CN106912073B - 一种无线通信方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种无线通信方法和设备，具体关于一种在无网络覆盖的用户设备到用户设备通信系统的用户设备中进行同步的方法和设备，包括：所述用户设备扫描已存在的同步源设备的同步信号；以及所述用户设备基于所述同步信号的接收强度和无网络覆盖优先级确定其同步参考设备；其中，所述无网络覆盖优先级表示所述同步源设备在无网络覆盖时的优先级。

Description

一种无线通信方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及无线通信技术领域。

背景技术

在无线通信领域，用户设备到用户设备(Device-to-Devcie简称D2D)通信系统正日益引起业界的兴趣。

在D2D通信系统中，一个重要的问题是设备间的同步。在现有的讨论中，部分系统设备或者D2D用户设备(User Equipment简称UE)会承担同步源(synchronization source简称SS)的角色，向周围发送同步信号(synchronization signals)和同步信道(synchronization channels)。这样，周围的相邻D2D UE就可以获得同步参考信息从而进行相应的D2D通信。

然而，考虑到D2D通信可能发生在蜂窝网络覆盖范围内、部分在蜂窝网络覆盖范围内、在蜂窝网络覆盖范围外。因此作为SS的UE也可能存在不同的情况。例如，当在蜂窝网络覆盖范围内时，D2D的UE可以使用基站作为其同步参考(synchronization reference简称SyncRef)，显然，基站的同步信号最为可靠，因此基站可以看成是第一优先级的SyncRefSS；而那些基于来自第一优先级的基站的同步参考信息来承担SS角色的D2D UE，就成为了第二优先级的SyncRef SS。而在部分蜂窝网络覆盖的情况下，有些D2D UE已经位于网络覆盖范围之外，因此无法接收到第一优先级的SyncRef SS(基站)的同步参考信息，但是可以接收到邻近的第二优先级的SyncRef SS(网络覆盖范围内的UE)的同步参考信息，这时，这一网络覆盖范围之外的UE如果基于上述第二优先级的SyncRef SS同步参考信息来作为一个SS，就成为第三优先级的SyncRef SS。而如果是在网络覆盖范围之外的情况，即D2D UE是基于上述第三优先级的SyncRef SS的同步参考信息或者更低优先级的SyncRef SS或者依据自身的时钟信号独立来作为一个SS的话，该UE就作为第四优先级的SyncRef SS。

本发明主要考虑无网络覆盖的D2D通信。即在这种情况下，系统中只存在第四优先级的SS。而由于作为SS的D2D UE的覆盖范围有限，因此系统中每个SS都只能为一小部分范围提供同步参考信息，结果导致整个D2D系统范围内存在大量互相独立的SS，也就是存在着大量互不同步的同步参考信息。其结果是，当某个UE试图进行D2D通信操作时，可能要面对多个同步参考信息，而UE如何从中选择合适的同步参考就变得非常复杂。现有的方案是UE扫描所有已有的SS，如果存在接收信号强度大于预定阈值的SS时，选择信号强度最大的SS作为其SyncRef。如果所有已有的SS接收信号强度都小于预定阈值，则该UE根据其自身的时钟信号，以一个独立的SS的身份发送同步参考信息。

显然，当系统中D2D UE分布很稀疏，或者系统覆盖范围很大的情况下，由于作为SS的D2D UE的覆盖范围有限，上述方案仍会导致存在很多的独立SS，其同步参考信号互不同步，不能有效解决独立同步源过多的问题。

所以本发明的目标就是寻找一种在无网络覆盖的D2D通信系统的中进行同步的方法；这种方法需要能够使得系统中只存在有限数量的独立SS，还要能尽量扩展每个独立SS的覆盖范围，同时要尽量兼容现有的规范，避免引入过大的系统复杂度。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种新的在无网络覆盖的D2D通信系统的中进行同步的方法。通过为无网络覆盖的SS分配特定的优先级，从而可以使独立SS基于该特定的优先级迅速收敛，从而减少独立SS的数量。

具体地，根据本发明的第一方面，提出了一种在无网络覆盖的用户设备到用户设备通信系统的用户设备中进行同步的方法，包括：所述用户设备扫描已存在的同步源设备的同步信号；以及所述用户设备基于所述同步信号的接收强度和无网络覆盖优先级确定其同步参考设备；其中，所述无网络覆盖优先级表示所述同步源设备在无网络覆盖时的优先级。

优选地，其中，所述第二步进一步包括：如果所有所述同步信号的接收强度均低于第一参数，则所述用户设备确定其自身为所述同步参考设备并确定其自身的所述无网络覆盖优先级以及作为独立同步源设备发送同步信号和同步信道；其中，所述同步信号和同步信道中包括表示其自身的所述无网络覆盖优先级的信息；否则如果存在至少一个所述同步信号的接收强度高于所述第一参数，则所述用户设备将所述至少一个接收强度高于所述第一参数的同步信号中的所述无网络覆盖优先级最高的同步信号中的接收信号强度最高的同步信号所对应的同步源设备确定为所述用户设备的同步参考设备。

更优选地，进一步包括：所述第一参数中包括第二参数，其中，所述第二参数为避免乒乓效应的偏移量。

更优选地，进一步包括：所述用户设备随机确定其自身的所述无网络覆盖优先级。

更优选地，进一步包括：所述用户设备根据以下参数中的至少一项确定其自身的所述无网络覆盖优先级：剩余电量；晶振稳定度；设备持有者级别。

更优选地，进一步包括：所述用户设备通过同步信道中的预留比特表示其自身的所述无网络覆盖优先级的信息。

更优选地，进一步包括：所述用户设备通过同步信号所使用的序列索引值表示其自身的所述无网络覆盖优先级的信息。

更优选地，进一步包括：如果所述用户设备的同步参考设备的同步信号的接收强度低于第三参数，则所述用户设备发送与所述同步参考设备相同的同步信号和同步信道。

更优选地，进一步包括：当满足以下条件中的至少一项时，重新执行第一步和第二步：所述同步参考设备的同步信号的接收强度低于所述第一参数与所述第二参数之差；出现接收强度高于所述第一参数且所述网络覆盖优先级高于所述同步参考设备的同步信号；出现所述网络覆盖优先级等于所述同步参考设备且接收强度减去所述同步参考设备的同步信号接收强度的差值大于第四参数的同步信号，其中，所述第四参数为避免乒乓效应的偏移量。

根据本发明的第二方面，提出了一种在无网络覆盖的用户设备到用户设备通信系统的用户设备中进行同步的设备，包括：扫描模块，用于所述用户设备扫描已存在的同步源设备的同步信号；以及确定模块，用于所述用户设备基于所述同步信号的接收强度和无网络覆盖优先级确定其同步参考设备；其中，所述无网络覆盖优先级表示所述同步源设备在无网络覆盖时的优先级。

优选地，其中，所述确定模块进一步包括：如果所有所述同步信号的接收强度均低于第一参数，则所述用户设备确定其自身为所述同步参考设备并确定其自身的所述无网络覆盖优先级以及作为独立同步源设备发送同步信号和同步信道；其中，所述同步信号和同步信道中包括表示其自身的所述无网络覆盖优先级的信息；否则如果存在至少一个所述同步信号的接收强度高于所述第一参数，则所述用户设备将所述至少一个接收强度高于所述第一参数的同步信号中的所述无网络覆盖优先级最高的同步信号中的接收信号强度最高的同步信号所对应的同步源设备确定为所述用户设备的同步参考设备。

更优选地，进一步包括：所述第一参数中包括第二参数，其中，所述第二参数为避免乒乓效应的偏移量。

更优选地，进一步包括：所述用户设备随机确定其自身的所述无网络覆盖优先级。

更优选地，进一步包括：所述用户设备根据以下参数中的至少一项确定其自身的所述无网络覆盖优先级：剩余电量；晶振稳定度；设备持有者级别。

更优选地，进一步包括：所述用户设备通过同步信道中的预留比特表示其自身的所述无网络覆盖优先级的信息。

更优选地，进一步包括：所述用户设备通过同步信号所使用的序列索引值表示其自身的所述无网络覆盖优先级的信息。

更优选地，进一步包括：如果所述用户设备的同步参考设备的同步信号的接收强度低于第三参数，则所述用户设备发送与所述同步参考设备相同的同步信号和同步信道。

更优选地，还包括判断模块，用于判断是否满足以下条件中的至少一项：所述同步参考设备的同步信号的接收强度低于所述第一参数与所述第二参数之差；出现接收强度高于所述第一参数且所述网络覆盖优先级高于所述同步参考设备的同步信号；出现所述网络覆盖优先级等于所述同步参考设备且接收强度减去所述同步参考设备的同步信号接收强度的差值大于第四参数的同步信号，其中，所述第四参数为避免乒乓效应的偏移量。

本发明中，通过为无网络覆盖的SS分配优先级，使得独立SS的数量可以有效收敛；通过设置非独立SS，可以扩大同步信息的覆盖范围；通过再同步过程，可以适应动态的同步信息变化；而且尽量兼容了现有的规范，从而实现了本发明的目标。

附图说明

通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优势将会更为明显。

图1示出了根据本发明的一种在无网络覆盖的用户设备到用户设备通信系统的用户设备中进行同步的方法的流程图；

图2示出了根据本发明的一种在无网络覆盖的用户设备到用户设备通信系统的用户设备中进行同步的设备的框图。

其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征或装置/模块。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本发明的范围由所附的权利要求所限定。

首先，根据本发明的应用场景，存在一个D2D通信系统，包括多个无网络覆盖的UE。当其中某个UE试图进行D2D通信时，首先该UE需要确定它应当使用何种同步信息，即需要确定该UE的SyncRef。在此基础上，本发明提出，给无网络覆盖的SS分配专门的无网络覆盖优先级，该优先级代表SS在无网络覆盖情况下的优先级，然后UE就可以扫描已有的无网络覆盖的SS的同步信号，并根据接收到的信号强度和上述的无网络覆盖优先级两者结合，确定UE应该使用哪个SS作为其同步参考设备。这就是本发明的基本思想。

在此基础上，根据本发明的一个实施例，UE通过如下方式确定其SyncRef：

第一种情况，UE扫描已有的SS的同步信号，如果接收到的所有信号的接收强度均低于一个预定的阈值，即第一参数；说明在该UE周围不存在可用的SS。因此UE决定将自身作为自己的同步参考设备，不仅如此，该UE还决定其应该作为一个独立的SS，于是UE首先确定其无网络覆盖优先级，然后根据其时钟信号开始向周围发送同步信号和同步信道，并且在发送的同步信号和同步信道中包括了表示其无网络覆盖优先级的信息。

在第一种情况中，作为优选的，第一参数中还可以包括第二参数，其作用是作为接收信号强度标准的偏移量，这样可以有效地避免乒乓效应，确保接收信号强度检测的有效性。

同样作为优选的，当UE确定其无网络覆盖优先级时，可以是随机地确定，例如设定了4个无网络覆盖优先级(0～3)，则UE可以使用随即函数选择0～3中的一个数字作为其无网络覆盖优先级。这一方法适用于存在多个同类型UE的情况。

相对应的，UE也可以根据特定的规则确定其无网络覆盖优先级，这一方法适用于存在多个不同类型UE的情况，举例来说，可以根据UE的剩余电量来确定优先级，剩余电量越多的UE优先级越高；或者可以根据UE的晶振稳定度来确定优先级，晶振稳定度越高的UE优先级越高；或者可以根据UE的持有者级别来确定优先级，持有者级别越高的UE优先级越高等等。

前面已经提到，当UE作为独立SS发送同步信号和同步信道时，需要包括表示其无网络覆盖优先级的信息。这可以通过明示或者暗示两种方法表达。

当使用明示的方法表达时，可以通过同步信道中的预留比特位来表示无网络覆盖优先级，例如设定了4个无网络覆盖优先级(0～3)时，可以通过同步信道中的2位预留比特来表示当前SS的无网络覆盖优先级，而其他的UE在解码该SS的同步信道时，就可以知道当前SS的无网络覆盖优先级是多少。

当使用明示的方法表达时，可以通过同步信号所使用的序列索引值来表示无网络覆盖优先级，例如设定了4个无网络覆盖优先级(0～3)时，可以通过将同步信号使用的序列分为4组(例如使用了168个序列，则序列索引值为0～167，其中索引值0～41代表优先级0，索引值42～83代表优先级1，索引值84～125代表优先级2，索引值126～67代表优先级3)，而其他的UE在接受到该SS的同步信号时，根据该同步信号所使用的序列索引值，就可以知道当前SS的无网络覆盖优先级是多少。

第二种情况，UE扫描已有的SS的同步信号，如果接收到的同步信号中存在接收信号强度高于第一参数的信号，则UE从所有高于第一参数的信号中选出无网络覆盖优先级最高的那些同步信号，在从这些具有同样最高无网络覆盖优先级的信号中选出接收信号强度最高的那个同步信号，将这个同步信号对应的SS作为该UE的同步参考设备。这样确定的同步参考设备就是无网络覆盖优先级最高的SS中信号强度最好的那一个。

在第二种情况中，作为优选的，UE可以判断自身是否需要作为非独立SS转发其参考的独立SS的同步信息，以扩大该同步信息的覆盖范围。具体的步骤是：UE判断其同步参考设备的同步信号接收强度是否低于第三参数，如果是，说明在该UE处其同步参考设备的同步信号强度不高，因此UE需要作为非独立SS以扩大覆盖范围，故UE需要发送与其同步参考设备相同的同步信号和同步信道；否则说明在该UE处其同步参考设备的同步信号强度足够高，那么UE就不需要额外发送同步参考信息了。

通过上述两种情况，UE已经确定了同步参考设备，因此可以开始进行D2D通信操作了。然而为了进一步加快独立SS的收敛，本发明还引入了重同步过程以快速减少独立SS的数量。具体的，重同步过程包括：在完成上述确定同步参考设备的过程之后，UE继续扫描周围的同步信号，如果发现满足以下任意一项条件的情况出现，就重新开始执行上述的确定同步参考设备的步骤。需要满足的条件包括：

1，UE所确定的同步参考设备的同步信号的接收强度低于上述第一参数减去上述第二参数的差值；这种情况说明原来确定的SS的信号强度已经不满足条件，需要重新选择SS；

2，UE发现一个新的SS的同步信号，该信号同时满足接收信号强度高于第一参数，且该新SS的无网络覆盖优先级高于现有的同步参考设备；这种情况说明出现了具有更高优先级的可用的SS，需要选择新的同步参考设备；

3，UE发现一个新的SS的同步信号，该信号同时满足该新SS的无网络覆盖优先级等于现有的同步参考设备，且该新信号的接收信号强度减去现有的同步参考设备的信号接收强度大于第四参数，其中，第四参数是作为偏移量避免乒乓效应，确保新信号强度确实强于现有信号；这种情况说明出现了具有相同优先级的信号更好的SS，需要选择新的同步参考设备。

附图1示出了根据上述实施例进行同步操作的流程图，包括：

S11.所述用户设备扫描已存在的同步源设备的同步信号；

S12.所述用户设备基于所述同步信号的接收强度和无网络覆盖优先级确定其同步参考设备；其中，所述无网络覆盖优先级表示所述同步源设备在无网络覆盖时的优先级。

以下再来结合附图介绍本发明所提供的与上述方法相对应的设备，鉴于其中的单元/装置特征与上述方法中的步骤特征有对应关系，将从简。

附图2示出了根据本发明的一种在无网络覆盖的用户设备到用户设备通信系统的用户设备中进行同步的设备20，所述设备包括：

扫描模块2001，用于所述用户设备扫描已存在的同步源设备的同步信号；

确定模块2002，用于所述用户设备基于所述同步信号的接收强度和无网络覆盖优先级确定其同步参考设备；其中，所述无网络覆盖优先级表示所述同步源设备在无网络覆盖时的优先级。

以上对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于特定的系统、设备和具体协议，本领域内技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。在本发明中，“第一”、“第二”仅表示名称，不代表次序关系。在发明的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。

Claims (14)

1.一种在无网络覆盖的用户设备到用户设备通信系统的用户设备中进行同步的方法，包括：

a.所述用户设备扫描已存在的同步源设备的同步信号；以及

b.所述用户设备基于所述同步信号的接收强度和无网络覆盖优先级确定其同步参考设备；其中，所述无网络覆盖优先级表示所述同步源设备在无网络覆盖时的优先级；

其中，所述步骤b进一步包括：

bl.如果所有所述同步信号的接收强度均低于第一参数，则所述用户设备确定其自身为所述同步参考设备并确定其自身的所述无网络覆盖优先级以及作为独立同步源设备发送同步信号和同步信道；其中，所述同步信号和同步信道中包括表示其自身的所述无网络覆盖优先级的信息；否则

bl’.如果存在至少一个所述同步信号的接收强度高于所述第一参数，则所述用户设备将所述至少一个接收强度高于所述第一参数的同步信号中的所述无网络覆盖优先级最高的同步信号中的接收信号强度最高的同步信号所对应的同步源设备确定为所述用户设备的同步参考设备；

其中所述步骤bl’进一步包括：

如果所述用户设备的同步参考设备的同步信号的接收强度低于第三参数，则所述用户设备发送与所述同步参考设备相同的同步信号和同步信道。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤bl进一步包括：

所述第一参数中包括第二参数，其中，所述第二参数为避免乒乓效应的偏移量。

3.根据权利要求1所述的方法，所述步骤bl进一步包括：

所述用户设备随机确定其自身的所述无网络覆盖优先级。

4.根据权利要求1所述的方法，所述步骤bl进一步包括，所述用户设备根据以下参数中的至少一项确定其自身的所述无网络覆盖优先级：

剩余电量；

晶振稳定度；

设备持有者级别。

5.根据权利要求1所述的方法，所述步骤bl进一步包括：

所述用户设备通过同步信道中的预留比特表示其自身的所述无网络覆盖优先级的信息。

6.根据权利要求1所述的方法，所述步骤bl进一步包括：

所述用户设备通过同步信号所使用的序列索引值表示其自身的所述无网络覆盖优先级的信息。

7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤b后还包括，当满足以下条件中的至少一项时，重新执行步骤a和步骤b:

所述同步参考设备的同步信号的接收强度低于所述第一参数与所述第二参数之差；

出现接收强度高于所述第一参数且所述网络覆盖优先级高于所述同步参考设备的同步信号；

出现所述网络覆盖优先级等于所述同步参考设备且接收强度减去所述同步参考设备的同步信号接收强度的差值大于第四参数的同步信号，其中，所述第四参数为避免乒乓效应的偏移量。

8.一种在无网络覆盖的用户设备到用户设备通信系统的用户设备中进行同步的设备，包括：

扫描模块，用于所述用户设备扫描已存在的同步源设备的同步信号；以及

确定模块，用于所述用户设备基于所述同步信号的接收强度和无网络覆盖优先级确定其同步参考设备；其中，所述无网络覆盖优先级表示所述同步源设备在无网络覆盖时的优先级；

其中，所述确定模块进一步用于：

如果所有所述同步信号的接收强度均低于第一参数，则所述用户设备确定其自身为所述同步参考设备并确定其自身的所述无网络覆盖优先级以及作为独立同步源设备发送同步信号和同步信道；其中，所述同步信号和同步信道中包括表示其自身的所述无网络覆盖优先级的信息；否则

如果存在至少一个所述同步信号的接收强度高于所述第一参数，则所述用户设备将所述至少一个接收强度高于所述第一参数的同步信号中的所述无网络覆盖优先级最高的同步信号中的接收信号强度最高的同步信号所对应的同步源设备确定为所述用户设备的同步参考设备；

其中所述设备进一步包括：

发送模块，用于如果所述用户设备的同步参考设备的同步信号的接收强度低于第三参数，则所述用户设备发送与所述同步参考设备相同的同步信号和同步信道。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，进一步包括：

所述第一参数中包括第二参数，其中，所述第二参数为避免乒乓效应的偏移量。

10.根据权利要求8所述的设备，进一步包括：

所述用户设备随机确定其自身的所述无网络覆盖优先级。

11.根据权利要求8所述的设备，进一步包括，所述用户设备根据以下参数中的至少一项确定其自身的所述无网络覆盖优先级：

剩余电量；

晶振稳定度；

设备持有者级别。

12.根据权利要求8所述的设备，进一步包括：

所述用户设备通过同步信道中的预留比特表示其自身的所述无网络覆盖优先级的信息。

13.根据权利要求8所述的设备，进一步包括：

所述用户设备通过同步信号所使用的序列索引值表示其自身的所述无网络覆盖优先级的信息。

14.根据权利要求9所述的设备，还包括判断模块，用于判断是否满足以下条件中的至少一项：

所述同步参考设备的同步信号的接收强度低于所述第一参数与所述第二参数之差；

出现接收强度高于所述第一参数且所述网络覆盖优先级高于所述同步参考设备的同步信号；

出现所述网络覆盖优先级等于所述同步参考设备且接收强度减去所述同步参考设备的同步信号接收强度的差值大于第四参数的同步信号，其中，所述第四参数为避免乒乓效应的偏移量。

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