CN111434153B - 特定载波和特定频率能力限制的方法及用户设备 - Google Patents

Abstract

提出了一种特定载波和特定频率能力限制的方法及用户设备。在NR网络中，UE可以在载波聚合下在多个频率范围(FR)中操作并且被配置有多个分量载波(CC)。由于RF活动支持特定FR或特定CC上的高带宽或高MIMO秩，因此UE可以检测到过热问题。因此，UE向网络指示针对特定FR或特定CC上的能力降低的偏好，例如，减少的载波数量、减少的最大带宽或减少的MIMO秩。通过本发明所提供的特定载波和特定频率能力限制的方法及用户设备可以使得这样的每个FR或每个CC请求允许UE以特定于某些分量载波和/或某些频率范围的方式来限制或降低其能力，而不是影响所有载波/频率的全局能力降低。

Description

特定载波和特定频率能力限制的方法及用户设备

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119要求于2018年9月25日提交的题为“特定载波和特定频率能力限制”的美国临时申请62/735,918和2019年9月10日提交的美国专利申请16/565,699的优先权，其主题通过引用并入本申请。

技术领域

所公开的实施例总体上涉及无线通信，并且更具体地，涉及长期演进(Long-TermEvolution，LTE)和新无线电(New Radio，NR)系统中的特定载波(carrier-specific)和特定频率(frequency-specific)的用户设备(user equipment，UE)能力限制的方法。

背景技术

多年来，无线通信网络呈指数增长。LTE系统因简化的网络体系结构提供高峰值数据速率、低延迟、改善的系统容量以及低运营成本。LTE系统(也称为4G系统)还提供了对较旧的无线网络(如GSM、CDMA和通用移动电信系统(Universal Mobile TelecommunicationSystem，UMTS))的无缝集成。在LTE系统中，演进的通用陆地无线接入网(evolveduniversal terrestrial radio access network，E-UTRAN)包括与称为用户设备(userequipment，UE)的多个移动台通信的多个演进的节点B(evolved Node-B，eNodeB/eNB)。第3代合作伙伴项目(The 3rd generation partner project，3GPP)网络通常包括2G/3G/4G系统的混合体。随着网络设计的优化，通过各种标准的演进，已经有了许多改进。下一代移动网络(Next Generation Mobile Network，NGMN)委员会已决定将未来的NGMN活动重点放在定义5G NR系统的端到端要求上。

在LTE中，允许UE请求减少其操作配置，以防止过热。减少可以影响UE类别、多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)秩和/或聚合载波的数量。基本机制是UE向网络发送信息性消息(UE协助信息)，该信息性消息包含过热问题的指示以及来自UE的关于应减少哪些参数的请求。然后取决于网络实现以网络认为适当的方式重新配置UE，即，不能保证将使用所请求的配置。如果网络未重新配置UE，则可以预期UE将使用标准之外的特定于实现的措施，直至热关机，以维持安全的工作温度。

在NR中，很明显的是将需要类似的机制。5G NR的频带被分为两个不同的频率范围。频率范围1(FR1)包括6GHz以下的频带，其中一些频带是以前的标准传统上使用的频带，但是已经扩展为涵盖从410MHz到7125MHz的潜在新频谱产品。频率范围2(FR2)包括从24.25GHz到52.6GHz的频带。与FR1中的频带相比，此毫米波范围内的FR2中的频带具有更短的范围，但可用带宽更高。此外，NR峰值速率要求可高达20Gbps，是LTE的十倍以上。结果，可以预期5G系统的高数据速率和大工作带宽会引起过热问题，而对于此问题需要缓解。因此，3GPP RAN全体会议已向3GPP RAN2工作组提供了指导，以使用现有的LTE机制为基线来设计NR的热缓解机制。

LTE中的UE能力降低机制仅适用于每个UE。无法针对特定频率范围或特定分量载波降低UE的能力。由于NR中的载波带宽和MIMO功能是按每个分量载波发送信号的，这使得在某种程度上与能力结构背道而驰。此外，还降低了能力降低机制的灵活性，在NR中FR1和FR2频率范围之间存在显著差异(通常使用独立的RF硬件运行)时，尤其如此。寻找一种解决方案。

发明内容

提出了一种在每个分量载波或每个频率范围的基础上降低UE能力的方法。在NR网络中，UE可以在多个频率范围(frequency range，FR)中操作并且在载波聚合下被配置有多个分量载波(component carrier，CC)。由于射频(radio frequency，RF)和数据处理活动支持特定FR或特定CC上的高带宽或高MIMO秩，因此UE可以检测到过热问题。因此，UE向网络指示针对特定FR或特定CC上的能力降低的偏好，例如，减少的载波数量、减少的最大带宽或减少的MIMO秩。通过本发明所提供的特定载波和特定频率能力限制的方法及用户设备可以使得这样的每个FR或每个CC请求允许UE以特定于某些分量载波和/或某些频率范围的方式来限制或降低其能力，而不是影响所有载波/频率的全局能力降低。

在一个实施例中，UE在无线通信网络中的多个频率上进行操作。UE检测到过热状况。UE响应于检测到的与多个频率中的至少一个频率有关的过热状况，向网络发送信息消息。该信息消息包括与多个频率中的至少一个频率有关的能力降低的请求。能力降低请求包括对请求能力降低的频率的指示。UE从网络接收重新配置，并且以与请求能力降低的指示频率有关的降低的能力进行操作。

在下面的详细描述中描述了其他实施例和优点。该发明内容并非旨在定义本发明。本发明由权利要求书限定。

附图说明

图1示意性地示出了根据一个新颖方面的支持特定载波和特定频率的UE能力限制的具有核心网络和无线电接入网络(radio access network，RAN)的公共陆地移动网络(Public Land Mobile Network，PLMN)。

图2示出了根据本发明实施例的用户设备和网络实体的简化框图。

图3示出了根据一个新颖的方面的仅用于减少FR2上的载波聚合的消息流的一个实施例。

图4示出了根据一个新颖的方面的仅用于减小载波2B上的带宽的消息流的一个实施例。

图5示出了根据一个新颖方面的具有使用抽象句法注释一(Abstract SyntaxNotation One，ASN.1)的能力降低请求的UE辅助信息的示例。

图6示出了根据一个新颖方面的使用ASN.1的每个频率范围和分量载波的UE能力降低请求的示例。

图7是根据一个新颖方面的特定频率和特定载波的UE能力限制的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的一些实施例，其示例在附图中示出。

图1示意性地示出了根据一个新颖方面的支持载波特定和频率特定的UE能力限制的具有核心网络110和RAN 120的PLMN 100。5G NR网络100包括UE 101、基站gNB 102、接入和移动性管理功能(access and mobility management function，AMF)103、会话管理功能(session management function，SMF)104、策略控制功能(policy control function，PCF)105和统一数据管理(unified data management，UDM)106。在图1的示例中，UE 101及其服务基站gNB 102属于RAN 120的一部分。在接入层(Access Stratum，AS)层中，RAN 120通过无线电接入技术(radio access technology，RAT)为UE 101提供无线接入。在非接入层(Non-Access Stratum，NAS)层中，AMF103与gNB 102和5G核心网络110通信，以对5G网络100中的无线接入设备进行接入和移动性管理。AMF 103还可包括UE能力管理功能(UECapability Management Function，UCMF)。UE 101可以通过不同的RAT/CN为不同的应用服务配备一个或多个RF收发器。UE 101可以是智能电话、可穿戴设备、物联网(Internet ofThings，IoT)设备和平板电脑等。

在LTE中，允许UE请求减少其操作配置，以防止过热。减少可以影响UE类别、MIMO秩和/或聚合载波的数量。基本机制是UE向网络发送信息性消息(UE协助信息)，该信息性消息包含过热问题的指示以及来自UE的关于应减少哪些参数的请求。在NR中，很明显的是将需要类似的UE能力降低机制。5G NR的频带被分为两个不同的频率范围。频率范围1(FR1)包括6GHz以下的频带，而频率范围2(FR2)包括24.25GHz至52.6GHz的频带，FR2的某些或全部也可称为“毫米波”频带。与FR1中的频带相比，毫米波FR2中的频带具有更短的范围，但具有更高的可用带宽。

可以预期5G系统的高数据速率和较大的操作带宽会引起过热问题，需要对此加以缓解。然而，LTE中的UE能力降低机制仅适用于每个UE。无法针对特定频率范围或特定分量载波降低UE的能力。由于NR中的载波带宽和MIMO能力是按每个分量载波发送信号的，这使得在某种程度上与能力结构背道而驰。此外，每个UE解决方案降低了能力降低机制的灵活性，在NR中FR1和FR2频率范围之间存在显着差异时尤其如此，此时通常会使用独立的RF硬件进行操作。

根据一个新颖的方面，提出了一种特定于某些载波和/或某些频率范围的UE能力限制或降低的方法。在图1的示例中，考虑例如通过载波聚合或双重连接，UE 101在FR1(由载波1A和载波1B配置)和FR2(由载波2A和载波2B配置)两者中操作。在第一示例中，UE 101具体地检测到由于FR2上的RF活动导致的过热问题。因此，UE 101向网络指示对于减少FR2上的载波数量的偏好。在另一示例中，UE 101检测到由于载波2B的高带宽而不是由于FR2上的两个载波的聚合而导致的过热问题。在这种情况下，UE 101向网络指示对载波2B上的较低的最大带宽的请求。这样的每个FR或每个CC请求允许UE 101以特定于特定载波和/或特定频率范围的方式来限制或降低其能力，而不是影响所有载波/频率的全局能力降低。

图2示出了根据本发明的实施例的无线设备(例如，UE 201和网络实体211)的简化框图。网络实体211可以是与MME或AMF和/或CN的附加单元(诸如UCMF)组合的基站。网络实体211具有发送和接收无线电信号的天线215。与天线耦接的RF收发器214从天线215接收RF信号，将其转换为基带信号，然后将基带信号发送到处理器213。RF收发器214还转换从处理器213接收的基带信号，将其转换为RF信号，并将RF信号发送至天线215。处理器213处理接收到的基带信号并调用不同的功能模块以执行基站211中的功能。存储器212包括易失性可读存储介质及非易失性计算机可读存储介质，并存储程序指令和数据220以控制基站211的操作，存储器212还可包括数据库235用以存储控制基站211操作的数据。在图2中，网络实体211还包括一组控制功能模块和电路290。注册和连接处理电路231处理注册和连接建立过程。能力管理电路232基于例如UE辅助信息来处理包括UE能力重新配置(例如，以限制或减少某些UE能力)的能力管理功能。配置和控制电路233提供不同的参数以配置和控制包括载波聚合的UE操作。

类似地，UE 201具有存储器202、处理器203和RF收发器204。RF收发器204与天线205耦接，从天线205接收RF信号，将其转换为基带信号，然后发送至处理器203。RF收发器204还将从处理器203接收到的基带信号转换为RF信号，并将其发送到天线205。处理器203处理接收到的基带信号并调用不同的功能模块和电路以执行UE 201中的功能。存储器202包括易失性可读存储介质及非易失性计算机可读存储介质，并存储将由处理器203执行以控制UE 201的操作的数据和程序指令210，存储器202还可包括数据库225用以存储控制UE201操作的数据。例如，合适的处理器包括专用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)、多个微处理器、与DSP内核关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)电路，其他类型的集成电路(integratedcircuit，IC)和/或状态机。与软件相关联的处理器可以用于实现和配置UE 201的特征。

UE 201还包括一组功能模块和控制电路，以执行UE 201的功能任务。协议栈260包括用于与连接到核心网络的MME或AMF实体进行通信的NAS层、用于高层配置和控制的无线电资源控制(Radio Resource Control，RRC)层、分组数据融合协议/无线电链路控制(Packet Data Convergence Protocol/Radio Link Control，PDCP/RLC)层、媒体访问控制(Media Access Control，MAC)层和物理(Physical，PHY)层。系统模块和电路270可以通过软件、固件，硬件和/或其组合来实现和配置。当由处理器通过存储器中包含的程序指令来执行功能模块和电路时，功能模块和电路彼此相互作用以允许UE 201执行网络中的实施例以及功能任务和特征。在一个示例中，系统模块和电路270包括执行与网络的注册和连接建立过程的注册和连接处理模块221、处理包括检测过热状况并向网络提供UE辅助信息以用于基于每个CC或每个FR的UE能力限制或降低的处理能力管理功能的能力管理模块222、以及处理包括载波聚合的配置和控制参数的配置和控制模块223。在一个示例中，UE 201通过提供UE辅助信息并向网络指示导致过热的特定FR或CC上的能力参数的降低来请求UE能力的降低。

图3示出了根据一个新颖的方面的仅用于减少FR2上的载波聚合的消息流的一个实施例。在步骤311中，UE 301与gNB 302建立连接并且在FR1和FR2上都进行操作，其中UE301在FR1上配置有CC 1A和CC 1B，在FR2上配置有CC 2A和CC 2B。在步骤312中，由于FR2上的操作，UE 301检测到过热状况。由于FR2上提供了更大的带宽和较高的数据速率，因此这是一个合理的现象，这可能会导致在FR2 RF链上过热而FR1 RF链仍保持良好状态。当UE301在FR2上经历过热时，UE 301可能希望将操作减少到FR2上的单个载波，同时仍然能够维持与FR1上的两个载波的操作。结果，在步骤313中，UE 301向gNB 302发送UE辅助信息。UE辅助信息包括FR2上的载波的减少到一个请求。该请求包括FR2导致过热的指示，并且还可以包括CC 2B是问题(offending)载波的指示。在步骤314中，响应于该请求，gNB 302可以将响应发送回给UE 301以去激活(de-activate)有问题的载波2B(例如，通过诸如MAC或PHY的较低层信令)，或者取消配置有问题的载波2B(例如，通过诸如RRC的上层信令)。在步骤315，UE301在载波1A，1B和2A上继续操作。

图4示出了根据一个新颖的方面的仅用于减小载波2B上的带宽的消息流的一个实施例。在步骤411中，UE 401与gNB 402建立连接并且在FR1和FR2上都进行操作，其中UE 402在FR1上配置有CC 1A和CC 1B，在FR2上配置有CC 2A和CC 2B。在步骤412中，由于载波2B的高带宽而不是由于FR2上的两个载波的聚合，UE 401检测到过热状况。在这种情况下，UE401可能希望指示对载波2B上的较低最大带宽的请求。结果，在步骤413中，UE 401向gNB402发送UE辅助信息。UE辅助信息包括减小到载波2B上的最大带宽的请求。在步骤414中，响应于该请求，gNB 402将响应发送回给UE 401以减小载波2B的最大带宽。在步骤415中，UE401在载波1A、1B、2A和2B(具有减小的最大带宽)上继续操作。这里，步骤414中的网络响应可以包括载波2B的重新配置(例如，通过RRC信令)以具有较低的带宽，或者在载波2B上切换(例如，通过MAC或PHY信令)到较窄的带宽部分(bandwidth part，BWP)。可以设计特定于频率范围的信令，以允许在每个频率范围的基础上减少问题载波的带宽的请求。网络还可以决定采取其他更极端的措施，例如取消配置或去激活整个载波2B。这是网络实现的问题，网络在认为有必要时可以自由更改配置。

指示为UE辅助信息的消息被认为是RRC协议的消息，尽管原则上可以使用其他协议。该消息可以是专用于热缓解的专用消息，也可以是更通用的消息，例如LTE的UE辅助信息消息(顾名思义，它承载UE向网络提供的作为“辅助”信息的各种信息，以使网络以各种方式对其进行配置)。备选地，可以使用UE能力信令。例如，UE可以发送包含已更改字段的UE能力结构，而网络将负责推断UE能力的变化相对于UE当前的配置意味着什么。

针对每个载波或每个频率范围的UE能力减少可以将与图3和图4相似的序列流程应用于减少其他字段，特别是MIMO秩。当前在UE能力中，每个CC将最大支持的MIMO秩指示为UE能力结构的每个CC的特征集下行链路(DL情况)或每个CC的特征集上行链路(UL情况)的一部分。因此，UE也可以基于每个载波来请求降低MIMO秩。但是，也可以设计特定于频率范围的信令，以允许在每个频率范围的基础上降低MIMO秩的请求。

根据一个新颖的方面，用于UE能力降低的每个频率或每个载波请求的信令可使用类似于现有UE能力结构的信令格式。例如，UE能力信令已经包括诸如每个CC的特征集下行链路和每个CC的特征集上行链路之类的字段，该字段包含每个分量载波配置的能力参数。因此，由UE发送的请求能力降低的消息(例如，UE辅助信息消息)可以包含一个或多个相似的结构，该结构可以包含与UE能力结构中当前定义的字段的部分或全部相同的参数。

图5示出了根据一个新颖方面的具有使用ASN.1的能力降低请求的UE辅助信息的示例。如图5的510所示，UE辅助信息IE包含能力降低请求。如图5的520所示，能力降低请求进一步包含三个字段：1)每个UE的降低请求；2)每个频率范围的降低请求；3)每个分量载波的降低请求。每个分量载波的降低请求可以包括与配置UE的CC相对应的列表，例如，每个服务小区对应于单个CC的服务小区的列表。列表中的每个条目可以代表在相应载波上的操作能力的请求的降低。在一些实施例中，列表中的每个条目可以包括请求重新配置的频率的指示。这样的指示可以例如采用UE的服务小区列表中的指示位置的形式。在一些实施例中，可以根据UE的CC的配置顺序对代表在相应载波上的操作能力的请求的降低的列表条目进行排序。在其他实施例中，列表中的每个条目可以基于其在列表中的位置隐式地与特定频率相关联。例如，配置有三个CC的UE可以针对请求的降低始终发送三个条目的列表，而消息的显着字段在那些不需要实际减少的条目中被省略。

图6示出了根据一个新颖方面的使用ASN.1的每个频率范围和分量载波的UE能力降低请求的示例。如图6的610所示，每个FR的降低请求包含频率范围、最大载波数、DL的最大带宽、UL的最大带宽、DL的最大MIMO秩和UL的最大MIMO秩的索引。如图6的620所示，每个CC的降低请求包含DL的最大带宽、UL的最大带宽、DL的最大MIMO秩以及UL的最大MIMO秩。

图7是根据一个新颖方面的特定频率和特定载波的UE能力限制的方法的流程图。在步骤701中，UE在无线通信网络中的多个频率上进行操作。在步骤702中，UE检测与多个频率中的至少一个频率有关的过热状况。在步骤703，UE响应于检测到的过热状况向网络发送信息消息。该信息消息包括与多个频率中的至少一个频率有关的能力降低的请求。该能力降低请求包括对请求能力降低的频率的指示。在步骤704中，UE从网络接收重新配置，并以与请求能力降低的指示频率有关的降低的能力进行操作。

尽管出于指导目的已经结合某些特定实施例描述了本发明，但是本发明不限于此。因此，在不脱离权利要求书所阐述的本发明的范围的情况下，可以对所描述的实施例的各种特征进行各种修改、改编和组合。

Claims (11)

1.一种特定载波和特定频率能力限制的方法，包括：

在无线通信网络中在无线电接入技术的多个非重叠频率范围上操作，其中每个频率范围覆盖多个频带用于在相同的无线电技术中操作，其中每个频带覆盖多个分量载波，并且其中至少一个分量载波在频域覆盖多个带宽部分；

检测与所述多个非重叠频率范围中的至少一个频率范围有关的过热状况；以及

响应于所述检测到的过热状况，向所述无线通信网络发送信息消息，其中，所述信息消息包括与所述多个非重叠频率范围中的所述至少一个频率范围有关的能力降低的请求，其中，所述能力降低的请求包括指示对应于所述请求能力降低的所述频率范围的一个或多个分量载波和多个带宽部分的能力降低的指示，并且其中所述能力降低包括降低用于在所述指示的请求能力降低的频率范围上的操作的最大带宽，其中用于在所述指示的频率范围上的操作的所述最大带宽表示跨所述指示的频率范围的所有载波的最大聚合带宽。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

从所述无线通信网络接收重新配置以与所述请求能力降低的所述指示的频率范围有关的降低的能力进行操作。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述请求包括多个请求的降低的列表，其中，所述多个请求的降低中的每一个对应于所述多个分量载波中的每一个，并且其中，所述指示包括所述多个请求的降低的所述列表中的位置。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据操作分量载波的配置顺序对所述多个请求的降低的所述列表进行排序。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个频率中的所述至少一个频率范围包括毫米波频率范围。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能力降低包括减少用于在所述请求能力降低的所述指示频率范围上进行操作的分量载波的数量。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能力降低包括降低用于在所述请求能力降低的所述指示频率范围上进行操作的多输入多输出秩。

8.一种用于特定载波和特定频率能力限制的用户设备，包括：

一个或多个射频模块，用于在无线通信网络中在无线电接入技术的多个非重叠频率范围上操作，其中每个频率范围覆盖多个频带用于在相同的无线电技术中操作，其中每个频带覆盖多个分量载波，并且其中至少一个分量载波在频域覆盖多个带宽部分，其中，所述用户设备检测与所述多个非重叠频率范围中的至少一个频率范围有关的过热状况；以及

发射机，用于响应于所述检测到的过热状况，向所述无线通信网络发送信息消息，其中所述信息消息包括与所述多个非重叠频率范围中的所述至少一个频率范围有关的能力降低的请求，其中所述能力降低的请求包括指示对应于所述请求能力降低的所述频率范围的一个或多个分量载波和多个带宽部分的能力降低的指示，并且其中所述能力降低包括降低用于在所述指示的请求能力降低的频率范围上的操作的最大带宽，其中用于在所述指示的频率范围上的操作的所述最大带宽表示跨所述指示的频率范围的所有载波的最大聚合带宽。

9.根据权利要求8所述的用户设备，其特征在于，还包括：

接收器，用于从所述无线通信网络接收重新配置，使得所述用户设备以与所述请求能力降低的所述指示的频率范围有关的降低的能力进行操作。

10.根据权利要求8所述的用户设备，其特征在于，所述请求包括多个请求的降低的列表，其中，所述多个请求的降低中的每一个对应于所述多个分量载波中的每一个，并且其中，所述指示包括所述多个请求的降低的所述列表中的位置。

11.一种非易失性计算机可读存储介质，存储有程序指令和数据，当所述程序指令和数据被用于特定载波和特定频率能力限制的用户设备的处理器执行时，使得所述用户设备执行如下操作：

在无线通信网络中在无线电接入技术的多个非重叠频率范围上操作，其中每个频率范围覆盖多个频带用于在相同的无线电技术中操作，其中每个频带覆盖多个分量载波，并且其中至少一个分量载波在频域覆盖多个带宽部分；

检测与所述多个非重叠频率范围中的至少一个频率范围有关的过热状况；以及

响应于所述检测到的过热状况，向所述无线通信网络发送信息消息，其中，所述信息消息包括与所述多个非重叠频率范围中的所述至少一个频率范围有关的能力降低的请求，其中，所述能力降低的请求包括指示对应于所述请求能力降低的所述频率范围的一个或多个分量载波和多个带宽部分的能力降低的指示，并且其中所述能力降低包括降低用于在所述指示的请求能力降低的频率范围上的操作的最大带宽，其中用于在所述指示的频率范围上的操作的所述最大带宽表示跨所述指示的频率范围的所有载波的最大聚合带宽。