CN113328762A - 具有天线阵列增减能力的无线网络 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及具有天线阵列增减能力的无线网络。电子设备可设置有无线电路和控制电路。该无线电路可使用5G新无线电(NR)通信协议来与无线基站通信。该无线电路可包括相控天线阵列。该电子设备可执行天线增减操作，其中该相控天线阵列中的活动天线随时间推移而改变以优化无线性能和功率消耗。该电子设备可通知该基站何时已发生天线增减操作。这可允许该基站补偿与这些天线增减操作相关联的功率密度不连续。如果需要，该基站可中断传输和接收信号波束对应关系，并且该电子设备可使用不同的天线增减设置来传输和接收信号。

Description

具有天线阵列增减能力的无线网络
本专利申请要求于2021年1月28日提交的美国专利申请第17/161,409号以及于2020年2月12日提交的美国临时专利申请第62/975,612号的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。
技术领域
本发明整体涉及无线网络，并且更具体地涉及具有电子设备(其具有无线通信电路)的无线网络。
背景技术
电子设备通常包括无线通信电路。例如，蜂窝电话、计算机和其他设备通常包含天线和用于支持无线通信的无线收发器。电子设备与无线网络中的无线基站通信。
可能需要支持毫米波和厘米波通信频带中用于无线网络的无线通信。毫米波通信(有时称为极高频(EHF)通信)和厘米波通信涉及频率约为10GHz-300GHz的通信。在这些频率下的操作可支持高带宽，但是可能带来重大挑战。例如，与在无线基站处接收到的射频信号相关联的意外功率密度不连续可限制无线网络的吞吐量和总体性能。
发明内容
电子设备可设置有无线电路和控制电路。该无线电路可使用5G新无线电(NR)通信协议来与无线基站通信。该无线电路和基站可使用例如5G NR通信协议的频率范围2(FR2)频率范围来传送射频信号。
该无线电路可包括相控天线阵列。该电子设备可执行天线增减操作，其中该相控天线阵列中的活动天线随时间推移而改变以优化无线性能和功率消耗。该电子设备可通知该基站何时已发生天线增减操作。这可允许该基站补偿与这些天线增减操作相关联的功率密度不连续。如果需要，该基站可中断传输和接收信号波束对应，并且该电子设备可使用不同的天线增减设置来传输和接收信号。
在一种合适的布置中，该相控天线阵列中的第一组天线可以第一输出功率电平向无线基站传输上行链路信号。该相控天线阵列可从无线基站接收传输功率控制(TPC)命令。该相控天线阵列中的第二组天线可基于所接收到的TPC命令以第二输出功率电平向无线基站传输上行链路信号。第二组天线可包括与第一组天线不同数量的天线。由第二组天线传输的上行链路信号可包括天线增减指示，该天线增减指示识别出电子设备已改变相控天线阵列中用于传输上行链路信号的活动天线。可使用物理上行链路共享信道(PUSCH)、物理上行链路控制信道(PUCCH)、探测参考信号(SRS)、媒体访问控制层控制元件(MAC CE)和/或无线电资源控制(RRC)消息来传输天线增减指示。天线增减指示可包括附加到上行链路信号中的数据的单个位、两个位或者三个或更多个位。在一种可能的布置中，网络可配置第一组天线，该第一组天线可在接收到TPC命令之前向基站传输增减前功率余量(PHAS)报告。
在另一种合适的布置中，基站可向电子设备传输第一下行链路信号。基站可从电子设备接收波束质量报告。可响应于由电子设备的相控天线阵列中的第一组天线接收到第一下行链路参考信号而在电子设备处生成波束质量报告。基站可从电子设备接收上行链路信号，该上行链路信号包括关于能够由相控天线阵列形成的接收信号波束的信息。基站上的控制电路可基于所接收到的波束质量报告和所接收到的关于接收信号波束的信息来识别相控天线阵列的最佳接收信号波束。基站然后可向电子设备传输第二下行链路信号。第二下行链路信号可指示电子设备使用相控天线阵列中的第二组天线来形成最佳接收信号波束。例如，从电子设备接收到的关于接收信号波束的信息可包括信道信息参考信号(CSI-RS)报告无效消息或与该接收信号波束相关联的功率节省优先级值。
在另一种合适的布置中，电子设备上的相控天线阵列中的第一组天线可以输出功率电平向无线基站传输上行链路信号。电子设备上的控制电路可确定是否能够使用与使用第一组天线来传输上行链路信号相比对于电子设备具有更大功率节省的第二组天线来实现输出功率电平。响应于确定能够使用具有更大功率节省的第二组天线来实现第一输出功率电平，第一组天线可向无线基站传输探测参考信号(SRS)请求。相控天线阵列可从无线基站接收SRS许可。响应于接收到SRS许可，控制电路可控制第二组天线来向无线基站传输探测参考信号。
附图说明
图1是根据一些实施方案的具有无线电路的例示性电子设备的前透视图。
图2是根据一些实施方案的具有无线电路的例示性电子设备的后透视图。
图3是根据一些实施方案的具有用于与无线基站通信的无线电路的例示性电子设备的示意图。
图4是根据一些实施方案的以不同的波束指向角度形成射频信号波束的例示性相控天线阵列的图示。
图5是根据一些实施方案的包括使用不同天线增减设置与无线基站通信的电子设备的例示性无线网络的图示。
图6是根据一些实施方案的可由电子设备在使用不同天线增减设置来执行无线通信时处理的例示性步骤的流程图。
图7示出了示出根据一些实施方案的不同天线增减设置可如何为无线网络产生功率密度不连续的绘图。
图8是根据一些实施方案的可由具有电子设备的无线网络执行的例示性步骤的流程图，该电子设备向无线基站通知上行链路天线增减设置的改变。
图9是根据一些实施方案的可由具有电子设备的无线网络执行的例示性步骤的流程图，该电子设备向无线基站通知下行链路天线增减设置的改变。
图10是根据一些实施方案的可由无线网络在基于由电子设备传输的无效消息为该电子设备生成新的下行链路天线增减设置时执行的例示性步骤的流程图。
图11是根据一些实施方案的可由无线网络在基于由电子设备传输的波束质量报告和优先级值为该电子设备生成新的下行链路天线增减设置时执行的例示性步骤的流程图。
图12是根据一些实施方案的可由无线网络在基于由电子设备传输的探测参考信号(SRS)来识别用于该电子设备的新上行链路天线增减设置时执行的例示性步骤的流程图。
具体实施方式
电子设备诸如图1的电子设备10可包含无线电路。无线电路可包括一个或多个天线。这些天线可包括相控天线阵列以及将射频信号传输到外部装置诸如无线基站并且从无线基站接收射频信号的其他天线(例如，不形成相控天线阵列的一部分的天线)。可使用5G新无线电(5G NR)通信频带或任何其他期望的通信频带来传送射频信号。这些射频信号可包括毫米波信号，这些毫米波信号有时被称为极高频(EHF)信号并且以高于约30GHz的频率(例如，以60GHz或在约30GHz与300GHz之间的其他频率)传播。这些射频信号还可包括以约10GHz和30GHz之间的频率传播的厘米波信号。这些射频信号还可包括小于10GHz的频率的信号，诸如在约410MHz和7125MHz之间的信号。在使用5G NR通信频带传送射频信号的情况下，可在5G NR频率范围2(FR2)(其包括约24GHz和100GHz之间的厘米和毫米波频率)内的5GNR通信频带和/或5G NR频率范围1(FR1)(其包括低于7125MHz的频率)内的5G NR通信频带中传送这些射频信号。如果需要，设备10还可包含用于处理卫星导航系统信号、蜂窝电话信号(例如，使用长期演进(LTE)通信频带或其他非5G NR通信频带传送的射频信号)、无线局域网信号、近场通信、基于光的无线通信或其他无线通信的天线。
电子设备10(有时被称为用户装置(UE)10)可以是计算设备诸如膝上型计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器、或其他手持式或便携式电子设备、较小的设备(诸如腕表设备)、挂式设备、耳机或听筒设备、虚拟或扩增现实头戴设备、被嵌入在眼镜中的设备或者佩戴在用户的头部上的其他装置，或其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子设备被安装在信息亭或汽车中的系统)、无线访问点或基站、桌上型计算机、便携式扬声器、键盘、游戏控制器、游戏系统、计算机鼠标、鼠标垫、轨迹板或触摸板、实现这些设备中的两个或更多个设备的功能的装置或其他电子装置。在图1的例示性配置中，设备10是便携式设备，诸如蜂窝电话、媒体播放器、平板电脑、便携式扬声器或其他便携式计算设备。如果需要，可将其他构型用于设备10。图1的示例仅为例示性的。
如图1所示，设备10可包括显示器诸如显示器8。显示器8可被安装在外壳(诸如外壳12)中。有时可称为壳体或箱体的外壳12可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料或这些材料中的任意两种或更多种的组合形成。外壳12可以利用一体式构型形成，在一体式构型中，外壳12的一部分或全部被机加工或模制成单个结构，或者可以利用多个结构(例如，内部框架结构、形成外部外壳表面的一个或多个结构等)形成。
显示器8可以是并入导电电容性触摸传感器电极层或其他触摸传感器部件(例如，电阻性触摸传感器部件、声学触摸传感器部件、基于力的触摸传感器部件、基于光的触摸传感器部件等)的触摸屏显示器或者可以是非触敏的显示器。电容性触摸传感器电极可由氧化铟锡焊盘或其他透明导电结构的阵列形成。
显示器8可包括由液晶显示器(LCD)部件形成的显示器像素阵列、电泳显示器像素阵列、等离子体显示器像素阵列、有机发光二极管显示器像素阵列、电润湿显示器像素阵列、或者基于其他显示器技术的显示器像素。
可使用显示器覆盖层诸如透明玻璃、透光塑料、蓝宝石的层或其他透明电介质来保护显示器8。可在显示器覆盖层中形成开口。例如，可以在显示器覆盖层中形成开口，以容纳一个或多个按钮、诸如指纹传感器或光传感器的传感器电路、诸如扬声器端口或麦克风端口的端口等。开口可以形成在外壳12中以形成通信端口(例如，音频插孔端口、数字数据端口、充电端口等)。外壳12中的开口还可被形成，以用于音频部件诸如扬声器和/或麦克风。
天线可被安装在外壳12中。如果需要，一些天线(例如，实现波束转向等的天线阵列)可安装在显示器8的不活动边界区域下方(参见例如图1的例示性天线位置6)。显示器8可以包含具有像素阵列的活动区域(例如，中央矩形部分)。显示器8的不活动区域没有像素，并且可以形成活动区域的边界。如果需要，天线也可以通过外壳12后部或设备10中其他地方的填充电介质开口操作。
为了避免当外部物体诸如人的手或用户的其他身体部分阻挡一个或多个天线时中断通信，天线可以被安装在外壳12中的多个位置处。诸如接近传感器数据的传感器数据、实时天线阻抗测量、诸如接收信号强度信息的信号质量测量以及其他数据可用于确定一个或多个天线何时由于外壳12的定向、用户的手或其他外部物体的阻挡或其他环境因素而正受到不利影响。设备10然后可以切换一个或多个替换天线来代替正受到不利影响的天线。
天线可安装在外壳12的拐角处(例如，在图1的拐角位置6中和/或在外壳12后部的拐角位置中)、沿着外壳12的外围边缘、在外壳12的后部上、在用于覆盖和保护设备10前面的显示器8的显示器覆盖玻璃或其他电介质显示器覆盖层下方、在外壳12背面或外壳12边缘的电介质窗口上方、在电介质覆盖层诸如覆盖设备10的一些或全部背面的电介质后外壳壁上方，或在设备10中其他地方。
图2是电子设备10的后透视图，示出了外壳12的后部和侧面上的例示性位置6，其中天线(例如，单天线和/或相控天线阵列)可以被安装在设备10中。天线可安装在设备10的拐角处、沿着外壳12的边缘诸如由侧壁12E形成的边缘、在后外壳壁12R的上部和下部、在后外壳壁12R的中心(例如，在后外壳壁12R中心的电介质窗口结构或其他天线窗口下方)、在后外壳壁12R的拐角处(例如，在外壳12和设备10的后部的左上角、右上角、左下角和右下角上)等。
在其中外壳12完全或几乎完全由电介质(例如，塑料、玻璃、蓝宝石、陶瓷、织物等)形成的配置中，天线可通过电介质的任何合适的部分来发射和接收天线信号。在其中外壳12由诸如金属的导电材料形成的配置中，外壳的诸如槽孔或金属中的其他开口的区域可填充有塑料或其他电介质。天线可以被安装成与开口中的电介质对齐。这些开口有时可以被称为电介质天线窗口、电介质间隙、电介质填充开口、电介质填充槽孔、细长电介质开口区域等，可以允许天线信号从安装在设备10内的天线发射到外部无线装置，并且可以允许内部天线从外部无线装置接收天线信号。在另一种合适的布置中，天线可以被安装在外壳12的导电部分的外部。
图1和图2仅为例示性的。一般来讲，外壳12可具有任何期望的形状(例如，矩形、圆柱形、球形、这些形状的组合等)。如果需要，可省略图1的显示器8。天线可位于外壳12内、外壳12上和/或外壳12外部。
图3示出了可用于设备10中的例示性部件的示意图。如图3所示，设备10可包括控制电路14。控制电路14可包括存储装置诸如存储电路20。存储电路20可包括硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)等。控制电路14可包括处理电路诸如处理电路22。处理电路22可用于控制设备10的操作。处理电路22可包括一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、主机处理器、基带处理器集成电路、专用集成电路、中央处理单元(CPU)等。控制电路14可被配置为使用硬件(例如，专用硬件或电路)、固件和/或软件在设备10中执行操作。用于在设备10中执行操作的软件代码可被存储在存储电路20上(例如，存储电路20可包括存储软件代码的非暂态(有形的)计算机可读存储介质)。该软件代码可有时被称为程序指令、软件、数据、指令、或代码。被存储在存储电路20上的软件代码可由处理电路22执行。
控制电路14可用于运行设备10上的软件，诸如互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能等。为了支持与外部装置进行交互，控制电路14可用于实现通信协议。可使用控制电路14实现的通信协议包括互联网协议、无线局域网协议(例如，IEEE 802.11协议—有时被称为
Figure BDA0002940719640000071
)、用于其他近程无线通信链路的协议诸如
Figure BDA0002940719640000072
协议或其他WPAN协议、IEEE802.11ad协议、蜂窝电话协议、MIMO协议、天线分集协议、卫星导航系统协议、基于天线的空间测距协议(例如，无线电检测和测距(RADAR)协议或用于以毫米波和厘米波频率传送的信号的其他期望的距离检测协议)等。每个通信协议可与指定用于实现协议的物理连接方法的对应无线电接入技术(RAT)相关联。在本文有时被描述为示例的一种合适的布置中，控制电路14用于实现第三代合作伙伴项目(3GPP)和第五代无线系统(5G)通信协议，诸如5G NR通信协议。设备10中的无线电路24也可使用5G NR RAT来实现，并且控制电路14可基于5GNR RAT来控制无线电路24。
设备10可包括输入-输出电路16。输入-输出电路16可包括输入-输出设备18。输入-输出设备18可用于允许将数据提供到设备10并且允许将数据从设备10提供到外部设备。输入-输出设备18可包括用户界面设备、数据端口设备、传感器和其他输入-输出部件。例如，输入-输出设备可包括触摸屏、不具有触摸传感器能力的显示器、按钮、操纵杆、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、相机、扬声器、状态指示器、光源、音频插孔、以及其他音频端口部件、数字数据端口设备、光传感器、陀螺仪、加速度计、或可检测运动和相对于地球的设备定向的其他部件、电容传感器、接近传感器(例如，电容接近传感器和/或红外接近传感器)、磁性传感器，以及其他传感器和输入-输出部件。
输入-输出电路16可包括无线电路，诸如用于无线传送射频信号的无线电路24。虽然为了清楚起见，在图3的示例中控制电路14与无线电路24分开示出，但是无线电路24可包括形成处理电路22的一部分的处理电路和/或形成控制电路14的存储电路20的一部分的存储电路(例如，控制电路14的部分可在无线电路24上实现)。例如，控制电路14可包括基带处理器电路或形成无线电路24的一部分的其他控制部件。
无线电路24可包括用于使用5G NR通信协议和RAT传送射频信号的射频收发器电路，诸如5G NR收发器电路28。5G NR收发器电路28可支持频率在约24GHz和100GHz之间(例如，在FR2内)和/或频率在约410MHz和7125MHz之间(例如，在FR1内)的通信。可由5G NR收发器电路28涵盖的频带的示例包括约18GHz和27GHz之间的IEEE K通信频带、约26.5GHz和40GHz之间的K-a通信频带、约12GHz和18GHz之间的Ku通信频带、约40GHz和75GHz之间的V通信频带、约75GHz和110GHz之间的W通信频带和/或约10GHz和110GHz之间的其他频带、约3300MHz和5000MHz之间的C频带、约2300MHz和2400MHz之间的S频带、约1432MHz和1517MHz之间的L频带和/或约410MHz和7125MHz之间的其他频带。5G NR收发器电路28可由一个或多个集成电路(例如，安装在系统级封装设备中的公共印刷电路上的多个集成电路、安装在不同基板上的一个或多个集成电路等)形成。
使用5G NR收发器电路28的无线通信可以是双向的。例如，5G NR收发器电路28可将射频信号31传送到外部无线装置诸如外部装置11并且传送来自该外部无线装置的射频信号。外部装置11可以是另一个电子设备诸如电子设备10，可以是无线接入点，可以是无线基站等。其中外部设备11是无线基站的布置在本文中有时被描述为示例。因此，外部装置11在本文中有被时称为基站11。
射频信号31(在本文中有时被称为无线链路31)可包括由设备10(例如，在上行链路方向27上)传输到基站11的射频信号和由基站11(例如，在下行链路方向29上)传输到设备10的射频信号。在上行链路方向27上传送的射频信号31在本文中有时可被称为上行链路信号。在下行链路方向29上的射频信号在本文中有时可被称为下行链路信号。射频信号31可用于传送无线数据。该无线数据可包括被布置成数据包、符号、帧等的数据流。该无线数据可根据管理设备10和基站11之间的无线链路的通信协议(例如，5G NR通信协议)来组织/格式化。由设备10(例如，在上行链路方向27上)传输的上行链路信号传送的无线数据在本文中有时可被称为上行链路数据。由基站11在(例如，在下行链路方向29上)传输的下行链路信号传送的无线数据在本文中有时可被称为下行链路数据。无线数据可例如包括已编码到对应数据包中的数据，诸如与电话呼叫相关联的无线数据、流媒体内容、互联网浏览、与在设备10上运行的软件应用程序相关联的无线数据、电子邮件消息等。
如果需要，无线电路24可包括用于处理在非5G NR通信频带中的通信的收发器电路，诸如非5G NR收发器电路26。非5G NR收发器电路26可包括处理用于
Figure BDA0002940719640000091
(IEEE802.11)通信的2.4GHz和5GHz频带的无线局域网(WLAN)收发器电路、处理2.4GHz
Figure BDA0002940719640000092
通信频带的无线个域网(WPAN)收发器电路、处理700MHz至960MHz、1710MHz至2170MHz、2300MHz至2700MHz的蜂窝电话通信频带和/或在600MHz与4000Mhz之间的任何其他期望的蜂窝电话通信频带(例如，使用4G LTE协议、3G协议或其他非5G NR协议传送的蜂窝电话信号)的蜂窝电话收发器电路、接收在1575MHz下的GPS信号或用于处理其他卫星定位数据的信号(例如，在1609MHz下的GLONASS信号)的GPS接收器电路、电视接收器电路、AM/FM无线电接收器电路、寻呼系统收发器电路、近场通信(NFC)电路等。非5G NR收发器电路26和5G NR收发器电路28可各自包括一个或多个集成电路、功率放大器电路、低噪声输入放大器、无源射频部件、切换电路、发射线结构和用于处理射频信号的其他电路。
无线电路24可包括天线30。非5G NR收发器电路26可使用一个或多个天线30传输和接收低于10GHz的射频信号(并且根据非5G NR通信协议进行组织)。5G NR收发器电路28可使用天线30传输和接收射频信号(例如，处于包括高于10GHz的频率的FR1和/或FR2频率的射频信号)。
在卫星导航系统链路、蜂窝电话链路和其他长距离链路中，射频信号通常用于在数千英尺或数千英里上传送数据。在2.4GHz和5GHz下的
Figure BDA0002940719640000101
链路和
Figure BDA0002940719640000102
链路以及其他近距离无线链路中，射频信号通常用于在数十英尺或数百英尺上传送数据。5G NR收发器电路28可在视线路径上行进的短距离上传送射频信号。为了增强5G NR通信尤其是处于高于10GHz的频率的通信的信号接收，可使用相控天线阵列和波束形成(转向)技术(例如，调节阵列中每个天线的天线信号相位和/或幅度以执行波束转向的方案)。由于设备10的操作环境能够切换成不使用并且在它们的位置使用性能更高的天线，天线分集方案也可用于确保天线已经开始被阻挡或以其他方式降解。
无线电路24中的天线30可使用任何合适的天线类型形成。例如，天线30可包括具有谐振元件的天线，该天线由堆叠贴片天线结构、环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、槽孔天线结构、平面倒F形天线结构、单极天线结构、偶极天线结构、螺旋形天线结构、八木(八木宇田)天线结构、这些设计的混合等形成。如果需要，天线30中的一个或多个天线可以是背腔式天线。可针对不同的频带和频带组合来使用不同类型的天线。例如，一种类型的天线可用于为非5G NR收发器电路26形成非5G NR无线链路，并且另一种类型的天线可用于为5G NR收发器电路28在5G NR通信频带中传送射频信号。如果需要，用于为5G NR收发器电路28传送射频信号的天线30可被布置成一个或多个相控天线阵列。
图4是示出用于处理在5G NR通信频带中(例如，在大于10GHz的频率下)的射频信号的天线30可如何形成为相控天线阵列的图示。如图4所示，相控天线阵列36(在本文中有时被称为阵列36、天线阵列36或天线30的阵列36)可耦合到射频传输线路径32。例如，相控天线阵列36中的第一天线30-1可耦合到第一射频传输线路径32-1，相控天线阵列36中的第二天线30-2可耦合到第二射频传输线路径32-2，相控天线阵列36中的第M个天线30-M可耦合到第M个射频传输线路径32-M等。虽然本文中将天线30描述为形成相控天线阵列，但是相控天线阵列36中的天线30有时也可被称为共同形成单个相控阵列天线(例如，其中相控阵列天线中的每个天线30形成相控阵列天线的天线元件)。
射频传输线路径32可各自耦接到图3的5G NR收发器电路28。每个射频传输线路径32可包括一个或多个射频传输线、正信号导体和接地信号导体。正信号导体可耦合到对应天线30的天线谐振元件上的正天线馈电端子。接地信号导体可耦合到对应天线30的天线接地部上的接地天线馈电端子。
射频传输线路径32可包括带状线传输线(在本文中有时被简称为带状线)、同轴电缆、由金属化通孔实现的同轴探针、微带传输线、边缘耦合的微带传输线、边缘耦合的带状线传输线、波导结构、导电通孔、这些的组合等。可使用多种类型的传输线将毫米波/厘米波收发器电路耦合到相控天线阵列36。如果需要，滤波器电路、切换电路、阻抗匹配电路、移相器电路、放大器电路和/或其他电路可被插置在射频传输线路径32上。
可将设备10中的射频发射线集成到陶瓷基板、刚性印刷电路板和/或柔性印刷电路中。在一种合适的布置中，可将设备10中的射频发射线集成在多层层压结构内(例如，在没有介入粘合剂的情况下被层压在一起的导电材料(诸如铜)层和电介质材料(诸如树脂)层)，该多层层压结构可在多个维度(例如，二维或三维)折叠或弯曲，并且在弯曲之后保持弯曲形状或折叠形状(例如，多层层压结构可折叠成特定的三维形状以围绕其他设备部件布线，并且可具有足够刚性以在折叠之后保持其形状，而无需被加强件或其他结构保持在适当位置)。层压结构的所有多个层可以在没有粘合剂的情况下分批层压在一起(例如，在单个压制过程中)(例如，与进行多个压制过程以将多个层用粘合剂层压在一起相反)。
相控天线阵列36中的天线30可被布置成任何期望数量的行和列或被布置成任何其他期望图案(例如，天线无需被布置成具有行和列的网格图案)。在信号传输操作期间，射频传输线路径32可用于将信号(例如，射频信号，诸如毫米波和/或厘米波信号)从5G NR收发器电路28(图3)供应给相控天线阵列36以用于无线传输。在信号接收操作期间，射频传输线路径32可用于将在相控天线阵列36处接收到(例如，来自图3的基站11)的信号传送到5GNR收发器电路28(图3)。
在相控天线阵列36中使用多个天线30允许通过控制由天线传送的射频信号的相对相位和幅度(振幅)来实现射频波束形成布置(在本文中有时被称为射频波束转向布置)。在图4的示例中，相控天线阵列36中的天线30各自具有对应的射频相位和幅度控制器33(例如，被插置在射频传输线路径32-1上的第一相位和幅度控制器33-1可控制由天线30-1处理的射频信号的相位和幅度，被插置在射频传输线路径32-2上的第二相位和幅度控制器33-2可控制由天线30-2处理的射频信号的相位和幅度，被插置在射频传输线路径32-M上的第M相位和幅度控制器33-M可控制由天线30-M处理的射频信号的相位和幅度等)。
相位和幅度控制器33可各自包括用于调节射频传输线路径32(例如，相移器电路)上的射频信号的相位的电路和/或用于调节射频传输线路径32上的射频信号的幅度的电路(例如，功率放大器和/或低噪声放大器电路)。相位和幅度控制器33在本文中有时可被统称为波束转向或波束形成电路(例如，使相控天线阵列36所发射和/或接收的射频信号的波束转向的波束转向电路)。
相位和幅度控制器33可调节被提供给相控天线阵列36中的每个天线的发射信号的相对相位和/或幅度，并且可调节由相控天线阵列36接收的接收信号的相对相位和/或幅度。如果需要，相位和幅度控制器33可包括用于检测由相控天线阵列36接收的接收信号的相位的相位检测电路。术语“波束”、“信号波束”、“射频波束”或“射频信号波束”在本文中可用于共同指代由相控天线阵列36在特定方向上发射和接收的无线信号。信号波束可以表现出峰值增益，该峰值增益以对应的波束指向角度定向在特定的波束指向方向上(例如，基于来自相控天线阵列中的每个天线的信号组合的相长干涉和相消干涉)。术语“传输信号波束”有时可在本文中用于指在特定方向上传输的射频信号，而术语“接收波束”有时可在本文中用于指从特定方向上接收到的射频信号。
例如，如果调节相位和幅度控制器33以产生所发射的射频信号的第一组相位和/或幅度，则发射信号将形成如图4的波束B1所示定向在点A的方向上的发射波束。然而，如果调节相位和幅度控制器33以产生发射信号的第二组相位和/或幅度，则发射信号将形成如波束B2所示定向在点B的方向上的发射波束。类似地，如果调节相位和幅度控制器33以产生第一组相位和/或幅度，则可从点A的方向接收射频信号(例如，接收波束中的射频信号)，如波束B1所示。如果调节相位和幅度控制器33以产生第二组相位和/或幅度，则可从点B的方向接收射频信号，如波束B2所示。
可基于从图4的控制电路38接收的对应控制信号S通过控制路径34来控制每个相位和幅度控制器33以产生期望的相位和/或幅度(例如，可使用控制路径34-1上的控制信号S1控制由相位和幅度控制器33-1提供的相位和/或幅度，可使用控制路径34-2上的控制信号S2控制由相位和幅度控制器33-2提供的相位和/或幅度，可使用控制路径34-M上的控制信号SM控制由相位和幅度控制器33-M提供的相位和/或幅度等)。如果需要，控制电路38可实时主动地调节控制信号S，以随着时间的推移以不同的期望方向(例如，到不同的期望波束指向角度)使发射或接收波束转向如果需要，相位和幅度控制器33可向控制电路38提供识别接收信号的相位的信息。
当使用毫米波和厘米波频率下的射频信号执行无线通信时，这些射频信号通过相控天线阵列36与外部无线装置(例如，图3的基站11)之间的视线路径传送。如果外部无线装置位于图4的点A，则可以调节相位和幅度控制器33以将信号波束转向点A(例如，以形成具有指向点A的波束指向角度的信号波束)。然后，相控天线阵列36可在点A的方向上发射和接收射频信号。类似地，如果外部无线装置位于点B，则可以调节相位和幅度控制器33以将信号波束转向点B(例如，以形成具有指向点B的波束指向角度的信号波束)。然后，相控天线阵列36可在点B的方向上发射和接收射频信号。在图4的示例中，为了简单起见，波束转向被示为在单个自由度上(例如，在图4的页面上朝向左和右)执行。然而，实际上，可在两个或更多个自由度(例如，在三维进入和离开页面以及在图4的页面上向左和向右)上转向波束。相控天线阵列36可具有在其上可执行(例如，在相控天线阵列上的半球或半球的区段中)波束转向的对应视场。如果需要，设备10可包括多个相控天线阵列，该多个相控天线阵列各自面向不同方向以提供来自设备的多个侧的覆盖。
图4的控制电路38可形成图3的控制电路14的一部分，也可以与图3的控制电路14分开。图4的控制电路38可识别相控天线阵列36的信号波束的期望的波束指向角度，并且可调节提供给相控天线阵列36的控制信号S以配置相控天线阵列36，以在该波束指向角度处形成(转向)信号波束。在无线通信期间，相控天线阵列36可以使用的每个可能的波束指向角度可通过波束控制码本诸如码本39识别。码本39可存储在控制电路38处、设备10上的其他地方，或者可被定位(卸载)到外部装置上并通过有线或无线通信链路传送到设备10。
码本39可识别相控天线阵列36可以使用的每个可能的波束指向角度。控制电路38可存储或识别相位和幅度控制器33的相位和幅度设置，以用于实现那些波束指向角度中的每个波束指向角度(例如，控制电路38或码本39可包含将相控天线阵列36的每个波束指向角度映射到相位和幅度控制器33的一组对应的相位和幅度值的信息)。码本39可被硬编码或软编码到控制电路38处或设备10中的其他地方，可包括存储在控制电路38处或设备10中的其他地方的一个或多个数据库(例如，码本39可被存储为软件代码)，可包括控制电路38处或设备10中其他地方的一个或多个查找表，并且/或者可包括存储在设备10上的硬件和/或软件中的任何其他期望的数据结构。码本39可以在设备10的校准期间(例如，在设备10被最终用户接收之前在设备10的设计、制造和/或测试期间)生成并且/或者可以随时间推移动态地更新(例如，在最终用户使用设备10之后)。
控制电路38可基于码本39生成控制信号S。例如，控制电路38可识别与图3的基站11通信所需的波束指向角度(例如，指向基站11的波束指向角度)。控制电路38随后可以在码本39中识别最接近该识别出的波束指向角度的波束指向角度。控制电路38可使用码本39为相位和幅度控制器33生成相位和幅度值。控制电路38可将识别这些相位和幅度值的控制信号S通过控制路径34发射到相位和幅度控制器33。通过相控天线阵列36使用控制信号S形成的波束将通过码本39识别的波束指向角度定向。如果需要，控制电路38可以对通过码本39识别的不同波束指向角度中的一些或全部进行扫描，直到找到外部无线装置，并且可使用发现外部无线装置所处的对应波束指向角度与外部无线装置进行通信。其中用于为5GNR收发器电路28在5G NR通信频带中传送射频信号的天线30被布置为一个或多个相控天线阵列36的示例在本文中被描述为示例。然而，如果需要，用于为5G NR收发器电路28在5G NR通信频带中传送射频信号的天线30中的一个天线、多于一个天线或全部可为不形成较大相控天线阵列的一部分的独立天线。
相控天线阵列36中的每个天线30在传输和/或接收信号时可为活动的。如果需要，相控天线阵列36中的一些天线(和对应的传输/接收链)可为不活动的，而相控天线阵列36中的其他天线(和对应的传输/接收链)为活动的以进行传输和/或接收信号。控制电路38可控制相位和幅度控制器33以选择性地激活一些天线30并且选择性地去激活其他天线30。在任何给定时间为活动的和不活动的一组天线30可通过相控天线阵列36的相应天线增减设置来表征。例如，相控天线阵列36可具有相控天线阵列36中的所有M个天线30为活动的第一天线增减设置，可具有仅天线30-1为活动的第二天线增减设置，可具有仅天线30-2为活动的第三天线增减设置，可具有相控天线阵列36中的一半天线为活动的第四天线增减设置等。
控制电路38可执行天线增减操作，其中控制电路38使相控天线阵列36在两个或更多个天线增减设置之间切换(例如，控制电路38可通过将相控天线阵列36从该阵列中的所有天线30均为活动的天线增减设置切换为该阵列中的天线30的仅一个子组为活动的天线增减设置、切换为该阵列中的天线30中的仅一个天线为活动的天线增减设置等来执行天线增减操作)。每个天线增减设置可具有在处于该天线增减设置时能够使用相控天线阵列36形成的对应数量的信号波束(例如，波束指向角)(例如，如码本39所识别的)。
一般来讲，相控天线阵列36在更多天线30为活动时可使更多可能的信号波束转向，并且在更少天线30为活动时可使更少可能的信号波束转向。此外，在更多天线30为活动时，相控天线阵列36可在每个信号波束中表现出比在更少天线30为活动时更大的峰值增益。同时，在更多天线30为活动时，相控天线阵列36可比在更少天线30为活动时消耗更多功率。如果不小心，则相控天线阵列36可在比原本为了以令人满意的链路质量执行无线通信所必要的天线更多的天线30为活动时消耗过量的功率。因此，控制电路38可在无线通信期间使相控天线阵列36在不同天线增减设置之间切换，以平衡设备10的无线链路质量要求与相控天线阵列36所消耗的功率的量。控制电路38可监测传输信号和/或接收信号的链路质量以及设备10中的功率消耗，以确定何时在天线增减设置之间切换(例如，确定何时改变相控天线阵列36中活动天线30的数量，使得活动天线的数量优化无线链路质量和功率消耗)。
图5是示出设备10在与基站11通信时可如何执行天线增减操作的图示。如图5所示，无线网络50可包括设备10和基站11。基站11可通信地耦接到网络52(例如，通过无线链路和/或有线链路)。网络52可包括多个设备(例如，设备10)、服务器、基站、接入点、交换机、路由器或其他网络设备、局域网、无线局域网、互联网和/或以任何期望的网络配置布置的其他网络(例如，使用以任何期望的网络拓扑布置的无线链路和/或有线链路)。网络设备可包括分布在一个或多个底层物理设备上的物理设备和/或虚拟(逻辑)设备。网络52和/或基站11可由对应的网络运营商控制。网络52和基站11可将数据(例如，下行链路数据)从网络52的一个或多个终端主机传送到设备10和/或可将数据(例如，上行链路数据)从设备10传送到网络52的一个或多个终端主机。
如图5所示，基站11可产生信号波束58(例如，使用基站11上的天线或相控天线阵列)。基站11可将信号波束58转向为指向设备10以允许基站58将下行链路信号62(例如，在FR2频率范围内的频率下)传输到设备10并且从设备10接收上行链路信号60(例如，在FR2频率范围内的频率下)。设备10可使用相控天线阵列36来将上行链路信号60传输到基站11并且从基站11接收下行链路信号62。
如图5所示，相控天线阵列36可具有相控天线阵列36中的一组(例如，全部)天线30为活动的第一天线增减设置，以及相控天线阵列36中的天线30的子集(例如，一个天线)为活动而相控天线阵列36中的其余天线30为不活动的第二设置。在第一天线增减设置中，相控天线阵列36可能够在多个可能的信号波束56之间转向(例如，活动天线可支持多个波束形成相位矢量，使得多个信号波束56是能够形成的)。设备10可例如使用信号波束56来进行通信，该信号波束指向基站11或以其他方式表现出与基站11进行通信的最高链路质量(例如，设备10上的控制电路可控制相控天线阵列36以形成最靠近地指向基站11或信号波束58的特定信号波束56)。在第二天线增减设置中，相控天线36可能够形成比在第一天线增减设置中更少的信号波束。例如，相控天线阵列36可仅能够形成单个信号波束54(例如，因为仅单个天线30为活动的)。因为信号波束56是使用比信号波束54更多的天线形成的，所以信号波束56可具有比信号波束54更大的峰值增益。
使用信号波束54进行通信通常消耗比使用信号波束56中的一个信号波束进行通信更少的功率(例如，因为与形成每个信号波束56相比，在形成信号波束54时更少天线30为活动的)。同时，使用信号波束56进行通信可支持更大的链路和波束质量(例如，因为每个信号波束56的峰值增益大于信号波束54的峰值增益)。在信号波束54能够为基站11提供令人满意的链路质量的情况下，设备10上的控制电路(例如，图4的控制电路38)可使用信号波束54而不是使用信号波束56(例如，通过调节相控天线阵列36的天线增减设置)进行通信，从而节省设备10上的功率。在信号波束54不能够执行令人满意的通信的情况下，设备10可使用信号波束56中的一个信号波束而不是使用信号波束54(例如，通过调节相控天线阵列36的天线增减设置)进行通信。在图5的示例中，为了简单起见，示出了相控天线阵列36的两个天线增减设置。一般来讲，相控天线阵列36可具有任何期望数量的天线增减设置。每个天线增减设置可具有可由该天线增减设置的活动天线产生的一组对应的任何期望数量的可成形信号波束(例如，控制电路可使相控天线阵列在该组能够形成的信号波束中转向)。
如果需要，设备10还可执行天线极化增减。例如，相控天线阵列36中的每个天线30可能够使用多种极化模式(例如，水平线性极化模式、垂直线性极化模式、椭圆极化模式、圆极化模式等)进行通信。设备10可在与基站11通信时选择性地启用极化模式(例如，水平模式和竖直模式中的一者或两者)(例如，相控天线阵列36的天线增减设置还可包括对应的极化设置，并且阵列36的天线增减设置的改变还可涉及改变哪些极化由阵列36涵盖)。
设备10可在传输上行链路信号60时、在接收下行链路信号62时或在传输上行链路信号60和接收下行链路信号62两者时执行天线增减。设备10不需要使用相同的天线增减设置(例如，相同组的活动天线和/或极化)来传输上行链路信号和接收下行链路信号两者。例如，设备10可使用第一组活动天线(例如，使用信号波束56)传输上行链路信号60，同时使用第二组活动天线(例如，使用单个天线和信号波束54)接收下行链路信号62。这样，设备10上的控制电路可中断相控天线阵列36的传输和接收信号波束对应。
例如，当满足期望的上行链路覆盖的活动天线的数量的最佳分配不同于满足期望的下行链路覆盖的活动天线的数量的最佳分配时，控制电路38可中断波束对应。例如，基站11上的天线的输出功率和增益通常大于设备10上的天线30的输出功率和增益，并且满足给定信噪比(SNR)操作点所需的设备10上的天线30的数量可相对较低(例如，单个天线和信号波束54可足以满足用于接收下行链路信号62的SNR操作点)。换句话讲，设备10上用于实现目标下行链路SNR的必要活动天线的数量可不同于(例如，低于或高于)设备10上用于实现目标上行链路SNR的必要活动天线的数量。
设备10上的控制电路可在与基站11通信期间收集无线性能度量信息，并且可基于无线性能度量信息来确定用于上行链路信号和下行链路信号两者的不同天线增减切换点(例如，通过改变活动天线的数量而在天线增减设置之间切换的点)。无线性能度量信息可包括下行链路信号62的接收信号强度、下行链路信号62的接收信号质量、在传输上行链路信号60时相控天线阵列36的输出功率电平、相控天线阵列36的传输功率余量或其他性能度量信息。换句话讲，相控天线阵列36中不同数量的活动天线30可提供最佳性能(例如，通过消耗最小量的功率而同时仍然确保执行令人满意的通信)，这取决于天线是传输上行链路信号60还是接收下行链路信号62。控制电路可使用无线性能度量信息和功率消耗信息来识别用于传输上行链路信号60的活动天线的最佳数量，并且识别用于接收下行链路信号62的活动天线的最佳数量，其可不同于用于传输上行链路信号的活动天线的最佳数量。然后，控制电路可控制相控天线阵列36来使用用于接收下行链路信号的最佳数量的活动天线来接收下行链路信号62，并且使用用于传输上行链路信号的最佳数量的活动天线来传输上行链路信号60。设备10上的最佳极化增减也可在传输上行链路信号和接收下行链路信号之间变化。
图6是可由设备10在执行天线增减操作时执行的示例性步骤的流程图。在步骤70处，设备10(例如，图3的控制电路38)可识别用于传输上行链路信号60和接收下行链路信号62的无线设置。
这些无线设置可包括天线增减设置。例如，这些无线设置可包括将在传输上行链路信号60时为活动的一组天线30以及将在接收下行链路信号62时为活动的一组天线30。这些无线设置还可包括要使用的功率电平、要使用的带宽、要使用的资源块等。控制电路可收集无线性能度量信息(例如，接收信号强度、接收信号质量、输出功率电平、传输功率余量等)以及关于设备10中过去、当前和/或未来功率消耗的信息。控制电路可基于所收集的无线性能度量信息和/或关于功率消耗的信息来确定要用于传输上行链路信号的一组天线和要用于接收下行链路信号的一组天线。用于传输上行链路信号的该组天线可不同于用于接收下行链路信号的该组天线(例如，波束对应可被中断)。也可在设备10处从基站11接收无线性能度量信息中的至少一些无线性能度量信息。这些无线设置中的一些无线设置(例如，关于要使用的功率电平、要使用的资源块等的信息)可被提供在从基站11接收到的控制信息中。如果需要，代替降低输出功率电平或除了降低输出功率电平之外，设备10还可执行天线增减操作以符合最大容许暴露(MPE)规定(例如，天线增减可降低总输出功率，而同时减小设备10中的功率放大器电路需要支持的总动态范围)。
在步骤72处，设备10可使用所识别的无线设置(例如，使用所识别的天线增减设置)来传输上行链路信号60和/或接收下行链路信号62。处理可循环回到步骤70，如箭头73所示，并且当设备和网络操作条件随时间推移而改变时，设备10可更新无线设置(例如，当无线性能度量信息和功率消耗随时间推移而改变时，设备10可随时间推移而改变用于传输和/或接收的活动天线的数量)。以这种方式，设备10可随时间推移以令人满意的信号和波束质量(例如，以令人满意的SNR、错误率等)接收下行链路信号62并且可传输上行链路信号60，而同时最小化设备10中的功率消耗。
在实施过程中，设备10切换天线增减设置的操作点(在本文中有时被称为切换点)取决于设备10的宽范围的设计参数，并且一般来讲这些操作点可能仅设备10知道并且基站11和网络52可能不知道。如果不小心，天线增减设置的改变(例如，相控天线阵列36中的活动天线的数量的改变)可影响设备10的功率控制容差，并且可影响网络级的波束管理过程。例如，天线增减的改变可引起设备10的输出功率密度的不连续。如果不小心，基站11和网络52可将不连续不正确地解释为传播条件的变化。由基站11和网络52收集的波束管理度量也可能未针对相控天线阵列36中的一组当前活动天线进行优化。
图7包括示出天线增减的改变可如何引起设备10的输出功率密度的不连续的绘图。图7的绘图80示出了设备10执行随时间推移的逐渐输出功率斜升的情况。逐渐输出功率斜升可在基站11的指令下执行(例如，使用指示设备10逐渐增加其输出功率的传输功率控制(TPC)回路)。
如绘图80所示，设备10最初可利用第一组活动天线30以给定的输出功率电平来传输块(符号)84。然后，设备10可使用第一组活动天线30以增加的输出功率电平(例如，基于从基站11接收到的TPC命令中增加输出功率电平的指令)来传输块86。此时，设备10可确定需要增加相控天线阵列36中的活动天线30的数量(例如，在处理图6的步骤70时)。例如，设备10可确定需要增加活动天线的数量(例如，需要改变天线增减设置)，以确保为基站11保持或实现令人满意的链路质量。
然后，设备10可使用第二组活动天线30来传输块88(例如，其中第二组包括比第一组更多的天线30)。因为更多天线是活动的，所以输出功率密度对于块88的传输而言增加，如箭头94所示。然后，设备10可使用第二组活动天线和增大的输出功率电平(例如，基于在从基站11接收到的TPC命令中增大输出功率电平的指令)来传输块90。与箭头94相关联的输出功率密度的增加大于与在来自基站11的TPC指令中识别的功率斜升相关联的输出功率的增加。因此，从基站11的角度来看，与箭头94相关联的输出功率密度的增加可形成意外的输出功率不连续。基站11以及因此网络52可将该不连续不正确地解释为传播条件的变化，可不正确地确定设备10已不满足对功率斜升的射频要求，或者可作出不很好地符合设备10的实际行为的网络决定，这可导致总体吞吐量和网络性能的降低。
绘图82示出了示例性输出功率斜升，其中设备10还被调度为以不同传输带宽传输连续符号。例如，如绘图82所示，设备10可以第一输出功率电平传输窄带宽块98。然后，设备10可以大于第一输出功率电平的第二输出功率电平(例如，基于从基站11接收到的TPC命令中增加输出功率电平的指令)传输窄带宽块100。然后，设备10可以大于第二输出功率电平的第三输出功率电平(例如，基于从基站11接收到的TPC命令中增加输出功率电平的指令并且基于基站11的资源分配的变化)传输宽带宽块102。然后，设备10可以大于第二输出功率电平的第四输出功率电平(例如，基于从基站11接收到的TPC命令中增加输出功率电平的指令)传输宽带宽块104。设备10可使用第一组活动天线来传输窄带宽块98和100，但可放大以使用第二组活动天线(例如，其中第二组包括比第一组更多的活动天线)来传输宽带宽块102和104。活动天线的数量的这种增加可引起输出功率密度不连续，如箭头96所示。基站11以及因此网络52可将该不连续不正确地解释为传播条件的变化，可不正确地确定设备10已不满足对功率斜升的射频要求，或者可作出不很好地符合设备10的实际行为的网络决定，这可导致总体吞吐量和网络性能的降低。
为了减少这些问题(例如，当设备10执行天线增减操作时与意外的输出功率密度不连续相关联的问题)，设备10可通知基站11何时已发生天线增减操作。一旦设备通知，网络就可以能够容忍一定量的设备输出功率的变化。图8是可由图5的无线网络50执行以适应由设备10执行的传输(上行链路)天线增减操作的步骤的流程图。图8的步骤110(例如，步骤114、122、124、130、132、138和140)可由基站11和/或网络52执行。图8的步骤112(例如，步骤116、118、120、126、128、134和136)可由设备10执行。
在步骤114处，基站11可(例如，使用图5的信号波束58和下行链路信号62)向设备10传输上行链路许可分配。基站11可例如使用5G NR通信协议的物理下行链路控制信道(PDCCH)来传输上行链路许可分配作为下行链路控制信息(DCI)。上行链路许可分配可包括用于设备10的上行链路资源块(RB)分配(例如，多个资源块R0)和输出功率电平分配P0(其可由设备基于传输功率控制程序来确定或由网络所传输的TPC控制元件来确定)，以用于(例如，基于由基站11保持的通信调度)向基站11传输上行链路信号。资源块分配中的资源块的数量可限定分配给设备10用于传输上行链路信号的带宽。
在步骤116处，设备10可(例如，使用一个或多个天线30)从基站11接收上行链路许可分配。
在步骤118处，设备10可使用从基站11接收到的上行链路许可分配(例如，使用由基站11分配给设备10的R0资源块和输出功率电平P0)来传输上行链路信号(例如，图5的上行链路信号60)。设备10可使用第一天线增减设置(例如，使用相控天线阵列36中的第一组或数量N0个天线30)来传输上行链路信号。数量N0个天线30可包括所有天线30或相控天线阵列36中的天线30的任何期望子集。例如，设备10可使用5G NR通信协议的物理上行链路共享信道(PUSCH)、物理上行链路控制信道(PUCCH)或探测参考信号(SRS)来传输上行链路信号。
在任选的步骤120处，设备10可向基站11(例如，使用第一数量N0个天线30)传输天线增减前功率余量(PHAS)报告。设备10可使用物理层(PHY)信令、媒体访问控制层控制元件(MAC CE)信令或无线电资源控制(RRC)信令来传输PHAS报告。PHAS报告可基于设备10的具体实施，并且可向网络52提供关于设备10上的未来天线增减的抢占信息(例如，在设备10的输出功率电平达到预先确定的阈值水平之后将由设备10执行天线增减操作的信息)。PHAS报告可例如识别在设备10将增加用于传输上行链路信号的活动天线的数量之前存在多少输出功率余量(例如，当前输出功率与将触发天线增减的输出功率电平之间的功率电平差值)。如果需要，设备10可在处理图6的步骤70时生成PHAS报告(例如，基于在设备10处收集的无线性能度量和/或功率消耗信息)。如果需要，可省略步骤120。如果需要，网络52和/或基站11可使用RRC信令来配置PHAS报告的预先确定的阈值水平，使得设备10基于达到所配置的预先确定的阈值水平的功率电平差值来传输PHAS报告。
在步骤122处，基站11可使用上行链路许可分配和相控天线阵列36中的一组N0个天线30来接收由设备10传输的上行链路信号。在设备10向基站11发送PHAS报告的情况下，基站11可使用PHAS报告来开始适应将由设备10执行的未来天线增减。例如，基站11可忽略将由于未来天线增减而发生的输出功率密度不连续，或者可执行任何其他合适的动作。
在步骤124处，基站11可(例如，使用图5的信号波束58和下行链路信号62)向设备10传输TPC命令。基站11可例如使用5G NR通信协议的PDCCH来传输TPC命令。TPC命令可识别设备10在上行链路信号60的后续传输中使用的输出功率电平变化ΔP1。输出功率电平变化ΔP1可以是输出功率电平的降低或者可以是输出功率电平的增加(例如，如图7的绘图80和82所示的逐渐输出功率电平斜升中的输出功率电平的增加)。
在步骤126处，设备10可接收由基站11传输的TPC命令。
在步骤128处，设备10可使用从基站11接收到的上行链路许可分配(例如，使用分配给设备10的R0资源块)并且使用更新的输出功率电平(例如，基于在TPC命令中接收到的输出功率电平ΔP1的变化的输出功率电平P0+ΔP1)来传输上行链路信号(例如，图5的上行链路信号60)。设备10可使用第一天线增减设置(例如，使用相控天线阵列36中的第一数量N0个天线30)来传输这些上行链路信号。例如，设备10可使用5G NR通信协议的PUSCH、PUCCH或SRS来传输上行链路信号。
在步骤130处，基站11可使用R0资源块、输出功率电平P0+ΔP1以及相控天线阵列36中的一组N0个天线30来接收由设备10传输的上行链路信号。
在步骤132处，基站11可(例如，使用图5的信号波束58和下行链路信号62)向设备10传输另一个TPC命令。基站11可例如使用5G NR通信协议的PDCCH来传输TPC命令。TPC命令可识别设备10在上行链路信号60的后续传输中使用的输出功率电平变化ΔP2。输出功率电平变化ΔP2可以是输出功率电平的降低或者可以是输出功率电平的增加(例如，如图7的绘图80和82所示的逐渐输出功率电平斜升中的输出功率电平的增加)。基站11还可将一组新上行链路资源块(例如，多个资源块R1)分配给设备10以用于后续的上行链路传输。
在步骤134处，设备10可接收来自设备10的TPC命令和新的资源块分配。
在步骤136处，设备10可使用从基站11接收到的上行链路许可分配(例如，使用分配给设备10的R1资源块)并且使用更新的输出功率电平(例如，基于所接收到的TPC命令中的输出功率电平)来传输上行链路信号(例如，图5的上行链路信号60)。设备10可使用第二天线增减设置(例如，使用相控天线阵列36中的第二组或数量N1个天线30)来传输这些上行链路信号。数量N1个天线30可包括所有天线30或相控天线阵列36中的天线30的任何期望子集。例如，设备10可确定应当在处理步骤136之前或同时(例如，基于所收集的无线性能度量和/或功率消耗信息)的任何期望时间使用数量N1个天线30来优化无线性能和功率消耗。使用N1个天线30可向设备10的输出功率密度引入输出功率不连续PE(例如，输出功率不连续，诸如与图7的箭头94或96相关联的不连续)。因此，在步骤136处传输上行链路信号时，设备10的输出功率电平可为P0+ΔP1+ΔP2+PE。例如，设备10可使用5G NR通信协议的PUSCH、PUCCH或SRS来传输上行链路信号。
为了通知基站11和网络52天线增减设置的改变，设备10还可向基站11传输天线增减指示(在本文中有时被称为天线增减信息、天线增减标识符、天线增减指示消息或天线增减消息)。天线增减指示可通知基站11和网络52设备10已改变用于传输上行链路信号的活动天线的数量。设备10可使用5G NR通信协议的PUSCH、PUCCH、SRS、MAC CE或RRC来传输天线增减指示。
在一种合适的布置中，设备10可通过使用5G NR通信协议的PUSCH、PUCCH或SRS将天线增减指示附加到由设备10传输的上行链路信号来传输该天线增减指示。天线增减指示可例如为单个位。可使用5G NR通信协议的PUSCH、PUCCH或SRS将该单个位附加到由设备10传输的上行链路信号。该单个位可具有两种逻辑状态(例如，“1”和“0”)。在第一逻辑状态下，该单个位可指示天线增减设置的改变(例如，活动传输天线的数量的改变)已发生。在第二逻辑状态下，该单个位可指示天线增减设置没有发生改变(例如，每当用于传输上行链路信号的活动天线的数量没有改变时，该单个位在第二逻辑状态下可附加到上行链路信号)。例如，网络52可能够基于当前TDC趋势(例如，基于功率是斜升还是斜降)推断在天线增减操作之后有更多还是更少的天线为活动的。
在另一种合适的布置中，天线增减指示可为两个位。这两个位可具有四种逻辑状态(例如，“00”、“01”、“10”和“11”)。除了识别天线增减是否已发生改变之外，这两个位还可识别用于传输上行链路信号的活动天线的数量是否已增加或减少。在又一种合适的布置中，天线增减指示可为三个或更多个位。例如，这可允许设备10通知基站11活动天线的数量是否已改变，活动天线的数量是否已增加或减少，以及增加或减少的大小。这些示例仅为例示性的，通常可使用任何期望的天线增减指示。
在步骤138处，基站11可接收由设备10传输的(例如，使用所分配的R1资源块、N1个天线30和输出功率电平P0+ΔP1+ΔP2+PE来传输的)上行链路信号和天线增减指示。
在步骤140处，基站11和/或网络52可基于从设备10接收到的天线增减指示来采取合适的动作。例如，基站11可跟踪设备10在不同的天线增减设置下的行为(例如，通过收集每个设置的波束质量报告)，可基于天线增减设置的改变来将网络资源重新分配给设备10，并且/或者可执行任何其他期望的操作以使基站11和网络52的行为和调度适应天线增减设置的改变。如果需要，基站11和/或网络52可将信道状态信息参考信号(CSI-RS)资源分配给设备10，以从设备10收集针对新的重新增减的天线架构的新波束质量报告。如果需要，基站11和/或网络52可在天线增减设置改变之前分配本地化到设备10已基于天线架构选择的波束的CSI-RS资源。
这样，基站11和网络52可适应设备10处天线增减设置的改变，而不会将输出功率电平不连续不正确地解释为传播条件的变化，不正确地确定设备10已不满足射频要求，或者作出不很好地符合设备10的实际行为的网络决定，从而尽管在设备10处天线增减设置发生改变，也优化网络吞吐量和性能。在其他合适的布置中，如果需要，基站11可响应于接收到天线增减指示而指示设备10恢复到其先前的天线增减或者使用不同的天线增减，可响应于接收到天线增减指示而允许无线性能度量信息在作出进一步网络决定之前汇聚(例如，而不是在识别出输出功率密度不连续时立即确定设备10不满足射频要求)，可响应于接收到天线增减指示而忽略输出功率电平不连续，或者可响应于接收到天线增减指示而执行任何其他期望的动作。在(例如，在步骤120处)设备10传输PHAS报告的情况下，基站11和/或网络52可准备附加的波束质量报告状态和CSI-RS资源以跟踪设备10的附加天线增减设置(例如，天线架构状态)(例如，在步骤122之后的任何期望时间)，并且/或者可例如通过利用来自从设备10接收到的PHAS报告的信息通知后续TPC命令中的ΔP值来优化TPC算法收敛。图8的步骤仅为例示性的，并且如果需要，可以其他顺序执行。如果需要，可同时执行图8的步骤中的两个或更多个步骤。
图9是可由图5的无线网络50执行以适应由设备10执行的接收(下行链路)天线增减操作的步骤的流程图。图9的步骤150(例如，步骤154、158、166和168)可由基站11和/或网络52执行。图8的步骤152(例如，步骤156、160、162和164)可由设备10执行。
在步骤154处，基站11可(例如，使用图5的信号波束58和下行链路信号62)向设备10传输下行链路许可分配。基站11可例如使用5G NR通信协议的PDCCH中的DCI来传输下行链路许可分配。下行链路许可分配可包括下行链路资源块(RB)分配(例如，多个资源块R0)。
在步骤156处，设备10可(例如，使用一个或多个天线30)从基站11接收下行链路许可分配。
在步骤158处，基站11可(例如，使用图5的信号波束58和下行链路信号62)向设备10传输下行链路数据。基站11可例如使用5G NR通信协议的物理下行链路共享信道(PDSCH)来传输下行链路数据。
在步骤160处，设备10可(例如，通过PDSCH)从基站11接收下行链路数据。设备10可使用在步骤156处接收到的下行链路资源块分配并且使用第一组N0个天线30来接收下行链路数据。
在步骤162处，设备10可确定不再需要第一组N0个天线30来以令人满意的波束/信号质量继续接收(例如，设备10不再需要使用相同数量的活动天线来接收处于或高于预先确定的目标SNR阈值水平的下行链路信号)。设备10可在处理图6的步骤70时(例如，基于所收集的无线性能度量和/或功率消耗信息)进行该确定。然后，设备10可使用第二组N1个天线30来改变天线增减设置以开始接收下行链路信号。在该示例中，第二组N1个天线30包括比第一组N0个天线30更少的天线。然而，这仅为例示性的，并且如果需要，N0可小于N1。
在步骤164处，设备10可通过向基站11传输天线增减指示来向基站11和网络52通知天线增减设置的改变。天线增减指示可通知基站11和网络52设备10已改变用于传输下行链路信号的活动天线的数量。设备10可使用5G NR通信协议的PUSCH、PUCCH、SRS、MAC CE或RRC来传输天线增减指示。在另一种合适的布置中，设备10可将天线增减指示与传输到基站11的混合自动重传请求(HARQ)反馈捆绑在一起。天线增减指示可为单个位、两个位或多于两个位(例如，以通知基站11是否已发生天线增减，活动天线的数量是否已增加或减少，并且/或者活动天线的数量已增加或减少的程度)。如果需要，天线增减指示的位可与传输到基站11的其他上行链路数据附加或捆绑。
在步骤166处，基站11可接收由设备10传输的天线增减指示。
在步骤168处，基站11和/或网络52可基于从设备10接收到的天线增减指示来采取合适的动作。例如，基站11可跟踪设备10在不同的天线增减设置下的行为(例如，通过收集每个设置的波束质量报告)，可基于天线增减指示的改变来将网络资源重新分配给设备10，并且/或者可执行任何其他期望的操作以使基站11和网络52的行为和调度适应天线增减设置的改变。如果需要，基站11和/或网络52可将CSI-RS资源分配给设备10，以从设备10收集针对新的重新增减的天线架构的新波束质量报告。如果需要，基站11和/或网络52可在天线增减设置改变之前分配本地化到设备10已基于天线架构选择的波束的CSI-RS资源。
这样，基站11和网络52可适应设备10处天线增减设置的改变，而不会将输出功率电平不连续不正确地解释为传播条件的变化，不正确地确定设备10已不满足射频要求，或者作出不很好地符合设备10的实际行为的网络决定，从而尽管在设备10处天线增减设置发生改变，也优化网络吞吐量和性能。在其他合适的布置中，如果需要，基站11可响应于接收到天线增减指示而指示设备10恢复到其先前的天线增减或者使用不同的天线增减，可响应于接收到天线增减指示而允许无线性能度量信息在作出进一步网络决定之前汇聚(例如，而不是在识别出输出功率密度不连续时立即确定设备10不满足射频要求)，可响应于接收到天线增减指示而忽略输出功率电平不连续，或者可响应于接收到天线增减指示而执行任何其他期望的动作。
如果需要，图9的步骤可独立于图8的步骤来执行(例如，设备10可中断波束对应并使用与用于接收下行链路信号的天线增减设置不同的用于传输上行链路信号的天线增减设置，并且可向基站11提供关于传输天线的数量和接收天线数量两者的改变的天线增减指示)。图9的步骤仅为例示性的，并且如果需要，可以其他顺序执行。如果需要，可同时执行图9的步骤中的两个或更多个步骤。天线增减设置(例如，相控天线阵列36中在任何给定时间的一组活动天线和不活动天线)在本文中有时也被称为相控天线阵列36的空间滤波器。执行天线增减设置的改变在本文中有时可被称为执行天线增减操作或改变相控天线阵列36的空间滤波器。
在图8和图9的示例中，设备10确定何时需要进行天线增减并且独立地执行天线增减操作(例如，而不是由网络52指示这样做)。在另一种合适的布置中，基站11和/或网络52可控制设备10何时或如何执行天线增减操作。作为两个示例，基站11和/或网络52可基于由设备10传输的CSI-RS报告无效消息或基于波束优先级值来控制由设备10执行的天线增减操作。
图10是可由图5的无线网络50在基于由设备10传输的CSI-RS报告无效消息来执行天线增减操作时执行的示例性步骤的流程图。图10的步骤180(例如，步骤184、192、195和196)可由基站11和/或网络52执行。图10的步骤182(例如，步骤186、188、190和194)可由设备10执行。
在步骤184处，基站11可向设备10传输下行链路信号。下行链路信号可包括识别设备10用于接收下行链路信号的活动天线30(例如，用于接收下行链路信号的数量N0个天线30)的信息。下行链路信号还可包括用于执行下文详细描述的图10的后续执行的步骤中的一个或多个步骤的指令。
在步骤186处，设备10可接收由基站11传输的下行链路信号。然后，设备10可使用在下行链路信号中识别的活动天线(例如，数量N0个天线30)来接收后续下行链路信号。
在步骤188处，设备10可基于所接收到的下行链路信号(例如，基于使用数量N0个天线30接收到的信号)来生成波束质量报告。波束质量报告可包括与能够使用N0个活动天线30形成的不同信号波束相关联的任何期望的无线性能度量信息。
在步骤190处，设备10可(例如，使用5G NR通信协议的PUSCH、PUCCH和/或SRS)向基站11传输波束质量报告。
在步骤192处，基站11可接收由设备10传输的波束质量报告。
在步骤194处，设备10可确定需要改变天线增减设置。设备10可基于在接收下行链路信号时(例如，在处理图6的步骤70时)收集的无线性能度量和/或功率消耗信息来进行这种确定。然后，设备10可(例如，使用5G NR通信协议的PUSCH、PUCCH和/或SRS)向基站11传输波束无效消息诸如CSI-RS报告无效消息。CSI-RS报告无效消息可识别波束质量报告中的哪些波束质量报告对于在天线增减设置改变之后继续接收下行链路数据不再有效。例如，CSI-RS报告无效消息可识别出信号波束56(图5)不再有效(例如，当设备10确定图5的信号波束54的较低峰值增益将仍然能够满足SNR要求时)。
在步骤195处，基站11可从设备10接收CSI-RS报告无效消息。
在步骤196处，基站11和/或网络52可基于所接收到的CSI-RS报告无效消息和所接收到的波束质量报告来识别设备10上用于下行链路信号接收的一组新天线30(例如，用于接收下行链路信号的数量N1个天线30)。例如，在CSI-RS报告无效消息识别出信号波束56不再有效的示例中，基站11可将形成信号波束54的一组天线(图5)识别为该组新天线30。然后，处理可循环回到步骤184，如箭头198所示，并且基站11可指示设备10开始使用该组新天线30(例如，使用N1个天线30)来接收下行链路信号。
基站11和/或网络52还可执行任何其他期望的操作以适应设备10的天线增减设置的改变。例如，基站11和/或网络52可分配附加CSI-RS或SRS资源以更新设备10的波束质量报告，并且/或者可执行任何其他期望的操作以使基站11和网络52的行为和调度适应设备10处的天线增减设置的改变。这样，基站11和网络52可适应设备10处天线增减设置的改变，而不会将输出功率电平不连续不正确地解释为传播条件的变化，不正确地确定设备10已不满足射频要求，或者作出不很好地符合设备10的实际行为的网络决定，从而尽管在设备10处天线增减设置发生改变，也优化网络吞吐量和性能。图10的步骤仅为例示性的，并且如果需要，可以其他顺序执行。如果需要，可同时执行图10的步骤中的两个或更多个步骤。
图11是可由图5的无线网络50在基于由设备10传输的波束优先级值来执行天线增减操作时执行的示例性步骤的流程图。图11的步骤200(例如，步骤204、216、218和220)可由基站11和/或网络52执行。图11的步骤202(例如，步骤206至214和222)可由设备10执行。
在步骤204处，基站11可向设备10传输下行链路信号。下行链路信号可包括用于执行下文详细描述的图11的后续执行的步骤中的一个或多个步骤的指令。
在步骤206处，设备10可接收由基站11传输的下行链路信号。
在步骤208处，设备10可使用不同的接收信号波束来测量所接收到的下行链路信号，并且可针对这些接收信号波束中的每个接收信号波束生成对应的波束质量报告(例如，如CSI框架中所定义的)。
在步骤210处，设备10可针对每个波束质量报告(例如，针对每个接收信号波束)生成功率节省空间滤波器优先级值。每个优先级值(在本文中有时被称为功率节省优先级值)可与功率节省设备10的电平对应，该电平可通过使用与该优先级值对应的接收信号波束来导出。例如，设备10可分配第一功率节省优先级值以接收使用相控天线阵列36中的所有可用天线30的信号波束，可分配第二功率节省优先级值以接收使用相控天线阵列36中的可用天线30中的一半天线的信号波束(例如，其中第二功率节省优先级值对应于比第一功率节省优先级值更多的功率节省)等。功率节省优先级值的数量可以是可变的(例如，由网络52配置并且在步骤204之前或之后提供给设备10)，可以是固定的(例如，在通信协议的规范中定义)，或者可基于设备10的能力来配置。
在步骤212处，设备10可将所生成的功率节省优先级值附加到所生成的波束质量报告中的对应波束质量报告。
在步骤214处，设备10可将具有所附加的功率节省优先级值的波束质量报告传输到基站11。
在步骤216处，基站11可接收由设备10传输的波束质量报告和功率节省优先级值。
在步骤218处，基站11和/或网络52可基于从设备10接收到的波束质量报告和功率节省优先级值来识别设备10上用于下行链路信号接收的一组新天线30。例如，基站11可从设备10接收针对第一接收信号波束的第一波束质量报告，并且可接收针对第二接收信号波束的第二波束质量报告。第一接收信号波束可具有第一功率节省优先级值，并且第二接收信号波束可具有第二功率节省优先级值，第二功率节省优先级值是比第一功率节省优先级值更高的优先级(例如，对应于更多功率节省)。基站11和/或网络52可选择第二接收信号波束以供设备10随后使用(并且因此选择能够形成第二接收信号波束的一组对应的新天线)以优化设备10处的功率消耗。相反的过程可在信号条件下降时应用。例如，一旦信号质量下降到超过特定阈值，网络就可以作出将第一接收信号波束(及其对应的活动天线)分配给设备10的决定，该特定阈值可由设备10的能力确定、由网络52配置或者在通信协议的规范中捕获。
在步骤220处，基站11可向设备10传输识别设备10用于后续下行链路信号接收的接收信号波束和对应的新天线的信息。基站11可继续向设备10传输下行链路信号，并且设备10可使用由基站11识别的接收信号波束和对应的新天线来接收下行链路信号(步骤222)。基站11和/或网络52还可执行任何其他期望的操作以适应设备10的天线增减设置的改变。例如，基站11和/或网络52可分配资源以更新设备10的波束质量报告，并且/或者可执行任何其他期望的操作以使基站11和网络52的行为和调度适应设备10处的天线增减设置的改变。这样，基站11和网络52可适应设备10处天线增减设置的改变，而不会将输出功率电平不连续不正确地解释为传播条件的变化，不正确地确定设备10已不满足射频要求，或者作出不很好地符合设备10的实际行为的网络决定，从而尽管在设备10处天线增减设置发生改变，也优化网络吞吐量和性能。图11的步骤仅为例示性的，并且如果需要，可以其他顺序执行。如果需要，可同时执行图11的步骤中的两个或更多个步骤。
图10和图11的示例涉及在设备10处执行用于接收下行链路信号的天线增减操作。图12是涉及使用基站11和/或网络52来控制由设备10在向基站11传输上行链路信号时执行的天线增减操作的示例性步骤的流程图。图12的步骤230(例如，步骤234、238、244和248至256)可由基站11和/或网络52执行。图12的步骤232(例如，步骤236、240、242和246)可由设备10执行。
在步骤234处，基站11可向设备10发送识别供设备10用于传输上行链路信号的信号波束的信息。
在步骤236处，设备10可接收由基站11发送的信息，并且可使用所识别的信号波束(例如，使用能够形成所识别的信号波束的一组天线30)来传输上行链路信号。
在步骤238处，基站11可接收由设备10传输的上行链路信号并且可测量对应的波束质量。
在步骤240处，设备10可确定可使用比在步骤234处识别的信号波束具有更大功率节省的新信号波束来实现当前输出功率电平。
在步骤242处，设备10可向基站11传输对SRS的请求。
在步骤244处，基站11可从设备10接收对SRS的请求。基站11可生成对应的SRS许可并且可向设备10传输SRS许可。
在步骤246处，设备10可接收由基站11传输的SRS许可。然后，设备10可使用具有更大功率节省的新信号波束(例如，如步骤240所确定)和能够形成新传输信号波束的一组对应的活动天线元件来向基站11传输探测参考信号(SRS)。
在步骤248处，基站11可接收由设备10传输的SRS，并且可测量对应的波束质量。
在步骤250处，基站11和/或网络52可确定从网络的角度来看的当前信号波束(例如，在步骤234处识别的并且通过在步骤238处测量的波束质量来表征的信号波束)和探测信号波束(例如，在步骤246处使用的并且通过在步骤248处测量的波束质量来表征的信号波束)之间的上行链路波束质量的差值是否小于预先确定的阈值(例如，以dB为单位)。如果差值超过阈值，则基站11可指示设备10继续使用在步骤234处识别的信号波束，或者可采取其他合适的动作。如果差值未超过阈值，则处理可前进至步骤252。
在步骤252处，基站11和/或网络52可中断设备10的传输和接收波束对应。例如，基站11和/或网络52可保持PDSCH和/或PDCCH的现有准共址(QCL)映射(例如，设备10可继续使用在步骤234处识别的信号波束来从基站11接收下行链路信号)，并且可在PUSCH和/或PUCCH与SRS之间分配不同的QCL映射(例如，使得设备10可使用在步骤246处使用的新信号波束来传输上行链路信号)。
在可选步骤254处，基站11和/或网络52可在用于下行链路的波束上周期性地分配SRS，以将上行链路波束质量差值保持在预定阈值内。
在可选步骤256处，基站11和/或网络52可重新建立设备10的传输和接收波束对应。例如，基站11和/或网络52可将PUCCH和/或PUSCH的QCL映射重新配置为与PDSCH和/或PDCCH对应的下行链路RS(例如，设备10可恢复为使用在步骤234处识别的波束来传输后续上行链路信号)。
默认情况下，假设上行链路/下行链路波束对应，PUCCH在与PDSCH相同的信号波束上。这意味着设备10需要将与用于PDSCH的天线相同数量的天线用于PUCCH。然而，使用PUCCH传送的信号是将受益于减少天线数量的信号类型，因为即使PUSCH是最大功率，这些信号也通常比PUSCH弱(例如，PUCCH通常使用比PUSCH更小的带宽，因此考虑到两者的功率谱密度(PSD)相等，PUCCH导致更低的传输功率)。可能取决于设备10的具体实施来确定触发该行为的低带宽传输的阈值。此外，该阈值可由设备10作为能力发信号通知、由网络52配置或在通信协议的规范中定义。
如果需要，设备10可发起SRS请求以在具有低带宽和改善的功率节省的传输空间滤波器(例如，一组活动天线)上发送探测信号。在这种情况下，设备10可使用所传输的SRS请求(例如，在步骤242处)中的附加位或MAC CE标头来指示探测请求用于低带宽传输(例如，PUCCH或窄带PUSCH传输)。网络52可保持PDSCH和/或PDCCH的现有QCL映射(例如，设备10可继续使用在步骤234处识别的信号波束来接收下行链路信号)，并且可在PUCCH和/或窄带PUSCH与SRS之间分配不同的QCL映射。
如果需要，设备10还可向基站11提供关于最佳带宽的信息以及功率节省优先级值(例如，在处理图11的步骤214时)。作为一个示例，附加位可被附加到传输(例如，在图11的步骤214处)以指示给定的功率节省优先级值也适用于低带宽传输和/或接收。低带宽传输或接收的阈值可由设备10的能力限定或由网络配置。低带宽上行链路和低带宽下行链路也可以是单独的值和能力。
这样，基站11和网络52可适应设备10处天线增减设置的改变，而不会将输出功率电平不连续不正确地解释为传播条件的变化，不正确地确定设备10已不满足射频要求，或者作出不很好地符合设备10的实际行为的网络决定，从而尽管在设备10处天线增减设置发生改变，也优化网络吞吐量和性能。图12的步骤仅为例示性的，并且如果需要，可以其他顺序执行。如果需要，可同时执行图12的步骤中的两个或更多个步骤。
设备10(例如，控制电路14和无线电路24)和/或基站11可被配置为使用硬件(例如，专用硬件或电路)、固件和/或软件来执行图5至图12的操作。用于执行图5至图12的操作的软件代码可被存储在存储电路20上(例如，存储电路20可包括存储软件代码的非暂态(有形的)计算机可读存储介质)。该软件代码可有时被称为程序指令、软件、数据、指令、或代码。被存储在存储电路20上的软件代码可由处理电路22执行(图3)。
根据一个实施方案，提供了一种操作具有相控天线阵列的电子设备以与无线基站通信的方法，该方法包括：利用相控天线阵列中的第一组天线以第一输出功率电平向无线基站传输上行链路信号；利用相控天线阵列从无线基站接收传输功率控制(TPC)命令；并且利用相控天线阵列中的第二组天线，基于所接收到的TPC命令以第二输出功率电平向无线基站传输上行链路信号，第二组天线包括与第一组天线不同数量的天线，第二输出功率电平不同于第一输出功率电平，并且由第二组天线传输的上行链路信号包括天线增减指示，该天线增减指示识别出电子设备已改变相控天线阵列中用于传输上行链路信号的活动天线。
根据另一个实施方案，由电子设备在5G新无线电(NR)通信协议的频率范围2(FR2)频率范围内传输上行链路信号。
根据另一个实施方案，该方法包括：利用相控天线阵列中的第三组天线从无线基站接收下行链路信号；在使用第三组天线来接收到下行链路信号之后，使用第四组天线从无线基站接收下行链路信号，第四组天线包括与第三组天线不同数量的天线；并且利用相控天线阵列向无线基站传输附加天线增减指示，该附加天线增减指示识别出电子设备已改变相控天线阵列中用于接收下行链路信号的活动天线。
根据另一个实施方案，第三组天线不同于第一组天线和第二组天线。
根据另一个实施方案，该方法包括：利用相控天线阵列向无线基站传输混合自动重传请求(HARQ)反馈，附加天线增减指示包括至少一个位，并且传输该附加天线增减指示包括将该至少一个位附加到传输到无线基站的HARQ反馈。
根据另一个实施方案，天线增减指示是单个位，该单个位具有第一逻辑状态和第二逻辑状态，第一逻辑状态识别出电子设备已改变相控天线阵列中用于传输上行链路信号的活动天线，第二逻辑状态识别出电子设备尚未改变用于传输上行链路信号的活动天线。
根据另一个实施方案，天线增减指示是两个位，并且该天线增减指示识别用于传输上行链路信号的活动天线的数量是否已增加或减少。
根据另一个实施方案，天线增减指示包括至少三个位。
根据另一个实施方案，第二组天线被配置为使用选自由以下项组成的组的5G新无线电(NR)通信协议信号来传输天线增减指示：物理上行链路共享信道(PUSCH)信号、物理上行链路控制信道(PUCCH)信号、探测参考信号(SRS)、媒体访问控制层控制元件(MAC CE)和无线电资源控制(RRC)消息。
根据另一个实施方案，该方法包括：在接收到TPC命令之前，利用相控天线阵列中的第一组天线向无线基站传输天线增减前功率余量(PHAS)报告，该PHAS报告识别在第二组天线将被用于传输上行链路信号之前存在的输出功率余量的量。
根据另一个实施方案，该电子设备包括控制电路，该方法包括：利用该控制电路在第一组天线传输上行链路信号时收集无线性能度量数据；利用该控制电路至少部分地基于该无线性能度量数据来确定是否应执行天线增减操作；以及响应于确定应当执行天线增减操作，利用该控制电路控制第二组天线来传输上行链路信号。
根据一个实施方案，提供了一种被配置为与具有天线的无线基站通信的电子设备，该电子设备包括相控天线阵列和控制电路，该控制电路被配置为：使用相控天线阵列中的第一组天线从无线基站接收5G新无线电(NR)通信协议的频率范围2(FR2)频率范围内的第一下行链路信号；使用相控天线阵列向无线基站传输波束质量报告，该波束质量报告是响应于由相控天线阵列中的第一组天线接收到第一下行链路信号而生成的；使用相控天线阵列向无线基站传输上行链路信号，该上行链路信号包括关于能够由相控天线阵列形成的接收信号波束的信息；以及使用相控天线阵列从无线基站接收第二下行链路信号，第二下行链路信号指示电子设备使用相控天线阵列中的第二组天线基于波束质量报告和关于由相控天线阵列传输的接收信号波束的信息来形成由无线基站识别的最佳接收信号波束，第二组天线包括与第一组天线不同数量的天线。
根据另一个实施方案，关于接收信号波束的信息包括与该接收信号波束相关联的信道状态信息参考信号(CSI-RS)报告无效消息。
根据另一个实施方案，中关于接收信号波束的信息包括与该接收信号波束相关联的功率节省优先级值。
根据另一个实施方案，功率节省优先级值被附加到从电子设备接收到的波束质量报告。
根据一个实施方案，提供了一种操作具有控制电路和相控天线阵列的电子设备以与无线基站通信的方法，该方法包括：利用相控天线阵列中的第一组天线以输出功率电平向无线基站传输上行链路信号；利用控制电路确定是否能够使用与使用第一组天线来传输上行链路信号相比对于电子设备具有更大功率节省的第二组天线来实现输出功率电平，第二组天线包括与第一组天线不同数量的天线；响应于确定能够使用与使用第一组天线来传输上行链路信号相比对于电子设备具有更大功率节省的第二组天线来实现第一输出功率电平，使用第一组天线来向无线基站传输探测参考信号(SRS)请求；利用相控天线阵列从无线基站接收SRS许可；以及响应于接收到SRS许可，利用控制电路控制第二组天线来向无线基站传输SRS。
根据另一个实施方案，由电子设备在5G新无线电(NR)通信协议的频率范围2(FR2)频率范围内传输上行链路信号。
根据另一个实施方案，该方法包括：利用相控天线阵列中不同于第一组天线和第二组天线的第三组天线从无线基站接收FR2频率范围内的下行链路信号。
根据另一个实施方案，该方法包括：利用控制电路将附加位附加到SRS请求，该附加位向无线基站指示SRS请求用于物理上行链路控制信道(PUCCH)传输。
根据另一个实施方案，该方法包括：利用控制电路将附加位附加到SRS请求，该附加位向无线基站指示SRS请求用于窄带物理上行链路共享信道(PUSCH)传输。
根据一个实施方案，提供了一种操作具有控制电路和天线的无线基站以与具有相控天线阵列的电子设备通信的方法，该方法包括：利用天线向电子设备传输5G新无线电(NR)通信协议的频率范围2(FR2)频率范围内的第一下行链路信号；利用天线从电子设备接收波束质量报告，该波束质量报告是响应于由相控天线阵列中的第一组天线接收到第一下行链路信号而在该电子设备处生成的；利用天线从电子设备接收上行链路信号，该上行链路信号包括关于能够由相控天线阵列形成的接收信号波束的信息；利用控制电路基于所接收到的波束质量报告和所接收到的关于接收信号波束的信息来识别相控天线阵列的最佳接收信号波束；以及利用天线向电子设备传输第二下行链路信号，第二下行链路信号指示该电子设备使用相控天线阵列中的第二组天线来形成最佳接收信号波束，并且其中第二组天线包括与第一组天线不同数量的天线。
根据另一个实施方案，关于接收信号波束的信息包括与该接收信号波束相关联的信道状态信息参考信号(CSI-RS)报告无效消息。
根据另一个实施方案，中关于接收信号波束的信息包括与该接收信号波束相关联的功率节省优先级值。
根据另一个实施方案，功率节省优先级值被附加到从电子设备接收到的波束质量报告。
前文仅为例示性的，并且在不脱离所述实施方案的范围和实质的情况下，本领域的技术人员可作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (24)

1.一种操作具有相控天线阵列的电子设备以与无线基站通信的方法，所述方法包括：
利用所述相控天线阵列中的第一组天线以第一输出功率电平向所述无线基站传输上行链路信号；
利用所述相控天线阵列从所述无线基站接收传输功率控制(TPC)命令；以及
利用所述相控天线阵列中的第二组天线，基于所接收到的TPC命令以第二输出功率电平向所述无线基站传输所述上行链路信号，其中所述第二组天线包括与所述第一组天线不同数量的天线，其中所述第二输出功率电平不同于所述第一输出功率电平，并且其中由所述第二组天线传输的所述上行链路信号包括天线增减指示，所述天线增减指示识别出所述电子设备已改变所述相控天线阵列中用于传输所述上行链路信号的活动天线。
2.根据权利要求1所述的方法，其中由所述电子设备在5G新无线电(NR)通信协议的频率范围2(FR2)频率范围内传输所述上行链路信号。
3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
利用所述相控天线阵列中的第三组天线从所述无线基站接收下行链路信号；
在使用所述第三组天线来接收到所述下行链路信号之后，使用第四组天线从所述无线基站接收所述下行链路信号，其中所述第四组天线包括与所述第三组天线不同数量的天线；以及
利用所述相控天线阵列向所述无线基站传输附加天线增减指示，其中所述附加天线增减指示识别出所述电子设备已改变所述相控天线阵列中用于接收所述下行链路信号的活动天线。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第三组天线不同于所述第一组天线和所述第二组天线。
5.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括：
利用所述相控天线阵列向所述无线基站传输混合自动重传请求(HARQ)反馈，其中所述附加天线增减指示包括至少一个位，并且其中传输所述附加天线增减指示包括将所述至少一个位附加到被传输到所述无线基站的所述HARQ反馈。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线增减指示是单个位，所述单个位具有第一逻辑状态和第二逻辑状态，所述第一逻辑状态识别出所述电子设备已改变所述相控天线阵列中用于传输所述上行链路信号的活动天线，所述第二逻辑状态识别出所述电子设备尚未改变用于传输所述上行链路信号的活动天线。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线增减指示是两个位，并且其中所述天线增减指示识别用于传输所述上行链路信号的所述活动天线的数量是否已增加或减少。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线增减指示包括至少三个位。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二组天线被配置为使用选自由以下项组成的组的5G新无线电(NR)通信协议信号来传输所述天线增减指示：物理上行链路共享信道(PUSCH)信号、物理上行链路控制信道(PUCCH)信号、探测参考信号(SRS)、媒体访问控制层控制元件(MAC CE)和无线电资源控制(RRC)消息。
10.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
在接收到所述TPC命令之前，利用所述相控天线阵列中的所述第一组天线向所述无线基站传输天线增减前功率余量(PHAS)报告，所述PHAS报告识别在所述第二组天线将被用于传输所述上行链路信号之前存在的输出功率余量的量。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述电子设备包括控制电路，所述方法还包括：
利用所述控制电路在所述第一组天线传输所述上行链路信号时收集无线性能度量数据；
利用所述控制电路至少部分地基于所述无线性能度量数据来确定是否应执行天线增减操作；以及
响应于确定应当执行所述天线增减操作，利用所述控制电路控制所述第二组天线来传输所述上行链路信号。
12.一种被配置为与具有天线的无线基站通信的电子设备，所述电子设备包括：
相控天线阵列；和
控制电路，所述控制电路被配置为：
使用所述相控天线阵列中的第一组天线从所述无线基站接收5G新无线电(NR)通信协议的频率范围2(FR2)频率范围内的第一下行链路信号，
使用所述相控天线阵列向所述无线基站传输波束质量报告，所述波束质量报告是响应于由所述相控天线阵列中的所述第一组天线接收到所述第一下行链路信号而生成的，
使用所述相控天线阵列向所述无线基站传输上行链路信号，所述上行链路信号包括关于能够由所述相控天线阵列形成的接收信号波束的信息，以及
使用所述相控天线阵列从所述无线基站接收第二下行链路信号，其中所述第二下行链路信号指示所述电子设备使用所述相控天线阵列中的第二组天线基于所述波束质量报告和关于由所述相控天线阵列传输的所述接收信号波束的所述信息来形成由所述无线基站识别的最佳接收信号波束，其中所述第二组天线包括与所述第一组天线不同数量的天线。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其中关于所述接收信号波束的所述信息包括与所述接收信号波束相关联的信道状态信息参考信号(CSI-RS)报告无效消息。
14.根据权利要求12所述的电子设备，其中关于所述接收信号波束的所述信息包括与所述接收信号波束相关联的功率节省优先级值。
15.根据权利要求14所述的电子设备，其中所述功率节省优先级值被附加到从所述电子设备接收到的所述波束质量报告。
16.一种操作具有控制电路和相控天线阵列的电子设备以与无线基站通信的方法，所述方法包括：
利用所述相控天线阵列中的第一组天线以输出功率电平向所述无线基站传输上行链路信号；
利用所述控制电路确定是否能够使用与使用所述第一组天线来传输所述上行链路信号相比对于所述电子设备具有更大功率节省的第二组天线来实现所述输出功率电平，其中所述第二组天线包括与所述第一组天线不同数量的天线；
响应于确定能够使用与使用所述第一组天线来传输所述上行链路信号相比对于所述电子设备具有更大功率节省的所述第二组天线来实现所述第一输出功率电平，使用所述第一组天线来向所述无线基站传输探测参考信号(SRS)请求；
利用所述相控天线阵列从所述无线基站接收SRS许可；以及
响应于接收到所述SRS许可，利用所述控制电路控制所述第二组天线来向所述无线基站传输SRS。
17.根据权利要求16所述的方法，其中由所述电子设备在5G新无线电(NR)通信协议的频率范围2(FR2)频率范围内传输所述上行链路信号。
18.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括：
利用所述相控天线阵列中不同于所述第一组天线和所述第二组天线的第三组天线从所述无线基站接收所述FR2频率范围内的下行链路信号。
19.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括：
利用所述控制电路将附加位附加到所述SRS请求，所述附加位向所述无线基站指示所述SRS请求用于物理上行链路控制信道(PUCCH)传输。
20.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括：
利用所述控制电路将附加位附加到所述SRS请求，所述附加位向所述无线基站指示所述SRS请求用于窄带物理上行链路共享信道(PUSCH)传输。
21.一种操作具有控制电路和天线的无线基站以与具有相控天线阵列的电子设备通信的方法，所述方法包括：
利用所述天线向所述电子设备传输5G新无线电(NR)通信协议的频率范围2(FR2)频率范围内的第一下行链路信号；
利用所述天线从所述电子设备接收波束质量报告，所述波束质量报告是响应于由所述相控天线阵列中的第一组天线接收到所述第一下行链路信号而在所述电子设备处生成的；
利用所述天线从所述电子设备接收上行链路信号，所述上行链路信号包括关于能够由所述相控天线阵列形成的接收信号波束的信息；
利用所述控制电路基于所接收到的波束质量报告和所接收到的关于所述接收信号波束的信息来识别所述相控天线阵列的最佳接收信号波束；以及
利用所述天线向所述电子设备传输第二下行链路信号，其中所述第二下行链路信号指示所述电子设备使用所述相控天线阵列中的第二组天线来形成所述最佳接收信号波束，并且其中所述第二组天线包括与所述第一组天线不同数量的天线。
22.根据权利要求21所述的方法，其中关于所述接收信号波束的所述信息包括与所述接收信号波束相关联的信道状态信息参考信号(CSI-RS)报告无效消息。
23.根据权利要求21所述的方法，其中关于所述接收信号波束的所述信息包括与所述接收信号波束相关联的功率节省优先级值。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述功率节省优先级值被附加到从所述电子设备接收到的所述波束质量报告。
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