CN109565434A - 在全双工操作和半双工操作之间自主选择的用户设备 - Google Patents

在全双工操作和半双工操作之间自主选择的用户设备 Download PDF

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CN109565434A CN201780045296.0A CN201780045296A CN109565434A CN 109565434 A CN109565434 A CN 109565434A CN 201780045296 A CN201780045296 A CN 201780045296A CN 109565434 A CN109565434 A CN 109565434A
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Abstract

本发明公开了一种用户设备(UE)，该用户设备(UE)包括具有TX和RX路径的无线电部件，TX和RX路径包括双工器，从而促成全双工模式。无线电部件也可具有不包括双工器的TX和RX路径，从而促成半双工模式。UE可被配置为，在UE希望避免双工器造成的路径损耗时，例如，以在不良信道条件期间暂时以更大灵敏度接收和/或以更多功率发射时，自主并伺机从全双工模式(包括双工器的路径)切换到半双工模式(不包括双工器的路径)。在其他时间，例如在时间关键性通信(诸如VoLTE)期间，UE可以自主地决定保持在全双工模式以实现减少的传输时间。UE可自主地决定使用全双工模式还是半双工模式，即，不需要与网络侧设备进行任何协调。

Description

在全双工操作和半双工操作之间自主选择的用户设备
技术领域
本申请涉及无线通信，更具体地讲，涉及诸如FDD-LTE的无线电接入技术中在全双工操作和半双工操作之间自主选择的用户设备(UE)。
相关技术描述
无线通信系统的使用正在快速增长。另外，存在许多不同的无线通信技术和标准。无线通信标准的一些示例包括GSM、UMTS(WCDMA、TDS-CDMA)、LTE、LTE Advanced(LTE-A)、HSPA、3GPP2CDMA2000(例如，1xRTT、1xEV-DO、HRPD、eHRPD)、IEEE 802.11(WLAN或Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、蓝牙等。
链路预算受限的设备(即具有有限的电池和/或功率能力的设备)相对于“正常设备”(即不受链路预算限制的设备)具有降低的能力。由于其电池的大小(例如，设备可能仅从电池汲取有限量的电流)和/或由于其天线的效率(例如，为了保持与基站的连接，天线的功率放大器可能需要以最大输出操作)和其他可能原因，设备可能受到链路预算的限制。例如，链路预算受限的设备可能在上行链路(UL)和下行链路(DL)两者中都具有降低的RF灵敏度。此外，此类设备可能无法连续地在UL中传输，例如，在峰值功率模式下连续传输期间可能无法维持高电流消耗。
在LTE频分双工(LTE-FDD)中，UE可被永久配置为全双工设备，其允许发射(TX)链和接收(RX)链同时操作。然而，全双工LTE-FDD具有满足同时操作的要求，这可能导致TX链和RX链的劣化，这对于链路预算受限的设备是不可取的。另选地，在LTE-FDD中，UE可以被永久地配置于半双工模式中。半双工模式中的UE配置可在TX链和RX链中提供轻微的性能改善，相当大的代价是带宽减少50％(或传输时间加倍)。这一50％的带宽减少导致时间敏感数据的传输诸如VoLTE(LTE语音)出现相当大的问题。
因此，将期望该领域中的改进。
发明内容
本文提出了用户设备(UE)的实施方案等，该用户设备具有改进的通信方法，使得可能链路预算受限的设备能够在全双工操作和半双工操作之间自主选择。
实施方案涉及一种用户设备装置(UE)，包括至少一个天线、至少一个无线电部件和一个或多个耦接至无线电部件的处理器。该至少一个无线电部件被配置为利用至少一种无线电接入技术(RAT)执行蜂窝通信。该一个或多个处理器和至少一个无线电部件被配置为执行语音和/或数据通信。
在一些实施方案中，无线电部件被配置为包括TX和RX路径，TX和RX路径包括双工器，从而促成全双工模式。该无线电部件还可被配置为具有不包括双工器的TX和RX路径，从而促成半双工模式。UE可被配置为，在UE希望避免双工器造成的路径损耗时，即，以在不良信道条件期间暂时以更大灵敏度接收和/或以更多功率发射时，自主且伺机从全双工模式(包括双工器的路径)切换到半双工模式(不包括双工器的路径)。在其他时间，例如在时间关键性通信(诸如VoLTE)期间，UE可以自主地决定保持在全双工模式以实现减少的传输时间。UE可自主地决定使用全双工模式还是半双工模式，即，不需要与网络侧设备进行任何协调或来自网络侧设备的许可。
本发明内容旨在提供在本文档中所描述的主题中的一些的简要概述。因此，应当理解，上述特征仅为示例，并且不应解释为以任何方式缩窄本文所描述的主题的范围或实质。本文所描述的主题的其他特征、方面和优点将通过以下详细描述、附图和权利要求书而变得显而易见。
附图说明
当结合以下附图考虑实施方案的以下详细描述时，可获得对本主题的更好的理解。
图1示出了根据一些实施方案的无线通信系统。
图2示出了根据一些实施方案与无线设备通信的基站(“BS”，或在LTE的上下文中，“e节点B”或“eNB”)。
图3示出了根据一些实施方案的UE装置的框图。
图4示出了根据一些实施方案的基站的框图。
图5示出了结合双工器(全双工模式)和排除双工器(半双工模式)的RX和TX链路径的一部分；
图6是根据一些实施方案，供用户设备装置自主选择全双工模式或半双工模式的方法的流程图；以及
图7是根据一些实施方案，供用户设备装置在处于连接模式中时自主选择全双工模式或半双工模式的方法的流程图。
虽然本文所述的特征易受各种修改和另选形式的影响，但其具体实施方案在附图中以举例的方式示出，并且在本文详细描述。然而，应当理解，附图和对其的详细描述并非旨在将本发明限制于所公开的具体形式，而正相反，其目的在于覆盖落在如由所附权利要求书所限定的主题的实质和范围内的所有修改、等同物和另选方案。
具体实施方式
首字母缩略词
在本申请中通篇使用各种首字母缩略词。在本申请中通篇可能出现的最为突出的所用首字母缩略词的定义如下：
UE：用户设备
BS：基站
DL：下行链路(从BS到UE)
UL：上行链路(从UE到BS)
FDD：频分双工
TDD：时分双工
GSM：全球移动通信系统
LTE：长期演进
TX：发射
RX：接收
UMTS：通用移动电信系统
LAN：局域网
WLAN：无线局域网
RAT：无线电接入技术
术语
以下是在本公开中所使用的术语表：
存储器介质-各种类型的非暂态存储器设备或存储设备中的任一个。术语“存储器介质”旨在包括安装介质，例如CD-ROM、软盘或磁带设备；计算机系统存储器或随机存取存储器诸如DRAM、DDR RAM、SRAM、EDO RAM、Rambus RAM等；非易失性存储器诸如闪存、磁介质，例如，硬盘驱动器或光学存储装置；寄存器或其他类似类型的存储器元件等。存储器介质也可包括其他类型的非暂态存储器或它们的组合。此外，存储器介质可位于执行程序的第一计算机系统中，或者可位于通过网络诸如互联网连接到第一计算机系统的不同的第二计算机系统中。在后面的情况下，第二计算机系统可向第一计算机提供程序指令以用于执行。术语“存储器介质”可包括可驻留在例如通过网络连接的不同计算机系统中的不同位置的两个或更多个存储器介质。存储器介质可存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如，表现为计算机程序)。
载体介质-如上所述的存储器介质、以及物理传输介质诸如总线、网络和/或传送信号诸如电信号、电磁信号或数字信号的其他物理传输介质。
可编程硬件元件-包括各种硬件设备，该各种硬件设备包括经由可编程互连件连接的多个可编程功能块。示例包括FPGA(现场可编程门阵列)、PLD(可编程逻辑设备)、FPOA(现场可编程对象阵列)和CPLD(复杂的PLD)。可编程功能块可从细粒度(组合逻辑部件或查找表)到粗粒度(算术逻辑单元或处理器核心)变动。可编程硬件元件也可被称为“可配置逻辑部件”。
计算机系统-各种类型的计算系统或处理系统中的任一个，包括个人计算机系统(PC)、大型计算机系统、工作站、网络家电、互联网家电、个人数字助理(PDA)、电视系统、网格计算系统，或其他设备，或设备的组合。一般来讲，术语“计算机系统”可被广义地定义为涵盖具有执行来自存储器介质的指令的至少一个处理器的任何设备(或设备的组合)。
用户设备(UE)(或“UE装置”)–移动或便携式的且执行无线通信的各种类型的计算机系统或设备中的任一者。UE装置的示例包括移动电话或智能电话(例如，iPhoneTM、基于AndroidTM的电话)、便携式游戏设备(例如，Nintendo DSTM、PlayStation PortableTM、Gameboy AdvanceTM、iPhoneTM)、膝上型电脑、可穿戴设备(例如，智能手表、智能眼镜)、PDA、便携式互联网设备、音乐播放器、数据存储设备或其他手持设备等。一般来讲，术语“UE”或“UE装置”可被广义地定义为涵盖由用户容易传送并能够进行无线通信的任何电子设备、计算设备和/或电信设备(或设备的组合)。
基站–术语“基站”(也被称为“eNB”)具有其普通含义的全部宽度，并且至少包括被安装在固定位置处并且用于作为无线电话系统或无线电系统的一部分进行通信的无线通信站。
处理元件–指执行计算机系统中的功能的数字电路的各种具体实施。此外，处理元件可指执行计算机或计算机系统中功能(或多种功能)的模拟或混合信号(模拟和数字的组合)电路的各种具体实施。处理元件例如包括电路诸如集成电路(IC)、ASIC(专用集成电路)、各个处理器内核的部分或电路、整个处理器内核、各个处理器、可编程硬件设备(诸如现场可编程门阵列(FPGA))和/或包括多个处理器的系统的较大部分。
链路预算受限-包括其普通含义的全部宽度，并至少包括无线设备(UE)的特性，无线设备(UE)相对于并非链路预算受限的设备或相对于已经开发出无线电接入技术(RAT)标准的设备，展现出受限的通信能力或受限的功率。链路预算受限的UE可经受相对受限的接收和/或传输能力，这可由于一个或多个因素导致，诸如设备设计、设备尺寸、电池尺寸、天线尺寸或设计、传输功率、接收功率、当前传输介质状况、和/或其他因素。本文可将此类设备称为“链路预算受限的”(或“链路预算约束的”)设备。由于设备的尺寸、电池功率和/或传输/接收功率，设备可为固有链路预算受限的。例如，通过LTE或LTE-A与基站进行通信的智能手表由于其传输/接收功率减少和/或天线减少而可为固有链路预算受限的。可穿戴设备诸如智能手表大体为链路预算受限的设备。另选地，设备可能不是固有链路预算受限的，例如，可具有充分尺寸、电池功率和/或传输/接收功率用于通过LTE或LTE-A正常通信，但由于当前的通信条件而可临时链路预算受限的，例如，智能电话在小区边缘等。应当注意，术语“链路预算受限”包括或涵盖功率限制，并且因此功率受限的设备可被看作为链路预算受限的设备。
信道-用于将信息从发送器(发射器)传送至接收器的介质。应当注意，由于术语“信道”的特性可根据不同的无线协议而有所不同，因此本文所使用的术语“信道”可被视为以符合术语使用所参考的设备的类型的标准的方式来使用。在一些标准中，信道宽度可为可变的(例如，取决于设备能力、频带条件等等)。例如，LTE可支持1.4MHz到20MHz的可扩展信道带宽。相比之下，WLAN信道可为22MHz宽，而蓝牙信道可为1MHz宽。其他协议和标准可包括对信道的不同定义。此外，一些标准可定义并使用多种类型的信道，例如用于上行链路或下行链路的不同信道和/或针对不同用途诸如数据、控制信息等等的不同信道。
频带-术语“频带”具有其普通含义的全部范围，并且至少包括其中为了相同目的使用或留出信道的一段频谱(例如，射频频谱)。
自动-是指由计算机系统(例如，由计算机系统执行的软件)或设备(例如，电路、可编程硬件元件、ASIC等)在无需直接指定或执行动作或操作的用户输入的情况下执行的动作或操作。因此，术语“自动”与用户手动执行或指定操作形成对比，其中用户提供输入来直接执行该操作。自动过程可由用户所提供的输入来启动，但“自动”执行的后续动作不是由用户指定的，即，不是“手动”执行的，其中用户指定要执行的每个动作。例如，用户通过选择每个字段并提供输入指定信息来填写电子表格(例如，通过键入信息、选择复选框、无线电部件选择等)为手动填写该表格，即使计算机系统必须响应于用户动作来更新该表格。该表格可通过计算机系统自动填写，其中计算机系统(例如，在计算机系统上执行的软件)分析表格的字段并填写该表格，而无需任何用户输入指定字段的答案。如上面所指示的，用户可援引表格的自动填写，但不参与表格的实际填写(例如，用户不用手动指定字段的答案而是它们被自动完成)。本说明书提供了响应于用户已采取的动作而自动执行的操作的各种示例。
被配置为-各种部件可被描述为“被配置为”执行一个或多个任务。在此类上下文中，“被配置为”是一般表示“具有”在操作期间执行一个或多个任务的“结构”的宽泛表述。由此，即使在部件当前没有执行任务时，该部件也能被配置为执行该任务(例如，一组电导体可以被配置为将模块电连接到另一个模块，即使当这两个模块未连接时)。在一些上下文中，“被配置为”可以是一般表示“具有”在操作期间执行一个或多个任务的“电路”的结构的宽泛表述。由此，即使在部件当前未接通时，该部件也能被配置为执行任务。通常，形成与“被配置为”对应的结构的电路可包括硬件电路。
为了便于描述，可将各种部件描述为执行一个或多个任务。此类描述应当被解释为包括短语“被配置为”。表述被配置为执行一个或多个任务的部件明确地旨在对该部件不援引35U.S.C.§112(f)的解释。
图1-无线通信系统
图1示出了示例性无线蜂窝通信系统。应当注意，图1表示很多种可能性中的一种可能性，并且可按需通过各种系统中的任一系统来实施本公开的特征。
如图所示，示例性无线通信系统包括通过传输介质与一个或多个无线设备106A、106B等到106N进行通信的基站102A。无线设备可以是在文中可被称为“用户设备”(UE)或UE装置的用户设备。
基站102可以是收发器基站(BTS)或小区站点，并且可包括实现与UE装置106A至106N进行无线通信的硬件。基站102也可被装备成与网络100(例如，在各种可能性中，蜂窝服务提供方的核心网、电信网络诸如公共交换电话网(PSTN)、和/或互联网)进行通信。因此，基站102可促进UE装置106之间的通信和/或UE装置106与网络100之间的通信。
基站102的通信区域(或覆盖区域)可被称为“小区”。基站102和UE 106可被配置为使用各种无线电接入技术(RAT)或无线通信技术(诸如GSM、UMTS(WCDMA、TDS-CDMA)、LTE、高级LTE(LTE-A)、HSPA、3GPP2CDMA2000(例如，1xRTT、1xEV-DO、HRPD、eHRPD)、Wi-Fi、WiMAX等)中的任一个通过传输介质来进行通信。
因此，基站102以及根据一种或多种蜂窝通信技术操作的其他类似的基站(未示出)可被提供为小区网络，该小区网络可经由一种或多种蜂窝通信技术在宽广的地理区域内向UE装置106A-N以及类似设备提供连续的或几乎连续的重叠服务。
因此，尽管基站102当前可代表如图1中所示的无线设备106A-N的“服务小区”，但是每个UE装置106还可能够从一个或多个其他小区(例如，由其他基站提供的小区)接收信号，该一个或多个其他小区可被称为“相邻小区”。此类小区也可能够促进用户设备之间和/或用户设备和网络100之间的通信。
需注意，至少在一些情况下，UE装置106可能够使用多种无线通信技术来进行通信。例如，UE装置106可被配置为使用GSM、UMTS、CDMA2000、WiMAX、LTE、LTE-A、WLAN、蓝牙、一个或多个全球导航卫星系统(GNSS，例如GPS或GLONASS)、一个和/或多个移动电视广播标准(例如，ATSC-M/H或DVB-H)等中的两者或更多者进行通信。无线通信技术的其他组合(包括多于两种无线通信技术)也是可能的。同样地，在一些情况下，UE装置106可被配置为仅使用单种无线通信技术来进行通信。
图2示出了与基站102通信的UE装置106(例如，装置106A到106N之一)。UE装置106可具有蜂窝通信能力，并且如上所述，可以是诸如移动电话、手持设备、可穿戴设备、媒体播放器、计算机、膝上型电脑或平板电脑的设备或几乎任何类型的无线设备。
该UE装置106可包括被配置为执行被存储在存储器中的程序指令的处理器。该UE装置106可通过执行此类所存储的指令来执行本文所述的方法实施方案中的任一方法实施方案。另选地或除此之外，UE装置106可包括可编程硬件元件，诸如被配置为执行本文所述的方法实施方案中的任一种或本文所述的方法实施方案中的任一种的任何部分的FPGA(现场可编程门阵列)或其他电路。
在一些实施方案中，UE装置106可被配置为使用多种无线电接入技术和/或无线通信协议中的任一者来进行通信。例如，UE装置106可被配置为使用GSM、UMTS、CDMA2000、LTE、LTE-A、WLAN、Wi-Fi、WiMAX或GNSS中的一者或更多者来进行通信。无线通信技术的其他组合也是可能的。
UE装置106可包括用于使用一种或多种无线通信协议或技术来进行通信的一个或多个天线。在一个实施方案中，UE装置106可被配置为使用单个共享无线电部件进行通信。共享无线电部件可耦接至单个天线，或者可耦接至多个天线(例如，对于MIMO)，以用于执行无线通信。另选地，UE装置106可包括两个或更多个无线电部件，例如，可包括单个TX链和两个或更多个RX链。作为另一个示例，UE 106可包括用于使用LTE或1xRTT(或LTE或GSM)中的任一种进行通信的共享无线电部件，以及用于使用Wi-Fi和蓝牙中的每一种进行通信的独立无线电部件。其他配置也是可能的。
图3-UE的示例性框图
图3示出了根据一些实施方案的UE 106的框图。如图所示，UE 106可包括片上系统(SOC)300，其可包括用于各种目的的部分。例如，如图所示，SOC 300可包括可执行用于UE106的程序指令的一个或多个处理器302和可执行图形处理并向显示器340提供显示信号的显示电路304。一个或多个处理器302还可耦接至可被配置为接收来自一个或多个处理器302的地址并将这些地址转换为存储器(例如，存储器306、只读存储器(ROM)350、NAND闪存存储器310)中的位置的存储器管理单元(MMU)340。MMU 340可被配置为执行存储器保护和页表转换或设置。在一些实施方案中，MMU 340可作为一个或多个处理器302的一部分而被包括。
UE 106还可以包括其他电路或设备，诸如显示电路304、无线电部件330、连接器I/F 320和/或显示器340。
在所示的实施方案中，ROM 350可包括引导加载程序，该引导加载程序可在启动或初始化期间由一个或多个处理器302来执行。另外如图所示，SOC 300可耦接至UE 106的各种其他电路。例如，UE 106可包括各种类型的存储器(例如，包括闪存310)、连接器接口320(例如，用于耦接至计算机系统)、显示器340和无线通信电路(或无线电部件)330(例如，用于使用LTE、CDMA2000、蓝牙、WiFi、GPS等通信)。
UE的无线通信电路(无线电部件)330可包括支持全双工和半双工配置两者的RF前端。无线通信电路可包括增加的半双工专用端口，该半双工专用端口绕过存在于全双工RF端口上的声音滤波器。这样针对每个FDD频带在全双工路径或半双工路径上实现了软件控制的TX和RX。图5更详细地示出了UE无线通信电路的这个部分。
UE装置106可包括至少一个天线，并且在一些实施方案中可包括用于执行与基站和/或其他设备的无线通信的多个天线。例如，UE装置106可使用天线335来执行无线通信。如上所述，UE在一些实施方案中可被配置为使用多种无线通信标准进行无线通信。
如本文所述，UE 106可包括用于实施本文所述特征的硬件和软件部件。例如，UE106的一个或多个处理器302可被配置为实施本文所述特征的一部分或全部，例如通过执行被存储在存储器介质(例如，非暂态计算机可读存储器介质)上的程序指令。另选地(或除此之外)，一个或多个处理器302可被配置作为可编程硬件元件，诸如FPGA(现场可编程门阵列)或者作为ASIC(专用集成电路)。另选地(或除此之外)，结合其他的部件300、304、306、310、320、330、335、340和350中的一个或多个，UE106的一个或多个处理器302可被配置为实施本文所述特征的一部分或全部。
此外，如本文所述，一个或多个处理器302可包括一个或多个处理元件。换句话讲，一个或多个处理元件可包括在一个或多个处理器302中。因此，一个或多个处理器302可包括被配置为执行一个或多个处理器302的功能的一个或多个集成电路(IC)。此外，每个集成电路都可包括被配置为执行一个或多个处理器204的功能的电路(例如，第一电路、第二电路等等)。
此外，如本文所述，无线电部件330可包括一个或多个处理元件。换句话讲，一个或多个处理元件可包括在无线电部件330中。因此，无线电部件330可包括被配置为执行无线电部件330的功能的一个或多个集成电路(IC)。此外，每个集成电路可包括被配置为执行无线电部件330的功能的电路(例如，第一电路、第二电路等等)。
图4-基站
图4示出了根据一些实施方案的基站102。需注意，图4的基站仅为可能的基站的一个示例。如图所示，基站102可包括可执行针对基站102的程序指令的一个或多个处理器404。一个或多个处理器404也可耦接至存储器管理单元(MMU)440(该MMU可被配置为接收来自一个或多个处理器404的地址并将这些地址转换为存储器(例如，存储器460和只读存储器(ROM)450中的位置)或其他电路或设备。
基站102可包括至少一个网络端口470。该网络端口470可被配置为耦接至电话网络并为诸如UE装置106的多个设备提供对上文所述的电话网络的访问。
网络端口470(或附加的网络端口)还可被配置为或另选地被配置为耦接至蜂窝网络，例如蜂窝服务提供方的核心网。核心网可以向诸如UE装置106的多个设备提供移动相关服务和/或其他服务。在一些情况下，网络端口470可经由核心网耦接至电话网络，并且/或者核心网可提供电话网络(例如，在蜂窝服务提供方所服务的其他UE装置中)。
基站102可包括无线电部件430、通信链432和至少一个天线434。基站可被配置为用作无线收发器并且可被进一步配置为经由无线电部件430、通信链432和至少一个天线434来与UE装置106进行通信。通信链432可为接收链、发射链或两者。无线电部件430可被配置为经由各种RAT进行通信，该RAT包括但不限于GSM、UMTS、LTE、WCDMA、CDMA2000、WiMAX等。
此外，如本文所述，一个或多个处理器404可包括一个或多个处理元件。换句话讲，一个或多个处理元件可包括在一个或多个处理器404中。因此，一个或多个处理器404可包括被配置为执行一个或多个处理器404的功能的一个或多个集成电路(IC)。此外，每个集成电路都可包括被配置为执行一个或多个处理器404的功能的电路(例如，第一电路、第二电路等等)。
此外，如本文所述，无线电部件430可包括一个或多个处理元件。换句话讲，一个或多个处理元件可包括在无线电部件430中。因此，无线电部件430可包括被配置为执行无线电部件430的功能的一个或多个集成电路(IC)。此外，每个集成电路可包括被配置为执行无线电部件430的功能的电路(例如，第一电路、第二电路等等)。
链路预算受限的设备
如上所述，链路预算受限的设备(即具有有限的电池和/或有限的功率放大器能力的设备)相对于不受链路预算限制的设备具有降低的通信能力。链路预算受限的设备的一个典型示例是可穿戴设备，例如智能手表。链路预算受限的设备可能在上行链路(UL)和下行链路(DL)之一或两者中具有降低的RF灵敏度。例如，与移动电话相比，该设备可在上行链路和下行链路中的链路预算中具有最多10dB的劣化。另选地或除此之外，设备可能无法连续地在UL中传输，例如由于其小电池，当在峰值功率下执行连续RF传输时，设备可能无法保持高电流消耗。相反，设备可根据指定的占空比执行高功率上行链路传输。
FDD操作
当前的LTE标准包括两个不同的用于上行链路/下行链路通信的协议，这些协议为TD-LTE和FDD-LTE。TD-LTE是指时分LTE。TD-LTE使用一个频带并且以临时方式在上行链路和下行链路之间切换。TD-LTE能够以非对称方式操作，其中DL和UL操作可被分配以不同量的时间或带宽。FDD-LTE使用频分双工或“配对频谱”。上行链路通信在第一频带上执行，并且下行链路通信在第二不同频带上执行。FDD-LTE是对称配置，其中DL和UL操作可接收相同量的带宽。
当前标准(例如，3GPP第8版(即，LTE))支持全双工和半双工频分双工(FDD)操作。全双工FDD(FD-FDD)操作允许在一个子帧中并行发射和接收。半双工FDD(HD-FDD)不允许在一个子帧中并行发射和接收。相反，在半双工FDD中，只能在任何给定时间执行发射操作或接收操作中的一种。
在一些实施方案中，LTE半双工FDD(HD-FDD)可具有以下有益效果。首先，HD-FDD通过消除RX和TX RF路径两者共享的双工器的需要而降低了前端成本。此双工器用于全双工FDD系统中，以将RX与TX隔离，同时允许它们共享公共天线。另外，半双工RF前端电路绕过双工器中的声音滤波器。这样可将RX灵敏度改善1-2dB，将FR TX输出功率改善1-2dB，和/或将TX峰值电流消耗减小40-75mA。
如下文进一步所述，可能有这样的使用情形，其中HD-FDD可能妨碍诸如可穿戴设备的链路预算受限的设备的功能。这特别成问题，因为HD-FDD被设计为UE的永久配置。
在良好的信道条件(良好的无线电条件)，诸如邻近小区条件(当UE接近小区塔时)期间，在上行链路通信期间，LTE TX功率大大低于峰值功率(23dBm)，从而由于半双工配置实现的1-2dB峰值功率效率节省可能没有用。在下行链路操作期间，HD-FDD实现的1-2dB的DL増益不会使DL传输块尺寸增加非常大，因为由于良好的无线电条件，传输块尺寸已经充分大。在不良信道条件下(弱无线电条件)，诸如远离小区条件(当UE远离其小区塔时)期间，HD-FDD配置可帮助非时间敏感数据将UL链路预算增大1-2dB，如上所述。
如上所述，在3GPP LTE中，HD-FDD(半双工FDD)是恒定(或永久)UE和网络配置。因此，当以这种方式配置时，基站总是基于该半双工配置来调度UL和DL，对于UL和DL而言，有效地为50％的占空比。这将UL和DL的吞吐量都减少一半，而使TX和RX时间都加倍，因此消耗两倍的功率。对于诸如VoLTE的时间敏感数据而言，由于传输时间因为半双工配置而加倍，UE可能难以满足VoLTE延迟要求(或预算)。例如，在当前商业网络系统中，100ms对于双向通信流量而言是最大延迟设置。由于HD-FDD造成的更长时间延迟可能导致总延迟超过诸如VoLTE的端到端实时通信所需的延迟预算。这可能导致远端UE处的性能下降，诸如导致其他UE的抖动缓冲区丢弃音频包，或者以其他方式导致引入用户可察觉的音频延迟。
因此，尽管半双工FDD能够在较差无线电条件下在TX链和RX链中提供小的改善，但这种有益效果可远被传输时间和对时间关键通信(诸如VoLTE)造成的关联延迟的加倍而抵消。
针对HD-FDD对链路预算受限的设备造成的问题，一种可能的解决方案是网络基于UE请求在全双工和半双工配置之间动态切换。此解决方案可能需要修改/定制来自各种不同网络基础设施供应商的基站(eNodeB)，而且还可能需要标准化以实现共同的实施。此类基站修改的标准化可能实现起来困难且耗时。因此，期望本领域中的改进。
本文所述的是根据无线电条件和应用，允许设备(例如，诸如UE 106的设备)在当前3GPP标准的语境之内自主决定以不同操作模式(例如，全双工、半双工等)操作的系统、方法和装置。
图5：全双工/半双工配置
图5示出了可动态配置用于全双工或半双工操作的发射和接收路径的一个示例实施方案。如图所示，该电路包括TX路径和RX路径。尽管图5的实施方案仅示出了一个RX路径，但需注意，图5所示的系统架构可容易地扩展到更多数量的RX路径。例如，在包括一个TX链和两个RX链的系统中，图5所示的系统将包括额外的双工器和额外的RX路径以支持第二RX链。
该TX路径接收UE生成的数据，用于由天线(Ant1)传输到另一设备。该TX路径包括功率放大器(PA)，功率放大器继而耦接至第一软件控制的开关。第一开关允许PA选择性地耦接至第一TX路径或第二TX路径，该第一TX路径包括双工器(具有DP的TX)，该第二TX路径不包括双工器(没有DP的TX)。第一TX路径和第二TX路径随后耦接至天线(Ant1)。第一开关可处于软件控制之下，并且允许UE选择全双工TX配置(第一路径，包括双工器—具有DP的TX)或半双工TX配置(第二路径，其绕过双工器—没有DP的TX)。
如图所示，双工器也被包括在UE的第一RX路径中。天线(Ant1)通过双工器耦接至第一RX路径(具有DP的RX)，第一RX路径然后耦接至第二软件控制的开关。天线(Ant1)也可直接耦接至第二开关，从而形成绕过双工器的第二RX路径(没有DP的RX)。第二开关可处于软件控制之下，并且允许UE选择全双工RX配置(第一RX路径，包括双工器—具有DP的RX)或半双工RX配置(第二RX路径，其绕过双工器—没有DP的RX)。第二开关耦接至LNA(低噪声放大器)，LNA继而耦接至RX路径的其余部分。
因此，UE前端电路包括增加的半双工专用端口(没有DP路径的TX和没有DP路径的RX)，该半双工专用端口绕过存在于全双工端口上的声音滤波器。因此，UE前端支持全双工和半双工配置两者，并且UE使得能够针对每个FDD频带在全双工路径或半双工路径上进行软件控制的发射和接收。
如下所述，UE可以基于当前的条件自主地选择全双工或半双工配置(TX或RX或两者)，当前条件包括当前的信道条件以及UE的当前操作状态。如本文所用，术语“自主地”是指UE可自行选择全双工或半双工配置，而不必与专门用于此目的的网络侧协调或请求其允许。
图6：全双工/半双工配置的空闲模式选择
图6是示出了在UE处于空闲模式中时，UE的操作的一个实施方案的流程图。
如图所示，在602处，UE可进入空闲模式，诸如LTE空闲模式。在LTE空闲模式中，UE可执行各种操作，诸如系统信息块(SIB)解码、页面解码、小区选择或重新选择，或者UE可处于空闲DRX模式。
在604处，UE确定当前信道条件(或无线电条件)是否已降到某个阈值以下。可使用各种类型的信道条件量度，诸如RSRP(参考信号接收功率)或RSRQ(参考信号接收质量)。例如，UE可确定是否RSRP<＝-100dBm和/或RSRQ<＝-3，以及其他可能的标准。
如果UE确定在处于空闲模式中时信道条件已降到阈值以下，在606处，UE(例如，在UE上执行的软件)可自主地将其RX路径配置为处于半双工模式，例如，可为RX启用半双工(HD)专用端口(绕过双工器的RX路径)，而不是使用双工器滤波的全双工RF RX路径。因此，UE可选择半双工专用端口(绕过双工器的RX路径——“没有DP的RX”)。需注意，UE可能不需要更改TX路径配置，因为在空闲模式下不发生传输。这为UE当前执行的操作在RX路径中产生了1-2dB DL增益，该操作诸如内部/居间和IRAT小区检测和测量、SIB解码和/或页面解码等。
当这些条件不再有效时，例如，当UE离开空闲模式或信道条件改善到604中使用的阈值(或者可能不同的阈值)以上时，则UE可以使其RX配置返回到全双工模式。
图7：全双工/半双工配置的连接模式选择
图7是示出了在UE处于连接模式中时，UE的操作的一个实施方案的流程图。
如图所示，在702处，UE可进入连接模式，诸如LTE连接模式。在LTE连接模式中，UE可执行各种操作，诸如与远端UE(或与网络)进行实际传输通信。
在704处，UE确定无线电条件是否已降到某个阈值以下。类似于上文，可使用各种类型的无线电条件量度，诸如RSRP(参考信号接收功率)或RSRQ(参考信号接收质量)。示例量度可以是RSRP<＝-100dBm或RSRQ<＝-3，以及其他可能标准。
如果UE确定在处于连接模式中时无线电条件已经降到阈值以下，UE可以执行一个或多个下面的操作。
1)在706处，对于仅执行接收操作而不执行发射操作的每个子帧(对于仅有RX而没有TX的每个子帧)，为RX启用半双工(HD)专用端口(绕过双工器的RX路径)，以具有针对DL的1-2dB增益。
2)在708处，如果将TX设定为在一定时间段(诸如几个子帧)内空白，则由于峰值功率条件或热条件，UE配置对应的RX使用HD专用端口(绕过双工器的RX路径)而不是全双工RFRX端口。这会为下行链路(DL)生成额外的1-2dB増益，而TX是空白的。
3)在710处，每当UL TX功率高于特定阈值(诸如23dBm)时，对于某些关键UL消息，UE中的软件可为TX启用HD专用端口(绕过双工器的TX路径)并关闭RX。这会在上行链路上产生额外的功率提升(1-2dB)，以扩展UL链路预算，从而増加接收至少这些关键消息的可能性。关键消息的示例包括RRC信令消息、针对DL的ACK/NAK以及针对UL传输块重新传输的一个或多个最后混合自动重传请求(HARQ)，以及其他可能的消息。例如，当实施HARQ时，UE可基于未正确接收分组的第一传输的指示来重新传输分组。由于UE因此知道未正确接收到分组的第一传输，UE可通过将重新传输的分组作为关键UL消息来提高重传的TX功率，在此情况下，UE中的软件可为TX启用HD专用端口，并且关闭RX。在一些情况下，UE可仅在多次重传之后将重传作为关键UL消息。例如，HARQ的一些实施方式可包括对允许的重传次数的限制。在这种情况下，UE可仅将最后一个或多个传输作为关键UL消息。
其他实施方案
在一些实施方案中，非暂态计算机可读存储器介质可被配置为使得其存储程序指令和/或数据，其中如果该程序指令由计算机系统执行，则使得计算机系统执行方法，例如本文所述的方法实施方案中的任一种方法实施方案，或本文所述的方法实施方案的任何组合，或本文所述的任何方法实施方案中的任何子集，或此类子集的任何组合。
在一些实施方案中，设备(例如，UE 106)可以被配置为包括处理器(或一组处理器)和存储器介质，其中存储器介质存储程序指令，其中所述处理器被配置为从所述存储器介质中读取并执行所述程序指令，其中所述程序指令可被执行以实现文中所述的各种方法实施方案中的任何方法实施方案(或者文中所述方法实施方案的任何组合，或者文中所述方法实施方案中的任何实施方案的任何子集，或者这样的子集的任何组合)。能够以各种形式中的任一种形式来实现该设备。
在一些实施方案中，用户设备装置(UE)可以包括至少一个天线、被配置为利用至少一种无线电接入技术(RAT)执行蜂窝通信的至少一个无线电部件，以及耦接至至少一个无线电部件并被配置为执行语音和/或数据通信的一个或多个处理器。在一些实施方案中，UE可被配置为确定一个或多个无线电条件满足阈值(或低于阈值)，并且UE可被配置为至少部分地基于当前无线电条件以及当前由UE执行的操作，自主选择全双工或半双工操作模式。
虽然已相当详细地描述了上面的实施方案，但是一旦完全了解上面的公开，许多变型和修改对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。本发明旨在使以下权利要求书被阐释为包含所有此类变型和修改。

Claims (20)

1.一种用户设备(UE)，所述用户设备(UE)包括：
至少一个天线；
至少一个无线电部件，所述无线电部件耦接至所述至少一个天线并被配置为使用至少一种无线电接入技术(RAT)进行蜂窝通信，其中所述至少一个无线电部件包括发射部分和接收部分，其中所述接收部分能够被配置为被置于全双工模式或半双工模式中；
一个或多个处理器，所述一个或多个处理器耦接至所述至少一个无线电部件，其中所述一个或多个处理器和所述至少一个无线电部件被配置为执行语音和/或数据通信；
其中所述UE被配置为：
确定所述UE处于连接操作模式中；
确定信道条件是否低于第一阈值；以及
至少部分地响应于确定所述UE处于所述连接模式中并且所述信道条件低于所述第一阈值，自主地为所述接收部分配置所述半双工模式。
2.根据权利要求1所述的UE，
其中当所述UE处于连接模式并且信道条件低于所述第一阈值时，所述UE被配置为针对仅涉及接收操作的第一一个或多个子帧将所述接收部分置于所述半双工模式中。
3.根据权利要求1所述的UE，
其中当所述UE处于连接模式并且信道条件低于所述第一阈值时，所述UE被配置为针对所述发射部分空白的一个或多个子帧将所述接收部分置于半双工模式中。
4.根据权利要求1所述的UE，
其中所述发射部分还能够被配置为被置于全双工模式或半双工模式中，并且其中为所述接收部分配置所述半双工模式不会改变所述发射部分的所述配置。
5.根据权利要求1所述的UE，
其中所述发射部分还能够被配置为被置于全双工模式或半双工模式中，其中当所述UE处于连接模式中并且信道条件低于所述第一阈值时，所述UE被配置为针对传输特定上行链路消息期间的一个或多个子帧将所述发射部分置于半双工模式中。
6.根据权利要求5所述的UE，
其中所述UE被配置为，在当前传输功率高于特定阈值时，针对传输特定关键上行链路消息期间的所述一个或多个子帧将所述发射部分置于所述半双工模式中。
7.根据权利要求1所述的UE，
其中所述UE是可穿戴设备。
8.根据权利要求1所述的UE，
其中所述UE装置是链路预算受限的。
9.一种包括在用户设备(UE)中的非暂态计算机可读存储器介质，其中所述存储器介质存储能够由处理器执行的程序指令，以：
确定所述UE处于连接操作模式中；
确定信道条件是否低于第一阈值；以及
至少部分地响应于确定所述UE处于所述连接操作模式中并且所述信道条件低于所述第一阈值，为所述UE的无线电部件的发射部分或接收部分的至少一个自主配置半双工模式。
10.根据权利要求9所述的存储器介质，其中当所述UE处于连接模式并且信道条件低于所述第一阈值时，所述程序指令能够进一步被执行以：
针对仅涉及接收操作的第一一个或多个子帧将所述接收部分置于所述半双工模式中。
11.根据权利要求9所述的存储器介质，
其中当所述UE处于连接模式并且信道条件低于所述第一阈值时，所述UE被配置为针对所述发射部分空白的一个或多个子帧将所述接收部分置于半双工模式中。
12.根据权利要求9所述的存储器介质，
其中所述发射部分还能够被配置为被置于全双工模式或半双工模式中，并且其中为所述接收部分配置所述半双工模式不会改变所述发射部分的所述配置。
13.根据权利要求12所述的存储器介质，
其中所述发射部分还能够被配置为被置于全双工模式或半双工模式中，其中当所述UE处于连接模式中并且信道条件低于所述第一阈值时，所述UE被配置为针对传输特定上行链路消息期间的一个或多个子帧将所述发射部分置于半双工模式中。
14.根据权利要求13所述的存储器介质，
其中所述UE被配置为，在当前传输功率高于特定阈值时，针对传输特定关键上行链路消息期间的所述一个或多个子帧将所述发射部分置于所述半双工模式中。
15.根据权利要求9所述的存储器介质，
其中所述UE是可穿戴设备。
16.根据权利要求9所述的存储器介质，
其中所述UE装置是链路预算受限的。
17.一种用户设备(UE)，所述用户设备(UE)包括：
至少一个天线；
至少一个无线电部件，所述无线电部件耦接至所述至少一个天线并被配置为使用至少一种无线电接入技术(RAT)进行蜂窝通信，其中所述至少一个无线电部件包括发射部分和接收部分，其中所述接收部分能够被配置为被置于全双工模式或半双工模式中；
一个或多个处理器，所述一个或多个处理器耦接至所述至少一个无线电部件，其中所述一个或多个处理器和所述至少一个无线电部件被配置为执行语音和/或数据通信；
其中所述UE被配置为：
确定所述UE处于空闲操作模式中；
确定信道条件是否低于第一阈值；以及
至少部分地响应于确定所述UE处于所述空闲模式中并且所述信道条件低于所述第一阈值，自主地为所述接收部分配置半双工模式。
18.根据权利要求17所述的UE，
其中所述发射部分还能够被配置为被置于全双工模式或半双工模式中，并且其中为所述接收部分配置所述半双工模式不会改变所述发射部分的所述配置。
19.根据权利要求17所述的UE，
其中所述UE是可穿戴设备。
20.根据权利要求17所述的UE，
其中所述UE装置是链路预算受限的。
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