CN106488381B - 一种d2d通信中的同步方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种D2D通信中的同步方法，包括：在同步周期T内配置不少于3块的N块同步资源，不同同步等级的D2D终端在不同的同步资源上发送同步信息；所述同步信息包含所携带的同步时钟标识和发送所述同步信息的D2D终端的同步等级。本发明可以保证一个节点的上级节点和下级节点在不同的同步资源上发送同步信息，解决上级节点消失而察觉不到的问题，从而提高定时精度。

Description

一种D2D通信中的同步方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种D2D通信中的同步方法。
背景技术
随着移动通信业务的快速发展及其越来越多样化，如社交网络、用户间近距离数据共享、电子支付，本地广告等的广泛应用，使得近距离用户之间的通信需求日益增长。LTED2D技术就是3GPP针对这类需求提出的基于LTE的终端到终端之间直接通信的技术。由于D2D终端之间的数据传输无需通过基站的转接，因此降低了蜂窝网络数据传输压力。3GPPSA1把LTE D2D的应用场景分为公共安全和商业应用两大类。其中，公共安全是指在发生地震等紧急情况下，蜂窝网络无法正常工作，允许终端间脱网通信的应用场景；商业应用则是在蜂窝网络的参与下实现D2D通信，可作为蜂窝通信的一部分。
无论是哪种D2D应用，要想实现源D2D终端与目标D2D终端之间的数据传输，其前提是实现二者间的时频同步。根据现有的D2D通信系统下的同步机制，在脱网的情况下，D2D终端1在没有搜索到可用作同步参考的同步信号时，可随机选择同步信号在一块预配置的同步资源上进行发送，而接收到该同步信号的D2D终端2在判断该同步信号可用作同步参考并满足同步信号转发条件后，将在第二块预配置的同步资源上转发该同步信号。由于只有两块同步资源，那么当D2D终端3只接收到D2D终端2转发的同步信号并判断其可用作同步参考，同时又满足同步信号转发条件后，将在第一块同步资源上转发该同步信号。以上D2D终端将以相同的同步周期持续转发同步信号，直到不满足同步信号转发条件。
那么，在上述D2D终端都在发送同步信号时，如果D2D终端1离开了该D2D区域，则该D2D区域内由D2D终端1确定的同步时钟会随着D2D终端1的离开而消失。然而，由于D2D终端3仍在第一块同步资源上转发相同的同步信号，D2D终端2不会感知D2D终端1的离开，仍然会转发从D2D终端3发来的同步信号，而D2D终端3则会转发从D2D终端2发来的同步信号。这种情况会严重影响定时的精度。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种D2D通信中的同步方法，包括：
在同步周期T内配置不少于3块的N块同步资源，不同同步等级的D2D终端在不同的同步资源上发送同步信息；所述同步信息包含所携带的同步时钟标识和发送所述同步信息的D2D终端的同步等级。
进一步地，所述N块同步资源在同步周期内不连续分配，所述N块同步资源的位置信息由系统给出。
进一步地，所述N块同步资源在同步周期内不连续但均匀分配，或连续分配，第一块同步资源的位置信息由系统给出，其他同步资源的位置信息根据第一块同步资源的位置信息计算得出。
进一步地，所述D2D终端的同步等级依据如下方式确定：确定同步时钟且在第1块同步资源上发送同步信息的D2D终端的同步等级为1级；转发同步等级为1级的D2D终端所发送的同步信息的D2D终端的同步等级为2级；以此类推，转发同步等级为M-1级的D2D终端所发送的同步信息的D2D终端的同步等级为M级；其中，M为最大同步等级，M>＝N。
进一步地，所述N和M根据实际应用场景设置。
进一步地，所述不同同步等级的D2D终端在不同的同步资源上发送同步信息具体包括：
同步等级为1到N级的各D2D终端依次在第1到N块同步资源上发送同步信息；同步等级为N+1到2N级的各D2D终端依次在第1到N块同步资源上发送同步信息；以此类推，直到同步等级为到M级的D2D终端依次在第1到M mod N块同步资源上发送同步信息；其中，表示不大于M/N的最大整数。
进一步地，所述D2D终端的同步过程包括如下步骤：搜索同步参考，并判断是否有可跟随的同步参考；如果有则跟随选出的可跟随同步参考，否则确定同步时钟并发送同步信息。
进一步地，所述D2D终端跟随的同步参考满足以下条件至少之一：
所述D2D终端能够收到来自所述同步参考的携带同步时钟的同步信息；
所述同步参考的同步信息的接收能量在时间t1内大于设定的阈值门限1；
所述同步参考的同步信息所包含的同步等级为所有收到的同步信息所包含同步等级中数值最小的。
进一步地，还包括：当同步信息所包含的同步等级最小的同步参考为一个以上时，则跟随其同步信息的接收能量最大的同步参考。
进一步地，其特征在于，还包括：当跟随的同步参考满足同步转发条件时，所述D2D终端转发所述同步参考的同步信息。
进一步地，所述同步转发条件包括：所述同步参考的同步信息的接收能量在时间t2内小于设定的阈值门限2，且阈值门限2大于阈值门限1。
本发明可以保证一个节点的上级节点和下级节点在不同的同步资源上发送同步信息，解决上级节点消失而察觉不到的问题，从而提高定时精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。
图1是本发明实施例1的同步资源分配示意图；
图2是本发明的实施例2不同同步等级的D2D终端的同步信息资源映射示意图；
图3是实施例3中D2D通信的同步方法的场景拓扑结构示意图；
图4是实施例4的D2D通信的同步方法的场景拓扑结构示意图；
图5是实施例5采用的D2D通信的同步过程流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一个实施例提出一种D2D通信中的同步方法，包括：在同步周期T内配置N(N>＝3)块同步资源，不同同步等级的D2D终端在不同的同步资源上发送同步信息；所述同步信息包含所携带的同步时钟标识和发送所述同步信息的D2D终端的同步等级。
在一个可选实施例中，N块同步资源在同步周期内不连续分配，所述N块同步资源的位置信息由系统给出。
在一个可选实施例中，N块同步资源在同步周期内不连续但均匀分配，或连续分配，第一块同步资源的位置信息由系统给出，其他同步资源的位置信息根据第一块同步资源的位置信息计算得出。
在一个可选实施例中，D2D终端的同步等级依据如下方式确定：确定同步时钟且在第1块同步资源上发送同步信息的D2D终端的同步等级为1级；转发同步等级为1级的D2D终端所发送的同步信息的D2D终端的同步等级为2级；以此类推，转发同步等级为M-1级的D2D终端所发送的同步信息的D2D终端的同步等级为M级；其中，M为最大同步等级，M>＝N。
在一个可选实施例中，所述N和M根据实际应用场景设置。
在一个可选实施例中，不同同步等级的D2D终端在不同的同步资源上发送同步信息具体包括：
同步等级为1到N级的各D2D终端依次在第1到N块同步资源上发送同步信息；同步等级为N+1到2N级的各D2D终端依次在第1到N块同步资源上发送同步信息；以此类推，直到同步等级为到M级的D2D终端依次在第1到M mod N块同步资源上发送同步信息；其中，表示不大于M/N的最大整数。
在一个可选实施例中，D2D终端的同步过程包括如下步骤：搜索同步参考，并判断是否有可跟随的同步参考；如果有则跟随选出的可跟随同步参考，否则确定同步时钟并发送同步信息。
在一个可选实施例中，D2D终端跟随的同步参考满足以下条件至少之一：
所述D2D终端能够收到来自所述同步参考的携带同步时钟的同步信息；
所述同步参考的同步信息的接收能量在时间t1内大于设定的阈值门限1；
所述同步参考的同步信息所包含的同步等级为所有收到的同步信息所包含同步等级中数值最小的。
在一个可选实施例中，还包括：当同步信息所包含的同步等级最小的同步参考为一个以上时，则跟随其同步信息的接收能量最大的同步参考。
在一个可选实施例中，还包括：当跟随的同步参考满足同步转发条件时，所述D2D终端转发所述同步参考的同步信息。
在一个可选实施例中，所述同步转发条件包括：所述同步参考的同步信息的接收能量在时间t2内小于设定的阈值门限2，且阈值门限2大于阈值门限1。
上述各实施例中，在一个同步周期T内配置了N(N>＝3)块同步资源，且至少为三块，这样可以保证一个节点的上级节点和下级节点在不同的同步资源上发送同步信息，如果只有相邻节点能够听到彼此的同步信息，那么三块同步资源就可以解决上级节点消失而察觉不到的问题了。在实际应用中，由于同级节点发送同步信号会产生分集效果，所以根据实际应用场景合理设置N值可将同一块同步资源上的干扰控制在可接受的范围内。另外通过合理设置最大同步等级M可保证一个同步时钟的覆盖范围。
以下结合附图对本发明的应用作进一步地描述。
实施例1
本发明中提到的在同步周期T内配置的N(N>＝3)块同步资源，既可连续分配，也可不连续分配。请参考图1，给出了同步资源连续分配和不连续分配的示意图。
采用连续分配资源的方式，可以只给出第一块同步资源的位置信息，其他同步资源的位置信息可根据第一块同步资源的位置信息推导出来，降低了信令开销。
采用不连续分配资源的方式，需对每块同步资源的位置进行指示，信令开销较大，但同时会降低同步周期T内各块同步资源之间的相互干扰。当采用N块同步资源在同步周期T内均匀分配时，可只给出第一块同步资源的位置信息，再根据第一块同步资源的位置信息计算出其他同步资源的位置，这样既降低了信令开销，同时也保证了各块同步资源之间保留一定的间隔，使各块同步资源之间的干扰降低。
实施例2
请参考图2，给出了本发明的不同同步等级的D2D终端的同步信息资源映射示意图。图中的UE1、UE2、…、UE(N)、UE(N+1)、UE(N+2)、…、UE(2N)、…、UE(M-1)、UE(M)分别为同步等级为1级、2级、…、N级、N+1级、N+2级、…、2N级、…、M-1级、M级的D2D终端。
由于在同步周期T内配置了N(N>＝3)块同步资源且M>＝N，因此资源映射情况为：同步等级为1级、2级、…、N级的D2D终端UE1、UE2、…、UE(N)的同步信息依次映射到第1块、第2块、…、第N块同步资源上；同步等级为N+1级、N+2级、…、2N级的D2D终端UE(N+1)、UE(N+2)、…、UE(2N)的同步信息也依次映射到第1块、第2块、…、第N块同步资源上；以此类推，直到同步等级为M-1级、M级的D2D终端UE(M-1)、UE(M)的同步信息依次映射到第1块、第2块同步资源上。
由于映射到同一块同步资源上的D2D终端距离较远，如UE1、UE(N+1)、UE(M-1)；UE2、UE(N+2)、UE(M)；等等，可以认为其相互干扰在可接受的范围内。
实施例3
请参考图3，给出了一种采用本发明的D2D通信的同步方法的场景拓扑结构示意图。图3中的场景描述了没有网络参与、完全脱网的情况下，D2D终端之间利用本发明提出的同步方法实现同步的过程。图中的S节点是确定同步时钟的D2D终端。当节点没有找到可跟随的同步参考时，便根据自身的时钟确定同步时钟，并开始在第一块同步资源上发送同步信息，该节点的同步等级为1级，如S节点。图3中的二级、三级、…、M级环内的节点分别是同步等级为2级、3级、…、M级的D2D终端，并分别跟随同步等级为1级、2级、…、M-1级的同步参考。环内的节点满足同步转发条件并向外转发同步信息，环外的节点为不满足同步转发条件的D2D终端，则不向外转发同步信息。由于最大同步等级为M，因此同步等级为M的节点是最后一次同步转发。
实施例4
请参考图4，给出了另一种采用本发明的D2D通信的同步方法的场景拓扑结构示意图。与图3中的场景不同的是，图4中的场景有网络参与。图4中的S节点是根据网络的时钟确定同步时钟，并开始在第一块同步资源上发送同步信息，其同步等级亦为1级。
实施例5
请参考图5，给出本发明采用的D2D通信的同步过程流程图，包括如下步骤：
1)搜索同步参考，如果有可跟随的同步参考，则执行步骤2)，否则转向步骤4)；
2)跟随选出的同步参考，如果满足同步转发条件，则执行步骤3)，否则转向步骤2)；
3)转发来自其跟随的同步参考的同步信息，转向步骤5)；
4)确定同步时钟并发送同步信息；
5)结束。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种D2D通信中的同步方法，其特征在于，包括：
在同步周期T内配置不少于3块的N块同步资源，不同同步等级的D2D终端在不同的同步资源上发送同步信息；所述同步信息包含所携带的同步时钟标识和发送所述同步信息的D2D终端的同步等级；
所述D2D终端的同步等级依据如下方式确定：确定同步时钟且在第1块同步资源上发送同步信息的D2D终端的同步等级为1级；转发同步等级为1级的D2D终端所发送的同步信息的D2D终端的同步等级为2级；以此类推，转发同步等级为M-1级的D2D终端所发送的同步信息的D2D终端的同步等级为M级；其中，M为最大同步等级，M>＝N。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N块同步资源在同步周期内不连续分配，所述N块同步资源的位置信息由系统给出。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N块同步资源在同步周期内不连续但均匀分配，或连续分配，第一块同步资源的位置信息由系统给出，其他同步资源的位置信息根据第一块同步资源的位置信息计算得出。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同同步等级的D2D终端在不同的同步资源上发送同步信息具体包括：
同步等级为1到N级的各D2D终端依次在第1到N块同步资源上发送同步信息；同步等级为N+1到2N级的各D2D终端依次在第1到N块同步资源上发送同步信息；以此类推，直到同步等级为到M级的D2D终端依次在第1到M mod N块同步资源上发送同步信息；其中，表示不大于M/N的最大整数。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述N和M根据实际应用场景设置。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述D2D终端的同步过程包括如下步骤：搜索同步参考，并判断是否有可跟随的同步参考；如果有则跟随选出的可跟随同步参考，否则确定同步时钟并发送同步信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述D2D终端跟随的同步参考满足以下条件至少之一：
所述D2D终端能够收到来自所述同步参考的携带同步时钟的同步信息；
所述同步参考的同步信息的接收能量在时间t1内大于设定的阈值门限1；
所述同步参考的同步信息所包含的同步等级为所有收到的同步信息所包含同步等级中数值最小的。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：当同步信息所包含的同步等级最小的同步参考为一个以上时，则跟随其同步信息的接收能量最大的同步参考。
9.根据权利要求6～8任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：当跟随的同步参考满足同步转发条件时，所述D2D终端转发所述同步参考的同步信息。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述同步转发条件包括：所述同步参考的同步信息的接收能量在时间t2内小于设定的阈值门限2，且阈值门限2大于阈值门限1。
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