用于执行D2D通信的方法和装置.pdf

本发明提供了用于在通信系统中执行D2D通信的方法和装置。该通信系统可以至少包括基站(BS)、D2D发射机和D2D接收机。D2D发射机在D2D通信中向D2D接收机传输D2D数据。根据本发明的方法，可以从D2D发射机接收D2D数据；并且响应于从D2D接收机接收到否定消息，所接收的D2D数据被传输给D2D接收机，其中该否定消息指示D2D接收机无法从D2D发射机接收该D2D数据。

1.  一种用于在通信系统中执行D2D(设备到设备)通信的方法，其中所述通信系统至少包括基站(BS)、D2D发射机和D2D接收机，并且其中所述D2D发射机在D2D通信中向所述D2D接收机传输D2D数据，所述方法包括：
从所述D2D发射机接收D2D数据；以及
响应于从所述D2D接收机接收到否定消息，将被接收的所述D2D数据传输给所述D2D接收机，其中所述否定消息指示所述D2D接收机无法从所述D2D发射机接收所述D2D数据。

2.  根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
确定用于从所述D2D发射机传输所述D2D数据的D2D传输功率。

3.  根据权利要求2所述的方法，其中至少一个用户设备(UE)由所述基站(BS)服务，并且其中确定用于从所述D2D发射机传输所述D2D数据的D2D传输功率包括：
获取所述D2D通信的信道质量；
确定所述信道质量是否超过预定阈值；
响应于确定所述信道质量超过预定阈值，计算所述D2D传输功率以及用于所述至少一个UE的至少一个蜂窝传输功率，以便于最大化所述通信系统的吞吐量；以及
响应于确定所述信道质量不超过所述预定阈值，将所述D2D发射机的全功率确定为所述D2D传输功率，并且将所述至少一个UE的全功率确定为所述至少一个蜂窝传输功率。

4.  根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
获取所述D2D通信所要求的D2D速率；以及
基于所述D2D速率来确定所述BS是否有资格作为所述D2D通信中的中继。

5.  根据权利要求4所述的方法，其中基于所述D2D速率来确定 所述BS是否有资格作为所述D2D通信中的中继包括：
基于针对所述D2D发射机的功率限制以及从所述D2D发射机到所述BS的信道，或者基于针对所述BS的功率限制以及从所述BS到所述D2D接收机的信道，来计算候选速率；
确定所述候选速率是否超过所述D2D速率；
响应于确定所述候选速率超过所述D2D速率，确定所述BS有资格作为所述D2D通信中的中继；以及
响应于确定所述候选速率不超过所述D2D速率，确定所述BS没有资格作为所述D2D通信中的中继。

6.  一种用于在通信系统中执行D2D(设备到设备)通信的方法，其中所述通信系统至少包括基站(BS)、D2D发射机和D2D接收机，并且其中所述D2D发射机在D2D通信中向所述D2D接收机传输D2D数据，所述方法包括：
响应于无法从所述D2D发射机接收D2D数据，向所述D2D发射机和所述BS发送否定消息；以及
从所述BS接收所述D2D数据。

7.  根据权利要求6所述的方法，进一步包括：
响应于从所述BS或所述D2D发射机接收到所述D2D数据，向所述D2D发射机和所述BS发送肯定消息。

8.  一种用于在通信系统中执行D2D(设备到设备)通信的方法，其中所述通信系统至少包括基站(BS)、D2D发射机和D2D接收机，并且其中所述D2D发射机在D2D通信中向所述D2D接收机传输D2D数据，所述方法包括：
将D2D数据传输给所述D2D接收机和所述BS，以使得所述BS响应于从所述D2D接收机接收到否定消息而将所述D2D数据传输给所述D2D接收机。

9.  根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
从所述D2D接收机接收肯定消息，其中所述肯定消息指示所述D2D接收机已经从所述BS或所述D2D发射机接收到所述D2D数据。

10.  根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
从所述D2D接收机接收否定消息，其中所述否定消息指示所述D2D接收机无法从所述D2D发射机接收所述D2D数据。

11.  一种用于在通信系统中执行D2D(设备到设备)通信的装置，其中所述通信系统至少包括基站(BS)、D2D发射机和D2D接收机，并且其中所述D2D发射机在D2D通信中向所述D2D接收机传输D2D数据，所述装置包括：
第一数据接收单元，被配置为从所述D2D发射机接收D2D数据；以及
第一数据传输单元，被配置为响应于从所述D2D接收机接收到否定消息，将被接收的所述D2D数据传输给所述D2D接收机，其中所述否定消息指示所述D2D接收机无法从所述D2D发射机接收所述D2D数据。

12.  根据权利要求11所述的装置，进一步包括：
第一确定单元，被配置为确定用于从所述D2D发射机传输所述D2D数据的D2D传输功率。

13.  根据权利要求12所述的装置，其中所述第一确定单元包括：
第一获取单元，被配置为获取所述D2D通信的信道质量；
第二确定单元，被配置为确定所述信道质量是否超过预定阈值；
第一计算单元，被配置为响应于确定所述信道质量超过预定阈值，计算所述D2D传输功率以及用于所述至少一个UE的至少一个蜂窝传输功率，以便于最大化所述通信系统的吞吐量；以及
第三确定单元，被配置为响应于确定所述信道质量不超过所述预定阈值，将所述D2D发射机的全功率确定为所述D2D传输功率，并且将所述至少一个UE的全功率确定为所述至少一个蜂窝传输功率。

14.  根据权利要求11所述的装置，进一步包括：
第二获取单元，被配置为获取所述D2D通信所要求的D2D速率；以及
第四确定单元，被配置为基于所述D2D速率来确定所述BS是否 有资格作为所述D2D通信中的中继。

15.  根据权利要求14所述的装置，其中所述第四确定单元包括：
第二计算单元，被配置为基于针对所述D2D发射机的功率限制以及从所述D2D发射机到所述BS的信道，或者基于针对所述BS的功率限制以及从所述BS到所述D2D接收机的信道，来计算候选速率；
第五确定单元，被配置为确定所述候选速率是否超过所述D2D速率；
第六确定单元，被配置为响应于确定所述候选速率超过所述D2D速率，确定所述BS有资格作为所述D2D通信中的中继；以及
第七确定单元，被配置为响应于确定所述候选速率不超过所述D2D速率，确定所述BS没有资格作为所述D2D通信中的中继。

16.  一种用于在通信系统中执行D2D(设备到设备)通信的装置，其中所述通信系统至少包括基站(BS)、D2D发射机和D2D接收机，并且其中所述D2D发射机在D2D通信中向所述D2D接收机传输D2D数据，所述装置包括：
第一发送单元，被配置为响应于无法从所述D2D发射机接收D2D数据，向所述D2D发射机和所述BS发送否定消息；以及
第二数据接收单元，被配置为从所述BS接收所述D2D数据。

17.  根据权利要求16所述的装置，进一步包括：
第二发送单元，被配置为响应于从所述BS或所述D2D发射机接收到所述D2D数据，向所述D2D发射机和所述BS发送肯定消息。

18.  一种用于在通信系统中执行D2D(设备到设备)通信的装置，其中所述通信系统至少包括基站(BS)、D2D发射机和D2D接收机，并且其中所述D2D发射机在D2D通信中向所述D2D接收机传输D2D数据，所述装置包括：
第二数据传输单元，被配置为将D2D数据传输给所述D2D接收机和所述BS，以使得所述BS响应于从所述D2D接收机接收到否定消息而将所述D2D数据传输给所述D2D接收机。

19.  根据权利要求18所述的装置，进一步包括：
第一消息接收单元，被配置为从所述D2D接收机接收肯定消息，其中所述肯定消息指示所述D2D接收机已经从所述BS或所述D2D发射机接收到所述D2D数据。

20.  根据权利要求18所述的装置，进一步包括：
第二消息接收单元，被配置为从所述D2D接收机接收否定消息，其中所述否定消息指示所述D2D接收机无法从所述D2D发射机接收所述D2D数据。

用于执行D2D通信的方法和装置
技术领域
本发明的实施例一般性地涉及通信技术。更特别地，本发明的实施例涉及一种用于在通信系统中执行D2D(设备到设备)通信的方法和装置。
背景技术
在实际的通信网络中，诸如在采用GSM、CDMA、UMTS和LTE技术的网络中，无线通信用户对更快、更可靠且更好的多媒体的需求正在增长。为了适应这种增长的需求，正在研究对提供更高吞吐量的研究。
由于对更高吞吐量不断增大的需求，卸载蜂窝网络流量的趋势已受到极大的关注，例如，毫微微小区和其他小小区。对卸载蜂窝流量不断增大的需求已将大多数产业伙伴的注意力吸引至D2D通信。D2D通信的目标正追踪这一轨迹以允许D2D设备在没有来自基础设施的有限帮助或者有来自基础设施的有限帮助的情况下相互传输数据。根据用于执行在包括D2D发射机(D2D Tx)和D2D接收机(D2D Rx)的D2D设备之间的D2D通信的已有且常见的方案，D2D数据或D2D流量可以从D2D发射机传输至D2D接收机。
为了有效率地利用频谱，允许同一频带由蜂窝用户设备(UE)和D2D设备两者共享。也就是说，D2D通信可以与蜂窝通信共享同一频带。在这样的情况下，D2D通信可能干扰蜂窝通信。该干扰将高度地降低通信质量，以及减少对于蜂窝通信的小区吞吐量，特别是在上行链路中。
处理这个问题的传统方法通常将从D2D发射机传输到D2D接收机的D2D信号看作干扰，并且缓解来自D2D发射机的信号以减少该 干扰。然而，这些传统方法不能完全移除该干扰。
鉴于前述问题，存在减少来自D2D通信的对蜂窝通信的干扰的需求，以便于有效地改进包括D2D通信和蜂窝通信两者的通信系统的性能。
发明内容
本发明提出了一种移除来自D2D通信的对蜂窝通信的干扰的解决方案。具体地，本发明提供了一种用于在通信系统中执行D2D通信的方法和装置，其有效地改进了包括D2D通信和蜂窝通信两者的通信系统的性能。
根据本发明的实施例的第一方面，本发明的实施例提供了一种用于在通信系统中执行D2D通信的方法。该通信系统可以至少包括基站(BS)、D2D发射机和D2D接收机。D2D发射机可以在D2D通信中向D2D接收机传输D2D数据。该方法可以包括：从D2D发射机接收D2D数据；以及响应于从该D2D接收机接收到否定消息，将所接收的该D2D数据传输给该D2D接收机，其中该否定消息指示该D2D接收机无法从该D2D发射机接收该D2D数据。
根据本发明的实施例的第二方面，本发明的实施例提供了一种用于在通信系统中执行D2D通信的方法。该通信系统可以至少包括基站(BS)、D2D发射机和D2D接收机。D2D发射机可以在D2D通信中向D2D接收机传输D2D数据。该方法可以包括：响应于无法从该D2D发射机接收D2D数据，向该D2D发射机和该BS发送否定消息；以及从该BS接收该D2D数据。
根据本发明的实施例的第三方面，本发明的实施例提供了一种用于在通信系统中执行D2D通信的方法。该通信系统可以至少包括基站(BS)、D2D发射机和D2D接收机。D2D发射机可以在D2D通信中向D2D接收机传输D2D数据。该方法可以包括：将D2D数据传输给该D2D接收机和该BS，以使得该BS响应于从该D2D接收机接收到否定消息而将该D2D数据传输给该D2D接收机。
根据本发明的实施例的第四方面，本发明的实施例提供了一种用于在通信系统中执行D2D通信的装置。该通信系统可以至少包括基站(BS)、D2D发射机和D2D接收机。D2D发射机可以在D2D通信中向D2D接收机传输D2D数据。该装置可以包括：第一数据接收单元，被配置为从D2D发射机接收D2D数据；以及第一数据传输单元，被配置为响应于从该D2D接收机接收到否定消息，将所接收的该D2D数据传输给该D2D接收机，其中该否定消息指示该D2D接收机无法从该D2D发射机接收该D2D数据。
根据本发明的实施例的第五方面，本发明的实施例提供了一种用于在通信系统中执行D2D通信的装置。该通信系统可以至少包括基站(BS)、D2D发射机和D2D接收机。D2D发射机可以在D2D通信中向D2D接收机传输D2D数据。该装置可以包括：第一发送单元，被配置为响应于无法从该D2D发射机接收D2D数据，向该D2D发射机和该BS发送否定消息；以及第二数据接收单元，被配置为从该BS接收该D2D数据。
根据本发明的实施例的第六方面，本发明的实施例提供了一种用于在通信系统中执行D2D通信的装置。该通信系统可以至少包括基站(BS)、D2D发射机和D2D接收机。D2D发射机可以在D2D通信中向D2D接收机传输D2D数据。该装置可以包括：第二数据传输单元，被配置为将D2D数据传输给该D2D接收机和该BS，以使得该BS响应于从该D2D接收机接收到否定消息而将该D2D数据传输给该D2D接收机。
与那些已有的解决方案相比，所提出的解决方案将D2D发射机的干扰作为有用信号来处理并且增加了D2D设备的分集，以使得可以有效地改进小区吞吐量并且可以维持有效的D2D传输。
当结合附图来阅读时，从下列对特定实施例的描述，本发明的实施例的其他特征和优点也将是明显的，这些附图通过示例的方式举例说明了本发明的实施例的原理。
附图说明
本发明的实施例在示例的意义上被呈现，并且参考这些附图，在下面更详细地解释它们的优点，其中：
图1图示了根据现有技术的其中蜂窝通信受D2D通信干扰的通信系统的示意图；
图2图示了根据本发明的实施例的其中蜂窝通信不受D2D通信干扰的通信系统的示意图；
图3图示了根据本发明的实施例的用于在通信系统中执行D2D通信的方法300的流程图；
图4图示了根据本发明的进一步实施例的用于在通信系统中执行D2D通信的方法400的流程图；
图5图示了根据本发明的实施例的用于在通信系统中执行D2D通信的方法500的流程图；
图6图示了根据本发明的实施例的用于在通信系统中执行D2D通信的方法600的流程图；
图7图示了根据本发明的实施例的用于在通信系统中执行D2D通信的装置700的框图。
图8图示了根据本发明的实施例的用于在通信系统中执行D2D通信的装置800的框图。
图9图示了根据本发明的实施例的用于在通信系统中执行D2D通信的装置900的框图。
图10A图示了根据本发明的实施例的D2D通信的示意图；以及
图10B图示了根据本发明的进一步实施例的D2D通信的示意图。
贯穿附图，相同或类似的参考标号指示相同或类似的元素。
具体实施方式
参考附图地详细描述本发明的各种实施例。附图中的流程图和框图图示了根据本发明实施例的装置、方法、以及架构、功能和由计算机程序产品可执行的操作。在这个方面，这些流程图或框图中的每个 框可以表示模块、程序、或者代码的一部分，其包含一个或多个用于执行所规定的逻辑功能的可执行指令。应当注意，在一些替代实施方式中，各方框中所指示的功能可以按照与附图中所图示的顺序不同的顺序发生。例如，连续示出的两个框可能实际上基本并行地或者按照逆向的顺序来执行，这取决于相关的功能。还应当注意，框图和/或这些流程图中的每个框以及它们的组合，可以由用于执行所规定的功能/操作的基于专属硬件的系统或者由专属硬件和计算机指令的组合来实施。
在本公开内容中，用户设备(UE)可以指代终端、移动终端(MT)、订户站(SS)、便携式订户站(PSS)、移动站(MS)、或者接入终端(AT)，并且该UE、该终端、该MT、该SS、该PSS、该MS、或者该AT的一些或全部功能可以被包括在内。
在本公开内容中，基站(BS)可以指代节点B(NodeB或NB)、演进型NodeB(eNodeB或eNB)、或者管理小区的任何其他合适的设备。
首先对图1做出参考，其图示了根据现有技术的其中蜂窝通信受D2D通信干扰的通信系统的示意图。
图1的通信系统可以用GSM系统、CDMA系统、UMTS系统、LTE系统等来实施。该系统说明性地包括BS110、UE111、UE112、D2D发射机113和D2D接收机114。在该系统中，UE111和UE112由BS110服务，具体地，UE111和UE112正在与BS110通信(也就是说，UE111和UE112处于与BS110的蜂窝通信中)。同时，D2D发射机113和D2D接收机114处于D2D通信中，具体地，D2D发射机113正在将D2D数据传输给D2D接收机114。
如能够从图1看出的，在D2D通信期间，尤其是当D2D发射机113正在将数据传输给D2D接收机114时，在BS110处于与UE111和/或UE112的上行链路蜂窝通信中时，BS110可能遭受来自D2D发射机113的干扰。此时，BS110可以被认为是“受害接收机”。
现在对图2做出参考，其图示了根据本发明的实施例的其中蜂窝 通信不受D2D通信干扰的通信系统的示意图。
类似于图1，根据本发明的实施例的通信系统也可以用GSM系统、CDMA系统、UMTS系统、LTE系统等来实施。如图2中所图示的系统包括BS210、UE211、UE212、D2D发射机213和D2D接收机214。在该系统中，UE211和UE212处于与BS210的蜂窝通信中，并且同时，D2D发射机213在D2D通信中正在将D2D数据传输给D2D接收机214。如本领域的技术人员能够意识到的，在本发明的其他实施例中，在另一D2D通信中，D2D接收机214可以扮演用于传输D2D数据的D2D发射机的角色，而D2D发射机213可以扮演用于接收D2D数据的D2D接收机的角色。因此，在图2中图示D2D发射机213和D2D接收机214仅仅用于示例，而不是限制。
如能够从图2看出的，在根据本发明实施例的D2D通信期间，D2D发射机213将D2D数据传输给D2D接收机214以及BS210。根据本发明的实施例，BS210可以充当中继，用于响应于D2D接收机214无法从D2D发射机213接收D2D数据而将D2D数据转发给D2D接收机214。如此，D2D数据不再是对BS210的干扰而是有用信号。因此，归因于被移除的干扰，系统吞吐量将显著改进。
根据本发明的实施例，D2D发射机和D2D接收机可以被定位在一个小区内，或者被定位在不同的相邻小区中。在D2D发射机和D2D接收机被定位在一个小区内的实施例中，管理该小区的BS可以充当用于D2D传输的中继。在D2D发射机和D2D接收机被定位在不同的相邻小区中的其他实施例中，管理D2D发射机被定位在其中的该小区的BS可以充当用于D2D传输的中继。
将注意到，根据发明的其他实施例，通信系统可以不包括处于与BS的蜂窝通信中的UE，或者可以包括处于与BS的蜂窝通信中的至少一个UE。因此，对于BS不服务UE的情况和BS服务一个或多个UE的情况两者，本发明的实施例都是可应用的。图2中所示出的UE211和UE212仅用于示例，不用于限制。
现在对图3做出参考，其图示了根据本发明的实施例的用于在通 信系统中执行D2D通信的方法300的流程图。根据本发明的实施例，通信系统可以至少包括BS、D2D发射机和D2D接收机，并且D2D发射机可以在D2D通信中向D2D接收机传输D2D数据。根据本发明的实施例，通信系统可以被实施为GSM系统、CDMA系统、UMTS系统、LTE系统等，诸如图2中所图示的系统。根据本发明的实施例，方法300可以由例如基站、基站控制器(BSC)、网关、中继、服务器、或者任何其他可应用的设备来执行。
在方法300开始之后，在步骤S301处，从D2D发射机接收D2D数据。
如上面所讨论的，在已有的D2D解决方案中，BS不从D2D发射机接收D2D数据，而是遭受由D2D数据所导致的干扰。相对照地，根据本发明的实施例，BS可以从D2D发射机接收D2D数据。如此，从D2D发射机传输的D2D数据对于BS不再是干扰而是有用信号。
在步骤S302处，响应于从D2D接收机接收到否定消息，所接收的D2D数据被传输给D2D接收机。该否定消息可以指示D2D接收机无法从D2D发射机接收该D2D数据。
根据本发明的实施例，在从D2D发射机接收到D2D数据之后，BS可以存储所接收的D2D数据以用于进一步的使用，例如用于在D2D接收机没有成功地从D2D发射机接收到D2D数据时将所接收的D2D数据传输给D2D接收机。在一些实施例中，D2D数据可以被存储在存储器中，例如，存储在可接入到BS的半导体存储设备中，诸如RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存设备等。在这个方面，看起来BS充当了用于转发D2D数据的中继。根据本发明的实施例，可以在中继过程中采用若干转发方案，诸如放大并转发、递增的放大并转发、解码并转发、选择解码并转发等。注意，上面的转发方案仅出于举例说明的目的而非限制的目的。
响应于从D2D接收机接收到否定消息，BS可以确定D2D接收机没有成功地从D2D发射机接收到D2D数据，并且然后可以将D2D数据传输给D2D接收机以保证D2D数据的成功传输。
根据本发明的实施例，在D2D传输开始之前，方法300可以确定用于从D2D发射机传输D2D数据的D2D传输功率。在一个实施例中，至少一个UE由基站(BS)服务，并且用于传输D2D数据的D2D传输功率可以通过以下操作来确定：获取D2D通信的信道质量；确定该信道质量是否超过预定阈值；响应于确定该信道质量超过预定阈值，计算该D2D传输功率和用于至少一个UE的至少一个蜂窝传输功率，以便于最大化通信系统的吞吐量；以及响应于确定该信道质量不超过预定阈值，将D2D发射机的全功率确定为D2D传输功率，并且将该至少一个UE的全功率确定为该至少一个蜂窝传输功率。
根据本发明的实施例，可以首先获取D2D通信所要求的D2D速率，并且然后基于该D2D速率来确定该BS是否有资格作为D2D通信中的中继。在一个实施例中，可以通过以下操作来确定该BS是否有资格作为中继：基于针对D2D发射机的功率限制以及从D2D发射机到该BS的信道，或者基于针对该BS的功率限制以及从该BS到D2D接收机的信道，来计算候选速率；确定该候选速率是否超过该D2D速率；响应于确定该候选速率超过该D2D速率，确定该BS有资格作为D2D通信中的中继；以及响应于确定该候选速率不超过该D2D速率，确定该BS没有资格作为D2D通信中的中继。
关于图3所图示的实施例，有利的是，不同于已有的解决方案，在上行链路蜂窝传输中，D2D发射机可以充当由BS服务的UE，并且BS将D2D数据看作上行链路信号。如此，BS将不受从D2D发射机向D2D接收机传输的D2D数据的干扰。
现在对图4做出参考，其图示了根据本发明的进一步实施例的用于在通信系统中执行D2D通信的方法400的流程图。方法400可以被认为是上面参考图3所描述的方法300的一个实施例。在方法400的以下描述中，可选地，判断BS是否有资格作为D2D通信中的中继，并且确定D2D数据的传输功率。然而，注意，这仅是出于举例说明本发明的原理的目的，而不是限制其范围。
在方法400开始之后，在步骤S401处，获取D2D通信所要求的 D2D速率。
根据本发明的实施例，D2D通信所要求的D2D速率可以以若干方式来获取。例如，可以根据通信系统的运营商或者本领域的技术人员的经验来设置D2D速率。又例如，可以根据通信系统的具体通信条件来计算D2D速率。再例如，可以基于D2D通信的历史信息来预测D2D速率。将注意到，上面的示例被描述用于举例说明，并且可以以除了上面的示例之外的其他方式来获取D2D速率。
在步骤S402处，基于D2D速率来确定该BS是否有资格作为D2D通信中的中继。
根据本发明的实施例，可以确定用于由通信系统所支持的D2D通信的候选速率，以便于判断在当前通信环境下BS是否有资格作为D2D通信中的中继。
根据本发明的实施例，可以以若干方式来确定该候选速率。在一个实施例中，可以基于针对D2D发射机的功率限制和从D2D发射机到该BS的信道来确定该候选速率。特别地，可以通过下式来计算该候选速率：
log(1+||hd,BS||2P‾dσ2)---(1)]]>
其中h_d，BS表示从D2D发射机到该BS的上行链路信道，表示针对D2D发射机的功率限制，并且σ²表示在接收机侧(即BS处)的高斯噪声。
在另一个实施例中，可以基于针对BS的功率限制和从BS到D2D接收机的信道来确定该候选速率。特别地，可以通过下式来计算该候选速率：
log(1+||hBS,dT||2P‾BSσ2)---(2)]]>
其中表示从该BS到D2D接收机的下行链路信道，表示针对该BS的功率限制，并且σ²表示在接收机侧(即D2D接收机处)的高斯噪声。
将注意到，可以以处理等式(1)和(2)之外的若干其他方式来 计算该候选速率，并且上面的等式(1)和(2)出于示例而非限制的目的而被举例说明。
在确定候选速率之后，可以确定候选速率是否超过D2D速率。在一些实施例中，响应于确定候选速率超过D2D速率，可以确定该BS有资格作为D2D通信中的中继；并且响应于确定候选速率不超过D2D速率，可以确定该BS没有资格作为D2D通信中的中继。
关于步骤S402，如果确定BS有资格作为D2D通信中的中继，则方法400的流程前进至步骤S403；否则，该流程结束。
如本领域的技术人员能够意识到的，前述步骤S401和S402对于根据本发明的方法是可选步骤。对于总是支持D2D通信的具有良好通信条件的通信系统，可以省略步骤S401和S402。
在步骤S403处，获取D2D通信的信道质量。
根据本发明的实施例，信道质量可以包括反映D2D发射机与D2D接收机之间的信道的质量的信息。例如，信道质量信息可以包括信号与干扰加噪声比(SINR)、信噪比(SNR)、信干比(SIR)、载波与干扰加噪声比(CINR)、载波与噪声比(CNR)等。
在这个实施例中，信道质量信息示例性地是SINR。如此，在步骤S403处可以获取D2D发射机与D2D接收机之间的信道的SINR。将注意到，在发明的其他实施例中，信道质量信息可以进一步包括SNR、SIR、CINR、CNR或者SINR、SNR、SIR、CINR和CNR的任意组合。
在步骤S404处，确定该信道质量是否超过预定阈值。
该预定阈值是用于评估信道质量(例如，在步骤S403处所获取的SINR)的阈值。根据本发明的实施例，可以以若干方式来预先确定这样的阈值。例如，可以根据通信系统的运营商或者本领域的技术人员的经验来预先确定该阈值；还可以根据通信系统的具体通信条件来预先确定该阈值；另外，可以基于D2D通信的历史信息来预先确定该阈值。将注意到，上面的示例被描述用于举例说明，并且可以以除了上面的示例之外的其他方式来获取该阈值。
与预定阈值相比较，如果确定该信道质量超过预定阈值，则方法400的流程前进至步骤S405，以计算D2D传输功率和(多个)蜂窝传输功率；并且如果确定该信道质量不超过预定阈值，则方法400的流程前进至步骤S406，以使用全功率。
在步骤S405处，计算D2D传输功率和用于至少一个UE的至少一个蜂窝传输功率，以便于最大化通信系统的吞吐量。
这个步骤响应于D2D通信的信道质量超过预定阈值而被执行。根据本发明的实施例，比预定阈值高的信道质量可以指示D2D通信的信道质量相对良好，因此D2D通信不处于中断。在这种情况下，可以根据某些策略来计算D2D发射机的传输功率(即，D2D传输功率)和该至少一个UE的传输功率(即，蜂窝传输功率)。例如，一个策略可以包括最大化通信系统的吞吐量。因此，D2D传输功率和该至少一个蜂窝传输功率可以被计算如下：
maxQd,Qi∈SΣi∈Slog(||vihi||2σ2)+Qi---(3)]]>
s.t.log(1-&Element;)+σ2(eRd-1)g&OverBar;de-Qd+Σi&Element;Slog(1+g&OverBar;i,d(eRd-1)g&OverBar;deQi-Qd)<0]]>
Qi≤log(P&OverBar;c),log((eRd-1)σ2||vdhd,BS||2)≤Qd≤log(P&OverBar;d)]]>
在上面的等式(3)中，第一行表示将被最大化的吞吐量，并且随后的三行指示受到的三个约束，其中第一约束指示对于中断D2D通信的概率应当小于预定值，例如∈。具体地，在等式(3)中，
s指示处于蜂窝通信的UE的子集；在这个子集中的UE在即将到来的传输时隙中被调度为激活的UE；另外，在该子集中的UE的总数量小于Nt-1；
σ²指示在接收机侧的高斯噪声的功率；
h_d，BS指示从D2D发射机到BS的上行链路信道，其可以是Nt-元素的矢量；
指示针对(多个)UE的功率限制；
指示针对D2D发射机的功率限制；
Q_d指示D2D发射机的传输功率的对数形式，也就是说，Q_d＝log(P_d)，其中P_d指示D2D发射机的传输功率并且其中指示针对D2D发射机的功率限制；
Q_i指示第i个UE的传输功率的对数形式，也就是说，Q_i＝log(P_i)并且其中指示针对第i个UE的功率限制；
v_i指示在BS处的针对第i个UE的波束成形矢量；
v_d指示在BS处接收到的针对D2D发射机的波束成形矢量；
h_i指示从第i个UE到BS的上行链路信道，其可以是Nt-元素的矢量；
∈指示针对D2D上行链路的中断概率约束，中断不可以超过∈，即5％左右；
R_d指示针对D2D设备的速率要求，其也是D2D接收机处的速率中断阈值。在本发明的一个实施例中，如果log(1+SINR)≥R_d，则D2D接收机能够成功地解码消息并且对应的吞吐量是R_d；否则，如果log(1+SINR)＜R_d，则该链路处于中断并且对应的吞吐量是0；
指示从D2D发射机到D2D接收机的信道的平均(功率)值；以及
指示从第i个UE到D2D接收机的信道的平均(功率)值。
将注意到，除了上述吞吐量优化问题之外，还可以根据一些其他策略(例如，最大化总速率)来确定传输功率。这些示例被示出以用于举例说明而非限制。
在步骤S406处，D2D发射机的全功率被确定为该D2D传输功率，并且该至少一个UE的全功率被确定为该至少一个蜂窝传输功率。
这个步骤响应于D2D通信的信道质量不超过预定阈值而被执行。根据本发明的实施例，比预定阈值低的信道质量可以指示D2D通信的信道质量不是足够良好，也就是说，D2D通信处于中断。在这种情况下，D2D传输功率可以被确定为D2D发射机的全功率。同时，对 于由BS服务的一个或多个UE，它们各自的传输功率可以分别被确定为它们的全功率。
如本领域的技术人员能够意识到的，前述步骤S403和S406对于根据本发明的方法是可选步骤。例如，在一些实施例中，以有可能减少通信系统的吞吐量的代价，全功率可以被直接指配给D2D发射机以及该至少一个UE。
在步骤S407处，从D2D发射机接收D2D数据。
方法400中的步骤S407对应于如上面所描述的方法300中的步骤S301。与步骤S301相类似，从D2D发射机传输的D2D数据对于BS不再是干扰而是有用信号。
在步骤S408处，响应于从D2D接收机接收到否定消息，所接收的D2D数据被传输给D2D接收机。该否定消息可以指示D2D接收机无法从D2D发射机接收该D2D数据。
方法400中的步骤S408对应于如上面所描述的方法300中的步骤S302。与步骤S302相类似，响应于从D2D接收机接收到否定消息，BS可以确定D2D接收机没有成功地从D2D发射机接收到D2D数据，并且然后可以将D2D数据传输给D2D接收机以保证D2D数据的成功传输。根据本发明的实施例，若干转发方案，诸如放大并转发、递增的放大并转发、解码并转发、以及选择解码并转发可以在本发明的实施例中被采用。
与已有的解决方案相比较，有利的是，BS是否有资格作为D2D通信中的中继在开始D2D数据的传输之前被确定，因为D2D通信的成功率可以被有效地提高。另外，也是有利的是，例如基于信道质量来确定D2D数据的传输功率，以提高通信系统的吞吐量。
现在对图5做出参考，其图示了根据本发明的实施例的用于在通信系统中执行D2D通信的方法500的流程图。如上面所讨论的，根据本发明的实施例，通信系统可以至少包括BS、D2D发射机和D2D接收机，D2D发射机可以在D2D通信中向D2D接收机传输D2D数据，并且通信系统可以被实施为GSM系统、CDMA系统、UMTS系 统、LTE系统等。根据本发明的实施例，方法500可以由例如D2D接收机、用户设备、终端或者任何其他可应用的设备来执行。
在方法500开始之后，在步骤S501处，响应于无法从D2D发射机接收D2D数据，否定消息被发送给D2D发射机和BS。
如参考图1所讨论的，在已有的D2D解决方案中，D2D接收机从D2D发射机接收D2D数据。通常，如果D2D数据没有被D2D接收机成功接收，则D2D发射机可以将D2D数据重传给D2D接收机。
不同于已有的D2D解决方案，在本发明的实施例中，如果D2D接收机无法从D2D发射机接收D2D数据，它可以向D2D发射机以及BS发送否定消息，例如NACK(否定确认)。如此，D2D发射机和BS均可以被告知来自D2D发射机的D2D数据的不成功接收。
在步骤S502处，从BS接收D2D数据。
根据本发明的实施例，响应于否定消息，该BS可以将从D2D发射机所接收的D2D数据传输给D2D接收机。如此，尽管D2D接收机无法从D2D发射机接收D2D数据，但是可以从BS接收与未成功地从D2D发射机接收的D2D数据相同的D2D数据。
根据本发明的实施例，可选地，响应于从该BS或D2D发射机接收到D2D数据，肯定消息可以被发送给D2D发射机和该BS。在一个实施例中，当D2D接收机从D2D发射机接收到D2D数据时，它可以向D2D发射机发送肯定消息，例如ACK(确认)，以告知D2D数据被成功地接收。在另一个实施例中，D2D接收机最初无法从D2D发射机接收到D2D数据，但是从BS成功接收到D2D数据，它可以向BS和/或D2D发射机发送肯定消息，例如ACK(确认)，以告知D2D数据被成功地从BS接收。
现在对图6做出参考，其图示了根据本发明的实施例的用于在通信系统中执行D2D通信的方法600的流程图。如上面所讨论的，根据本发明的实施例，通信系统可以至少包括BS、D2D发射机和D2D接收机，D2D发射机可以在D2D通信中向D2D接收机传输D2D数据，并且通信系统可以被实施为GSM系统、CDMA系统、UMTS系 统、LTE系统等。根据本发明的实施例，方法600可以由例如D2D发射机、用户设备、终端或者任何其他可应用的设备来执行。
在方法600开始之后，在步骤S601处，D2D数据被传输给D2D接收机和BS，以使得BS响应于从D2D接收机接收到否定消息而将D2D数据传输给D2D接收机。
如上面所讨论的，在已有的D2D解决方案中，D2D发射机将D2D数据传输给D2D接收机而不传输给BS。同时，对于BS，D2D数据是对于BS与它的(多个)UE之间的蜂窝通信的干扰，特别是在上行链路蜂窝通信中。
不同于已有的D2D解决方案，根据本发明的实施例，D2D发射机将D2D数据传输给D2D接收机和BS两者。在一个实施例中，D2D数据可以被广播至D2D接收机和BS，其中可以将指示符设置到该D2D数据中，以指示该D2D数据所指向的目标(例如，D2D接收机和BS)。如此，D2D接收机和BS两者都可以接收D2D数据。因此，当D2D接收机无法成功地接收D2D数据时，BS可以响应于从D2D接收机接收到否定消息而将该D2D数据传输给D2D接收机。
根据本发明的实施例，方法600可以进一步包括从D2D接收机接收肯定消息(例如，ACK)的步骤，其中该肯定消息指示D2D接收机已经从该BS或D2D发射机接收到该D2D数据。
根据本发明的实施例，方法600可以进一步包括从D2D接收机接收否定消息(例如，NACK)的步骤，其中该否定消息指示D2D接收机无法从D2D发射机接收到该D2D数据。
为了更好地理解，现在对图10A和图10B做出参考，它们分别图示了根据本发明的实施例的D2D通信的示意图。
图10A图示了用于执行D2D通信的一个实施例，其中D2D发射机(即，D2D Tx)将D2D数据传输1011给D2D接收机(即，D2D Rx)，同时D2D发射机还将D2D数据传输1012给BS。将注意到，在实践中，操作1011和1012可以同时执行，也就是说，D2D数据可以在一个上行链路会话中被传输给D2D Rx和BS。在从D2D Tx接收到D2D 数据之后，在下一个下行链路会话中，BS可以如在正常蜂窝通信中那样将小区数据传输1013给(多个)UE。在图10A中所示出的实施例中，D2D Rx从D2D Tx成功地接收到D2D数据，因此将肯定消息(即，D2D ACK)发送1014给D2D Tx，并且将D2D ACK发送1015给BS。
图10B图示了用于执行D2D通信的另一个实施例，其中D2D Tx将D2D数据传输1021给D2D Rx，以及将该D2D数据传输1022给BS。将注意到，在实践中，操作1021和1022可以同时执行，也就是说，D2D数据可以在同一上行链路会话中被传输给D2D Rx和BS。在从D2D Tx接收到D2D数据之后，在下一个下行链路会话中，BS可以在正常蜂窝通信中将小区数据传输1023给(多个)UE。在图10B中所示出的实施例中，D2D Rx无法从D2D Tx接收到D2D数据，因此将否定消息(即，D2D NACK)发送1024给D2D Tx，并且将D2D ACK发送1025给BS。响应于从D2D接收机接收到D2D NACK，BS将D2D数据传输1026给D2D接收机，同时BS还可以在正常蜂窝通信中将小区数据传输1027给(多个)UE。将注意到，传输1026和1027可以在同一下行链路会话中执行。响应于从D2D发射机接收到D2D数据，D2D RX可以将肯定消息(即，D2D ACK)发送1028给D2D发射机，以及将D2D ACK发送1029给BS。
图7-9分别涉及根据本发明实施例的用于在通信系统中执行D2D通信的装置的框图。如上面所讨论的，在以图7-9图示的实施例中，通信系统可以至少包括BS、D2D发射机和D2D接收机，D2D发射机在D2D通信中可以向D2D接收机传输D2D数据，并且通信系统可以被实施为GSM系统、CDMA系统、UMTS系统、LTE系统等。
现在对图7做出参考，其图示了根据本发明的实施例的用于在通信系统中执行D2D通信的装置700的框图。根据本发明的实施例，装置700可以实施在例如基站、基站控制器(BSC)、网关、中继、服务器、或者任何其他可应用的设备中。
如所示出的，装置700包括：第一数据接收单元710，被配置为 从D2D发射机接收D2D数据；以及第一数据传输单元720，被配置为响应于从D2D接收机接收到否定消息，将所接收的D2D数据传输给D2D接收机，其中该否定消息指示D2D接收机无法从D2D发射机接收D2D数据。
根据本发明的实施例，装置700可以进一步包括：第一确定单元，被配置为确定用于从D2D发射机传输D2D数据的D2D传输功率。根据本公开内容的实施例，第一确定单元可以包括：第一获取单元，被配置为获取D2D通信的信道质量；第二确定单元，被配置为确定该信道质量是否超过预定阈值；第一计算单元，被配置为响应于确定该信道质量超过预定阈值，计算D2D传输功率和用于至少一个UE的至少一个蜂窝传输功率，以便于最大化通信系统的吞吐量；以及第三确定单元，被配置为响应于确定该信道质量不超过预定阈值，将D2D发射机的全功率确定为D2D传输功率，并且将该至少一个UE的全功率确定为该至少一个蜂窝传输功率。
根据本发明的实施例，装置700可以进一步包括：第二获取单元，被配置为获取D2D通信所要求的D2D速率；以及第四确定单元，被配置为基于该D2D速率来确定该BS是否有资格作为D2D通信中的中继。根据本公开内容的实施例，第四确定单元可以包括：第二计算单元，被配置为基于针对D2D发射机的功率限制以及从D2D发射机到BS的信道，或者基于针对该BS的功率限制以及从该BS到D2D接收机的信道，来计算候选速率；第五确定单元，被配置为确定该候选速率是否超过D2D速率；第六确定单元，被配置为响应于确定该候选速率超过D2D速率，确定该BS有资格作为D2D通信中的中继；以及第七确定单元，被配置为响应于确定该候选速率不超过D2D速率，确定该BS没有资格作为D2D通信中的中继。
现在对图8做出参考，其图示了根据本发明的实施例的用于在通信系统中执行D2D通信的装置800的框图。根据本发明的实施例，装置800可以实施在例如D2D接收机、用户设备、终端或者任何其他可应用的设备中。
如所示出的，装置800包括：第一发送单元810，被配置为响应于无法从D2D发射机接收D2D数据，向D2D发射机和BS发送否定消息；以及第二数据接收单元820，被配置为从BS接收D2D数据。
根据本发明的实施例，装置800可以进一步包括：第二发送单元，被配置为响应于从BS或D2D发射机接收到D2D数据，向D2D发射机和BS发送肯定消息。
现在对图9做出参考，其图示了根据本发明的实施例的用于在通信系统中执行D2D通信的装置900的框图。根据本发明的实施例，装置900可以实施在例如D2D发射机、用户设备、终端或者任何其他可应用的设备中。
如所示出的，装置900包括：第二数据传输单元910，被配置为将D2D数据传输给D2D接收机和BS，以使得BS响应于从D2D接收机接收到否定消息而将D2D数据传输给D2D接收机。
根据本发明的实施例，装置900可以进一步包括：第一消息接收单元，被配置为从D2D接收机接收肯定消息，其中该肯定消息指示D2D接收机已经从该BS或D2D发射机接收到该D2D数据。
根据本发明的实施例，装置800可以进一步包括：第二消息接收单元，被配置为从D2D接收机接收否定消息，其中该否定消息指示D2D接收机无法从D2D发射机接收该D2D数据。
还将注意到，第一数据接收单元710、第一数据传输单元720、第一发送单元810、第二数据接收单元820和第二数据传输单元910，可以分别由当前已知的或者未来开发的任何适当的技术来实施。进一步地，图7、图8或图9中所示出的单个设备可以备选地被分离地实施在多个设备中，并且多个分离的设备可以被实施在单个设备中。本发明的范围在这些方面不受限制。
注意，装置700可以被配置为实施如参考图3-4所描述的功能，装置800可以被配置为实施如参考图5所描述的功能，并且装置900可以被配置为实施如参考图6所描述的功能。因此，关于方法300和400中的任何方法而被讨论的特征可以应用到装置700的对应部件， 关于方法500而被讨论的特征可以应用到装置800的对应部件，并且关于方法600而被讨论的特征可以应用到装置900的对应部件。进一步注意，装置700、装置800和装置900的部件可以以硬件、软件、固件、和/或它们的任何组合来具体化。例如，装置700、装置800或装置900的部件可以分别由电路、处理器或者任何其他适当的设备来实施。本领域的技术人员将意识到，上述示例仅仅用于举例说明而非限制。
在本公开内容的一些实施例中，装置700、装置800和装置900中的每个装置可以包括至少一个处理器。通过示例的方式，适合用于与本公开内容的实施例一起使用的该至少一个处理器可以包括：已知的或者未来开发的通用处理器和专用处理器两者。装置700、装置800和装置900中的每个装置可以进一步包括至少一个存储器。该至少一个存储器可以包括：例如，半导体存储器设备，例如，RAM、ROM、EPROM、EEPROM和闪存设备。该至少一个存储器可以被用来存储计算机可执行指令的程序。该程序能够用任何高级和/或低级可汇编或可解译的编程语言来编写。根据实施例，计算机可执行指令可以被配置为，与该至少一个处理器一起，促使装置700至少根据上面所讨论的方法300和400中的任何方法来执行，促使装置800至少根据上面所讨论的方法500来执行，或者促使装置900至少根据上面所讨论的方法600来执行。
基于上面的描述，本领域的技术人员将意识到，本公开内容可以以装置、方法、或计算机程序产品来具体化。一般而言，各种示例性实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或者它们的任何组合来实施。例如，一些方面可以以硬件实施，而其他方面可以以固件或者可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的软件来实施，尽管本公开内容并不限于此。虽然本公开内容的示例性实施例的各种方面可以被图示并且描述为框图、流程图或者使用一些其他的图形表示，但是将很好地理解，本文所描述的这些框、装置、系统、技术或方法可以以，作为非限制的示例，硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用 硬件或控制器或其他计算设备、或者它们的某种组合来实施。
图3-6中所示出的各种框可以被视为方法步骤，和/或被视为从计算机程序代码的操作产生的操作，和/或被视为被构造为执行相关功能的多个耦合的逻辑电路元件。本公开内容的示例性实施例的至少一些方面可以以各种部件诸如集成电路芯片和模块来实践，并且本公开内容的示例性实施例可以以可被配置为根据本公开内容的示例性实施例来操作的具体化为集成电路、FPGA或ASIC的装置来实现。
虽然本说明书包含许多具体的实施细节，但是这些不应当被解释为对任何公开内容的范围或者可能要求的范围的限制，而是被解释为对特定于特定公开内容的特定实施例的特征的描述。在本说明书中在分离的实施例的上下文中所描述的某些特征也能够在单个实施例中被组合实施。反之，在单个实施例的上下文中所描述的各种特征也能够分离地或者以任何适当的子组合在多个实施例中被实施。此外，尽管上面可能将特征描述为以某些组合起作用，并且甚至最初被如此要求保护，但是来自所要求保护的组合中的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中被去除，并且所要求保护的组合可以指向子组合或者子组合的变形。
类似地，虽然在附图中操作以特定的顺序来描述，但是这不应当被理解为，为了实现合意的结果而要求这些操作以所示出的特定顺序或者以依次的顺序来执行，或者执行全部所图示的操作。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上面所描述的实施例中各种系统部件的分离不应当被理解为在全部实施例中要求这种分离，并且应当理解，所描述的程序部件和系统一般能够一起集成在单个软件产品中或者封装到多个软件产品中。
当连同这些附图阅读时，鉴于前述描述，本公开内容的前述示例性实施例的各种修改、变形，对于相关领域中的技术人员可能变得明显。任何以及全部的修改仍将落入本公开内容的非限制和示例性实施例的范围内。此外，得到在前述描述和相关联的附图中所呈现的教导的益处，本公开内容的这些实施例所属的领域中的技术人员将会想到 本文所阐述的本公开内容的其他实施例。
因此，将理解，本公开内容的实施例不限制于所公开的具体实施例，并且修改和其他实施例意图被包括在所附权利要求的范围内。尽管本文使用了具体的术语，它们仅仅在一般性和描述性的意义上被使用并且不用于限制的目的。