[发明专利]一种D2D通信系统中自主设备发现方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种D2D通信系统中自主设备发现方法。

背景技术

未来，IMT-Advanced将提供高达100MHz的带宽来实现高速率传输。为了满足IMT-A的要求，许多新的无线接入技术被提了出来。其中，device-to-device(D2D)作为一项极有前景的技术已经引起人们越来越多的关注。D2D通信是一种在基站的控制下，允许终端之间直接进行通信的技术，它能够增加蜂窝通信系统频谱效率、降低终端发射功率、减低蜂窝小区基站的负载、减少电池消耗，在一定程度上解决无线通信系统频谱资源匮乏的问题。

随着社交网络、近距离业务、智能家居、本地广告等应用的流行以及智能便携设备的普及，使得人们对了解附近感兴趣的事物并与之通信的需求逐渐增加。这使得人们更加看好D2D的应用前景。

D2D通信不同于传统的蜂窝模式下的通信，用户之间通信链路不再经过基站，而是彼此之间建立直接链路，进行端到端直接通信。如图1中所示。但是D2D通信仍然受到网络的控制，如功率控制、资源的分配等。

在D2D通信的整个流程中，设备发现（device discovery）是进行D2D通信的开始和必要前提。设备发现算法的性能将直接影响着D2D通信的质量。

设备发现是识别一个设备是否在另外一个设备的“附近”的一个过程。如图2。判断是否为“附近”的标准有很多，而且会随着不同的应用场景而变化。网络可以动态的控制判决附近的标准。构成判决标准的因素也有很多，如设备之间的地理位置距离，无线距离（radio range），通信距离（communication range），直连链路与蜂窝链路各自的信道条件，所要传输的数据大小、可达到的QoS等。发现的过程可以受到网络的控制，如网络可以通过控制发现信号的发送功率来控制设备的发现距离，并依据发现距离的等级来实施不同的收费等级。目前，FlashLinQ中使用的设备发现方法是一种较为先进的设备发现方法，在本发明中被最为对照技术使用。

1.FlashLinQ简介：

FlashLinQ是高通公司提出的一种同步的分布式的D2D通信系统。它工作在2.586GHz的授权频段上，可以在8秒内发现1公里范围内的几千个设备。

FlashLinQ的发现算法采用多信道系统，设备发现的性能可以得到显著的提升。在这样的系统中，为了减少冲突，每一个设备以分布式的方式选择一个设备发现资源单位，并在该设备发现资源单位上发送自己的发现信号。这些设备发现资源单位以唯一的ID进行标识，被称为设备发现资源ID（Peer Discovery Resource ID, PDRID），同时，设备又在其他PDRID上侦听其他设备发送的发现信号。

（1）FlashLinQ的信道结构为

带宽为5M，每秒抽出8个时隙（约2%的时间）作为发现资源，每个时隙2.5ms，以8秒为一个周期，共64个时隙(N_T=64)，每个时隙上有56个单频资源(N_F=56)，共约3500个可用资源块。如图3所示。

（2）资源分配的方式

每个设备在进入到发现阶段后，都要从一个周期内的约3500个PDRID上选择其中一个，进行发现信息的发送。资源的分配以一种分布式的贪婪选择式的方式进行。设备将检测所有资源快上的能量大小，选择能量最小的那个资源块。也就是说，在贪婪协议下，每个设备都从各自的角度出发选择了最不“拥挤”的那个资源。

（3）基于FDM的设计所带来的问题

由于资源分配采用了基于FDM的设计，所以会带来两个严重的问题，一个是半双工的问题，另一个是接收机灵敏度的问题。无线设备无法同时发送和接收信号，所以当多个设备在同一时隙不同频率上发送发现信号时，这些设备将无法发现彼此。此外，无线设备的RF前端具有有限的动态范围，当接收到的两个不同频率信号的信号强度相差较大，较弱的信号可能会被较强的信号所“湮没”。