CN106413078A - 一种d2d通信的同步方法及d2d通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种D2D通信的同步方法及D2D通信装置，用于减轻D2D设备同步时给基站带来的负载压力，提高系统性能。本发明实施例中，第一D2D设备在检测到基站信号且未检测到D2D同步信号时，与基站完成同步；第一D2D设备向所述基站发送簇头申请请求；第一D2D设备在接收到所述基站发送的簇头申请确认消息后，发送所述D2D同步信号。通过成为簇头的第一D2D设备向外发送D2D同步信号，可以使接收到此信号的未完成同步的D2D设备根据此信号完成同步，而不必再通过基站的协调完成同步，从而减轻了基站的负载负担，提高了系统性能。

Description

一种D2D通信的同步方法及D2D通信装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种设备到设备通信网络D2D通信的同步方法及D2D通信装置。

背景技术

随着无线通信技术的迅猛发展，在下一代无线网络中，用户希望得到高速率、广覆盖的服务，为此第三代合作伙伴计划(3^rd Generation Partnership Project，3GPP)在近几年提出了设备到设备(Device to Device，D2D)的设备直连的通信方法，D2D通信用户通过复用蜂窝用户授权频段，绕过基站而直接在设备间进行业务传输，从而提高频谱利用率，降低网络负载，增大系统容量。D2D通信技术包含设备发现与链路建立及通信两个主要过程，在进行设备发现之前，需要先完成设备间的同步操作，从而保证高效率的发现过程。

目前最容易实现的是基于长期演进(Long Term Evolution，LTE)的同步方式，通过基站的协调实现终端设备间的同步。具体为，需要进行D2D通信的终端设备分别与基站完成上下行同步，基站通过终端设备发送的上行信号获得终端设备的定时提前(TimingAdvance，TA)并返回给终端设备，终端设备根据TA值调整自身定时，便可以实现同步。然而，由于D2D技术的快速发展，可以预计未来将有大量应用D2D技术的设备出现，若这些设备均采用利用基站协调同步的方法，将给系统带来严重的负载负担，特别是上行同步，将导致设备接入网络的严重阻塞，严重影响系统性能。

发明内容

本发明提供一种D2D通信的同步方法及装置，用以解决现有技术中存在的利用基站协助实现设备同步，给基站带来了巨大的负担，影响了系统性能的问题。

本发明实施例提供一种D2D通信的同步方法，包括：

第一D2D设备在检测到基站信号且未检测到D2D同步信号时，与所述基站完成同步；

第一D2D设备向基站发送簇头申请请求；

第一D2D设备在接收到基站发送的簇头申请确认消息后，发送D2D同步信号。

可选地，所述簇头申请请求中携带有第一D2D设备的状态信息，所述状态信息用于所述基站判断是否向所述第一D2D设备发送簇头申请确认消息；

第一D2D设备向基站发送簇头申请请求之后，还包括：

若第一D2D设备未接收到基站发送的簇头申请确认消息，则第一D2D设备继续检测D2D同步信号；

若未检测到D2D同步信号，则第一D2D设备循环向基站发送簇头申请请求，直至第一D2D设备收到基站发送的簇头申请确认消息或第一D2D设备检测到D2D同步信号为止。

可选地，还包括：

若检测到D2D同步信号，则第一D2D设备根据D2D同步信号完成同步。

可选地，还包括：

第一D2D设备未检测到基站信号且未检测到D2D同步信号时，第一D2D设备发送辅助同步请求信号；

第一D2D设备接收到第二D2D设备转发的D2D同步信号，并根据第二D2D设备转发的D2D同步信号完成同步，第二D2D设备为已完成D2D同步的D2D设备。

可选地，第一D2D设备发送辅助同步请求信号之后，还包括：

若第一D2D设备未接收到第二D2D设备转发的D2D同步信号，则第一D2D设备主动成为同步簇头，并发送簇头发现信息，簇头发现信息用于发现第一D2D设备的次级簇头；次级簇头用于继续发送簇头发现信息，从而发现次级簇头的次级簇头，直至不再有未同步的D2D设备响应簇头发现信息，则同步簇网络建立完毕；

建立起同步簇网络后，第一D2D设备发送D2D同步信号以使所述同步簇网络中个各D2D设备完成同步。

可选地，还包括，当建立起同步簇网络后，第一D2D设备定时接收次级簇头发送的状态上报信息，状态上报信息用于通知第一D2D设备其次级簇头仍位于同步簇网络中；若所述第一D2D设备连续N次未收到所述状态上报信息，则所述第一D2D设备重新发送所述簇头发现信息，N为预设值。

本发明实施例提供一种D2D通信装置，包括：

同步模块，用于当检测到基站信号且未检测到D2D同步信号时，与基站完成同步；

申请模块，用于向基站发送簇头申请请求；

接收模块，用于接收基站发送的簇头申请确认消息；

发送模块，用于在接收到基站发送的簇头申请确认消息后，发送所述D2D同步信号。

可选地，所述簇头申请请求中携带有第一D2D设备的状态信息，所述状态信息用于所述基站判断是否向所述第一D2D设备发送簇头申请确认消息；

还包括检测模块：

检测模块，用于当申请模块向所述基站发送簇头申请请求且未接收到基站发送的簇头申请确认消息时，检测D2D同步信号；

申请模块，还用于当检测模块未检测到D2D同步信号时，循环向基站发送簇头申请请求，直至接收模块收到基站发送的簇头申请确认消息或检测模块检测到D2D同步信号为止。

可选地，包括：

同步模块，还用于当检测到D2D同步信号时，根据D2D同步信号完成同步。

可选地，还包括：

发送模块，还用于未检测到基站信号且未检测到D2D同步信号时，发送辅助同步请求信号；

同步模块，还用于收到第二D2D设备转发的D2D同步信号，并根据第二D2D设备转发的D2D同步信号完成同步，第二D2D设备为已完成D2D同步的D2D设备。

可选地，还包括：

同步簇网络建立模块，用于当未接收到第二D2D设备转发的D2D同步信号时，主动成为同步簇头，并发送簇头发现信息，簇头发现信息用于发现次级簇头，次级簇头用于继续发送簇头发现信息，从而发现次级簇头的次级簇头，直至不再有未同步的D2D设备响应所述簇头发现信息，则同步簇网络建立完毕；

发送模块，还用于发送D2D同步信号以使同步簇网络中个各D2D设备完成同步。

可选地，还包括：

接收模块，还用于定时接收次级簇头发送的状态上报信息，状态上报信息用于通知第一D2D设备其次级簇头仍位于同步簇网络中；

发送模块，还用于若第一D2D设备连续N次未收到状态上报信息，则发送模块重新发送所述簇头发现信息，N为预设值。

综上所述，本发明实施例提供一种D2D通信的同步方法及D2D通信装置，包括：第一D2D设备在检测到基站信号且未检测到D2D同步信号时，与所述基站完成同步；第一D2D设备向基站发送簇头申请请求；第一D2D设备在接收到基站发送的簇头申请确认消息后，发送D2D同步信号。本发明实施例中的第一D2D设备在与基站完成同步后，申请成为簇头，通过成为簇头的第一D2D设备向外发送D2D同步信号，可以使接收到此信号的未完成同步的D2D设备根据此信号完成同步，而不必再通过基站的协调完成同步，从而减轻了基站的负载负担，提高了系统性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种系统架构；

图2为本发明实施例提供的一种D2D通信同步方法流程示意图之一；

图3为本发明实施例提供的一种D2D通信同步方法流程示意图之二；

图4为本发明实施例提供的一种基站覆盖外辅助同步系统示意图；

图5为本发明实施例提供的一种存在基站覆盖的同步簇的系统架构；

图6为本发明实施例提供的一种D2D通信同步方法流程示意图之三；

图7为本发明实施例提供的一种无基站协助的同步簇的系统架构；

图8为本发明实施例提供的一种D2D通信同步方法流程示意图之四；

图9为本发明实施例提供的一种D2D通信装置示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示例性示出了本发明实施例提供的一种系统架构，如图1所示，本发明实施例适用的系统架构包括基站S101、设备D102、设备D103和设备D100，通过无线连接或有线连接或其他方式连接。设备D102、设备D103、设备D100均为位于基站的覆盖范围中的D2D设备，D2D设备可以指用户设备(User Equipment，简称UE)、无线通信设备、具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备，未来5G网络中的终端设备等。基站S101可以是用于与D2D设备进行通信的设备，例如，可以是LTE系统中的演进型基站(Evolutional Node B，简称eNB或eNodeB)，也可以是未来5G网络中的新演进型基站等。

图2示例性示出了本发明实施例提供的一种D2D通信同步方法流程示意图之一，如图2所示，包括以下步骤：

S201：第一D2D设备在检测到基站信号且未检测到D2D同步信号时，与所述基站完成同步；

S202：第一D2D设备向基站发送簇头申请请求；

S203：第一D2D设备在接收到基站发送的簇头申请确认消息后，发送D2D同步信号。

步骤S201中，第一D2D设备在检测到基站信号且未检测到D2D同步信号时，与所述基站完成同步；具体指，第一D2D设备在检测到基站信号后，与基站完成下行同步；之后，第一D2D设备检测D2D同步信号，若未检测到D2D同步信号，则与基站完成上行同步。D2D同步信号由D2D设备发送，用于其它D2D设备的定时校正，可选的，D2D同步信号可以由ZC序列等自相关良好的序列构建，以避免信号间的冲突。例如，图1中设备D102位于基站S101的覆盖范围中，设备D102在检测到基站S101的信号后，与基站完成下行同步；之后，设备D102检测D2D同步信号，但其周围并无可检测的D2D同步信号，则设备D102与基站S101完成上行同步。可选地，D2D设备在检测D2D同步信号时，可以预设一个最低接收门限，若检测到的D2D同步信号低于此门限值，则视为未检测到D2D同步信号。可选地，若第一D2D设备检测到了D2D同步信号，则根据D2D同步信号完成同步。例如，图1中设备D100位于基站S101的覆盖范围中，设备D100在检测到基站S101的信号后，与基站完成下行同步；之后，设备D100检测到了来自设备D102的D2D同步信号，则设备D100根据该D2D同步信号调整自身定时，完成同步。可选地，当D2D设备检测到多个D2D同步信号时，选择信号强度最大的信号作为定时调整的依据来完成同步。若设备D100未检测到D2D同步信号，则与基站完成上行同步。

步骤S202中，第一D2D设备向基站发送簇头申请请求；具体实施中，基站会收到多个D2D设备的簇头申请请求，基站根据设定的策略选定成为簇头的D2D设备。例如，第一D2D设备向基站发送的簇头申请请求中包含着第一D2D设备状态信息，如设备的电量、发射功率等信息。基站在收到第一D2D设备的簇头申请请求后，会根据请求中包含的第一D2D设备的状态信息判断该设备是否能够成为同步簇头，若符合成为同步簇头的条件，则基站发送簇头申请确认消息给该设备。可选地，基站判断D2D设备是否可以成为同步簇头的依据可以是D2D设备的电量大于预设阈值，或D2D设备的功率大于预设阈值，或D2D设备的电量、功率同时大于预设阈值，或根据D2D设备的分布选择一块区域中电量或功率最高的D2D设备作为同步簇头。例如，图1中设备D103和设备D102都向基站S101发送了簇头申请请求，由于设备D102的功率和电量大于预设阈值，基站向设备D102发送了簇头申请确认消息，而设备D103的功率或电量小于预设阈值，基站便不会向设备D103发送簇头申请确认消息。可选地，在某个时间内可能同时有多个设备申请成为同步簇头，此时基站根据申请设备数量的多少和设备分布的情况，选择合适的簇头数量，并通知成为同步簇头的D2D设备。

步骤S203中，第一D2D设备在接收到基站发送的簇头申请确认消息后，发送D2D同步信号。具体指，第一D2D设备收到基站发送的簇头申请确认消息后，便成为一个同步簇头开始发送D2D同步信号。例如，图1中设备D102收到了基站发送的簇头申请确认消息而成为一个同步簇头，开始发送D2D同步信号，设备D100便可以根据设备D102发送的D2D同步信号完成同步。

可选地，簇头申请请求中携带有申请成为簇头的次数，申请成为簇头的次数为基站判断第一D2D设备是否成为簇头的因素之一；第一D2D设备向基站发送簇头申请请求之后，还包括：若第一D2D设备未接收到基站发送的簇头申请确认消息，则第一D2D设备继续检测D2D同步信号；若未检测到D2D同步信号，则第一D2D设备循环向基站发送簇头申请请求，直至第一D2D设备收到基站发送的簇头申请确认消息或第一D2D设备检测到D2D同步信号为止。具体指，第一D2D设备未收到基站发送的簇头申请确认消息时，第一D2D设备会继续检测D2D同步信号，若未检测到D2D同步信号，则可能是由于D2D同步簇头发送的D2D同步信号的信号范围未能覆盖到当前区域。此时，第一D2D设备再次向基站发送簇头申请请求。可选地，当基站以D2D设备的功率为依据选择同步簇头时，第一D2D设备再次发送簇头申请请求前，调大自身的发射功率并更新簇头申请请求。可选地，簇头申请请求中携带的状态信息还可以包括第一D2D设备申请成为簇头的次数，当第一D2D设备再次申请成为簇头时，第一D2D设备将簇头申请请求中的次数信息加1，基站将提高多次发送簇头申请请求的D2D设备成为同步簇头的权重。第一D2D设备重复如上的操作，直到收到基站发送的簇头申请确认消息或检测到D2D同步信号为止。例如，图1中设备102第一次向基站S101发送簇头申请请求时，由于设备的电量或功率未满足预设阈值，或者其它因素未满足成为同步簇头的条件而未收到基站发送的簇头申请确认消息，则设备D102检测D2D同步信号，由于其未在同步簇头的信号覆盖范围内，设备D102未检测到D2D同步信号而再次向基站S101发送簇头申请请求，此时，簇头申请请求中的申请次数变为2，由于申请次数的增加，基站向设备D102发送了簇头申请确认消息，设备D102成为了同步簇头。通过上述方法，从D2D设备中选取符合条件的设备作为同步簇头，这些簇头发送D2D同步信号使其它D2D设备可以直接根据这些D2D同步信号完成同步而不再需要基站的协调，从而提高了D2D设备的同步效率，也减轻了基站的负载。

可选地，若检测到D2D同步信号，则第一D2D设备根据D2D同步信号完成同步。具体指，第一D2D设备发送簇头申请请求后，未收到基站发送的簇头申请确认消息，但这段时间内，可能有其它D2D设备成为了新的同步簇头，第一D2D设备再次检测D2D同步信号时，便有可能检测到D2D同步信号。例如，图1中设备D100向基站S101发送了簇头申请请求，却未收到基站S101返回的簇头申请确认消息，但设备D102在这段时间内成为了新的同步簇头。当设备D100再次检测D2D同步信号时，便可以检测到设备D102发送的D2D同步信号，设备D100便可根据该信号完成同步。通过上述方法，使得D2D设备可以直接根据同步簇头的D2D同步信号同时完成同步，从而提高D2D设备的同步效率，同时，减少基站的负载。

图3为本发明实施例提供的一种D2D通信同步方法流程示意图之二，如图3所示，包括以下步骤：

S301：第一D2D设备未检测到基站信号且未检测到D2D同步信号时，第一D2D设备发送辅助同步请求信号；

S302：第一D2D设备接收到第二D2D设备转发的D2D同步信号，并根据第二D2D设备转发的D2D同步信号完成同步，第二D2D设备为已完成D2D同步的D2D设备。

具体实施中，上述方法流程较佳地，但不仅限于应用于虽然D2D设备位于基站覆盖外，但其在基站通信范围内存在的D2D设备的信号覆盖范围内的情况。

步骤S301中，第一D2D设备未检测到基站信号且未检测到D2D同步信号时，第一D2D设备发送辅助同步请求信号；具体指，第一D2D设备开机后进行基站信号检测，未检测到基站信号；之后，第一D2D设备检测D2D同步信号，当未检测到D2D同步信号时，第一D2D设备便发送辅助同步请求信号。此时，位于基站覆盖内的边缘D2D设备开始扫描辅助同步请求信号。可选地，第一D2D设备可以在信号的每一帧的某个事先约定的特殊的时频资源发送辅助同步请求信号，同时，基站覆盖内的边缘D2D设备在每帧保持对该时频位置的扫描。可选地，第一D2D设备也可以不选择特定的时频资源进行请求信息的发送，而在一段时间内保持辅助同步请求信息的发送，以期能获得覆盖内设备的响应。同时，基站覆盖边缘的设备在设备空闲时，保持对请求信息的监听，这是由于此时第一D2D设备尚未完成同步，其选择的特定时频资源可能有所偏移。当然，本实施例中是以边缘D2D设备为例，也可以是所有D2D设备均保持在监听状态。图4为本发明实施例提供的一种基站覆盖外辅助同步系统示意图，如图4所示，设备D402为位于基站覆盖范围外的D2D设备，而设备D401为基站覆盖范围边缘的D2D设备。由于位于基站覆盖外，且周围也没有D2D同步信号覆盖，设备D402无法检测到基站信号也无法检测到D2D同步信号，便发送辅助同步请求信号。此时，位于基站覆盖范围边缘的设备D401在空闲时刻保持对辅助同步请求信号的扫描。可选地，若第一D2D设备检测到了D2D同步信号，便根据该信号完成同步。此处的D2D同步信号可能来源于基站覆盖范围内的同步簇头，此同步簇头的信号可以覆盖到第一D2D设备所在的位置，使得第一D2D设备可以接收到此同步簇头发送的D2D同步信号而完成同步。可选地，当第一D2D设备同时检测到多个D2D同步信号时，选择信号强度最大的信号作为定时调整的依据。

步骤S302中，第一D2D设备接收到第二D2D设备转发的D2D同步信号，并根据第二D2D设备转发的D2D同步信号完成同步，第二D2D设备为已完成D2D同步的D2D设备。具体指，位于基站覆盖范围边缘的第二D2D设备检测到了第一D2D设备发送的辅助同步请求信息后，向第一D2D设备转发D2D同步信号，第一D2D设备根据该D2D同步信号完成同步。可选地，第二D2D设备可以从检测到辅助同步请求信号后的下一帧信号开始在每一帧的特定时刻转发D2D同步信号，也可以在空闲时刻向第一D2D设备转发D2D同步信号。可选地，第二D2D设备转发的D2D同步信号可以是来自于同步簇头的D2D同步信号，也可以是根据自身校正过的定时信息发送的D2D同步信号。例如，图4中，位于基站覆盖范围边缘的设备D401检测到了基站覆盖范围外的设备D402发送的辅助同步请求信号后，便向设备D402转发D2D同步信号。可选地，第一D2D设备完成辅助同步后，可以继续转发D2D同步信号，协助其它位于基站覆盖范围外的D2D设备完成同步以及后续通信操作。

综上所述，本发明实施例提供了一种位于基站覆盖范围外的D2D设备辅助同步的方法，使得虽然位于基站覆盖范围外，但位于基站覆盖范围内的D2D设备的信号覆盖范围内的D2D设备可以利用基站覆盖范围内的D2D设备完成同步，从而扩大了本发明所述方案的使用范围。

可选地，基于与上述方法类似的原理，本发明实施例提供了一种同步簇的建立方法。同步簇指的是同步簇头和根据同步簇头发送的D2D同步信号完成同步的D2D设备的集合。位于同步簇边缘的D2D设备可以在与同步簇头实现同步后保持对D2D同步信号的转发。可选地，边缘D2D设备的确定可以通过D2D设备接收到的D2D同步信号的信号强度决定，即某个位于D2D同步簇内的设备，当其接收到来自于同步簇头的D2D同步信号时，若该信号强度满足：

最低接收门限<D2D同步信号强度<边缘用户界限值

则认为该D2D设备位于D2D同步簇的边缘。最低接收门限为预先设定的，若检测到的D2D同步信号强度低于最低接收门限，则视为未检测到D2D同步信号。边缘用户界限值可以预先设置，作为边缘用户与非边缘用户的判断依据。可选地，为了避免D2D同步信号互相干扰，还可以对边缘用户转发D2D同步信号的功率预先做出限制。可选地，边缘D2D设备转发的D2D同步信号可以是同步簇头发送的D2D同步信号，也可以是根据自身定时校正后的D2D同步信号。图5示例性地示出了本发明实施例提供的一种存在基站覆盖的同步簇的系统架构，如图5所示，设备D500收到的D2D同步信号的强度大于最低接收门限，小于边缘设备界限值，则设备D500为所在同步簇的边缘设备。D500收到所在同步簇的同步簇头发送的D2D同步信号完成同步后，保持对D2D同步信号的转发，位于同步簇头信号覆盖范围外的设备D501收到了设备D500转发的D2D同步信号完成了同步。通过该方法，实现了D2D设备的快速同步操作，不仅保证了所有D2D设备快速地完成同步，同时也避免了大量D2D设备同时接入网络导致的网络阻塞问题。同时，该方法还能帮助保持D2D空闲状态的设备完成快速的同步，方便其进行后续的设备发现等操作。

图6为本发明实施例提供的一种D2D通信同步方法流程示意图之三，如图6所示，包括如下步骤：

S601：若第一D2D设备未接收到第二D2D设备转发的D2D同步信号，则第一D2D设备主动成为同步簇头，并发送簇头发现信息，簇头发现信息用于发现第一D2D设备的次级簇头；

S602：次级簇头继续发送簇头发现信息，从而发现次级簇头的次级簇头，直至不再有未同步的D2D设备响应簇头发现信息，则同步簇网络建立完毕；

S603：建立起同步簇网络后，第一D2D设备发送D2D同步信号以使所述同步簇网络中各个D2D设备完成同步。

具体实施中，上述方法较佳地，但不仅限于适用于第一D2D设备既不在基站覆盖下，也不在基站覆盖范围内的D2D设备的信号范围内的情况。

步骤S601中，若第一D2D设备未接收到第二D2D设备转发的D2D同步信号，则第一D2D设备主动成为同步簇头，并发送簇头发现信息，簇头发现信息用于发现第一D2D设备的次级簇头；具体指，第一D2D设备在既检测不到基站信号，也检测不到D2D同步信号时，发送辅助同步请求信号。若没有第二D2D设备响应该辅助同步请求信号，说明该第一D2D设备既不在基站覆盖下，也不在基站覆盖范围内的D2D设备的信号范围内，此时该第一D2D设备主动成为同步簇头，并向外发送簇头发现信息。簇头发现信息中包含着发送设备的一些基本信息，发送设备的同步级别以及对次级簇头的要求。例如，作为同步簇头的第一D2D设备的同步级别为0，则其次级簇头的同步级别为1。对次级簇头的要求可以是对D2D设备的电量要求，也可以是对D2D设备的功率位置要求，或者是对D2D设备其它方面的要求。满足簇头发现信息的D2D设备便会成为发送簇头发现信息的D2D设备的次级簇头。图7示例性地示出了本发明实施例提供的一种无基站协助的同步簇的系统架构，如图7所示，设备D700在既不在基站覆盖下，也不在基站覆盖范围内的D2D设备的信号范围内的情况下，主动成为同步簇头，其同步级别为0，并向外发送簇头发现信息。设备D701检测到了簇头发现信息，且满足簇头发现信息中对于次级簇头的要求，则设备D701成为设备D700的次级簇头，其同步级别为1。可选地，检测到簇头发现信息却不满足簇头发现信息中对于次级簇头的要求的D2D设备成为簇成员。例如图7中设备D704，虽然也检测到了设备D700发送的簇头发现信息，但其不满足簇头发现信息中对于次级簇头的要求，因而成为簇成员。可选地，若满足要求的D2D设备接收的簇头发现信息信号强度高于某一预先设定的阈值，则认为该设备离发送簇头发现信息的D2D设备很近，接收簇头发现信息的D2D设备选择成为簇成员。

步骤S602中，次级簇头继续发送簇头发现信息，从而发现次级簇头的次级簇头，直至不再有未同步的D2D设备响应簇头发现信息，则同步簇网络建立完毕；具体指，作为次级簇头的D2D设备构建新的簇头发现信息并广播，此簇头发现信息中包含了之前簇头设备的信息，该次级簇头的基本信息，同步级别和对更次级簇头的要求。满足该要求的未同步的D2D设备即成为该次级簇头的次级簇头，如图7中，设备D701是设备D700的次级簇头，同步级别为1，设备D701构建并发送簇头发现信息，设备D702和设备D703满足设备D701发送的簇头发现信息中对于次级簇头的要求，从而成为设备D701的次级簇头，其同步级别为2。重复步骤S602，直至不再有新的设备加入到同步簇中，即完成同步簇网络的建立，实现了整个通信网络同步簇头的发现和同步等级的建立。可选地，若D2D设备接收到多个来自于不同设备的簇头发现信息，则根据同步级别较小的作为其上级簇头。可选地，若D2D设备接收到的多个簇头发现信息的同步级别相同，则选择信号强度较大的那个设备作为上级簇头。

步骤S603中，建立起同步簇网络后，第一D2D设备发送D2D同步信号以使所述同步簇网络中各个D2D设备完成同步。具体指，建立起同步簇网络后，由作为0级簇头的第一D2D设备开始，发送D2D同步信号。第一D2D设备的次级簇头和簇成员接收第一D2D设备发送的D2D同步信号并根据该信号完成同步后，次级簇头向更次级簇头发送D2D同步信号，以此类推，直至同步簇网络中各个D2D设备都完成了同步。例如，图7中由设备D700开始发送D2D同步信号，设备D701等次级簇头和其它在设备D700覆盖下的簇成员根据该信号完成同步。设备D701完成同步后，开始发送D2D同步信号，设备D702和设备D703，以及在设备D701覆盖下的簇成员则根据此D2D同步信号完成同步，依次类推，直至整个同步簇网络的D2D设备都完成了同步。可选地，对于接收到多个D2D同步信号的簇成员设备，选择同步级别较低的信号作为同步依据。例如，图7中设备D704同时收到了设备D700和设备D701的D2D同步信号，由于设备D700的同步级别更低，设备D704根据设备D700的D2D同步信号完成同步。可选地，已加入同步簇网络的设备在空闲时对辅助同步信号进行检测，若检测到该信号，则表明周围存在未加入同步簇网络的设备，则已加入同步簇网络的设备作为临时簇头并向此设备转发D2D同步信号。

综上所述，本发明实施例提供了一种位于基站外的D2D设备辅助同步的方法，使得既不位于基站覆盖范围内，也不位于基站覆盖范围内的D2D设备的信号覆盖范围内的D2D设备可以利用构建同步簇网络的方法实现同步，从而扩大了本方案的应用范围。

可选地，当建立起同步簇网络后，第一D2D设备定时接收次级簇头发送的状态上报信息，状态上报信息用于通知第一D2D设备其次级簇头仍位于同步簇网络中；若所述第一D2D设备连续N次未收到所述状态上报信息，则所述第一D2D设备重新发送所述簇头发现信息，N为预设值。可选地，临时簇头也定时发送状态上报信息。可选地，次级簇头定时接收更次级簇头和其下的临时簇头发送的状态上报信息。具体操作中，作为次级簇头和临时簇头的D2D设备需定时向其上级簇头发送状态上报信息，以报告次级簇头和临时簇头的状态。若上级簇头在一段时间内连续N此未收到次级簇头和临时簇头的状态上报信息，则重新发送簇头发现信息。可选地，若上级簇头发现在其收到的状态上报信息中，临时簇头的数量较多，则可能是由于在之前建立同步簇网络的过程中对次级簇头的要求较高，导致次级簇头数量较少，此时可以降低簇头发现信息中对次级簇头的要求并重新发送簇头发现信息。通过上述方法，可以实现对同步簇网络的维持，使得因状态波动而离开同步簇网络的D2D设备可以及时回到同步簇网络中，且根据状态上报信息获得临时簇头的数量并进一步调整簇头发现信息，可以使建立的同步簇网络更加稳定，效率更高。

图8为本发明实施例提供的一种完整的D2D通信同步方法流程示意图，如图8所示，包括如下步骤：

S801：D2D设备开机；

S802：D2D设备检测基站信号，若检测到基站信号，则执行步骤S803，若未检测到基站信号，则执行步骤S812；

S803：D2D设备与基站完成下行同步；

S804：D2D设备检测D2D同步信号，若检测到D2D同步信号，则执行步骤S805，若未检测到D2D同步信号，则执行步骤S806；

S805：D2D设备根据检测到的D2D同步信号完成同步；

S806：D2D设备与基站完成上行同步；

S807：D2D设备向基站发送簇头申请请求；

S808：若D2D设备收到了基站发送的簇头申请确认消息而成为同步簇头，则执行步骤S809，否则，执行步骤S810；

S809：成为簇头的D2D设备开始发送D2D同步信号；

S810：D2D设备检测D2D同步信号，若检测到了D2D同步信号，则执行步骤S811，否则，返回执行步骤S807；

S811：D2D设备根据检测到的D2D同步信号完成同步；

S812：D2D设备检测D2D同步信号，若检测到D2D同步信号，则执行步骤S813，若未检测到D2D同步信号，则执行步骤S814；

S813：D2D设备根据检测到的D2D同步信号完成同步；

S814：D2D设备发送辅助同步请求信号；

S815：若D2D设备收到了已完成同步的D2D设备转发的D2D同步信号，则执行步骤S816，否则，执行步骤S817；

S816：D2D设备根据收到的D2D同步信号完成同步；

S817：D2D设备主动成为同步簇头，并发送簇头发现信息；

S818：构建同步簇网络；

S819：D2D设备向次级簇头发送D2D同步信号，次级簇头向更次级簇头发送D2D同步信号；

S820：各级簇头完成同步。

上述方案为本发明实施例提供了一套完整的D2D通信同步方案，在有无基站的情况下皆适用，使得D2D设备在不同的应用场景中都能实现同步。

综上所述，本发明实施例提供一种D2D通信的同步方法，包括：第一D2D设备在检测到基站信号且未检测到D2D同步信号时，与所述基站完成同步；第一D2D设备向基站发送簇头申请请求；第一D2D设备在接收到基站发送的簇头申请确认消息后，发送D2D同步信号。通过成为簇头的第一D2D设备向外发送D2D同步信号，可以使接收到此信号的未完成同步的D2D设备根据此信号完成同步，而不必再通过基站的协调完成同步，从而减轻了基站的负载负担，提高了系统性能。

基于相同构思，本发明实施例提供了一种D2D通信装置，图9示例性示出了本发明实施例提供的一种D2D通信装置的结构示意图，如图9所示，该D2D通信装置900包括：同步模块901、申请模块902、接收模块903和发送模块904，其中：

同步模块901，用于当检测到基站信号且未检测到D2D同步信号时，与基站完成同步；

申请模块902，用于向基站发送簇头申请请求；

接收模块903，用于接收基站发送的簇头申请确认消息；

发送模块904，用于在接收到基站发送的簇头申请确认消息后，发送所述D2D同步信号。

可选地，还包括检测模块905，

检测模块905，用于当申请模块向所述基站发送簇头申请请求且未接收到基站发送的簇头申请确认消息时，检测D2D同步信号；

申请模块902，还用于当检测模块未检测到D2D同步信号时，循环向基站发送簇头申请请求，直至接收模块收到基站发送的簇头申请确认消息或检测模块检测到D2D同步信号为止。

可选地，同步模块901还用于当检测到D2D同步信号时，根据D2D同步信号完成同步。

可选地，发送模块904，还用于未检测到基站信号且未检测到D2D同步信号时，发送辅助同步请求信号；

同步模块901，还用于收到第二D2D设备转发的D2D同步信号，并根据第二D2D设备转发的D2D同步信号完成同步，第二D2D设备为已完成D2D同步的D2D设备。

可选地，还包括同步簇网络建立模块906：

同步簇网络建立模块906，用于当未接收到第二D2D设备转发的D2D同步信号时，主动成为同步簇头，并发送簇头发现信息，簇头发现信息用于发现次级簇头，次级簇头用于继续发送簇头发现信息，从而发现次级簇头的次级簇头，直至不再有未同步的D2D设备响应所述簇头发现信息，则同步簇网络建立完毕；

发送模块904，还用于发送D2D同步信号以使同步簇网络中个各D2D设备完成同步。

可选地，接收模块903还用于定时接收所述次级簇头发送的状态上报信息，所述状态上报信息用于通知所述第一D2D设备其所述次级簇头仍位于所述同步簇网络中。

发送模块，还用于若第一D2D设备连续N次未收到状态上报信息，则发送模块重新发送簇头发现信息，N为预设值。

综上所述，本发明实施例提供一种D2D通信的同步方法及D2D通信装置，包括：第一D2D设备在检测到基站信号且未检测到D2D同步信号时，与所述基站完成同步；第一D2D设备向基站发送簇头申请请求；第一D2D设备在接收到基站发送的簇头申请确认消息后，发送D2D同步信号。通过成为簇头的第一D2D设备向外发送D2D同步信号，可以使接收到此信号的未完成同步的D2D设备根据此信号完成同步，而不必再通过基站的协调完成同步，从而减轻了基站的负载负担，提高了系统性能。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、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设备上，使得在计算机或其他可编程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，则可对这些实施例作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范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种设备到设备通信网络D2D通信的同步方法，其特征在于：

第一D2D设备在检测到基站信号且未检测到D2D同步信号时，与所述基站完成同步；

所述第一D2D设备向所述基站发送簇头申请请求；

所述第一D2D设备在接收到所述基站发送的簇头申请确认消息后，发送所述D2D同步信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述簇头申请请求中携带有所述第一D2D设备的状态信息，所述状态信息用于所述基站判断是否向所述第一D2D设备发送簇头申请确认消息；

所述第一D2D设备向所述基站发送簇头申请请求之后，还包括：

若所述第一D2D设备未接收到所述基站发送的所述簇头申请确认消息，则所述第一D2D设备继续检测所述D2D同步信号；

若未检测到所述D2D同步信号，则所述第一D2D设备循环向所述基站发送所述簇头申请请求，直至所述第一D2D设备收到所述基站发送的所述簇头申请确认消息或所述第一D2D设备检测到所述D2D同步信号为止。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

若检测到所述D2D同步信号，则所述第一D2D设备根据所述D2D同步信号完成同步。

4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第一D2D设备未检测到所述基站信号且未检测到所述D2D同步信号时，所述第一D2D设备发送辅助同步请求信号；

所述第一D2D设备接收到第二D2D设备转发的D2D同步信号，并根据所述第二D2D设备转发的D2D同步信号完成同步，所述第二D2D设备为已完成D2D同步的D2D设备。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一D2D设备发送辅助同步请求信号之后，还包括：

若所述第一D2D设备未接收到所述第二D2D设备转发的D2D同步信号，则所述第一D2D设备主动成为同步簇头，并发送簇头发现信息，所述簇头发现信息用于发现所述第一D2D设备的次级簇头；所述次级簇头用于继续发送所述簇头发现信息，从而发现所述次级簇头的次级簇头，直至不再有未同步的D2D设备响应所述簇头发现信息，则同步簇网络建立完毕；

建立起所述同步簇网络后，所述第一D2D设备发送所述D2D同步信号以使所述同步簇网络中个各D2D设备完成同步。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，包括：

建立起所述同步簇网络后，所述第一D2D设备定时接收次级簇头发送的状态上报信息，所述状态上报信息用于通知所述第一D2D设备其所述次级簇头仍位于所述同步簇网络中；若所述第一D2D设备连续N次未收到所述状态上报信息，则所述第一D2D设备重新发送所述簇头发现信息，N为预设值。

7.一种D2D通信装置，其特征在于，包括：

同步模块，用于当检测到基站信号且未检测到D2D同步信号时，与所述基站完成同步；

申请模块，用于向所述基站发送簇头申请请求；

接收模块，用于接收所述基站发送的簇头申请确认消息；

发送模块，用于在接收到所述基站发送的簇头申请确认消息后，发送所述D2D同步信号。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述簇头申请请求中携带有第一D2D设备的状态信息，所述状态信息用于所述基站判断是否向所述第一D2D设备发送簇头申请确认消息；

还包括检测模块：

所述检测模块，用于当所述申请模块向所述基站发送簇头申请请求且未接收到所述基站发送的所述簇头申请确认消息时，检测所述D2D同步信号；

所述申请模块，还用于当所述检测模块未检测到所述D2D同步信号时，循环向所述基站发送所述簇头申请请求，直至所述接收模块收到所述基站发送的所述簇头申请确认消息或所述检测模块检测到所述D2D同步信号为止。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，包括：

所述同步模块，还用于当检测到所述D2D同步信号时，根据所述D2D同步信号完成同步。

10.如权利要求7至9任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

所述发送模块，还用于未检测到所述基站信号且未检测到所述D2D同步信号时，发送辅助同步请求信号；

所述同步模块，还用于收到第二D2D设备转发的D2D同步信号，并根据所述第二D2D设备转发的D2D同步信号完成同步，所述第二D2D设备为已完成D2D同步的D2D设备。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：

同步簇网络建立模块，用于当未接收到所述第二D2D设备转发的D2D同步信号时，主动成为同步簇头，并发送簇头发现信息，所述簇头发现信息用于发现次级簇头，所述次级簇头用于继续发送所述簇头发现信息，从而发现所述次级簇头的次级簇头，直至不再有未同步的D2D设备响应所述簇头发现信息，则同步簇网络建立完毕；

所述发送模块，还用于发送所述D2D同步信号以使所述同步簇网络中个各D2D设备完成同步。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，

所述接收模块，还用于定时接收所述次级簇头发送的状态上报信息，所述状态上报信息用于通知所述第一D2D设备其所述次级簇头仍位于所述同步簇网络中；

所述发送模块，还用于若所述第一D2D设备连续N次未收到所述状态上报信息，则所述发送模块重新发送所述簇头发现信息，N为预设值。