CN105917681B - 用于定时源选择及取消选择分布式装置到装置同步的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

结合以分散方式启用对人口密集的通信系统中的分布式D2D同步的定时源选择及取消选择而提供用于无线通信的方法、设备及计算机程序产品。在实例中，在非定时源TS模式中运行的通信装置经装备以在同步信道期间接收对定时信息的请求。所述通信装置可进一步经装备以基于选择效用度量值而确定是否切换到TS模式。在另一实例中，在TS模式中运行的通信装置经装备以在同步信道期间发射TIB，且基于取消选择效用度量值而确定是否切换到非TS模式。在所述TS模式中，所述UE经配置以发射TIB，而在所述非TS模式中，所述UE经配置以不发射所述TIB。

Description

用于定时源选择及取消选择分布式装置到装置同步的方法及 设备
对相关申请案的交叉参考
本申请案主张2014年1月17日申请的标题为“用于定时源选择及取消选择分布式装置到装置同步的方法及设备(METHOD AND APPARATUS FOR TIMING SOURCE SELECTIONAND DESELECTION DISTRIBUTED DEVICE TO DEVICE SYNCHRONIZATION)”的美国专利申请案第14/158,701号的权益，所述申请案以全文引用的方式明确并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及通信系统，且更确切地说，涉及用于分布式装置到装置(D2D)同步的定时源选择及取消选择。
背景技术
广泛地部署无线通信系统以提供各种电信服务，例如电话、视频、数据、消息接发及广播。典型的无线通信系统可采用多址技术，其能够通过共享可用的系统资源(例如，带宽、发射功率)来支持与多个用户的通信。此类多址技术的实例包含码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、单载波频分多址(SC-FDMA)系统及时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统。
各种电信标准中已采用这些多址技术以提供使得不同无线装置能够在城市、国家、地区及甚至全球层级上进行通信的共同协议。电信标准的实例是LTE。LTE为由第三代合作伙伴计划(3GPP)颁布的全球移动电信系统(UMTS)移动标准的增强集合。LTE经设计以通过改进频谱效率而较好地支持移动宽带因特网接入，降低成本，改进服务，利用新频谱，且使用下行链路(DL)上的OFDMA、上行链路(UL)上的SC-FDMA和多输入多输出(MIMO)天线技术与其它开放标准较好地集成。LTE可支持直接装置到装置(对等式)通信。
在其中用户设备(UE)可不具有对任何同步源的接入权的D2D通信系统(例如，基于无线接入网络(WAN)、基于全球定位系统(GPS)接收器等)中，UE可通过使用分布式协议实现同步。在一协议中，用于同步的资源(例如，同步信道资源)可分配在较慢时间尺度(例如，每秒一次)上以减少电池支出以及用于同步的资源的量。此外，多个UE可在同步信道中可用的多个广播资源中进行发射，且可在这些资源上接收所述发射以获得定时结构信息、帧结构信息、时间及频率校正、其它信道的分配等。
在人口密集的D2D通信系统中，在所有UE在同步信道的每次出现时尝试进行发射时，这些同步信道资源可被大量地再使用。如果所有装置在同步信道中进行发射，那么可存在资源的缩放、对定时信息广播(TIB)发射的不受控的干扰等问题。
因此，可需要改进人口密集的D2D通信系统的同步信道设计的系统和方法。
发明内容
下文呈现一或多个方面的简化概述，以便提供对此些方面的基本理解。此概述并非所有所涵盖方面的广泛综述，且既定不确定所有方面的关键或决定性要素，也不划定任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化形式来呈现一或多个方面的一些概念，以作为稍后呈现的更详细描述的序言。
根据一或多个方面及其对应揭示内容，结合以分散方式启用对人口密集的通信系统中的分布式D2D同步的定时源选择及取消选择而描述各种方面。在实例中，在非定时源(TS)模式中运行的通信装置经装备以在同步信道期间接收对定时信息的请求。所述通信装置可进一步经装备以基于选择效用度量值而确定是否切换到TS模式。在另一实例中，在TS模式中运行的通信装置经装备以在同步信道期间发射TIB，且基于取消选择效用度量值而确定是否切换到非TS模式。在TS模式中，UE经配置以发射TIB，而在非TS模式中，所述UE被配置成不发射TIB。
根据相关方面，提供一种用于在人口密集的通信系统中启用对分布式D2D同步的定时源选择及取消选择的方法。所述方法可包含通过非TS模式中的UE在同步信道期间接收对定时信息的请求。此外，所述方法可包含基于选择效用度量值而确定是否切换到TS模式。在一方面中，在所述TS模式中，所述UE经配置以发射TIB。
另一方面涉及一种通信设备，其经启用以提供对人口密集的通信系统中的分布式D2D同步的定时源选择及取消选择。所述通信设备可包含用于在非TS模式中在同步信道期间接收对定时信息的请求的装置。此外，所述通信设备可包含用于基于选择效用度量值而确定是否切换到TS模式的装置。在一方面中，在所述TS模式中，所述设备包含用于发射TIB的装置。
另一方面涉及一种通信设备。所述设备可包含经配置以在非TS模式中在同步信道期间接收对定时信息的请求的处理系统。此外，处理系统可进一步经配置以基于选择效用度量值而确定是否切换TS模式。在一方面中，在TS模式中，所述处理系统经配置以发射TIB。
再一方面涉及UE的计算机程序产品，其可以具有计算机可读媒体，所述计算机可读媒体包含用于通过非TS模式中的UE在同步信道期间接收对定时信息的请求的代码。此外，所述计算机可读媒体可包含用于基于选择效用度量值而确定是否切换到TS模式的代码。在一方面中，在所述TS模式中，所述计算机可读媒体包含用于发射TIB的代码。
根据相关方面，提供一种用于启用对人口密集的通信系统中的分布式D2D同步的定时源选择及取消选择的方法。所述方法可包含通过TS模式中的UE在同步信道期间发射TIB。所述方法还可包含通过TS模式中的UE在同步信道期间接收资源中的TIB发射。此外，所述方法可包含基于取消选择效用度量值而确定是否切换到非TS模式。在一方面中，在非TS模式中，所述UE经配置以不发射所述TIB。
另一方面涉及一种通信设备，其经启用以提供对人口密集的通信系统中的分布式D2D同步的定时源选择及取消选择。所述通信设备可包含用于在TS模式中在同步信道期间发射TIB的装置。所述通信设备还可包含用于在TS模式中在同步信道期间接收资源中的TIB发射的装置。此外，所述通信设备可包含用于基于取消选择效用度量值而确定是否切换到非TS模式的装置。在一方面中，在所述非TS模式中，所述设备经配置以不发射所述TIB。
另一方面涉及一种通信设备。所述设备可包含经配置以在TS模式中在同步信道期间发射TIB的处理系统。所述处理系统还可经配置以在TS模式中在同步信道期间接收资源中的TIB发射。此外，所述处理系统可进一步经配置以基于取消选择效用度量值而确定是否切换到非TS模式。在一方面中，在非TS模式中，所述处理系统经配置以不发射所述TIB。
再一方面涉及UE的计算机程序产品，其可以具有计算机可读媒体，所述计算机可读媒体包含用于通过TS模式中的UE在同步信道期间发射TIB的代码。所述计算机可读媒体还可包含用于通过TS模式中的UE在同步信道期间接收资源中的TIB发射的代码。此外，所述计算机可读媒体可包含用于基于取消选择效用度量值而确定是否切换到非TS模式的代码。在一方面中，在非TS模式中，所述计算机可读媒体包含用于不发射所述TIB的代码。
为了实现上述和相关目的，所述一或多个方面包括下文充分描述且在权利要求书中特别指出的特征。以下描述和附图详细陈述所述一或多个方面的某些说明性特征。然而，这些特征仅指示可采用各个方面的原理的各种方式中的几种方式，且此描述希望包含所有此类方面及其等效物。
附图说明
图1为说明网络架构的实例的图。
图2为说明接入网络的实例的图。
图3为说明LTE中的DL帧结构的实例的图。
图4为说明LTE中的UL帧结构的实例的图。
图5为说明接入网络中的演进节点B及用户设备的实例的图。
图6为说明装置到装置通信网络的图。
图7是说明根据一方面的随着时间发展的装置到装置通信网络定时结构的框图。
图8是说明根据一方面的经配置以启用对人口密集的通信系统中的分布式D2D同步的定时源选择及取消选择的装置到装置通信网络的图。
图9为无线通信的第一方法的流程图。
图10为说明示范性设备中的不同模块/装置/组件之间的数据流的概念数据流图。
图11是说明采用处理系统的设备的硬件实施方案的实例的图。
具体实施方式
下文结合附图阐述的详细描述意图作为对各种配置的描述，且并不打算表示可实践本文中所描述的概念的唯一配置。所述详细描述出于提供对各种概念的透彻理解的目的而包含具体细节。然而，所属领域的技术人员将显而易见的是，可在没有这些特定细节的情况下实践这些概念。在一些情况下，以框图形式示出众所周知的结构和组件以免混淆此类概念。
现将参考各种设备及方法来呈现电信系统的若干方面。将通过各种块、模块、组件、电路、步骤、过程、算法等(统称为“元件”)在以下详细描述中描述及在附图中说明这些设备及方法。这些元件可使用电子硬件、计算机软件或其任何组合来实施。此类元件是实施为硬件还是软件取决于特定应用和施加于整个系统的设计约束。
举例来说，元件或元件的任何部分或元件的任何组合可以用包含一或多个处理器的“处理系统”来实施。处理器的实例包含微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑装置(PLD)、状态机、门控逻辑、离散硬件电路和经配置以执行贯穿本发明描述的各种功能性的其它合适的硬件。处理系统中的一或多个处理器可以执行软件。软件应被广义上解释为意指指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行文件、执行线程、程序、函数等，而不管其是被称作软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言还是其它。
因此，在一或多个示范性实施例中，所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果以软件来实施，那么可将所述功能作为一或多个指令或代码存储在计算机可读媒体上或编码为计算机可读媒体上的一或多个指令或代码。计算机可读媒体包含计算机存储媒体。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。举例来说且非限制，此类计算机可读媒体可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用于携载或存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。如本文中所使用，磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软性磁盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘利用激光以光学方式再现数据。上述各者的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。
图1为说明LTE网络架构100的图。LTE网络架构100可被称为演进型包系统(EPS)100。EPS 100可以包含一或多个用户设备(UE)102、演进型UMTS陆地无线电接入网(E-UTRAN)104、演进型包核心(EPC)110、归属用户服务器(HSS)120以及运营商的IP服务122。EPS可与其它接入网络互连，但为简单起见未展示那些实体/接口。如所展示，EPS提供分组交换服务，然而，如所属领域的技术人员将容易了解，贯穿本发明呈现的各种概念可扩展到提供电路交换服务的网络。
E-UTRAN包含演进节点B(eNB)106和其它eNB 108。eNB 106向UE 102提供用户和控制平面协议终端。eNB 106可经由回程(例如，X2接口)连接到其它eNB 108。eNB 106也可被称作基站、基站收发器、无线电基站、无线电收发器、收发器功能、基本服务集合(BSS)、扩展服务集合(ESS)或某其它合适的术语。eNB 106针对UE 102提供到EPC 110的接入点。UE 102的实例包含蜂窝式电话、智能手机、会话起始协议(SIP)电话、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、卫星无线电、全球定位系统、多媒体装置、视频装置、数字音频播放器(例如，MP3播放器)、相机、游戏控制台，或任何其它类似功能装置。UE 102还可由所属领域的技术人员称作移动台、订户台、移动单元、订户单元、无线单元、远程单元、移动装置、无线装置、无线通信装置、远程装置、移动订户台、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手持机、用户代理、移动客户端、客户端或某一其它合适的术语。
UE 102可形成D2D连接103。在一方面中，D2D连接103可经配置以允许UE 102彼此通信。在另一方面中，UE 102可充当能够使用D2D连接103彼此通信的UE的群组的领导者。D2D连接103的实例具备对基于IEEE 802.11p的通信的参考。基于IEEE 802.11p的专用短距离通信(DSRC)波系统提供基本安全消息格式，其中装置(例如，车辆)可周期性地向其它装置(例如，其它车辆)通告其位置、速度和其它属性，从而允许相邻业务跟踪其位置且避免冲突，改进业务流等。此外，这些系统中的通信协议并不阻止行人(具有其用户设备(UE))利用此频谱且向其周围的车辆周期性地发射可指示例如其存在等信息的基本安全消息。
eNB 106由S1接口连接到EPC 110。EPC 110包含移动性管理实体(MME)112、其它MME 114、服务网关116及分组数据网络(PDN)网关118。MME 112为处理UE 102与EPC 110之间的信令的控制节点。通常，MME 112提供承载及连接管理。经由服务网关116传送所有用户IP包，所述服务网关自身连接到PDN网关118。PDN网关118提供UE IP地址分配以及其它功能。PDN网关118连接到运营商的IP 122。运营商的IP服务122可包含因特网、内联网、IP多媒体子系统(IMS)和PS串流服务(PSS)。
图2为说明LTE网络架构中的接入网络200的实例的图。在此实例中，接入网络200被划分成数个蜂窝式区(小区)202。一或多个低功率等级eNB 208可具有与小区202中的一或多者重叠的蜂窝式区210。低功率等级eNB 208可为毫微微小区(例如，家庭eNB(HeNB))、微微小区、微型小区或远程无线电头端(RRH)。宏eNB 204各自被指派给相应的小区202并且经配置以为小区202中的所有UE 206、212提供到EPC 110的接入点。UE 212中的一些可以处于装置到装置通信中。在接入网络200的此实例中不存在集中式控制器，但可在替代配置中使用集中式控制器。eNB 204负责包含无线电承载控制、准入控制、移动性控制、调度、安全性和到服务网关116的连接性的所有无线电相关功能。
由接入网络200采用的调制和多址方案可取决于正部署的特定电信标准而变化。在LTE应用中，在DL上使用OFDM且在UL上使用SC-FDMA以支持频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两者。如所属领域的技术人员将容易从以下详细描述了解，本文中呈现的各种概念极适合于LTE应用。然而，这些概念可容易扩展到采用其它调制及多址技术的其它电信标准。借助于实例，这些概念可扩展到演进数据优化(EV-DO)或超移动宽带(UMB)。EV-DO及UMB是由第三代移动通信标准化伙伴项目2(3GPP2)颁布作为CDMA2000标准家族的部分且使用CDMA来提供到移动站的宽带因特网接入的空中接口标准。这些概念还可扩展到采用宽带CDMA(W-CDMA)和CDMA的其它变化形式(例如，TD-SCDMA)的通用陆地无线接入(UTRA)；采用TDMA的全球移动通信系统(GSM)；以及演进型UTRA(E-UTRA)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE 802.20和采用OFDMA的Flash-OFDM。在来自3GPP组织的文献中描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE和GSM。CDMA2000和UMB描述于来自3GPP2组织的文献中。所采用的实际无线通信标准和多址技术将取决于特定应用和强加于系统的总体设计约束。
图3为说明LTE中的DL帧结构的实例的图300。可将帧(10毫秒)划分成10个相等大小的子帧。每一子帧可包含两个连续时隙。资源栅格可用以表示两个时隙，每一时隙包含一资源块。资源栅格被分成多个资源要素。在LTE中，资源块含有频域中的12个连续子载波，且对于每一OFDM符号中的正常循环前缀，含有时域中的7个连续OFDM符号或84个资源元素。对于扩展循环前缀，资源块含有时域中的6个连续OFDM符号且具有72个资源元素。物理DL控制信道(PDCCH)、物理DL共享信道(PDSCH)和其它信道可映射到所述资源要素。
图4为说明LTE中的UL帧结构的实例的图400。可将用于UL的可用资源块分割成数据区段和控制区段。控制区段可形成于系统带宽的两个边缘处且可具有可配置的大小。控制区段中的资源块可被指派给UE以供发射控制信息。数据区段可包含未包含于控制区段中的所有资源块。UL帧结构产生包含邻接子载波的数据区段，此情形可允许向单个UE指派数据区段中的所有邻接子载波。
UE可在控制区段中被指派资源块410a、410b，以将控制信息发射到eNB。还可将数据区段中的资源块420a、420b分配给UE以将数据发射到eNB。UE可在控制区段中的经指派资源块上在物理UL控制信道(PUCCH)中发射控制信息。UE可在数据区段中的经指派资源块上在物理UL共享信道(PUSCH)中仅发射数据或发射数据和控制信息两者。UL发射可横跨子帧的两个时隙，且可跨频率跳跃。
资源块的集合可用以执行初始系统接入且实现物理随机接入信道(PRACH)430中的UL同步。PRACH 430载送随机序列且无法载送任何UL数据/信令。每一随机接入前同步码占据对应于六个连续资源块的带宽。开始频率是通过网络来指定。即，随机接入前同步码的发射受限于某些时间和频率资源。对于PRACH，不存在跳频。在单个子帧(1ms)中或在很少相连子帧的序列中携载PRACH尝试，且UE可每个帧(10ms)作出仅单个PRACH尝试。
图5是在接入网络中与UE 550通信的eNB 510的框图。在DL中，将来自核心网络的上部层包提供到控制器/处理器575。控制器/处理器575实施L2层的功能性。在DL中，控制器/处理器575提供标头压缩、加密、包分段和重排序、逻辑与输送信道之间的多路复用，以及基于各种优先级度量进行的到UE 550的无线电资源分配。控制器/处理器575还负责HARQ操作、丢失包的重新发射以及到UE 550的信令。
发射(TX)处理器516实施用于L1层(即，物理层)的各种信号处理功能。信号处理功能包含译码及交错以促进UE 550处的前向错误校正(FEC)及基于各种调制方案(例如，二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、M相移键控(M-PSK)、M正交振幅调制(M-QAM))映射到信号星座。接着将经译码和调制的符号拆分成平行流。接着将每一流映射到OFDM子载波，与时域及/或频域中的参考信号(例如，导频)一起多路复用，且接着使用快速傅里叶反变换(IFFT)组合在一起以产生携载时域OFDM符号流的物理信道。OFDM流经空间预译码以产生多个空间流。来自信道估计器574的信道估计可用以确定译码及调制方案以及用于空间处理。信道估计可从参考信号和/或由UE 550发射的信道条件反馈而导出。接着经由单独发射器518TX将每一空间流提供到不同天线520。每一发射器518TX使用用于发射的相应空间流调制RF载波。
在UE 550处，每一接收器554RX经由其相应天线552接收信号。在另一方面中，UE550可以与UE 550与eNB 510的通信方式类似的方式与其它UE通信。每一接收器554RX恢复经调制到RF载波上的信息且将所述信息提供到接收(RX)处理器556。RX处理器556实施L1层的各种信号处理功能。RX处理器556对所述信息执行空间处理以恢复去往UE 550的任何空间流。如果多个空间流去往UE 550，那么所述多个空间流可由RX处理器556组合为单个OFDM符号流。RX处理器556随后使用快速傅里叶变换(FFT)将OFDM符号流从时域转换到频域。频域信号包括用于OFDM信号的每一子载波的单独的OFDM符号流。通过确定由eNB 510发射的最可能的信号星座点来恢复和解调每一子载波上的符号和参考信号。这些软决策可基于由信道估计器558计算的信道估计。所述软决策接着经解码和解交错以恢复最初由eNB 510在物理信道上发射的数据和控制信号。随后将数据和控制信号提供到控制器/处理器559。
控制器/处理器559实施L2层。控制器/处理器可与存储程序代码和数据的存储器560相关联。存储器560可被称为计算机可读媒体。在UL中，控制器/处理器559提供输送信道与逻辑信道之间的多路分用、包重组、解密、标头解压缩、控制信号处理以恢复来自核心网络的上层包。接着将上层包提供到数据汇562，所述数据汇表示L2层上方的所有协议层。还可将各种控制信号提供到数据汇562以用于进行L3处理。控制器/处理器559也负责使用确认(ACK)及/或否认(NACK)协议支持HARQ操作的错误检测。
在UL中，数据源567用以将上层包提供到控制器/处理器559。数据源567表示L2层上方的所有协议层。类似于结合eNB 510进行的DL发射而描述的功能性，控制器/处理器559通过基于eNB 510进行的无线电资源分配而提供标头压缩、加密、包分段和重排序，以及逻辑信道与输送信道之间的多路复用来实施用于用户平面和控制平面的L2层。控制器/处理器559还负责HARQ操作、丢失包的重新发射和到eNB 510的信令。
由信道估计器558从由eNB 510发射的参考信号或反馈导出的信道估计可由TX处理器568使用以选择适当的译码和调制方案，且促进空间处理。由TX处理器568产生的空间流经由单独发射器554TX提供到不同天线552。每一发射器554TX使用用于发射的相应空间流调制RF载波。
在eNB 510处以与结合在UE 550处的接收器功能而描述的方式类似的方式处理UL发射。每一接收器518RX经由其相应天线520接收信号。每一接收器518RX恢复经调制到RF载波上的信息且将所述信息提供到RX处理器570。RX处理器570可实施L1层。
控制器/处理器575实施L2层。控制器/处理器575可与存储程序代码和数据的存储器576相关联。存储器576可被称为计算机可读媒体。在UL中，控制器/处理器575提供输送信道与逻辑信道之间的多路分用、包重组、解密、标头解压缩、控制信号处理以恢复来自UE550的上层包。可将来自控制器/处理器575的上层包提供到核心网络。控制器/处理器575还负责使用ACK和/或NACK协议来支持HARQ操作而进行错误检测。
图6是装置到装置通信系统600的图。装置到装置通信系统600包含多个无线装置604、606、608、610。装置到装置通信系统600可与例如无线广域网(WWAN)等蜂窝式通信系统重叠。无线装置604、606、608、610中的一些可使用DL/UL WWAN频谱在装置到装置通信中一起通信，一些可与基站602通信，且一些可进行这两种通信。举例来说，如图6中所示，无线装置608、610在装置到装置通信中且无线装置604、606在装置到装置通信中。无线装置604、606还与基站602通信。
无线装置可替代地被所属领域的技术人员称作用户装备(UE)，移动站、订户站、移动单元、订户单元、无线单元、无线节点、远程单元、移动装置、无线通信装置、远程装置、移动订户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手持机、用户代理、流动客户端、客户端，或某一其它合适术语。基站可替代地被所属领域的技术人员称作接入点、基站收发器、无线电基站、无线电收发器、收发器功能、基本服务集(BSS)、扩展服务集(ESS)、节点B、演进型节点B或某一其它合适的术语。
下文论述的示范性方法和设备适用于多种无线装置到装置通信系统中的任一者，例如基于IEEE 802.11标准的基于FlashLinQ、WiMedia、蓝牙、ZigBee或Wi-Fi的无线装置到装置通信系统。为了简化论述，在LTE的上下文内论述示范性方法和设备。然而，所属领域的一般技术人员将理解，示范性方法和设备更一般地适用于多种其它无线装置到装置通信系统。
图7是表示随着时间702发展的D2D通信系统的通信结构700的框图。所述结构可由D2D通信系统中的任何UE使用。
如图7描绘，通信结构700可包含同步周期704及通信周期706。如本文中所描述，同步周期704也可被称作同步信道。
在任选的方面中，可将同步周期704划分成三个周期(例如，子信道)，包含信标周期708、寻呼周期710及定时信息块(TIB)广播周期712。
在此任选的方面中，在信标周期708期间，遵循相同定时结构的所有UE可在信标周期中的资源中进行发射。在信标周期708中可存在少数(例如，1到2个)资源时，多个UE可在同一资源上进行发射。在此方面中，在信标周期708期间发射的信息可特定针对定时结构而非发射的UE。换句话说，在信标周期708中的资源中进行发射的多个UE可发射同一同步信号。
此外，在此任选的方面中，可将寻呼周期710分配为随机接入子信道。因此，寻呼周期710期间的发射可为事件驱动的。换句话说，UE可不以周期方式在寻呼资源上进行发射。在一方面中，在寻呼周期710期间可触发发射的事件可包含在不能够解码任何TIB广播消息的情况下检测信标发射。
又进一步，在此任选的方面中，TIB广播周期712可包含可被设计成彼此正交的多个资源(例如，10到20个资源)。此外，TIB广播周期712中的资源可由不在本地附近的UE再使用。在一方面中，仅UE的子集可在TIB周期712中可用的资源中的一者上发射。在此方面中，UE可基于通过WAN接收的信息、在寻呼周期710期间接收的信息等而确定是否在TIB周期期间进行发射。在一方面中，在TIB周期712期间在资源上发射的信息可包含但不限于：定时结构中使用的帧结构信息、定时结构的年龄、在上面发射信息的资源ID、UE可决定发射的其它定时相关信息(例如，邻域中的另一定时结构的存在等)，等等。在另一方面中，TIB周期期间发射的信息可横跨多个同步周期704出现。在再一方面中，在TIB周期期间在资源上发射的信息可特定针对发射的UE(例如，发射器的MAC ID、UE既定在资源上继续发射的持续时间、UE是否更喜欢在TIB周期期间发射资源的偏好等。
图8为经配置以支持D2D通信的通信系统800的图。
在一方面中，多个UE(例如，802到818)可同步到D2D通信群组820内的共同定时结构。UE 802到818可使用分布式D2D同步协议(例如，上文参看图7的元件704及706所描述)进行同步。在另一方面中，UE 802到818可使用分布式D2D同步协议(例如，上文参看图7的元件704到712所描述)进行同步。在一方面中，D2D通信群组820中的UE(例如，UE 804到812)的子集可经配置以操作为定时源UE(TS UE)，而剩余的UE(例如，UE 802、814到818)可经配置以操作为非TS模式UE。如本文所使用，TS UE是发射定时信息(例如，TIB内容)的UE，而非TS UE是不发射定时信息的UE。在一方面中，TS UE可将定时信息822发射到可在UE周围的测量区域824内的UE。例如，UE 818可在UE 818在TS UE 812的测量区域824内时从TS UE 812接收定时信息822。
在操作方面中，UE(例如，UE 802)可确定是否在TS操作模式与非TS操作模式之间切换。如下文参考图9中的流程图进一步深度论述，UE 802可决定基于多种因素切换操作模式。
图9说明根据所呈现的标的物的各个方面的各种方法。虽然出于阐释简单的目的，将方法展示及描述为一连串动作或序列步骤，但应理解并了解，所主张的标的物不受动作次序限制，因为一些动作可与来自本文中展示及描述的其它动作以不同次序及/或同时地发生。例如，所属领域的技术人员将理解并了解，可将方法执行为一连串相关状态或事件，及/或大体上并行地执行。此外，以下框中描述的各种方法可个别地或以任何组合执行。
图9是无线通信的方法900的流程图。所述方法可由D2D通信系统中的UE执行。所述方法设想其中UE的子集可在同步信道中发射TIB发射的系统。此类UE可被称为定时源(TS)UE及/或TS模式中的UE。为了同步资源的可缩放性，可能需要另一UE的通信范围中的UE的数目是有限的且TS UE的密度不随着所述区域中的UE的密度而缩放。在此类系统中，每一非TS模式UE可在TS UE的通信范围内且每一TS UE可连接到至少一个其它TS UE(例如，以允许TSUE维持共同的时间偏移及共同的时钟漂移)。此外，虽然在框902中的论述开始于由非TS模式UE执行的过程，但所属领域的技术人员应理解，所述过程可在所述过程中的任何地方开始(例如，框912，其中UE在TS模式中)。
在框902处，UE可在同步信道持续时间期间接收对定时信息的请求。例如，设备1002的接收模块1004可从D2D网络820中的一或多个UE(例如，UE 802、814到818)接收信号1020(例如，对定时信息的请求)。在一方面中，可在同步信道的随机接入子信道(例如710)期间接收所述请求。
在任选的方面中，在框904处，UE可产生选择效用度量值。例如，设备效用度量产生模块1006可至少部分基于与从UE 804到812接收的信号1020相关联的信息而产生效用度量1022(例如，选择效用度量)。在此方面中，选择效用度量值可基于各种因素，例如但不限于，UE的通信范围内的UE的数目、一或多个TS UE中的最强接收功率值、在持续时间内已经接收对定时信息的请求的次数、由UE的通信范围内的一或多个TS UE覆盖的所估计总区域等。选择效用度量值可作为UE可以解码的TS UE的数目的单调不增函数而变化。UE可以基于TS UETIB发射的所接收的功率而估计距最接近的TS UE的距离。此外，选择效用度量值可作为距最接近的TS UE的所估计距离的单调不减函数而变化。换句话说，与UE相关联的选择效用度量值是从TS UE接收的最强TIB发射的功率的单调减小函数。相对于对定时信息的最近请求的数目，UE可维持过去数个(例如，2、5等)同步信道实例的移动窗口且维持所接收的定时信息请求的数目的记录。选择效用度量值可为移动窗口中接收的请求的数目、刚刚接收的连续请求的数目等的单调增加函数。在一方面中，所述所接收的请求的RSSI可用于计算选择效用度量值，其中值是请求的RSSI的递增函数。在另一方面中，UE可使用路径损耗模型且基于用于TIB发射的解码信噪比(SNR)来估计其自身的解码范围“R”(及因此解码区域)。例如，UE可使用等式(1)估计路径损耗。通过以下等式(1)给出距离“d”下的路径损耗：
路径损耗(dB)＝K+alpha*log(d) (1)
在一方面中，“K”可等于28.6且“Alpha”可等于35。此外，UE可维持用于可由其它TSUETIB发射(M)覆盖的UE的解码区域的分数“f”的估计且连续地更新所述估计。在一方面中，UE可将M初始化为零(例如，M＝0)。其后，UE可使用采用的路径损耗模型(例如，等式(1))基于所接收的功率而估计发射器的距离“di”。基于di及R，UE可估计由TS UETIB发射覆盖的解码区域的分数“fi”。此分数“fi”可用于使用等式(2)来更新由其它TS UE的TIB发射覆盖的区域的估计“M”：
M＝M+fi-M*fi (2)
由于UE可能不知晓TS UE的位置，所以等式(2)假设第i个发射器的位置与先前发射器无关。
在框906处，UE确定选择效用度量值是否低于第一阈值。例如，设备1002的定时源模式确定模块1010可从效用度量产生模块1006接收效用度量值1022(例如，选择效用度量)以基于值1022与第一阈值的比较而确定是否切换设备1002的功能性以在TS模式中操作。在一方面中，第一阈值可为静态界定的值及/或可基于各种UE及D2D系统条件而动态地改变。如果在框906处UE确定选择效用度量值低于第一阈值，那么在框908处，UE可决定不发射TIB发射，且可返回到框902。
如果在框906处，UE决定选择效用度量值大于或等于第一阈值，那么在框910处，UE可将操作模式从非TS模式切换到TS模式。如上所述，例如，定时源模式确定模块1010可基于值1022与第一阈值的比较而确定将UE切换到TS模式。在一方面中，决策可概率性地基于选择效用度量，而非确定性地基于选择效用度量。
在框912处，UE可发射TIB发射。例如，定时源模式确定模块1010可从内部定时信息模块1008接收定时信息1024(例如，TIB的内容)且可经由发射模块1012将定时信息1024发射到UE 804到818。在其中同步信道被划分成子信道的一方面中，UE可在同步信道的TIB子信道期间发射TIB。在此方面中，UE可能已经在同步信道的随机接入子信道期间接收定时信息请求。如上所述，起初在TS模式中操作的UE可执行在框912处开始的过程900。
在任选的方面中，在框914处，UE可产生取消选择效用度量值。例如，设备效用度量产生模块1006可至少部分基于与从UE 804到818接收的信号1020相关联的信息而产生效用度量1022(例如，取消选择效用度量)。类似于相对于选择效用度量值的产生而提供的以上论述，取消选择效用度量值可基于各种因素，例如但不限于，UE的通信范围内的UE的数目、一或多个TS UE中的最强接收功率值、由UE的通信范围内的一或多个TS UE覆盖的所估计总区域等。在一方面中，选择效用度量值及取消选择效用度量可为不同值。
在框916处，UE确定取消选择效用度量值是否低于第二阈值。例如，设备1002的定时源模式确定模块1010可从效用度量产生模块1006接收效用度量值1022(例如，取消选择效用度量)以基于值1022与第二阈值的比较而确定是否切换设备1002的功能性以在非TS模式中操作。在一方面中，第二阈值可为静态界定的值及/或可基于各种UE及D2D系统条件而动态地改变。在另一方面中，所述第一和第二阈值可为不同值。在一方面中，切换到TS模式以发射TIB信息的决策或切换到非TS模式以停止发射TIB信息的决策不是确定性的，而是，所述决策可概率性地作出。在此方面中，概率可为904及/或914中所计算的效用度量的函数。如果在框916处，UE决定取消选择效用度量值低于第二阈值，那么UE可返回到框912。
如果在框916处，UE确定取消选择效用度量值大于或等于第二阈值，那么在框918处，UE可将操作模式从非TS模式切换到TS模式且返回到框902。如上所述，例如，定时源模式确定模块1010可基于值1022与第二阈值的比较而确定将UE切换到非TS模式。在一方面中，决策可概率性地基于选择效用度量，而非确定性地基于选择效用度量。
图10是说明实例设备1002中的不同模块/装置/组件之间的数据流的概念性数据流图1000。所述设备可为UE(例如，UE 802)。如参看图10所描述，设备1002包含接收模块1004、效用度量产生模块1006、内部定时信息模块1008、定时源模式确定模块1010及发射模块1012。
所述设备可包含执行图9的上述流程图中的算法的步骤中的每一者的额外模块。因而，图9的上述流程图中的每一框可由模块执行，且所述设备可包含那些模块中的一或多者。模块可为经特定配置以实行所叙述的过程/算法的一或多个硬件组件、由经配置以执行所叙述的过程/算法的处理器实施、存储在计算机可读媒体内以供处理器实施，或其某一组合。
图11为说明用于使用处理系统1114的设备1002'的硬件实施方案的实例的图1100。处理系统1114可用通常由总线1124表示的总线架构来实施。取决于处理系统1114的特定应用和总体设计约束，总线1124可包含任何数目个互连总线和桥接器。总线1124将包含由处理器1104、模块1004、1006、1008、1010、1012以及计算机可读媒体1106表示的一或多个处理器和/或硬件模块的各种电路链接在一起。总线1124还可将此项技术中众所周知的且因此将不再进一步描述的例如定时源、外围设备、电压调节器和功率管理电路等各种其它电路链接在一起。
可将处理系统1114耦合到收发器1110。将收发器1110耦合到一或多个天线1120。收发器1110提供用于经由发射媒体与各种其它设备通信的装置。处理系统1114包含耦合到计算机可读媒体1106的处理器1104。处理器1104负责一般处理，包含执行存储于计算机可读媒体1106上的软件。所述软件在由处理器1104执行时致使处理系统1114执行上文针对任何特定设备描述的各种功能。计算机可读媒体1106还可用于存储由处理器1104在执行软件时操纵的数据。处理系统进一步包含模块1004、1006、1008、1010及1012中的至少一者。所述模块可为运行于处理器1104中、驻留/存储在计算机可读媒体1106中的软件模块、耦合到处理器1104的一或多个硬件模块，或其某一组合。处理系统1114可为UE 550的组件且可包含存储器560和/或TX处理器568、RX处理器556和控制器/处理器559中的至少一者。
在一个配置中，用于在具有分布式同步的D2D网络中的无线通信的设备1002/1002'包含用于通过非TS模式中的UE在同步信道期间接收对定时信息的请求的装置，及用于基于选择效用度量值而确定是否切换到TS模式的装置。在一方面中，UE经配置以在处于TS模式中时发射TIB。在一方面中，设备1002/1002'可进一步包含用于在选择效用度量值大于或等于第一效用度量阈值时切换到TS模式的装置，及用于在同步信道期间发射TIB的装置。在一方面中，设备1002/1002'可进一步包含用于产生选择效用度量值的装置。在一方面中，设备1002/1002'的用于产生的装置可进一步经配置以基于用于解码所接收的TIB发射的SNR阈值而确定UE的通信范围、基于来自一或多个UE中的每一者的接收功率值而确定由TS模式中的一或多个UE覆盖的UE的通信范围内的区域的分数，及基于由TS模式中的一或多个UE覆盖的UE的通信范围内的区域的所述分数而估计由TS模式中的一或多个UE覆盖的总区域。
在另一配置中，用于具有分布式同步的D2D网络中的无线通信的设备1002/1002'包含用于通过TS模式中的UE在同步信道期间发射TIB的装置，及用于基于取消选择效用度量值而确定是否切换到非TS模式的装置。在一方面中，所述UE经配置以在非TS模式中时不发射TIB。在一方面中，设备1002/1002'可进一步包含用于产生取消选择效用度量值的装置。在一方面中，设备1002/1002'的用于产生的装置可进一步经配置以基于用于解码所接收的TIB发射的SNR阈值而确定UE的通信范围、基于来自一或多个UE中的每一者的接收功率值而确定由TS模式中的一或多个UE覆盖的UE的通信范围内的区域的分数，及基于由TS模式中的一或多个UE覆盖的UE的通信范围内的区域的所述分数而估计由TS模式中的一或多个UE覆盖的通信范围内的总区域。
前述装置可为经配置以执行通过前述装置叙述的功能的设备1002的前述模块和/或设备1002'的处理系统1114中的一或多者。如上文所描述，处理系统1114可包含TX处理器568、RX处理器556和控制器/处理器559。由此，在一个配置中，前述装置可为经配置以执行由前述装置叙述的功能的TX处理器568、RX处理器556和控制器/处理器559。
应理解，所揭示过程中的步骤的具体次序或层次为示范性方法的说明。基于设计偏好，应理解，可重新排列所述过程中的步骤的特定次序或层次。另外，可组合或省略某些步骤。随附的方法权利要求以样本次序呈现各种步骤的要素，且并不打算限于所呈现的特定次序或层次。
提供先前描述以使所属领域的技术人员能够实践本文中所描述的各种方面。对这些方面的各种修改对于所属领域的技术人员来说将容易显而易见，并且本文中定义的一般原理可适用于其它方面。因此，权利要求书不希望限于本文中所展示的方面，而是应被赋予与语言权利要求一致的完整范围，其中参考呈单数形式的元件不希望意味着“一个且仅一个”(除非明确地如此陈述)，而是为“一或多个”。除非另外确切地陈述，否则术语“一些”是指一或多个。所属领域的技术人员已知或日后将知晓的贯穿本发明而描述的各种方面的元件的所有结构和功能等效物以引用的方式明确地并入本文中，且既定由权利要求书涵盖。此外，本文揭示的任何内容均不希望奉献给公众，无论权利要求书中是否明确地陈述此揭示内容。没有权利要求要素将被解释为装置加功能，除非所述要素是使用短语“用于……的装置”来明确地叙述的。

Claims (26)

1.一种用于具有分布式同步的装置到装置D2D网络中的用户设备UE的无线通信的方法，其包括：
通过非定时源TS模式中的所述UE在同步信道期间接收对定时信息的请求；
估计由处于所述TS模式中的一或多个UE覆盖的通信范围内的总区域；
基于由位于所述UE的所述通信范围内的处于所述TS模式中的所述一或多个UE覆盖的所述通信范围内的所估计的总区域来生成选择效用度量值；
基于所述选择效用度量值而确定是否切换到TS模式，其中在所述TS模式中，所述UE经配置以发射定时信息广播TIB；及
在所述UE切换到所述TS模式时，在所述同步信道期间发射所述TIB。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述选择效用度量值低于第一效用度量阈值时，所述UE确定不切换到所述TS模式。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
在所述选择效用度量值大于或等于第一效用度量阈值时切换到所述TS模式。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
基于所述选择效用度量值以一概率切换到所述TS模式。
5.根据权利要求3所述的方法，其中使用所述同步信道的随机接入子信道持续时间接收对所述定时信息的所述请求，且其中在所述同步信道的TIB子信道持续时间期间发射所述TIB。
6.根据权利要求1所述的方法，其中进一步基于以下各者中的至少一者产生所述选择效用度量值：
所述UE的所述通信范围内的处于所述TS模式中的UE的数目；
所述TS模式中的所述一或多个UE中的最强接收功率值；
已经在持续时间内接收到对定时信息的请求的次数；或
所接收的对定时信息的请求。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述持续时间包括覆盖同步信道的最近数目的实例中的一或多者的移动窗口。
8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
基于用于解码所接收的TIB发射的信噪比SNR阈值而确定所述UE的距离；及
基于来自所述一或多个UE中的每一者的接收功率值而确定由所述TS模式中的所述一或多个UE覆盖的所述UE的所述通信范围内的区域的分数；
其中对由所述TS模式中的所述一或多个UE覆盖的所述通信范围内的所述总区域的估计基于由所述TS模式中的所述一或多个UE覆盖的所述UE的所述通信范围内的所述区域的所述分数。
9.一种用于具有分布式同步的装置到装置D2D网络中的用户设备UE的无线通信的方法，其包括：
通过定时源TS模式中的所述UE在同步信道期间发射定时信息广播TIB；
通过所述TS模式中的所述UE在所述同步信道期间接收TIB发射；
估计由处于所述TS模式中的一或多个UE覆盖的通信范围内的总区域；
基于由位于所述UE的所述通信范围内的处于所述TS模式中的所述一或多个UE覆盖的所述通信范围内的所估计的总区域来生成取消选择效用度量值；
基于所述取消选择效用度量值而确定是否切换到非TS模式，其中在所述非TS模式中，所述UE经配置以不发射所述TIB；及
在所述UE切换到所述非TS模式时，在所述同步信道期间避免发射所述TIB。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在所述取消选择效用度量值低于第二效用度量阈值时，所述UE确定切换到所述非TS模式。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述UE基于所述取消选择效用度量值而确定以一概率切换到所述非TS模式。
12.根据权利要求9所述的方法，其中进一步基于以下各者中的至少一者产生所述取消选择效用度量值：
所述UE的所述通信范围内的处于所述TS模式中的UE的数目；
所述TS模式中的所述一或多个UE中的最强接收功率值；或
所接收的TIB发射。
13.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括：
基于用于解码所接收的TIB发射的信噪比SNR阈值而确定所述UE的距离；及
基于来自所述一或多个UE中的每一者的接收功率值而确定由所述TS模式中的所述一或多个UE覆盖的所述UE的所述通信范围内的所述区域的分数；
其中对由所述TS模式中的所述一或多个UE覆盖的所述通信范围内的所述总区域的估计基于由所述TS模式中的所述一或多个UE覆盖的所述UE的所述通信范围内的所述区域的所述分数。
14.根据权利要求9所述的方法，其中在所述同步信道的TIB子信道持续时间期间发射所述TIB。
15.一种用于具有分布式同步的装置到装置D2D网络中的通信的设备，其包括：
存储器；及
至少一个处理器，其耦合至所述存储器且经配置以：
在非定时源TS模式中在同步信道期间接收对定时信息的请求；
估计由处于所述TS模式中的一或多个UE覆盖的通信范围内的总区域；
基于由位于所述设备的所述通信范围内的处于所述TS模式中的所述一或多个UE覆盖的所述通信范围内的所估计的总区域来生成选择效用度量值；
基于所述选择效用度量值而确定是否切换到TS模式，其中在所述TS模式中，所述处理系统经配置以发射定时信息广播TIB；及
在所述设备切换到所述TS模式时，在所述同步信道期间发射所述TIB。
16.根据权利要求15所述的设备，其中所述至少一个处理器经配置以在所述选择效用度量值低于第一效用度量阈值时确定不切换到所述TS模式。
17.根据权利要求15所述的设备，其中所述至少一个处理器进一步经配置以：
进行以下操作中的至少一者：在所述选择效用度量值大于或等于第一效用度量阈值时切换到所述TS模式，或基于所述选择效用度量值以一概率切换到所述TS模式。
18.根据权利要求17所述的设备，其中使用所述同步信道的随机接入子信道持续时间接收对所述定时信息的所述请求，且其中在所述同步信道的TIB子信道持续时间期间发射所述TIB。
19.根据权利要求15所述的设备，其中进一步基于以下各者中的至少一者产生所述选择效用度量值：
所述设备的所述通信范围内的处于所述TS模式中的UE的数目；
所述TS模式中的所述一或多个UE中的最强接收功率值；
已经在持续时间内接收到对定时信息的请求的次数；或
所接收的对定时信息的请求。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述持续时间包括覆盖同步信道的最近数目的实例中的一或多者的移动窗口。
21.根据权利要求15所述的设备，其中所述至少一个处理器进一步经配置以：
基于用于解码所接收的TIB发射的信噪比SNR阈值而确定所述设备的距离；及
基于来自所述一或多个UE中的每一者的接收功率值而确定由所述TS模式中的所述一或多个UE覆盖的所述设备的所述通信范围内的区域的分数；
其中对由所述TS模式中的所述一或多个UE覆盖的所述通信范围内的所述总区域的估计基于由所述TS模式中的所述一或多个UE覆盖的所述设备的所述通信范围内的所述区域的所述分数。
22.一种用于具有分布式同步的装置到装置D2D网络中的通信的设备，其包括：
存储器；及
至少一个处理器，其耦合至所述存储器且经配置以：
在定时源TS模式中在同步信道期间发射定时信息广播TIB；
在所述TS模式中在所述同步信道期间接收TIB发射；
估计由处于所述TS模式中的一或多个UE覆盖的通信范围内的总区域；
基于由位于所述设备的所述通信范围内的处于所述TS模式中的所述一或多个UE覆盖的所述通信范围内的所估计的总区域来生成取消选择效用度量值；
基于所述取消选择效用度量值而确定是否切换到非TS模式，其中在所述非TS模式中，所述处理系统经配置以不发射所述TIB；及
在所述设备切换到所述非TS模式时，在所述同步信道期间避免所述TIB的发射。
23.根据权利要求22所述的设备，其中所述至少一个处理器经配置以在所述取消选择效用度量值低于第二效用度量阈值时确定切换到所述非TS模式，或基于所述取消选择效用度量值而确定以一概率切换到所述非TS模式。
24.根据权利要求22所述的设备，其中进一步基于以下各者中的至少一者产生所述取消选择效用度量值：
所述设备的所述通信范围内的处于所述TS模式中的UE的数目；
所述TS模式中的所述一或多个UE中的最强接收功率值；或
所接收的TIB发射。
25.根据权利要求22所述的设备，其中所述至少一个处理器进一步经配置以：
基于用于解码所接收的TIB发射的信噪比SNR阈值而确定所述设备的距离；及
基于来自所述一或多个UE中的每一者的接收功率值而确定由所述TS模式中的所述一或多个UE覆盖的所述设备的所述通信范围内的区域的分数；
其中对由所述TS模式中的所述一或多个UE覆盖的所述通信范围内的所述总区域的估计基于由所述TS模式中的所述一或多个UE覆盖的所述设备的所述通信范围内的所述区域的所述分数。
26.根据权利要求22所述的设备，其中在所述同步信道的TIB子信道持续时间期间发射所述TIB。
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