用于執(zhí)行設(shè)備到設(shè)備通信的方法和設(shè)備的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請交叉引用
[0002] 本申請是于2013年7月10提交的美國專利申請No. 13/938，323的接續(xù)案，其公開內(nèi) 容通過引用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開總體上涉及無線網(wǎng)絡(luò)通信，并且更具體地說，涉及設(shè)備到設(shè)備通信。
【背景技術(shù)】
[0004] 隨著智能手機(jī)和平板計(jì)算機(jī)的廣泛使用，對無線網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)容量的需求已顯著 增加。除了使用傳統(tǒng)的語音服務(wù)，現(xiàn)在消費(fèi)者希望使用他們的無線設(shè)備觀看流視頻、玩在線 游戲和輸送大文件。這給無線網(wǎng)絡(luò)增加顯著的負(fù)荷。盡管蜂窩技術(shù)取得了進(jìn)步，但容量仍然 是無線服務(wù)提供商必須考慮的問題。
[0005] 為了幫助緩解有限帶寬的問題，已開發(fā)允許無線設(shè)備諸如蜂窩電話彼此直接進(jìn)行 通信而無須使用網(wǎng)絡(luò)作為中介的技術(shù)。這些技術(shù)通常被稱為設(shè)備到設(shè)備（"D2D"）通信或簡 單稱為D2D。
【附圖說明】
[0006] 雖然所附權(quán)利要求以特殊性闡述了的本發(fā)明技術(shù)的特征，但這些技術(shù)連同其目的 和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合附圖做出的以下【具體實(shí)施方式】可以最好地理解，在附圖中：
[0007] 圖1示出了代表性的通信系統(tǒng)；
[0008] 圖2示出了代表性的基站；
[0009] 圖3示出了代表性的用戶設(shè)備（"UE"）；
[0010]圖4A是幀結(jié)構(gòu)；
[0011]圖4B是資源塊；
[0012] 圖5是上行鏈路子幀；
[0013] 圖6是下行鏈路子幀；
[0014] 圖7圖示出了定時(shí)提前的概念；
[0015] 圖8A圖示出了其中UE彼此接近并且UE1延遲其D2D傳輸?shù)那榫埃?br>[0016]圖8B圖示出了其中UE彼此接近、UE1延遲其D2D傳輸并且UE2將其接收窗口提前的 情景；
[0017]圖9圖示出了其中UE不彼此接近的情景；
[0018] 圖10和圖11圖示出了本公開的實(shí)施例如何處置D2D UE的組；
[0019] 圖12和圖13圖示出了對于D2D傳輸而不是對于上行鏈路傳輸使用較長的循環(huán)前 綴；
[0020] 圖14圖示出了其中發(fā)射D2D設(shè)備延遲其傳輸并且子幀的序列中的最后D2D子幀被 縮短的實(shí)施例；
[0021]圖15圖示出了其中發(fā)射D2D設(shè)備延遲其傳輸并且子幀的序列中的第一 D2D子幀被 縮短的實(shí)施例;并且
[0022]圖16至圖20示出了在本公開的實(shí)施例中實(shí)施的各種方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]轉(zhuǎn)到附圖，其中，相同的參考數(shù)字指代相同的元素，本公開的技術(shù)被示出為在合適 的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。下面的描述是基于權(quán)利要求的實(shí)施例并且不應(yīng)該被視為在本文中未明確描 述的替代實(shí)施例方面限制權(quán)利要求。
[0024]當(dāng)在無線網(wǎng)絡(luò)中采用D2D時(shí)，每個(gè)具有D2D能力的設(shè)備通常需要保持它自己的到網(wǎng) 絡(luò)的基站的連接，即使在使用D2D與另一設(shè)備通信時(shí)。這是因?yàn)榛竟芾碓O(shè)備對于D2D使用 的無線電資源?；疽苍诎l(fā)現(xiàn)和干擾減輕方面調(diào)節(jié)設(shè)備的行為。保持到網(wǎng)絡(luò)的基站的連接 的具有D2D能力的設(shè)備被認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)中D2D設(shè)備，并且不保持到網(wǎng)絡(luò)的基站的連接的具有 D2D能力的設(shè)備被認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)外D2D設(shè)備。
[0025]使無線設(shè)備實(shí)施D2D通信并且仍能夠與基站進(jìn)行通信的一種方法是無線設(shè)備在交 替的子幀中向基站和向D2D對等體發(fā)射。
[0026]產(chǎn)生于D2D通信中的一個(gè)挑戰(zhàn)是與基站進(jìn)行通信需要的定時(shí)可能與D2D通信的定 時(shí)不同步。例如，為了確保來自不同設(shè)備的傳輸在同一時(shí)間或在接收窗口內(nèi)到達(dá)基站，該基 站給每個(gè)設(shè)備指派定時(shí)提前（"ΤΑ"）dA相對于設(shè)備處的下行鏈路傳輸(來自基站)接收時(shí) 間，或者，換句話說，設(shè)備的基站接收定時(shí)。指派給設(shè)備的TA的值通?；趶幕镜皆O(shè)備的 傳播延遲。然而，這些TA可以對D2D通信造成負(fù)面影響。
[0027]例如參照圖7，UE2相對于其下行鏈路接收704具有用于其上行鏈路傳輸702的定時(shí) 提前TA2。但不清楚UE2將如何確定從哪里開始以及在哪里結(jié)束其對從UE1接收的D2D子幀的 接收。如果UE2將其D2D接收定時(shí)與其基站接收定時(shí)對準(zhǔn)，那么其D2D接收定時(shí)會晚。將其D2D 接收定時(shí)與其基站發(fā)射定時(shí)對準(zhǔn)（即，將UE2向基站的發(fā)射定時(shí)與TA2對準(zhǔn))將導(dǎo)致其D2D接 收定時(shí)太早。
[0028]為了解決這些問題，本公開描述了用于執(zhí)行D2D通信的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，第 一 UE使用上行鏈路無線電資源與第二UE傳送D2D。第一 UE接收來自基站的下行鏈路信號并 且確定其接收時(shí)間。第一UE還接收對從第一UE到基站的上行鏈路通信的定時(shí)提前的指示。 基于所確定的接收時(shí)間和所指示的定時(shí)提前，第一 UE對于到基站的上行鏈路通信確定第一 UE的上行鏈路傳輸時(shí)間。然而，當(dāng)向第二UE發(fā)射時(shí)，第一 UE不在所確定的上行鏈路傳輸時(shí)間 發(fā)射。替代地，第一 UE將其D2D傳輸延遲一個(gè)時(shí)間段(相對于所確定的上行鏈路時(shí)間），該時(shí) 間段基于第二UE的上行鏈路定時(shí)提前。
[0029]在另一個(gè)實(shí)施例中，第一UE對其上行鏈路傳輸應(yīng)用一個(gè)定時(shí)提前并且對其D2D接 收定時(shí)應(yīng)用另一個(gè)定時(shí)提前。
[0030]在又一個(gè)實(shí)施例中，第一UE使用比它在與基站的通信中使用的更大的循環(huán)前綴來 與第二UE進(jìn)行通信。
[0031 ]在再一個(gè)實(shí)施例中，第一UE與第二UE通過一系列D2D連續(xù)子幀進(jìn)行通信。系列中的 第一子幀包括保護(hù)時(shí)段，該保護(hù)時(shí)段的長度基于第一 UE的定時(shí)提前和第二UE的定時(shí)提前。 在該保護(hù)時(shí)段期間，第一UE將其接收器從第一調(diào)諧狀態(tài)(用于從基站接收)重新配置為第二 調(diào)諧狀態(tài)(用于從第二UE接收）。在另一個(gè)實(shí)施例中，系列中的最后子幀包括保護(hù)時(shí)段。
[0032] 在繼續(xù)本公開之前，現(xiàn)在提供一些定義。
[0033] "用戶設(shè)備"或"UE"是無線通信設(shè)備。UE的示例包括移動(dòng)電話、平板計(jì)算機(jī)、膝上型 計(jì)算機(jī)和機(jī)器對機(jī)器設(shè)備。
[0034]如本文所用的術(shù)語"基站"指的是作為網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施的一部分操作的硬件和軟 件。示例包括演進(jìn)通用陸地?zé)o線電接入（"E-UTRA"）基站、傳輸點(diǎn)、遠(yuǎn)程無線電頭、演進(jìn)節(jié)點(diǎn)B (eNB)、家庭eNB、中繼節(jié)點(diǎn)、電氣和電子工程師協(xié)會（"IEEE"）802.11接入點(diǎn)以及IEEE 802.16基站?；就ǔ？刂菩^(qū)。
[0035]基站可以包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體。例如，兩個(gè)基站可以彼此相結(jié)合來操作以作為單個(gè) 基站操作?；具€可以意指另一基站的子部分。例如，基站可以控制多個(gè)小區(qū)，其中的每一 個(gè)小區(qū)由基站的某些資源控制。每一資源集合(例如每個(gè)天線陣列連同控制它的設(shè)備)可以 構(gòu)成單獨(dú)的基站。
[0036]術(shù)語"小區(qū)"可以指由基站覆蓋的地理區(qū)域，或可以指基站本身。該術(shù)語所使用的 上下文指示它的意義。例如，當(dāng)UE被說成是向小區(qū)發(fā)射時(shí)，應(yīng)理解為是指該UE向控制該小區(qū) 的基站發(fā)射。當(dāng)UE被說成是在小區(qū)中時(shí)，例如，術(shù)語"小區(qū)"指的是地理區(qū)域。在地理意義上， 扇區(qū)是一種類型的小區(qū)。
[0037]參照圖1，現(xiàn)在描述可以在其中使用實(shí)施例的無線通信網(wǎng)絡(luò)的示例。網(wǎng)絡(luò)100被配 置為使用一個(gè)或多個(gè)無線電接入技術(shù)，其示例包括E_UTRA、IEEE 802.11和IEEE 802.16。網(wǎng) 絡(luò)100包括基站102。
[0038]在一些實(shí)施例中，兩個(gè)或更多個(gè)小區(qū)由單個(gè)基站控制，或者例如當(dāng)正在使用載波 聚合（"CA"）或協(xié)調(diào)多點(diǎn)通信時(shí)由彼此協(xié)調(diào)的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體控制。
[0039]圖1的基站和UE僅僅是代表性的并且旨在方便說明。實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò)100可以具有許 多小區(qū)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)體并且與許多UE通信。例如，如果網(wǎng)絡(luò)100是長期演進(jìn)（"LTE"）網(wǎng)絡(luò)，則有可 能存在控制許多宏小區(qū)的許多網(wǎng)絡(luò)實(shí)體。另外，許多用戶將正在宏小區(qū)內(nèi)和宏小區(qū)之間移 動(dòng)。
[0040] 仍參照圖1，網(wǎng)絡(luò)100還包括回程網(wǎng)絡(luò)104。該回程網(wǎng)絡(luò)104包括在網(wǎng)絡(luò)100的各個(gè)部 分周圍并且在小區(qū)間承載信號的有線和無線基礎(chǔ)設(shè)施元件?；A(chǔ)設(shè)施元件的示例包括光纖 線路和無線微波鏈路。網(wǎng)絡(luò)100還包括核心網(wǎng)106,該網(wǎng)絡(luò)使用包括計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、歸屬位置寄存 器和因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的各種資源來控制網(wǎng)絡(luò)100的操作。在LTE實(shí)現(xiàn)中，核心網(wǎng)106的資源與網(wǎng)絡(luò) 實(shí)體并且與其他網(wǎng)絡(luò)通過演進(jìn)通用移動(dòng)電信系統(tǒng)陸地?zé)o線電接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。
[0041 ] 在圖1中還示出UE1、UE2和UE3WE中的每一個(gè)能夠在活動(dòng)模式中或在空閑模式中 經(jīng)由基站1〇2(或其他基站）與網(wǎng)絡(luò)100進(jìn)行通信?；?02可以向UE1、UE2和UE3發(fā)射信號并 且接收來自它們的信號。
[0042]在本發(fā)明的實(shí)施例中，圖1的UE能夠進(jìn)行D2D通信?；?02通過向UE分配適當(dāng)?shù)臅r(shí) 間-頻率資源并且命令或允許UE使用所分配的時(shí)間-頻率資源直接彼此進(jìn)行通信來建立UE 之間的D2D通信。分配給UE的時(shí)間-頻率資源可以是上行鏈路（"UL"）資源諸如UL資源塊 ("RB"），或下行鏈路（"DL"）資源（例如DL RB)。例如，基站102可以向UE分配UL子幀或DL子幀 的一個(gè)或多個(gè)資源塊?；?02可以控制D2D通信的其他方面，諸如UE如何發(fā)現(xiàn)彼此以及它 們對網(wǎng)絡(luò)100中的其他UE造成多少干擾。
[0043] D2D分配的UL RB或DL RB可以周期性地發(fā)生，諸如在每個(gè)幀中或在每個(gè)子幀中。使 用這些分配的RB，圖1的兩個(gè)或更多個(gè)UE建立數(shù)據(jù)流，例如，該數(shù)據(jù)流被構(gòu)造為一系列時(shí)間 雙工子幀或時(shí)隙，其中每個(gè)子幀或時(shí)隙使用UL載波或DL載波的一個(gè)或多個(gè)RB。在一個(gè)實(shí)施 例中，UE所使用的RB取自UL子幀。這些RB優(yōu)選地選自UL載波的"PUCCH"區(qū)（即，主要用于物理 上行鏈路控制信道的RB集合）。在此配置中，UE將需要具有在一個(gè)子幀中向基站102發(fā)射并 且在下一個(gè)子幀中向D2D對等體發(fā)射的能力。
[0044] UE對UL資源的使用不妨礙基站102對這些資源的同時(shí)使用。例如，參與D2D通信的 UE可以接近，從而僅需要微弱的信號來彼此進(jìn)行通信。因此，D2D信號可以很低而不會干擾 基站在這些資源上從其他UE接收信號。
[0045]圖2圖示出了根據(jù)實(shí)施例的基站102(來自圖1)的配置?；?02包括控制器/處理 器210、存儲器220、數(shù)據(jù)庫接口 230、收發(fā)器240、輸入/輸出（I/O)設(shè)備接口 250、網(wǎng)絡(luò)接口 260 以及由天線221表示的一個(gè)或多個(gè)天線。這些元件中的每一個(gè)元件經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)通 路270可通信地彼此鏈接。數(shù)據(jù)通路的示例包括電線、微芯片上的導(dǎo)電通路和無線連接。 [0046]在基站102的操作期間，收發(fā)器240接收來自控制器/處理器210的數(shù)據(jù)并且經(jīng)由天 線221發(fā)射表示數(shù)據(jù)的射頻（"RF"）信號。類似地，收發(fā)器240經(jīng)由天線221接收RF信號、將該 信號轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)母袷降臄?shù)據(jù)并且向控制器/處理器210提供該數(shù)據(jù)?？刂破?處理器210從 存儲器220檢索指令并且基于這些指令向收發(fā)器240提供傳出數(shù)據(jù)或接收來自收發(fā)器240的 傳入數(shù)據(jù)。如果需要，則控制器/處理器210可以經(jīng)由數(shù)據(jù)庫接口 230從數(shù)據(jù)庫檢索數(shù)據(jù)。 [0047] 仍參照圖2，控制器/處理器210經(jīng)由耦合到回程網(wǎng)絡(luò)104的網(wǎng)絡(luò)接口 260向網(wǎng)絡(luò)100 (圖1)的其他網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)射數(shù)據(jù)?？刂破?處理器210還經(jīng)由I/O接口 250接收來自外部設(shè)備 諸如外部驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)和向外部設(shè)備諸如外部驅(qū)動(dòng)器發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0048]控制器/處理器210是任何可編程設(shè)備，諸如計(jì)算機(jī)、微處理器、微控制器、外圍集 成電路元件集合、集成電路（例如專用集成電路）、硬件/電子邏輯電路（例如分立元件電 路）、可編程邏輯設(shè)備(例如可編程邏輯陣列)或現(xiàn)場可編程門陣列。
[0049] 存儲器220的可能的實(shí)現(xiàn)包括易失性存儲器、非易失性存儲器、電、磁光存儲器、隨 機(jī)存取存儲器、高速緩存和硬盤?？刂破?處理器210使用數(shù)據(jù)庫接口 230來訪問數(shù)據(jù)庫。數(shù) 據(jù)庫可以包含使UE能夠連接到網(wǎng)絡(luò)100 (圖1)的格式的數(shù)據(jù)。
[0050] I/O設(shè)備接口 250連接到一個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備，諸如鍵盤、鼠標(biāo)、筆操作的觸摸屏或 語音識別設(shè)備。I/O設(shè)備接口 250還連接到一個(gè)或多個(gè)輸出設(shè)備，諸如監(jiān)視器、打印機(jī)、磁盤 驅(qū)動(dòng)器或揚(yáng)聲器。I/O設(shè)備接口 250可以接收來自網(wǎng)絡(luò)管理員的數(shù)據(jù)任務(wù)或連接準(zhǔn)則。
[0051] 網(wǎng)絡(luò)連接接口 260連接到能夠從網(wǎng)絡(luò)100發(fā)射信號和接收信號的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備。 這樣的設(shè)備的示例包括調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)接口卡和收發(fā)器。網(wǎng)絡(luò)連接接口 260的一個(gè)用途是 將客戶端設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)1〇〇。
[0052] 根據(jù)實(shí)施例，天線221是鏈接到一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)路徑270的在地理上并置或接近的 物理天線元件集合中的一個(gè)