СПОСОБЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БЕСПРОВОДНЫХ САМООРГАНИЗУЮЩИХСЯ ОДНОРАНГОВЫХ СЕТЕЙ
METHODS AND EQUIPMENT FOR AD-HOC WIRELESS NETWORKS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способам и оборудованию для беспроводных самоорганизующихся одноранговых (ad-hoc) сетей и, в частности, к прерывистому приему (DRX) в беспроводных ad-hoc сетях.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Беспроводные ad-hoc сети состоят из независимых беспроводных узлов, которые динамически устанавливают соединения друг с другом для создания сети. Ad-hoc сеть не нуждается в каком бы то ни было центральном узле, централизованной инфраструктуре или традиционной сотовой сети, хотя и может извлекать выгоду из них. Напротив, ad-hoc сеть может расти или сокращаться “сама по себе” с помощью механизмов своевременного обнаружения и индивидуальных решений узла.
Для того чтобы беспроводные узлы формировали ad-hoc сети, существует потребность в стандартизованном наборе протоколов, который позволяет узлам взаимодействовать, и особенно в процедуре аутентификации, которая обеспечивает установление защищенных линий связи в рамках узлов ad-hoc сети.
Например, Bluetooth ad-hoc сети могут использовать протокол Secure Simple Pairing (SSP) для обмена сообщениями, которые необходимы для обнаружения устройств, установления соединения и обмена открытыми ключами безопасности. Кроме того, SSP обеспечивает для так называемой I/O обмен характеристик, который содержит простейшую информацию о физических пропускных способностях узлов.
Ожидается, что в будущем беспроводные ad-hoc узлы будут иметь возможность предоставлять более широкий диапазон служб друг другу, чем ad-hoc сети, как правило, используют на сегодняшний день. Например, некоторые службы могут требовать, чтобы соединение поддерживалось в течение более длительного времени. Некоторые из этих служб могут также характеризоваться частым прерыванием передачи. Еще одна проблема состоит в том, что некоторые службы, такие как игры, требуют более быстрого доступа после разъединения. Поддержание непрерывного соединения в течение более длительного срока, когда передача или прием переплетены с периодами бездействия, оказывается энергетически неэффективно. Таким образом, технологии эффективного энергосбережения в ad-hoc сети чрезвычайно полезны и желательны, так как множество служб будут представлены в ближайшем будущем.
Некоторые виды механизмов энергосбережения использованы во всех традиционных сотовых сетях. В частности, энергосбережение или так называемый прерывистый прием (DRX), главным образом, в режиме ожидания использован во всех сотовых системах. В более продвинутых технологиях, таких как long term evolution (LTE) или в поздних версиях UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network), операция DRX также используется в подсоединенном или активном режиме.
Операция DRX в режиме ожидания и в подсоединенном режиме позволяет пользовательскому оборудованию (UE) сберегать энергию батареи, когда она разрешает ему присоединиться к соте для приема поискового вызова и оставаться на связи для приема пользовательских данных или управляющей информации, соответственно. Как в режиме ожидания, так и в подсоединенном режиме, в зависимости от использованного DRX цикла, UE может оставаться в режиме DRX неограниченное время. Однако в подсоединенном режиме, в зависимости от реализации сети, UE, как правило, переходит в режим ожидания после длительного периода бездействия, который, как правило, контролируется сетью.
Другой тип технологии энергосбережения представляет собой прерывистую передачу (DTX) на UE. Несмотря на то, что изначальное предназначение DTX операции состоит в снижении принимаемых помех на базовой станции, пониженная активность передачи также позволяет UE сберегать энергию его батареи.
Введение операции DTX особенно выгодно в традиционных системах, таких как WCDMA, где вне зависимости от активности передачи данных, двунаправленный непрерывный канал управления поддерживается в первую очередь для того, чтобы обеспечить работу замкнутого цикла управления питанием. При этом непрерывный или, по меньшей мере, квази-непрерывный канал управления может быть также задействован и в других системах, таких как LTE, чтобы поддерживать синхронизацию, быстрое планирование и т.п. Таким образом, в принципе, концепция DTX может быть использована в широком спектре технологий и сценариев.
В типичных реализациях сети обе операции DRX и DTX выполняются параллельно, таким образом, и сберегая энергию батарее, и избегая помех.
До настоящего времени технологии энергосбережения, такие как DRX или DTX, были изобретены, прежде всего, для UE. Однако в связи с высокими затратами на энергию и для того, чтобы уменьшить влияние глобального потепления, существует значительная заинтересованность в разработке энергоэффективных беспроводных узлов сети, таких как энергоэффективные базовые станции, или технологий, которые позволяют узлам работать на меньшей мощности. Таким образом, будущие базовые станции могут также работать в спящем режиме. Усовершенствованные способы разрабатываются для того, чтобы гарантировать, что сниженная активность передачи базовой станции не препятствует в значительной степени нормальной работе UE.
В существующих ad-hoc сетях не существует четко выраженного механизма DRX. Нехватка операции DRX имеет ряд последствий.
Во-первых, для критичных по времени служб, например, передачи голоса по IP (VOIP), в связи с нехваткой жизнеспособного DRX механизма, обычный приемник UE ad-hoc сети вынужден оставаться непрерывно активным. Это, очевидно, истощает энергию батареи UE. Для конечного пользователя это означает, что активное время разговора существенно отличалось бы для сотового и ad-hoc режимов, что вероятно было бы неприемлемо для большинства пользователей.
В случае некритичных по времени служб, например, интерактивных услуг, UE ad-hoc сети, как правило, разрывает соединение после периода бездействия. Это происходит потому, что с точки зрения энергопотребления UE нецелесообразно оставаться непрерывно активным после некоторого уровня бездействия. При этом интерактивные сеансы связи обычно длятся дольше, но характеризуются спорадическими передачами, следующими за длительными периодами бездействия.
Таким образом, в отсутствие активного режима DRX, UE принудительно обрывает соединение и переходит в режим ожидания. Это означает, что даже если сеанс связи еще не завершен на более высоком уровне, UE вынуждено подвергнуться процедуре завершения доступа, чтобы осуществить повторный доступ к ресурсам для передачи после каждого периода бездействия. Как правило, это увеличивает запаздывание, а также увеличивает риск сбоя. В ad-hoc сетях восстановление соединения может занимать еще больше времени, чем в обычных классических сетях. Некоторые интерактивные службы, такие как игры, требуют относительно быстрого времени реакции. Таким образом, в отсутствие активного режима DRX, сложно поддерживать широкий спектр услуг в ad-hoc сетях, если только не пожертвовать расходом заряда батареи UE.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Несмотря на то, что идея DRX/DTX привлекательна в ad-hoc сетях, фундаментальная проблема состоит в том, чтобы сконфигурировать и согласовать DRX/DTX параметры многочисленных узлов ad-hoc сети, когда центральный орган инфраструктуры отсутствует, и когда мобильные терминалы в режиме ad-hoc сети работают независимо. Эта базовая проблема представляет собой еще большую сложность для мобильных узлов ad-hoc сети, для которых физическая отдаленность, как и их взаимные параметры радиоканала, меняются во времени и пространстве.
Таким образом, задача состоит в том, чтобы предоставить решение для включения DRX в беспроводных ad-hoc сетях.
Это достигается путем поиска узла, который может обеспечить шаблон опорного сигнала, который может быть использован UE, входящим в режим DRX, для поддержания синхронизации во время операции DRX.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, представлен способ в UE, подключаемом к ad-hoc сети и выполненном с возможностью входа в режим DRX, когда оно подключено к ad-hoc сети. В данном способе узел, который способен обеспечить опорный сигнал, содержащий шаблон, который может быть использован в целях синхронизации в режиме DRX в ad-hoc сети, определяется, и опорный сигнал от определенного узла принимается. Дополнительно, UE входит в режим DRX, и принятый опорный сигнал используется для поддержания синхронизации в режиме DRX. Когда DRX сеанс связи завершается, UE выходит из режима DRX.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, представлен способ в узле, подключаемом к ad-hoc сети, для поддержки синхронизации UE в режиме DRX в ad-hoc сети. В данном способе принимается запрос на обеспечение опорного сигнала, содержащего шаблон, который может быть использован для синхронизации UE, входящих в режим DRX в ad-hoc сети, и происходит оповещение UE о том, какой из узлов способен обеспечить опорный сигнал.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, представлено UE, подключаемое к ad-hoc сети и выполненное с возможностью входа в режим DRX, когда оно подключено к ad-hoc сети. UE содержит процессор для определения узла, способного обеспечить опорный сигнал, содержащий шаблон, который может быть использован для целей синхронизации в режиме DRX в ad-hoc сети, приемник для приема опорного сигнала от определенного узла, блок управления DRX для входа и выхода из режима DRX и блок синхронизации для использования принятого опорного сигнала в режиме DRX для поддержания синхронизации.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения представлен узел, подключаемый к ad-hoc сети для поддержки синхронизации UE в режиме DRX в ad-hoc сети. Узел содержит приемник для приема запроса на обеспечение опорного сигнала, содержащего шаблон, который может быть использован для синхронизации UE, входящих в режим DRX в ad-hoc сети, и передатчик для оповещения UE о том, какой из узлов способен предоставить опорный сигнал.
В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения представлен способ в UE, подключаемом к ad-hoc сети и выполненном с возможностью входа в режим DRX, когда оно подключено к ad-hoc сети. В данном способе передается широковещательным образом информация относительно DRX работы UE и идентифицируется глобальное опорное согласование по времени, которое может быть использовано для целей синхронизации в режиме DRX в ad-hoc сети. Затем UE входит в режим DRX, использует глобальное опорное согласование по времени для поддержки синхронизации и выходит из режима DRX.
В соответствии с шестым аспектом настоящего изобретения представлено UE, подключаемое к ad-hoc сети и выполненное с возможностью входа в режим DRX, когда оно подключено к ad-hoc сети. UE содержит передатчик для широковещательной передачи информации относительно DRX операции UE, блок синхронизации для идентификации и использования глобального опорного согласования по времени для поддержания синхронизации в режиме DRX в ad-hoc сети и блок управления DRX для входа и выхода из режима DRX.
Преимущество вариантов осуществления по настоящему изобретению состоит в том, что они позволяют UE в ad-hoc сети работать в DRX режиме, который позволяет UE сберегать их энергию в беспроводной ad-hoc сети. Это означает, что устройства ad-hoc сети могут оставаться на линии в активном режиме в течение более долгого времени, даже если данные не принимаются, в то же время сберегая энергию батареи.
Варианты осуществления настоящего изобретения также позволяют UE работать в DRX в режиме ожидания. Таким образом, еще одно преимущество состоит в том, что DRX режим позволяет UE сберегать энергию также и в режиме ожидания.
Дополнительное преимущество состоит в том, что операция DRX в активном режиме позволяет ускорить доступ, что, в частности, полезно для служб, требующих более короткого времени реакции.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг. 1 изображен сценарий согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На Фиг. 2 изображен сценарий согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
На Фиг. 3 изображен сценарий согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.
На Фиг. 4 изображен сценарий согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.
На Фиг. 5 представлена блок-схема по способу в UE согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На Фиг. 6 представлена блок-схема по способу в UE согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На Фиг. 7 представлена блок-схема по способу в UE согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
На Фиг. 8 изображены UE и узел согласно вариантам осуществления по настоящему изобретению.
На Фиг. 9 и 10 представлены диаграммы последовательностей, показывающие на примере различные сценарии, в которых использованы варианты осуществления по настоящему изобретению.
На Фиг. 11 представлена блок-схема по способу в узле согласно варианту осуществления по настоящему изобретению.
На Фиг. 12 представлена блок-схема по способу в UE согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
В дальнейшем в этом документе настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны предпочтительные варианты осуществления изобретения. Тем не менее, изобретение может быть осуществлено в различных формах и не должно быть истолковано как ограниченное вариантами осуществления, изложенными в настоящем документе; скорее, такие варианты осуществления предоставлены таким образом, чтобы данное описание было тщательным и полным и полностью передавало объем изобретения для специалистов в данной области техники. На чертежах одинаковые ссылочные позиции относятся к аналогичным элементам.
Более того, специалисты в данной области техники примут во внимание, что средство и функции, описанные ниже в данном документе, могут быть реализованы с использованием программного функционирования в сочетании с программируемым микропроцессором или универсальным компьютером, и/или с использованием специализированной интегральной схемы (ASIC). Следует также иметь ввиду, что хотя настоящее изобретение в основном описано в виде способов и устройств, данное изобретение может также быть осуществлено и в компьютерном программном продукте, а также и в системе, включающей компьютерный процессор и память, связанную с процессором, где память закодирована одной или несколькими программами, которые могут осуществить функции, раскрытые в данном документе.
Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к операции DRX либо в режиме ожидания, либо в активном режиме в беспроводной ad-hoc сети. Когда UE находится в режиме ожидания, обслуживающий узел не поддерживает полный контекст, т.е. сведения о UE. Более того, в режиме ожидания UE не поддерживает никакого активного соединения с обслуживающим узлом. Это означает, что для UE в режиме ожидания не выделены ресурсы. Обслуживающий узел посылает сообщение поискового вызова UE, которое в свою очередь пытается установить соединение для получения входящих звонков/сообщений. В режиме ожидания UE самостоятельно меняет обслуживающий узел, т.е. UE производит повторный выбор узла аналогично повторному выбору в сотовых сетях. В активном режиме, называемом также и подсоединенным режимом, поддерживается активное соединение между UE и обслуживающим узлом. Для этого требуется, чтобы обслуживающий узел поддерживал полный контекст UE, т.е. имел полную информацию о UE в активном режиме. Примерами применения вариантов осуществления настоящего изобретения являются передача голоса через IP, игры и наиболее ресурсоемкие приложения. Операция DRX предполагает, что UE позволено выключать свой приемник для сбережения энергии его батареи в течение периодов времени, согласованных с DRX циклом.
При введении DRX для беспроводных ad-hoc сетей, необходимо установить и поддерживать синхронизацию, по которой взаимные DRX циклы могут быть определены, и при этом такой механизм синхронизации должен учитывать изменения в характеристиках распространения с учетом мобильности и других причин, таких как задержка распространения. Если узел ad-hoc сети принимает сигнал, в отношении которого он может определить его шаблон DRX цикла, и этот сигнал, как и шаблон DRX цикла, известны другим узлам ad-hoc сети, то связь между узлами ad-hoc сети при поддержке DRX операции может иметь место подобно связи сотового UE с базовой станцией. Как сказано выше, основная проблема состоит в том, чтобы настроить и согласовать параметры DRX/DTX многочисленных узлов ad-hoc сети, когда центральный орган инфраструктуры отсутствует.
Базовая концепция вариантов осуществления по настоящему изобретению состоит в том, чтобы разрешить узлу инициировать и поддерживать передачу специального шаблона опорного сигнала во время DRX операции устройства ad-hoc сети, которое мы называем UE. Передача шаблона опорного сигнала позволяет UE поддерживать синхронизацию, получать информацию о состоянии канала связи путем оценки канала на основании шаблона опорного сигнала и вводить коррекцию для любого отклонения задержки распространения в связи с мобильностью во время операции DRX.
Это достигается за счет способов и оборудования в беспроводной ad-hoc сети, где UE подключаемо к беспроводной ad-hoc сети согласно описанным ниже вариантам осуществления. UE выполнено с возможностью входа в режим DRX в ad-hoc сети. Как показано на блок-схеме на фигуре 5, UE определяет 501 узел, который способен предоставить опорный сигнал, содержащий шаблон, который может быть использован для целей синхронизации.
Кроме того, затем UE принимает 502 опорный сигнал от определенного узла. Когда UE принимает опорный сигнал, UE входит 503 в режим DRX. Далее синхронизация может поддерживаться 504 благодаря переданным опорным сигналам, которые передаются, пока UE не выйдет 505 из режима DRX.
Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, как показано на фигуре 6, UE определяет 501 узел, который способен предоставить опорный сигнал, содержащий шаблон, который может быть использован для целей синхронизации, путем отправки запроса 501a узлу на предоставление опорного сигнала и получения 501b ответного сигнала или сообщения от запрошенного узла, который способен предоставить опорный сигнал. Узел, предоставляющий опорный сигнал, уведомляется 506, если UE выходит из режима DRX.
Запрос может содержать параметры, связанные с DRX операцией UE, такие как продолжительность DRX цикла, время запуска режима DRX, время завершения режима DRX, период включения DRX, период отключения DRX и т.п. Эти параметры позволяют узлу, предоставляющему опорный сигнал, посылать опорный сигнал, который соответствует операции DRX данного UE. Например, если DRX цикл занимает долгое время, узел может передать опорный сигнал с длительной периодичностью, т.е. редкий опорный сигнал. Для более короткого DRX цикла опорный сигнал может быть более интенсивен.
Предоставленный опорный сигнал может, как правило, состоять из периодического шаблона. При этом шаблон может также быть квазипериодическим, в котором передаются периодические серии импульсов опорного сигнала. В течение серии импульсов опорные сигналы могут быть апериодическими. Шаблон может также быть выбран из набора предварительно заданных шаблонов.
Если опорный сигнал содержит шаблон из набора предварительно заданных шаблонов, запрашиваемый узел может сообщить параметры, связанные с шаблоном опорного сигнала, который должен быть предоставлен. Примерами таких параметров являются идентификатор предварительно заданного шаблона опорного сигнала, периодичность появления опорного сигнала, время начала опорного сигнала, время завершения опорного сигнала и т.д.
Согласно первому варианту осуществления, узел, запрашиваемый для предоставления опорного сигнала, представляет собой другое UE, которое показано на фигуре 1. UE может определить упомянутый UE, посылая запрос последнему узлу, с которым UE связывалось до входа UE в режим DRX. UE также может определить упомянутый узел, т.е. UE, сохраняя историю последних N узлов, с которыми UE устанавливало связь, например, за последний период времени T0. Таким образом, если последний обслуживающий узел не может обслужить DRX операцию UE, то UE может попытаться связаться с еще одним узлом из своего списка и так далее. Если нет ни одного узла в списке предыстории UE, то UE посылает запрос произвольному множеству UE и может выбрать UE, который обладает лучшим состоянием радиосигнала, например, лучшим SNR и т.п. Другой сценарий, когда UE включено и желает оставаться в DRX. Если UE не имеет списка предыстории UE, то UE может послать запрос всем доступным UE, как описано выше. Другая возможность состоит в том, что UE после включения посылает запрос другому UE, т.е. узлу, обслуживающему операцию DRX, который указал свое желание обслужить операцию DRX путем предоставления шаблона опорного сигнала. Такое указание может быть послано UE, т.е. узлом, напрямую посредством широковещательного сообщения или через промежуточный узел, такой как узел сотовой сети, например, базовая станция. Еще один сценарий состоит в том, что UE, которое намерено войти в DRX, обнаруживает вслепую, что в текущий момент есть UE, т.е. узлы, обслуживающие операцию DRX для другого UE. Обнаружение вслепую может быть выполнено путем сопоставления известных предварительно заданных шаблонов опорного сигнала с шаблоном, передаваемым упомянутым UE, т.е. упомянутыми узлами. Происходящая операция DRX определяется в случае высокой корреляции, наблюдаемой UE. Идентификатор упомянутого UE (т.е. узла), посылающего опорный сигнал, также отображен в шаблоне опорного сигнала. Таким образом, операция сопоставления позволяет UE определить упомянутый UE, доступный в текущий момент для обслуживания операции DRX. Таким образом, UE может послать запрос к упомянутому UE, операция DRX которого была обнаружена вслепую при включении или при недостатке исторических данных или в любых других сценариях. Еще одна возможность состоит в том, что несколько вышеизложенных сценариев могут быть совмещены для определения наиболее подходящего узла, который может обслуживать операцию DRX. Например, UE может упорядочить последние N узлов, с которыми устанавливалась связь, по признаку качества их сигналов. UE посылает запрос узлу, который обладает наилучшим качеством сигнала. В другом примере предполагается, что UE обнаружило вслепую M узлов, в текущий момент обслуживающих операцию DRX. В этом случае UE может послать запрос узлу, который обладает наилучшим качеством сигнала. Более того, UE может также сравнить узлы, которые обнаружены вслепую, с узлами, которые были использованы для связи за период времени T0. UE может послать запрос узлу, который принадлежит обоим группам, и который при этом обладает наилучшим возможным или приемлемым уровнем качества принятого сигнала.
По сценарию на фигуре 1, UE-A определяет упомянутый UE, посылая запрос последнему узлу, с которым связывался UE до входа в режим DRX, как дополнительно описано ниже. Таким образом, UE-A связывается с UE-B для получения и передачи данных по ad-hoc соединению 120. В примерах вариантов осуществления по настоящему изобретению, UE-A представляет собой принимающее устройство, а UE-B представляет собой передающее устройство. В отличие от существующего уровня техники, ad-hoc соединение 120 между этими UE удерживается даже после завершения передачи данных, позволяя одному или обоим UE войти в режим DRX.
Согласно данному варианту осуществления, UE-A инициирует процедуру для того, чтобы войти в режим DRX, который может быть режимом ожидания или подключенным режимом. UE-A может инициировать данную процедуру в любое время и, в частности, после некоторого периода отсутствия активности при передаче. Данная процедура описана в дальнейшем в этом документе.
UE-A, ранее вошедшее в DRX, запрашивает 1 у передающего UE-B поддержку операции DRX. В этом случае UE-A посылает предназначенное сообщение напрямую UE-B. В ответе UE-B принимает 2 запрос и инициирует передачу шаблона опорного сигнала, тем самым помогая UE-A работать в DRX, и UE-A начинает операцию DRX.
Согласно другому аспекту данного варианта осуществления, UE-B инициирует передачу опорного сигнала при условии, что оно приняло запросы от по меньше мере N (N≥1) UE, в том числе UE-A. Согласно еще одному аспекту данного варианта осуществления UE-A может также попытаться найти любые подходящие передающие UE для поддержки своей DRX операции, посылая запрос на опорный сигнал посредством широковещательного сообщения. В этом случае UE-A посылает широковещательное сообщение, которое принимается множеством UE. Широковещательное сообщение содержит запрос на поддержку операции DRX. В ответ на широковещательное сообщение, одно или несколько UE могут принять запрос. UE-A выбирает одно из UE для поддержки операции DRX, в случае если оно приняло ответы от множества UE. Например, UE-A может выбрать узел, качество сигнала которого наилучшее, чтобы принимаемый опорный сигнал был надежно принят. Другим критерием может быть то, что каждое UE также указывает, если оно уже обслуживает/посылает опорный сигнал другим UE для поддержки их операции DRX. В этом случае UE-A может выбрать UE, которое поддерживает операцию DRX для других UE, ввиду того, что это более энергоэффективное решение. Таким образом, в результате одно из UE, например, UE-C, помогает UE-A в поддержании его операции DRX путем передачи шаблона опорного сигнала. Операция DRX и передача соответствующего опорного сигнала заканчиваются после изначально согласованного периода времени или по четкому указанию/запросу какого-либо из UE.
Как предназначенное, так и широковещательное сообщения содержат всю необходимую информацию относительно операции DRX. Например, они могут содержать длительность DRX, время начала DRX цикла, продолжительность времени, в течение которого операция DRX поддерживается и т.д.
Опорный сигнал передается через операцию DRX, как показано на фигуре 9. В качестве примера, предположим, что DRX цикл 903 составляет 640 мс. При этом опорный сигнал 901 передается периодически каждые 20 мс. Другая возможность состоит в том, чтобы пакет периодического опорного сигнала передавался каждые 80 мс. Каждый пакет ограничен 5 мс. Таким образом, в данном примере активность опорного сигнала передачи существенно больше, чем рабочего DRX цикла. Когда операция DRX завершена, передача опорного сигнала прекращается. Шаблон опорного сигнала для поддержки DRX операции может быть одним из стандартизированных или предварительно заданных шаблонов. Кроме того, шаблон может быть специфическим под конкретные устройства. Чтобы иметь способность принимать опорный сигнал в режиме DRX, UE-A входит в интервал включения DRX, причем приемник включен на короткий период времени, когда опорный сигнал передается от UE-B. Интервал включения DRX равен или больше, чем промежуток времени работы канала связи, который несет индикатор поискового вызова или информацию, относящуюся к поисковому вызову. Таким образом, во время включения DRX UE должно быть способно принять поисковый вызов, так же как и опорный сигнал, передаваемый от UE-B. Продолжительность упомянутого канала связи и шаблонов опорного сигнала предварительно заданы. Таким образом, UE может определить промежуток времени включения DRX по предварительно заданному промежутку времени работы упомянутого канала связи, несущего информацию, относительно поискового вызова и шаблон опорного сигнала. Альтернативно, UE-B может также настроить UE-A на использование заданной длительности включения DRX.
На фигуре 10 показана процедура, подобная той, что изображена на фигуре 9, за исключением того, что шаблон опорного сигнала привязан к DRX циклу, или, например, различные шаблоны могут быть связаны с набором DRX циклов (шаблон №1, №2 и №3 для малых, средних и длинных DRX циклов, соответственно). Например, предположим, DRX цикл составляет 640 мс, и промежуток времени включения равен 1 мс, т.е. UE активизирует свой приемник раз в 640 мс на 1 мс. Опорный сигнал также передается периодически раз в 640 мс. Каждая передача периодического опорного сигнала может включать пакет опорного сигнала. Каждый пакет может занимать 5 мс, которые распределены по центру промежутка времени включения DRX. Таким образом, в данном примере активность передачи опорного сигнала выровнена по используемому DRX циклу.
Согласно второму варианту осуществления, узел, запрашивающий предоставление опорного сигнала, представляет собой сетевой узел, как показано на фигуре 2.
UE-A, которое заинтересовано войти в состояние DRX, информирует 1 ближайшую сеть или узел инфраструктуры, например, базовую станцию, о своем намерении перейти в состояние DRX посредством запроса сетевого узла на предоставление опорного сигнала для поддержки операции DRX UE-A.
В ответ, сетевой узел предлагает UE-A присоединиться 2 к сетевому узлу временно или на предварительно определенное время.
Используемый DRX цикл может быть выбран UE-A или узлом сети или обоими вместе. Для поддержки операции DRX UE-A, сетевой узел регулярно передает шаблон опорного сигнала. В результате, UE-A переходит в состояние DRX, пока поддерживается синхронизация с упомянутым узлом сети посредством прослушивания опорного сигнала. Опорный сигнал должен передаваться по меньшей мере до тех пор, пока операция DRX UE-A, поддерживаемая узлом сети, не завершится. Сетевой узел может, таким образом, передать опорный сигнал даже если ни одно UE не присоединено к нему. Однако сетевой узел может также остановить передачу опорного сигнала после завершения операции DRX UE-A, если ни одно другое UE не подсоединено к сетевому узлу.
UE может обладать мультирежимной совместимостью, т.е. поддерживать работу ad-hoc сети и сотовой сети. Следует отметить, что данный вариант осуществления позволяет UE-A присоединиться к сетевому узлу в режиме ad-hoc сети. Сетевой узел, таким образом, также способен поддерживать работу в режиме ad-hoc сети.
Данный вариант осуществления в частности полезен в режиме ожидания, поскольку он позволяет UE-A принимать поисковый вызов, который может представлять собой важную информацию, такую как «предупреждение» или «чрезвычайная ситуация».
Согласно третьему варианту осуществления, сетевой узел идентифицирует UE, который может предоставить опорный сигнал для поддержки операции DRX, т.е., как показано на блок-схеме на фигуре 7, UE, который готовится войти в DRX, запрашивает 501c сетевой узел, чтобы идентифицировать другое UE, которое может предоставить опорный сигнал, и тогда UE получает 501d информацию, связанную с другим UE, который может предоставить опорный сигнал. Следует отметить, что UE должно проинформировать 506 сетевой узел и/или UE, предоставляющее опорный сигнал, когда UE, использующее опорный сигнал для синхронизации, покинуло режим DRX.
Также согласно тому же третьему варианту осуществления, операция DRX в UE-A ad-hoc сети также поддерживается периодической передачей шаблона опорного сигнала другим UE ad-hoc сети. Однако разница по сравнению с первым вариантом осуществления состоит в том, что в этом случае UE-A ищет поддержки от узла инфраструктуры (например, базовой станции или любого другого централизованного узла, поддерживающего работу в режиме ad-hoc сети и т.п.) в поиске подходящего UE, которое может поддержать его операцию DRX посредством предоставления шаблона опорного сигнала.
Таким образом, когда UE-A желает перейти в режим DRX, оно посылает 1 запрос сетевому узлу, как показано на фигуре 3. Сетевой узел может поддерживать обновляемый список UE, которые готовы поддерживать операцию DRX других UE. Альтернативно, если не существует такого списка или в списке нет ни одного UE, сетевой узел напрямую опрашивает 2 другие UE в сети, не готовы ли они поддержать операцию DRX.
Если сетевой узел находит, например, UE-B, которое может поддержать операцию DRX, то он указывает это UE-A посредством сообщения 3. Информация может содержать детали, такие как обозначения UE-B, параметры физического уровня, время начала передачи опорного сигнала и т.п. Сетевой узел указывает UE-B начать передачу 4 шаблона опорного сигнала. Следовательно, UE-A начинает свою операцию DRX. Согласно другому аспекту данного варианта осуществления, сетевой узел может найти подходящее UE для передачи опорного сигнала, предоставляемого по меньшей мере для N (N≥1) UE, заинтересованных в операции DRX.
Операция DRX останавливается, и передача соответствующего опорного сигнала завершается после изначально согласованного периода времени или по прямому указанию/запросу, отправленному сетевому узлу любым из UE-A или UE-B.
Как и в первом варианте осуществления, опорный сигнал передается на всем протяжении операции DRX. Аналогично, шаблон опорного сигнала может быть одним из стандартизированных или предварительно заданных шаблонов или может быть специфическим под конкретные устройства. Альтернативно, шаблоны могут быть привязаны к DRX циклам или, например, различные шаблоны могут быть связаны с набором DRX циклов (шаблон №1, №2 и №3 для малых, средних и длинных DRX циклов, соответственно).
Обратимся к фигуре 8, на которой показаны UE 800, выполненные с возможностью входа в режим DRX при включении в ad-hoc сеть, и узел 850, который способен предоставить опорный сигнал, используемый для поддержки синхронизации UE 800, прямо или косвенно связанные с вариантами осуществления по настоящему изобретению. UE включает в себя интерфейс 810 доступа по радио для ad-hoc связи. Интерфейс доступа по радио содержит электронную схему с функциями для передачи/приема согласно соответствующей технологии доступа по радио, например, Bluetooth.
UE 800, таким образом, подключаемо к ad-hoc сети и выполнено с возможностью входа в режим DRX при соединении с ad-hoc сетью. UE включает в себя процессор 840 для определения узла, который способен предоставить опорный сигнал, содержащий шаблон, который может быть использован для целей синхронизации в режиме DRX в ad-hoc сети, приемник 810 для приема опорного сигнала от определенного узла, блок 820 управления DRX для входа и выхода из режима DRX и блок 830 синхронизации для использования принятого опорного сигнала в режиме DRX для поддержки синхронизации.
Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, процессор 840 дополнительно выполнен с возможностью запрашивать узел 850 для предоставления опорного сигнала, и для получения подтверждающего сигнала или сообщения от запрашиваемого узла, который способен предоставить опорный сигнал. Узел 850 может быть UE или узлом сети. Если узел 850 представляет собой UE, то процессор 840 выполнен с возможностью посылать запрос напрямую другому UE или множеству UE посредством широковещательной передачи. Если узел представляет собой сетевой узел, то UE требуется присоединиться к сетевому узлу для получения опорного сигнала.
Согласно дополнительному варианту осуществления, процессор 840 UE 800 также выполнен с возможностью запрашивать сетевой узел для идентификации другого UE, которое может предоставить опорный сигнал, и для приема информации, связанной с другим UE, которое может предоставить опорный сигнал. В данном варианте осуществления UE 800 дополнительно включает в себя передатчик 810 для оповещения сетевого узла и/или UE, предоставляющего опорный сигнал, когда UE, использующее опорный сигнал для синхронизации, выходит из режима DRX. UE 800 может также содержать список 890 предыстории последних N узлов, с которыми устанавливалась связь, например, за последний период времени T0. Данный список 890 может быть использован для выбора узла, к которому посылать запрос на предоставление опорного сигнала.
Более того, узел 850 является подключаемым к ad-hoc сети для поддержки синхронизации для UE 800 в режиме DRX в ad-hoc сети. Узел 850 включает в себя приемник 860 для приема запроса на предоставление опорного сигнала 880, включающего шаблон, который может быть использован для синхронизации при входе UE в режим DRX в ad-hoc сети, передатчик 860 для оповещения UE о том, который из узлов способен предоставить опорный сигнал 880.
Согласно одному варианту осуществления, узел 850 представляет собой другое UE, причем другое UE 850 выполнено с возможностью предоставления опорного сигнала 880 до тех пор, пока оно не примет информацию от UE 800 о том, что оно вышло из режима DRX. В другом варианте осуществления узел 850 представляет собой сетевой узел, причем сетевой узел 850 выполнен с возможностью позволить UE 800 присоединиться к сетевому узлу 850, чтобы быть способным принимать предоставленный опорный сигнал, пока UE находится в режиме DRX. Узел может также быть сетевым узлом 850, включающим в себя блок 870 поиска для определения другого UE, которое может предоставить опорный сигнал, и в котором передатчик 860 дополнительно выполнен с возможностью оповестить UE об определенном другом UE посредством отсылки параметров, связанных с другим UE. Блок 870 поиска может использовать список 895 для поиска UE, которое может предоставить опорный сигнал.
Как показано на блок-схеме на фигуре 11, предоставлен способ в узле, подключаемом к ad-hoc сети для поддержки синхронизации UE в режиме DRX в ad-hoc сети. Узел принимает 1101 запрос на предоставление опорного сигнала, содержащего шаблон, который может быть использован для синхронизации UE при входе в режим DRX в ad-hoc сети. Затем узел либо предоставляет 1102 опорный сигнал сам, либо ищет 1102 другое UE, которое может предоставить опорный сигнал и оповещает 1103 UE о том, какой из узлов способен предоставить опорный сигнал.
Согласно четвертому варианту осуществления, операция DRX поддерживается в отношении опорного согласования по времени, которое является общим для связывающихся устройств ad-hoc сети, в том числе UE, которые готовятся войти в режим DRX. Данное опорное согласование по времени может быть глобальным опорным согласованием по времени, получаемым через сигнал от глобального узла, такого как GPS узел, или любого другого узла глобальной спутниковой системы навигации (GNSS), как показано на фигуре 4, где UE-A и UE-B находятся в ad-hoc связи, и UE-A представляет собой принимающее устройство, а UE-B представляет собой передающее устройство. Опорное согласование по времени может также быть предоставлено узлом инфраструктуры. Аналогично, опорное согласование по времени может быть использовано любым из UE, вовлеченных в операцию DRX, т.е. либо UE-A, либо или UE-B в данном примере.
Как показано на фигуре 12, способ согласно четвертому варианту осуществления включает в себя.
Широковещательная информация относительно операции DRX UE передается широковещательным образом 501x и идентифицируется 502x глобальное опорное согласование по времени, которое может быть использовано для целей синхронизации в режиме DRX в ad-hoc сети. Затем UE входит 503 в режим DRX и с использованием 504 глобального опорного согласования по времени для поддержки синхронизации. Когда сеанс связи DRX завершается, UE выходит 505 из режима DRX.
Соответственно, UE 800, как показано на фигуре 8, включает в себя передатчик 810 для широковещательной передачи информации относительно операции DRX UE, блок 830 синхронизации для идентификации и использования глобального опорного согласования по времени для поддержания синхронизации в режиме DRX в ad-hoc сети и блок 820 управления DRX для входа и выхода из режима DRX.
В этом варианте осуществления, UE не требует и не использует какие бы то ни было опорные сигналы от других UE или узла инфраструктуры для поддержки своей операции DRX. Это означает, что UE-A ad-hoc сети, которое намерено войти в режим DRX, не нуждается в помощи любых других UE относительно передачи опорного сигнала. Скорее, как описано выше, UE-A использует некоторое опорное согласование по времени или любой другой тактовый сигнал, общий для UE-A и UE-B, т.е. устройство в ad-hoc связи с UE-A для запуска его операции DRX, такое как сигнал глобальной системы позиционирования (GPS) от узла GPS или сигнал от глобальной системы спутниковой навигации (GNSS). Т.е. данный эталон должен быть своего рода универсальной или глобальной системой отсчета времени, чтобы предотвратить неопределенность. Кроме того, UE-B использует данное глобальное опорное согласование по времени, чтобы принять решение о том, когда инициировать новую передачу. Таким образом, UE-B может избежать посылки данных для UE-A, когда UE-A недоступен во время операции DRX.
Предположим, что UE-A желает войти в режим DRX. Перед входом в DRX, UE-A передает широковещательным образом или анонсирует некоторые сведения о своей операции DRX относительно глобального опорного времени, например, идентификатор опорного тактового сигнала или времени, DRX цикл, начало операции DRX относительно опорного тактового сигнала или времени, конец операции DRX или длительность операции DRX и т.п. Кроме того, UE-A также может передавать широковещательным образом свое географическое расположение, например, координаты глобальной системы позиционирования (GPS) или глобальной системы спутниковой навигации (GNSS) или любое приблизительное положение. Некоторые параметры, такие как опорный тактовый сигнал, используемые для автономной операции DRX, могут также быть предварительно заданы универсальным тактовым сигналом. Альтернативно, по умолчанию универсальный тактовый сигнал может быть использован, кроме тех случаев, когда эталонное время включено прямо в широковещательное сообщение. Таким образом, использование опорного тактового сигнала для запуска операции DRX гарантирует, что другие узлы знают, когда UE-A доступно, т.е. не находится в режиме DRX. Вероятнее всего, что широковещательное сообщение, посланное UE-A, принято последними M обслуженными/передающими узлами. Сообщение может также быть принято любым другим устройством в ad-hoc сети. Тем не менее, любое устройство, которое слушает широковещательное сообщение, способно обслужить UE-A, т.е. может инициировать передачу данных в направлении UE-A, работающего в DRX. Дополнительная передаваемая широковещательным образом информация о местоположении может позволить ближайшим UE, которые знают о своем местоположении, обслужить UE-A.
В некоторых сценариях использование глобального опорного тактового сигнала для операции DRX может быть проблематичным для первичного приема данных. Однако операция DRX с учетом глобального опорного тактового сигнала может оставаться выполнимой без сколько-нибудь значительного ущерба в случае, если канал распространения радиоволн и условия меняются очень медленно; и если отсутствуют значительные изменения в задержке распространения радиоволн.
Однако незначительно измененная схема разрешает даже этот способ работы DRX с учетом глобального опорного тактового сигнала в различных условиях распространения радиоволн. Измененная схема требует, чтобы предпочтительно оба или, по меньшей мере, одно из следующих условий выполнялось:
- Передатчик, т.е. передающее UE-B повторяет первичную передачу L раз.
- Параметр L, который представляет собой число повторов первичных передач, может быть предварительно заданным или настраиваемым или даже специфичным для конкретного исполнения UE. Это позволяет принимающему UE-A получить синхронизацию в начале приема данных, так как приемник также посылает пилот-сигналы для демодуляции.
- Длительность DRX ON (включенного состояния) (TD) принимающего UE-A увеличена, т.е. продолжается дольше.
- Длительность ON (TD) может быть задана в соответствии с наибольшей возможной задержкой распространения радиоволн в особом или типичном сценарии ad-hoc сети. Данный параметр может быть предварительно заданным или настраиваемым. Увеличенная длительность ON позволяет UE-A прослушивать эфир для возможного приема данных в течение более длительного времени, избегая, таким образом, проблемы задержки распространения.
Согласно пятому варианту осуществления, операция DRX поддерживается с учетом опорного согласования по времени, которое является общим для связи устройств ad-hoc сети, в том числе UE, которое готовится войти в режим DRX, как описано в четвертом варианте осуществления, и с использованием опорного сигнала, содержащего шаблон, который может быть использован для целей синхронизации, как описано в предшествующих с первого по третий вариантах осуществления. Совместное использование общих опорного согласования по времени и опорного сигнала позволяет передающему UE-B, поддерживающему операцию DRX, значительно сократить передачу опорных сигналов. Это означает, что UE-B может сберечь свою энергию, затрачиваемую на передачу, периодически, но редко передавая опорный сигнал. Таким образом, принимающее UE-A, работающее в DRX, может изредка демодулировать опорный сигнал для достижения синхронизации. Данный способ пригоден, когда условия радиосвязи изменяются медленно и задержка распространения между передающим и принимающим устройствами мала. Данный вариант осуществления объединяет способы, описанные в четвертом варианте осуществления с любыми другими способами, описанными с первого по третий варианты осуществления.