KR101824824B1 - 클러스터들에서의 캐리어 주파수 핸들링 - Google Patents

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Abstract

클러스터 기반 통신 네트워크에서 캐리어 주파수를 핸들링하기 위한 메커니즘들이 제공된다. 한 태양에 따르면 클러스터 헤드 캐리어 주파수와 연관된 클러스터 헤드 디바이스 상에 캠프온하거나 클러스터 헤드 디바이스에 의하여 서빙되는 무선 디바이스에 의하여 수행되는 방법이 제공된다. 한 태양에 따르면 클러스터 헤드 캐리어 주파수와 연관된 클러스터 헤드 디바이스에 의하여 수행되는 방법이 제공된다. 상응하는 무선 디바이스, 상응하는 클러스터 헤드 디바이스, 및 상응하는 컴퓨터 프로그램들 및 컴퓨터 프로그램 제품들이 또한 제공된다.

Description

클러스터들에서의 캐리어 주파수 핸들링{CARRIER FREQUENCY HANDLING IN CLUSTERS}
본 명세서에서 제시된 실시예들은 클러스터 기반의 통신 네트워크들에 관한 것이고, 특히 클러스터 기반의 통신 네트워크들에서의 캐리어 주파수 핸들링을 위한 방법들, 디바이스들, 컴퓨터 프로그램들 및 컴퓨터 프로그램 제품들에 관한 것이다.
이동 통신 네트워크들에서, 주어진 통신 프로토콜, 그것의 파라미터들 및 이동 통신 네트워크가 배치된 물리적 환경에 대하여 좋은 성능과 능력을 획득해야 한다는 과제가 항상 있다.
국가 보안 및 공중 안전 시나리오들{national security and public safety (NSPS) scenarios}에서, 무선 디바이스들{예를 들어 셀룰러 사용자 장비(cellular user equipment), UE, 모뎀들, 스마트폰들, 센서들, 태블릿 컴퓨터, 기계식 디바이스들(machine type devices)}이 셀룰러 네트워크 커버리지(cellular network coverage) 하에 있을 때 서로와 직접 통신하도록 허용할 필요가 있다. 3GPP LTE 네트워크들(NW)에서, 이 소위 디바이스 간 통신(device to device communication, D2D) 또는 근접성 서비스들(proximity services, ProSe)이, 셀룰러 기지국(BS 또는 eNB)으로 하여금 두 UE들 사이에 D2D 직통 연결(direct D2D link)을 셋업하고 그 연결을 위해 자원들을 할당하는 것을 허용하는 "LTE 다이렉트(LTE direct)" 기술에 의하여 가능해졌다.
D2D 통신은 오늘날 여러 가지 형태로 존재한다. 예시들은 블루투스, 와이파이 다이렉트(WiFi direct), 및 Flashlinq와 같은 IEEE 802.11 표준 모음(standards suite)의 몇몇 변형들을 포함한다. 최근, 통신하는 장치들의 근접성을 활용하는 동시에 디바이스들로 하여금 통제되는(controlled) 간섭 환경에서 동작하는 것을 허용하기 위한 수단들로서 셀룰러 네트워크들에 대한 언더레이(underlay)로서의 디바이스 간 통신이 제안되었다. 셀룰러 NW 제어 하의 D2D(네트워크에 의하여 보조되는 D2D)의 장점은 저전력 발견 알고리즘들(low power discovery algorithms)에 더하여 최적화된 스펙트럼 사용이 개발될 수 있다는 것이다.
NW 커버리지 안팎 모두에서의 D2D 통신을 다루는 기술적 메커니즘은 클러스터링에 기초를 두고 있는데, 여기에서 몇몇 디바이스들(UE들)은 클러스터 헤드 디바이스{cluster head (CH) device}의 역할을 하고 다른 디바이스들은 슬레이브 디바이스들(slave devices)의 역할을 한다. CH 디바이스는 셀룰러 eNB의 부재 하에 eNB의 (기능의 일부 및) 기능과 비슷한 기능을 제공하는, 작은 범위의 기지국에 비교될 수 있다. 예를 들어, CH 디바이스는 클러스터 내에서 무선 자원 관리(radio resource management) 및 동기화를 제공할 수 있고, 또한 클러스터와의 통신을 위한 트리형 토폴로지(tree topology)를 생성하기 위한 중심 노드(central node)의 역할도 할 수 있다. 이에 더하여, CH 디바이스는 또한 다른 클러스터들 또는 셀룰러 eNB로의 릴레이 기능(relaying functionality)을 제공할 수 있다.
클러스터 시나리오에서, 클러스터 내의 무선 디바이스들은 무선 디바이스가 NW 커버리지 안으로 다시 들어왔는지를 감지할 수 있게 되기 위하여 규칙적으로 셀 탐색(cell search)을 하도록 요구된다. 무선 디바이스(또는 CH 디바이스 그 자신)가 일반 네트워크 노드(regular network node)의 존재를 결정하고 나면, 클러스터는 코어 네트워크에 (및 인터넷 프로토콜 네트워크에) 가동되는 연결(operative connection)을 갖고, 클러스터 내에서 더 많은 서비스들이 지원될 수 있게 된다.
일반적으로 말해서, CH 디바이스들은 저전력 노드들이고, 종종 배터리에 의해 구동되며, eNB들(또는 다른 일반적인 NW 노드들)에 비하여 낮은 비용이 드는 것으로 추정된다. 그러므로 CH 디바이스들은 eNB의 성능에 비해 낮은 성능을 갖는 더 단순한 구성요소들로 이루어질 것이다. 그러한 구성요소 하나는 레퍼런스 타이밍 및 레퍼런스 캐리어 주파수를 생성하는 데 사용되는 수정 발진기(crystal oscillator)(XO)이다. 현재의 NW 노드들은 매우 정확한 XO를 가지며 항상 {상시 전력 공급원(regular power supply), 태양광 전력, 강력한 예비 배터리(battery backup) 등과 같은} 전력 공급원에 연결되어 있다고 추정된다. NW 노드를 위한 주파수 정확도에 대한 요구는 0.1ppm으로, 2GHz의 캐리어 주파수에서 200Hz보다 작은 주파수 오차에 대응되는 것이다.
현재의 무선 디바이스들(휴대폰들, 태블릿들 등)에서 XO 정확도는 10-15ppm으로, 2GHz에서 ±20-30kHz의 주파수 오차를 암시한다. 따라서, 스타트업(start up)에서의 무선 디바이스가 NW 노드에 연결하면, 오늘날의 무선 수요는 캠프온 할 NW 노드(셀)를 찾아야 할 뿐 아니라 정확한 캐리어 주파수를 찾고 이것의 간격 주파수 생성(interval frequency generation)을 무선 디바이스의 내부 XO보다 더 정확한 소스에 고정시켜야 할 필요까지 있다. 알려진 셀 탐색 알고리즘들{cell search (CS) algorithms}은 NW 노드 셀 ID에 더하여 타이밍, 정확한 캐리어 주파수를 결정하기 위해 NW 노드들로부터 송신된 특정한 동기화 시그널들을 결정하는 것을 목표로 한다. LTE 및 WCDMA/HSPA와 같은 현재의 셀룰러 시스템들에서 셀들을 결정하는 데 사용되는 동기화 시그널들(LTE에서는 PSS/SSS, WCDMA에서는 P-SCH/S-SCH)은 대략 3-4kHz까지의 주파수 오차를 가지고 작동한다. CS의 이러한 강건함(robustness)을 갖고서, 무선 디바이스는 연결 모드(즉 NW와 동기상태일 때)에서 자신의 고유의 캐리어 주파수를 사용하여, 또한 합리적인 가장 높은 도플러 이동에 대하여 CS를 수행할 수 있다. 그러나 최초의 CS 동안, 즉 무선 디바이스가 아직 어떠한 NW 노드와도 연결되지 않았을 때, CS를 위한 주파수 그리드(frequency grid)는 XO의 불확실성에 대처하기 위하여 5-10kHz의 캐리어 간격을 가질 필요가 있다.
CH 디바이스들은 오늘날의 NW 노드들보다 오늘날의 UE들에 가까운 정확도들을 갖는 XO들을 가질 수 있는데, 이는 주로 비용 및 전력 소모 때문이다. 이는 네트워크 내의 디바이스들이 상이한 XO 정확도를 갖는 (CH 디바이스들과 같은) 저전력 네트워크 노드들 및 (eNB들과 같은) 일반 네트워크 노드들과 함께 작동할 필요가 있다는 것을 의미한다.
따라서, 클러스터 기반 통신 네트워크들과 같은 이종 통신 네트워크들(heterogeneous communications networks)에서 개선된 캐리어 주파수 핸들링이 여전히 필요하다.
본 명세서에서의 실시예들의 목적은 클러스터 기반 통신 네트워크들과 같은 이종 통신 네트워크들(heterogeneous communications networks)에서 개선된 캐리어 주파수 핸들링을 제공하는 것이다.
네트워크 커버리지 밖 시나리오들(out-of-network coverage scenarios)에서 CH 디바이스들은 클러스터 내에서의 타이밍 및 캐리어 주파수에 대한 동기화 레퍼런스(synchronization reference)의 역할을 한다. 이는 클러스터 내의 무선 디바이스들이 그들의 내부 클럭들(XO)을 CH 디바이스의 클럭에 맞추어 조절한다는 것을 의미한다. 그러나 CH 클럭 레퍼런스는 (NW 노드들에 의하여 제공되는 바와 같은) 참 레퍼런스(true reference)에 비하여 다소 부정확할 수 있기 때문에, CH 디바이스들에 동작적으로 연결된(operatively connected) 무선 디바이스들은 일반 네트워크 노드를 감지할 때 (3-4kHz보다 큰) 중대한 주파수 오차를 경험할 수 있다. 첨부된 실시예들의 발명자들은 실질적인 실험 및 이론적인 유도의 조합을 거쳤고, 따라서 무선 디바이스가 CH 디바이스로부터 정보를 수신할 때, 수신된 정보는 네트워크 노드 커버리지 영역 내에서 송신된 정보와 간섭을 일으킬 수 있다는 것을 알게 되었다. CH 디바이스가 네트워크 노드의 주파수 자원들과 직교하는 주파수 자원들을 사용한다고 가정되는 경우라고 하더라도, 큰 주파수 오프셋 때문에 (일부는 CH 디바이스로부터 송신되고 일부는 네트워크 노드로부터 송신되는) 인접한 서브 캐리어들(sub-carriers)은 서로와 충돌하고 간섭을 일으킬 것이다. 이것은 통신 네트워크의 능력을 저하시키고, 무선 디바이스가 (예를 들어 클러스터 내에서의 개선된 서비스 지원을 위하여) 네트워크 노드와 CH 디바이스 사이에서 릴레이의 역할을 하는 것을 어렵게 만들 수 있다.
본 명세서에서의 실시예들의 목적은 네트워크 커버리지 밖의 클러스터 내의 적어도 하나의 무선 디바이스가 네트워크 커버리지 안으로 다시 들어가고 나면, CH 디바이스들과 네트워크 노드들 사이의 주파수 차이들을 어드레싱(addressing)함으로써, 클러스터 기반 통신 네트워크들과 같은 이종 통신 네트워크들에서 개선된 캐리어 주파수 핸들링을 제공하는 것이다.
제1 양태에 따르면, 클러스터 기반 통신 네트워크에서의 캐리어 주파수 핸들링을 위한 방법이 제시된다. 방법은 무선 디바이스에 의하여 수행된다. 무선 디바이스는 클러스터 헤드 캐리어 주파수(fCH)와 연관된 클러스터 헤드 디바이스 상에 캠프온하거나 클러스터 헤드 디바이스에 의하여 서빙된다. 방법은 네트워크 노드를 감지하는 단계를 포함한다. 네트워크 노드는 네트워크 노드 캐리어 주파수(fNN)와 연관된다. 방법은, 네트워크 노드 캐리어 주파수와 클러스터 헤드 캐리어 주파수가 미리 결정된 임계치 Δ보다 더 크게 차이나는 경우에, 그것에 관련된 이벤트를 클러스터 헤드 디바이스에 보고하는 단계를 포함한다.
제2 양태에 따르면, 클러스터 기반 통신 네트워크에서의 캐리어 주파수 핸들링을 위한 방법이 제시된다. 방법은 클러스터 헤드 디바이스에 의하여 수행된다. 클러스터 헤드 디바이스는 클러스터 헤드 캐리어 주파수(fCH)와 연관된다. 방법은 네트워크 노드와 연관된 네트워크 노드 캐리어 주파수(fNN)와 클러스터 헤드 캐리어 주파수 사이의 차이를 취득하는 단계를 포함한다. 방법은 클러스터 헤드 디바이스 상에 캠프온하거나 클러스터 헤드 디바이스에 의하여 서빙되는 무선 디바이스를 위하여, 주파수 차이의 크기에 기초하여 적어도 두 개의 가능한 주파수 조절 조치들 중에서 주파수 조절 조치를 결정하는 단계를 포함한다.
제1 및 제2 양태들의 방법들은 유리하게도 네트워크 커버리지 밖에 있는 클러스터 내의 적어도 하나의 무선 디바이스가 네트워크 커버리지 안으로 다시 들어가기만 하면, 네트워크 노드들과 CH 디바이스들 사이의 큰 주파수 차이에 관련되는 문제들을 해결하거나 적어도 완화한다. 이는 네트워크 노드로부터 클러스터까지의 정보 릴레이의 용이함과 더불어 통신 네트워크들 내의 더 적은 간섭이라는 결과로 이어질 수 있다.
제3 양태에 따르면 클러스터 기반 통신 네트워크에서의 캐리어 주파수 핸들링을 위한 무선 디바이스가 제시된다. 무선 디바이스는 클러스터 헤드 디바이스 상에 캠프온하거나 클러스터 헤드 디바이스에 의하여 서빙되도록 되어 있다. 클러스터 헤드 디바이스는 클러스터 헤드 캐리어 주파수(fCH)와 연관된다. 무선 디바이스는 처리 유닛을 포함한다. 처리 유닛은 네트워크 노드를 감지하게 되어 있다. 네트워크 노드는 네트워크 노드 캐리어 주파수(fNN)와 연관된다. 처리 유닛은 네트워크 노드 캐리어 주파수와 클러스터 헤드 캐리어 주파수가 미리 결정된 임계치(Δ)보다 더 크게 차이가 나는 경우, 그것에 관련된 이벤트를 클러스터 헤드 디바이스에 보고하게 되어 있다.
제4 양태에 따르면 클러스터 기반 통신 네트워크에서의 캐리어 주파수 핸들링을 위한 클러스터 헤드 디바이스가 제시된다. 클러스터 헤드 디바이스는 클러스터 헤드 캐리어 주파수(fCH)와 연관된다. 클러스터 헤드 디바이스는 처리 유닛을 포함한다. 처리 유닛은 네트워크 노드와 연관된 네트워크 노드 캐리어 주파수(fNN)와 클러스터 헤드 캐리어 주파수 사이의 차이를 취득하게 되어 있다. 처리 유닛은 클러스터 헤드 디바이스 상에 캠프온하거나 클러스터 헤드 디바이스에 의하여 서빙되는 무선 디바이스를 위하여, 주파수 차이의 크기에 기초하여 적어도 두 개의 가능한 주파수 조절 조치들 중에서 주파수 조절 조치를 결정하게 되어 있다.
제5 양태에 따르면 클러스터 기반 통신 네트워크에서의 캐리어 주파수 핸들링을 위한 컴퓨터 프로그램으로서, 무선 디바이스 상에서 실행될 때, 무선 디바이스로 하여금 제1 양태에 따른 방법을 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제시된다.
제6 양태에 따르면 클러스터 기반 통신 네트워크에서의 캐리어 주파수 핸들링을 위한 컴퓨터 프로그램으로서, 클러스터 헤드 디바이스 상에서 실행될 때, 클러스터 헤드 디바이스로 하여금 제2 양태에 따른 방법을 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제시된다.
제7 양태에 따르면 각각 제5 및 제6 양태 중 적어도 어느 하나에 따른 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능 수단들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제시된다.
제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 및 제7 양태들의 임의의 특징은 적절하기만 하다면 임의의 다른 양태에 적용될 수 있음을 유의하여야 한다. 마찬가지로, 제1 양태의 임의의 이점은 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 및/또는 제7 양태에 각각 동일하게 적용될 수 있고, 그 역도 마찬가지이다. 첨부된 실시예들의 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 도면들과 더불어, 첨부된 종속항들로부터, 아래의 자세한 개시로부터 명확해질 것이다.
일반적으로, 청구항들에서 사용된 모든 용어들은, 본 명세서에서 명백히 다르게 정의되지 않은 한, 본 기술 분야에서 그들의 보통의 의미에 따라 해석되어야 한다. "구성 요소, 장치, 컴포넌트, 수단, 단계 등"에의 모든 참조들은 구성 요소, 장치, 컴포넌트, 수단, 단계 등 중 적어도 하나의 예시를 지칭하는 것으로 개방적으로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 개시된 임의의 방법의 단계들은 명백히 설명되지 않은 한 개시된 순서에 정확히 따라서 수행되어야 하는 것은 아니다.
발명의 개념은 이제 예시에 의하여, 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 실시예들에 따른 셀룰러 통신 네트워크를 도해하는 개략도이다.
도 2a는 실시예에 따른 무선 디바이스의 기능적 모듈들을 도시하는 개략도이다.
도 2b는 실시예에 따른 무선 디바이스의 기능적 유닛들을 도시하는 개략도이다.
도 3a는 실시예에 따른 클러스터 헤드 디바이스의 기능적 모듈들을 도시하는 개략도이다.
도 3b는 실시예에 따른 클러스터 헤드 디바이스의 기능적 유닛들을 도시하는 개략도이다.
도 4는 실시예에 따라 컴퓨터 판독가능 수단들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품의 한 예시를 도시한다.
도 5, 도 6, 도 7, 및 도 8은 실시예들에 따른 방법들의 흐름도들이다.
발명의 개념은 이제 이하에서, 발명의 개념의 특정 실시예들이 도시된 첨부된 도면들을 참조하여 더 완전하게 설명될 것이다. 그러나 발명의 개념은 다른 많은 형태들로도 구현될 수 있고 본 명세서에서 제시된 실시예들로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다; 오히려 이 실시예들은 이 공개가 철저하고 완전하도록, 그리고 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 본 발명의 개념의 범위를 완전하게 전달하도록 예시로서 제공된 것이다. 본 명세서 전반에 걸쳐, 유사한 숫자들은 유사한 구성요소에 대응된다. 파선들로 표시된 임의의 특징 또는 단계는 선택적인 것으로 간주되어야 한다.
도 1은 셀룰러 통신 네트워크(11)의 한 예시의 개략적인 개요를 도시한다. 셀룰러 통신 네트워크(11)는 셀(15) 상에 네트워크 커버리지를 제공하는 네트워크 노드(NN)(14)를 포함한다. 셀(15)은 적어도 하나의 네트워크 노드(14)에 의하여 서빙된다. 특정 셀 내에 위치한 무선 디바이스(WD)는 따라서 그 특정 셀(15)에 서빙하는 네트워크 노드(14)에 의하여 네트워크 서비스를 제공받는다. 나아가, 네트워크 노드(14)는 통신 연결들을 경유하여 다른 네트워크 노드들(도시되지 않음)과 통신하게 되어 있다. 네트워크 노드(14)는 또한 코어 네트워크(16)에 동작적으로 연결된다(operatively connected). 코어 네트워크(16)는 외부 패킷 스위치형 인터넷 프로토콜 데이터 네트워크{external packet switched internet protocol (IP) data network}(17)로부터 적어도 하나의 네트워크 노드(14)에 동작적으로 연결된 WD에 서비스들 및 데이터를 제공할 수 있다. 셀룰러 통신 네트워크(11)는 본 명세서에서 이하 설명된 원리들이 적용 가능한 한 W-CDMA(wideband code division multiplex), LTE(long term evolution), EDGE{enhanced data rates for GSM evolution, enhanced GPRS (general packet radio service)}, CDMA 2000(code division multiple access 2000), 와이파이, 마이크로파 무선 연결들(microwave radio links), HSPA(high speed packet access) 등 중 임의의 하나 또는 그 조합에 일반적으로 따를 수 있다.
발생할 수 있는 한 상황은 하나 이상의 {WD들(13a, 13b)과 같은}WD들이 네트워크 노드(14)의 커버리지 영역(15) 밖에 있는 경우, 또는 네트워크 노드(14)의 이상(failure)이 있는 경우, 또는 네트워크 노드(14)의 최대 셀 부하 한계(maximum cell load limit)에 도달한 경우이다. 네트워크 노드(14)에 직접 통신 링크를 설립할 수 없는 WD(13a, 13b)가 IP 데이터 네트워크(17)의 데이터 및 서비스들에 접근하도록 하기 위하여, 또는 WD(13a, 13b)가 (이 목적 또는 임의의 다른 목적을 위하여) 근처에 있는 UE들과의 로컬 통신들에 참여하기 위하여, 통신 네트워크(11)에서 클러스터링 메커니즘들(clustering mechanisms)이 사용될 수 있다. 클러스터링 메커니즘들에 의하여 애드 혹(ad hoc) 네트워크가 따라서 형성될 수 있다. 이러한 혼합된 셀룰러 및 애드 혹 네트워크들은 부분적인 기반시설 커버리지 또는 심지어는 기반시설의 부족 또는 자연재해, 공중 안전 또는 고장 상황들 때문에 셀룰러 네트워크 커버리지가 전혀 없는 지리적 영역들에서도 통신 서비스들을 제공하기 위한 자연적인 해결책을 제공한다. 따라서 셀룰러 통신 네트워크(11)는 클러스터 헤드 디바이스들{cluster head (CH) devices}(12a, 12b)을 더 포함한다. CH 디바이스들(12a, 12b)은 저전력 노드들로 생각될 수 있다. 물리적으로, CH 디바이스들(12a, 12b)은 WD들(13a, 13b)과 동일한 종류일 수 있다. CH 디바이스들(12a, 12b)은 저전력 네트워크 노드들의 역할을 하게 되어 있다. 따라서 본 명세서에서 CH 디바이스라는 용어는 UE와 같은 디바이스가 클러스터 컨텍스트(cluster context)에서 하는 역할을 구분하기 위하여 사용된다. CH 디바이스들(12a, 12b)은 다른 양태들에서 무선 디바이스들(13a, 13b)과 동일할 수 있다. 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 셀룰러 통신 네트워크(11)는 복수의 네트워크 노드들(14), 및 복수의 네트워크 노드들(14) 중 적어도 하나에 동작적으로 연결된 CH 디바이스들(12a, 12b) 및 복수의 WD들(13a, 13b)을 포함할 수 있다.
셀룰러 통신 네트워크(11)에서 네트워크 노드(14)는 전력이 공급되고{상시전원(regular power supply), 태양 전력, 전지 백업(battery backup) 등}, 고비용 구성요소들을 사용한다고 추정된다. 따라서 이것의 수정 발진기(crystal oscillator)(XO)는 매우 정확하다고 추정되고, 따라서 네트워크 노드(14) 역시 정확한 캐리어 주파수 fc=f0로 송신하는 것으로 추정된다. 두 다른 클러스터가 도 1에 도시된다; 제1 클러스터는 클러스터 헤드 디바이스(12a)에 동작적으로 연결된 무선 디바이스(13a)를 포함하고, 제2 클러스터는 클러스터 헤드 디바이스(12b)에 동작적으로 연결된 무선 디바이스(13b)를 포함한다.
제1 클러스터에 대하여, 클러스터 헤드 디바이스(12a)는 {셀(15)에 의하여 정의된 바와 같은} 네트워크 노드(14)의 커버리지 안에 있다. 이 경우, 네트워크 노드(14)는 레퍼런스 클럭(및 캐리어 주파수 레퍼런스)의 역할을 하고, 그러므로 네트워크 커버리지 밖에 있는 무선 디바이스(13a)를 서빙하는 클러스터 헤드 디바이스(12a)는 클러스터 헤드 디바이스(12a)를 통하여 네트워크 노드(14)와 동기화되어 있을 수 있다. 그러므로 무선 디바이스(13a)는 정확한 캐리어 주파수(f0)로 송신하는 것으로 추정된다.
제2 클러스터에 대하여, 무선 디바이스(13b) 및 클러스터 헤드 디바이스(12b) 모두 {셀(15)에 의하여 정의된 바와 같은} 네트워크 노드(14)의 커버리지 밖에 있다. 이 경우 클러스터 헤드 디바이스(12b)는 클럭 레퍼런스의 역할을 한다. 그러나 {네트워크 노드(14)의 XO에 비하여} 클러스터 헤드 디바이스(12b)에서의 부정확한 XO 때문에 캐리어 주파수에 있어 큰 주파수 오차가 있을 수 있다, 즉, fc=f0+Δ이다. 이 경우에, 첨부된 실시예들을 참조하여 더 공개될 바와 같이, 클러스터 헤드 디바이스(12b)에 의하여 서빙되는 무선 디바이스들은 클러스터 헤드 디바이스(12b) 내의 부정확한 클럭으로 인한 가능한 주파수 오차에 대한 정보로 구성된다. 첨부된 실시예들을 참조하여 더 공개될 바와 같이, 무선 디바이스(또는 CH 디바이스 그 자신)가 셀 탐색 수행으로부터 네트워크 노드(14)의 존재를 결정하고 나면, 이것은 CH 디바이스의 캐리어 주파수와 비교하여 네트워크 노드(14)의 캐리어 주파수를 결정한다. 차이가 미리 결정된 값(본 명세서에서 이후 Δ로 표시)보다 큰 경우, CH 디바이스에 "주파수 이벤트(frequency event)"가 보고된다. CH는 정보를 받아 자신의 캐리어 주파수를 업데이트하고, 또한 몇몇 실시예들에서는 CH 디바이스에 동작적으로 연결된 무선 디바이스들에게 알릴 수 있다.
그러므로 본 명세서에서 공개된 실시예들은 클러스터 기반 통신 네트워크(11)에서의 캐리어 주파수 핸들링에 관련된다. 클러스터 기반 통신 네트워크(11)에서의 캐리어 주파수 핸들링을 용이하게 하기 위하여, 무선 디바이스(13a, 13b), 무선 디바이스(13a, 13b)에 의하여 수행되는 방법, 무선 디바이스(13a, 13b)상에서 실행될 때 무선 디바이스(13a, 13b)로 하여금 방법을 수행하도록 하는, 예를 들어 컴퓨터 프로그램 제품 형태의, 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다. 클러스터 기반 통신 네트워크(11)에서의 캐리어 주파수 핸들링을 용이하게 하기 위하여, 클러스터 헤드 디바이스(12a, 12b), 클러스터 헤드 디바이스(12a, 12b)에 의하여 수행되는 방법, 클러스터 헤드 디바이스(12a, 12b) 상에서 실행될 때 클러스터 헤드 디바이스(12a, 12b)로 하여금 방법을 수행하도록 하는, 예를 들어 컴퓨터 프로그램 제품 형태의, 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 또한 제공된다.
도 2a는 복수의 기능적 모듈들의 측면에서, 실시예에 따른 무선 디바이스(13a, 13b)의 구성요소들을 개략적으로 도해한다. 예를 들어 메모리(23)의 형태로 (도 4에서와 같이) 컴퓨터 프로그램 제품(41a)에 저장된 소프트웨어 명령어들을 실행할 수 있는, 적합한 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 멀티프로세서(multiprocessor), 마이크로컨트롤러(microcontroller), 디지털 시그널 프로세서(digital signal processor, DSP), 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit, ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(field programmable gate arrays, FPGA) 등 중 하나 이상의 임의의 조합을 사용하는 처리 유닛(21)이 제공된다. 그러므로 처리 유닛(21)은 이로써 본 명세서에서 개시된 방법들을 실행하게 된다. 메모리(23)는 또한 예를 들어, 자기 메모리, 광학 메모리, 고체 상태 메모리 또는 심지어 리모트 마운트 메모리(remotely mounted memory) 중 임의의 하나 또는 조합이 될 수 있는 영구 저장소(persistent storage)를 포함할 수 있다. 무선 디바이스(13a, 13b)는 사용자 인터페이스에의 정보 제공 및 수신을 위한 입출력 인터페이스{input/output (I/O) interface}(22)를 더 포함할 수 있다. 무선 디바이스(13a, 13b)는 또한, 네트워크 노드(14), 클러스터 헤드 디바이스(12a, 12b) 또는 다른 무선 디바이스(13b)와의 무선 통신을 위한 적절한 개수의 안테나들(26), 및 아날로그 및 디지털 컴포넌트들을 포함하는 하나 이상의 송신기들(25) 및 수신기들(24)을 포함한다. 처리 유닛(21)은 예를 들어 송신기(25) 및/또는 수신기(24)에 제어 시그널들을 보내고, 송신기(25) 및/또는 수신기(24)로부터 그것의 작동에 대한 보고들을 수신함으로써 무선 디바이스(13a, 13b)의 전반적인 운영을 제어한다. 무선 디바이스(13a, 13b)의 다른 구성요소들은 관련 기능들과 더불어, 본 명세서에서 제시된 개념들을 흐리게 하지 않기 위하여 생략되었다.
도 2b는 복수의 기능적 유닛들의 측면에서, 실시예에 따른 무선 디바이스(13a, 13b)의 구성요소들을 개략적으로 도해한다. 도 2b의 무선 디바이스(13a, 13b)는 복수의 기능적 유닛들, 즉 감지 유닛(21a) 및 보고 유닛(21b)을 포함한다. 도 2b의 무선 디바이스(13a, 13b)는 수행 유닛(21c), 및 수신 유닛(21d) 중 임의의 하나와 같은, 복수의 선택적인 기능적 유닛들을 더 포함할 수 있다. 각 기능적 유닛(21a-d)의 기능은 아래에서 기능적 유닛들이 사용될 수 있는 컨텍스트에서 더 개시될 것이다. 일반적으로 말해서, 각 기능적 유닛(21a-d)은 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 그러므로 처리 유닛(21)은 기능적 유닛(21a-d)에 의하여 제공된 바와 같은 명령어들을 메모리(23)로부터 가지고 오고 그 명령어들을 실행하여 본 명세서에서 앞으로 개시될 것과 같은 임의의 단계들을 수행하게 될 수 있다.
도 3a는 복수의 기능적 모듈들의 측면에서, 실시예에 따른 클러스터 헤드 디바이스(12a, 12b)의 구성요소들을 개략적으로 도해한다. 예를 들어 메모리(33)의 형태로, (도 4에서와 같이) 컴퓨터 프로그램 제품(41b)에 저장된 소프트웨어 명령어들을 실행할 수 있는, 적절한 중앙 처리 장치(CPU), 멀티프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 시그널 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 기타 등등 중 하나 이상의 임의의 조합을 사용하는 처리 유닛(31)이 제공된다. 그러므로 처리 유닛(31)은 이로써 본 명세서에서 개시된 방법들을 실행하게 된다. 메모리(33)는 또한 예를 들어, 자기 메모리, 광학 메모리, 고체 상태 메모리 또는 심지어 리모트 마운트 메모리 중 임의의 하나 또는 조합이 될 수 있는 영구 저장소(persistent storage)를 포함할 수 있다. 클러스터 헤드 디바이스(12a, 12b)는 사용자 인터페이스에의 정보 제공 및 수신을 위한 입출력 인터페이스(I/O)(32)를 더 포함할 수 있다. 클러스터 헤드 디바이스(12a, 12b)는 또한, 네트워크 노드(14), 무선 디바이스(13a, 13b) 또는 다른 클러스터 헤드 디바이스(12b)와의 무선 통신을 위한 적절한 개수의 안테나들(36), 및 아날로그 및 디지털 컴포넌트들을 포함하는 하나 이상의 송신기들(35) 및 수신기들(34)을 포함한다. 처리 유닛(31)은 예를 들어 송신기(35) 및/또는 수신기(34)에 제어 시그널들을 보내고, 송신기(35) 및/또는 수신기(34)로부터 그것의 작동에 대한 보고들을 수신함으로써, 클러스터 헤드 디바이스(12a, 12b)의 전반적인 운영을 제어한다. 클러스터 헤드 디바이스(12a, 12b)의 다른 구성요소들은 관련된 기능과 더불어 본 명세서에서 제시된 개념들을 흐리게 하지 않기 위하여 생략되었다.
도 3b는 복수의 기능적 유닛들의 측면에서, 실시예에 따른 클러스터 헤드 디바이스(12a, 12b)의 구성요소들을 개략적으로 도해한다. 도 3b의 클러스터 헤드 디바이스(12a, 12b)는 복수의 기능적 유닛들, 즉 취득 유닛(31a) 및 결정 유닛(31b)을 포함한다. 도 3b의 클러스터 헤드 디바이스(12a, 12b)는 수행 유닛(31c), 수신 유닛(31d), 조절 유닛(31e), 및 보고 유닛(31f) 중 임의의 하나와 같은, 복수의 선택적인 기능적 유닛들을 더 포함할 수 있다. 각 기능적 유닛(31a-f)의 기능은 아래에서 기능적 유닛들이 사용될 수 있는 컨텍스트에서 더 개시될 것이다. 일반적으로 말해서, 각 기능적 유닛(31a-b)은 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 그러므로 처리 유닛(31)은 기능적 유닛(31a-f)에 의하여 제공된 바와 같은 명령어들을 메모리(33)로부터 가지고 오고 그 명령어들을 실행하여 그로써 본 명세서에서 앞으로 공개될 것과 같은 임의의 단계들을 수행하게 될 수 있다.
도 5 및 도 6은 무선 디바이스(13a, 13b)에 의하여 수행되는 바와 같은, 클러스터 기반 통신 네트워크에서의 캐리어 주파수 핸들링을 위한 방법들의 실시예들을 도시하는 흐름도들이다. 도 7 및 도 8은 클러스터 헤드 디바이스(12a, 12b)에 의하여 수행되는 바와 같은, 클러스터 기반 통신 네트워크에서의 캐리어 주파수 핸들링을 위한 방법들의 실시예들을 도시하는 흐름도들이다. 본 방법들은 컴퓨터 프로그램들(42a, 42b)로서 유리하게 제공된다. 도 4는 컴퓨터 판독가능 수단(computer readable means)(43)을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품(41a, 41b)의 한 예시를 도시한다. 이 컴퓨터 판독 가능 수단들(43) 상에는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램(42a, 42b)이 저장될 수 있고, 이 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램(42a, 42b)은 처리 유닛들(21, 31), 및 메모리들(23, 33), I/O 인터페이스들(22, 32), 송신기들(25, 35), 수신기들(24, 34) 및/또는 안테나들(26, 36)과 같이 처리 유닛에 동작적으로 연결된 엔티티들 및 디바이스들로 하여금 본 명세서에서 설명된 실시예들에 따른 방법들을 실행하도록 할 수 있다. 그러므로 컴퓨터 프로그램(42a, 42b) 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품(41a, 41b)은 본 명세서에서 공개된 것과 같은 임의의 단계들을 수행하기 위한 수단을 제공할 수 있다.
도 4의 예시에서, 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램 제품(41a, 41b)은 CD(compact disc, 컴팩트 디스크) 또는 DVD(digital versatile disc, 디지털 다기능 디스크) 또는 블루레이 디스크와 같은 광학적 디스크로서 도해되어 있다. 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램 제품(41a, 41b)은 또한, 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM), 읽기 전용 메모리(read-only memory, ROM), 소거 및 프로그램 가능한 읽기 전용 메모리(erasable programmable read-only memory, EPROM), 또는 전기적으로 소거 및 프로그램 가능한 읽기 전용 메모리(electrically erasable programmable read-only memory, EEPROM), 및 특히 USB(universal serial bus, 범용 직렬 버스) 메모리와 같은 외부 메모리 내의 디바이스의 비휘발성 저장 매체(non-volatile storage medium)와 같은 메모리로서 실시될 수 있다. 그러므로 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램(42a, 42b)은 여기서 그려진 광학적 디스크 상의 트랙으로서 개략적으로 나타나 있는 반면, 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램(42a, 42b)은 컴퓨터 프로그램 제품(41a, 41b)에 적합한 임의의 방법으로 저장될 수 있다.
제1의 총체적인 실시예; 무선 디바이스
이제 도 1 및 도 5를 참조한다. 클러스터 헤드 캐리어 주파수(fCH)와 연관된 클러스터 헤드 디바이스(12b) 상에 캠프온(camp on)하고 있거나 그러한 클러스터 헤드 디바이스에 의해 서빙되는 무선 디바이스(13b)에 의하여 수행되는 바와 같은, 클러스터 기반의 통신 네트워크(11)에서의 캐리어 주파수 핸들링을 위한 방법이 이제 개시될 것이다. 능동 무선 디바이스(active wireless device)가 클러스터 헤드 디바이스에 의해 서빙되는{그러므로 활성 연결(active connection)을 갖는} 동안, 유휴 무선 디바이스(idle wireless device)는 클러스터 헤드 디바이스(12b) 상에 캠프온하고 있다{따라서 클러스터 헤드 디바이스(12b)가 이를 알고 있지만, 클러스터 헤드 디바이스(12b)에의 활성 연결은 없다}. 무선 디바이스는 클러스터 헤드 디바이스 상에 캠프온하고 있든 아니면 클러스터 헤드 디바이스에 의해 서빙되든, 제1 레퍼런스 캐리어 상의 다운링크 캐리어{downlink (DL) carrier}를 수신한다. 무선 디바이스의 레퍼런스 캐리어 주파수는 클러스터 헤드 디바이스의 캐리어 주파수와 일치할 수 있지만, 도플러 이동 및/또는 잔류하는 주파수 오차 때문에 다소 차이가 있을 수 있다. 따라서, 클러스터 헤드 디바이스에 대한 무선 디바이스의 상태는 동기(in-sync) 상태이다.
일반적으로 말해서, 무선 디바이스(13b)는, 이웃하는 네트워크 노드들(14) 및/또는 다른 클러스터 헤드 디바이스들(12a)에 대한 스캐닝 원칙들을 나타내는, 클러스터 헤드 디바이스(12b)를 위한 측정 구성 메시지(measurement configuration message)를 수신할 수 있다. 그러므로 아래에서 더 개시될 바와 같이, 측정 구성 메시지는 주파수 내 측정 구성 메시지(intra-frequency measurement configuration message) 또는 주파수 간 측정 구성 메시지(inter-frequency measurement configuration message)일 수 있다. 그러므로 무선 디바이스(13b)는 네트워크 노드(14)가 감지될 때까지 네트워크 노드들을 스캔한다. 네트워크 노드(14)가 감지된다고 가정한다. 따라서, 단계(S102)에서, 무선 디바이스(13b)의 처리 유닛(21)은 네트워크 노드(14)를 감지하게 되어 있다. 감지는 감지 유닛(21a)의 기능 실행에 의하여 수행될 수 있다. 그러므로 컴퓨터 프로그램(42a) 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품(41a)이 이 결정을 위한 수단을 제공할 수 있다. 네트워크 노드(14)는 네트워크 노드 캐리어 주파수(fNN)와 연관된다.
NW 노드가 감지된 경우, 무선 디바이스(13b)는 무선 디바이스(13b)가 동작적으로 연결된 클러스터 헤드 디바이스(12b)와 네트워크 노드(14) 사이의 주파수 차이를 결정한다. 차이가 미리 결정된 임계치 Δ보다 큰 경우, 주파수 오차 이벤트(frequency error event)가 클러스터 헤드 디바이스(12b)에 보내진다. 그러므로 네트워크 노드 캐리어 주파수와 클러스터 헤드 캐리어 주파수가 미리 결정된 임계치 Δ보다 더 차이나는 경우, 무선 디바이스(13b)의 처리 유닛(21)은 단계(S104a)에서, 그것에 관련된 이벤트를 클러스터 헤드 디바이스(12b)에 보고하게 되어 있다. 보고는 보고 유닛(21b)의 기능 실행에 의하여 수행될 수 있다. 그러므로 컴퓨터 프로그램(42a) 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품(41a)이 이 보고를 위한 수단을 제공할 수 있다.
이제 도 1 및 도 6을 참조한다. 클러스터 헤드 캐리어 주파수(fCH)와 연관된 클러스터 헤드 디바이스(12b)에 의하여 서빙되거나 그러한 클러스터 헤드 디바이스 상에 캠프온하고 있는 무선 디바이스(13b)에 의하여 수행되는 바와 같은 캐리어 주파수 핸들링의 더 자세한 세부사항들에 관련되는 실시예들이 이제 개시될 것이다.
실시예에 따르면, 이벤트는 클러스터 헤드 캐리어 주파수와 네트워크 노드 캐리어 주파수 사이의 차이의 정보를 포함한다. 이벤트는 이벤트 보고에서 보고될 수 있다. 또한, 이벤트 보고에는 다른 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 무선 디바이스(13b)의 처리 유닛(21)은 이벤트 보고에서 (예를 들어 셀 ID, 신호 강도 등과 같은, 그러나 이에 한정되지는 않는) 네트워크 노드 정보 또한 포함하게 될 수 있다.
또한, 차이가 미리 결정된 임계치 Δ보다 작은 경우에, 이를테면 무선 디바이스(13b)는 클러스터 헤드 디바이스(12b)에 보고를 송신할 수 있다. 예를 들어, 무선 디바이스(13b)는 클러스터 헤드 디바이스(12b)에 (예를 들어 셀 ID, 신호 강도 등과 같은, 그러나 이에 한정되지는 않는) 네트워크 노드 정보를 보고할 수 있다. 그러므로 실시예에 따르면, 차이가 미리 결정된 임계치보다 작은 경우, 무선 디바이스(13b)의 처리 유닛(21)은 선택적인 단계(S104b)에서, 클러스터 헤드 디바이스에 네트워크 노드의 식별 정보(identity information)를 보고하게 되어 있다. 보고는 보고 유닛(21b)의 기능 실행에 의하여 수행될 수 있다. 따라서 컴퓨터 프로그램(42a) 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품(41a)이 이 보고를 위한 수단을 제공할 수 있다.
네트워크 노드(14)를 감지하기 위한 다른 방법들이 있을 수 있다. 실시예에 따르면, 선택적인 단계(S102a)에서 무선 디바이스(13b)의 처리 유닛(21)은 네트워크 노드(14)를 감지하기 위하여 셀 탐색(cell search)을 수행하게 되어 있다. 클러스터 셀 탐색은 수행 유닛(21c)의 기능 실행에 의하여 수행될 수 있다. 그러므로 컴퓨터 프로그램(42a) 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품(41a)은 이 수행을 위한 수단을 제공할 수 있다. 이 셀 탐색은 무선 디바이스(13b)가 일반 네트워크 노드(14)를 탐색하는 일반 셀 탐색, 또는 무선 디바이스(13b)가 무선 디바이스(13b)의 현재 클러스터 내의 추가의 클러스터 헤드 디바이스(12a)를 탐색하는 클러스터 셀 탐색일 수 있다. 그러므로 무선 디바이스(13b)가 속하는 클러스터 밖의 네트워크 노드(14)에 대한 일반 셀 탐색과 더불어 무선 디바이스(13b)가 속하는 클러스터 내에서 셀 탐색을 수행함으로써 네트워크 노드(14)가 감지될 수 있다. 주파수 간(inter-frequency)의 경우 무선 디바이스(13b)는 주파수 간 캐리어 상의 네트워크 노드 캐리어 주파수를 결정하고, 클러스터 헤드 디바이스 캐리어 주파수에 기초하는 예상된 주파수 간 캐리어{예를 들어, EARFCN(E-UTRA absolute radio frequency channel number), 여기서 E-UTRA는 진화된 범용 지상 무선 액세스(evolved universal terrestrial radio access)의 약자임}(즉, 클러스터 헤드 디바이스(12b)의 EARFCN이 이용됨)와 무선 디바이스(13b)에 의하여 감지된 네트워크 노드(14)의 정확한 캐리어 주파수를 비교함으로써, 주파수 차이가 미리 결정된 임계치 Δ보다 큰 것을 결정한다.
미리 결정된 임계치 Δ를 취득하기 위한 다른 방법들이 있을 수 있다. 그것에 관련된 상이한 실시예들이 이제 차례로 설명될 것이다. 예를 들어, 미리 결정된 임계치 Δ는 사용되는 통신 프로토콜의 표준으로부터 하드 코딩(hard coded)될 수 있다. 즉, 실시예에 따르면 미리 결정된 임계치는 통신 표준 또는 프로토콜에 따라 결정된다. 예를 들어 미리 결정된 임계치 Δ는 무선 디바이스(13b)가 동작적으로 연결된 클러스터 헤드 디바이스(12b)로부터의 구성 메시지 내에서 보내질 수 있다. 즉, 실시예에 따르면, 선택적인 단계(S102b)에서 무선 디바이스(13b)의 처리 유닛(21)은 클러스터 헤드 디바이스(12b)로부터 미리 결정된 임계치 Δ를 수신하게 되어 있다. 수신은 수신 유닛(21d)의 기능 실행에 의하여 수행될 수 있다. 그러므로 컴퓨터 프로그램(42a) 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품(41a)은 이 수신을 위한 수단을 제공할 수 있다.
제2의 총체적인 실시예; 클러스터 헤드 디바이스
이제 도 1 및 도 7을 참조한다. 클러스터 헤드 캐리어 주파수(fCH)와 연관된 클러스터 헤드 디바이스(12b)에 의하여 수행되는 바와 같은, 클러스터 기반 통신 네트워크(11)에서의 캐리어 주파수 핸들링을 위한 방법이 이제 개시될 것이다.
단계(S202)에서 클러스터 헤드 디바이스(12b)의 처리 유닛(31)은 클러스터 헤드 캐리어 주파수와 네트워크 노드(14)와 연관된 네트워크 노드 캐리어 주파수(fNN)의 차이를 취득하게 되어 있다. 취득은 취득 유닛(31a)의 기능 실행에 의하여 수행될 수 있다. 그러므로 컴퓨터 프로그램(42b) 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품(41b)이 이 취득을 위한 수단을 제공할 수 있다. 아래에서 더 개시될 바와 같이, 차이를 취득하기 위한 상이한 방법들이 있을 수 있다.
그러고 나서, 클러스터 헤드 디바이스(12b)는 결정된 차이에 기초하여 클러스터 헤드 캐리어 주파수가 네트워크 노드 캐리어 주파수와 다르다는 사실을 어떻게 처리할 것인지를 결정한다. 따라서 클러스터 헤드 디바이스(12b)의 처리 유닛(31)은 단계(S204)에서, 클러스터 헤드 디바이스 상에 캠프온하거나 클러스터 헤드 디바이스에 의하여 서빙되는 무선 디바이스(13b)를 위하여, 주파수 차이의 크기에 기초하여, 적어도 두 개의 가능한 주파수 조절 조치들 중에서 주파수 조절 조치(frequency adjustment action)를 결정하게 되어 있다. 결정은 결정 유닛(31b)의 기능 실행에 의하여 수행될 수 있다. 그러므로 컴퓨터 프로그램(42b) 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품(41b)이 이 결정을 위한 수단을 제공할 수 있다.
이제 도 1 및 도 8을 참조한다. 클러스터 헤드 캐리어 주파수(fCH)와 연관된 클러스터 헤드 디바이스(12b)에 의하여 수행되는 바와 같은, 캐리어 주파수 핸들링의 더 자세한 세부사항들에 관련되는 실시예들이 이제 개시될 것이다.
네트워크 노드(14)와 연관된 네트워크 노드 캐리어 주파수(fNN)와 클러스터 헤드 캐리어 주파수 사이의 차이를 취득하기 위한 상이한 방법들이 있을 수 있다. 그것에 관련된 다른 실시예들이 이제 차례로 설명될 것이다.
예를 들어, 클러스터 헤드 디바이스(12b)는 규칙적으로(예를 들어 매 50-1000ms마다) 클러스터 헤드 디바이스(12b)에 인접해 있을 수 있는 네트워크 노드들(14) 또는 잠재적인 다른 클러스터 헤드 디바이스들(12a)에 대한 스캐닝(scan)을 수행할 수 있다. 스캐닝은 일반적인 셀 탐색과 유사할 수 있다. 그러고 나면 클러스터 헤드 디바이스(12b)의 처리 유닛(31)은 셀 탐색 결과에 기초하여 네트워크 노드(14){또는 다른 클러스터 헤드 디바이스(12a)}가 감지되었는지 여부를 결정할 수 있다. 그러므로 실시예에 따르면, 클러스터 헤드 디바이스(12b)의 처리 유닛(31)은 선택적인 단계(S202a)에서 셀 탐색을 수행하고, 셀 탐색으로부터 차이를 취득하기 위한 네트워크 노드 감지를 수행하게 되어 있다. 셀 탐색은 수행 유닛(31c)의 기능 실행에 의하여 수행될 수 있다. 그러므로 컴퓨터 프로그램(42b) 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품(41b)이 이 수행을 위한 수단을 제공할 수 있다.
예를 들어, 클러스터 헤드 디바이스(12b)는 클러스터 헤드 디바이스(12b)에 동작적으로 연결된 무선 디바이스(13b)로부터 주파수 오차{주파수 편이(frequency shift)} 이벤트를 수신할 수 있다. 그러므로 실시예에 따르면, 선택적인 단계(S202b)에서 클러스터 헤드 디바이스(12b)의 처리 유닛(31)은 차이를 취득하기 위하여 클러스터 헤드 디바이스 상에 캠프온하거나 클러스터 헤드 디바이스로부터 서빙되는 무선 디바이스로부터 이벤트 보고를 수신하게 되어 있다. 수신은 수신 유닛(31d)의 기능 실행에 의하여 수행될 수 있다. 그러므로 컴퓨터 프로그램(42b) 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품(41b)이 이 수행을 위한 수단을 제공할 수 있다. 이러한 경우들에서, 클러스터 헤드 디바이스(12b)의 처리 유닛(31)은 무선 디바이스(13b)에 의하여 보고된 바와 같이 자신의 캐리어 주파수를 네트워크 노드 캐리어 주파수와 맞추는 데 필요한 주파수 편이를 결정할 수 있다.
상이한 종류의 주파수 조절 조치들이 수행될 수 있다. 주파수 조절 조치들은 조절 유닛(31e)의 기능 실행에 의하여 수행될 수 있다. 그러므로 컴퓨터 프로그램(42b) 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품(41b)이 이 조절을 위한 수단을 제공할 수 있다. 그것에 관련된 상이한 실시예들이 이제 차례로 설명될 것이다.
한 주파수 조절 조치는 특정 시간 순간(time instant)에 수행될 수 있는 단계적 변화(step change)를 수반한다. 실시예에 따르면 클러스터 헤드 디바이스(12b)의 처리 유닛(31)은 선택적인 단계(S204c)에서 상술한 차이에 기초한 클러스터 헤드 캐리어 주파수의 단계적 변화 및 그 변화를 수행할 시간 순간을 결정함으로써 제1 주파수 조절 조치를 수행하게 되어 있다.
주파수 편이는 또한 타이밍 편이(timing shift)를 포함할 수 있고, 즉, 네트워크 노드 타이밍에 정렬되도록 레퍼런스 타이밍이 변화할 필요가 있을 수 있다. 그러므로 HARQ(hybrid automatic repeat request, 복합 재전송) 메모리들 등에서의 잠재적인 데이터 블록들을 비우는 것과 같은, 그러나 여기에 한정되지는 않는 동작들 후에 발생하는 시간 순간에서 단계적 변화가 수행될 수 있다.
한 주파수 조절 조치는 점진적인 주파수 조절을 수반한다. 점진적인 주파수 조절의 속도는, 예를 들어 무선 디바이스(13b)의 내부 자동 주파수 조절장치(automatic frequency controller, AFC)가 변화를 따라갈 수 있도록, 대략 100-300Hz/초 정도로 느릴 수 있다. 그러므로 실시예에 따르면 클러스터 헤드 디바이스(12b)의 처리 유닛(31)은 선택적인 단계(S204d)에서 네트워크 노드 캐리어 주파수를 향하여 클러스터 헤드 캐리어 주파수를 점진적으로 조절함으로써 제2 주파수 조절 조치를 수행하게 되어 있다. 클러스터 헤드 디바이스(12b)는 또한 점진적인 주파수 조절에 관하여 무선 디바이스(13b)에게 분명히 알릴 수도 있다.
어느 주파수 조절 조치를 수행할지 결정하기 위한 상이한 방법들이 있을 수 있다. 그것에 관련된 상이한 실시예들이 이제 차례로 설명될 것이다.
예를 들어, 주파수 차이가 큰 경우(예를 들어 2kHz 정도 또는 그 이상), 클러스터 헤드 디바이스(12b)는 단계적으로 네트워크 캐리어 주파수에 정렬하기 위하여 {단계(S204a)에서와 같이} 제1 주파수 조절 조치를 수행하기로 결정할 수 있다. 그러므로 실시예에 따르면 클러스터 헤드 디바이스(12b)의 처리 유닛(31)은 선택적인 단계(S204a)에서 상술한 차이가 제2 미리 결정된 임계치보다 큰 경우 제1 주파수 조절 조치를 수행하게 되어 있다.
예를 들어, 주파수 차이가 작은 경우(예를 들어, 2kHz 정도 또는 그 이하), 클러스터 헤드 디바이스(12b)는 캐리어 주파수를 네트워크 노드 캐리어 주파수를 향하여 점진적으로 이동시키기 위하여 {단계(S204b)에서와 같이} 제2 주파수 조절 조치를 수행하기로 결정할 수 있다. 그러므로 실시예에 따르면 클러스터 헤드 디바이스(12b)의 처리 유닛(31)은 선택적인 단계(S204b)에서 차이가 제2 미리 결정된 임계치보다 작은 경우 제2 주파수 조절 조치를 수행하게 되어 있다.
클러스터 헤드 디바이스(12b)는 무선 디바이스(13b)에게 주파수 변화 및 잠재적인 타이밍 변화에 대하여 알릴 수 있다. 그러므로 실시예에 따르면 클러스터 헤드 디바이스(12b)의 처리 유닛(31)은 선택적인 단계(S206)에서, 클러스터 헤드 디바이스 상에 캠프온하거나 클러스터 헤드 디바이스에 의하여 서빙되는 무선 디바이스에, 결정된 주파수 조절을 보고하게 되어 있다. 보고는 보고 유닛(31f)의 기능 실행에 의하여 수행될 수 있다. 그러므로 컴퓨터 프로그램(42b) 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품(41b)이 이 보고를 위한 수단을 제공할 수 있다.
클러스터 헤드 디바이스(12b)가 무선 디바이스(13b)에게 결정된 주파수 조절 조치에 대하여 알리기 위한 상이한 방법들이 있을 수 있다. 그것에 관련된 상이한 실시예들이 이제 차례로 설명될 것이다.
클러스터 헤드 디바이스(12b)는 전용 시그널링(dedicated signaling)을 통하여 무선 디바이스(13b)에게 결정된 주파수 조절 조치에 대하여 알릴 수 있다. 그러므로 실시예에 따르면 클러스터 헤드 디바이스(12b)의 처리 유닛(31)은 선택적인 단계(S206a)에서 전용 시그널링을 송신함으로써 결정된 주파수 조절 조치를 보고하게 되어 있다.
클러스터 헤드 디바이스(12b)는 방송 메시지들(broadcast messages)을 통하여 무선 디바이스에게 결정된 주파수 조절 조치에 대하여 알릴 수 있다. 그러므로 실시예에 따르면 클러스터 헤드 디바이스(12b)의 처리 유닛(31)은 선택적인 단계(S206b)에서 방송 시그널을 송신함으로써 결정된 주파수 조절 조치를 보고하게 되어 있다.
요약하면, 클러스터 기반 통신 네트워크(11)에서의 캐리어 주파수 핸들링에 관련된 실시예들이 제시되었다.
제1의 총체적인 실시예에서, 클러스터 헤드 디바이스에 동작적으로 연결된 무선 디바이스가 개시되었다. 네트워크 커버리지 밖의 클러스터 내의 무선 디바이스(13b)는 네트워크 노드들을 스캔하고 네트워크 노드(14)를 감지한다. 무선 디바이스(13b)는 클러스터 헤드 디바이스(12b)와 네트워크 노드(14) 사이의 주파수 차이를 결정한다. 차이가 미리 결정된 임계치보다 큰 경우, 이것은 클러스터 헤드 디바이스(12b)에 주파수 이벤트를 보고한다. 한 실시예에서는 미리 결정된 임계치가 통신 표준으로부터 결정되고, 다른 실시예에서는 미리 결정된 임계치가 클러스터 헤드 디바이스(12b)로부터 수신된 구성 정보에 기초한다.
제2의 총체적인 실시예에서, 클러스터 헤드 디바이스(12b)는 클러스터 헤드 디바이스(12b)에 의하여 서빙되는 클러스터 내의 무선 디바이스(13b)와의 통신에 사용되는 캐리어 주파수 조절의 필요성을 결정한다. 클러스터 헤드 디바이스(12b)의 클럭 정확도보다 더 나은 클럭 정확도로 캐리어 주파수가 네트워크 노드(14)에 정렬되기 위하여 조절이 필요하다. 몇몇 실시예들에서는 클러스터 헤드 디바이스(12b) 자신이 필요성을 결정하고, 다른 실시예들에서는 클러스터 내의 무선 디바이스(13b)로부터 클러스터 헤드 디바이스(12b)가 이벤트를 수신한다. 더 나아간 실시예들에서 주파수 편이에 의하여 조절이 달성되고, 방송 메시지 또는 전용 시그널링을 통하여 클러스터 내의 무선 디바이스들(13b)이 알게 된다. 다른 실시예들에서 클러스터 헤드 디바이스(12b)는 캐리어 주파수를 네트워크 노드 캐리어 주파수를 향하여 점진적으로 조절한다. 또한, 이 실시예에서 클러스터 내의 무선 디바이스들(13b)은 알게 될 수 있다.
그러나 본 기술분야의 통상의 기술자에 의하여 손쉽게 인식되는 바와 같이, 위에서 개시된 실시예들 외의 실시예들이, 첨부된 특허 청구항들에 의하여 정의되는 바와 같은 본 발명 개념의 범위 내에서 동일하게 가능하다.
예를 들어, 무선 디바이스는 네트워크 노드들(14)뿐만 아니라, 네트워크 커버리지 밖의 다른 클러스터 헤드 디바이스들도 스캔할 수 있다.
통상의 기술자는 더 나아가, 본 개시 내용이 LTE 컨텍스트 내에서 설명되었고 클러스터들은 NSPS 시나리오에서 설명되었으나, 첨부된 실시예들은 LTE 또는 상술한 바와 같은 무선 디바이스들의 종류인 클러스터 헤드 디바이스들에 국한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 첨부된 실시예들은 더 나은 클럭 (및 캐리어 주파수) 정확도를 갖는 다른(네트워크) 노드에 비하여 다소 부정확한 클럭 레퍼런스를 가지고 다른 디바이스들 또는 노드들을 제어하는 저전력 네트워크 노드라면 어느 종류라도 포괄한다.

Claims (21)

  1. 클러스터 기반 통신 네트워크(11)에서 캐리어 주파수를 핸들링하는 방법으로서, 상기 방법은 클러스터 헤드 캐리어 주파수(fCH)와 연관된 클러스터 헤드 디바이스(12b)로서 역할하는 제2 무선 디바이스 상에 캠프온하거나 상기 제2 무선 디바이스에 의하여 서빙되는 제1 무선 디바이스(13b)에 의하여 수행되고, 상기 방법은:
    네트워크 노드(14)를 감지하는 단계(S102)-상기 네트워크 노드는 네트워크 노드 캐리어 주파수(fNN)와 연관됨-;
    상기 네트워크 노드 캐리어 주파수와 상기 클러스터 헤드 캐리어 주파수가 미리 결정된 임계치(Δ)보다 더 크게 차이가 나는 경우, 그것에 관련된 이벤트를 클러스터 헤드 디바이스로서 역할하는 상기 제2 무선 디바이스에 보고하는 단계(S104a); 및
    상기 차이가 상기 미리 결정된 임계치보다 작은 경우, 상기 클러스터 헤드 디바이스에 상기 네트워크 노드의 식별 정보를 보고하는 단계(S104b)
    를 포함하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 노드를 감지하기 위하여 셀 탐색을 수행하는 단계(S102a)
    를 더 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 클러스터 헤드 디바이스로부터 상기 미리 결정된 임계치를 수신하는 단계(S102b)
    를 더 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 미리 결정된 임계치는 통신 표준 또는 프로토콜에 따라 결정되는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 이벤트는 상기 클러스터 헤드 캐리어 주파수와 상기 네트워크 노드 캐리어 주파수의 차이의 정보를 포함하는, 방법.
  7. 클러스터 기반 통신 네트워크(11)에서 캐리어 주파수를 핸들링하는 방법으로서, 상기 방법은 클러스터 헤드 캐리어 주파수(fCH)와 연관된 클러스터 헤드 디바이스(12b)에 의하여 수행되고, 상기 방법은:
    네트워크 노드(14)와 연관된 네트워크 노드 캐리어 주파수(fNN)와 상기 클러스터 헤드 캐리어 주파수 사이의 차이를 취득하는 단계(S202); 및
    상기 클러스터 헤드 디바이스 상에 캠프온하거나 상기 클러스터 헤드 디바이스에 의하여 서빙되는 무선 디바이스(13b)를 위하여, 주파수 차이의 크기에 기초하여 적어도 두 개의 가능한 주파수 조절 조치들 중에서 주파수 조절 조치를 결정하는 단계(S204)
    를 포함하고,
    제2 주파수 조절 조치는:
    상기 클러스터 헤드 캐리어 주파수를 상기 네트워크 노드 캐리어 주파수를 향하여 점진적으로 조절하는 단계(S204d)
    를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    셀 탐색을 수행하고(S202a), 상기 차이를 취득하기 위하여 상기 셀 탐색으로부터 상기 네트워크 노드를 감지하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 차이를 취득하기 위하여, 상기 클러스터 헤드 디바이스 상에 캠프온하거나 상기 클러스터 헤드 디바이스에 의하여 서빙되는 상기 무선 디바이스로부터 이벤트 보고를 수신하는 단계(S202b)
    를 더 포함하는 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제7항에 있어서,
    상기 차이가 제2 미리 결정된 임계치보다 작은 경우, 상기 제2 주파수 조절 조치를 수행하는 단계(S204b)
    를 더 포함하는 방법.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 클러스터 헤드 디바이스 상에 캠프온하거나 상기 클러스터 헤드 디바이스에 의하여 서빙되는 상기 무선 디바이스에 상기 결정된 주파수 조절 조치를 보고하는 단계(S206)
    를 더 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    전용 시그널링을 송신함으로써 상기 결정된 주파수 조절 조치를 보고하는 단계(S206a)
    를 더 포함하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    방송 시그널을 송신함으로써 상기 결정된 주파수 조절 조치를 보고하는 단계(S206b)
    를 더 포함하는 방법.
  17. 클러스터 기반 통신 네트워크(11)에서 캐리어 주파수를 핸들링하기 위한 제1 무선 디바이스(13b)로서, 상기 무선 디바이스는 클러스터 헤드 캐리어 주파수(fCH)와 연관된 클러스터 헤드 디바이스(12b)로서 역할하는 제2 무선 디바이스 상에 캠프온하도록 되어 있고, 상기 제1 무선 디바이스는:
    네트워크 노드(14)를 감지하고-상기 네트워크 노드는 네트워크 노드 캐리어 주파수(fNN)와 연관됨-,
    상기 네트워크 노드 캐리어 주파수와 상기 클러스터 헤드 캐리어 주파수가 미리 결정된 임계치(Δ)보다 더 크게 차이가 나는 경우, 그것에 관련된 이벤트를 클러스터 헤드 디바이스로서 역할하는 상기 제2 무선 디바이스에 보고하고,
    상기 차이가 상기 미리 결정된 임계치보다 작은 경우, 상기 클러스터 헤드 디바이스에 상기 네트워크 노드의 식별 정보를 보고하도록
    되어 있는 처리 유닛(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 무선 디바이스.
  18. 삭제
  19. 클러스터 기반 통신 네트워크(11)에서 캐리어 주파수를 핸들링하기 위한 컴퓨터 프로그램(42a)이 저장된 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 클러스터 헤드 캐리어 주파수(fCH)와 연관된 클러스터 헤드 디바이스(12b)로서 역할하는 제2 무선 디바이스 상에 캠프온하거나 상기 제2 무선 디바이스에 의하여 서빙되는 제1 무선 디바이스(13b) 상에서 실행될 때, 상기 제1 무선 디바이스로 하여금:
    네트워크 노드(14)를 감지(S102)하고-상기 네트워크 노드는 네트워크 노드 캐리어 주파수(fNN)와 연관됨-,
    상기 네트워크 노드 캐리어 주파수와 상기 클러스터 헤드 캐리어 주파수가 미리 결정된 임계치(Δ)보다 더 크게 차이가 나는 경우, 그것에 관련된 이벤트를 클러스터 헤드 디바이스로서 역할하는 상기 제2 무선 디바이스에 보고(S104a)하고,
    상기 차이가 상기 미리 결정된 임계치보다 작은 경우, 상기 클러스터 헤드 디바이스에 상기 네트워크 노드의 식별 정보를 보고(S104b)하도록
    하는 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  20. 삭제
  21. 삭제
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