Системы, способы и устройства для синхронизации и выделения ресурсов для связи "устройство-устройство"

Системы, способы и устройства для синхронизации и выделения ресурсов для связи "устройство-устройство"

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие относится к связи "устройство-устройство" и, в частности, к синхронизации и выделению ресурсов для связи "устройство-устройство".

Краткое описание чертежей

На фиг. 1А показана схема, иллюстрирующая пример зон передачи без перекрытия.

На фиг. 1В показана схема, иллюстрирующая пример зон передачи с частичным перекрытием.

На фиг. 1С показана схема, иллюстрирующая пример зон передачи с полным перекрытием.

На фиг. 2А показана схема, иллюстрирующая зоны синхронизации согласно моделированию на системном уровне без подавления, согласно одному варианту осуществления.

На фиг. 2В показана схема, иллюстрирующая зоны синхронизации согласно моделированию на системном уровне с подавлением, согласно одному варианту осуществления.

На фиг. 3А показаны графики, иллюстрирующие количество источников синхронизации в зависимости от пороговых значений, согласно одному варианту осуществления.

На фиг. 3В показаны другие графики, иллюстрирующие количество источников синхронизации в зависимости от пороговых значений, согласно одному варианту осуществления.

На фиг. 4 показана схема, иллюстрирующая зоны синхронизации в различные интервалы времени, согласно одному варианту осуществления.

На фиг. 5А показаны графики, иллюстрирующие кумулятивную функцию распределения (CDF) количества пользовательского оборудования (UE) в зоне уверенного приема на передатчик для трех передатчиков на сектор, согласно одному варианту осуществления.

На фиг. 5В показаны графики, иллюстрирующие кумулятивную функцию распределения (CDF) количества UE в зоне уверенного приема на передатчик для девяти передатчиков на сектор, согласно одному варианту осуществления.

На фиг. 6 показана схематичная блок-схема, иллюстрирующая компоненты устройства беспроводной связи, согласно одному варианту осуществления.

На фиг. 7 показана схематичная блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ для иерархической синхронизации "устройство-устройство", согласно одному варианту осуществления.

На фиг. 8 показана схематичная блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ иерархической синхронизации D2D и выделения ресурсов, согласно одному варианту осуществления.

На фиг. 9 показана схематичная блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ иерархической синхронизации D2D и выделения ресурсов, согласно одному варианту осуществления.

На фиг. 10 показана схематичная блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ иерархической синхронизации D2D и выделения ресурсов, согласно одному варианту осуществления.

На фиг. 11 показана схема беспроводного устройства (например, UE) в соответствии с примером.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Ниже предоставлено подробное описание систем и способов в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Хотя описано несколько вариантов осуществления, следует понимать, что настоящее раскрытие не ограничивается каким-либо вариантом осуществления, а вместо этого охватывает многочисленные альтернативы, модификации и эквиваленты. Кроме того, хотя в последующем описании изложены многочисленные конкретные подробности для того, чтобы обеспечить полное понимание вариантов осуществления, раскрытых в данном документе, некоторые варианты осуществления могут быть применены на практике без некоторых или всех этих подробностей. Более того, с целью ясности некоторые технические материалы, которые известны в предшествующем уровне техники, не были описаны подробно во избежание излишнего усложнения раскрытия.

В технологии беспроводной мобильной связи используются различные стандарты и протоколы для передачи данных между узлом (например, передающей станцией или приемопередающим узлом) и беспроводным устройством (например, устройством мобильной связи). Некоторые беспроводные устройства поддерживают связь с использованием передачи с ортогональным множественным доступом с частотным разделением каналов (OFDMA) по нисходящей линии связи (DL) и передачи с множественным доступом с частотным разделением каналов на одиночной несущей (SC-FDMA) по восходящей линии связи (UL). Стандарты и протоколы, которые используют мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) для передачи сигналов, включают в себя стандарт долгосрочного развития (LTE) проекта партнерства 3-го поколения (3GPP) версий 8, 9 и 10; стандарт Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 802.16 (например, 802.16e, 802.16m), который широко известен группам отраслей как WiMAX (международная совместимость для микроволнового доступа); и стандарт IEEE 802.11-2012, который широко известен группам отраслей как Wi-Fi.

В системе LTE сети радиодоступа (RAN) 3GPP узел может представлять собой комбинацию из узлов В (которые также обычно упоминаются как развитые узлы В, усовершенствованные узлы В, eNodeB или eNB) развитой универсальной наземной сети радиодоступа (E-UTRAN) и контроллеров радиосети (RNC), которые поддерживают связь с беспроводным устройством, известным как пользовательское оборудование (UE). Передача по DL может представлять собой передачу данных из узла (например, eNB) в беспроводное устройство (например, UE, терминал, устройство беспроводной связи и т.д.), и передача UL может представлять собой передачу данных из беспроводного устройства в узел.

Приложения, основанные на близости средств связи, и услуги, основанные на близости средств связи (ProSe), представляют собой возникающую социально-технологическую тенденцию. Связь, основанная на близости средств связи, которая также упоминается в данном документе как связь между устройствами "устройство-устройство" (D2D), прямая связь или одноранговые услуги или связь, является мощной технологией, способствующей увеличению пропускной способности сети или связи в случае выхода из строя сетевой инфраструктуры за счет обеспечения прямой связи между мобильными станциями без использования сетевой инфраструктуры, и имеет большое разнообразие приложений. Например, связь D2D была предложена для локальных социальных сетей, совместного использования содержания, маркетинга, основанного на местоположении, рекламы услуг, сетей общественной безопасности, приложений связи между мобильными устройствами и других услуг. Связь D2D представляет интерес из-за своей возможности уменьшения нагрузки на базовую сеть или RAN, увеличения скорости передачи данных благодаря прямым и коротким каналам связи, обеспечения каналов связи общественной безопасности и обеспечения других функциональных возможностей. Появление возможности ProSe в LTE позволит индустрии 3GPP обслуживать этот развивающийся рынок и вместе с этим удовлетворять насущные потребности в нескольких услугах общественной безопасности. Это объединенное использование позволяет обеспечить экономию за счет роста масштабов производства средств связи, так как полученную в результате систему можно будет использовать как для услуг, обеспечивающих общественную безопасность, так и для услуг, обеспечивающих безопасность конфиденциальной информации, там, где это возможно.

Существуют различные альтернативы для реализации такого прямого канала связи между мобильными устройствами. В одном варианте осуществления радиоинтерфейс РС5 D2D (то есть интерфейс для связи D2D) может быть реализован с помощью некоторого типа технологии связи малой дальности, такой как Bluetooth или Wi-Fi, или путем многократного использования лицензированного спектра LTE, такого как спектр UL в системе дуплексной связи с частотным разделением каналов (FDD) и подкадры UL в системе дуплексной связи с временным разделением каналов (TDD).

Одним общим требованием для связи общественной безопасности является поддержка услуг передачи голоса по интернет-протоколу (IP) (VoIP) в больших диапазонах передачи. В соответствии с согласованной в настоящее время методологии оценки D2D приемники, которые могут быть заинтересованы в приеме трафика VoIP из передатчика, могут располагаться в диапазоне передачи вплоть до 135 децибелов (дБ). Более того, большое количество связанных с этим приемников может иметь низкий коэффициент усиления тракта до передатчика (то есть они находятся далеко от широковещательного передатчика, представляющего интерес). В заданной географической зоне может находиться несколько передатчиков, которые должны передавать трафик VoIP. Для того чтобы достичь удаленных приемников, каждый передатчик должен передавать пакет VoIP в узкой части спектра (то есть, несколько физических ресурсных блоков (PRB)) поверх многочисленных подкадров для того, чтобы накопить достаточно энергии на один информационный бит для достижения 2%-го коэффициента пакетных ошибок (PER) при максимальных потерях из-за переходного затухания 135 дБ.

Анализ, проведенный заявителями, показал, что передача свыше двух-трех PRB и по меньшей мере в четырех интервалах времени передачи (TTI) может быть необходима для достижения целевых максимальных потерь из-за переходного затухания (MCL). Однако принимается во внимание ряд проблем, которые необходимо решить для обеспечения широковещательной связи. Во-первых, передатчики, если они не синхронизированы, могут передавать сообщения, которые часто вступают в конфликт друг с другом, что может привести к асинхронному типу помех, ухудшая качество передачи. Во-вторых, передатчики должны быть синхронизированы и ортогонализованы по времени и/или частоте во избежание помех от передатчиков, работающих в том же канале. В-третьих, даже синхронизированные передатчики могут вызывать значительные проблемы с помехами на стороне приемника при одновременной передаче на ресурсах ортогональных частот из-за неизбежных внутриполосных излучений. Воздействие внутриполосных излучений может значительно ухудшить качество передачи, если несколько передатчиков занимают одинаковый временной интервал даже в том случае, если они используют различные частотные ресурсы.

Комбинация вышеупомянутых проблем и их влияние может значительно ухудшить качество услуг общественной безопасности VoIP в сценариях покрытия за пределами сети или в сценариях с частичным покрытием сети, особенно учитывая широковещательный характер работы D2D и отсутствие обратной связи физического уровня из приемников.

Внутриполосное излучение может быть вредным для широковещательной связи в случае, когда приемники пытаются обрабатывать сигналы, поступающие из многочисленных передатчиков, которые передаются в одинаковом ресурсе времени. На фиг. 1А, фиг. 1В и фиг. 1С показаны различные ситуации для передатчиков 102а и 102b, которые осуществляют передачу в пределах соответствующих зон передачи. На фиг. 1А показана ситуация без перекрытия, в которой первый передатчик 102а осуществляет передачу в пределах первой зоны 104а передачи, которая не перекрывается второй зоной 104b передачи, соответствующей второму передатчику 102b. На фиг. 1В показаны передатчики 102а и 102b, передающие в пределах зон 104а и 104b передачи с частичным перекрытием. На фиг. 1С показаны передатчики 102а и 102b, имеющие зоны 104а и 104b передачи с полным перекрытием.

Следующие наблюдения можно сделать при условии одновременных передач на ресурсах ортогональных частот. В случае зон без перекрытия (например, фиг. 1А) передатчики имеют непересекающиеся множества связанных с ними приемников. Приемники могут, в общем, успешно принимать данные из соответствующего передатчика в пределах диапазона передачи. В случае зон с частичным перекрытием (например, фиг. 1В) существует много пользователей, заинтересованных в приеме из обоих передатчиков (таких как первый передатчик 102а и второй передатчик 102b), но они могут принимать сигнал только из одного передатчика из-за внутриполосного излучения и проблем, связанных с уменьшением вероятности приема. В случае зон с полным перекрытием передатчики имеют почти одинаковый набор связанных с ними приемников. Из-за близости передатчиков (например, фиг. 1С) отсутствуют значительные проблемы, связанные с уменьшением вероятности приема, и большая часть связанных с ними приемников может успешно принимать данные из обоих передатчиков.

В данной заявке раскрыты улучшенные системы, устройства и способы, позволяющие улучшить связь D2D для случаев использования общественной безопасности. Варианты осуществления и примеры, представленные в данном документе, позволяют улучшить связь D2D для сценариев с частичным покрытием сети и с покрытием за пределами сети, которые базируются на технологии LTE. В настоящем раскрытии заявители предложили механизмы для эффективной борьбы с помехами из-за внутриполосных излучений. В одном варианте осуществления заявители предложили устанавливать синхронизацию через источники синхронизации и уведомлять о рекомендуемых временных интервалах для передачи данных. Принципы настоящего раскрытия можно применить как в централизованной, так и в распределенной архитектуре.

В одном варианте осуществления избежать проблем, связанных с внутриполосным излучением, можно за счет наличия передатчиков, передающих в ресурсах времени, которые являются ортогональными во времени (например, ресурсы времени не перекрываются во времени). Для того чтобы гарантировать, что передачи являются независимыми во времени, сначала может быть необходимой установка синхронизации. Например, синхронизацию между терминалами общественной безопасности, работающими в сценариях за пределами зоны покрытия, можно установить перед передачами D2D для того, чтобы управлять ресурсами времени. После того, как синхронизация установлена, несколько узлов могут периодически передавать сигналы синхронизации, и терминалы общественной безопасности могут взаимодействовать с одним из этих источников синхронизации на основании максимальной принятой мощности или других критериев. Таким образом, источники синхронизации синхронизируются друг с другом, и каждый из них "владеет" частью ресурсов времени кадра LTE или агрегированных кадров LTE. Любой передатчик, которому необходимо осуществлять широковещательную передачу данных, должен выбрать или должен быть назначен одному из частотных каналов и должен передавать на ресурсах времени, которые указаны заданным источником синхронизации.

В одном варианте осуществления распространение опорного сигнала иерархической синхронизации используется для максимизации размера синхронной зоны. Например, привязка по времени, полученная из источника синхронизации, может распространяться на многочисленные скачки. В качестве дополнительного примера, пороговое значение мощности принятого опорного сигнала (RSRP) можно использовать для ограничения тех терминалов, которые передают сигналы синхронизации для распространения привязки по времени, полученной из другого источника синхронизации. В одном варианте осуществления мультиплексирование с временным разделением каналов можно использовать между полученными источниками синхронизации. Например, различные источники синхронизации, которые распространяют одинаковую привязку по времени, могут использовать независимые ресурсы времени, которые не перекрываются во времени. В одном варианте осуществления источник синхронизации может распространять информацию о ресурсах с временным мультиплексированием для выбора, осуществляемого передатчиками D2D. В одном варианте осуществления мультиплексирование с частотным разделением каналов можно использовать на границах синхронных зон во избежание сильных асинхронных конфликтов в совмещенном канале. Например, мультиплексирование с частотным разделением каналов можно применять наряду с мультиплексированием с временным разделением каналов. В одном варианте осуществления максимальный предел числа скачков можно использовать для ограничения размера зоны синхронизации. В одном варианте осуществления связь в зоне взаимосинхронизации поддерживается для обеспечения эффективной связи на большие расстояния.

Варианты осуществления настоящего раскрытия обеспечивают преимущества по сравнению с имеющимися в настоящее время решениями. Например, существующие решения не являются синхронными или не принимают во внимание воздействие внутриполосных излучений. В частности, предыдущие решения допускают передачу во всей полосе пропускания (по времени и/или по частоте) и, таким образом, ограничены диапазоном передачи или внутриканальными/внутриполосными помехами.

Чтобы достичь синхронизации должна быть установлена общая привязка по времени среди многочисленных терминалов с независимыми задающими генераторами. Для достижения синхронизации по времени можно использовать многочисленные методы. Одним решением является использование метода распределенной синхронизации, в котором терминалы периодически передают сигналы синхронизации и регулируют свою привязку по времени при попытке достичь консенсуса при установлении общей привязки по времени. Однако такие методы обычно требуют большого времени конвергенции. Альтернативное решение состоит в использовании иерархического метода для синхронизации. В этом методе один из терминалов может автономно играть роль независимого источника синхронизации (I-SS) и передавать сигналы синхронизации D2D (D2DSS). Источники синхронизации, которые являются терминалами, могут упоминаться как одноранговая радиоголовка (PRH), головка кластера синхронизации, контрольная точка, источник синхронизации шлюза (G-SS) или т.п. Терминал I-SS может упоминаться как PRH, кластер синхронизации, головка, контрольная точка или т.п. Следует также отметить, что базовая станция, такая как eNB, может действовать как I-SS. Терминалы, которые находятся внутри диапазона I-SS (однорангового терминала или eNB) могут сканировать эфирное пространство и осуществлять синхронизацию с I-SS, который периодически осуществляет широковещательную передачу D2DSS. Термин "независимый" по отношению к источнику синхронизации означает, что терминал или PRH не получают привязку по времени для передачи сигналов D2D из какого-либо другого источника синхронизации, работающего с использованием радиоинтерфейса LTE (например, не получает из другого терминала, eNB или т.п.). Однако I-SS может получать привязку по времени из внешних источников, таких как GPS и т.д.

После того, как PRH (или I-SS) начала передачу сигналов синхронизации, среди соседних устройств устанавливается общая привязка по времени. Соседние устройства могут включать в себя устройства, которые синхронизированы с PRH и находятся в пределах диапазона синхронизации, который в одном варианте осуществления составляет -135 дБ по коэффициенту усиления тракта.

Далее PRH/I-SS могут находить или инстанцировать дополнительные источники сигналов синхронизации, которые получают привязку по времени из PRH, и дополнительно распространять ее по всей географической зоне сети общественной безопасности в соответствии с несчастным случаем. Эти новые источники D2DSS упоминаются в данном документе как G-SS. G-SS может также упоминаться в данном документе как PRH, контрольная точка или т.п. В одном варианте осуществления выбор этих новых шлюзов или источников синхронизации можно сделать распределенным образом на основании распределенного протокола для выбора источника синхронизации, например, основываясь на правилах, которые определяют, когда терминал или UE автономно берут на себя роль G-SS. Например, UE может сканировать эфир для того, чтобы обнаруживать D2DSS и/или сообщения физического канала синхронизации D2D (PD2DSCH), которые передаются с помощью I-SS. UE может активировать себя в качестве G-SS и начать передавать свои собственные сигналы синхронизации, когда мощность принятого сигнала (RSRP) из независимого источника синхронизации и других шлюзов синхронизации находится ниже заданного порогового значения источника RSRP взаимосинхронизации. Значение RSRP может поддерживать терминалы, которые находятся слишком близко к I-SS относительно передаваемых D2DSS.

В другом варианте осуществления G-SS непосредственно назначаются I-SS/PRH. Например, G-SS можно непосредственно назначить PRH, которая служит в качестве I-SS. В одном варианте осуществления любое UE или терминал, который реализуют функциональные возможности, раскрытые в данном документе, может служить в качестве I-SS или G-SS.

В одном варианте осуществления вновь активированные G-SS будут также периодически передавать сигналы синхронизации D2DSS, поддерживая при этом синхронизацию с I-SS для того, чтобы сохранить синхронную работу в заданной географической зоне. По меньшей мере по этой причине D2DSS, переданные с помощью I-SS PRH и G-SS PRH, могут переноситься на ортогональных ресурсах с тем, чтобы они могли принимать друг от друга сигналы синхронизации и обрабатывать сигналы синхронизации. В одном варианте осуществления I-SS и G-SS могут работать на одинаковых частотных ресурсах, но картины подавления D2DSS могут быть определены для обеспечения обработки D2DSS между источниками синхронизации.

Другие терминалы, окружающие I-SS PRH и G-SS PRH, могут отслеживать сигналы синхронизации от этих узлов и выбирать лучший узел для синхронизации. Один из критериев, который можно использовать для выбора источника синхронизации, состоит в том, чтобы выбрать источник синхронизации, который приводит к максимальной принимаемой мощности. Во многих случаях этот критерий будет приводить к выбору лучшего и ближайшего источника синхронизации. Вслед за этой процедурой будет устанавливаться синхронизация среди всех терминалов общественной безопасности в географической зоне несчастного случая или события общественной безопасности. В общем, распространение привязки по времени более чем на два терминала или более можно устанавливать путем выбора дополнительных PRH, которые получают привязку по времени из G-SS PRH.

В дополнение к установлению синхронизации различные временные интервалы (или другие частотные ресурсы) можно назначить различным PRH (I-SS/G-SS) для передачи данных для того, чтобы минимизировать воздействие внутриполосных излучений. В одном варианте осуществления UE, которые получают привязку по времени из конкретного PRH, используют ресурс времени, связанный с этим PRH для передачи данных.

Следует отметить, что на практике многочисленные случаи общественной безопасности могут происходить в близких географических зонах. Таким образом, во избежание глобального распространения привязки по времени синхронизации можно также учитывать возможности и правила для асинхронной работы. Например, мультиплексирование с частотным разделением каналов можно применять между различными I-SS/G-SS, которые принадлежат к различным зонам синхронизации. Таким образом, передатчики, связанные с соответствующей PRH, могут использовать временной и/или частотный ресурс, связанный с соответствующей PRH.

В одном варианте осуществления UE, вовлеченное в связь D2D, может периодически передавать D2DSS. Однако перед тем как оно начнет передачу D2DSS, UE может сканировать активные источники синхронизации. Если источник синхронизации не обнаружен, то UE может начать служить в качестве I-SS, который не получает свою собственную привязку по времени передачи D2D из любого другого узла. В этом случае I-SS устанавливает свою собственную зону синхронизации для инициирования операции D2D с соседними устройствами. Следует отметить, что I-SS может существовать только в сценариях покрытия сети в зоне за пределами покрытия или в зоне с частичным покрытием. В случае если UE в зоне покрытия обнаруживает I-SS, оно может начать передачу своего собственного D2DSS (автономно или путем направления eNB) для того, чтобы автоматически подавить передачу I-SS.

Например, в пределах зоны покрытия сети UE (получающее свою собственную привязку по времени из eNB) может обнаружить I-SS и затем информировать eNB и запросить передачу D2DSS или, альтернативно, автономно начать передачу D2DSS/PD2DSCH в выделенных ресурсах D2D для того, чтобы подавить I-SS. В этом случае UE будет распространять привязку по времени eNB в UE I-SS, и I-SS может подавить свою собственную передачу D2DSS, вызывающую асинхронные помехи. Этот механизм подразумевает по меньшей мере распространение привязки по времени с двумя скачками, то есть из eNB в UE и из UE в SS. I-SS должен подавить свою собственную передачу D2DSS и получить распространенную привязку по времени сразу после обнаружения D2DSS из UE в зоне покрытия. Механизм двухскачкового распространения привязки по времени можно также использовать для облегчения внутрисотовой связи D2D в случае асинхронных или синхронных сетей.

При анализе многоскачкового распространения привязки по времени узлы UE можно классифицировать по трем типам с точки зрения процедуры синхронизации. Первым типом узла UE является I-SS. I-SS представляет собой узел, который передает D2DSS и не получает свою собственную привязку по времени из других источников синхронизации. Ее число транзитных участков распространения можно установить на 0. Вторым типом узла UE является G-SS. G-SS получает привязку по времени из I-SS или других G-SS и распространяет привязку по времени в соседних UE путем передачи D2DSS. Ее число транзитных участков распространения находится в диапазоне 1-N, где N - максимальное число транзитных участков, поддерживаемых способом/протоколом синхронизации. Для двух скачков N равно 1, и для трех скачков N равно 2. Третий тип узла UE является приемником, который может упоминаться как RX-SS. RX-SS обнаруживает и получает привязку по времени из I-SS или G-SS, но не передает D2DSS.

Для того чтобы получить выгоду от синхронной прямой связи среди многочисленных терминалов, распределенных по всей большой зоне развертывания сети, зона синхронизации должна быть большой. В настоящем раскрытии ниже представлены два метода распространения привязки по времени. Оба метода допускают последовательное во времени и случайное расположение терминалов в географической зоне для терминалов для сценариев общественной безопасности, заданных методологией оценки RANI D2D.

Первый метод включает в себя многоскачковое распространение привязки по времени из I-SS и/или одного или более G-SS. Согласно этому методу узел (терминал или UE) начинает выполнять роль I-SS (с числом транзитных участков = 0), если нельзя обнаружить другие I-SS или G-SS. С другой стороны, узел начинает выполнять роль G-SS с числом n транзитных участков, если можно обнаружить узел G-SS с более низким числом (n-1) транзитных участков, которое меньше, чем максимальное количество скачков. Узел работает в состоянии RX-SS, если он обнаруживает G-SS с максимальным значением числа транзитных участков (n=K-1, где K - максимальное число транзитных участков). Если новый узел может воспринять несколько I-SS, он становится G-SS с числом 1 транзитных участков за счет выбора лучшего I-SS с использованием критериев мощности RX. В одном варианте осуществления узел становится только G-SS, если RSRP меньше порогового значения и/или больше минимального уровня мощности.

Второй метод включает в себя многоскачковое распространение привязки по времени I-SS и G-SS с подавлением I-SS на первом скачке. Этот метод является аналогичным первому методу за исключением того, что подавление происходит на первом скачке. Например, когда новый G-SS обнаруживает два или более I-SS, он выбирает один из них в качестве источника синхронизации и начинает передачу D2DSS. Оставшиеся I-SS подавляют свою работу, когда они обнаруживают, что G-SS с числом n=1 транзитных участков распространяется из соседнего I-SS. Эта процедура подавления на первом скачке может помочь расширить зоны синхронизации, так как если два I-SS появляются в соседних зонах, то может существовать несколько асинхронных зон. Чтобы уменьшить число асинхронных зон, подавление можно применить к первому скачку или к дополнительным скачкам. В одном варианте осуществления подавление ограничивается первым скачков только во избежание разрушения зон синхронизации большого размера.

В одном варианте осуществления вышеупомянутые первый и второй методы могут также использовать заданное пороговое значение RSRP. В этом случае новый узел становится G-SS только в том случае, если принятая мощность из ближайшего G-SS не превышает заданного порогового значения (например, -80 децибел-милливатт (дБм)). Число транзитных участков можно расположить по приоритетам для выбора источника синхронизации (например, приоритет имеет PRH с наименьшим числом транзитных участков), затем принятая мощность используется для выбора между источниками синхронизации с наименьшим обнаруженным числом транзитных участков. В то же самое время источники синхронизации в пределах общей зоны синхронизации могут принимать решение относительно ресурсов времени, используя "жадный" алгоритм. Выделенные ресурсы времени можно затем распространить или рекомендовать другим передатчикам для связи D2D.

Описанные выше методы были оценены с использованием моделирования на системном уровне на основании крупномасштабных параметров линии связи. Параметры оценки системного уровня были взяты из 3GPP TR 36.843, раздел А.2.1. Фигуры, представленные ниже, демонстрируют отличия топологии кластеров синхронизации, возникшие в результате первого метода и второго метода. В частности, на фиг. 2А показан результат синхронизации на основании привязки по времени при трехскачковом распространении без подавления. На фиг. 2В показан результат синхронизации на основании трехскачкового распространения с подавлением. На фиг. 2А и 2В символы представляют собой UE, и подобные символы, расположенные поблизости, представляют символы, которые являются синхронизированными. Второй метод, показанный на фиг. 2, производит уменьшенное число кластеров синхронизации (и большее количество зон синхронизации), что ведет к уменьшению влияния асинхронных помех. Так как любое UE может передавать сигнал синхронизации в методе 1 и не может подавляться, большое количество G-SS наблюдается во время моделирований. Количество I-SS/G-SS/R-SS приведено ниже со ссылкой фиг. 3А и 3В.

Механизм уменьшения количества G-SS, предложенный выше, с помощью порогового значения RSRP, был оценен для многочисленных пороговых значений RSRP. Как видно на графиках, показанных на фиг. 3А и 3В, которые представлены для случаев равномерного и резкого падения числа UE, число G-SS значительно падает, и число RX-SS увеличивается в зависимости уменьшения порогового значения. Уменьшение количества G-SS приводит к уменьшению синхронных помех между сигналами синхронизации, и, таким образом, можно потенциально обеспечить более высокую точность синхронизации привязки по времени между узлами RSS и G-SS.

Набор узлов I-SS/G-SS, установленных во время синхронизации, можно дополнительно использовать для помощи во время назначения выделения ресурсов для передатчиков, которые принадлежат к одному и тому же кластеру синхронизации. Так как число транзитных участков синхронизации ограничено, существуют границы кластеров синхронизации, и, таким образом, некоторые UE могут страдать от асинхронных помех, поступающих из соседнего кластера.

На фиг. 4 показана схема, иллюстрирующая изменения привязки по времени между различными кластерами UE в случае иерархического распространения привязки по времени с двумя скачками. В одном варианте осуществления каждый I-SS передает информацию синхронизации в соседнее UE, включая G-SS. G-SS дополнительно распространяет привязку по времени для любых принимающих или передающих UE (например, показанные D2D-TX и D2D-RX). Например, G-SS 402а и 402b получают привязку по времени из I-SS 402b и дополнительно распространяют привязку по времени в другие UE. Аналогичным образом, G-SS 402е и 402f получают привязку по времени из I-SS 402е. Границы синхронизации могут существовать между UE на левой стороне графика (I-SS 402b и G-SS 402а и 402с) и UE на правой стороне графика (I-SS 402е и G-SS 402а и 402f). Асинхронную связь можно использовать для передатчиков и приемников, расположенных по границам синхронизации. В дополнение к распространению привязки по времени I-SS и G-SS могут уведомлять соседние UE о выделении ресурсов, которые будут использоваться для передачи данных D2D. Например, G-SS 402а использует ресурс 404а времени, I-SS 402b использует ресурс времени 404b, и G-SS 402с использует ресурс 404с времени. Аналогичным образом, G-SS 402а использует ресурс 404d времени, I-SS 402е использует ресурс 404е времени, и G-SS 402f использует ресурс 404f времени.

Фиг. 5А и 5В иллюстрируют влияние асинхронных помех на количество пользователей, охваченных каждым широковещательным передатчиком. Предложенный механизм кластеризации синхронизации с трехскачковым распространением сигнала синхронизации был использован для формирования кластеров синхронизации и назначений узлов I-SS/G-SS. Фиг. 5А иллюстрирует кумулятивную функцию распределения (CDF) ряда охваченных принимающих UE на передатчик для трех передатчиков на сектор. Фиг. 5В иллюстрирует CDF количества охваченных принимающих UE на передатчик для девяти передатчиков на сектор. Кривые 502 на фиг. 5А и в 5В представляют собой CDF для помощи мультиплексирования с временным разделением каналов (TDM) с помощью источника синхронизации (TASS) с использованием систем и способов иерархической синхронизации, которые обсуждены в данном документе. Кривые 504 представляют собой CDF для TASS с полной синхронизацией (идеальный случай). Кривые 506 представляют собой CDF с использованием "жадного" алгоритма и иерархической синхронизации. Кривые 508 представляют CDF с использованием "жадного" алгоритма и полной синхронизации. Следует отметить, что кривые 502 представляют собой количество UE, находящихся в зоне покрытия одного широковещательного передатчика с предоставлением помощи в выделении ресурсов, оказываемой узлами I-SS и/или G-SS, как обсуждено в данном документе. Как можно увидеть, в этом случае ряд UE, находящихся в зоне покрытия, близок к идеальному случаю синхронизации для всей группировки, как изображено кривыми 504.

В общем, границы зоны синхронизации неизбежно используют многоскачковой сигнал синхронизации и распространения информации о ресурсах с ограничением числа скачков. Для того чтобы поддерживать связь между устройствами во всех соседних зонах синхронизации, ограничение на многоскачковое распространение можно, в общем, применить таким образом, чтобы сигналы синхронизации и связанные с ними ресурсы, которые соответствуют сигналам синхронизации, принятым с максимальным числом скачков, использовались бы только для приема на этих ресурсах, а не для дополнительного распространения или передачи на этих ресурсах. С другой стороны, сигналы синхронизации, принятые с менее чем максимальным числом скачков, можно использовать для дополнительного распространения синхронизации и/или передачи и позволяют обеспечить ресурсы, связанные с этими сигналами синхронизации.

Согласно этому принципу в одном варианте осуществления, используя максимум три скачка, если UE D2D принимает PD2DSS с четырьмя скачками, то UE может использовать связанную с ним привязку по времени и ресурсы только для приема передачи на этих ресурсах, но не передачу на этих ресурсах или распространение в дальнейшем этой привязки по времени. Однако, если UE принимает PD2DSS с тремя скачками, то UE может распространить привязку по времени дальше (вслед за правилами, описанными выше) и/или передать на связанных с ним ресурсах.

Уникальная комбинация предложенных технологий, раскрытых в данном документе, позволяет значительно улучшить рабочие характеристики VoIP в конкретных случаях использования общественной безопасности за пределами зоны покрытия и разрешить многочисленным приемникам принимать трафик VoIP из многочисленных активных передатчиков.

На фиг. 6 показана схематичная блок-схема UE 600, выполненного с возможностью работы согласно одной или более из схем синхронизации и схем выделения ресурсов, обсужденных в данном документе. UE 600 может избирательно работать в качестве I-SS, G-SS и/или RX-SS. UE 600 включает в себя компонент 602 обнаружения опорного сигнала, компонент 604 синхронизации, компонент 606 активации синхронизации, компонент 608 подавления, компонент 610 ресурса времени, компонент 612 определения границы и компонент 614 передачи.

Компонент 602 обнаружения опорного сигнала выполнен с возможностью обнаружения одного или более опорных сигналов синхронизации, таких как I-SS, G-SS или т.п. Например, компонент 602 обнаружения опорного сигнала может прослушивать сигналы синхронизации после включение