本發(fā)明屬于移動通信領(lǐng)域，涉及一種丟失覆蓋場景中的d2d終端搜索服務(wù)小區(qū)搜索方法

背景技術(shù)：

下一代移動通信系統(tǒng)——高級國際移動通信(internationalmobiletelecommunications-advanced，imt-advanced)系統(tǒng)中以基站為中心的通信方式存在局限性，系統(tǒng)仍存在覆蓋和容量等方面的問題。研究表明終端直通(device-to-devicecommunication,d2d)技術(shù)在節(jié)省資源、減小干擾和提升傳輸效率等多方面有巨大優(yōu)勢。在imt-advanced演進(jìn)中融合d2d技術(shù)，將顯著改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)覆蓋、提高系統(tǒng)容量。在d2d的使用場景中，由于d2d終端移動導(dǎo)致位置的不確定，不能保證d2d終端始終處于基站的無線覆蓋范圍。d2d終端存在三種形式的同步狀態(tài)，第一種：d2d終端處于基站的無線覆蓋范圍，d2d終端能夠正常接收和解析基站發(fā)送的主同步信號(簡稱：psss)和輔同步信號(簡稱：ssss)，所以d2d中最初同步信息來自基站，包括了頻率同步信息和時基同步信息。第二種：d2d終端處于丟失基站無線覆蓋范圍內(nèi)，但是d2d終端可以搜索到其他處于基站無線覆蓋范圍內(nèi)的d2d終端發(fā)送的直通鏈路同步信號(簡稱：slss)，那么該d2d終端將從slss信號中提取頻率同步和時基同步信息。第三種：d2d終端沒有搜索到任何基站的ss無線信號也沒有搜索到任何來自其他d2d終端發(fā)送的slss同步信號，則d2d終端根據(jù)自己時基震蕩頻率和時基來發(fā)送slss直通鏈路同步信息。

根據(jù)imt-advanced在第三代合作伙伴計劃(簡稱：3gpp)的要求，d2d終端同步優(yōu)先級定義為：d2d終端優(yōu)先搜索基站的同步信號ss，其次d2d終端搜索其他d2d終端發(fā)送的直通鏈路同步信號，最后才是d2d采用自己的隨機(jī)生成同步信號。

所以在實際過程中，處于無基站覆蓋的終端，則需要啟動盲搜索，通常終端盲搜索過程需要進(jìn)行掃頻、定時粗同步、頻率粗同步、定時精同步、頻率精同步，然后進(jìn)行ss同步信號解析，最后解讀物理廣播信道(簡稱：pbch)。由于lte系統(tǒng)采用10毫秒幀結(jié)構(gòu)，處于盲同步的終端無法知道基站廣播下行同步信號ss的具體出現(xiàn)的時基，所以只能在整個時間內(nèi)進(jìn)行定時搜索，這將耗費終端大量的時間，也給終端省電設(shè)計帶來困難。特別是根據(jù)上述同步場景第二種情況，由于第二d2d終端處于丟失覆蓋，所以將啟動周期性的小區(qū)搜索過程，以便最快速度得到基站的服務(wù)，包括在基站上接收尋呼或是發(fā)起呼叫過程。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種丟失覆蓋場景中的d2d終端搜索服務(wù)小區(qū)搜索方法，處于丟失基站覆蓋的d2d終端定義為第二d2d終端。處于基站覆蓋的d2d終端定義為第一d2d終端。第一d2d終端發(fā)送的直通鏈路同步信號(簡稱：slss)。那么第二d2d終端將利用搜索到的第一d2d終端發(fā)送的slss信號，對第二d2d終端的頻率同步和時基初始調(diào)整，第二d2d終端在搜索到有信號強(qiáng)度的小區(qū)基站頻點之后，可以直接在小區(qū)基站頻點上進(jìn)行定時精同步和頻率精同步過程，從而簡化了搜索小區(qū)基站過程。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種丟失覆蓋場景中的d2d終端搜索服務(wù)小區(qū)搜索方法，包括以下步驟：

s1：將處于丟失基站覆蓋的d2d終端定義為第二d2d終端，將能搜索到其它處于基站覆蓋的d2d終端定義為第一d2d終端；第二d2d終端搜索第一d2d終端的同步信號slss并解析物理直通鏈路廣播信道psbch上的系統(tǒng)消息內(nèi)容；

s2：若第二d2d終端丟失小區(qū)基站，則開啟周期盲搜定時器，在該定時器超時之后，第二d2d終端啟動小區(qū)基站盲搜過程；

s3：第二d2d終端根據(jù)步驟s1中的psbch解析的系統(tǒng)信息內(nèi)容，包括覆蓋指示incoverage成員，判斷第一d2d終端是否處于小區(qū)基站同步范圍；

若覆蓋指示incoverage為假，則第一d2d終端不處于小區(qū)基站覆蓋范圍，第二d2d終端啟動盲搜小區(qū)基站過程；

若覆蓋指示incoverage為真，則第一d2d終端處于小區(qū)基站覆蓋范圍，第二d2d終端啟動小區(qū)基站搜索方法；

所述小區(qū)基站搜索方法包括以下步驟：

s301：記錄第一d2d終端發(fā)送的slss/psbch的時基，并從slss/psbch中獲取頻率同步信息；

s302：第二d2d終端根據(jù)接收到psbch系統(tǒng)消息中的時分雙工復(fù)用tdd的信息成員tdd_configsl確定第一d2d終端駐留網(wǎng)絡(luò)為tdd還是頻分雙工復(fù)用fdd網(wǎng)絡(luò)；

若該成員是tdd，則啟動對tdd頻點的掃頻過程；若在掃頻過程中發(fā)現(xiàn)存在tdd信號的頻點，則第二d2d終端將根據(jù)步驟s301中獲得slss的頻率和定時同步信息，計算出小區(qū)基站下行主同步信號psss和輔同步信號ssss的初始位置；

若該成員是fdd，則啟動對fdd頻點的掃頻過程；若在掃頻過程中發(fā)現(xiàn)存在fdd信號的頻點，則第二d2d終端將根據(jù)步驟s301中獲得slss的頻率和定時同步信息，計算出小區(qū)基站下行主同步信號psss和輔同步信號ssss的初始位置；

s303：第二d2d終端根據(jù)確定的主同步信號psss和輔同步信號ssss信號時基，直接獲取psss和ssss信號，進(jìn)行psss和ssss信號的搜索；第二d2d終端繼續(xù)完成小區(qū)基站搜索過程。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明使處于小區(qū)基站丟失覆蓋的d2d終端進(jìn)行小區(qū)基站搜索過程中，避免丟失覆蓋的d2d終端對小區(qū)基站psss和sss時基進(jìn)行盲檢測，盡快讓d2d終端找到小區(qū)基站發(fā)送psss和ssss的時間位置信息。

(2)本發(fā)明使處于小區(qū)基站丟失覆蓋的d2d終端，在不清楚附近存在的lte小區(qū)是tdd模式還是fdd模式的情況下，避免隨機(jī)選擇對tdd頻段或是fdd頻段進(jìn)行盲掃，減少了沒有必要的頻段盲掃，同時也減少了沒有必要的干擾頻點解讀，提高了d2d終端搜索小區(qū)基站的速度。

(3)本發(fā)明由于充分利用了slss鏈路的同步信息，降低了d2d終端的搜索小區(qū)基站過程的復(fù)雜度，節(jié)省了d2d終端在小區(qū)基站搜索過程中的功耗支出，提高了終端功耗性能。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明：

圖1為第一d2d終端采用基站小區(qū)時基發(fā)送slss示意圖；

圖2為第二d2d終端使用slss確定小區(qū)基站時基方法示意圖；

圖3為第二d2d終端搜索小區(qū)基站流程圖；

圖4為ltetdd模式下的psss和ssss所處的時頻位置示意圖；

圖5為lte-fdd模式下的psss和ssss所處的位置示意圖；

圖6為d2d系統(tǒng)中pc5接口上的slss位置示意圖；

圖7為第二d2d終端使用slss確定小區(qū)基站時基方法示意圖；

圖8為第二d2d終端進(jìn)行小區(qū)基站下行同步搜索流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

第一：第一d2d終端指d2d終端處于基站無線覆蓋范圍，能夠正常解析基站無線同步信息，使用解析到小區(qū)基站同步信息進(jìn)行頻率同步和時基同步，并且使用該同步信息進(jìn)行直通鏈路同步信號的發(fā)送，如圖1所示。

進(jìn)一步描述，第一d2d終端發(fā)送slss信號10毫秒無線幀和第一終端d2d終端搜索來自基站的10毫秒無線幀對齊。

進(jìn)一步描述，第一d2d終端發(fā)送slss信號的頻率基準(zhǔn)是第一d2d終端接收到來自基站的下行信號。

第二：第二d2d終端指d2d終端處于無基站覆蓋或是不能正常解析基站信息，但是可以接收到來自第一d2d終端發(fā)送的直通鏈路同步信息slss確定基站發(fā)送的下行時基，如圖2所示。

進(jìn)一步描述，第二d2d終端接收到第一d2d終端發(fā)送的slss的時基，使用該時基確定小區(qū)基站時基。

進(jìn)一步描述，第二d2d終端接收來第一d2d終端發(fā)送的slss確定的頻率基準(zhǔn)調(diào)整，同樣適用于小區(qū)基站。

第三：第二d2d終端是否采用第一d2d終端發(fā)送的slss頻率基準(zhǔn)和定時基準(zhǔn)，則需要檢查第一d2d終端發(fā)送的直通鏈路中廣播系統(tǒng)消息中覆蓋指示(簡稱：incoverage)成員內(nèi)容，如果是真(簡稱：true)，則參考第一d2d終端發(fā)送的slss同步信息，否則不采用。

本發(fā)明主要用于第二d2d終端對小區(qū)基站信號搜索過程，第二d2d終端具體操作流程如下：

步驟1：第二d2d終端開始的時候，處于無小區(qū)基站無線信號覆蓋范圍，即成為丟失覆蓋狀態(tài)，但是第二d2d終端可以搜索到來自其它d2d終端的同步信號slss。那么第二d2d終端將解析物理直通鏈路廣播信道(簡稱：psbch)上的系統(tǒng)消息內(nèi)容。如圖3中步驟1，2步。

步驟2：如果第二d2d終端丟失小區(qū)基站，將開啟周期盲搜定時器，在該定時器超時之后，第二d2d終端將啟動小區(qū)基站盲搜過程。如圖3中步驟3，4，5步。

步驟3：第二d2d終端根據(jù)第一步驟中的psbch解析的系統(tǒng)信息內(nèi)容，其中incoverage成員指明了第一d2d終端是否處于小區(qū)基站同步范圍。如果覆蓋指示incoverage是真，那么表明第一d2d終端處于小區(qū)基站覆蓋范圍，并且采用基站頻率以及時基發(fā)送slss信號，否則為假。如圖3中6步。

步驟4：如果步驟3中的incoverage為假，那么第二d2d終端將啟動盲搜小區(qū)基站過程，即第二d2d終端不能使用slss鏈路上的同步信息進(jìn)行小區(qū)基站搜索。如圖3中6，7步。

步驟5：如果步驟3中的incoverage為真，那么第二終端將啟動本發(fā)明采用的小區(qū)基站搜索方法，首先記錄第一d2d終端發(fā)送的slss/psbch的時基，以及從獲取slss/psbch的頻率同步信息。如圖3中8步。

步驟6：第二d2d終端根據(jù)接收到psbch系統(tǒng)消息中的時分雙工復(fù)用(簡稱：tdd)信息成員(記錄為：tdd_configsl)，如果該成員是tdd，則啟動對tdd頻點的掃頻過程，如果是頻分雙工復(fù)用(簡稱：fdd)，則啟動對fdd頻點的掃頻過程。如圖3中9，10，11步。

步驟7：如果在tdd_configsl指明是tdd模式，并且在掃頻過程中發(fā)現(xiàn)存在tdd信號的頻點，那么第二d2d終端將根據(jù)步驟5中獲得slss的頻率和定時同步信息，計算出小區(qū)基站下行同步信號的初始位置。如圖3中12步。

步驟8：如果在tdd_configsl指明是fdd模式，并且在掃頻過程中發(fā)現(xiàn)存在fdd信號的頻點，那么第二d2d終端將根據(jù)步驟5中獲得slss的頻率和定時同步信息，計算出小區(qū)基站下行同步信號的初始位置。如圖3中13步。

步驟9：第二d2d終端根據(jù)確定的psss和ssss信號時基，直接獲取psss和ssss信號，進(jìn)行psss和ssss信號的搜索。第二d2d終端繼續(xù)采用通常方法完成小區(qū)基站搜索過程。如圖3中14、15步。

為了更好，更加具體說明本發(fā)明在實際lte-advance終端設(shè)計中的使用，下面將介紹支持d2d功能的lte-advanced終端處于丟失覆蓋之后的搜索小區(qū)基站的處理過程。

在lte-advance系統(tǒng)中，根據(jù)使用的無線頻段的不同，可以分成了tdd模式和fdd模式，即對應(yīng)3gpp中的lte幀類型2和幀類型1，這兩種模式都采用了10ms的幀結(jié)構(gòu)，其中同步信號的特點是：

(1)lte同步信號包含主同步信號(psss)和輔同步信號(ssss)；

(2)lte同步信號的周期為5ms；

(3)幀結(jié)構(gòu)type1和type2同步信號的位置/相對位置不同，對于type1幀結(jié)構(gòu)，psss在時隙#0(簡稱：slots#0)和時隙#10(簡稱：slots#10)的最后一個正交頻分復(fù)用調(diào)制(簡稱：ofdm)符號上發(fā)送，ssss在slots#0和#10的倒數(shù)第二個ofdm符號上發(fā)送，如圖5所示；對于type2幀結(jié)構(gòu)，psss在子幀#1(簡稱：subframe#1)和子幀#6(簡稱：subframe#6)的第三個ofdm符號上發(fā)送，ssss在slots#1和#11的最后一個ofdm符號上發(fā)送，如圖4所示。備注在該實施中，給出圖4和圖5的幀結(jié)構(gòu)為正常cp模式下的幀結(jié)構(gòu)。

根據(jù)上面的分析，只要d2d終端獲得小區(qū)基站傳輸10毫秒幀頭時基，記為tstart_enb_sf，那么根據(jù)tstart_enb_sf時基，d2d終端就能夠確定出小區(qū)基站發(fā)送信號中psss和ssss的位置。

在d2d系統(tǒng)通信中，直通鏈路的幀結(jié)構(gòu)是單向的，也采用了固定的幀結(jié)構(gòu)模式，為了和lte系統(tǒng)兼容，也采用了10毫秒長度幀結(jié)構(gòu)，根據(jù)每個子幀中承載ofdm符號的循環(huán)前綴(簡稱：cp)的長度不同分成了擴(kuò)展cp模式和正常cp模式。具體如圖6所示。其中正常cp模塊，每個子幀承載了14個ofdm符號，而擴(kuò)展cp的子幀承載了12個ofdm符號。

根據(jù)圖6所示，直通鏈路上數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸Y(jié)構(gòu)，無論采用的是正常cp模式還是擴(kuò)展cp模式，接收到d2d直通鏈路信號的終端都可以根據(jù)slss中傳輸psss和ssss信號計算出每個10毫秒幀中第一個子幀的開始位置，記為tstart_d2d_sf。

上面重點介紹了小區(qū)基站發(fā)送同步信號和小區(qū)基站時基關(guān)系，以及直通鏈路中d2d終端發(fā)送同步信號和d2d發(fā)送信號時基關(guān)系。在d2d的使用過程中，為了d2d終端減少對小區(qū)基站的干擾，要求d2d終端發(fā)送的直通鏈路開始幀頭和小區(qū)基站發(fā)送開始幀頭處于同步狀態(tài)，但是由于無線信號在空中傳輸需要一定的時間，所以小區(qū)基站的開始幀頭時間和d2d終端發(fā)送信號開始幀頭總存在一定的差異。具體如圖7所示。

具體可以分成下面幾個階段進(jìn)行描述:

階段1：小區(qū)基站有自己固定的時基，每個無線幀長度是10ms，分成了10個子幀，每個子幀長度是1ms。其中每個無線幀中psss和ssss信號位置是固定的，如圖4和圖5所示。在實際中，第一d2d終端收到小區(qū)基站發(fā)送信號的幀開始位置和小區(qū)基站時基發(fā)送幀開始位置存在一定差別，主要由于小區(qū)基站信號在空中傳輸時間延遲引起的，記為δt1。如圖7中的1標(biāo)注。

階段2：第一d2d終端發(fā)送信號的時候，要求第一d2d終端信號到達(dá)小區(qū)基站的時基重合，也就是第一d2d終端發(fā)送信號的時候，需要做一個時間提前量進(jìn)行發(fā)送，使得第一d2d終端發(fā)送信號和小區(qū)基站接收上行子幀正好同步。即第一d2d終端需要提前2δt1時間進(jìn)行發(fā)送信號。如圖7中的2標(biāo)注。

階段3：第二d2d終端接收第一d2d終端發(fā)送的直通slss同步信號，由于第一d2d終端和第二d2d終端之間存在一定的距離，所以第二d2d終端收到的第一d2d終端發(fā)送的直通slss同步信號也存在一定的延遲，記為δt2。如圖7中的3標(biāo)注。

階段4：第二d2d終端根據(jù)收到第一d2d終端發(fā)送的直通slss信號，確定了psss和ssss信號的開始位置，根據(jù)圖7原理，第二d2d終端可以計算出小區(qū)基站發(fā)送無線幀的開始位置，假定和實際小區(qū)基站發(fā)送信號時基偏差為δt3。如圖7中的4標(biāo)注。

根據(jù)上面的分析可以看出，第二d2d終端估計的小區(qū)基站時基和實際小區(qū)基站時基差別僅僅只有δt3時間。這個時間偏差主要由于無線信號在空中傳輸引起的，所以這個時間基本控制在1個ofdm符號范圍內(nèi)。在本發(fā)明之前的解決方案則至少需要在10ms數(shù)據(jù)中搜索同步信號，而采用本發(fā)明則僅僅1ms子幀長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步搜索，大大簡化了d2d終端進(jìn)行小區(qū)基站下行同步信號的定時同步過程。

上面具體分析本發(fā)明實施例涉及的原理，下面具體說明本發(fā)明在第二d2d終端的具體使用方法。第二d2d終端處于丟失小區(qū)基站覆蓋范圍，但是可以搜索到第一d2d終端的發(fā)送直通鏈路同步信息，并且第一d2d終端處于有效的小區(qū)基站覆蓋范圍。

步驟1：第二d2d終端處于丟失小區(qū)基站覆蓋范圍，所以第二d2d終端將進(jìn)行不定時的小區(qū)基站信號搜索過程，以便第二d2d終端移動到小區(qū)基站覆蓋范圍時候，能夠快速同步到小區(qū)基站，并且能夠得到小區(qū)基站業(yè)務(wù)服務(wù)。如圖8中0步。

步驟2：第二d2d終端雖然不能搜索到小區(qū)基站信號，但是可以搜索到第一d2d終端發(fā)送的直通鏈路同步信號，并且可以解析其中的直通鏈路廣播信道(簡稱：psbch)上的數(shù)據(jù)。在該過程中，根據(jù)收到slss/psbch信道的時基計算出第一d2d終端發(fā)送直通鏈路幀開始時基tstart_d2d_sf。如圖8中1步。

步驟3：第二d2d終端根據(jù)解析psbch中得到的incoverage成員內(nèi)容，判定是否為真，如果為真，則采用本發(fā)明提供的小區(qū)基站同步搜索方法，否則采用正常小區(qū)基站信號盲搜索過程。如圖8中2，6步。

步驟3：第二d2d終端根據(jù)解析psbch中得到的tdd_configsl成員內(nèi)容，如果是tdd模式，則啟動對tdd頻段的頻點搜索，如果是fdd，則啟動對fdd頻段的頻點搜索過程。如圖8中3，4，5步。

步驟4：根據(jù)本發(fā)明的描述，由于第一d2d終端處于小區(qū)基站信號覆蓋范圍，所以第二d2d終端將使用tstart_d2d_sf的開始時基作為第二d2d終端進(jìn)行小區(qū)基站發(fā)送信號的幀開始時基。如圖8中7，8步。

步驟5：第二d2d終端根據(jù)tstart_d2d_sf的小區(qū)基站幀開始時基，計算出到psss和ssss所處時間位置，對于fdd模式的小區(qū)，由于psss和ssss處于相鄰ofdm符號，所以第二d2d終端進(jìn)行截獲4個ofdm符號數(shù)據(jù)長度，在4個ofdm符號數(shù)據(jù)長度時間中進(jìn)行psss和ssss搜索。如果是tdd模式的小區(qū)，那么第二d2d終端僅僅在4個ofdm符號數(shù)據(jù)長度時間中進(jìn)行psss和ssss搜索。如圖8中9步。

步驟6：第二d2d終端搜索psss和ssss信號之后，再次進(jìn)行頻率和定時精同步過程，以及采用小區(qū)后續(xù)過程，對小區(qū)基站的物理廣播信道(簡稱：pbch)的解讀，完成小區(qū)駐留過程。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。