专利名称：具有可变双工性能的终端的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及蜂窝通信终端，特别是涉及具有不同双工性能的终端。
背景技术：
已知具有工作在半双工模式的蜂窝通信终端。即它们不能在同一时刻进行接^R^发送。此类终端的一个例子是GSM移动电话和某些GPRS移动电话。已知具有工作在全双工模式的蜂窝通信终端，既它们可以在同一时刻进 行接收和发送。此类终端的例子是高端GPRS移动电话和WCDMA移动电话。因此，双模式电话可以通过/人GSM工作才莫式切换到WCDMA工作模式 来改变它的双工性能。分别用于在GSM模式和WCDMA模式中工作的RF 电路和天线将通常是不同的并且独立的。全双工终端的一个关ltla件是双工器，它把发射器和接收器连接至天线， 并且防止发射器所发射的符号与接收器所接受符号之间的互相干扰。双工器 价格昂贵，耗能并具有大体积。因此需要减少^^双工器或者^J 1便宜、低 功寿毛以及小型只又工器。当前，双工器在发射器工作在最大功率时能够在发射器和接收器之间提 供足够的隔离。如果放宽限制的话，则可以<錢更便宜的、低功耗的小型双 工器。当前趋向于在终端内{錢多个天线，这些天线均具有它们各自的关联信 道或者也可以分享(diversify)—个信道。然而，添加多个天线通常还要求使 用多个双工器以#^个接收器分支从每个发射器分支隔离开。期望的是，提供多天线的^J ]而无需在每个天线处^J I双工器。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供了一种蜂窝通信终端，该终端具有全双 工工作模式和半双工工作模式，并且包含第一蜂窝发射器以及第一蜂窝接 收器，当终端工作在全双工模式时，可工作为在同一时间进行接^^口发送， 而当终端工作在半双工才莫式时，可工作为在不同时间而非同一时间内进行接收和发送；以及，切换控制，用于当所i^冬端工作在全双工模式时，将该终 端的工作模式从全双工转变为半双工模式。该切换控制还在所述终端工作在半双工模式的时候将该终端的工作模式 从半双工模式改变为全双x^莫式。因此，该终端可工作在其全性能下即全双工模式下，也可工作在其简化 性能下即半双工模式下。例如，当分离第一发射器与第一接收器的双工器达 到其隔离极限时，这些模式之间可f汰生。这例如可以通过在第一接收器处 检测来自第一发射器的自干拔或者通过检测来自第一发射器的发射功率iM企终端工作在不同双工性能下的能力允许网络根据那些性能来分配资源。 终端可以通知网络其当前的双工性能。网络进一步向具有限定双工性能的任意终端提供高效地工作在网络中的 资源。该终端可以但不必须能够切换其双工性能，但其将能够唯一地以信号 发送其双工性能。根据本发明的另一实施例，提供了一种蜂窝通信终端，该终端具有全双 工工作模式和半双工工作模式，并且包括多个蜂窝发射器和接收器；以及 控制器，用来控制至少一个发射器来发射用于指示多个天线中每一个天线的 双工性能的性能消息。该终端可具有一个固定的双工性能或者可具有可变双工性能。如果双工 性能是可变的，则所逸性能消息可以指示该终端的目前性能。根据本发明的又一实施例，提供一种蜂窝网元，包括控制器，用于使 用接^^的性能消息以在网络中分配资源，其中所述接^SU的性能消息用于 指示终端内多个天线中每个天线的当前双工性能。根据本发明的另一实施例，提供一种蜂窝通信终端，该通信终端具有 全性能工作模式，在该工作模式下，至少一个天线可以进行全双工工作；简
化性能工作模式，在该工作模式下，至少一个天线可以半双工工作，该终端包括多个蜂窝发射器和接收器；以及，控制器，用于控制至少一个发射器 以发射用于指示简化性能工作模式的性能消息。根据本发明的另一实施例，提供一种蜂窝通信网元，包括控制器，其 配置为使用接收到的性能消息以在网络中分配资源，其中所述接^JU的性能 消息用于指示简化性能工作模式。
为了更好理解本发明，下面仅以示例的方式来参考附图，其中 图1描述了包括蜂窝通信网络2以及多个蜂窝通信终端IOA、 IOB、 10C 的蜂窝通信系统l;图2描述了具有全双工性能的蜂窝通信终端；图3描述了在终端10和网络2之间的消息交换；以及图4用图示了具有全双工性能的多天线终端10，。务本实施方式图1描述了包括蜂窝通信网络2以及多个蜂窝通信终端10A、 IOB、 10C 的蜂窝通信系统l。该网络中的每个小区4由勤占6提供服务，而这些勤占由 核心网元8 4空制。其中 一个蜂窝通信终端可以是半双工性能的。该半双工性能的终端包括第一蜂窝发射器，用于在第一发射频带中进行发射；第一蜂窝接收器，用于 在第一接收频带中进行接收，该第一接收频带不同于第一发射频带。该半双 工终端不包^f^f可双工器。至少有一个蜂窝通信终端IO是全双工性能的。该全双工性能的终端10 如图2所示。该终端包含第一蜂窝发射器21,用于在第一发射频带中进行 发射；第一蜂窝接收器31,用于在第一接收频带中进行接收，该第一接收频 带不同于第一发射频带；以及双工器41,用于把第一蜂窝发射器21和第一蜂 窝接收器31连接至第一天线51。在其他实施例中，该双工器可以不放在RX 通道和TTK通道与天线的连接处，而可以放在RX通道或者rK通iUi。
终端10具有全双工的工作模式，在该模式下第一蜂窝发射器21从第一 天线51发射符号，同时第一蜂窝接收器31通过第一天线51接收符号。由双 工器41所提供的隔离防止了发射的符号与接收的符号之间的干扰，即防止了 自干扰。终端10具有半双工的工作模式，在该模式下发射和接^l汰生在不同的时 间而非同一时间。第一蜂窝发射器21在第一时间从第一天线51发射符号， 然后第一蜂窝接收器31在不同于第一时间的第二时间通过第一天线51接收' 信号。终端IO还包含控制器12。该控制器12提供切换控制14以及信号^fc^控 制16。切换控制14改变终端10的工作才莫式，当该终端在全双工模式下工作时， 切换控制14能够把该该工作模式从全双工模式切换为半双工模式。当该终端 10工作在半双工模式下时，切换控制14能够把该工作模式从半双工模式切换 为全双工才莫式。对该切换控制14的触发可以通过多种手,^*提供。 在一个实施例里，通过接收器31从网络2所接^R^的信号可以发挥触发 的功能。在另 一实施例中，该触;^^设备10与另"^i^l^列如具有外部天线或改进 电源等的扩展鸡(dockingstation)的连接。在另一实施例中，在终端io处^M亍的自干护d企测发挥触发的功能。检测在第一蜂窝接收器处接^^'j的符号中的干扰。所接收到的信号强度指示符 (RSSI)、所接^J'j的信噪比(SIR)、所接"tJU的干扰功率、误码率(BER)、 误帧率FER等等都可以用来作为衡量干扰的手段。自千扰的衡量例如可以通 过测量发射器开机时的干扰功率以及通过测量发射器关机时的干扰功率来得 到。当所才全测到的(自)干拔超过了第一预定干扰阈值时，触发工作模式改 变至半双工模式。当所检测到的(自)干扰落到第二预定干扰阈值之下时， 触发工作模式改变回全双工模式。第一阈值和第二阈值可以是不同的(只紹t、 定的)也是可以是相同的。^争越阈值可以涉M时限值以避免;^i页繁的模式改变在另一实施例中，蜂窝发射器21的功率输出发挥触发的功能。当功率输 出超过了第一预定功率阈值时，触发工作模式改变至半双工模式。当功率输 出落到第二预定功率阈值之下时，触发工作模式改变回全双工模式，其中第二预定功率阈值通常与第一预定阈值相同，但也可以不同。功率阈值可以依赖于双工器的特征。在一个例子里，该预定功率阈值被选择为当第一发射 器21的功率输出不超过该预定阈值时，由双工器41在第一蜂窝发射器21和 第一蜂窝接收器31之间提供的隔离足够；而当第一发射器21的功率输出超 过该预定阈值时，该隔离并不足够。在优选的实施例中，如图3所示，切换控制14在工作模式变化之前并不 立即对触发做出响应，而是首先与网络2交换消息。响应于触发，控制器12的信号^^^控制16控制第一发射器21发送请求 消息71给网络2。该请求信息71识别新的工作模式，并且可以作为性能信息 消息来发送。终端10的第一接收器31从网络2接收一个应答消息72,切换控制14改 变73终端的工作模式。切换可以有选择性的延迟，直到从网络2接^^进一 步的确认。消息71、 72可以是离散的消息或者可以作为信息元素包含在某些其他消 息中。网络2改变资源分配74以考虑终端10的模式改变。例如，如果终端10 处于全双工模式，则预计终端10向网络2进行发射或从网络2向终端10进. 行发射的时间不受限制。然而，如果终端10的模式改变为半双工模式，则通 往该终端的发射和来自于该终端的发射受到限制，因此它们并不一致。此限 制使得在终端IO处的发射和接收之间留下了足够的防护时间。网络2还必须 为终端IO保留合适的测量间隔来测量其他频率上的载波，其他频带上的载波 或者其他系统的载波，从而测量间隔既不与终端向终端2的发射一致，也不 与网络2向终端10的发射一致。图4显示具有一个全双工性能的多天线终端10，。它不但包^4口图2所述 的相同的器件，还另外包括第>^奪窝发射器22、第二蜂窝接收器32以及切换 单元51,该切换单元51将第二蜂窝发射器22和第二蜂窝接收器32连接至天
线52。第一和第二发射器工作斜目同的载〉鈔1率下。第一和第_^|妾收器工作 在相同的载波频率下。发射器的载波频率与接收器的载波频率是分开的。在 某些例子里，如果对发射和^妾收作一定的限制，则发射器的载波频率可以与 接收器的载波频率相同。在某些例子里，第一和第二发射器可能工作在分离.. 的载波频率或者分离频带的载波上。相应地，第一和第二接收器可以工作在 分离的载波频率或者分离频带的载波上。终端10，可以仅使用其第一和第二发射器中的一个并工作在单上行M^输入(SI-u)模式。如果fe占具有单个接收器天线，则此SI-u模式可为单输入 单输出(SISO)模式，或者如果勤占具有多个接收器天线，则此SI-u模式可 为单4lr入多输出(SMO)模式。终端10，可以同时使用其第一和第二发射器并工作在多上行M^各输入 (M-u)模式。如果勤占具有单个接收器天线，则此M-u模式可为多输入单 输出(MSO)模式；或者如果勤占具有多个接收器天线，则此M-u模式可 以为多输入多输出(MMO)模式。终端IO，可以仅使用其第一和第二发射器中的一个并工作在单下行H^各 输出(SO-d)模式。如果勤占仅具有单个发射器天线，则此SO-d模式可以为 SISO模式；或者如果勤占具有多个发射器天线，则此SO-d模式可以为MTSO 模式。终端10，可能同时i^u其第一和第二发射器并工作在多下行M^ir出(MO-d)模式。如果^J占仅具有单个发射天线，则此MO-d模式可以为SIMO 模式；或者如果I^占具有多个发射天线，则此MO-d模式可以为MMO模式。 终端10，可以通过仅^^I发射器21, 22中的一个而作为单输Aji行M^各(SI-u)终端工作，并且可以通过仅使用接收器31， 32中的一个而作为单输 出下行#^各终端工作。例如，如果仅仅使用第一发射器21和第一接收器31, 则终端IO，可以作为全双工或者半双工SISO终端工作。如果仅仅橫JU第二发 射器22和第二接收器32,则终端IO，仅仅可以作为半双工SISO终端工作。终端10可以通过同时使用发射器21,22(M-u)和^JI]发射器31,32(SO-d) 中的一个而作为多输入单输出(MSO)终端工作。如果^Jf]的接收器是第一 接收器31,则终端10，可作为全双工或半双工终端(MISO)终端10，工作。
如果选择使用的接收器A^二接收器32,则终端IO，仅仅可以作为半双工 (MSO)终端IO，工作。终端10可以通过^fM发射器21,22(SI-u)中的一个和接收器31,32(MO-d) 二者而作为单输入多输出(SIMO)终端工作。如果^J ]的发射器为第一个发 射器21,则终端IO，可以作为全双工或半双工(SIMO)终端10，工作。如果 使用的发射器是第二个发射器22,则终端10仅仅可以作为半双工(SIMO) 终端IO，工作。终端IO，可以通过同时^JU发射器21 ， 22(MI-u)并且同时4細接收器31 ， 32(MO-d)而作为多输入多输出(MMO)终端工作。终端IO，仅仅可以作为半 双工MMO终端工作。如果开关61由双工器所#^，则终端10，可以作为全 双工MMO终端工作。如果双工器41最初由开关所替代，则终端10，仅仅可 以作为半双工终端工作。因此，需要意识到，在第二发射器22和第二接收器32之间使用开关单 元61取代双工器41将终端IO，的某些多天l^莫式限制为半双工模式，而如^ ^j l双工器的话，则可以具有使用半双工和全双工模式的选则。但是，减少 <細双工器的数目具有显著的优点。双工器价格昂贵，耗能高，同时占空间。 这些缺点在多天线终端里尤其显著。因此终端10，可以是比传统的仅仅^^l双 工器的多天线终端更便宜，更小巧，更高效。终端IO，的性能(即只有半双工可用于SI-u和MI-u模式与SO-d和MO-d 模式组合)需^f专送至网络，从而起可以将网络资源分配纳入考虑。控制器12的信号^^控制16控制第一发射器21发送消息71给网络2。 该消息指示了每个模式组合(SISO、 SMO、 MSO、 MMO)的双工性能。该 消息例如向终端10，的每个天线指示天线是否与全双工性能的发射器和接收 器或与非全双工性能的发射器和接收器相关联。该消息可以被扩展为指示天 线是否与仅与发射器或仅与接收器相关联。消息71可以为离散消息或者可以 作为信息元素包含在其他消息内。在从^JD单天线到使用多天线的转换时，或者在下列多天线配置之间的 转换时即乂人SISO向SMO、 MSO或MIMO的转换，从SIMO向SISO、， MSO或MEMO的转换，从MISO向SISO、 SMO或M1MO的转换，或者从 MMO向SISO、 SMO或MISO的转换时，终端IO，可以在全双工模式和半 双工模式之间进行切换。即使在该终端可以工作在全双工模式下，例如在MIMO模式(SISO、 SMO、 MISO、 M1M0)中，该终端10可以另行通过简化性能来工作，例如其 完全性能集合中的半双工。可以由终端IO，或网络来做出通过简化性能来工作 的决定。如果是由该终端决定的话，则其需要被传送至网络。进行传送的一 种常规方法是向网络2发送新消息71,该消息71标识终端IO，的该筒化性能， 例如SISO下的半双工、SMO下的半双工、MSO下的半双工或MMO下的 半双工。终端IO，可以在全性能(例如全双工模式)和简化性能(例如半双工模 式)之间进行切换。切换控制14改变终端IO，的工作性能。当终端10，工作在 全双工模式下时，切换控制14能够将工作模式从全双工模式改变到半双工模 式。当终端10工作在半只XX模式下时，切换控制14可以将工作模式从半双 工模式改变到全双工模式(如果可能的话)。针对切换控制14的触发可以由多种不同手IS^提供。在一个实施例中，经由发射器21、 22从网络2所接^J'j信号可以发挥触 发的功能。在另 一实施例中，该触^A设备10与另 一设^f列如具有外部天线或改进 电源等的扩展鸡的连接。在另一实施例中，在终端10处才;M亍的自干拔^r测发4军触发的功能。当一 个接收器31, 32用来接收符号时，另一个接收器32， 31用来进行干扰测量。: 自干扰的衡量可以通过测量发射器开机时的干扰以及通过测量发射器关机时' 的干护C^得到。当所检测到的(自)干护濕过了第一预定干扰阈值时，触发 工作模式改变至半双工模式。当所检测到的(自)干扰落到第二预定干扰阈 值之下时，触发工作模式改变回全双工模式。第一阈值和第二阈值可以是不 同的(只紹t、定的)也是可以是相同的。跨越阈值可以涉A^时P艮制以避免^ii 繁的才莫式改变。在另一实施例中，蜂窝发射器21的功率输出发挥触发的功能。当功率输 出超过了第一预定功率阈值时，触发工作模式改变至半双工模式。当功率输 出落在第二预定功率阈值之下时，触发工作模式改变回全双工模式，其中第 二予贞定功率阈值通常与第一预定阈值相同，但也可以不同。跨越阈值可以涉及定时限制以避免太繁的模式改变。功率阈值可以依赖于双工器41的特征。使用功率输出或者自干扰作为触发对简化全双工性能的实现是有用的。 在实现中，该设备能够工作在全双工模式下，除非发射功率或者自干扰的其中一个超过了他们相应的预定阈值。该预定功率阈值被选择为当第一发射 器21的功率输出不超过该预定阈值时，由双工器41在第一蜂窝发射器21和 第一蜂窝接收器31之间提供的隔离足够；而当第一发射器21的功率输出超过该预定阈值时，该隔离并不足够。在全双工实现中，双工器可以在整个功率和信噪比值的范围内工作。 应当意识到，在前文中，全双工和半双工工作模式是在同一移动电话模式下的不同4莫式。也就是说，在全双工和半双工工作模式中使用相同的FDD通信协议。虽然本发明的实施例在先前段落中参考各种例子进行了描述，但需要意 识到，在不脱离本发明所要求保护的范围的情况下，可以对所给出的例子进 行各种修改。
权利要求
1.一种具有全双工工作模式以及半双工工作模式的蜂窝通信终端，包括第一蜂窝发射器和第一蜂窝接收器，当该终端处于全双工模式时，可工作为在同一时间进行发射和接收；而当该终端处于半双工模式时，可工作为在不同的时间而非同一时间进行发射和接收；以及切换控制，用于当所述终端工作在全双工模式时，将该终端的工作模式从所述全双工模式转变为所述半双工模式。
2. 根据权利要求1所述的终端，其中，所述第一蜂窝发射器和第一蜂窝 接收ll^吏用相同的第一天线。
3. 根据权利要求1或2所述的终端，其中，所述切换控制响应于在所述 第一蜂窝接收器处检测的干扰，并且当所检测的干护濕过阈值时发生工作模 式向半双工模式的改变。
4. 根据权利要求l、 2或3所述的终端，其中，所述切换控制响应于所述 第一蜂窝发射器的功率输出，并且当所述功率输出超过功率阈值时发生工作 模式向半双工模式的改变。
5. 根据权利要求4所述的终端，进一步包括将所述第一蜂窝发射器和第 一蜂窝接收器连接到所述第一天线单元的双工器，其中，当所述第一发射器 的功率输出不超it/斤述功率阈值时，由所述双工器在所述第一蜂窝发射器和 所述第一蜂窝接收器之间提供的隔离足够；而当所述第一发射器的所述功率 输出超it^斤述功率阈值时，该隔离并不足够。
6. 根据前i^又利要求中任意一项所述的终端，进一步包括第二蜂窝发 射器和第二蜂窝接收器。
7. 根据权利要求6所述的终端，其中，所述切换控制响应于使用所述第 ^#窝接收器所检测到的干扰，并且当所检测到的干护濕过阈值时发生工作 模式向半双工模式的改变。
8. 才艮据权利要求6或7所述的终端，其中，所述切换控制响应于所述第 ^#窝发射器的功率输出，并且当所述功率输出超过阈值时发生工作模式向 半双工模式的改变。
9. 根据权利要求6至8中任意一项所述的终端，其中，所述半双工模式 是下列其中之一 a) 从单个天线发射而同时在所述单个天线处没有接收；b) 同时从第一天线和第二天线发射而同时在所述第一或第二天线处没有 接收；c) 同时在第一天线和第二天线处接收而同时没有来自所述第一或第二天 线的发射。 '
10. 根据权利要求6至9中任意一项所述的终端，其中，所述全双工模式 是下列其中之一a) 从单个天线发射而同时在所述单个天线处具有接收；b) 同时从第一天线和第二天线发射而同时在所述第一或第二天线处具有 接收；c) 同时在第一天线和第二天线处接收而同时具有来自所述第一或笫二天 线的发射；d) 同时在第一天线和第二天线处接收而同时具有来自所述第一和第二天 线的发射。
11. 根据权利要求6至9中任意一项所述的终端，包括将所述第二蜂窝发 射器和第二蜂窝接收器连接到第二天线单元的切换单元，并且其中所述全双-工模式是下列其中之一a) 从所述单个天线单元发射而同时在所述单个天线单元处具有接收；b) 同时/A/斤述第一天线单元和第二天线单iL^射而同时在所述第一天线 单元处具有接收，^^所述第二天线单元处没有接收；以及c) 同时在所述第一天线单元和第二天线单元处接收而同时具有来自所述 第一天线单元的发射，但没有来自所述第二天线单元的发射。
12. 根据前i^又利要求中任意一项所述的终端，进一步包括信号^^控 制，用于控制用来指示所述终端的全双工性能的性能消息的发送。
13. 根据前i^又利要求中任意一项所述的终端，进一步包括信号^^控 制，用于控制用来指示所述》冬端的筒化双工性能的性能消息的发送。
14. 根据权利要求12或13所述的终端，其中，所逸性能消息指示多个天 线的所述双工性能。
15. —种蜂窝通信终端，具有全双工工作模式和半双工工作模式，该蜂窝 通信终端包括多个蜂窝发射器和接收器；以及 控制器，用于控制至少一个所述发射器以发射用来指示多个天线中每个 天线的所述乂又工性能的性能消息。
16. 根据权利要求15所述的终端，其中，天线的当前双工性能可以改变, 并且其中，所述控制器响应于此改变来控制至少一个发射器以发射更新的性 能消息，所述更新的性能消息指示多个天线中每个天线的当前双工性能。
17. 根据权利要求16所述的终端，其中，作为高自干扰测量的结果，天 线的当前双工性f汰生改变。
18. 根据权利要求16所述的终端，其中，作为高发射功率测量的结果， 天线的双工性f汰生改变。
19. 一种蜂窝通信网元，包括控制器，其被设置为使用接^^'j的性能消息以在网络中分配资源，其中 所逸性能消息用于指示终端中多个天线中每个天线的双工性能。
20. —种蜂窝通信终端，具有全性能工作模式，在该工作模式下，至少 一个天线可以进行全双工工作；以及简化性能工作模式，在该工作模式下， 至少一个天线可以半双工工作，所述终端包括多个蜂窝发射器和接收器；以及，控制器，用于控制至少一个所i4^射器以发射用于指示简化性能工作模 式的性能消息。
21. 根据权利要求20所述的终端，其中，所述性能消息作为高自干扰测量的结果;^发送。
22. 根据权利要求20所述的终端，其中，所述性能消息作为高发射功率 测量的结果来发送。
23. —种蜂窝通信网元，包括控制器，其被设置为使用接^^的性能消息以在网络中分配资源，其中 所述接^^'〗的性能消息用于指示简化性能工作模式。
全文摘要
一种具有全双工工作模式以及半双工工作模式的蜂窝通信终端，包括第一蜂窝发射器和第一蜂窝接收器，当该终端处于全双工模式时，可工作为在同一时间进行发射和接收；而当该终端处于半双工模式时，可工作为在不同的时间而非同一时间进行发射和接收；以及切换控制，用于当终端工作在全双工模式时，将该终端的工作模式从全双工模式转变为半双工模式。
文档编号H04B1/40GK101151812SQ200580049345
公开日2008年3月26日 申请日期2005年4月7日 优先权日2005年4月7日
发明者M·里尼, P·塞皮南 申请人:诺基亚公司