2D通信技术可以通过基站的控制和管理，高效、节能的进行邻近设备的发现和通信。设备只需要在规定的时隙中与基站进行邻近设备发现和通信的相关信令交互，因此设备不会一直处于激活状态，可以很大程度上减小电池的消耗。同时由于邻近设备的发现需要经过基站的授权，因此用户的隐私也能受到保护。

目前邻近用户的探测方式主要为预先为用户设备选择固定的时频资源，使其在规定资源块上周期性的发送探测信息，并实时监测其他时频资源上邻近用户设备的信息。该方式的缺点在于需要事先预留出大量资源，在用户稀少的地区，资源将被大量的浪费，在用户密集区，预留资源不够会出现复用的情况造成用户间的干扰，同时降低用户接入速率。

专利《一种蜂窝与D2D通信混合系统中D2D用户频谱接入方法》需要掌握当前小区所有UE的干扰情况进而下发资源，这需要频繁上报测量量使得设备信令开销巨大，且占用大量内存；专利《基于IMT-A标准的后续演进嵌入式D2D实现方法》需要获取UE的位置信息，利用GPS而且更新频繁，大幅增加UE的能耗；专利《D2D终端的连接建立方法、装置及系统》需要eNodeB寻呼目标用户以下发资源，增加了eNodeB与D2D设备的交互，带来额外的信令开销。而且目前关于D2D连接缺乏完善的建立机制和资源回收机制。

在基于LTE蜂窝网络的D2D系统中，如何快速、有效地发现设备，如何减少系统资源开销、如何有效地分配资源、如何完善建立机制和资源回收机制是需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的之一是针对现有技术存在的上述问题，提供一种基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立装置。

本发明的目的之二是提供一种基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立方法。

所述一种基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立装置设有用户设备装置、eNodeB装置；

所述用户设备装置设有设备信息发送装置、第一接收装置、测量装置、第一缓存器；

所述设备信息发送装置的输出端，用于发送设备信息、测量信息以及周期上报信息，所述发送设备信息包括设备标识、D2D开启状态和业务类型等信息，所述测量信息包括归一化干扰时长和归一化干扰程度等信息，所述周期上报信息包括用户ID、连接个数、发射功率、链路质量等信息；

所述第一接收装置用于接收其他设备发送的设备信息，第一接收装置的输出端与测量装置的输入端和第一缓存器的输入端连接，由第一缓存器生成设备可选列表；

所述测量装置通过第一接收装置获取eNodeB下发的资源进行信道质量测量以及设备间链路质量的测量，一旦测量完毕，测量装置的输出端接设备信息发送装置的输入端并由设备信息发送装置的输出端将测量信息发送至eNodeB装置；

所述第一缓存器用于缓存在设备发现阶段发现的各个邻近设备信息和测量信息；

所述eNodeB装置设有第二接收装置、第二发送装置、控制装置和第二缓存器；

所述第二接收装置用于接收用户设备信息、测量信息以及周期上报信息，第二接收装置的输出端接第二缓存器的输入端，第二缓存器的读取测量信息输出端接控制装置的输入端；

所述第二发送装置用于在接收到用户设备信息后下发存储在第二缓存器中已存在D2D对/簇的信息以及资源分配信息；第二发送装置的输入端接控制装置的输出端；控制装置的输入端接第二缓存器的输出端；

所述控制装置通过读取存储于第二缓存器中的用户测量信息分析信道质量、模式选择、资源分配，并通过发送装置发送值用户；

所述第二缓存器用于缓存当前小区内各个D2D对/簇的信息、测量信息。

所述一种基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立方法，包括以下步骤：

步骤一，用户发送设备标识、D2D开启状态和业务类型等信息，同时检测其他D2D设备信息，进而主动发起D2D连接请求；

在步骤一中，所述用户发送设备标识、D2D开启状态和业务类型，是在物理随机接入信道(PhysicalRandomAccessChannel，PRACH)上进行周期性发送并同时接收其他用户在PRACH资源块上发来的D2D用户信息；eNodeB收到用户消息后通过物理下行控制信道(PhysicalDownlinkControlChannel，PDCCH)调度在响应时间窗内对其进行随机接入响应，并下发当前已存在的D2D对/簇信息，eNodeB可以同时响应多个用户消息，可同时包含随机接入响应信息；用户相互发现后，主动用户选择其他设备或簇通过随机接入(RandomAccess，RA)发起RRC(RadioResourceControl)建立请求，进而进行D2D连接；

所述进而主动发起D2D连接请求的具体方法可为：eNodeB收到用户信息后，通过响应信息下发当前已存在的D2D对信息，提供加入已经建立D2D簇的可能，主动发起用户选择其他设备或簇并发起D2D连接请求；

在步骤一中，由于LTE核心网网关(ServingGateway)能够解析数据包的IP地址，当其发现某数据包的源端和目的端在同一个eNodeB范围内，或者相邻eNodeB范围内时，可认为收发数据包的两个用户是潜在的D2D数据流，进而向eNodeB发起连接请求，请求中包含设备双方的信息，即透明建立D2D连接，所述透明建立D2D连接只针对新建立的D2D对网络，而步骤一中主动发起D2D连接可针对已建立或新建立的D2D对或簇(包含2个以上D2D设备的网络)。

步骤二，eNodeB收到建立D2D请求后向用户发送建立D2D策略表；

在步骤二中，所述eNodeB收到建立D2D请求后向用户发送建立D2D策略表，可在eNodeB收到建立D2D请求后分析请求信息并结合网络情况向用户发送建立D2D策略表，所述D2D策略表包括资源块信息(指定的资源块或全带宽测量)、预设功率、业务类型、测量时间等；

所述eNodeB收到建立D2D请求后，检测当前网络，若当前网络空闲资源块大于某一预设门限值，则将空闲资源块填入策略表中；若空闲资源块小于该门限值，则在策略表中填入当前网络中未达到干扰门限的资源块以供D2D连接复用，并且eNodeB根据主动发起用户的随机接入过程，获取其上行同步时间提前量TA值，进而确定该用户到小区中心的距离，若其距离大于某一预设门限值，且需要复用资源，则只在策略表中填入上行频率资源块，否则填入下行频率资源块。

步骤三，用户端接收到建立D2D策略表后进行信道测量并生成反馈信息表发送给eNodeB；

在步骤三中，所述用户端接收到建立D2D策略表后进行信道测量并生成反馈信息表发送给eNodeB，可在用户端接收到建立D2D策略表后，根据分配的资源块进行信道测量并生成反馈信息表发送给eNodeB；所述反馈信息表中的反馈信息包括归一化干扰时长、归一化干扰程度，其中归一化干扰时长为主动用户受干扰时长与信道测量时长的比值，归一化干扰程度为主动用户单位时间内收到干扰的功率大小。

步骤四，eNodeB根据反馈信息和上行同步时间提前量(TimingAdvance，TA)值进行模式选择并下发配置资源信息，包括时频资源块、功率、D2D对在eNodeB中存储的ID。

在步骤四中，所述反馈信息中，若存在满足条件的资源块，则根据算式(1)：

参考值＝权重因子1×归一化干扰时长+权重因子2×归一化干扰程度(1)

选择参考值最低的信道填入到配置信息中；同时在eNodeB维护列表中添加新的表项，并建立新的D2D对ID。

步骤五，主动发起用户在所选其他用户之间发送训练序列进行链路测量，与满足链路质量的所选用户建立D2D通信，并发送确认消息；

在步骤五中，主动发起用户在所选其他用户之间发送训练序列进行链路测量，与满足链路质量的所选用户建立D2D通信，并发送确认消息的具体方法可为：主动发起用户在给定时频资源块上向其所选用户发送训练序列进行链路测量，所选用户检测到主动用户信息后，满足链路质量的所选用户设备发送确认消息，并建立D2D通信，同时主动发起用户向eNodeB发送确认消息，包含最终的D2D用户信息，若没有设备满足要求，则主动发起用户发送释放链路资源消息给eNodeB，并回到LTE蜂窝模式，所选用户也会因为响应超时回到LTE蜂窝模式；

所述D2D通信过程中，若信道变化或者用户移动会造成D2D对/簇中某用户链路质量急剧下降，且低于链路质量门限，主动发起用户每收到一次数据确认信息便重置计时器，当超过指定时长收不到该用户的数据确认信息，若在D2D簇下，则在周期上报测量量时通知eNodeB该用户已不在，若在D2D对下，则立即释放该链路资源；同时eNodeB更新维护表。

步骤六，eNodeB根据确认信息构建D2D维护列表，并周期性收集D2D对/簇的测量信息更新列表，若收到释放链路信息，则在维护列表中删除该D2D对或簇的信息。

作为本发明的另一优选方案，在步骤六中，若eNodeB收到的确认消息中发现所选设备包含非本小区的设备，则将该设备信息上报MME，MME在相邻小区的eNodeB中复制一份相同的维护列表。本发明设计了设备发现机制，简化并完善了建立流程，减少用户与eNodeB之间的交互的次数与信息量，分析网络并优化资源配置，节省资源，降低接入时延。

附图说明

图1为本发明所述一种基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立装置实施例的结构组成示意图。

图2为透明建立D2D流程图。

图3为主动建立D2D流程图。

图4为加入D2D簇流程图。

图5为服务器为用户推送信息进而建立D2D流程图。

具体实施方式

参见图1，所述一种基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立装置实施例设有用户设备装置1、eNodeB装置2。

所述用户设备装置1设有设备信息发送装置11、第一接收装置12、测量装置13、第一缓存器14。

所述设备信息发送装置11的输出端，用于发送设备信息、测量信息以及周期上报信息，所述发送设备信息包括设备标识、D2D开启状态和业务类型等信息，所述测量信息包括归一化干扰时长和归一化干扰程度等信息，所述周期上报信息包括用户ID、连接个数、发射功率、链路质量等信息。

所述第一接收装置12用于接收其他设备发送的设备信息，第一接收装置12的输出端与测量装置13的输入端和第一缓存器14的输入端连接，由第一缓存器14生成设备可选列表。

所述测量装置13通过第一接收装置12获取eNodeB下发的资源进行信道质量测量以及设备间链路质量的测量，一旦测量完毕，测量装置13的输出端接设备信息发送装置11的输入端并由设备信息发送装置11的输出端将测量信息发送至eNodeB装置2。

所述第一缓存器14用于缓存在设备发现阶段发现的各个邻近设备信息和测量信息。

所述eNodeB装置2设有第二接收装置21、第二发送装置22、控制装置23和第二缓存器24。

所述第二接收装置21用于接收用户设备信息、测量信息以及周期上报信息，第二接收装置21的输出端接第二缓存器24的输入端，第二缓存器24的读取测量信息输出端接控制装置23的输入端。

所述第二发送装置22用于在接收到用户设备信息后下发存储在第二缓存器中已存在D2D对/簇的信息以及资源分配信息；第二发送装置22的输入端接控制装置23的输出端；控制装置23的输入端接第二缓存器24的输出端。

所述控制装置23通过读取存储于第二缓存器中的用户测量信息分析信道质量、模式选择、资源分配，并通过发送装置发送值用户。

所述第二缓存器24用于缓存当前小区内各个D2D对/簇的信息、测量信息。

本发明提供两种发起D2D建立的方法，一种是基于LTE核心网网关(ServingGateway)能够解析数据包的IP地址，当其发现某数据包的源端和目的端在同一个eNodeB范围内，或者相邻eNodeB范围内时，可认为收发数据包的两个用户是潜在的D2D数据流，进而向eNodeB发起连接请求，即透明建立D2D连接。另一种是由用户主动发起建立请求，发起请求之前用户设备需对周围开启D2D的用户进行检测，则开启D2D的用户发送的设备发现参数表如表1。

表1设备发现参数表

由表1可知，各个用户设备发送自己设备标识以便于相互发现，并发送此次D2D连接的业务类型，以便向eNodeB申请相应的资源。用户设备发现完毕之后，主动用户选择其对应的用户向eNodeB发送D2D连接请求表如表2。

表2D2D连接请求表

表2中设备标识只包含主动发起用户，减少了交互信息。由于用户设备的能力有限，因而限定了本次建立D2D连接的最大接入个数，用3bit限制了最多8个用户。同时给出了本次建立D2D连接的持续时间，若eNodeB响应时间超过限定值，则主动用户放弃本次D2D连接。

eNodeB收到主动用户发来的D2D连接请求表后，下发建立D2D策略表如表3。

表3建立D2D策略表

eNodeB根据当前小区资源状况和主动用户在小区中位置进行模式选择，若为蜂窝模式，则说明当前小区资源紧张不允许建立D2D连接，主动用户回到蜂窝模式下进行通信，放弃D2D连接。若为正交或复用模式，则eNodeB下发测量功率及测量带宽。

主动用户收到建立D2D策略表后开始进行信道测量，并生成信道资源测量表如表4。

表4信道资源测量表

参数名称	时频资源1	时频资源2	时频资源3	…
					归一化干扰时长(ms)
归一化干扰程度(dBm)

主动用户将信道资源测量表发送给eNodeB，eNodeB根据算法确定最终的资源分配策略并下发配置资源表如表5。

表5配置资源表

参数名称	长度/bit	备注
			时频资源	8
功率(dbm)	8
			测量上报周期(s)	8

主动用户收到配置资源表后，在该资源块上向其所选用户发送训练序列进行链路测量，所选用户检测到主动用户信息后，满足链路质量的所选用户设备在该信道发送确认消息，并建立D2D通信，同时主动发起用户向eNodeB发送确认消息，包含最终的D2D用户信息，如表6。

表6确认信息表

eNodeB收到确认信息表后，会在其维护表中记录下该D2D连接。该维护表记录当前小区中存在的各个D2D对/簇信息，定期根据上报信息更新，并执行相应策略，如表7。

表7维护表

表7中包含“是否有非本小区设备”一项，该项是根据确认信息表中是否含有非本小区设备标识确定的，若发现有非本小区设备，则eNodeB向MME发起会话，并把该维护表中该条表项信息发送到MME中，MME根据设备标识找到其小区的eNodeB，并把表项信息发送到该eNodeB中。

主动用户根据配置资源表的要求周期性的上报测量信息如表8。

表8周期性测量上报表

加入已建立D2D簇的用户发起的建立连接请求如表9。

表9加入簇的D2D连接请求表

接收到想加入簇的设备请求后，eNodeB根据当前簇的情况，若允许加入则下发加入簇的配置资源表如表10。

表10加入簇的配置资源表

参数名称	长度/bit	备注
			时频资源	8
功率(dbm)	8
			链路门限(db)	8

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中用户设备和eNodeB采用图1装置。

实施例1

本实施例提供一种透明建立D2D连接的方法如图2，步骤如下：

(1)由于LTE核心网网关(ServingGateway)，处理每个数据的IP头，当其发现某数据包的源端和目的端在同一个eNodeB范围内，或者相邻eNodeB范围内时，可认为他们是潜在的D2D数据流，进而向eNodeB发起连接请求，请求中包含设备双方的ID信息，业务类型，即透明建立D2D连接。这里透明建立D2D连接只针对新建立的D2D对网络。

(2)eNodeB收到请求后分析请求信息并结合网络情况向其中某一用户(以下称为第一用户)发送建立D2D策略信息表如表11，此时主要考虑复用的场景。

表11建立D2D策略信息表

参数名称	备注
		模式	01
功率	0
		测量带宽	0
测量时间(s)	00101000(50s)

(3)第一用户接收到建立D2D策略表后，根据分配的资源进行信道资源测量并生成反馈信息表发送给eNodeB，如表12。

表12信道资源测量信息表

参数名称	时频资源1	时频资源2	时频资源3	…
					干扰时长(ms)	3	5	7
干扰程度(dBm)	-99	-91	-89

(4)eNodeB根据反馈信息进行选择并给第一用户下发配置资源信息，如表13，同时通知另一用户(以下称为第二用户)在配置信道上等待信息。

表13配置资源信息表

参数名称	数值
		时频资源	1
功率(dBm)	-70
		测量上报周期(s)	50

在(4)中，eNodeB收到的反馈信息中，若存在满足条件的信道，则根据算式(1)选择参考值最低的信道填入到配置信息中。同时在eNodeB维护列表中添加新的表项，并建立新的D2D对ID。

(5)在新信道资源上第一用户向第二用户发送训练序列进行链路测量，若满足链路质量则第二用户在该信道发送确认消息，并建立D2D通信，同时第一用户向eNodeB发送确认消息，包含最终的D2D用户信息。

(6)eNodeB根据确认信息构建D2D维护列表，并周期性的收集D2D对的测量信息更新列表，若收到释放链路信息则在维护列表中删除该D2D对的信息。

实施例2

本实施例提供一种主动建立D2D连接的方法如图3，步骤如下：

(1)用户发送设备标识、D2D开启状态和业务类型，同时检测其他D2D设备信息如表14，主动发起用户选择其他设备并发起D2D连接请求如表15。

表14设备发现参数信息表

参数名称	长度/bit
		设备标识	10010101…00111000(48bit)
D2D状态	1
		业务类型	01

表15D2D连接请求信息表

(2)eNodeB收到请求后分析请求信息并根据主动发起用户的随机接入过程，获取其上行同步时间提前量值TA，进而确定该用户到小区中心的距离，若其距离大于某一预设门限值，且需要复用信道资源，则只在策略表中填入上行频率资源，否则填入下行频率资源。最后eNodeB向主动用户发送建立D2D策略表如表16，此时主要考虑复用的场景。

表16建立D2D策略信息表

参数名称	备注
		模式	01
功率	0
		测量带宽	0
测量时间(s)	00101000(50s)

(3)主动用户接收到建立D2D策略表后，根据分配的资源进行信道资源测量并生成反馈信息表发送给eNodeB，如表17。

表17信道资源测量信息表

参数名称	时频资源1	时频资源2	时频资源3	…
					干扰时长(ms)	3	5	7
干扰程度(dbm)	-99	-91	-89

(4)eNodeB根据反馈信息进行选择并下发配置资源信息，如表18。

表18配置资源信息表

参数名称	数值
		时频资源	1
功率(dBm)	-70
		测量上报周期(s)	50

在(4)中，eNodeB收到的反馈信息中，若存在满足条件的信道，则根据算式(1)选择参考值最低的信道填入到配置信息中。同时在eNodeB维护列表中添加新的表项，并建立新的D2D对ID。

(5)主动发起用户先在新信道资源上向其所选用户发送训练序列进行链路测量，所选用户检测到主动用户信息后，满足链路质量的所选用户设备在该信道发送确认消息，并建立D2D通信，同时主动发起用户向eNodeB发送确认消息，包含最终的D2D用户信息。若没有设备满足要求，则主动发起用户发送释放链路资源消息给eNodeB并回到LTE蜂窝模式，所选用户也会因为响应超时回到LTE蜂窝模式。

(6)eNodeB根据确认信息构建D2D维护列表，并周期性的收集D2D对的测量信息更新列表，若收到释放链路信息则在维护列表中删除该D2D对的信息。

特别的，在通信过程中若主动用户发现该D2D连接中某用户大于某一预设时间门限未与自己交互或某用户链路质量低于最低要求，则认为该用户已不在该D2D连接，下次上报测量值时不在上报该用户。同样的，某用户长时间收不到主动用户的信息，则认为自己已不在该D2D链接，不再在该信道上收发送任何信息，但可以重新发起加入的D2D的操作。若最新的上报测量中多个设备链路质量为差(但可以通信)，eNodeB根据当前网络状况综合考虑是否调整功率。

实施例3

本实施例提供一种加入D2D簇连接的方法如图4，步骤如下：

(1)用户发送设备标识、D2D开启状态和业务类型，eNodeB收到用户信息后，会在响应时间窗内下发当前已存在的D2D对/簇信息，提供加入已经建立D2D簇的可能，主动发起用户选择某簇并发起D2D连接请求如表19。

表19加入簇的D2D连接请求信息表

(2)eNodeB收到请求后分析请求信息，并查询该簇是否可以容纳新成员，业务类型是否匹配。若可以，则向该用户发送配置资源包括信道资源号和功率如表20，否则，则拒绝用户接入。

表20加入簇的配置资源信息表

参数名称	参数数值
		时频资源	1
功率(dbm)	-70
		链路门限(db)	20

(3)用户在该信道资源下测量链路质量，若大于链路门限则向簇头(主动发起用户)发送确认信息，包括设备标识，链路质量。

(4)簇头收到确认信息，若链路质量满足要求，则允许设备加入D2D簇，并在下一周期向eNodeB更新此D2D簇信息。

实施例4

本实施例提供一种基于服务器为用户推送信息进而建立D2D的方法如图5，该方法需要为服务器分配与蜂窝网正交的频率资源，主要用在音乐会、晚会等大型临时活动的场景，步骤如下：

(1)一旦有新的用户设备进入该小区，服务器便会通过首先通过蜂窝网络给用户推送信息。

(2)若用户想要下载具体视频和图像资料，则点击推送信息按钮。此消息携带实施例三中加入簇的D2D连接请求表。

该实施例步骤(3)～(5)与实施例3步骤(2)～(4)相同。

(6)一旦用户设备下载完相关信息，则释放D2D链路资源。

Claims (10)

1.基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立装置，其特征在于设有用户设备装置(1)、eNodeB装置(2)；

所述用户设备装置(1)设有设备信息发送装置(11)、第一接收装置(12)、测量装置(13)、第一缓存器(14)；

所述设备信息发送装置(11)的输出端，用于发送设备信息、测量信息以及周期上报信息，所述发送设备信息包括设备标识、D2D开启状态和业务类型信息，所述测量信息包括归一化干扰时长和归一化干扰程度信息，所述周期上报信息包括用户ID、连接个数、发射功率、链路质量信息；

所述第一接收装置(12)用于接收其他设备发送的设备信息，第一接收装置(12)的输出端与测量装置(13)的输入端和第一缓存器(14)的输入端连接，由第一缓存器(14)生成设备可选列表；

所述测量装置(13)通过第一接收装置(12)获取eNodeB下发的资源进行信道质量测量以及设备间链路质量的测量，一旦测量完毕，测量装置(13)的输出端接设备信息发送装置(11)的输入端并由设备信息发送装置(11)的输出端将测量信息发送至eNodeB装置(2)；

所述第一缓存器(14)用于缓存在设备发现阶段发现的各个邻近设备信息和测量信息；

所述eNodeB装置(2)设有第二接收装置(21)、第二发送装置(22)、控制装置(23)和第二缓存器(24)；

所述第二接收装置(21)用于接收用户设备信息、测量信息以及周期上报信息，第二接收装置(21)的输出端接第二缓存器(24)的输入端，第二缓存器(24)的读取测量信息输出端接控制装置(23)的输入端；

所述第二发送装置(22)用于在接收到用户设备信息后下发存储在第二缓存器中已存在D2D对/簇的信息以及资源分配信息；第二发送装置(22)的输入端接控制装置(23)的输出端；控制装置(23)的输入端接第二缓存器(24)的输出端；

所述控制装置(23)通过读取存储于第二缓存器中的用户测量信息分析信道质量、模式选择、资源分配，并通过发送装置发送值用户；

所述第二缓存器(24)用于缓存当前小区内各个D2D对/簇的信息、测量信息。

2.一种基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，用户发送设备标识、D2D开启状态和业务类型等信息，同时检测其他D2D设备信息，进而主动发起D2D连接请求；

步骤二，eNodeB收到建立D2D请求后向用户发送建立D2D策略表；

步骤三，用户端接收到建立D2D策略表后进行信道测量并生成反馈信息表发送给eNodeB；

步骤四，eNodeB根据反馈信息和上行同步时间提前量(TimingAdvance，TA)值进行模式选择并下发配置资源信息，包括时频资源、功率、D2D对在eNodeB中存储的ID；

步骤五，主动发起用户在所选其他用户之间发送训练序列进行链路测量，与满足链路质量的所选用户建立D2D通信，并发送确认消息；

步骤六，eNodeB根据确认信息构建D2D维护列表，并周期性收集D2D对/簇的测量信息更新列表，若收到释放链路信息，则在维护列表中删除该D2D对或簇的信息。

3.如权利要求2所述一种基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立方法，其特征在于在步骤一中，所述用户发送设备标识、D2D开启状态和业务类型，是在物理随机接入信道上进行周期性发送并同时接收其他用户在PRACH资源块上发来的D2D用户信息；eNodeB收到用户消息后通过物理下行控制信道调度在响应时间窗内对其进行随机接入响应，并下发当前已存在的D2D对/簇信息，eNodeB可以同时响应多个用户消息，可同时包含随机接入响应信息；用户相互发现后，主动用户选择其他设备或簇通过随机接入发起RRC建立请求，进而进行D2D连接。

4.如权利要求2所述一种基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立方法，其特征在于在步骤一中，所述进而主动发起D2D连接请求的具体方法为：eNodeB收到用户信息后，通过响应信息下发当前已存在的D2D对信息，提供加入已经建立D2D簇的可能，主动发起用户选择其他设备或簇并发起D2D连接请求。

5.如权利要求2所述一种基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立方法，其特征在于在步骤一中，由于LTE核心网网关能够解析数据包的IP地址，当其发现某数据包的源端和目的端在同一个eNodeB范围内，或者相邻eNodeB范围内时，可认为收发数据包的两个用户是潜在的D2D数据流，进而向eNodeB发起连接请求，请求中包含设备双方的信息，即透明建立D2D连接，所述透明建立D2D连接只针对新建立的D2D对网络，主动发起D2D连接针对已建立或新建立的D2D对或簇网络。

6.如权利要求2所述一种基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立方法，其特征在于在步骤二中，所述eNodeB收到建立D2D请求后向用户发送建立D2D策略表，可在eNodeB收到建立D2D请求后分析请求信息并结合网络情况向用户发送建立D2D策略表，所述D2D策略表包括资源块信息、预设功率、业务类型、测量时间；所述资源块信息为指定的资源块或全带宽测量；所述eNodeB收到建立D2D请求后，检测当前网络，若当前网络空闲资源块大于某一预设门限值，则将空闲资源块填入策略表中；若空闲资源块小于该门限值，则在策略表中填入当前网络中未达到干扰门限的资源块以供D2D连接复用，并且eNodeB根据主动发起用户的随机接入过程，获取其上行同步时间提前量TA值，进而确定该用户到小区中心的距离，若其距离大于某一预设门限值，且需要复用资源，则只在策略表中填入上行频率资源块，否则填入下行频率资源块。

7.如权利要求2所述一种基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立方法，其特征在于在步骤二中，若eNodeB收到的建立连接请求中发现所选设备包含非本小区的设备，则将该设备信息上报MME，经过信道测量后，若该设备满足链路要求，且eNodeB收到确认信息后上报MME，MME在相邻小区的eNodeB中复制一份相同的维护列表。

8.如权利要求2所述一种基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立方法，其特征在于在步骤三中，所述用户端接收到建立D2D策略表后进行信道测量并生成反馈信息表发送给eNodeB，是在用户端接收到建立D2D策略表后，根据分配的资源块进行信道测量并生成反馈信息表发送给eNodeB；所述反馈信息表中的反馈信息包括归一化干扰时长、归一化干扰程度，其中归一化干扰时长为主动用户受干扰时长与信道测量时长的比值，归一化干扰程度为主动用户单位时间内收到干扰的功率大小。

9.如权利要求2所述一种基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立方法，其特征在于在步骤四中，所述反馈信息中，若存在满足条件的资源块，则根据算式(1)：

参考值＝权重因子1×归一化干扰时长+权重因子2×归一化干扰程度(1)选择参考值最低的资源块填入到配置信息中；同时在eNodeB维护列表中添加新的表项，并建立新的D2D对ID。

10.如权利要求2所述一种基于长期演进蜂窝网络的设备到设备通信建立方法，其特征在于在步骤五中，主动发起用户在所选其他用户之间发送训练序列进行链路测量，与满足链路质量的所选用户建立D2D通信，并发送确认消息的具体方法为：主动发起用户在给定时频资源上向其所选用户发送训练序列进行链路测量，所选用户检测到主动用户信息后，满足链路质量的所选用户设备发送确认消息，并建立D2D通信，同时主动发起用户向eNodeB发送确认消息，包含最终的D2D用户信息，若没有设备满足要求，则主动发起用户发送释放链路资源消息给eNodeB，并回到LTE蜂窝模式，所选用户也会因为响应超时回到LTE蜂窝模式；

所述D2D通信过程中，若信道变化或者用户移动会造成D2D对/簇中某用户链路质量急剧下降，且低于链路质量门限，主动发起用户每收到一次数据确认信息便重置计时器，当超过指定时长收不到该用户的数据确认信息，若在D2D簇下，则在周期上报测量量时通知eNodeB该用户已不在，若在D2D对下，则立即释放该链路资源；同时eNodeB更新维护表。