ВЫБОР ИСТОЧНИКА СИНХРОНИЗАЦИИ УСТРОЙСТВО-УСТРОЙСТВО
SELECTING DEVICE-DEVICE SYNCHRONIZATION SOURCE

Настоящее изобретение относится к устройствам и способам осуществления выбора или осуществления повторного выбора источника синхронизации для беспроводной связи.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Мобильные системы третьего поколения (3G) на основе технологии радиодоступа WCDMA широко развертываются по всему миру. Первый этап при расширении или развитии этой технологии влечет за собой внедрение высокоскоростной нисходящей пакетной передачи данных (HSDPA) и расширенной восходящей линии связи, также называемой высокоскоростной восходящей пакетной передачей данных (HSUPA), давая технологию радиодоступа, которая очень конкурентоспособна. Для того, чтобы быть готовой для дальнейшего увеличения запросов пользователей и чтобы быть конкурентоспособной против новых технологий радиодоступа 3GPP, представлена новая мобильная система связи, которая называется технологией проекта долгосрочного развития (LTE). LTE спроектирована отвечать потребностям операторов в высокоскоростной транспортировке данных и медиаданных, также как и поддержке высокой пропускной способности для передачи голоса в следующие десять лет. Способность обеспечения высоких скоростей передачи битов является ключевым показателем для LTE. Спецификация рабочего элемента (WI) в технологии проекта долгосрочного развития (LTE), называемого усовершенствованный наземный радиодоступ к UMTS (UTRA) и сеть наземного радиодоступа к UMTS (UTRAN), оформлена как версия 8 (LTE версии 8). Система LTE представляет собой эффективный пакетный радиодоступ и сети радиодоступа, которые обеспечивают полную IP-функциональность с низкой задержкой и низкими затратами. Подробные системные требования даны в спецификации 3GPP TR 25.913, "Requirements for Evolved UTRA and Evolved UTRAN", версии 9.0.0, свободно доступной на www.3gpp.org.
В LTE точно определены масштабируемые многочисленные полосы пропускания для передачи, такие как 1,4, 3,0, 5,0, 10,0, 15,0 и 20,0 МГц, для того, чтобы достигнуть развертывания гибкой системы с использованием заданного спектра. В нисходящей линии связи был применен радиодоступ на основе мультиплексирования с ортогональным разделением частот (OFDM), из-за свойственной ему стойкости к многолучевой интерференции (MPI) из-за низкой скорости передачи символов, использования циклического префикса (CP), и его привязке к разным компоновкам полос пропускания для передачи. Радиодоступ на основе множественного доступа с частотным разделением на одной несущей (SC-FDMA) был применен в восходящей линии связи, так как обеспечение обширного покрытия имело приоритет над повышением пиковой скорости передачи данных, учитывая ограниченную мощность передачи пользовательского оборудования (UE). Используются многие ключевые способы пакетного радиодоступа, включающие в себя способы передачи по каналам многоканального входа - многоканального выхода (MIMO), и высокоэффективная структура сигнализации управления достигается в LTE версии 8.
Общая архитектура показана на Фигуре 1 и более подробное представление архитектуры E-UTRAN задано на Фигуре 2. E-UTRAN содержит eNB, предоставляя UE завершения протокола пользовательской плоскости (PDCP/RLC/MAC/PHY) и плоскости управления (RRC) E-UTRA. eNB вмещает уровни физический (PHY), управления доступом к среде (MAC), управления линией радиосвязи (RLC, и протокола управления передачей данных (PDCP), которые включают в себя функциональность сжатия и шифрования заголовка пользовательской плоскости. Также он предлагает функциональность управления радиоресурсами (RRC), соответствующую плоскости управления. Он выполняет многие функции, включающие в себя управление радиоресурсами, управление допуском, планирование, реализацию согласованного UL QoS, широковещательную передачу информации соты, шифрование/дешифрование данных пользовательской плоскости и плоскости управления, и сжатие/распаковку заголовков пакетов пользовательской плоскости DL/UL. eNB взаимно соединены друг с другом посредством интерфейса X2. eNB также соединены посредством интерфейса S1 с EPC (усовершенствованной базовой сетью пакетной передачи данных), более конкретно с MME (узлом управления мобильностью) посредством S1-MME и с обслуживающим шлюзом (S-GW) посредством S1-U. Интерфейс S1 поддерживает взаимосвязь "многие со многими" между MME/обслуживающими шлюзами и eNB. SGW маршрутизирует и ретранслирует пакеты пользовательских данных, в то же время также действуя как привязка мобильности для пользовательской плоскости во время передач обслуживания между eNB и как привязка для мобильности между LTE и другими технологиями 3GPP (завершая интерфейс S4 и перенаправляя трафик между системами 2G/3G и PDN GW). Для UE в состоянии ожидания, SGW завершает тракт данных DL и инициирует поисковый вызов, когда поступают данные DL для UE. Он управляет и хранит контексты UE, например, параметры службы однонаправленного канала IP, информацию внутренней маршрутизации сети. Он также выполняет репликацию пользовательского трафика в случае законного перехвата.
MME является ключевым узлом управления для сети доступа LTE. Он отвечает за отслеживание UE в режиме ожидания и процедуру поискового вызова, включая повторные передачи. Он вовлечен в процесс активации/деактивации однонаправленного канала и также отвечает за осуществление выбора SGW для UE при первоначальном прикреплении и во время передачи обслуживания внутри LTE, затрагивающей смену размещения узла базовой сети (CN). Он отвечает за аутентификацию пользователя (посредством взаимодействия с HSS). Сигнализация уровня без доступа (NAS) завершается на MME, и он также отвечает за генерирование и выделение временных идентификаторов для UE. Он проверяет авторизацию UE для закрепления в наземной мобильной связи общего пользования (PLMN) поставщика услуг и реализует ограничения роуминга UE. MME является точкой завершения в сети для шифрования/защиты целостности для сигнализации NAS и обрабатывает управления ключами безопасности. Законный перехват сигнализации также поддерживается посредством MME. MME также предоставляет функцию плоскости управления для мобильности между сетями доступа LTE и 2G/3G с помощью интерфейса S3, завершающегося на MME из SGSN. MME также завершает интерфейс S6a к домашнему HSS для роуминга UE.
Компонентная несущая нисходящей линии связи системы 3GPP LTE разделяется во временно-частотной области на так называемые подкадры. В 3GPP LTE каждый подкадр делится на два слота нисходящей линии связи, как показано на Фиг. 3, при этом первый слот нисходящей линии связи содержит область канала управления (область PDCCH) в пределах первых OFDM-символов. Каждый подкадр состоит из заданного числа OFDM-символов во временной области (12 или 14 OFDM-символов в 3GPP LTE (версии 8)), при этом каждый из OFDM-символов проходит по всей полосе пропускания компонентной несущей. Таким образом каждый из OFDM-символов состоит из некоторого числа символов модуляции, передаваемых на соответствующих  поднесущих, как также показано на Фиг. 3.
Предполагая систему связи с многочисленными несущими, например, использующую OFDM, которая, например, используется в проекте долгосрочного развития (LTE) 3GPP, наименьшей единицей ресурсов, которая может быть присвоена планировщиком, является один "блок ресурсов". Блок физических ресурсов задается как  последовательных OFDM-символов во временной области и  последовательных поднесущих к частотной области как приведено в качестве примера на Фиг. 3. В 3GPP LTE (Версии 8), блок физических ресурсов таким образом состоит из  ресурсных элементов, соответствующих одному слоту во временной области и 180 кГц в частотной области (для дополнительных сведений по ресурсной сетке нисходящей линии связи см., например, 3GPP TS 36.211, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)", версии 8.9.0 или 9.0.0, раздел 6.2, доступную бесплатно по адресу http://www.3gpp.org и включенную в настоящий документ посредством ссылки). Термин "компонентная несущая" относится к комбинации из нескольких ресурсных блоков. В будущих версиях LTE, термин "компонентная несущая" более не используется; вместо этого, терминология изменяется на "соту", что относится к комбинации ресурсов нисходящей линии связи и опционально восходящей линии связи. Установление связи между несущей частотой ресурсов нисходящей линии связи и несущей частотой ресурсов восходящей линии связи указывается в системной информации, передаваемой в ресурсах нисходящей линии связи.
Процедуры поиска соты являются первым набором задач, выполняемых мобильным устройством в сотовой системе после первоначального включения электропитания. Только после процедур поиска и регистрации, мобильное устройство имеет возможность приема и инициализации голосовых вызовов и вызовов с передачей данных. Обычная процедура поиска соты в LTE может предусматривать комбинацию определения несущей частоты, синхронизацию тактирования и идентификацию уникального идентификатора соты. Этим процедурам обычно способствуют конкретные сигналы синхронизации, передаваемые базовой станции (BTS). Однако эти сигналы синхронизации не используются постоянно в режимах соединения для мобильного устройства. Отсюда, только минимум ресурсов, в том, что касается мощности, выделения поднесущих и интервала времени, выделяются для сигналов синхронизации.
Процедура поиска соты обеспечивает UE возможность определения временных и частотных параметров, которые необходимы для демодулирования сигналов нисходящей линии связи и для определения сигналов восходящей линии связи с корректным тактированием. Первая фаза поиска соты включает в себя первоначальную синхронизацию. Соответственно, UE обнаруживает соту LTE и декодирует всю информацию, требуемую для регистрации обнаруженной соты. Процедура использует два физических сигнала, широковещательная передача которых осуществляется на центральных 62 поднесущих каждой соты, первичный и вторичный сигналы синхронизации (PSS и SSS, соответственно). Эти сигналы обеспечивают возможность синхронизации по времени и частоте. Их успешное определение предоставляет UE физический ID соты, длину циклического префикса и информацию о том, используется ли FDD или TDD. В частности, в LTE, когда терминал включается, он обнаруживает первичный сигнал синхронизации, который для FDD передается в последнем OFDM-символе первого временного слота первого подкадра (подкадра 0) в радиокадре (для TDD размещение немного различается, но все еще хорошо определяется). Это обеспечивает терминалу возможность получения границы слота независимо от избранного циклического префикса, выбранного для соты. После того, как мобильный терминал обнаружил 5 миллисекундное тактирование (границы слота), осуществляется поиск вторичного сигнала синхронизации. И PSS, и SSS передаются на 62 из 72 зарезервированных поднесущих вокруг DC-несущей. На следующем этапе, UE должно обнаружить физический широковещательный канал (PBCH), который, аналогично PSS и SSS, отображается только в центральные 72 поднесущих соты. PBCH содержит главный информационный блок (MIB), включающий в себя информацию о системных ресурсах. В LTE вплоть до версии 10, MIB имеет длину 24 бита (14 битов из которых используются в текущий момент и 10 битов являются запасными). MIB включает в себя информацию, касающуюся полосы пропускания системы в нисходящей линии связи, структуры физического канала передачи указателя HARQ (PHICH), и 8 наиболее значительных битов номера системного кадра (SFN).
После успешного обнаружения главного информационного блока (MIB), который включает в себя ограниченное число наиболее часто передаваемых параметров, необходимых для первоначального доступа к соте, терминал активирует полосу пропускания системы, означая, что он должен иметь возможность приема и обнаружения сигналов по всей полосе пропускания системы в нисходящей линии связи. После получения полосы пропускания системы в нисходящей линии связи, UE может продолжить принимать дополнительную требуемую системную информацию в так называемых блоках системной информации (SIB). В LTE версии 10, заданы SIB типа 1 - SIB типа 13, переносящие разные информационные элементы, требуемые для некоторых операций. Например, в случае FDD, SIB типа 2 (SIB2) включает в себя несущую частоту UL и полосу пропускания UL. Различные SIB передаются по физическому совместно используемому каналу нисходящей линии связи (PDSCH), и таким образом (см. подробности для PDSCH и PDCCH ниже) соответствующие выделения присваиваются физическим каналом управления нисходящей линией связи (PDCCH). До того, как терминал (UE) будет иметь возможность корректного обнаружения такого (или любого) PDCCH, он должен узнать полосу пропускания системы в нисходящей линии связи из MIB.
Вышеупомянутый идентификатор соты (ID соты) будет уникально идентифицировать соту в пределах PLMN. Идентификатор соты является глобальным ID соты, который используется для идентификации соты с точки зрения эксплуатации и технического обслуживания (OAM). Он передается в системной информации и спроектирован для управления eNodeB в пределах базовой сети. Глобальный идентификатор соты также используется для UE, чтобы идентифицировать конкретную соту в том, что касается обработки слоя RRC/NAS. Физический идентификатор соты является идентификатором соты на физическом уровне. Физический идентификатор соты имеет диапазон 0-503 и используется для скремблирования данных для помощи мобильному устройству в разделении информации от разных передатчиков. Физический ID соты будет определять последовательность первичного и вторичного сигналов. Это аналогично кодам скремблирования от UMTS. Есть 504 уникальных идентификаторов физического уровня для соты. Идентификаторы физического уровня для соты сгруппированы в 168 групп уникальных идентификаторов физического уровня для соты, причем каждая группа, содержащая три уникальных идентификатора. Группирование является таким, что каждый идентификатор физического уровня для соты является частью одной и только одной группы идентификаторов физического уровня. Идентификатор физического уровня для соты  таким образом уникально задается числом  в диапазоне 0-167, представляющем группу идентификаторов физического уровня для соты, и числом  в диапазоне 0-2, представляющем идентификатор физического уровня в пределах группы идентификаторов физического уровня.
Сигнал синхронизации составлен из первичного сигнала синхронизации (PSS) и вторичного сигнала синхронизации (SSS). Последовательность, используемая для первичного сигнала синхронизации, генерируется из частотно-временной последовательности Задова-Чу согласно . Посредством обнаружения сигнала синхронизации, может быть обнаружено . Последовательность, используемая для второго сигнала синхронизации, является чередующимся объединением двоичной последовательности с длиной в 31 бит. Объединенная последовательность скремблируется с помощью последовательности скремблирования, заданной первичным сигналом синхронизации. Последовательности SSS основаны на последовательностях максимальной длины, известных как M-последовательности, которые могут быть созданы посредством циклического прохождения по каждому возможному состоянию регистра сдвига с длиной n. Это дает в результате последовательность с длиной 2^n-1. В частности, две двоичные последовательности с длиной 31 бит, которые должны быть объединены, являются такими M-последовательностями. Для дополнительных сведений по первичному и вторичному сигналу синхронизации, см., например, 3GPP TS 36.211, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 12)", версия 12.1.0, раздел 6.11, доступную бесплатно по адресу http://www.3gpp.org и включенную в настоящий документ посредством ссылки.
После приема PPS и SSS, тактирование адаптируется посредством принимающего UE. В частности, UE синхронизирует свой приемник для передачи нисходящей линии связи, принятой от источника синхронизации (eNB). Затем регулируется тактирование восходящей линии связи. Это выполняется посредством применения опережения по времени на передатчике UE, относительно принятого тактирования нисходящей линии связи, для того, чтобы компенсировать задержки распространения, варьирующиеся для разного UE. Процедура опережения тактирования кратко описана в разделе 18.2.2 книги "LTE The UMTS Long Term Evolution: From theory to practice", 2е издание, под редакцией S. Sesia, I. Toufik, M. Baker, Wiley, 2011.
Основанные на близости приложения и услуги представляют появляющуюся социально-технологическую тенденцию. Текущие и предназначенные использования включают в себя услуги, относящиеся к коммерческим услугам и общественной безопасности, которые будут представлять интерес для операторов и пользователей. Введение в LTE возможности услуг, основанных на близости (ProSe), обеспечит 3GPP-индустрии возможность обслуживания этого рынка разработки и в то же время будет обслуживать насущные потребности нескольких сообществ общественной безопасности, которые совместно придерживаются LTE.
Связь "устройство-устройство" (D2D) является компонентом технологии для LTE-A, версии 12. Технология связи "устройство-устройство" (D2D) обеспечивает возможность D2D, как основы сотовой сети, для увеличения спектральной эффективности. Например, если сотовая сеть является LTE, все данные, несущие физические каналы, используют SC-FDMA для сигнализации D2D. "Связь D2D в LTE" фокусируется на двух областях: обнаружение и связь. При связи D2D, UE передают сигналы данных друг к другу по прямой линии связи с использованием сотовых ресурсов вместо передачи через базовую станцию (BS, eNodeB, eNB). Пользователи D2D осуществляют связь напрямую, но могут оставаться под управлением сети, т.е. по меньшей мере при нахождении в зоне покрытия eNB. Вследствие этого D2D может улучшить эксплуатационные характеристики системы посредством повторного использования сотовых ресурсов. В настоящее время предполагается, что D2D функционирует в спектре LTE восходящей линии связи (в случае FDD) или подкадрах восходящей линии связи соты, дающей зону покрытия (в случае TDD, кроме того, когда вне зоны покрытия). Кроме того, передача/прием D2D не использует полный дуплекс на заданной несущей. С точки зрения отдельного UE, на заданной несущей прием сигнала D2D и передача по восходящей линии LTE не используют полный дуплекс, т.е. одновременный прием сигнала D2D и LTE UL передача не возможны. К тому же текущие рабочие допущения, касающиеся радиодоступа для D2D LTE, описаны в 3GPP TS 36.843, vc.0.1, "Study on LTE Device to Device Proximity Services; Radio Aspects" (в нижеследующем называемой "TS 36.843"), свободно доступной по адресу www.3gpp.org.
При связи D2D, когда UE1 играет роль передачи, UE1 отправляет данные, и UE2 их принимает. UE1 и UE2 могут изменять их роль передачи и приема. Передача от UE1 может быть принята одним или более UE на подобии UE2. Фигуры 4 и 5 иллюстрируют слои протокола, служебные точки и мультиплексирование в нисходящей линии связи и восходящей линии связи соответственно для передачи на каналах разных типов.
В 3GPP RAN1 в качестве рабочего допущения было согласовано, что источником синхронизации является любой узел, который передает сигнал синхронизации D2D (D2DSS). Им может быть eNB или обычное UE. Когда источником синхронизации является eNB, D2DSS является таким же как PSS и SSS версии 8. D2D UE использует сигнал(ы) синхронизации для определения тактирования для передачи сигнала D2D. Также в качестве рабочего допущения было согласовано, что перед запуском передачи D2DSS, D2D UE осуществляет сканирование на предмет источников синхронизации. Если источник синхронизации обнаружен, UE может синхронизировать с ним свой приемник до того, как он сможет передать D2DSS. Если источник синхронизации не обнаружен, UE может тем не менее передать D2DSS. UE может (повторно) выбрать источник синхронизации D2D, который он использует как образец тактирования для своей передачи D2DSS, если UE обнаруживает изменение в источнике синхронизации D2D, на основе нижеследующих показателей:
- Тип источника синхронизации. eNB или UE
- Принятое качество D2DSS
- Число транзитных участков от eNB.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является предусмотрение эффективного способа и устройства для выполнения выбора источника синхронизации.
Это достигается посредством признаков независимых пунктов формулы изобретения.
Кроме того, предпочтительные варианты осуществления данного изобретения являются объектом изобретения для зависимых пунктов формулы изобретения.
В соответствии с вариантом осуществления данного изобретения, предусматривается устройство приема синхронизации, содержащее: блок приема синхронизации для приема предварительно определенных беспроводных сигналов синхронизации от источников синхронизации, включающих в себя источник синхронизации, который получает свое тактирование от сетевого узла и беспроводного устройства генерирования синхронизации; блок получения показателей для определения показателя выбора для каждого из источников синхронизации на основе по меньшей мере двух из: качества принятого сигнала синхронизации; получает ли источник синхронизации свое тактирование от сетевого узла или генерирует тактирование; и числа транзитных участков до сетевого узла, блок выбора источника синхронизации для осуществления выбора источника синхронизации согласно показателю, определенному блоком получения показателей, и блок тактирования для определения или регулирования тактирования для передачи или приема данных согласно сигналу синхронизации источника синхронизации, выбранного блоком выбора источника синхронизации.
в соответствии с другим вариантом осуществления данного изобретения, предусматривается способ для осуществления выбора источника синхронизации, который содержит этапы: приема предварительно определенных беспроводных сигналов синхронизации от источников синхронизации, включающих в себя источник синхронизации, который получает свой сигнал синхронизации от сетевого узла и беспроводного устройства генерирования синхронизации; определения показателя выбора для каждого из источников синхронизации на основе по меньшей мере двух из: качества принятого сигнала синхронизации; передает ли источник синхронизации сигнал синхронизации, происходящий из сетевого узла, или независимый от сетевого узла; и числа транзитных участков до сетевого узла, осуществления выбора источника синхронизации согласно определенному показателю, и определения или регулирования тактирования для передачи или приема данных согласно сигналу синхронизации выбранного источника синхронизации.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, предусматривается компьютерный программный продукт, содержащий компьютерно-читаемый носитель, имеющий компьютерно-читаемый программный код, осуществленный в нем, причем программный код адаптирован для осуществления настоящего изобретения.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, вышеуказанное устройство осуществляется на интегральной схеме.
Вышеуказанные цели и другие цели и признаки настоящего изобретения станут более понятны из нижеследующего описания и предпочтительных вариантов осуществления, приведенных совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:
Фигура 1 является блок-схемой, иллюстрирующей пример общей архитектуры LTE;
Фигура 2 является блок-схемой, иллюстрирующей пример архитектуры сети доступа LTE;
Фигура 3 является схематичным представлением, иллюстрирующим пример сетки ресурсов OFDM-модуляции во временной и частотной области;
Фигура 4 является схемой последовательности операций, иллюстрирующей протокол нисходящей линии связи слоя 2 и структуру мультиплексирования со сконфигурированной агрегацией несущих;
Фигура 5 является схемой последовательности операций, иллюстрирующей протокол восходящей линии связи слоя 2 и структуру мультиплексирования со сконфигурированной агрегацией несущих;
Фигура 6 является схематичным представлением, иллюстрирующим разные источники сигнала синхронизации "устройство-устройство";
Фигура 7 является схематичным представлением, иллюстрирующим примерный сценарий для осуществления выбора источника синхронизации на основе показателя, основанного на качестве сигнала и таблицы со значениями смещения выбора;
Фигура 8 является блок-схемой, иллюстрирующей устройство в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения; и
Фигура 9 является схемой последовательности операций, иллюстрирующей способ в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Настоящее изобретение относится к приему сигналов синхронизации и к выбору источника сигнала синхронизации в беспроводной системе, в которой передатчиком сигнала синхронизации может быть сетевой узел, такой как базовая станция, также как и беспроводное устройство, которое не является сетевым узлом, такое как пользовательское оборудование (терминал), которым может быть мобильный телефон, интеллектуальный телефон, планшет, ноутбук или другой компьютер. Более того, беспроводное устройство может получать свое тактирование из сети или независимо от сети.
Термин "сетевой узел" в этом контексте следует понимать как любой узел, соединенный с сотовой сетью. Следует отметить, что термин "сотовая сеть" или "сота" относится к любой компоновке соты, включающей в себя макросоты, микросоты, пикосоты, фемтосоты или любые другие концепции. Сетевым узлом может таким образом быть базовая станция, такая как eNodeB или ретранслятор, предусмотренная как часть сети.
Вариант осуществления настоящего изобретения предпочтительно предусматривает эффективный подход для осуществления выбора источника синхронизации среди множества источников синхронизации, в целях связи "устройство-устройство", сосуществующей с сетевыми передачами, т.е. в системе, поддерживающей беспроводную передачу между базовой(ыми) станцией(ями) и пользовательским оборудованием, так же, как и прямая связь между пользовательским оборудованием, совместно использующим одинаковые ресурсы.
В нижеследующем, вариант осуществления предоставляется на основе спецификации LTE. Однако настоящее изобретение никаким образом не ограничивается LTE. Концепции и примеры, описанные в них, применимы к беспроводной системе, в которой источник синхронизации должен быть выбран среди источников синхронизации, которые включают в себя один или более сетевых узлов и одно или более беспроводных устройств, которые не являются сетевыми узлами, такие как терминал пользователя. Беспроводные устройства могут получать свою синхронизацию из сети, т.е. от сетевого узла, или генерировать сигнал синхронизации независимо от тактирования сети.
Если пользовательское оборудование (UE) передает сигнал "устройство-устройство" (D2D), правилами для определения, какой источник синхронизации D2D UE использует как образец тактирования для своих передач сигнала D2D, могут быть:
1. Источники синхронизации D2D, которыми являются eNodeB, имеют более высокий приоритет, чем источники синхронизации D2D, которыми является UE;
2. Источники синхронизации D2D, которыми является UE в зоне покрытия, имеют более высокий приоритет, чем источники синхронизации D2D, которым является UE вне зоны покрытия;
После задания приоритета источникам синхронизации D2D, которыми являются eNodeB, за которыми следуют UE в зоне покрытия, осуществляется выбор источника синхронизации D2D. UE в зоне покрытия является UE, которое размещается в пределах покрытия базовой станции, и которое может таким образом получить свою синхронизацию (тактирование) из сети. UE вне зоны покрытия является UE, которое находится вне зоны покрытия сети. Если оно также находится вне зоны покрытия другого UE, получающего свое тактирование из сети, то такое UE вне зоны покрытия, генерирует свое собственное тактирование, независимо от тактирования сети.
В процедуре выбора источника синхронизации D2D, этот критерий недостаточен, так как другие факторы, такие как принятое качество D2DSS и число транзитных участков от eNB, не были учтены. Мягкие критерии, основанные на многочисленных факторах, более надежны, чем основанные только на одном факторе.
Фигура 6 иллюстрирует типичный сценарий, возникающий во время связи в системе, поддерживающей как связь "сеть-терминал", так и прямую связь между двумя или более терминалами. Базовая станция, eNB 610, имеет зону покрытия, указанную эллипсом 601. eNB 610 передает сигнал 615 синхронизации (D2DSS) "устройство-устройство", который имеет здесь ту же форму, как и первичный сигнал синхронизации (PSS) и вторичный сигнал синхронизации (SSS) версии 8. Терминалом 620 UE в зоне покрытия сети, т.е. UE, который размещается в пределах зоны 601 покрытия базовой станции 610. UE 620 в зоне покрытия сети принимает PSS/SSS от eNB 610 и синхронизируется с eNB 610. eNB 610 может запросить некоторое UE в зоне покрытия сети, такое как 620, передать D2DSS. Соответственно, как показано пунктирной линией, UE 620 в зоне покрытия сети сконфигурирован посредством eNB 610 для передачи D2DSS и таким образом передает D2DSS 625. 620 таким образом также является источником синхронизации, который получает свою синхронизацию (тактирование) из сети, в частности от сетевого узла 610.
Более того, Фигура 6 показывает UE 630 вне зоны покрытия сети. Если UE вне зоны покрытия сети, т.е. терминал, который размещается вне зоны 601 покрытия eNB 610, не принимает какой-либо D2DSS с качеством приема, превышающим некоторый предварительно определенный или предварительно заданный порог, такое UE будет генерировать и передавать свой собственный D2DSS. Соответственно, даже при отсутствии близости сети, такое UE 630 способно осуществлять связь "устройство-устройство". UE 630 вне зоны покрытия сети в этом примере не принимает D2DSS 615 и также не принимает сигнал 625, сгенерированный посредством UE 620 в зоне покрытия сети на основе тактирования, принятого от eNB 610, так что качество приема D2DSS 615 и 625 не превышает предварительно определенный порог качества приема. Соответственно, UE 630 вне зоны покрытия сети генерирует и передает свой собственный D2DSS 635.
Фигура 6 дополнительно показывает D2D UE 660, т.е. терминал, который способен осуществлять связь напрямую с другими терминалами, но также с сетью. D2D UE 660 размещается вне зоны 601 покрытия базовой станции 610. D2D UE 660 все еще принимает D2DSS 615 от eNB 610, однако, только с низким качеством приема, т.е. принятый D2DSS 615 достаточно слабый. Отдельно от сигнала 615 D2DSS, D2D UE 660 также принимает D2DSS 635 от UE 630 вне зоны покрытия сети. В дополнение, так как UE 620 в зоне покрытия сети также передает D2DSS 625, D2D UE 660 также принимает D2DSS 625 с качеством, более высоким, чем D2DSS 615, напрямую от eNB 610. Соответственно, D2D UE 660 принимает D2DSS 615, 635 от нижеследующих трех источников синхронизации:
- eNB 610: соответствующий D2DSS 615 очень слабый, но он напрямую от eNB, т.е. между D2D UE 660 и источником 610 нет транзитных участков;
- UE 620 в зоне покрытия сети: соответствующий D2DSS 625 является сильным и происходит из сети, но он предусматривает один транзитный участок от сети, представленный посредством eNB 610, до D2D UE 660, причем транзитным участком является UE 620 в зоне покрытия сети; и
- UE 630 вне зоны покрытия сети: соответствующий D2DSS 635 также является сильным, но он не происходит из сети, т.е. в этом случае из eNB 610.
На основе вышеуказанной ситуации, вопрос состоит в том, какой источник синхронизации должен выбрать D2D UE 660 для синхронизации своего приемника (и/или передатчика): eNB 610 с очень слабым сигналом, но без транзитных участков, или UE 620 в зоне покрытия сети с сильным сигналом, но с несколькими (одним в этом случае) транзитными участками, или UE 630 вне зоны покрытия сети с сильным сигналом, но неизвестными транзитными участками (сигналом, не происходящим из сети).
Возможным решением этой проблемы является присвоение D2DSS 615 и 625, полученным от eNB (и переданным посредством eNB 610 или UE 620), всегда более высокого приоритета, чем D2DSS, принятому от UE, которое сгенерировало D2DSS 635, независимо от тактирования сети, такого как 630. Однако помимо того факта, что такой сигнал синхронизации, принятый напрямую или произошедший из сети, может быть наиболее точным сигналом, могут возникнуть нижеследующие проблемы:
- сигнал 615, принятый от eNB 610 напрямую, или сигнал, полученный из него (такой как сигнал 625), может быть гораздо слабее и таким образом также менее надежным, чем сигнал, сгенерированный и принятый от UE, такого как 630, и/или
- сигнал, полученный от eNB 610, может пройти разное число транзитных участков от eNB, и сила принятого сигнала может варьироваться.
Вследствие этого, некоторый расширенный принцип является полезным для того, чтобы дать более четкие и более эффективные правила в отношении того, как UE должно выбирать источник синхронизации.
Была статья LGE в 3GPP RAN 1 за номером R1-140330, озаглавленная "Discussion on D2D Synchronization Procedure", которая предложила нижеследующие правила: Качество сигнала D2DSS используется как предварительные критерии выбора. Любой D2DSS, который не отвечает минимальному требованию качества сигнала, будет заранее удален из процедуры дальнейшего выбора даже без применения правил выбора. Для тех D2DSS, которые проходят предварительный выбор, используется либо приоритет типа источника, либо приоритет отсчета транзитных участков. Например, UE всегда выбирает D2DSS происходящий от eNB, не важно сколько транзитных участков он имеет. С другой стороны, если D2DSS не проходит требование качества сигнала, независимо от типа источника и отсчета транзитных участков выбирается D2DSS с наивысшим качеством сигнала. Проблемы этого подхода состоят, например, в том, что качество сигнала не учитывается в правилах выбора, как только оно проходит минимальное требование к сигналу. Если два сигнала, оба ниже минимального требования к сигналу, но один сигнал гораздо сильнее, чем другой, гораздо более сильный сигнал не имеет преимущества в процессе выбора. Может случиться, что D2DSS, происходящий из eNB, гораздо менее слабее, чем из UE вне зоны покрытия сети, но UE будет все равно выбирать eNB, если оба D2DSS проходят предварительное требование. Более того, когда все D2DSS ниже требования к сигналу, учитывается только качество сигнала. Это может вызвать то, что UE будет все равно выбирать UE вне зоны покрытия сети, даже если качество сигнала от UE вне зоны покрытия сети только немного лучше, чем от eNB.
Цель данного проектного решения здесь состоит в том, чтобы учесть больше факторов при выборе источника синхронизации и выбрать наиболее надежный источник, т.е. повысить эффективность выбора сигнала синхронизации. Для того, чтобы этого достигнуть, предусматривается функция приоритета, которая учитывает по меньшей мере два из нижеследующих фактора: тип первоначального источника синхронизации, качество принятого сигнала и отсчет транзитных участков, подсчитанный от eNB. Соответственно, UE затем выберет источник синхронизации с наивысшим значением приоритета в качестве наиболее надежного источника.
Таким образом, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, предусматривается приемник синхронизации, который содержит блок приема синхронизации для приема предварительно определенных сигналов синхронизации от разных источников синхронизации, включающих в себя по меньшей мере источник, передающий сигнал, происходящий из сетевого узла и беспроводного устройства генерирования синхронизации, при этом беспроводное устройство является не сетевым узлом, а наоборот, пользовательским оборудованием. Приемник синхронизации дополнительно включает в себя блок вычисления показателей для определения соответствующего показателя для каждого из источников синхронизации, от которых принят сигнал синхронизации. Показатель основан по меньшей мере на двух из: качества принятого сигнала синхронизации; типа источника, т.е. является ли источник синхронизации источником, передающим сигнал, происходящий из сетевого узла, или беспроводным устройством, генерирующим сигнал синхронизации; и числа транзитных участков до сетевого узла. Приемник синхронизации дополнительно содержит блок выбора источника синхронизации для осуществления выбора источника синхронизации согласно показателю, и блок тактирования для регулирования тактирования для передачи и/или приема данных согласно сигналу синхронизации источника синхронизации, выбранного блоком выбора источника синхронизации.
Приемник синхронизации, как описано выше, может предпочтительным образом образовывать часть устройства беспроводной связи, такого как терминал или любое пользовательское оборудование. Однако приемником синхронизации может также быть ретранслятор, который может быть полезным в случае мобильных ретрансляторов. Следует отметить, что даже если варианты осуществления описаны здесь в контексте системы LTE, т.е. системы мобильной связи, настоящее изобретение этим не ограничено. Наоборот, оно может также быть применено к приемникам многоадресной передачи/широковещательной передачи, которые могут соответственно адаптировать свое тактирование приема. Приемники многоадресной передачи/широковещательной передачи могут также работать на основе стандарта LTE. Однако настоящее изобретение также применимо в других системах, таких как широковещательная передача цифрового видео.
Сигналы синхронизации являются предварительно определенными сигналами, известными обеим сторонам, приемнику и передатчику (источнику) таких сигналов. Сигналы синхронизации или их свойства и/или ресурсы, по которым их следует ожидать, обычно точно определены в стандарте. Они могут быть заданы фиксировано, или иметь возможность выбора (определения) из набора доступных сигналов синхронизации, как в случае, например, для PSS и SSS из LTE, как описано выше применительно к технической среде. Источником синхронизации является любой объект, который передает сигнал синхронизации, такой как базовая станция, ретранслятор, UE или подобный.
Блок выбора выбирает источник синхронизации на основе показателя. Например, блок выбора может быть выполнен с возможностью осуществления выбора источника, имеющего значение показателя, указывающее наибольшую надежность. Это может быть выполнено посредством осуществления выбора, например, источника, значение показателя которого является наибольшим среди значений показателей, если источники оценены. Однако в зависимости от замысла показателя, наиболее надежный источник может соответствовать не наибольшему, а наименьшему значению показателя. В таком случае, будет выбран источник, имеющий минимальное значение показателя. Однако следует отметить, что в общем блок выбора может в выполнить выбор любым способом согласно показателю.
Более того, выбор не ограничивается необходимостью выполнения в начале желаемой передачи. Наоборот, выбор может выполняться регулярно для того, чтобы проверить, используется ли соответствующий источник синхронизации, и для того, чтобы повторно выбрать тот же или другой источник.
Блок тактирования получает тактирование от сигнала синхронизации, принятого от выбранного источника синхронизации. Тактирование может быть использовано для определения или регулирования тактирования передачи или приема данных. Тактирование передачи или приема данных может быть таким же как принятое тактирование сигнала синхронизации или быть принятым тактированием минус фиксированный или сконфигурированный сдвиг. В первом (первоначальном) выборе источника, UE определяет свое тактирование согласно принятому сигналу синхронизации. При повторном выборе (выборе, выполняемом после первоначального выбора), UE может вместо определения лишь отрегулировать свое тактирование согласно новому источнику синхронизации. Здесь, первоначальным выбором источника может быть, например, выбор после переключения на UE. Блок тактирования может получать тактирование для приема и передачи другим образом. Например, тактирование для приема может быть определено напрямую как тактирование принятого сигнала синхронизации, тогда как для передачи тактирование может быть определено посредством применения опережения тактирования, т.е. сдвига по отношению к тактированию приема. Такой сдвиг может быть определен таким же образом как в LTE. Тактирование передачи может также быть определено напрямую как тактирование принятого сигнала синхронизации или определено посредством применения предварительно заданного сдвига. Однако настоящее изобретение не ограничивается этими примерами, в общем, блок тактирования может получать тактирование от сигнала синхронизации любым способом.
Предпочтительно, блок получения показателей выполнен с возможностью определения показателя как комбинации качества принятого сигнала синхронизации и смещения выбора, определенного на основе числа транзитных участков и/или на основе типа источника синхронизации, которым является либо источник, происходящий из сети, или источник, независимый от сети, такой как беспроводное устройство, генерирующее сигнал синхронизации без участия сети.
Например, функция приоритета (т.е. показатель) может быть суммой качества принятого сигнала и полученного смещения приоритета (смещения выбора). Качество принятого сигнала измеряется, например, в приемнике сигнала синхронизации. Измерение качества сигнала может быть выполнено любым способом, например, на основе сигнала синхронизации. Соответственно, источник синхронизации передает в предварительно определенных ресурсах сигналы с предварительно определенной мощностью. Ресурсы и мощность известны приемнику, который измеряет мощность принятого сигнала, которая может напрямую быть параметром качества. Однако параметр качества, используемый в показателе, может также быть определен как функция измеренной мощности принятого сигнала. Это может быть соотношение или разница между переданным и принятым сигналом, указывающая ухудшение сигнала. Измерение может также соответствовать измерению CRS (опорного сигнала соты), как выполняется в LTE (3GPP TS 36.331, версия 12.1.0, "Radio Resource Control (RRC); Protocol specification").
Затем, смещение выбора (сдвиг качества принятого сигнала) определяется на основе числа транзитных участков и типа источника. Значения смещения выбора, соответствующие некоторой комбинации типа источника и значений отсчета транзитных участков, может быть заданы в данной спецификации. Один способ задания - с помощью таблицы. В частности, блок получения показателей может быть выполнен с возможностью определения смещения выбора согласно ассоциации между предварительно определенными значениями смещения выбора и соответствующим числом транзитных участков. Такой ассоциацией может быть таблица, которая может быть таблицей соответствия, хранящейся в приемнике и ассоциирующей конкретную комбинацию числа транзитных участков и тип источника с некоторым значением смещения. В качестве альтернативы, смещение может быть определено только на основе одного из числа транзитных участков и типа источника. В таком случае, таблица соответствия будет ассоциировать только число транзитных участков с некоторым значением смещения. В качестве альтернативы, значение смещения может зависеть только от типа источника. В таком примере, таблица будет ассоциировать тип источника (источника, происходящего из сети, источника, независимого от сети) с конкретным соответствующим значением смещения выбора.
Следует отметить, что вышеуказанный сдвиг может быть положительным сдвигом (надбавкой). Например, если источником является сетевой узел, такой как базовая станция, или UE, получающее свой сигнал синхронизации из сети, сдвиг является положительным предварительно определенным значением. Если источником является UE, независимое от сети, значение сдвига меньше, чем значение сдвига для сетевого узла. Оно может также быть равно нулю. Тип источника может также различаться между источником, являющимся сетевым узлом, и источником, являющимся беспроводным устройством, сигнал синхронизации которого получают из сигнала синхронизации сети (т.е. является происходящим из сети).
Однако настоящее изобретение не ограничено этим, и сдвиг может в качестве альтернативы быть отрицательным сдвигом (взысканием). Соответственно, разные значения взыскания ассоциируются с соответствующими разными комбинациями типа источника и числа транзитных участков. В качестве альтернативы, взыскание (или надбавка) может быть предоставлено отдельно для типа источника и отдельно для числа транзитных участков. Все еще в качестве альтернативы, взыскание может быть предоставлено только для числа транзитных участков или только для типа источника.
Аналогично, взыскание или надбавка могут быть основаны на числе транзитных участков. Число транзитных участков может быть:
- подсчитано в обратном направлении до источника синхронизации (начиная с предварительно определенного максимального числа транзитных участков для этого источника синхронизации) или
- подсчитано в прямом направлении от источника синхронизации (например, начиная с 0 у источника синхронизации).
Другими словами, отсчет транзитных участков от eNB может быть представлен как увеличивающийся отсчет транзитных участков или уменьшающийся отсчет транзитных участков относительно eNB.
Например, подсчет в прямом направлении от eNB означает, что если eNB 610 является источником сигнала синхронизации, до UE 660, принимающего синхронизацию, 0 транзитных участков (как в случае сигнала 615). Если UE 620 в зоне покрытия сети является источником сигнала синхронизации, от eNB 610 до принимающего UE 660 1 транзитный участок, причем один транзитный участок представлен посредством UE 620 в зоне покрытия сети (как в случае сигнала 620). Между eNB 610 и принимающим UE 660 могут быть дополнительные транзитные участки. Во всех этих случаях, первоначальным источником сигнала синхронизации является eNB 610, и транзитные участки, такие как 620, лишь передают тот же сигнал синхронизации, или сигнал синхронизации, воспроизведенный на основе первоначального сигнала синхронизации, принятого от eNB 610. Подсчет транзитных участков в прямом направлении от первоначального источника (в этом случае сетевого источника, eNB 610) дает в результате положительное число транзитных участков или ноль.
Однако транзитные участки могут быть в качестве альтернативы подсчитаны в обратном направлении от приемника синхронизации к источнику синхронизации. В частности, если синхронизация принимается напрямую от eNB 610 посредством UE 660 (сигнал 615), то числу транзитных участков от eNB до принимающего UE может быть задано максимальное число транзитных участков NHmax, поддерживаемое для этого сетевого узла (eNB 660). Разные сетевые узлы могут иметь разное максимальное число транзитных участков. Например, макро-eNB имеет большее число транзитных участков, чем микро-eNB, так как макро-eNB имеет более высокую точность тактирования и частоту. Отсчет в обратном направлении имеет преимущество, что UE не требуется знать максимальное число транзитных участков, если максимальное число транзитных участков имеет возможность конфигурирования для eNB. Если устройство приема синхронизации 660 принимает сигнал синхронизации 625 от UE 620, то отсчет транзитных участков, подсчитанный в обратном направлении от eNB 610, составляет NHmax-1 у принимающего UE 660. Как в вышеуказанном примере, число транзитных участков может быть даже ниже, таким как NHmax-2, NHmax-3,..., 0, соответствующим более чем одному устройствам (размещенным между первоначальным источником 610 и принимающим UE 660), принимающим сигнал синхронизации, происходящий от сетевого узла, и передающим его дальше (или, передающим сигнал синхронизации, реконструированный из принятого сигнала синхронизации). Другими словами, при подсчете транзитных участков в обратном направлении, подсчет начинается с максимального числа транзитных участков, предварительно определенного для заданного eNB 610. В частности, максимальное число транзитных участков может быть задано/определено для разных eNB как разное значение. Предварительно определенное максимальное число транзитных участков может быть задано для eNB сетью. UE получает информацию, касающуюся максимального числа транзитных участков, посредством сигнализации от eNB. Это может быть выполнено либо посредством канала управления D2D, либо широковещательной сигнализации, либо в сигнале синхронизации.
Если используется вышеописанный увеличивающийся отсчет транзитных участков, т.е. отсчет транзитных участков, начинающийся с 0 у сетевого узла, то функция смещения приоритета предпочтительным образом спроектирована так, что значение смещения уменьшается, когда отсчет транзитных участков увеличивается. Если, с другой стороны, используется уменьшающийся отсчет транзитных участков, т.е. отсчет транзитных участков, начинающийся с NHmax у сетевого узла, функция смещения приоритета предпочтительным образом спроектирована так, что значение смещения увеличивается, когда отсчет транзитных участков увеличивается. Здесь, термин "функция смещения приоритета" относится к функции или правилу для ассоциирования значений смещения со значениями отсчета транзитных участков (отсчетом транзитных участков).
Вышеописанные примеры ассоциации между сдвигом (смещением) выбора и числом транзитных участков и/или типом источника не ограничены настоящим изобретением. Согласно другому примеру, взыскание и надбавка могут также быть объединены. Например, надбавка может быть предоставлена для сетевого узла как источника, тогда как для других источников надбавка не предоставлена, и взыскание может быть предоставлена для положительного числа транзитных участков, или наоборот.
Как описано выше, взаимосвязь между надбавкой, типом источника и отсчетом транзитных участков может быть задана посредством таблицы соответствия. Таблица может быть задана в стандарте, т.е. может быть предварительно заданной. В качестве альтернативы, взыскание или надбавка может быть вычислена на основе некоторой функции. Например, взыскание может быть пропорционально числу транзитных участков (подсчитанных в прямом направлении), например, значение взыскания может быть в два раза больше числа транзитных участков. В качестве альтернативы, функция может быть обратно пропорциональна числу транзитных участков, подсчитанных в обратном направлении. Однако это только пример, и функция может иметь другую форму, чем простое умножение, или множитель, отличный от 2. Конкретный выбор функции (также как и значение таблицы) зависит от желаемого влияния числа транзитных участков и/или типа источника на показатель.
В итоге, смещение предпочтительно определяется как значение (надбавка или взыскание), которое больше для сетевых узлов, являющихся источником сигнала синхронизации, чем для беспроводных устройств, являющихся источником сигнала. Это обеспечивает возможность предпочтения сетевых узлов в качестве источника синхронизации перед беспроводными устройствами, которые не зависят от сетевых узлов, т.е. сигнал синхронизации которых получают не из сети. Такое предпочтение может быть полезным, так как в общем ожидается, что связь D2D и связь сетевого устройства должны использовать одинаковую полосу пропускания и время. Таким образом, тактирование, скоординированное с тактированием сети, может помочь уменьшить помехи и улучшить качество приема. Более того, некоторая координация между передачами сетевого устройства и передачами D2D может быть выполнена посредством сети.
В качестве альтернативы или в дополнение, смещение может быть определено как значение (надбавка или взыскание), которое уменьшается с увеличением числа транзитных участков между сетевым узлом и устройством приема синхронизации, где число транзитных участков является положительным целым, или как значение, которое увеличивается с увеличением числа транзитных участков между сетевым узлом и устройством приема синхронизации, где число транзитных участков также является положительным целым. Эти две возможности нацелены на увеличение значения показателя, если устройство приема синхронизации находится близко к сетевому источнику, и уменьшение значения показателя, если оно находится далеко от сетевого источника. Близость здесь выражается числом узлов (беспроводных устройств) между сетевым узлом, являющимся источником сигнала синхронизации, и узлом приема синхронизации.
Фигура 7 иллюстрирует вариант осуществления настоящего изобретения, в котором eNB 710 имеет зону покрытия, указанную эллипсом 701. D2D UE 770 принимает сигнал синхронизации 715 от eNB 710 с качеством принятого сигнала -100 дБм. D2D UE 770 дополнительно принимает сигнал синхронизации 725, происходящий из eNB 710, через транзитный участок, образованный посредством UE 720 в зоне покрытия сети, с качеством принятого сигнала -80 дБм. Наконец, D2D UE 770 принимает сигнал синхронизации 735 от UE 730 вне зоны покрытия сети с качеством принятого сигнала -78 дБм. Таким образом, если осуществляется выбор источника синхронизации только согласно качеству принятого сигнала, то будет выбрано UE 730 вне зоны покрытия сети, так как оно имеет наибольшее качество принятого сигнала, за которым следует UE 720 и наконец eNB 710. В этом варианте осуществления, однако, выбор синхронизации выполняется по-другому. Таблицы внизу Фигуры 7 показывает ассоциацию между значением надбавки (3-й столбец) и комбинацию типа источника (1-й столбец) и отсчета транзитных участков (2-й столбец). Типом первоначального источника может быть либо eNB 710, либо беспроводное устройство, которое не получает сигнал синхронизации от сетевого узла, т.е. здесь UE 730 вне зоны покрытия сети. Число транзитных участков, различимых в настоящем примере, составляет 0, 1 или более, чем 1. Смещение выбора в этом случае составляет надбавку, которая может принять значения 10, 6, 3 или 0, в зависимости от типа источника и числа транзитных участков. В частности, если источником является беспроводное устройство 730, то безотносительно к числу узлов, надбавка (надбавка со значением ноль) не добавляется к качеству (мощности) принятого сигнала. Следует отметить, что в этих примерах, беспроводное устройство 730 генерирует сигнал синхронизации. Однако, в общем, сигнал синхронизации может также быть сгенерирован некоторым другим беспроводным устройством, и, таким образом, число транзитных участков может также быть различно для этого типа источника.
Для источников на Фигуре 7, таким образом, соответствующие показатели вычисляются как следует ниже:
- eNB 710: мощность принятого сигнала в -100 дБм добавляется к значению 10 надбавки (0 транзитных участков, eNB-источник в первом ряду таблицы), что дает в результате значение показателя -90.
- UE 720: мощность принятого сигнала в -80 дБм добавляется к значению 6 надбавки (1 транзитный участок, eNB-источник во втором ряду таблицы), что дает в результате значение показателя -74.
- UE 730: мощность принятого сигнала в -78 дБм добавляется к значению 0 надбавки (любое число транзитных участков, eNB-источник в последнем ряду таблицы), что дает в результате значение показателя -78.
Соответственно, источником с наивысшим качеством приема в -74 является UE 720, за которым следует UE 730 и eNB 710. Таким образом, D2D UE 770 выбирает UE 720 в зоне покрытия сети в качестве источника синхронизации, так как оно имеет наибольшее значение показателя. В этом примере, подсчет в прямом направлении используется для отсчета транзитных участков.
Для того чтобы иметь возможность получения показателя, UE приема синхронизации предпочтительно получает информацию о типе источника и числе транзитных участков от транзитного участка, передающего сигнал синхронизации. Это может быть выполнено посредством декодирования сигнала синхронизации D2D или канала управления синхронизации D2D, если источником синхронизации является UE (с сигналом синхронизации, происходящим из сети или независимым от сети). Если источником является eNB, информация уже несется в ID соты в сигнале синхронизации - на основе этого понятно, что источником является eNB, и таким образом число транзитных участков составляет 0 (или NHmax, зависимое от применяемой стратегии подсчета транзитных участков). Вместо определения значения смещения выбора посредством использования таблицы на основе типа источника и отсчета транзитных участков, значение смещения может быть указано напрямую посредством сигнала синхронизации D2D или посредством канала управления, такого как канал управления D2D. Другими словами, смещение выбора определяется посредством его приема внутри информации сигнализации, переданной от соответствующего источника синхронизации. Таким образом, определение значения смещения является более гибким, и вычисление или поиск в таблице не является необходимым в приемнике. Например, UE 720 на Фигуре 7 будет прямо указывать, что значение 6 надбавки посредством сигнала синхронизации D2D или канала управления, такого как канал управления D2D.
Таблица присваивания, которая описана выше, может быть сконфигурирована для устройства приема синхронизации посредством сигнализации управления. Например, таблица Фигуры 7 может быть передана принимающему устройству (UE) посредством сигнализации RRC. В качестве альтернативы, может применяться таблица по умолчанию, и, в дополнение, может быть возможность передачи модифицированной таблицы после установления RRC-соединения с сетью. Другой альтернативный вариант состоит в том, что многочисленные таблицы предварительно заданы в спецификации. Выбор таблицы может быть основан на типе eNB или сконфигурирован посредством сигнализации более высокого уровня.
В соответствии с другим вариантом осуществления данного изобретения, блок получения показателей выполнен с возможностью определения показателя как линейной комбинации качества принятого сигнала синхронизации; числа, представляющего, является ли источник синхронизации сетевым узлом или беспроводным устройством; и числа транзитных участков до сетевого узла.
В частности, функция может быть задана посредством
M=a×T+b×H+c×Q
Где T является типом первоначального источника синхронизации, например T=1, если первоначальным источником является eNB, и T=0 в ином случае; H является отсчетом транзитных участков, т.е. числом транзитных участков между первоначальным источником синхронизации и транзитным участком передачи синхронизации, который может также предусматриваться для указания числа транзитных участков между первоначальным источником и приемником синхронизации; Q является качеством сигнала, которое может быть задано, например, посредством мощности принятого сигнала в дБм; и a, b, c являются весами для взвешивания соответствующих вышеуказанных трех параметров T, H и Q. Веса a, b и c могут быть в общем реальными числами. Однако для того, чтобы упростить реализацию, веса могут также быть целыми числами. Следует отметить, что качеством сигнала необязательно напрямую является измеренная принятая мощность. В качестве альтернативы, качество приема может быть представлено предварительно заданным числом уровней, которые определены на основе измеренной мощности сигнала. Например, в зависимости от значения дБм могут быть заданы разные категории, например, "отлично", "хорошо", "удовлетворительно", "плохо", "очень плохо". Эти категории могут затем быть представлены посредством целого числа, которое проще для вычисления вышеуказанного уравнения. Например, отличному качеству может быть присвоено число 5, хорошему качеству число 4, удовлетворительному качеству число 3, плохому качеству число 2 и очень плохому качеству число 1.
Например, так как D2DSS, полученный от eNB, имеет более высокий приоритет, чем D2DSS, полученный от другого источника, весовой коэффициент a предпочтительно является положительным целым a>0. Если отсчет транзитных участков подсчитан в прямом направлении от eNB, то весовой коэффициент b предпочтительно является отрицательным числом b<0, тогда как если отсчет транзитных участков подсчитан в обратном направлении, b>0. Чем выше качество принятого сигнала, тем больше должно быть значение показателя. Таким образом, c>0, если принятое качество выражено в дБм, как приведено также в качестве примера выше, так как принятое качество в таком случае является отрицательным числом, что означает, что большее значение качества лучше. Если c<0, например, -1, то -100 дБм лучше, чем -90дБм. Показатель M может быть <0, если принятое качество является отрицательным числом. Однако, это только примеры. Специалистам в данной области техники понятно, что показатель должен быть спроектирован для того, чтобы представлять надежность источника. Конкретное проектное решение, такое как использование подсчета транзитных участков в прямом/обратном направлении или положительные/отрицательные значения параметров T, H, Q и, соответственно, коэффициенты взвешивания a, b, c, может быть реализовано любым способом.
Коэффициенты взвешивания и таким образом показатель могут быть сконфигурированы для каждого UE (принимающего устройства). Для UE вне зоны покрытия сети, веса a, b, и c могут быть предварительно сконфигурированы посредством OAM или ретранслированы посредством UE в зоне покрытия сети через канал управления D2D.
Для UE в зоне покрытия сети, коэффициенты взвешивания a, b, и c могут быть предварительно сконфигурированы или сконфигурированы посредством eNB. Конфигурация по каждому eNB является предпочтительной, и может быть выполнена, например, посредством сигнализации RRC или другой сигнализации управления.
Конфигурируемость показателя имеет преимущество, что каждое UE может быть сконфигурировано по-разному. Если UE имеет данные, ретранслированные от eNB, предпочтительно, чтобы такое UE синхронизировалось с eNB. Тогда весовой коэффициент a может быть сконфигурирован в большей степени для этого UE, чем для другого UE. Если UE имеет возможность слабого приема (возможность обнаружения/декодирования сигналов с низким качеством), предпочтительно синхронизировать такое UE с D2DSS наивысшим качеством сигнала. Тогда весовой коэффициент c может быть сконфигурирован в большей степени для такого UE, чем для другого UE, не в этом сценарии.
В итоге, линейная комбинация предпочтительно задается как M=a×T+b×H+c×Q, при этом T является источником синхронизации, H является числом транзитных участков, и Q является качеством принятого сигнала; и a, b и c являются коэффициентами взвешивания. Тогда блок получения показателей выполнен с возможностью определения коэффициентов взвешивания a, b или c посредством их приема внутри информации сигнализации, переданной из сетевого узла.
В соответствии с другим вариантом осуществления данного изобретения, блок выбора источника синхронизации дополнительно выполнен с возможностью выполнения предварительного этапа для устранения неквалифицированного D2DSS. В частности, предварительный этап может устранить из набора источников, которые должны быть рассмотрены для выбора. Только для D2DSS, который прошел предварительный выбор, показатель будет определен на основе качества сигнала и смещения или на основе линейного показателя, как описано выше, и на основе показателя будет выбран источник синхронизации. Это означает, что исключенные источники исключены на предварительном этапе устранения из дальнейшего рассмотрения в качестве источников синхронизации.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, относящегося к устройству приема синхронизации, в устройстве приема синхронизации, блок выбора источника синхронизации выполнен с возможностью выполнения предварительного выбора источников синхронизации посредством исключения из набора возможных источников синхронизации с числом транзитных участков до сетевого узла, превышающим предварительно определенный порог транзитных участков. Например, предварительно определенный порог может быть равен 3, что означает, что любой транзитный участок с отсчетом транзитных участков, большим, чем 3 (в случае подсчета транзитных участков в прямом направлении) будет исключен из дальнейшего выбора. Однако, это только пример, и порог может также принять другое значение, такое как 1, 2 или 4, или большее.
В качестве альтернативы, или в дополнение к предварительному выбору на основе числа транзитных участков, предварительный выбор источников синхронизации может быть выполнен посредством исключения из набора возможных источников синхронизации источников с качеством сигнала, не превышающим предварительно определенный порог качества. Например, предварительно определенный порог может быть равен -100 дБм. Таким образом, любой транзитный участок (источник), сигнал синхронизации которого принимается с мощностью, меньшей, чем -100 дБм, исключается из дальнейшего выбора. Однако, значение -100 дБм является только примером, и порог может принять другое значение, такое как -110 дБм или -105 дБм, или любое другое значение. Более того, может быть полезно задать порогу разные значения, в зависимости от типа первоначального источника. В частности, порог качества может быть выше для несетевого источника, такого как UE 730 вне зоны покрытия сети, означая, что сигнал от такого UE должен иметь более высокое качество, чтобы пройти предварительный выбор, чем источники, которые определяют свой сигнал на основе сигнала синхронизации из сети (eNB 710 или UE 720 в зоне покрытия сети).
В этом варианте осуществления, блок получения показателей тогда выполнен с возможностью определения показателя только для тех источников синхронизации, которые остались в наборе возможных источников синхронизации после предварительного выбора, выполненного блоком выбора источника синхронизации. Термин "набор возможных источников синхронизации" здесь относится к источникам, сигнал синхронизации которых принимается устройством приема синхронизации.
Одно из преимуществ предварительного выбора состоит в том, что D2DSS с низким качеством не выбирается. Таким образом, можно предотвратить выбор ненадежных источников синхронизации, даже без определения для них показателя. Таким образом, выбор может быть упрощен этим способом.
Вышеописанные варианты осуществления, касающиеся способа, которым должны выполняться получение показателя и выбор источника синхронизации, могут быть дополнительно улучшены посредством управления повторного выбора источника с гистерезисом. В частности, устройство приема синхронизации принимает сигнал синхронизации от разных источников синхронизации. Оно может регулярно выполнять повторный выбор источника синхронизации посредством определения показателей для принятых источников и посредством осуществления выбора наиболее надежного источника соответственно. Если прием качества сигнала варьируется значительно, такой регулярный повторный выбор приведет к частому изменению источника синхронизации. Для того чтобы предотвратить такой эффект "пинг-понга", предпочтительно может быть добавлен гистерезис. Это означает, что когда UE выбирает источник синхронизации, оно будет удерживать этот источник в течение некоторого периода времени, так что UE не будет часто изменять источник синхронизации. Это помогает стабильности источника синхронизации. Гистерезис будет уменьшаться во времени, так что будет выбран наилучший источник синхронизации.
Устройство приема синхронизации может дополнительно содержать таймер повторного выбора, и блок управления выбором для управления блоком получения показателей для определения показателя, и блок выбора источника синхронизации для осуществления выбора источника синхронизации в соответствии с таймером повторного выбора. Например, терминал может каждые 10 секунд оценивать источники, от которых он принимает сигнал синхронизации. Оценка включает в себя вышеописанные определение или вычисление показателя и выбор наилучшего источника, т.е. источника с наивысшим значением показателя, или, в общем, со значением показателя, указывающий наилучший источник. Это обеспечивает приемнику сигнала синхронизации (такому как терминал, или в более общем смысле, пользовательскому оборудованию) возможность регулярной адаптации источника синхронизации к возможно изменяемой среде передачи. Следует отметить, что вышеуказанный пример 10 секунд для периода повторного выбора является только примерным, и может быть задан в другое значение, например в 1, 2, 5 или 15 секунд, или любой другой период времени. Значение таймера повторного выбора может быть фиксированным, или оно может также быть конфигурируемым посредством протокола более высокого уровня посредством сети (узла), такого как eNB. Конфигурируемость таймера предоставляет преимущество адаптации операции повторного выбора к среде передачи UE. Если UE является мобильным UE, вариации качества канала могут быть более частыми, что делает полезным конфигурирование более короткого периода повторного выбора. С другой стороны, если UE не перемещается (в текущий момент), и среда существенно не изменяется, то может быть полезно сконфигурировать период повторного выбора более длинным (увеличить период повторного выбора).
Устройство приема синхронизации дополнительно предварительно содержит таймер гистерезиса, который запускается после осуществления выбора нового источника синхронизации и истекает после предварительно определенного периода гистерезиса, при этом таймеру повторного выбора задается предварительно определенный период повторного выбора. Период повторного выбора может быть принят устройством приема синхронизации внутри сигнализации управления из сети, например, от сетевого узла, такого как базовая станция (eNB). Блок управления выбором тогда дает команду блоку получения показателей для определения показателя и дает команду блоку выбора источника синхронизации выбрать источник синхронизации согласно показателю после истечения срока действия таймера повторного выбора, если срок действия таймера гистерезиса истек, и не выбирать источник синхронизации согласно показателю после истечения срока действия таймера повторного выбора, если срок действия таймера гистерезиса не истек. Таким образом таймер гистерезиса помогает предотвратить частое изменение источника синхронизации.
Предварительно определенный период гистерезиса может предпочтительно уменьшаться во времени. В частности, период гистерезиса может быть уменьшен при увеличивающимся числе раз истечения срока действия таймера повторного выбора.
Повторный выбор может также быть инициирован, когда качество принятого сигнала текущего источника синхронизации падает ниже некоторого порога в течение некоторого периода времени. Предпочтительно предотвратить внезапное исчезновение источника синхронизации или существенное ухудшение качества сигнала от источника синхронизации.
Настоящее изобретение, как описано в вышеуказанных вариантах осуществления, предоставляет преимущество дифференцирования между типом и расстоянием источников и не только на основе качества приема. Соответственно, UE выберет D2DSS с более высоким качеством сигнала. Приоритет eNB и отсчет транзитных участков может рассматриваться как сдвиг для качества сигнала. Если качество сигнала D2DSS от UE вне зоны покрытия сети, такого как 630, не намного лучше, чем качество сигнала D2DSS от eNB 610, UE выберет eNB.
Фигура 8 иллюстрирует устройство 800 для приема сигнала синхронизации согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 800 является беспроводным устройством, таким как пользовательское оборудование. Это беспроводное устройство принимает различные сигналы от разных источников с разной соответствующей силой. В частности, устройство может принять сигналы от сетевого узла 810, такого как eNB, или от беспроводного пользовательского устройства 820, которое размещено в пределах зоны 810 покрытия eNB 810, или от пользовательского оборудования 830, которое размещено вне зоны 801 покрытия сети, и в частности eNB 810. Устройство содержит блок 840 приема сигнала синхронизации, блок 850 получения показателей, блок 860 выбора источника синхронизации и блок 870 тактирования, которые сконфигурированы, как описано в вышеуказанных вариантах осуществления. В частности, блок 840 приема сигнала синхронизации адаптирован для приема сигнала синхронизации от различных источников синхронизации D2D. Он может дополнительно идентифицировать источник на основе принятого сигнала синхронизации или по меньшей мере типа источника. Однако, эта информация может также быть передана позднее посредством сигнализации. Блок 850 получения показателей выполнен с возможностью определения или вычисления показателя, на основе которого блок 860 выбора источника синхронизации выбирает источник синхронизации. После выбора источника, устройство 800 определяет (первоначально) или регулирует (после того, как было сделано первоначальное определение) свое тактирование. В частности, он может взять синхронизацию как тактирование в целях приема или может добавить к ней сдвиг. Затем, получают тактирование передачи, что может быть выполнено на основе полученного тактирования приема.
Устройство 800 может дополнительно включать в себя блок 880 управления повторным выбором, который управляет моментами времени, в которые устройство выполняет повторный выбор. Соответственно, блок 880 повторного выбора управляет блоком 850 получения показателей и блоком 860 выбора для выполнения из функций, а именно вычисления показателей и выбора источника в определенные моменты времени. Эти моменты времени предпочтительно получают от таймера 885 повторного выбора, также образующего часть устройства 800. Таймер повторного выбора 885 может быть конфигурируемым посредством сигнализации, принятой из сети. Прием сигнализации из сети может быть выполнен блоком 890 приема сигнализации. Следует отметить, что в этой блок-схеме, блок 890 приема сигнализации и блок 840 приема сигнала синхронизации нарисованы раздельно. Это потому, что они являются функциональными блоками. В общем, устройство 800 будет иметь общий фронт приема, образованный одной или более антеннами, усилителями, демодуляторами и декодерами (возможно применяемыми для приема сигнализации). Затем сигнализация и синхронизация будут использованы для разных целей, как показано на Фигуре 8 отделенными блоками 840 и 890.
Блок приема сигнализации может быть также выполнен с возможностью приема сигнализации с настройками для определения показателей. Например, настройки для весовых коэффициентов a, b, c и/или для сдвига смещения выбора и/или значения надбавки или взыскания могут быть приняты и предоставлены блоку 850 получения показателей. Более того, таймер 865 гистерезиса может быть частью устройства и может быть использован блоком 880 управления повторным выбором для управления блоком 860 источника синхронизации для изменения или не изменения источника синхронизации, если блок 860 выбора на основе показателей, определенных в 850, выберет новый источник синхронизации, т.е. источник синхронизации отличный от примененного в настоящий момент источника синхронизации. Таймер гистерезиса 865 может также быть сконфигурирован посредством сигнализации, принятой из сети блоком 890 приема сигнализации. Фигура 9 иллюстрирует способ для осуществления выбора источника синхронизации в системе, которая описана выше. В частности, такой способ приема синхронизация содержит этапы: приема предварительно определенных беспроводных сигналов синхронизации от источников синхронизации, включающих в себя источник синхронизации, который получает свой сигнал синхронизации от сетевого узла и беспроводного устройства генерирования синхронизации. Принятые сигналы синхронизации могут уже нести некоторую информацию, такую как тип источника или число транзитных участков. Однако эта информация может также быть передана другим способом. Тогда способ содержит этап определения 930 показателя выбора для каждого из источников синхронизации на основе по меньшей мере двух из: качества принятого сигнала синхронизации; типа источника (передает ли источник синхронизации сигнал синхронизации, происходящий из сетевого узла или независимый от сетевого узла); и числа транзитных участков до сетевого узла. На следующем этапе 940 осуществления выбора источника синхронизации согласно определенному показателю выбирается источник, который затем используется для этапа 950 определения или регулирования тактирования для передачи или приема данных согласно сигналу синхронизации выбранного источника синхронизации.
Показатель предпочтительно определяется как комбинация: качества принятого сигнала синхронизации и смещения выбора, определенного на основе числа транзитных участков и/или на основе типа источника синхронизации, которым является либо источник синхронизации, который получает свой сигнал синхронизации от сетевого узла, либо беспроводное устройство, независимое от сети. Смещение выбора может быть определено согласно ассоциации между предварительно определенными значениями смещения выбора и соответствующим числом транзитных участков, такой как таблица соответствия. Смещение выбора может, в частности, быть определено как одно из: значения, которое больше для сетевых узлов, являющихся источником сигнала синхронизации, чем для беспроводных устройств, являющихся источником сигнала; значения, которое уменьшается с увеличением числа транзитных участков между сетевым узлом и устройством приема синхронизации, когда число транзитных участков подсчитывается с возрастанием, начиная с сетевого узла; или значения, которое увеличивается с увеличением числа транзитных участков между сетевым узлом и устройством приема синхронизации, когда число транзитных участков подсчитывается с убыванием, начиная с сетевого узла с предварительно определенным максимумом транзитных участков. В качестве альтернативы, смещение выбора может быть определено посредством его приема внутри информации сигнализации, переданной от соответствующего источника синхронизации. Настоящее изобретение не ограничивается определением показателя как описано выше и в общем, показатель может также быть определен как линейная комбинация качества принятого сигнала синхронизации; число, представляющее, является ли источник синхронизации сетевым узлом или беспроводным устройством; и число транзитных участков до сетевого узла. Такая линейная комбинация предпочтительно задается как M=a×T+b×H+c×Q, при этом T является источником синхронизации, H является числом транзитных участков, и Q является качеством принятого сигнала; и a, b и c являются коэффициентами взвешивания. По меньшей мере один из коэффициентов взвешивания a, b или c может быть определен посредством его приема внутри информации сигнализации, переданной от сетевого узла.
Способ может быть дополнительно содержащим этап 920 предварительного осуществления выбора источников синхронизации посредством исключения из набора возможных источников синхронизации: источников с числом транзитных участков до сетевого узла, превышающим предварительно определенный порог транзитных участков, и/или источников с качеством сигнала, не превышающим предварительно определенный порог качества. Затем, показатель определяется только для источников синхронизации в наборе возможных источников синхронизации после предварительного выбора, выполненного блоком выбора источника синхронизации.
Способ синхронизации может дополнительно содержать этап запуска (ведения) таймера повторного выбора, и управления 960 определением показателя и осуществления выбора источника синхронизации в соответствии с таймером повторного выбора.
Способ может также дополнительно содержать ведение таймера гистерезиса, который запускается после осуществления выбора нового источника синхронизации и истекает после предварительно определенного периода гистерезиса, при этом таймеру повторного выбора задается предварительно определенный период времени. Затем способ предпочтительно включает в себя этап подачи команды для определения показателя и для осуществления выбора источника синхронизации согласно показателю после истечения срока действия таймера повторного выбора, если срок действия таймера гистерезиса истек, и для не осуществления выбора источника синхронизации согласно показателю после истечения срока действия таймера повторного выбора, если срок действия таймера гистерезиса не истек.
Разъяснения, приведенные в разделе "Техническая среда" выше, предназначены для лучшего понимания конкретных примерных вариантов осуществления, описанных в настоящем документе, и не должны пониматься как ограничивающие данное изобретение описанными конкретными реализациям процессов и функций в сети мобильной связи, такой как сеть, согласующаяся со стандартами 3GPP. Тем не менее, улучшения, предложенные в настоящем документе, могут быть легко применены в архитектурах/системах, описанных в разделе "Техническая среда", и могут в некоторых вариантах осуществления данного изобретения также использовать стандартные и улучшенные процедуры этих архитектур/систем. Специалист в данной области техники поймет, что многочисленные вариации и/или модификации могут быть внесены в настоящее изобретение, как показано в конкретных вариантах осуществления, без отступления от сущности и объема данного изобретения, как широко описано.
Другой вариант осуществления данного изобретения относится к реализации вышеописанных различных вариантов осуществления с использованием аппаратных средств и программного обеспечения. Понятно, что различные варианты осуществления данного изобретения могут быть реализованы или выполнены с использованием вычислительных устройств (процессоров). Вычислительным устройством или процессором могут быть, например, процессоры общего назначения, процессоры цифровой обработки сигналов (DSP), специализированные интегральные микросхемы (ASIC), программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA) или другие программируемые логические устройства, и т.д. Различные варианты осуществления данного изобретения может также быть выполнены или осуществлены посредством комбинации этих устройств.
К тому же различные варианты осуществления данного изобретения могут также быть реализованы посредством программных модулей, которые исполняются процессором или непосредственно в аппаратных средствах. Также может быть возможна комбинация программных модулей и аппаратной реализации. Программные модули могут храниться на любом виде компьютерно-читаемых носителей информации, например, RAM, EPROM, EEPROM, flash-памяти, регистрах, жестких дисках, CD-ROM, DVD и т.д.
Подводя итог, настоящее изобретение относится к выбору источника синхронизации из числа различных источников синхронизации, которые включают в себя источники, определяющие сигнал синхронизации из сети, такие как базовые станции (сетевые узлы) или пользовательское оборудование, которое принимает сигнал синхронизации возможно через другие транзитные участки от базовой станции, и которые дополнительно включают в себя источники, которые не определяют свой сигнал синхронизации из сети. Выбор источника синхронизации выполняется посредством выбора источника с самым надежным сигналом синхронизации на основе показателя, вычисленного для каждого из рассмотренных источников. В частности, показатель основан на типе источника, числе транзитных участков между сетью и источником и/или качестве принятого сигнала. После осуществления выбора источника, тактирование устройства адаптируется соответствующим образом.