CN109417829A

CN109417829A - 用于确定簇头的方法和设备

Info

Publication number: CN109417829A
Application number: CN201680087092.9A
Authority: CN
Inventors: 刘进华; 张战; 盖博·福多
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2016-06-28
Filing date: 2016-06-28
Publication date: 2019-03-01
Anticipated expiration: 2036-06-28
Also published as: EP3476179A4; EP3476179B1; EP3476179A1; US10506663B2; WO2018000185A1; CN109417829B; US20180242392A1

Abstract

本公开的实施例总体涉及确定集簇的簇头，并且涉及簇头的操作策略和方法。设备从设备的集簇中选择候选簇头。接下来，设备从候选簇头中确定用于为设备的集簇服务的主簇头。基于所确定的主簇头，设备从候选簇头中确定辅簇头。辅簇头作为主簇头的补充来为设备的集簇服务。

Description

用于确定簇头的方法和设备

技术领域

本公开的实施例总体涉及通信领域，并且更具体地涉及用于确定簇头的方法和设备以及簇头的操作策略。

背景技术

在集成蜂窝和adhoc网络中，通常使用专用于蜂窝运营商和毫米波(mmW)频带的低频频段。而且，adhoc网络通常是部分未授权的或者是少许授权的。通常以扁平结构或分层结构来实现adhoc网络。在分层结构中，网络中的设备(例如接入点和终端设备)被划分成多个集簇，每个集簇包括簇头(CH)和从属于该簇头的一个或多个集簇成员。

在没有蜂窝eNB的情况下，可以将簇头比作提供与eNB的类似的功能(以及功能的子集)的小范围基站。例如，簇头可以在其集簇内提供同步和无线电资源管理，并且还充当中心节点以创建用于与集簇通信的树形拓扑。此外，簇头还可以向其他集簇或者向蜂窝eNB提供中继功能。

在一些集成蜂窝和adhoc网络中，采用多节点连接来减少无线电链路故障并增强稳健性。更具体地，为了增强(例如在无线电资源管理和数据分组中继中的)集簇操作的稳健性和无缝性，可以在设备的集簇中使用多个簇头来为该集簇中的设备服务。但是，在某些情况下，当集簇成员同时连接到多个簇头时，该集簇成员既不知道哪个簇头可以提供更好的服务，也不知道应该在连接到簇头时使用哪种协议。此外，由于在一个集簇中存在若干簇头，当多个簇头使用不同的(调度和基于竞争的)协议(例如媒体控制访问(MAC)协议)时，集簇成员与簇头的连接存在问题。结果，在集簇成员与簇头之间的无线电链路中经常发生故障，并且因此集簇的通信的稳健性恶化。

在集簇成员具有高度移动性的情况下--此时集簇成员需要重新连接到簇头，但是在移动期间需要保持与簇头之间的、可能采用相同或不同的MAC协议的无线连接(“先建后断”)，这种问题尤其严重。例如，当簇头移出蜂窝基站(BS)的覆盖范围进入mmW微微BS的覆盖范围区域时，或者当簇成员移出一个簇头的一个覆盖范围时，集簇成员与簇头的连接可能存在一些问题。

发明内容

总体上，本公开的实施例提供了用于确定多个簇头的解决方案，以减轻由混合授权/未授权环境中的移动性和不同的协议引起的问题。

在第一方面，提供了一种至少部分地在设备处实现的方法。所述设备从设备的集簇中选择候选簇头。然后，所述设备从候选簇头中确定用于为设备的集簇服务的主簇头。基于主簇头，所述设备从候选簇头中确定辅簇头。所述辅簇头作为所述主簇头的补充来为设备的集簇服务。还提供了相应的计算机程序。

在一个实施例中，选择候选簇头可以包括：确定所述集簇中的设备的能力度量，所述能力度量包括以下中的至少一项：数据路径延迟状态、干扰状态、链路预算、多个操作载波的能力、媒体访问控制特征以及无线电覆盖方面的可达性；基于确定的能力度量对所述集簇中的设备进行排名；以及基于所述排名从所述集簇中的设备中选择所述候选簇头。

在一个实施例中，选择候选簇头可以包括：接收来自所述集簇中的设备的投票，所述投票中的每个投票指示所述设备中的一个设备所偏好的候选簇头；以及基于所述投票从所述设备中选择所述候选簇头。

在一个实施例中，确定主簇头可以包括：确定所述候选簇头的能力度量，所述能力度量包括以下中的至少一项：数据路径延迟状态、干扰状态、链路预算、多个操作载波的能力、媒体访问控制特征以及无线电覆盖方面的可达性；以及将所述候选簇头中确定的能力度量满足预定标准的候选簇头确定为所述主簇头。

在一个实施例中，确定主簇头可以包括：接收来自所述候选簇头的投票，所述投票中的每个投票指示所述设备中的一个设备所偏好的主簇头；以及将所述候选簇头中投票满足预定标准的候选簇头确定为所述主簇头。

在一个实施例中，确定辅簇头可以包括：获得除所述主簇头之外的所述候选簇头的操作信息，所述操作信息包括以下中的至少一项：操作协议、操作频段以及簇头间通信的能力；以及基于所述操作信息来确定所述辅簇头。

在一个实施例中，确定辅簇头可以包括：接收来自所述主簇头的对所述辅簇头的推荐，所述推荐基于除所述主簇头之外的所述候选簇头的操作信息来确定，所述操作信息包括以下中的至少一项：操作协议、操作频段和簇头间通信的适用性；以及基于所述推荐来确定所述辅簇头。

在一个实施例中，所述方法还可以包括：响应于预定事件，选择所述辅簇头作为新的主簇头。所述预定事件可以包括以下中的至少一项：辅簇头的能力度量比主簇头的能力度量更好，主簇头到网络节点的链路质量低于辅簇头的链路质量，以及集簇中的设备丢失与主簇头的连接并建立与辅簇头的连接。

在一个实施例中，所述主簇头可以向所述新的主簇头发送由所述主簇头服务的集簇中的设备的上下文。

在一个实施例中，所述方法还可以包括：响应于所述主簇头和所述辅簇头中的至少一个的改变，向由所述主簇头或所述辅簇头服务的集簇中的设备、以及向网络节点发送关于所述改变的信息。

在一个实施例中，所述方法还可以包括：响应于所述辅簇头的改变，向所述集簇中的设备发送所述辅簇头的控制信道配置。

在一个实施例中，所述方法还可以包括：向所述辅簇头发送由所述主簇头服务的集簇中的设备的上下文，以在所述集簇中的设备与所述辅簇头之间建立连接。

在一个实施例中，所述主簇头和辅簇头可以特定于所述集簇中的设备。

在一个实施例中，所述集簇中的设备可以根据负载均衡规则连接到主簇头和辅簇头两者。所述负载均衡规则可以与以下中的至少一项相关：功耗、无线电资源、处理能量和频谱在空间上重用。

在一个实施例中，所述主簇头可以具有比所述辅簇头更高的优先级。在一个实施例中，如果网络节点未能将信号发送给所述主簇头，则网络节点可以将所述信号发送给所述辅簇头，以将所述信号转发给所述集簇中的设备。

在第二方面，提供了一种设备。所述设备包括处理单元。所述处理单元被配置为从设备的集簇中选择候选簇头；从所述候选簇头中确定为所述设备的集簇服务的主簇头；以及基于所述主簇头从所述候选簇头中确定辅簇头。所述辅簇头作为所述主簇头的补充来为设备的集簇服务。

在第三方面，提供了一种设备。所述设备包括处理器和存储器。所述存储器包含可由处理器执行的指令，由此所述处理器适于使所述设备执行根据本公开的第一方面所述的方法。

根据本公开的一些实施例，可以改善例如在簇头使用不同的协议的情况下簇头协调的稳健性。此外，可以均衡簇头间的工作负载，尤其是对于高的设备到设备(D2D)负载的情况。

附图说明

举例来说，根据以下参考附图的详细描述，本公开的各种实施例的上述和其它方面、特征和优点将变得更加全面地显而易见，在附图中类似的附图标记或字母用于指代类似或相同的元件。附图被示出以便于更好地理解本公开的实施例，并且附图不一定按比例绘制，在附图中：

图1示出了可以在其中实现本公开的实施例的环境100；

图2示出了根据本公开实施例的用于确定主簇头和辅簇头的方法200的流程图；

图3示出了根据本公开实施例的用于选择候选簇头的方法300的流程图；

图4示出了根据本公开另一实施例的用于选择候选簇头的方法400的流程图；

图5示出了根据本公开实施例的用于确定主簇头的方法500的流程图；

图6示出了根据本公开另一实施例的用于确定主簇头的方法600的流程图；

图7示出了根据本公开实施例的用于确定辅簇头的方法700的流程图；

图8示出了根据本公开另一实施例的用于确定辅簇头的方法800的流程图；

图9示出了根据本公开实施例的设备900的框图；以及

图10示出了适用于实现本公开实施例的设备的简化框图1000。

具体实施方式

现在将参考若干示例实施例来讨论本公开。应当理解，仅出于使本领域技术人员能够更好地理解本公开并因此实现本公开的目的而讨论这些实施例，而不是暗示对本公开的范围的任何限制。

如本文所使用的，术语“网络节点”指的是无线通信网络中的节点，终端设备经由该节点接入网络并从该网络接收服务。网络节点指的是无线通信网络中的基站(BS)、接入点(AP)、移动管理实体(MME)、多小区/多播协调实体(MCE)、网关、服务器、控制器或任何其他合适的设备。BS可以是例如节点B(NodeB或NB)、演进型NodeB(eNodeB或eNB)、远程无线电单元(RRU)、无线电头部(RH)、远程无线电头(RRH)、中继、诸如毫微微、微微的低功率节点等。

术语“终端设备”指的是可以接入无线通信网络并从该无线通信网络接收服务的任何端设备。作为示例而非限制，终端设备指的是移动终端、UE或其他合适的设备。UE可以是例如订户站(SS)、便携式订户站、移动站(MS)或接入终端(AT)。终端设备可以包括但不限于：便携式计算机、诸如数码相机之类的图像捕获终端设备、游戏终端设备、音乐存储和回放设备、移动电话、蜂窝电话、智能电话、平板计算机、可穿戴设备、个人数字助理(PDA)、车辆、行人等。

如本文所使用的，术语“第一”和“第二”指的是不同的元件。除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一”和“一个”也旨在包括复数形式。本文所使用的术语“包括”、“包含”、“具有”、“带有”、“含有”和/或“并入”表示所陈述的特征、元件和/或组件等的存在，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、元件、组件和/或其组合。术语“基于”应被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“实施例”将被解读为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应被解读为“至少一个其他实施例”。可以在下文包括显式的和隐式的其他定义。

首先参考图1，其示出了可以在其中实现本公开实施例的环境100。环境100示出了设备110至140的集簇。集簇中的设备可以是固定接入点、终端设备和/或任何其他合适的设备。在图1的示例中，设备110和140可以充当簇头，并且设备120和130可以充当由簇头110和140服务的集簇成员。充当簇头的设备可以是固定接入点、终端设备和/或任何其他合适的设备。充当集簇成员的设备可以是由簇头服务的终端设备，其在下文中也被称为“从设备”。在图1的示例中，簇头110和140连接到网络侧(例如，核心网络)的网络节点101(例如，移动性控制实体或蜂窝eNB)。簇头110和140在集簇内提供同步和无线电资源管理，并向其他集簇或者向网络节点101提供中继功能。

传统地，当集簇成员120或130同时连接到簇头110和140时，该集簇成员不知道哪个簇头可以提供更好的服务。此外，它也不知道在连接到簇头时应该使用哪种协议。因此，在集簇成员与簇头之间的无线电链路中经常发生故障，导致集簇的通信的不良的稳健性。

为了解决上述问题和其他潜在问题，本公开的实施例提供了对于多簇头分集(MCHD)的解决方案。根据本公开的实施例，从用于为设备的集簇服务的一组候选簇头中确定主簇头。基于主簇头，从该组候选簇头中确定至少一个辅簇头，以作为主簇头的补充来为设备的集簇服务。由本公开的实施例提供的机制允许集簇成员对主簇头和辅簇头使用多个协议(例如，MAC协议)。这样，可以减轻混合授权/未授权环境中的不同的MAC协议的问题，并且可以提高集簇的通信的稳健性。

应理解，图1的配置仅出于说明的目的而描述，而不暗示对本公开的范围的任何限制。本领域技术人员将理解，环境100可以在集簇中包括任何合适数量的簇头和集簇成员。

现在参考图2，其示出了根据本公开实施例的用于确定主簇头和辅簇头的方法200的流程图。利用方法200，可以克服传统方法中的上述和其他潜在缺陷。本领域技术人员可以理解，方法200可以由诸如以下项的设备来实现：簇头110或140、网络节点101、集簇内或集簇外的控制器或服务器，或其他合适的设备。出于说明的目的，在本公开的实施例中描述了一个辅簇头，例如140。应该理解，这只是示例。本领域技术人员将理解，在一个集簇中可以存在多于一个的辅簇头。

方法200进入框210中，其中从设备的集簇中选择候选簇头。候选簇头是将要充当集簇的簇头的候选者。在一些实施例中，选择候选簇头之一作为主簇头，并且将其他候选簇头全部确定为辅簇头。备选地，选择候选簇头之一作为主簇头，并且选择剩余的候选簇头中的一些作为辅簇头。在这种情况下，可能存在一个或多个候选簇头不被用作实际簇头。

根据本公开的实施例，可以用各种方式来选择候选簇头。在一些实施例中，候选簇头可以根据它们各自的能力度量来确定。该能力度量可以包括，例如但不限于：数据路径延迟状态、干扰状态、链路预算、多个操作载波的能力、媒体访问控制特征、无线电覆盖范围内方面的可达性、和/或类似物。作为示例，干扰状态指示对集簇中的设备的干扰，并且可以用诸如信号干扰加噪声比(SINR)之类的信号质量等来反映。

图3示出了根据本公开的这种实施例的用于选择候选簇头的方法300的流程图。在参考图3描述的实施例中，在框310中确定集簇中的设备的能力度量。接下来，在框320中，基于确定的能力度量来对集簇中的设备进行排名。然后，在框330中，基于排名从集簇中的设备中选择候选簇头。在图1的示例中，假设在集簇中存在四个设备110-140，能力度量被实现为对设备110-140的干扰状态(表示为I₁₁₀、I₁₂₀、I₁₃₀和I₁₄₀)，并且可以被排名为I₁₁₀＜I₁₄₀＜I₁₃₀＜I₁₂₀。在实施例中，假设I₁₁₀和I₁₄₀都小于预定干扰阈值，因此设备110和140被确定为候选簇头。备选地，在另一实施例中，假设候选簇头的数量是预定义的，例如2个，则可以将干扰低于其他设备的设备110和140确定为候选簇头。应理解，上述示例出于讨论而非限制的目的被示出。本领域技术人员将容易理解，存在用于根据集簇中的设备的能力度量来选择候选簇头的许多其他方式。

备选地，在一些实施例中，可以根据来自集簇中的设备的投票来选择候选簇头。投票可以指示集簇中的设备之一所偏好的候选簇头。图4示出了根据本公开的这种实施例的用于选择候选簇头的方法400的流程图。在参考图4描述的实施例中，集簇中的每个设备根据特定标准(例如，其间的传输损耗)来为集簇中的其他设备选择所偏好的主簇头，并发送用以指示所偏好的主簇头的投票。在框410中，接收来自集簇中的设备的投票。然后，在框420中，基于投票从设备中确定候选簇头。例如，如果关于集簇中的设备的投票超过预定投票阈值(例如3票)，则可以将该设备确定为簇头。备选地，如果候选簇头的数量被预定义为2个，例如，具有最多投票的前两个设备可以被确定为候选簇头。候选簇头的数量可以由网络侧(例如，网络节点101)通过RRC信令预先配置。另外，在一些实施例中，如果投票中存在平局，则可以使用一些其他度量来解决这种平局，例如使用节点的当前负载来从平局中选择一个，或者将其信号处理能力的等级作为度量。

仍然参考图2，在框220中，从候选簇头中确定用于为设备的集簇服务的主簇头。主簇头在若干方面(例如无线电资源管理、信号中继等)通常具有比辅簇头更高的优先级。

网络侧(例如，网络节点101)可以使用主簇头(例如，簇头110)和辅簇头(例如，簇头140)二者来为集簇成员(例如，集簇成员120和130)服务。在一些实施例中，可以首先从集簇成员向主簇头110发送无线电资源请求。如果满足预设条件，例如在预先配置的持续时间内没有来自主簇头的响应，则可以替代地向辅簇头140发送该无线电资源请求。

根据本公开的实施例，可以用各种方式来确定主簇头。在一些实施例中，能力度量被用于确定主簇头。图5示出了根据本公开的这种实施例的用于确定主簇头的方法500的流程图。在参考图5描述的实施例中，在框510中，确定候选簇头的能力度量。如上所述，能力度量可以包括数据路径延迟状态、干扰状态、链路预算、多个操作载波的能力、媒体访问控制特征、无线电覆盖范围方面的可达性、和/或类似物。然后，在框520中，将候选簇头中确定的能力度量满足预定标准的候选簇头确定为主簇头。应当理解，在框510中确定的能力度量可以从已经在框310中确定的能力度量来获得，或者可以独立地确定。预定标准可以用各种方式来实现。在实施例中，可以将具有最佳能力度量(例如，最低的数据路径延迟、最低的干扰、最大的链路预算、多个操作载波的最佳的能力或最佳的可达性)的候选簇头确定为满足预定标准的主簇头。备选地，可以首先选择能力度量超过预定阈值的一组候选者，然后可以从该组候选者中选择主簇头。作为另一备选方案，可以选择能够支持所有MAC协议下的操作并且支持集簇中的所有成员的机制的候选簇头作为主簇头。在这种情况下，可以选择能力较弱的候选簇头作为辅簇头。

备选地，在一些实施例中，可以基于候选簇头的投票来确定主簇头。图6示出了根据本公开的这种实施例的用于确定主簇头的方法600的流程图。在参考图6描述的实施例中，在框610中，可以接收来自候选簇头的投票。投票中的每个可以指示被集簇中的设备之一所偏好的主簇头。然后，在框620中，可以将候选簇头中投票满足预定标准的候选簇头确定为主簇头。

仍然参考图2，在框230中，基于主簇头从候选簇头中确定辅簇头。辅簇头作为主簇头的补充来为设备的集簇服务。应当理解，尽管图2的实施例仅提及一个辅簇头，但是本领域技术人员将理解，在一些其他实施例中可以存在多于一个的辅簇头。

根据本公开的实施例，可以用各种方式来确定辅簇头。在一些实施例中，可以基于候选簇头的操作信息来确定辅簇头。操作信息可以包括但不限于：操作协议、操作频段、簇头间通信的能力等。图7示出了根据本公开的这种实施例的用于确定辅簇头的方法700的流程图。在参考图7描述的实施例中，在框710中获得除主簇头之外的候选簇头的操作信息。然后，在框720中，基于操作信息来确定辅簇头。

备选地，在一些实施例中，可以在确定主簇头的同时将辅簇头确定为例如投票仅低于主簇头的设备。当投票中存在平局时，可以使用一些其他度量来解决这种平局，例如使用集簇中的设备的当前负载来从平局中选择一个，或者将信号处理能力的等级作为用于决定辅簇头的度量。

备选地，在一些实施例中，可以基于来自主簇头的推荐来确定辅簇头。该推荐指示由主簇头做出的提名，并且可以基于除主簇头之外的候选簇头的操作信息在主簇头处确定。操作信息可以包括操作协议、操作频段、簇头间通信的能力等。簇头间通信的能力可以指示候选簇头在CH间通信方面是否是最合适的。图8示出了根据本公开的这种实施例的用于确定辅簇头的方法800的流程图。在参考图8描述的实施例中，在框810中从主簇头接收对辅簇头的推荐，然后在框820中基于该推荐来确定辅簇头。在实施例中，可以根据每个集簇成员的MAC操作协议由主簇头针对每个集簇成员来提名辅簇头，使得每个集簇成员可以针对其不同的MAC操作协议中的每一个与簇头相关联。备选地，可以根据每个集簇成员的操作频段(例如，根据不同频段下到候选簇头的链路质量状态)由主簇头针对每个集簇成员来提名辅簇头。作为另一备选方案，可以由主簇头根据其关于候选簇头在CH间通信方面是否是最合适的感知来提名辅簇头。例如，可以根据主簇头与其他候选簇头之间的链路质量，或者根据主簇头处的可用信道状态信息(CSI)来确定这种簇头间通信的能力。

主簇头和辅簇头可以通过它们之间的信息更新来知道为集簇中的相同设备(例如，UE)服务。他们可以交换其自己的与UE的上下文有关的记录。在主簇头和辅簇头之一与UE之间的可能的链路故障的情况下，所述簇头中的另一个可以准备好承担最初由出现故障的簇头承担的责任。在一些实施例中，可以向辅簇头发送由主簇头服务的集簇中的设备(即，主簇头的从设备)的上下文，以在从设备与辅簇头之间建立连接。

在一些实施例中，集簇中的设备可以根据负载均衡规则连接到主簇头和辅簇头中的任一个或两者。负载均衡规则可以与功耗、无线电资源、处理能量和频谱在空间上重用和/或其他相关因素有关。应当理解，在本公开的实施例中，对于每个集簇，可以存在一个主簇头和一个或多个辅簇头。在某些情况下，主簇头和辅簇头由集簇中的所有设备共享。作为备选方案，主簇头和辅簇头可以特定于集簇中的每个设备。在图1的示例中，簇头110可以充当设备120的主簇头并且充当设备130的辅簇头，而簇头140可以充当设备130的主簇头并且充当设备120的辅簇头。这有助于在集簇成员之间共享负载。可选地，同步信令、用于发现的通告信标以及无线电资源管理(RRM)任务由这些簇头同时或以轮询调度(round robin)方式提供。

当尝试向网络侧(例如，网络节点101)或另一集簇成员发送数据或信令时，集簇成员(例如，集簇中的设备120)可以首先从其主簇头请求无线电资源。在从某些联系请求开始的预配置的或定义的持续时间之后，仍未接收到来自主簇头的响应，集簇成员可以向其辅簇头发送用于请求无线电资源的请求。

另一方面，如果网络节点未能将信号(例如有效载荷数据或控制数据)发送给主簇头，则网络节点将该信号发送给辅簇头以便于将信号发送给集簇中的设备。当网络节点具有用于某个集簇成员的数据时，网络侧可以首先尝试通过主簇头来发送该数据。如果在某个预定义或预配置的持续时间之后该发送失败，则网络侧可以尝试使用到该集簇成员的辅簇头路由。

在本公开的一些其他实施例中，在确定了主簇头和辅簇头之后，如果基于新一轮投票/选择结果或基于侧链路的新的无线电质量报告，辅簇头变得比主簇头更好，则主簇头可以被辅簇头替换。在另一示例中，如果主簇头到一些集簇成员的链路质量下降到某个阈值以下，而一个辅簇头可以具有到集簇中的所有设备的更好的链路质量，则主簇头也可以被该辅簇头替换。在又一示例中，当集簇成员丢失与其主簇头的连接时，集簇成员可以转而与其辅簇头联系，以请求该辅簇头充当其主簇头。鉴于上述内容，本公开的实施例还提供如下机制。

在一些实施例中，响应于预定事件，可以将辅簇头确定为新的主簇头。可以用各种形式来预定义预定事件。在实施例中，预定事件可以是辅簇头的能力度量比主簇头的能力度量更好。在另一实施例中，预定事件可以是主簇头到网络节点的链路质量低于辅簇头的链路质量。在又一实施例中，预定事件可以是集簇中的设备丢失与主簇头的连接并建立到辅簇头的连接。当辅簇头被确定为新的主簇头时，原始的主簇头可以移出集簇，充当正常的集簇成员、充当新的辅簇头、或处于其他可能的状态。如果原始的主簇头仍然可以与新的主簇头通信，则在一些实施例中，原始的主簇头可以向新的主簇头发送由原始的主簇头服务的集簇中的设备的上下文。

主簇头或辅簇头的角色可以是可交换的，以更好地适应由于移动性、簇头负载平衡以及其他原因导致的网络状态变化。此外，如果需要，簇头可以由新的具有CH能力的节点替换。因此，可以存在簇头的变化，例如但不限于：添加新的簇头、移除簇头、将主簇头与辅集簇的角色交换等。在一些实施例中，响应于主簇头和辅簇头中的至少一个的改变，可以向由主簇头或辅簇头服务的集簇中的设备并且向网络节点发送关于改变的信息。在实施例中，响应于辅簇头的改变，可以向集簇中的设备发送辅簇头的控制信道配置。因此，集簇成员可以具有新的辅簇头的配置，并且随后基于该配置来建立与新簇头的连接。

在一些实施例中，可以根据用于簇头选择的投票结果、被配置的簇头组大小等来确定主簇头和/或辅簇头的改变的规则。可以选择集簇中得分最高的设备作为主簇头。辅簇头可以根据其分数的降序来确定。

可选地，本公开的实施例提供了在集簇成员改变的情况下的机制。在一些实施例中，如果任何集簇成员被改变(例如，离开集簇或被添加到集簇)，则主簇头可以触发每个集簇成员的新一轮投票/报告。可以选出得分最高的候选簇头，并且主簇头可以通过交换集簇成员的上下文信息来向新簇头进行移交。对于簇头，当集簇成员移出服务提供区域时，可以执行该簇头对该集簇成员的服务的移除。被服务的集簇成员可以向主簇头提供信道测量结果，并且提供周期性的或事件触发的报告，并且主簇头确定移除。

可选地，在一些实施例中，主簇头可以将主簇头和/或辅簇头的改变广播给集簇中的设备。改变的簇头可以宣布它们的支持载波和/或不同载波之间的切换时间点，以易于新成员的加入。可以在主簇头的替换之后立即通过新的主簇头或离开的主簇头节点来进行这种宣布。该宣布可以帮助被服务的集簇成员节点重新附接到新的主簇头。

可选地，在一些实施例中，主簇头可以向网络节点报告主簇头和/或辅簇头的改变。这可以使辅簇头加速建立与网络侧的无线电连接。例如，网络侧可以预先为辅簇头准备RAN上下文。

可选地，在一些实施例中，主簇头和/或辅簇头可以从网络侧获取/向网络侧报告与为一个集簇成员服务的可能的多个簇头有关的信息。另外，在一些实施例中，当与集簇成员相关联的新簇头成为辅簇头时，该集簇成员可以报告其主簇头。在没有主簇头的情况下，可以支持快速的主簇头接管。可能存在各种各样的情况。在实施例中，如果原始的主簇头仍然可以与网络侧通信，则它可以向网络侧报告它丢失与其从设备的连接(即，由原始的主簇头服务的集簇中的设备)和最新的集簇组信息，其中集簇组信息可以指示与原始的主簇头、新的主簇头和/或辅簇头有关的信息。然后，网络侧可以为该集簇指定新的主簇头。

在另一实施例中，如果原始的主簇头仍然可以与最佳的辅簇头通信，则它可以配置该辅簇头来接管主簇头，并且向新的主簇头转发从设备的上下文。

在又一实施例中，如果从设备丢失与其主簇头的连接，则它可以尝试根据辅簇头上的预配置来与辅簇头建立无线电链路。

可选地，在一些实施例中，在辅簇头改变时，主簇头可以将辅簇头的所有数据业务和广播控制信道配置分别带到从设备。

可选地，在一些实施例中，从设备可以与多个簇头连接并且同时由多个簇头服务。如果配置了主簇头，则可以在主簇头与辅簇头之间执行负载均衡。以此方式，可以在一组主簇头和辅簇头内共享簇头任务，以均衡它们之间的负载。例如，可以由集簇成员单独地采用用于发现的信标、同步源、RRM、数据网关。每项责任的转变都可以独立地执行。这种独立的工作负载分配可以有益于集簇中的设备的功耗、无线电资源、处理能力和/或频谱在空间上重用的均衡。

另外，如果需要这种调整来适应链路质量、移动性、电池状态等的改变，则每个任务可以在主簇头和副簇头之间不时地旋转。在一些实施例中，相同的数据或相同的控制信令可以通过多个簇头去往或来自集簇成员，以便进行分集增益或延迟缩短。

可选地，在一些实施例中，可以在主簇头和辅簇头之间共享集簇成员的上下文。这可以包括对集簇成员的蜂窝和集簇标识、无线电承载配置、成员节点的传输容量和能力、物理控制信道映射、同步序列参数、数据网关设置参数等进行备份。

当主簇头和/或辅簇头改变(也称为“簇头角色改变”)时，主簇头和辅簇头之间的备份和共享可以促进无缝的集簇管理。当检测到集簇的拓扑结构有任何的可能性将改变，或者每个簇头的负载状态有任何的可能性改变到需要进行簇头角色改变的足够的程度时，可以通过事件来触发这种操作。否则，集簇管理可能由于拓扑结构改变而暂停。

备选地，在一些实施例中，可以周期性地在簇头之间共享集簇成员的上下文。这有益于簇头角色频繁地发生改变的可能性很高时的情况。可以基于可能的改变速率来设置时段，以便适应该改变速率。

集簇成员的这种共享的上下文可以促进集簇管理的稳健性和持续性。以这种方式，可以减少移动性和非均衡工作负载触发的集簇管理的中断。

图9示出了根据本公开的实施例的设备900的框图。应当理解，设备900可以被实现为簇头110或140、网络节点101、集簇内或集簇外的控制器或服务器，或其他合适的设备。

如图所示，设备900包括处理单元910。处理单元910被配置为从设备的集簇中选择候选簇头；从候选簇头中确定用于为设备的集簇服务的主簇头；以及基于主簇头从候选簇头中确定辅簇头。辅簇头作为主簇头的补充来为设备的集簇服务。

在实施例中，处理单元910还被配置为：确定集簇中的设备的能力度量，该能力度量包括以下中的至少一项：数据路径延迟状态、干扰状态、链路预算、多个操作载波的能力、媒体访问控制特征以及无线电覆盖范围方面的可达性；基于确定的能力度量对集簇中的设备进行排名；和基于该排名从集簇中的设备中选择候选簇头。

在实施例中，设备900可以可选地包括接收单元920。接收单元920可以被配置为接收来自集簇中的设备的投票，所述投票中的每个投票指示设备之一所偏好的候选簇头。在该实施例中，处理单元910还可以被配置为基于所述投票从所述设备中选择候选簇头。

在实施例中，处理单元910还被配置为：确定候选簇头的能力度量，该能力度量包括以下中的至少一项：数据路径延迟状态、干扰状态、链路预算、多个操作载波的能力、媒体访问控制特征以及无线电覆盖范围方面的可达性；以及将所述候选簇头中确定的能力度量满足预定标准的候选簇头确定为所述主簇头。

在实施例中，设备900可以可选地包括接收单元920。接收单元920可以被配置为接收来自候选簇头的投票，所述投票中的每个投票指示设备之一所偏好的主簇头。在该实施例中，处理单元910还可以被配置为将候选簇头中的投票满足预定标准的候选簇头确定为主簇头。

在实施例中，处理单元910还被配置为：获得除所述主簇头之外的所述候选簇头的操作信息，所述操作信息包括以下中的至少一项：操作协议、操作频段以及簇头间通信的能力；以及基于所述操作信息来确定所述辅簇头。

在实施例中，设备900可以可选地包括接收单元920。接收单元920可以被配置为接收来自主簇头的对辅簇头的推荐。可以基于除主簇头之外的候选簇头的操作信息来确定该推荐。所述操作信息可以包括以下中的至少一项：操作协议、操作频段和簇头间通信的适用性。在该实施例中，处理单元910还可以被配置为基于该推荐来确定辅簇头。

在实施例中，处理单元910还可以被配置为响应于预定事件，选择辅簇头作为新的主簇头，所述预定事件包括以下中的至少一项：辅簇头的能力度量比主簇头的能力度量更好，主簇头到网络节点的链路质量低于辅簇头的链路质量，以及集簇中的设备丢失与主簇头的连接并建立与辅簇头的连接。

在实施例中，主簇头可以向新的主簇头发送由所述主簇头服务的集簇中的设备的上下文。

在实施例中，设备900可以可选地包括发送单元930。该发送单元930可以被配置为：响应于所述主簇头和所述辅簇头中的至少一个的改变，向由所述主簇头或所述辅簇头服务的集簇中的设备、以及向网络节点发送关于所述改变的信息。

在实施例中，设备900可以可选地包括发送单元930。该发送单元930可以被配置为：响应于辅簇头的改变，向所述集簇中的设备发送所述辅簇头的控制信道配置。

在实施例中，设备900可以可选地包括发送单元930。该发送单元930可以被配置为：向所述辅簇头发送由所述主簇头服务的集簇中的设备的上下文，以在所述集簇中的设备与所述辅簇头之间建立连接。

在实施例中，主簇头和辅簇头可以特定于所述集簇中的设备。

在实施例中，所述集簇中的设备可以根据负载均衡规则连接到主簇头和辅簇头两者。所述负载均衡规则可以与以下中的至少一项相关：功耗、无线电资源、处理能量和频谱在空间上重用。

在实施例中，主簇头可以具有比辅簇头更高的优先级。在实施例中，如果网络节点未能将信号发送给主簇头，则网络节点可以将信号发送给辅簇头，以便于将该信号发送给集簇中的设备。

应当理解，包括在设备900中的组件与方法200-800中的任意方法的操作相对应。因此，以上参照图2至图8描述的所有操作和特征也同样适用于包括在设备900中的组件，并且具有类似的效果。为了简化，将省略细节。

设备900中包括的组件可以以各种方式来实现，包括软件、硬件、固件或其任何组合。在一个实施例中，可以使用软件和/或固件(例如，存储在存储介质上的机器可执行指令)来实现一个或多个单元。除了机器可执行指令之外或代替机器可执行指令，可以至少部分地通过一个或多个硬件逻辑组件来实现设备900中包括的组件的多个部分或全部。例如，但不限于，可以使用的说明性类型的硬件逻辑组件包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等。

图10示出了适用于实现本公开的实施例的设备1000的简化框图。将理解，设备1000可以被实现为例如设备900的至少一部分。

如图所示，设备1000包括通信装置1030和处理装置1050。处理装置1050包括数据处理器(DP)1010、耦合到DP1010的存储器(MEM)1020。通信装置1030被耦合到处理装置1050中的DP 1010。MEM 1020存储程序(PROG)1040。通信装置1030用于与相同或不同层中的其他设备进行通信。

假设PROG 1040包括当由相关联的DP 1010执行时使得设备1000能够根据本公开的实施例(如本文中通过方法200、300或400所讨论的)来操作的程序指令。可以通过设备1000的DP 1010可执行的计算机软件、或者通过硬件或通过软件和硬件的组合来实现本文中的实施例。数据处理器1010和MEM 1020的组合可以形成适于实现本公开的各种实施例的处理装置1050。

MEM 1020可以具有适合于本地技术环境的任何类型，并且可以使用任何合适的数据存储技术，作为非限制性示例，例如基于半导体的存储器件、磁存储器件和系统、光学存储器件和系统、固定存储器和可拆卸存储器)来实现。尽管在设备1000中仅示出一个MEM，但设备1000中可以存在若干个物理上不同的存储器模块。DP 1010可以具有适合本地技术环境的任何类型，并且作为非限制性示例，可以包括一个或多个通用计算机，专用计算机，微处理器，数字信号处理器(DSP)和基于多核处理器架构的处理器。设备1000可以具有多个处理器，例如在时间上从动于与主处理器同步的时钟的专用集成电路芯片。

通常，可以用硬件或专用电路、软件、逻辑单元或其任何组合来实现本公开的各种实施例。一些方面可以用硬件来实现，而其他方面可以用可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件来实现。虽然本公开的实施例的多个方面被示出和描述为框图、流程图，或者使用一些其它的图形表示，但是将意识到，本文描述的框、装置、系统、技术或方法可以被实施为(作为非限制示例)硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其它计算设备、或者它们的某种组合。

举例来说，可以在目标真实或虚拟处理器上的设备中执行的机器可执行指令的一般上下文中描述本公开的实施例，该机器可执行指令例如是在程序模块中包括的机器可执行指令。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、库、对象、类、组件、数据结构等。在各种实施例中，可以根据需要在程序模块之间组合或拆分程序模块的功能。可以在本地或分布式设备内执行程序模块的机器可执行指令。在分布式设备中，程序模块可以位于本地存储介质和远程存储介质二者中。

可以以一种或多种编程语言的任何组合来写用于执行本公开的方法的程序代码。可以将这些程序代码提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，以使得程序代码在被处理器或控制器执行时实现在流程图和/或框图中指定的功能/操作。程序代码可以完全在机器上执行，部分在机器上执行，作为独立软件包来执行，部分在机器上且部分在远程机器上执行，或完全在远程机器或服务器上执行。

上述程序代码可以被体现在机器可读介质上，该机器可读介质可以是任何有形介质，其可以包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备相关的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读存储介质。机器可读介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外、或半导体系统、装置或设备、或者前述各项的任意合适的组合。机器可读存储介质的更加具体的示例包括：具有一个或多个电线的电连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式高密度盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备、或前述各项的任意合适的组合。

在本公开的上下文中，设备可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令的一般上下文(诸如，程序模块)中实现。一般地，程序模块可以包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例行程序、程序、对象、组件、逻辑、数据结构等。该设备可以实施在分布式云计算环境中，其中，由通过通信网络链接的远程处理设备来执行任务。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于本地和远程计算机系统存储介质(包括存储器存储设备)两者中。

此外，虽然以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为为了实现期望的结果而要求以示出的特定顺序或按顺序次序来执行这些操作，或者要求执行所有示出的操作。在特定情境下，多任务处理和并行处理可能是有利的。同样地，尽管在上述讨论中包含了若干具体实施细节，但这些细节不应被解释为对本公开的范围的限制，而应被解释为是对可能特定于特定实施例的特征的描述。在独立实施例的上下文中描述的特定特征也可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中分开地或以任何适当的子组合实现。

尽管已经以对结构特征和/或方法动作特定的语言描述了本公开，但是应当理解的是，在所附权利要求中限定的本公开不必受限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面描述的特定特征和动作是作为实现权利要求的示例形式而公开的。

Claims

1.一种至少部分地在设备处实现的方法(200、300)，包括：

从设备的集簇中选择候选簇头；

从所述候选簇头中确定为所述设备的集簇服务的主簇头；以及

基于所述主簇头从所述候选簇头中确定辅簇头，所述辅簇头作为所述主簇头的补充来为所述设备的集簇服务。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，选择所述候选簇头包括：

确定所述集簇中的设备的能力度量，所述能力度量包括以下中的至少一项：数据路径延迟状态、干扰状态、链路预算、多个操作载波的能力、媒体访问控制特征以及无线电覆盖方面的可达性；

基于确定的能力度量对所述集簇中的设备进行排名；以及

基于所述排名从所述集簇中的设备中选择所述候选簇头。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，选择所述候选簇头包括：

接收来自所述集簇中的设备的投票，所述投票中的每个投票指示所述设备中的一个设备所偏好的候选簇头；以及

基于所述投票从所述设备中选择所述候选簇头。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述主簇头包括：

确定所述候选簇头的能力度量，所述能力度量包括以下中的至少一项：数据路径延迟状态、干扰状态、链路预算、多个操作载波的能力、媒体访间控制特征以及无线电覆盖方面的可达性；以及

将所述候选簇头中确定的能力度量满足预定标准的候选簇头确定为所述主簇头。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述主簇头包括：

接收来自所述候选簇头的投票，所述投票中的每个投票指示所述设备中的一个设备所偏好的主簇头；以及

将所述候选簇头中投票满足预定标准的候选簇头确定为所述主簇头。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述辅簇头包括：

获得除所述主簇头之外的所述候选簇头的操作信息，所述操作信息包括以下中的至少一项：操作协议、操作频段以及簇头间通信的能力；以及

基于所述操作信息来确定所述辅簇头。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述辅簇头包括：

接收来自所述主簇头的对所述辅簇头的推荐，所述推荐基于除所述主簇头之外的所述候选簇头的操作信息来确定，所述操作信息包括以下中的至少一项：操作协议、操作频段和簇头间通信的适用性；以及

基于所述推荐来确定所述辅簇头。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

响应于预定事件，选择所述辅簇头作为新的主簇头，所述预定事件包括以下中的至少一项：

所述辅簇头的能力度量比所述主簇头的能力度量更好，

所述主簇头到网络节点的链路质量低于所述辅簇头的链路质量，以及

所述集簇中的设备丢失与所述主簇头的连接并建立与所述辅簇头的连接。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述主簇头向所述新的主簇头发送由所述主簇头服务的集簇中的设备的上下文。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：

响应于所述主簇头和所述辅簇头中的至少一个的改变，向由所述主簇头或所述辅簇头服务的集簇中的设备、以及向网络节点发送关于所述改变的信息。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括：

响应于所述辅簇头的改变，向所述集簇中的设备发送所述辅簇头的控制信道配置。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括：

向所述辅簇头发送由所述主簇头服务的集簇中的设备的上下文，以在所述集簇中的设备与所述辅簇头之间建立连接。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述主簇头和所述辅簇头特定于所述集簇中的设备。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述集簇中的设备根据负载均衡规则连接到所述主簇头和所述辅簇头两者，所述负载均衡规则与以下中的至少一项相关：功耗、无线电资源、处理能量以及频谱在空间上重用。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述主簇头具有比所述辅簇头更高的优先级，并且其中，如果网络节点未能向所述主簇头发送信号，则所述网络节点向所述辅簇头发送所述信号，以向所述集簇中的设备发送所述信号。

16.一种设备(900)，包括：

处理单元(910)，被配置为：

从设备的集簇中选择候选簇头；

17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述处理单元(910)还被配置为：

基于确定的能力度量对所述集簇中的设备进行排名；以及

基于所述排名从所述集簇中的设备中选择所述候选簇头。

18.根据权利要求16所述的设备，还包括接收单元(920)，被配置为接收来自所述集簇中的设备的投票，所述投票中的每个投票指示所述设备中的一个设备所偏好的候选簇头，

其中，所述处理单元(910)还被配置为基于所述投票从所述设备中选择所述候选簇头。

19.根据权利要求16所述的设备，其中，所述处理单元(910)还被配置为：

确定所述候选簇头的能力度量，所述能力度量包括以下中的至少一项：数据路径延迟状态、干扰状态、链路预算、多个操作载波的能力、媒体访问控制特征以及无线电覆盖方面的可达性；以及

20.根据权利要求16所述的设备，还包括：接收单元(920)，被配置为接收来自所述候选簇头的投票，所述投票中的每个投票指示所述设备中的一个设备所偏好的主簇头，

其中，所述处理单元(910)还被配置为将所述候选簇头中投票满足预定标准的候选簇头确定为所述主簇头。

21.根据权利要求16所述的设备，其中，所述处理单元(910)还被配置为：

基于所述操作信息来确定所述辅簇头。

22.根据权利要求16所述的设备，还包括接收单元(920)，被配置为接收来自所述主簇头的对所述辅簇头的推荐，所述推荐基于除所述主簇头之外的所述候选簇头的操作信息来确定，所述操作信息包括以下中的至少一项：操作协议、操作频段和簇头间通信的适用性，

其中，所述处理单元(910)还被配置为基于所述推荐来确定所述辅簇头。

23.根据权利要求16所述的设备，其中，所述处理单元(910)还被配置为：

所述辅簇头的能力度量比所述主簇头的能力度量更好，

24.根据权利要求16所述的设备，还包括发送单元(930)，被配置为：

25.根据权利要求16所述的设备，还包括发送单元(930)，被配置为：

26.根据权利要求16所述的设备，其中，所述集簇中的设备根据负载均衡规则连接到所述主簇头和所述辅簇头两者，所述负载均衡规则与以下中的至少一项相关：功耗、无线电资源、处理能量以及频谱在空间上重用。

27.一种设备，包括：

处理器(1010)和存储器(1020)，所述存储器包含程序(1040)，所述程序包括能够由所述处理器(1010)执行的指令，所述处理器(1010)被配置为使所述设备执行根据权利要求1-15中任一项所述的方法。

28.一种计算机程序产品(1040)，被有形地存储在计算机可读存储介质(1020)上并且包括指令，所述指令当在设备的处理器(1010)上执行时使所述设备执行根据权利要求1-15中任一项所述的方法。