选择上行多天线发送以增强覆盖的制作方法

选择上行多天线发送以增强覆盖的制作方法
【专利摘要】在无线网络中的若干高级特征、诸如多载波操作、多RAT/多模传输等在上行传输分集与它们结合使用时可能未被利用至它们最完全的潜力。本文描述的几个技术解决这些问题。一种示例方法始于评估（610）用于移动终端发射机的操作条件并且基于操作条件选择性地激活或者去激活（620）移动终端的多天线发送。被评估的操作条件在一些实施例中包括功率回退（最大功率降低或者“MPR”）的适用性、包括附加MPR（A-MPR）或者功率管理MPR（P-MPR）是否适用。被评估的其它操作条件可以包括对于移动终端的上行数据速率要求或者限制和/或在UE中的电池的实际或者估计状态。
【专利说明】选择上行多天线发送以增强覆盖
【技术领域】
[0001]本发明主要地涉及无线通信网络并且更具体地涉及用于控制在用户设备中上行多天线操作的激活的技术。
【背景技术】
[0002]多输入多输出(MMO)技术是用来提高频谱效率并且由此提升总系统容量的一系列高级天线技术。MIMO意味着基站和UE (“用户设备用于终端用户的无线设备、移动终端、移动站等的3GPP术语)二者都采用多个天线，虽然有时以一种方式使用该术语使得其中包括只有无线电链路的一端使用多个天线的场景。MIMO技术被广泛研究并且在实践中应用于下行通信、即从基站到移动终端，并且也越来越被考虑用于上行通信，即从移动终端到基站。
[0003]存在各种MMO技术或者模式，包括每天线速率控制(PARC)、选择性PARC(S-PARC)、传输分集、接收器分集、双发送天线阵列(D-TxAA)等。这些MMO技术或者模式之中的最后一种，D-TxAA是已经在由第3代伙伴项目(3GPP)的成员开发的宽带CDMA(WCDMA)网络中使用的传输分集的高级版本。
[0004]不论讨论的具体MMO技术如何，符号(Μ X N) 一般用来从发送天线数目(M)和接收天线数目(N)方面表示MIMO配置。针对各种技术使用的或者目前讨论的常见的MIMO配置是(2x1)、(1x2)、(2x2)、(4x2)、(8x2)和(8x4)。由(2x1)和(1x2)表示的配置是 MMO特殊情况，分别对应于称为传输分集和接收机分集的技术。配置(2x2)将在支持3GPP针对WCDMA的规范的第7次发布的系统中被使用。具体而言，WCDMA FDD第7次发布将支持在下行中的双发送天线阵列(D-TxAA)，这是一种用于增强系统容量的多输入多输出(MIMO)技术。(见 3GPP TS25.214 的 “Physical Layer Procedures (FDD)，，。)
[0005]E-UTRAN (“演进通用陆地无线电接入网络”)一用于移动网络的3GPP的长期演进(LTE)升级路径的空中接口一将支持几种MMO方案，包括单用户MMO (SU-MM0)，其中几个空间复用的传输层针对单个用户终端或者从单个用户终端接收几个空间复用的传输层，和多用户MMO (MU-MM0)，其中几个空间复用的下行层针对不同的用户终端。
[0006]在其它无线通信标准，诸如常称为“WiMAX”的、用于无线宽带通信的IEEE802.16标准中，也已经广泛采用MMO技术。
[0007]以上提到的MMO模式或者其它MMO技术实现发送和接收的信号的空间处理。一般而言，由这些技术提供的空间分集可以用来改善频谱效率、扩展小区覆盖、增强用户数据速率、减轻多用户干扰等。然而具体而言，每种MMO技术提供它自己的益处。例如接收机分集(1x2)特别地提高信号覆盖。在另一方面，(2x2)MIM0、诸如D-TxAA带来增加的峰值用户比特率。
[0008]理想地，2x2MM0方案可以使数据速率加倍。是否可以在实践中实际地使数据速率加倍依赖于在发射机与接收机之间的空间信道是否充分不相关，从而2x2MM0的秩为二。(秩是矩阵的独立行或者列的数目。)一般而言，平均数据速率将低于在单链路条件中实现的数据速率的两倍。
[0009]迄今为止，MMO技术一般已经仅被用于下行传输(即从基站到移动终端)并且尚未广泛用于上行通信。原因是与单输入单输出(SISO)型传输相比，MMO技术可能涉及在发射机和接收机二者中的更高复杂度水平。例如在移动终端的射频(RF)部分中，根据MIMO方案和发送天线数目，可能需要几个功率放大器用于发射机。在接收机中，多个天线是必需的，并且根据MMO方案可能需要多个RF链。另外，每种MMO方案在基带处理中引入附加的复杂度。
[0010]因而，需要改进技术用于实施并且控制用于上行通信的MMO操作。

【发明内容】

[0011]在某些更高速条件之下，上行传输分集(ULTD)可能显示比传统单天线操作更差的性能。因此，在某些无线电条件之下、例如在UE的速度高时，一种用于去激活ULTD特征的高层信令机制是被推荐的。
[0012]近来，几种高级特征、比如多载波已经被引入。这些特征中的每个特征还与UE的所谓最大功率降低相关联，最大功率降低是允许UE减少它的最大输出功率以适应限制杂散放射、射频暴露等要求的一种特征。在一些情况，UE的最大功率减少可以很大、例如在3-6dB之间。然而用于激活ULTD的先前的方法未考虑在UE使用一个或者多个这样的高级特征时UE的最大功率降低，这种一个或者多个高级特征可能需要大量的UE最大功率降低。这意味着这些其它特征、比如多载波、多RAT/多模传输等在ULTD与它们结合使用时可能未被利用至它们最完全的潜力。
[0013]本文描述的技术的几个实施例解决这些问题。这些实施例包括例如如下方法，这些方法包括评估用于UE发射机的操作条件并且基于操作条件选择性地激活或者去激活UE的多天线传输。被评估的操作条件在一些实施例中包括功率回退(最大功率降低或者“MPR”)在UE中的适用性、包括附加MPR (A-MPR)或者功率管理MPR (P-MPR)是否适用。被评估的其它操作条件在一些实施例中是对于UE的上行数据速率的要求或者限制和/或UE中的电池的实际或者估计状态。
[0014]可以基于网络节点(除了 UE之外)的对适用于UE的操作条件的知识或者基于由UE向网络节点报告的信息或者二者在网络节点中实施这些技术中的一种或者多种技术。在其它实施例中，可以在UE中(即在自主操作模式中)实施这些方法。在第一种情况下，一些实施例进一步包括信令步骤，在该信令步骤中UE被引导去激活或者去激活多天线传输。在后一种情况下，一些实施例包括信令步骤，在该信令步骤中，UE向网络通知它的多天线发送的激活或者去激活。
[0015]在以下详细的讨论中，还公开了被适配为执行以上概括的技术中的任何技术及其变化的移动终端装置和基站或者其它网络节点。当然，本发明不限于以上概括的特征和优点。实际上，本领域技术人员将在阅读以下详细描述和在查看附图时将认识到附加特征和优点。
【专利附图】

【附图说明】
[0016]图1图示出对于有无闭环传输分集的上行传输，作为调度许可/数据速率的函数的用于移动终端的功率消耗；
[0017]图2图示出作为输出功率函数的示例功率放大器的功率消耗；
[0018]图3和4图示出针对无线通信系统中的共址载波的示例场景；
[0019]图5是接收的信号功率相对于下行范围的绘图；
[0020]图6和7是图示用于控制上行多天线操作的激活的示例方法的过程流程图；以及
[0021]图8是图示根据本发明的一些实施例所配置的示例装置的框图。
【具体实施方式】
[0022]注意虽然来自3GPP LTE和/或3GPP W-CDMA的术语在本公开中被用来示例本发明，但是这不应视为将本发明的范围仅限于这些系统。包括WiMax、UMB、GSM等的其它无线系统也可以从采用在本公开中所覆盖的思想中受益。更具体而言，这里描述的技术和装置一般适用于UE和网络节点，这些UE和网络节点支持任何类型的RAT (LTE、HSPA, GSM、CDMA2000、HRPD、Wimax等)或者支持包括RAT的混合的技术(例如多标准无线电(MSR))。这些技术也适用于具用多发送天线操作(例如波束形成、ΜΙΜ0、传输分集等)的、支持载波聚合或者多载波操作或者多载波/多RAT操作的UE和网络节点。
[0023]如以上所言，MMO技术已经主要用于下行发送并且尚未广泛用于上行通信。与单输入单输出(SISO)型传输相比，MIMO技术涉及在发射机和接收机二者中的更高的复杂度水平。在发射机的射频(RF)部分中，根据MMO方案和发送天线数目可能需要若干功率放大器(PA)。在接收机中，多个天线是必需的，并且根据MMO方案可能需要多个RF链。另外，每种MIMO方案向基带处理引入额外的复杂度。
[0024]多个PA通常被视为在基站中是可行的，因为基站在对外形和电池寿命上有更少约束。然而如果将在上行发送中使用ΜΜ0，则应当在针对用户终端(在3GPP规范中称为“用户设备”或者“UE”)的(可能多个)PA设计中留意。设计者必需尤其考虑电池寿命。MMO在上行中的使用将对用户设备的电池寿命、外形和复杂度具有影响，因此重要的是在可能最完全的程度上利用这些技术。
[0025]如在下行中那样，若干不同多天线技术可以被应用在上行中、诸如波束成形或者天线切换。根据接收基站(比如LTE eNB)是否配备有多个接收天线，可能的多天线方案包括传输分集(两个发送天线、一个接收天线)或者上行MMO (2X2)。另外，方案可以是开环或者闭环的。开环多天线技术基于UE不具有关于上行信道的信息的假设，因此它不能利用这一知识以便优化发送权值(发送波束形成)以便将波束引导在基站的方向上。在另一方面，在闭环多天线技术中，UE具有关于上行信道的一些信息，该信息可以被用来优化波束成形矢量。
[0026]3GPP近来已经开始工作于用于UTRA系统第11次发布的上行传输分集的标准和用于E-UTRA系统第11次发布的上行MMO的标准。“UTRA”或者“通用陆地无线电接入”是对于在基于W-CDMA的3GPP系统中采用的无线电技术的通用术语。“E-UTRA”或者“演进通用陆地无线电接入”是对于在基于正交频分多址的3GPP系统中采用的无线电技术的通用术语并且常被称为“长期演进”或者LTE。将来也将为UTRA定义将传输分集方案向更高级上行MMO方案的扩展。
[0027]具体而言，在针对UTRA的开环传输分集之下，UE可以使用切换机制以便轮流地选择用于传输的天线，或者它可以使用波束成形方式，其中根据预定义集合随机选择波束成形。在闭环方法中，UE可以基于获取的关于在UE与接收基站之间的信道的知识(反馈)选择最佳天线来从其传输或者选择最佳波束成形矢量。
[0028]近来已经决定，在闭环上行传输分集情况下，基站(在3GPP术语中为“节点B”)有责任向UE指示使用若干预编码矢量中的哪个预编码矢量以便优化它的性能。对于在UTRA中的上行传输，预编码矢量仅为相位矢量。这一方式未利用与预编码矢量单元的幅度链接的可能的自由度。
[0029]已经表明，在理论上，闭环上行传输分集在吞吐量方面提供益处。在开环传输分集的情况下，该益处依赖于信道条件和移动终端选择的算法，并且增益可能低于用闭环传输分集实现的增益。然而能够能够表明在特定条件之下使用开环传输分集是有益的。
[0030]应当考虑MMO发送也涉及到复杂度，例如在对信号处理电路的计算要求方面，并且消耗更多UE电池功率。因此，MMO实际上对于数据发送而不是语音最可行，并且对于高数据速率发送最适宜。
[0031]作为示例，图1示出对于几个不同的CLTD增益、对于有无闭环传输分集(CLTD)的发送，在UE电流消耗相对于输出功率方面的益处。该图图示对于O到3dB的增益，在CLTD模式中使用两个功率放大器所产生的电流消耗与使用单个功率放大器的对比。在高发送功率电平(例如+24dBm)时，总电流消耗被改善、即减少，多达20%。然而能够看到，在中到低输出功率范围中相对于常规单PA传输，在CLTD模式中的UE电流消耗明显增加。
[0032]可以通过考虑具有如图2中所示非线性转移特征曲线的PA来解释图1中的表现。图2具体示出全功率PA的效率(下方曲线)和半功率PA的可能效率(上方曲线)。全功率PA被设计为本身递送移动终端的标称最大输出功率，而半功率PA被设计为递送移动终端的标称最大输出功率的仅一半。这两个PA类型在该图中被考虑是因为在3GPP中仍在讨论哪个PA类型将被视为参考架构。根据PA类型，阈值的值可能变化，在该阈值处CLTD变为高效。对于两种PA类型能够看到在相对低发送功率时有“地板”效应,这意味着PA效率很低。注意PA的效率是测量功率源的多少被有用地应用于放大器的输出。换而言之，在PA的输入信号中的变化不引起来自PA的输出信号的任何变化。这使得使用多个天线和多个PA工作的CLTD或者任何方案在低发送功率时低效。因此，使用多个天线的上行传输分集方案或者任何方案应当在它实际为UE和网络二者给予益处时被开启。这意味着使用多个天线的上行传输分集方案或者任何方案应当仅在UE的无线电发射机的输出功率高于阈值或者至少适度更高、例如-1OdBm或者以上时被开启。
[0033]以下具体描述的技术通过上行传输分集或者其它多天线特征的选择性激活和去激活解决网络优化问题。
[0034]UE和某站的M頂O能力
[0035]在MMO术语于3GPP规范中被使用时，其一般是“UE能力”，这意味着并非所有UE可以支持它。与基线场景(单个发送和接收天线)比较MMO操作可以带来显著的更佳性能。然而MMO涉及到额外的UE复杂度，因此一些UE (例如低端UE)不支持MMO能力。
[0036]支持一个或者多个MMO能力的UE在呼叫建立时或者在注册过程期间向网络通知它的能力。某些技术可以支持多于一个MIMO模式。这意味着在一个场景中,特定基站可以支持被对应标准允许的所有可能的MMO模式。在另一场景中，基站可以仅提供MIMO模式的子集。在基本布置中，基站可以完全未提供任何MIMO操作、即，它仅支持从单个发送天线的传输。因此，特定MMO技术的实际使用仅在服务基站UE 二者都具有相同MMO能力的场景中是可能的。
[0037]从3GPP标准的第8次发布开始，已经在3GPP中引入几个新的UE能力。一个重要特征是对于多载波高速下行分组接入(HSDPA)的支持，其中UE能够在两个或者更多载波中的每个载波上同时接收HSDPA信号。多载波HSDPA也可以在每个载波上和MMO —起部署以进一步增强数据速率。这里公开的技术也适用于有多载波能力的UE。下节提供关于多载波部署的一些细节。
[0038]多载波部署
[0039]为了增强技术内的峰值速率，多载波或者载波聚合解决方案已被了解。例如有可能在高速分组接入(HSPA)中使用多个5MHz载波以增强在HSPA网络内的峰值速率。此外，LTE规范的第10次发布将促进多个LTE载波的聚合。
[0040]在LTE中，在多载波或者载波聚合系统中的每个载波一般称为分量载波(CC)、但是有时也称为小区。简而言之，术语分量载波是指在多个载波系统中的单个载波。载波聚合(CA)技术在其它上下文中也称为其它术语、比如“多载波系统”、“多小区操作”、“多载波操作”、“多载波”发送和/或接收。这些术语中的任何术语意味着CA被用于在上行和/或下行方向上的信令和数据的传输。
[0041]在载波聚合系统中，分量载波之一是主载波或者“锚”载波，而其余载波称为辅载波或者补充载波。一般而言，主分量载波或者锚分量载波携带基本的UE特定信令。主分量载波存在于上行和下行CA 二者中。网络可以向操作在相同扇区或者小区中的不同UE指派不同的主载波。
[0042]在载波聚合系统中的分量载波可以属于相同频带，在该情况下，该技术称为带内CA或者属于不同频带(频带间CA)或者其任何组合(例如在频带A中两个分量载波和在频带B中一个分量载波)。在HSPA规范中，载波分布于两个频带内的频带间CA也称为双频带双载波HSDPA (DB-DC-HSDPA)。另外，在带内CA中的分量载波可以在频域中相邻或者不相邻。后一种情况可以称为例如带内不相邻CA。用于CA的包括带内相邻、带内不相邻和频带间分量载波的的混合方式也是可能的。
[0043]在HSPA第10次发布中，可以聚合多达四个下行(DL)载波(这称为4C-HSDPA)，其中DL载波或者DL小区可以属于相同频率频带或者被分拆在两个不同频率频带、例如三个相邻DL载波在频带I (2.1GHz)中以及一个DL载波在频带VIII (900MHz)中。在HSPA规范的第11次发布中，可以聚合多达八个DL载波(这可以称为8C-HSDPA);这些DL载波可以分布于两个或者更多频带内。在HSPA和LTE规范的当前版本(即第10次发布)中，属于一个频率频带的所有载波在由高层、例如由无线电资源控制(RRC)信令配置时必须是相邻的。然而在相同频带内的不相邻载波上的实际操作可能由低层、例如介质访问控制(MAC)信令所执行的载波的选择性的载波激活/去激活来产生。在将来发布(例如第11次发布)中，在相同频带内的不相邻载波可以是可配置的。
[0044]在LTE带内CA中，在原理上，可以由UE聚合各为20MHz的多达五个DL载波；至少存在对于两个DL载波、即多达40MHz的UE要求。在LTE频带间CA中，可以由UE聚合属于两个不同频带的两个DL载波。[0045]使用在不同技术的载波之间的载波聚合也称为“多RAT载波聚合”或者“多RAT多载波系统”或者简称为“RAT间载波聚合”。例如来自WCDMA和LTE的载波可以被聚合。另一示例是LTE和CDMA2000载波的聚合。为了清楚，如以上描述的在相同技术内的载波聚合可以视为‘RAT内’或者简称为‘单RAT’载波聚合。
[0046]图3图示在UTRA系统中的多载波部署的示例，其中分量载波对应于各为5MHz的多个小区。这样的小区在本公开内容中也称为“共址小区”。这些共址小区由相同基站或者节点B服务。图4示出在E-UTRAN系统中的多载波部署的示例。在这一情况下，载波对应于具有不同带宽的多个小区。然而即使在E-UTRAN中，使用具有相同带宽的共址小区也可能是最常见的部署场景。
[0047]上行传输分集的性能
[0048]上行传输分集(ULTD)在容量相对于信噪比(SNR)方面提供增益。例如图5示出在LTE小区中作为下行范围的函数的(下行)接收信号功率，其中假设SIMO操作、5MHz的带宽、900MHz的载波频率和正常循环前缀。下行范围可以是例如从基站发射机到UE无线电接收机的小区范围，该UE无线电接收机可以测量基站发送的信号。最上面的曲线反应自由空间传播模型，而第二条曲线描绘乡村模型。最低的曲线图示假设市区传播模型时作为下行范围的函数的接收信号强度。在图形上叠加直线，这些直线示出为了可靠地解调在3/4编码速率使用64-QAM和在1/3编码速率使用QPSK所传输的数据而需要的示例最小信号强度。例如，能够看到需要_80dBm的接收信号功率以解调64QAM，这意味着在市区环境中的下行范围小于2公里并且在乡村环境中约为8公里。类似地，假如需要-1OOdBm信号强度以解调这一系统中的QPSK发送，则在市区和乡村环境中的下行范围分别约为4.5和31公里。注意该图并未考虑UE的实际功率消耗和电池寿命。
[0049]从图5可见传输分集对于某些SNR区域以及对于某些场景是令人感兴趣的。具体而言，注意针对市区环境的曲线在-SOdBm与-1OOdBm之间的区域中很显著地倾斜。作为结果，即使接收信号功率或者接收机的灵敏度的少量改变仍然可能有接收机可靠地解调信号的能力的大量改变。尽管图5图示下行场景，但是应当理解相同考虑适用于上行。因此，输出传输功率和/或参考接收机灵敏度的即使少量改变仍然对小区的有效“大小”有明显影响。
[0050]一般而言，使用传输分集特征以便增加对于特定无线电链路的吞吐量性能。然而也可以考虑这一特征以便减少为保持相同性能所需要的传输功率。另外利用这一特征以避免在由于某些RF主要要求而需要传输功率回退的情况下的小区缩小可能是非常有益的。(对于这些回退要求的额外讨论，见针对UTRN的3GPP TS25.101和针对E-UTRA的3GPPTS36.101)。经常允许UE应用传输功率降低以限制它对自己的接收机或者对其它接收机产生的干扰量。将理解这一传输功率降低造成小区的有效“缩小”，因此系统损失网络容量。因此，重要的是在可能时利用高级特征以避免小区缩小。在另一方面，在避免小区缩小与节省UE中的电池之间的折衷应当被仔细考虑。
[0051]简言之，如以下更详细解释的那样，为了利用这一发送模式的益处，仅在检测到实际益处时开启上行传输分集是非常有益的。
[0052]无线电辐射
[0053]虽然无线设备通常在频带的定义好的部分中操作，但是在它的操作或者信道带宽(Bff)以外并且也在它的操作频带以外的辐射是不可避免的。在信道BW或者频带以外的这些辐射常称为带外(OOB)辐射或者无用辐射。在信道BW和/或操作频率频带以内和以外二者的辐射也是人体对于RF能量的暴露。以下描述这两个概念(00B辐射和对人的RF暴露)及其关联的信令方面。
[0054]首先，UE以及基站必须满足特定的带外(OOB)辐射要求集合。这些要求的目的是限制由发射机在它们的相应的操作带宽以外向相邻载波或者频带引起的干扰。在事实上，所有无线通信标准(例如GSM、UTRAN、EUTRAN、WLAN等)清楚地规定OOB辐射要求以限制或者至少最小化无用辐射。这些辐射限制中的一些辐射限制由国家和国际法规团体、例如ITU-R、FCC、ARIB、ETSI等批准并且设置。
[0055]通常由标准团体指定并且最终在不同国家和地区由管理者实行的对于UE和基站二者的主要OOB辐射要求一般包括在以下类别中的每个类别中的要求:相邻信道泄漏比(ACLR);频谱辐射掩蔽(SEM);杂散辐射；以及带内无用辐射。这些要求的具体定义和指定的水平可以从一个系统到另一系统变化。然而通常这些要求保证在操作带宽或者操作频带以外的辐射水平在一些情况下保持于在操作带宽内所需信号的数十dB以下。虽然OOB辐射水平往往从操作频带进一步离开时明显衰减，但是至少它们在相邻载波频率中没有被完全消除。
[0056]无论它们的传输功率电平如何，UE和BS各自都必须满足适用OOB辐射要求。一种用于改进OOB辐射的方式是在高度线性模式中操作传输功率放大器。然而对于UE，节约它的电池功率很关键。这要求UE具有高效功率放大器(PA)。PA因此通常被设计为在某些典型操作点或者配置或者参数设置的集合情况下充分线性地高效操作，这些参数设置例如调制类型、活跃物理信道(例如在E-UTRA中的资源块或者在UTRA中的CDMA信道化代码数目/扩频因子)数目。然而在实践中，UE可以使用调制、物理信道等的任何组合来操作。因此，在一些UL发送场景中，UE功率放大器可能不能在线性区域中操作、由此导致由于非线性放大所引起的谐波或者其它非线性特性而引起OOB频带辐射。
[0057]为了保证对于所有允许的UL发送配置UE满足OOB要求，在一些场景中当它达到它的最大功率时UE被允许降低它的最大上行传输功率。这在一些文献中被称为最大功率降低(MPR)或者UE功率回退。例如具有最大传输功率24dBm的UE根据它的配置可以将它的最大功率从24dBm减少至23或者22dBm。
[0058]基站也可能必须执行MPR，但是这未被标准化。另外，BS—般可以承受具有操作范围更大的功率放大器，因为它的效率与UE的效率比较不那么关键。
[0059]一般在标准中指定好用于不同配置的MPR值。当满足针对对应配置的条件时，UE使用这些值以应用MPR。在它们独立于资源块分配和其它部署方面，这些MPR值被视为静态的。
[0060]在E-UTRA中，也已经指定针对UE发射机的附加MPR (A-MPR),除了正常MPR之外UE还应用该A-MPR。区别在于A-MPR不是完全静态的。相反的，A-MPR可以在不同小区、操作频率频带之间并且更具体的在不同位置区域或者地区中部署的小区之间变化。具体而言，A-MPR被UE应用以便满足地区法规组织施加的所谓额外杂散辐射要求。
[0061]A-MPR包括为了考虑诸如以下因素而需要的所有剩余UE最大输出功率降低(在正常MPR之上):带宽、频带频带、资源块分配、地区法规团体(FCC、ARIB、欧洲法规等)设置的要求。为了满足变化的法规辐射要求，所需的A-MPR可以从网络的一个部分到另一部分变化。这归因于诸如可变带宽、变化的资源块分配数目、在网络的不同部分中的不同频带等的因素。另外，即使部署场景(在所用频带、带宽大小等方面)在大覆盖区域内均匀，仍然将总是有在这些覆盖区域之间的边界区域。因此A-MPR是小区特定的值。
[0062]出于这些原因，A-MPR被经由系统信息、在UE特定信道上或者在广播消息中向UE用信令发送。这允许UE在它向小区上驻留时获取A-MPR信息。所获取的与小区关联的A-MPR值然后由UE用来无论它何时在上行发送时都降低它的最大输出功率。用于实行A-MPR以满足额外杂散辐射要求的、称为网络信令(NS)的具体参数已经在E-UTRA中被指定。
[0063]在UE设计中的另一重要因素是人暴露于由UE的发送所产生的射频(RF)电磁场(EMF)0关于人暴露于RF的重要指导已经由国际非电离辐射保护委员会(ICNIRP，1998)以及电气和电子工程师协会(IEEE，1999)产生。在这些推荐中的限制是相似的并且已经在许多国家用作为用于国家标准和法规的基础。INCIRP方针，其为最广泛使用的推荐，已经被全球健康组织(WHO)所认可。这些RF暴露方针基于科学，并且规定的限制已经被设置具有大量安全裕度。这些指导已经被设计为对来自短期和长期暴露于RF场的所有确立的健康影响提供保护，并且已经考虑儿童和人口的其它部分的安全。
[0064]在这些指导中，吸收速率比(SAR)的概念被弓I入以测量来自暴露于由UE发送的RFEMF对人体的影响。SAR是使用移动电话的人暴露组织的单位质量在给定的时间内吸收的最大能量的测量，或者更简单地说，是每单位质量吸收的功率。按ICNIRP的建议，不同国家的通信监管部门已经发布SAR限制。例如美国联邦通信委员会(FCC)已经确定对于蜂窝电话SAR限制为1.6W/kg。在欧洲和在大多数其它国家，SRA限制为2W/kg。
[0065]UE应当符合SAR要求或者由在个别国家、地区、省或者州等的管理者指定的、用于限制对人的RF暴露的任何类型的要求。为了满足这些要求，UE也可能必须降低它的最大输出功率。因此，UE的最大输出功率由SAR限制限定。
[0066]术语功率管理已经被用来应用于如下技术，这些技术用于控制辐射以限制SAR。功率管理MPR (P-MPR)是为了满足RF暴露要求而应用的UE输出功率降低的数量。在先前技术中，与为了满足SAR或者任何类型的RF暴露要求而将被UE应用的MPR相关联的一个或者多个参数被用信令通知给UE。这意味着P-MPR也可以被用信令通知到UE。这是由于SAR或者RF暴露要求可能从一个区域到另一区域变化这样的事实。因此，UE为了满足要求而需要的MPR的数量可以从一个小区到另一小区变化。
[0067]设备到设备通信
[0068]设备到设备(D2D)通信意味着在两个UE之间的直接通信。D2D通信链路可以由网络(网络辅助的D2D通信)或者由涉及到的UE自主地建立。例如在前一种情况下，网络可以辅助相互邻近的UE相互发现(设备发现)并且建立直接链路(D2D承载建立)而不是通过网络节点、例如基站或者无线网络控制器(RNC)的链路。在两个UE经由蜂窝无线网络节点相互通信时，通信路径涉及到上行和下行，二者都消耗宝贵的系统资源，这有别于直接D2D链路的单跳。在一些情况下，同一 UE可以同时维持(例如，与服务基站)蜂窝通信链路和与另一 UE的直接D2D链路。
[0069]现有解决方案的问题
[0070]已经被争论过在某些更高速度条件之下，上行传输分集(ULTD)表现出比常规单天线操作更差的性能。因此，一种用于在某些无线电条件之下、例如在UE的速度高时去激活ULTD 特征的高层信令机制被推荐。(见 3GPP TR25.863 的“Universal Terrestrial RadioAccess (UTRA) ; Uplink transmit diversity for High Speed Packet Access (HSPA)，，。)
[0071]近来已经引入若干高级特征、诸如多载波。这些特征也与UE的最大功率降低相关联。在一些情况下，UE的最大功率降低可以很大、例如在3-6dB之间。用于激活ULTD的先前已知方式未考虑在UE使用一个或者多个这样的高级特征来操作时UE的最大功率降低，而该一个或者多个高级特征可能需要大量UE最大功率降低。这意味着在ULTD与其它特征、诸如多载波、多RAT/多模传输等结合使用时这些方式可能未提供全增益。
[0072]控制上行多天线操作的激活
[0073]这里描述的技术的若干实施例解决这些问题。如以下具体描述的那样，这些实施例包括例如如下方法，这些方法包括评估用于UE发射机的操作条件并且基于该操作条件选择性地激活或者去激活UE的多天线传输。被评估的操作条件在一些实施例中包括UE中的最大功率降低(MPR)的适用性，这包括AMPR或者P-MPR是否适用。被评估的其它操作条件在一些实施例中是对于UE的上行数据速率要求或者限制和/或UE中的电池的实际或者估计状态。
[0074]可以在网络节点(除了 UE之外)中基于网络节点的对适用于UE的操作条件的知识，或者基于由UE向网络节点报告的信息或者二者实施这些技术中的一种或者多种技术。在其它实施例中，可以在UE中(即在自主操作模式中)实施这些方法。在第一,清况下，一些实施例进一步包括信令步骤，在该步骤中UE被引导激活或者去激活多天线传输。在后一种情况下，一些实施例包括信令步骤，在该步骤中UE向网络通知它多天线传输的激活或者去激活。
[0075]这里公开的技术中的几个技术的一般原理是一种用于上行传输分集(ULTD)或者其它多天线技术的选择性的激活和去激活的机制被使用以提高在高级UE操作场景中、诸如在多载波操作中的覆盖。这些技术中的几个技术落入以下类别:用于网络控制的ULTD激活的方法和装置、用于网络控制的ULTD去激活的方法和装置、用于UE自主ULTD激活的方法和装置以及用于UE自主去激活ULTD的方法和装置。以下进一步详细讨论这些类别。
[0076]网络控制的多天线发送激活
[0077]网络节点、诸如RNC或者基站可以被配置为通过使用高层信令来控制ULTD特征的激活以便在与UE功率回退(也称为UE最大功率降低或者UE MPR)相关联的某些场景或者条件之下优化网络容量。具体而言，在确定何时激活或者去激活给定的一个或者多个UE的ULTD时，网络节点考虑如下条件或者场景，在这些条件或者场景之下允许UE回退或者降低其最大传输功率和/或放宽在所需接收机参考灵敏度方面的UE要求。
[0078]针对不同操作、例如多载波操作，UE功率回退和参考灵敏度要求被预先定义。因此，针对几个操作场景和/或操作条件中的每个操作场景和/或操作条件的预定义的UE要求可以被网络节点评估用于在确定何时执行ULTD特征的激活/去激活时使用。
[0079]这些场景或者条件中的几个场景或者条件在下面被描述。首先是其中涉及到由于某些发送参数而导致UE最大功率降低的场景。如以上所言，最大功率降低(MPR)或者UE功率回退根据传输参数和上行信道配置可以是几dB。MPR的目的是允许UE在一些高要求的配置中降低它的最大输出功率，从而它可以满足对信号质量和带外(OOB)辐射的一般要求。应当注意MPR是配额；UE无需实际上使用它。
[0080]在LTE中MPR被表示为对于分配资源块的特定数量(NRB)适用的最大功率降低，这些数量的要求特别高。MPR也依赖于调制类型。例如对于QPSK，最大MPR等于ldB，而对于16QAM，MPR对于少量资源块(RB)分配为ldB。MPR对于大量RB分配上升至2dB。在取自3GPP TS36.101的表1中示出这一点。
[0081]表1:用于UE功率第3类(23dBm)的最大功率降低(MPR)
【权利要求】
1.一种在无线通信系统的网络节点中的方法，用于控制用户设备UE中的上行多天线操作的激活，其特征在于所述方法包括: 评估(610)操作条件以确定是否所述UE被允许降低它的最大输出功率或者被允许按照放宽的接收机灵敏度要求来操作或者被允许这二者；以及 基于所述评估选择性地激 活或者去激活(620)所述UE的上行多天线操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中选择性地激活或者去激活所述UE的上行多天线操作包括用信令向所述UE通知以激活或者去激活多天线传输。
3.根据权利要求1或者2所述的方法，其中所述选择性地激活或者去激活(620)所述UE的上行多天线操作进一步基于对所述UE的电池寿命的评估。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述选择性地激活或者去激活(620)上行多天线操作包括当所述UE的电池寿命低于阈值时激活所述UE的上行多天线操作。
5.根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的方法，其中所述UE支持在多种无线电接入技术上的同时传输，并且其中所述选择性地激活或者去激活(620)上行多天线操作包括当UE功率管理最大功率降低P-MPR，或者UE最大功率降低MPR，或者这二者被所述UE应用时，或者当所应用的P-MPR或者MPR高于它们的相应阈值时激活所述UE的上行多天线操作。
6.根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的方法，其中上行多载波操作在使用中，并且所述选择性地激活或者去激活(620)上行多天线操作包括当所述UE应用最大功率降低MPR时，或者当所应用的MPR高于阈值时激活所述UE的上行多天线操作。
7.根据权利要求5或者6所述的方法，其中所述评估操作条件包括评估用于所述UE的上行配置以确定由所述UE应用的或者将由所述UE应用的功率管理最大功率降低P-PMR或者UE最大功率降低MPR，其中所述选择性地激活或者去激活(620)所述UE的上行多天线操作基于所述MPR或者P-MPR。
8.根据权利要求1-7中的任一权利要求所述的方法，其中所述选择性地激活或者去激活(620)上行多天线操作包括当上行传输信道配置造成高立方度量或者用于所述UE的功率放大器的非线性性能的其它量度时，激活所述UE的上行多天线操作。
9.根据权利要求1-8中的任一权利要求所述的方法，其中所述评估操作条件包括评估被用信令通知到所述UE的额外的最大功率降低A-MPR准许。
10.根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的方法，其中所述选择性地激活或者去激活(620)上行多天线操作包括当所述UE正同时操作在蜂窝模式和设备到设备D2D模式中时，激活所述UE的上行多天线操作。
11.根据权利要求ι-?ο中的任一权利要求所述的方法，所述方法进一步包括响应于确定正由所述UE传输的或者将由所述UE传输的数据速率低于阈值而去激活所述UE的多天线操作。
12.根据权利要求1-11中的任一权利要求所述的方法，所述方法进一步包括响应于确定正由所述UE传输的或者将由所述UE传输的数据速率低于阈值，并且当所述UE应用MPR时，或者当UE MPR界被逼近时，或者当MPR低于阈值时，激活所述UE的多天线操作。
13.根据权利要求1-12中的任一权利要求所述的方法，其中所述UE支持多于两个上行天线，所述方法进一步包括基于所述评估选择性地激活用于所述UE的特定数目的天线，并且向所述UE指示哪些特定天线将被用于上行多天线操作。
14.根据权利要求1-13中的任一权利要求所述的方法，其中所述网络节点是以下各项之一: 无线网络控制器； 基站; 中继节点；以及 施主中继节点。
15.一种在无线通信系统中操作的用户设备UE中的方法，用于控制上行多天线操作的激活，所述方法包括: 评估(710)以下各项中的一项或者多项:(i )所述UE的电池寿命、(ii )是否所述UE正同时操作在设备到设备D2D模式和蜂窝模式中，和(i i i )是否所述UE正同时操作在两种不同无线电接入技术上；以及 基于所述评估选择性地激活或者去激活(720)所述UE的上行多天线操作。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述选择性地激活或者去激活(620)上行多天线操作包括当所述UE的电池寿命低于阈值时激活所述UE的上行多天线操作。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述选择性地激活或者去激活(620)上行多天线操作包括当所述UE 的电池寿命低于阈值并且由所述UE传输的功率高于某个阈值时，激活所述UE的上行多天线操作 。
18.根据权利要求15-17中的任一权利要求所述的方法，其中选择性地激活或者去激活(720)所述UE的上行多天线操作包括用信令向所述网络通知多天线传输已经被激活。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述信令包括对于激活多天线传输的原因的指/Jn ο
20.根据权利要求15-19中的任一权利要求所述的方法，其中所述评估基于在所述UE中存储的预定义规则。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述预定义规则将某些类型的多天线传输的激活限制于某些操作场景。
22.根据权利要求20或者21所述的方法，其中所述预定义规则基于由网络节点用信令向所述UE通知的一个或者多个阈值。
23.根据权利要求15-22中的任一权利要求所述的方法，其中所述UE支持多于两个上行天线，所述方法进一步包括基于所述评估选择性地激活用于所述UE的特定数目的天线。
24.根据权利要求15-23中的任一权利要求所述的方法，所述方法进一步包括响应于确定正由所述UE传输的或者将由所述UE传输的数据速率低于阈值或者所述UE正以低于阈值的输出功率水平传输或者这二者来去激活所述UE的多天线操作。
25.一种用于在无线通信系统中使用的网络节点，其特征在于所述网络节点包括: 用于评估(610)操作条件以确定是否UE被允许降低它的最大输出功率或者被允许按照放宽的接收机灵敏度要求来操作或者被允许这二者的装置；以及 用于基于所述评估选择性地激活或者去激活(620)所述UE的上行多天线操作的装置。
26.根据权利要求25所述的网络节点，其中用于选择性地激活或者去激活所述UE的上行多天线操作的所述装置被适配为用信令向所述UE通知以激活或者去激活多天线传输。
27.根据权利要求25或者26所述的网络节点，其中用于选择性地激活或者去激活所述UE的上行多天线操作的所述装置被适配为将所述激活或者去激活基于对所述UE的电池寿命的评估。
28.根据权利要求27所述的网络节点，其中用于选择性地激活或者去激活所述UE的上行多天线操作的所述装置被适配为当所述UE的电池寿命低于阈值时激活所述UE的上行多天线操作。
29.根据权利要求25-28中的任一权利要求所述的网络节点，其中所述UE支持在多种无线电接入技术上的同时传输，并且其中用于选择性地激活或者去激活所述UE的上行多天线操作的所述装置被适配为当UE功率管理最大功率降低P-MPR或者UE最大功率降低MPR或者二者都被所述UE应用时，或者当所应用的P-MPR或者MPR高于它们的相应阈值时激活所述UE的上行多天线操作。
30.根据权利要求25-28中的任一权利要求所述的网络节点，其中上行多载波操作在使用中，并且用于选择性地激活或者去激活所述UE的上行多天线操作的所述装置被适配为当所述UE应用最大功率降低MPR时或者当所应用的MPR高于阈值时激活所述UE的上行多天线操作。
31.根据权利要求29或者30所述的网络节点，其中用于评估操作条件的所述装置被适配为评估用于所述UE的上行配置以确定由所述UE应用的或者将由所述UE应用的功率管理最大功率降低P-PMR或者UE最大功率降低MPR，并且其中用于选择性地激活或者去激活所述UE的上行多天线操作的所述装置被适配为将所述激活或者去激活上行多天线操作基于所述MPR或者P-MPR。
32.根据权利要求25-31中的任一权利要求所述的网络节点，其中用于选择性地激活或者去激活所述UE的上行多天线操作的所述装置被适配为当上行传输信道配置造成高立方度量或者用于所述UE的功率放大器的非线性性能的其它量度时激活所述UE的上行多天线操作。
33.根据权利要求25-32中的任一权利要求所述的网络节点，其中用于评估操作条件的所述装置被适配为评估用信令向所述UE通知的额外最大功率降低A-MPR准许。
34.根据权利要求25-28中的任一权利要求所述的网络节点，其中用于选择性地激活或者去激活所述UE的上行多天线操作的所述装置被适配为当所述UE正同时操作在蜂窝模式和设备到设备D2D模式中时激活所述UE的上行多天线操作。
35.根据权利要求25-34中的任一权利要求所述的网络节点，其中用于选择性地激活或者去激活所述UE的上行多天线操作的所述装置被适配为响应于确定正由所述UE传输的或者将由所述UE传输的数据速率低于阈值而去激活所述UE的多天线操作。
36.根据权利要求25-35中的任一权利要求所述的网络节点，其中用于选择性地激活或者去激活所述UE的上行多天线操作的所述装置被适配为响应于确定正由所述UE传输的或者将由所述UE传输的数据速率低于阈值，并且当所述UE应用MPR时，或者当UE MPR界被逼近时，或者当MPR低于阈值时，去激活所述UE的多天线操作。
37.根据权利要求25-36中的任一权利要求所述的网络节点，其中所述UE支持多于两个上行天线，其中用于选择性地激活或者去激活所述UE的上行多天线操作的所述装置还被适配为基于所述评估激活用于所述UE的特定数目的天线，并且向所述UE指示哪些特定天线将被用于上行多天线操作。
38.一种用于在无线通信系统中使用的网络节点，所述网络节点包括处理电路(1420)，所述处理电路被适配为: 评估操作条件以确定是否UE被允许回退它的最大输出功率或者被允许按照放宽的接收机灵敏度要求来操作或者被允许二者；以及 基于所述评估选择性地激活或者去激活所述UE的上行多天线操作。
39.一种被适配用于在无线通信系统中操作的用户设备UE，所述UE包括: 用于评估(710)以下各项中的一项或者多项的装置:(i)所述UE的电池寿命、(ii)是否所述UE正同时操作在设备到设备D2D模式和蜂窝模式中，和(iii)是否所述UE正同时操作在两种不同无线电接入技术上；以及 用于基于所述评估选择性地激活或者去激活(720)所述UE的上行多天线操作的装置。
40.根据权利要求39所述的UE，其中用于选择性地激活或者去激活上行多天线操作的所述装置被适配为当所述UE的电池寿命低于阈值时激活所述UE的上行多天线操作。
41.根据权利要求40所述的UE，其中用于选择性地激活或者去激活上行多天线操作的所述装置被适配为当所述UE的电池寿命低于阈值并且由所述UE传输的功率高于某个阈值时激活所述UE的上行多天线操作。
42.根据权利要求39-41中的任一权利要求所述的UE，其中用于选择性地激活或者去激活上行多天线操作的所述装置被适配为用信令向所述网络通知多天线传输已经被激活。
43.根据权利要求42所述的UE，其中所述信令包括对于激活多天线传输的原因的指/Jn ο
44.根据权利要求39-43中的任一权利要求所述的UE，其中用于评估的所述装置被适配为基于在所述UE中存储的预定义规则来进行评估。
45.根据权利要求44所述的UE，其中所述预定义规则将某些类型的多天线传输的激活限制于某些操作场景。
46.根据权利要求44或者45所述的UE，其中所述预定义规则基于由网络节点用信令向所述UE通知的一个或者多个阈值。
47.根据权利要求39-46中的任一权利要求所述的UE，其中所述UE支持多于两个上行天线，并且其中用于选择性地激活或者去激活上行多天线操作的所述装置被进一步适配为基于由用于评估的所述装置进行的所述评估而选择性地激活用于所述UE的特定数目的天线。
48.根据权利要求39-37中的任一权利要求所述的UE，其中用于选择性地激活或者去激活上行多天线操作的所述装置被适配为响应于确定正由所述UE传输的或者将由所述UE传输的的数据速率低于阈值或者所述UE正以低于阈值的输出功率水平进行传输或者这二者，而去激活所述UE的多天线操作。
49.一种被适配用于在无线通信系统中操作的用户设备UE，所述UE包括处理电路(1420)，所述处理电路被适配为: 评估以下各项中的一项或者多项:(i)所述UE的电池寿命、(ii)是否所述UE正同时操作在设备到设备D2D模式和蜂窝模式中，和(iii)是否所述UE正同时操作在两种不同无线电接入技术上；以及基于所述评估选择性地激活或`者去激活所述UE的上行多天线操作。
【文档编号】H04B7/06GK103620980SQ201280030715
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年6月21日 优先权日:2011年6月21日
【发明者】M·卡兹米, S·塞西亚 申请人:瑞典爱立信有限公司