基于長期演進蜂窩網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備到設(shè)備通信建立裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及長期演進蜂窩網(wǎng)絡(luò)，尤其是涉及一種基于長期演進蜂窩網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備到 設(shè)備通信建立裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著移動多媒體通信技術(shù)的發(fā)展和智能終端的普及，無線通信對傳輸速 率的要求越來越高，這給頻譜資源十分有限的基站帶來了很大的壓力。而在LTE蜂窩網(wǎng)絡(luò) 中實現(xiàn)設(shè)備到設(shè)備（Device to Device Communication，D2D)通信技術(shù)可以有效減輕蜂窩 網(wǎng)絡(luò)的負擔(dān)、增加蜂窩通信系統(tǒng)頻譜效率、增加數(shù)據(jù)傳輸速率、減少移動終端的電池功耗的 功能。
[0003] D2D通信技術(shù)可以通過基站的控制和管理，高效、節(jié)能的進行鄰近設(shè)備的發(fā)現(xiàn)和通 信。設(shè)備只需要在規(guī)定的時隙中與基站進行鄰近設(shè)備發(fā)現(xiàn)和通信的相關(guān)信令交互，因此設(shè) 備不會一直處于激活狀態(tài)，可以很大程度上減小電池的消耗。同時由于鄰近設(shè)備的發(fā)現(xiàn)需 要經(jīng)過基站的授權(quán)，因此用戶的隱私也能受到保護。
[0004] 目前鄰近用戶的探測方式主要為預(yù)先為用戶設(shè)備選擇固定的時頻資源，使其在規(guī) 定資源塊上周期性的發(fā)送探測信息，并實時監(jiān)測其他時頻資源上鄰近用戶設(shè)備的信息。該 方式的缺點在于需要事先預(yù)留出大量資源，在用戶稀少的地區(qū)，資源將被大量的浪費，在用 戶密集區(qū)，預(yù)留資源不夠會出現(xiàn)復(fù)用的情況造成用戶間的干擾，同時降低用戶接入速率。
[0005] 專利《一種蜂窩與D2D通信混合系統(tǒng)中D2D用戶頻譜接入方法》需要掌握當(dāng)前小 區(qū)所有UE的干擾情況進而下發(fā)資源，這需要頻繁上報測量量使得設(shè)備信令開銷巨大，且占 用大量內(nèi)存；專利《基于MT-A標(biāo)準(zhǔn)的后續(xù)演進嵌入式D2D實現(xiàn)方法》需要獲取UE的位置 信息，利用GPS而且更新頻繁，大幅增加 UE的能耗；專利《D2D終端的連接建立方法、裝置及 系統(tǒng)》需要eNode B尋呼目標(biāo)用戶以下發(fā)資源，增加了 eNode B與D2D設(shè)備的交互，帶來額 外的信令開銷。而且目前關(guān)于D2D連接缺乏完善的建立機制和資源回收機制。
[0006] 在基于LTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)的D2D系統(tǒng)中，如何快速、有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備，如何減少系統(tǒng)資 源開銷、如何有效地分配資源、如何完善建立機制和資源回收機制是需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的之一是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種基于長期演進蜂窩 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備到設(shè)備通信建立裝置。
[0008] 本發(fā)明的目的之二是提供一種基于長期演進蜂窩網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備到設(shè)備通信建立方 法。
[0009] 所述一種基于長期演進蜂窩網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備到設(shè)備通信建立裝置設(shè)有用戶設(shè)備裝置、 eNode B 裝置；
[0010] 所述用戶設(shè)備裝置設(shè)有設(shè)備信息發(fā)送裝置、第一接收裝置、測量裝置、第一緩存 器；
[0011] 所述設(shè)備信息發(fā)送裝置的輸出端，用于發(fā)送設(shè)備信息、測量信息以及周期上報信 息，所述發(fā)送設(shè)備信息包括設(shè)備標(biāo)識、D2D開啟狀態(tài)和業(yè)務(wù)類型等信息，所述測量信息包括 歸一化干擾時長和歸一化干擾程度等信息，所述周期上報信息包括用戶ID、連接個數(shù)、發(fā)射 功率、鏈路質(zhì)量等信息；
[0012] 所述第一接收裝置用于接收其他設(shè)備發(fā)送的設(shè)備信息，第一接收裝置的輸出端與 測量裝置的輸入端和第一緩存器的輸入端連接，由第一緩存器生成設(shè)備可選列表；
[0013] 所述測量裝置通過第一接收裝置獲取eNode B下發(fā)的資源進行信道質(zhì)量測量以及 設(shè)備間鏈路質(zhì)量的測量，一旦測量完畢，測量裝置的輸出端接設(shè)備信息發(fā)送裝置的輸入端 并由設(shè)備信息發(fā)送裝置的輸出端將測量信息發(fā)送至eNode B裝置；
[0014] 所述第一緩存器用于緩存在設(shè)備發(fā)現(xiàn)階段發(fā)現(xiàn)的各個鄰近設(shè)備信息和測量信 息；
[0015] 所述eNode B裝置設(shè)有第二接收裝置、第二發(fā)送裝置、控制裝置和第二緩存器；
[0016] 所述第二接收裝置用于接收用戶設(shè)備信息、測量信息以及周期上報信息，第二接 收裝置的輸出端接第二緩存器的輸入端，第二緩存器的讀取測量信息輸出端接控制裝置的 輸入端；
[0017] 所述第二發(fā)送裝置用于在接收到用戶設(shè)備信息后下發(fā)存儲在第二緩存器中已存 在D2D對/簇的信息以及資源分配信息；第二發(fā)送裝置的輸入端接控制裝置的輸出端；控 制裝置的輸入端接第二緩存器的輸出端；
[0018] 所述控制裝置通過讀取存儲于第二緩存器中的用戶測量信息分析信道質(zhì)量、模式 選擇、資源分配，并通過發(fā)送裝置發(fā)送值用戶；
[0019] 所述第二緩存器用于緩存當(dāng)前小區(qū)內(nèi)各個D2D對/簇的信息、測量信息。
[0020] 所述一種基于長期演進蜂窩網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備到設(shè)備通信建立方法，包括以下步驟：
[0021] 步驟一，用戶發(fā)送設(shè)備標(biāo)識、D2D開啟狀態(tài)和業(yè)務(wù)類型等信息，同時檢測其他D2D 設(shè)備信息，進而主動發(fā)起D2D連接請求；
[0022] 在步驟一中，所述用戶發(fā)送設(shè)備標(biāo)識、D2D開啟狀態(tài)和業(yè)務(wù)類型，是在物理隨機接 入信道（Physical Random Access Channel，PRACH)上進行周期性發(fā)送并同時接收其他用 戶在PRACH資源塊上發(fā)來的D2D用戶信息；eNode B收到用戶消息后通過物理下行控制信道 (Physical Downlink Control ChanneUDCCH)調(diào)度在響應(yīng)時間窗內(nèi)對其進行隨機接入響 應(yīng)，并下發(fā)當(dāng)前已存在的D2D對/簇信息，eNode B可以同時響應(yīng)多個用戶消息，可同時包 含隨機接入響應(yīng)信息；用戶相互發(fā)現(xiàn)后，主動用戶選擇其他設(shè)備或簇通過隨機接入（Random Access，RA)發(fā)起 RRC (Radio Resource Control)建立請求，進而進行 D2D 連接；
[0023] 所述進而主動發(fā)起D2D連接請求的具體方法可為：eNode B收到用戶信息后，通過 響應(yīng)信息下發(fā)當(dāng)前已存在的D2D對信息，提供加入已經(jīng)建立D2D簇的可能，主動發(fā)起用戶選 擇其他設(shè)備或簇并發(fā)起D2D連接請求；
[0024] 在步驟一中，由于LTE核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（Serving Gateway)能夠解析數(shù)據(jù)包的IP地址， 當(dāng)其發(fā)現(xiàn)某數(shù)據(jù)包的源端和目的端在同一個eNode B范圍內(nèi)，或者相鄰eNode B范圍內(nèi)時， 可認為收發(fā)數(shù)據(jù)包的兩個用戶是潛在的D2D數(shù)據(jù)流，進而向eNode B發(fā)起連接請求，請求中 包含設(shè)備雙方的信息，即透明建立D2D連接，所述透明建立D2D連接只針對新建立的D2D對 網(wǎng)絡(luò)，而步驟一中主動發(fā)起D2D連接可針對已建立或新建立的D2D對或簇（包含2個以上 D2D設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)）。
[0025] 步驟二，eNode B收到建立D2D請求后向用戶發(fā)送建立D2D策略表；
[0026] 在步驟二中，所述eNode B收到建立D2D請求后向用戶發(fā)送建立D2D策略表，可在 eNodeB收到建立D2D請求后分析請求信息并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)情況向用戶發(fā)送建立D2D策略表，所 述D2D策略表包括資源塊信息（指定的資源塊或全帶寬測量）、預(yù)設(shè)功率、業(yè)務(wù)類型、測量時 間等；
[0027] 所述eNode B收到建立D2D請求后，檢測當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)，若當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)空閑資源塊大于 某一預(yù)設(shè)門限值，則將空閑資源塊填入策略表中；若空閑資源塊小于該門限值，則在策略表 中填入當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中未達到干擾門限的資源塊以供D2D連接復(fù)用，并且eNode B根據(jù)主動發(fā) 起用戶的隨機接入過程，獲取其上行同步時間提前量TA值，進而確定該用戶到小區(qū)中心的 距離，若其距離大于某一預(yù)設(shè)門限值，且需要復(fù)用資源，則只在策略表中填入上行頻率資源 塊，否則填入下行頻率資源塊。
[0028] 步驟三，用戶端接收到建立D2D策略表后進行信道測量并生成反饋信息表發(fā)送給 eNode B ；
[0029] 在步驟三中，所述用戶端接收到建立D2D策略表后進行信道測量并生成反饋信息 表發(fā)送給eNode B，可在用戶端接收到建立D2D策略表后，根據(jù)分配的資源塊進行信道測量 并生成反饋信息表發(fā)送給eNode B ;所述反饋信息表中的反饋信息包括歸一化干擾時長、歸 一化干擾程度，其中歸一化干擾時長為主動用戶受干擾時長與信道測量時長的比值，歸一 化干擾程度為主動用戶單位時間內(nèi)收到干擾的功率大小。
[0030] 步驟四，eNode B根據(jù)反饋信息和上行同步時間提前量（Timing Advance，TA)值 進行模式選擇并下發(fā)配置資源信息，包括時頻資源塊、功率、D2D對在eNode B中存儲的ID。