CN107980228A - 用于d2d通信的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及使用第二频带与多个其他通信设备(101a‑c，103a‑c)进行设备到设备通信的通信设备(103a‑c)，其中所述通信设备(103a‑c)用于从所述多个通信设备(101a‑c，103a‑c)中的另一通信设备接收控制消息，所述控制消息指示所述另一通信设备(101a‑c)位于蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)内；其中通信设备(101a‑c)还用于，当接收到所述控制消息时，使用第一频带开始监听来自所述多个通信设备(101a‑c，103a‑c)中的另一通信设备的消息。

Description

用于D2D通信的设备和方法

技术领域

本公开涉及用于设备到设备(D2D)通信的设备和方法。更具体地，本公开涉及用于由蜂窝通信网络辅助的D2D通信的设备和方法。

背景技术

在通信网络中，通常需要多个通信设备共享用于通信的通信资源，例如时隙、频道频域信道、资源块等。为了协调多个通信设备对通信资源的访问，可以应用介质访问控制(MAC)机制。常见的介质访问控制(MAC)机制有，例如，载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)或载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)。可将待通信的数据嵌入到与所选介质访问控制(MAC)机制相适应的帧结构中。

在CSMA/CA中，使用一种载波侦听方案，其中多个通信设备可以通过仅在侦听到通信资源空闲时进行传输来避免冲突。在CSMA/CD中，使用一种载波侦听方案，其中一个设备可以在传输数据时检测到冲突、停止传输数据、并等待一个时间间隔后再次传输该数据。

新兴的应用，例如使用设备到设备(D2D)通信的车辆到X(V2X)通信，对提供低延时和高可靠性的通信网络提出了挑战。此外，该通信网络可能需要传输不同优先级的数据。然而，与传统的帧结构相结合的传统介质访问控制(MAC)机制通常不能同时提供这些功能，并且缺乏灵活性和可扩缩性。

G.Fodor等的文章“网络协助的设备至设备通信的设计方面”，IEEE通信杂志，2011年5月(“Design Aspects of Network Assisted Device-to-Device Communications”，IEEE Communications Magazine，May 2011)介绍了一种D2D通信网络。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种提高通信网络有效性和效率的概念。

该目的是通过各独立权利要求的主题实现的。进一步的实施方式通过从属权利要求、说明书和附图是显而易见的。

本公开的第一方面涉及一种通信设备，用于使用第二(载波)频带与其它多个通信设备进行设备到设备通信。所述通信设备用于使用所述第二频带接收来自所述多个通信设备中的另一通信设备的控制消息，该控制消息指示所述另一通信设备在一个蜂窝通信网络(或简称蜂窝网络)的覆盖范围内。所述通信设备进一步用于，当接收到所述控制消息时，开始使用第一(载波)频带、尤其是开启用于在第一频带中接收的第二接收器，来监听来自所述多个通信设备中的其他通信设备的消息。

根据本公开第一方面，进入一个蜂窝网络覆盖区域内的通信设备可以通过监听另一频带内的消息，来获取关于所述蜂窝网络覆盖区域内其他通信设备使用的通信资源的信息。这样做可以有效地共享通信资源，减少选择干扰通信资源的通信设备之间的冲突。从而提高了包含这种通信设备的通信网络的有效性和效率。

根据本公开第一方面的第一种可能实现形式，所述通信设备用于，当在预定时间内未接收到来自所述多个通信设备中任一个的所述控制消息时，停止使用第一频带监听消息，尤其是通过第二接收器的切断来停止监听消息。通过停止在其他频带上监听来自其他通信设备的消息，则当所述通信设备离开所述蜂窝通信网络的覆盖区域时，所述通信设备的处理资源不会被不必要地浪费。因此，提高了包含这种通信设备的通信网络的有效性和效率。

根据本公开第一方面的第二可能实现形式或第一实现形式，只要所述通信设备周期性地接收来自所述蜂窝通信网络覆盖区域内的至少一个另一通信设备的控制消息，则所述通信设备保持使用第一频带监听消息。应当清楚，并不需要周期性地从同一通信设备接收这种控制消息，还可以从不同的通信设备接收所述控制消息。这样做可以确保只要通信设备在所述蜂窝网络的覆盖区域内，所述通信设备就能意识到所述蜂窝网络的存在，并且所述通信设备可以基于通过另一频带上接收的来自其它通信设备的消息来选择通信资源，从而减少选择干扰通信资源的通信设备之间的冲突。因此，提高了包含这种通信设备的通信网络的有效性和效率。

根据本公开第一方面的第三可能实现形式或第一或第二实现形式，所述通信设备用于确定其自身位于蜂窝通信网络的覆盖区域内，其中所述通信设备用于当确定其自身位于所述蜂窝通信网络的覆盖区域内时，停止接收(例如停止监听)所述控制消息。假如它也可以通过其它方法(例如，基于从蜂窝通信网络的基站接收的控制信号)来确定的话，这样做就减少了所述通信设备的处理开销。从而提高了包含这种通信设备的通信网络的有效性和效率。

根据本公开第一方面的第四可能实现形式或第一到第三实现形式中任意一种实现形式，所述通信设备包括用于第二频带的第一接收器和用于第一频带的第二接收器，其中所述通信设备用于在接收到所述控制消息时切换到第二接收器，以开始使用第一频带监听来自所述多个通信设备中的另一通信设备的消息。

根据本公开第一方面的第五可能实现形式或第一至第四实现形式中任意一种实现形式，所述通信设备用于，只要未接收所述控制消息，则使用具有第一控制信道格式的通信帧与所述另一通信设备进行通信，所述第一控制信道格式仅为自组织(ad hoc)通信模式提供通信资源，其中，所述通信设备还用于，在接收到所述控制消息后，使用具有第二控制信道格式的通信帧与所述另一通信设备进行通信，所述第二控制信道格式为自组织(adhoc)通信模式和网络辅助通信模式提供通信资源。

这样的通信帧允许在通信网络内同时支持多个通信设备的网络辅助通信模式和自组织通信模式。通过这种通信帧，通信设备能够在蜂窝网络辅助不再可用的情况下从网络辅助通信模式无缝切换到自组织通信模式。此外，由于所述通信帧可以根据所述设备当前所处的模式(网络辅助模式或自组织模式)提供其专用的通信资源，其甚至可以实现自组织模式设备(其当前不在网络辅助模式中)不干扰网络辅助模式设备，反之亦然。从而提高了使用这种通信设备的通信网络的有效性和效率。

该通信帧可以嵌入LTE通信帧的频分双工(FDD)上行频段或时分双工(TDD)上行时间帧。具体地，该通信帧可以嵌入物理上行链路共享信道(PUSCH)和/或物理上行控制信道(PUCCH)。

根据本公开第一方面的第六可能实现形式或前五种实现形式中任意一种实现形式，所述通信设备用于，当其位于蜂窝通信网络的覆盖区域内时，使用所述第一频段进行蜂窝通信和设备到设备通信；当其位于覆盖区域的边缘区域内时，进一步仅使用第二频带进行设备到设备通信。

所述通信设备可以设置在交通工具或汽车内，或者可由行人携带。此外，所述通信设备可以布置在交通基础设施设备内。

所述通信设备可以用于在车辆到X(V2X)通信网络或设备到设备(D2D)通信网络内运行。所述车辆到X(V2X)通信网络或设备到设备(D2D)通信网络可以是基于IEEE 802.11p的通信网络或基于长期演进(LTE)的通信网络。

根据第二方面，本公开涉及与多个其它通信设备进行设备到设备通信的通信设备。所述通信设备用于确定其自身位于蜂窝通信网络的覆盖区域内，并且所述通信设备用于向所述其它通信设备广播控制消息，所述控制消息指示所述通信设备位于所述蜂窝通信网络的覆盖区域内。

根据本公开第二方面的通信设备，可以通过控制消息通知在所述蜂窝通信网络的覆盖区域边缘附近的其它通信设备存在所述蜂窝通信网络，从而提示其他通信设备开始监听所述蜂窝通信网络辅助下关于通信资源分配的消息。因此，提高了使用这种通信设备的通信网络的有效性和效率。

根据本公开第二方面的第一可能实现形式，所述通信设备用于确定其自身位于蜂窝通信网络覆盖区域的边缘区域内，其中，所述通信设备用于在检测到所述通信设备位于所述蜂窝通信网络覆盖区域的边缘区域内时，开始广播所述控制消息。通过仅在蜂窝通信网络的边缘区域内广播控制消息，减少了信令开销。因此，提高了使用这种通信设备的通信网络的有效性和效率。

根据本公开第二方面的第一实现形式的第二可能实现形式，所述通信设备用于使用第一频带与蜂窝通信网络覆盖区域内的通信设备进行设备到设备通信，其中，所述通信设备用于在检测到所述通信设备位于所述蜂窝通信网络边缘区域时，通过使用第二频带开始监听来自蜂窝通信网络的覆盖区域外的通信设备的消息，其中，所述通信设备用于使用所述第二频带来广播所述控制消息。使用第一和第二频带用于的不同通信模式可以减少选择干扰通信资源的通信设备之间的冲突。因此，提高了包含这种通信设备的通信网络的有效性和效率。

根据本公开第二方面的第一或第二实现形式的第三可能实现形式，所述通信设备用于确定从蜂窝通信网络发送的参考信号的参考信号功率，并且所述通信设备用于，当确定所述确定的参考信号功率小于阈值时，确定其自身位于蜂窝通信网络覆盖区域的边缘区域内。

根据本公开第二方面的第一到第三实现形式中任意一个的第四种可能的实现形式中，所述通信设备用于周期性地广播所述控制消息，只要所述通信设备确定其自身处在蜂窝通信网络的覆盖区域的边缘区域内。

根据本公开第二方面的第一到第四实现形式中任意一个的第五可能实现形式，所述通信设备用于检测其自身位于蜂窝通信网络的覆盖区域的中心区域内，并且所述通信设备用于在检测到所述通信设备位于所述蜂窝通信网络的覆盖区域的中心区域内时，停止广播所述控制消息。通过在蜂窝通信网络的中心区域内不广播控制消息，减少了信令开销。因此，提高了使用这种通信设备的通信网络的有效性和效率。

根据本公开第二方面的第一到第五实现形式中的任意一个的第六可能实现形式，所述通信设备用于，当其位于蜂窝通信网络的覆盖区域内时，使用第一频带用于蜂窝通信和设备到设备通信，并且所述通信设备用于，当其位于所述蜂窝通信网络的覆盖区域的边缘区域内时，进一步地将第二频带仅用于设备到设备通信。使用用于不同通信模式的第一和第二频带可以减少选择干扰通信资源的通信设备之间的冲突。因此，提高了包含这种通信设备的通信网络的有效性和效率。

根据本公开第二方面的第七可能实现形式，或其第一到第六实现形式中任何一个实现形式，所述控制消息包括下述组合中的至少一个：广播所述控制消息的通信设备的标识符，指示广播所述控制消息的通信设备位于所述蜂窝通信网络的覆盖区域内的指示符，广播所述控制消息的通信设备的选择的无线电资源标识符，来自广播所述控制消息的通信设备的同步信号，和/或广播所述控制消息的通信设备的位置信息。

所述通信设备可以设置在交通工具或汽车内，或者可由行人携带。此外，所述通信设备可以设置在交通基础设施设备内。

所述通信设备可以用于在车辆到X(V2X)通信网络或设备到设备(D2D)通信网络内运行。所述车辆到X(V2X)通信网络或设备到设备(D2D)通信网络可以是基于IEEE 802.11p的通信网络或基于长期演进(LTE)的通信网络。

根据第三方面，本公开涉及一种操作通信设备的方法，用于使用第二(载波)频带与多个其它通信设备进行设备到设备通信。该方法包括以下步骤：使用第二频带接收来自所述多个通信设备的另一通信设备的控制消息，所述控制消息指示所述另一通信设备位于蜂窝通信网络的覆盖区域内；接收到所述控制消息后，使用第一(载波)频带、尤其是通过激活第二接收器开始监听来自所述多个通信设备的另一通信设备的消息。

根据本公开第三方面的方法可以由，例如，根据本公开第一方面的通信设备来执行。根据本公开第三方面的方法的更多特征直接来自根据本公开第一方面的通信设备的功能。

根据第四方面，本公开涉及一种操作通信设备的方法，所述通信设备用于与多个其它通信设备进行设备到设备的通信。所述方法包括以下步骤：确定其自身位于蜂窝通信网络的覆盖区域内；以及向所述另一通信设备广播控制消息，所述控制消息指示所述通信设备位于所述蜂窝通信网络的覆盖区域内。

根据本公开第四方面的方法可以由，例如，根据本公开第二方面的通信设备来执行。根据本公开第四方面的方法的其他特征直接来自根据本公开第二方面的通信设备的功能。

根据第五方面，本公开涉及一种计算机程序，所述计算机程序包括在计算机上运行根据本公开第三方面或第四方面的方法的程序代码。

本公开可以在硬件和/或软件实施。

附图说明

本公开的其他实施例将参考下列附图进行描述，其中：

图1示出了根据一个实施例的通信方案的示意图，所述通信方案包括以网络辅助通信模式和自组织通信模式操作的多个通信设备；

图2示出了适合于根据一个实施例的通信设备或方法的通信帧的示意图；

图3示出了根据一个实施例的通信方案的示意图，所述通信方案包括位于蜂窝网络的覆盖区域内部和外部的多个通信设备；

图4示出了根据一个实施例的可由通信设备使用的不同频带的示意图；

图5示出了根据一个实施例的不同通信设备之间通信过程的示意图；

图6示出了根据一个实施例的不同通信设备之间通信过程的示意图；

图7示出了根据一个实施例的操作通信设备的方法的流程图；以及

图8示出了根据一个实施例的操作通信设备的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了根据一个实施例的通信方案的示意图，所述通信方案包括以自组织通信模式和网络辅助通信模式操作的多个通信设备。图1的上半部示出了根据一个实施例的三个示例性通信设备101a，101b和101c，所述通信设备以网络辅助通信模式进行操作，并且用于与蜂窝网络的示例性基站102进行通信。图1的下半部示出了根据一个实施例的四个示例性通信设备101b，103a，103b和103c，所述通信设备以自组织通信模式进行操作。

通信设备101a-c和103a-c可以用于在车辆到X(V2X)通信网络或设备到设备(D2D)通信网络中运行。术语“车辆到X(V2X)”通信包括车辆到车辆(V2V)、车辆到基础设施(V2I)和车辆到X(V2X)通信。所述车辆到X(V2X)通信网络或设备到设备(D2D)通信网络可以是基于IEEE 802.11p的通信网络或基于长期演进(LTE)的通信网络。

如图1所示，在网络辅助通信模式中，在通信设备100a-c之间通过基站表示的蜂窝网络进行控制数据交换中，D2D控制面和数据面可以被分离。在自组织通信模式中，D2D控制面和数据面可以是相同的。

图2示出了用于网络通信的通信帧200实施例的示意图，特别是可以被通信设备100a-c或101a-c使用的设备到设备(D2D)网络通信。所述通信帧200包括控制信道201和数据信道207。

在一个实施例中，通信帧200可以是统一介质访问控制(MAC)帧。在一个实施例中，通信帧200可以嵌入LTE通信帧的频分双工(FDD)上行频段或时分双工(TDD)上行时间帧中。在一个实施例中，通信帧200可以嵌入LTE通信帧的物理上行链路共享信道(PUSCH)和/或物理上行链路控制信道(PUCCH)。

通常，通信帧200的控制信道201内的通信资源提供的控制数据在数据信道207中定义传送特定有效载荷数据的通信资源。换句话说，通信帧的控制信道201内的控制数据提供一个到通信帧200的数据信道207内有效载荷数据的映射。

控制信道201能够实现微调同步、直接邻居设备发现、寻呼、数据的通信资源预留，并且可用于交换通信设备上下文信息，例如，通信设备的地理位置。

控制信道201可以具有永久的通信资源集，例如用于通信设备之间的L1/L2控制。控制信道201的长度或大小可以是可配置的，例如，基于通信设备的密度。可以使用多用户控制信道访问协议。

数据信道207可包括高优先级部分207a(图2中称为“安全数据通道”或简称为“SDC”)以及低优先级部分207b(图2中称为“非安全数据通道”或简称为“NDC”)。

数据信道207的高优先级部分207a(即SDC部分)可以为高优先级数据预留，例如，具有高优先级的严格服务质量(Hard QoS)安全的车辆到X(V2X)业务数据。它可以支持混合的数据或业务类型，例如用于协作感知消息(CAM)周期性消息的半持久通信资源模式，和/或富情境关键任务数据(Context-rich mission-critical data，CMD)的按需通信资源预留。可以使用多用户高优先级数据信道通信资源预留协议。

数据信道207的低优先级部分207b(即NDC部分)可以服务于低优先级数据，例如，具有低优先级的宽松服务质量(Soft QoS)车辆到X(V2X)业务数据，例如，业务效率应用数据。它可以放弃高优先级数据的优先级，例如，严格服务质量(Hard QoS)安全业务数据。低优先级部分207b(即NDC部分)中的多用户通信资源协调，可以基于按需预留方案或载波侦听多路访问(CSMA)的预留方案。

数据信道207的高优先级部分207a的通信资源(即SDC部分)以及数据通道207的低优先级部分207b(即NDC部分)可以在例如频域和/或时域中被复用。

在图2所示的实施例中，通信帧200被嵌入上行链路LTE通信帧内，所述上行链路LTE通信帧还可以包括上行链路LTE通信帧部分209。因此，在长期演进(LTE)结构中连续分配通信资源是可能的。在下行通信部分中，由于控制帧每1ms都出现，通信资源可能不能被连续分配。可实现并行的下行链路(DL)接收。

在一个实施例中，当使用长期演进(LTE)频分双工(FDD)载波时，可以在物理上行链路共享信道(PUSCH)中进行通信。因此，在通信帧200的通信之后，可出现正常的长期演进(LTE)通信。

从图2的左下侧所示的通信帧200的细节图中可以看出，实施例中的通信帧200的控制信道201包括高优先级控制信道部分(“SDC控制”)和低优先级控制信道部分(“NDC控制”)。在图2所示的实施例中，控制信道201的高优先级部分被划分为自组织通信模式控制信道部分203a和网络辅助通信模式控制信道部分203b。同样，在图2所示的实施例中，控制信道201的低优先级部分被划分为自组织通信模式控制信道部分205a和网络辅助通信模式控制信道部分205b。

图2示出了两个示例性通信资源，特别是在控制信道201高优先级部分的自组织通信模式控制信道部分203a内的资源块201a和201b。从图2的右下侧所示的细节图中可知，所述示例性通信资源，特别是资源块201a包括多个数据字段，例如同步序列或信号(SS)211、设备ID 213、资源块ID 215、上下文数据217，例如关于设备位置的信息、用于其它数据的字段219和保护间隔(GI)221。

例如，所述同步序列或信号(SS)211允许以自组织通信模式操作的通信设备同步，例如图1所示的通信设备101a-d。

图2的左上侧示出了控制信道201’的一个实施例，控制信道201’可以在无网络辅助可用的情况下使用。在这种情况下，控制信道201’可以仅包括高优先级部分(图2中称为“SDC控制”)以及低优先级部分(图2中称为“NDC控制”)。

在其中一个实施例中，可以根据来自一组模式其中之一来构造通信帧200，其中，所述一组模式包括自组织通信模式和网络辅助通信模式。在一个实施例中，通信帧200可以在自组织通信模式和网络辅助通信模式之间切换，反之亦然，例如，根据蜂窝网络覆盖和/或通信设备相对于蜂窝网络位于空闲模式或连接模式。从而可以提供用于自动模式切换的决策标准。

图3示出了根据一个实施例的通信方案的示意图，所述通信方案包括蜂窝通信网络102的覆盖区域301内部和外部的多个通信设备。蜂窝通信网络由基站102a提供。虽然在图3的示例中仅示出了一个基站102a，对于本领域技术人员来说应该清楚，蜂窝通信网络通常跨越多个基站102a。蜂窝通信网络102的覆盖区域301被划分为中心区域301a(位于建立所述蜂窝通信网络的基站102a附近)，以及边缘区域301b(位于蜂窝通信网络102中心区域301a外)，即在覆盖区域301的边缘附近。在图3所示的示例中，通信设备101a位于蜂窝通信网络102的覆盖区域301的中心区域301a内，通信设备101b和101c位于蜂窝通信网络102的覆盖区域301的边缘区域301b内，通信设备103a-c位于蜂窝通信网络102的覆盖区域301外。也就是说，通信设备103a-c不能直接与蜂窝通信网络102的基站102a(或任何其他基站)通信。在其中一个实施例中，可以通过使用用于蜂窝通信网络102信号强度的信号强度阈值来限定蜂窝通信网络102的覆盖区域301的中心区域301a和边缘301b。

在一个实施例中，位于蜂窝通信网络102的覆盖区域301内的通信设备，即图3所示的示例性通信设备101a-c，和位于所述蜂窝通信网络102的覆盖区域301外的通信设备，即图3所示的示例性通信设备103a-c，可以使用不同频带内的通信帧来操作。在一个实施例中，位于蜂窝通信网络102的覆盖区域301内的通信设备，即图3所示的示例性通信设备101a-c，可以使用如图4所示的部分蜂窝UL PUSCH通信资源。在这种情况下，所述通信帧可以嵌入传统LTE PUSCH通信帧中，包括控制信道201和具有高优先级部分207a和低优先级部分207b的数据信道207，如前文图2的上下文中所述。

在一个可选实施例中，位于蜂窝通信网络102的覆盖区域301内的通信设备，即如图3所示的示例性通信设备101a-c，和位于所述蜂窝通信网络102的覆盖区域301外的通信设备，即如图3所示的示例性通信设备103a-c，均可以使用相同频带进行D2D通信。换句话说，可以使用专用D2D通信帧在专用频带中进行D2D通信，如图4所示。仅可以被蜂窝通信网络102的覆盖区域301内的通信设备(即图3所示的示例性通信设备101a-c)所利用的蜂窝通信网络102可以被部署在频带1上，大体如图4所示。

图5示出了在蜂窝通信网络102的覆盖区域301内的一个通信设备(如图3所示的通信设备101b)和接近蜂窝通信网络102的覆盖区域301的一个通信设备(如图3中所示的通信设备103a)之间的通信流500的示意图，对于上述情况，在蜂窝通信网络102的覆盖区域301内的通信设备和蜂窝通信网络102的覆盖区域301外的通信设备使用不同频带，例如图4上半部的频带1(第一频带)和频带2(第二频带)，进行D2D通信。

在图5所示的通信过程500的步骤501中，通信设备101b确定其自身位于蜂窝通信网络102的覆盖区域301的边缘区域301b内。在一个实施例中，通信设备101b是在由蜂窝通信网络102提供的(例如，传统LTE)信号强度基础上或在与网络交互的基础上进行确定。

在步骤503中，通信设备101b激活第二接收器，以便开始在第二频带上监听通信消息，同时继续使用第一接收器在第一频带上监听来自蜂窝通信网络102的覆盖区域301内的其它通信设备的通信消息。

在步骤505中，通信设备101b使用第二频带周期性地向蜂窝通信网络102的覆盖区域301外的通信设备广播控制消息，具体地，使用在所述第二频带中操作的通信帧的控制信道周期性地向蜂窝通信网络102的覆盖区域301外的通信设备广播控制消息。在一个实施例中，由通信设备101b广播的控制消息可以包括以下数据元素中的至少一个：通信设备101b的标识符、指示通信设备101b位于蜂窝通信网络102的覆盖区域301内的指示符、标识由通信设备101b选择的通信资源的通信资源标识符、来自通信设备101b的同步信号、和/或关于通信设备101b的位置信息。

在步骤505中，位于蜂窝通信网络102的覆盖区域301外、但是在通信设备101b的广播区域内的通信设备103a从所述通信设备101b接收这种控制消息，通信设备103a确定其自身位于蜂窝通信网络102的覆盖区域301的外边缘附近。作为回应，在步骤507中，通信设备103a开始监听、尤其是通过激活第二接收器监听第一频带内的通信消息(在图5中示意性地表示为步骤509)，同时继续监听第二频带上的通信消息。通信设备103a此时也意识在第一频带上进行的D2D通信(例如，由蜂窝通信网络102的覆盖范围内的通信设备进行的通信)。

图6示出了在蜂窝通信网络102的覆盖区域301内的一个通信设备(如图3所示的通信设备101b)和接近蜂窝通信网络102的覆盖区域301的一个通信设备(如图3中所示的通信设备103a)之间的通信流600的示意图，对于上述情况，在蜂窝通信网络102的覆盖区域301内的通信设备和蜂窝通信网络102的覆盖区域301外的通信设备使用相同频带，例如图4中下半部的频带2(第二频带)，进行D2D通信。

在图6所示的通信过程600的步骤601中，通信设备101b确定其自身位于蜂窝通信网络102的覆盖区域301的边缘区域301b内。在一个实施例中，通信设备101b在由蜂窝通信网络102提供的(例如，传统LTE)信号强度的基础上或在网络交互的基础上进行所述确定。

在步骤603中，通信设备101b使用第二频带，特别是使用在所述第二频带中操作的通信帧的控制信道，周期性地向蜂窝通信网络102的覆盖区域301外的通信设备广播控制消息。在一个实施例中，由通信设备101b广播的控制消息可以包括以下数据元素中的至少一个：通信设备101b的标识符、指示通信设备101b位于蜂窝通信网络102的覆盖区域301内的指示符、标识由通信设备101b选择的通信资源的通信资源标识符、来自通信设备101b的同步信号、和/或通信设备101b的位置信息。

在步骤603中，位于蜂窝通信网络102的覆盖区域301外、但在所述通信设备101b的广播区域内的通信设备103a接收来自所述通信设备101b的控制消息，通信设备103a确定其自身位于蜂窝通信网络102的覆盖区域301的外边缘附近。作为回应，在步骤605和607中，通信设备103a仅使用通信帧的控制信道的自组织通信模式控制信道部分，例如图2所示的通信帧200的控制信道201的自组织通信模式控制信道部分205a，其通过从蜂窝通信网络102的覆盖区域301的边缘区域301b内的通信设备101b接收的控制消息来限定。在一个实施例中，通信设备103a继续通过通信帧的整个控制信道(包括自组织通信模式控制信道部分205a和网络辅助通信模式控制信道部分205b)来接收。因此，通信设备103a此时意识到自组织通信模式和网络辅助通信模式中设备的D2D通信。因此，可以避免不同通信模式下的通信设备之间的资源冲突。

图7示出了操作一个通信设备的方法700的流程图，所述通信设备(例如通信设备103a-c其中之一)用于使用第二频带与多个其他通信设备(例如通信设备101a-c、103a-c)进行D2D通信。方法700包括以下步骤。

第一步骤701，从所述多个通信设备的另一通信设备(例如通信设备101a-c其中之一)接收控制消息，所述控制消息指示所述另一通信设备(例如通信设备101a-c其中之一)位于蜂窝通信网络(由基站102表示)的覆盖区域301内。第二步骤703，响应于接收所述控制消息的，开始使用第一频带监听来自所述多个通信设备(例如通信设备101a-c，103a-c)中的其他通信设备的消息。

图8示出了操作一个通信设备的方法800的流程图，所述通信设备(例如通信设备101a-c其中之一)用于与多个其他通信设备进行D2D通信。方法800包括以下步骤。

第一步骤801确定自身(即所述通信设备)位于蜂窝通信网络(由至少一个基站102a提供)的覆盖区域301内。第二步骤803，向所述其他通信设备广播控制消息，所述控制消息指示所述通信设备位于蜂窝通信网络102的覆盖区域301内。

本公开的实施例可以在计算机***上运行的计算机程序中实现，其至少包括用于执行在可编程装置上运行时根据本公开的方法的步骤的代码部分，如计算机***或使可编程装置执行根据本公开的装置或***的功能。计算机程序是诸如特定应用程序和/或操作***等的一些指令。所述计算机程序可以例如包括以下一个或多个：子例程，函数，程序，对象方法，对象实现，可执行应用程序，小应用程序，小服务程序，源代码，目标码，共享库/动态加载库和/或设计用于在计算机***上执行的其它指令序列。

尽管已经参考具体特征、实施方式和实施例对本公开进行了描述，但是显而易见，在没有脱离本公开的精神实质和范围的情况下，对其各种修改和组合都是可行的。因此，本说明书和附图被简单认为是所附权利要求限定的示例，其覆盖了落入本公开保护范围内的任意和所有修改、改变、组合和等同物。

Claims (18)

1.一种通信设备(103a-c)，用于使用第二频带与多个其它通信设备(101a-c，103a-c)进行设备到设备通信，

其中，所述通信设备(103a-c)用于，从所述多个通信设备(101a-c，103a-c)中的另一通信设备(101a-c)接收控制消息，所述控制消息指示所述另一通信设备(101a-c)位于蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)内；

其中，所述通信设备(103a-c)还用于，当接收到所述控制消息时，开始使用第一频带监听来自多个通信设备(101a-c，103a-c)中的其它通信设备的消息。

2.根据权利要求1所述的通信设备(103a-c)，其中，所述通信设备(103a-c)用于，在预定时间内未从所述多个通信设备(101a-c，103a-c)中的任一个接收到所述控制消息时，停止使用所述第一频带监听消息。

3.根据权利要求1或2所述的通信设备(103a-c)，其中，所述通信设备(103a-c)用于，只要所述通信设备周期性地从所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)内的至少一个其他通信设备(101a-c，103a-c)接收到所述控制消息，保持使用所述第一频带监听消息。

4.根据前述权利要求任一项所述的通信设备(103a-c)，其中，所述通信设备(103a-c)用于确定其自身位于所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)内，并且所述通信设备(103a-c)用于当确定其自身位于所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)内时，停止接收所述控制消息。

5.根据前述权利要求任一项所述的通信设备(103a-c)，其中，所述通信设备(103a-c)包括用于所述第一频带的第一接收器和用于所述第二频带的第二接收器，其中所述通信设备(103a-c)用于当接收到所述控制消息时，接通所述第二接收器，使用所述第一频带开始监听来自所述多个通信设备(101a-c，103a-c)中的其它通信设备的消息。

6.根据前述权利要求任一项所述的通信设备(103a-c)，

其中，所述通信设备(103a-c)用于，只要所述通信设备未接收到所述控制消息，使用具有第一控制信道格式(201’)的通信帧(200)与所述其它通信设备进行通信，所述第一控制信道格式(201’)提供仅用于自组织通信模式的通信资源；以及

其中，所述通信设备(103a-c)还用于，当接收到所述控制消息时，使用具有第二控制信道格式(201)的通信帧(200)与所述其它通信设备进行通信，该第二控制信道格式(201)提供用于自组织通信模式和网络辅助通信模式的通信资源。

7.根据前述权利要求任一项所述的通信设备(103a-c)，其中，所述通信设备(103a-c)用于，当所述通信设备位于蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)内时，使用所述第一频带用于蜂窝通信和设备到设备通信，并且当所述通信设备位于所述覆盖区域(301)的边缘区域(301b)内时，还使用所述第二频带仅用于设备到设备通信。

8.一种通信设备(101a-c)，用于与多个其他通信设备进行设备到设备通信，

其中，所述通信设备(101a-c)用于确定其自身位于蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)内；以及

其中，所述通信设备(101a-c)用于向所述其它通信设备广播控制消息，所述控制消息指示所述通信设备位于所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)内。

9.根据权利要求8所述的通信设备(101a-c)，

其中，所述通信设备(101a-c)用于确定其自身位于所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)的边缘区域(301b)内；以及

其中，所述通信设备(101a-c)用于，当检测到所述通信设备(101a-c)位于所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)的边缘区域(301b)内时，开始广播所述控制消息。

10.根据权利要求9所述的通信设备(101a-c)，

其中，所述通信设备(101a-c)用于，使用第一频带与所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)内的通信设备进行设备到设备通信；

其中，所述通信设备(101a-c)用于，当检测到所述通信设备位于所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)的边缘区域(301b)内时，开始使用第二频带监听来自所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)外的通信设备(103a-c)的信息；以及

其中，所述通信设备用于使用所述第二频带广播所述控制消息。

11.根据权利要求9或10所述的通信设备(101a-c)，

其中，所述通信设备(101a-c)用于确定从所述蜂窝通信网络(102)发送的参考信号的参考信号功率；以及

其中，所述通信设备(101a-c)用于，当确定所述参考信号功率小于阈值时，确定其自身位于所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)的边缘区域内。

12.根据权利要求9-11任一项所述的通信设备(101a-c)，其中，所述通信设备(101a-c)用于，只要所述通信设备(101a-c)确定其自身位于所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)的边缘区域(301b)内，则周期性地广播所述控制消息。

13.根据权利要求9-12任一项所述的通信设备(101a-c)，

其中，所述通信设备(101a-c)用于，检测自身位于所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)的中心区域(301a)内；以及

其中，所述通信设备(101a-c)用于，当检测到所述通信设备(101a-c)位于所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)的中心区域(301a)内时，停止广播所述控制消息。

14.根据权利要求9-13任一项所述的通信设备(101a-c)，

其中，所述通信设备(101a-c)用于，当所述通信设备(101a-c)位于所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)内时，使用第一频带进行蜂窝通信和设备到设备通信，以及

其中，所述通信设备(101a-c)用于，当所述通信设备(101a-c)位于所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)的边缘区域(301b)内时，使用第二频带仅用于设备到设备通信。

15.根据权利要求8-14任一项所述的通信设备(101a-c)，其中，所述控制消息包括下述组合中的至少一个：

广播所述控制消息的所述通信设备(101a-c)的标识符，

指示广播所述控制消息的所述通信设备(101a-c)位于所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)内的指示符，

广播所述控制消息的所述通信设备(101a-c)选择的无线电资源标识符，

来自广播所述控制消息的所述通信设备(101a-c)的同步信号，和/或

广播所述控制消息的所述通信设备(101a-c)的位置信息。

16.一种操作通信设备(103a-c)的方法(700)，所述通信设备(103a-c)用于使用第二频带与多个其它通信设备进行设备到设备通信，其中，所述方法(700)包括以下步骤：

接收(701)来自所述多个通信设备(101a-c，103a-c)中的另一通信设备(101a-c)的控制消息，所述控制消息指示所述另一通信设备(101a-c)位于蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)内；以及

当接收到控制消息时，开始(703)使用第一频带监听来自所述多个通信设备(101a-c，103a-c)中的其他通信设备的消息。

17.一种操作通信设备(101a-c)的方法(800)，所述通信设备(101a-c)用于与多个其它通信设备进行设备到设备通信，其中，所述方法(800)包括以下步骤：

确定(801)所述通信设备(101a-c)自身位于蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)内；以及

向所述其它通信设备广播(803)控制消息，所述控制消息指示所述通信设备位于所述蜂窝通信网络(102)的覆盖区域(301)内。

18.一种计算机程序，包括用于在计算机上执行权利要求16或17所述方法的程序代码。