无线通信系统中的终端、基站及其控制方法与流程

本公开涉及一种无线通信系统，更具体地涉及一种用于容易地建立与5g通信系统的连接并且有效地使用与5g通信系统相关联的服务的方法和装置。

背景技术：

为了满足自部署4g通信系统以来对无线数据业务增加的需求，已努力开发改进的5g或pre-5g通信系统。因此，5g或pre-5g通信系统也称为“超4g网络”或“后lte系统”。

5g通信系统被认为在较高的频率(mmwave)频带(例如，60ghz频带)中实现，以实现较高的数据速率。为了减少无线电波的传播损耗并增加传输距离，在5g通信系统中讨论了波束成形、大规模多输入多输出(mimo)、全尺寸mimo(fd-mimo)、阵列天线、模拟波束成形、大规模天线技术。

此外，在5g通信系统中，正在基于高级小小区、云无线接入网络(ran)、超密集网络、设备到设备(d2d)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协作多点(comp)、接收端干扰消除等进行系统网络改进的开发。

在5g系统中，已经开发了混合fsk和qam调制(fqam)和滑动窗口叠加编码(swsc)作为高级编码调制(acm)，以及滤波器组多载波(fbmc)、非正交多址接入(noma)和稀疏代码多址接入(scma)作为高级接入技术。

期望有一种方法，该方法使能用户设备容易地使用4g通信系统和5g通信系统，并使能用户设备在正常的4g通信系统和5g通信系统共存的区域中执行适合于4g通信系统和5g通信系统中的每一个的服务。

技术实现要素：

技术问题

因此，鉴于上述问题做出了本公开，并且本公开的一方面使得当前使用正常的4g通信系统的用户设备能够容易地使用5g通信系统。

解决问题

根据本公开的一方面，一种无线通信系统中的用户设备的控制方法包括：从第一基站接收关于第二基站的信息；基于该信息，发送用于与第二基站连接的信号；以及如果成功建立与第二基站的连接，则使用第二基站的通信系统发送或接收信号。

根据本公开的另一方面，一种无线通信系统中的第一基站的控制方法包括：向用户设备发送关于第二基站的信息，其中，当用户设备基于该信息将用于与第二基站连接的信号发送到第二基站，并且用户设备和第二基站成功连接时，用户设备使用第二基站的通信系统发送或接收信号。

根据本公开的一方面，一种无线通信系统中的用户设备包括：收发器，该收发器被配置为发送或接收信号；以及控制器，该控制器被配置为执行控制以：从第一基站接收关于第二基站的信息；基于该信息，发送用于与第二基站连接的信号；以及当成功建立与第二基站的连接时，使用第二基站的通信系统执行信号的发送或接收。

根据本公开的另一方面，一种无线通信系统中的第一基站包括：收发器，该收发器被配置为发送或接收信号；以及控制器，该控制器被配置为控制收发器以向用户设备发送关于第二基站的信息，并且其中，当用户设备基于该信息将用于与第二基站连接的信号发送到第二基站，并且用户设备和第二基站成功连接时，用户设备使用第二基站的通信系统发送或接收信号。

发明的有益效果

根据本公开，连接到正常的4g通信系统的用户设备能够容易地连接到5g通信系统，并且用户能够经由该用户设备使用适合于5g通信系统的服务。

附图说明

图1a和图1b是示出根据本公开的各种实施例的从4g基站的覆盖区域移动到5g基站的覆盖区域的用户设备的示图；

图2a至图2d是示出根据本公开的各种实施例的由连接到5g通信系统的用户设备可提供的服务的示图；

图3是示出根据本公开的实施例的在用户设备连接到5g基站时吞吐量随时间变化的示图；

图4是示出根据本公开的实施例的基站的组件的框图；以及

图5和图6是示出根据本公开的实施例的用户设备的组件的框图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。

在本公开的实施例的描述中，省略了本领域技术人员已经知道并且与本公开不直接相关的技术的描述。这样的不必要描述的省略旨在防止模糊本公开的主要思想并且更清楚地传递主要思想。

出于相同的原因，在附图中，一些元件可能被放大、省略或示意性地示出。此外，每个元件的尺寸未完全反映实际尺寸。在附图中，相同或相应的元件具有相同的附图标记。

通过参考下面结合附图详细描述的实施例，本公开的优点和特征以及实现它们的方式将变得显而易见。然而，本公开不限于以下阐述的实施例，而是可以以各种不同的形式来实现。提供以下实施例仅是为了完全公开本公开并将本公开的范围告知本领域技术人员，并且本公开仅由所附权利要求的范围来限定。在整个说明书中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。

这里，将理解，流程图图示的每个框以及流程图图示中的框的组合可以由计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生机器，从而使得经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现在一个或多个流程图框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可以存储在计算机可用或计算机可读存储器中，该计算机可用或计算机可读存储器可以指导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式起作用，使得存储在计算机可用或计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制品，该指令装置实现在一个或多个流程图框中指定的功能。也可以将计算机程序指令加载到计算机或其他可编程数据处理装置上，以使得在计算机或其他可编程装置上执行的一系列操作步骤产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现在一个或多个流程图框中指定的功能的步骤。

另外，流程图图示的每个框可以代表包括用于实现指定的逻辑功能的一个或更多个可执行指令的代码的模块、段或部分。还应注意，在一些替代实施方式中，框中指出的功能可以不按顺序发生。例如，根据所涉及的功能，实际上可以基本上同时执行连续示出的两个框，或者有时可以以相反的顺序执行这些框。

如本文所使用的，“单元”是指执行预定功能的软件元件或硬件元件，诸如现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic)。然而，“单元”并不总是具有限于软件或硬件的含义。可以将“单元”构造为存储在可寻址存储介质中或执行一个或更多个处理器。因此，“单元”包括，例如，软件元素、面向对象的软件元素、类元素或任务元素、过程、功能、属性、程序、子例程、程序代码段、驱动程序、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和参数。“单元”提供的元素和功能可以组合成较少数量的元素“单元”，或分成大量元素“单元”。此外，元素和“单元”可以被实现为在设备或安全多媒体卡内再现一个或更多个cpu。

通常，本公开中的用户设备可以包括移动终端，并且可以是已经订阅了移动通信系统并且从移动通信系统接收服务的设备。移动终端可以包括诸如智能电话、平板pc等的智能设备，但这仅是示例，并且本公开不限于此。

在下文中，仅为了便于描述，仅使用用于标识接入节点的术语、指示网络实体的术语、指示消息的术语、指示网络实体之间的接口的术语、指示各种类型的标识信息的术语等。因此，本公开不受以下提供的术语的限制，并且可以使用指示具有等同技术含义的主题的其他术语。

为了便于描述，本公开使用在第三代合作伙伴计划长期演进(3gpplte)标准中定义的术语和名称。然而，本公开不受术语和名称的限制，并且可以等同地应用于符合另一标准的系统。

简要描述可应用本公开的下一代移动通信系统的结构。下一代移动通信系统(以下称为新空口(nr)或5g)的无线接入网络可以包括下一代基站(新空口节点b，以下称为nrgnb或nr基站)和新空口核心网络(nrcn)。用户设备(新空口用户设备，以下称为nrue或用户设备)可以经由nrgnb和nrcn接入外部网络。

nrgnb对应于传统lte系统的演进nodeb(enb)。nrgnb经由无线信道连接到nrue，并且可以提供比来自传统节点b的服务更好的服务。在下一代移动通信系统中，通过共享信道服务所有用户业务。因此，期望通过与ue相关联地收集诸如缓冲器状态、可用发射功率状态、信道条件等的状态信息来执行调度的设备。nrnb负责相同的操作。单个nrgnb通常控制多个小区。为了实现与传统lte相比的超高速数据传输，可以使用大于或等于当前最大带宽的带宽，并将正交频分复用(ofdm)用作无线接入技术，并另外使用波束成形技术。此外，对应于ue的信道条件，应用确定信道编码率的调制方案以及自适应调制和编码(以下称为amc)方案。nrcn执行支持移动性、配置承载、qos的配置等的功能。nrcn是除了与ue相关联的移动性管理功能之外还负责各种控制功能的设备，并且可以连接到多个基站。另外，下一代移动通信系统可以与传统lte系统互操作，并且nrcn经由网络接口连接到mme。mme连接到作为传统基站的enb。

在下文中，如上所述，结合本公开的实施例描述的基站可以是5g基站，其使用通过在超高频率(mmwave)频带中进行波束成形而形成的波束来发送信号。

图1a和图1b是示出根据本公开的各种实施例的从4g基站的覆盖区域移动到5g基站的覆盖区域的用户设备(ue)的示图。

如图1a所示，如果ue120存在于4g基站100的覆盖范围105中，则ue120连接到4g基站100并且可以使用4g通信系统。

4g基站100和5g基站110可以共存。因此，ue120连接到4g基站100和5g基站110中的一个，并且可以使用由4g基站100提供的4g通信系统，或者可以使用由5g基站110提供的5g通信系统。

图1a示出了ue120从4g基站100移动到5g基站110的实施例。因此，如果ue120到达5g基站110的覆盖区域115，则ue120可以连接到5g基站110。例如，ue120可以执行从4g基站100到5g基站110的切换。

此外，如图1a所示，通常，5g基站110的覆盖区域115可以比4g基站100的覆盖区域105窄。因此，即使连接到4g基站100的ue120未出现在5g基站110的覆盖区域115中或未出现在距覆盖区域115阈值距离内，ue120也可以从4g基站100接收与5g基站110相关联的信息。

例如，4g基站100可以通过x2接口连接到5g基站110。因此，4g基站100可以具有与5g基站110相关联的信息，并且可以将与5g基站110相关联的信息发送到终端120。特别地，4g基站100可以向存在于覆盖区域105中的ue120通知：在阈值距离内存在5g基站110。

4g基站100可以将5g基站110的公共陆地移动网络(plmn)标识符发送给ue120，作为与5g基站110相关联的信息。

接收与5g基站相关联的信息的ue120可以尝试连接到5g基站110。例如，ue120可以包括4g芯片和5g芯片两者。ue120可以仅开启4g芯片并且停用5g芯片，直到接收到与5g基站相关联的信息为止。因此，当从4g基站100接收与5g基站110相关联的信息时，ue120可以开启5g芯片。ue120可以尝试连接到5g基站110。然而，如果由于5g基站110提供的5g通信系统中的拥塞而不允许与5g基站110的连接，则ue120保持与4g基站100的连接。因此，ue120可以再次停用5g芯片，并且可以继续使用4g基站100提供的4g通信系统。

图1b是示出根据本公开的另一实施例的从4g基站的覆盖区域移动到5g基站的覆盖区域的ue的示图。

图1b是示出ue120在进入4g基站100的覆盖区域105之前存在于另一4g基站130的覆盖区域135中的实施例的示图。

如图所示，在另一4g基站130的阈值距离内不存在5g基站。因此，ue120可以不接收与5g基站相关联的信息。例如，另一4g基站130可以仅广播4gplmnid。

ue120可以通过从另一4g基站130的覆盖区域135移到4g基站100的覆盖区域105来执行从另一4g基站130到4g基站100的切换。如上所述，除了与4g基站相关联的信息之外，ue120还可以从4g基站100接收与5g基站110相关联的信息。例如，ue120可以从4g基站100接收4g基站的plmnid和5g基站的plmnid两者。

根据上述方法，如果ue120尝试连接到5g基站110，则可以不会引起不必要的信令开销，这是有利的。

从4g基站100接收与5g基站110相关联的信息的ue120可以执行与5g通信系统相对应的服务。例如，ue120可以运行在5g通信系统中运行的应用。替代地，ue120可以将应用的执行级别改变为与5g通信系统相对应的级别。

例如，通过应用配置文件(profiling)，仅当使用5g通信系统时，ue120才会激活配置的服务或应用。

特别地，如果ue120连接到5g基站120，则ue120能够下载大于或等于阈值大小(例如，1gb)的大容量文件。例如，即使用户没有单独输入下载命令，ue120也能够在成功连接到5g基站120时下载大容量文件。

替代地，ue120可以更新后台应用。例如，尽管用户没有单独输入下载命令，但是ue120也能够在成功连接到5g基站120时更新后台应用。

ue120可以使用5g带宽来提供区分服务，诸如全景视图切换、自动分辨率调整或超大容量文件下载。

特别地，图2a至图2d是示出根据本公开的各种实施例的由连接到5g通信系统的ue可提供的服务的示图。

图2a是示出根据本公开的实施例的流服务发生改变的实施例的示图。例如，连接到4g基站并且使用4g通信系统的ue可以接收2d图像200的流服务。在这种情况下，如果ue根据上述方法连接到5g基站，则ue可以将当前接收到的流服务改变为广角3d图像205。

特别地，考虑同时提供2d图像的流服务和3d图像的流服务的示例。ue可以接收2d图像200的流服务，同时ue从4g基站接收4g无线通信服务。如果ue从4g基站接收5g基站的plmnid并且检测到在预定距离内存在5g基站，则ue可以开启5g芯片。随后，ue可以尝试连接到5g基站。在这种情况下，如果ue当前执行流服务，则ue可以执行准备，以便在成功建立与5g基站的连接时将流服务从2d图像改变为广角3d图像。当ue成功连接到5g基站时，ue下载广角3d图像并再现流服务。

同时，如果ue未能连接到5g基站，则ue继续从4g基站下载2d图像，并且可以再现2d图像的流服务。

图2b是示出根据本公开的另一实施例的全景功能发生改变的实施例的示图。例如，连接到4g基站并使用4g通信系统的ue230可以接收正常图像240。在这种情况下，如果ue230根据上述方法连接到5g基站，则ue230可以将当前接收到的图像改变为全景图像245。

例如，包括360度旋转功能的相机210可以拍摄全景图像并将其发送到基站220。在这种情况下，基站220可以包括4g基站和5g基站。

如果基站220是4g基站，则基站220可以不向连接的ue230发送全景图像，而是可以发送基于全景图像的至少一部分的正常图像240。

如上所述，如果ue230从4g基站接收5g基站的plmnid并且检测到在预定距离内存在5g基站，则ue230可以开启5g芯片。随后，ue230可以尝试连接到5g基站。在这种情况下，如果图像再现应用正在运行，则ue可以执行准备，以便在成功建立与5g基站的连接时将再现的图像从正常图像改变为全景图像。如果ue成功连接到5g基站，则ue可以从5g基站下载全景图像。ue可以经由运行图像再现应用来再现全景图像。

同时，如果ue未能连接到5g基站，则ue继续从4g基站下载正常图像，并且可以继续再现正常图像。

图2c是示出根据本公开的另一实施例的由ue再现的图像的质量发生改变的实施例的示图。例如，连接到4g基站并使用4g通信系统的ue230可以接收4g全高清(hd)图像260。在这种情况下，如果ue230根据上述方法连接到5g基站，则ue230可以将正在接收的图像改变为5g超高清图像265。

例如，诸如无人机的成像设备250可以拍摄图像并将其发送到基站220。在这种情况下，基站220可以是4g基站或5g基站。

如果基站220是4g基站，则基站220可以将4g全高清图像260发送到连接的ue230。

如上所述，如果ue230从4g基站接收5g基站的plmnid并且检测到在预定距离内存在5g基站，则ue230可以开启5g芯片。随后，ue230可以尝试连接到5g基站。在这种情况下，如果图像再现应用正在运行，则ue可以改变应用再现级别，以便在成功建立与5g基站的连接时将正在再现的图像从4g全高清图像260改变为5g超高清图像265。如果ue成功连接到5g基站，则ue可以从5g基站下载5g超高清图像265。随后，ue可以经由运行的图像再现应用来再现5g超高清图像265。

同时，如果ue未连接到5g基站，则ue继续从4g基站下载4g全高清图像260，并且可以继续再现4d全高清图像260。

图2d是示出根据本公开的另一实施例的由ue提供的视图模式发生改变的实施例的示图。在图2d的实施例中，ue可以是诸如车辆的移动设备。

例如，如果车辆处于自动驾驶模式，其中，车辆连接到4g基站并使用4g通信系统，则车辆可以使用基本视图模式270从4g基站接收信息。在这种情况下，如果车辆根据上述方法连接到5g基站，则车辆从当前视图模式改变为扩展视图模式275。

特别地，基站可以向车辆发送与车辆的自动驾驶相关联的信息。在这种情况下，如果基站是4g基站，则基站可以发送与自动驾驶相关联的信息，使得车辆能够显示基本视图模式270。

如上所述，如果车辆从4g基站接收5g基站的plmnid并且检测到在预定距离内存在5g基站，则ue230可以开启5g芯片。随后，车辆可以尝试连接到5g基站。在这种情况下，如果车辆中正在运行用于显示与自动驾驶相关联的信息的应用，则车辆可以改变该应用的执行级别，以便在成功建立与5g基站的连接时将应用的基本视图模式270改变为扩展视图模式275。如果车辆成功连接到5g基站，则车辆可以下载与扩展视图模式275相关联的信息。车辆可以显示扩展视图模式275。

同时，如果车辆未连接到5g基站，则车辆可以继续从4g基站下载基本视图模式270，并且可以继续显示基本视图模式270。

当车辆处于自动驾驶模式时车辆下载与基本视图模式和扩展视图模式相关联的信息的情况仅是示例，并且即使在车辆不在自动驾驶模式下，车辆也可以从基站下载各种类型的信息，诸如驾驶信息或导航信息。根据车辆成功连接到的基站是4g基站还是5g基站，车辆下载的信息的质量可能不同。另外，车辆可以控制应用的执行级别，以便根据车辆成功连接到的基站是4g基站还是5g基站来显示具有不同质量的信息。

同时，可以使用成本函数来确定选择无线通信服务的方案。具体地，根据本公开的实施例，式1是比较4g无线通信使用费和5g无线通信使用费的公式。

[式1]

在式1中，c^4g表示4g使用费、s^4g表示4g使用时间、p^4g表示4g功耗并且α和β是常数。

此外，c^5g表示5g使用费、s^5g表示5g使用时间、p^5g表示5g功耗并且α和β是常数。

式1的左侧表示4g使用费，而右侧表示5g使用费。因此，如果在左侧表示的4g使用费大于或等于在右侧表示的5g使用费，则如式1所示，ue或基站可以确定使用5g无线通信。

相反，如果在左侧表示的4g使用费小于在右侧表示的5g使用费，则ue和基站可以确定使用4g无线通信。

同时，如果与5g基站的连接被延迟，则使用4g通信系统开始服务，并且当5g通信系统可用时，可以将4g通信系统切换到5g通信系统。

特别地，可以通过ue或用户的初始配置将应用配置为在建立与5g基站的连接时运行。然而，如果未在阈值条件内建立与5g基站的连接，则可以将应用配置为使用4g通信系统运行。

例如，如果ue在24小时(配置时间)内未连接到5g基站，则ue可以使用4g通信系统执行服务，诸如系统更新、云同步、在线图书馆服务、互联网电视服务、媒体存储下载等。

换句话说，尽管将诸如系统更新、云同步、在线图书馆服务、互联网电视服务、媒体存储下载等服务配置为在ue连接到5g基站时运行，如果ue在阈值时间内未连接到5g基站，则ue也使用4g通信系统执行服务，诸如系统更新、云同步、在线图书馆服务、互联网电视服务、媒体存储下载等。

图3是基于以上描述示出了根据本公开实施例的在ue连接至5g基站时吞吐量随着时间变化的示图。

特别地，如图3所示，直到4g基站向ue发送与5g基站相关联的信息为止，并且直到ue尝试连接到5g基站为止，基于与5g基站相关联的信息，ue可以使用仅使用4g的无线通信服务。

如果ue使用仅使用4g的无线通信系统，则ue可以使用下面的式2所示的成本函数来确定是使用4g通信系统执行服务还是继续等待与5g通信系统的连接。

[式2]

在式2中，twait表示5g进入等待时间、cux表示用户的体验成本、c4g表示4g使用费并且t4g_run表示4g使用时间。另外，1/cux可以被设置为机器学习值，该机器学习值是根据用户的使用方式为每个用户配置的。式2的左侧表示等待与5g无线通信系统的连接时产生的成本，而右侧表示4g无线通信系统等待成本。

因此，如果在等待与5g无线通信系统的连接时产生的成本大于或等于4g无线通信系统等待成本，则根据式2，ue可以使用4g通信系统以执行被配置为使用上述5g通信系统运行的服务。

如果在等待与5g无线通信系统的连接时所产生的成本大于4g无线通信系统等待成本，则ue继续等待与5g基站的连接。

图4是根据本公开的实施例的基站的组件的框图。基站可以是4g基站或5g基站。

基站400可以包括收发器410和控制器420。

首先，收发器410可以发送或接收信号。例如，收发器410可以与另一基站或ue执行信号的发送或接收。如果基站400是4g基站，则另一基站可以是5g基站。

同时，控制器420可以是用于执行基站400的整体控制的组件。首先，控制器420可以控制收发器410向ue发送与另一基站相关联的信息。

在这种情况下，基于该信息，ue可以将用于与第二基站连接的信号发送至另一基站。如果成功建立了ue与另一基站之间的连接，则ue可以使用另一个基站的通信系统来执行信号的发送或接收。

与另一基站相关联的信息可以是另一基站的公共陆地移动网络(plmn)标识符。

同时，如果从ue接收到与另一基站相关联的信息，诸如plmn标识符，则ue可以基于该信息开启ue的处于停用状态的5g芯片。使用开启的5g芯片，ue可以发送与另一基站连接的信号。

此外，图5是根据本公开的实施例的基站的组件的框图。

如图5所示，ue500可以包括收发器510和控制器520。

首先，收发器510可以发送或接收信号。例如，收发器510可以与基站或另一ue执行信号的发送或接收。ue500可以与5g基站以及4g基站执行信号的发送或接收。

控制器520可以是用于执行ue500的整体控制的组件。

控制器520可以从第一基站接收与第二基站相关联的信息，并基于该信息发送用于与第二基站连接的信号。如果成功建立了与第二基站的连接，则控制器520可以控制收发器510使用第二基站的通信系统来执行信号的发送或接收。

在这种情况下，与第二基站相关联的信息可以是第二基站的公共陆地移动网络(plmn)标识符。

同时，ue500还可以包括5g芯片。在这种情况下，控制器520可以执行控制，以基于接收到的信息开启处于停用状态的5g芯片。使用开启的5g芯片，控制器520可以控制收发器510发送用于与第二基站连接的信号。

另外，控制器520可以执行控制以运行与第二基站的通信系统相对应的服务相对应的应用，或者将应用的执行级别改变为与第二基站的通信系统相对应的级别。

第一基站可以是lte基站，第二基站可以是5g基站。另外，如果与第二基站的连接失败，则控制器520可以控制收发器510使用第一基站的通信系统来执行信号的发送或接收。

图6是示出ue的4g芯片600、5g芯片610和ap芯片620的示图。ue可以包括4g芯片600和5g芯片610两者。在ue的应用处理器(ap)芯片620的控制下，可以控制4g芯片600和5g芯片610的开启和停用。

例如，在ue的ap芯片620从4g基站接收与5g基站相关联的信息并尝试与5g基站的连接之前，ap芯片620连接到4g芯片600并接收从4g基站提供的无线通信服务。

如果从4g基站接收到与5g基站相关联的信息，并且5g基站被识别为在阈值距离内，则ue的ap芯片620可以将与4g芯片600的连接切换为与5g芯片610的连接。ue的ap芯片620可以尝试连接到使用5g芯片610的5g基站。

根据上述方法，连接到正常的4g通信系统的ue能够容易地连接到5g通信系统，并且用户可以通过该ue使用适合于5g通信系统的服务。

尽管已经示出和描述了本公开的实施例，但是本公开不限于所描述的实施例。相反，本领域技术人员将理解，可以在不脱离由权利要求限定的本公开的主题的情况下对这些实施例进行改变，并且不应将修改后的实施例理解为与本公开的技术思想和观点不同。