CN109314941A - 无线网状通信网络中的时钟同步 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于在无线网状网络上提供同步时钟信号的技术。该技术包括从多个接收的射频信号中选择一个，以提供同步信号，本地时钟信号可以与该同步信号同步。

Description

无线网状通信网络中的时钟同步
技术领域
本发明涉及无线网状通信网络中的时钟同步。
背景技术
附图的图1示出了在蜂窝无线电信网络的基础网络14和小区16之间提供多径连接的简化示例无线网状通信网络。无线网状网络包括通过双向无线通信链路12互连的多个网络节点10。网络节点10操作，以相互通信，以便在其间传输通信数据。这种类型的网络称为“网状”网络，因为网络节点之间的多个连接定义了通信链路12的网格。一个特定的网状网络利用无线通信链路，所述无线通信链路以毫米波段(例如，约60GHz)操作。
这种网状网络适合于为蜂窝无线电信网络的小区16提供到光纤网络连接15的连接，用于与基础网络14通信。小区16可操作为根据众所周知的标准和技术，与多个移动通信装置通信。例如，长期演进(LTE)标准定义了一种合适的蜂窝通信技术。
在图1的示例中，第一网络节点101使用光连接15与基础网络14连接。可以通过任何合适的连接技术来提供第一网络节点101和基础网络14之间的连接。网状网络提供第一网络节点101和第二网络节点102之间的连接。第二网络节点与定义蜂窝通信网络的小区16的小区站连接。网状网络提供从小区16到网状网络内的或网状网络外的其他装置的数据通信。这种网状网络称为“回程”网络。
为了使蜂窝网络正确操作，网络的小区保持同步时钟信号是很重要的。因此，各个小区必须保持与相关蜂窝网络的主时钟信号同步的时钟信号。此外，希望各个网络节点能够访问主参考时钟信号，以便可以准确地完成移动电话小区间干扰和信号管理。
与实现网状网络(特别是广域的无线网状网络)相关联的一个挑战是在网络上保持这种精确和同步的时钟信号。然而，先前考虑的用于调整时钟信号同步的网络技术并不理想地适用于无线网状网络，因为多跳无线连接的性质表示时钟信号可能很快变成异步的。
因此，希望提供一种试图解决先前考虑的时钟同步技术的缺点的新技术。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种在无线网状通信网络的一网络节点中使本地时钟信号与参考时钟信号同步的方法，所述无线网状通信网络包括多个这种网络节点，通过由另一数量的多个无线通信链路互连，所述方法包括：在该网络节点处，在收发机的波束成形可操纵天线处接收在多个无线射频信号上的相应时钟同步信号，所述波束成形可操纵天线的接收参数定义天线的接收方向，时钟同步信号在相应的输入波束接收方向上被接收；通过选择天线的输入波束接收方向，选择一个接收到的时钟同步信号作为参考时钟信号；通过比较参考时钟信号和所述网络节点的本地时钟信号产生参考比较值；以及根据参考比较值调整本地时钟信号。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于无线网状通信网络的网络节点，所述无线网状通信网络包括多个这种网络节点，通过另一数量的多个无线通信链路互连，该网络节点包括：接收机，所述接收机可操作为接收多个时钟同步信号；选择单元，所述选择单元可操作为选择一个接收到的时钟同步信号作为参考时钟信号，通过比较参考时钟信号和所述网络节点的本地时钟信号产生参考比较值，以及根据参考比较值调整本地时钟信号；以及收发机，所述收发机可操作为接收至少一个射频信号，所述收发机具有波束成形可操纵天线，所述波束成形可操纵天线的接收参数定义天线的接收方向，其中，所述收发机可操作为在各输入波束接收方向上接收相应的时钟同步信号，并且其中，所述选择单元可操作为通过选择所述天线的输入波束接收方向来选择一个接收到的时钟同步信号。
在一个示例中，所述网络节点包括多个收发机，每个收发机包括波束成形可操纵天线和处理单元，所述天线具有各自的通信方向，接收多个时钟信号包括在收发机处接收相应的射频信号，从接收到的视频信号提取相应的时钟信号，选择一个接收到的时钟同步信号作为参考时钟信号，通过比较参考时钟信号和本地时钟信号来产生参考比较值，以及根据针对每个收发机的参考比较值调整本地时钟信号。
这种示例还可包括将任一参考时钟信号路由至任一处理单元，从而用于从相关天线接收和发送的视频信号的接收和发送。在这种示例中，网络节点还可包括用于路由所述参考时钟信号的非阻塞多路复用器。在一个示例中，根据时间表执行这种路由。在一个示例中，所述路由由网络的中央控制器控制。在一个示例中，中央控制器是软件定义的网络控制器。
在一个示例中，网络节点包括多个这种本地时钟信号，根据各参考时钟信号调整相应的本地时钟信号。在一个示例中，根据时间表调整本地时钟信号。在一个示例中，所述时间表被提供给所述网络的中央控制器。在一个示例中，所述中央控制器是软件定义的网络控制器。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于无线网状通信网络的一网络节点中提供本地时钟信号的方法，无线网状通信网络包括多个这种网络节点，通过另一数量的多个无线通信链路互连，所述方法包括：在该网络节点处，在所述波束成形可操纵天线装置的多个接收波束方向上接收相应的时钟同步信号；以及选择一个接收波束方向，选择一个接收到的时钟同步信号作为本地参考时钟信号。
根据本发明的另一方面，提供了一种同步无线网状通信网络的一网络节点的相应本地时钟信号的方法，所述无线网状通信网络包括多个这种网络节点，通过另一数量的多个无线通信链路互连，每个节点具有至少一个收发机，所述收发机具有波束成形可操纵天线，并且可操作为在具有相应方向的不同信号波束中发送和接收射频信号，所述方法包括：在第一网络节点处，选择第一网络节点的波束成形可操纵天线的时钟波束方向；在由波束成形天线在时钟波束方向上接收的射频信号上接收主时钟信号；使第一网络节点的本地时钟信号与主时钟信号同步；选择第一网络节点的波束成形天线的同步波束方向；并且在从波束成形天线在第一网络节点的同步波束方向传输的射频信号上向第二网络节点转发第一同步信号，第一同步信号取决于第一节点的本地时钟信号和/或主时钟信号；在第二网络节点处：选择第二网络节点的波束成形可操纵天线的同步波束方向；在天线在第二网络节点的同步波束方向上接收的射频信号上从第一网络节点接收第一同步信号；并且使第二网络节点的本地时钟信号与第一同步信号同步，所述第一网络节点和第二网络节点由此形成无线网状网络的第一时钟区域。
附图说明
图1是示出无线网状通信网络的示意方框图；
图2示出了在无线网状通信网络上的时钟同步的一个示例；
图3示出了体现本发明一个方面的网络节点；
图4示出了图3的装置的可操纵波束成形天线；
图5示出了简化的PHY分组结构；
图6是示出体现本发明一个方面的方法中的步骤的流程图；
图7示出了在无线网状通信网络上的时钟同步的另一示例；
图8示出了在无线网状通信网络上的时钟同步的另一示例；
图9示出了体现本发明另一方面的网络节点；
图10示出了图9的网络节点的一部分；
图11示出了图10的一部分与图9的网络节点的一部分的组合；
图12是示出体现本发明另一方面的方法中的步骤的流程图；
图13示出了根据本发明另一方面的无线网状通信网络上的时钟同步的另一示例；
图14示出了根据图12的示例的时钟同步；以及
图15是示出体现本发明另一方面的方法中的步骤的流程图。
具体实施方式
图2示出了根据本发明的一个方面的无线通信网络上的时钟同步。图2的示例网络2具有类似于图1所示的拓扑。应当理解，图1和图2所示的网络拓扑仅仅是示例性的，对下面将要描述的技术没有影响；这些技术适用于任何无线网状网络拓扑。
在图2的示例中，第一多个网络节点20通过第二多个无线通信链路22互连。网络节点20显示为以规则网格(直线)模式设置，在相邻网络节点20之间具有通信链路22。网络节点20可以设置成任何合适的拓扑，并且可以适当地设置通信链路22。
在优选示例中，无线通信链路22是射频链路，使用毫米波范围内的射频信号，即，在20Hz至315GHz范围内，优选地，在60GHz波段内(由IEEE 802.11ad标准定义，通常在约58Hz至64GHz范围内)。
网络2还包括将网状网络连接到基础网络25的节点24。该节点24也称为“存在点(POP)”节点。这种POP节点24通常通过有线或光连接23A与第一网络节点201连接。POP节点24通过有线或光连接23B连接到基础网络25。基础网络可以由任何合适的通信网络提供，例如，移动网络运营商的分组数据网络或互联网。
POP节点24为网状网络和蜂窝网络提供时钟信号，该时钟源自主时钟信号，主时钟信号也称为鼻祖(Grand Master，GM)时钟信号。GM时钟信号可以本地生成，或者由移动网络运营商的分组数据网络提供。POP节点24向第一网络节点201提供主时钟信号。如下所述，主时钟信号用于在网状网络上提供参考时钟信号，特别是向目的地网络节点206的小区提供参考时钟信号。图2示出了单个示例时钟同步路径26，主时钟信号通过该路径传播到目的地网络节点206。
在示例时钟同步路径26中，POP节点24将主时钟信号提供给第一节点201。如下所述，第一节点201使其内部时钟与接收到的主时钟信号同步，并将主时钟信号传递给第二节点202。重复该过程，直到主时钟信号到达预定的目的地节点。在图2所示的示例中，参考时钟信号穿过第一至第六网络节点201、202、203、204、205和206，其中，第六网络节点206是时钟信号分布在网络上的目的地节点20。每个网络节点可能有机会从相邻网络节点接收多于一个的参考时钟信号，在这种情况下，网络节点选择与其同步的参考时钟信号。这样，主时钟信号可以分布在网络2的选定网络节点20上。可以理解，在网络2上可能有不同的时钟同步路径。
目的地网络节点206向蜂窝通信网络装置的小区29提供分组数据和同步时钟。该小区能够使用适当的蜂窝技术和技巧以无线方式通信。小区29利用网状网络传送的主时钟信号，以保持与其所属的蜂窝通信网络同步。
时钟同步路径(或“树”)26可以由适当的网络资源定义。例如，在软件定义网络(SDN)中，适当修改的SDN控制器可以负责时钟同步路径的定义。时钟同步路径26的定义和选择可以是动态的，并且响应网状网络2以及时钟分配的要求的变化。例如，定义的时钟同步路径上的特定网络节点可能以某种方式变得不活动或有故障。在这种情况下，控制器可以定义新的时钟同步路径，以绕过相关网络节点。时钟同步路径的这种重新定义特别适用于网状网络，因为网格的本质就是允许在网络上定义多个路由。
Raúl Suárez、David Rincón和Sebastià Sallent在题为“Extending OpenFloWfor SDN-enabled Synchronous Ethemet networks(用于SDN使能同步以太网的扩展OpenFlow)”的论文中描述了改进的控制时钟同步信号路由的SDN控制器的一个示例。这篇论文描述了现有SDN控制器功能的一种可能的改进，以能够在软件定义的网络上传播以太网时钟同步信号。在本发明的示例性实施例中，该改进的SDN控制器被进一步扩展，以便从多个接收信号(例如，从多个天线波束方向接收的信号)中选择特定的时钟同步信号，如下文更详细描述的。
现在将参考图3至6描述网络节点20的内部时钟与接收到的主时钟信号的同步。图3示出了网络节点20的一部分。网络节点3包括内部振荡器单元30，该内部振荡器单元向时钟信号发生器34提供参考振荡器信号31。时钟信号发生器34产生内部时钟信号35，供网络节点20使用，并可能传输到其他网络节点，这将在下面更详细地描述。
图3的示例示出了具有单个处理单元32和单个天线装置36的网络节点20。如下所述，天线装置36是波束成形可操纵天线装置，该装置能够以具有各自方向的不同信号波束发送和接收射频信号。为了提供图2所示的网状网络，每个网络节点20需要包括提供所需数量的通信方向的多个装置。为了清楚起见，图3中示出了单个天线装置36和处理单元32。下面将描述具有多个处理单元32和相关联的天线单元36的示例网络节点。
参考图3，处理单元32从天线装置36接收射频信号并向天线装置36发送射频信号。天线装置36包括波束成形天线，该天线能够在以主方向为中心的方向范围内通信。每个通信方向可以提供相应的通信信道，并且可以定向到不同的网络节点。每个天线装置36接收射频信号，并将下变频基带信号37提供给基带单元38。
图4示意性地示出了波束成形天线60，该波束成形天线包括单独天线元件的二维阵列。这种波束成形天线60能够引导其有效的传输和接收波束图案。这种波束成形天线的一个示例是众所周知的“相控阵天线”。例如，天线可以具有中心波束62以及到中心波束62的两侧的第一和第二波束63和64。天线60可以具有任意数量的波束，因此具有任意数量的通信方向，从而使得天线60能够将发送定向到特定的接收网络节点，并且从所选发送网络节点接收信号。通过调整天线的适当参数来选择用于发送或接收的特定波束。例如，对于接收波束，可以调整接收机参数，例如，加权值，使得仅从所选方向(即，在所选信号波束上)接收射频信号。
当处于接收操作模式时，根据处理单元32确定的并提供给基带单元38的加权值，修改天线36、60的天线元件的接收特性，使得天线36、60接收来自特定方向(即，来自特定发送网络节点)的RF信号。
在发送操作模式中，为天线36、60的天线元件生成相应的驱动信号。驱动信号是特定于每个天线元件的RF调制输出信号的相应修改版本。可以在相位和/或幅度上修改输出信号，以便产生期望的波束图案，从而产生期望的波束方向。
图1和图2的示例性网络拓扑是简化的，因为网络设置在规则的网格图案上，使得网络节点包括能够沿着中心方向与另一天线装置36通信的至少一个天线装置36。在现实世界的网络中，网络节点可以以更不规则的模式设置，结果，单独的天线装置36能够使用不同的相应波束方向与多个不同的节点通信。
现在将描述处理单元32。处理单元32设有时钟发生器34。处理单元32包括接收基带信号37的基带单元38。基带单元38操作，以与基带信号中的分组的起点同步，并将基带信号数字化成编码的数据流39，以供进一步处理。基带信号37的这种处理需要时钟信号35。
数据流39代表一系列数据包，其非常简化的结构如图5所示。数据包70具有前导码部分71和有效载荷部分72，有效载荷部分72包括PHY报头部分73和分组部分74。分组部分包括同步指示符75，同步指示符75通过分组部分74在规则时间间隔开。如众所周知和理解的并且在相关IEEE规范中定义的，数据包的前导码用于使得能够识别数据包的频率和相位的第一估计。前导码包括短训练字段(STF)部分和信道估计字段(CEF)部分，其结构是众所周知和理解的，特别是参考适当的标准。
PHY报头部分73包括关于用于分组部分74的调制和编码方案的信息。分组部分74还包括媒体访问控制(MAC)报头部分和用户数据部分。MAC报头部分包含识别用户数据部分的源和目的地的数据。用户数据部分包含至少一个用户数据包以及可能相关联的额外控制或报头数据，用于传送到最终目的地。
在本发明的一个方面的一个示例中，有效载荷部分72是专用同步有效载荷，因此仅包含同步指示符75，而不包含用于通过节点传送的数据项。
在这种示例中，网络节点可以被配置成以规则的间隔切换到同步信号，例如，每1毫秒，或者根据适当的预定时间表，以便本地时钟可以保持与主时钟同步。在承载同步信号的波束的接收方向不同于当前数据传输波束的接收方向的情况下，网络节点适当地在数据传输和同步波束之间切换。
在一个优选的示例中，负责发送时钟同步信号的网络节点将遵守预定的时间表，并且将调整其波束成形可操纵天线的传输参数，以便在正确的方向和适当的时间发送同步传输波束。发送网络节点和接收网络节点都遵守预定的时间表，允许时钟信号的定期同步。
对于同步信号是专用信号的情况，传输的少量数据(仅同步指示符)允许使用最大化同步信号范围的调制和编码方案。同步指示符的位置不取决于所使用的调制和编码方案。
在本发明的一个方面的另一示例中，有效载荷部分72包括要由节点传送的数据项，并且包括同步指示符75。
在另一示例中，定时信息可以从检测到的数据调制星座的变化中导出，或者通过任何其他合适的技术导出。
返回图3，前导码处理单元40接收数据流39，并识别和处理数据流39中每个数据包的前导码部分(图5中的71)。前导码处理单元40根据标准中指定的适当技术，使用短训练字段和信道估计字段，产生内部参考时钟信号和输入数据流39之间的相对相位差的初始估计。前导码处理单元40输出第一相位信号41a，并将数据包41的剩余部分(即，图5中的有效载荷部分72)传递给有效载荷处理单元42。
有效载荷处理单元42解调和解码有效载荷部分，从而产生提供给媒体访问控制器(MAC)46的一系列数据包43。有效载荷处理单元42生成与参考时钟35相对于有效载荷的编码参考信号的相对相位相关的第二相位信号43a。第二相位信号43a比第一相位信号41a更精确。第二相位信号43a还提供在输入数据流的有效载荷部分期间相对于参考时钟35的相位变化的运行估计。有效载荷处理单元42识别有效载荷中的同步指示符(图5中的75)，并将这些指示符的定时与本地时钟信号进行比较，以产生第二相位信号43a。
检测单元44接收来自前导码处理器40的第一相位信号41a和来自有效载荷处理单元42的第二相位信号43a。检测单元44组合第一和第二相位信号41a和43a，并生成信号45，该信号45将数据流和内部参考时钟之间的相位变化相关联。总之，检测单元44确定参考时钟和载波频率之间的差(“载波频率偏移(CFO)”)，并确定参考时钟和采样频率之间的差(“采样频率偏移(SFO)”)。
检测单元44将指示符信号45输出到计算单元48，计算单元48进而能够处理指示符信号45，以便创建不干扰基带单元38、前导码处理器40和有效载荷处理单元42的数据处理链的、用于参考时钟的相位偏移调整的长期调整信号49。
MAC 46根据数据包的报头部分确定数据包的路由决策，并适当地输出每个数据包，作为输出数据流47。此外，MAC 46产生由计算单元48使用的信号47a，以指示从分组报头导出的数据中有效包含该信号。以这种方式，计算单元48能够使用由MAC 46确定的来自正确源的同步信号。
长期调整信号49输出到相位处理单元50。相位处理单元50确定必须如何调整时钟发生器单元34，以便减小内部时钟信号35和数据流37之间的相位差。相位处理单元50向时钟发生器34输出控制信号51。时钟发生器34调整处理单元32的本地时钟信号35，使得源自CFO和SFO并由检测单元44、计算单元48和相位处理单元50计算的相位差值趋于零。
以比输入数据流所需的偏移调整更慢的变化率调整本地时钟信号35，并且控制该调整，使得本地时钟信号处于保持状态，并且即使同步信号不可用，也保持在适当的容限内。
图6示出了将本地时钟与选择的接收同步信号同步的步骤。这种方法包括以下步骤：
101在波束成形可操纵天线处接收多个射频信号，所述波束成形可操纵天线具有定义天线接收方向的接收参数，每个接收到的射频信号具有方向；
102通过调整可操纵天线的接收参数，选择一个接收到的射频信号，作为同步信号；
103使用本地时钟信号从同步信号中产生数字数据流；
104从数字数据流中提取参考时钟信号；
105通过将参考时钟信号与本地时钟信号进行比较，产生参考比较值；并且
106根据参考比较值，调整本地时钟信号。
图7示出了网络2，其中，主时钟信号从第二网络节点202直接发送到第四网络节点204，然后从第四网络节点204发送到目的地第六网络节点206。在图7的示例中，从时钟同步路径28中移除第三和第五网络节点203和205。第二和第四网络节点202和204利用一个射频信道中的波束成形可操纵天线，以便使用专用同步信号波束适当地引导主时钟信号。在一个示例中，这种直接通信是可能的，因为与相邻网络节点20之间更常见的通信链路22相比，用于传输主时钟信号的波束可以具有更低的数据速率，从而具有更长的范围。这个扩展的范围允许主时钟信号从通常的网络通信方向传送出去。
如上所述，在网状网络上提供时钟同步路径能够动态适配路径。此外，在适当的时候，可以定义多个时钟同步路径。例如，图8示出了图2中的网络2，其中，定义了从第一网络节点201到第六(目的地)网络节点206的时钟同步路径26。可以定义从POP节点24到第六网络节点206的第二时钟同步路径27。该第二时钟同步路径27通过第一网络节点201经由第七、第八、第九和第十网络节点207、208、209、2010路由到目的地第六节点206。能够通过使用每个网络节点20的可操纵波束成形天线单元36来路由时钟信号。如下所述，优选地，至少一些网络节点包括多个处理单元32和天线装置36，以提供所需数量的通信方向。
第二时钟同步路径27为目的地网络节点206的同步提供了替代路线。然而，目的地网络节点206仅需要单个主时钟参考，因此，目的地网络装置206确定将使用经由第一和第二时钟信号路径26和27中的哪个接收的主时钟信号。可以由合适的适配SDN控制器做出这个决定，或者在网络节点本地做出这个决定。每个节点20中的切换单元用于适当地引导参考时钟信号。
图3的网络节点3用单个处理单元32和相关联的天线装置36示出，并且表示简化的节点。为了在网状网络中使用，至少一些网络节点需要具有多个互连的处理单元32，这些处理单元与相应的天线装置36连接。
图9示出了具有四个处理单元32A、32B、32C、32D的网络节点装置20，这些处理单元各自具有相关联的天线装置36A、36B、36C、36D。这种网络节点装置提供期望数量的通信方向。在这个示例中，图9的网络节点20包括用于处理接收到的射频信号的四个处理单元32。网络节点20可以包括任何适当数量的处理单元32。
处理单元32A、32B、32C、32D由切换单元5互连，切换单元5操作，以在处理单元32A、32B、32C、32D之间传送数据包。以这种方式，可以通过网络节点20路由数据包。此外，切换单元5与本地连接6连接，例如，蜂窝通信网络的小区或其他本地装置。
尽管切换单元5用于通过网络节点切换数据包，以便在网络上路由，但是在本发明的上下文中，感兴趣的是路由时钟同步信号。在这点上，切换单元5可操作为在处理单元32A、32B、32C、32D之间切换这种同步信号。
图10示出了负责处理单元32A、32B、32C、32D之间的同步信号的路由的切换单元5的一部分。切换单元5包括非阻塞多路复用器52，该多路复用器能够将其任何输入连接到其任何输出，并在任何给定时间进行多个连接。在本示例中，连接多路复用器52，以接收处理单元32A、32B、32C、32D的时钟发生器的相应输出35A、35B、35C、35D。此外，连接多路复用器，以从本地连接6接收外部时钟同步信号35E。该外部信号35E可以是SyncE(以太网同步)信号。多路复用器52提供一系列输出35A’、35B’、35C’、35D’，这些输出提供由处理单元32的相应基带单元使用的时钟信号。此外，提供外部同步信号输出35E’，用于提供给本地连接的外部装置。多路复用器52具有控制信号输入端53，用于确定输入连接到哪个输出。多路复用器的控制可以由节点本身本地执行，或由中央控制单元(例如，软件定义网络(SDN)控制器)执行。
图11示出了与一个处理单元32A的部分连接的多路复用器52，并示出了该处理单元的时钟发生器信号如何通过多路复用器路由。基带单元38A利用从多路复用器52提供的时钟信号35A’，并且该时钟信号35A’用于调整本地时钟信号35A。因此，本地时钟信号35A能够与网络节点的任何处理单元接收的任何同步信号同步。
此外，可以从任何天线单元在任何适当的波束上传输多路复用器输出35A’、35B’、35C’、35D’中的任何一个，作为时钟同步信号。时钟同步信号可以是数据传输信号的一部分，或者可以是专用时钟同步信号。
参考时钟信号可以通过专用时钟传输可操纵定向射频波束从网络节点20的天线单元传送。在图2的同步路径26的示例性情况下，指示第一至第六网络节点发送参考时钟波束，并接收特定波束上的参考时钟信号，以构建时钟同步路径26。在另一示例中，时钟同步可以源自数据传输信号波束。通过控制每个网络节点中的多路复用器52，来实现从POP节点24到目的地节点的时钟信号的路由。
图12示出了根据本发明另一方面的方法中的步骤，其中，网络节点：
110接收多个时钟同步信号；
111选择一个接收到的时钟同步信号，作为参考时钟信号；
112通过将参考时钟信号与本地时钟信号进行比较，产生参考比较值；并且
113根据参考比较值，调整本地时钟信号。
网络可能具有不止一个POP节点。图13示出了具有第一POP节点24的图2的网络2，该节点通过时钟同步路由26发送第一主时钟信号，如参考图2所述。图13的网络还包括第二POP节点28，该节点将第二主时钟信号发送到第二目的地网络节点，在该示例中为第十四节点2014。第二POP节点28定义了第二时钟信号路由29，该路由穿过第十一、第九、第八、第二、第十二、第十三和第十四网络节点2011、209、208、202、2012、2013和2014。在该示例中，第二网络节点202分别从第一和第二POP节点24和28接收两个时钟参考信号。这样，第二网络节点202可以使用主时钟信号，并且可以本地控制或者从中央SDN控制器控制，以确定使用哪个时钟信号。
图14显示了产生的时钟分布。第一、第二、第三、第四、第五和第六网络节点201、202、203、204、205和206利用来自第一POP节点24(因此在第一时钟区域24中)的第一主时钟信号。第八、第九、第十一、第十二、第十三和第十四网络节点208、209、2011、2012、2013和2014利用来自第二POP节点28(因此在第二时钟区域28中)的第二主时钟信号。同样，使用第一和第二时钟源以及网络上的相应路由，可以为不同的目的定义不同的时钟区域。
体现本发明这一方面的方法中的步骤如图15所示，包括：
121、在第一网络节点处：
a、接收主时钟信号；
b、使第一网络节点的本地时钟信号与主时钟信号同步；并且
c、将第一同步信号转发到第二网络节点，所述第一同步信号取决于所述第一节点的本地时钟信号和/或所述主时钟信号；
122、在第二网络节点处：
a、从第一网络节点接收第一同步信号；并且
b、使第二网络节点的本地时钟信号与第一同步信号同步，第一和第二网络节点由此形成无线网状网络的第一时钟区域。
因此，本发明的各方面的实施例能够提供用于在具有多个这种节点的无线网状网络上同步网络节点的本地时钟信号的改进技术。
在一个示例中，本发明的实施例适合于为不同的网络切片提供同步时钟信号。网络切片是一个概念，其中，不同的运营商使用单个硬件网络，单个硬件网络被划分成多个虚拟网络，以允许运营商为不同类型的客户群提供不同类型的服务的最佳支持。网络切片技术的主要好处是支持作为服务的网络接入，这提高了运营效率，同时减少了新服务的上市时间。网络切片可以基于任何类型。例如，包括等待时间或带宽要求的特性可用于定义不同的网络切片。其他示例包括时间和位置切片。网络切片在控制平面和用户平面中彼此隔离，因此，本发明的实施例能够提供网络切片的用户体验，就像是物理上分离的网络一样。

Claims (24)

1.一种在无线网状通信网络的一网络节点中使本地时钟信号与参考时钟信号同步的方法，所述无线网状通信网络包括多个这种网络节点，通过另一数量的多个无线通信链路互连，所述方法包括：在该网络节点处，
在收发机的波束成形可操纵天线处接收在多个无线射频信号上的相应时钟同步信号，所述波束成形可操纵天线的接收参数定义天线的接收方向，时钟同步信号在相应的输入波束接收方向上被接收；
通过选择天线的输入波束接收方向，选择一个接收到的时钟同步信号作为参考时钟信号；
通过比较参考时钟信号和该网络节点的本地时钟信号产生参考比较值；以及
根据参考比较值调整本地时钟信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述网络节点包括多个收发机，每个收发机包括波束成形可操纵天线和处理单元，所述天线各自具有相应的通信方向，其中接收多个时钟信号的步骤包括：在收发机处接收相应的射频信号，从接收到的射频信号提取相应的时钟信号，并且其中，选择一个接收到的时钟同步信号作为参考时钟信号，通过比较参考时钟信号和所述网络节点的本地时钟信号产生参考比较值，以及根据参考比较值调整本地时钟信号的步骤是针对每个收发机来执行的。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：将任一参考时钟信号路由到任一处理单元，从而用于分别从相关天线接收和发送的射频信号的接收和发送。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述网络节点包括用于路由参考时钟信号的非阻塞多路复用器。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述路由是根据时间表执行的。
6.根据权利要求2、4至5中任一项所述的方法，其中，所述路由由网络的中央控制器控制。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述中央控制器是软件定义的网络控制器。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述网络节点包括多个这种本地时钟信号，并且所述方法包括：根据各参考时钟信号调整相应的本地时钟信号。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，调整本地时钟信号是根据时间表执行的。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述时间表被提供给网络的中央控制器。
11.根据前述权利要求9所述的方法，其中，所述中央控制器是软件定义的网络控制器。
12.一种在无线网状通信网络的一网络节点中提供本地时钟信号的方法，所述无线网状通信网络包括多个这种网络节点，通过另一数量的多个无线通信链路互连，所述方法包括：在该网络节点处，
在波束成形可操纵天线装置的多个接收波束方向上接收相应的时钟同步信号；以及
通过选择一个接收波束方向，选择一个接收到的时钟同步信号作为本地参考时钟信号。
13.一种用于无线网状通信网络的网络节点，所述无线网状通信网络包括多个这种网络节点，通过另一数量的多个无线通信链路互连，该网络节点包括：
接收机，所述接收机可操作为接收多个时钟同步信号；
选择单元，所述选择单元可操作为选择接收到的多个时钟同步信号中的一个作为参考时钟信号，通过比较参考时钟信号和该网络节点的本地时钟信号产生参考比较值，以及根据参考比较值调整本地时钟信号；以及
收发机，所述收发机可操作为接收至少一个射频信号，所述收发机具有波束成形可操纵天线，所述波束成形可操纵天线的接收参数定义天线的接收方向，
其中，所述收发机可操作为在各输入波束接收方向上接收相应的时钟同步信号，并且其中，所述选择单元可操作为通过选择天线的输入波束接收方向来选择一个接收到的时钟同步信号。
14.根据权利要求13所述的网络节点，还包括多个收发机，每个收发机包括波束成形可操纵天线和处理单元，所述天线具有各自的通信方向，所述收发机可操作为接收相应的射频信号，并且所述处理单元可操作为从接收到的视频信号提取相应的时钟信号，其中所述选择单元可操作为选择一个接收到的时钟同步信号作为参考时钟信号，通过比较参考时钟信号和本地时钟信号来产生参考比较值，以及根据针对每个收发机的参考比较值调整本地时钟信号。
15.根据权利要求14所述的网络节点，还包括路由单元，所述路由单元可操作为将任一参考时钟信号路由至任一处理单元，从而用于从相关天线接收和发送的视频信号的接收和发送。
16.根据权利要求15所述的网络节点，还包括用于路由所述参考时钟信号的非阻塞多路复用器。
17.根据权利要求15或16所述的网络节点，其中，所述路由单元可操作为根据时间表执行这种路由。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的网络节点，其中，所述路由由网络的中央控制器控制。
19.根据权利要求18所述的网络节点，其中，所述中央控制器是软件定义的网络控制器。
20.根据根据权利要求13至19中任一项所述的网络节点，还包括多个这种本地时钟信号，并且其中，所述选择单元可操作为根据各参考时钟信号调整相应的本地时钟信号。
21.根据权利要求20所述的网络节点，其中，所述选择单元可操作为根据时间表调整本地时钟信号。
22.根据权利要求21所述的网络节点，其中，所述时间表被提供给所述网络的中央控制器。
23.根据权利要求22所述的网络节点，其中，所述中央控制器是软件定义的网络控制器。
24.一种用于无线网状通信网络的网络节点，所述无线网状通信网络包括多个这种网络节点，通过另一数量的多个无线通信链路互连，所述网络节点包括：
接收机，所述接收机包括波束成形可操纵天线装置，并且所述接收机可操作为在所述波束成形可操纵天线装置的多个接收波束方向上接收相应的时钟同步信号；以及
选择单元，所述选择单元可操作为通过选择一个接收波束方向，选择一个接收到的时钟同步信号作为本地参考时钟信号。
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