CN104247296A - 无线网络中用于自适应接收器分集的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了在例如移动设备中实现“智能”接收分集管理的装置和方法。在一个具体实施中，移动设备包括启用LTE的UE，以及智能分集管理包括在满足多个准则时选择性地在该设备中禁用接收分集(RxD)，所述多个准则包括(i)容量准则，和(ii)连通性准则。在一个变体中，容量准则包括保证与单个Rx(接收)链相关联的可实现的数据速率可与和RxD相关联的数据速率比较。

Description

无线网络中用于自适应接收器分集的方法和装置
优先权申请
本专利申请要求2013年2月27日提交的共同所有的和共同未决的具有相同名称的美国专利申请13/779,661的优先权，该申请又要求2012年3月2日提交的具有相同名称的美国临时专利申请61/606,311的优先权，前述专利申请的每个全文以引用的方式并入本文。
技术领域
本公开整体涉及无线通信以及数据网络领域。更具体地，在一个示例性实施例中，公开了用于在多天线无线设备或系统中管理接收操作的方法和装置。
背景技术
功耗是现代移动设备设计的关键因素(并且事实上对其他类型的设备也同样重要)。在移动设备(例如移动电话、智能电话、平板电脑、手持设备等)的特定环境中，减少功耗可提供多种不同的好处，包括但不限于增强用户体验(例如通过设备更方便用户使用，和需要更低的充电频率等)，并且增强设备及其部件的寿命和可靠性。
然而，因为现代无线接口技术已经演变，其已大体趋向更多功耗的设计，从而支持例如非常高的数据速率、流式传输高带宽视频或其他媒体、更复杂/高强度的应用等。在某些此类先进的无线技术中，多天线被用来，特别是，接收从其他设备(例如移动设备或基站)发送的无线信号。针对发送和接收的多天线的使用通常被称为“天线分集”，并通常还被分为“接收分集”和“发送分集”。相关领域的普通技术人员将易于理解现有和通常使用各种其他类型的分集(例如，时间分集、频率分集、空间分集、极化分集等)。
在长期演进(LTE)的示例性环境中，现有的LTE用户设备(UE)使用静态配置、不变的天线分集方案。更直接地，可使用的天线的数量不变(即，“静态”)。LTE标准(并且因此诸如基站的任何依从的发送设备)假设UE被配置为具有至少两个(2)接收“链”(如下文所用，术语“链”指代一个或多个链接的处理元件和/或逻辑)。尽管分集实施可提供更高的数据速率，分集还比使用单个接收链消耗更多的电力。
遗憾的是，在一些情况下接收器分集可不是必需的，诸如例如：(i)当接收相对低数据速率信令(例如，当无线电条件良好时的物理下行链路控制信道(PDCCH)或寻呼消息)，(ii)当接收所谓的“秩一(1)”传输等。作为简要说明，术语“秩”正式指代信道矩阵的数学秩(即，线性无关的本征向量的数量)，所述信道矩阵表示每对发送(列)天线和接收(行)天线之间的通信信道(h)。但是，如在常用说法中(例如，在LTE标准中)所使用的，“秩”指代发射器发送的空间层的数量。例如，秩一(1)传输代表发射器的每个发送基本相同的数据或相同数据的线性变换的使用场景。在LTE的示例性情况下，发送秩一(1)传输的eNB只发送一层信息。更一般地说，在任何分集操作提供的数据速率的增加或可靠性的增加不能支持其“花费”(例如，功耗、处理复杂性等)的场景中，接收器分集是不必需的。
因此，需要特别是“自适应”机制来选择性地或智能地启用/禁用更多功耗的操作模式(例如示例性LTE网络中的接收器分集模式)，特别是用以减少移动设备的功耗，而在理想情况下不会损害移动设备的性能(以及因此用户体验)。
发明内容
本公开提供了特别用于无线网络中的自适应或“智能”接收器分集操作的装置和方法。
公开了一种用于提供自适应或智能接收分集操作的方法。在一个实施例中，接收分集在诸如启用LTE的蜂窝设备的移动设备中实现，并且所述方法包括在满足多个准则的情况下选择性地禁用该设备的接收分集(RxD)，所述准则包括(i)容量准则和(ii)连通性准则。
在一个变体中，容量准则包括保证与单个接收(RX)链相关联的可实现的数据速率与和RxD相关联的数据速率可比较。
在另一个实施例中，接收分集设备包括启用LTE的移动设备，并且所述方法包括在满足至少两个准则中的任意一个的情况下从非分集状态(noRxD)选择性地启用接收分集(RxD)，所述准则包括(i)连通性准则，或(ii)容量准则。在该方法的一个变体中，当在noRxD状态下操作时，当满足连通性或容量条件的任一个时启动RxD。
还公开了一种移动装置。在一个示例性实施例中，移动装置包括接收器；与接收器进行信号通信的处理器；以及被配置为实现自适应或智能接收分集操作的逻辑。
还公开了一种无线系统。在一个实施例中，所述系统包括至少一个基站和至少一个无线移动设备。基站和无线移动设备还被配置为实现自适应或智能分集接收方案特别是用以减少移动设备的功耗。
还公开了一种计算机可读装置。在一个实施例中，所述装置包括具有设置于其上的计算机程序的存储介质，所述程序被配置为，当被执行时，实现诸如移动设备或UE的无线设备中的自适应或智能接收分集操作。
还公开了一种系统。在一个实施例中，所述系统包括一个或多个基站，以及一个或多个启用智能接收分集的UE。
还公开了一种用于操作无线系统的方法。
还公开了一种被配置为实现自适应接收分集的移动装置。在一个实施例中，所述移动装置包括：处理器；被配置为在至少第一和第二分集模式下操作的一个或多个无线接收器；以及与处理器和一个或多个无线接收器进行数据通信的计算机化逻辑。在一个示例性实施例中，所述计算机化逻辑被配置为：评估容量条件和连通性条件；当容量条件和连通性条件满足时，在第一分集模式下操作；以及当容量条件或连通性条件的任一个不满足时，在第二分集模式下操作。
在另一个实施例中，所述连通性条件包括在一个或多个连续寻呼周期中没有循环冗余校验(CRC)失败。在一个基础变体中，容量条件包括超过第一阀值的参考信号与干扰加噪声比(RS SINR)。在另一个变体中，容量条件包括与第一分集模式相关联的第一RS SINR和与第二分集模式相关联的第二RS SINR之间的差值。在另一个变体中，容量条件包括与第一分集模式相关联的第一信道质量指示(CQI)和与第二分集模式相关联的第二CQI之间的差值。在又一个变体中，容量条件包括与第一分集模式相关联的第一频谱效率和与第二分集模式相关联的第二频谱效率之间的差值。
还公开了一种用于智能地执行自适应接收分集的方法。在一个实施例中，所述方法包括：确定(i)连通性准则和(ii)容量准则；通过无线接收器进行通信，所述无线接收器可在至少第一分集方案和第二分集方案中配置；其中第一分集方案可比第二分集方案支持更多的数据容量；将当前信号质量测量与容量条件进行比较；以及将当前连接质量与连通性条件进行比较。
在另一个实施例中，当在第一分集方案下操作时，方法还包括：在当前信号质量测量满足容量条件且当前连接质量满足连通性条件时，转换至第二分集方案。当在第二分集方案下操作时，方法还包括：在当前信号质量测量不满足容量条件或当前连接质量不满足连通性条件时，转换至第一分集方案。
在一个变体中，第一分集方案包括多输入多输出(MIMO)分集方案。在一些情况下，第二分集方案包括非分集方案。在其他情况下，第二分集方案包括低阶MIMO分集方案。
在第二变体中，信号质量测量包括信号与干扰加噪声比(SINR)。
在另一个此类变体中，信号质量测量包括信道质量指示(CQI)。
在又一个变体中，信号质量测量包括与第一分集方案相关联的第一信号质量测量和与第二分集方案相关联的第二信号质量测量之间的差值。
在另一个变体中，当前连接质量基于大于阀值的参考信号与干扰加噪声比(RS_SINR)或一个或多个控制信道的一个或多个循环冗余校验。
还公开了一种用于动态覆写秩指令的方法。在一个实施例中，所述方法包括：通过无线接收器进行通信，所述无线接收器被配置为基于从无线发射器接收的秩指示信号和覆写信号选择至少第一分集方案和第二分集方案。在一个变体中，第一分集方案可比第二分集方案支持更多的数据容量，并且所述方法还包括将当前信号质量测量与容量条件比较；将当前连接质量与连通性条件进行比较；在当前信号质量测量满足容量条件且当前连接质量满足连通性条件时，启用覆写信号来选择第二分集方案；以及否则选择由秩指示信号所识别的分集方案。
在一个变体中，第一分集方案包括多输入多输出(MIMO)分集方案。在一个示例性配置中，第二分集方案包括非分集方案。在一个变体中，启用覆写信号将导致减少的功耗。
还公开了一种被配置为动态覆写秩指令的移动装置，在一个实施例中，该装置包括：处理器；被配置为在至少第一分集模式和非分集模式下操作的一个或多个无线接收器；以及与处理器和一个或多个无线接收器进行数据通信的计算机化逻辑。在一个实施例中，该移动装置被配置为：评估容量条件和连通性条件；当容量条件和连通性条件满足时，在非分集模式下操作；以及否则基于从无线发射器接收的秩指示信号从至少第一分集模式和非分集模式中选择。
在一个此类变体中，移动装置包括2×2多输入多输出(MIMO)长期演进(LTE)用户设备(UE)。
在参照附图及如下文给出的对示例性实施例的详细描述的情况下，本领域的普通技术人员将立即认识到本公开的其他特征和优点。
附图说明
图1为一个示例性长期演进(LTE)蜂窝网络的图形表示，其用于与本文所描述的各种实施例相结合。
图2为示出了根据本公开的，例如可用于移动设备(例如UE)的基于LTE的接收器配置的一个示例性实施例的功能框图。
图3为用于无线网络中自适应或“智能”接收器分集操作的一般性方法的一个实施例的逻辑框图。
图4A为根据本公开的用于具有连通性条件的空闲模式自适应接收器分集(ARD)的方案的一个示例性实施例的图形表示。
图4B为根据本公开的用于图4A的示例性方案的有限状态机(FSM)的一个示例性实施例的图形表示。
图5A为根据本公开的不具有秩覆写能力的使用参考信号与干扰加噪声比测量(ΔRS_SINR)作为容量条件的ARD的方案的一个示例性实施例的图形表示。
图5B为根据本公开的用于图5A的示例性方案的有限状态机(FSM)的一个示例性实施例的图形表示。
图6A为根据本公开的不具有秩覆写能力的使用信道质量指示(ΔCQI)作为容量条件的ARD的方案的一个示例性实施例的图形表示。
图6B为根据本公开的用于图6A的示例性方案的有限状态机(FSM)的一个示例性实施例的图形表示。
图7A为根据本公开的不具有秩覆写能力的使用秩指示(ΔR1)作为容量条件的ARD的方案的一个示例性实施例的图形表示。
图7B为根据本公开的用于图7A的示例性方案的有限状态机(FSM)的一个示例性实施例的图形表示。
图8A为根据本公开的具有动态秩覆写能力的使用信道质量指示(ΔCQI)作为容量条件的ARD的方案的一个示例性实施例的图形表示。
图8B为根据本公开的用于图8A的示例性方案的容量条件决定树的一个示例性实施例的逻辑表示。
图8C为根据本公开的用于图8A的示例性方案的有限状态机(FSM)的一个示例性实施例的图形表示。
图9A为根据本公开的具有动态秩覆写能力的使用秩指示(ΔR1、ΔR2)作为容量条件的ARD的方案的一个示例性实施例的图形表示。
图9B为根据本公开的用于图9A的示例性方案的容量条件决定树的一个示例性实施例的逻辑表示。
图9C为根据本公开的用于图9A的示例性方案的有限状态机(FSM)的一个示例性实施例的图形表示。
图10为根据本公开配置的无线电收发器设备的一个实施例的逻辑框图。
所有图示苹果公司2012-2013版权所有。保留所有版权。
具体实施方式
现在参见附图，其中从始至终，类似标号表示类似部件。
综述
公开了特别是对接收器分集管理的改进解决方案，在一个实施例中，这些解决方案包括用于在例如诸如启用长期演进(LTE)的用户设备(UE)的移动设备中实现“智能”接收分集管理的方法和设备。在一个具体实施中，智能分集管理包括在满足多个准则时选择性地禁用设备中的接收分集(RxD)，所述准则包括(i)容量准则，和(ii)连通性准则。在一个变体中，连通性条件适用于LTE“空闲”和“连接”状态两者，以保证物理下行链路控制信道(PDCCH)可在两个状态中可靠地解码。在另一个变体中，容量条件只适用于连接状态(其中物理下行链路共享信道(PDSCH)数据速率可变)。
示例性实施例的描述
现在详细描述本公开的示例性实施例。尽管这些实施例主要在包括但不限于长期演进(LTE)和LTE-A(高级的)无线网络的蜂窝网络环境中讨论，本领域的普通技术人员将会认识到本公开并不仅限于此。事实上，本文所描述的各种原则有用于，并可容易地适用于可从本文所描述的接收器和收发器中的增强的分集管理获益的任何无线网络。
此外，尽管下列讨论在天线分集方案环境中提供，相关领域的普通技术人员将易于理解本公开的各种原则可容易地适用于其他分集方案(例如，时间分集、频率分集、空间分集、极化分集等)。
示例性网络配置-
图1示出了一个示例性的具有用户设备(UE)102的长期演进(LTE)蜂窝网络100，其在由多个基站(BS)104所提供的无线电接入网(RAN)的覆盖范围内操作。LTE基站通常称为“增强型NodeB”(eNB)。无线电接入网(RAN)为eNB的集合体。用户经由UE接入RAN，其在许多典型使用案例中是移动电话或智能电话。但是，如本文所用，术语“UE”、“客户端设备”和“用户设备”可包括但不限于移动电话、智能电话(例如由本发明的受让人制造的iPhoneTM)、个人计算机(PC)、小型计算机(不论是台式计算机、膝上型计算机或是其他)、以及移动设备诸如手持式计算机或诸如iPadTM的平板电脑、PDA、个人媒体设备(PMD)，或前述设备的任何组合。
eNB 104的每个例如通过宽带接入直接与核心网106耦接。另外，在一些网络中，eNB可通过次级接入信道(诸如例如通过直接对等联网、通过核心网等)相互协调。核心网提供路由和服务能力两者。例如，与第一eNB连接的第一UE可经由通过核心网的路由和与第二eNB连接的第二UE通信。相似地，UE可经由核心网访问其他类型的服务，例如互联网。
示例性接收器配置-
图2例示了诸如可使用在移动设备(例如图1中的UE102)中的基于LTE的接收器配置的示例性实施例，配合其可实现本公开的方法。如图所示，接收器装置200包括两个天线202、RF开关204、针对“分集”路径的RF接收器(或收发器)206、针对主路径的RF收发器208、自适应接收分集(ARD)逻辑210、基带处理器212，和天线切换逻辑214。
在操作中，天线接收RF带信号，并且与分集接收器/收发器206和/或主收发器208耦接(如开关204所确定的)。在一个示例性实施例中，通过改变2×2RF开关204的状态，天线切换逻辑保证在启用RxD时，选择两个天线中较好的天线(通过例如噪声、干扰等确定)作为主路径。ARD逻辑210只需要启动/禁用分集路径。
应当理解尽管图2展示了示例性两天线/2×2开关配置，本文所描述的原则并不仅限于此，事实上可应用于其他数量的天线、分集接收链等。此外，尽管作为分立部件示出了ARD 210、基带处理器212和开关控制逻辑214，它们可以多种不同方式集成，无论是相互之间，或是与无线电设备中的其他部件。例如，在一个变体中，将前述三个部件合并在通用的集成电路(IC)中。作为另一个变体，调制解调器的无线电部分(例如，收发器)包括在SoC或“片上系统”设备中。在给定本公开的内容的条件下，普通技术人员可认识到前述内容的进一步的其他方案和变体。
此外，应当理解可以在另一个设备中实现至少部分的前述逻辑，包括与UE通信的网络设备。例如，本公开设想决定逻辑或“智能”可实际上放置在诸如基站或eNodB的网络设备中，其然后可如本文随后描述的那样，向相关UE发送信号或消息至与RxD相关的切换模式。此类方案还设想诸如经由上行RF信道、周期状态消息，或其他机制，在需要时/根据需要，从UE提供远程“智能”实体进行此类分析所需的任何信息。
方法-
现在参考图3，公开了用于无线网络中自适应或“智能”接收器分集操作的一般性方法300的一个实施例。在方法300的环境下，移动设备被配置为智能地从分集模式组中选择(或请求许可以启动)操作的分集模式。例如，在2×2多输入多输出(MIMO)设备中，设备可只具有在分集操作(RxD)和非分集操作(noRxD)之间选择的能力。在更加复杂的接收器(例如，3×3MIMO、4×4MIMO等)中，接收器可具有启用/禁用分集模式的额外的粒度级别(例如，只启用天线的子集等)。本公开的各种实施例还可配置为以默认模式操作；例如，一个示例性接收器设备被配置为在默认条件下启用分集操作。可在当不能确定和/或实现对下列条件的支持(例如，对传统网络等)时触发默认操作。
在步骤302，确定容量条件和连通性条件。在一些实施例中，还考虑了额外的条件。其他条件的一般实例包括例如：功耗条件(例如，高功耗、低功耗等)、处理器活动条件(例如，高活动、低活动)、相邻技术条件(例如，共存调制解调器活动等)、平台噪声条件、软件应用条件等。
如本文所用，术语“容量”整体涉及但不限于期望的接收器设备功能所需的数据流量的量。本公开的各种实施例被配置为通过保证减小的分集模式操作可满足期望的数据速率来最小化容量退化。
容量度量的一般实例包括，但不限于：主天线和次级天线之间的参考信号(RS)与噪声加干扰比(SINR)的差值(例如，ΔRS_SINR＝RS_SINRRXD-RS_SINRNORXD)、分集和非分集操作之间的信道质量指示(CQI)的差值(例如，ΔCQI＝CQIRXD-CQINORXD)、秩指示(RI)、分集和非分集操作之间所支持的吞吐量/频谱效率的差值(例如，ΔR＝RRXD/RNORXD-1)等。
考虑下列示例性容量条件：当RI为一(1)且ΔRS_SINR低于阀值(THΔRS_SINR)时，条件满足。更直接地，当发射器以比信道矩阵的最高秩低的秩发射时(这被称为秩亏条件)，以及分集操作的性能增益不明显地改善非分集操作时，容量条件满足。其他变体可包含和/或替换其他准则，例如：当ΔCQI小于阀值(THΔCQI)、当ΔR小于阀值(THΔR)等。
应当理解对于简单的2×2MIMO系统，唯一的秩亏条件为当秩为一(1)时。但是，更高阶MIMO系统可仍然支持秩亏MIMO操作。例如，3×3MIMO系统可认为秩为一(1)和秩为二(2)为秩亏；相似地，4×4MIMO系统可认为秩为一(1)、秩为二(2)或秩为三(3)均为秩亏。
如本文所用，术语“连通性”整体涉及保持连接所需的控制数据的量。本公开的各种实施例被配置为保证连通性在较低分集操作下不会衰退。应当理解在某些情况下，连通性会出现问题(即使当容量考量不会时)。
连通性度量的一般实例包括但不限于：非分集操作的参考信号(RS)与噪声加干扰比(SINR)(RS_SINRNORXD)、非分集操作的信道质量指示(CQI)(CQINORXD)、物理下行链路共享信道(PDSCH)的循环冗余校验(CRC)历史(失败率等)等。
考虑下列示例性连通性条件：当RS_SINRNORXD高于阀值(THΔRS)时，条件满足。具体地，这样选取阀值以要求保证在较低分集模式下将控制信道解码(例如，物理下行链路控制信道(PDCCH)、寻呼PDSCH、和系统信息块(SIB)PDSCH)而不会退化的最小接收。其他变体可包含和/或替换其他准则，例如：当CQI大于阀值(THCQI)，或当在最小数量的帧中未出现PDSCH上的CRC失败等。
在一般性方法300的环境下，相对于连通性条件必须在数据传送以及设备为空闲时(例如，在连接无线电资源连接(RRC)状态和空闲RRC状态两者中)均保持，容量条件可适用于正在进行的数据传送(例如，在连接RRC状态下)。相关领域的普通技术人员将可以理解，在空闲RRC状态下，寻呼消息在相对有限的数据速率集中发送；因此，可评估满足这些最小要求的连通性条件以确定何时可接受寻呼接收。
在评估容量条件时，某些实施例可需要考虑动态秩传输。作为简要说明，秩一(1)传输在给定的资源元中只调度单个层给一个UE，并且可由单个接收器链接收。相反，秩二(2)传输使得在给定资源元中将两个层调度给一个UE，但需要至少两个分集接收器链。秩一(1)和秩二(2)传输可被LTE eNB动态调度，并基于UE提供的秩指示(RI)。因此，各种具体实施可实现“无秩覆写”或“动态秩覆写”方案。“无秩覆写”变体只在秩亏条件中评估容量条件；例如，在2×2MIMO系统中，只在RI等于一(1)时评估容量条件。“动态秩覆写”变体可覆写发送给eNB的秩指示符，并禁用分集操作。例如，2×2MIMO系统中的接收器可用秩一(1)传输覆写秩二(2)传输的秩指示符，并且只以单个接收器链操作。现有技术的接收器总是试图寻找最大可能的传输秩以最大化容量，与此不同，示例性的接收器可选择具有一定的容量退化的较低秩的操作，以改善功耗。
如上所述，连通性条件可适用于连接RRC状态和空闲RRC状态两者。具体地，连通性条件必须保证可可靠地解码控制信道(例如，PDCCH)。一般来讲，连通性条件基于信号接收、信号质量、和/或历史性能。用于禁用分集的连通性条件的一般实例可包括，但不限于：RS_SINRNORXD仍然大于最小阀值(THRS_SINR)、参考信号接收功率(RSRPNORXD)仍然大于最小阀值(THRSRP)、参考信号接收质量(RSRQNORXD)仍然大于最小阀值(THRSRP)、可接受的CRC性能、UE不活动(UE不预计发送/接收诸如例如随机接入尝试/响应、调度请求、信令消息等的消息)。
在步骤304，当容量条件和连通性条件满足时，禁用(或降阶)分集操作。在一些实施例中，接收器控制其自身的分集操作而不与发射器协调。在另选的实施例中，接收器向发射器请求和/或交涉合适的分集操作。在又一种情况下，接收器可以禁用其分集操作而不通知发射器，并且接受性能上的相应损失。
在步骤306，当容量条件或连通性条件不满足时，启用(或升阶)分集操作，还应注意，尽管对分集的禁用基于满足连通性和容量条件两者，对分集的启用可在只满足一个条件时触发。这保证了总可满足维持连通性和容量要求的最小性能(由此最小化可察觉的性能假象的可能性)。
在一些情况下，启用分集操作的情况可与禁用分集操作的情况互补。在其他的具体实施中，当前减小的分集方案可能不能测量确定是否增加分集的条件。因此，在一些情况下，可调整启用分集操作的条件以适应减小的分集方案。
例如，为了确定何时满足容量条件，设备可监测例如计时器、CQI、和/或PDSCH的秩等，在一个此类示例性的场景中，接收器可在计时器到时(T1)时启用分集。在其他实施例中，当CQINORXD落在最小阀值(THCQI)下时，接收器启用分集。在又一种情况下，当以较高的秩发送数据(例如，当以秩二(2)发送PDSCH时等)，可要求接收器启用分集操作。
相似地，为了确定何时满足连通性条件，设备可监测例如RS_SINRNORXD、CQI、和/或PDSCH的CRC历史等。在一个此类示例性场景中，当RS_SINRNORXD落在可接受的阀值(THRS)之下时，接收器可启用分集。在其他实施例中，当CQINORXD落在最小阀值(THCQI)之下时，接收器启用分集。在又一种情况下，当控制信道开始经历不可接受的错误速率时(例如，当CRC失败出现在PDSCH上时等)，可需要接收器启用分集操作。在又一种变体中，连通性条件可包括例如参考信号接收功率(RSRP)、参考信号接收质量(RSRQ)、寻呼消息解码历史、和/或何时UE预计发送/接收消息。
尽管前述讨论已提供了用于无线网络中自适应或“智能”接收器分集操作的一般性方法，现在讨论示例性的场景以进一步例示因本公开的内容而成为可能的无数的具体实施。
示例性具体实施-
现在参考表1，例示了若干自适应接收器分集(ARD)具体实施的简要概况；每个ARD具体实施使用不同的容量条件。具体实施以复杂程度排序。在下列表1中，RISRD(静态接收器分集的秩指示)表示发送到设备的(但可被覆写的)秩指示。
表1
具体实施实例#1-
现在参考图4A，描述了根据表1的具体实施实例#1的用于无线网络中自适应或“智能”接收器分集操作的一个示例性方法400。如图所示，在连接RRC状态中总是启用接收器分集。在空闲RRC状态下，当RS_SINRNORXD大于最小阀值(THRS)时，满足关键连通性条件。
图4B为图4A的方案的有限状态机(FSM)450表示的逻辑表示。如图所示，FSM具有启用接收器分集的空闲RRC状态(RxD-启用-空闲)和启用接收器分集的连接RRC状态(RxD-启用-连接)。UE将根据典型的RRC具体实施(基于例如现有的RACH接入协议和RRC连接/释放协议)在空闲RRC状态和连接RRC状态之间转换。
另外，如图4B所示，可从RXD-启用-空闲状态转换至另外的不具有接收器分集的RRC空闲状态(RXD-禁用-空闲)。禁用接收器分集的转换准则(C1_空闲)为当连通性条件满足，即RS_SINRNORXD大于最小阀值(TH0)且在多个连续的寻呼周期中(N1_空闲)PDSCH上没有CRC失败，以及UE不活动。选择最小阀值以保证满足PDCCH和PDSCH解码性能。另外，应当理解当CRC失败发生时N1_空闲计数器重置(例如，当无法成功地在合适的PDSCH寻呼信道中解码接收器的寻呼无线电网络临时身份(P-RNTI)时)。
相似地，启用接收器分集的转换准则(C2_空闲)为当连通性条件不满足时(RS_SINRNORXD小于最小阀值(TH1)或在多个连续的寻呼周期中(N1_空闲)在PDSCH上发生一个或多个CRC失败或即将发生UE活动)。应该指出的是，简化的实施例可将TH0与TH1设置为相同的值(即，使用相同的阀值)，或作为另外一种选择，TH0与TH1可具有差值以最小化不必要的切换(还被称为“滞后”)。TH0与TH1之间较大的差值将增大滞后，但可减小性能，因为RS_SINRNORXD中较大的摇摆是重新启用分集所必需的。
如上所述，RS_SINR为从参考信号(RS)测量的信号与干扰和噪声比(SINR)。对于正交频分复用(OFDM)技术，RS_SINR可根据等式1计算。
等式1 RS_SINRr,t＝10 log10[∑nt(Sr.nt)/∑nt(Ir,nt)]
其中：
r＝接收器链索引(对于二(2)天线接收器，r＝0,1)；
t＝发射器端口索引(对于四(4)天线发射器，t＝0,1,2,3)；
nt＝发射器端口索引t的RS符号的副载波索引；
Sr,nt＝第n个副载波中的第r个接收器链处的RS信号功率；以及
Ir,nt＝第n个副载波中的第r个接收器链处的噪声和干扰功率。
在一些变体中，如等式2所示，当使用多于一个的发射器端口时，可跨越发射器端口合并RS_SINR以反映接收器处的发送分集合并增益。
等式2 RS_SINRNORXD＝10 log10(100.1×RS_SlNR0,0+100.1×RS-S1NR0,1)
此外，应当理解尽管提供了特定实例来估计RS_SINR，相关领域的普通技术人员可易于在给定本公开的内容的条件下，对于其他技术和/或应用调整和/或替换前述计算。
具体实施实例#2-
现在参考图5A，描述了根据表1的具体实施实例#2的用于无线网络中自适应或“智能”接收器分集操作的方法500的一个示例性实施例。在实例#2中，在秩二(2)状态的传输中总是启用接收器分集，但在秩一(1)的传输中可禁用接收器分集。对于秩一(1)传输，当RS_SINRNORXD大于最小阀值(THRS)，且ΔRS_SINR大于最小阀值(THΔRS_SINR)时，关键容量条件满足。
图5B为图5A的方案的有限状态机(FSM)550表示的实施例的逻辑表示。如图所示，FSM具有启用接收器分集的空闲RRC状态(RxD-启用-空闲)、启用接收器分集的连接RRC状态(RxD-启用-连接)、禁用接收器分集的空闲RRC状态(RxD-禁用-空闲)、以及禁用接收器分集的连接RRC状态(RxD-禁用-连接)。
如图所示，RxD-禁用-空闲的转换条件与具体实施实例#1中所用的相同。
如图5B所示，RxD-禁用-连接状态支持条件C1_连接和C2_连接的次级组。在连接状态下禁用接收器分集的转换准则(C1_连接)为：(i)满足连通性条件(RS_SINRNORXD大于最小阀值(TH2))，且(ii)满足容量条件(例如，ΔRS_SINR小于最小阀值(TH4)且对于多个连续的子帧(N_Rank1)UE报告一致的秩一(1)RI)，(iii)对于多个连续的子帧(N_NoRank2)没有调度具有秩二(2)的PDSCH，(iv)接收器已在最小时间(T2)中可靠地在分集模式下操作且UE不发送SR或RACH。
相似地，启用接收器分集的转换准则(C2_连接)为：(i)不满足连通性条件(RS_SINR0小于最小阀值(TH3))以及不满足容量条件(CQINORXD小于最小阀值、调度秩二(2)的PDSCH传输、UE预计活动、或最大计时器到时(T1))。
具体实施实例#3-
现在参考图6A，描述了根据表1的具体实施实例#3的用于无线网络中自适应或“智能”接收器分集操作的方法600的一个示例性实施例。在实例#3中(如在实例#2中)，在秩二(2)状态的传输中总是启用接收器分集，但在秩一(1)传输中可禁用接收器分集。对于秩一(1)传输，当CQINORXD大于最小阀值(THCQI)，且ΔCQI大于最小阀值(THΔCQI)时，关键容量条件满足。
图6B为图6A的方案的有限状态机(FSM)650表示的逻辑表示。如图所示，FSM具有启用接收器分集的空闲RRC状态(RxD-启用-空闲)、启用接收器分集的连接RRC状态(RxD-启用-连接)、禁用接收器分集的空闲RRC状态(RxD-禁用-空闲)、以及禁用接收器分集的连接RRC状态(RxD-禁用-连接)。
如图所示，RxD-禁用-空闲的转换条件与实例#2的具体实施相同，并且向RxD-禁用-连接的转换与具体实施实例#2中所用的非常相似。但是，与使用ΔRS_SINR不同，具体实施实例#3基于以CQI为基础的测量(CQINORXD和ΔCQI)使用容量条件。
作为简要说明，UE周期性地向eNB发送关于下行链路信道状态的反馈。反馈度量包括：指示UE可同时解码多少层(即，独立空间流/层)的秩指示符(RI)、指示每层的有效信号与噪声比(其直接对应于UE对于每层可可靠地接收的码字的大小)的CQI、以及指示UE倾向于哪种用于闭环传输的预编码矩阵的预编码矩阵索引(PMI)。
在秩一(1)传输中(或当UE报告秩一(1)时)，ΔCQI表示分集和非分集操作之间的性能差别。尽管CQI是比例如RS_SINR更复杂的计算，在启用分集时，CQIRXD和CQINORXD均可被计算，这提供了切换至非分集操作如何影响正在进行的通信的更准确表示。
具体实施实例#4-
现在参考图7A，描述了根据表1的具体实施实例#4的用于无线网络中自适应或“智能”接收器分集操作的方法700的一个示例性实施例。在实例#4中，(如在实例#2、#3中)，在秩二(2)状态的传输中总是启用接收器分集，但在秩一(1)传输中可禁用接收器分集。对于秩一(1)传输，当RRank1,NORXD所表示的频谱效率大于最小阀值(THR)，且ΔR1大于最小阀值(THΔR1)时，关键容量条件满足。
图7B为图7A的方案的有限状态机(FSM)750表示的实施例的逻辑表示。如图所示，FSM具有启用接收器分集的空闲RRC状态(RxD-启用-空闲)、启用接收器分集的连接RRC状态(RxD-启用-连接)、禁用接收器分集的空闲RRC状态(RxD-禁用-空闲)、以及禁用接收器分集的连接RRC状态(RxD-禁用-连接)。
如图所示，RxD-禁用-空闲的转换条件与实例#2的具体实施相同，并且向RxD-禁用-连接的转换与具体实施实例#2中所用的非常相似。但是，与使用ΔRS_SINR不同，具体实施实例#4基于以秩为基础的测量(RRank1,NORXD和ΔR1)进行状态转换。
作为秩指示符(RI)计算的一部分，UE通常计算针对不同MIMO操作模式的估计频谱效率(R)。R用bps/Hz(位每秒每带宽)表示，并且R可基于假设的秩和MIMO均衡器类型(见，例如附录)从每副载波SINR计算。如CQI计算一样，秩计算是比例如RS_SINR更复杂的计算，但秩计算可提供预测切换至非分集操作如何影响正在进行的通信的另一个适当的度量。
具体实施实例#5-
对于传统LTE UE，将由UE提供的秩报告提供给eNB以最大化秩二(2)传输相对于秩一(1)传输的容量改进。但是，如下文讨论的(在具体实施实例#5和具体实施实例#6两者中)，某些具体实施可启用自适应接收器分集(ARD)来覆写秩赋值；该覆写导致一些小的容量退化，但也明显地节约了电力。
现在参考图8A，描述了根据表1的具体实施实例#5的用于无线网络中自适应或“智能”接收器分集操作的方法800的一个示例性实施例。实例#5非常类似实例#3，其额外之处在于在下列情况下，接收器可覆写秩二(2)指示：CQINORXD大于最小阀值(THCQI)，ΔCQI小于最小阀值(TH2)且ΔR0小于最小阀值(TH4)，其中ΔR0由等式3给出：
等式3 ΔR0＝(RRANK2,RXD/RRANK1,RXD)-1
ΔR0表示秩二(2)操作与秩一(1)操作的频谱效率的比较；因此，当ΔR0小于最小阀值(即，可忽略秩二(2)和秩一(1)之间的差别)，接收器可动态地覆写秩二(2)指示。更直接地，当从秩二(2)操作形成的收益不能支持其使用时，接收器可覆写秩二(2)指示。
图8B为容量条件决定树830的示例性实施例的逻辑表示。如图所示，基于静态接收器分集(SRD)秩评估条件(例如，等式3)，接收器可确定何时覆写秩指示。具体地，当RISRD被设置为一(1)，使用ΔCQI的容量条件来确定是否启用或禁用分集操作。但是，当RISRD被设置为二(2)时，使用ΔCQI与ΔR0的容量条件来确定是否根据RISRD启用分集操作，或禁用分集操作(从而覆写RISRD)。
图8C为包括图8A和图8B两者的有限状态机(FSM)850的实施例的逻辑表示。如图所示，FSM具有启用接收器分集的空闲RRC状态(RxD-启用-空闲)、启用接收器分集的连接RRC状态(RxD-启用-连接)、禁用接收器分集的空闲RRC状态(RxD-禁用-空闲)、以及禁用接收器分集的连接RRC状态(RxD-禁用-连接)。
如图所示，RxD-禁用-空闲和RxD-禁用-连接的转换条件与具体实施实例#3中所用的非常相似。但是，实现C1_连接转换的逻辑已被图8B的决定树表示的逻辑替换。
具体实施实例#6-
现在参考图9A，描述了根据表1的具体实施实例#6的用于无线网络中自适应或“智能”接收器分集操作的方法900的一个示例性实施例。其中实例#5基于与秩度量相结合的以CQI为基础的测量，实例#6基于两个不同秩度量ΔR1和ΔR2启用分集操作：
等式4 ΔR1＝(RRank1,RXD/RRank1,NORXD)-1
等式5 ΔR2＝(RRank2,RXD/RRank1,NORXD)-1
具体地，如等式4和等式5所表示的，ΔR1和ΔR2表示分别使用具有分集的秩一(RRank1,RXD)做为不具有分集的秩一(1)(RRank1,NORXD)的函数和使用具有分集的秩二(2)(RRank1,RXD)作为RRank1,NORXD的函数之间的频谱差值。与上述具体实施实例#5的实施例相似，对秩的评估允许接收器确定从秩二(2)操作形成的收益是否不能支持其使用。
图9B为容量条件的决定树930的逻辑表示。如图所示，基于静态接收器分集(SRD)秩评估条件(例如，等式公式3、公式4和公式5)，接收器可确定何时覆写秩指示。具体地，当RISRD被设置为一(1)，使用ΔR1的容量条件确定是否应启用或禁用分集操作。但是，当RISRD被设置为二(2)时，使用AR2的容量条件确定是否应根据RISRD启用分集操作，或禁用分集操作(从而覆写RISRD)。
图9C为包括图9A和图9B两者的有限状态机(FSM)950的实施例的逻辑表示。如图所示，FSM具有启用接收器分集的空闲RRC状态(RxD-启用-空闲)、启用接收器分集的连接RRC状态(RxD-启用-连接)、禁用接收器分集的空闲RRC状态(RxD-禁用-空闲)、以及禁用接收器分集的连接RRC状态(RxD-禁用-连接)。
如图所示，RxD-禁用-空闲和RxD-禁用-连接的转换条件与具体实施实例#4中所用的非常相似。但是，实现C1_连接转换的逻辑已被图9B的决定树表示的逻辑替换。
尽管前述实例已提供了多个与本文描述的原则相符的示例性实施例，应当理解进一步的其他实施例可包括、增加和/或替换各种条件。
例如，为禁用接收器分集，收发器可包括但不限于下列度量的任一个：(i)ΔRS_SINR,(ii)ΔCQI,(iii)ΔR,(iv)均衡器能量比(|w1|2/|w0|2)，其中w1和w0分别为第一和第二接收器链的均衡器抽头值)等。
在进一步的其他实施例中，容量条件可基于某些类型的事件。此类事件的实例包括但不限于，当CQINORXD为高时的下行链路的低调度比、连接状态中的上行链路的高授权比、当UE已对K1个子帧报告秩一(1)并且还未对K2个子帧调度秩二(2)传输等。此外，某些具体实施还可要求一段最小的时间，在其中启用分集以保证UE具有足够时间正确地监测链路质量并可靠地评估其他条件。
相似地，重新启用分集操作，收发器可考虑例如计时器值、连接状态中的PDSCH解码失败、连接状态中的总体块错误率(BLER)、需要较高阶秩的控制信道信令、和/或上行链路授权较小。
无线装置-
现在参考图10，例示了被配置为用于在无线网络中自适应分集接收的收发器设备1000的示例性实施例。
如本文所用，术语“收发器设备”包括但不限于移动电话、智能电话(诸如例如iPhoneTM)、启用无线的平板设备(诸如例如iPadTM)或前述的任何组合。此外，其他实施例可包括例如基站、对等无线联网设备、无线服务器、无线接入点(例如，AP)等。尽管本文所描述的自适应管理方法的主要益处在于节约电力(其对诸如智能电话的移动设备特别有用)，诸如膝上型计算机、基站、或接入点的其他类型的设备可实现本公开所具有的其他益处。
虽然本文示出并讨论了一种特定设备配置和布局，但应当认识到，在给出本公开的情况下，普通技术人员可易于实施许多其他配置，图10的装置1000仅仅是举例说明本文的更广泛原理。
图10的装置1000包括两个或更多的无线电天线1002、RF开关1004(例如，图2的2×2开关1004)、RF前端1006、收发器1008、处理器1010、非暂态计算机可读存储器1012、以及用户接口/显示设备1014(例如，具有所谓“多点触摸”或相似能力的电容触摸屏显示设备)。注意这些部件中的相关部件可与本文图2中的部件集成(例如，图2中的接收器装置200可替换上面列出的相关部件)，或收发器装置1000可实际上具有完全独立的接收器链和空中接口。
处理子系统1010(其可包括或独立于图2的BB处理器212)包括一个或多个中央处理单元(CPU)或数字处理器，例如微处理器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、RISC核心、或多个安装于一个或多个基板上的处理部件。基带处理子系统耦接至计算机可读存储器1012，其可包括例如SRAM、FLASH、SDRAM和/或HDD(硬盘驱动器)部件。如本文所用，术语“存储器”包括适于存储数字数据的任何类型的集成电路或其他存储设备，包括但不限于ROM、PROM、EEPROM、DRAM、SDRAM、DDR/2 SDRAM、EDO/FPMS、RLDRAM、SRAM、“闪存”存储器(例如，NAND/NOR)和PSRAM。
处理子系统还可包括额外的协处理器，例如专用图形加速器、网络处理器(NP)或音频/视频处理器。如图所示，处理子系统1010包括分立部件；然而，应当理解，在一些实施例中它们可被合并或成型在SoC(片上系统)配置中。
处理子系统1010适用于从RF组件(例如，无线电天线1002、RF开关1004、RF前端1006和无线电收发器1008)接收和/或发送数据流。RF组件被配置为以无线标准操作，诸如例如前述的长期演进(LTE)标准，或其他可采用分集功能的无线标准。
应当理解，虽然针对方法的步骤的具体顺序描述了某些实施例，但是这些描述对于本文所描述的更广泛的方法仅是示例性的，并且可根据特定应用的需求而修改。在某些情况下，某些步骤可成为不必要的或可选的。此外，可将某些步骤或功能添加至所公开的实施例，或者两个或多个步骤的性能的次序可加以排列。所有此类修改都被视为被包含在本文公开和要求的原则中。
尽管上文的详细描述已显示、描述并指出应用到各种实施例的本公开的新特征，但应当理解，在不背离本文描述的原则的情况下，那些本领域技术人员可以对所说明的设备或流程的形式和细节进行各种省略、替换和更改。前述说明是当前所考虑到的最佳模式。该描述绝不是为了进行限制，而是应被视为是对本文描述的一般原则的例示。应结合权利要求确定本公开的范围。

Claims (20)

1.一种被配置为实现自适应接收分集的移动装置，所述装置包括：
处理器；
被配置为在至少第一分集模式和第二分集模式下操作的一个或多个无线接收器；以及
与所述处理器和一个或多个无线接收器进行数据通信的计算机化逻辑，并且所述计算机化逻辑被配置为使所述移动装置：
评估容量条件和连通性条件；
当满足所述容量条件和所述连通性条件时，在所述第一分集模式下操作；以及
当不满足所述容量条件或所述连通性条件时，在所述第二分集模式下操作。
2.根据权利要求1所述的移动装置，其中所述连通性条件包括在一个或多个连续的寻呼周期中没有循环冗余校验(CRC)失败。
3.根据权利要求2所述的移动装置，其中所述容量条件包括超过第一阀值的参考信号与干扰加噪声比(RS SINR)。
4.根据权利要求2所述的移动装置，其中所述容量条件包括与所述第一分集模式相关联的第一参考信号与干扰加噪声比(RS SINR)和与所述第二分集模式相关联的第二RS SINR之间的差值。
5.根据权利要求2所述的移动装置，其中所述容量条件包括与所述第一分集模式相关联的第一信道质量指示(CQI)和与所述第二分集模式相关联的第二CQI之间的差值。
6.根据权利要求2所述的移动装置，其中所述容量条件包括与所述第一分集模式相关联的第一频谱效率和与所述第二分集模式相关联的第二频谱效率之间的差值。
7.一种用于智能地执行自适应接收分集的方法，所述方法包括：
确定(i)连通性准则和(ii)容量准则；
通过无线接收器进行通信，所述无线接收器能够在至少第一分集方案和第二分集方案中配置；
其中所述第一分集方案能够比所述第二分集方案支持更多的数据容量；
将当前信号质量测量与容量条件进行比较；
将当前连接质量与连通性条件进行比较；
当在所述第一分集方案下操作时：
当所述当前信号质量测量满足所述容量条件且所述当前连接质量满足所述连通性条件时，转换到所述第二分集方案；以及
当在所述第二分集方案下操作时：
当所述当前信号质量测量不满足所述容量条件或所述当前连接质量不满足所述连通性条件时，转换至所述第一分集方案。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一分集方案包括多输入多输出(MIMO)分集方案。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二分集方案包括非分集方案。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二分集方案包括低阶MIMO分集方案。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述信号质量测量包括信号与干扰加噪声比(SINR)。
12.根据权利要求7所述的方法，其中所述信号质量测量包括信道质量指示(CQI)。
13.根据权利要求7所述的方法，其中所述信号质量测量包括与所述第一分集方案相关联的第一信号质量测量和与所述第二分集方案相关联的第二信号质量测量之间的差值。
14.根据权利要求7所述的方法，其中所述当前连接质量基于大于阀值的参考信号与干扰加噪声比(RS_SINR)或一个或多个控制信道的一个或多个循环冗余校验。
15.一种动态地覆写秩指令的方法，所述方法包括：
通过无线接收器进行通信，所述无线接收器被配置为基于从无线发射器接收的秩指示信号和覆写信号选择至少第一分集方案和第二分集方案；
其中所述第一分集方案能够比所述第二分集方案支持更多的数据容量；
将当前信号质量测量与容量条件进行比较；
将当前连接质量与连通性条件进行比较；
当所述当前信号质量测量满足所述容量条件且所述当前连接质量满足所述连通性条件时，启用所述覆写信号来选择所述第二分集方案；以及
否则选择由所述秩指示信号所识别的分集方案。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一分集方案包括多输入多输出(MIMO)分集方案。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第二分集方案包括非分集方案。
18.根据权利要求17所述的方法，其中启用所述覆写信号导致减少的功耗。
19.一种被配置为动态地覆写秩指令的移动装置，所述装置包括：
处理器；
被配置为在至少第一分集模式和非分集模式下操作的一个或多个无线接收器；以及
与所述处理器和一个或多个无线接收器进行数据通信的计算机化逻辑，所述计算机化逻辑被配置为：
评估容量条件和连通性条件；
当满足所述容量条件和所述连通性条件时，在所述非分集模式下操作；以及
否则基于从无线发射器接收的秩指示信号从至少所述第一分集模式和所述非分集模式中选择。
20.根据权利要求19所述的移动装置，其中所述移动装置包括2×2多输入多输出(MIMO)长期演进(LTE)用户设备(UE)。
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