在无线网络中进行设备到设备的广播通信的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种在无线网络中进行设备到设备的广播通信的方法以及相应的用户设备。
【背景技术】
[0002]设备到设备(Device-to-Device，D2D)通信已经被引入作为蜂窝网的LTE-Advanced重要增强项目。在3GPP中已经实施了相关的标准化来研究设备发现(devicediscovery)和直接通信技术。
[0003]对于D2D直接通信，Released中将优先考虑在覆盖范围外的广播通信。D2D广播通信的关键任务在于支持VoIP业务。需要尽量远地广播数据包来到达用户设备。为了增加覆盖范围，对于广播VoIP的数据包窄带(2个或3个物理资源块)是适合的。对于较大的信道带宽(1MHz带宽下的50个物理资源块)，需要对多个用户设备进行频域复用广播传输来充分地使用可用的频谱资源。然而，这会引起半双工的限制和带内泄漏，这将影响广播性能。
【发明内容】
[0004]基于上述考量，本发明提供了一种用于D2D广播通信的方案。
[0005]根据本发明的第一方面提出了一种在无线通信网络的用户设备处用于进行设备到设备广播通信的方法，该方法包括以下步骤:_确定传输模式集，所述传输模式集包括Walsh矩阵H1和第一矩阵H2中除第一行以外的所有行，其中所述第一矩阵H2等于所述Walsh矩阵H1和-1的乘积；-从所述传输模式集中确定一行；以及-根据所确定的行对应的传输模式进行设备到设备广播，其中所述传输模式为:依次基于所述行中的每一个元素进行以下操作:_当该元素为第一值时，进行广播发送；_当该元素为第二值时，进行广播接收。
[0006]优选地，所述传输模式集包括所述Walsh矩阵H1和所述第一矩阵H2中的偶数行。
[0007]在此，为诸如3MHz和5MHz的窄带信道中的D2D广播设计了用于选择适合的传输模式的机制，以提供额外的优点。通过这种机制，VoIP数据包的传输可以更均匀地分布，这将有助于实现时间分集。进一步地，这种机制将有助于减少VoIP数据包的传输延迟。
[0008]根据本发明的第二方面提出了一种在无线通信网络中用于进行设备到设备广播通信的用户设备，所述用户设备包括:_确定传输模式集装置，用于确定传输模式集，所述传输模式集包括Walsh矩阵H1和第一矩阵H2中除第一行以外的所有行，其中所述第一矩阵H2等于所述Walsh矩阵H1和-1的乘积；-行确定装置，用于从所述传输模式集中确定一行；以及-广播装置，用于根据所确定的行对应的传输模式进行设备到设备广播，其中所述传输模式为:依次基于所述行中的每一个元素进行以下操作:_当该元素为第一值时，进行广播发送；_当该元素为第二值时，进行广播接收。
[0009]在本发明中涉及了一种用于构建传输模式集的方法。在此，传输模式的总数量为(N-1) *2个。N为Walsh矩阵的阶数。这将减少资源分配时候的碰撞概率，并且增加传输模式的选择。与此同时，依据本发明的传输模式集仍保持基于Walsh矩阵的传输模式集的特性。通过为D2D广播通信使用上述传输模式解决了半双工限制，并且有助于减轻在接收侧用户设备处的带内泄漏。
[0010]本发明的各个方面将通过下文中的具体实施例的说明而更加清晰。
【附图说明】
[0011]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显:
[0012]图1示出了根据本发明的一个实施例的构建基于Walsh矩阵的传输模式集的示意图；
[0013]图2示出了根据本发明的一个实施例的基于Walsh矩阵的传输模式集的示意图；
[0014]图3示出了根据本发明的一个实施例的进行设备到设备的广播通信的方法流程图；
[0015]图4示出了根据本发明的一个实施例的传输模式集中的两个矩阵中的对应行之间的关系的不意图；
[0016]图5示出了根据本发明的一个实施例的传输模式集中的两个矩阵中的任意行之间的关系的不意图；
[0017]图6τκ出了根据本发明的一个实施例的基于Walsh矩阵的传输模式集的传输模式示意图；
[0018]图7 TK出了根据本发明的另一个实施例的基于Walsh矩阵的传输模式集的传输模式示意图；
[0019]图8示出了根据本发明的又一个实施例的构建基于Walsh矩阵的传输模式集的示意图；
[0020]图9τκ出了根据本发明的又一个实施例的基于Walsh矩阵的传输模式集的传输模式示意图；以及
[0021]图10示出了根据本发明的一个实施例的用户设备的示意图。
[0022]在图中，贯穿不同的示图,相同或类似的附图标记表示相同或相对应的部件或特征。
【具体实施方式】
[0023]首先，设备到设备广播通信的设计需要考虑下列因素:
[0024]第一，仍将使用LTE帧结构来保持与传统的蜂窝网通信的兼容性。
[0025]1.在LTE中资源分布在时间-频率层面。
[0026]2.在LTE中最小调度(资源分配)单元包括一个子帧内的两个时间上连续的资源块，其被称为物理资源块对。设备到设备广播通信的资源分配单元应该是物理资源块对的倍数。
[0027]对于D2D通信，要求能够尽可能远地向用户设备广播数据包。为了增加覆盖范围，对于广播VoIP的数据包窄带(2个或3个物理资源块)是适合的。对于较大的信道带宽(10MHz带宽下的50个物理资源块)，需要对多个用户设备进行频域复用广播传输来充分地使用可用的频谱资源。
[0028]第二，该设计应当有效地适合VoIP业务，这是D2D广播通信的最基本的业务类型。VoIP业务具有如下属性:
[0029]1.VoIP业务是周期性的。解码帧的长度为20ms，这意味着语音编码器每20ms产生语音数据包。谈话的平均间隔为2.5秒。
[0030]2.在包头压缩的情况下，每个谈话帧的语音负载是328比特。
[0031]3.VoIP业务的端对端的延迟的要求为200ms。扣除所需的处理时间，D2D广播通信(单向)的VoIP数据包可允许的传输延迟为大约160ms。
[0032]图1示出了根据本发明的一个实施例的构建基于Walsh矩阵的传输模式集的示意图。在图1中示例性地将Walsh矩阵的阶层N设置为8。
[0033]如图1所示，首先选择一个Walsh矩阵H1，其具有阶层N。
[0034]其次，将Walsh矩阵H1与_1相乘得出第一矩阵H2。
[0035]最后，如图2所示，Walsh矩阵H1与第一矩阵H2中的除了第一行的所有其余行构成了传输模式集。
[0036]该传输模式集中的每行可以由用户设备使用。每行中的每个元素可以用来确定在一个子帧处该用户设备进行广播发送还是进行广播接收。例如对于+1元素，用户设备可以进行广播发送，而对于-1元素，该用户设备可以进行广播接收。由此，一行构成了对应一个传输模式。
[0037]图3示出了根据本发明的一个实施例的在用户设备处进行设备到设备的广播通信的方法流程图。
[0038]如图3所示，在步骤Sll中，用户设备确定传输模式集。该传输模式集包括Walsh矩阵H1和第一矩阵H2中除第一行以外的所有行，其中所述第一矩阵H2等于所述Walsh矩阵H1和-1的乘积。
[0039]在本发明的一个实施例中，用户设备和基站可以预先定义相应的传输模式集，并且将其预先配置在用户设备处。当用户设备需要进行广播通信时，将调用传输模式集。
[0040]替代地，基站可以确定传输模式集，并且将所确定的传输模式集通过第一指示信息发送给用户设备。接着，用户设备可以根据第一指示信息确定传输模式集。该第一指示信息例如可以在调度过程中进行发送。
[0041]仍参见图3，在步骤sl2中，用户设备从传输模式集中确定一行。
[0042]这例如也可以通过如下方式实现:
[0043]例如，用户设备从基站接收第二指示信息，该第二指示信息指出相关的行。然后，用户设备根据第二指示信息从传输模式集中确定行。在此，由基站根据例如传输模式集中的使用情况为各个用户设备确定了相应的行，以便进行相应的广播。
[0044]替代地，用户设备自身也可以根据预定条件从传输模式集中确定行。这些预定条件包括传输模式集中的各行的当前使用情况；当前感兴趣的来自其他用户设备的广播；和/或当前信道的质量。例如当用户设备对另一个用户设备的广播特别感兴趣时，其可以选择相应适合的行来在对应的子帧处进行接收。反之，当用户设备对另一个用户设备的广播不感兴趣时，其可以选择相应适合的行来在对应的子帧处进行广播发送。
[0045]在步骤S13中，用户设备根据所确定的行对应的传输模式进行设备到设备广播。如上所述，该传输模式为依次基于所确定的行中的每一个元素进行以下操作:_当该元素为第一值(例如+1)时，进行广播发送；-当该元素为第二值(例如-1)时，进行广播接收。
[0046]图4示出了根据本发明的一个实施例的传输模式集中的两个矩阵中的对应行之间的关系的示意图。图5示出了根据本发明的一个实施例的传输模式集中的两个矩阵中的任意行之间的关系的示意图。
[0047]下文将参照图4至图5至对传输模式集的属性进行相关说明，以H(i，:)表示矩阵H中的第i行。
[0048]1.对于Walsh矩阵H1与第一矩阵H2中的除了第一行的任意行，即H1Q,:)和H2(i,:), i ^ 1，一半的元素为+1，而另一半的元素为-1。
[0049]2.对于Walsh矩阵H1与第一矩阵H2中的除了第一行的任意两个相对应的行(例如图4中的示出的两个第三行)，也即H1 (i,:) ?ΡΗ2(?,:), i ^ 1，具有N/2对{+I, -1}和N/2对{-1，+1}。在此，由于图4中选取的Walsh矩阵的阶层为8，因此存在4对{+1，-1}和 4 对{-1, +1}。
[0050]3.对于Walsh矩阵H1与第一矩阵H2中的除了第一行的任意两行，也即Hji，:)和Hn(j，:)