本申请涉及2017年8月9日申请的题为“用于无线网络中同步目标选择的系统和方法”的美国专利申请15/673,105，在此其公开内容通过引用并入本文。
【技术领域】
本发明涉及无线通信技术，特别涉及同步信号时隙重选技术，其便于选择同步目标网络设备，以在时间同步网络中提供同步信号。
背景技术：
数字化数据通信的使用已经非常普遍，几乎无处不在。例如，数字通信在各种系统的数据通信中经常被实现，诸如计算机网络系统(包括个人区域网络(pan)、局域网(lan)、城域网(man)、广域网(wan)、互联网等)和通信网络系统(包括公共交换电话网(pstn)、蜂窝网络、电缆传输系统等)。
在诸如确定位置、接近度或速度的各种用途的网络中都会使用时间同步。此外，时钟同步的需求起因于硬件时钟不完美的事实，其中振荡器的变化和/或时钟信号的漂移会导致事件的时间间隔在网络节点之间不是相同的。网络通信中时间同步是一个重要的问题，其中上行链路/下行链路干扰可以因为较高的同步精度而避免。例如，网络以同步模式(例如，时分双工tdd模式)运行，其中网络内不同网络设备(例如，基站、接入点、用户设备、移动装置等，利用各种形式的接收机、发射机、和/或收发器进行无线通信)的传输在时间和/或频率上要一致。在这种同步网络中，网络设备的同步是非常重要的，因为如果一个网络设备没有与网络其余部分精确地同步(例如，与其它网络设备同步)，那么其传输将不会与其它网络设备的传输一致。这种不一致会导致网络退化，因为不同步的网络设备在传输时会对其它网络设备造成干扰。而且，当其它网络设备传输时，该不同步的网络设备也会受到干扰。在第四代(4g)/长期演进(lte)无线通信系统中，例如，3gppts36.133标准要求tdd网络中网络设备的时间同步必须在3微妙内。
存在几种技术用于同步网络设备。例如，通过向网络设备提供同步信号，完成网络设备的同步，其中网络设备可以使用该同步信号来执行同步。该同步信号可以从一个公共同步源(以下称为“全局同步源”)提供给网络设备。
在良好的回程条件下，例如，使用运营商控制的光纤或以太网，根据ieee1588v2的同步信号可以提供亚微秒级别的精度。然而，这种良好的回程条件并不总是有的。特别地，线缆和数字用户线(dsl)调制解调器的回程具有显著的抖动和延迟变化。此外，必须在网络内提供ieee1588服务器或交换机支持，以便能够提供必需的回程。
在另一种使用同步信号来同步网络设备的技术中，网络设备(例如，增强型节点b(enb)、接入点、移动设备等)包括全局定位系统(gps)接收机，并能够获取gps同步信号。但是，gps接收机通常仅在设备处于无遮挡开阔视图时(例如，置于户外，在不受地形、树叶和结构等遮蔽的区域内)才能可靠地接收gps参考信号，因此，通常并不能为多种网络设备(例如，家庭enb(henb)、家庭基站femtocell等)提供可靠的同步技术。
网络监听提供了这样一种技术，其中在gps和ieee1588v2都不起作用的情况下，使用同步信号来同步网络设备。在特定网络设备不能从全局同步源接收或可靠地接收同步信号(例如，gps参考信号)的情况时，网络监听技术是有利的。例如，在室内的、在被高层建筑物或地形等遮蔽的区域内的网络设备，不能可靠地接收gps参考信号用于与其它网络设备建立同步。但是，不能从全局同步源可靠地接收同步信号的网络设备，可能位于其它网络设备的通信范围内，其中一个或多个这样的网络设备可以从全局同步源接收同步信号，因此可以采用网络监听技术来获得中继或重传的同步信号。例如，那些能够从全局同步源接收或可靠地接收同步信号的网络设备，可以发送(例如，广播)同步信号，以供那些不能从全局同步源可靠接收同步信号的网络设备使用。因此，那些不能从全局同步源可靠接收同步信号的网络设备，能够通过使用由另一个网络设备广播的同步信号，来同步其与其它网络设备的通信(广播由另一个网络设备选择/使用的同步信号的特定网络设备在此被称为接收该广播同步信号的网络设备的“同步目标”和“父网络设备”，而使用该广播同步信号的网络设备在此被称为“子网络设备”)。网络监听技术的优点之一是回程不需要额外的要求，在室外和室内的情况下都可以使用。
应当理解，根据网络监听技术的同步信号中继可用于任何数目的网络设备，这些网络设备不能从全局同步源可靠接收同步信号，但位于其它能够从全局同步源可靠接收同步信号的网络设备的通信范围内。此外，可靠接收父网络设备发送的同步信号、从而建立网络同步的子网络设备本身可以发送(例如，广播或重播)同步信号，使得位于该第一所述子网络设备的通信范围内的其它网络设备(同步树结构的较高(较差)层级编号的子网络设备)能够接收同步信号。在这种情况下，接收这些同步信号的较高(较差)层级编号的子网络设备，可以使用发送同步信号的较低(较好)层级编号的子网络设备作为同步目标，发送这些同步信号的子网络设备本身是接收同步信号的较高(较差)层级编号的子网络设备的父网络设备。因此，虽然各种网络设备没有直接从全局同步源接收同步信号，但所有网络设备仍然可以通过其各自的同步目标，被同步到网络中的其它设备，无论是通过一个直接从全局同步源接收同步信号的网络设备发送的同步信号来同步到全局同步源，还是使用由一个或多个网络设备中继的同步信号来同步到全局同步源。
从上述可以知道，在时间同步网络的一些情况下，任何特定子网络设备使用的同步目标本身不能直接从全局同步源接收同步信号，而是可以接收一个中间子网络设备(充当同步目标)发送的同步信号。因此，各个网络设备彼此间作为父和子网络设备的互连，产生了一个同步目标层级(以同步树的形式，其中各个网络设备作为树的网络设备)，用于提供同步信号给不同位置的网络设备。同步树中的网络设备可以是其各自同步目标父网络设备的子网络设备，同步目标父网络设备可以是其各自子网络设备的父网络设备。此外，一个网络设备可以有子网络设备，该子网络设备本身又有一个或多个子网络设备。这些子网络设备(即最开始的子网络设备及其子网络设备)被称为父网络设备的下游，也被称为父网络设备的下游子网络设备。
从上述同步树结构可以理解，一些网络设备可以直接从全局同步源接收同步信号，因此可以说距离全局同步源一跳。因此，这些网络设备被认为具有同步树层级1。从同步树中一个同步目标接收同步信号的网络设备被认为距离全局同步源不止一跳，因为该同步信号是由一个或多个中间网络设备所提供的，其中跳数及其对应的同步树层级取决于该网络设备在同步树层级结构中的位置。因此，网络设备的层级表示该网络设备和网络的全局同步源之间存在的跳数。
网络设备的层级编号(stratumindex)可以用于指示该网络设备的特定层级。因此，直接从全局同步源接收同步信号的网络设备可以被认为具有层级1，可以被设置为层级编号1。使用层级1网络设备作为同步目标的子网络设备可以认为距离全局同步源两跳，即从该设备到同步目标为一跳，从同步目标到全局同步源为另一跳。因此，这种子网络设备可以被设置为层级编号2。使用层级2网络设备作为同步目标的子网络设备可以被认为距离全局同步源三跳，可以被配置为层级编号3，以此类推。通常，一个网络设备的层级编号可以等于其同步目标的层级编号加上一个非零正数。该非零正数表示该网络设备与其同步目标之间的距离。例如，一个网络设备的层级编号可以等于其同步目标的层级编号加上该网络设备与其同步目标之间的距离(跳数)。
在无线网络运行中，任何特定的网络设备都可能出现故障。然而，由于网络监听技术的同步树结构，当某些节点出现故障时，通常难以保持网络设备的全局同步。以此故障网络设备作为同步目标的任何网络设备，以及该同步树下游的任何网络设备，都将处于失去同步的险境。因此，在这种情况下，网络设备快速及有效地选择一个新的同步目标是至关重要的。已经出现了许多选择新同步目标的技术。但是，这些技术通常不太适用于某些网络场景和/或配置。例如，当在某些标准运行限制下运行时，现有的同步技术限制过多，通常无效。
技术实现要素：
本发明涉及提供同步目标选择的方法和系统，其通过配置网络设备以重选同步信号传输时隙(在此被称为“同步信号时隙重选”)，用于网络设备进行同步目标搜索。例如，网络设备可以在网络监听技术的同步目标层级中运行用于同步网络设备，其中使用一个时隙结构(其表示发送同步信号的网络设备的层级编号)，由同步目标层级的网络设备发送同步信号。根据实施例，当网络设备失去其当前同步目标时，网络设备可以重选同步信号时隙，在搜索新同步目标期间移动或重新安排发送同步信号的时隙。
根据本发明实施例执行的同步信号时隙重选，将当前层级编号降级到一个并不准确指示网络设备和全局同步源之间跳数的层级编号(在此称为“伪层级编号”)。例如，本发明的实施例提供了：在网络设备丢失其当前同步目标时，为该网络设备选择一个新同步目标，通过将该网络设备的当前层级编号降级为一个伪层级编号，并将同步信号时隙重选到一个对应于该伪层级编号的时隙，直到选择了一个新同步目标。通过将同步信号时隙重选为一个降级伪层级编号的时隙，本发明实施例允许选择层级编号高于失效同步目标的层级编号的可用同步目标，以及层级编号高于或等于该网络设备的层级编号的同步目标。
此外，根据实施例，将同步信号时隙重选传播到在同步目标层级内更高(更差)层级编号的网络设备。例如，在网络设备选择新同步目标之前，下游子网络设备的当前层级编号被相应地降级到伪层级编号，并将其同步信号时隙重新分配到对应于其相应伪层级编号的时隙。根据该实施例，可以确保网络设备不会选择其自身下游子网络设备作为其同步目标。应当理解，网络设备若选择其子网络设备中的一个、或该网络设备的任何一个下游网络设备作为同步目标，将会导致一个同步环，其中父网络设备被同步到子网络设备，而子网络设备本身也被同步到父网络设备。在同步环中，网络设备没有同步到全局同步源，而是在同步环中彼此同步，因为没有到全局同步源的路径。因此，实施例提供了同步目标选择，而不会产生同步环。
本发明实施例采用了一个同步信号模式周期结构，其将同步信号时隙组成多个子周期，以适应同步信号时隙重选。例如，同步信号模式周期的第一子周期(在此被称为“层级编号子周期”)可以提供多个同步信号时隙，为同步目标层级的每个层级或层级编号提供一个分离的时隙，同步信号模式周期的第二子周期(在此被称为“伪层级编号子周期”)也提供多个同步信号时隙，为每个伪层级编号提供一个分离时隙。根据实施例，上述多个子周期同步信号模式周期结构为每个层级确定一个参考信号(rs)模式。
根据实施例，当一个网络设备能够从其当前同步目标可靠地接收一个同步信号时，该网络设备将仅在层级编号子周期的时隙上发送同步信号，不会在伪层级编号子周期的时隙上发送同步信号。然而，当网络设备失去其当前同步目标时(例如，不能从其当前同步目标可靠地接收同步信号)，依照实施例，该网络设备将执行同步信号时隙重选，以将同步信号传输重新分配到伪层级编号子周期的时隙。如果网络设备在伪层级编号子周期的相应时隙的时间之前没有找到一个新同步目标，根据实施例，网络设备将在与其先前层级编号相关的伪层级编号子周期的时隙上发送其同步信号，而不会在层级编号子周期的时隙上发送同步信号。但是，如果网络设备在对应先前层级编号的伪层级编号子周期的相应时隙的时间之前找到一个新同步目标，那么网络设备会在对应于新层级编号的层级编号子周期的时隙上发送其同步信号，而不会在伪层级编号子周期的时隙上发送同步信号。使用这种同步信号模式周期结构持续发送同步信号，不仅采纳伪层级编号用于避免同步环，而且便于持续同步多个网络设备，所述多个网络设备是在失去其同步目标的网络设备之下的同步目标层级中的多个网络设备(例如，网络设备的隔离岛包括在断连网络设备之下的一个分支的网络设备)。
前面已经相当广泛地概述了本发明的特征和技术优点，以便可以更好地理解下面对本发明的详细描述。下面将描述形成本发明权利要求主题的本发明的附加特征和优点。本领域技术人员应当理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作一个修改或设计用于实现本发明相同目的的其他结构的基础。本领域技术人员还应该认识到，这种等同结构不脱离所附权利要求中所阐述的本发明的精神和范围。当结合附图考虑时，将从以下描述中更好地理解本发明特征的新颖性、其组织和操作方法、以及其它目的和优点。然而，应当明确地理解，每个附图仅是为了说明和描述而提供，并不旨在作为本发明的限制。
【附图说明】
为了更完整地理解本发明，现结合附图参考以下描述，其中：
图1显示一个配置有无线通信功能的网络系统，；
图2a显示本发明的一个示例性系统的功能示意图，在无线网络里选择一个新同步目标；
图2b显示本发明的另一个示例性系统的功能示意图；
图3显示本发明实施例的一个同步信号周期模式；
图4a-4c显示根据本发明实施例在同步信号周期模式300内重选同步信号时隙；
图5a-5c显示对应于图4a-4c中的同步信号时隙重选的功能图，其描述了无线网络中网络设备的层级编号重选应用；
图6显示本发明的一个示例性的系统框图；和
图7显示本发明的由诸如图6示例性系统实施的一个流程框图。
【具体实施方式】
图1显示一个无线网络的实施，其中各个网络设备可以被同步以提供一致传输。在一个同步通信网络中，如图1所示的无线网络100，网络设备可以被同步到一个全局同步源以确保传输一致，避免或最小化由网络内的网络设备的传输所引起的干扰。例如，网络100以tdd模式运行，其中各个网络设备之间的传输是时间同步的。在这种情况下，每个基站110a(如henb)和110b(如宏enb)以及移动设备120a(如智能电话、个人数字助理(pda)、平板电脑、笔记本电脑等)和120b(如智能电话、pda、平板电脑、笔记本电脑等)是时间同步的。运行时，同步信号可以从全局同步源(图中未示出)直接或间接发送到每个基站110a和110b以及移动设备120a和120b。全局同步源的同步信号可以由基站110a和110b以及移动设备120a和120b使用，以在网络100中同步其各自通信。这种同步信号不仅仅包括参考信号，由此一个接收网络节点可以与发送同步信号的网络设备和/或其它网络节点同步其发送和/或接收操作。根据一些实施例，同步信号可以包括诸如在同步信号发送网络设备和接收网络设备之间的时偏程度信息、发送网络设备的标识号(或小区id)等信息。另外或替代地，实施例中的同步信号可以被配置为便于通过监听同步信号来确定或获知信号接收质量度量。
然而，当网络内一个设备没有正确同步时，由于传输不一致会干扰其它传输。例如，如果基站110a和移动设备120a没有正确地同步到网络100的其它设备，那么它们的下行链路(dl)和上行链路(ul)将与基站110b和移动设备120b的ul和dl不一致。在这种情况下，尽管基站110a期望从移动设备120a接收到无干扰的ul传输，但基站110a可能会受到来自基站110b的不一致dl上传输的干扰。尽管移动设备120a期望从基站110a接收到无干扰的dl传输，但移动设备120a也可能会受到来自移动设备120b的不一致ul上传输的干扰。类似地，如果基站110b和移动设备120b没有正确地同步到网络100的其它设备，它们的不一致传输可能会对基站110a和移动设备120a造成干扰。因此，确保网络100中的每个基站110a和110b以及移动设备120a和120b被正确地同步是非常重要的。
图2a和2b显示根据本发明提供的用于同步目标选择的同步信号时隙重选的一个示例性系统的功能示意图。具体地，图2a和2b显示无线网络200包括网络设备210a-g，其被配置为一个同步通信网络。例如，无线网络200以tdd模式运行。
示例性实施例无线网络200的每个网络设备210a-g可以包括一个基站或其一部分。例如，任何一个或全部网络设备210a-g可以是enodeb、宏小区、毫微微小区、微微小区或另一类型的基站(如接入点、网络“热点”设备等)、或其一部分，一个或多个这些设备被配置在其它网络设备210a-g的通信范围内。例如，可以部署这种基站以便于提供无线通信给各种用户设备、终端设备(如图1的移动设备120a和120b)等。另外或替代地，任何一个或全部网络设备210a-g可以是移动设备，如智能电话、个人数字助理(pda)、平板计算设备、膝上型计算设备或另一类型的无线通信设备。不管其特定的实施例，网络设备210a-g可以被配置为根据一种或多种协议(例如，第三代(3g)协议、4g/lte协议、802.11协议、802.16协议等)与一个或多个无线实体和/或网络以及其它网络设备进行通信。无线网络200可以是蜂窝通信网络、蜂窝数据网络、无线局域网(wlan)等。
在图2a的示例中，网络设备210a-g已经同步并运行提供时间一致的传输。但是，无线网络200可能在某些标准运行限制内运行，其影响一个或多个网络设备210a-g来获得同步信号的能力。例如，无线网络200或其某些部分可能没有配置回程链路(例如，一个或多个基站可能没有有线回程链路到网络基础设施，如提供某些配置和运行数据、网络流量等)。另外或替代地，至少一部分无线网络200配置有回程链路，尽管用于同步的回程信令也许是不可能的，因为运营商可能会限制回程链路上网络设备210a-g之间的私用通信。因此，在任一情况下，要在不使用回程信令的情况下完成部分或全部网络设备210a-g的同步，例如在整个网络内通过使用网络监听技术来中继或以其它方式协调由全局同步源(如全局同步源250)提供的同步信号。
全局同步源250可以是一个设备、系统或网络实体，其被配置作为一个公共同步源运行，无线网络200中每个网络设备都要同步到该全局同步源250。在各方面，全局同步源250可以是单个设备或实体，也可以是一个系统或其一部分，或者可以分布在几个实体上。例如，全局同步源250可以包括一个或多个同步服务器、一个或多个gps卫星等。在各方面，全局同步源250可以包括一个宏基站。例如，各种低功率小小区可以部署在一个大功率宏基站的覆盖范围内。在这种情况下，高功率宏基站可以充当低功率小小区的全局同步源。注意，尽管图2a显示了同步源250作为无线网络200一部分，但同步源250可以不是无线系统200的一部分，而是无线网络200外部的一个全局同步源。例如，无线网络200可以包括蜂窝网络或其它无线网络，而全局同步源250可以是这些网络的一个外部系统的装置(如gps)。
全局同步源250可以提供同步信号，并发送到网络设备，网络设备可以使用该同步信号来建立与网络中其它网络设备的同步操作。但是，全局同步源250提供的同步信号，可能无法被所有网络设备可靠接收并使用该同步信号建立期望的同步。例如，gps接收机通常用于户外或其它有相对开阔视野的地方，因为gps性能在室内和其它受阻区域是非常受限的。因此，使用gps同步的网络设备在某些情况下是无法可靠接收到同步信号的。
在图2a所示的示例中，全局同步源250可以在无线网络200内发送同步信号，其中网络设备210a和210f(如部署在户外或部署在靠近一个外部环境的室内)能够从全局同步源250可靠地接收同步信号并使用该同步信号进行同步。但是，图2a所示的网络设备210b-e和210g不可以(如部署在室内空间或部署在由地形或建筑物严重遮蔽的区域中)从全局同步源250可靠地接收同步信号。在这种情况下，网络设备210b-e和210g可以被配置为使用由同步目标发送的同步信号进行同步，而不是直接使用由全局同步源250发送的同步信号进行同步。例如，在图2a所示的实施例中，网络设备210b位于网络设备210a的通信范围内，网络设备210a可以直接同步到全局同步源250。因此，网络设备210b可以接收由网络设备210a发送的同步信号，在所述实施例里，网络设备210a被配置为网络设备210b的同步目标。类似地，网络设备210e位于网络设备210b的通信范围内，而网络设备210b使用由网络设备210a发送的同步信号与全局同步源250同步。因此，网络设备210e可以接收由网络设备210b发送的同步信号，将网络设备210b配置为其同步目标。同样，网络设备210c、210d和210g不能直接从全局同步源250接收到同步信号，但可以通过配置在这些网络设备范围内的同步目标网络设备来进行同步。例如，在图2a的示例中，网络设备210e可以被配置为网络设备210d的同步目标，网络设备210f可以被配置为网络设备210g的同步目标，网络设备210g可以被配置为网络设备210c的同步目标。
从前述可以理解，对于一个网络设备，全局同步源250的同步信号可以通过其同步目标网络设备被中继到该网络设备。以这种方式，可以向网络设备210b-e和210g提供全局同步源250的同步信号，网络设备能够使用该同步信号以与网络中的其它网络设备同步其运行。应该理解，在前述的同步信号中继运行时，一个子网络设备的同步目标可能没有向该子网络设备(如网络设备210b-e和210g)提供全局同步源250的同步信号，而是提供由同步目标产生的同步信号，以在网络中建立同步运行。在任一情况下，当同步目标与网络中的其它网络设备同步运行时(例如，使用全局同步源250直接提供的同步信号或从其导出的同步信号)，子网络设备也可以通过同步到一个同步目标网络设备以将其自身的运行与网络中其它网络设备进行同步。因此，网络设备210b-e和210g尽管不能直接从全局同步源250接收到同步信号，但仍然能够正确地与无线网络200的其它网络设备进行同步运行。注意，同步到一个同步目标网络设备可以是指直接同步到该同步目标网络设备，或者可以是指一个网络设备使用由该同步目标网络设备中继的同步信号而同步到全局同步源的情况。
如图2a所述，根据本概念在整个网络内通过中继或以其它方式协调由全局同步源提供的同步信号来配置无线网络200中的网络设备210a-g以进行同步，可以创建一个具有父网络设备和子网络设备的同步树。例如，在图2a所述的实施例里，网络设备210a可以被配置为网络设备210b的同步目标。因此，网络设备210b是父网络设备210a的子网络设备。网络设备210b可以被配置为网络设备210e的同步目标，网络设备210e可以被配置为网络设备210d的同步目标。因此，网络设备210e是父网络设备210b的子网络设备，子网络设备210d是父网络设备210e的子网络设备。注意，一个网络设备既可以是一个网络设备的父网络设备，也可以是另一网络设备的子网络设备。网络设备的父-子网络设备关系创建了一个同步目标层级的上述同步树。在该示例中，同步树可以包括从网络设备210d到全局同步源250的一个路径，其从网络设备210d到其父网络设备210e，再从网络设备210e到其父网络设备210b，然后从网络设备210b到其父网络设备210a，最后从网络设备210a到全局同步源250。
在上述同步目标层级中，无线网络200中的每个网络设备可以有一个层级编号。跟随着该同步树(图2a所示的示例性实施例的层级编号是由标记号220a-220g表示)，一个特定网络设备的层级编号可以指示该特定网络设备和全局同步源之间的距离(例如，跳数)。例如，所述实施例中，网络设备210a可以被配置为网络设备210b的同步目标，网络设备210a的同步信号直接来源于全局同步源250。因此，网络设备210b与全局同步源之间有两跳的距离。应当理解，该例子中的两跳包括从网络设备210b到网络设备210a的一跳，以及从网络设备210a到全局同步源250的另一跳。在这种情况下，网络设备210b有一个层级编号2，因此是层级2。在另一个例子中，图2a所述实施例的网络设备210e有一个层级编号3，因此是层级3，因为网络设备210e和全局同步源250之间有三跳(例如，从网络设备210e到网络设备210b的一跳，从网络设备210b到网络设备210a的一跳，以及从网络设备210a到全局同步源250的一跳)。
本发明实施例采用一个同步信号周期模式，其被配置以指示一个发送同步信号的网络设备的层级，由此，一个网络设备的层级编号可以被通知给网络中的其它网络设备。例如，同步信号周期模式可以提供多个同步信号时隙，诸如可以和数据时隙相互交错，其中由一个特定层级的网络设备发送的同步信号可以在一个同步信号周期模式的时隙上发送，该同步信号周期模式与该特定层级有关，或被分配给该特定层级，或对应于该特定层级。因此，接收该同步信号的任何网络设备能够根据该同步信号周期模式内的时隙位置，而识别发送该同步信号的网络设备的层级。在接收该同步信号的网络设备选择发送该同步信号的网络设备作为其同步目标(即父网络设备)的情况下，接收该同步信号的网络设备(即子网络设备)具有不同的层级(即层级比父网络设备的层级大1)，所以会使用不同同步信号时隙的同步信号周期模式来发送其自身的同步信号。因此，该子网络设备可以自由接收父网络设备的同步信号，并发送同步信号给下游子网络设备使用，在同步信号周期模式内没有发生同步信号时隙竞争。
图3是根据本发明实施例的利用前述同步信号周期模式的一个示例性实施例。特别地，图3的同步信号周期模式300提供了一个在层级编号子周期310内的同步信号时隙模式构造，其有多个同步信号时隙以提供一个分离的时隙给同步目标层级中的每个层级或层级编号(例如，分离的时隙用于同步树的实际或最大深度的每个层级)。层级编号子周期310的同步信号时隙模式构造，将每个较高(较差)层级的时隙安排在每个较低(较好)层级的时隙的后面(时间上)。即在所述实施例的层级编号子周期310里，在同步信号模式周期300的一个周期中，同步信号时隙311(对应于层级1)比同步信号时隙312(对应于层级2)、313(对应于层级3)、314(对应于层级4)和315(对应于层级n，其中n可以大于或等于无线网络200的实际或最大树深度)更早(在时间上)。同样地，虽然在同步信号模式周期300的一个周期中，同步信号时隙312(对于应层级2)比同步信号时隙311(对应于层级1)更后(时间上)，但在该同步信号模式周期300的该周期中比同步信号时隙313(对应于层级3)、314(对应于层级4)、和315(对应于层级n)等更早(时间上)。
应当指出，无线网络的树深度可以由该无线网络内的任何网络设备的最大层级编号来确定。换句话说，无线网络的树深度可以由网络内任一网络设备和全局同步源之间的最大距离(如跳数)来指示。例如，系统200包括不同层级的多个网络设备。图2a的示例性实施例的网络200中的最大层级编号属于网络设备210d，其层级编号为4。在该示例中，层级编号可以指示该网络设备与全局同步源之间的跳数。因此，网络设备210d和全局同步源250之间有四跳。在这种情况下，可以将无线网络200的树深度确定为4。应当理解，可以为一个网络建立最大树深度(例如，最大距离(如跳数)，通过该跳数可以保持与全局同步源同步的期望精度)，网络的树深度不能超过最大树深度。最大树深度可以是预设的，或者可以根据运行条件和要求动态地确定。
根据本发明实施例运行期间，与全局同步源250有通信链路的网络设备210a，可以将全局同步源250设置为其同步目标。因此，网络设备210a可以根据经由与全局同步源250的通信链路所接收的无线信号而被同步，从而具有层级1，并使用层级编号子周期310的同步信号时隙311以将其同步信号发送到下游网络设备。网络设备210b与网络设备210a有通信链路，但与全局同步源250没有，网络设备210a被配置为网络设备210b的当前同步目标。因此，网络设备210b可以根据经由与网络设备210a的通信链路所接收的无线信号而被同步，从而具有层级2，并使用层级编号子周期310的同步信号时隙312以将其同步信号发送到下游网络设备。其它网络设备如网络设备210c-g，可以被类似地同步到其相应的同步目标，并使用层级编号子周期310的相应同步信号时隙以将其同步信号发送到下游网络设备(应当理解，由于在同步目标层级上没有下游网络设备，对应于无线树深度的层级n的网络设备可以放弃同步信号传输)。因此，由于层级被通知到下游网络设备，每个网络设备可以宣布其层级比与其连接的父网络设备的层级大1。
在网络(如无线网络200)运行期间的某个时刻，用于在各种网络设备之间发送同步信号的通信链路可能失效。例如，如图2b的示例所示，网络设备210a和210b之间的通信链路可能失效(例如，网络设备210a可能变得不能运作)，或者网络设备210a可能无法为网络设备210b提供适当的同步目标(例如，网络设备210a不能保持与全局同步源250的可靠通信链路)。这种在网络设备210a和210b之间的通信链路故障可能是由于链路上的传输信号退化(如网络设备210a和网络设备210b之间的信道可能被严重干扰)、网络设备210a的故障等引起。不管其根本原因，总之网络设备210b不能从网络设备210a可靠地接收同步信号以与网络的其它网络设备同步运行，因此，网络设备210b要确定选择一个新同步目标。例如，当网络设备210a失效时，实施例的网络设备210b运行以重选一个相邻网络设备作为同步目标，以便能够通过不同路径获得同步。
如图2b所示，网络设备210b有几个相邻网络设备，其中一个或多个相邻网络设备位于网络设备210b的无线通信范围内。网络设备210b的一个或多个相邻网络设备也可能不能充当网络设备210b的同步目标(例如，位于网络设备210b的通信范围之外，提供给网络设备210b的接收信号强度不足以支持可靠通信等)。但是，网络设备210b的一个或多个相邻网络设备可用于充当同步目标(例如，位于网络设备210b的通信范围以内，提供给网络设备210b的接收信号强度足以支持可靠通信等)，尽管这些可用于充当同步目标的任一或所有相邻网络设备可能或不可能适合充当网络设备210b的同步目标(以下将讨论)。
在一些实施例中，可以根据相邻网络设备的信号测量来确定该相邻网络设备是否可用于或不可用于充当另一网络设备的同步目标。例如，可以使用在网络设备210b上接收到的网络设备210c的信号的信号强度和/或信号质量测量来确定网络设备210c是否可用于充当网络设备210b的同步目标。该强度和/或质量测量可以包括但不限于接收信号强度指示符(rssi)、参考信号接收功率(rsrp)、参考信号接收质量(rsrq)、信号干扰噪声比(sinr)、能量干扰比(ecio)等。在某些情况下，信号测量可以指示一个网络设备是否在其它网络设备的范围内。根据接收信号强度和/或信号质量测量，一个网络设备可被确定是否可用于充当同步目标。例如，当从一个网络设备接收的信号的信号强度和/或信号质量测量值超出一个预定阈值时，该网络设备被确定为可用于充当同步目标。根据上述示例，当从一个网络设备接收的信号的信号强度和/或信号质量测量值没有超出一个预定阈值时，那么该网络设备就被确定为不可用于充当同步目标。
继续图2b所示的示例，网络设备210c、210d和210e被确定为可用于充当网络设备210b的同步目标。网络设备210f和220g被确定为不可用于充当网络设备210b的同步目标。在该示例中，网络设备210c、210d和210e是可用的相邻网络设备，如果网络设备210b要选择网络设备210d或210e中的任一个作为其同步目标，那么根据网络设备210d和210e从网络设备210b获得同步信号将产生一个同步环。
本发明实施例通过重选网络设备(已经与其当前同步目标丢失通信)的同步信号时隙来便于搜索一个合适的同步目标(例如，如果可用网络设备用作同步目标，将不会导致形成一个同步环)。例如，根据本发明实施例，进行同步信号时隙重选，其中已经与其当前同步目标丢失通信的网络设备的当前层级编号被降级到一个伪层级编号，该伪层级编号并不准确地指示该网络设备和全局同步源之间的跳数。实施例提供：将与其当前同步目标丢失通信的网络设备的当前层级编号增加一个值d，而将该网络设备的层级编号降级到一个伪层级编号。也就是说，通过将当前层级编号增加一个值d，已经与同步目标丢失通信的网络设备的当前层级编号被降级。当根据本发明概念选择一个新同步目标时，根据实施例使用的降级值d可以是任何足够大的整数以避免同步环(例如，选择已经与其同步目标丢失通信的网络设备的子网络设备)。例如，本发明的实施例将降级值d选择为大于或等于实际或最大树深度(即d≥n)。
再次参考图3，除了以上讨论的层级编号子周期310之外，图3的同步信号周期模式300还包括伪层级编号子周期320。实施例的伪层级编号子周期320有多个同步信号时隙，以提供一个分离的时隙给每个伪层级编号用于同步信号时隙重选，其中伪层级编号包括与层级编号子周期的每个层级编号相关的伪层级编号。实施例的伪层级编号子周期320提供对应于上述降级层级编号的同步信号时隙。例如，根据一些实施例，伪层级编号子周期320提供一个同步信号时隙模式构造，容纳多个伪层级编号(例如，与层级编号提供一对一关系的伪层级编号)。实施例提供了一个在伪层级编号子周期320内的同步信号时隙模式构造，将每个较高(较差)层级的伪层级时隙安排在每个较低(较好)层级的伪层级时隙的后面(时间上)，类似于上述层级编号子周期310的同步信号时隙模式构造。因此，如果层级编号被降级d，伪层级编号子周期320内的一个对应时隙位置会被确定。
图4a-4c和5a-5c显示有关一个丢失其当前同步目标并搜索新同步目标的网络设备的同步信号时隙重选的实施。特别地，图4a-4c显示根据本发明实施例在同步信号周期模式300内同步信号时隙重选。图5a-5c显示对应于图4a-4c中的同步信号时隙重选的功能图，其描述了无线网络200中网络设备的层级编号重选应用。
如图4a和5a所示，当一个网络设备丢失其当前同步目标时，通过将该网络设备的当前层级编号降级到一个伪层级编号以便于选择一个新同步目标，将同步信号时隙重选为一个伪同步信号时隙。如图4a和5a的示例所示，当父网络设备210a和子网络设备210b之间的链路断开时，网络设备210b在同步信号时隙311(图3)上丢失了由网络设备210a发送的同步信号。在这种情况下，网络设备210b在同步信号时隙312上停止安排发送其同步信号，然后网络设备210b的逻辑运行以重选同步信号时隙422用于发送其同步信号(图4a)，而不是如在同步信号模式周期300的先前周期内使用同步信号时隙312。所示实施例的同步信号时隙422对应于一个伪层级编号，该伪层级编号与该网络设备先前运行(即在与父网络设备210a丢失通信之前)的层级编号相关。特别地，同步信号时隙422对应的伪层级编号，是先前层级编号被降级一个值d，其中在所示实施例中d＝n(即，同步目标层级的实际或最大树深度)。因此，示例性实施例的网络设备210b由层级2降级到层级2+n，如图5a中由标记号520b所示的层级编号。
根据实施例的运行，将同步信号时隙重选传播到网络设备210b(其已经与其同步目标丢失连接)的下游网络设备。根据本发明实施例，下游子网络设备的当前层级编号被相应地降级到伪层级编号，其同步信号时隙被重新定位到对应于其相应伪层级编号的时隙。例如，由于网络设备210b在同步信号时隙312上停止安排发送其同步信号，在网路设备210b之下的连接到全局同步源的下游网络设备(例如，网络设备210d和210e)将检测到丢失与网络设备210b的连接信号，并类似地重选一个同步信号时隙。根据实施例，网络设备210e在同步信号时隙312上丢失由网络设备210b发送的同步信号，在同步信号时隙313上停止安排发送其同步信号，网络设备210e的逻辑运行以重选同步信号时隙423用于发送其同步信号(图4a)，而不是如在同步信号模式周期300的先前周期内使用同步信号时隙313。因此，示例性实施例的网络设备210e从层级3被降级到层级3+n，如图5a中的标记号520e所示的层级编号。类似地，网络设备210d在同步信号时隙313上丢失由网络设备210e发送的同步信号，在同步信号时隙314上停止安排发送其同步信号，网络设备210d的逻辑运行以重选同步信号时隙424用于发送其同步信号(图4a)，而不是如在同步信号模式周期300的先前周期内使用同步信号时隙314。因此，示例性实施例的网络设备210d从层级4降级到层级4+n，如图5a中的标记号520d所示的层级编号。
从前述可以理解，根据实施例正常运行时，当网络设备210b能够从其当前同步目标(例如，父网络设备210a)可靠地接收到同步信号时，网络设备210b将仅在层级编号子周期310的时隙上发送同步信号，不会在伪层级编号子周期320的时隙上发送同步信号。然而，当网络设备210b丢失其当前同步目标时(例如，不能从父网络设备210a可靠地接收到同步信号)，根据实施例，网络设备210b将实施同步信号时隙重选以将同步信号传输重新分配到伪层级编号子周期320的时隙上。因此，如果网络设备210b在同步信号时隙422的时间之前没有找到一个新同步目标，根据实施例，网络设备210b会在伪层级编号子周期320的同步信号时隙422上(即，对应于其先前层级编号的伪层级编号子周期320的同步信号时隙)发送其同步信号，不会在层级编号子周期310的同步信号时隙312上发送同步信号。
根据实施例运行时，除了根据前述重选一个同步时隙用于发送网络设备的同步信号，已经与父网络设备210a丢失通信的网络设备210b还会开始搜索一个新同步目标。应当理解，在示例性实施例的同步信号模式周期300里，仅有连接到全局同步源的网络设备的同步信号是在层级编号子周期310上被发送，而已经与全局同步源丢失连接的网络设备的同步信号是在伪层级编号子周期320上发送。因此，在同步信号时隙311上没有检测到网络设备210a发送的同步信号，网络设备210b会运行以监听层级编号子周期310的每个随后时隙，以及层级编号子周期320的时隙，直到但不包括可以重新分配给该网络设备及其子设备的时隙(例如，监听时隙312及其所有随后时隙，直到但不包括422，包括同步信号时隙312，由此网络设备210b可以自由监听，因为其同步信号时隙重选已经安排在伪层级编号子周期320内进行同步信号发送)，以确定一个新同步目标，如图4b和5b所示。该运行可以继续，直到在层级编号子周期310的所有同步信号时隙上没有发现新同步目标。结果，类似地，已经丢失其父网络设备的同步信号的每个下游网络设备运行以监听层级编号子周期310的时隙以及层级编号子周期320的时隙，直到但不包括可以重新分配给相应网络设备及其子设备的时隙，以确定一个新同步目标。
一旦选择了一个新同步目标，实施例的同步信号时隙重选技术会将该网络设备的层级编号升级到与新选择同步目标的层级编号相关的一个合适的同步信号时隙的层级编号(例如，与伪同步信号时隙相反)。在图4b和5b的示例里，网络设备210b检测到一个在层级编号子周期310的同步信号时隙312上发送的同步信号，从而发现一个层级为2的新同步目标(在该例子里，以前网络设备210b是相同层级的)。例如，网络设备510h可以是一个层级为2的相邻网络设备，其可用作网络设备210b的同步目标。由于网络设备210b的层级编号之前根据示例性实施例的运行而被降级，在时隙312或任何随后时隙上(直到但不包括可被重新分配给网络设备及其子设备的时隙，例如，时隙422以及层级编号子周期320的随后时隙)由网络设备210b检测到其同步信号的任何网络设备(例如，网络设备510h)，不可能是一个与网络设备210b有关的子网络设备。即是说，在网络设备210b在时隙312及所有随后时隙(直到但不包括时隙422)上监听同步信号之前，实施例的同步信号时隙重选技术将导致相应的下游网络设备在一个同步信号时隙范围(从时隙312(包括)到时隙422(不包括))内停止安排发送其同步信号，并重选一个相关的同步信号时隙范围(从时隙422(包括)到伪层级编号子周期320的末端)用于发送其同步信号。因此，根据前述通过将同步信号时隙重选为降级伪层级编号的时隙，本发明实施例确保网络设备不会选择其自身下游子网络设备作为其同步目标，从而避免了建立一个同步环。此外，从图4b和5b的示例应当理解，根据实施例实施的同步信号时隙重选允许选择层级编号比失效同步目标的层级编号更高(更差)的可用同步目标，以及层级编号高于或等于该网络设备的层级编号的同步目标。
一旦选择了一个新同步目标，本发明实施例的网络设备运行以重选一个层级编号子周期310的同步信号时隙对应于该网络设备的新层级。例如，已经在同步信号时隙312上检测到一个同步信号，从而确定一个层级为2的网络节点是新同步目标，如图4b和5b所示，网络设备210b可以重选对应于层级3(层级2+1)的同步信号时隙313，用于发送其同步信号，如图4c和5c所示。同样，网络设备210b下游的每个网络设备将依次在层级编号子周期310的时隙上检测一个同步信号，并根据实施例重选层级编号子周期的同步信号时隙对应于其相关层级。例如，网络设备210b将在同步信号时隙313上开始发送其同步信号，其将会被网络节点210e检测到，由此网络节点210e将重选对应于层级4的同步信号时隙314用于发送其同步信号，如图4c和5c所示。类似地，网络设备210e将在同步信号时隙314上开始发送其同步信号，其将被网络节点210d检测到，由此，网络节点210d将重选对应于层级5的同步信号时隙315用于发送其同步信号，如图4c和5c所示。
在图4a-c和5a-c的示例里，网络设备210b可通过检测在同步信号模式周期300该周期的同步信号时隙上出现的同步信号来确定一个新同步目标，其中同步信号模式周期300该周期是指确定丢失父网络设备201a的那个周期，所以在同步信号模式周期300那个周期的伪层级编号子周期320的时间之前。因此，网络设备210b没有同步目标的时间相对较短(例如，在该示例中，在同步信号时隙之间的时偏)。然而，根据实施例，网络设备可以持续监听在同步信号模式周期300的一个或多个随后周期里的同步信号时隙，用于确定一个新同步目标(例如，用于检测层级比该网络设备之前层级更低(更好)的可用相邻设备的同步信号)，例如，如果网络设备没有在同步信号模式周期300该周期(确定丢失父网络设备的那个周期)的同步信号时隙里检测到一个同步信号，那么持续搜索层级比该网络设备之前层级更低(更好)的或相同层级的可用相邻设备的同步信号，或者如果网络设备已经在同步信号模式周期300该周期(确定丢失父网络设备的那个周期)的同步信号时隙里检测到一个同步信号，但仍然持续搜索层级比该网络设备之前层级更低(更好)的或相同层级的可用相邻设备的同步信号(例如，该网络设备争取选择一个最低层级的可用相邻网络节点)。
根据实施例，如果网络设备210b没有在同步信号模式周期300的层级编号子周期310的同步信号时隙上检测到一个可用同步目标的同步信号，网络设备210b就监听同步信号模式周期300的伪层级编号子周期320的一个或多个同步信号时隙。该监听同步信号模式周期300的伪层级编号子周期320的同步信号时隙之后，再监听同步信号模式周期300的随后一个周期的层级编号子周期310的同步信号时隙，如用于确定一个更低(更好)层级的可用同步目标，或者否则就持续搜索一个同步目标。
应当理解，尽管实施例的伪层级编号子周期320仅包括那些已经与全局同步源丢失连接的网络设备的同步信号，但网络设备210b和/或其下游网络设备在没有与全局同步源重新建立连接的情况下(例如，选择一个新同步目标)运行监听伪层级编号子周期320的时隙。例如，假设网络设备210b在伪层级编号子周期320之前没有检测到另一个网络设备的同步信号，那么网络设备210b运行监听伪同步信号时隙，直到与其前一个父网络设备210a的同步信号编号相关的伪同步信号时隙(即同步信号传输已经被重新分配到伪层级编号子周期的时隙，例如，对应于层级编号1+n的伪同步信号时隙)，以在网络设备210a没有故障而是丢失与全局同步源的连接的情况下获得一个隔离岛同步信号(例如，一个用于同步同步树中一个分支的网络设备的同步信号，其中该分支网络设备由于丢失与父网络设备的连接已经从全局同步源隔离)。另外或替代地，假设网络设备210b的下游网络设备(例如，网络设备210d、210e等)在伪层级编号子周期320之前没有检测到另一个网络设备的同步信号，那么这些网络设备可以至少监听与其前一个父网络设备(例如，网络设备210e的父网络设备210b，以及网络设备210d的父网络设备210e)的同步信号编号有关的一个伪同步信号时隙，以获得一个隔离岛同步信号。因此，已经与全局同步源隔离的同步树的网络设备可以使用该隔离岛同步信号来继续提供相互之间的同步运行，尽管其同步可能会偏离全局同步源的同步，随着时间的推移会偏离同步树的剩余部分的同步。
根据实施例，采用同步信号时隙重选用于同步目标选择的网络设备争取选择一个具有最低层级的可用相邻网络节点，由此和全局同步源有最小数目的跳数。因此，尽管一个已经与当前父网络设备丢失连接的网络节点可以根据同步信号模式周期(确定丢失父网络设备的那个周期)里检测到的一个同步信号而确定一个新同步目标，但是该网络节点可以继续监听层级编号子周期的所有同步信号时隙，以确定是否有一个更低(更好)层级的可用网络节点。例如，尽管网络设备210b在同步信号模式周期300(丢失与网络设备210a连接的那个周期)的层级编号子周期310的同步信号时隙312里检测到网络设备510h的同步信号，但网络设备210b仍然可以继续监听同步信号模式周期300的一个或多个随后周期的层级编号子周期310的同步信号时隙(例如，对应于层级1的同步信号时隙311)，从而监听层级编号子周期310的每个时隙至少一次。
已经描述了采用同步信号时隙重选以便于选择一个新同步目标的实施例，现参考图6描述根据本发明概念配置的一个示例性基于处理器的系统框图。图6所述实施例的系统600适于实施同步信号时隙重选，并提供在无线网络里进行同步目标选择。根据实施例，系统600可以是一个网络设备，诸如在无线通信网络(例如，网络200)里运行的网络设备210a-g中的任何一个。如图6所示，系统600包括发射机610、接收机620、相邻小区测量640、时间/相位同步器630、参考信号发射机680、层级rs配置映射器670、决策器650和同步目标选择器660。
应当理解，图6所述各个模块或其部分可以以代码段(例如，软件、固件、和/或硬件逻辑)实施，以执行本发明所述的工作和功能。该代码段可以由系统600的一个或多个处理器(例如，中央处理单元(cpu)、专用集成电路(asic)、可编程门阵列(pga)、多核处理器的一个或多个核心处理器等)执行以提供本发明实施例的运行。代码段可以存储在处理器可读介质里，诸如可以包括能够适当存储信息的任何介质(例如，非暂时性的存储介质)。实施例的处理器可读介质的示例包括电子电路、半导体存储器件、只读存储器(rom)、闪存、可擦除rom(erom)、光盘rom(cd-rom)、光碟、硬盘等。
发射机610和接收机620可以包括用于通过传输介质从发射机发送数据以及接收数据到接收机的硬件和/或软件。尽管发射机610和接收机620被描述为分离的实体，但在一些方面它们可以包括在提供发送和接收操作的单个模块里(例如，收发器)。特别地，发射机610可用于发送信号，由其它网络设备来测量信号强度和质量，从而根据上述操作能够确定系统600是否可用于充当另一个网络设备的同步目标。另外，发射机610也可用于发送同步信号，其由子网络设备用来同步到系统600。
在某些方面，发射机610可与层级rs配置映射器670以及参考信号发射机680协同使用，以在对应于系统600的层级编号的同步信号时隙、或对应于伪层级编号的重选同步信号时隙里发送同步信号。例如，层级rs配置映射器670可以运行以将系统600发送的同步信号映射到同步信号周期模式300的一个特定时隙(例如，对应于通过同步目标选择器660为系统600选择的层级编号/伪层级编号的层级编号子周期310或伪层级编号子周期320中的一个适当层级编号内的时隙)。接着，该映射可以提供给参考信号发射机680。因此，实施例的参考信号发射机680可以安排在适当同步信号时隙里发送同步信号，以供下游网络设备使用。参考信号发射机680可以根据由层级编号所确定的映射来产生同步信号。同步信号可以提供给发射机610以在适当同步信号时隙内广播给其它网络设备，使得接收网络设备可以通过确定在发送参考信号时使用的特定同步信号时隙映射来获得层级编号。
接收机620可用于系统600接收信号。如上所述，接收的信号可以包括从其它网络设备发送的参考信号(例如，本发明实施例的同步信号)。这些参考信号可以指示网络设备(信号是从该网络设备接收的)的层级值(例如，如上所述，同步信号周期模式300内的特定同步信号时隙可以指示发送网络设备的层级)。在某些方面，可以使用接收机620与相邻小区测量640协作来接收和处理信号，相邻小区测量640可用于测量系统600与系统600的同步目标网络设备之间的通信链路状态。例如，相邻小区测量640可以处理接收机620从一个同步目标网络设备接收的信号。在某些方面，相邻小区测量640处理信号，并向决策器650提供测量以确定与该同步目标网络设备的通信链路状态。通信链路状态可以由决策制器650根据接收信号的历史强度和/或质量测量的即时或整体统计来确定。信号强度和/或质量测量可以包括但不限于rssi、rsrp、rsrq、sinr、有关每个相邻设备的时偏等。根据通信链路状态，决策器650可以确定已经丢失与当前同步目标的连接、选择一个新同步目标是适当的、等等。因此，接收机620、相邻小区测量640和/或决策器650可以确定网络设备和同步目标之间的链路是否已经失效。此外，接收机620、相邻小区测量640和/或决策器650也可以用于触发同步信号时隙重选和新同步目标选择。
根据实施例，如上所述，接收机620、相邻小区测量640和/或决策器650可以用于接收和处理信号，用于测量信号强度和质量以测量有关相邻网络设备的时偏，以确定发送这些信号的网络设备是否可用于充当系统600的同步目标。例如，系统600可以使用相邻小区测量640和接收机620来测量来自相邻网络设备的信号的信号强度和质量。在各个方面，系统600可以使用相邻小区测量640和接收机620来测量系统600与相邻网络设备(从其接收到信号)之间的时偏。根据相邻小区测量640和接收机620的测量，决策器650可以识别哪些相邻网络设备可用于充当同步目标，和/或不能用于充当同步目标。
另外或替代地，如上所述，接收机620可用于从系统600的同步目标网络设备接收同步信号。例如，接收机620和时间/相位同步器630可用于根据从同步目标网络设备所接收的信号来同步系统600。从同步目标网络设备所接收到的信号可以由时间/相位同步器630使用，以调整有关从同步目标网络设备发送并由系统600接收的信号的时差。
根据本发明概念，同步目标选择器660可以被配置为系统600选择同步目标，并提供同步信号时隙重选。在这方面，如上所述，同步目标选择器660可以被配置以在特定约束下执行同步目标的选择。特别地，同步目标选择器660可以被配置以执行同步目标的选择，而不会产生同步环。根据实施例，同步目标选择器660可以被配置有多个过程，包括升级过程和降级过程。参考图6所示本发明执行的示例性过程步骤，以下描述同步目标选择器660的功能、过程和运行。注意，图6所述的示例性过程可以在网络中实施，如无线网络200。根据升级过程和降级过程的运行(其中为同步信号选择而实施的同步信号时隙重选是在图7里描述)，其功能可以由实施例的同步目标选择器660来实现。
图7的流程700显示本发明实施例的使用同步信号时隙重选来选择同步目标。应当理解，根据示例性实施例，流程700所述实施例包括一个降级过程(显示为包括功能步骤的层级降级过程710)和一个升级过程(显示为包括功能步骤的层级升级过程720)。
在流程700的所述实施例的步骤701，一个网络设备检测到不能从其当前同步目标接收或可靠地接收同步信号。例如，图2a的网络设备210b确定其不能从同步目标网络设备210a接收或可靠地接收同步信号，使得网络设备210b到网络设备210a的同步不能实现。所以，根据本发明概念，网络设备210b可以重选同步信号时隙以通过网络设备210b发送同步信号。因此，根据所述实施例的流程700，过程进行到层级降级过程710的功能步骤。
在流程700的层级降级过程710的步骤711，网络设备(例如，网络设备210b)将为网络设备所发送同步信号的同步信号时隙重选(例如，同步目标选择器660的逻辑可以控制层级rs配置映射器670)为一个对应于伪层级编号的同步信号时隙(例如，网络设备210b的当前层级编号s加上一个树深度值n，使得重选的同步信号时隙＝s+n)。此后，根据所述实施例的流程，通过监听同步信号模式周期300的同步信号时隙，网络设备继续搜索一个新同步目标。
根据所述实施例，在监听同步信号模式周期300的同步信号时隙时，在步骤712，同步信号时隙接收编号r被设置为同步目标搜索的初始值。例如，网络设备(例如，网络设备210b)的层级编号是s，因此丢失的同步目标(例如，网络设备210a)的当前层级编号是s-1，其中同步信号时隙接收编号r可以被设置为丢失的同步目标的当前层级编号(例如，r＝s-1)。此后，所述实施例行进到步骤713，确定同步信号时隙接收编号r(将在层级降级过程710的同步目标搜索里递增)是否小于网络设备210b的重选同步信号时隙(例如，r<s+n)，以确保下游网络设备(例如，网络设备210b的子网络设备)不会被选为新同步目标。即，如上所述，根据实施例，当重选了父网络设备的同步信号，同步信号时隙重选传播到下游网络设备，该同步信号被安排在后面一个同步时隙(例如，对应于伪层级编号的一个伪层级)上发送，从而网络设备210b的下游网络设备的重选同步信号时隙将分别在大于网络设备210b的重选同步信号时隙(即大于s+n)上传播。
在步骤713，如果确定同步信号时隙接收编号r小于搜索新同步目标的网络设备的重选同步信号时隙(例如，r<s+n)，根据所述实施例，过程行进到步骤714以便进行确定新同步目标。但是，如果在步骤713确定同步信号时隙接收编号r不小于搜索新同步目标的网络设备的重选同步信号时隙(例如，r<s+n)，根据所述实施例，过程行进到步骤717以便将网络设备的层级编号设置为一个适当的层级编号(例如，s＝s+n)，然后到步骤721，其中可以搜索同步信号模式周期300的后一个周期的同步信号时隙以确定一个层级比丢失的同步目标的层级更低(更好)或更高(更差)的同步目标。
在图7的示例性实施例的步骤714，网络设备(例如，网络设备210b)监听同步信号时隙接收编号r的同步信号时隙，获得一个相邻设备的同步信号。此后，在所述实施例的步骤715，确定是否接收或可靠地接收一个同步信号，显示一个相邻设备是否可用作同步目标。应当理解，根据本发明实施例，由于重选同步信号时隙从搜索新同步目标的网络设备(例如，网络设备210b)传播到下游网络设备，在步骤714检测到的一个可用相邻网络设备也是一个适合作为同步目标的网络设备，因为它不是下游网络设备(即不是网络设备210b的子网络设备)，所以可以确定是一个新同步目标，而不会形成同步环。
在步骤715，如果确定检测到一个新同步目标，根据所述实施例，过程行进到步骤727，根据层级升级过程720与新同步目标进行同步。但是，如果在步骤715确定没有检测到一个新同步目标，根据所述实施例，过程行进到步骤716，递增同步信号时隙接收编号r，以监听在随后同步信号时隙里的新同步目标，过程行进到步骤713，确定同步信号时隙接收编号r(递增的)是否小于如上所述的网络设备210b的重选同步信号时隙(例如，r<s+n)。如果确定同步信号时隙接收编号r小于搜索新同步目标的网络设备的重选同步信号时隙，过程行进到步骤714进行如上所述的操作。但是，如果确定同步信号时隙接收编号r不小于搜索新同步目标的网络设备的重选同步信号时隙，过程行进到步骤721以搜索同步信号模式周期300的后一个周期的同步信号时隙。
在所述实施例的步骤721，同步信号时隙接收编号r被设置为一个值以监听在同步信号模式周期300里较早的同步信号时隙上的新同步目标(例如，在同步信号模式周期300的后一个周期的开始阶段的同步信号时隙)。例如，根据示例性实施例，同步信号时隙接收编号r被设置为0(即r＝0)，以便监听对应于全局同步目标的同步信号时隙。此后，所述实施例行进到步骤722，其中确定同步信号时隙接收编号r(将在同步目标搜索过程里递增)是否小于或等于当前层级编号-1或当前伪层级编号-1(即s-1)以搜索较早的同步信号时隙，并在从时隙0直到但不包括已经监听的当前层级时隙或当前伪层级时隙s的所有同步时隙之后停止搜索。
如果在步骤722确定同步信号时隙接收编号r小于或等于丢失同步目标的层级编号s-1，根据所述实施例，过程行进到步骤723，确定新同步目标。但是，如果在步骤722确定同步信号时隙接收编号r不小于或不等于丢失同步目标的层级编号s-1，根据所述实施例，过程行进到步骤730，终止运行，从而使用根据流程700的所述实施例的同步信号时隙重选来选择同步目标(例如，同步信号模式周期300的层级编号子周期310的所有同步信号时隙都已经监听了)。
在图7的示例性实施例的步骤723，该网络设备(例如，网络设备210b)监听同步信号时隙接收编号r的同步信号时隙，获得一个相邻设备的同步信号。此后，在所述实施例的步骤724，确定是否接收到或可靠接收到一个同步信号，显示一个相邻网络设备是否可用作同步目标。应当理解，同步信号时隙编号r可以对应于一个层级编号，其比该网络设备丢失其同步目标之前的层级编号更低(更好)或更高(更差)，在步骤724检测到的可用相邻网络设备被确认是一个适合用作同步目标的网络设备，因为它不是一个下游网络设备(例如，不是网络设备210b的子网络设备)。
如果步骤724确定已经检测到一个新同步目标，根据所述实施例，过程行进到步骤727，根据层级升级过程720与新同步目标进行同步。但是，如果步骤724确定没有检测到一个新同步目标，根据所述实施例，过程行进到步骤726以递增同步信号时隙接收编号r，从而在随后的同步信号时隙上监听一个新同步目标，接着过程行进到步骤722以确定同步信号时隙接收编号r(递增的)是否小于或等于上述丢失的同步目标的层级编号(例如，r≤s-1)。
根据层级升级过程720，在所述实施例的步骤727，无论是通过步骤715还是通过步骤724确定检测到一个新同步目标而启动，都与新同步目标进行同步。例如，该网络设备(如网络设备210b)可以根据同步信号时隙编号r的同步信号时隙上接收的同步信号来重新同步其发送和接收。此后，流程700的所述实施例行进到步骤728，其中当前层级编号被设置成检测到的新同步目标的同步信号时隙的层级编号加上1(例如，s＝r+1)。
根据所述实施例的层级升级过程720，过程行进到步骤729，重选同步信号时隙用于在新层级的同步信号时隙上发送同步信号。例如，网络设备210b的同步信号时隙可以被设置成对应于在步骤728所确定的层级s的同步信号时隙。此后，根据所述实施例，过程行进到步骤730，终止运行，从而使用根据流程700的所述实施例，使用同步信号时隙重选以选择一个同步目标(例如，选择一个可用的最高层级同步目标作为新同步目标)。
从前述可以理解，根据实施例的流程700，使用同步信号时隙重选进行同步目标的选择时，网络设备可以在对应于同步目标的层级编号的同步信号时隙k上监听其同步目标的同步信号，并在对应于网络设备的层级编号的下一个同步信号时隙k+1上发送其自身的同步信号。例如，根据实施例，每个同步信号时隙都与从0到2n-1的一个整数相关，2n个同步信号时隙形成一个同步信号模式周期，其一个周期又一个周期地循环，其中在同步信号模式周期的所有2n个同步信号时隙内0≤k<n。当网络设备检测到无法接收其同步目标的同步信号时(例如，与其同步目标丢失同步)，该网络设备可以执行一个层级降级过程，其中监听同步信号模式周期的同步时隙以搜索一个新同步目标，一个具有相等或更高(相等或更差)层级的相邻网络设备被选作新同步目标，而不会形成同步环。该网络设备进一步监听同步信号模式周期的同步时隙，用于搜索一个层级比丢失的同步目标的层级更低(更好)的新同步目标。检测具有更低(更好)层级的相邻网络设备的网络设备可以执行一个层级升级过程，其中具有更低层级的相邻网络设备被选作新同步目标，从而可以提高网络设备及其下游网络设备的时间同步精度。
根据实施例，执行的前述层级降级过程可以包括，一个网络设备在同步信号时隙k(例如，对应于当前同步目标层级的一个同步信号时隙)监听其当前同步目标的同步信号，一旦确定该网络设备不能接收或可靠地接收同步信号，在同步信号时隙k+1(例如，对应于网络设备层级的同步信号时隙)停止该网络设备发送同步信号。此后，该网络设备可以通过监听相邻网络设备的同步信号来搜索一个新同步目标。例如，该网络设备可以在同步信号时隙k监听相邻网络设备同步信号，如果没有发现，那么在同步信号时隙k+1监听相邻网络设备同步信号，如果没有发现，那么重复该过程直到在同步信号时隙k’发现一个新同步信号，其中k≤k’<k+n，或直到在所有时隙k,k+1,...,k+n–1都没有发现新同步信号。如果该网络设备在同步信号时隙k’接收同步信号，该网络设备可以在同步信号时隙k’+1重新发送其同步信号，否则当在任何同步信号时隙k,k+1,...,k+n–1都没有接收到同步信号时，该网络设备可以在同步信号时隙k+n(例如，对应于该网络设备伪层级的一个同步信号时隙)发送其同步信号。
根据实施例，执行的前述层级升级过程可以包括，一个网络设备在同步信号时隙k或k+n监听其同步目标(例如，在前述降级过程中确定的一个新同步目标)的同步信号，同时也尝试发现一个新同步目标的同步信号。例如，该网络设备可以在同步信号时隙0监听相邻网络设备同步信号，如果没有发现，则在同步信号时隙1监听相邻网络设备同步信号，如果没有发现，则重复该过程直到在时隙k’发现一个新同步信号，其中0≤k’<k；或在所有同步信号时隙0,1,...,k–1都没有发现新同步信号。如果同步信号是在同步信号时隙k’由该网络设备接收，该网络设备可以将其同步信号发送改变到同步信号时隙k’+1，否则该网络设备可以保持与之前同步目标的连接，并在同步信号k+1持续发送其同步信号。
此外，当一个更好的层级同步目标在线时，可以使用层级升级过程对一个网络设备的层级升级。例如，在同步信号时隙s-1与同步目标保持同步的网络设备虽然可以从所述实施例的步骤702进入层级升级过程720以检测一个更好层级的同步目标，并在这种情况下执行一个升级过程，从而检测到一个更好的层级同步目标。
从上述可以理解，根据图7的流程700所提供的用于同步目标选择的同步信号时隙重选，通过将当前层级编号降级为一个伪层级编号(其并不准确表示该网络设备和全局同步源之间的跳数)，本发明实施例提供了用于协调一组同步网络设备的层级修改。通过将同步信号时隙重选为这样一个伪层级编号，本发明的实施例允许选择可用的同步目标，其层级编号高于失效同步目标的层级编号，同时该确保网络设备不会选择其自身下游子网络设备作为其同步目标。此外，根据上述流程700，通过监听同步信号模式周期的层级编号子周期的每个同步信号时隙，可以选择一个最高层级的可用同步目标。
应当理解，虽然已经参考无线网络和/或无线通信描述了示例性实施例，但本发明的概念不限于无线实施应用。例如，有线或无线网络中的时间同步是很重要的，诸如促进网络上节点之间的成功通信。因此，根据这些概念可运行的实施例可以在任何通信系统中实施，包括有线通信系统、光通信系统等，其中网络设备的同步是令人期望的。然而，对无线网络而言，时间同步是特别重要的，其中根据本文概念实施的无线时间同步技术可用于许多不同的目的，包括位置、接近度、能效和移动性。
本领域技术人员将理解，信息和信号可以使用多种不同的技术来表示。例如，在以上描述中被引用的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以表示为电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或其任意组合。
本领域技术人员将进一步理解，结合本披露所述的各种说明性逻辑块、模组、电路和算法步骤可以被实施为电子硬件、计算机软件或两者组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，以上已经在其功能方面一般地描述了各种说明性组件、模块、模组、电路和步骤。这种功能是由硬件还是软件实施，取决于施加在整个系统上的特定应用和设计约束。技术人员可以针对每个特定应用以不同方式实施所述功能，但是这种实施决策不应被解释为偏离本发明的范围。本领域技术人员还将容易地认识到，此处所述的部件、方法或相互作用的顺序或组合仅仅是示例，本披露的各个方面的部件、方法或相互作用可以以不同于本发明所述的那些方式进行组合或实施。
图6和7的功能块和模组可以包括处理器、电子设备、硬件设备、电子组件、逻辑电路、存储器、软件代码、固件代码等，或其任意组合。与前述相一致，可以使用通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、或其它可编程逻辑设备、独立门或晶体管逻辑、独立硬件组件或其任意组合来实现或执行结合本披露所述的各种说明性逻辑块、模组和电路以用于执行本发明所述的功能。通用处理器可以是微处理器，但是替代地，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实施为计算设备的组合，例如dsp和微处理器的组合、多个微处理器、结合dsp内核的一个或多个微处理器、或任何其它此类配置。
结合本披露所述方法或算法的步骤可以直接以硬件、由处理器执行的软件模块、或两者组合的方式体现。软件模块可以驻留在ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、cd-rom、或本领域已知的任何其它格式的存储介质中。存储介质被连接到处理器，使得处理器能够从存储介质读取信息和向存储介质写入信息。在替代方案中，存储介质可以被集成到处理器。处理器和存储介质可以驻留在asic中。asic可以驻留在用户终端、基站、传感器或任何其它通信设备中。在替代方案中，处理器和存储介质可以作为独立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性设计中，所述功能可以以硬件、软件、固件或其任何组合中来实施。如果以软件方式实施，所述功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或在计算机可读介质上传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其包括有助于将计算机程序从一个地方传送到另一个地方的任何介质。计算机可读存储介质可以是能够由通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限制，这种计算机可读介质可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁存储设备、或可用于以指令或数据结构格式承载或存储期望程序代码装置的任何其它介质，其可以由通用或专用计算机或通用或专用处理器访问。此外，连接可以被适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线或数字用户线(dsl)从网站、服务器或其它远程源传输软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线或dsl被包含在介质的定义中。本发明使用的磁盘和光盘包括光盘(cd)、激光盘、光盘、数字通用光盘(dvd)、软盘和蓝光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。以上组合也应该被包含在计算机可读介质的范围内。
尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的实施例精神和范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。此外，本发明的范围不旨在限于说明书中所述的过程、机器、制造、物质组成、手段、方法和步骤的特定实施例。本领域普通技术人员将容易理解，可以利用执行与本文所述相应实施例基本相同功能或获得与本文所述实施例基本相同结果的目前存在的或稍后要开发的上述披露、过程、机器、制造、物质组成、手段、方法或步骤。因此，所附权利要求旨在将这些过程、机器、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其范围内。