CN106817745B - 一种集群dmo用户设备寻呼与反馈方法 - Google Patents

一种集群dmo用户设备寻呼与反馈方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种集群脱网直通(DMO)用户设备寻呼与反馈方法，包括：主叫DMO用户设备在寻呼时间窗口通过广播控制信道发送寻呼消息，所述寻呼消息包括本次呼叫的主叫用户设备标识、被叫用户设备标识以及本次呼叫对应的专用信道标识；空闲状态DMO用户设备在监听窗口监听广播控制信道，若监听到寻呼消息，解析所述寻呼消息中的被叫用户设备标识是否为本用户设备标识，若是，在寻呼应答时间窗口发送反馈消息；主叫DMO用户设备在寻呼应答时间窗口接收并解析反馈消息，根据解析结果在本次呼叫对应的专用信道建立与被叫DMO用户设备的通信链路。该方案能够减轻空闲状态用户设备的处理复杂度，节约空闲状态的用户设备功耗。

Description

一种集群DMO用户设备寻呼与反馈方法
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，特别涉及脱网直通(DMO)通信，尤其涉及一种集群DMO用户设备(UE)寻呼与反馈方法。
背景技术
现有技术中的LTE端到端(D2D)通信系统中选择无线资源方法主要包括如下两种模式：
模式一，是有基站调度的资源利用方法。基站信号覆盖区域内的无线资源由基站集中控制，不存在资源冲突的问题。这时需要基站信号覆盖，需要基站介入D2D通信。但是，在典型的脱网直通(DMO)通信场景里是没有基站覆盖的，因此这种方法不适用于DMO场景。
模式二，没有基站集中式控制，UE自行随机选择无线资源，载荷数据包的冲突无法避免。为了提高D2D通信链路的可靠性，主要是利用多次重复传输。每个PSCCH周期(SC)，媒体接入控制(MAC)协议数据单元(PDU)4次重复传输为1组。多用户设备(UE)之间随机选取不同的时间资源图样(TRP，time resource pattern)发送。在一个TRP里面，每个UE留出若干sidelink子帧避让其它UE发送的数据。一旦发生碰撞，在下一个PSCCH周期里，倾听UE选用新的随机TRP。即使这样，还是不能保证免于再次碰撞。
在无中心控制的环境里，多个UE自行选择无线资源，发起呼叫会有碰撞概率。2种典型的场景如下：2个呼叫同时发起，自行选择资源，会有资源冲突概率；或者组呼内部的话语权转换，多个被叫UE抢话语权，也会有资源冲突概率。
由上述的描述可知，D2D模式二对应的无中心控制的无线资源选择方法没有碰撞解析机制，资源冲突不能检测，用重复和TRP随机图样规避冲突，提高成功率。数据包重传多，频谱效率低，延迟大，不可靠，只能在发生地震等灾难的公共安全应急场景里用宽带资源不可靠传送数据量很少的语音业务。
D2D模式二没有寻呼机制和非连续接收(DRX，Discontinuous Reception)机制。发送方的Sidelink控制信息(SCI，sidelink Control Information)被所有UE解调，SCI里面的8比特的群组目的标识(Group destination ID)为UE是否被叫的相关信息。对于接收UE来说，为了保证收到信息，接收池配得比发送池大4倍，这就导致接收UE的所有可能的发送池都配成接收池。接收UE检测的负荷高，耗电高，电池效率低。
发明内容
本申请提供了一种集群DMO用户设备寻呼与反馈方法，能够减轻空闲状态用户设备的处理复杂度，节约空闲状态的用户设备功耗。
本申请实施例提供的一种集群DMO用户设备寻呼与反馈方法，包括：
主叫DMO用户设备在寻呼时间窗口通过广播控制信道发送寻呼消息，所述寻呼消息包括本次呼叫的主叫用户设备标识、被叫用户设备标识以及本次呼叫对应的专用信道标识；
空闲状态DMO用户设备在监听窗口监听广播控制信道，若监听到寻呼消息，解析所述寻呼消息中的被叫用户设备标识是否为本用户设备标识，若是，在寻呼应答时间窗口发送反馈消息；
主叫DMO用户设备在寻呼应答时间窗口接收并解析反馈消息，根据解析结果在本次呼叫对应的专用信道建立与被叫DMO用户设备的通信链路。
可选地，所述主叫DMO用户设备在系统无线帧的固定时频位置广播发送寻呼消息。
可选地，主叫DMO用户设备在发送寻呼消息的无线帧发送同步信号；以及被叫DMO用户设备在发送反馈消息的无线帧发送同步信号。
可选地，所述主叫DMO用户设备发送寻呼消息的最小寻呼周期为10毫秒，N个寻呼周期构成一次完整的寻呼过程。
可选地，所述N＝4。
可选地，空闲状态DMO用户设备接收并解析寻呼消息为：对每次接收的寻呼消息独立解码，或者接收多次寻呼信号后累加解码；和/或，
主叫DMO用户设备接收并解析反馈消息为：对每次接收的反馈消息独立解码，或者接收多次反馈信号后累加解码。
可选地，所述寻呼应答时间窗口为接收到寻呼消息的下一个无线帧。
可选地，所述寻呼应答时间窗口为一次完整的寻呼过程中接收到最后一个寻呼消息后连续的N个无线帧。
可选地，所述反馈消息在频率域上位于广播控制信道或者呼叫的专用信道。
可选地，所述寻呼周期是同步信号周期的整数倍。
可选地，寻呼应答时间窗口的起始位置由被叫UE标识模M的结果决定，其中M为大于或等于2的自然数。
可选地，主叫DMO用户设备发起一次寻呼过程前，在倾听窗口判断已被占用的专用资源，选择还未使用的专用信道作为呼叫的专用信道。
可选地，所述倾听窗口的长度设置为等于非连续接收DRX周期。
可选地，所述寻呼时间窗口的周期设置为DRX周期的M倍。
从以上技术方案可以看出，通过主叫DMO UE到被叫DMO UE之间的寻呼以及反馈过程，主叫UE可以找到被叫UE，建立通信链路；通过合理的寻呼周期，空闲状态UE定期接收寻呼信道，其它时间处于节电休眠状态，从而达到节约功耗的目的。本申请方案基于广播控制信道承载被叫UE标识信息的寻呼机制设计，保证寻呼消息的广播特点；通过寻呼与反馈过程，完成DMO主叫UE无线信道选择冲突解决；在一些实施例中，寻呼与反馈过程也是主叫DMOUE与被叫DMO UE之间完成相互同步的过程；合理的寻呼与应答窗口机制，可以节约空闲状态UE的功耗；减轻空闲状态UE的处理复杂度。
附图说明
图1为本申请实施例提供的集群DMO用户设备寻呼与反馈方法流程示意图；
图2为本申请的一个实施例中1次完整的寻呼过程包括4次交错分布的寻呼与反馈的示意图；
图3为本申请的另一个实施例中1次完整的寻呼过程包括4次连续分布的寻呼与4次连续分布的反馈的示意图
图4为系统同步周期为40ms时的一种寻呼应答时间窗口模式示意图；
图5为主叫DMO UE发起寻呼前的等待时间示意图。
具体实施方式
本申请提供一种集群DMO用户设备寻呼与反馈方法，通过主叫DMO UE到被叫DMOUE之间的寻呼以及反馈过程，主叫UE可以找到被叫UE，建立通信链路；通过合理的寻呼周期，空闲状态UE定期接收寻呼信道，其它时间处于节电休眠状态，从而达到节约功耗的目的。
本申请设计了寻呼信道与寻呼窗口周期，发起呼叫与初始接入过程，并且设计合理的倾听窗口和发射窗口解决资源冲突，确定每个呼叫链路的无线资源。
为使本申请技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实施例对本申请技术方案进行详细阐述。
本申请实施例提供的集群DMO用户设备寻呼与反馈方法流程如图1所示，包括如下步骤：
步骤101：主叫DMO UE在寻呼时间窗口通过广播控制信道发送寻呼消息，所述寻呼消息包括本次呼叫的主叫UE标识、被叫UE标识以及本次呼叫对应的专用信道标识。
步骤102：空闲状态DMO UE在监听窗口监听广播控制信道，若监听到寻呼消息，解析所述寻呼消息中的被叫UE标识是否本用户设备标识，若是，在寻呼应答时间窗口发送反馈消息。
步骤103：主叫DMO用户设备在寻呼应答时间窗口接收并解析反馈消息，根据解析结果在本次呼叫对应的专用信道建立与被叫DMO用户设备的通信链路。
本申请的一个实施例中，主叫DMO UE在系统无线帧的固定时频位置广播发送寻呼消息。
例如，使用系统带宽的中间6个资源块(RB)，最小寻呼周期10毫秒(ms)。N个周期构成一次完整的寻呼过程。类似LTE MIB信息的发送方法。寻呼信道因为没有先验信息，差错编码保护等级都较高：一般不低于系统信息或者MIB信息的编码保护级别。
根据本申请的一个实施例，主叫DMO UE在广播控制信道上发送的寻呼消息包括：本次呼叫的被叫UE标识、主叫UE标识以及呼叫的专用信道标识。被叫UE标识用于空闲状态UE的寻呼过程。所述被叫UE标识和主叫UE标识用于唯一区分用户设备，可以是终端的呼叫号码，或者其他各种无线终端标识。DMO UE处于非发送状态时，可以接收同步信息和广播控制信道。通过广播控制信道的寻呼机制，空闲状态DMO UE只需要检测广播控制信道，而不是粒度更细的SCI消息，负荷相对合理。
对比来说，现有技术(Rel12D2D)没有定义寻呼信道，而是根据发送UE的SCI里面的“Group destination ID–8bits”信息确定是否被叫UE。空闲状态D2D UE需要解调每个SCI信息。UE接收池比发送池定义得大4倍，接收池对应的SCI都要检测，就是为了不漏掉发给自己的数据包。
寻呼与应答是一个多次重复的过程。因为，DMO UE是分布式的。被叫DMO UE距离主叫DMO UE的距离不一定。被叫DMO UE收到寻呼消息需要的链路增益不同，甚至距离太远而不能接入。
作为寻呼信道覆盖范围与占用无线资源的折衷，本申请的一个实施例中选择一个寻呼过程中寻呼消息发送4次(在其他实施例中寻呼消息的发送次数不限定4次)。空闲状态DMO UE对每次接收的寻呼消息可以独立解码。或者接收多次寻呼信号后累加解码，获得重传的时间分集增益与编码增益，提高抗干扰和覆盖范围。对应地，反馈信号也是多次发送，并且主叫DMOUE可以每次接收反馈信号独立解码，或者接收多次反馈信号累加后解码。
如图2所示，寻呼时间窗口和寻呼应答时间窗口依次交错，寻呼应答时间窗口为接收到寻呼消息的下一个无线帧。每次主叫DMO UE的寻呼信号之后，在下一个无线帧都有对应的被叫DMO UE的反馈信号。这种时序的好处是，有些被叫UE很快就可以正确解调寻呼消息，所以可以尽快反馈。解码比较困难的UE，在寻呼信号累加解码正确后，也可以发送反馈信号。1个寻呼过程中，大部分被叫UE后面的反馈UE越来越少，多用户干扰也会减少，有利于主叫UE正确接收信号比较差的被叫UE的反馈消息。
图3表示本申请另一个实施例提供的寻呼过程的时序关系。寻呼应答时间窗口为一次完整的寻呼过程中接收到最后一个循环消息后连续的N个无线帧。1次完整的寻呼过程包括4次连续分布的寻呼与4次连续的反馈。这种反馈的时机较晚，要等到4次寻呼发完之后。
如图3或图4所示，主叫DMO UE在发送寻呼消息的无线帧发送同步信号；以及被叫DMO UE在发送反馈消息的无线帧发送同步信号。
如图4所示，如果对应其它的系统同步周期(例如40ms)，可以有其它的寻呼应答时间窗口模式。
根据本申请的不同实施例，寻呼信道与反馈信道的频率域位置可以是相同的，也可以在不同的频率域位置。例如，寻呼消息在主叫UE的广播控制信道上，占用系统带宽中间6RB。被叫UE的反馈消息可以放到被叫UE的广播控制信道(如图2所示)，或者呼叫的专用信道上(如图3所示)。如果反馈消息放在呼叫的专用信道上，呼叫之间频分复用，带内干扰更小一些。
在DMO/D2D系统中，同步信号的最小周期是10ms。一次完整的同步包括4次子帧发送。寻呼信号与同步信号的间隔在10ms(一个无线帧)内。寻呼周期与同步周期有一定约束关系。寻呼周期是同步信号周期的整数倍。寻呼信号的接收必须在被叫DMO UE同步完成之后，主叫DMO UE与被叫DMO UE完成同步后，主叫DMO UE才能接收反馈信号。所以，图2、图3所示的1次寻呼过程需要80ms。由以上分析可知，DMO的DRX周期可以是80ms的整数倍。寻呼时间窗口的周期为DRX周期的整数倍。
不同被叫UE发送反馈消息的具体时刻可以分布在寻呼应答时间窗口内的不同子帧。较佳地，寻呼应答时间窗口的子帧位置由被叫UE标识模M的结果决定，M为大于或等于2的自然数，通常情况下，M的取值在2到8之间。寻呼时间窗口的周期设置为DRX周期的M倍。
在一个实施例中，为了折衷节电性能与呼叫建立时间的要求，假设选定DMO的DRX周期是80ms。被叫UE标识模2余数为0的寻呼在80ms的偶数倍周期里面寻呼，模2余数为1的寻呼在80ms的奇数倍周期里面寻呼。这样，空闲状态DMO UE就知道在合适的子帧位置去接收寻呼信道。判断有没有与自己有关的呼叫。在该实施例中，寻呼时间窗口的周期为DRX周期的2倍。
在另一实施例中，假定DRX的周期是160ms，被叫UE标识模3取余数，即可确定被叫DMO UE的寻呼窗口。在该实施例中，寻呼时间窗口的周期为DRX周期的3倍。
DRX机制在帮助空闲状态DMO UE节电的同时，对空闲状态DMO UE分组寻呼，也减轻了寻呼信道的容量要求和带内干扰。
根据本申请的又一实施例，在主叫DMO UE发起一次寻呼过程前，需要在倾听窗口判断已被占用的专用信道资源(寻呼过程占用的专用信道和正常通信占用的专用信道)，选择还未使用的专用信道作为呼叫的专用信道。所述倾听窗口位于自身寻呼窗口之前。
主叫DMO UE在发起呼叫之前，在倾听窗口接收邻近主叫DMO UE的同步序列与广播控制信道，选择还未使用的专用信道资源。已经正常通信的呼叫，占用一些专用子信道；相邻的寻呼过程，也正在占用一些专用信道。主叫UE需要判断以上两类占用的专用信道，选择未占用的专用信道标识，将所述未占用的专用信道标识包括到寻呼信息中。
在本申请的一个实施例中，DRX周期是80ms，主叫UE在发起寻呼之前的倾听窗口长度可以设置为等于DRX周期。
主叫DMO UE按下PTT键的时间不同，寻呼发起的时间点不同，等待时间也不同。对于80ms DRX周期，被叫UE标识模2余0，不同情况的等待时间如图5所示，501所示情形，主叫DMO UE按下PPT的时刻距离下一个寻呼窗口大于80ms，主叫DMO UE只需要等待到下一个模2余0的寻呼窗口即可发起寻呼；502所示的情形，主叫DMO UE按下PPT的时刻距离下一个最近的寻呼窗口不足80ms，主叫DMO UE需要等待到下下个模2余0的寻呼窗口再发起寻呼。
假定DMO UE的通信业务模型：20％的时间通信，80％的时间空闲，通信时间中有10％发射200mW，10％接收。没有寻呼周期和DRX周期的设计，功耗是123单位。有80ms寻呼周期的功耗是44.8单位。每个手机的平均功耗相差3倍左右。
寻呼对于延长待机时间，网络节能的意义很明显。分组寻呼也可以限制并发容量，降低系统内干扰，减小电路规模，提高解码成功率。
本申请方案具有以下显著优点：
基于广播控制信道承载被叫UE标识信息的寻呼机制设计，保证寻呼消息的广播特点；
通过寻呼与反馈过程，完成DMO主叫UE无线信道选择冲突解决；
寻呼与反馈过程也是主叫DMO UE与被叫DMO UE之间完成相互同步的过程；
合理的寻呼与应答窗口机制，可以节约空闲状态UE的功耗；减轻空闲状态UE的处理复杂度；
本申请方法也可以用于LTE D2D或者M2M通信。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请的保护范围，凡在本申请技术方案的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种集群脱网直通DMO用户设备寻呼与反馈方法，其特征在于，包括：
主叫DMO用户设备在寻呼时间窗口通过广播控制信道发送寻呼消息，所述寻呼消息包括本次呼叫的主叫用户设备标识、被叫用户设备标识以及本次呼叫对应的专用信道标识；
空闲状态DMO用户设备在监听窗口监听广播控制信道，若监听到寻呼消息，解析所述寻呼消息中的被叫用户设备标识是否为本用户设备标识，若是，在寻呼应答时间窗口发送反馈消息；
主叫DMO用户设备在寻呼应答时间窗口接收并解析反馈消息，根据解析结果在本次呼叫对应的专用信道建立与被叫DMO用户设备的通信链路；
所述主叫DMO用户设备发送寻呼消息的最小寻呼周期为10毫秒，N个寻呼周期构成一次完整的寻呼过程；
空闲状态DMO用户设备接收并解析寻呼消息为：对每次接收的寻呼消息独立解码，或者接收多次寻呼信号后累加解码；和/或，
主叫DMO用户设备接收并解析反馈消息为：对每次接收的反馈消息独立解码，或者接收多次反馈信号后累加解码。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主叫DMO用户设备在系统无线帧的固定时频位置广播发送寻呼消息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，主叫DMO用户设备在发送寻呼消息的无线帧发送同步信号；以及被叫DMO用户设备在发送反馈消息的无线帧发送同步信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N＝4。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述寻呼应答时间窗口为接收到寻呼消息的下一个无线帧。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述寻呼应答时间窗口为一次完整的寻呼过程中接收到最后一个寻呼消息后连续的N个无线帧。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反馈消息在频率域上位于广播控制信道或者呼叫的专用信道。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述寻呼周期是同步信号周期的整数倍。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，寻呼应答时间窗口的起始位置由被叫UE标识模M的结果决定，其中M为大于或等于2的自然数。
10.根据权利要求1所述方法，其特征在于，主叫DMO用户设备发起一次寻呼过程前，在倾听窗口判断已被占用的专用资源，选择还未使用的专用信道作为呼叫的专用信道。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述倾听窗口的长度设置为等于非连续接收DRX周期。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述寻呼时间窗口的周期设置为DRX周期的M倍。
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