CN110856271B

CN110856271B - 设备到设备终端的资源分配方法和装置

Info

Publication number: CN110856271B
Application number: CN201911295017.3A
Authority: CN
Inventors: 薛鹏; 朴承勋; 柳贤锡; 朴廷镐; 崔相元
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2014-03-21
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2024-06-04
Anticipated expiration: 2035-03-23
Also published as: WO2015142141A1; US20150271786A1; CN110856271A; US9723630B2

Abstract

提供一种设备到设备(D2D)终端的资源分配方法和装置，所述方法包括：在帧的第一区域中接收控制信号；基于控制信号在帧的第二区域中标识可用资源；在退避定时器运行的同时进行监视以检测在可用资源上被接收的信号；并且在所述退避定时器期满前没有在所述可用资源上接收到信号的情况下，使用所述可用资源执行D2D通信。

Description

设备到设备终端的资源分配方法和装置

本案是申请日为2015年3月23日、申请号为201580015481.6、发明名称为“用于低功率D2D通信的基于竞争的资源分配方法和装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及在低功率设备到设备(D2D)通信中使用的基于竞争的资源分配方法和装置。

背景技术

随着智能手机的增多，移动数据业务正在快速增长。通过关注智能手机用户的数量增加和随之产生的各种应用服务(诸如社交网络服务(SNS)和游戏)的增加，可以预计移动数据业务将会比之前更快速增长。而且，如果除了人到人通信之外人到机器和机器到机器通信得到普及，则很可能将集中到基站的业务增加到无法控制的程度。

因此，需要解决该问题的技术。设备到设备(D2D)通信就是这类技术之一。D2D通信是在诸如蜂窝系统之类的许可频带通信系统和诸如无线局域网(WLAN)之类的免许可频带通信系统两者中都有前景的技术。

在移动通信领域，D2D通信尤其在增加基站的业务容量方面引起关注。D2D通信的优势在于：由于位于相同小区或相邻小区的用户设备(UE)可建立D2D连接以在没有演进节点B(eNB)的参与下直接进行数据通信，所以通信链路数从2个(UE1-eNB和eNB-UE2链路)减少到1个(UE-UE链路)。

基于LTE的D2D通信包括D2D发现阶段和D2D通信阶段。D2D发现是UE检查相邻UE的身份和关注并将其身份和关注广播给相邻UE的过程。根据D2D服务和运行情形，可通过UE标识符(ID)、应用标识符或服务标识符来标识身份和关注。

UE协议栈包括D2D应用层、D2D管理层和D2D传输层。D2D应用层负责运行在操作系统(OS)上的D2D专用服务，D2D管理层用于将D2D应用服务生成的发现信息转换为适合D2D传输层的格式，而D2D传输层对应于LTE或Wi-Fi无线通信标准的物理/媒体访问控制(PHY/MAC)层。D2D发现过程可如下执行。当D2D应用被执行时，应用层产生至D2D管理层的发现信息。管理层将发现信息转换为管理层消息。借助传输层发送管理层消息，并且相邻UE以发送的相反顺序接收和处理该管理消息。

如上所示，D2D通信的目的是UE在没有诸如eNB和接入点(AS)之类的基础设施的情况下直接传送数据。可基于(和其它UE的)D2D发现过程的结果或者在没有发现过程的情况下执行D2D通信。是否需要D2D发现过程取决于D2D服务和运行情形。

D2D服务情形分为商业服务(或非公共安全服务)和公共安全服务。服务的示例包括广告、社交网络服务(SNS)、游戏和公共安全和紧急网络服务。

1)广告：支持D2D通信的网络运营商允许预先注册的商店、咖啡馆、剧院、餐厅等通过D2D发现和D2D通信过程将它们的身份广播给附近的D2D用户。关注包括广告商的促销、事件信息和折扣优惠。当身份与用户的关注相匹配时，用户通过遗留蜂窝通信网络或D2D通信访问相应商店以获取详细信息。在另一示例中，用户通过D2D发现过程发现位于该用户附近的出租车，并通过遗留蜂窝通信或D2D通信交换有关用户目的地和出租车费的数据。

2)社交网络服务(SNS)：用户向位于该用户附近的其它用户发送当前应用和应用特定的关注。在D2D发现中使用的身份和关注包括应用特定的朋友列表和应用标识符。用户执行D2D发现，并且然后通过D2D通信共享诸如照片和电影之类的内容。

3)游戏：用户通过D2D发现过程发现用户和游戏应用以与其它附近的用户进行移动游戏，并执行D2D通信以用于交换游戏数据。

4)公共安全服务：警察和消防员使用D2D通信技术以用于公共安全目的。例如，在诸如火灾、塌方之类的紧急情况下，或者在由于诸如地震、火山喷发和海啸之类的自然灾害引起的蜂窝网络中断而导致蜂窝通信被切断时，警察和消防员使用D2D通信来发现附近的同事并与附近的用户共享紧急情况信息。

3GPP LTE D2D标准化正在D2D发现和D2D通信两者中推进，但是两者的标准化范畴不同。D2D发现和D2D通信都针对商业使用而开发，并且必须只能在网络覆盖的范围内设计。D2D发现不支持无-eNB环境或者非eNB覆盖范围。D2D通信除了商业服务以外，还针对公共安全和紧急网络服务开发，并且必须支持所有情况，诸如在网络覆盖范围以内或以外以及在部分网络覆盖内(在其中一些UE位于eNB覆盖范围以内而另一些UE位于eNB覆盖范围以外的情况下进行通信)。在公共安全和紧急网络服务中，需要执行在没有D2D发现过程的情形下的D2D通信。

与LTE上行链路子帧相关联地执行处于标准化的LTE D2D的D2D发现和D2D通信两者。即，D2D发送器在上行链路子帧中发送D2D发现信号和D2D通信数据，D2D接收器在上行链路子帧中接收信号和数据。在当前LTE系统中，由于UE在下行链路中从eNB接收数据和控制信息，并在上行链路中向eNB发送数据和控制信息，所以D2D运行与遗留LTE不同。例如，不支持D2D功能的UE必须具有用于从eNB接收下行链路数据和控制信息的基于正交频分复用(OFDM)实现的接收器以及用于向eNB发送上行链路数据和控制信息的基于单载波-频分复用(SC-FDM)实现的发送器。然而，由于它必须支持蜂窝模式和D2D模式两者，所以D2D UE必须具有用于在上行链路中接收D2D数据和控制信息的SC-FDM接收器以及用于从eNB接收下行链路信号的基于OFDM的接收器和用于向eNB发送上行链路数据和控制信息以及向对方D2D UE发送D2D数据和控制信息的SC-FDM发送器。

当前LTE D2D规定了根据资源分配方法选择性地使用的两种类型的D2D发现方案。

1)第1类发现：eNB通过系统信息块(SIB)广播关于可用于D2D发现的上行链路资源池的信息以使小区内的UE接收。可用于D2D通信资源的尺寸(诸如x个连续帧)和资源周期(诸如y秒)被通知。当接收到该信息时，接收D2D UE选择以分布方式使用的资源，并使用所选择的资源发送D2D发现信号。同时，接收D2D设备必须接收在由SIB指示的资源池中发送的所有D2D发现信号。

2)第2类发现：eNB通过SIB将用于发现信号的资源池通知给接收D2D UE。用于发送D2D UE的发现信号资源由eNB调度。这时，eNB以半持久方式或动态方式执行调度。

像D2D发现过程一样，D2D通信过程可依据资源分配类型分为两种模式：

1)模式1：基站通知D2D发送器可直接使用的D2D通信的数据传输资源。

2)模式2：eNB通知D2D发送器可使用的资源池以使UE以分布式方式选择资源来发送信号。

基于LTE D2D通信的另一特点是：和聚焦单播通信的蜂窝通信不同，它针对公共安全情形以支持基于广播的通信。因此，LTE D2D通信不支持反馈,诸如信道测量报告和混合自动重复请求肯定确认/否定确认(HARQ ACK/NACK)。从这点来看，D2D广播通信的待解决问题是提供高可靠性链路质量以用于在没有eNB和任何反馈的帮助下确保无缝D2D通信。尤其是在其中UE在没有eNB帮助的情况下以分布式方式运行的情形中，解决在占用相同资源的UE之间由于竞争引起的资源冲突问题是很重要的。

如上所述，由于用于公共安全网络的D2D通信必须运行在没有任何eNB的帮助且参与D2D通信的UE不发送反馈的环境中，所以需要能够有效地在UE之间控制D2D资源的方法。

以下有几种用于D2D通信的公知的资源分配方法。

遗留Wi-Fi或者基于ZIGBEE的点对点/传感器网络使用载波侦测多路访问/冲突避免(CSMA-CA)作为基本的基于竞争资源访问方案而没有基于调度的资源分配的概念。CSMA-CA具有以下特点：当UE数目较小时，以悬停发送的方式执行通信以在没有额外复杂的网络管理的情况下避免冲突，因此使用广泛。然而，在Wi-Fi用户集中的区域，它表现出数据速率显著下降的缺点，从而增加了用户抱怨，并且因此需要能够替代CSMA-CA的增强的方法。

和上述D2D分布式资源访问方法不同，时分多址(TDMA)是在主节点管理资源时的非常有效的资源访问方案。然而，在多个主节点存在的情况下，需要控制在多个节点之间的资源分配，并且这产生额外的控制信号开销和延迟。因此，TDMA不适合可扩展到覆盖诸如D2D通信网络之类的宽区域的网络。

QUALCOMM的FlashLinQ修改了在CSMA-CA中使用的请求发送(RTS)和清除发送(CTS)控制信号以用于访问TCMA资源。众所周知，当对同步网络中基于OFDM运行的终端应用使用RTS和CTS测量的信号干扰比(SIR)时，在特定环境中，FlashLinQ展示了与Wi-Fi相比提高了5倍的性能。

发明内容

技术问题

在传统技术中，诸如CSMA-CA之类的基于竞争的方法展现了良好的扩展性但是低效率，而诸如TDMA之类的资源访问方法展现了高效率但是低扩展性。被构想出来解决这些问题的FlashLinQ为效率而引入了像TDMA中的时隙概念，并使用用于分配时隙资源的轮询(round robin)方案。

在3GPP中处于讨论的用于公共安全网络的D2D广播通信与Wi-FI类似之处在于不需要连接设置，而与FlashLinQ类似之处在于运行在许可频带上并建立在终端之间的同步。

因此，需要在考虑D2D通信(或D2D广播)特点的情况下在最小化在基于竞争的资源分配中的冲突概率的同时，在网络区域中借助基站高效分配D2D资源的方法。

技术方案

根据本公开一方面，提供一种设备到设备(D2D)终端的资源分配方法。所述资源分配方法包括：选择帧中的可用资源，在退避定时器运行的同时进行监视以检测信号，并且当在所述退避定时器期满之前没有在所述可用资源上接收到信号时，使用所述可用资源执行D2D通信。

根据本公开另一方面，提供一种以设备到设备(D2D)通信模式操作的终端。所述终端包括：通信单元，其负责数据通信；和控制单元，其选择帧中的可用资源，在退避定时器运行的同时进行监视以检测信号，并当在所述退避定时器期满之前没有在所述可用资源上接收到信号时，控制所述通信单元使用所述可用资源执行D2D通信。

根据本公开另一方面，提供一种设备到设备(D2D)终端的资源分配方法，所述方法包括：在帧的第一区域中接收控制信号；基于控制信号在帧的第二区域中标识可用资源；在退避定时器运行的同时进行监视以检测在可用资源上被接收的信号；并且在所述退避定时器期满前没有在所述可用资源上接收到信号的情况下，使用所述可用资源执行D2D通信。

根据本公开另一方面，提供一种以设备到设备(D2D)通信模式操作的终端，所述终端包括：收发器；和至少一个处理器，其耦合到所述收发器，并且被配置成：在帧的第一区域中接收控制信号；基于控制信号在帧的第二区域中标识可用资源；在退避定时器运行的同时进行监视以检测在可用资源上信号被接收；并且在所述退避定时器期满前没有在所述可用资源上接收到信号的情况下，使用所述可用资源来执行D2D通信。

在进行以下详细描述之前，阐明贯穿该专利文件使用的特定单词和短语的定义可能是有利的：术语“包括”和“包含”及其派生词，意思是包括而没有限制；术语“或者”是包括性的，意思是和/或；短语“相关于…”和“与…相关”及其派生词可指包括，包含在其中，与…互联、包含、被包含在内、连接到或与…连接、耦合到或与…耦合，可与…可通信、与…协作、交错、并列、接近…、绑定到或与…绑定、具有、具有…特性、或者类似；术语“控制器”指控制至少一个操作的任何设备、系统或其部分，这样的设备可以以硬件、固件或软件或者上述中的至少两个的组合来实现。应该注意与任何特定控制器相关的功能可以是集中式的或分布式的，无论是本地的还是远程的。在贯穿该专利文件中提供特定单词和短语的定义，本领域普通技术人员应该理解，如果不是在大多数情况下，则也是在许多情况下，这样的定义适用于这样定义的单词和短语的现有技术以及将来的使用。

有益技术效果

为解决以上所述的缺陷，首要目标是通过关注运行在低功率的接收终端尤其是在以分布式方式向发送终端分配资源时，提供在最小化避免冲突的退避操作的访问延迟的同时高效分配资源的方法。同时，本公开目的在于提供在能够在退避操作中避免冲突的终端之间发送信令的方法。

本公开适用于在网络覆盖范围以外和部分网络覆盖范围以内运行的终端。而且，本公开对使用具有和不具有控制区的帧两者的终端都是适用的。

附图说明

为了更完整地理解本公开以及它的优点，现在将参考以下结合附图给出的描述，其中，相似的参考编号表示相似的部分：

图1图解根据本公开各种实施例的在包含控制区的帧中的接收UE的低功率操作；

图2图解根据本公开各种实施例的在没有控制区的帧中的接收UE的低功率操作；

图3图解根据本公开各种实施例的在具有控制区的帧中的发送UE的资源分配方法；

图4图解根据本公开各种实施例的在没有控制区的帧中的发送UE的资源分配方法；

图5图解根据本公开各种实施例的基于竞争的资源分配方法中的冲突；

图6图解根据本公开各种实施例的发送UE的退避操作；

图7图解根据本公开各种实施例的资源分配方法；

图8图解根据本公开各种实施例的对于退避使用帧为时间单元的退避操作；

图9图解根据本公开各种实施例的对于退避使用子帧为时间单元的退避操作；

图10图解根据本公开各种实施例的资源分配方法；

图11图解根据本公开各种实施例的资源分配方法；

图12图解根据本公开各种实施例的资源分配方法；

图13图解根据本公开各种实施例的资源分配方法；

图14图解根据本公开各种实施例的资源分配方法；

图15图解根据本公开各种实施例的预约发送(Reserve to Transmit，RT)传输方法；

图16图解根据本公开各种实施例的异步D2D资源分配方法；

图17图解根据本公开各种实施例的UE的配置；

图18图解根据本公开各种实施例的资源分配方法；以及

图19图解根据本公开各种实施例的资源分配方法。

具体实施方式

在下面讨论的图1至图19以及在本专利文件中用于描述本公开原理的各种实施例仅仅通过举例说明的方式，而不应该以任何方式曲解为限制本公开的范围。本领域普通技术人员应该理解：可以在任何适当设置的无线通信设备中实施本公开的原理。本公开针对D2D广播，但是在不背离本公开范围的情况下进行轻微的改动也可适用于其它类型的无线通信。本公开实施例也可应用于各种类型的基于广播的服务而不局限于D2D广播。

可通过D2D UE实现本公开。在本公开某些实施例中，UE作为发送UE运行。根据来自eNB的信息或者预定规则确定UE是作为发送UE还是作为接收UE运行。在以下描述中，术语“发送和接收UE”可与术语“一些UE和其它UE”、“终端和其它终端”和“第一组终端和第二组终端”互换使用。

在本公开中，以作为基本单元的帧单元执行D2D通信。帧被称为重复时间段、重复时间段和D2D帧。术语“帧”在概念上与LTE中所规定的相同而在结构和格式上相同或不相同。帧在时间轴上是20ms或者40ms，但是并不限于此。帧包括频域中多个资源块(RB)。参照LTE标准，UE使用的资源以传输时间间隔(TTI)为单位计数，并且一个TTI为1ms，其中在时间上与一个子帧相同。在某些实施例中，假定5RB对应一个D2D RB，UE使用在一个子帧中的10个D2D RB中的一个。

所述帧由控制区和数据区(共享区)组成(基于控制访问)或只由数据区组成(分布式访问)。

控制区和数据区由eNB通知给UE或预先确定以在eNB的信号不能到达的网络以外的区域使用。在某些实施例中，控制和数据区是彼此独立或共享的资源。

为便于说明本公开实施例，定义了帧结构。但是与一帧相关的术语和结构可被多样地变化，而不会背离本公开精神和范围。

在本公开的特定实施例中，作为用户选择用于数据发送或接收的基本单元的资源被称为资源、无线资源、资源块、通信资源、D2D资源等，并且帧的控制区中的资源被称为控制区，数据区中的资源被称为数据资源。

eNB控制和支持UE的资源分配操作。虽然描述针对在没有eNB的控制的情况下网络之外的UE操作，但是在不背离本公开范围的情况下进行轻微的修改后，本公开也可用在其中eNB和UE通信的网络覆盖区域内或者部分网络覆盖区域内。在本公开的各种实施例中，UE在没有eNB的环境中起协调器的作用。

参照附图详细描述本公开示范实施例。贯穿附图，相同的参考数字被使用来指代相同或相似部分。在此包含的对公知功能和结构的详细描述可能被省略以避免模糊本公开的主题。而且，以下术语是在考虑到本公开功能的情况下而定义的，并且根据用户或操作者等的意图和用法而变化。所以，应基于本说明书的整个内容来进行定义。

当在UE之间没有建立同步时，接收UE收听外部信号以接收由发送UE发送的信号。为了降低功率消耗，UE在时间同步的UE之间预先确定的时间段内运行在激活状态，以低占空循环时间在其余时间段内处于空闲状态，为支持低功率运行，发送UE在接收终端的激活时间段内发送控制信号和数据信号，在空闲时间段内发送紧跟着前面的控制信号或初始数据信号的剩余数据信号。

图1图解根据本公开各种实施例的接收UE在包含控制区的帧(重复时间段)中的低功率运行。如图1所示，当重复时间段由控制区和数据区组成时，接收UE收听控制区中的信号，当没有检测到控制信号时，在数据区域进入空闲状态。当在控制区中检测到由发送UE发送的控制信号时，接收UE解码该控制信号并基于从该控制信号获取的信息确定是否接收到对应于该控制信号的数据。当对应于该控制信号的数据是发送给它的时，接收UE保持在激活状态以接收数据区中的数据。

图2图解根据本公开各种实施例的在没有控制区的帧中的接收UE的低功率运行。当重复时间段仅由数据区组成而没有任何控制区时，接收UE在激活状态中在数据区1期间进行收听，当没有检测到数据时，在数据区2至数据区5的时间段期间进入并保持在空闲状态。当在数据区1中检测到由发送UE发送的数据信号时，接收UE接收该数据信号。接收UE基于该数据信号中包含的信息确定紧跟着该数据信号的数据是否是发送给它的。发送UE被预配置成在数据区1至数据区5的时间段期间重复发送数据，接收UE检测到发送UE在数据区2至5中发送数据而没有额外的控制信息。当基于第一数据信号中包含的信息确定随后的数据是发送给接收UE的时，接收UE保持激活状态以在剩余的数据区2至5期间接收数据信号。

虽然以下实施例适用于考虑如图1和图2所示具有和不具有控制区的重复时间段的环境，但是为便于说明，在每个实施例中，选择性地对图1和图2的两种环境之一进行描述。以下各个实施例对图1和图2两种环境都适用。

针对运行在低功率模式的接收UE，描述发送UE的正常发送操作。

图3图解根据本公开各种实施例的在具有控制区的帧中的发送UE的资源分配方法。

D2D广播通信模式主要为支持语音服务而设计。通过关注语音IP(VoIP)分组时间段(20ms或者40ms)，重复D2D帧(帧或重复时间段)被设定为30ms。基于LTE标准描述本公开实施例。UE使用的资源是传输时间间隔(TTI)，一个TTI对应一个长度为1ms的子帧。

图3的实施例针对其中在D2D同步被建立的状态下帧由控制区和数据区组成的情况。从频域来看，控制区和数据区由多个D2D资源块组成。例如，在从频域来看，在具有被分为50个基本资源块(RB)的整个上行链路频带并且其中5个基本RB组成一个D2D RB的LTE系统中，UE使用一个子帧的总共10个D2D资源块的一个。

至少一个发送UE在控制区中发送控制信号。在本公开的某些实施例中，控制信号是调度分配(SA)控制信号。

在图3中，UE1和UE2的每一个发送一个SA控制信号和3个数据分组。UE3在第一D2D帧的控制区中执行能量感测并检测到资源3#和资源4#为空。UE3选择在两个空资源之间的资源3#来发送被数据紧跟着的SA信号。SA包括标识信息(诸如发送UE ID、接收UE ID和组ID)和紧跟着该SA的数据的资源索引。

图4图解根据本公开各实施例的在不具有控制区的帧中的发送UE的资源分配方法。

图4针对其中在D2D同步被建立的状态下帧不具有控制区的情况。UE1和UE2的每一个发送3个数据分组。UE3在第一D2D帧中执行能量感测并检测到资源3#和资源4#为空。UE3选择在第二D2D帧的两个空资源之间的资源3#来发送数据。

以下描述在图3和4的发送操作中发生的冲突。

图5图解根据本公开各实施例的基于竞争的资源分配方法中的冲突。

如图3和4的实施例中所述，发送UE1和发送UE2如图5的上半部分所示使用不同的控制资源发送控制信号，依据控制资源的位置而预先确定数据资源的位置。即，当在不同的控制资源上发送两个UE的控制信号时，这两个UE也在不同的数据通信资源上发送数据。

如图5下半部分所示，然而，当发送UE1和发送UE2在相同控制资源上发送控制信号时，很可能在数据区以及控制区中发生冲突。当D2D通信中没有对应于控制信号的反馈时，不存在通过使用反馈信息避免冲突的方式。尤其是因为对于低功率运行，控制区与数据区相比在时间上比较短，所以与其中整个数据区域用于基于竞争的访问的情形相比，冲突可能性增加。

为降低冲突可能性，UE执行退避操作。

图6图解根据本公开各实施例的发送UE的退避操作。

为了降低基于D2D竞争的访问过程中的冲突可能性，UE使用退避机制。当UE发送数据时，如图5的实施例中所示，UE1和UE2接收相同的控制信号。当UE1和UE2尝试随机选择没有发送控制信号的资源(诸如可用资源)时，UE1和UE2选择相同的资源，从而引起冲突。为了避免冲突，UE1和UE2将退避计数器设置为不同值以使每个UE在它本身的退避计数器期满时选择可用资源。在某些实施例中，UE1和UE2选择不同帧中的资源，从而降低了冲突可能性。

图6针对其中UE1和UE2分别将其退避计数器设置为1和3以避免冲突的示范性情况。

UE的退避操作的优势在于降低冲突可能性，但是不利之处在于引起与在退避计数器和重复时间段之间的倍数一样多的访问延迟。

本公开提供D2D在基于竞争的资源访问过程中能够最小化冲突可能性和访问延迟的资源分配方法。

本公开各种实施例适用于在发送和接收UE的区域信息互相匹配(同步被获取)以及UE基于单独区域信息(同步未被获取)运行的情况。描述其中发送和接收UE的区域信息匹配的情况和其中UE利用各自的区域信息运行的情况。当发送和接收UE的区域信息匹配时，接收UE以低功率模式运行。

在本公开各种实施例中，发送UE和接收UE通过资源访问操作来区分。用于公共安全网络的语音服务主要以即按即说(PTT)模式运行，当发送者按动按钮时，相应UE作为发送UE运行，而其它UE作为接收UE运行。

本公开所提出的控制信号包括调度分配(SA)和预约发送(RT)。在控制区中使用SA信号，而在数据区中使用RT信号。在某些实施例中，在控制区中使用其它控制信号。例如，控制信号是诸如调度请求和调度响应之类的双向信号。控制信号是其它双向信号，诸如请求发送或清除发送。控制信号以序列、音调或消息的形式发送。在本公开各实施例中，控制信号以消息的形式被发送。

在某些实施例中，利用跨度为40ms的帧作为基本资源单位来进行通信。术语“帧”可与术语“重复时间段”、“重复持续时间”和“D2D帧”互换使用。参照LTE标准，UE使用的资源是传输时间间隔(TTI)，并且一个TTI对应于长度为1ms的一个子帧。

帧由控制区和数据区(共享区)组成(基于控制访问)或者只由数据区组成(分布式访问)。

控制区和数据区由eNB通知给UE或预先确定以在eNB的信号不能到达的网络外部中使用。在某些实施例中，控制区和数据区是单独资源或共享资源。

典型地，在分布式资源选择模式中，发送UE执行能量感测以确定另一发送UE是否占用该资源并在未占用的资源上发送数据以及当多个发送UE占用相同资源时确定这是否会引起冲突。为了降低冲突可能性，发送UE在感测到操作之后等待不同的退避定时器，并访问相应的资源以使用。为了降低限制控制区内的冲突可能性，当UE在不同控制区发送控制信号时，资源分配时间延迟增加。本公开各种实施例提出解决相同重复时间段中的冲突问题的方法。本公开各种实施例提出能够允许至少一个发送UE选择在重复时间段内的资源并立刻在下一个重复时间段的所选择资源上发送信号的信号发送方法。

本公开的资源分配方法包括：在发送UE上通过在控制区或第一数据区中的能量感测来检查其它UE的资源分配状态，并基于该资源分配状态使用数据区中的未被其它UE占用的可用资源执行基于竞争的资源分配。本公开的资源分配方法是考虑两种情形而设计的：一种情形，其中占用资源的发送UE发送控制信号或第一数据信号的时间区域与处于激活状态中接收UE正在监听的持续时间匹配(区域同步情形)；另一种情形，其中各UE的时间区域不匹配(区域非同步情形)。

图7图解根据本公开某些实施例的资源分配方法。

参照图7，UE3、UE4和UE5在帧的第一区域(诸如控制区域(或第一数据区域))中执行能量感测。当UE1和UE2已经占用资源在第一区域发送控制信号(SA)时，UE3、UE4和UE5检测到UE1和UE2的SA信号。UE3、UE4和UE5基于所检测到的SA信号检查由UE1和UE2占用的资源(对应于控制资源的数据资源)。UE3、UE4和UE5基于SA信号中以明确方式包含的资源索引或者基于SA信号中以隐含方式指示的控制资源的位置来检查由UE1和UE2占用的资源。

UE3、UE4和UE5检查未被UE1和UE2占用的资源并随机选择可用资源之一。在图7中，UE3和UE4选择可用资源#3，而UE5选择可用资源#4。

在紧跟着重复时间段的第一区域的区域中，UE3、UE4和UE5使用对应于可用资源#3或#4的资源发送RT信号以将对于占用的资源选择通知给相邻UE。当退避定时器期满时，UE3、UE4和UE5设置各自退避定时器以发送RT信号。

在当退避定时器(退避计数器)运行的同时，UE3、UE4和UE5执行能量感测。UE3、UE4和UE5根据在退避定时器期满前是否通过能量感测检测到其它UE的RT来确定它们是否赢得对所选择资源的竞争。

在图7的某些实施例中，当UE3和UE4选择相同可用资源#3时，它们竞争资源#3。

当如图7所示发生对相同资源的竞争时，已经占用对应于该资源索引的资源块的UE赢得竞争。当发生对相同资源的竞争时，其退避定时器首先期满并针对相应资源发送RT的UE赢得竞争并占用相应资源。各UE在其退避定时器运行的同时执行能量感测以感测由其它UE发送的RT，当在所选择的资源上检测到其它UE发送的RT时，确定它失去竞争，或者否则，确定它赢得竞争。

在图7中，当UE3已经针对资源#3发送RT信号时，它赢得竞争，而UE4失去对资源#3的竞争。已经赢得竞争的UE3在下一重复时间段中使用所选择的资源发送数据。

根据本公开某些实施例的资源分配方法，已经失去竞争的UE4放弃相应的资源。之后，UE4执行基于竞争的资源分配操作以选择可用资源#1。

在图7中，当UE5在其退避定时器运行的同时没有检测到其它UE的RT时，它在下一重复时间段中使用所选择的资源#4发送数据。

图8图解根据本公开各种实施例的对于退避使用以帧为时间单位的退避操作。

在示范性退避操作中，用于退避的时间单位是由所选择资源索引指示的资源中的资源块。在某些实施例中，如图8所示，UE每个资源块将退避定时器递减1。

例如，UE3确定在感测时间段中使用的资源索引，将退避计数器设置为2，并且当第一可用资源块在资源#3到达时，将退避定时器递减1。当第二可用资源块到达时，UE3将退避定时器递减至0。当退避定时器到达0时，UE3发送RT信号。

退避定时器被设置为跨一个或多个D2D帧。由于退避定时器每个可用资源块递减1，所以当另一UE预先占用相应资源时，UE对预先占用资源暂停递减退避定时器，当相应资源收回时，恢复递减退避定时器。

图9图解根据本公开各实施例的对于退避使用以子帧为时间单位的退避操作。

在示范性退避操作中，用于退避的时间单位是子帧。在某些实施例中，如图9所示，UE每个子帧将退避定时器递减1。

虽然UE在子帧中的整个可用资源上发送RT信号，但是实际资源位置并不依据RT发送的位置来确定，并且因而在RT信号中明确发送资源索引。在感测时间段后确定的退避定时器每个子帧递减1。

当基于预先占用的资源索引和其它发送UE的RT信号中包含的资源索引、所有资源索引都处于使用中时，UE暂停递减退避定时器直到资源索引被收回。

图10图解根据本公开各实施例的资源分配方法。

在步骤1001，UE确定发送数据；

在步骤1003，UE监视第一区域(诸如当前帧的控制区或第一数据区)以检测邻居信号(neighbor’s signal)。邻居信号是控制信号，特别是SA信号。

在步骤1005，UE基于所检测到的SA信号确定在当前帧中是否有任何可用资源。

在步骤1007，当没有可用资源时，诸如当作为SA信号监视的结果整个资源被其它UE占用时，UE放弃当前帧中的相应资源。

在步骤1009，当有任何可用资源时，UE选择某可用资源。

在步骤1011，UE设置并开启退避定时器。UE在退避定时器运行的同时继续进行监视以检测邻居信号(能量感测)。邻居信号是RT信号。UE每个时间单位将退避定时器递减1。

在步骤1013，当在退避定时器期满前接收到UE所选择资源的RT信号时，UE确定它已经失去对该资源的竞争，并在步骤1007放弃当前帧中的相应资源。

在步骤1015，当在步骤1013在退避定时器期满前没有接收到所选择资源的RT信号时，UE在所选择的可用资源上发送RT信号。

在步骤1017，UE在下一帧中在所选择的可用资源上发送D2D广播数据。

图11图解了根据本公开各种实施例的资源分配方法。

参照图11，UE3、UE4和UE5在帧的第一区域(诸如控制区或第一数据区)执行能量感测。当已经占用资源的UE1和UE2在第一区域中发送控制信号(SA)时，UE3、UE4和UE5检测UE1和UE2的SA信号。UE3、UE4和UE5基于所检测到的SA信号检查由UE1和UE2占用的资源(对应于控制资源的数据资源)。UE3、UE4和UE5基于SA信号中以明确方式包含的资源索引或基于SA信号中以隐含方式指示的控制资源的位置检查由UE1和UE2占用的资源。

UE3、UE4和UE5检查未被UE1和UE2占用的资源并随机选择可用资源之一。在图11中，UE3和UE4选择可用资源#3，UE5选择可用资源#4。

在紧跟着重复时间段的第一区域的区域中，UE3、UE4和UE5使用对应于可用资源#3或者#4的资源发送RT信号以将占用资源选择通知给相邻UE。UE3、UE4和UE5设置各自退避定时器以在退避定时器期满时发送RT信号。

UE3、UE4和UE5在退避定时器(退避计数器)运行的同时执行能量感测。UE3、UE4和UE5依据在退避定时器期满前通过能量感测是否检测到其它UE的RT来确定它们是否赢得对所选择资源的竞争。

在图11的实施例中，由于UE3和UE4选择相同可用资源#3，所以它们竞争可用资源#3。

如图11所示，当发生对相同资源的竞争时，已占用对应于该资源索引的资源块的UE赢得竞争。当发生对相同资源的竞争时，退避定时器首先期满并且因而发送相应资源的RT的UE赢得竞争，并占用相应资源。各UE在退避定时器运行的同时执行能量感测以感测由其它UE发送的RT，当在所选择资源上检测到由其它UE发送的RT时，确定它失去竞争，或者，否则确定它赢得竞争。

在图11中，当UE3已发送资源#3的RT信号时，它赢得竞争，而UE4失去对资源#3的竞争。已赢得竞争的UE3在下一重复时间段使用所选择资源发送数据。

在依据本公开某实施例的资源分配方法中，已经失去竞争的UE4在相应时间点选择其它可用资源索引以恢复退避操作。UE4选择为另一可用资源的资源#4以恢复退避操作。退避定时器如先前一样递减或复位为新定时器值。

在图11的某些实施例中，UE4新选择另一可用资源索引#4以执行退避定时器减小操作。

在某些实施例中，UE4与UE5竞争新选择的资源#4。当UE5的退避定时器在UE4退避定时器期满前期满并且因而UE5发送RT时，UE4失去对资源#4的竞争。当没有更多可用资源时，UE4停止在当前重复时间段中的竞争操作。UE4在下一重复时间段执行竞争资源分配操作以选择可用资源#1。

在图11中，当在UE5的退避定时器运行的同时没有从其它UE检测到RT时，UE5在下一重复时间段中使用所选择资源#4发送数据。

图12图解根据本公开各实施例的资源分配方法。

在步骤1201，UE确定发送数据；

在步骤1203，UE监视第一区域(诸如当前帧的控制区或第一数据区)以检测邻居信号。邻居信号为控制信号，特别是SA信号。

在步骤1205，UE基于所检测到的SA信号确定在当前帧中是否有任何可用资源。

在步骤1207，当没有可用资源，诸如作为SA信号监视结果，当整个资源被其它UE占用时，UE放弃当前帧中的资源占用。

在步骤1209，当任何资源可用时，UE选择某可用资源。

在步骤1211，UE设置并启动退避定时器，UE在退避定时器运行时继续监视邻居信号(能量感知)。邻居信号为RT信号，UE每个时间单位将退避定时器递减1。

在步骤1213，当在退避定时器期满前接收到所选择资源的RT信号时，UE检测到它已失去资源分配竞争并在步骤1215确定是否还有其它可用资源。

在步骤1215，当没有其它可用资源时，在步骤1207，UE放弃当前帧中的相应资源。

在步骤1217，当还有其它可用资源时，UE选择可用资源中的一部分。

UE重复步骤1211至1217，直到退避定时器期满。

在步骤1219，当在步骤1213退避定时器期满前没有接收到所选择资源的RT信号时，UE在退避定时器期满时在所选择资源上发送RT信号。

在步骤1221，UE在下一帧中的所选择资源上发送D2D广播数据。

图13图解根据本公开各实施例的资源分配方法。

参照图13，UE3、UE4和UE5在帧的第一区域(诸如控制区或第一数据区)执行能量感测。在图13中，当已经占用资源的UE1和UE2在第一区域中发送控制信号(SA)时，UE3、UE4和UE5检测到UE1和UE2的SA信号。UE3、UE4和UE5基于所检测到的SA信号检查由UE1和UE2占用的资源(对应于控制资源的数据资源)。UE3、UE4和UE5基于SA信号中以明确方式包含的资源索引或基于SA信号中以隐含方式指示的控制资源的位置检查由UE1和UE2占用的资源。

在本公开的某些实施例中，UE3、UE4和UE5检查未被UE1和UE2占用的资源，诸如可用资源，并生成包含可用资源#3和#4的列表。

接着，UE3、UE4和UE5设置以时间单位递减的退避定时器，并且当退避定时器达到0时，发送RT信号。各UE3、UE4和UE5选择列表中所列的可用资源之一以在退避定时器期满时在相应资源上发送RT信号。

各UE3、UE4和UE5在退避定时器或退避计数器运行的同时继续进行能量感测。各UE3、UE4或UE5确定是否在其退避定时器期满前检测到由其它UE发送的RT。当接收到任何RT时，UE确定相应资源已被其它发送UE占用，并从可用资源列表中去除由其它UE预先占用的资源的索引。当所有可用资源索引都被从列表中去除时，诸如当没有进一步可用的资源时，UE暂停其退避定时器直到任何可用资源索引被收回。接下来的操作与第一和第二实施例中描述的操作相同。

图14图解根据本公开各实施例的资源分配方法。

在步骤1401，UE确定发送数据。

在步骤1403，UE监视第一区域(诸如当前帧的控制区或第一数据区)以检测邻居信号。邻居信号为控制信号，特别是SA信号。

在步骤1405，UE基于所检测到的SA信号确定在当前帧中是否有任何可用资源。

在步骤1407，当没有可用资源时，诸如当作为SA信号监视结果整个资源被其它UE占用时，UE放弃对当前帧中的相应资源。

在步骤1409，当有任何资源可用时，UE通过添加可用资源到可用资源列表中以更新该可用资源列表。

在步骤1411，UE设置并开启退避定时器，UE在退避定时器运行的同时继续监视以检测邻居信号(能量感测)。邻居信号为RT信号，UE每个时间单位将退避定时器递减1。

在步骤1413，当在退避定时器期满前接收到所选择资源的RT信号时，UE在步骤1415从可用资源列表中去除对应于所述RT信号的可用资源。UE重复以上操作，直到退避定时器期满。

在步骤1417，UE确定是否还留下任何可用资源没有从可用资源列表中去除。

当可用资源列表中没有留下可用资源时，UE确定它已经失去资源分配竞争并在步骤1407放弃当前帧中的相应资源。

在步骤1419，当可用资源列表中还留下任何可用资源时，UE在列表中所选择的可用资源上发送RT信号。

在步骤1421，UE在下一帧中使用所选择资源发送D2D广播数据。

图15图解根据本公开各种实施例的预约发送(RT)传输方法。

当多个发送UE的退避定时器被设置为相同值时，发送UE在相同资源上发送它们的RT信号。当不同UE的RT信号在相同资源上发送时，接收UE由于冲突而导致不能正确接收RT信号。从发送UE方面来看，这将引起其中一个发送UE不能接收由其它发送UE在相同资源上发送的RT信号的半双工问题。

为了减轻这样的问题，发送UE以如图15所示的模式发送RT信号。发送UE在多个时间以不同间隔发送它们的RT信号。在某些实施例中，对于发送UE来说，选择相同退避定时器和相同模式，从而导致最小化冲突的概率很可能是困难的。

参照图15，虽然它们的第一RT信号在相同资源上冲突，但是由于UE3和UE4的RT信号以不同间隔发送，所以UE4收听到UE3的RT信号。

UE4如上述实施例所述运行。在图15中，RT信号包括竞争索引以使发送带有高竞争索引RT信号的UE而不是首先发送RT信号的UE赢得竞争。

在用于利用不同时间间隔解决竞争的RT信号传输模式中，所有的RT信号(除第一RT信号以外)包括第一RT信号定时或退避定时器。在图15实施例中，当UE3的第二数据分组在自第一数据分组起的对应于一个退避定时器的数量的资源块之后被发送时，它包括值-1。已经接收到UE3的RT信号的另一发送UE检查值-1并检测到第一RT信号在一个资源块之前被发送。

以上实施例主要针对UE之间的运行而不涉及网络。

在部分网络覆盖的情形下，被从eNB分配资源的UE与eNB覆盖范围外的自主选择资源的UE相比具有更高的优先级。因此，eNB内部的UE不竞争而是在由eNB分配的资源上发送SA信号。覆盖范围以外的UE首先感测SA信号以选择资源，并且因而不存在问题。当未占用的资源被覆盖范围以外的UE所选择(被分配给UE)时，当eNB内部的UE尝试使用相应资源时冲突会发生。为了解决这个问题，eNB内部的UE发送RT信号以选择所占用的资源。例如，eNB内部的UE发送包括由eNB分配的资源的索引和优先级的RT信号或者通知它是eNB内部的UE的信息。在假定覆盖范围以外的UE没有将其退避定时器设置为0的条件下，eNB内部的UE发送其退避定时器设置为0的RT信号。当eNB内部的UE赢得与覆盖范围以外的UE的竞争并且从而被分配资源时，它请求收回期望原来与SA信号一起使用的资源。

图16图解根据本公开各实施例的异步D2D资源分配方法。

UE1在数据区域1中执行感测以检测未占用资源#6并从2开启退避定时器。UE2和UE3在时间上被同步。UE2在数据区域1中执行感测并从0开启退避定时器以在下一数据区域2立即发送RT信号。退避计时器正在递减的UE3在数据区域2中在退避定时器到达0时发送RT信号。当UE2和UE3使用的连续RT信号模式彼此不相同时，UE3接收到在数据区域3中发送的UE2的RT信号并放弃在当前重复时间段的资源#6中的传输，并在下一重复时间段的数据区域1中执行感测。UE1接收到UE2或UE3的RT信号，暂停相应资源#6的退避操作，并在下一重复时间段中执行感测，在未占用资源#15中重启退避操作以在退避结束的数据区域2中发送RT信号。

虽然以上描述主要针对使用未占用资源的SA和数据资源分配方法，但是可在各种实施例中使用其中在SA传输时间段(控制区或第一数据区)中直接指示资源选择(资源分配)的SA资源分配方法。在某些实施例中，所有UE感测并解码所有SA。当选择SA资源以用于发送SA信号时，UE解码所接收到的SA以检查可用SA资源。UE选择可用SA资源中的一个以发送SA信号。

在某些实施例中，存在包括多个SA时间段的预约间隔以防止在SA信号发送之前的冲突。UE选择一个SA时间段以用于发送SA信号以及选择指示(预约指示)并通知相应SA资源被预约用于在SA预约间隔结束后发送数据。该信息将相应SA资源被所述UE所选择通知给其它UE，并且其它UE不能使用该SA资源以避免冲突。当UE检测到其它UE占用该SA资源时，它检测到相应SA资源的无效性，并考虑选择其它可用SA资源之一。

图18图解根据本公开各实施例的资源分配方法。

参照图18，SA/数据时间段0中的SA1由UE1使用。

当SA/数据时间段0到达时，UE2和UE3在SA资源上执行解码以检测SA2、SA3和SA4为可用SA资源。在SA预约间隔内，UE2选择SA/数据时间段2的SA2，UE3选择SA/数据时间段3的SA3。

当SA/数据时间段1到达时，UE4解码该SA信号以检测SA2、SA3和SA4为可用SA资源。在预约间隔内，UE4对SA2和SA3解码，SA2和SA3没有被选择。最后，UE4选择SA/数据时间段4的SA4。

SA预约间隔之后，UE在所选择的SA资源上无冲突地发送SA信号。

图19图解根据本公开各实施例的资源分配方法。

参照图19，由系统配置的调度间隔包括N个SA/数据时间段。当UE选择SA和数据资源时，它在至少一个调度间隔中执行传输。每个调度间隔有包括M个SA/数据时间段的预约间隔。在某些实施例中，N和M通过具有系统信息块(SIB)的信令来设置，M等于或小于N。

在图19的实施例中，调度间隔在长度上等于预约间隔。N＝M＝4。在调度间隔0中，UE1使用SA1。当SA/数据时间段0到达时，UE2和UE3解码所接收到的SA信号以检测SA2、SA3和SA4是可用SA资源。在下一调度间隔中，UE2和UE3在预约间隔内选择SA资源。UE2选择SA/数据时间段4中的SA2，UE3选择SA/数据时间段6中的SA3。

UE发送包含有关所选择SA资源信息的SA预约。在当前SA/数据时间段中发送SA预约后在预约间隔结束前，UE在所述SA/数据时间段中重复发送SA预约。例如，UE2在SA/数据时间段4、5、6和7中发送SA预约；UE3在SA/数据时间段6和7中发送SA预约。当检测到SA预约时，其它UE不能选择所预约的SA资源以避免冲突。

根据以上实施例，UE2和UE3分别在随后的调度间隔中无冲突地在所选择的SA资源上发送SA信号。

下文中详细描述SA预约指示方法。

SA信号包括如表1所列的重要信息。

表1

SA字段名称	长度	用法
			ID	8	RX(组)ID和/或TX ID
数据资源频率索引	5-13	数据资源RB索引(依赖于BW)
			数据资源时间索引	7	数据资源子帧索引
MCS和RV	5	对所有TB通用
			TX定时信息	6	定时提前(TA)值被指示
用于SPS指示的标志位	1	是否SPS
			TPC指示	1	功率控制信息
SA预约的指示	1	指示该SA仅用于预约或用于数据传输

在本公开各实施例中，使用明确指示方法和隐含指示方法两者。

选项1：明确指示

最简单的明确指示方法是在SA信号中明确包括指示参数。如表1所示，1比特的SA预约的指示字段明确指示SA资源被选择用于数据传输。在某些实施例中，其它字段被重新用于发送其它有用信息。例如，其它字段包括用于数据传输的所选择数据资源和所选择长度以使其它UE在所选择长度内不选择相应数据资源。

选项2：隐含指示

在各实施例中，除了使用1比特指示符以外，还可能以各种方式指示SA资源被预约用于数据传输。一些字段被设置为特定值以用于指示SA资源的预约。例如，“ID”字段被设置为“00000000”以用于指示SA资源预约。“MCS”和“RV”字段被设置为“11111”以用于指示SA资源预约。“ID”资源和“MCS和RV”字段分别被设置为“00000000”和“11111”以用于组合指示SA资源预约。还可能设置其它字段为预定值以用于指示SA资源预约。SA资源预约被隐含指示，而不使用1比特指示符。

图17图解根据本公开各实施例的UE的配置。

参照图17，根据本公开某些实施例的UE 1700包括通信单元1701和控制单元1703。

通信单元1701负责数据传输。例如，通信单元1701发送控制信号，诸如SA和RT信号以及D2D广播数据。通信单元1701同时监视媒体以接收其它UE的控制信号。

控制单元1703控制UE 1700的组件以用于D2D通信。控制单元1703控制包含通信单元1701的组件以执行根据本公开某些实施例的资源分配操作。控制单元1703如上所述运行。

如上所述，本公开的资源分配方法在防止发送终端之间的冲突和减少在网络覆盖范围以外和部分网络覆盖范围内的终端之间分配用于D2D广播资源的资源中的访问延迟方面是有利的。

同时，本公开的资源分配方法在预先分配资源的终端不受到新加入终端影响，且在终端具有不同优先级时可将资源让步于新加入终端中是有利的。

本领域普通技术人员应该理解：在不背离本公开的技术股票的前提下，可对所述实施例进行变化和修改。因此，应当理解，以上所述的实施例本质上仅仅用于说明，而不以任何方式用于限制。

虽然已经利用示范实施例描述了本公开，但是可以对本领域普通技术人员提出各种变化和修改。可以预期，本公开覆盖落在所附权利要求的范围内的这样的变化和修改。

Claims

1.一种在无线通信系统中由终端执行的用于资源分配的方法，所述方法包括：

接收与设备到设备通信相关的帧的第一区域中的控制信号；

基于所述控制信号，确定包括当前帧中的所述设备到设备通信的至少一个可用资源的资源集合；

基于监视所述至少一个可用资源，在退避定时器运行的同时从所述至少一个可用资源中确定没有接收到信号的资源；并且

在下一帧中，基于所述确定的资源执行设备到设备通信。

2.如权利要求1所述的方法，其中，确定资源还包括：在资源上接收到信号的情况下，则从所述至少一个可用资源中排除与所述信号相对应的资源。

3.如权利要求1所述的方法，还包括：在没有资源可用于所述设备到设备通信的情况下，暂停所述退避定时器，直到任何可用资源索引被收回。

4.如权利要求1所述的方法，其中，执行设备到设备通信包括：在所述确定的资源上发送传输预约信号。

5.如权利要求4所述的方法，其中，发送所述传输预约信号包括以基于传输间隔确定的传输模式发送所述传输预约信号。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述退避定时器的时间单位是子帧。

7.一种在无线通信系统中用于资源分配的终端，所述终端包括：

收发器；和

至少一个处理器，其耦合到所述收发器，并且被配置成：

接收与设备到设备通信相关的帧的第一区域中的控制信号；

在下一帧中，基于所述确定的资源执行设备到设备通信。

8.如权利要求7所述的终端，其中，所述至少一个处理器还被配置成在资源上接收到信号的情况下，则从所述至少一个可用资源中排除与所述信号相对应的资源。

9.如权利要求7所述的终端，其中，所述至少一个处理器还被配置成在没有资源可用于所述设备到设备通信的情况下，暂停所述退避定时器，直到任何可用资源索引被收回。

10.如权利要求7所述的终端，其中，所述至少一个处理器还被配置成：在所述确定的资源上发送传输预约信号。

11.如权利要求10所述的终端，其中，所述至少一个处理器还被配置成以基于传输间隔确定的传输模式发送所述传输预约信号。

12.如权利要求7所述的终端，其中，所述退避定时器的时间单位是子帧。