通過通信裝置傳輸發現信號的方法和設備與流程
2023-06-19 21:26:21 2
本技術涉及一種通過通信裝置傳輸發現信號的方法和設備，更具體地涉及裝置對裝置(D2D)發現信號的資源分配問題和資源跳躍的方案。
背景技術：
圖1示出裝置對裝置發現的情景，其中，各裝置能夠發現在蜂窩網絡覆蓋內或沒有蜂窩網絡覆蓋的附近的感興趣的其它裝置。這種裝接近發現使能多種多樣的應用，例如，接近廣告、移動社交網絡、車對車通信和公共安全通信。裝置對裝置(D2D)發現的一個特定方面是圖2所示的資源分配問題。例如，以周期性的方式，從蜂窩網絡的上行鏈路譜帶半靜態保留D2D發現資源池。對於D2D發現資源池中的每一個，它由每一個都被稱為發現資源塊(DRB)的時域和頻域資源塊構成。在此假設裝置需要正好一個DRB來傳輸發現信號。但是，本申請中提出的技術可以擴展到這樣的情景，其中，發現信號的傳輸需要多於一個的資源塊。在每個資源池，每個裝置選擇一個DRB來將其自己的發現信號廣播到其鄰近裝置，然而，它也監視和解碼資源池內的每個DRB中的來自其他裝置的發現信號。
在此描述的技術具體地關注關於每個裝置如何選擇用於傳輸發現信號的DRB的技術。存在兩種DRB選擇方案：基於網絡和基於裝置。在基於網絡的方案中，網絡/演進節點B(eNB)代表裝置決定哪個裝置選擇哪個DRB，其中，網絡協調起著重要的作用。該方案的缺點在於，它可能會導致非常高的網絡信令負荷，因為網絡需要為每個裝置單播DRB選擇。此外，該方案可能對於未連接到eNB的空閒裝置不工作。
在一個實施例中，本技術關注基於裝置的方案，該方案在網絡信令方面是可擴展的，並且，也靈活從而在具有網絡覆蓋的環境和在網絡覆蓋之外的環境中都工作。
在D2D發現中存在幾個研究挑戰，其中的一些在圖3中示出。第一個挑戰涉及衝突的發生：如果兩個或更多個裝置碰巧選擇同一DRB，則將在接收裝置處發生多個發現信號的衝突。例如，在圖3中，UE1和UE2選擇同一DRB，這導致在接收裝置UE3處的衝突。第二個挑戰涉及耳聾(deafness)或半雙工約束。半雙工意指裝置不能在同一時間幀中傳輸和接收。例如，UE5和UE6分別在不同的頻率處選擇DRB，但是，其發生在同一時間幀中。因此，UE5和UE6不能從彼此接收發現信號，因為它們也在同一時間幀中傳輸其發現信號。第三，無線電信道具有頻率選擇性衰落效應，這可能會由於在某些DRB中的深度衰落而導致差的發現性能。圖3示出處於深度衰落的DRB的例子。最後，如果所有的裝置總是持續在多個發現資源池之上選擇同一DRB，則將發生一致的衝突和一致的耳聾，導致更糟糕的情況。在這方面，為了減輕上述問題中的一個或多個，針對每個裝置的某種DRB跳躍方案是必需的且必要的。雖然跳躍可能不會完全解決上述問題，但是它可以減輕一致的衝突耳聾，並提高針對衰落的魯棒性。
對於本申請中描述的技術，假設時間同步是完美的，因為在此描述的技術關注資源選擇的方面而不是時間同步。然而，通過考慮鄰近裝置的傳輸之間的觀察的時間差，該技術可以被擴展到各裝置沒有互相同步的情況。
除了資源跳躍方案以外，還有兩種另外的技術來提高D2D發現性能，即，圖4所示的軟梳理(soft-combing)和多用戶檢測(MUD)。
軟梳理是這樣的技術：在對數似然比(LLR)域中組合多個發現信號；有效地利用接收到的信號，而不是簡單地丟棄它們；可以被理解為類似於對在LTE介質訪問控制(MAC)層中採用的混合自動重複請求(HARQ)的追逐組合或者在LTE中的主信息塊(MIB)接收，軟梳理的原理可以被簡要描述為如下：接收機可接收由於低信號質量而不能被單獨成功地解碼的多個後續傳輸。已知這些傳輸包含來自同一發射機的相同的數據(或同一數據的不同的奇偶校驗信息)，有可能發生接收機仍然可以解碼傳輸的數據，即，通過組合這些先前錯誤地接收到的傳輸。軟組合的主要好處是提高檢測到發現信號的概率，例如，其中提高概率意味著軟組合使該方案能夠比沒有軟組合的方案對於衝突、幹擾和深度衰落更魯棒。在D2D發現中應用軟組合的挑戰是，在第一UE和其他的第二UE傳輸其發現信號時，第一UE可能不知道哪些資源被其他的第二UE使用，即，第一UE將不能如HARQ中所做那樣實現建設性組合。
提高D2D發現性能的另一種技術是多用戶檢測(MUD)。多用戶檢測是使裝置能夠每次解碼多於一個的發現信號的技術。MUD是用於從幹擾和噪聲檢測(多個)期望信號的接收機設計技術之一。傳統上，已知單用戶接收機設計遭遇所謂的遠近問題，其中，附近的或強的信號源可能阻止遙遠的或信號弱的用戶的信號接收。MUD可以幫助接收機解決該問題。MUD的主要好處在於它可以提高資源利用率並潛在地解決衝突。在D2D發現中應用MUD的挑戰是使接收機知道並區分用於多用戶檢測的不同的發現信號。
本技術的一個目的是至少部分地解決上述挑戰，並在D2D發現的上下文中啟用軟組合和多用戶檢測。本技術的一個方面涉及一種新穎的資源跳躍方案，如稍後將變得明顯。
在關於基於鄰近性的服務(ProSe)的3GPP標準中，有幾種已經提出的最新的(SOA)跳躍技術，例如，在該標準的如下書面稿件中：R1-135828(Intel)，R1-135224(Samsung)，R1-135372(ZTE)。基本上，已經提出了兩種跳躍方案：第一，在沒有任何資源跳躍模式定義的情況下每個UE在每一個資源池中隨機地拾取一個資源的隨機跳躍方案；第二，為所有的UE定義單個共同的跳躍模式，其中所有的UE遵循相同的跳躍規則。第二個方案的主要缺點在於，它可能導致圖5所示的一致的衝突問題：在一個發現資源池處，兩個裝置可能碰巧選擇同一DRB，如左側資源池中；然後，這兩個裝置將遵循相同的跳躍規則，這導致在後續的資源池中選擇同一DRB，從而再次導致衝突。因此，在這種情景中，將連續地發生衝突。
總之，對於常規的D2D發現方案，所有的接收機通常沒有關於發射機的跳躍模式和初始狀態的知識。因此，這些常規方案不適合應用軟組合和/或多用戶檢測技術，這兩種技術都需要跟蹤每個發射裝置的選擇的DRB。
技術實現要素：
根據一個實施例，提供一種用於由通信裝置傳輸發現信號以使其被其它通信裝置發現的方法，所述方法包括以下步驟：在所述發現信號中對資源跳躍模式進行編碼，所述跳躍模式定義資源的序列；以及重複地傳輸所述發現信號，使得對於重複的傳輸中的每一個，根據由資源跳躍模式定義的資源的所述序列來選擇用於傳輸的資源。
此方法具有如下的效果和優點，即，接收發現信號的裝置可以獲知發射裝置遵循的跳躍模式，這使得接收裝置能夠預期發射裝置將來將傳輸發現信號的資源的序列。
在該方法的一個實施例中，所述資源是在時間、頻率和/或功率域從資源池分配的要素。
這具有如下的效果和優點：該方法適用於發現信號在多載波通信系統中被傳輸的環境。
在一個實施例中，該用於傳輸的方法還包括確定用於發射裝置的資源跳躍模式，其中，確定資源跳躍模式意味著從預定義的一組模式中選擇所述資源跳躍模式。
這具有如下的效果和優點：跳躍模式可以不在傳輸中被明確地表示，即，通過詳述模式的精確的資源序列，但是，它可以具有緊湊的表示，例如，識別預定義的該組模式內的模式的跳躍模式ID。
在該用於傳輸的方法的一個實施例中，隨機地執行從預定義的該組模式選擇資源跳躍模式。
這具有如下的效果和優點：選擇中的隨機性可能使鄰近裝置以高概率選擇不同模式，由此，允許在適當地選擇和設計預定義的組中的各個模式的情況下減少傳輸鄰近裝置之間的幹擾。而且，當預定義的組中的各個模式被設計為指示裝置平等地使用資源池中可用的資源時，可以實現對傳輸資源的高效的、均衡的利用。
在該用於傳輸的方法的一個實施例中，資源跳躍模式被指定或選擇為使得模式根據下面的一個或多個來指定資源：指定不由鄰近通信裝置中的任何一個使用的資源；指定不由鄰近通信裝置中的任何一個頻繁使用的資源；指定受使用相同資源的鄰近通信裝置最少幹擾的資源；並且/或者指定使得根據在下一發現間隔中的鄰近通信裝置的資源跳躍模式與鄰近通信裝置的資源選擇的衝突最少化的資源。
這具有如下的效果和優點：在考慮關於由鄰近裝置使用的資源和觀察到的幹擾的信息的情況下，傳輸其發現信號的各個裝置可以獨自地選擇或指定跳躍模式。單獨或組合地使用概述的策略中的一個或多個可以進一步實現：可以減少傳輸鄰近裝置之間的幹擾，並且，有助於對來自資源池的所有的資源的整體上高效的、均衡的使用。
在該用於傳輸的方法的一個實施例中，在發現信號中對資源跳躍模式和有效載荷進行編碼，並且該資源跳躍模式和有效載荷的編碼不同，使得資源跳躍模式可以被分開地解碼。可以使用比用於有效載荷的編碼率低的編碼率對資源跳躍模式進行編碼。
這具有如下的效果和優點：對於有效載荷和跳躍模式，不同的編碼允許例如不同的編碼率，使得例如跳躍模式可以比有效載荷被更可靠地解碼。這將允許接收機首先檢測發射機的資源跳躍模式，從而允許接收機對後續發現間隔應用軟組合來檢測有效載荷。
在該用於傳輸的方法的一個實施例中，通信裝置周期性地、隨機地或事件驅動地改變資源跳躍模式。
這具有如下的效果和優點：從資源池使用資源可以隨著時間調整，以實現當裝置進入或離開其中各個裝置從共同的資源池選擇資源的某毗鄰區域時對可用資源的高效的、均衡的使用。此外，如果資源或跳躍模式的選擇包括隨機性，則在資源跳躍模式周期性地、隨機地或事件驅動地改變的一段時間之後可以減輕潛在的衝突。
根據一個實施例，還提供了一種用於接收由鄰近通信裝置根據依據前述實施例中的任何一個的傳輸方法傳輸的發現信號的方法，該方法包括對所述接收到的發現信號中的所述鄰近通信裝置的資源跳躍模式進行解碼的步驟。
這具有如下的效果和優點：接收裝置由此可以獲知一個或多個傳輸鄰近裝置的資源跳躍模式，並且知道所述鄰近裝置將來將傳輸發現信號的資源。這繼而使得能夠應用比如接收裝置可以用來提高整體接收性能的軟組合的技術。此外，關於鄰近裝置的資源使用的知識使接收裝置能夠在一旦它意圖自身傳輸發現信號時，以知情的方式來選擇資源，以避免潛在的衝突。
在該用於接收的方法的一個實施例中，使用蠻力方法進行對可能的資源跳躍模式的試錯解碼。
這具有如下的效果和優點：接收機可以從可能的資源跳躍模式當中(例如，從一組預定義的模式的模式當中)確定發射機的資源跳躍模式，甚至無需明確地從發射機接收關於跳躍模式的信息。因此，試錯解碼方案能夠實現通常從關於鄰近裝置的資源使用的知識得到的所有的好處，其中先前已經討論了這些好處。
在一個實施例中，該用於接收的方法還包括接收信號的步驟，其中，接收是基於在多個發現間隔上軟組合接收到的發現信號。
這具有如下的效果和優點：即使接收裝置由於低信號質量而可能不能單獨成功地對每個接收到的信號進行解碼，該接收裝置也可能能夠通過對多個接收應用軟組合來對來自這多個接收的傳輸鄰近裝置的發現信號中包含的數據進行解碼。這可能整體上導致對信號的更可靠的接收或者提高的能量效率。
在一個實施例中，該用於接收的方法還包括接收信號的步驟，其中接收是基於多用戶檢測，其中所述多用戶檢測包括：從接收到的信號解碼由第一鄰近通信裝置傳輸的第一發現信號；從接收到的信號取消所述第一發現信號；以及在取消之後從接收到的信號解碼由第二鄰近通信裝置傳輸的第二發現信號。
這具有如下的效果和優點：儘管接收到的信號被第一發現信號嚴重幹擾，但是也可以從接收到的信號解碼第二發現信息。因此，使用多用戶檢測有助於檢測第二發現信號。這可能整體上導致對同時發生傳輸的信號的更可靠的接收，引起與另一發現信號的幹擾。這也可能導致對資源的更高效的使用，因為可以使用相同的資源讓不同的裝置的傳輸同時發生。
在該用於接收的方法的一個實施例中，在成功地解碼由所述鄰近通信裝置傳輸的發現信號之後，裝置繼續從鄰近通信裝置接收發現信號。
這具有如下的效果和優點：接收裝置將獲知由鄰近通信裝置傳輸的未來的發現信號並由此能夠實現可以周期性地、隨機地或響應於事件地發生的鄰近通信裝置的跳躍模式的改變。它也具有如下的效果和優點：接收裝置將獲知對正由鄰近通信裝置傳輸的有效載荷的更新。
根據一個實施例，還提供一種用於由通信裝置傳輸發現信號以使其被其它通信裝置發現的設備，所述設備包括：用於對所述發現信號中的資源跳躍模式進行編碼的模塊，所述跳躍模式定義資源的序列；以及用於重複地傳輸所述發現信號使得對於重複的傳輸中的每一個分別根據由資源跳躍模式定義的資源的序列來選擇用於傳輸的資源的模塊。
所述設備的效果和優點對應於用於由通信裝置傳輸發現信號的方法的效果和優點，並且已經在上面描述。
根據一個實施例，還提供一種包括電腦程式代碼的電腦程式，所述電腦程式代碼在由計算機執行時使所述計算機能夠執行上述的用於傳輸和/或接收發現信號以使其被其它通信裝置發現的方法。
電腦程式的效果和優點對應於用於由通信裝置傳輸和/或接收發現信號的方法的效果和優點，並且已經在上面描述。
附圖說明
圖1示出簡單的示意性的裝置對裝置接近發現情景。
圖2示出本技術的實施例的目標系統配置，其中裝置對裝置發現從蜂窩網絡的上行鏈路譜帶半靜態地保留資源池。
圖3示出在裝置對裝置發現中發生的幾種挑戰。
圖4示出軟組合和多用戶檢測的技術。
圖5示出兩個裝置之間的一致的衝突的示例情景。
圖6示出網絡支持的集中式跳躍模式分配的情景。
圖7示出裝置的跳躍模式的分布式信令的情景。
圖8示出最少化不同裝置的傳輸之間的衝突的智能資源選擇的技術。
圖9示出說明解碼發現信號中的跳躍模式的重要性的情景。
圖10示出指定跳躍模式選擇過程的步驟和序列的流程圖。
具體實施方式
在本技術的實施例中，提出了通過使接收裝置能獲知其他傳輸裝置的跳躍模式來實現減少關於衝突的問題的裝置資源跳躍技術。可選地並且另外，這使得能夠在D2D發現中應用軟梳理和多用戶檢測技術。為了啟用軟梳理和多用戶檢測，相比於現有技術中已知的技術，需要增強對跳躍技術的要求：首先，接收裝置應該知道一個或多個個體傳輸裝置的跳躍模式；其次，傳輸裝置應該理想地儘可能隨機地選擇不同的跳躍模式來避免衝突。
以下，描述接收裝置可以如何獲知其他傳輸裝置的跳躍模式。
用於分配或讓裝置選擇特定的跳躍模式的一種簡單方法是通過網絡的支持，但是，該方案在網絡信令方面可能是非常昂貴的。這種方案在圖6中示出，其中，網絡定義一組跳躍模式及其標識(ID)。然後，網絡將該組可用的跳躍模式及其ID廣播到所有的裝置，使得所有的裝置共享跳躍模式的相同的現有知識。此後，網絡將跳躍模式ID分配到每一個裝置，並且將全部的分配(哪個跳躍模式被分配給哪個裝置)廣播到所有的裝置。圖6中的表示出了這種分配。如前所述，這種方案的一個可能的缺點是，僅僅為了分配資源跳躍模式，它可能需要並產生顯著量的信令。
使裝置獲知其他傳輸裝置的跳躍模式的一種另選的可能更好(即，更高效)的方式是，通過將裝置的跳躍模式嵌入在它傳輸的發現信號中，讓UE以分布式方式發現其他裝置的跳躍模式。該嵌入或者編碼/包括以及與跳躍模式的嵌入/編碼有關的步驟是本技術的重要方面，並且在下面被詳細地描述。
在第一步驟中，每個UE單獨隨機地選擇其跳躍模式。可以在沒有網絡信令開銷的情況下引入UE之間一定的隨機性，但可能在發現信號中涉及到開銷的略有增加。
在第二步驟中，每個傳輸UE在發現信號中編碼或包括/嵌入其跳躍模式，從而使接收UE能夠獲得傳輸UE的跳躍模式。因此，在從一個或多個傳輸裝置接收一個或多個發現信號時，可以在接收UE處應用軟組合和多用戶檢測。
術語「編碼」由此在廣義上解釋，即，例如涵蓋把信息嵌入或包括到使得能夠識別或指定跳躍模式的發現信號中的任何方式。
此外，術語「發現信號」也在廣義上解釋，例如是指由UE傳輸以使其他通信裝置能發現已經傳輸發現信號的UE的任何信號。
因此，根據本文所述的實施例的發現信號可以包括對跳躍模式進行編碼的部分，而且，作為一個選項或經常地，它可以包括有效載荷。在一些實施例中，發現信號除了跳躍模式的編碼和有效載荷以外還可包含一種或多種另外的組分。
可以在圖7中找到該主要方案的圖解，其中，所有的接近裝置把它們的跳躍模式1至4嵌入在它們的發現信號中，使得接收機可以解碼跳躍模式ID並從其他接近裝置確定未來的資源選擇選項。
根據一個實施例的用於在發現信號中嵌入跳躍模式的要求可以被總結為如下：通過在發現信號中的嵌入而引起的開銷應被最小化。相同的跳躍模式應該可應用於某一時間段內，例如，有助於將避免衝突且實現軟組合的發現資源選擇。
存在幾種可能的發現信號的實現：每個UE可以嵌入模運算參數及其初始狀態作為發現信號中的跳躍模式；可替換地，每個UE可以嵌入跳躍模式ID，其中，例如模式ID是先前在所有UE處已知的；可替換地，每個UE可以嵌入詳細的跳躍序列，例如(1,1)→(2,1)→(3,4)→(7,9)，以及關於周期性的其他信息，即，在跳躍序列重複的時候。
以下，描述本技術的優點和有益的技術效果。通過引入裝置特定的跳躍模式和向接收機裝置提供關於發現信號傳輸的跳躍模式的知識，存在改善發現性能的許多好處，例如，軟梳理、多用戶檢測、智能資源選擇和裝置的容易跟蹤。軟梳理和多用戶檢測已經在圖4中被示出且之前被描述。
基於裝置特定的跳躍模式的知識的智能資源選擇可以最少化衝突，如圖8所示。通過知道其他接近裝置的跳躍模式，裝置可以預測接近裝置的未來資源選擇，由此進行欠利用資源的智能選擇以最少化衝突。例如，裝置可以選擇最少被其接近裝置使用的跳躍模式，以便最少化在接收機裝置處的潛在的幹擾。特別地，如果存在可用的空的跳躍模式，則裝置可以隨機地從空的跳躍模式中選擇一種。如果沒有空的模式，則裝置可以選擇將最少化在接下來的K個發現間隔中與鄰近裝置的資源選擇的衝突(當與鄰近/接近裝置選擇相同的資源時將會發生)的跳躍模式。
以下，描述解碼發現信號中的跳躍模式的重要性，這也在圖9中示出。
為了應用軟梳理技術，至關重要的是，首先解碼發現信號中的跳躍模式部分作為前提條件，然後解碼消息有效載荷部分，以便在多個發現間隔之上組合正確的信號。換句話說，一個實施例中的跳躍模式包含在應用軟組合時可能需要用來甚至能夠對消息有效載荷進行解碼的必要信息。此外，D2D應用中的大部分需要「跟蹤」能力。通過解碼和知道其他裝置的跳躍模式，促進這種「跟蹤」能力。
首先且可靠地解決解碼跳躍模式的問題的一種可能的方案是，例如對跳躍模式部分和消息有效載荷部分應用不同的編碼率。例如，對跳躍模式部分應用比有效載荷低的編碼率將會使接收機能夠以更低的SINR更容易地解碼跳躍模式。可替換地，接收裝置可以使用試錯方案，其中，嘗試所有的可能的預定義的跳躍模式，使得最終檢測由每一個發射機裝置利用的跳躍模式。這是蠻力方法，但如果預定義的模式的數目小，則它可能是一種高效的方法。
以下，描述由用於跳躍模式選擇和改變的裝置執行的方法的步驟和控制流程。
圖10示出裝置跳躍模式選擇過程：
最初，當裝置通電且加入D2D發現服務時，它從預定義的一組模式的池中選擇隨機的跳躍模式。預定義的跳躍模式的池被假設先前對所有的裝置已知，例如，通過周期性地從網絡向所有裝置廣播跳躍模式信息。
其次，裝置只在預定義的定時器期滿時或者響應於網絡通知的事件(事件驅動)來重新選擇跳躍模式。當裝置重新選擇其跳躍模式時，它遵循某一規則，並且在考慮來自接近裝置的使用歷史的情況下，從預定義的一組模式的池中重新選擇跳躍模式。例如，規則可以是選擇最少利用的模式，或者隨機地選擇X％最少利用的模式中的一種。
例如，由「不經常使用」的資源構成的模式可以包括這些資源，其最不經常被鄰近通信裝置中的任何一個使用，或者例如被指定為使得模式中50％的資源的最少經常被使用，並且模式中另50％的資源被隨機地選擇。
在裝置選擇跳躍模式來傳輸其發現信號之後，它還檢測正使用特定的模式的鄰近裝置，以從鄰居更新跳躍模式的利用率，其提供用於跳躍模式重新選擇的背景信息。
如果定時器期滿或者某一事件發生，則裝置重複跳躍模式選擇過程。
技術人員將會理解，之前描述的實施例可以通過硬體、通過軟體或者通過軟體和硬體的組合來實現。結合本發明的實施例描述的模塊和功能可以整體或部分地由被適當地編程諸如根據結合本發明的實施例解釋的方法工作的微處理器或計算機來實現。實現本發明的實施例的設備可以例如包括被適當地編程為使得它能夠如本發明的實施例中所述的那樣執行發現信號的傳輸的計算裝置或行動電話或任何移動裝置。
根據本發明的實施例，提供一種電腦程式，該電腦程式被存儲在數據載體中，或者以某一其他方式由諸如記錄介質或傳輸鏈路的某一物理裝置實施，當在計算機上執行時，使計算機能夠根據之前描述的本發明的實施例操作。