非连续接收模式中的天线选择的制作方法

本公开一般涉及根据权利要求1的前序部分的无线设备中实施的方法以及对应的无线设备。特别地，本公开涉及无线设备，特别是电信用户设备的节能操作，其中活动或监听时段被非监听时段中断。

背景技术：

空闲模式、非连续接收(drx)模式和休眠模式是在可用移动通信系统中实践的节能模式的示例，并且预期在未来系统中具有等同物。在节能模式中，通常存在预先约定的时间段(非监听时段)，在此期间不会有数据从网络发送到用户设备(ue)。在这种时间段期间，为了节省能量，ue可以关闭其一个或多个无线电接收机，直到后续监听时段开始或者恢复活动(即，非显式节能)模式。在一些移动通信系统中，可以组合若干节能模式的特性以诸如通过在休眠模式期间应用drx来进一步降低能量消耗。

节能模式可以由不活动触发，诸如当在预定义的时间量内没有发送或接收数据(例如，没有数据分组)时。通常，当ue进入节能模式时，所有与波束相关的信息都会丢失。当ue离开非监听时段时-当其进入监听时段或重新进入活动模式时-ue因此将需要监听多个信号，特别是参考信号，以确定可靠的波束相关信息。根据提议，这种引导自适应的信号可以包括签名序列索引(ssi)、跟踪ran区域信号(tras)、寻呼指示信道(pich)/寻呼消息信道(pmch)。

鉴于对下一代移动通信系统(“5g”)的各种各样的要求，将需要与许多不同载波频率有关的信息。例如，将需要低频带以确保足够的覆盖，以及将需要更高的频带(例如，在30ghz及以上)以获得所需的容量。在高频率下，传播属性更具挑战性，以及在基站和ue二者处可能需要有源波束成形以达到足够的链路预算。较高频率通常会增加ue天线的方向性程度，这意味着高频率的单个天线单元通常不会提供全向或近似全向覆盖。因此可以预见，具有指向不同方向的波束方向图和具有不同极化的多个ue天线单元将是优选的，以便改善链路预算并接近全向覆盖。

ue波束成形通常通过三种基本方法之一来实施：模拟、数字和混合(模拟和数字波束成形组合)，它们具有各自的优点和挑战。数字波束成形是最灵活的方法，但也是最昂贵的，主要是由于它需要大量的无线电链和基带链。模拟波束成形是最不灵活的但通常制造成本更低，因为一个无线电链和基带链可以提供多个天线单元。混合波束成形试图组合模拟和数字波束成形的优点。显然，给定ue的成本和性能要求将决定将应用什么波束成形方法。

作为每个ue预期的接收天线倍增以及预计5g的显著更宽频率范围的影响，在从非监听时段唤醒时获取足够的波束相关信息对于ue来说将是潜在的艰巨任务。在此公开的实施例试图减少该任务可能对整体ue性能产生的有害影响。

技术实现要素：

第一方面涉及一种在无线设备中实施的方法，所述无线设备配备有用于与至少一个网络节点通信的多个可选择性操作的无线电链。所述方法包括：

·在活动模式中或在节能模式的监听时段期间测量从所述网络节点接收的信号的质量特性；

·在所述节能模式的非监听时段期间去激活所有的所述无线电链；以及

·在所述非监听时段之后，激活所述无线电链的选定子集以在第一监听时段中从所述至少一个网络节点接收信号。

根据所述第一方面，所述选定子集基于在所述活动模式中或在所述节能模式的监听时段期间测量的质量特性来确定。

第二方面涉及一种无线设备，包括：通信接口，具有用于与至少一个网络节点通信的多个可选择性操作的无线电链；以及处理电路。所述处理电路被配置为使所述无线设备：

·在活动模式中或在节能模式的监听时段期间测量从所述网络节点接收的信号的质量特性；

·在所述节能模式的非监听时段期间去激活所有的所述无线电链；以及

·在所述非监听时段之后，激活所述无线电链的选定子集以在第一监听时段中从所述至少一个网络节点接收信号。

根据第二方面，所述选定子集基于所测量的质量特性来确定。

第三方面涉及一种具有用于执行第一方面的方法的计算机可执行指令的计算机程序，特别是通过由控制配备有多个可选择操作的无线电链的无线设备的可编程处理器执行。

所述第一、第二和第三方面共同的是，基于节能模式的先前监听时段中的测量或者基于当无线设备仍处于活动模式时进行的测量来进行选定子集的确定。因此，无线设备不需要对质量特性进行新的测量。这三个方面基于如下实现：如果经过的时间有限和/或如果无线设备的位置和朝向基本上不变，则接收条件不会显著改变。

本发明由独立权利要求限定，示例实施例由从属权利要求限定。应注意，除非另有说明，否则特征可以被组合以获得优点，即使所述特征在不同的权利要求中被引用也是如此。

附图说明

现在将参考附图描述示例实施例，在附图中：

图1公开了与网络节点通信的无线设备；

图2-4是根据在无线设备中实施的示例实施例的方法的流程图；以及

图5-7示意性地示出根据示例实施例的适用于无线设备的通信接口。

除非另有说明，否则相同的附图标记表示附图中的相同元件。

具体实施方式

在以下描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了具体细节(诸如特定方法步骤)，以便提供对在此给出的技术的透彻理解。对于本领域技术人员来说显而易见的是，本技术可以在脱离这些具体细节的其它实施例中实施。例如，虽然将参考5g以及4g网络描述以下实施例，但是应当理解，在此给出的技术不限于任何类型的蜂窝网络接入。

本领域技术人员将进一步理解，可以使用结合编程微处理器起作用的软件，或使用专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、现场可编程门阵列(fpga)或通用计算机来实施在此说明的服务、功能和步骤。还应当理解，虽然在方法和系统的上下文中描述了以下实施例，但是在此给出的技术也可以体现在计算机程序产品中以及包括计算机处理器和耦合到处理器的存储器的系统中，其中存储器用一个或多个程序编码，所述程序执行在此公开的服务、功能和步骤。

虽然在本公开中描述的特定示例中参考一维天线阵列和子阵列来解释本公开的原理，但是本公开还适用于二维天线阵列和/或二维子阵列。在这种情况下，辐射方向图是两个角度的函数。

在示例性实施例的以下详细描述中使用的某些术语定义如下：“4g”是由itu在imtadvanced中定义的第四代移动电信技术，诸如包括lte-advanced和lte-evolution的lte。“5g”是尚未完全定义但处于3gpp内的高级草案阶段的第五代移动电信和无线技术。

图1示出了无线设备110、网络节点120，以及如闪电符号所示的它们之间的至少一个无线通信链路。无线设备110包括：处理电路111，其具有用于执行指令和控制无线设备的其它部分的能力；以及通信接口112，其包括适于与网络节点120通信的多个可选择性操作的无线电链。

图5示出了无线设备110的通信接口112的可能实施方式。通信接口112包括基带电路113和总共八个天线115，每个天线由数字无线电电路114驱动。每个天线115可以实施为单个天线或具有多个天线单元的天线阵列。出于说明的目的，示例辐射波瓣被绘制为从相应天线115延伸的虚线椭圆。就订户设备而言，所示数量的天线115表示根据用于高频操作的可用技术的典型实施方式，其中天线单元的辐射方向图具有高度定向的辐射方向图。为了保持具有合理空间分辨率的准全向辐射方向图，可能需要布置具有跨角度空间或其有用范围的不同朝向的多个天线。

如在此使用的术语，无线电链(或无线电分支)包括被配置为从基带电路113接收基带信号并应用信号处理，特别是放大和/或数字信号处理以生成驱动信号的组件或电路。可以将驱动信号直接施加到与无线电链相关联的天线115。备选地，驱动信号被提供给一个或多个修改器单元(参见图6和7中的项116)，特别是一个或多个恒定或可变无源单元，以用于修改驱动信号并将修改后的驱动信号施加到天线115。如下面更详细解释的，修改器单元可以是可变的。无线电链的无线电相关属性(特别是修改器单元的属性)可以通过无线电链接受的无线电参数来配置。无线电链可以在电、无线或光学载波上以数字或模拟控制信号的形式接受无线电参数。无线电链可以从基带电路延伸到与无线电链相关联的天线。取决于修改器单元的可选存在，无线电链的输出信号可以是由修改器单元生成的驱动信号或修改后的驱动信号。虽然一个无线电链可以驱动天线阵列的多个天线或多个天线单元，但是它通常接收单个基带信号。

图5示出了数字型波束成形的示例，其中数字电路114的每个实例驱动单个天线115或天线单元。因为天线115中没有一个天线在修改器单元之前，所以数字电路114可以被描述为上述意义上的无线电链。

图6示出了使用混合型波束成形的通信接口112。通信接口112包括数字无线电电路114的四个实例，每个实例经由相应的修改器单元116驱动两个天线115。特别地，在图6的底部绘制的数字无线电电路114a经由第一修改器单元116aa驱动第一天线115aa，以及经由可选的第二修改器单元116ab驱动第二天线115ab。第二修改器单元116ab是可选的，因为可能足以在第一115aa天线和第二115ab天线之间实现属性(例如，相位)的相对差。可能没有必要影响所讨论的属性的绝对值。为此，在通信接口112的有利变型中，数字无线电电路114的每个实例驱动两个天线115，但是天线115中仅一个天线之前是修改器单元116。

在图6中，第一和第二修改器单元116aa、116ab体现为可彼此独立地控制的可变移相器。例如，如果可以通过分配表示移相器的设置的无线电参数来控制移相器，则可以分配第一修改器单元116aa的无线电参数而不影响第二修改器单元116ab的无线电参数并且与第二修改器元素的无线电参数的已分配值无关。

术语移相器在此用于指代以该名称和类似名称设计和销售的组件。该术语另外用于功能意义上，认识到具有不同命名的可用组件实施该功能或者可能在未来几年中具有相同的效果。特别地，移相器可以是修改由天线或天线单元发射的电磁波的相位的单元。对于窄带天线设备，相位可以用角度或时间表示。对于中频和宽带天线设备，相位优选地表达为单个时间值(真实时间延迟)，其可以对应于不同发射频率的不同角度。已知移相器可包括无源电子组件(例如，用于实现振幅逐渐变细的配重)，用于连接和断开寄生单元的开关，用于修改天线或天线阵列的几何形状的致动器，或它们的组合。

图7示出了使用混合型波束成形的另一通信接口。与图6显著不同，数字无线电电路114的四个实例中的每一个实例与单个修改器单元116和两个天线单元115相关联。特别地，最下面的数字无线电电路114a向修改器单元116a提供驱动信号，该修改器单元116a生成被提供给其下游的第一和第二天线115aa、115ab的修改的驱动信号。因此，分配给无线电参数的操作值对于第一和第二天线115aa、115ab是共同的。第一和第二天线115aa、115ab可以具有相同或不同的设计。如果第一和第二天线115aa、115ab具有相同的设计，则它们可以通过预先配置的差，特别是相对差来区分，使它们响应于被相同的修改驱动信号激励而生成发射不相同的电磁波。预先配置的差可以涉及几何分离、几何朝向、相位修改属性、极化属性等。

参考图2-4，现在将描述在无线设备110中实施的方法。该方法可以作为执行加载到无线设备110的处理电路111中的软件的结果来执行，或者作为硬编码到无线设备110的逻辑或组件的指令的结果来执行。

图2示出了方法200，包括测量信号的质量特性的第一步骤202，无线设备110在活动模式中或在节能模式的监听时段期间从网络节点120接收或已经从网络节点120接收该信号。质量特性可以是以下中的一个或多个：接收功率、误块率、误帧率、干扰度量、信噪比(snr)、信号与干扰加噪声比(snir)。

在第二步骤204中，无线设备110进入节能模式的非监听时段。在非监听时段中，无线电链被去激活。如在此所使用的，无线电链的去激活可意味着无线电链的能量使用显著减少或受限制；可以以无线电链的某些功能或性能为代价(诸如暂停程序执行，关闭电源或以其它方式使无线电链暂时不能正常工作)来实现减少。

在第三步骤206中，当非监听时段过去并且第一监听时段开始时，激活无线电链的选定子集以便从网络节点120接收信号。优选地，至少一个无线电链在第一监听期间保持去激活状态。无线电链的将要被激活的选定子集基于在步骤202中测量的质量特性来确定。

在一些示例实施例中，第二步骤204内的非监听时段的持续时间是至少一个毫秒或几个毫秒，可能长于10ms(毫秒)。在其它示例实施例中，第二步骤204的持续时间是一个系统子帧或几个子帧。因此，非监听时段可以显著长于子帧内的未使用的调制符号位置。如果考虑重新激活所需的任何措施，则非监听时段可以被选择为足够长以承诺不可忽略的节能。非监听时段的周期可以对应于无线设备110被配置为操作的通信系统中的drx时段。出于说明的目的，注意在3gpplte系统中，子帧可以对应于1个传输时间间隔(tti)或1ms，以及所谓的长drx周期的允许值在10ms至2560ms的范围内。

图3中描绘的方法300对应于另一示例实施例，其不同于图2的方法200之处在于包括反馈机制。除了步骤302、304、306(其等同于步骤202、204、206)之外，方法300还包括评估从网络节点120接收信号的信道条件的另一步骤308。可以在第一监听时段期间执行评估步骤308。评估步骤308可以对应于单独的活动，诸如测量，或者可以从传统的接收机侧处理步骤导出。作为后一选项的示例，可以确定代表性解码步骤是否以及以何种频率成功完成。还可以执行评估步骤308作为质量特性的测量的一部分。

在一个示例实施例中，当评估步骤308揭示信道条件充分时(例如，就与描述信道条件的参数有关的预定义阈值而言)，可以在第一监听时段之后发生的第二监听时段内维持无线电链的选定子集。然后执行从评估步骤308移动回激活步骤306。相反，如果评估步骤308揭示信道条件不足(例如，就相同的阈值而言)，则无线电链子集的选择可以在第二监听时段之前或在第二监听时段时被全部或部分地重复或修改。然后执行从评估步骤308转变回测量步骤302并从该步骤继续。

在示例实施例中，至少一些无线电链接受用于控制无线电链的无线电相关参数的无线电参数。然后，在步骤308中，确定所评估的信道条件不足可以触发在第二监听时段之前或在第二监听时段时将修改的操作值分配给无线电参数的附加或备选反应。注意，可能已在步骤302中基于质量特性的测量来分配无线电参数的原始值。特别地，质量特性可能已针对无线电参数的多个值被测量，然后基于质量特性对该多个值进行评估(例如，优化或排序)。

示例实施例提出了确定修改的子集和/或修改的操作值的不同方式。为简单起见，本段中的讨论将涉及无线电链子集的选择，但等同地应用于确定要分配给至少一个无线电参数的操作值。

第一选项是所测量的质量特性不仅用于选择无线电链的优选子集，而且用于选择第二最优选子集和可选的第三最优选子集等。例如，配备有八个无线电链的无线设备110基于质量特性的测量来确定子集a＝{2，4}可能提供最优性能pa(通过度量来测量，其中更大的值表示更有利的操作条件，例如，度量是总接收功率与无线电链的能量耗散的比)，子集b＝{2，5，8}可能具有第二最优性能pb，以及另一子集c＝{1，4，8}可能提供性能pc，其中pc≤pb≤pa。返回第一选项的一般描述，最优选的无线电链子集在第一监听时段期间被激活，并且如果所评估的信道条件被认为充分，则最优选的无线电链子集在第二监听时段内被维持。然而，如果在第n个监听时段中认为所评估的信道条件不足，则可以在第(n+1)个监听时段中激活第二最优选的无线电链子集。根据第一选项，如果第二最优选的无线电链子集产生不充分的信道条件并且在下一个监听周期之前不会对质量特性进行新的测量，则无线设备110可以随后激活第三最优选的无线电链子集或者恢复到激活所述优选子集。第一选项可能减少质量特性的测量总数。如所宣称的，第一选项对于确定或修改将要分配给至少一个无线电参数的操作值也是有用的。

根据第二选项，通过质量特性的新测量或复合质量特性的分量的新测量来确定修改值。第二选项很容易实施，并将基于最近收集的质量特性值来修改子集。第二选项对于确定或修改将要分配给至少一个无线电参数的操作值也是有用的。

根据第三选项，修改的无线电链子集的选择是基于模型的，并且通过感测条件是以下中的一个或多个来辅助：无线设备的位置，无线设备的朝向，无线设备的高度，无线设备的温度，无线设备的速度，气象条件，与无线设备的能量供应相关的条件，或这些项中的两个或更多个的组合。为此，无线设备110可以包括以下传感器中的一个或多个：位置传感器、朝向传感器、高度传感器、温度计、速度传感器、气象传感器、监视与无线设备的能量供应相关的条件的传感器。所述条件使得可以预期至少间接地影响通信接口112的性能。在测量时感测的条件的值与条件的当前值的比较将有助于子集的修改。

仍然在第三选项中，提出了两种基本类型的建模。面向灵敏度的模型被设计为主要支持是否更新质量特性的测量的决策。这可以通过感测指示无线设备110正在根据多种预定义使用类型中的一种类型使用的条件来实现，所述预定义使用类型诸如搁置在固定表面上，搁置在移动车辆的表面上，手持，放在口袋中，电池电压有限的操作，室外/室内等。每种预定义的使用类型都具有相关联的灵敏度。例如，如果无线设备110相对于服务网络节点未移动或被重新定向，则与无线设备110被手持的情况相比，质量特性的测量可能在更长时间段内可靠(如可由温度升高或重复运动所证明)，在手持的情况下，测量可能需要更频繁地更新。面向灵敏度的模型可以完全预定义；它可以包含预定义数据(例如，使用类型)和本地感测的数据的组合；或者它可以仅基于本地感测的数据来构建。可以使用长期统计或使用本身已知的机器学习技术来构建该类型的模型。例如，可以在无线设备110的处理电路111中或通过支持外部处理资源来执行机器学习算法，以根据无线设备110的可用传感器数据，产生用于估计无线电链的选定子集的平均有效性的模型。

面向校正的模型被设计为主要支持关于要应用的校正的决策。例如，如果其上安装有相同天线的无线设备110已经相对于服务网络节点旋转了已知量，则可以预测哪些天线将承担先前选择的无线电链子集的天线的角色。考虑到质量测量和感测条件，描述无线电链子集的性能的模型可用于该目的。考虑到感测条件的变化，可以备选地使用描述无线电链子集中的所需变化的模型，以便保持等同性能。像面向灵敏度的模型一样，面向校正的模型可以在给定类型的无线设备的软件中预定义和预编程，或者可以备选地在所制造的无线设备110的实际使用期间通过机器学习来导出。另外备选地，所制造的无线设备110可以在使用时收集长期统计数据。

根据第三选项的方法也可用于确定或修改将要分配给至少一个无线电参数的操作值。

相信从前面的描述中将充分理解在此呈现的技术的优点，并且显而易见的是，在不脱离本公开的范围或不牺牲其所有有利效果的情况下，可以对其示例性方面的形式、构造和布置进行各种改变。因为在此提出的技术可以以多种方式变化，所以应当理解，保护范围应仅由权利要求书限制。