邻居发现方法和设备转让专利
申请号 : CN201310116574.0
文献号 : CN104105083B
文献日 : 2017-11-14
发明人 : 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
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。
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用户移动终端设备的信标信号；
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；
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；并且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。
2.如权利要求1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。
3.如权利要求1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。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述系统消息还包括参考等待值MBO，所述参考等待值MBO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0≤R≤MBO-1。
5.如权利要求3所述的方法，其中，所述系统消息还包括参考等待值NBO，所述参考等待值NBO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≤NBO-1。
6.如权利要求5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。
7.如权利要求6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。
8.如权利要求4至7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PBO，所述参考等待值PBO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≤PBO-1。
9.如权利要求8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。
10.如权利要求9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。
11.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用户移动终端设备的信标信号的装置；
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；
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；并且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。
12.如权利要求11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。
13.如权利要求11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。
14.如权利要求13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MBO，所述参考等待值MBO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0≤R≤MBO-1。
15.如权利要求13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NBO，所述参考等待值NBO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≤NBO-1。
16.如权利要求15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。
17.如权利要求16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。
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参考等待值PBO，所述参考等待值PBO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≤PBO-1。
19.如权利要求18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。
20.如权利要求19所述的邻居发现设备，其中，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。
说明书 :
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/pdf/1012.1007.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MBO，参考等待值MBO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0≤R≤MBO-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NBO，参考等待值NBO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≤NBO-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PBO，参考等待值PBO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≤PBO-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MBO，参考等待值MBO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≤R≤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NBO，参考等待值NBO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≤NBO-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PBO，参考等待值PBO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0≤T≤PBO-1。
[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。
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-频率网格示出了ND信道分段结构的一个示例；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NND个ND子周期，例如ND子周期0、ND子周期1、ND子周期NND-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PNDxQND个ND信道，其中在频域中形成有PND个ND信道，在时域中形成有QND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PNDxQND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，PND个频率上的ND信道被映射到LTE载波(例如对于PND＝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-频率网格示出了ND信道分段结构的一个示例，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*NND个或30*NND个(例如，对于NND＝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] 基于分组的随机选择(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(即，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*GND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表示的小矩形示出了用户1在第K*GND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*GND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-1]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GND)。
[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] 基于回退和感知的选择(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lND(i)的ND信道：
[0088]
[0089] 其中E(p，q)表示ND信道(p，q)的平均能量，p∈[0：PND-1]，q∈[0：QND-1]，该平均能量来自于已经选择该ND信道并且在该ND信道上发送其相应的信标信号的所有D2D节点。应当注意，由于地理上相邻的用户可能具有相似的感知结果，因此，为了降低ND信道选择冲突，D2D节点可以从最不拥挤的多个ND信道(即具有最低平均能量的多个ND信道)中选择一个ND信道。应当注意，具有最低平均能量的多个ND信道的数目是由eNB确定的。具有最低平均能量的多个ND信道的数目包含在eNB所广播的系统消息中。
[0090] (2)如果第一ND资源配置信息与第二ND资源配置信息不同，则D2D节点将生成一个回退值(等待值)R，该回退值R指示D2D节点应当在第R个ND子周期选择ND信道，其中R是整数并且0≤R≤MBO-1，MBO是由eNode B根据用户密度与ND信道的数目之间的相对关系确定的参考回退值(参考等待值)并且包含在eNB所广播的系统消息中。
[0091] 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。应当理解，图8中的ND信道结构是与图6中的ND信道结构类似的，因而在此省略对其详细描述。
[0092] 如图8所示，在第一ND资源配置信息与第二ND资源配置信息不同的情况下，例如(D2D节点的)用户3生成回退值0并选择第K个ND周期的第0个ND子周期中的ND信道，用户2生成回退值2并选择第K个ND周期的第2个ND子周期中的ND信道。应当注意，在用户2选择ND信道时，用户3已经选择了其ND信道并在其ND信道上发送信标信号，因此用户2能够在ND信道选择中刻意避免与用户3冲突，如图8所示。
[0093] 图9是根据本发明的一个实施例的BSS方案的流程图。在步骤901，启动邻居发现功能。接下来，在步骤902，UE获取ND资源配置(NDRC)信息和参考回退值(参考等待值)MBO。然后，在步骤903，UE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，以确定ND资源配置信息是否进行了更新。如果ND资源配置信息没有更新，则流程进行到步骤904。在步骤904，UE感知所有ND信道并随后在步骤905从NLC个最不拥挤的ND信道中选择一个ND信道。应当注意，NLC表示最不拥挤的ND信道的数目并且由eNB配置。在步骤903，如果确定ND资源配置信息进行了更新，则流程进行到步骤907。在步骤907，UE随机地生成范围在[0，MBO-1]内的等待值R。然后在步骤908确定R是否等于0。如果R等于0，则UE在下一个ND子周期中，随机选择一个ND信道以发送信标信号并在随后的ND子周期中保持该选择。然后在步骤910，UE在每个ND周期中，在未选择的ND信道上接收信标信号。如果在步骤908中确定R不等于0，则流程进行到步骤911。在步骤911，UE在接下来的R-1个ND子周期中，在所有ND信道上接收信标信号。然后，在步骤912，UE在第R个ND子周期中，从NLC个最不拥挤的ND信道中选择一个ND信道。之后，UE在所选择的ND信道上发送信标信号并在未选择的ND信道上接收信标信号(步骤913)
[0094] BSS方案的优点如下。
[0095] (1)通过感知，D2D节点可以选择最不拥挤的ND信道。
[0096] (2)操作仅在ND资源配置信息更新时进行，而ND资源配置信息的更新一般是不频繁的(例如为秒数量级)。
[0097] (3)eNB可采用参考回退值来调节用户密度，以利用有限的信令实现良好的ND信道接入质量。
[0098] (4)利用了ND信道分段的较小颗粒度。
[0099] 随机选择及基于感知进行更新的方法(RSSU)
[0100] 在RSSU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。
[0101] (1)如果第一ND资源配置信息与第二ND资源配置信息相同，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，如同在BSS方案中描述的那样。
[0102] (2)如果第一ND资源配置信息与第二ND资源配置信息不同，则D2D节点将执行以下操作。
[0103] A.随机选择一个ND信道；
[0104] B.检测所选择的ND信道的平均能量，以确定是否存在关于所选择的ND信道的选择冲突；
[0105] C.如果存在严重的选择冲突，则生成回退值(等待值)S，回退值S用于指示UE应当在第S个ND子周期重新选择ND信道，其中S是整数并且0≤S≤NBO-1，NBO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参考回退值(参考等待值)并且包含在eNB所广播的系统消息中。
[0106] D.如果不存在严重的选择冲突，则UE将保持其ND信道选择。
[0107] 图10是根据本发明的一个实施例的RSSU方案的流程图。在步骤1001，启动邻居发现功能。接下来，在步骤1002，UE获取ND资源配置(NDRC)信息和参考回退值(参考等待值)NBO。然后，在步骤1003，UE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，以确定ND资源配置信息是否进行了更新。如果ND资源配置信息没有更新，则流程进行到步骤1004。在步骤1004，UE感知所有ND信道并随后在步骤1005从NLC个最不拥挤的ND信道中选择一个ND信道。应当注意，NLC表示最不拥挤的ND信道的数目并且由eNB配置。在步骤1003，如果确定ND资源配置信息进行了更新，则流程进行到步骤1007。在步骤1007，UE进行随机的ND信道选择。然后，在步骤1008，UE发送信标信号并感知所有ND信道。应当注意，UE通过使所选的ND信道的一个ND信道分段静音(即在该ND信道分段上不发送邻居发现信号)来感知其所选的ND信道。接下来，在步骤1009，确定是否存在关于所选的ND信道的选择冲突以及是否需要重新选择ND信道。如果存在选择冲突，则UE随机地生成范围在[0，NBO-1]内的等待值S(步骤1010)，等待值S用于指示UE应当在第S个ND子周期重新选择ND信道，其中S是整数并且0≤S≤NBO-1。接下来，在步骤1011，UE在等待值S期满前感知所有ND信道。之后，在步骤1012，在第S个ND子周期中，UE从多个最不拥挤的ND信道中重新选择一个ND信道。然后，在步骤1013，在所选择的ND信道上发送信标信号并在未选择的ND信道上接收信标信号，以进行邻居发现。如果在步骤1009确定不存在关于所选的ND信道的选择冲突，则UE将保持随机的ND信道选择(步骤1014)并在所选择的ND信道上发送信标信号并在未选择的ND信道上接收信标信号，以进行邻居发现(步骤1015)。
[0108] 用于支持移动性的ND信道重选
[0109] D2D网络设计所面临的一项挑战是D2D节点的移动性。D2D节点的移动性将使得D2D网络拓扑随着时间变化。在邻居发现的情况下，在某些时间看来不存在冲突的良好的ND信道选择，可能会由于进行了移动之后产生了信道选择冲突而在随后的时间受到严重的干扰。在本发明中，设计了ND信道重选方案以支持用户移动性。在下文中将参照图11描述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。
[0110] 如图11所示，在步骤1101，UE在所选择的ND信道上发送信标信号并在未选择的ND信道上接收信标信号，以进行邻居发现。接下来在步骤1102，UE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UE的邻居的标识符。然后，在步骤1103，UE将当前生成的邻居列表与先前生成的邻居列表进行比较，以确定二者之间的差别。接下来，在步骤1104，UE将上述差别与由eNB预先确定的阈值进行比较。
[0111] 例如，可以计算两个邻居列表中相同邻居数目占总邻居数目的百分比，用D表示该百分比。因此，可以将当前生成的邻居列表与先前生成的邻居列表之间的差别确定为(1-D)。然后，将(1-D)的值与所述阈值进行比较。如果(1-D)的值超过了所述阈值，则可以认为UE周围的网络拓扑发生了较大变化，从而流程进行到步骤1105。在步骤1105，使所选的ND信道的一个或多个ND信道分段静音并检测所选的ND信道的平均能量。
[0112] 在步骤1106，确定是否存在关于所选的ND信道的选择冲突以及是否需要重新选择ND信道。如果存在，则UE生成等待值T，等待值T用于指示UE应当在第T个ND子周期重新选择ND信道，其中T是整数并且0≤T≤PBO-1，PBO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参考回退值(参考等待值)并且包含在eNB所广播的系统消息中。随后，在步骤1107 UE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，即从多个最不拥挤的ND信道中重新选择一个ND信道。在步骤1106，如果确定不存在关于所选的ND信道的选择冲突以及不需要重新选择ND信道，则流程进行到步骤1108.在步骤
1108，UE将保持对ND信道的选择。
1108，UE将保持对ND信道的选择。
[0113] 仍然参考图1，UE在所选择的ND信道上发送相应的信标信号(步骤103)，以及在未选择的ND信道上接收来自于其邻居的信标信号(步骤104)。下面将参照图12-14描述根据本发明的一个实施例的信标信号生成过程。
[0114] 假定每个ND周期的信标信息包括M个比特，例如M＝24。图12示出了对信标信息比特的处理。首先在步骤1201对M个信标信息比特进行CRC编码，并附接L个校验比特，其中L＝8。L＝16也是可以的。可以采用在3GPP TS 36.212，V10.0.0，“Multiplexing and channel coding”(以下简称“文献2”，可从3GPP网站www.3gpp.Org获得)的第5.1.1节中定义的循环生成多项式。然后，对K＝M+L个比特进行咬尾卷积编码(TBCC)。可以采用文献2的第5.1.3.1节定义的咬尾卷积编码速率1/3。
[0115] 然后，根据文献2的第5.1.4.2节中的规范，通过速率匹配模块对来自于TBCC的3K个输出比特进行处理(步骤1203)，以匹配一个ND信道中的资源元素。以NND＝4为例，对于ND信标信号，共计可采用240个资源元素。假定采用QPSK调制，则对于图2所示的5个数据符号的ND信道分段结构，对ND信息的总有效编码速率为1/15或2/15，而对于6个数据符号的ND信道分段结构(未示出)，对ND信息的总有效编码速率为1/18或1/9。
[0116] 在速率匹配之后，按比特进行加扰(步骤1204)以使得潜在的冲突干扰随机化并实现处理增益和编码增益。预先定义了几种加扰方案，所选的加扰方案隐含地由导频序列索引来通知，可通过假设测试对导频序列索引进行盲检。可基于(可从3GPP网站www.3gpp.Org获得的)3GPP TS 36.211，V10.0.0，“Physical channels and modulation”的第7.2节中的伪随机序列生成的定义来规定加扰序列。
[0117] 在步骤1204进行加扰之后，对输出比特进行QPSK调制(步骤1205)，然后以12(或6)长度符号为一组进行DFT预编码。最后，将DFT预编码后的符号映射到所选的ND信道(步骤1207)。注意，作为一个特例，也不排除不进行DFT预编码(即，绕过图12中的DFT预编码)，在功率效率并非主要问题时可能绕过图12中的DFT预编码。
[0118] 在图13中示出了具有12长度DFT预编码的信标信号和不具有12长度DFT预编码的信标信号的立方度量(CM，一种比PAPR值更实用的特性)比较。从图13中可以看出，DFT预编码在50％CDF处可以将CM降低约1.7dB，在90％CDF处可以将CM降低约2.5dB。
[0119] 图14示出了针对5个符号的ND信道分段结构、对于不同ND信道分段检测的通过AWGN信道进行的信标信号传输的帧误码率(FER)。可以看出，三个信道分段检测的性能远远超过单个信道分段检测的性能(在0.01FER处超出4.8dB)。同时，三个信道分段检测的性能比四个信道分段检测的性能差约1.2dB。该比较结果表明在ND信道感知中使一个ND信道分段静音并且在存在选择冲突时进行重选对检测性能产生了有限的影响。
[0120] 系统级仿真
[0121] 进行了以下系统级仿真以评估邻居发现方案的系统性能。主要的仿真条件如下。
[0122]
[0123]
[0124] 在仿真中，对所有UE发现的平均邻居数目进行了评估。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。注意，线1501、1502和1503对应于无冲突时邻居的最大数目，即发现的邻居的数目上限。
[0125] 下面是针对GRS方案的仿真结果的一些评述。
[0126] (1)多个邻居发现周期中邻居发现结果的的聚合逐渐接近最大值(由线1501、1502和1503标示)，并且用户密度越大，接近速度越慢。
[0127] (2)在GRS方案中，以较大的延迟为代价发现了更多的邻居。
[0128] 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。注意，线1601、1602和1603对应于利用理想的贪婪ND信道选择方法达到的邻居发现结果，即用户一个接一个地逐渐接入D2D网络并且基于感知结果选择最不拥挤的ND信道。
[0129] 下面是针对BSS方案的仿真结果的一些评述。
[0130] (1)在仿真结果和理想的贪婪ND信道选择方法之间存在一定的差距。该差距来自于每个ND子周期中的选择冲突。
[0131] (2)在用户数相对ND信道数超负荷的场景下，无论用户密度如何，发现的邻居数目保持相似。
[0132] (3)在初始化阶段之后，发现的邻居数目保持稳定。
[0133] 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。
[0134] 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。
[0135] 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。
[0136] 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。
[0137] 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。
[0138] 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。
[0139] 在一个示例性实施方式中，系统消息还可包括参考等待值MBO，参考等待值MBO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≤R≤MBO-1。
[0140] 在一个示例性实施方式中，系统消息还可包括参考等待值NBO，参考等待值NBO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≤NBO-1。
[0141] 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。
[0142] 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。
[0143] 在一个示例性实施方式中，系统消息还可包括参考等待值PBO，参考等待值PBO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0≤T≤PBO-1。
[0144] 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。
[0145] 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。
[0146] 应当理解，本发明的各方面可采用任何形式实现，包括硬件、软件、固件或其任何组合。本发明的实施例的元件和组件在物理、功能和逻辑方面，可采用任何合适的方式实现。当然，该功能可采用单个单元或IC，多个单元或IC或作为其他功能单元的一部分实现。