CN112042222A - 基于上行链路和下行链路信号质量对无线连接进行切换 - Google Patents

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CN112042222A CN201980028429.2A CN201980028429A CN112042222A CN 112042222 A CN112042222 A CN 112042222A CN 201980028429 A CN201980028429 A CN 201980028429A CN 112042222 A CN112042222 A CN 112042222A
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Abstract

本公开描述了用于基于下行链路信号的质量和上行链路信号的质量来切换无线网络内的用户设备的连接的技术和系统。这些技术和系统包括基站和邻近基站，其基于由用户设备检测到的下行链路信号的质量以及由基站和邻近基站检测到的上行链路信号的质量来协商切换参数。基站和邻近基站经由将基站连接到邻近基站的接口来协商切换参数。

Description

基于上行链路和下行链路信号质量对无线连接进行切换
背景技术
无线通信要求用户设备维持到无线网络的连接，该无线网络将该用户设备无线链接至无线网络中的基站。从包括用户设备的(例如，通信的有效性)以及基站的(例如，有效利用基站可用的无线网络资源)的多个角度来看，维持到基站的无线链路的质量是可取的。
用户设备与基站之间的无线链路的质量涵盖与下行链路通信(例如，用户设备从基站接收到的通信)相关联的信号的至少一种质量，以及与上行链路通信(例如，从用户设备传送到基站的通信)相关联的信号的至少一种质量。信号质量的示例是信号强度，其中一项测量是接收信号强度指示符(RSSI)。例如，作为与基站通信的一部分，用户设备可以接收强下行链路信号(例如，具有强RSSI的下行链路信号)，而基站同时接收弱上行链路信号(例如，具有弱RSSI的上行链路信号)。在此示例中，即使下行链路信号强，但弱上行链路信号也会从整体上危害无线链路。用户设备可能能够从基站接收数据，但是基站可能无法从用户设备接收数据。在基站不能从用户设备接收数据的情况下，分配给基站和用户设备之间的通信的无线网络的资源可能会闲置。这样，基站可用的资源的使用效率低下，并且用户设备在跨无线网络传送数据方面效率低下。
在某些情况下，诸如当用户设备改变其物理位置时或当接近基站的其他用户设备的增加会增加干扰时，(经由无线链接到基站的用户设备)维持到无线网络的连接提出了挑战。在这些和其他情况下，发生切换可能是有益的，在切换期间，用户设备无线链接到也支持无线网络的邻近基站。如今，对于用户设备而言，基于与下行链路通信相关联的下行链路信号的质量来确定需要发生切换是常见的。然而，如上面所强调的，在不考虑上行链路信号的质量的情况下，基于下行链路信号的质量来确定切换可能会整体危害无线网络中的资源的高效且有效使用。
发明内容
本公开描述了用于基于下行链路信号的质量和上行链路信号的质量来切换无线网络内的用户设备的连接的技术和系统。这些技术和系统包括基站和邻近基站，其基于由用户设备检测到的下行链路信号的质量以及由基站和邻近基站检测到的上行链路信号的质量来协商切换参数。基站和邻近基站经由将基站连接到邻近基站的接口来协商切换参数。
在一些方面，描述了一种用于切换到无线网络中的用户设备的无线连接的方法。用户设备通过其连接到无线网络的第一基站接收与从第一基站传送到用户设备的一个或多个下行链路信号相关联的下行链路质量报告。在基于对从用户设备接收到的一个或多个上行链路信号的评估确定上行链路质量报告之后，第一基站与第二基站协商切换参数，其中协商至少部分地基于接收到的下行链路质量报告和所确定的上行链路质量报告。然后，第一基站向用户设备传送切换命令，该切换命令使用户设备根据所协商的切换参数经由第二基站连接到无线网络。
在一些其他方面，描述了一种用户设备。用户设备包括收发器、处理器和计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括用于实现切换管理器应用的指令。切换管理器应用使用户设备经由收发器向第一基站传送第一上行链路信号，用户设备通过该第一基站连接到无线网络。切换管理器应用使用户设备随后经由收发器向第二基站传送第二上行链路信号，其中第一上行链路信号和第二上行链路信号的传送有效地使第一基站和第二基站至少部分地基于所传送的第一和第二上行链路信号来协商针对用户设备的切换参数。然后，切换管理器应用使用户设备经由收发器从第一基站接收切换命令，其中，切换命令使用户设备根据由第一基站和第二基站协商的切换参数通过第二基站连接到无线网络。
在又一方面，描述了第一基站。第一基站包括收发器、到第二基站的接口、处理器以及计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括用于实现切换管理器应用的指令。切换管理器应用使第一基站使用收发器测量从通过第一基站连接到无线网络的用户设备接收到的上行链路的信号强度，并确定上行链路质量报告，其中确定上行链路质量报告基于评估从用户设备接收到的上行链路信号的信号强度。然后，切换管理器应用使第一基站经由接口与第二基站协商切换参数，其中协商至少部分地基于所确定的上行链路质量报告，并且其中切换参数包括用户设备在通过第二基站连接到无线网络时将使用的无线网络的资源。然后，由切换管理器应用使第一基站经由收发器向用户设备传送切换命令，该切换命令的传输使用户设备根据所协商的切换参数通过第二基站连接至无线网络。
在附图和以下描述中阐述一种或多种实施方式的细节。根据说明书和附图以及根据权利要求书，其他特征和优点将显而易见。提供该发明内容以介绍在详细描述和附图中进一步描述的主题。因此，读者不应该认为该发明内容描述基本特征，也不应该限制所要求保护的主题的范围。
附图说明
本文档描述基于上行链路和下行链路信号质量来确定和发起无线连接的切换的一个或多个方面的细节。在说明书和附图中的不同实例中使用相同的附图标记可以指示相似的元素：
图1图示其中可以实现基于上行链路和下行链路质量对无线连接进行切换的各个方面的示例操作环境。
图2图示可以实现基于上行链路和下行链路质量对无线连接进行切换的各个方面的示例用户设备和基站图。
图3图示根据基于上行链路和下行链路质量对无线连接进行切换的方面的示例用户设备和示例基站交换下行链路和上行链路信号的细节。
图4图示根据基于上行链路和下行链路质量对无线连接进行切换的方面的波束成形和波束扫描的示例细节。
图5图示可由图1-图4的所描述的技术使用的无线网络资源的示例细节。
图6图示根据基于上行链路和下行链路质量对无线连接进行切换的方面的设备之间的数据和控制事务的示例细节。
图7图示基于通常与基站有关的上行链路和下行链路质量对无线连接进行切换的示例方法。
图8图示基于通常与用户设备有关的上行链路和下行链路质量对无线连接进行切换的示例方法。
具体实施方式
将用户设备连接到诸如长期演进(LTE)网络或第五代新无线电(5G NR)网络的无线网络利用空中接口，该空中接口经由无线链路将用户设备连接至支持无线网络内的通信的基站。作为建立和维护无线链路(以及用户设备到无线网络的连接)的一部分，基站和用户设备可以传达传输数据的一个或多个信号，包括例如下行链路控制信息(DCI)、无线电资源控制(RRC)信号、信道状态信息-资源信息(CSI-RS)信号、同步信号块(SSB)信号、探测参考信号(SRS)等。
在某些情况下，(i)通过直接测量和评估接收上行链路信号质量以确定上行链路信号质量报告，或者(ii)通过经由用户设备确定的下行链路信号质量报告接收下行链路信号，基站可以监视一个或多个信号的质量。信号质量(上行链路信号质量或下行链路信号质量)可以是作为接收信号强度指示符(RSSI)度量、信噪比(SNR)度量、失真度量、一致性度量、间断性度量等等的数据。诸如(由基站或用户设备执行的)波束成形、(基站或用户设备可用的)传输功率、基站与用户设备之间的相对距离或(由于空中接口内的网络拥塞而导致的)破坏性信号干扰的变量可能会影响下行链路信号质量和上行链路信号质量中的一个或两个。
使用下行链路和上行链路信号质量报告，基站和邻近基站(也支持无线网络的通信)可以协商确保用户设备保持连接到无线网络的切换参数。协商的切换参数可以包括例如发起切换的时间、无线连接的切换期间要使用的空中接口的资源(例如，包括资源元素的资源块)、在无线连接的切换期间用户要使用的波束成形参数等等。基站和邻近基站之间的协商可以经由诸如Xn接口的连接基站和邻近基站的网络接口发生。通常，Xn接口是连接支持无线电接入网(RAN)的节点的网络接口，并且可以将gNB基站连接到gNB基站，将gNB基站连接到eNB基站等等。在与邻近基站协商切换参数之后，基站然后可以将包括协商的切换参数的切换命令发送到用户设备。
尽管所描述的用于基于上行链路和下行链路信号质量对无线链路进行切换的系统和方法的特征和概念可以在任意数量的不同环境、系统、设备和/或各种配置中实现，但是在以下示例设备、系统和配置的上下文中描述了切换的各个方面。
操作环境
图1图示其中可以实现基于上行链路和下行链路质量对无线连接进行切换的技术的示例操作环境(或系统)100。操作环境100包括无线网络102，用户设备104(图示为智能手机)经由将用户设备连接到服务基站108的无线链路106连接到该无线网络102。在该示例中，用户设备104被实现为智能手机。尽管被图示为智能电话，但是用户设备104被实现为任何合适的计算设备或电子设备，诸如移动通信设备、用户设备(UE)、调制解调器、蜂窝电话、游戏设备、导航设备、媒体设备、膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、智能设备、基于车辆的通信系统等。服务基站108(例如，演进型通用陆地无线电接入网节点B、E-UTRAN节点B、演进型节点B、e节点B、eNB、下一代节点B、g节点B、gNB等)可以实现为宏小区、微小区、小型小区、微微小区等或其任意组合。
服务基站108经由无线链路106与用户设备104通信，该无线链路106支持从服务基站108到用户设备104的下行链路通信以及从用户设备104到服务基站108的上行链路通信。无线链路106可以包括从服务基站108传达到用户设备102的数据和控制信息的下行链路和/或从用户设备104传达到服务基站108的其他数据和控制信息的上行链路。无线链路106可以包括使用任何适当的通信协议或标准、或者诸如第三代合作伙伴计划长期演进(3GPPLTE)、5G NR等通信协议或标准的组合实现的一个或多个无线链路或承载。服务基站108可以使用接口112(诸如Xn接口)与邻居基站110通信，以交换用户平面数据和控制平面数据。
用户设备104可以经由无线链路106通过服务基站108连接到核心网络114(例如，由网络服务提供商提供的公共网络)。核心网络114可以包括例如路由器、服务器、其他基站或使用户设备104能够与其他用户设备进行通信和交换数据的通信硬件。
在某些情况下，可能发生切换，在此期间，用户设备104经由另一无线链路116通过邻居基站110连接到核心网络114。当邻居基站110和用户设备104之间的下行链路和上行链路信号质量有利于服务基站108和用户设备104之间的下行链路和上行链路信号质量时，可能发生这种情况。在这种情况下，服务基站108和邻居基站110可以经由接口112直接通信，以协商切换参数。
图2图示图1的用户设备104、服务基站108和邻居基站110的示例设备图200，其可以实现基于上行链路和下行链路质量对无线连接进行切换的各个方面。应当注意，为了清楚起见，这里仅图示用户设备104、服务基站108和邻居基站110的某些特征。
用户设备104包括多输入多输出(MIMO)天线阵列202和收发器204。收发器204可以是例如LTE收发器或5G NR收发器。MIMO天线阵列202可被调谐到和/或可调谐到由3GPP LTE和5G NR通信标准定义并由收发器204实现的一个或多个频带。此外，MIMO天线阵列202可以被配置成形成源自用户设备104的传输波束(例如，定向形成用于传送上行链路通信的波束)。
用户设备104还包括处理器206和计算机可读存储介质208(CRM208)。处理器206可以是由多种材料(诸如硅、多晶硅、高K电介质、铜等)组成的单核处理器或多核处理器。本文所述的计算机可读存储介质不包括传播信号。CRM 208可以包括任何合适的存储器或存储设备，诸如随机存取存储器(RAM)、静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、非易失性RAM(NVRAM)、只读存储器(ROM)或闪存存储器，可用于存储用户设备104的设备数据。CRM 208包括用于用户设备切换管理器210的代码或指令，当由处理器206执行时，这些代码或指令使用户设备104执行支持无线连接的切换的功能。CRM208还包括用于波束管理器212的代码或指令，该代码或指令在由处理器206执行时可以使用户设备104执行波束扫描操作或定向地形成波束，作为上行链路通信的一部分。可替代地或附加地，用户设备切换管理器210或波束管理器212可以全部或部分地实现为与用户设备104的其他组件集成或分离的硬件逻辑或电路。
图2中所示的服务基站108和邻居基站110的设备图包括单个网络节点(例如，E-UTRAN节点B或g节点B)。服务基站108和/或邻居基站110的功能性可以跨多个网络节点和/或设备分布，并且可以适合于执行本文描述的功能的任何方式分布。服务基站108和邻居基站110均包括多输入多输出(MIMO)天线阵列214和用于与用户设备104通信的收发器216。服务基站108和邻居基站110的MIMO天线阵列214可以包括被配置为彼此相似或彼此不同的多个天线。MIMO天线阵列214可被调谐到和/或可调谐到由3GPP LTE和5G NR通信标准定义并由收发器216实现的一个或多个频带。此外，收发器216和MIMO天线阵列214可以被配置成形成源自服务基站108和邻居基站110的传输波束(例如，使用相长和相消信号干扰的原理来定向地形成传送下行链路通信的波束)。
服务基站108和邻居基站110包括处理器218和计算机可读存储介质220(CRM220)。处理器218可以是由多种材料(诸如硅、多晶硅、高K电介质、铜等)组成的单核处理器或多核处理器。本文所述的计算机可读存储介质不包括传播信号。CRM 220可以包括任何合适的存储器或存储设备，诸如随机存取存储器(RAM)、静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、非易失性RAM(NVRAM)、只读存储器(ROM)或闪存，用于存储用户设备104的设备数据。
CRM 220包括用于基站切换管理器222的代码或指令，该代码或指令在由处理器执行时使基站(例如，服务基站108或邻居基站110)执行支持无线连接的切换的功能。CRM 220进一步包括用于资源管理器224的代码或指令，其可以分配用于与用户设备104通信的资源单元(例如，包括资源元素的资源块)，以及用于波束管理器226的代码或指令，所述代码或指令在由处理器206执行时，可以使用户设备104执行波束扫描操作或定向地形成波束作为下行链路通信的一部分。可替代地或附加地，基站切换管理器222、资源管理器224或波束管理器226可以全部或部分地实现为与服务基站108或邻居基站110的其他组件集成或分离的硬件逻辑或电路。
服务基站108和邻居基站110进一步包括以Xn接口228形式的硬件。Xn接口228通常是经由图1的接口112支持服务基站108和邻居基站110之间的通信的硬件。
通过无线连接的信号质量和切换
图3图示根据基于上行链路和下行链路质量对无线连接进行切换的方面的交换下行链路和上行链路信号的示例用户设备和示例基站的细节300。用户设备可以是图1的用户设备104并且基站可以是图1的服务基站108。
如图3中所图示，服务基站108正在以波束的形式传送下行链路信号302。下行链路信号302可以是例如下行链路控制信息(DCI)信号、无线电资源控制(RRC)信号、信道状态信息-资源信息(CSI-RS)信号或同步信号块(SSB)信号。用户设备104可以通过处理器206执行用户设备切换管理器210的代码或指令，经由嵌入在收发器204中的感测电路来测量下行链路信号的质量，并确定下行链路质量报告。下行链路质量报告可以包括诸如接收信号强度指示符(RSSI)度量、信噪比(SNR)度量、失真度量、一致性度量、间断度量等的数据。
同样如图3中所图示，用户设备104正在以另一波束的形式传送上行链路信号304。上行链路信号304可以是例如探测参考信号(SRS)。服务基站108可以通过处理器218执行基站切换管理器222的代码或指令，经由嵌入在收发器216中的感测电路来测量上行链路信号304的质量并确定上行链路质量报告。上行链路质量报告可以包括诸如接收信号强度指示符(RSSI)度量、信噪比(SNR)度量、失真度量、一致性度量、间断度量等的数据。
图4图示根据基于上行链路和下行链路质量对无线连接进行切换的方面的波束成形和波束扫描的示例细节400。用户设备图可以是图1的用户设备104的图并且基站图可以是图1的服务基站108和邻居基站110的基站图。应当注意，为清楚起见，这里仅图示用户设备104、服务基站108和邻居基站110的某些特征。
如图4中所图示，服务基站108正在执行波束扫描操作。在这种情况下，处理器218执行波束管理器226的代码以顺序地调用收发器216和MIMO天线阵列214的多个配置。每个配置通过相长和相消信号干扰原理，定向地形成承载相应下行链路信号的相应下行链路波束(例如，下行链路波束402至406)。每个相应下行链路信号可以包含指示收发器216和MIMO天线阵列214的相应配置的配置数据。此外，每个相应下行链路波束可以在与无线网络102相关联的随机接入信道(RACH)上传送。
对于相应下行链路波束402至406中的每一个，用户设备104可以通过处理器206执行用户设备切换管理器210的代码或指令经由嵌入在收发器204中的感测电路来测量所承载的下行链路信号的质量以确定下行链路质量报告。除了包括诸如接收信号强度指示符(RSSI)度量、信噪比(SNR)度量、失真度量、一致性度量、间断度量等的数据的下行链路质量报告之外，下行链路质量报告可以包括指示针对下行链路波束402至406中的每一个的收发器216和MIMO天线阵列214的相应配置的配置数据。在该特定示例中，并且如所图示的，下行链路波束404拥有用于从服务基站108到用户设备104的下行链路通信的最有利的质量。
同样如图4中所图示，用户设备104正在执行波束扫描操作。在这种情况下，处理器206执行波束管理器212的代码以顺序地调用收发器204和MIMO天线阵列202的多个配置。每个配置通过相长和相消信号干扰原理定向地形成承载相应上行链路信号的相应上行链路波束(例如，上行链路波束412至416)。每个相应上行链路信号可以包含指示针对每个相应上行链路波束412到416的收发器204和MIMO天线阵列202的相应配置的配置数据。此外，每个相应上行链路波束可以在与无线网络102相关联的随机接入信道(RACH)上传送。
对于相应上行链路波束412至416中的每一个，基站108可以通过处理器218执行基站切换管理器222的代码或指令经由嵌入在收发器216中的感测电路来测量所承载的上行链路信号的质量并确定上行链路质量报告。除了包括诸如接收信号强度指示符(RSSI)度量、信噪比(SNR)度量、失真度量、一致性度量、间歇性度量等数据的上行链路质量报告之外，上行链路质量报告可以包括配置数据，该配置数据指示针对上行链路波束412至416中的每一个的收发器204和MIMO天线阵列202的相应配置。在该特定示例中，并且如所图示的，波束414拥有用于从用户设备104到服务基站108的上行链路通信的最有利的质量。通过执行波束扫描操作，可以进一步改善切换参数的协商精度。
图5图示可由图1-图4的所描述的技术使用的无线网络资源的示例细节500。如所图示的，无线网络资源以支持在图1的用户设备104和服务基站108之间延伸的无线链路106的空中接口资源502的形式。通常，空中接口资源502可以与无线网络102相关联。
空中接口资源502可以划分为资源单元504，每个资源单元占用频谱和流逝的时间的一些交集。在具有多个资源块510(包括资源块511、512、513和514)的网格或矩阵中以图形方式图示空中接口资源502的一部分。资源单元504的示例从而包括至少一个资源块510。如所示的，时间沿水平方向被描绘为横坐标轴，并且频率沿垂直方向被描绘为纵坐标轴。如由给定的通信协议或标准定义的空中接口资源502可以跨越任何合适的指定频率范围和/或可以被划分成任何指定持续时间的间隔。时间的增量可以对应于例如毫秒(ms)。频率的增量可以对应于例如兆赫兹(MHz)。
服务基站108为与无线链路106相关联的上行链路和下行链路通信分配空中接口资源502的部分(例如，资源单元504)。网络接入资源的每个资源块510可以被分配以支持多个最终用户设备的相应无线通信。在网格的左下角，如由给定通信协议所定义的，资源块511可以跨越指定的频率范围506并且包括多个子载波。资源块511可以包括任何适当数量的子载波(例如12)，每个子载波对应于指定频率范围508(例如，180kHz)的相应部分(例如，15kHz)。如给定的通信协议所定义的，资源块511还可以跨越指定的时间间隔508或时隙(例如，持续大约二分之一毫秒或7个正交频分复用(OFDM)符号)。指定的时间间隔508包括每个可以与诸如OFDM符号的符号相对应的子间隔。如图5中所示，每个资源块510可以包括与指定频率范围506的子载波和指定时间间隔508的子间隔(或符号)相对应或由其定义的多个资源元素520(RE)。可替选地，给定的资源元素520可以跨越一个以上的频率子载波或符号。因此，资源单元504可以包括至少一个资源块510、至少一个资源元素520等等。
服务基站108的资源管理器(例如，图2的资源管理器224)可以确定要通过用户设备104传达(例如，传送)的信息(例如，数据或控制信息)的相应类型或数量。例如，资源管理器224可以确定用户设备104将传送不同的相应信息量。然后，资源管理器224基于所确定的信息量将一个或多个资源块510分配给用户设备104。作为块级资源许可的附加或替代，资源管理器224可以在元素级分配资源单元。因此，资源管理器可以向用户设备104分配一个或多个资源元素520或个别子载波。通过这样做，可以分配一个资源块510以促进用户设备104的网络接入。因此，资源管理器224可以通过资源单元504、资源块510、频率载波、时间间隔、资源元素520、频率子载波、时间子间隔、符号、扩展码、它们的某种组合等分配空中接口资源502。
图3、图4以及图5的所描述的技术全部或部分可在图1的用户设备104和邻近基站110之间复制。在用户设备104与服务基站108之间的下行链路和上行链路信号的一种或多种质量降级到可接受阈值以下的情况下，或者在如果在用户设备104和邻近基站110之间建立新无线链路则一种或多种质量被预测为改善，则可以发起切换。
图6图示根据基于上行链路和下行链路质量对无线连接进行切换的方面的设备之间的数据和控制事务的示例细节600。数据和控制事务可以经由用户设备104直接与服务基站108和邻居基站110通信以及服务基站108与邻居基站110通信来发生。
响应于从服务基站108和邻居基站110接收到一个或多个下行链路信号，用户设备104可以确定相应下行链路质量报告。每个下行链路质量报告可以包括如上面关于图3和图4所描述的相应数据，其包括从接收信号强度指示符(RSSI)度量、信噪比(SNR)度量、失真度量、一致性度量、间断度量以及收发器和MIMO天线波束成形配置中导出的数据的任意组合。然后用户设备104可以将所确定的相应下行链路质量报告传送到相应基站(例如，在602处将服务基站的下行链路质量报告传送到服务基站108并且在604处将邻居基站的下行链路质量报告传送到邻居基站110)。
然后，服务基站108和邻居基站110中的每一个均可以基于从用户设备104接收到的一个或多个接收到的相应上行链路信号来确定相应用户设备上行链路质量报告。每个相应上行链路质量报告可以包括如在图3和图4中的在上面描述的数据，包括从与一个或多个相应接收到的上行链路信号相关联的接收信号强度指示符(RSSI)度量、信噪比(SNR)度量、失真度量、一致性度量、间断度量以及收发器和MIMO天线波束成形配置中导出的数据的任意组合。
服务基站108和邻居基站110然后可以协商切换参数606。协商可以经由诸如图1的接口112的接口发生，在某些情况下该接口可能是Xn接口。协商可以至少部分地基于相应上行链路质量和下行链路质量报告，并且包括交换相应上行链路质量和下行链路质量报告，加权相应上行链路质量和下行链路质量报告的部分，评估相关联的相应上行链路质量和下行链路质量报告的历史记录等。协商还可以包括确定和分配用于在无线连接的切换期间使用的空中接口资源502的资源(例如，图5的资源单元504)；确定要在无线连接的切换期间由用户设备104和邻居基站110使用的波形成形配置、用于要发起的无线连接的切换的时间等。
基于协商的切换参数606，服务基站108可以向用户设备传送切换命令608。切换命令608可以包括协商的切换参数606，包括确定和分配要在无线连接的切换期间使用的空中接口资源502的资源、用于配置用户设备104的收发器204和MIMO天线阵列202在无线连接的切换过程中形成波束的数据、发起无线连接的切换的时间等等。
参考图7和图8并且根据基于上行链路和下行链路质量对无线连接进行切换的方面中的一个或多个方面描述示例方法700和800。通常，本文所述的任何组件、模块、方法和操作都可以使用软件、固件、硬件(例如，固定逻辑电路)、手动处理或其任意组合来实现。可以在存储在计算机处理系统本地和/或远程的计算机可读存储存储器上的可执行指令的一般上下文中描述示例方法的一些操作，并且实施方式可以包括软件应用、程序、功能等。可替代地或另外，本文描述的任何功能性可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑组件执行，诸如但不限于现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SoC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等。
图7图示基于通常与基站有关的上行链路和下行链路质量对无线连接进行切换的示例方法700。以框702-708的集合的形式描述方法700，该框702-708指定可以执行的操作。但是，操作不一定限于图7中所示或者本文所描述的顺序，针对操作可以以可替代顺序或完全或部分重叠的方式来实现。方法700表示的操作可以由图1的服务基站108执行并且使用图2-6的元件来执行。
在702处，用户设备(例如，用户设备104)通过其连接到无线网络(例如，无线网络102)的第一基站(例如，服务基站108)接收与从第一基站传送到用户设备的下行链路信号(例如，下行链路信号302)相关联的下行链路质量报告(例如，下行链路质量报告602)。
下行链路信号可以是例如下行链路控制信息(DCI)信号、无线电资源控制(RRC)信号、信道状态信息-资源信息(CSI-RS)信号或同步信号块(SSB)信号。在某些实例中，下行链路信号可以包括经由通过第一基站形成作为波束扫描操作的一部分的多个下行链路波束(例如，下行链路波束402至406)接收到的一个或多个下行链路信号。在这种情况下，下行链路质量报告将下行链路信号质量与由第一基站形成的多个波束中的每个波束相关联。下行链路质量报告可以包括接收信号强度指示符(RSSI)度量、信噪比(SNR)度量、失真度量、一致性度量、间断度量或收发器和MIMO天线波束成形配置。
在704处，第一基站确定上行链路质量报告。可以基于由第一基站从用户设备接收到的上行链路信号(例如，上行链路信号304)来确定上行链路质量报告。在某些情况下，上行链路信号可以包括经由通过用户设备形成作为波束扫描操作的一部分的多个上行链路波束(例如，上行链路波束412至416)接收到的一个或多个上行链路信号。在这种情况下，上行链路质量报告将上行链路信号质量与由第一基站形成的多个波束中的每个波束相关联。上行链路质量报告可以包括接收信号强度指示符(RSSI)度量、信噪比(SNR)度量、失真度量、一致性度量、间断度量或收发器和MIMO天线波束成形配置。
在706处，第一基站可以与第二基站(例如，邻居基站110)协商切换参数(例如，图6的切换参数606)，其中协商至少部分地基于接收到的下行链路质量报告和所确定的上行链路质量报告。协商经由与第二基站的接口(例如，接口112)发生，该接口在某些情况下可以是Xn接口。
继续进行706，协商可以包括与第二基站交换接收到的下行链路质量报告和所确定的上行链路质量报告以及由也与用户设备通信的第二基站接收到和所确定的相应下行链路质量和上行链路质量报告。协商还可以包括对相应下行链路质量和上行链路质量报告的部分进行加权，或者评估相应下行链路质量和上行链路质量报告的历史。
在708处，第一基站向用户设备传送切换命令(例如，图6的切换命令608)。切换命令可以包括协商的切换参数，该协商的切换参数包括例如表示在无线连接的切换期间使用的空中接口资源502(例如，图5的资源单元504)的所分配的资源、在无线连接的切换期间由用户设备的收发器(例如，收发器204)和MIMO天线阵列(例如，MIMO天线阵列202)使用的波形成形配置、用于无线连接的切换要被发起的时间等的数据。然后，切换命令根据协商的切换参数使用户设备经由第二基站连接到无线网络。
图8图示基于通常与用户设备有关的上行链路和下行链路质量对无线连接进行切换的示例方法800。以框802-806的集合的形式描述方法800，该框802-806指定可以执行的操作。但是，操作不一定限于图8中所示或者本文所描述的顺序，对于操作可以以可替代顺序或以完全或部分重叠的方式来实现。方法800表示的操作可以由图1的用户设备104执行，并且使用图2-6的元件来执行。
在802处，用户设备(例如，用户设备104)向第一基站(例如，服务基站108)传送第一上行链路信号，用户设备通过该第一基站连接到无线网络(例如，无线网络102)。在某些情况下，第一上行链路信号可以是探测参考信号(SRS)，并且在某些情况下，第一上行链路信号可以包括经由通过用户设备形成的多个上行链路波束(例如，上行链路波束412至416)传送的多个SRS上行链路信号。
在某些情况下，用户设备还可以确定第一下行链路质量报告(例如，服务基站的下行链路质量报告602)并将其传送到第一基站，其中，第一下行链路质量报告基于在从第一基站接收到的一个或多个下行链路信号来确定。接收到的下行链路信号可以由下行链路控制信息(DCI)信号、无线电资源控制(RRC)信号、信道状态信息-资源信息(CSI-RS)信号或同步信号块(SSB)信号的任意组合组成。此外，在某些情况下，接收到的下行链路信号可以是经由通过第一基站形成的多个下行链路波束(例如，下行链路波束402至406)接收到的多个下行链路信号。这样，第一下行链路质量报告可以包括接收信号强度指示符(RSSI)度量、信噪比(SNR)度量、失真度量、一致性度量、间断度量或收发器和MIMO天线波束成形配置。
在804处，用户设备将第二上行链路信号传送到第二基站(例如，邻居基站110)，用户设备通过该第二基站连接到无线网络。在某些情况下，第二上行链路信号可以是探测参考信号(SRS)，并且在某些情况下，第二上行链路信号可以包括经由通过用户设备形成的多个上行链路波束(例如，上行链路波束412至416)传送的多个上行链路信号。
在某些情况下，用户设备还可以确定第二下行链路质量报告(例如，邻居站下行链路质量报告604)并将其传送到第二基站，其中第二下行链路质量报告基于从第二基站接收到的一个或者多个下行链路信号来确定。接收到的一个或多个下行链路信号可以由下行链路控制信息(DCI)信号、无线电资源控制(RRC)信号、信道状态信息-资源信息(CSI-RS)信号或同步信号块(SSB)信号的任意组合组成。此外，在某些情况下，从第二基站接收到的一个或多个下行链路信号可以是经由通过第二基站形成的多个下行链路波束(例如，下行链路波束402至406)接收到的多个下行链路信号。这样，第二下行链路质量报告可以包括接收信号强度指示符(RSSI)度量、信噪比(SNR)度量、失真度量、一致性度量、间断度量或收发器和MIMO天线波束成形配置。
第一上行链路信号和第二上行链路信号的传输有效地使(特别地，启用)第一基站和第二基站至少部分地基于所传送的第一和第二上行链路信号协商切换参数(例如，图6的切换参数606)。在某些情况下，协商可以进一步基于第一下行链路质量报告和第二下行链路质量报告的任何组合。
在806处，用户设备接收使由第一基站和第二基站协商的切换命令(例如，图6的切换命令608)，使用户设备根据协商的切换参数通过第二基站连接至无线运营商网络。协商的切换参数可以包括例如表示在无线连接的切换期间使用的空中接口资源502(例如，图5的资源单元504)的分配资源、在无线连接的切换期间由用户设备的收发器(例如，收发器204)和MIMO天线阵列(例如，MIMO天线阵列202)使用的波束成形配置、或用于要发起无线连接的切换的时间等等的数据。
本文描述的方法、用户设备和基站允许以稳健和简单的方式改善通信的有效性以及可用无线网络资源的使用效率。
尽管已经基于特定于特征和/或方法的语言描述了基于下行链路和上行链路信号质量的无线连接的切换的方面，但是所附权利要求的主题不必限于所描述的特定特征或方法。而是，公开了特定的特征和方法作为基于下行链路和上行链路信号质量的无线连接的切换的示例实施方式，并且其他等效的特征和方法旨在落入所附权利要求的范围内。此外，描述了各种不同的方面，并且应当理解，每个所描述的方面可以独立地或结合一个或多个其他所描述的方面来实现。
在下文中，描述了若干示例。
示例1：一种用于切换到无线网络中的用户设备的无线连接的方法，所述方法包括：由第一基站接收下行链路质量报告，用户设备通过该第一基站连接到所述无线网络，所述下行链路质量报告与从所述第一基站传送到所述用户设备的一个或多个下行链路信号相关联；由所述第一基站确定上行链路质量报告，所述确定基于对由所述第一基站从所述用户设备接收到的一个或多个上行链路信号的评估；由所述第一基站基于与第二基站的协商，确定包括所述用户设备在通过所述第二基站连接到所述无线网络时将使用其定向地形成上行链路传输波束的波束成形配置的切换参数，所述确定至少部分地基于接收到的下行链路质量报告和所确定的上行链路质量报告；以及由所述第一基站向所述用户设备传送切换命令，所述切换命令指导所述用户设备根据所确定的切换参数通过所述第二基站连接到所述无线网络。
示例2：根据示例1所述的方法，其中，所述接收到的下行链路质量报告包括与所述一个或多个下行链路信号中的每一个相关联的接收信号强度指示符度量、信噪比度量、失真量度、一致性度量或间歇度量。
示例3：根据示例1或2所述的方法，其中，所述一个或多个下行链路信号中的至少一个是下行链路控制信息信号、无线电资源控制信号、信道状态信息-资源信息信号或同步信号块信号。
示例4：根据示例1至3中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个上行链路信号中的至少一个是探测参考信号。
示例5：根据示例1-4中任一项所述的方法，其中，所述下行链路质量报告将下行链路信号质量与由所述第一基站形成的多个波束中的每个波束相关联，所述第一基站针对所述一个或多个下行链路信号中的每一个形成所述多个波束作为波束扫描操作的一部分。
示例6：根据示例1至5中任一项所述的方法，其中，所述上行链路质量报告将上行链路信号质量与由所述用户设备形成的多个波束中的每个波束相关联，所述用户设备针对所述一个或多个上行链路信号中的每一个形成所述多个波束作为波束扫描操作的一部分。
示例7：根据示例1至6中任一项所述的方法，其中，所述协商包括与所述第二基站交换相应下行链路质量和上行链路质量报告，对所述相应下行链路质量和上行链路质量报告的部分进行加权，或评估所述相应下行链路质量和上行链路质量报告的历史。
示例8：根据示例1至7中的任一项所述的方法，其中，所述切换参数包括表示在所述无线连接的切换期间使用的空中接口资源的所分配的资源的数据或者用于所述无线连接的切换要被发起的时间的数据。
示例9：一种用户设备，包括：收发器；和处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括用于实现切换管理器应用的指令，所述切换管理器应用被配置成使所述用户设备：经由所述收发器向第一基站传送第一上行链路信号，所述用户设备通过所述第一基站连接到无线网络；经由所述收发器向第二基站传送第二上行链路信号，所述第一上行链路信号和所述第二上行链路信号的传送使所述第一基站能够基于与所述第二基站的协商来确定切换参数，所述切换参数包括所述用户设备在通过所述第二基站连接到所述无线网络时将使用其定向地形成上行链路传输波束并且至少部分地基于所述传送的第一和第二上行链路信号的波束成形配置；并且从所述第一基站由收发器接收切换命令，所述切换命令指导所述用户设备根据所述确定的切换参数通过所述第二基站连接到所述无线网络。
示例10：根据示例9所述的用户设备，其中，到所述第一基站的所述第一上行链路信号是探测参考信号。
示例11：根据示例10所述的用户设备，其中，所述第一上行链路信号包括经由多个上行链路波束传送的多个SRS上行链路信号，所述多个上行链路波束由所述用户设备形成作为波束扫描操作的一部分。
示例12：根据示例9至11中的任一项所述的用户设备，其中，到所述第二基站的所述第二上行链路信号是探测参考信号。
示例13：根据示例12所述的用户设备，其中，所述第二上行链路信号包括经由多个上行链路波束传送的多个SRS上行链路信号，所述多个上行链路波束由所述用户设备形成作为波束扫描操作的一部分。
示例14：根据示例9至13中的任一项所述的用户设备，其中，所述切换管理器应用进一步被配置成使所述用户设备确定下行链路质量报告。
示例15：根据示例14所述的用户设备，其中，所述下行链路质量报告基于从所述第一基站和所述第二基站中的一者或两者接收到的以下中的一个或多个来确定：下行链路控制信息信号、无线电资源控制信号、信道状态信息-资源信息信号、或者同步信号块信号。
示例16：一种基站(例如，第一基站)，包括：收发器；到另一个(例如，第二)基站的接口；以及处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括要实现切换管理器应用的指令，所述切换管理器应用被配置成使所述(第一)基站：经由所述收发器的电路测量从通过所述(第一)基站连接到无线网络的用户设备接收到的上行链路的信号强度；基于从所述用户设备接收到的上行链路信号的所测量到的信号强度确定上行链路质量报告；基于通过到另一个(第二)基站的所述接口与所述另一个(第二)基站的协商，确定切换参数，所述确定至少部分基于所确定的上行链路质量报告和所述切换参数，所述切换参数包括所述用户设备在通过所述另一个(第二)基站连接到所述无线网络时将使用其定向地形成上行链路传输波束的波束成形配置；并且经由所述收发器向所述用户设备传送切换命令，所述切换命令的传输指导所述用户设备根据所协商的切换参数通过所述另一个(第二)基站连接到所述无线网络。
示例17：根据示例16所述的(第一)基站，其中，所述(第一)基站经由符合第三代合作伙伴计划长期演进或第五代新无线电协议的无线链路来支持与所述用户设备的上行链路和下行链路通信。
示例18：根据示例16或17所述的(第一)基站，其中到所述(第二)基站的所述接口是Xn接口。
示例19：根据示例16至18中任一项所述的(第一)基站，进一步包括多输入多输出天线阵列。
示例20：根据示例19所述的(第一)基站，其中，所述MIMO天线阵列可配置用于波束成形和波束扫描。

Claims (20)

1.一种用于切换到无线网络中的用户设备的无线连接的方法，所述方法包括：
由第一基站接收下行链路质量报告，所述用户设备通过所述第一基站连接到所述无线网络，所述下行链路质量报告与从所述第一基站传送到所述用户设备的一个或多个下行链路信号相关联；
由所述第一基站确定上行链路质量报告，所述确定基于对由所述第一基站从所述用户设备接收到的一个或多个上行链路信号的评估；
由所述第一基站基于与第二基站的协商，确定包括所述用户设备在通过所述第二基站连接到所述无线网络时将使用其定向地形成上行链路传输波束的波束成形配置的切换参数，所述确定至少部分地基于所接收到的下行链路质量报告和所确定的上行链路质量报告；以及
由所述第一基站向所述用户设备传送切换命令，所述切换命令指导所述用户设备根据所确定的切换参数通过所述第二基站连接到所述无线网络。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所接收到的下行链路质量报告包括与所述一个或多个下行链路信号中的每一个相关联的接收信号强度指示符度量、信噪比度量、失真量度、一致性度量或间歇度量。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个下行链路信号中的至少一个是下行链路控制信息信号、无线电资源控制信号、信道状态信息-资源信息信号或同步信号块信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个上行链路信号中的至少一个是探测参考信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述下行链路质量报告将下行链路信号质量与由所述第一基站形成的多个波束中的每个波束相关联，所述多个波束由所述第一基站针对所述一个或多个下行链路信号中的每一个作为波束扫描操作的一部分而形成。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述上行链路质量报告将上行链路信号质量与由所述用户设备形成的多个波束中的每个波束相关联，所述多个波束由所述用户设备针对所述一个或多个上行链路信号中的每一个作为波束扫描操作的一部分而形成。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述协商包括与所述第二基站交换相应下行链路质量和上行链路质量报告，对所述相应下行链路质量和上行链路质量报告的部分进行加权，或评估所述相应下行链路质量和上行链路质量报告的历史。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述切换参数包括表示在所述无线连接的切换期间使用的空中接口资源的所分配的资源的数据或者用于所述无线连接的切换要被发起的时间的数据。
9.一种用户设备，包括：
收发器；和
处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括用于实现切换管理器应用的指令，所述切换管理器应用被配置成使所述用户设备：
经由所述收发器向第一基站传送第一上行链路信号，所述用户设备通过所述第一基站连接到无线网络；
经由所述收发器向第二基站传送第二上行链路信号，传送所述第一上行链路信号和所述第二上行链路信号使所述第一基站能够基于与所述第二基站的协商来确定切换参数，所述切换参数包括所述用户设备在通过所述第二基站连接到所述无线网络时将使用其定向地形成上行链路传输波束并且至少部分地基于所传送的第一上行链路信号和第二上行链路信号的波束成形配置；并且
从所述第一基站由收发器接收切换命令，所述切换命令指导所述用户设备根据所确定的切换参数通过所述第二基站连接到所述无线网络。
10.根据权利要求9所述的用户设备，其中，到所述第一基站的所述第一上行链路信号是探测参考信号。
11.根据权利要求10所述的用户设备，其中，所述第一上行链路信号包括经由多个上行链路波束传送的多个SRS上行链路信号，所述多个上行链路波束由所述用户设备作为波束扫描操作的一部分而形成。
12.根据权利要求9所述的用户设备，其中，到所述第二基站的所述第二上行链路信号是探测参考信号。
13.根据权利要求12所述的用户设备，其中，所述第二上行链路信号包括经由多个上行链路波束传送的多个SRS上行链路信号，所述多个上行链路波束由所述用户设备作为波束扫描操作的一部分而形成。
14.根据权利要求9所述的用户设备，其中，所述切换管理器应用进一步被配置成使所述用户设备确定下行链路质量报告。
15.根据权利要求14所述的用户设备，其中，所述下行链路质量报告基于从所述第一基站和所述第二基站中的一者或两者接收到的以下中的一个或多个来确定：下行链路控制信息信号、无线电资源控制信号、信道状态信息-资源信息信号、或者同步信号块信号。
16.一种第一基站，包括：
收发器；
到第二基站的接口；以及
处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括要实现切换管理器应用的指令，所述切换管理器应用被配置成使所述第一基站：
经由所述收发器的电路测量从通过所述第一基站连接到无线网络的用户设备接收到的上行链路的信号强度；
基于从所述用户设备接收到的上行链路信号的所测量到的信号强度确定上行链路质量报告；
基于通过到所述第二基站的所述接口与所述第二基站的协商，确定切换参数，所述确定至少部分基于所确定的上行链路质量报告和所述切换参数，所述切换参数包括所述用户设备在通过所述第二基站连接到所述无线网络时将使用其定向地形成上行链路传输波束的波束成形配置；并且
经由所述收发器向所述用户设备传送切换命令，所述切换命令的传输指导所述用户设备根据所协商的切换参数通过所述第二基站连接到所述无线网络。
17.根据权利要求16所述的第一基站，其中，所述第一基站经由符合第三代合作伙伴计划长期演进或第五代新无线电协议的无线链路来支持与所述用户设备的上行链路和下行链路通信。
18.根据权利要求16所述的第一基站，其中到所述第二基站的所述接口是Xn接口。
19.根据权利要求16所述的第一基站，进一步包括多输入多输出天线阵列。
20.根据权利要求19所述的第一基站，其中，所述MIMO天线阵列能够配置用于波束成形和波束扫描。
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