CN113273093A - 通信系统中天线选择的方法、设备和计算机程序产品 - Google Patents

通信系统中天线选择的方法、设备和计算机程序产品 Download PDF

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CN113273093A CN201880100483.9A CN201880100483A CN113273093A CN 113273093 A CN113273093 A CN 113273093A CN 201880100483 A CN201880100483 A CN 201880100483A CN 113273093 A CN113273093 A CN 113273093A
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Abstract

一种用于在无线通信系统中由用户设备UE执行的天线选择的方法，该方法包括确定由UE接收到的信号的信号性能。该信号是由UE的用于与无线通信系统的网络节点进行通信的阵列天线接收的。该方法包括确定与信号的信号性能相关联的信号衰减率，并基于信号衰减率用UE的全向天线替换阵列天线以用于与网络节点通信。还描述了相关设备。

Description

通信系统中天线选择的方法、设备和计算机程序产品
技术领域
本文描述的各种实施方式涉及通信系统中的天线选择。
背景技术
在5G新无线电(NR)网络中，通信可能在基站(例如，gNB)与无线电子设备(诸如，用户设备(UE))之间发生。各种类型的天线可以用于基站与用户设备之间的通信。然而，用户设备的移动性和/或变化的信道条件可能影响天线的性能。
发明内容
本发明构思的各种实施方式包括一种用于天线选择的方法。该方法可以在无线通信系统中由用户设备UE执行并且包括确定由UE接收到的信号的信号性能。该信号是由UE的用于与无线通信系统的网络节点进行通信的阵列天线接收的。该方法包括确定与信号的信号性能相关联的信号衰减率，并基于信号衰减率用UE的全向天线替换阵列天线以用于与网络节点进行通信。
阵列天线可以包括波束成形天线。用所述UE的全向天线替换所述阵列天线以用于与所述网络节点进行通信可以进一步基于所述信号在一时间段内的所述信号衰减率的概况(profile)。用全向天线替换所述阵列天线可以包括响应于所述信号衰减率大于与所述波束成形天线相关联的衰减率阈值，用所述全向天线替换所述波束成形天线以用于与所述网络节点进行通信。所述衰减率阈值可以基于所述波束成形天线的响应速度。所述信号可以是第一信号，所述信号性能可以是第一信号性能，所述信号衰减率可以是第一信号衰减率，并且所述衰减率阈值可以是第一衰减率阈值。所述方法可以包括确定第二信号的第二信号性能，其中，所述第二信号是在将所述波束成形天线替换成所述全向天线之后由所述全向天线接收的。所述方法可以包括响应于所述第二信号性能小于与所述全向天线相关联的第二信号性能阈值，用所述波束成形天线替换所述全向天线以用于与所述网络节点进行通信；以及响应于所述第二信号性能大于与所述全向天线相关联的所述第二信号性能阈值，使用所述全向天线维持所述UE与所述网络节点之间的通信。
在一些实施方式中，所述方法可以包括响应于所述第二信号性能大于与所述全向天线相关联的所述第二信号性能阈值，存储基于所述第二信号性能的第二信号衰减率。与所述波束成形天线相关联的所述第一衰减率阈值可以响应于信号质量反馈来调整。与所述波束成形天线相关联的所述第一衰减率阈值可以响应于所述第一信号衰减率和/或所述第二信号衰减率来调整。全向天线性能阈值和/或与所述波束成形天线相关联的所述第一衰减率阈值可以基于先前的切换信息调整。与所述波束成形天线相关联的所述第一衰减率阈值可以基于触发用所述波束成形天线替换所述全向天线的切换决定的所述第二信号性能调整。确定由所述UE接收到的所述信号的所述信号性能可以基于来自一个或更多个传感器的传感器数据来触发。所述传感器数据可以指示所述UE的旋转、所述信号的阻挡和/或由所述UE接收到的所述信号的特性的变化。所述波束成形天线可以被配置成使用可用波束的子集来执行所述UE与所述网络节点之间的通信的波束控制。
本发明构思的多个实施方式包括在无线通信系统中使用的无线电子设备。无线电子设备包括天线控制模块，该天线控制模块被配置成执行包括确定由无线电子设备接收到的信号的信号性能的操作。该信号是由无线电子设备的用于与无线通信系统的网络节点进行通信的阵列天线接收的。该操作包括确定与信号的信号性能相关联的信号衰减率，并基于信号衰减率用无线电子设备的全向天线替换(730)阵列天线以用于与网络节点进行通信。
在一些实施方式中，阵列天线可以包括波束成形天线。所述信号衰减率可以对应于所述无线电子设备接收到的所述信号的信号强度的导数。用全向天线替换所述阵列天线可以包括响应于所述信号衰减率大于与所述波束成形天线相关联的衰减率阈值，用所述全向天线替换所述波束成形天线以用于通信。所述信号可以是第一信号，所述信号性能可以是第一信号性能，所述信号衰减率可以是第一信号衰减率，并且所述衰减率阈值可以是第一衰减率阈值。所述方法可以包括确定第二信号的第二信号性能，其中，所述第二信号是在将所述波束成形天线替换成所述全向天线之后由所述全向天线接收的。所述方法可以包括响应于所述第二信号性能小于与所述全向天线相关联的第二信号性能阈值，用所述波束成形天线替换所述全向天线以用于与所述网络节点进行通信；以及响应于所述第二信号性能大于与所述全向天线相关联的所述第二信号性能阈值，使用所述全向天线维持所述UE与所述网络节点之间的通信。天线模块可以进一步被配置成执行包括以下步骤的操作：响应于所述第二信号性能大于与所述全向天线相关联的所述第二信号性能阈值，存储基于所述第二信号性能的第二信号衰减率。所述波束成形天线的所述第一衰减率阈值可以响应于信号质量反馈来调整。用波束成形天线替换全向天线可以包括发起波束搜索以识别由波束成形天线用于无线电子设备与网络节点之间的通信的波束。
注意，关于一个实施方式描述的本发明构思的方面可以被并入不同的实施方式中，尽管没有对其进行具体描述。即，所有实施方式和/或任何实施方式的特征可以以任何方式和/或组合进行组合。也可以执行根据本文描述的任何实施方式的其它操作。在下面阐述的说明书中详细描述了本发明构思的这些和其它方面。
附图说明
图1A至图1D例示了根据本文描述的各种实施方式的可以在无线通信系统中使用的各种天线。
图2A、图2B和图3例示了根据本文描述的各种实施方式的通信系统中的天线选择。
图4A和图4B是根据本文描述的各种实施方式的操作的流程图。
图5是根据本文描述的各种实施方式的信号衰减情况的曲线图。
图6至图11是根据本文描述的各种实施方式的用于天线选择的操作的流程图。
图12和图13是根据本文描述的各种实施方式的无线电子设备的框图。
具体实施方式
下文将参照附图更全面地描述各种实施方式。其它实施方式可以采用许多不同的形式并且不应被解释成限于本文阐述的实施方式。相同的附图标记始终指代相同的要素。
5G新无线电(NR)网络中的通信可能在基站(例如，gNB)与无线电子设备(也被称为用户设备(UE))之间发生。各种类型的天线可以用于基站与无线电子设备之间的通信。无线网络中使用的天线可以包括阵列天线、印刷电路板天线、可伸缩天线和/或全向天线。诸如UE的无线电子设备可以在同一设备中包括可用于通信的多种类型的天线。全向天线可以在无线电子设备周围的大部分或所有方向上提供辐射方向图(radiation pattern)，并且可以具有50米的范围。如本文所使用的，“全向天线”还可以指接近全向天线。阵列天线可以执行波束成形以基于可控波束提供定向辐射方向图。可以在通信开始时做出关于从无线电子设备可用的各种天线中选择天线的决定。然而，在通信过程中，所使用的天线的性能可能会发生变化。例如，无线电子设备的后续移动和/或信道条件的改变可能使正与基站进行通信的天线的性能恶化。例如，UE的用户可能不经意地将手指放在天线上方，从而改变从UE到基站的通信的信号性能。UE可能会移动到不同位置和/或不同取向，因此信号性能可能会改变。本文描述的各种实施方式可以源于以下认识：随着性能条件改变的智能天线选择可以改善通信质量。具体地，信号强度、信噪比、信号错误率、信号衰减率以及信号质量的其它各种度量在通信期间可能会变化。用于天线选择的各种实施方式可以随着条件改变而改善信号性能。另外，智能天线选择可以基于人工智能学习过程，该人工智能学习过程是基于性能因素的，诸如，信号衰减率和/或信号强度变化率。例如，基于具有高信号衰减率的恶化的信号性能，无线通信设备可以用全向天线替换阵列天线以用于与网络节点进行通信。换言之，如将进一步详细讨论的，通信可以在阵列天线与全向天线之间切换。
在3GPP RAN 4新无线电规范TS 38.101-2的第6.2.1.3节中，针对频率范围2(FR2)(24.25GHz至52.6GHz)功率等级3的手机，最小峰值有效各向同性辐射功率已被指定为22.4dBm(174mW)并且最大允许总辐射功率已被指定为不超过23dBm(200mW)。这些规范在有效各向同性辐射功率(EIRP)与总辐射功率(TRP)之间留下了辐射功率窗口，对于该辐射功率窗口，全向天线或小于全向天线作为可以满足规范合适工作天线。然而，全向天线可能不是NR手机的理想解决方案，因为目的可能是将天线的大部分发射功率集中到基站，从而节省电池能量和/或减少或最小化空间中的其它方向上的不需要的发射，从而避免干扰。默认手机初始化网络搜索过程可以利用定向天线并且可以尝试使用定向天线尽可能长时间地跟踪基站。如果通信链路中断，则可以执行波束故障例程以恢复通信。然而，波束跟踪或波束成形的速度可能比期望的要慢，并且波束成形恢复过程可能无法充分地对入射波信号电平的突然变化作出响应。例如，如果用户在空间中快速旋转手机或用手或手指覆盖天线，则用于波束成形天线的正常程序将执行从基站和手机二者进行的重复搜索或波束扫描。这些波束扫描可能会导致UE的额外功耗，并可能增加延迟或导致丢失连接。
例如，电磁频谱中的毫米波段无线电频率或毫米波信道可以在从10GHz至300GHz内工作。在诸如密集城市或室内环境用途中的应用中，典型的毫米波信道和波传播场景可能具有来自一个方向的主要能量。在这些应用中，毫米波通信可能需要几乎视线条件。对于在6GHz以下工作且具有更多全向天线的2G/3G/4G网络，下行链路波散射丰富可能会使手机对其在空间中的取向不那么敏感。然而，毫米波频率更容易受到天线的移动、取向或阻挡的影响。不同天线之间的切换可能取决于来自加速度计、指南针或身体接近检测器或来自接收到的信号强度测量数据的传感器信息，以便提供良好且可靠的网络连接。
根据本文描述的各种实施方式，随着条件改变，阵列天线与全向天线之间的切换可以提供具有较低总功耗的可靠通信。基于信号性能动态地用全向天线替换阵列天线和/或用阵列天线替换全向天线可以自适应地调整通信以适应变化的条件。人工智能支持的UE天线切换算法可以基于随时间的信号电平中的传入波变化和/或受各种传感器输入的影响，使得提高或优化网络连接可靠性和/或电池寿命。
NR FR2手机或其它FR2移动UE可以配备有算法以在定向阵列天线与全向天线之间切换传输波束，目的是减少网络中的信令开销和/或减少UE中的搜索过程，从而提高连接可靠性和/或电池寿命。在一些实施方式中，阵列天线可以被切换到阵列天线的不同组阵列天线元件以获得更宽的波束。
可以基于接收到的信号强度变化率来采用人工智能学习过程。例如，当信号强度导数超过某个限制或阈值时，可以连接全向天线。信号强度导数可以指示信号衰减率，该信号衰减率可以与信号性能恶化的速度多快相关。对于无线通信并且尤其是阵列天线的波束跟踪，缓慢的信号恶化可能不像更快的信号恶化那样有问题。信号强度导数可以作为AI学习过程的输入。例如，由突然的信号电平下降引起的高导数值可能指示用户正在远离主要入射波方向快速移动和/或旋转设备。这种场景可能会导致传统系统中波束搜索过程的重新启动。本发明构思的各种实施方式建议切换到全向天线以代替波束搜索过程。与执行可能需要几毫秒的波束扫描相比，切换到全向天线发生的延迟可能要小得多，例如，大约1微秒。因此，当使用较低增益天线时，由这种天线切换技术提供的连接可靠性是可以接受的。如果在这样的切换之后连接保持在令人满意的信号电平/质量，则UE可以获知执行成功切换的条件。信号衰减率的不同值(即，导数值)可能指示用户正在用手指或手阻挡天线。切换算法可以切换到其它天线并利用显示器上的视觉指示和/或音频指示通知用户移开手或手指。如果信号质量提高，则AI可以基于信号衰减率值或其它性能指标获知执行了正确的动作。
在本发明构思的一些实施方式中，AI算法可以使用传感器输入(加速度计、指南针、GNSS等)用于学习过程。信号电平变化可以与传感器输入数据映射，使得UE最终意识到其在信道中的取向，从而更精确地对空间中的移动变化作出响应。
图1A至图1D例示了可以在无线通信系统中使用的各种天线。图1A例示了无线电子设备103，也被称为UE，该无线电子设备103包括阵列天线120。阵列天线120包括天线元件105a至105h的阵列。天线元件105a至105h可以一起分组，诸如，天线元件105a至105d的第一组101和天线元件105e至105h的第二组102。无线电子设备103可以包括全向天线，诸如，图1B、图1C和/或图1D中所示的那些。
图1B例示了全向天线，该全向天线包括在无线通信设备中的PCB边缘处的一对边缘偶极子天线。图1C和图1D例示了可以从无线通信设备103延伸的圆柱形延伸天线130b和130c。
图2A例示了包括无线电发射器230的无线电子设备103，无线电发射器230被配置成使用阵列天线120和/或全向天线130来发送/接收无线信号。阵列天线120和/或全向天线130可以与无线电子设备103集成。阵列天线120可以使用波束选择或波束成形来发射波束220以用于与基站进行通信。全向天线130可以在无线电子设备103周围的大部分或所有方向上发射辐射方向图210。无线电子设备103可以使用开关240来切换阵列天线120与全向天线130之间的通信。开关240可以是具有快速切换时间(诸如，100纳秒)的半导体开关。阵列天线120与全向天线之间的切换可以在比用于改变用于通信的波束的波束成形短的时间内发生，该切换可能需要100微秒至500微秒。与全向天线130相比，阵列天线120可以具有用于可接受的通信的大的范围能力(range capability)。通信范围可以取决于被配置成在给定通信期间使用的阵列天线120的阵列天线元件的数量。阵列天线和/或全向天线可以具有取决于诸如发送器功率、工作频率等因素的传输范围。例如，阵列天线120在5G网络中可以具有200米的范围，其中，全向天线130可以具有50米的范围。
图2B例示了具有多个无线电发送器以使用阵列天线240和/或全向天线250来发送/接收无线信号的切换配置。RF信号290可以由开关280切换到第一无线电发送器260或第二无线电发送器270。第一无线电发送器260与阵列天线240相关联，而第二无线电发送器270与全向天线250相关联。
图3例示了与基站310进行通信的无线电子设备103。在操作过程期间，用户可以旋转或移动无线电子设备103，使得用于通信的波束220不再指向基站220。为了继续使用阵列天线，可能需要配置不同的波束320。然而，如上所述，用于配置不同波束以用于与基站310进行通信的波束成形可能需要20毫秒至80毫秒。基站执行的波束搜索过程可能需要长达80毫秒。基站最初可以利用较宽的波束在水平空间中的各个90度扇区处在20毫秒期间或在各个20毫秒块中的突发中发送同步信号(SSB)。因此，围绕基站塔扫描一整圈可能需要20毫秒乘以4个区，总共需要80毫秒。在这种情况下，假设UE同时扫描其波束。如果基站310在无线电子设备103的全向天线的范围内，则可以使用大约100纳秒至200纳秒的较短时间来切换通信。明显更快的切换时间可以提高通信连接的可靠性并使掉线的连接最小化。
对于通信信号的接收信号强度的较慢变化率，天线切换将不会发生。换句话说，对于比波束成形过程的最大速度能力慢的变化率，假设UE能够使用阵列天线保持跟踪下行链路波束。如果信号电平适合使用全向天线，则当接收到的信号衰减率(dB/微秒)大于UE波束成形器的响应速度时，就用全向天线替换波束成形天线以用于通信。在本文描述的一些实施方式中，当基于信号衰减率识别出丢失连接的风险时，UE将通信连接切换到全向天线。人工智能(AI)用于监测接收到的信号强度变化的导数，包括一时间段内的信号衰减率和/或变化率概况。
切换可以由UE经历的各种场景触发。如果UE的用户正在远离主要入射波方向移动或转动手机，则可能需要切换以保持与基站的通信。用户可能会无意地将手指或手放在阵列天线上方，从而减弱信号强度。由于对象位置反射的变化，来自基站的信道和/或波传播条件可能会发生变化。在一些实施方式中，可以使用加速度计、陀螺仪或其它传感器来检测移动和/或旋转。在一些实施方式中，可以测量信号强度和/或信号衰减率和/或可以计算信号衰减的导数以确定由各种场景引起的信号劣化。作为在已经执行切换之后接收到的信号电平和/或信号质量的反馈的结果，人工智能学习可能发生。可以基于来自先前切换场景的反馈对信号衰减率阈值进行调整。例如，如果切换到全向天线但无法维持通信连接，则该场景可被存储成不成功案例并且与该波束成形天线相关联的信号衰减率阈值可以增加。调整信号衰减率阈值可以消除不需要的切换，诸如由于全向天线性能不佳而导致切换回阵列天线的切换。换言之，成功切换案例和/或失败切换案例被记录并用于调整阈值。
图4A和图4B是用于在阵列天线与全向天线之间切换的操作的流程图。现在参照图4A，可以确定由图1A、图2和/或图3的无线通信设备103(诸如，UE)接收到的信号的信号性能。在框410，可以测量信号衰减率以确定信号衰减率是否足够高以切换到全向天线。在框420，切换动作可以发生。切换动作可能需要用UE的全向天线替换当前使用的阵列天线以用于与网络节点进行通信。如果使用全向天线，则不需要波束扫描来配置阵列天线，从而节省切换时间。当通信发生时，在框430，可以测量新的信号电平(即，信号性能)。如果切换动作成功，导致与基站的成功通信，则在框440，可以存储成功切换发生时的信号衰减率。还可以存储与不成功切换案例相关的信息以改进人工学习过程。例如，切换到全向天线发生时的信号衰减率可能导致通信连接掉线。该关于不成功信号衰减率的信息可以被存储并用于调整阈值信号衰减率。因此，不成功切换动作可能会将阈值信号衰减率调整到更高的值。
现在参照图4B，在框450，来自诸如加速度计或陀螺仪之类的传感器的传感器输入数据可以与信号衰减率周期性地映射。在框460，可以针对成功切换操作存储传感器数据并且可选地针对不成功切换操作存储传感器数据。在框470，不成功切换动作可能会对信号衰减率产生负面影响。在框480，可以针对成功案例存储信号衰减率以提供给AI学习机制。可以逐渐创建更高精度的决策标准以确定何时切换天线。因此，可能无法被波束成形天线充分跟踪的信号强度的快速变化将触发切换到不同的天线。
图5是信号衰减情况的曲线图。曲线510对手指阻挡从阵列天线的传输进行建模。曲线520对UE移动或旋转进行建模。曲线530对当前正用于通信的波束成形天线的最大处理速度进行建模。如果衰减率曲线比最大处理曲线530(即，阈值曲线)陡，则天线将被切换。因此，衰减率阈值是基于UE的波束成形天线的响应速度的。
图6是根据本文描述的各种实施方式的用于天线选择的操作的流程图。参照图6，在框610，可以确定在UE处接收到的信号是否具有比阵列天线的波束成形器能力规范陡的信号衰减率。如果接收到的信号没有比波束成形器能力陡的衰减率，则在框660，通信传输继续使用波束成形天线。如果接收到的信号具有比波束成形器能力陡的衰减率，则在框620，将通信切换到全向天线。在框630，检查接收到的信号电平是否适合保持到全向天线的连接。如果信号强度不适合保持连接，则在框670，波束成形天线开始波束搜索。如果信号强度适合保持连接，则在框640，基于信号衰减率的衰减导数被存储成在接收到的信号功率电平下的成功案例。在框650，可以逐渐调整决策参数以更广泛地接受何时切换天线。在一些实施方式中，在框680，传感器数据可以用作人工智能学习的输入。传感器数据可以与信号性能信息结合使用以调整波束成形天线的信号衰减率阈值。
图7是根据本文描述的一些实施方式的用于天线选择的操作的流程图。现在参照图7，在框710，可以确定由用户设备的用于与无线通信系统的网络节点进行通信的阵列天线接收到的信号的信号性能。在框720，可以确定与信号的信号性能相关联的信号衰减率。在框730，基于信号衰减率，可以用全向天线替换阵列天线以用于与网络节点进行通信。换句话说，响应于信号衰减率，可以将通信从阵列天线切换到全向天线。增加的信号衰减率可以指示通信信道的恶化。因此，如果信号延迟率超过阈值(诸如，图5中的曲线530所示)，则可以确定通信在使用阵列天线时具有较差的信噪比或其它性能问题，从而触发切换到全向天线。
图8是根据本文描述的一些实施方式的用于天线选择的操作的流程图。在一些实施方式中，将通信从阵列天线切换到全向天线可以包括：在框810，响应于信号衰减率高于波束成形天线的衰减率阈值，用全向天线替换波束成形天线。
图9是根据本文描述的一些实施方式的用于天线选择的操作的流程图。现在参照图9，在框910，可以确定与全向天线相关联的信号性能。响应于全向天线的信号性能小于全向天线的信号性能阈值，在框920，可以将通信从全向天线替换到波束成形天线。
图10是根据本文描述的一些实施方式的用于天线选择的操作的流程图。现在参照图10，在框1010，响应于第二信号性能大于与全向天线相关联的第二信号性能阈值，可以存储基于第二信号性能的第二信号衰减率。
图11是根据本文描述的一些实施方式的用于天线选择的操作的流程图。现在参考图11，用波束成形天线替换全向天线可以包括：在框1110，发起波束搜索以识别由波束成形天线用于无线电子设备与网络节点之间的通信的波束。
图12是诸如图1的UE或无线电子设备103之类的无线电子设备1200的框图。无线电子设备1200可以被配置成执行根据本文公开的一个或更多个实施方式的操作。参照图12，无线电子设备1200包括网络接口1220、收发器1230、天线1240、处理器电路1202和包含计算机可读程序代码1212的存储器或存储器电路1210。处理器或处理器电路1202可以包括一个或更多个数据处理电路，诸如，通用和/或专用处理器，例如微处理器和/或数字信号处理器，其可跨一个或更多个网络并置或分布。处理器电路1202被配置成执行存储器1210中的计算机可读程序代码1212以执行本文描述的由无线电子设备1200执行的操作和方法中的至少一些操作和方法。无线接口可以联接到处理器电路1202并且可以与服务器或其它外部网络实体直接或间接地进行通信。
图13例示了根据一些实施方式的执行如本文所公开的操作的天线选择模块的模块。图12的计算机可读程序代码1212可以包括一个或更多个模块。现在参照图13，计算机可读程序代码1212可以包括信号性能确定模块1312、信号衰减率模块1316和天线替换模块1324。信号性能确定1312用于确定由UE接收到的信号的信号性能(图7的框710)。信号衰减率模块1316用于确定与信号的信号性能相关联的信号衰减率(图7的框720)。天线替换模块1320用于基于信号衰减率，用UE的全向天线替换阵列天线以用于与网络节点进行通信(图7的框730)。模块1312、1316和1320可以执行本文公开的其它对应操作和方法。
另外的实施方式：
在本公开的各种实施方式的以上描述中，应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，并不旨在限制本发明。除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。还应当理解，术语(诸如，在常用词典中定义的那些术语)应当被解释成具有与其在本说明书和相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且不会以理想化或过于正式的意义的方式来解释，除非本文明确定义。
当元件被称为“连接”到另一元件、“联接”到另一元件、“响应”于另一元件或其变型时，它可以直接连接到另一元件、联接到另一元件或响应于另一元件，或者可以存在中间元件。相比之下，当元件被称为“直接连接”到另一元件、“直接联接”到另一元件、“直接响应”于另一元件或其变型时，不存在中间元件。相同的附图标记始终指代相同的要素。此外，本文使用的“联接”、“连接”、“响应”或其变型可以包括无线地联接、连接或响应。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。为简洁和/或清楚起见，可能不会详细描述众所周知的功能或构造。术语“和/或”包括一个或更多个相关联的所列项的任何和所有组合。
如本文所用，术语“包含(comprise)”、“包含(comprising)”、“包含(comprises)”、“包括(include)”、“包括(including)”、“包括(includes)”、“具有(have)”、“具有(has)”、“具有(having)”或其变型是开放式的，并包括一个或更多个陈述的特征、整数、要素、步骤、组件或功能，但不排除一个或更多个其它特征、整数、要素、步骤、组件、功能或其组的存在或添加。
本文参照计算机实现的方法、装置(系统和/或设备)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图例示来描述示例实施方式。应当理解，框图和/或流程图例示的框以及框图和/或流程图例示中的框的组合可以通过由一个或更多个计算机电路执行的计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机电路、专用计算机电路和/或其它可编程数据处理电路的处理器电路以生产机器，使得经由计算机和/或其它可编程数据处理装置的处理器执行的指令、转换和控制晶体管、存储在存储器位置中的值以及此类电路中的其它硬件组件实现框图和/或流程图的框或多个框中指定的功能/动作，从而创建手段(功能)和/或结构以用于实现框图和/或流程图框中指定的功能/动作。
这些计算机程序指令还可以存储在有形计算机可读介质中，该有形计算机可读介质可以指导计算机或其它可编程数据处理装置以特定方式运行，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包含实现框图和/或流程图的框或多个框中指定的功能/动作的指令的制品。
有形的非暂时性计算机可读介质可以包括电、磁、光、电磁或半导体数据存储系统、装置或设备。计算机可读介质的更具体示例将包括以下项：便携式计算机软盘、随机存取存储器(RAM)电路、只读存储器(ROM)电路、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)电路、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)和便携式数字视频光盘只读存储器(DVD/BlueRay)。
计算机程序指令也可以被加载到计算机和/或其它可编程数据处理装置上，以使在计算机和/或其它可编程装置上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令提供用于实现框图和/或流程图的框或多个框中指定的功能/动作的步骤。因此，本公开的实施方式可以被实施成在硬件和/或诸如数字信号处理器的处理器上运行的软件(包括固件、常驻软件、微代码等)，其可以被统称为“电路”、“模块”或其变型。
本文参照根据本公开的实施方式的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图例示和/或框图来描述本公开的方面。应当理解，流程图例示和/或框图的各个框以及流程图例示和/或框图中的框的组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器以生产机器，使得经由计算机或其它可编程指令执行装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图的框或多个框中指定的功能/动作的机制。
这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读介质中，当计算机程序指令被执行时可以指示计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备以特定方式运行，使得当指令存储在计算机可读介质中时产生包含在执行时使计算机实现流程图和/或框图的框或多个框中指定的功能/动作的制品。计算机程序指令还可以被加载到计算机、其它可编程指令执行装置或其它设备上，以使在计算机、其它可编程装置或其它设备上执行一系列操作步骤产生计算机实现的过程，使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图的框或多个框中指定的功能/动作的过程。
附图中的流程图和框图例示了根据本公开的各个方面的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的各个框可以表示代码的模块、段或部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或更多个可执行指令。还应当注意的是，在一些另选实现方式中，框中标注的功能可以不按照附图中标注的顺序发生。例如，根据所涉及的功能，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者有时可以以相反的顺序执行这些框。还将注意，框图和/或流程图例示的各个框以及框图和/或流程图例示中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合来实现。
还应当注意，在一些另选实现方式中，框中标注的功能/动作可以不按照流程图中标注的顺序发生。例如，根据所涉及的功能/动作，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者有时可以以相反的顺序执行这些框。此外，流程图和/或框图的给定框的功能可以被分成多个框和/或流程图和/或框图的两个或更多个框的功能可以至少部分地集成。最后，可以在所示的框之间添加/插入其它框。此外，虽然一些附图包括在通信路径上的箭头以示出通信的主要方向，但是应当理解，通信可以在与所示出的箭头相反的方向上发生。
结合以上描述和附图，本文公开了许多不同的实施方式。应当理解，逐字地描述和例示这些实施方式的每个组合和子组合将是过度重复和混淆的。因此，包括附图在内的本说明书应被解释成构成实施方式的各种示例组合和子组合以及制造和使用它们的方式和过程的完整书面描述，并且应支持对任何这种组合或子组合的权利要求。在实质上不脱离本文描述的原理的情况下，可以对实施方式进行许多变化和修改。所有这些变化和修改都旨在被包括在本文的范围内。

Claims (20)

1.一种无线通信系统中由用户设备UE执行的天线选择的方法，所述方法包括以下步骤：
确定(710)由所述UE接收到的信号的信号性能，其中，所述信号是由所述UE的用于与所述无线通信系统的网络节点进行通信的阵列天线接收的；
确定(720)与所述信号的所述信号性能相关联的信号衰减率；以及
基于所述信号衰减率，用所述UE的全向天线替换(730)所述阵列天线以用于与所述网络节点进行通信。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阵列天线包括波束成形天线。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，用所述UE的全向天线替换(730)所述阵列天线以用于与所述网络节点进行通信的步骤还基于所述信号在一时间段内的所述信号衰减率的概况。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的方法，其中，用全向天线替换(730)所述阵列天线的步骤包括：
响应于所述信号衰减率大于与所述波束成形天线相关联的衰减率阈值，用所述全向天线替换(810)所述波束成形天线以用于与所述网络节点进行通信。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，
其中，所述衰减率阈值是基于所述波束成形天线的响应速度的。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述信号包括第一信号，其中，所述信号性能包括第一信号性能，其中，所述信号衰减率包括第一信号衰减率，并且其中，所述衰减率阈值包括第一衰减率阈值，所述方法还包括：
确定(910)第二信号的第二信号性能，其中，所述第二信号是在将所述波束成形天线替换成所述全向天线之后由所述全向天线接收的；
响应于所述第二信号性能小于与所述全向天线相关联的第二信号性能阈值，用所述波束成形天线替换(920)所述全向天线以用于与所述网络节点进行通信；以及
响应于所述第二信号性能大于与所述全向天线相关联的所述第二信号性能阈值，使用所述全向天线维持(930)所述UE与所述网络节点之间的通信。
7.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括：
响应于所述第二信号性能大于与所述全向天线相关联的所述第二信号性能阈值，存储(1010)基于所述第二信号性能的第二信号衰减率。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，与所述波束成形天线相关联的所述第一衰减率阈值是响应于信号质量反馈而被调整的。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中，与所述波束成形天线相关联的所述第一衰减率阈值是响应于所述第一信号衰减率和/或所述第二信号衰减率而被调整的。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其中，全向天线性能阈值和/或与所述波束成形天线相关联的所述第一衰减率阈值是基于先前的切换信息来调整的。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的方法，其中，与所述波束成形天线相关联的所述第一衰减率阈值是基于触发用所述波束成形天线替换所述全向天线的切换决定的所述第二信号性能来调整的。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，
其中，确定由所述UE接收到的所述信号的所述信号性能的步骤是基于来自一个或更多个传感器的传感器数据触发的，并且
其中，所述传感器数据指示所述UE的旋转、所述信号的阻挡和/或由所述UE接收到的所述信号的特性的变化。
13.根据权利要求2至12中任一项所述的方法，其中，所述波束成形天线被配置成使用可用波束的子集来执行所述UE与所述网络节点之间的通信的波束控制。
14.一种在无线通信系统中使用的无线电子设备(103)，所述无线电子设备包括：
天线控制模块，所述天线控制模块被配置成执行以下操作，所述操作包括：
确定(710)由所述无线电子设备接收到的信号的信号性能，其中，所述信号是由所述无线电子设备的用于与所述无线通信系统的网络节点进行通信的阵列天线接收的；
确定(720)与所述信号的所述信号性能相关联的信号衰减率；以及
基于所述信号衰减率，用所述无线电子设备的全向天线替换(730)所述阵列天线以用于与所述网络节点进行通信。
15.根据权利要求14所述的无线电子设备(103)，
其中，所述阵列天线包括波束成形天线，并且
其中，所述信号衰减率对应于由所述无线电子设备接收到的所述信号的信号强度的导数。
16.根据权利要求15所述的无线电子设备(103)，其中，用所述全向天线替换(730)所述阵列天线包括：
响应于所述信号衰减率大于与所述波束成形天线相关联的衰减率阈值，用所述全向天线替换(810)所述波束成形天线以用于通信。
17.根据权利要求15至16中任一项所述的无线电子设备(103)，其中，所述信号包括第一信号，其中，所述信号性能包括第一信号性能，其中，所述信号衰减率包括第一信号衰减率，并且其中，所述衰减率阈值包括第一衰减率阈值，并且其中，所述天线控制模块还被配置成执行以下操作，所述操作包括：
确定(910)第二信号的第二信号性能，其中，所述第二信号是在将所述波束成形天线替换成所述全向天线之后由所述全向天线接收的；
响应于所述第二信号性能小于与所述全向天线相关联的第二信号性能阈值，用所述波束成形天线替换(920)所述全向天线以用于与所述网络节点进行通信；以及
响应于所述第二信号性能大于与所述全向天线相关联的所述第二信号性能阈值，使用所述全向天线维持(930)所述UE与所述网络节点之间的通信。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的无线电子设备(103)，其中，所述天线模块还被配置成执行以下操作，所述操作包括：
响应于所述第二信号性能大于与所述全向天线相关联的所述第二信号性能阈值，存储(1010)基于所述第二信号性能的第二信号衰减率。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的无线电子设备(103)，其中，所述波束成形天线的所述第一衰减率阈值是响应于信号质量反馈而被调整的。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的无线电子设备(103)，其中，用所述波束成形天线替换(920)所述全向天线包括：
发起(1110)波束搜索以识别所述波束成形天线用于所述无线电子设备与所述网络节点之间的通信的波束。
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