一種D2D通信的同步方法及D2D通信裝置與流程

本發明涉及通信領域，尤其涉及一種設備到設備通信網絡D2D通信的同步方法及D2D通信裝置。

背景技術：

隨著無線通信技術的迅猛發展，在下一代無線網絡中，用戶希望得到高速率、廣覆蓋的服務，為此第三代合作伙伴計劃(3^rd Generation Partnership Project，3GPP)在近幾年提出了設備到設備(Device to Device，D2D)的設備直連的通信方法，D2D通信用戶通過復用蜂窩用戶授權頻段，繞過基站而直接在設備間進行業務傳輸，從而提高頻譜利用率，降低網絡負載，增大系統容量。D2D通信技術包含設備發現與鏈路建立及通信兩個主要過程，在進行設備發現之前，需要先完成設備間的同步操作，從而保證高效率的發現過程。

目前最容易實現的是基于長期演進(Long Term Evolution，LTE)的同步方式，通過基站的協調實現終端設備間的同步。具體為，需要進行D2D通信的終端設備分別與基站完成上下行同步，基站通過終端設備發送的上行信號獲得終端設備的定時提前(Timing Advance，TA)并返回給終端設備，終端設備根據TA值調整自身定時，便可以實現同步。然而，由于D2D技術的快速發展，可以預計未來將有大量應用D2D技術的設備出現，若這些設備均采用利用基站協調同步的方法，將給系統帶來嚴重的負載負擔，特別是上行同步，將導致設備接入網絡的嚴重阻塞，嚴重影響系統性能。

技術實現要素：

本發明提供一種D2D通信的同步方法及裝置，用以解決現有技術中存在的利用基站協助實現設備同步，給基站帶來了巨大的負擔，影響了系統性能的問題。

本發明實施例提供一種D2D通信的同步方法，包括：

第一D2D設備在檢測到基站信號且未檢測到D2D同步信號時，與所述基站完成同步；

第一D2D設備向基站發送簇頭申請請求；

第一D2D設備在接收到基站發送的簇頭申請確認消息后，發送D2D同步信號。

可選地，所述簇頭申請請求中攜帶有第一D2D設備的狀態信息，所述狀態信息用于所述基站判斷是否向所述第一D2D設備發送簇頭申請確認消息；

第一D2D設備向基站發送簇頭申請請求之后，還包括：

若第一D2D設備未接收到基站發送的簇頭申請確認消息，則第一D2D設備繼續檢測D2D同步信號；

若未檢測到D2D同步信號，則第一D2D設備循環向基站發送簇頭申請請求，直至第一D2D設備收到基站發送的簇頭申請確認消息或第一D2D設備檢測到D2D同步信號為止。

可選地，還包括：

若檢測到D2D同步信號，則第一D2D設備根據D2D同步信號完成同步。

可選地，還包括：

第一D2D設備未檢測到基站信號且未檢測到D2D同步信號時，第一D2D設備發送輔助同步請求信號；

第一D2D設備接收到第二D2D設備轉發的D2D同步信號，并根據第二D2D設備轉發的D2D同步信號完成同步，第二D2D設備為已完成D2D同步的D2D設備。

可選地，第一D2D設備發送輔助同步請求信號之后，還包括：

若第一D2D設備未接收到第二D2D設備轉發的D2D同步信號，則第一D2D設備主動成為同步簇頭，并發送簇頭發現信息，簇頭發現信息用于發現第一D2D設備的次級簇頭；次級簇頭用于繼續發送簇頭發現信息，從而發現次級簇頭的次級簇頭，直至不再有未同步的D2D設備響應簇頭發現信息，則同步簇網絡建立完畢；

建立起同步簇網絡后，第一D2D設備發送D2D同步信號以使所述同步簇網絡中個各D2D設備完成同步。

可選地，還包括，當建立起同步簇網絡后，第一D2D設備定時接收次級簇頭發送的狀態上報信息，狀態上報信息用于通知第一D2D設備其次級簇頭仍位于同步簇網絡中；若所述第一D2D設備連續N次未收到所述狀態上報信息，則所述第一D2D設備重新發送所述簇頭發現信息，N為預設值。

本發明實施例提供一種D2D通信裝置，包括：

同步模塊，用于當檢測到基站信號且未檢測到D2D同步信號時，與基站完成同步；

申請模塊，用于向基站發送簇頭申請請求；

接收模塊，用于接收基站發送的簇頭申請確認消息；

發送模塊，用于在接收到基站發送的簇頭申請確認消息后，發送所述D2D同步信號。

可選地，所述簇頭申請請求中攜帶有第一D2D設備的狀態信息，所述狀態信息用于所述基站判斷是否向所述第一D2D設備發送簇頭申請確認消息；

還包括檢測模塊：

檢測模塊，用于當申請模塊向所述基站發送簇頭申請請求且未接收到基站發送的簇頭申請確認消息時，檢測D2D同步信號；

申請模塊，還用于當檢測模塊未檢測到D2D同步信號時，循環向基站發送簇頭申請請求，直至接收模塊收到基站發送的簇頭申請確認消息或檢測模塊檢測到D2D同步信號為止。

可選地，包括：

同步模塊，還用于當檢測到D2D同步信號時，根據D2D同步信號完成同步。

可選地，還包括：

發送模塊，還用于未檢測到基站信號且未檢測到D2D同步信號時，發送輔助同步請求信號；

同步模塊，還用于收到第二D2D設備轉發的D2D同步信號，并根據第二D2D設備轉發的D2D同步信號完成同步，第二D2D設備為已完成D2D同步的D2D設備。

可選地，還包括：

同步簇網絡建立模塊，用于當未接收到第二D2D設備轉發的D2D同步信號時，主動成為同步簇頭，并發送簇頭發現信息，簇頭發現信息用于發現次級簇頭，次級簇頭用于繼續發送簇頭發現信息，從而發現次級簇頭的次級簇頭，直至不再有未同步的D2D設備響應所述簇頭發現信息，則同步簇網絡建立完畢；

發送模塊，還用于發送D2D同步信號以使同步簇網絡中個各D2D設備完成同步。

可選地，還包括：

接收模塊，還用于定時接收次級簇頭發送的狀態上報信息，狀態上報信息用于通知第一D2D設備其次級簇頭仍位于同步簇網絡中；

發送模塊，還用于若第一D2D設備連續N次未收到狀態上報信息，則發送模塊重新發送所述簇頭發現信息，N為預設值。

綜上所述，本發明實施例提供一種D2D通信的同步方法及D2D通信裝置，包括：第一D2D設備在檢測到基站信號且未檢測到D2D同步信號時，與所述基站完成同步；第一D2D設備向基站發送簇頭申請請求；第一D2D設備在接收到基站發送的簇頭申請確認消息后，發送D2D同步信號。本發明實施例中的第一D2D設備在與基站完成同步后，申請成為簇頭，通過成為簇頭的第一D2D設備向外發送D2D同步信號，可以使接收到此信號的未完成同步的D2D設備根據此信號完成同步，而不必再通過基站的協調完成同步，從而減輕了基站的負載負擔，提高了系統性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種系統架構；

圖2為本發明實施例提供的一種D2D通信同步方法流程示意圖之一；

圖3為本發明實施例提供的一種D2D通信同步方法流程示意圖之二；

圖4為本發明實施例提供的一種基站覆蓋外輔助同步系統示意圖；

圖5為本發明實施例提供的一種存在基站覆蓋的同步簇的系統架構；

圖6為本發明實施例提供的一種D2D通信同步方法流程示意圖之三；

圖7為本發明實施例提供的一種無基站協助的同步簇的系統架構；

圖8為本發明實施例提供的一種D2D通信同步方法流程示意圖之四；

圖9為本發明實施例提供的一種D2D通信裝置示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部份實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

圖1示例性示出了本發明實施例提供的一種系統架構，如圖1所示，本發明實施例適用的系統架構包括基站S101、設備D102、設備D103和設備D100，通過無線連接或有線連接或其他方式連接。設備D102、設備D103、設備D100均為位于基站的覆蓋范圍中的D2D設備，D2D設備可以指用戶設備(User Equipment，簡稱UE)、無線通信設備、具有無線通信功能的手持設備、車載設備、可穿戴設備，未來5G網絡中的終端設備等。基站S101可以是用于與D2D設備進行通信的設備，例如，可以是LTE系統中的演進型基站(Evolutional Node B，簡稱eNB或eNodeB)，也可以是未來5G網絡中的新演進型基站等。

圖2示例性示出了本發明實施例提供的一種D2D通信同步方法流程示意圖之一，如圖2所示，包括以下步驟：

S201：第一D2D設備在檢測到基站信號且未檢測到D2D同步信號時，與所述基站完成同步；

S202：第一D2D設備向基站發送簇頭申請請求；

S203：第一D2D設備在接收到基站發送的簇頭申請確認消息后，發送D2D同步信號。

步驟S201中，第一D2D設備在檢測到基站信號且未檢測到D2D同步信號時，與所述基站完成同步；具體指，第一D2D設備在檢測到基站信號后，與基站完成下行同步；之后，第一D2D設備檢測D2D同步信號，若未檢測到D2D同步信號，則與基站完成上行同步。D2D同步信號由D2D設備發送，用于其它D2D設備的定時校正，可選的，D2D同步信號可以由ZC序列等自相關良好的序列構建，以避免信號間的沖突。例如，圖1中設備D102位于基站S101的覆蓋范圍中，設備D102在檢測到基站S101的信號后，與基站完成下行同步；之后，設備D102檢測D2D同步信號，但其周圍并無可檢測的D2D同步信號，則設備D102與基站S101完成上行同步。可選地，D2D設備在檢測D2D同步信號時，可以預設一個最低接收門限，若檢測到的D2D同步信號低于此門限值，則視為未檢測到D2D同步信號。可選地，若第一D2D設備檢測到了D2D同步信號，則根據D2D同步信號完成同步。例如，圖1中設備D100位于基站S101的覆蓋范圍中，設備D100在檢測到基站S101的信號后，與基站完成下行同步；之后，設備D100檢測到了來自設備D102的D2D同步信號，則設備D100根據該D2D同步信號調整自身定時，完成同步。可選地，當D2D設備檢測到多個D2D同步信號時，選擇信號強度最大的信號作為定時調整的依據來完成同步。若設備D100未檢測到D2D同步信號，則與基站完成上行同步。

步驟S202中，第一D2D設備向基站發送簇頭申請請求；具體實施中，基站會收到多個D2D設備的簇頭申請請求，基站根據設定的策略選定成為簇頭的D2D設備。例如，第一D2D設備向基站發送的簇頭申請請求中包含著第一D2D設備狀態信息，如設備的電量、發射功率等信息。基站在收到第一D2D設備的簇頭申請請求后，會根據請求中包含的第一D2D設備的狀態信息判斷該設備是否能夠成為同步簇頭，若符合成為同步簇頭的條件，則基站發送簇頭申請確認消息給該設備。可選地，基站判斷D2D設備是否可以成為同步簇頭的依據可以是D2D設備的電量大于預設閾值，或D2D設備的功率大于預設閾值，或D2D設備的電量、功率同時大于預設閾值，或根據D2D設備的分布選擇一塊區域中電量或功率最高的D2D設備作為同步簇頭。例如，圖1中設備D103和設備D102都向基站S101發送了簇頭申請請求，由于設備D102的功率和電量大于預設閾值，基站向設備D102發送了簇頭申請確認消息，而設備D103的功率或電量小于預設閾值，基站便不會向設備D103發送簇頭申請確認消息。可選地，在某個時間內可能同時有多個設備申請成為同步簇頭，此時基站根據申請設備數量的多少和設備分布的情況，選擇合適的簇頭數量，并通知成為同步簇頭的D2D設備。

步驟S203中，第一D2D設備在接收到基站發送的簇頭申請確認消息后，發送D2D同步信號。具體指，第一D2D設備收到基站發送的簇頭申請確認消息后，便成為一個同步簇頭開始發送D2D同步信號。例如，圖1中設備D102收到了基站發送的簇頭申請確認消息而成為一個同步簇頭，開始發送D2D同步信號，設備D100便可以根據設備D102發送的D2D同步信號完成同步。

可選地，簇頭申請請求中攜帶有申請成為簇頭的次數，申請成為簇頭的次數為基站判斷第一D2D設備是否成為簇頭的因素之一；第一D2D設備向基站發送簇頭申請請求之后，還包括：若第一D2D設備未接收到基站發送的簇頭申請確認消息，則第一D2D設備繼續檢測D2D同步信號；若未檢測到D2D同步信號，則第一D2D設備循環向基站發送簇頭申請請求，直至第一D2D設備收到基站發送的簇頭申請確認消息或第一D2D設備檢測到D2D同步信號為止。具體指，第一D2D設備未收到基站發送的簇頭申請確認消息時，第一D2D設備會繼續檢測D2D同步信號，若未檢測到D2D同步信號，則可能是由于D2D同步簇頭發送的D2D同步信號的信號范圍未能覆蓋到當前區域。此時，第一D2D設備再次向基站發送簇頭申請請求。可選地，當基站以D2D設備的功率為依據選擇同步簇頭時，第一D2D設備再次發送簇頭申請請求前，調大自身的發射功率并更新簇頭申請請求。可選地，簇頭申請請求中攜帶的狀態信息還可以包括第一D2D設備申請成為簇頭的次數，當第一D2D設備再次申請成為簇頭時，第一D2D設備將簇頭申請請求中的次數信息加1，基站將提高多次發送簇頭申請請求的D2D設備成為同步簇頭的權重。第一D2D設備重復如上的操作，直到收到基站發送的簇頭申請確認消息或檢測到D2D同步信號為止。例如，圖1中設備102第一次向基站S101發送簇頭申請請求時，由于設備的電量或功率未滿足預設閾值，或者其它因素未滿足成為同步簇頭的條件而未收到基站發送的簇頭申請確認消息，則設備D102檢測D2D同步信號，由于其未在同步簇頭的信號覆蓋范圍內，設備D102未檢測到D2D同步信號而再次向基站S101發送簇頭申請請求，此時，簇頭申請請求中的申請次數變為2，由于申請次數的增加，基站向設備D102發送了簇頭申請確認消息，設備D102成為了同步簇頭。通過上述方法，從D2D設備中選取符合條件的設備作為同步簇頭，這些簇頭發送D2D同步信號使其它D2D設備可以直接根據這些D2D同步信號完成同步而不再需要基站的協調，從而提高了D2D設備的同步效率，也減輕了基站的負載。

可選地，若檢測到D2D同步信號，則第一D2D設備根據D2D同步信號完成同步。具體指，第一D2D設備發送簇頭申請請求后，未收到基站發送的簇頭申請確認消息，但這段時間內，可能有其它D2D設備成為了新的同步簇頭，第一D2D設備再次檢測D2D同步信號時，便有可能檢測到D2D同步信號。例如，圖1中設備D100向基站S101發送了簇頭申請請求，卻未收到基站S101返回的簇頭申請確認消息，但設備D102在這段時間內成為了新的同步簇頭。當設備D100再次檢測D2D同步信號時，便可以檢測到設備D102發送的D2D同步信號，設備D100便可根據該信號完成同步。通過上述方法，使得D2D設備可以直接根據同步簇頭的D2D同步信號同時完成同步，從而提高D2D設備的同步效率，同時，減少基站的負載。

圖3為本發明實施例提供的一種D2D通信同步方法流程示意圖之二，如圖3所示，包括以下步驟：

S301：第一D2D設備未檢測到基站信號且未檢測到D2D同步信號時，第一D2D設備發送輔助同步請求信號；

S302：第一D2D設備接收到第二D2D設備轉發的D2D同步信號，并根據第二D2D設備轉發的D2D同步信號完成同步，第二D2D設備為已完成D2D同步的D2D設備。

具體實施中，上述方法流程較佳地，但不僅限于應用于雖然D2D設備位于基站覆蓋外，但其在基站通信范圍內存在的D2D設備的信號覆蓋范圍內的情況。

步驟S301中，第一D2D設備未檢測到基站信號且未檢測到D2D同步信號時，第一D2D設備發送輔助同步請求信號；具體指，第一D2D設備開機后進行基站信號檢測，未檢測到基站信號；之后，第一D2D設備檢測D2D同步信號，當未檢測到D2D同步信號時，第一D2D設備便發送輔助同步請求信號。此時，位于基站覆蓋內的邊緣D2D設備開始掃描輔助同步請求信號。可選地，第一D2D設備可以在信號的每一幀的某個事先約定的特殊的時頻資源發送輔助同步請求信號，同時，基站覆蓋內的邊緣D2D設備在每幀保持對該時頻位置的掃描。可選地，第一D2D設備也可以不選擇特定的時頻資源進行請求信息的發送，而在一段時間內保持輔助同步請求信息的發送，以期能獲得覆蓋內設備的響應。同時，基站覆蓋邊緣的設備在設備空閑時，保持對請求信息的監聽，這是由于此時第一D2D設備尚未完成同步，其選擇的特定時頻資源可能有所偏移。當然，本實施例中是以邊緣D2D設備為例，也可以是所有D2D設備均保持在監聽狀態。圖4為本發明實施例提供的一種基站覆蓋外輔助同步系統示意圖，如圖4所示，設備D402為位于基站覆蓋范圍外的D2D設備，而設備D401為基站覆蓋范圍邊緣的D2D設備。由于位于基站覆蓋外，且周圍也沒有D2D同步信號覆蓋，設備D402無法檢測到基站信號也無法檢測到D2D同步信號，便發送輔助同步請求信號。此時，位于基站覆蓋范圍邊緣的設備D401在空閑時刻保持對輔助同步請求信號的掃描。可選地，若第一D2D設備檢測到了D2D同步信號，便根據該信號完成同步。此處的D2D同步信號可能來源于基站覆蓋范圍內的同步簇頭，此同步簇頭的信號可以覆蓋到第一D2D設備所在的位置，使得第一D2D設備可以接收到此同步簇頭發送的D2D同步信號而完成同步。可選地，當第一D2D設備同時檢測到多個D2D同步信號時，選擇信號強度最大的信號作為定時調整的依據。

步驟S302中，第一D2D設備接收到第二D2D設備轉發的D2D同步信號，并根據第二D2D設備轉發的D2D同步信號完成同步，第二D2D設備為已完成D2D同步的D2D設備。具體指，位于基站覆蓋范圍邊緣的第二D2D設備檢測到了第一D2D設備發送的輔助同步請求信息后，向第一D2D設備轉發D2D同步信號，第一D2D設備根據該D2D同步信號完成同步。可選地，第二D2D設備可以從檢測到輔助同步請求信號后的下一幀信號開始在每一幀的特定時刻轉發D2D同步信號，也可以在空閑時刻向第一D2D設備轉發D2D同步信號。可選地，第二D2D設備轉發的D2D同步信號可以是來自于同步簇頭的D2D同步信號，也可以是根據自身校正過的定時信息發送的D2D同步信號。例如，圖4中，位于基站覆蓋范圍邊緣的設備D401檢測到了基站覆蓋范圍外的設備D402發送的輔助同步請求信號后，便向設備D402轉發D2D同步信號。可選地，第一D2D設備完成輔助同步后，可以繼續轉發D2D同步信號，協助其它位于基站覆蓋范圍外的D2D設備完成同步以及后續通信操作。

綜上所述，本發明實施例提供了一種位于基站覆蓋范圍外的D2D設備輔助同步的方法，使得雖然位于基站覆蓋范圍外，但位于基站覆蓋范圍內的D2D設備的信號覆蓋范圍內的D2D設備可以利用基站覆蓋范圍內的D2D設備完成同步，從而擴大了本發明所述方案的使用范圍。

可選地，基于與上述方法類似的原理，本發明實施例提供了一種同步簇的建立方法。同步簇指的是同步簇頭和根據同步簇頭發送的D2D同步信號完成同步的D2D設備的集合。位于同步簇邊緣的D2D設備可以在與同步簇頭實現同步后保持對D2D同步信號的轉發。可選地，邊緣D2D設備的確定可以通過D2D設備接收到的D2D同步信號的信號強度決定，即某個位于D2D同步簇內的設備，當其接收到來自于同步簇頭的D2D同步信號時，若該信號強度滿足：

最低接收門限<D2D同步信號強度<邊緣用戶界限值

則認為該D2D設備位于D2D同步簇的邊緣。最低接收門限為預先設定的，若檢測到的D2D同步信號強度低于最低接收門限，則視為未檢測到D2D同步信號。邊緣用戶界限值可以預先設置，作為邊緣用戶與非邊緣用戶的判斷依據。可選地，為了避免D2D同步信號互相干擾，還可以對邊緣用戶轉發D2D同步信號的功率預先做出限制。可選地，邊緣D2D設備轉發的D2D同步信號可以是同步簇頭發送的D2D同步信號，也可以是根據自身定時校正后的D2D同步信號。圖5示例性地示出了本發明實施例提供的一種存在基站覆蓋的同步簇的系統架構，如圖5所示，設備D500收到的D2D同步信號的強度大于最低接收門限，小于邊緣設備界限值，則設備D500為所在同步簇的邊緣設備。D500收到所在同步簇的同步簇頭發送的D2D同步信號完成同步后，保持對D2D同步信號的轉發，位于同步簇頭信號覆蓋范圍外的設備D501收到了設備D500轉發的D2D同步信號完成了同步。通過該方法，實現了D2D設備的快速同步操作，不僅保證了所有D2D設備快速地完成同步，同時也避免了大量D2D設備同時接入網絡導致的網絡阻塞問題。同時，該方法還能幫助保持D2D空閑狀態的設備完成快速的同步，方便其進行后續的設備發現等操作。

圖6為本發明實施例提供的一種D2D通信同步方法流程示意圖之三，如圖6所示，包括如下步驟：

S601：若第一D2D設備未接收到第二D2D設備轉發的D2D同步信號，則第一D2D設備主動成為同步簇頭，并發送簇頭發現信息，簇頭發現信息用于發現第一D2D設備的次級簇頭；

S602：次級簇頭繼續發送簇頭發現信息，從而發現次級簇頭的次級簇頭，直至不再有未同步的D2D設備響應簇頭發現信息，則同步簇網絡建立完畢；

S603：建立起同步簇網絡后，第一D2D設備發送D2D同步信號以使所述同步簇網絡中各個D2D設備完成同步。

具體實施中，上述方法較佳地，但不僅限于適用于第一D2D設備既不在基站覆蓋下，也不在基站覆蓋范圍內的D2D設備的信號范圍內的情況。

步驟S601中，若第一D2D設備未接收到第二D2D設備轉發的D2D同步信號，則第一D2D設備主動成為同步簇頭，并發送簇頭發現信息，簇頭發現信息用于發現第一D2D設備的次級簇頭；具體指，第一D2D設備在既檢測不到基站信號，也檢測不到D2D同步信號時，發送輔助同步請求信號。若沒有第二D2D設備響應該輔助同步請求信號，說明該第一D2D設備既不在基站覆蓋下，也不在基站覆蓋范圍內的D2D設備的信號范圍內，此時該第一D2D設備主動成為同步簇頭，并向外發送簇頭發現信息。簇頭發現信息中包含著發送設備的一些基本信息，發送設備的同步級別以及對次級簇頭的要求。例如，作為同步簇頭的第一D2D設備的同步級別為0，則其次級簇頭的同步級別為1。對次級簇頭的要求可以是對D2D設備的電量要求，也可以是對D2D設備的功率位置要求，或者是對D2D設備其它方面的要求。滿足簇頭發現信息的D2D設備便會成為發送簇頭發現信息的D2D設備的次級簇頭。圖7示例性地示出了本發明實施例提供的一種無基站協助的同步簇的系統架構，如圖7所示，設備D700在既不在基站覆蓋下，也不在基站覆蓋范圍內的D2D設備的信號范圍內的情況下，主動成為同步簇頭，其同步級別為0，并向外發送簇頭發現信息。設備D701檢測到了簇頭發現信息，且滿足簇頭發現信息中對于次級簇頭的要求，則設備D701成為設備D700的次級簇頭，其同步級別為1。可選地，檢測到簇頭發現信息卻不滿足簇頭發現信息中對于次級簇頭的要求的D2D設備成為簇成員。例如圖7中設備D704，雖然也檢測到了設備D700發送的簇頭發現信息，但其不滿足簇頭發現信息中對于次級簇頭的要求，因而成為簇成員。可選地，若滿足要求的D2D設備接收的簇頭發現信息信號強度高于某一預先設定的閾值，則認為該設備離發送簇頭發現信息的D2D設備很近，接收簇頭發現信息的D2D設備選擇成為簇成員。

步驟S602中，次級簇頭繼續發送簇頭發現信息，從而發現次級簇頭的次級簇頭，直至不再有未同步的D2D設備響應簇頭發現信息，則同步簇網絡建立完畢；具體指，作為次級簇頭的D2D設備構建新的簇頭發現信息并廣播，此簇頭發現信息中包含了之前簇頭設備的信息，該次級簇頭的基本信息，同步級別和對更次級簇頭的要求。滿足該要求的未同步的D2D設備即成為該次級簇頭的次級簇頭，如圖7中，設備D701是設備D700的次級簇頭，同步級別為1，設備D701構建并發送簇頭發現信息，設備D702和設備D703滿足設備D701發送的簇頭發現信息中對于次級簇頭的要求，從而成為設備D701的次級簇頭，其同步級別為2。重復步驟S602，直至不再有新的設備加入到同步簇中，即完成同步簇網絡的建立，實現了整個通信網絡同步簇頭的發現和同步等級的建立。可選地，若D2D設備接收到多個來自于不同設備的簇頭發現信息，則根據同步級別較小的作為其上級簇頭。可選地，若D2D設備接收到的多個簇頭發現信息的同步級別相同，則選擇信號強度較大的那個設備作為上級簇頭。

步驟S603中，建立起同步簇網絡后，第一D2D設備發送D2D同步信號以使所述同步簇網絡中各個D2D設備完成同步。具體指，建立起同步簇網絡后，由作為0級簇頭的第一D2D設備開始，發送D2D同步信號。第一D2D設備的次級簇頭和簇成員接收第一D2D設備發送的D2D同步信號并根據該信號完成同步后，次級簇頭向更次級簇頭發送D2D同步信號，以此類推，直至同步簇網絡中各個D2D設備都完成了同步。例如，圖7中由設備D700開始發送D2D同步信號，設備D701等次級簇頭和其它在設備D700覆蓋下的簇成員根據該信號完成同步。設備D701完成同步后，開始發送D2D同步信號，設備D702和設備D703，以及在設備D701覆蓋下的簇成員則根據此D2D同步信號完成同步，依次類推，直至整個同步簇網絡的D2D設備都完成了同步。可選地，對于接收到多個D2D同步信號的簇成員設備，選擇同步級別較低的信號作為同步依據。例如，圖7中設備D704同時收到了設備D700和設備D701的D2D同步信號，由于設備D700的同步級別更低，設備D704根據設備D700的D2D同步信號完成同步。可選地，已加入同步簇網絡的設備在空閑時對輔助同步信號進行檢測，若檢測到該信號，則表明周圍存在未加入同步簇網絡的設備，則已加入同步簇網絡的設備作為臨時簇頭并向此設備轉發D2D同步信號。

綜上所述，本發明實施例提供了一種位于基站外的D2D設備輔助同步的方法，使得既不位于基站覆蓋范圍內，也不位于基站覆蓋范圍內的D2D設備的信號覆蓋范圍內的D2D設備可以利用構建同步簇網絡的方法實現同步，從而擴大了本方案的應用范圍。

可選地，當建立起同步簇網絡后，第一D2D設備定時接收次級簇頭發送的狀態上報信息，狀態上報信息用于通知第一D2D設備其次級簇頭仍位于同步簇網絡中；若所述第一D2D設備連續N次未收到所述狀態上報信息，則所述第一D2D設備重新發送所述簇頭發現信息，N為預設值。可選地，臨時簇頭也定時發送狀態上報信息。可選地，次級簇頭定時接收更次級簇頭和其下的臨時簇頭發送的狀態上報信息。具體操作中，作為次級簇頭和臨時簇頭的D2D設備需定時向其上級簇頭發送狀態上報信息，以報告次級簇頭和臨時簇頭的狀態。若上級簇頭在一段時間內連續N此未收到次級簇頭和臨時簇頭的狀態上報信息，則重新發送簇頭發現信息。可選地，若上級簇頭發現在其收到的狀態上報信息中，臨時簇頭的數量較多，則可能是由于在之前建立同步簇網絡的過程中對次級簇頭的要求較高，導致次級簇頭數量較少，此時可以降低簇頭發現信息中對次級簇頭的要求并重新發送簇頭發現信息。通過上述方法，可以實現對同步簇網絡的維持，使得因狀態波動而離開同步簇網絡的D2D設備可以及時回到同步簇網絡中，且根據狀態上報信息獲得臨時簇頭的數量并進一步調整簇頭發現信息，可以使建立的同步簇網絡更加穩定，效率更高。

圖8為本發明實施例提供的一種完整的D2D通信同步方法流程示意圖，如圖8所示，包括如下步驟：

S801：D2D設備開機；

S802：D2D設備檢測基站信號，若檢測到基站信號，則執行步驟S803，若未檢測到基站信號，則執行步驟S812；

S803：D2D設備與基站完成下行同步；

S804：D2D設備檢測D2D同步信號，若檢測到D2D同步信號，則執行步驟S805，若未檢測到D2D同步信號，則執行步驟S806；

S805：D2D設備根據檢測到的D2D同步信號完成同步；

S806：D2D設備與基站完成上行同步；

S807：D2D設備向基站發送簇頭申請請求；

S808：若D2D設備收到了基站發送的簇頭申請確認消息而成為同步簇頭，則執行步驟S809，否則，執行步驟S810；

S809：成為簇頭的D2D設備開始發送D2D同步信號；

S810：D2D設備檢測D2D同步信號，若檢測到了D2D同步信號，則執行步驟S811，否則，返回執行步驟S807；

S811：D2D設備根據檢測到的D2D同步信號完成同步；

S812：D2D設備檢測D2D同步信號，若檢測到D2D同步信號，則執行步驟S813，若未檢測到D2D同步信號，則執行步驟S814；

S813：D2D設備根據檢測到的D2D同步信號完成同步；

S814：D2D設備發送輔助同步請求信號；

S815：若D2D設備收到了已完成同步的D2D設備轉發的D2D同步信號，則執行步驟S816，否則，執行步驟S817；

S816：D2D設備根據收到的D2D同步信號完成同步；

S817：D2D設備主動成為同步簇頭，并發送簇頭發現信息；

S818：構建同步簇網絡；

S819：D2D設備向次級簇頭發送D2D同步信號，次級簇頭向更次級簇頭發送D2D同步信號；

S820：各級簇頭完成同步。

上述方案為本發明實施例提供了一套完整的D2D通信同步方案，在有無基站的情況下皆適用，使得D2D設備在不同的應用場景中都能實現同步。

綜上所述，本發明實施例提供一種D2D通信的同步方法，包括：第一D2D設備在檢測到基站信號且未檢測到D2D同步信號時，與所述基站完成同步；第一D2D設備向基站發送簇頭申請請求；第一D2D設備在接收到基站發送的簇頭申請確認消息后，發送D2D同步信號。通過成為簇頭的第一D2D設備向外發送D2D同步信號，可以使接收到此信號的未完成同步的D2D設備根據此信號完成同步，而不必再通過基站的協調完成同步，從而減輕了基站的負載負擔，提高了系統性能。

基于相同構思，本發明實施例提供了一種D2D通信裝置，圖9示例性示出了本發明實施例提供的一種D2D通信裝置的結構示意圖，如圖9所示，該D2D通信裝置900包括：同步模塊901、申請模塊902、接收模塊903和發送模塊904，其中：

同步模塊901，用于當檢測到基站信號且未檢測到D2D同步信號時，與基站完成同步；

申請模塊902，用于向基站發送簇頭申請請求；

接收模塊903，用于接收基站發送的簇頭申請確認消息；

發送模塊904，用于在接收到基站發送的簇頭申請確認消息后，發送所述D2D同步信號。

可選地，還包括檢測模塊905，

檢測模塊905，用于當申請模塊向所述基站發送簇頭申請請求且未接收到基站發送的簇頭申請確認消息時，檢測D2D同步信號；

申請模塊902，還用于當檢測模塊未檢測到D2D同步信號時，循環向基站發送簇頭申請請求，直至接收模塊收到基站發送的簇頭申請確認消息或檢測模塊檢測到D2D同步信號為止。

可選地，同步模塊901還用于當檢測到D2D同步信號時，根據D2D同步信號完成同步。

可選地，發送模塊904，還用于未檢測到基站信號且未檢測到D2D同步信號時，發送輔助同步請求信號；

同步模塊901，還用于收到第二D2D設備轉發的D2D同步信號，并根據第二D2D設備轉發的D2D同步信號完成同步，第二D2D設備為已完成D2D同步的D2D設備。

可選地，還包括同步簇網絡建立模塊906：

同步簇網絡建立模塊906，用于當未接收到第二D2D設備轉發的D2D同步信號時，主動成為同步簇頭，并發送簇頭發現信息，簇頭發現信息用于發現次級簇頭，次級簇頭用于繼續發送簇頭發現信息，從而發現次級簇頭的次級簇頭，直至不再有未同步的D2D設備響應所述簇頭發現信息，則同步簇網絡建立完畢；

發送模塊904，還用于發送D2D同步信號以使同步簇網絡中個各D2D設備完成同步。

可選地，接收模塊903還用于定時接收所述次級簇頭發送的狀態上報信息，所述狀態上報信息用于通知所述第一D2D設備其所述次級簇頭仍位于所述同步簇網絡中。

發送模塊，還用于若第一D2D設備連續N次未收到狀態上報信息，則發送模塊重新發送簇頭發現信息，N為預設值。

綜上所述，本發明實施例提供一種D2D通信的同步方法及D2D通信裝置，包括：第一D2D設備在檢測到基站信號且未檢測到D2D同步信號時，與所述基站完成同步；第一D2D設備向基站發送簇頭申請請求；第一D2D設備在接收到基站發送的簇頭申請確認消息后，發送D2D同步信號。通過成為簇頭的第一D2D設備向外發送D2D同步信號，可以使接收到此信號的未完成同步的D2D設備根據此信號完成同步，而不必再通過基站的協調完成同步，從而減輕了基站的負載負擔，提高了系統性能。

本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和計算機程序產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

盡管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。