設(shè)備到設(shè)備通信的同步的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】設(shè)備到設(shè)備通信的同步
[0001]交叉引用相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年10月31日提交的、名稱(chēng)為“高級(jí)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)和技術(shù)(ADVANCED WIRELESS COMMUNICAT1N SYSTEMS AND TECHNIQUES)” 的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.61/898，425的優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的全部公開(kāi)通過(guò)引用結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本文所描述的實(shí)施例一般地涉及通信領(lǐng)域，并更具體地涉及無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備到設(shè)備(D2D)或?qū)Φ韧ㄐ拧?br>【背景技術(shù)】
[0004]在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中已知的是使用無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)技術(shù)(例如，基于電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)802.11標(biāo)準(zhǔn)的W1-Fi和W1-Fi直連)或使用無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)(WPAN)技術(shù)(例如，藍(lán)牙和超寬帶技術(shù))通過(guò)免執(zhí)照無(wú)線(xiàn)電資源來(lái)提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)(例如，互聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)和本地服務(wù))JLAN和WPAN技術(shù)通過(guò)利用發(fā)送器和接收器之間的短距離允許較高的數(shù)據(jù)速率和較低的能量損耗。然而，W1-Fi和藍(lán)牙易受到來(lái)自未許可的頻帶中的其他通信的干擾，并且對(duì)于這些技術(shù)沒(méi)有可用的基于網(wǎng)絡(luò)的干擾管理。在第三代合作伙伴項(xiàng)目(3GPP)長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)和高級(jí)LTE(LTE-A)許可的無(wú)線(xiàn)電頻帶中，毫微微小區(qū)、微微小區(qū)、和繼電器也利用發(fā)送器和接收器之間的短距離，以執(zhí)行與用戶(hù)設(shè)備(UE)的有效通信，但是這些系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)通信通過(guò)微微小區(qū)/毫微微小區(qū)基站或繼電器，而不是在發(fā)送和接收UE之間直接通過(guò)，并且這些系統(tǒng)還要求至無(wú)線(xiàn)蜂窩系統(tǒng)的LTE或LTE-A eNodeB的回程連接。
[0005]利用LTE/LTE-A的D2D通信提供了相對(duì)于諸如藍(lán)牙(大約10-100米的范圍)和W1-Fi直連(大約200米的范圍)之類(lèi)的技術(shù)擴(kuò)展最大傳輸距離(大概提高至1000米左右)的可能性，并且可以降低潛在與微微小區(qū)/毫微微小區(qū)/繼電器基于基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)所要求的回程連接相關(guān)聯(lián)的成本和可擴(kuò)展性問(wèn)題。根據(jù)本技術(shù)的D2D通信還可以包括對(duì)等(P2P)通信，該P(yáng)2P通信涉及在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的相同層次等級(jí)處的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體或(一個(gè)或多個(gè))無(wú)線(xiàn)設(shè)備之間的直接通信，例如，微微小區(qū)、毫微微小區(qū)和繼電器之間的直接通信以及無(wú)線(xiàn)設(shè)備(例如，UE)之間的直接通信。無(wú)線(xiàn)設(shè)備包括至少UE、微微小區(qū)、毫微微小區(qū)、和繼電器節(jié)點(diǎn)，但不會(huì)被限制于這些示例。
[0006]D2D/P2P通信允許卸載一些網(wǎng)絡(luò)流量，但是不需要小心管理由D2D層引起的干擾，以保護(hù)蜂窩通信鏈接和D2D通信鏈接二者免受頻帶內(nèi)發(fā)射干擾。頻帶內(nèi)發(fā)射干擾與信道帶寬內(nèi)的給定發(fā)送器中的泄漏相對(duì)應(yīng)，并且導(dǎo)致泄漏可能干擾其他發(fā)送器。頻帶外干擾源于被配置為在不同的頻率帶寬中進(jìn)行發(fā)送的相鄰的發(fā)送器，但是其仍在給定發(fā)送器的頻率帶寬中產(chǎn)生能量。D2D無(wú)線(xiàn)通信的許多潛在應(yīng)用中的一個(gè)應(yīng)用當(dāng)蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施可能部分地或完全地受損或功能異常時(shí)處于公共安全場(chǎng)景。在這樣的功能安全場(chǎng)景中，對(duì)于D2D通信需要在UE處于網(wǎng)絡(luò)覆蓋以外時(shí)得到維護(hù)，而這些UE在蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施保持完好時(shí)應(yīng)該仍能夠利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)控制。對(duì)于覆蓋外的D2D通信技術(shù)需要提供有效的干擾管理并提升能量效率。
【附圖說(shuō)明】
[0007]本文描述的實(shí)施例以示例的方式而不是以限制的方式被示出，在附圖的圖示中，相似的參考標(biāo)號(hào)指示類(lèi)似的元件。
[0008]圖1示意性地示出了實(shí)現(xiàn)D2D/P2P通信的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)；
[0009]圖2示意性地示出了能夠進(jìn)行覆蓋外D2D傳輸?shù)臒o(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)；
[0010]圖3示意性地示出了使用兩個(gè)UE之間的D2D鏈路的語(yǔ)音數(shù)據(jù)的發(fā)送/接收；
[0011]圖4是示意性示出由諸如UE之類(lèi)的D2D使能設(shè)備實(shí)現(xiàn)的分層同步源分配的流程圖；
[0012]圖5是示意性示出兩個(gè)不同的UE在不同的部分重疊的傳輸區(qū)域中是如何建立同步的信號(hào)時(shí)序圖；
[0013]圖6示意性示出了被分配給從獨(dú)立的同步源得到同步時(shí)序的D2D發(fā)送器對(duì)的時(shí)間和頻率資源；
[0014]圖7示意性地示出了與上行鏈路或下行鏈路LTE無(wú)線(xiàn)電幀結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的無(wú)線(xiàn)電幀資源的框圖；
[0015]圖8示意性地示出了對(duì)從主要同步源得到時(shí)序的D2D發(fā)送器對(duì)和從輔助同步源得到時(shí)序的D2D發(fā)送器對(duì)的時(shí)間-頻率資源的分配；
[0016]圖9示意性地示出了針對(duì)控制主要同步源的傳輸?shù)腄2D資源分配的時(shí)間-頻率資源網(wǎng)格以及由各自的輔助同步源控制的五個(gè)周?chē)膫鬏敺秶?br>[0017]圖10示意性地示出了頻分復(fù)用如何在沒(méi)有共同同步時(shí)序的兩個(gè)不同的獨(dú)立同步源之間被應(yīng)用；
[0018]圖11示出了根據(jù)一些實(shí)施例的示例系統(tǒng)；以及
[0019]圖12示出了在其中圖11的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)諸如UE之類(lèi)的無(wú)線(xiàn)設(shè)備的實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本公開(kāi)的說(shuō)明性實(shí)施例包括但不限于，用于執(zhí)行無(wú)線(xiàn)設(shè)備到設(shè)備通信的方法、系統(tǒng)和裝置。
[0021]圖1示意性地示出了在來(lái)自蜂窩網(wǎng)絡(luò)(LTE或LTE-A網(wǎng)絡(luò))的蜂窩無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋中和其外部二者實(shí)現(xiàn)D2D/P2P通信的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)100。網(wǎng)絡(luò)100包括節(jié)點(diǎn)100和UE 132、134、136、138。在3GPP無(wú)線(xiàn)電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)LTE和LTE-A系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)110可以是演進(jìn)型通用陸地?zé)o線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò)(E-UTRAN)節(jié)點(diǎn)B(還通常表示演進(jìn)型節(jié)點(diǎn)B、增強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)B、eN0deB、或eNB)，或節(jié)點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)的組合。節(jié)點(diǎn)/eNB 110與一個(gè)或多個(gè)無(wú)線(xiàn)設(shè)備(被稱(chēng)為用戶(hù)設(shè)備(UE))進(jìn)行通信。UE的示例包括移動(dòng)終端、平板計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(TOA)和機(jī)器類(lèi)型通信(MTC)設(shè)備。下行鏈路(DL)傳輸可以是從節(jié)點(diǎn)(或eNB)到無(wú)線(xiàn)設(shè)備(或UE)的通信，上行鏈路(UL)傳輸可以是從無(wú)線(xiàn)設(shè)備到節(jié)點(diǎn)的通信。
[0022]第一D2D群集130包括第一UE 132和第二UE 134，由于它們二者均位于與eNB 110相關(guān)聯(lián)的小區(qū)120中，因此它們各自在網(wǎng)絡(luò)覆蓋內(nèi)。群集可能包括不只兩個(gè)UE。在第一UE132和第二 UE 134之間存在的直接通信路徑141允許數(shù)據(jù)在發(fā)送UE和接收UE之間傳遞而不經(jīng)由eNB 110進(jìn)行路由。然而，在該實(shí)施例中，使用蜂窩通信路徑143和145經(jīng)由eNB 110執(zhí)行D2D數(shù)據(jù)路徑Ud 141的控制。因此，數(shù)據(jù)在發(fā)送和接收UE 132和134之間直接傳遞，而控制D2D經(jīng)由eNB 110執(zhí)行。eNB 110執(zhí)行D2D通信141的設(shè)置控制、無(wú)線(xiàn)電承載控制、和資源控制。在圖1的實(shí)施例中，第一D2D群集130的UE 132和134均與eNB 110進(jìn)行直接通信，但是在替代實(shí)施例中，僅有D2D群集中至少一個(gè)UE的子集可以與eNB 110進(jìn)行直接通信，而群集的其他UE能夠與其他群集執(zhí)行D2D通信而不需要具有至eNB 110的直接蜂窩通信鏈路。
[0023]在這樣的替代實(shí)施例中，與eNB110聯(lián)系的一個(gè)UE可以用作群集130的D2D協(xié)調(diào)器。在群集內(nèi)執(zhí)行D2D協(xié)調(diào)的UE可以被表示為“對(duì)等無(wú)線(xiàn)電頭部”(PRH)或“群集頭部”。D2D群集130與覆蓋內(nèi)D2D通信場(chǎng)景相對(duì)應(yīng)，在該場(chǎng)景中至少一個(gè)UE 132和134經(jīng)由eNB 110與無(wú)線(xiàn)蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施連接，用于控制D2D通信。對(duì)于覆蓋內(nèi)D2D群集130，蜂窩頻譜(例如，LTE或LTE-A頻譜)可被用于D2D鏈路141和蜂窩鏈路143和145。在一些實(shí)施例中，通信可以被配置為“墊底(underlay)”模式，其中D2D鏈路和網(wǎng)絡(luò)鏈路動(dòng)態(tài)地分享相同的無(wú)線(xiàn)電資源，在其他實(shí)施例中，可以使用“覆蓋”模式，其中D2D通信鏈路被分配專(zhuān)用蜂窩無(wú)線(xiàn)資源。
[0024]另外的D2D群集150包括與覆蓋外D2D群集相對(duì)應(yīng)的第三UE136和第四UE 138，其中UE 136和138沒(méi)有一個(gè)能夠與無(wú)線(xiàn)蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施的eNB形成連接。在該覆蓋外D2D通信集群150中，UE自身應(yīng)該被配置為在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)支持的情況下執(zhí)行對(duì)等發(fā)現(xiàn)、干擾管理、和功率控制。在公共安全場(chǎng)景中，在任意公共安全事件之前D2D集群將得到網(wǎng)絡(luò)支持是很有可能的，因此UE的一些網(wǎng)絡(luò)預(yù)配置可以被執(zhí)行，但是在公共安全事件之后，可能局部有網(wǎng)絡(luò)覆蓋或沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)覆蓋，如圖1的第二 D2D集群150所示。
[0025]在第一D2D集群130中(在覆蓋內(nèi))，集群對(duì)的兩個(gè)UE 132和134與eNB 110同步，并且它們從eNB 110取得同步以及時(shí)隙和幀時(shí)序。覆蓋內(nèi)UE 132和134還可以使用系統(tǒng)參數(shù)(例如，循環(huán)前綴長(zhǎng)度和雙工模式)，并且在D2D無(wú)線(xiàn)電承載被建立之前與彼此同步。在UE之間D2D通信鏈路在時(shí)間和頻率上的同步能夠因此由與服務(wù)eNB 110反復(fù)同步的每個(gè)UE 132和134執(zhí)行，或替代地使用與LTE解調(diào)參考信號(hào)(DMRS)類(lèi)似的每個(gè)時(shí)隙中的參考信號(hào)來(lái)執(zhí)行。
[0026]執(zhí)行如圖1所示的D2D通信允許重復(fù)使用D2D通信和蜂窩通信之間的無(wú)線(xiàn)電資源。D2D通信鏈路141在UE 132和134之間使用單跳，與UE 132和134之間的蜂窩鏈路不同，蜂窩鏈路針對(duì)經(jīng)由eNB 110的數(shù)據(jù)傳輸需要雙跳鏈路(第一跳是從發(fā)送UE到eNB，第二跳是從eNB到接收UE)。由于利用潛在的有利傳播條件UE 132和134之間極為接近而存在接近增益，該潛在的有利傳播條件允許實(shí)現(xiàn)比數(shù)據(jù)經(jīng)由更遙遠(yuǎn)的eNB 110路由時(shí)更高的最大數(shù)據(jù)速率。因?yàn)橛蒭NB執(zhí)行的處理被有效地繞過(guò)，所以還可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)UE 132和134之間的D2D鏈路而不是蜂窩鏈路來(lái)改善延遲。
[0027]針對(duì)如圖1中所示的覆蓋內(nèi)數(shù)據(jù)通信，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電話(huà)(VoIP)可以被用來(lái)實(shí)施傳送語(yǔ)音數(shù)據(jù)。如圖1所示，eNB 110訪(fǎng)問(wèn)與IP多媒體子系統(tǒng)(MS)162進(jìn)行通信的會(huì)話(huà)發(fā)起協(xié)議(SIP)服務(wù)器160 AIP服務(wù)器160和頂S 160管理VoIP連接并將數(shù)據(jù)承載與不同的服務(wù)質(zhì)量(QoS)規(guī)范分離用于SIP信令和語(yǔ)音信息。如圖1所示，eNB 110還提供UE經(jīng)由分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(PDN)網(wǎng)關(guān)166訪(fǎng)問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)164。因此，針對(duì)圖1的覆蓋內(nèi)場(chǎng)景的VoIP需要UE和來(lái)自蜂窩網(wǎng)絡(luò)二者的支持。通過(guò)對(duì)比，針對(duì)屬于覆蓋外集群150的UE 136和138，語(yǔ)音服務(wù)必須要由UE本身全部地支持。在下文描述的圖3示意性地示出了由兩個(gè)覆蓋外UE執(zhí)行的處理，用以支持D2D通信鏈路上的語(yǔ)音數(shù)據(jù)的傳送。
[0028]設(shè)置D2D通信可以被認(rèn)為包括兩個(gè)階段:接近度發(fā)現(xiàn)，并隨后初始化和發(fā)起D2D通信。例如，接近度發(fā)現(xiàn)可以基于使用例如全球定位衛(wèi)星(GPS)或輔助GPS信息的位置信息來(lái)完成。第二階段包括將網(wǎng)絡(luò)資源(例如，帶寬)分配給D2D通信。
[0029]大部分D2D方案可以被分類(lèi)為屬于以下兩種類(lèi)型中的一種:稱(chēng)為正常(商業(yè)的)D2D和公共安全D2D。一些設(shè)備可以被安排來(lái)根據(jù)這兩種方案進(jìn)行操作，而其他設(shè)備可以被安排來(lái)僅根據(jù)這些方案中的一種方案進(jìn)行操作。
[0030]根據(jù)正常D2D，D2D使能的UE(S卩，支持基于接近度的發(fā)現(xiàn)和通信的UE)能夠僅在商業(yè)蜂窩LTE/LTE-A網(wǎng)絡(luò)覆蓋內(nèi)(S卩，在網(wǎng)絡(luò)元件(例如，eNB、移動(dòng)管理實(shí)體(MME)、服務(wù)網(wǎng)關(guān)(S-GW)等)的幫助下)與彼此進(jìn)行直接通信。該方案允許eNB(或核心網(wǎng)絡(luò)的其他元件)通過(guò)在D2D通信器件所使用的網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)進(jìn)行控制，例如以使得對(duì)附近設(shè)備的干擾最小化。
[0031]相比之下，在基于商業(yè)和/或公共安全基礎(chǔ)設(shè)施的(蜂窩)網(wǎng)絡(luò)覆蓋不可用時(shí)(例如，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)(由于自然災(zāi)害、斷電、網(wǎng)絡(luò)節(jié)能、不完全網(wǎng)絡(luò)部署等)遭受中斷時(shí))意欲使用公共安全D2D。公共安全D2D使能的UE (S卩，在公共安全或商業(yè)和公共安全蜂窩LTE/高級(jí)LTE 二者的網(wǎng)絡(luò)覆蓋內(nèi)支持基于接近度的發(fā)現(xiàn)和通信的UE)即使在基于基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)不可用時(shí)也可以與彼此進(jìn)行通信，以參與到D2D通信的設(shè)置。
[0032]以下的列表總結(jié)了在其中能夠啟用D2D通信或不能啟用D2D通信的場(chǎng)景。
[0033]A.正常(商業(yè))D2D
[0034]Al.針對(duì)新的通信啟用D2D
[0035]-建立D2D直接路徑
[0036]A2.針對(duì)進(jìn)行中的通信啟用D2D
[0037]-從蜂窩路徑轉(zhuǎn)換到D2D直接路徑
[0038]A3.(針對(duì)進(jìn)行中的通信)在會(huì)話(huà)被激活時(shí)不啟用D2D
[0039]-從D2D直接路徑轉(zhuǎn)換到蜂窩路徑
[0040]A4.在會(huì)話(huà)結(jié)束時(shí)不啟用D2D[0041 ]-進(jìn)行中的直接通信被完成
[0042]-網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該意識(shí)到以上場(chǎng)景(例如，出于充電的目的)
[0043]-網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該更新資源清單
[0044]B.公共安全D2D
[0045 ] B1.針對(duì)新的通信啟用D2D
[0046]-使用和不使用網(wǎng)絡(luò)覆蓋建立D2D直接路徑
[0047]-在缺乏網(wǎng)絡(luò)覆蓋時(shí)自主發(fā)現(xiàn)的能力
[0048]-在缺乏網(wǎng)絡(luò)覆蓋時(shí)自主通信的能力
[0049]B2.針對(duì)進(jìn)行中的通信啟用D2D
[0050]-使用和不使用網(wǎng)絡(luò)覆蓋從蜂窩路徑轉(zhuǎn)換到D2D直接路徑[0051 ]-在缺乏網(wǎng)絡(luò)覆蓋時(shí)自主故障安全和無(wú)縫轉(zhuǎn)換的能力
[0052]B3.(針對(duì)進(jìn)行中的通信)在會(huì)話(huà)被激活時(shí)不啟用D2D
[0053]-在網(wǎng)絡(luò)覆蓋內(nèi)從D2D直接路徑轉(zhuǎn)換到蜂窩路徑
[0054]-在網(wǎng)絡(luò)中斷后再次可用時(shí)從D2D直接路徑轉(zhuǎn)換到蜂窩路徑
[0055]B4.在會(huì)話(huà)結(jié)束時(shí)不啟用D2D
[0056]-進(jìn)行中的直接通信被完成
[0057]-出于充電的目的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該意識(shí)到以上場(chǎng)景
[0058]-網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該更新資源清單
[0059]-如果存在，D2D協(xié)調(diào)器應(yīng)該意識(shí)到被用來(lái)更新資源清單
[0060]B5.由于路由修改/重新發(fā)現(xiàn)而啟用/不啟用D2D[0061 ]-針對(duì)支持多跳通信的公共安全D2D
[0062]-針對(duì)UE移動(dòng)性
[0063]-從D2D直接轉(zhuǎn)換到D2D路徑
[0064]在正常和公共安全場(chǎng)景之間存在相似之處，其區(qū)別主要是由于(可能)在安全場(chǎng)景(例如，在網(wǎng)絡(luò)中斷的事件)中缺少網(wǎng)絡(luò)支持。場(chǎng)景B2和B3可以在由于網(wǎng)絡(luò)故障/恢復(fù)在D2D通信和蜂窩通信之間的轉(zhuǎn)變中被應(yīng)用。
[0065]根據(jù)一些實(shí)施例，針對(duì)D2D直接路徑通信的啟用(許可)決定應(yīng)該由網(wǎng)絡(luò)做出(例如，如果兩個(gè)UE均由相同eNB服務(wù)就由eNB做出，或如果UE屬于不同的eNB就由MME/S-GW做出)。針對(duì)公共安全D2D通信，eNB可以執(zhí)行D2D通信的一些預(yù)配置，同時(shí)UE仍在覆蓋中。例如，該預(yù)配置可以由