邻居发现方法和设备的制作方法

邻居发现方法和设备的制作方法
【专利摘要】提供了用于用户移动终端设备到用户移动终端设备通信系统的邻居发现方法和设备。该通信系统包括多个eNode?B和多个用户移动终端设备。该方法包括：在多个用户移动终端设备中的每个用户移动终端设备处，接收来自于多个eNode?B中的相应的eNode?B的系统消息，其中系统消息包括用于指示多个邻居发现信道在无线资源中如何配置的配置信息；在每个用户移动终端设备处，基于系统消息中的配置信息，从多个邻居发现信道中选择相应的邻居发现信道；在每个用户移动终端设备处，在所选择的邻居发现信道上发送相应的信标信号(即邻居发现信号)；以及在未选择的邻居发现信道上接收来自于用户移动终端设备的邻居用户移动终端设备的信标信号。该邻居发现方法和设备能够实现良好的检测性能。
【专利说明】邻居发现方法和设备

【技术领域】
[0001] 本发明的实施方式涉及用户移动终端设备到用户移动终端设备通信领域，更具体 地涉及用于用户移动终端设备到用户移动终端设备通信系统的邻居发现方法和设备。

【背景技术】
[0002] 近几年，基于邻近位置的无线通信应用和服务受到了越来越多的关注。基于邻近 位置的用户移动终端设备到用户移动终端设备（D2D)通信可大大改善空间谱效率（由于通 信范围小），并且还可以从直接通信获得一跳增益（由于不需经由基站的转发）。受到这些 优点的启发，3GPP近来创建了针对D2D通信的研究项目。D2D通信有望成为未来无线宽带 通信系统的一个重要组成部分，与其它关键技术一起有效应对未来移动数据需求的迅猛增 长。
[0003] 在D2D通信中，虽然网络中可能存在大量D2D节点（即用户移动终端设备，UE)，每 个D2D节点一般仅具有到较小数目的其他节点（被称作邻居）的直接的无线链路。D2D通 信的基本前提条件是知晓各自的邻居，即每个D2D节点需要发现并识别在其通信范围内的 相应邻居，并且还需要被相应的邻居发现和识别，这被称为邻居发现（ND)。
[0004] Guo Dongning 等人在题为"neighbor discovery for wireless networks via compressive sensing"的文章（下文中简称为"文献1"，可从互联网http://arxiv. org/ pdf7l012.1007.pdf获得）中提出了一种基于压缩感知的邻居发现方案。文献1中所提 出的基于压缩感知的邻居发现方案具有以下缺点：（1)每个节点必须具有关于发现序列矩 阵（包括所有节点的序列）的信息，这将占用较大的信令开销；（2)邻居发现复杂度随着节 点数目的增大而增加，这将带来较大的计算复杂度，尤其在节点数目非常大时；（3)伪随机 开-关信号的设计需要频繁的收发（TX/RX)切换，这将使得该方案的实现变得比较复杂。


【发明内容】

[0005] 本发明的实施方式提供了一种用于用户移动终端设备到用户移动终端设备通信 系统的邻居发现方法和设备，以解决或者至少部分地缓解现有技术中存在的上述问题。
[0006] 在第一方面中，本发明的实施方式提供了一种用于用户移动终端设备到用户移动 终端设备通信系统的邻居发现方法。该通信系统包括多个eNode B和多个用户移动终端设 备。该方法包括：在多个用户移动终端设备中的每个用户移动终端设备处，接收来自于多个 eNode B中的相应的eNode B的系统消息，其中系统消息包括用于指示多个邻居发现信道在 无线资源中如何配置的配置信息；在每个用户移动终端设备处，基于系统消息中的配置信 息，从多个邻居发现信道中选择相应的邻居发现信道；在每个用户移动终端设备处，在所选 择的邻居发现信道上发送相应的信标信号；以及在未选择的邻居发现信道上接收来自于相 应的邻居用户移动终端设备的信标信号。
[0007] 在一个示例性实施方式中，多个邻居发现信道可以以由eNode B配置的邻居发现 周期进行重复。
[0008] 在一个示例性实施方式中，每个邻居发现周期可包括多个邻居发现子周期，每个 邻居发现信道跨越一个邻居发现周期的所有邻居发现子周期。
[0009] 在一个示例性实施方式中，每个邻居发现信道可包括多个邻居发现信道分段，邻 居发现信道分段的数目等于一个邻居发现周期内的邻居发现子周期的数目。
[0010] 在一个示例性实施方式中，系统消息可进一步包括用户组的数目，用户组的数目 是由eNode B根据用户密度与邻居发现信道的数目之间的相对关系确定的。多个用户移动 终端设备可基于用户组的数目进行分组，使得每个用户组中的用户移动终端设备能够仅在 与相应的用户组对应的邻居发现周期中选择相应的邻居发现信道并且发送信标信号。
[0011] 在一个示例性实施方式中，该方法可进一步包括：在所选择的邻居发现信道的预 定数目的邻居发现信道分段上发送相应的信标信号；以及在所选择的邻居发现信道的剩余 的邻居发现信道分段上接收来自于邻居用户移动终端设备的信标信号。
[0012] 在一个示例性实施方式中，系统消息可进一步包括参考等待值，参考等待值Mm 是由eNode B根据用户密度与邻居发现信道的数目之间的相对关系确定的。选择相应的邻 居发现信道可包括：将eNode B当前广播的第一配置信息与eNode B先前广播的第二配置 信息进行比较；如果第一配置信息与第二配置信息相同，则在每个户移动终端设备处检测 所有邻居发现信道的平均能量，并从具有最低平均能量的多个邻居发现信道中选择一个邻 居发现信道；或者如果第一配置信息与第二配置信息不同，则在每个用户移动终端设备处 生成等待值R，等待值R用于指示用户移动终端设备应当在第R个邻居发现子周期选择邻居 发现信道，其中R是整数并且〇 < R<Mbq_1。
[0013] 在一个示例性实施方式中，系统消息可进一步包括参考等待值，参考等待值Nm 是由eNode B根据用户密度与邻居发现信道的数目之间的相对关系确定的。选择相应的邻 居发现信道可包括：将eNode B当前广播的第一配置信息与eNode B先前广播的第二配置 信息进行比较；如果第一配置信息与第二配置信息相同，则在相应的用户移动终端设备处 检测所有邻居发现信道的平均能量，并从具有最低平均能量的多个邻居发现信道中选择一 个邻居发现信道；或者如果第一配置信息与第二配置信息不同，则选择一个邻居发现信道， 检测所选择的邻居发现信道的平均能量，以确定是否存在关于所选择的邻居发现信道的选 择冲突，以及如果存在选择冲突，则生成等待值S，等待值S用于指示用户移动终端设备应 当在第S个邻居发现子周期重新选择邻居发现信道，其中S是整数并且0 < S < Nbq-1。
[0014] 在一个示例性实施方式中，该方法可进一步包括在第S个邻居发现子周期重新选 择邻居发现信道。
[0015] 在一个示例性实施方式中，在第S个邻居发现子周期重新选择邻居发现信道可包 括：检测所有邻居发现信道的平均能量；以及从具有最低平均能量的多个邻居发现信道中 选择一个邻居发现信道。
[0016] 在一个示例性实施方式中，系统消息可进一步包括参考等待值，参考等待值PM 是由eNode B根据用户密度与邻居发现信道的数目之间的相对关系确定的。该方法可进 一步包括：基于接收的信标信号生成邻居列表，邻居列表中包含相应的用户移动终端设备 的邻居用户移动终端设备的标识符；将当前生成的邻居列表与先前生成的邻居列表进行比 较，以确定当前生成的邻居列表与先前生成的邻居列表之间的差别；将差别与由eNode B 预先确定的阈值进行比较；如果差别超过阈值，则检测所选择的邻居发现信道的平均能量， 以确定是否存在关于所选择的邻居发现信道的选择冲突，以及如果存在选择冲突，则生成 等待值T，等待值T用于指示用户移动终端设备应当在第T个邻居发现子周期重新选择邻居 发现信道，其中T是整数并且0 < T < PBQ-1。
[0017] 在一个示例性实施方式中，该方法可进一步包括在第T个邻居发现子周期重新选 择邻居发现信道。
[0018] 在一个示例性实施方式中，在第T个邻居发现子周期重新选择邻居发现信道可包 括：检测所有邻居发现信道的平均能量；以及从具有最低平均能量的多个邻居发现信道中 选择一个邻居发现信道。
[0019] 在第二方面中，本发明的实施方式提供了一种用于用户移动终端设备到用户移动 终端设备通信系统的邻居发现设备。该通信系统可包括多个eNode B和多个用户移动终 端设备。该邻居发现设备包括：用于在多个用户移动终端设备中的每个用户移动终端设备 处接收来自于多个eNode B中的相应的eNode B的系统消息的装置，其中系统消息包括用 于指示多个邻居发现信道在无线资源中如何配置的配置信息；用于在每个用户移动终端设 备处，基于系统消息中的配置信息，从多个邻居发现信道中选择相应的邻居发现信道的装 置；用于在每个用户移动终端设备处，在所选择的邻居发现信道上发送相应的信标信号的 装置；以及用于在未选择的邻居发现信道上接收来自于用户移动终端设备的邻居用户移动 终端设备的信标信号的装置。
[0020] 在一个示例性实施方式中，多个邻居发现信道可以以由eNode B配置的邻居发现 周期进行重复。
[0021] 在一个示例性实施方式中，每个邻居发现周期可包括多个邻居发现子周期，每个 邻居发现信道跨越一个邻居发现周期的所有邻居发现子周期。
[0022] 在一个示例性实施方式中，每个邻居发现信道可包括多个邻居发现信道分段，邻 居发现信道分段的数目等于一个邻居发现周期内的邻居发现子周期的数目。
[0023] 在一个示例性实施方式中，系统消息可进一步包括用户组的数目，用户组的数目 是由eNode B根据用户密度与邻居发现信道的数目之间的相对关系确定的。邻居发现设备 还可包括用于基于用户组的数目对多个用户移动终端设备进行分组的装置，使得每个用户 组中的用户移动终端设备能够仅在与相应的用户组对应的邻居发现周期中选择相应的邻 居发现信道并且发送信标信号。
[0024] 在一个示例性实施方式中，邻居发现设备可进一步包括：用于在所选择的邻居发 现信道的预定数目的邻居发现信道分段上发送相应的信标信号的装置；以及用于在所选择 的邻居发现信道的剩余的邻居发现信道分段上接收来自于邻居用户移动终端设备的信标 信号的装置。
[0025] 在一个示例性实施方式中，系统消息还可包括参考等待值Mm，参考等待值M m是 由eNode B根据用户密度与邻居发现信道的数目之间的相对关系确定的。用于选择相应的 邻居发现信道的装置可包括：用于将eNode B当前广播的第一配置信息与eNode B先前广 播的第二配置信息进行比较的装置；用于在第一配置信息与第二配置信息相同的情况下， 在每个用户移动终端设备处检测所有邻居发现信道的平均能量，并从具有最低平均能量的 多个邻居发现信道中选择一个邻居发现信道的装置；或者用于在第一配置信息与第二配 置信息不同的情况下，在每个用户移动终端设备处生成等待值R的装置，等待值R用于指 示用户移动终端设备应当在第R个邻居发现子周期选择邻居发现信道，其中R是整数并且 0 彡 R 彡 Mbo-1。
[0026] 在一个示例性实施方式中，系统消息还可包括参考等待值，参考等待值是由 eNode B根据用户密度与邻居发现信道的数目之间的相对关系确定的。用于选择相应的邻 居发现信道的装置可包括：用于将eNode B当前广播的第一配置信息与eNode B先前广播 的第二配置信息进行比较的装置；用于在第一配置信息与第二配置信息相同的情况下，在 每个用户移动终端设备处检测所有邻居发现信道的平均能量，并从具有最低平均能量的多 个邻居发现信道中选择一个邻居发现信道的装置；或者用于在第一配置信息与第二配置信 息不同的情况下，执行以下操作的装置：选择一个邻居发现信道，检测所选择的邻居发现信 道的平均能量，以确定是否存在关于所选择的邻居发现信道的选择冲突，以及如果存在选 择冲突，则生成等待值S，等待值S用于指示用户移动终端设备应当在第S个邻居发现子周 期重新选择邻居发现信道，其中S是整数并且0 < S < Nbq_1。
[0027] 在一个示例性实施方式中，邻居发现设备可进一步包括用于在第S个邻居发现子 周期重新选择邻居发现信道的装置。
[0028] 在一个示例性实施方式中，用于在第S个邻居发现子周期重新选择邻居发现信道 的装置可包括：用于检测所有邻居发现信道的平均能量的装置；以及用于从具有最低平均 能量的多个邻居发现信道中选择一个邻居发现信道的装置。
[0029] 在一个示例性实施方式中，系统消息还可包括参考等待值PM，参考等待值P M是 由eNode B根据用户密度与邻居发现信道的数目之间的相对关系确定的。邻居发现设备可 进一步包括：用于基于接收的信标信号生成邻居列表的装置，邻居列表中包含相应的用户 移动终端设备的邻居用户移动终端设备的标识符；用于将当前生成的邻居列表与先前生成 的邻居列表进行比较，以确定当前生成的邻居列表与先前生成的邻居列表之间的差别的装 置；用于将差别与由eNode B预先确定的阈值进行比较的装置；用于在差别超过阈值的情 况下执行以下操作的装置：检测所选择的邻居发现信道的平均能量，以确定是否存在关于 所选择的邻居发现信道的选择冲突，以及如果存在选择冲突，则生成等待值T，等待值T用 于指示用户移动终端设备应当在第T个邻居发现子周期重新选择邻居发现信道，其中T是 整数并且〇<T<P BQ-l。
[0030] 在一个示例性实施方式中，邻居发现设备可进一步包括用于在第T个邻居发现子 周期重新选择邻居发现信道的装置。
[0031] 在一个示例性实施方式中，用于在第T个邻居发现子周期重新选择邻居发现信道 的装置可包括：用于检测所有邻居发现信道的平均能量的装置；以及用于从具有最低平均 能量的多个邻居发现信道中选择一个邻居发现信道的装置。
[0032] 根据本发明的实施方式的邻居发现方法和设备，提出了具有ND子周期和ND周期 的分层结构的邻居发现（ND)资源配置。ND信道包括多个ND信道分段，这不仅利用时间分 集改善了检测性能，而且该结构设计还促进了 ND信道感知和选择操作。
[0033] 提出了多种ND信道选择方案，包括基于分组的随机选择（Grouping-based random selection，GRS)，基于回退和感知的选择（Backoffand sensing based selection，BSS)， 以及利用基于感知的更新的随机选择（Random selection with sensing-based update, RSSU)。GRS方案可实现聚合增益并且适于利用不同的用户密度在多个小区中进行邻居发 现。BSS方案可实现具有邻居发现延迟限制的良好性能。
[0034] 本发明的实施方式还提出了用于支持D2D网络中的移动性的基于感知的邻居发 现信道重选机制。

【专利附图】

【附图说明】
[0035] 通过结合附图阅读对【具体实施方式】的描述，本发明的实施方式的其他特征和优点 将变得显而易见，在以下附图的各图中通过示例而非通过限制来说明本发明的实施方式：
[0036] 图1是根据本发明的实施方式的用于D2D通信系统的邻居发现方法的流程图；
[0037] 图2是示意性地示出ND资源配置的图；
[0038] 图3a以时间-频率网格不出了 ND信道分段结构的一个不例；图3b以时间-频率 网格示出了 ND信道分段结构的另一个示例；
[0039] 图4a示意性地示出了在时域中对于LTE帧中的第一个时隙的ND信道分段结构；
[0040] 图4b示意性地示出了在时域中对于LTE帧中的第二个时隙的ND信道分段结构；
[0041] 图5a示意性地示出了在ND中的TX/RX切换，其中ND资源位于UL子帧中；
[0042] 图5b示意性地示出了在ND中的TX/RX切换，其中ND资源位于DL子帧中；
[0043] 图6示意性地示出了根据本发明的实施方式的一个实施例的GRS方案的流程；
[0044] 图7是根据本发明的一个实施例的GRS方案的流程图；
[0045] 图8示意性地示出了根据本发明的一个实施例的BSS方案的流程；
[0046] 图9是根据本发明的一个实施例的BSS方案的流程图；
[0047] 图10是根据本发明的一个实施例的RSSU方案的流程图；
[0048] 图11是根据本发明的一个实施例的用于支持用户移动性的ND信道重选方案的流 程图；
[0049] 图12示意性地示出了根据本发明的一个实施例的信标信号生成过程；
[0050] 图13示出了 ND信号的CM比较；
[0051] 图14示出了 AWGN中的ND信标信号检测性能；
[0052] 图15a_15c示出了在GRS方案中分别针对用户密度为200个用户/平方公里、500 个用户/平方公里和1000个用户/平方公里的仿真结果；
[0053] 图16a_16c示出了在BSS方案中分别针对用户密度为200个用户/平方公里、500 个用户/平方公里和1000个用户/平方公里的仿真结果。

【具体实施方式】
[0054] 应当理解，尽管本说明书中包含多个具体实施细节，但是并不应当将其解释为对 发明的保护范围的限制，而应当将其解释为针对具体发明的【具体实施方式】的特征的说明。 在本说明书中，在独立的实施方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方式中以 组合的显示进行实施。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各个特征也可以在多个实 施方式中单独地或者以任何适当的子组合的显示进行实施。此外，尽管将某些特征描述为 在某些实施方式中发挥作用，并且即使最初也同样地要求保护，但是来自于要求保护的组 合的一个或多个特征可以在某些情况下脱离该组合，并且要求保护的组合可以针对子组合 或子组合的变形。
[0055] 在本发明的实施方式的第一方面中，提供了一种用于用户移动终端设备到用户移 动终端设备通信系统的邻居发现方法。
[0056] 图1是根据本发明的实施方式的用于D2D通信系统的邻居发现方法的流程图。D2D 通信系统可包括多个eNode B(eNB)和多个用户移动终端设备（UE)。如图1所示，在步骤 101，在多个UE中的相应的每个UE处，接收来自于多个eNB中的相应的eNB的系统消息。 应当理解，所述"相应的eNB"包括一个eNB或一个以上eNB。当UE处于多个小区的边界处 时，UE可以接收到来自一个以上eNB的系统消息。所述系统消息包括用于指示多个ND信 道在无线资源中如何配置的ND资源配置信息。一般而言，eNB广播（包含ND资源配置信 息的）系统消息的周期可以相对较大，例如几分钟。
[0057] 在下文中将参照图2至5来描述根据本发明的实施方式的ND资源配置。
[0058] 图2是示意性地示出ND资源配置的图。ND资源包括多个ND信道，并且可以被分 成多个ND周期，例如图2所示的ND周期K-1、ND周期K、ND周期K+1……。多个ND信道以 ND周期进行重复。每个ND周期包括多个ND子周期。例如，图2示出了一个ND周期包括 个ND子周期，例如ND子周期0、ND子周期1、ND子周期Nm-1等。每个ND信道包括多 个ND信道分段。在图2中以带有阴影的小矩形示出了 ND信道的一个ND信道分段。应当 理解，在图2中，在每个ND子周期内，在时间-频率网格上形成有P^xQ^个ND信道，其中在 频域中形成有P ND个ND信道，在时域中形成有Qm个ND信道。每个ND信道跨越一个ND周 期的所有ND子周期。即，在一个ND周期内，总共有P NDxQND个ND信道，其中每个ND信道包 含Nnd个ND信道分段。ND周期以及ND子周期的数目可由eNB配置。应当理解，ND子周期 的数目通常不大于4.
[0059] ND资源可配置于无线资源中，例如配置于LTE帧中。图2还示出了 ND资源到LTE 帧结构的映射。如图2所示，Pm个频率上的ND信道被映射到LTE载波（例如对于Pm = 6， 载波频率为1.4MHz)内的连续的载波分段。ND资源可配置于TDD LTE或FDD LTE的上行链 路（UL)子帧或下行链路（DL)子帧上。一般而言，ND资源优选配置于TDD LTE或FDD LTE 的UL子帧上，但是也不排除配置于TDD LTE或FDD LTE的DL子帧上。
[0060] 图3a以时间-频率网格不出了 ND信道分段结构的一个不例，图3b以时间-频率 网格示出了 ND信道分段结构的另一个示例。
[0061] 如图3a所示，在频域中，每个ND信道分段占据12个连续的子载波（即LTE术语 中的一个资源块（RB))，如图3b所示，在频域中，每个ND信道分段占据6个连续的子载波 (即LTE术语中的半个资源块（RB))，并且在图2所示的ND载波分段中对多个ND信道进行 频率复用。如图3a和3b所示，在一个ND周期内，对于一个ND信道分段，总共有12*5 = 60 个或者6*5 = 30个数据资源元素，总共有60*Nm个或30*Nm个（例如，对于Nm = 4,总共 有240个或120个）资源元素可以用来承载一个ND信道中的一个UE的信标信号（即邻居 发现信号）。
[0062] 在如图3a和3b所示的ND信道分段结构中，导频符号与信标信号以时分复用 (TDM)方式进行复用。如此设计的动机在于，如在LTE UL中那样，方便对信标信号进行DFT 预编码，以实现低峰均比PAPR(这意味着功率效率更高，D2D工作范围更大）。应当注意，在 对ND信道结构的描述中，给出了 5个数据符号作为示例。然而，（例如具有6个数据符号 的）其他ND信道结构也是可能的，这取决于CP长度和零填充长度的设计。
[0063] 图4a示意性地示出了在时域中对于LTE帧中的第一个时隙的ND信道分段结构， 图4b示意性地示出了在时域中对于LTE帧中的第二个时隙的ND信道分段结构。
[0064] 在图2所示的ND资源配置框架中，为了能够在同一 ND周期中既发现邻居又被邻 居发现，应当支持发送和接收之间的灵活切换。在本发明中，提出了一种改进的ND信道结 构设计，以更好地支持发送和接收之间的切换，如图4a和4b所示。具体而言，对于跨越LTE 帧的一个时隙的每个ND信道，在有用波形的开始处进行全零填充，并在该有用波形的结尾 处进行半零填充（即填零长度为全零填充的一半）。应当注意，半零填充位于第一个时隙的 结尾处以及第二个时隙的开始处，如图4a和4b所示。
[0065] 图5a和5b说明了进行这种设计的理由。应当注意，对于一个ND子帧中的两个ND 信道分段，每个ND节点（UE)仅可能存在三种状态：在第一个时隙中发送其自身的信标信号 并在第二个时隙中接收其他节点的信标信号（状态1);在第一个时隙中接收其他节点的信 标信号并在第二个时隙中发送其自身的信标信号并（状态2);以及在第一个和第二个时隙 中均接收其他节点的信标信号（状态3)。可以看出，利用如图4a和4b所示的ND信道分 段结构，无论ND资源占据DL子帧还是UL子帧，ND节点都可以在上述三个状态下很好地工 作。
[0066] ND资源所映射到的载波分段通常具有较小的带宽（例如1. 4MHz)，如此设计的动 机和优点如下：
[0067] (1)在最大发送功率限制下，能够获得相对高的发送功率谱密度，因而可以扩展 ND范围；
[0068] (2)利用较小的带宽配置，可以使得对蜂窝LTE操作的影响最小；
[0069] (3)在邻居发现中的半双工限制下（即D2D节点在发送其信标信号期间无法检测 到其他D2D节点的信标信号），可以使丢失的潜在邻居最少。
[0070] 如上所述，一个ND信道包括多个ND信道分段，每个ND信道分段位于一个ND子周 期内，如此设计的动机和优点如下。
[0071] 由于采用相对较小的载波分段，所以频率分集是非常有限的。在这种情况下，将一 个ND信道分成多个ND信道分段能够获得时间分集，因而改善了对ND信标信号的检测性 能。
[0072] 基于ND信道的设计，每个ND信道分段可以独立解码，而多个ND信道分段的联合 解码可以有效提高对ND信标信号的检测性能。因而，ND信道分段设计可以促进灵活的信道 感知操作。例如，以四个ND信道分段为例，D2D节点可以采用其中的三个ND信道分段来发 送其信标信号（以使得其邻居能够发现它），并且使得一个ND信道分段静音（即在该ND信 道分段上接收来自其他D2D节点的信标信号而不发送其自身的信标信号），使得该D2D节点 可以感知是否存在关于其所选的ND信道的严重选择冲突。同时，该D2D节点也可以在并发 的ND信道上（即时域相同但频域不同的ND信道）检测其邻居。然而，在传统的邻居发现 方法中，邻居发现中的半双工限制会导致无法发现在这些并发的ND信道上发送信标信号 的D2D节点。应当理解，所谓的"选择冲突"是指多个D2D节点选择同一个ND信道，使得其 他D2D节点无法发现该多个D2D节点。感知是否存在关于所选的ND信道的"选择冲突"可 包括检测该ND信道的平均能量，如果该ND信道的平均能量超过预定的阈值，则表明有多个 D2D节点正在该ND信道上发送其信标信号，从而可确定存在关于该ND信道的"选择冲突"。
[0073] 回到图1，在从eNB接收到系统消息（步骤101)之后，在步骤102中，在相应的UE 处，基于系统消息中的ND资源配置信息，从多个ND信道中选择相应的ND信道。下面将参 照图6至11来描述根据本发明的实施方式的ND信道选择方案。
[0074] 某于分纟目的随机诜择（GRS)
[0075] 图6示意性地示出了根据本发明的实施方式的一个实施例的GRS方案的流程。
[0076] 在GRS方案中，多个D2D节点以分布式方式（S卩，不是按照eNB规定的方式）分成 多个组，使得每个组中的节点仅在与相应的组对应的ND周期中随机地选择相应的ND信道 并发送其信标信号。所述组的数目是由eNB根据用户密度与ND信道的数目之间的相对关 系确定的。"用户密度与ND信道的数目之间的相对关系"是指相对于一定数目的ND信道而 言，用户密度较大还是较小。例如，对于10个ND信道而言，如果在一定区域内存在20个用 户，则认为用户密度相对于该数目的信道而言较大。所述组的数目包含在eNB所广播的系 统消息中。
[0077] 图6以（8个D2D节点的）用户1-8为例说明了上述GRS方案。在图6中，假定每 个ND信道包括四个ND信道分段，每个ND信道分段由一个小矩形来表示。如图6所示，例 如假定用户1和用户3被分成一组，并且第K*G m个ND周期对应于用户1和用户3所在的 组。因此，用户1和用户3的节点仅在第K*GND个ND周期中选择相应的ND信道并发送其相 应的信标信号。由标号601表不的小矩形不出了用户1在第K*G m个ND周期中发送其相应 的信标信号，由标号603表示的小矩形示出了用户3在第K*GND个ND周期中发送其相应的 信标信号。应当理解，尽管用户1和用户3均在第K*G ND个ND周期中发送其相应的信标信 号，但是用户1和用户3是在它们各自选择的ND信道上发送其相应的信标信号。由于用户 1和用户3相互独立地选择ND信道，因此两个用户选择不同ND信道的概率非常高。小矩形 601和603的不同位置说明了这一点。
[0078] 图7是根据本发明的一个实施例的GRS方案的流程图。
[0079] 如图7所示，在步骤701启动邻居发现功能。接下来在步骤702, UE获取包含在 eNB所广播的系统消息中的ND资源配置信息和用户组的数目GND。然后，在步骤703, UE随 机地生成范围在[0，GND-l]内的整数A。接下来在步骤704，UE判断整数A是否等于当前的 ND周期编号对GND取模（mod)的结果。如果相等，则流程进行到步骤705。在步骤705, UE 随机选择一个ND信道以在其上发送信标信号，并在未选择的ND信道上接收来自其他UE的 邻居发现信号。在步骤704,如果判断的结果为否，则流程进行到步骤706。在步骤706，UE 接收信标信号以找到其邻居。
[0080] GRS方案的优点如下。
[0081] (1)在以分布式方式对用户（节点）进行分组时占用非常有限的eNB信令开销（即 仅在系统消息中额外的包含用户组的数目G nd)。
[0082] (2) eNB能够通过根据节点密度调整户组的数目来控制ND信道选择质量。
[0083] (3)以相同的信标信号检测操作支持相邻小区中的不同的用户组数目配置。
[0084] (4)自然地支持D2D用户网络拓扑因用户移动的改变。
[0085] 某于回退和感知的诜择（BSS)
[0086] 在BSS方案中，在接收到eNB广播的ND资源配置信息后，相应的D2D节点将对eNB 当前广播的第一 ND资源配置信息与eNB先前广播的第二ND资源配置信息进行比较。根据 比较结果，对于D2D节点而言将存在两种ND信道选择情形。
[0087] (1)如果第一 ND资源配置信息与第二ND资源配置信息相同，则D2D节点将检测所 有ND信道的平均能量，并从具有最低平均能量的多个ND信道中选择一个ND信道。即，第 i个D2D节点将选择具有以下下标1ND⑴的ND信道：
[0088]

【权利要求】
1. 用于用户移动终端设备到用户移动终端设备通信系统的邻居发现方法，所述通信系 统包括多个eNode B和多个用户移动终端设备，所述方法包括： 在所述多个用户移动终端设备中的每个用户移动终端设备处，接收来自于所述多个 eNode B中的相应的eNode B的系统消息，其中所述系统消息包括用于指示多个邻居发现信 道在无线资源中如何配置的配置信息； 在所述每个用户移动终端设备处，基于所述系统消息中的所述配置信息，从所述多个 邻居发现信道中选择相应的邻居发现信道； 在所述每个用户移动终端设备处，在所选择的邻居发现信道上发送相应的信标信号； 以及 在所述每个用户移动终端设备处，在未选择的邻居发现信道上接收来自于该用户移动 终端设备的邻居移动终端设备的信标信号。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，所述多个邻居发现信道以由所述eNode B配置的邻 居发现周期进行重复。
3. 如权利要求2所述的方法，其中，每个所述邻居发现周期包括多个邻居发现子周期， 每个所述邻居发现信道跨越一个邻居发现周期的所有邻居发现子周期。
4. 如权利要求3所述的方法，其中，每个所述邻居发现信道包括多个邻居发现信道分 段，所述邻居发现信道分段的数目等于一个邻居发现周期内的邻居发现子周期的数目。
5. 如权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述系统消息还包括用户组的数 目，所述用户组的数目是由所述eNode B根据用户密度与邻居发现信道的数目之间的相对 关系确定的； 其中所述多个用户移动终端设备被基于所述用户组的数目进行分组，使得每个用户组 中的用户移动终端设备能够仅在与相应的用户组对应的邻居发现周期中选择相应的邻居 发现信道并且发送信标信号。
6. 如权利要求4所述的方法，进一步包括： 在所选择的邻居发现信道的预定数目的邻居发现信道分段上发送相应的信标信号；以 及 在所选择的邻居发现信道的剩余的邻居发现信道分段上接收来自于所述邻居用户移 动终端设备的信标信号。
7. 如权利要求6所述的方法，其中，所述系统消息还包括参考等待值Mm，所述参考等待 值MBQ是由所述eNode B根据用户密度与邻居发现信道的数目之间的相对关系确定的；并且 其中选择相应的邻居发现信道包括： 将所述eNode B当前广播的第一配置信息与所述eNode B先前广播的第二配置信息进 行比较； 如果所述第一配置信息与所述第二配置信息相同，则在所述每个用户移动终端设备处 检测所有邻居发现信道的平均能量，并从具有最低平均能量的多个邻居发现信道中选择一 个邻居发现信道；或者 如果所述第一配置信息与所述第二配置信息不同，则在所述每个用户移动终设备处生 成等待值R，所述等待值R用于指示所述用户移动终端设备应当在第R个邻居发现子周期选 择邻居发现信道，其中R是整数并且〇 < R < MBQ_1。
8. 如权利要求6所述的方法，其中，所述系统消息还包括参考等待值NM，所述参考等待 值NBQ是由所述eNode B根据用户密度与邻居发现信道的数目之间的相对关系确定的；并且 其中选择相应的邻居发现信道包括： 将所述eNode B当前广播的第一配置信息与所述eNode B先前广播的第二配置信息进 行比较； 如果所述第一配置信息与所述第二配置信息相同，则在所述每个用户移动终端设备处 检测所有邻居发现信道的平均能量，并从具有最低平均能量的多个邻居发现信道中选择一 个邻居发现信道；或者 如果所述第一配置信息与所述第二配置信息不同，则： 选择一个邻居发现信道， 检测所选择的邻居发现信道的平均能量，以确定是否存在关于所选择的邻居发现信道 的选择冲突，以及 如果存在所述选择冲突，则生成等待值S，所述等待值S用于指示所述用户移动终端设 备应当在第S个邻居发现子周期重新选择邻居发现信道，其中S是整数并且0 < S < NBQ-1。
9. 如权利要求8所述的方法，进一步包括： 在第S个邻居发现子周期重新选择邻居发现信道。
10. 如权利要求9所述的方法，其中，在第S个邻居发现子周期重新选择邻居发现信道 包括： 检测所有邻居发现信道的平均能量；以及 从具有最低平均能量的多个邻居发现信道中选择一个邻居发现信道。
11. 如权利要求7至10中的任一项所述的方法，其中，所述系统消息还包括参考等待值 PBQ，所述参考等待值P?是由所述eNode B根据用户密度与邻居发现信道的数目之间的相对 关系确定的；并且 所述方法进一步包括： 基于接收的信标信号生成邻居列表，所述邻居列表中包含所述用户移动终端设备的邻 居用户移动终端设备的标识符； 将当前生成的邻居列表与先前生成的邻居列表进行比较，以确定所述当前生成的邻居 列表与所述先前生成的邻居列表之间的差别； 将所述差别与由所述eNode B预先确定的阈值进行比较； 如果所述差别超过所述阈值，则： 检测所选择的邻居发现信道的平均能量，以确定是否存在关于所选择的邻居发现信道 的选择冲突，以及 如果存在所述选择冲突，则生成等待值T，所述等待值T用于指示所述用户移动终端设 备应当在第T个邻居发现子周期重新选择邻居发现信道，其中T是整数并且0 < T < PBQ-1。
12. 如权利要求11所述的方法，进一步包括： 在第T个邻居发现子周期重新选择邻居发现信道。
13. 如权利要求12所述的方法，其中，在第T个邻居发现子周期重新选择邻居发现信道 包括： 检测所有邻居发现信道的平均能量；以及 从具有最低平均能量的多个邻居发现信道中选择一个邻居发现信道。
14. 用于用户移动终端设备到用户移动终端设备通信系统的邻居发现设备，所述通信 系统包括多个eNode B和多个用户移动终端设备，所述邻居发现设备包括： 用于在所述多个用户移动终端设备中的每个用户移动终端设备处接收来自于所述多 个eNode B中的相应的eNode B的系统消息的装置，其中所述系统消息包括用于指示多个 邻居发现信道在无线资源中如何配置的配置信息； 用于在所述每个用户移动终端设备处，基于所述系统消息中的所述配置信息，从所述 多个邻居发现信道中选择相应的邻居发现信道的装置； 用于在所述每个用户移动终端设备处，在所选择的邻居发现信道上发送相应的信标信 号的装置；以及 用于在所述每个用户移动终端设备处，在未选择的邻居发现信道上接收来自于该用户 移动终端设备的邻居移动终端设备的信标信号的装置。
15. 如权利要求14所述的邻居发现设备，其中，所述多个邻居发现信道以由所述eNode B配置的邻居发现周期进行重复。
16. 如权利要求15所述的邻居发现设备，其中，每个所述邻居发现周期包括多个邻居 发现子周期，每个所述邻居发现信道跨越一个邻居发现周期的所有邻居发现子周期。
17. 如权利要求16所述的邻居发现设备，其中，每个所述邻居发现信道包括多个邻居 发现信道分段，所述邻居发现信道分段的数目等于一个邻居发现周期内的邻居发现子周期 的数目。
18. 如权利要求14至17中的任一项所述的邻居发现设备，其中，所述系统消息还包括 用户组的数目，所述用户组的数目是由所述eNode B根据用户密度与邻居发现信道的数目 之间的相对关系确定的； 其中所述邻居发现设备还包括用于基于所述用户组的数目对所述多个用户移动终端 设备进行分组的装置，使得每个用户组中的用户移动终端设备能够仅在与相应的用户组对 应的邻居发现周期中选择相应的邻居发现信道并且发送信标信号。
19. 如权利要求17所述的邻居发现设备，进一步包括： 用于在所选择的邻居发现信道的预定数目的邻居发现信道分段上发送相应的信标信 号的装置；以及 用于在所选择的邻居发现信道的剩余的邻居发现信道分段上接收来自于所述邻居用 户移动终端设备的信标信号的装置。
20. 如权利要求19所述的邻居发现设备，其中，所述系统消息还包括参考等待值Mm，所 述参考等待值MBQ是由所述eNode B根据用户密度与邻居发现信道的数目之间的相对关系 确定的；并且 其中用于选择相应的邻居发现信道的装置包括： 用于将所述eNode B当前广播的第一配置信息与所述eNode B先前广播的第二配置信 息进行比较的装置； 用于在所述第一配置信息与所述第二配置信息相同的情况下，在所述每个用户移动终 端设备处检测所有邻居发现信道的平均能量，并从具有最低平均能量的多个邻居发现信道 中选择一个邻居发现信道的装置；或者 用于在所述第一配置信息与所述第二配置信息不同的情况下，在所述每个用户移动终 端设备处生成等待值R的装置，所述等待值R用于指示所述用户移动终端设备应当在第R 个邻居发现子周期选择邻居发现信道，其中R是整数并且〇 < R < Mbq-1。
21. 如权利要求19所述的邻居发现设备，其中，所述系统消息还包括参考等待值Nm，所 述参考等待值NBQ是由所述eNode B根据用户密度与邻居发现信道的数目之间的相对关系 确定的；并且 其中用于选择相应的邻居发现信道的装置包括： 用于将所述eNode B当前广播的第一配置信息与所述eNode B先前广播的第二配置信 息进行比较的装置； 用于在所述第一配置信息与所述第二配置信息相同的情况下，在所述每个用户移动终 端设备处检测所有邻居发现信道的平均能量，并从具有最低平均能量的多个邻居发现信道 中选择一个邻居发现信道的装置；或者 用于在所述第一配置信息与所述第二配置信息不同的情况下，执行以下操作的装置： 选择一个邻居发现信道， 检测所选择的邻居发现信道的平均能量，以确定是否存在关于所选择的邻居发现信道 的选择冲突，以及 如果存在所述选择冲突，则生成等待值S，所述等待值S用于指示所述用户移动终端设 备应当在第S个邻居发现子周期重新选择邻居发现信道，其中S是整数并且0 < S < NBQ-1。
22. 如权利要求21所述的邻居发现设备，进一步包括： 用于在第S个邻居发现子周期重新选择邻居发现信道的装置。
23. 如权利要求22所述的邻居发现设备，其中，用于在第S个邻居发现子周期重新选择 邻居发现信道的装置包括： 用于检测所有邻居发现信道的平均能量的装置；以及 用于从具有最低平均能量的多个邻居发现信道中选择一个邻居发现信道的装置。
24. 如权利要求20至23中的任一项所述的邻居发现设备，其中，所述系统消息还包括 参考等待值P?，所述参考等待值P?是由所述eNode B根据用户密度与邻居发现信道的数 目之间的相对关系确定的；并且 所述邻居发现设备进一步包括： 用于基于接收的信标信号生成邻居列表的装置，所述邻居列表中包含所述用户移动终 端设备的邻居用户移动终端设备的标识符； 用于将当前生成的邻居列表与先前生成的邻居列表进行比较，以确定所述当前生成的 邻居列表与所述先前生成的邻居列表之间的差别的装置； 用于将所述差别与由所述eNode B预先确定的阈值进行比较的装置； 用于在所述差别超过所述阈值的情况下执行以下操作的装置： 检测所选择的邻居发现信道的平均能量，以确定是否存在关于所选择的邻居发现信道 的选择冲突，以及 如果存在所述选择冲突，则生成等待值T，所述等待值T用于指示所述用户移动终端设 备应当在第T个邻居发现子周期重新选择邻居发现信道，其中T是整数并且0 < T < PBQ-1。
25. 如权利要求24所述的邻居发现设备，进一步包括： 用于在第T个邻居发现子周期重新选择邻居发现信道的装置。
26.如权利要求25所述的邻居发现设备，其中，用于在第Τ个邻居发现子周期重新选择 邻居发现信道的装置包括： 用于检测所有邻居发现信道的平均能量的装置；以及 用于从具有最低平均能量的多个邻居发现信道中选择一个邻居发现信道的装置。
【文档编号】H04W8/00GK104105083SQ201310116574
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月3日 优先权日:2013年4月3日
【发明者】李栋, 刘勇, 杨凯, 郑方政 申请人:上海贝尔股份有限公司, 阿尔卡特朗讯