CN110248406B - 用于在无网络覆盖下设备到设备通信中的初始同步和冲突避免的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种第一设备用于使能设备到设备无线链路的方法，所述方法检测在第一时间段中是否接收到第二设备的存在信号，所述第二设备的存在信号具有时隙边界；以及如果没有检测到所述第二设备的存在信号，则由所述第一设备发起时隙边界，包括：在选定时隙中发送所述第一设备的第一存在信号；以及检查对所述第一存在信号的确认。

Description

用于在无网络覆盖下设备到设备通信中的初始同步和冲突避 免的方法和系统
本申请是国际申请日为2014年8月8日、申请号为201480044812.4、发明名称为“用于在无网络覆盖下设备到设备通信中的初始同步和冲突避免的方法和系统”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及无线设备到设备(D2D)通信，并且具体涉及无控制网络基础设施节点下的设备到设备通信。
背景技术
在当前的无线网络场景中，设备通常将与向设备提供服务的网络基础设施节点(如基站或接入点)通信，其于是将允许与其他设备通信，所述其他设备包括由相同的网络基础设施节点服务的那些设备或者由其他网络基础设施节点服务的设备。然而，这样的通信在不存在来自基础设施节点的无线网络覆盖的某些区域(例如，没有无线网络部署的偏远区域或已遭受无线网络基础设施破坏的区域)可能不能实现。此外，即使在无线网络覆盖存在的地方，可能不期望使用网络基础设施节点的通信。例如，在一般的通信系统中，直接的D2D数据传输与当前网络相比可以提供对无线电资源的更有效的利用。。
设备到设备通信是在两个无线设备或用户设备(UE)之间的通信，其中通信直接在UE之间进行，并且不通过网络基础设施节点来进行。D2D通信的使用可以针对紧急和非紧急两种情况。例如，第一响应者和公共安全成员可以使用D2D通信以在设备之间通信。这在没有网络覆盖的情况下(如偏远地区或建筑物内部)可以是有用的。然而，即使在网络覆盖区域中，在某些情况下，在公共安全的情况下也可期望D2D通信。
在非紧急情况下，彼此靠近的朋友可能希望相互间直接通信。其他情况包括人机交互，比如停车计时器向范围内的移动无线设备说话以帮助移动无线设备的用户找到空闲的停车位。机器到机器通信也是可能的，例如，温度/湿度/压力传感器将记录的数据传送给控制器设备。其他例子是可能的。所涉及的设备可以是固定的或移动的。
然而，设备的用于在没有网络基础设施单元的情况下与其他设备进行通信的操作存在挑战，因为这种通信不存在集中控制。
附图说明
参考附图将更好地理解本公开内容，其中：
图1是示出在时隙内提供存在信号的框图；
图2是示出时隙的框图，在所述时隙中第一无线电帧被用于发送存在信号而第二无线电帧被用于发送确认；
图3是示出在发现时段内单个载波用于发送存在信号和确认的框图；
图4是示出两个载波的框图，第一载波用于发送存在信号而第二载波用于发送确认；
图5是示出用于发送主同步信号、次同步信号和确认的无线电帧的框图；
图6是示出用于不同设备的多个无线电帧的框图；
图7是示出用于发送主同步信号、辅同步信号和确认的SC-FDMA无线电帧的框图；
图8是示出用于实现本公开的一个实施例的设备处理的流程图；
图9是示出对时隙边界的设置的框图；
图10是示出对未使用时隙的选择的框图；
图11是具有不同数量的设备和不同数量的最大设备的多个网络的收敛的曲线图；
图12是示出时隙边界未对齐的框图；
图13是示出随机隐藏节点问题的框图；
图14是示出用于可能发生链路故障的实施例的过程的流程图；
图15是示出用于示例边界建立框的功能的流程图；
图16是示出用于示例PS发送框的功能的流程图；
图17是示出用于示例确认发送框的功能的流程图；
图18是具有不同数量的设备和不同数量的最大设备的多个网络的收敛的曲线图；以及
图19是可与本公开的实施例一起使用的示例用户设备的框图。
具体实施方式
本公开提供一种在第一设备处用于使能设备到设备无线链路的方法，所述方法包括：检测在第一时间段中是否接收到第二设备的存在信号，所述第二设备的存在信号具有时隙边界；以及如果没有检测到所述第二设备的存在信号，则由所述第一设备发起时隙边界，包括：在选定时隙中发送所述第一设备的第一存在信号。
所述方法还包括：检查对所述第一存在信号的确认。
本公开还提供了一种用于使能设备到设备无线链路的设备，所述设备包括：处理器，其中所述处理器被配置成：检测在第一时间段中是否接收到第二设备的存在信号，所述第二设备的存在信号具有时隙边界；以及如果没有检测到所述第二设备的存在信号，则由所述第一设备发起时隙边界，包括：在选定时隙中发送所述第一设备的第一存在信号；以及检查对所述第一存在信号的确认。
本公开还提供一种在第一设备处用于使能设备到设备无线链路的方法，所述方法包括：侦听信道上的存在信号，所述存在信号包括至少一个序列；以及当检测到所述存在信号时，发送对所述存在信号的确认；以及通过使用所述存在信号的所述至少一个序列，和与所述存在信号相关联的时隙边界对齐。
本公开还提供了一种用于使能设备到设备无线链路的设备，所述设备包括：处理器，其中所述处理器被配置成：侦听信道上的存在信号，所述存在信号包括至少一个序列；以及当检测到所述存在信号时，发送对所述存在信号的确认；以及通过使用所述存在信号的所述至少一个序列，和与所述存在信号相关联的时隙边界对齐。
本公开还提供一种在设备处用于使能设备到设备无线链路的方法，所述方法包括：侦听信道上的来自另一设备的存在信号；以及在所述信道上发送存在信号以建立时隙边界，其中所述存在信号的发送使得另一设备能够与所建立的时隙边界对齐。
本公开还提供了一种用于使能设备到设备无线链路的设备，所述设备包括：处理器，其中所述处理器被配置成：侦听信道上的来自另一设备的存在信号；以及在所述信道上发送存在信号以建立时隙边界，其中所述存在信号的发送使得另一设备能够与所建立的时隙边界对齐。
设备到设备应用和服务，在此也称为基于邻近度的应用和服务，代表新兴的社会和技术趋势。在这方面，第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)架构正在演进到包括这种服务，其将允许3GPP业服务于发展中的市场，且同时服务于各种公共安全团体的迫切需求。
然而，在无集中控制器的情况下实现设备之间的网络存在各种问题。关于设备到设备通信的一个问题在于：在网络覆盖范围之外的设备的发现，以及设备彼此通信的能力。特别地，目前还没有办法实现在不具有控制网络单元的自组织(ad hoc)网络中的可靠的设备发现。这种发现允许网络中的设备持续地知道它们能够与之直接通信的其他设备的存在。此外，对于信号发送，目前没有明确的方式来建立在缺少任何网络基础设施的情况下针对长期演进正交频分复用(OFDM)或单载波频分多址(SC-FDMA)符号发送或接收的公共时间帧同步。
D2D通信的另一个问题涉及使用时隙的固定长度传输。设备发送的周期性的发现信号可能占据不足一个时隙(TS)，并且目前不清楚如何建立时隙边界和无线电帧定时以对齐在ad-hoc网络中的众多装置的传输。
如本文所使用的，时隙是可被设备用于与其他设备通信的固定长度的时间窗的通用术语，并且不同于在LTE规范中使用的“隙(slot)”。
另一个问题在于：目前，设备不检测和解决当两个或更多个设备都选择相同的初始时隙用于发送时设备到设备通信的潜在的上行链路传输冲突。因此，在本文中提供一种冲突解决方法。
因此本公开提供针对在网络覆盖范围之外的设备到设备通信的无线网络初始化。具体地，本公开解决：一组设备可以如何发现彼此，定义时隙边界，分配每个设备的发送时隙，避免并解决冲突，以及彼此同步等等。这些初始化步骤发生在设备能够进行彼此之间的数据通信之前。此外，本文描述的实施例适用于完全连接的网络或部分连接的网络(如不是所有的设备都能够从网络中的所有其他设备接收传输的网络)。
虽然本公开提供了利用LTE架构的示例，但是本文描述的实施例并不局限于这种架构，而是同样可以使用其他网络架构。本文提供的技术和示例因此可被扩展到除3GPP长期演进(LTE)之外的技术。
当系统处于发现阶段时，设备未连接到网络，并且因此可能还没有建立同步。根据本发明的一个实施例，为了解决这个问题，设备可以周期性地发送具有固定长度的存在信号(PS)，其可以在时隙内发送。下面提供这种存在信号的配置。
在接收到可识别的PS时，可以向发送该PS的设备发送确认信号(ACK)。该ACK，如下所述，被设计成使得多个接收器可以通过发送相同的ACK来对PS做出响应。此外，根据本公开，提供了一种算法来将设备对齐到相同的时隙边界。注意，尽管这里的描述将集中于作为示例的确认(ACK)，但是也可以涉及相同的传输来发送否定确认(NACK)。例如，该传输可以使用两种可能的序列(例如，ACK使用全零序列，而NACK使用全1序列)。尽管也可以使用NACK来支持PS传输，但是为简单起见，讨论主要集中于ACK。意图在于：网络建立中的NACK的使用由本文描述的过程和协议所涵盖。
根据又一个实施例，为了获得针对LTEOFDM/SC-FDM符号发送/接收的时间频率同步，本公开提供了使用LTE中使用的现有的主同步信号(PSS)来检测时隙内的符号边界。
根据又一个实施例，TS级同步可以通过允许第一发射设备建立用于网络中的其他设备的TS边界参考的过程来实现。通过这样做，可以建立划分时隙的时分双工(TDD)系统。
根据又一个实施例，为了检测同一时隙上的多个PS信号的传输，随机跳频辅同步信号(SSS)方案用于向每个周期中的存在信号分配新的SSS。这里，周期是指相关设备所使用的作为用于发送和接收信号的时间参考的时间帧。例如，某些信号(例如，广播信号)可以规律性地每个周期重复一次或每整数个周期重复一次。在本申请中，周期也被称为帧。接收设备可以与可能的SSS逐个相关，并且检测PS信号的多个传输。
根据又一个实施例，提供用于UE周期性地发送存在信号和从邻居获得确认的协议。例如，发送设备在接收到至少一个ACK的情况下将持续使用其当前使用的时隙，而在一段时间没有接收到ACK的情况下将跳转到新的空闲时隙。一旦系统收敛到稳定状态，所有的UE可以周期性地广播其PS，避免冲突。因此，上述算法可被完全分发。
如本文所使用的，移动设备、设备、用户设备其他这种术语是可互换的，并且是指能够建立设备到设备通信的设备。
现在参考图1。为了允许网络中的设备持续知道它们能够与之通信的其他设备的存在，根据本公开的一个实施例，每个设备发送基本上是周期性的存在信号。尽管当设备首次开始发送时，该存在信号可能与其他设备的存在信号冲突，但是在下文描述的竞争解决过程之后，每个设备发送的PS在时隙中是唯一的。以这种方式，每个设备可被它的对等设备单独识别，只要该设备是激活的，并且每个设备能够在无连续的冲突解决的情况下获得专用的时间-频率资源。
根据本公开，发现信号涉及两个信号之一。形成发现信号的第一信号是存在信号，其由设备发出。设备广播其PS以通知它的存在，并进一步预留时隙。第二个发现信号是设备接收到确认信号(ACK)。解码PS的设备的全部或子集广播ACK以指示对时隙的同意。
因此，如图1中所示，特定时隙110可以每时隙具有一个单元(如由参考标号120所示)或每时隙具有两个单元(如参考标号130所示)。在图1的任一实施例中，每个单元包含同步信号140、发现信号142(其可以包括存在信号或确认中的任一个)、以及数据有效载荷144。
多个时隙被组合以形成发现时段150，并且用于发现信号的周期性的发现时段时间被定义为每个发现时段的时隙数目(NMax)乘以每个时隙(TS)的时间。发现时段可以具有与帧相同的长度。帧被用作用于初始发现和随后的数据通信二者的时间参考。
因此，根据本公开，在每个发现时段上重复发现信号。每个发现时段由NMax个时隙构成，其中在任何给定的时隙上设备能够发送或接收无线电帧。所述NMax可以表示根据所设计的架构能够发现的UE的最大数目。
在设备发现彼此之前，数据有效载荷时间单元144保持为空。
根据本公开，描述了两个系统设计。然而，这样的系统仅仅是示例，并且也可以使用其他系统。在第一系统中，提供单载波频率时分双工系统，其中每时隙使用两个单元。在第二系统中，提供双载波频率时分双工系统，其中每时隙仅一个单元。
单载波频率TDD系统
根据一个实施例，UE操作在针对发送和接收二者仅使用一个载波频率(例如，上行链路信道或下行链路信道，例如在LTE中定义的那样)的D2D模式下。如本文使用的，上行链路的定义与蜂窝系统中的类似，其中上行链路是指从设备进行的发送。类似地，下行链路涉及在设备处接收的信号。
现在参考图2，其示出了根据本公开的一个实施例的信道的实施例，其中从给定设备的视角看，每个时隙被划分为发送部分和接收部分。通常，时隙的其他部分可被用于其他目的，诸如数据或同步信号因此图2的实施例仅是一种简化表示。
如在图2中可以看出的，提供了三个时隙，其中上面描述的NMAX被定义为三。因此，图2的系统已经集中于采用三个设备的解决方案，其中三个时隙重复它们自身。
根据图2，每个时隙具有两个传输实例，其中第一传输实例是针对PS信号，而第二传输实例是针对ACK信号。在根据一个实施例，每个时隙可以是2ms(毫秒)长。基于LTE规范，提供了一种系统，使得UE可以发送其PS，并且数个ms之后应该接收到ACK。例如，根据图2的实施例，在信号发送之后3ms接收到ACK。
具体地，在第一时隙210中，移动设备A发送PS信号(由参考标号212所示)。3ms后，如参考标号214所示，如果设备B和/或C正确接收PS信号，设备B和/或C发送确认。
在时隙220中，在第一传输实例中设备B发送其PS信号(由参考标号222所示)，以及3ms后，如参考标号224所示，如果PS信号被正确接收，设备C和/或A发送ACK。
类似地，在时隙230中，在传输实例232中，设备C发送其PS信号，并且在传输实例234中，设备A和/或B发送其ACK。
在这种情况下，发现时段为6ms，其中提供3个时隙，每个时隙2ms。
上述实施例的变型是可能的。另外，定时可以改变，上面的示例仅用于解释说明的目的。
图2的实施例的若干变型可以包括：包括针对给定设备的PS和ACK在内的发现信号的周期性的变化。在一个实施例中，当设备正在尝试初始连接时，发现信号的周期性可以是短的(NMax)。然而，一旦建立初始连接，发现信号周期性可被切换到长周期(例如4xNMax)，以减少发现信号的发送或接收的次数。然而，发送或接收次数的减少意味着正在试图连接到网络的设备将需要监视信道较长的时段，以确保该设备选择的传输实例没有被其他设备占用。
在另一变型中，不是所有的对等设备都需要对设备的PS发送做出响应。例如，在一些实施例中，只有以某种方式与发送设备相关的对等设备可能需要响应于发送设备的PS而发送ACK。这例如当设备到设备连接已经稳定建立时可能特别有用。例如，一旦设备在adhoc网络中已经分配有标识符，该响应可以基于设备标识符，其中具有特定标识符的设备需要在特定子帧中做出响应。在另一实施例中，可以利用基于定时的关系，使得具有即将到来的特定PS发送时机的设备可能需要发送ACK。其他的例子也是可能的。
类似地，参考图3，示出了一个系统，其中NMax＝6，并且确认发生在PS发送之后5ms处。具体地，如在图3看出的，在传输实例310中，第一设备发送PS，并且这在无线电帧312中得到确认。类似地，在传输实例314中，第二设备发送PS，并且这在传输实例316中得到确认。其他传输实例类似地被用于发送和确认。
在图3的示例中12ms的发现时段之后，重复该过程自身。
上述图2和图3的实施例假定每个时隙是满的。在其他实施例中，一些时隙可能未被占用，例如，以允许添加新设备。
双载波频率TDD系统
在上面参考图2和3描述的实施例的替代实施例中，UE可以既具有上行链路信道也具有下行链路信道，其中每个信道既能够发送也能够接收。在这种情况下，对于D2D通信，一个载波可被分配用于PS信号，而另一信道/载波可被分配用于ACK信号。现在参考图4。
在图4的例子中，时隙被定义为1ms，而针对PS和ACK信道中每一个示出12个时隙。在时隙410中，第一设备发送其PS，并且这在3ms之后被确认，如参考标号412所示。
类似地，在第二时隙中，第二设备发送其PS信号，如参考标号420所示，然后其在时隙422中得到确认。
时隙可以被占用或未被占用，而确认可以发生在确认信道上的相应时隙中的3ms后。
PS与ACK之间的定时关系可以取决于实现而变化。因此，对PS的响应不一定是在最近时间的ACK中。PS通常被距离若干时隙远的ACK信号确认，以便考虑传播时间和发送/接收处理时间。PS与ACK之间的精确的定时关系可以采用各种值，例如在一个实施例中的在LTE频分双工(FDD)系统中使用的4ms分隔。其他值也是可能的。
在任何给定的时隙，UE可以处于发送模式或处于接收模式。在发送模式下，UE发送PS信号或ACK信号。类似地，在接收模式下，UE检测PS信号、ACK信号以及PS信号的冲突或空闲时隙。当在一个时隙中两个或多个UE发送PS时，可能会发生冲突。此外，由于UE不能同时进行发送和接收(这里假设不是全双工UE)这一事实，在发送模式下的UE不能检测与其他UE的冲突。然而，在接收模式下的那些UE可以检测这样的冲突。在一个实施例中，在接收模式下的UE将不发送任何通知，但是发送UE可以使用如下文描述的置信度度量(confidencemeasure)，以检测冲突。在其他实施例中，在接收模式下的UE可以按时通知发送方UE。
通过如参考图4所述的将无线电资源划分为PS时隙和ACK时隙，根据本公开可以容纳反馈机制。具体地，在一个实施例中，如果接收模式下的UE检测到冲突，那么它不发送回ACK信号。然而，如果不存在冲突，则接收方UE可以在TACK持续时间之后在ACK时隙上广播确认信号。发送方UE在确保其时隙安全之前必须等待接收ACK信号。如果发送方UE没有收到ACK，则在理想条件下，可以假设已经发生了冲突，从而找到新的时隙来重传PS。在非理想条件下，如果没有接收到ACK，则发送方UE在该时隙内的置信度可能下降，直到其低于阈值，此时发送方UE将寻找新的时隙来重传PS。
帧结构和信号设计
根据本公开的一个实施例，主同步信号(PSS)可被用于双重目的：针对时间/频率同步的前导码，以及主存在信号。辅同步信号(SSS)可被用作辅存在信号以及临时设备标识符。
根据当前的LTE标准，对于PSS存在三种可能性。针对设备到设备通信，PSS值可被用来识别设备到设备簇。具体地，簇是能够在它们之间建立直接链路的一个设备组。在一个例子中，根据本公开，该组中的每个设备是该组中的所有其他设备的单跳邻居。
由于在LTE中SSS存在168个可能值，所以SSS可被用作一种类型的临时设备标识符，以使得能够实现下文所述的增强的冲突检测技术。
在每个搜索周期中，设备可以发送随机挑选的SSS码字。在发现阶段，如果在两个设备的存在信号之间发生了冲突，那么其他设备能够确定已发生冲突。此外，其他设备可以能够告知多少SSS信号已经冲突。
虽然上文分别描述了针对PSS和SSS的3个和168个序列，但是取决于实现，其他数量的序列也是可能的。代替有168个序列用于标识，可能仅需要40个，例如因为一个簇中同时激活的设备的给定数量可能不期望超过40个。使用较小的序列空间减小了接收设备上的处理负担。
下面关于图5示出了单点设备视角的帧结构，其中第一设备被用作例子。在图5的例子中，第一设备在第一子帧上发送。此处，使用如在LTE中定义的子帧作为示例，其一般类似于时隙。子帧被放大示出在参考标号510处。
在第一子帧中，前3个符号被用于控制区域512。此外，因为设备正在该子帧中进行发送，在该子帧中可以发送PSS 514以及随机选择的SSS 516。
在下一子帧中，如果需要ACK，则可以发送ACK，如由参考标号520所示。注意，尽管在附图中ACK被示出为在具有PS发送的子帧之后的紧接的子帧中发送，但是应该理解ACK传输的其他时间延迟也是可能的，例如，在具有PS发送的子帧之后的4个子帧处发送ACK。
因此，根据图5，给定设备的存在信号总是在偶数编号的子帧中发送，而ACK响应在奇数编号的子帧中发送。然而，如上文定义的，其他的定时关系也是可能的。
关于图6示出了整个簇视角的帧结构，其中示出了三个设备的存在信号和对应的ACK。具体地，如图6中可以看出的，子帧610被用于第一设备进行发送，子帧612被用于第二设备进行发送，而子帧614被用于第三设备进行发送。
图5和图6的主存在信号可以重用针对主同步信号定义的现有的LTE序列d(n)的结构。为了避免与基站发送的PSS混淆，当用于设备到设备通信时，可以针对Zadoff-Chu根序列索引u选择不同的值。一个例子是选择备选的索引值作为用于设备到设备通信的不同的u值的集合。例如，在一个实施例中可以使用索引值40、41、23。
为了D2D通信的目的重用现有的PSS结构还具有下述优点：因为设备适于解码这种现有的PSS信号，从而设备上的接收电路可以保持不变，所以最小化了设备实现。
对于辅存在信号，这些信号可以重用针对辅同步信号定义的现有的LTE序列d(n)的结构。为了避免与基站的SSS混淆，针对设备到设备通信，可以不同地选择索引值(m0,m1)。
可以重用现有的LTE物理混合确认重复请求(HARQ)指示符信道(PHICH)构造来发送ACK/NACK。在重复编码之后，二进制相移键控(BPSK)调制符号z(0),...,z(Ms-1)的块可以在符号级与正交序列相乘并且加扰，从而根据下式产生调制符号序列d(0),…,d(Msymb-1)：
Figure BDA0002103534060000121
根据LTE定义，重用参数Ms，Msymb，
Figure BDA0002103534060000122
小区特定的加扰序列c(i)被固定用于对PS进行响应的目的。正交序列w(i)也被固定，例如，[+1 +1 +1 +1]。此外，由于PHICH的设计特性，多个ACK/NACK可被复用在一起。每当多个ACK/NACK(或多个ACK)要发送时，这都可能是有用的。例如，这可能会发生在下述情况下：在同一TS中对两个设备的PS(在时间或频率上分开的)进行响应，以节省用于发送ACK的资源；或者当初始网络建立完成后PS和数据包共存时，需要对PS和数据包二者发送ACK/NACK。在这种情况下，两组或更多组ACK/NACK(或单独是ACK)可以组合起来发送，其中每组使用不同的正交序列w(i)，如[+1 +1 +1 +1]和[+1 -1 +1 -1]。可以指定用于预定义在发送(PS或数据包)与PHICH发送之间的映射的规则。
在又一实施例中，设备可以使用SC-FDM替代OFDM来调制信号。在这种情况下，图7从第一设备的视角示出了帧结构。如图7中可以看出的，在子帧710期间发送PSS 712和SSS714，并且可以在控制区域730中提供确认720。
因此，与上文针对OFDM指出的相同的PSS、SSS设计也可无修改地用在SC-FDM传输中。对于ACK/NACK，可以替代地使用物理上行链路控制信道(PUCCH)型传输。
设备过程
根据图8的实施例可以实现上面的方案。具体地，图8的过程开始于框810，并进行到框812，在框812中进行检查以查看针对该设备是否已经建立了TS。如果没有，则过程进行到框814，在框814中挑选随机竞争时间τ，并且过程前进到框816，在框816中该设备侦听指定为D+τ的时间段，其中D是发现时段(帧周期)长度。这里‘侦听’指的是设备执行对潜在信号的检测以查看是否已经发送了这样的信号的功能。类似地，这可被称为针对潜在信号的设备“检查”。
具体地，在还没有建立TS的初始阶段，所有设备发起形成簇。在该阶段的主要目标是建立TS边界，使得设备可以找到用于发送PS的TS。根据图8的实施例，第一无冲突的PS建立TS边界，然后其成为所有设备的参考边界，以对齐它们的TS。
这参照图9进行了示出。具体地，如在图9看出的，设备开始于设备选定时间，标记为T0，并侦听发现时间D，该D对应于发现时段(帧周期)加随机挑选的竞争时间τ。在这种情况下，τ被选择为均匀分布在0与D之间。
如图9中可以看出的，在时间T0+D+τ(标记为T0')处，设备没有检测到来自其他设备的信号，并且因此该设备发送PS以发起TS边界，如参考标号910所示。
然后，设备侦听确认。如果接收到对PS发送910的确认，则设备建立TS时隙边界，并且沿时间轴920继续周期性地在T0’+XD处发送它的信号，其中X是正整数，如参考标号922和924所示。
相反，如果没有接收到对在参考标号910处发送的PS的确认，则该设备服从时间线930。
在图9的实施例中，时间线930示出了这样的实施例，其中设备开始长度为D+τ的新的探测时段，其中竞争时间τ是介于0和D之间的新近随机挑选的值。在这种情况下，设备检测到另一设备发送的PS信号932，并且将其TS与另一设备建立的TS时隙边界对齐。设备放弃在其探测时段的剩余部分进行侦听，并切换到选择空闲的TS之一以发送其PS的模式。在TAck持续时间之后，设备发送对PS信号932的确认。
再次参考图8，上面的情形结合框814和816进行了示出，其中设备侦听时间D+τ。
然而，在框818中设备检查在侦听时段中是否已经接收到存在信号。框818中的检查可能需要在整个侦听时间上持续进行。
从框818出发，如果接收到PS，则过程前进到框820，并建立TS边界。
相反，从框818出发，如果没有接收到PS块，则过程进行到框822，在框822中，设备自身发送其PS以尝试建立TS边界。然后，过程进行至框830，在框830中执行检查以确定确认时间是否已经出现。如果还没有，则该过程前进至框832，在框832中，设备保持空闲，直到在框830中发现确认时间已经到来。在该点处，该过程进行至框834，在框834中执行检查以确定是否已经接收确认。如果已经接收到确认，则该过程进行至框836，在框836中建立TS边界。
框822中的PS的广播，或相对于图9的消息910，除了包括PSS和/或SSS还可以包括系统帧号(SFN)，或者可以并发地包括系统帧号以及PSS和/或SSS。SFN可被广播以跟踪已经过去的发现时段(帧)的数目，其中可以针对第一发送，将SFN设置为0。
在建立TS边界之后，建立TS边界的设备可以周期性地在每个发现时段的第一TS上广播PS和SFN。SFN可以针对每一帧递增1。
然而，如果设备没有接收到作为响应的ACK，则它认为已经存在与其他设备的PS发送的部分或全部冲突，或者周围没有任何其他设备。因此，不建立TS边界，并且设备必须从头开始再次探测信道，以查看是否有某个其他设备已经成功建立了TS边界。
针对每个TS边界创建尝试，随机竞争时间τ可以不同，以避免与其他设备的冲突。
在一些实施例中，如果设备在K次尝试后没能建立或找到TS边界，则该设备将放弃发送，因为它得出在覆盖区域内没有其他设备以建立D2D网络的结论。
一旦建立了TS边界，该设备就可以寻找用于发送的TS。因此，再次参考图8，如果接收到PS并且TS边界存在(如框820所示)，则该设备进行到框840，并侦听一个发现时段以确定用于发送其PS的新的TS。因此，该设备可以侦听并确定它是否看到任何空的TS(即，空闲的TS)。在框842中，执行检查，以确定是否存在任何空闲的TS，如果不存在，则该过程结束于框844，因为簇是满的。
相反，在842中，如果存在检测到的空闲的TS，则设备可以随机挑选空闲的TS，如框846所示。从框834出发且如果没有接收到ACK，或者从框836或框846出发，过程进行到框850，在框850中设备移动到下一个TS进行动作。
从框850出发，该过程前进到框852。类似地，如果如框812中的检查所示先前已经建立了TS，则过程可以直接前进到框852。在框852中，执行检查，以确定当前TS是否是该设备的发现TS。具体地，框852中的检查确定该TS是否用于该设备发送PS或接收ACK。如果是，则该过程前进到框854，在框854中执行检查以确定该TS是否是用于发送PS的时隙。
从框854出发，如果该TS是用于发送PS，则该过程前进至框856，在框856中该PS被发送并且该过程于是前进至框850，在框850中，设备前进至下一个TS。
相反，从框854出发，如果该TS不是用于发送PS的时隙，则在框860中执行检查以确定是否接收到ACK。如果接收到ACK，则过程前进至框850，在框850中过程前进到下一个TS。否则，如果没有接收到ACK，则设备可能已经具有冲突，且过程前进至框862，在框862中设备侦听一个周期以挑选新的TS。然后，该过程前进至框842，在框842中执行检查以确定是否存在任何空闲的TS，并且如果没有，则过程在框844中结束。如果存在空闲的TS，则在框846中该设备随机挑选空闲的TS，然后返回框850，在框850中过程前进到下一个TS。
从框852出发，如果该TS不是指定用于该设备发送PS或接收ACK的TS，则该过程前进至框870，在框870中执行检查以确定在该TS中是否已经接收到PS。如果是，则执行检查以确定是否存在冲突，如框872所示。如果冲突存在，则该过程前进到下一个TS，如框850所示。
如果在框872中没有发现冲突，则过程前进至框874，在框874中发送ACK。应该明白，框874中的ACK发送可以在未来的多个子帧中发生，以便如上提供的那样确保ACK定时。
因此，根据上述情况，当设备在探测时段检测到存在信号时，该设备识别出TS边界已经建立，然后该设备需要侦听信道以检测预先存在的存在信号。该探测时段可以是发现周期时长的一个或多个整数倍，如果每个设备在每个发现周期中都进行发送，那么只需要侦听一个周期。然而，如果如上文所指出的，设备每多个周期发送一次，则需要侦听多个周期，以确保侦听到空闲的TS。
侦听TS边界和TS允许设备与每个发现时段中划分的时隙对齐，并且导出所有被占用和可用的时隙。这些数目的被占用的时隙意味着在这种发现时段中已经建立了该数目的UE。
对尝试PS发送的时隙的选择可以在可用的TS内随机进行，以避免使得正寻求加入网络的两个设备因为选择特定时隙而发生冲突。换言之，在可用的剩余时隙中，设备随机选取可用的时隙之一，以提高避免冲突的机会。
图8的过程，具体地在框874中的动作，允许设备发送ACK或什么也不发送。因此，存在两种状态：ACK与不连续发送(DTX)。
在备选实施例中，三种可能响应是可用的。在这种情况下，可以使用ACK、NACK或DTX。然而，在这样的情况下，可能是困难的，因为设备不知道在特定的时隙中其他设备是否将进行发送，并且因此如果没有检测到PS信号，接收设备可能无法辨别是没有设备发送PS，所发送的PS例如由于信道条件未被正确接收，还是两个设备同时发送PS并且冲突，从而造成干扰。在这种情况下，不发送NACK可以提高系统性能。
现在参考图10，其示出了根据图8的过程的对TS的选择。
具体地，设备具有长度为D的探测时段1010，在所述探测时段中设备检测PS信号1012和1014。
在探测时段1010的结束处，设备随机挑选空闲的TS，并在所选的TS中进行发送，如参考标号1020所示。然后，设备在预定的持续时间TACK之后侦听ACK，并且如果接收到ACK，则设备沿着时间线1030前进，其中相同的TS被选择用于该设备，并且该设备继续针对每个发现时段在该TS中进行发送。
如果对于在参考标号1020处发送的对应PS，在TACK持续时间之后没有接收到ACK，则设备沿着时间线1040前进。在该时间线上，长度为D的新的探测时段1042开始，并在该探测时段的结束处随机地选择空闲的TS。在这种情况下，可以进行发送1044，并且侦听ACK。如果在TACK持续时间之后接收到ACK，则该设备确保该TS安全，并且继续在每个后续发现时段中在该TS上发送其PS。
参考图11，为了确定系统要花多长时间收敛到稳定态(其中UE保留其自己的用于发现的时隙)进行的对上述方案的模拟以设备的数目和平均周期数来示出。在该模拟中，假定所有UE具有到网络中的其他UE的直接链路，因此形成了完全连接的簇。该仿真将路径损耗和解码错误抽象为链路故障率，并且故障假定为0。下面描述故障不为0的其他仿真。
对四种情况进行了模拟，即Nmax为10、20、50和100。对于每个Nmax值，仿真了具有各种数目(从2至Nmax个)的设备的网络。针对每个值运行多次，并且取平均值以便收敛。在仿真中，所有UE最初是不同步的。网络收敛意味着所有设备都对齐到相同的TS边界，并且每个设备已经确保获得了用于发送其PS的无竞争的时隙。
如从图11中看出的，设备数的增长导致达到收敛所需的周期数的增长。然而，当设备数与总时隙数之比较低时，该增加是线性的。当总设备数与总时隙数之比接近1时，该增加更接近指数增长，因为设备之间发生PS冲突的可能性也指数增长。此外，还可以观察到，对于总设备数与总时隙数的固定比，对于具有较多设备的网络，网络收敛时间较长。这意味着，越大的网络需要越长的时间达到收敛。
具有链路故障的网络
上述实施例假定网络操作在理想条件下，并且假定网络是全连通的。换句话说，上面的实施例假定从一个设备到网络中的任何其他设备存在直接的无差错的链路。
根据本公开的一个实施例，上面的假设被放松，允许链路具有一定的故障率。这意味着，当发送PS信号时，存在它可能无法被网络中的一些设备解码的可能性。
移除直接的无差错的链路的假设会导致两个主要问题。第一个是多个TS边界(多个主导设备)在网络中，以及第二个是随机隐藏的节点问题。根据本实施例，来自图8的过程被修改以适应这些问题。
此外，如果重新设计的过程对于ACK链路上的链路故障是鲁棒的，则它对于由于信号叠加引起的ACK总取消的发生也是足够鲁棒的。
根据上述情况的第一个问题是由于链路故障造成的多个TS边界。该问题在建立TS边界时出现。当发送设备是其存在信号被用作建立TS边界的参考的第一设备时，发送这种信号的设备被称为主导设备或主导者。因为在该第一发送期间可能出现链路故障，所以一些设备可能没有收到PS信号。作为结果，这些设备之一可以发送其自己的PS信号来在设备子集之间建立单独的TS边界，从而成为第二主导者。
现在参考图12。如图12中可以看出的，第一主导者1210在如设备1212、1214、1216、1218、1220和1222的各设备之间建立第一TS边界。
第二设备1230错过来自主导者1210的TS边界建立，并且因此发送PS信号来建立TS边界。设备1232和1234也错过了来自设备1210的原始TS边界信号，并且因此使用设备1230所提供的TS边界。
为了克服在簇或网络内存在两个TS边界的问题，一种选择是一旦发现TS边界未对齐就重置网络。这可以通过在PS信道上指定RESET(重置)信号来实现，使得设备在其经历TS边界未对齐时能够通知其他设备。在一个实施例中，例如，RESET信号可以是采用特殊SSS序列的PS信号。
在图12的示例中，设备1222检测来自主导者1210和1230二者的信号，并且意识到在两者之间存在TS边界未对齐。此后，设备1222发送重置信号，并进一步重置自身。
类似地，设备1234可以在其接收到针对主导者1210下的设备的PS信号时检测到TS边界未对齐，并且它也可以在一个周期的持续时间上在其PS信道上发送重置信号。
在一些情况下，重置可以在特定的网络上执行。例如，可以在较小的网络上而非在较大的网络上重置，以便避免较大网络的收敛问题。在其他情况下，具有较高优先级的数据有效载荷的组或网络可以请求具有TS边界未对齐的另一网络代为重置自身。在其他情况下，两个网络都可以重置自身以启动整个过程。一旦接收到重置，可以重新启动图14的过程，并且可以使用图15的过程来重新建立新的TS边界。
上面描述的随机链路故障引起的第二个问题涉及随机隐藏的节点问题。存在这种隐藏的节点问题的两种情况。第一种情况发生于在首次尝试时两个设备选取相同的TS来发送它们的PS。第二种情况发生于一个设备已经在时隙上发送其PS，但是由于链路故障，新设备可能没有检测到现有的PS，并且可能选取该相同的TS来发送其自己的PS。
这两种情况的结果是：第一设备和第二设备发生冲突，但由于网络中的随机链路故障而导致该冲突可能永远不能解决。具体地，如关于图13所示出的，其中第一设备1310和第二设备1312都进行发送，存在一些设备(如设备1316和设备1318)只接收到来自发送方之一的信号。换言之，在图13的示例中，设备1316可能接收来自设备1310的信号，而设备1318可能接收来自设备1312的信号。
尽管网络中的其他设备经历了设备1310的信号与设备1312的信号之间的冲突，并且不发送ACK信号，但是设备1316将向设备1310发送ACK，因为它仅接收到来自设备1310的信号。类似地，设备1318将向设备1312发送ACK，因为它仅接收到来自设备1312的信号。
设备1310和1312将收到ACK信号，并相信它们已经确保获得了TS。设备1310和1312将永远不知道该冲突，并且因此绝不会跳到新的TS以避免冲突。
为了克服上述情况，一种解决方案是基于以下观察：无线链路经历独立准静态衰落、从而任何接收设备将在多个周期上经历正确PS信号、受到破坏的PS信号和丢失的信号的混合。通过使用SSS信号作为辅存在信号，能够实现增强的检测PS信号冲突的能力。当两个或更多个SSS信号组合在一起时，这样的信号可被检测到，并且可以对同一时隙上的多个设备的存在进行计数。基于此，本公开的一个实施例提供“TS置信度等级”，以便确定UE是应该留在其TS上，还是应该移动到另一TS。
在一个实施例中，可以针对发射机和接收机两侧上的时隙设置TS置信度等级。在接收机侧，根据一个实施例，当在TS中接收到单个PS信号时，该TS的接收TS置信度等级增加1个单位。当在该TS中接收到不止一个信号或者检测到不止一个SSS时，该TS的接收TS置信度等级减少1个单位。如果TS的接收TS置信度等级大于预定义的接收TS置信度阈值，则当在该TS中接收到正确的PS信号时发出ACK信号。
类似地，在发射机侧，如果接收到针对在该TS中发送的PS的ACK，则该TS的发送TS置信度等级增加1个单位。类似地，如果针对在该TS中发送的PS没有接收到ACK，则该TS的发送TS置信度等级减少1个单位。当TS置信度等级低于预定义的阈值时，发送方UE在移动到搜索新的TS之前，放弃它的有保证的TS。
在若干发现时段的窗口上，如果在给定的TS中接收PS信号的次数显著小于丢失PS信号的次数，则接收设备可以隐式推断出该TS上必然已经发生了冲突。例如，如果链路故障率是10％并且两个设备发生冲突，则接收设备将在81％的时间检测到来自两个冲突设备的组合PS信号，在18％的时间检测到来自冲突设备中的任一个的PS信号，而在1％的时间检测不到PS信号。这样，在这种随机隐藏的节点情况下，所有的接收方节点将具有更高的概率最终检测到冲突，因为它们的接收置信度等级随着时间降低。因此，这种设备将停止向冲突的发送方发送回ACK信号。经过若干计数周期之后，冲突的发送方将接收不到足够的ACK信号，从而导致对它们的有保证的时隙具有较低的发送TS置信度。最终这种设备将移动以选择用于发送的新的随机的TS。
当设备仅是经历无线链路故障而没有经历冲突时，接收的PS信号的数量显著大于丢失的PS信号的数量。例如，如果链路故障为10％，并且接收设备在90％的时间会检测到PS信号而在10％的时间检测不到PS信号。因此，对于任何接收方设备，接收TS置信度等级保持大得足以向发送方发送回ACK信号，即使存在一些丢失的PS信号。这样，本实施例对于链路故障是鲁棒的。
上面的方案例如可以参考图14的过程来实现。如图14中可以看出的，该过程开始于或重置于框1410，并前进至框1412，在框1412中，执行检查以确定是否已经接收到重置。如果是，则过程回到框1410，在框1410中发生重置，然后返回到框1412。
如果还没有接收到重置，则过程前进至框1420，以确定是否已经建立TS边界。如果没有，则过程前进到边界建立框1430。关于图15可以发现边界建立框的一个例子。
特别地，参考图15，该过程进入框1510，并前进至框1512，在框1512中，选取随机竞争时间τ。然后，该过程前进至框1514，在框1514中，设备侦听直到时间D+τ为止。
从框1514出发，过程前进至框1516，在框1516中，执行检查以确定在探测时间D+τ期间是否接收到PS。如本领域技术人员应该理解的，框1516处的检查是持续进行的检查，并且可以发生在D+τ时间间隔期间的任何时间，并且不需要等待到D+τ时间间隔的结束。
从框1516出发，如果接收到PS，则过程前进至框1520，在框1520中建立TS边界。然后，该过程前进至框1522，在框1522中，设备侦听一个发现周期以选择空闲的TS，然后过程前进至框1524，在框1524中执行检查以确定是否已经找到任何空闲的TS。如果在框1524中没有找到空闲的TS，则过程前进至框1530，并结束，因为没有可用于该设备通信的空闲TS。
相反，如果找到空闲的TS，则该设备前进至框1532，在框1532中随机选择空闲的TS，且过程前进至框1560，在框1560中该过程离开边界建立框。
从框1516出发，如果在探测时间间隔期间没有接收到PS，则过程前进至框1540，在框1540中，设备本身发送PS以便发起TS边界。
然后，该过程前进至框1542，在框1542中执行检查以确定是否已经达到确认时间。如果没有，则过程前进到空闲框1544，然后继续回到框1542。
一旦确认时间已到达到，则过程前进到框1550，并检查是否接收到ACK。如果收到，则过程前进至框1552，在框1552中建立TS边界。
如果从框1550出发，没有接收到现在的ACK，或者在框1552之后，该过程前进到框1560，在框1560中退出该TS边界建立框。
正如本领域技术人员应该理解的，如果在框1550中没有接收到ACK，则在该时间没有TS边界建立，并且该过程将回到图14中的框1430。
返回参照图14，一旦已经退出框1430中的边界建立，则过程前进至框1460，在框1460中该设备前进到下一个TS。从块1460出发，过程回到框1412，以检查是否已经收到重置。
在框1420中的检查期间，如果已经建立TS边界，则过程前进至框1440，在框1440中执行检查以确定当前TS是否是发送PS时隙或接收ACK时隙(即设备的发现时隙)。如果是，则过程前进至框1442，框1442是PS发送框。PS发送框的一个示例是关于图16示出。
具体地，参考图16，该过程开始于框1610，并前进至框1612，在框1612中执行检查以确定该TS是否被用于发送PS。如果是，则过程前进到框1620，在框1620中，发送PS并且过程于是前进至框1630，在框1630中退出PS发送框。
如果在框1612中确定该TS不是用于发送PS，则过程前进至框1640，在框1640中执行检查以确定在该设备处是否已经接收到ACK。如果是，则过程前进至框1642，并且发送TS置信度增加1个单位。相反，如果还没有接收到ACK，则过程前进至框1644，在框1644中发送TS置信度减少1个单位。
然后，该过程从框1642或框1644出发前进到框1650，在框1650中执行检查以确定发送TS置信度是否小于预定义的阈值。如果发送TS置信度是不小于阈值，则该设备对该TS选择具有信心，并且过程返回到框1630，并退出PS发送框。
相反，如果发送TS置信度低于阈值，则过程从框1650前进到框1652，在框1652中设备侦听一个发现周期以选取新的空闲的TS。
然后，该过程前进至框1660，在框1660中执行检查以确定是否存在任何空闲的TS。如果不存在，则设备前进至框1662，并结束过程，因为没有任何空闲的TS可用于通信。
相反，如果存在空闲的TS，则从框1660前进到框1664，在框1664中从可用的空闲TS中随机挑选新的TS。从框1664出发，该过程前进至框1630，并且退出PS发送框。
再参考图14，一旦该过程退出PS发送框，则该过程前进到框1460，在框1460中，设备前往下一个TS，然后返回到块1412以检查是否已经接收到重置。
从框1440出发，如果该TS不是用于发送PS或接收ACK的TS，则过程前进至框1450，框1450是ACK发送框。现在参考图17，其示出了ACK发送框的一个例子。
在框1710处进入ACK发送框，并且过程前进到框1712，在框1712中执行检查以确定在该TS中是否已经接收到PS。如果已经收到，则过程前进至框1720，在框1720中执行检查以确定该TS是否是未对齐的。例如通过接收到多个PS或具有不同于针对该设备已经建立的TS的TS边界的PS可以检测到TS的未对齐。
如果存在未对齐，在过程从框1720前进到框1722。在框1722中，由设备发送重置，并且该过程然后前进至框1724，在框1724中设备自身重置其TS边界。
从框1724出发，过程前进至框1730，并退出ACK发送框。
如果在框1720中的检查确定该TS不是未对齐的，则过程前进至框1740，在框1740中执行检查以确定是否已经检测到该TS中的冲突。如果已经检测到冲突，则过程前进至框1742，在框1742中，接收TS置信度减少1个单位，并且该过程前进到框1730，并退出ACK发送框。
如果没有检测到冲突，则该过程前进至框1744，在框1744中接收TS置信度增加1个单位，并且该过程然后前进至框1750，在框1750中执行检查以确定接收TS置信度是否大于预定义的阈值。如果接收TS置信度不大于阈值，则该过程前进至框1730，并退出ACK发送框。
如果框1750中确定接收TS置信度大于阈值，则过程前进至框1752，在框1752中设备发送ACK，并将其TS状态设置为1。
从框1752出发，过程前进至框1730，并退出ACK发送框。
如果在该时隙中未接收到PS，则该过程框1712前进到框1760，在框1760中执行检查以确定TS状态是否为1。如果TS状态不是1，则过程前进至框1730，并退出ACK发送框。
如果TS状态是1，则该过程从框1760前进到1762，在框1762中接收TS置信度减小1个单位。
然后，该过程前进至框1764，在框1764中执行检查以确定接收TS置信度是否小于第二预定阈值。如果没有，则过程前进至框1730，并退出ACK发送框。
然而，如果接收TS置信度小于第二阈值则过程前进至框1766，并将TS状态设置为0。从框1766出发，过程前进至框1730，并退出ACK发送框。
根据上文，图17的将时隙状态设置为1指示了该TS中的置信度。
再次参考图14，一旦退出框1450中的ACK发送框，则过程前进至框1460，在框1460中设备前进到下一个TS。
现在参考图18，其示出了在NMax设置为32并且实际尝试达到收敛的设备数目从2变化到32时，达到收敛的时间的曲线图。如图18中可以看出的，提供了各种链路故障率，并且示出了网络收敛所需的周期数。如可以看到的，高达10％的链路故障率，用于收敛的周期数目随着网络中的设备数量线性增加。针对20％的链路故障率，当设备数超过20时该线性被打破。这是因为高的链路故障率生成了大量的随机隐藏的节点，并且没有足够的时隙供设备从中选择。
ID选择
在又一实施例中，当达到收敛时，全部NMax数目的时隙或者它们的一部分可被占用。每个设备预留一个时隙。因此，如果在本地邻域中存在足够的设备，则收敛的设备状态M＝NMax数目的设备能够加入网络。如果没有足够的设备使得M<NMax，则一些时隙保持为空。因为每个设备在每个发现时段能够解码M-1个存在信号，所以每个设备可以计算出存在M个已经建立的设备。如果已经建立的设备的数目在发现时段的两个连续周期中没有改变，则所有已经建立的设备认为已经达到收敛状态，并且根据一个实施例可以发起标识符选择过程。
为此，所有已建立的设备从二进制码的比特池中选择唯一ID。该池例如可以是
Figure BDA0002103534060000253
在第一时隙上发送的设备可以通过选取二进制码的任意
Figure BDA0002103534060000252
个比特来随机选择其标识符，并且在还承载其存在信号的相同OFDM符号上广播它。所有其他的M-1个设备接收该第一设备选择的ID。在第二时隙上发送的设备排除该第一设备所使用的ID，并且从剩余的池中随机挑选二进制码的另外
Figure BDA0002103534060000251
个比特。第三设备从它的池中排除前两个设备选择的ID，并且该过程继续，直到最后一个设备选择并且广播它的ID。
以这种方式，每个设备接收唯一的标识符，以允许设备之间的直接通信。
设备到达和离开
在又一实施例中，设备可离开簇。这可能发生，因为设备被关闭或设备远离对等设备，或者设备的用户停用D2D模式且因而将不发送任何D2D类型的信号。
当设备离开时，对等设备将检测到设备发现信号正在下降。当它降到低于如前文定义的阈值之下时，对等设备确定该设备已经离开了簇。如果在任何时隙上的PS信号丢失例如三个连续的周期，那么认为相应的设备已经离开。然而，数目3仅是一个示例，并且可以建立其他预定的数目。
如果能够建立TS边界的第一设备需要离开，则可以随机分派网络中的另一已经建立的设备来发送SFN。相应地，离开的设备可以感测到群中的其他设备的逐渐弱化的信号强度。当簇的PS信号的参考信号接收功率(RSRP)小于预定阈值时，离开的设备应停止发送PS并且与簇分离。
只要在发现时段内存在可用的空闲时隙，任何新的设备可以加入网络。每个新到达的设备必须首先在一个完整的发现周期内探测信道，以学习TS边界和可用的时隙，然后在可用的时隙上发送PS并且等待来自其他设备的ACK。
调整发现周期的周期性
在又一实施例中，发现周期的周期性可以调整。例如，当网络处于收敛状态并且已经建立的设备的数量远小于每个发现时段的总TS数目，或者当设备的数目接近发现周期中的最大数目的时隙中的最大设备数目时，可以调整该周期性。类似地，当新设备到达或者已建立的设备离开簇时，周期性可能需要进行调整。
对周期性的调整可以通过广播调整来实现，使得已建立的设备统一重新调整到新的发现周期，该新的发现周期可以更大或者更小。
为了增加所有设备觉察到新的周期性的可能性，各种选项是可能的。在一种可能中，设备可以具有确定新的周期性的主导者或者主控者，并且该主控者可以在预定的TS上广播用于分配新周期性的消息。该消息可以包括该改变的开始时间。
簇成员的子集可以通过重复来呼应簇主控者的消息。该成员的子集例如可以是具有最小ID的那些成员。然而，在一些实施例中，所有成员可以重复，而在其他实施例中，对重复簇成员的选择可以基于其他标准来选择。
在所宣布的开始时间，簇中的所有设备于是调整到新的PS期。
上述情况例如可以通过改变3GPP TS 36.211“Evolved Universal TerrestrialRadio Access(E-UTRA)；Physical channels and modulation”,v.11.3.0,2013年6月来实现，其全部内容通过引用并入本文。具体地，下面的表1中的加粗部分可被加入。
Figure BDA0002103534060000261
Figure BDA0002103534060000271
表1：对TS 36.211的修改
上面的情形可用由任何UE实现。下面参考图19描述一个示例性设备。
UE 1900是典型的具有语音和数据通信能力的双向无线通信设备。UE1900可以具有与其他UE通信的能力以及在一些实例中与网络通信的能力。取决于所提供的精确功能，作为示例，UE可称为数据消息收发设备、双向寻呼机、无线电子邮件设备、具有数据消息收发能力的蜂窝电话、无线因特网设备、无线设备、移动设备、或数据通信设备。
在UE 1900支持双向通信的情况下，其可以包含通信子系统1911，通信子系统1211包括接收机1912和发射机1914二者，以及相关联的组件，例如一个或更多个天线元件1916和1918、本地振荡器(LO)1913、以及诸如数字信号处理器(DSP)1920等的处理模块。通信领域技术人员将显而易见，通信子系统1911的具体设计将取决于设备想要操作的通信网络。通信子系统1911的射频前端可被用于上述任一实施例。
如果针对网络连接以及D2D连接被启用，UE 1900可能具有根据网络的类型变化的网络接入要求。在一些网络中，网络接入与UE 1900的订户或用户相关联。UE可以需要可移动用户身份模块(RUIM)或订户身份模块(SIM)卡以在CDMA网络上操作。SIM/RUIM 1044通常类似于可以插入并弹出SIM/RUIM卡的卡槽。SIM/RUIM卡可以具有存储器，并保存许多关键配置1951以及其他信息1953，如标识和与订户相关的信息。
当需要网络注册或激活过程时，如果任何一个已经完成，UE 1900可以发送和接收通信信号通过网络。否则，可以根据上面针对D2D网络的实施例发生网络注册。
天线1916接收到的信号被输入到接收机1912，接收机1312可以执行这种普通的接收机功能，例如，信号放大、下变频、滤波、信道选择等等。接收信号的A/D转换允许在DSP1920中执行更复杂的通信功能，诸如解调和解码。以类似方式，处理要发送的信号，包括：例如由DSP 1920进行调制和编码，并输入到发射机1914，以进行数模转换、上变频、滤波、放大并经由天线1918发射。DSP 1920不仅处理通信信号，并且提供接收机和发射机控制。例如，可以通过在DSP 1920中实现的自动增益控制算法来自适应控制在接收机1912和发射机1914中对通信信号应用的增益。
UE 1900通常包括处理器1938，其控制设备的整体操作。通过通信子系统1911来执行包括数据通信和语音通信的通信功能。处理器1938还与其他设备子系统进行交互，所述其他设备子系统例如是显示器1922、闪存1924、随机存取存储器(RAM)1926、辅助输入/输出(I/O)子系统1928、串口1930、一个或多个键盘或键区1932、扬声器1934、麦克风1936、诸如短距离通信子系统的其他通信子系统1940和统一指示为1942的其他设备子系统。串口1930可以包括USB端口或现有技术中已知的其他端口。
图19中示出的一些子系统执行通信相关功能，然而其他子系统可以提供"驻留"或机载(on-device)功能。值得注意的是，一些子系统(诸如键盘1932和显示器1922)例如可以既用于与通信相关的功能(诸如输入文本消息用于在通信网络上传输)，也用于设备驻留功能(如计算器或任务列表)。
可以在诸如闪存1924(其替代地可以是只读存储器(ROM)或类似的存储单元(未示出))的永久性存储器中存储处理器1938使用的操作系统软件。本领域技术人员将理解，操作系统、特定设备应用、或其部分可暂时地载入诸如RAM 1926的易失性存储器。所接收的通信信号也可以存储于RAM 1926中。
如图所示，可将闪存1924分为计算机程序1958和程序数据存储1950、1952、1954和1956的不同区域。这些不同的存储类型指示每个程序可以针对它们自己的数据存储需求而被分配闪存1924的一部分。处理器1938，除了其操作系统功能之外，还可以能够执行UE上的软件应用程序。一般将在制造期间在UE 1900上安装控制基本操作的预定应用集合(例如至少包括数据和语音通信应用)。可以后续或动态地安装其他应用程序。
应用程序和软件可被存储在任何计算机可读存储介质上。计算机可读存储介质可以是有形的或者瞬时/非瞬时的介质，例如光学的(如CD、DVD等)、磁的(如磁带)或其他本领域已知的存储器。
一种软件应用可以是个人信息管理器(PIM)应用，其具有组织和管理与UE的用户有关的数据项的能力，例如，但不限于电子邮件、日历事件、语音信箱、约会和任务项。必然地，一个或多个存储器将在UE上可用，以便于存储PIM数据项。此PIM应用可以具有发送及接收数据项的能力。还可以通过辅助I/O子系统1928、串行端口1930、短程通信子系统1940或任何其他适合子系统1942将另外的应用载入UE 1900，且由用户安装于RAM 1926或非易失性存储器(未示出)中供处理器1938执行。应用安装的这种灵活性增加了设备的功能，且可以提供增强的设备上功能、通信相关功能或两者。
在数据通信模式中，接收信号(例如文本消息或网页下载)将由通信子系统1911处理，并输入至处理器1938，处理器1928可以对接收信号进行进一步处理，以输出至显示器1922或备选地输出至辅助I/O设备1928。
UE 1200的用户还可以例如使用键盘1932(其可以是全的数字字母键盘或电话类型的小键盘等等)结合显示器1922和可能的辅助I/O设备1928编写诸如电子邮件消息之类的数据项。这种便携的项目于是可以通过通信子系统1911在通信网络上传输。
对于语音通信，UE 1900的整体操作类似，除了一般可以将接收信号输出到扬声器1934，以及可以由麦克风1936来产生用于发送的信号。备选的语音或音频I/O子系统(例如语音消息记录子系统)也可以在UE 1900上实现。尽管语音或音频信号输出通常主要通过扬声器1934来完成，但是显示器1922也可以用来提供对例如主叫方的身份、语音呼叫的持续时间或其他与语音呼叫相关的信息的指示。
图19中的串口1930通常实现在个人数字助理(PDA)类型的UE中，这种类型的UE可能需要与用户的台式计算机(未示出)的同步，但是串口830是可选的设备组件。这种端口1930将使用户能够通过外部设备或软件应用来设置偏好，并且将通过以不同于通过无线通信网络的方式向UE 1900提供信息或软件下载，来扩展UE 1900的能力。例如可以使用交替下载路径通过直接连接(因此是可靠且可信的连接)将加密密钥下载到设备上，从而使能实现安全设备通信。本领域技术人员应该理解，串口1930还可用于将UE连接至计算机以充当调制解调器。
其他通信子系统1940(例如短距通信子系统)是可以在UE 1900和不同系统或设备(不一定是类似设备)之间提供通信的另一可选组件。例如，子系统1940可以包括红外设备和相关联的电路和组件，或Bluetooth(tm)通信模块，以提供与支持类似功能的系统和设备的通信。子系统1940还可以包括非蜂窝通信，诸如WiFi或Wimax。
本文描述的实施例是结构、系统或方法的示例，其具有与本申请技术的元件相对应的元件。该撰写的说明书可以支持本领域技术人员做出并使用具有与本申请的技术的要素相对应的替代元素的实施例。本申请技术的意向范围因此包括并非不同于本文中所描述的本申请的技术的其他结构、系统或方法，还包括与本文中所描述的本申请技术具有非实质性差异的其他结构、系统和方法。

Claims (20)

1.一种在第一设备处用于使能设备到设备无线链路的方法，所述方法包括：
检测在第一时间段中是否接收到第二设备的存在信号，所述第二设备的所述存在信号具有时隙边界；以及
如果没有检测到所述第二设备的所述存在信号，则由所述第一设备发起时隙边界，包括：
在选定时隙中发送所述第一设备的第一存在信号；
检查对所述第一存在信号的确认；
如果对所述第一存在信号的所述确认被接收，则由所述第一设备基于所述第一存在信号来建立所述时隙边界；并且
如果对所述第一存在信号的所述确认未被接收，则选择新的时序来重传所述第一设备的所述第一存在信号以基于所述新的时隙重复由所述第一设备发起所述时隙边界的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述存在信号包括Zadoff-Chu序列。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一设备在后续帧期间在所述选定时隙中发送所述第一存在信号，其中帧包括整数个时隙。
4.根据权利要求1所述的方法，其中时隙持续时间是预定的。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一时间段包括预定数目的一个或多个帧时段和非确定性的竞争时段。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述帧时段包括整数个时隙持续时间。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
如果检测到所述第二设备的所述存在信号，则将所述第一设备上的时隙边界与所述第二设备所建立的所述时隙边界对齐；以及
在与所述第二设备所建立的所述时隙边界对齐之后，确定用于所述第一设备的发送的时隙。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，确定所述时隙包括：
检测一个或多个空闲时隙；
选择空闲时隙；
在所选择的空闲时隙上发送所述第一存在信号。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
检查对所述第一存在信号的确认。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括：发送对接收到的除所述第一设备之外的任意其他设备的存在信号的确认。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一存在信号包括一个或多个序列。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一存在信号包括主同步信号和辅同步信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述主同步信号用于建立所述时隙边界。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述序列中的一个或多个序列在两个连续的存在信号发送之间发生变化。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述序列中的一个或多个序列针对多个连续的存在信号发送保持不变。
16.根据权利要求1所述的方法，其中对所述第一存在信号的选择与所述第一设备的标识相关。
17.一种用于使能设备到设备无线链路的第一设备，所述第一设备包括：
处理器；以及
通信子系统，
其中所述第一设备被配置为：
检测在第一时间段中是否接收到第二设备的存在信号，所述第二设备的所述存在信号具有时隙边界；以及
如果没有检测到所述第二设备的所述存在信号，则由所述第一设备发起时隙边界，包括：
在选定时隙中发送所述第一设备的第一存在信号；
检查对所述第一存在信号的确认；
如果对所述第一存在信号的所述确认被接收，则由所述第一设备基于所述第一存在信号来建立所述时隙边界；并且
如果对所述第一存在信号的所述确认未被接收，则选择新的时序来重传所述第一设备的所述第一存在信号以基于所述新的时隙重复由所述第一设备发起所述时隙边界的步骤。
18.根据权利要求17所述的第一设备，其中所述存在信号包括Zadoff-Chu序列。
19.根据权利要求17所述的第一设备，其中所述第一设备在后续帧期间在所述选定时隙中发送所述第一存在信号，其中帧包括整数个时隙。
20.根据权利要求17所述的第一设备，其中时隙持续时间是预定的。
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