[发明专利]簇中的载波频率处理

说明书

提供了一种用于基于簇的通信网络中的载波频率处理的机制。根据一方面，提供了一种由驻扎在簇头设备上、或由簇头设备服务的无线设备执行的方法，该簇头设备与簇头载波频率相关联。根据一方面，提供了由与簇头载波频率相关联的簇头设备执行的方法。还提供了相应无线设备、相应簇头设备以及相应程序和计算机程序产品。

技术领域

本文公开的实施例涉及基于簇的通信网络，并具体涉及基于簇的通信网络中用于载波频率处理的方法、设备、计算机程序和计算机程序产品。

背景技术

在移动通信网络中，始终存在获得针对给定通信协议、其参数和移动通信网络被部署在其中的物理环境的良好性能和容量的挑战。

在国家安全和社会公共安全(NSPS)场景中，存在允许无线设备(例如蜂窝用户设备、UE、调制解调器、智能电话、传感器、平板计算机、机器类型设备)当它们在蜂窝网络覆盖下时直接彼此通信的需要。在3GPP LTE网络(NW)中，通过“LTE Direct”技术使得该所谓的设备到设备通信(D2D)或邻近性服务(ProSe)变得可能，该“LTE Direct”技术允许蜂窝站(BS或eNB)建立两个UE之间的D2D链路并为该链路分配资源。

现在，D2D通信以多种版本存在。示例包括蓝牙、一套IEEE 802.11标准的若干变型，例如WiFi Direct和Flashlinq。近来，设备到设备通信作为蜂窝网络的低层，已经被提议作为一种利用通信设备的邻近性并同时允许设备在受控的干扰环境中操作的手段。在蜂窝NW控制(网络辅助的D2D)下的D2D的优点在于，可以开发最优的频谱使用率以及低功耗的发现算法。

一种解决NW覆盖内部及外部二者的D2D通信的技术机制基于分簇，其中，一些设备(UE)充当簇头(CH)设备并且其他设备充当从设备。CH设备可以被比作与小范围基站，该小范围基站在缺少蜂窝eNB的情况下，提供作为eNB的相似功能(的子集)。例如，CH设备可以在簇内提供同步和无线电资源管理，并且还可以充当中心节点，以创建用于与簇通信的树拓扑。此外，CH设备还可以向其它簇或向蜂窝eNB提供中继功能。

在簇场景中，要求簇内的无线设备定期做小区搜索，以能够检测无线设备是否再次进入了NW覆盖中。一旦无线设备(或CH设备本身)确定存在常规网络节点，则簇具有与核心网(以及互联网协议网络)的可操作连接，并在簇内能够支持更多的服务。

一般而言，CH设备是低功率节点，通常是由电池驱动的，并且假设与eNB(或其他常规NW节点)相比具有低成本。因此，CH设备将由与eNB的组件相比具有更低性能的更简单的组件组成。一个这种组件是晶振(XO)，其被用于产生参考定时和参考载波频率。当前NW节点具有非常精确的XO，并且假设总是与电源(例如常规电源、太阳能、强大备用电池)连接。对NW节点的频率精度的要求是0.1ppm，与2GHz的载波频率处小于200Hz的频率误差相对应。

在当前无线设备(移动电话、平板等)中，XO精度为10-15ppm，暗示2GHz处±20-30kHz的频率误差。因此，一旦无线设备在启动时与NW节点连接，则现在所需的无线设备不仅仅需要找到要在其上驻扎的NW节点(小区)，还需要找到正确的载波频率，并将它间歇的频率生成锁定至比无线设备的内部XO更精确的源。已知的小区搜索(CS)算法旨在确定从NW节点发送的特定同步信号，以确定定时、精确的载波频率以及NW节点小区ID。用于确定当前蜂窝系统(如LTE和WCDMA/HSPA)中的小区的同步信号(LTE中的PSS/SSS、WCDMA中的P-SCH/S-SCH)以高达大约3-4kHz的频率误差工作。利用CS的该鲁棒性，还针对最高的合理多普勒频移，无线设备在连接模式中(即，当与NW同步时)可以使用它自身的载波频率执行CS。然而，在初始CS期间(即，当无线设备尚未与任何NW节点连接之前)，需要具有5-10kHz载波间隔的用于CS的频率网格，以处理XO频率的不确定性。