CN104365031A - 利用共享天线和载波聚合的动态上行链路调度 - Google Patents

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Abstract

通过从多个无线接入技术模式中动态选择特定天线操作模式而获得系统容量的改进。在一些实施方式中，通过在通信连接期间动态生成用户设备(UE)天线能力的指示而获得系统容量的改进。在通信连接期间，UE对其天线能力的指示是动态的和/或面临改变的。可以将该指示发送至基站。

Description

利用共享天线和载波聚合的动态上行链路调度
相关申请的交叉引用
本申请涉及2012年3月2日以GUDEM等名义递交的美国专利申请No.13/411,467，该申请的公开内容以引用方式明确地整体并入本文中。根据35U.S.C§119(e)，本申请要求享有2012年6月12日以KADOUS等名义递交的、题目为“DYNAMIC UE SCHEDULING WITH SHAREDANTENNA AND CARRIER AGGREGATION”的美国临时专利申请No.61/658,870的优先权，该临时申请的公开内容以引用方式明确地整体并入本文中。
技术领域
概括地说，本公开内容的方面涉及无线通信系统，而更具体地说，涉及长期演进中采用共享天线和载波聚合的动态用户设备调度。
背景技术
为了提供诸如电话、视频、数据、消息发送和广播之类的各种电信服务，广泛部署了无线通信系统。典型的无线通信系统可以采用能够通过共享可用的系统资源(例如，带宽、发射功率)来支持与多个用户进行通信的多址技术。这种多址技术的例子包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、单载波频分多址(SC-FDMA)系统、以及时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统。
为了提供能够使不同的无线设备在城市层面、国家层面、地区层面以及甚至全球层面进行通信的公共协议，在各种电信标准中采用了这些多址技术。一个新兴的电信标准的例子是长期演进(LTE)。LTE是由第三代合作伙伴计划(3GPP)颁布的通用移动电信系统(UMTS)移动标准的增强集。它被设计成通过改进频谱效率、降低成本、改进服务、利用新频谱来更好地支持移动宽带因特网接入，并且它被设计成与在下行链路(DL)上使用OFDMA、在上行链路(UL)上使用SC-FDMA以及使用多输入多输出(MIMO)天线技术的其它开放标准更好地融合。然而，随着移动宽带接入需求持续增加，LTE技术需要进一步改进。优选地，这些改进应当适用于其它多址技术和采用了这些技术的电信标准。
发明内容
根据本公开内容的一个方面，一种无线通信方法包括：在通信连接期间动态生成对用户设备天线能力的指示。该方法还可以包括：将该指示发送到基站。
根据本公开内容的另一个方面，一种无线通信装置包括：用于在通信连接期间动态生成对用户设备天线能力的指示的单元。该装置还可以包括用于将该指示发送到基站的单元。
根据本公开内容的一个方面，一种用于无线网络中无线通信的计算机程序产品包括计算机可读介质，其上记录了非暂时性程序代码。该程序代码包括在通信连接期间动态生成对用户设备天线能力的指示的程序代码。该程序代码还包括将该指示发送到基站的程序代码。
根据本公开内容的一个方面，一种无线通信装置包括：存储器和耦合到存储器的处理器。该处理器被配置为在通信连接期间动态生成对用户设备天线能力的指示。该处理器还被配置为将该指示发送到基站。
根据本公开内容的一个方面，一种无线通信方法包括在通信连接期间接收对用户设备天线能力的指示。该方法还可以包括至少部分基于该指示跨越一个或多个载波来调度用户设备。
根据本公开内容的另一个方面，一种无线通信装置包括：用于在通信连接期间接收对用户设备天线能力的指示的单元。该装置还可以包括：用于至少部分基于该指示跨越一个或多个载波来调度用户设备的单元。
根据本公开内容的一个方面，一种用于无线网络中无线通信的计算机程序产品包括：计算机可读介质，其上记录有非暂时性程序代码。该程序代码包括：用于在通信连接期间接收对用户设备天线能力的指示的程序代码。该程序代码还包括：至少部分基于该指示跨越一个或多个载波来调度用户设备的程序代码。
根据本公开内容的另一个方面，一种无线通信装置包括：存储器和耦合到存储器的处理器。该处理器被配置为在通信连接期间接收对用户设备天线能力的指示。该处理器还被配置为至少部分基于该指示跨越一个或多个载波来调度用户设备。
本公开内容的附加特征和优点将在下面描述。本领域技术人员应当理解的是，本公开内容能够容易地被作为用于修改或设计用于执行本公开内容相同目的的其它结构的基础。本领域技术人员也应当认识到的是，这种等同的构造没有脱离所附的权利要求书中所阐述的本公开内容的教导。通过以下结合附图时考虑的描述，将更好地理解被认为在组织上和在操作方法二者上是本公开内容的特性的新特征以及进一步的目的和优点。然而，要被明确理解的是，各图都仅是被提供用于说明和描述目的，并不旨在作为本公开内容的限制的定义。
附图说明
通过下文结合附图阐述的具体实施方式，本公开内容的特征、本质和优点将变得更加显而易见，在附图中，相同的附图标记在全文中以对应的方式进行标识。
图1是示出网络架构的例子的图。
图2是示出接入网的例子的图。
图3是示出LTE中下行链路帧的一个例子的图。
图4是示出LTE中上行链路帧的一个例子的图。
图5是示出用户面和控制面无线协议架构的一个例子的图。
图6是示出接入网中演进型节点B和用户设备的例子的图。
图7A公开了连续载波聚合类型。
图7B公开了非链路载波聚合类型。
图8根据本公开内容一个方面示出了的包括多个可调谐天线以促进多模通信的无线通信设备。
图9是根据本公开内容一个方面示出多模通信方法的框图。
图10是根据本公开内容一个方面示出示例性装置中不同模块/单元/部件之间的数据流的概念性数据流图。
图11是根据本公开内容一个方面示出多模通信方法的框图。
图12是根据本公开内容一个方面示出示例性装置中不同模块/单元/部件之间的数据流的概念性数据流图。
具体实施方式
下面结合附图阐述的详细描述旨在作为对各种结构的描述，而不是要表示可以实践本文描述的构思的仅有结构。详细描述包括具体细节，以便提供对各种构思的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可以实践这些构思。在一些实例中，以框图形式示出公知的结构和部件，以避免使这些构思不明显。
参照各种装置和方法，给出了电信系统的方面。通过各种框、模块、部件、电路、步骤、过程、算法等(统称为“要素”)，在以下详细描述中描述并且在附图中示出这些装置和方法。这些要素可以使用电子硬件、计算机软件或其任意组合来实现。这些要素是被实现为软件还是被实现为硬件取决于特定应用以及施加在整个系统上的设计约束。
举例而言，可以利用包括了一个或多个处理器的“处理系统”来实现要素或要素的任意部分或要素的任意组合。处理器的例子包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、门控逻辑单元、分立的硬件电路以及被配置为执行贯穿本公开内容描述的各种功能的其它合适的硬件。处理系统中的一个或多个处理器可以运行软件。无论是被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其它，软件都应当被广义地理解为表示指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行文件、执行线程、过程、功能等。
相应地，在一个或多个示例性实施例中，描述的功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则这些功能可以被存储在非暂时性计算机可读介质中或是可以在非暂时性计算机可读介质中被编码成一个或多个指令或代码。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可以是能被计算机存取的任意可用介质。通过示例而不是限制的方式，这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任意其它介质。如本文所使用的，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字通用光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则用激光来光学地复制数据。上面的组合也应当包括在计算机可读介质的范围之内。
图1是示出了LTE网络架构100的图。LTE网络架构100可以被称为演进型分组系统(EPS)100。EPS 100可以包括一个或多个用户设备(UE)102、演进型UMTS陆地无线接入网(E-UTRAN)104、演进型分组核心(EPC)110、归属用户服务器(HSS)121、以及运营商的IP服务122。EPS可以与其它接入网络互连，但是为了简洁，没有示出那些实体/接口。如所示出的，EPS提供分组交换服务，然而，如本领域的技术人员将易于理解的是，贯穿本公开内容介绍的各种构思可以被扩展至提供电路交换服务的网络。
E-UTRAN包括演进型节点B(eNodeB)106和其它eNodeB 108。eNodeB106提供朝向UE 102的用户面和控制面的协议终止。eNodeB 106可以经由X2接口(例如回程)连接至其它eNodeB 108。eNodeB 106也可以被称为基站、基站收发机、无线基站、无线收发机、收发机功能、基本服务集(BSS)、扩展服务集(ESS)或一些其它合适的术语。eNodeB 106为UE 102提供了去往EPC 110的接入点。UE 102的例子包括蜂窝电话、智能电话、会话发起协议(SIP)电话、便携式电脑、个人数字助理(PDA)、卫星广播、全球定位系统、多媒体设备、视频设备、数字音频播放器(例如MP3播放器)、相机、游戏控制台或任何其它类似功能的设备。对于本领域的技术人员而言，UE 102也可被称为移动站、用户台、移动单元、用户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动用户台、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手持机、用户代理、移动客户端、客户端或一些其它合适的术语。
eNB 106通过S1接口连接到EPC 111。EPC 111包括移动性管理实体(MME)112、其它MME 114、服务网关116、以及分组数据网络(PDN)网关118。MME 112是处理UE 102和EPC 111之间的信令的控制节点。通常，MME 112提供承载管理和连接管理。所有用户IP分组通过服务网关116(其自身连接到PDN网关118)进行传输。PDN网关118提供UE IP地址分配以及其它功能。PDN网关118连接到运营商的IP服务122。运营商的IP服务122可以包括因特网、内联网、IP多媒体子系统(IMS)以及PS流式服务(PSS)。
图2是示出了在LTE网络架构中的接入网络200的一个例子的图。在该例子中，接入网络200被划分成多个蜂窝区域(小区)202。一个或多个较低功率等级的eNodeB 208可以具有与一个或多个小区202重叠的蜂窝区域210。较低功率级别的eNB 208可以称为远程无线头(RRH)。较低功率级别的eNB 208可以是毫微微小区(例如，家庭eNB(HeNB))、微微小区或微小区。宏eNodeB 204均被分配给相应的小区202，并且被配置成为小区202中的所有UE 206提供去往EPC 111的接入点。在接入网络200的这一例子中没有集中控制器，但是集中控制器可以被用在替换配置中。eNodeB204负责所有无线相关的功能，所述无线相关的功能包括无线承载控制、准入控制、移动性控制、调度、安全性以及与服务网关116的连接。
接入网络200采用的调制和多址方案可以取决于正被运用的特定电信标准而变化。在LTE应用中，在下行链路上使用OFDM以及在上行链路上使用SC-FDMA以支持频分双工(FDD)和时分双工(TDD)二者。如本领域技术人员通过以下详细描述将容易地理解的那样，本文介绍的各种构思很好地适用于LTE应用。然而，这些构思可以容易地被扩展至采用了其它调制和多址技术的其它电信标准。举例而言，这些构思可以被扩展至演进数据优化(EV-DO)或超移动宽带(UMB)。EV-DO和UMB是由第三代合作伙伴计划2(3GPP2)颁布的作为CDMA2000标准家族的一部分的空中接口标准，并且采用了CDMA以为移动站提供宽带因特网接入。这些构思也可以被扩展至采用了宽带-CDMA(W-CDMA)以及诸如TD-SCDMA的CDMA的其它变型的通用陆地无线接入(UTRA)；采用了TDMA的全球移动通信系统(GSM)；以及演进型UTRA(E-UTRA)、超移动宽带(UMB)、IEEE802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMax)、IEEE802.20以及采用了OFDMA的闪速-OFDM。在来自3GPP组织的文档中描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE和GSM。在来自3GPP2组织的文档中描述了CDMA2000和UMB。实际采用的无线通信标准和多址技术将取决于特定应用及施加在系统上的整体设计约束。
eNodeB 204可以具有支持MIMO技术的多根天线。MIMO技术的使用使得eNodeB 204能够使用空间域以支持空间复用、波束成形和发射分集。空间复用可以被用于在相同的频率上同时发送不同的数据流。数据流可以被发送至单个UE 206以提高数据速率，或者可以被发送至多个UE 206以提高整个系统的容量。这是通过对每个数据流进行空间预编码(即应用幅度和相位的缩放)并且然后在下行链路上通过多根发射天线发送每个经空间预编码的流来实现的。经空间预编码的数据流到达具有不同的空间签名的UE 206，这使得每个UE 206能够恢复发往该UE 206的一个或多个数据流。在上行链路上，每个UE 206发送经空间预编码的数据流，这使得eNodeB204能够识别每个经空间预编码的数据流的源头。
当信道状况良好时，通常使用空间复用。当信道状况不太有利时，可以使用波束成形来将传输能量集中在一个或多个方向上。这可以通过对用于通过多根天线传输的数据进行空间预编码来实现。为了在小区边缘实现良好的覆盖，可以将单个流波束成形传输与发射分集结合使用。
在以下的详细描述中，将参照在下行链路上支持OFDM的MIMO系统来描述接入网络的各个方面。OFDM是一种将数据调制在OFDM符号内的多个子载波上的扩频技术。子载波以精确的频率被间隔开。间隔提供了使得接收机能够从子载波恢复数据的“正交性”。在时域中，可以对每个OFDM符号增加保护间隔(例如循环前缀)以对抗OFDM符号间干扰。上行链路可以使用DFT扩展的OFDM信号形式的SC-FDMA以补偿高的峰均功率比(PAPR)。
图3是示出了LTE中下行链路帧结构的一个例子的图300。一帧(10ms)可以被划分成10个大小相同的子帧。每个子帧可以包括两个连续的时隙。可以用资源格来表示两个时隙，每个时隙包括一个资源块。资源格被划分成多个资源单元。在LTE中，1个资源块在频域上包含12个连续的子载波，并且对于每个OFDM符号中的常规循环前缀，在时域上包含7个连续的OFDM符号，或者84个资源单元。对于扩展循环前缀，1个资源块在时域上包含6个连续的OFDM符号并且有72个资源单元。一些资源单元(如被标记为R 302、304)包括下行链路参考信号(DL-RS)。DL-RS包括小区特定RS(CRS)(也被称作公共RS)302和UE特定RS(UE-RS)304。只在相应的物理下行链路共享信道(PDSCH)被映射到的资源块上发送UE-RS304。每个资源单元携带的比特数量取决于调制方案。因此，UE接收的资源块越多并且调制方案越高，UE的数据速率就越高。
图4是示出了LTE中上行链路帧结构的一个例子的图400。针对上行链路可用的资源块可以被划分成数据段和控制段。控制段可以形成在系统带宽的两个边缘并且可以具有可配置的尺寸。控制段中的资源块可以被分配给UE以发送控制信息。数据段可以包括所有未被包括在控制段中的资源块。上行链路帧结构使得数据段包括连续的子载波，这可以允许单个UE被分配有数据段中所有的连续子载波。
可以将控制段中的资源块410a、410b分配给UE以将控制信息发送给eNodeB。也可以将数据段中的资源块420a、420b分配给UE以将数据发送给eNodeB。UE可以在控制段中的所分配的资源块上的物理上行链路控制信道(PUCCH)中发送控制信息。UE可以在数据段中的所分配的资源块上的物理上行链路共享信道(PUSCH)中仅发送数据或发送数据和控制信息二者。上行链路传输可以跨越子帧的两个时隙并且可以在频率之间跳变。
资源块集可以被用来在物理随机接入信道(PRACH)430中执行初始系统接入并且实现上行链路同步。PRACH 430携带随机序列且不能携带任何上行链路数据/信令。每个随机接入前导码占据对应于6个连续资源块的带宽。起始频率由网络规定。换言之，随机接入前导码的传输被限制在某些时间和频率资源。对于PRACH没有跳频。PRACH尝试被携带在单个子帧(1ms)中或者在少数几个连续子帧的序列中，并且UE在每个帧(10ms)只能进行单次PRACH尝试。
图5是示出了在LTE中用于用户面和控制面的无线协议架构的一个例子的图500。用于UE和eNodeB的无线协议架构被显示为具有三层：层1、层2和层3。层1(L1层)是最底层并且实施各种物理层信号处理功能。L1层在本文中将被称为物理层506。层2(L2层)508位于物理层506之上并且负责物理层506上的UE和eNodeB之间的链路。
在用户面中，L2层508包括媒体接入控制(MAC)子层510、无线链路控制(RLC)子层512和分组数据汇聚协议(PDCP)子层514，这些子层终止于网络侧的eNodeB。尽管没有示出，但UE可以具有数个在L2层508之上的上层，这些上层包括终止于网络侧的PDN网关118的网络层(例如IP层)以及终止于连接的另一端(例如远端UE、服务器等)的应用层。
PDCP子层514提供不同无线承载和逻辑信道之间的复用。PDCP子层514也为上层数据分组提供报头压缩以减少无线传输开销，通过加密数据分组提供安全性，并且为UE提供eNodeB之间的切换支持。RLC子层512提供上层数据分组的分段和重组、丢失数据分组的重传以及数据分组的重新排序以补偿由混合自动重传请求(HARQ)导致的无序接收。MAC子层510提供逻辑信道和传输信道之间的复用。MAC子层510也负责在UE之间分配一个小区中的各种无线资源(例如资源块)。MAC子层510也负责HARQ操作。
在控制面，用于UE和eNodeB的无线协议架构对于物理层506和L2层508是基本相同的，例外之处在于：对于控制面而言没有报头压缩功能。控制面在层3(L3层)中也包括无线资源控制(RRC)子层516。RRC子层516负责获取无线资源(即无线承载)并且负责使用eNodeB和UE之间的RRC信令来配置底层。
图6示出了基站/eNodeB110和UE120(可以是图1中的基站/eNodeB中的一个和图1中的UE中的一个)的设计的框图。例如，基站110可以是图1中的宏eNodeB 110c，而UE120可以是UE120y。基站110还可以是某种其它类型的基站。基站110可以配备有天线634a到634t，UE120可以配备有天线652a到652r。
在基站110处，发送处理器620可以从数据源612接收数据，并且从控制器/处理器640接收控制信息。控制信息可以用于PBCH、PCFICH、PHICH、PDCCH等等。数据可以用于PDSCH等等。处理器620可以对数据和控制信息进行处理(例如，编码和符号映射)，以分别获得数据符号和控制符号。处理器620还可以生成参考符号(例如，用于PSS、SSS)和小区专用参考信号。发射(TX)多输入多输出(MIMO)处理器630可以对这些数据符号、控制符号和/或参考符号(如果适用)进行空间处理(例如，预编码)，并且可以向调制器(MOD)632a到632t提供输出符号流。每个调制器632可以(例如，针对OFDM等)处理各自的输出符号流，以获得输出采样流。每个调制器632可以进一步处理(例如，转换成模拟信号、放大、滤波和上变频)输出采样流，以获得下行链路信号。来自调制器632a到632t的下行链路信号可以分别经由天线634a到634t进行发射。
在UE120处，天线652a到652r可以从基站110接收下行链路信号，并且可以分别将接收的信号提供给解调器(DEMOD)654a到654r。每一个解调器654可以调节(例如，滤波、放大、下变频和数字化)各自接收的信号，以获得输入采样。每个解调器654可以进一步处理这些输入采样(例如，针对OFDM等)，以获得接收的符号。MIMO检测器656可以从所有解调器654a到654r获得接收的符号，对接收的符号执行MIMO检测(如果适用)，并提供经检测的符号。接收处理器658可以处理(例如，解调、去交织和解码)经检测的符号，向数据宿(data sink)660提供针对UE120的解码后的数据，并且向控制器/处理器680提供解码后的控制信息。
在上行链路上，在UE 120处，发送处理器664可以接收并处理来自数据源662的(例如，用于PUSCH的)数据和来自控制器/处理器680的(例如，用于PUCCH的)控制信息。处理器664还可以生成用于参考信号的参考符号。来自发送处理器664的符号可以由TX MIMO处理器666进行预编码(如果适用)，由调制器654a到654r进行进一步处理(例如，用于SC-FDM等等)，并发送到基站110。在基站110处，来自UE 120的上行链路信号可以由天线634进行接收，由解调器632进行处理，由MIMO检测器636进行检测(如果适用)，由接收处理器638进行进一步处理，以获得UE 120发送的解码后的数据和控制信息。处理器638可以向数据宿639提供解码后的数据，并且向控制器/处理器640提供解码后的控制信息。例如，基站110可以通过X2接口641向其它基站发送消息。
控制器/处理器640和680可以分别指导基站110和UE 120处的操作。基站110/UE 120处的处理器640/680和/或其它处理器和模块可以执行或指导图9中所示的功能块和/或本文所描述的技术的其它处理的执行。存储器642和682可以分别存储用于基站110和UE 120的数据和程序代码。调度器644可以针对下行链路和/或上行链路上的数据传输来调度UE。
改进LTE的UE使用在用于在每个方向上传输的总量达100Mhz(5个分量载波)的载波聚合中分配的多达20Mhz带宽中的频谱。通常，与下行链路相比，在上行链路上发送较少的流量，因此上行链路频谱分配可以小于下行链路分配。例如，如果给上行链路分配20Mhz，则下行链路可以分配100Mhz。这种非对称FDD分配将节省频谱并很适合于宽带用户的典型的非对称带宽利用。
对于改进的LTE移动系统，已提出了两种类型的载波聚合(CA)方法，即连续CA和非连续CA。在图7A和图7B中示出了这两种类型。当多个可用的分量载波沿着频带分开时出现非连续CA(图7B)。另一方面，当多个可用的分量载波彼此相邻时出现连续CA(图7A)。非连续CA和连续CA均聚合多个LTE/分量载波，以向单个改进LTE UE的单元提供服务。
由于载波沿着频带分开，在高级LTE UE中多个RF接收单元和多个FFT可与非连续CA一起布置。因为非连续CA支持在跨越较大频率范围的多个分开的载波上的数据传输，所以传播路径损耗、多普勒频移以及其它无线信道特性在不同的频带处可能变化很大。
因此，为了支持在非连续CA方式下的宽带数据传输，多种方法可以用于针对不同的分量载波自适应地调整编码、调制和传输功率。例如，在改进的LTE系统(其中增强型NodeB(eNodeB)在每个分量载波上具有固定的发射功率)中，每个分量载波的有效的覆盖范围或可支持的调制和编码可以是不同的。
利用共享天线和载波聚合的动态用户设备调度
无线通信设备可以包括多种无线接入技术(RAT)以支持与不同无线网络的通信。例如，无线技术可以包括广域网(例如，第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进或1x无线传输技术(1X))、无线局域网(WLAN)、蓝牙等等。可以提供多个天线和/或接收机/发射机，以便于与各种天线和接收机/发射机配置的组合的多模通信。每一无线技术可以经由一个或多个天线发射或接收信号。由于空间/成本限制以及耦合问题，无线通信设备(例如，用户设备)上的天线的数目是有限的。因此，需要以有限的天线数目支持无线通信设备上所有的无线技术，从而可以获得理想的性能。
图8示出了包括四个可调谐天线以便于多模通信的无线通信设备800，该多模通信能够实质上支持用户设备的所有需要的频率。四个可调谐的天线包括第一天线802、第二天线804、第三天线806以及第四天线808。根据无线技术的使用和性能度量，可以将四个可调谐天线分配给一个或多个RAT。在一个配置中，第一天线802在广域网(WAN)技术(例如，LTE或1x)之间共享，第二天线804可以是用于广域网的主天线，第三天线806可以是用于广域网的辅天线或分集天线，而第四天线808可以在诸如无线局域网(WLAN)、蓝牙或WAN的多个RAT之间共享。
无线通信设备800的无线技术芯片(例如，收发机芯片)810可以耦合至天线802、804、806和808。无线技术芯片810可以被配置用于WAN技术。无线通信设备800的无线技术芯片(例如，收发机芯片)812可以耦合至天线808并可以被配置用于WLAN技术。无线通信设备800的无线技术芯片(例如，收发机芯片)814可以耦合至天线808并可以被配置用于蓝牙技术。无线技术芯片812和814可以集成到单个芯片中。设备800、天线802、804、806、808以及无线技术芯片810、812和814的配置支持多输入多输出(MIMO)载波聚合架构。
第四天线808可以耦合至第一开关816。第一开关816可以耦合至第一滤波器818和第二滤波器820。第一滤波器818可以耦合至无线技术芯片810。当天线808是WAN天线时，第一滤波器818可以在将信号传递至无线技术芯片810之前过滤WAN信号。第二滤波器820可以经由第二开关822耦合至无线技术芯片812和814。第二开关822可以具有单个输入多个输出。在一个配置中，第二开关822可以具有发往无线技术芯片812和814的两个输出。
在一些实现中，LTE可以配备两个天线(例如，主天线和分集天线804和806)。在其他实现中，取决于共享用户设备天线的其他无线技术的功能，LTE可以配备三个天线或四个天线。如所述的，第三和第四天线802和808可以由诸如WAN、WLAN和蓝牙的其他无线技术共享。
LET支持载波聚合，其中同时接收两个下行链路频率。尽管用户设备可以包括多达四个天线，对于LTE载波聚合模式，在实施方式中通常使用天线中的两个。可以在与载波聚合模式相关联的两个载波频率之间共享这两个天线。载波频率可以与四个接收链相关联，其中每个载波频率由两个接收链支持。因此，单个天线支持两个载波频率上的两个接收链。例如，在两个天线的配置中，主天线804是用于第一载波频率和第二载波频率的主天线，分集天线806是用于第一载波频率和第二载波频率的分集天线。这种配置支持两个载波频率上的天线分集，即两个载波上的二天线分集。
例如，当用户设备120可以使用另外两个天线时，通过将天线和射频(RF)链调谐到相同的频率可以实现单频率上的四接收机MIMO模式。因此，具有四个可调谐天线的用户设备120可以实现两种不同操作模式，即具有两个接收链的载波聚合模式或单载波频率上的四接收机MIMO模式。尽管只描述了两种操作模式，但是也可以实现其他操作模式。例如，2×3，即主载波上的三个天线和RF链，以及2×1，即次载波上的一个天线和RF链。不同操作模式的各种特征描述在2012年3月2日以GUDEM等名义递交的美国专利申请No.13/411,467中，该申请的公开内容以引用方式整体明确地并入本申请。
本公开内容的一个方面包括在LTE的多个操作模式之间动态转换。eNodeB调度器(例如，调度器644)可以基于针对LTE选定的操作模式来调度用户设备120，以进行下行链路和/或上行链路上的数据传输。从多个LTE模式中选择特定的操作模式是有好处的，因为这样可以改进总的系统容量。在一些实施方式中，通过制定单载波MIMO模式而不是载波聚合模式来实现系统容量的改进。在一个例子中，eNodeB具有两个天线且系统中存在两个用户设备(UE)，其中每个UE能够实现具有两个接收链的载波聚合模式或单载波频率上的四接收机MIMO模式。在载波聚合模式中，每个UE被分配两个载波频率上带宽的一半，导致二阶分集。在单载波频率上的四接收机MIMO模式中，每个UE在所分配的带宽上被分配相同的总带宽和能力，导致四阶分集。在这种实现中，分配给每个UE的总频率资源是相同的。在该情形下，在独立载波上调度两个UE实现了超过根据载波聚合模式调度两个UE的容量优势。然而，在单个UE实现中，因为增加的带宽可用性，载波聚合是有利的。当存在仅载波聚合模式与载波模式或单载波频率UE上四接收机MIMO模式的混合时，可以根据载波中的一个上的单载波模式来调度第二UE集。
实现单载波频率上的四接收机MIMO模式还是载波聚合模式取决于通信连接期间eNodeB调度器对UE天线能力的了解。例如，eNodeB调度器644可以知道哪些UE具有二天线能力或四天线能力。通常来说，在通信会话的开始处，将一个或多个UE天线能力指示发送到eNodeB调度器644。对于常规实现，不使用UE能力的进一步指示，因为UE天线能力在通信连接期间通常不变化。
然而，由于天线共享，UE天线能力在通信连接期间可能改变。特别地，天线在UE操作期间可以由不同的RAT动态共享，导致不同RAT之间的天线切换。例如，在连接的开始处，用户设备可以仅在特定RAT(例如，LTE)上具有二天线能力。相应地，UE可以向eNodeB调度器644指示在连接开始时UE可以仅实现两个载波上的二接收机分集模式或载波聚合模式。然而，在通信连接期间，其他两个天线可以用于UE进行LTE通信。此时，UE的天线能力变为四个接收天线。目前，eNodeB没有办法认识到UE能力中的这一改变。因此，需要实现一种方法，当在通信连接开始后，针对特定RAT，天线对于UE变得可用或不可用时，提供UE天线能力的更新。
在本公开内容的一个方面，UE天线的能力可以在通信连接开始期间或通信连接开始后更新。这种实现包括，在通信连接开始后，无论UE的天线能力何时改变，向诸如eNodeB的基站动态发送指示。在本公开内容的一个方面，UE可以在通信连接期间或通信连接开始后动态指示其支持具有两个接收链的载波聚合模式或单载波频率上的四接收机MIMO模式。因此，贯穿通信连接期间，UE的天线能力指示是动态的和/或面临改变的。
在本公开内容的一个方面，基于经修改的测量报告，UE天线能力可以在通信连接开始期间或通信连接开始后更新。在这种方面，用户设备可以被配置为使基站(例如，eNodeB)倾向于调度具有两个接收链的载波聚合模式或单载波频率上的四接收机MIMO模式。实现这一特征的一种方法是通过修改UE的信道质量指示符(CQI)报告。在载波聚合模式中，UE在两个载波上均发送CQI报告。当另外的天线变得可用时(例如，另外的两个天线)，UE可以修改第二载波频率上的CQI，使得可以在第一载波上调度UE(具有四个接收天线)，以改进整体调度能力。可以使用除CQI外的其他报告。例如，根据本公开内容的某些方面，可以实现包括LTE的预编码矩阵指示符(PMI)和秩指示符(RI)的其他报告。
当在单载波频率上的四接收机MIMO模式上调度UE时，eNodeB仍然期待第二载波频率上的CQI报告。因此，当用户设备由于在单载波频率上的四接收机MIMO模式实现可能已经失去载波分集能力时，UE仍然可以在第二载波频率上发送CQI报告。为了保持载波分集能力，UE可以基于两种配置向eNodeB报告CQI测量。在一种配置中，为了使用单载波上的四接收机MIMO能力，UE在第二载波上持续报告欠佳的CQI。在另一个配置中，UE可以周期性地转换到载波聚合模式，以允许在第二载波频率上的CQI测量。例如，UE可以在失去四接收机MIMO能力(由于失去另外的天线)之前测量第二载波的CQI，并报告两个载波的CQI，以促进在两个载波上的调度。在一个方面，就在用户设备失去四接收机MIMO能力之前，测量第二载波的CQI。
如图9中所示，诸如UE的装置可以在通信连接期间动态生成用户设备(UE)天线能力的指示，如方框902所示。如方框904所示，该装置可以向基站发送指示。
图10是示出采用动态用户设备调度系统1014的装置1000的硬件实施方式的例子的图。可以使用总线架构来实现动态用户设备调度系统1014，其中总线架构通常由总线1024来表示。取决于动态用户设备调度系统1014的具体应用和总设计约束，总线1024可以包括任意数量的互连总线和桥路。总线1024将包括一个或多个处理器和/或硬件模块的各种电路(通过处理器1022、指示生成模块1002、发送模块1004和计算机可读介质1026表示)链接在一起。总线1024还可以链接各种其他电路，例如时钟源、外设、稳压器、和功率管理电路，这些是本领域公知的，因此不再进一步介绍。
装置包括耦合到收发机1030的动态用户设备调度系统1014。收发机1030耦合到一个或多个天线1020。收发机1030提供用于与其他各种装置通过传输介质通信的单元。动态用户设备调度系统1014包括耦合至计算机可读介质1026的处理器1022。处理器1022负责总体处理，包括执行存储在计算机可读介质1026上的软件。当软件由处理器1022执行时，致使动态用户设备调度系统1014执行以上针对任何特定装置描述的各种功能。计算机可读介质1026还可用于存储当执行软件时由处理器1022操纵的数据。动态用户设备调度系统1014还包括指示生成模块1002，其用于在通信连接期间动态生成对用户设备天线能力的指示，以及发送模块1004，其用于将该指示发送至基站。指示生成模块1002和发送模块1004可以是在处理器1022中运行的、驻存/存储在计算机可读介质1026中的软件模块、耦合到处理器1022的一个或多个硬件模块，或它们的一些组合。动态用户设备调度系统1014可以是UE 120的部件且可以包括存储器682和/或控制器/处理器680。
在一个配置中，无线通信装置1000包括用于生成指示的单元。该单元可以是被配置为执行动态指示生成单元所记载的功能的UE 102/206/120、控制器/处理器680、存储器682、装置1000的指示生成模块1002和/或动态用户设备调度系统1014。如上所述，动态用户设备调度系统1014可以是用户UE 120的部件且可以包括存储器682和/或控制器/处理器680。在另一个方面，前述单元可以是被配置为执行前述单元记载的功能的任意模块或任意装置。
在一个配置中，无线通信装置1000包括用于发送指示的单元。该单元可以是被配置为执行动态指示生成单元所记载的功能的UE102/206/120、天线652、发送处理器664、装置1000的发送模块1004和/或动态用户设备调度系统1014。如上所述，动态用户设备调度系统1014可以是用户UE120的部件且可以包括存储器682和/或控制器/处理器680。在另一个方面，前述单元可以是被配置为执行前述单元记载的功能的任意模块或任意装置。
如图11中所示，诸如基站的装置在通信连接期间可以接收对用户设备天线能力的指示，如方框1102所示。如方框1104所示，该装置可以至少部分基于所述指示跨载波来调度用户设备。
图12是示出采用动态用户设备调度系统1214的装置1200的硬件实现的例子的图。可以使用总线架构来实现动态用户设备调度系统1214，其中总线架构通常由总线1224来表示。取决于动态用户设备调度系统1214的具体应用和总设计约束，总线1224可以包括任意数量的互连总线和桥路。总线1224将包括一个或多个处理器和/或硬件模块的各种电路(通过处理器1222、接收模块1202、调度模块1204和计算机可读介质1226表示)链接在一起。总线1224还可以链接各种其他电路，例如时钟源、外设、稳压器、和功率管理电路，这些是本领域公知的，因此不再进一步介绍。
装置包括耦合到收发机1230的动态用户设备调度系统1214。收发机1230耦合到一个或多个天线1220。收发机1230提供用于通过传输介质与其他各种装置通信的单元。动态用户设备调度系统1214包括耦合至计算机可读介质1226的处理器1222。处理器1222负责总体处理，包括执行存储在计算机可读介质1226上的软件。当软件由处理器1222执行时，致使动态用户设备调度系统1214执行以上针对任何特定装置描述的各种功能。计算机可读介质1226还可以用于存储由处理器1222执行软件时操纵的数据。动态用户设备调度系统1214还包括接收模块1202，其用于在通信连接期间接收对用户设备天线能力的指示，以及调度模块1204，其用于至少部分基于该指示来跨载波来调度用户设备。接收模块1202和调度模块1204可以是在处理器1222中运行的、驻存/存储在计算机可读介质1226中的软件模块、耦合到处理器1222的一个或多个硬件模块，或它们的一些组合。动态用户设备调度系统1214可以是eNodeB 110的部件且可以包括存储器642和/或控制器/处理器640。
在一个配置中，无线通信装置1200包括用于接收的单元。该单元可以是被配置为执行该单元所记载的功能的eNodeB 110、控制器/处理器640、存储器642、装置1200的接收模块1202和/或动态用户设备调度系统1214。如上所述，动态用户设备调度系统1214可以是eNodeB 110的部件且可以包括存储器642和/或控制器/处理器640。在另一个方面，前述单元可以是被配置为执行前述单元记载的功能的任意模块或任意装置。
在一个配置中，无线通信装置1200包括用于调度的单元。该单元可以是被配置为执行单元所记载的功能的eNodeB 110、天线634、调度器644、装置1000的调度模块1204和/或动态用户设备调度系统1214。如上所述，动态用户设备调度系统1214可以是eNodeB 110的部件且可以包括存储器642和/或控制器/处理器640。在另一个方面，前述单元可以是被配置为执行前述单元记载的功能的任意模块或任意装置。
技术人员应当进一步理解的是：结合本文的公开内容描述的各种说明性逻辑框、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这一可交换性，以上各种说明性部件、方框、模块、电路、和步骤均围绕它们的功能来概括性描述。这样的功能被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加在整个系统上的设计约束。技术人员可以针对各个具体应用以变通方式来实施所描述的功能，但是这种实施决策不应当被解释为使得脱离本公开内容的范围。
被设计为执行本文所述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件部件或者其任意组合可以实施或执行结合本文的公开内容描述的各种说明性逻辑框、模块、电路。通用处理器可以是微处理器，或者，该处理器可以是任意常规的处理器、控制器、微控制器、或者状态机。处理器也可以被实施为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器的组合、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它此种结构。
结合本文的公开内容描述的方法或者算法的步骤可直接体现在硬件、由处理器执行的软件模块或二者的组合中。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。或者，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。或者，处理器和存储介质也可以作为分立部件存在于用户终端中。
在一个或多个示例性的设计中，所述功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用计算机或专用计算机能够存取的任何可用介质。通过示例的方式而不是限制的方式，这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储介质或其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码单元并能够由通用计算机或专用计算机或通用处理器或专用处理器存取的任何其它介质。此外，任何连接可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术从网站、服务器或其它远程源传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术包括在所述介质的定义中。如本文所使用的，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字通用光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则用激光来光学地复制数据。上面的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。
为使本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本公开内容，提供了本公开内容的上述描述。对于本领域技术人员来说，对本公开内容的各种修改是显而易见的，并且，本文定义的总体原理也可以在不脱离本公开内容的精神或保护范围的基础上适用于其它变型。因此，本公开内容并不限于本文所描述的例子和设计，而是符合与本申请公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (24)

1.一种无线通信方法，其包括：
在通信连接期间动态地生成对用户设备天线能力的指示；以及
将所述指示发送给基站。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，动态地生成包括：动态地生成经修改的信道质量指示符(CQI)报告，以使基站调度倾向于单载波频率模式或载波聚合模式中的至少一种模式。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：周期性地转换至载波聚合模式，以允许当所述用户设备被调度到单载波频率上时，在第二载波频率上进行信道质量指示符测量。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述指示，在单载波频率模式或载波聚合模式中的至少一种模式下操作。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在长期演进网络上无线地通信。
6.一种无线通信装置，其包括：
用于在通信连接期间动态地生成对用户设备天线能力的指示的单元；以及
用于将所述指示发送给基站的单元。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述动态地生成单元还包括：用于动态地生成经修改的信道质量指示符(CQI)报告，以使基站调度倾向于单载波频率模式或载波聚合模式中的至少一种模式的单元。
8.根据权利要求7所述的装置，还包括：用于周期性地转换至载波聚合模式，以允许当所述用户设备被调度到单载波频率上时，在第二载波频率上进行信道质量指示符测量的单元。
9.根据权利要求6所述的装置，还包括：用于基于所述指示，在单载波频率模式或载波聚合模式中的至少一种模式下操作的单元。
10.一种无线通信装置，其包括：
存储器；以及
至少一个处理器，其耦合到所述存储器并被配置为：
在通信连接期间动态地生成对用户设备天线能力的指示；以及
将所述指示发送给基站。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为通过以下操作来动态地生成：
动态地生成经修改的信道质量指示符(CQI)报告，以使基站调度倾向于单载波频率模式或载波聚合模式中的至少一种模式。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为周期性地转换至载波聚合模式，以允许当所述用户设备被调度到单载波频率上时，在第二载波频率上进行信道质量指示符测量。
13.根据权利要求10所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为基于所述指示，在单载波频率模式或载波聚合模式中的至少一种模式下操作。
14.根据权利要求10所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为在长期演进网络上无线地通信。
15.一种用于在无线网络中进行无线通信的计算机程序产品，其包括：
计算机可读介质，其上记录有非暂时性程序代码，所述程序代码包括：
用于在通信连接期间动态地生成对用户设备天线能力的指示的程序代码；以及
用于将所述指示发送给基站的程序代码。
16.根据权利要求15所述的计算机程序产品，其中，所述程序代码还被配置为通过以下操作来动态地生成：
动态地生成经修改的信道质量指示符(CQI)报告，以使基站调度倾向于单载波频率模式或载波聚合模式中的至少一种模式。
17.根据权利要求16所述的计算机程序产品，其中，所述程序代码还被配置为周期性地转换至载波聚合模式，以允许当所述用户设备被调度到单载波频率上时，在第二载波频率上进行信道质量指示符测量。
18.根据权利要求15所述的计算机程序产品，其中，所述程序代码还被配置为基于所述指示，在单载波频率模式或载波聚合模式中的至少一种模式下操作。
19.一种无线通信方法，其包括：
在通信连接期间接收对用户设备天线能力的指示；以及
至少部分基于所述指示，跨越一个或多个载波来调度所述用户设备。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：在长期演进网络上无线地通信。
21.一种无线通信装置，其包括：
用于在通信连接期间接收对用户设备天线能力的指示的单元；以及
用于至少部分基于所述指示，跨越一个或多个载波来调度所述用户设备的单元。
22.一种无线通信装置，其包括：
存储器；以及
至少一个处理器，其耦合到所述存储器并被配置为：
在通信连接期间接收对用户设备天线能力的指示；以及
至少部分基于所述指示，跨越一个或多个载波来调度所述用户设备。
23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为在长期演进网络上无线地通信。
24.一种用于在无线网络中进行无线通信的计算机程序产品，其包括：
计算机可读介质，其上记录有非暂时性程序代码，所述程序代码包括：
用于在通信连接期间接收对用户设备天线能力的指示的程序代码；以及
用于至少部分基于所述指示，跨越一个或多个载波来调度所述用户设备的程序代码。
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