一种实现网外邻近区域d2d通信的方法
【专利摘要】本发明提出一种实现网外邻近区域D2D通信的方法，包括：在网络覆盖范围内且处于覆盖边缘的D2D终端向网外转发基站控制消息，接收到同一网内D2D终端转发的控制消息的各脱网D2D终端与该网内D2D终端形成一个簇，所述网内D2D终端为该簇的簇首节点，各脱网D2D终端为该簇的成员节点；簇成员节点通过簇首节点申请和获取基站分配的资源信息，并使用所述资源进行D2D通信。本发明有效地扩展了小区的覆盖范围，提高了蜂窝系统的资源利用率，并增加了系统容量。
【专利说明】
一种实现网外邻近区域D2D通信的方法
技术领域
[0001]本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种利用网内直通中继节点实现网络覆盖外围邻近区域终端到终端通信的方法。【背景技术】
[0002]目前，在蜂窝网络中为了提高系统效率及资源利用率，LTE-Advanced中已经提出了一种终端间直接通信的模式，即终端到终端(Device-to-Device，简称D2D)通信。在这种通信模式下，当两个终端距离较近时，可以不通过基站转发而直接进行通信。D2D系统中的终端仍受基站控制，需要接收蜂窝系统传输的控制信息，以获取D2D通信资源，并在基站控制下实现干扰协调，计费等功能。由于D2D通信中终端之间传输的数据无需通过基站的转接，因此减轻了蜂窝网通信的负担。
[0003]然而，进行D2D通信的两个终端仍要处于蜂窝网络覆盖之下，以接收基站发送的控制信息，进而获取D2D通信资源。如果想要进行通信的两个D2D终端或两个D2D终端之一处于脱网状态，就无法获取到基站分配的资源，从而导致无法利用基站分配的资源进行D2D 通信。如何实现以上情形下的终端之间利用网络资源进行通信成为当前需要解决的问题。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本发明提出一种实现网外邻近区域D2D通信的方法，包括:在网络覆盖范围内且处于覆盖边缘的D2D终端向网外转发基站控制消息，接收到同一网内 D2D终端转发的控制消息的各脱网D2D终端与该网内D2D终端形成一个簇，所述网内D2D终端为该簇的簇首节点，各脱网D2D终端为该簇的成员节点；簇成员节点通过簇首节点申请和获取基站分配的资源信息，并使用所述资源进行D2D通信。[〇〇〇5] 特别的，所述簇的形成过程具体包括:基站在广播信道上发送一条广播消息，该消息中包含一块用于D2D的公共资源；网内D2D终端接收该广播消息，并在控制信道上广播一条控制消息，所述控制消息中包含:所述D2D的公共资源和所述网内D2D终端ID ;脱网D2D 终端接收所述控制消息，获得所述D2D的公共资源和所述网内D2D终端ID ;接收到的控制消息中所包含的网内D2D终端ID相同的各脱网D2D终端与该网内D2D终端形成一个簇。
[0006] 进一步的，所述簇成员节点通过簇首节点申请和获取基站分配的资源信息具体包括:簇成员节点在基站广播的D2D的公共资源上向簇首节点发送D2D会话请求；所述簇首节点收到D2D会话请求后，向基站发送资源分配请求；所述基站为该簇分配信道资源，并通过控制信道通知所述簇首节点；所述簇首节点在簇内广播基站分配的信道资源；所述簇成员节点监听簇首节点的簇内广播消息，获取基站分配的所述信道资源。[〇〇〇7] 特别的，所述簇首节点向基站发送的资源分配请求中携带该簇的地理位置信息。
[0008]特别的，所述簇成员节点基于竞争方式占用所述D2D的公共资源。
[0009]特别的，所述基站为该簇分配的信道资源为一组时间足够长且不对蜂窝通信造成干扰的频率资源。
[0010]特别的，该方法还包括:当在网络覆盖外围邻近区域存在多个簇时，基站根据各簇的位置信息，为相邻的簇分配不同的频率资源，为间隔的簇分配相同的频率资源。
[0011]本发明给出了利用网内的D2D终端作为中继，为位于网络覆盖外围邻近区域的处于脱网状态的D2D终端转发基站分配的资源，从而使位于网络覆盖外围邻近区域的脱网 D2D终端可以使用基站分配的资源实现D2D通信的方法，该方法有效地扩展了小区的覆盖范围，提高了蜂窝系统的资源利用率，并增加了系统容量。【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1是本发明的网内直通中继辅助网外终端D2D通信场景图；
[0014]图2是本发明采用的基站对某个簇的资源分配流程图；
[0015]图3是本发明采用的基站对多个簇的频率资源分配图。【具体实施方式】
[0016]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]为了解决处于脱网状态且位于网络覆盖外围邻近区域的D2D终端利用基站分配的资源进行通信的问题，本发明提供了一种利用网络覆盖区域内的D2D终端作为中继节点实现部分网外D2D终端之间利用基站分配的资源进行D2D通信的方法，该方法包括:在网络覆盖范围内且处于覆盖边缘的D2D终端向网外转发基站控制消息，接收到同一网内D2D终端转发的控制消息的各脱网D2D终端与该网内D2D终端形成一个簇，所述网内D2D终端为该簇的簇首节点，各脱网D2D终端为该簇的成员节点；簇成员节点通过簇首节点申请和获取基站分配的资源信息，并使用所述资源进行D2D通信。
[0018]其中，上述簇的形成过程可以如下处理:基站在广播信道上发送一条广播消息，该消息中包含一块用于D2D的公共资源；网内D2D终端接收该广播消息，并在控制信道上广播一条控制消息，所述控制消息中包含:所述D2D的公共资源和所述网内D2D终端ID ;脱网 D2D终端接收所述控制消息，获得所述D2D的公共资源和所述网内D2D终端ID ;接收到的控制消息中所包含的网内D2D终端ID相同的各脱网D2D终端与该网内D2D终端形成一个簇。
[0019]进一步的，簇成员节点通过簇首节点申请和获取基站分配的资源信息具体包括: 簇成员节点在基站广播的D2D的公共资源上向簇首节点发送D2D会话请求；所述簇首节点收到D2D会话请求后，向基站发送资源分配请求；所述基站为该簇分配信道资源，并通过控制信道通知所述簇首节点；所述簇首节点在簇内广播基站分配的信道资源；所述簇成员节点监听簇首节点的簇内广播消息，获取基站分配的所述信道资源。其中，簇首节点向基站发送的资源分配请求中携带该簇的地理位置信息。所述簇成员节点基于竞争方式占用所述 D2D的公共资源。基站为该簇分配的信道资源为一组时间足够长且不对蜂窝通信造成干扰的频率资源。当在网络覆盖外围邻近区域存在多个簇时，基站根据各簇的位置信息，为相邻的簇分配不同的频率资源，为间隔的簇分配相同的频率资源。
[0020]上述方法的实现可以从如下三个方面分别进行阐述。
[0021]1、簇形成过程
[0022]在网络覆盖区域内，分布着一些D2D终端，这些D2D终端负责向网外转发基站的控制消息，且应位于网络覆盖边缘，以确保可以将基站发送的控制消息转发到网络覆盖区域外并达到一定的覆盖范围。
[0023]在网络覆盖外围邻近区域，分布着一些处于脱网状态的D2D终端，接收到同一个网内D2D终端转发的控制消息的所有该类网外D2D终端与该网内D2D终端形成一个簇，该网内D2D终端称为该簇的簇首节点，其他脱网的D2D终端称为该簇的成员节点。簇内的所有终端之间可以实现D2D通信。
[0024]在网络覆盖外围邻近区域可能形成多个这样的簇。
[0025]请参照附图1，以图1中的簇1为例，UE1是处于网络覆盖区域内的D2D终端，UE11、 UE12、UE13是处于脱网状态且位于网络覆盖外围邻近区域的D2D终端，且UE11、UE12、UE13 都能收到UE1转发的控制消息，因此UE1与UE11、UE12、UE13属于同一个簇，此处为簇1，且 UE1为簇1的簇首节点，UE11、UE12、UE13为簇1的成员节点。图1中包含了 4个这样的簇。
[0026]2、基站对一个簇的资源分配过程
[0027]请参考附图2,基站对一个簇的资源分配过程大致包括如下步骤:
[0028]步骤一:基站在广播信道上发送一条广播消息，该消息中包含一块用于D2D的公共资源；
[0029]步骤二:网内D2D终端接收该广播消息，并在控制信道上广播一条控制消息，该消息中包含:基站广播的用于D2D的公共资源，广播该控制消息的网内D2D终端ID ;
[0030]步骤三:处于脱网状态且位于网络覆盖外围邻近区域的D2D终端接收网内D2D终端广播的控制消息，获得用于D2D的公共资源，并得知广播该控制消息的网内D2D终端ID。 此处脱网的终端与网内D2D终端形成一个簇，该网内D2D终端为簇首节点，脱网的终端为成员节点；
[0031]簇内的成员节点基于竞争的方式在基站广播的用于D2D的公共资源上向簇首节点发送D2D会话请求；
[0032]步骤四:簇首节点收到D2D会话请求后，向基站申请一组可用的信道资源；
[0033]步骤五:基站根据簇所在的位置，向该簇分配一组可用的频率等资源，并通过控制信道通知该簇的簇首节点；
[0034]步骤六:簇首节点在簇内广播基站分配的资源；
[0035]步骤七:簇内的成员节点监听簇首节点的簇内广播消息，获取基站分配的资源；
[0036]步骤八:簇内节点在基站分配的资源上开始进行D2D通信。
[0037]3、基站为多个簇资源分配的原则
[0038]1)簇首节点向基站发送资源分配请求时，包含本簇的地理位置信息；
[0039]2)基站需为簇首节点分配一组使用时间足够长、且不能对蜂窝通信造成干扰的频率资源；
[0040]3)在网络覆盖外围邻近区域存在多个簇时，基站根据各簇的位置信息，为相邻的簇分配不同的频率资源，为间隔的簇分配相同的频率资源。
[0041]基站对多个簇的频率资源分配情况请参考附图3。频率资源fl和f2对于簇1? 簇4的D2D通信来讲都是足够用的，并且不会对已有的蜂窝通信造成干扰。考虑到簇1和簇4不相邻，不会相互造成干扰，所以为了尽量提高频率利用率，为簇1和簇4分配了相同的频率资源fl ;同样的道理，为簇2和簇3分配了资源f2。尽管簇3和簇4相邻，但是它们获得了不同的频率资源，所以相互之间也不会形成干扰；簇1和簇2亦然。
[0042]从以上的三方面的阐述分析可以看出，本发明给出了利用网内的D2D终端作为中继，为位于网络覆盖外围邻近区域的处于脱网状态的D2D终端转发基站分配的资源，从而使位于网络覆盖外围邻近区域的脱网D2D终端可以使用基站分配的资源实现D2D通信的方法，该方法有效地扩展了小区的覆盖范围，提高了蜂窝系统的资源利用率，并增加了系统容量。
[0043]本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0044]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种实现网外邻近区域D2D通信的方法，其特征在于，包括:在网络覆盖范围内且处于覆盖边缘的D2D终端向网外转发基站控制消息，接收到同一 网内D2D终端转发的控制消息的各脱网D2D终端与该网内D2D终端形成一个簇，所述网内 D2D终端为该簇的簇首节点，各脱网D2D终端为该簇的成员节点；簇成员节点通过簇首节点申请和获取基站分配的资源信息，并使用所述资源进行D2D 通信。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述簇的形成过程具体包括:基站在广播信道上发送一条广播消息，该消息中包含一块用于D2D的公共资源；网内D2D终端接收该广播消息，并在控制信道上广播一条控制消息，所述控制消息中 包含:所述D2D的公共资源和所述网内D2D终端ID ;脱网D2D终端接收所述控制消息，获得所述D2D的公共资源和所述网内D2D终端ID ;接收到的控制消息中所包含的网内D2D终端ID相同的各脱网D2D终端与该网内D2D 终端形成一个簇。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述簇成员节点通过簇首节点申请和获 取基站分配的资源信息具体包括:簇成员节点在基站广播的D2D的公共资源上向簇首节点发送D2D会话请求；所述簇首节点收到D2D会话请求后，向基站发送资源分配请求；所述基站为该簇分配信道资源，并通过控制信道通知所述簇首节点；所述簇首节点在簇内广播基站分配的信道资源；所述簇成员节点监听簇首节点的簇内广播消息，获取基站分配的所述信道资源。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述簇首节点向基站发送的资源分配请 求中携带该簇的地理位置信息。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述簇成员节点基于竞争方式占用所述 D2D的公共资源。6.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述基站为该簇分配的信道资源为一 组时间足够长且不对蜂窝通信造成干扰的频率资源。7.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，该方法还包括:当在网络覆盖外围邻 近区域存在多个簇时，基站根据各簇的位置信息，为相邻的簇分配不同的频率资源，为间隔 的簇分配相同的频率资源。
【文档编号】H04W16/20GK105992231SQ201510054738
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月3日
【发明人】戴维琴, 周淼, 孙鹏
【申请人】北京信威通信技术股份有限公司