CN116391336A - 无线接入技术之间的回退和恢复 - Google Patents

Abstract

公开了用于回退处理的装置和方法的实施例。在一个示例中，一种用于回退处理的方法可以包括以第五代(5G)无线接入技术操作用户设备。该方法还可以包括保持第二代(2G)和第三代(3G)物理层组件处于热状态。该方法还可以包括保持2G和3G第2层组件处于非活动状态。

Description

无线接入技术之间的回退和恢复

背景技术

本公开的实施例涉及用于无线通信的装置和方法。

无线通信系统被广泛部署以提供各种电信服务，例如电话、视频、数据、消息、以及广播。在蜂窝通信中，例如第四代(4th-generation，4G)长期演进(long term evolution，LTE)和第五代(5th-generation，5G)新无线(new radio，NR)，第三代合作伙伴计划(3rdgeneration partnership project，3GPP)定义了一种协议栈，该协议栈包括统称为第2层的一组层：在堆栈中从高到低为分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，PDCP)层、无线链路控制(radio link control，RLC)层、以及介质访问控制(medium accesscontrol，MAC)。这些层在堆栈中位于物理层(physical layer，PHY)之上。PHY也称为第1层。如果用户设备能够以各种无线接入技术操作，则这些第2层和第1层电路可以在给定用户设备中以多个版本存在。

发明内容

本文公开了用于回退处理的装置和方法的实施例。

在一个示例中，一种用于回退处理的方法可以包括以第五代(5G)无线接入技术操作用户设备。该方法还可以包括保持第二代(second-generation，2G)和第三代(third-generation，3G)物理层组件处于热状态(warm state)。该方法还可以包括保持2G和3G第2层(layer 2，也称为层2)组件处于非活动状态。

在另一示例中，一种用于回退处理的方法可以包括以第五代(5G)无线接入技术操作用户设备。该方法还可以包括仅当发生无服务(out of service，OOS)覆盖或互联网协议(internet protocol，IP)多媒体子系统(IP multimedia subsystem，IMS)故障时，转换到第二代(2G)或第三代(3G)无线接入技术。

在另一示例中，一种用于回退处理的方法可以包括以第五代(5G)无线接入技术操作用户设备。该方法还可以包括确定回退到第二代(2G)或第三代(3G)无线接入技术中的至少一个的可能性。该方法还可以包括仅当可能性超过阈值时，回退到2G或3G无线接入技术。

在另一示例中，一种用于回退处理的方法可以包括以第五代(5G)无线接入技术操作用户设备。该方法还可以包括回退到第二代(2G)、第三代(3G)、或第四代(4G)无线接入技术中的至少一个。该方法还可以包括当尝试从2G、3G、或4G无线接入技术返回到5G无线接入技术时，仅执行5G无线接入技术系统的空闲模式搜索。

在另一示例中，一种用于回退处理的装置可以包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少以第五代(5G)无线接入技术操作该装置。至少一个存储器和计算机程序代码还可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少保持第二代(2G)和第三代(3G)物理层组件处于热状态。至少一个存储器和计算机程序代码还可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少保持2G和3G第2层组件处于非活动状态。

在另一示例中，一种用于回退处理的装置可以包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少以第五代(5G)无线接入技术操作该装置。至少一个存储器和计算机程序代码还可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少仅当发生无服务(OOS)覆盖或互联网协议(IP)多媒体子系统(IMS)故障时，转换到第二代(2G)或第三代(3G)无线接入技术。

在另一示例中，一种用于回退处理的装置可以包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少以第五代(5G)无线接入技术操作该装置。至少一个存储器和计算机程序代码还可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少确定回退到第二代(2G)或第三代(3G)无线接入技术中的至少一个的可能性。至少一个存储器和计算机程序代码还可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少仅当可能性超过阈值时，回退到2G或3G无线接入技术。

在另一示例中，一种用于回退处理的装置可以包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少以第五代(5G)无线接入技术操作该装置。至少一个存储器和计算机程序代码还可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少回退到第二代(2G)、第三代(3G)、或第四代(4G)无线接入技术中的至少一个。至少一个存储器和计算机程序代码还可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少当尝试从2G、3G、或4G无线接入技术返回到5G无线接入技术时，仅执行5G无线接入技术系统的空闲模式搜索。

附图说明

并入本文并形成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与描述一起进一步用于解释本公开的原理并使相关领域的技术人员能够做出和使用本公开。

图1示出了与本公开的某些实施例一致的涉及混合覆盖类型的覆盖图。

图2示出了与本公开的某些实施例一致的UE调制解调器堆栈。

图3示出了本公开的某些实施例的概览的状态图。

图4示出了根据本公开的某些实施例的用于非独立用户设备的第一种可选方案，即5G/4G最小化回退和恢复。

图5示出了根据本公开的某些实施例的用于非独立用户设备的第二种可选方案，即5G/4G快速优化回退和恢复。

图6示出了与本公开的某些实施例一致的UE调制解调器堆栈。

图7示出了本公开的某些实施例的概览的状态图。

图8示出了根据某些实施例的用于5G独立用户设备的5G最小化回退和恢复。

图9示出了根据某些实施例的用于5G独立用户设备的5G快速优化回退和恢复。

图10示出了根据某些实施例的节点。

图11示出了根据某些实施例的包括多个节点的网络。

将参考附图描述本公开的实施例。

具体实施方式

尽管描述了特定的配置和布置，但是应理解，这仅仅是出于说明的目的。相关领域的技术人员将认识到在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以使用其他配置和布置。对于相关领域的技术人员来说显而易见的是，本公开还可以用于各种其他应用中。

注意，说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”、“一些实施例”、“某些实施例”等的引用表示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构、或特性，但每个实施例不一定包括特定特征、结构、或特性。此外，这样的短语不一定指代相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构、或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施例实现这样的特征、结构、或特性在相关领域技术人员的知识范围内。

通常，可以至少部分地从上下文中的用法来理解术语。例如，本文使用的术语“一个或多个”可用于描述单数意义上的任何特征、结构、或特性，或可用于描述复数意义上的特征、结构、或特性的组合，这至少部分取决于上下文。类似地，术语，例如“一”、“一个”或“该”可以理解为传达单数用法或传达复数用法，这至少部分取决于上下文。此外，术语“基于”可以理解为不一定旨在传达一组排他性因素，而是可以允许存在不一定明确描述的其他因素，这同样至少部分取决于上下文。

现在将参考各种装置和方法描述无线通信系统的各个方面。这些装置和方法将在下面的具体实施方式中描述，并在附图中以各种块、模块、单元、组件、电路、步骤、操作、过程、算法等(统称为“元素”)来说明。这些元素可以使用电子硬件、固件、计算机软件、或其任何组合来实现。这些元素是作为硬件、固件还是软件来实现取决于特定的应用和对整个系统施加的设计约束。

本文描述的技术可以用于各种无线通信网络，例如码分多址(code divisionmultiple access，CDMA)系统、时分多址(time division multiple access，TDMA)系统、频分多址(frequency division multiple access，FDMA)系统、正交频分多址(orthogonalfrequency division multiple access，OFDMA)系统、单载波频分多址(single-carrierfrequency division multiple access，SC-FDMA)系统和其他网络。术语“网络”和“系统”经常互换使用。CDMA网络可以实施无线接入技术(radio access technology，RAT)，例如通用陆地无线接入(universal terrestrial radio access，UTRA)、演进型UTRA(evolvedUTRA，E-UTRA)、CDMA 2000等。TDMA网络可以实施RAT，例如全球系统移动通信(globalsystem for mobile communications，GSM)。OFDMA网络可以实施RAT，例如LTE或NR。本文描述的技术可用于上述无线网络和RAT以及其他无线网络和RAT。

图1示出了与本公开的某些实施例一致的涉及混合覆盖类型的覆盖图。

如图1所示，在典型的第五代(5G)蜂窝部署中，典型的运营商可能会在预期存在5G特定的低延迟和高吞吐量应用的小型集中热覆盖区采用5G系统。这样的覆盖区域可能会覆盖有覆盖区域更广的传统的长期演进(LTE)第四代(4G)系统。此外，这些区域通常覆盖有传统的第三代(3G)/第二代(2G)系统，以提供无缝覆盖并在任何用户设备(user equipment，UE)移出5G或4G系统覆盖范围时允许回退。

可以以多种无线接入技术(RAT)(例如，5G、4G、3G、2G)操作的UE可以使用多RAT系统选择搜索来获取合适且经过验证的系统。一旦获取5G系统并且处于空闲模式时，该UE将对相邻小区执行周期性测量，以评估其是否需要在覆盖范围更好的另一小区上重选相同或不同的RAT。

如果重选了较低技术RAT(例如3G)，则UE还可以在相邻小区上执行周期性测量以查看UE是否可以尽快触发对较高技术RAT(例如5G)的重选。

在5G和传统系统覆盖范围之间的边界处可能会发生从5G/4G到传统RAT并返回到5G/4G系统的乒乓(ping-pong)。

为了解决混合覆盖，5G/4G非独立(non-stand-alone，NSA)UE通常可能具有不会保持处于非活动状态的传统3G、2G协议、L2和L1堆栈。相反，这些无线系统可能准备好对相邻的3G和2G基站执行周期性测量。当UE移出5G/4G网络的覆盖范围时，并当3G或2G信号强度超过当前5G/4G系统的阈值时，UE可以重选到传统的3G或2G网络。

以5G为中心的UE可以配置为尽可能多地停留在5G/4G系统中，并且仅在绝对必要时才能够以最低的复杂度和功率回退到传统的3G/2G系统。

这种方法可能需要复杂的逻辑来保持所有多RAT堆栈(5G、4G、3G、2G)处于非活动状态，以促进RAT之间的RAT间重选。此外，这种方法可能需要复杂的多用户身份模块(subscriber identity module，SIM)逻辑来促进5G、4G、3G、2G之间的互通。

此外，这种方法可能会执行过多的测量，导致物理(PHY)层的资源使用效率低下。过多的测量还可能需要提高UE中的功率，并可能导致网络中的干扰。

在这种方法中，还可能存在多个RAT之间共享射频(radio frequency，RF)资源的复杂仲裁。可能需要大量软件逻辑和代码空间用于多RAT协议栈控制。此外，复杂的问题可能会导致向传统系统的非最佳回退，而不是尽可能长时间地停留在5G。

在本公开的某些实施例中，示出了从5G/4G到包括3G和2G的传统3GPP协议栈的一组简单且最小的以5G为中心的用户设备(UE)的回退和恢复方案。该方法的某些实施例可以使用较少的功率，并且可以通过仅在绝对必要时触发从5G/4G到传统系统的回退来消除复杂的多RAT仲裁逻辑。

还解释了从5G/4G非独立(NSA)或5G独立(standalone，SA)到传统3GPP 3G/2G协议栈的一组简化且最小的以5G为中心的用户设备(UE)的回退和恢复方案。

下面可以详细提供某些实施例的至少五个不同方面。某些实施例的第一方面涉及当用户设备处于纯5G/4G(5G/4G only)模式、非独立时，保持用户设备的传统协议栈处于冷状态(cold state)。在此方面(下文将更详细地描述)，如果以5G为中心的UE获取5G或4G网络以获取数据吞吐量和延迟的最大性能，则其可以加电以进入“5G4G_Only”NSA模式。传统的3G、2G协议栈可以都是非活动的，处于“COLD”状态。2G和3G的PHY层可以加电并进入低功率“热”状态。

某些实施例的第二方面涉及用户设备在纯5G/4G模式(也可以描述为非独立模式)下的第一回退方案。该方面在图4中示出并在下面描述。在此方面(下文将更详细地描述)，以5G为中心的NSAUE可以仅在无服务(OOS)覆盖或互联网协议(IP)多媒体子系统(IMS)故障时，通过简化且最小化的路径转换到传统系统。传统的3G/2G PHY层可能会在热启动中启动，而3G/2G协议栈可能会从冷启动中激活。

某些实施例的第三方面涉及用户设备在纯5G/4G模式下的第二回退方案。在此方面(下文将更详细地描述)，提供了回退到传统系统的替代路径，使用评分函数来评估回退发生路径的可能性，例如考虑相邻传统基站的位置和当前UE接收信号。

某些实施例的第四方面涉及在不执行连接状态切换的情况下恢复5G/4G。在此方面(下文将更详细地描述)，为了恢复到5G/4G，该方法可以包括通过测量和获取更高的5G/4G系统来仅进行空闲搜索，而不执行连接状态切换。

某些实施例的第五方面涉及纯5G独立用户设备。这可以看作是将上述方面扩展到纯5G独立(SA)或纯5G及更高版本的UE。

如上所述，图1示出了与本公开的某些实施例一致的涉及混合覆盖类型的覆盖图。更具体地，图1示出了具有3GPP传统LTE、4G、3G、2G覆盖的5G部署的示例。

以5G为中心的UE的一个目标可能是尽可能多地停留在5G/4G系统中，并且仅在绝对必要时才能够以最低的复杂度和功率回退到传统的3G/2G系统。本公开的某些实施例可以提供这些和其他益处和优点。

如上所述，某些实施例可以提供从5G/4G NSA或5G SA到传统3GPP 3G/2G协议栈的一组简化且最小的以5G为中心的UE的回退和恢复方案。

图2示出了与本公开的某些实施例一致的UE调制解调器堆栈。在这个以5G为中心的调制解调器中，5G/4G协议栈和PHY层大部分时间都处于活动状态，目标是尽可能保持在纯5G/4G模式(NSA)。在该模式下，5G和4G系统按照3GPP IRAT协议互通。

此外，提供UE的准确位置数据的全球定位系统(global positioning system，GPS)引擎允许UE计算到最近的相邻传统基站的距离。传统基站的位置信息可以在5G/4G开销消息中广播给UE。GPS引擎可以保持在活动模式。可以理解，GPS引擎可以广泛地包括任何合适的定位引擎，例如伽利略、全球导航卫星系统(global navigation satellitesystem，GLONASS)、北斗导航系统等。

传统的3G/2G协议栈处于冷模式或非活动模式。相应的3G/2G PHY层加电但进入低功率模式或热状态。协议栈和物理层在接收电流但电流电平低于典型的活动操作期间的电平(由于一些组件处于非活动状态等)时，可以视为低功率模式。

图3示出了本公开的某些实施例的概览的状态图。当加电时，UE可以尝试获取5G或4G系统。一旦成功，UE可以进入纯5G/4G模式(NSA)，在该模式下只有5G或4G协议栈和PHY层处于活动状态。传统3G/2G协议栈可以处于非活动或冷状态，这些协议栈各自的PHY层可以加电但处于低功率或热状态。

在5G/4G和3G/2G小区边缘，UE可能不得不回退到这些传统RAT。为了有效地做到这一点，可以选择第一种可选方案(5G/4G最小化回退和恢复)或第二种可选方案(5G/4G快速优化回退和恢复)。

在第一种可选方案中，如果UE移出5G/4G的覆盖范围，或者如果发生IMS故障，则UE可以转换到3G/2G模式。在这些传统模式中，UE可以周期性地扫描5G和4G系统以在空闲搜索期间进行恢复。空闲搜索可以包括通过对更高系统周期性地扫描得到的周期性测量。可以不进行连接切换。

在第二种可选方案中，UE可以在实际执行对传统RAT的重选之前使用评分函数来评估回退发生路径的可能性。该评分函数可以考虑相邻传统基站的位置和UE接收到的当前信号。与第一种可选方案类似，可以采用一种简化的方法，通过执行空闲搜索尽快恢复到5G/4G。可以不进行连接切换。

图4示出了根据本公开的某些实施例的用于非独立用户设备的第一种可选方案，即5G/4G最小化回退和恢复。

如图4所示，在410，UE在开机并获取4G或5G系统后可以处于纯5G/4G非独立模式。在该模式下，UE可以按照3GPP RAT间(inter-RAT，IRAT)协议执行5G/4G互通。传统的3G/2G协议栈可以处于冷状态，这些协议栈的PHY层可以加电但进入低功率热状态。

在420，用户设备可以周期性地检查是否满足有限数量的回退条件之一。或者，有限数量的回退条件之一的发生可以触发UE采取行动。有限数量的条件可以是例如存在无服务条件或IMS故障，例如IMS注册失败或IMS呼叫建立失败。

在430，假设满足回退条件，UE可以激活3G/2G协议栈并对最接近UE的3G/2G系统执行系统选择扫描。在激活时，UE可以通过冷启动激活3G/2G协议栈，PHY层可以通过热启动激活。

在440，UE可以确定是否已获取有效的3G/2G。如果已获取有效的3G/2G，则在450，UE可以在3G/2G模式下操作，直到找到5G/4G系统并且过程返回到410。否则，在460，用户设备可以随时对任何可用系统(例如，5G、4G、3G、2G)执行OOS扫描。

当尝试获取3G/2G RAT时，用户设备可以使用激活的传统3G/2G系统选择算法。UE可以使用先前5G/4G广播开销信令消息中的相邻系统的信息和从GPS数据获取的位置信息，扫描最接近UE的选择的3G或2G基站。一旦获取了3G或2G系统，就可以验证系统，使得UE可以转换到3G/2G模式。

在450进入3G/2G模式后，用户设备可以周期性地搜索相邻的强5G/4G系统，并且可以在空闲搜索期间执行测量，使得用户设备可以尽快重选回更高的5G/4G系统。不需要连接模式切换，因此在这种方法中可以避免连接模式切换。

图5示出了根据本公开的某些实施例的用于非独立用户设备的第二种可选方案，即5G/4G快速优化回退和恢复。该方法包括图4所示的许多相同特征，但另外包括快速回退路径。

如在图4中，在420，用户设备可以确定是否存在IMS故障或OOS状况。如果存在，则该过程可以如图4所述，在430，通过激活3G/2G协议栈继续进行。

另一方面，在图5中，存在附加路径。附加路径开始于510，确定是否进行回退评估。在此路径(如下文将更详细地讨论)，UE评估回退可能性并且仅当回退的可能性足够高以证明转换是合理的时执行重选。

在加电并获取5G/4G系统并在410进入纯5G/4G模式(如图4的方法)后，UE可以测量其5G或4G接收功率P5。如果该功率小于指定阈值P5min指定时间间隔T5min，则在510，可以触发5G/4G协议栈执行回退概率的评估。

在520，用户设备可以计算回退可能性得分。换句话说，当接收功率低于阈值太长时间而触发回退评估时，例如在UE在5G覆盖和传统系统覆盖的小区边缘的情况下，UE可以检查UE是否可能需要回退到3G/2G系统。UE可以通过在520计算回退可能性得分来评估其回退可能性。

5G/4G到3G/2G的回退可能性得分S_53可以计算如下：

其中P5是5G/4G系统的接收信号强度，如前所述，I5是5G/4G系统的接收干扰，D₅₃₂是UE到最近的3G或2G基站的距离，B5是UE处的平均数据缓冲区队列大小，L5是UE处的分组数据应用的最小延迟值。

其余的因子k1、k2、k3、k4、k5可以是每个变量输入的评分函数的可调因子。注意，D₅₃₂(从UE到最近的3G或2G基站的距离)可以使用UE的GPS数据以及有关传统RAT基站坐标的3GPP开销信息中的位置数据导出。

在530，用户设备确定S_53是否大于阈值S_53min。如果大于，则认为需要回退的可能性较高。因此，用户设备可以在430如上所述继续进行。否则，用户设备可以返回到410。

当可能性高于阈值时，可以在UE在5G/4G系统上无服务之前触发从5G/4G到3G/2G系统的回退。

通过确保UE极有可能需要执行回退，该方案可以避免一些不必要的向较低系统和从较低系统的乒乓。

上述方面针对非独立模式的用户设备场景。某些实施例还可以或可选地应用于用于在纯5G(SA模式)状态下操作的以5G为中心的UE。如以下非限制性示例中描述的，可以从上述方法扩展向/从传统4G、3G、2G系统回退和恢复的方案。

图6示出了与本公开的某些实施例一致的UE调制解调器堆栈。图6更具体地示出了可能处于SA模式的调制解调器堆栈。在这个以5G为中心的调制解调器中，5G协议栈和PHY层可能大部分时间都处于活动状态，目标可能是尽可能保持在5G模式。4G协议栈以及3G/2G协议栈可以都处于冷模式或非活动模式。相应的4G和3G/2G PHY层加电但进入低功率模式或热状态。

图7示出了本公开的某些实施例的概览的状态图。更具体地，图7提供了本公开的一些附加方案的概览，这可以视为对先前说明的方案的扩展。

如图7所示，当UE加电时，US可以尝试获取5G系统。一旦成功，UE可以进入纯5G模式，在该模式下，只有5G协议栈和PHY层处于活动状态。传统的4G/3G/2G协议栈可以处于非活动或冷状态，这些协议栈各自的PHY层可以加电但处于低功率或热状态。

在5G和4G/3G/2G小区边缘，UE可能不得不回退到这些传统RAT。为了有效地做到这一点，可以通过设计选择上述最小化回退和恢复路径或5G快速优化回退和恢复路径。

根据第一种可选方案，如果UE移出覆盖范围，或者如果发生IMS故障，则UE可以转换到4G模式或直接转换到3G/2G模式，这取决于哪个系统位于搜索中。用户设备可以优先选择4G无线接入技术而不是3G/2G无线接入技术。在这些传统模式下，UE会周期性地扫描5G系统以在空闲搜索期间进行恢复。在一些实施例中，不执行连接模式切换。

根据第二种可选方案，UE可以使用评分函数而不是仅依赖于OOS和IMS故障来在实际执行对传统RAT的重选之前评估回退发生路径的可能性。该评分函数可以考虑相邻传统基站的位置和当前在UE接收的信号。一旦回退发生，UE可以恢复使用空闲搜索过程以尽快返回到5G系统。如图7所示，UE可以基于覆盖可用性从2G/3G模式首先返回到4G模式。

在3G/2G中，空闲搜索可能涉及更高系统(包括4G和5G)的周期性扫描和测量。类似地，在4G模式下，空闲搜索可能涉及更高系统(即5G系统)的周期性扫描和测量。尽管这些示例将5G视为系统的最高级别(因为其是目前广泛使用的最高级别)，但这些相同的原则也可以以类似的方式应用于任何后续无线接入技术。

图8示出了根据某些实施例的用于5G独立用户设备的5G最小化回退和恢复。在获取5G系统后，在810，以5G为中心的UE可以在纯5G模式(也称为独立模式)下加电。传统的4G/3G/2G协议栈可能处于冷状态，这些协议栈的PHY层可以加电但进入低功率热状态。当在420检测到无服务覆盖、IMS注册失败、或IMS呼叫建立失败时，在820，UE可以激活4G LTE协议栈。UE可以通过冷启动激活4G协议栈，并且可以通过热启动激活PHY层。同时，此时，3G/2G协议栈可以保持在冷状态，这些协议栈的PHY层可以继续加电但保持在低功率热状态。

可以激活4G LTE系统选择机制并且可以扫描最接近UE的可选择的4G基站。相邻系统的信息可以在5G开销信令消息中广播。在UE，也可以获取最近的4G基站的位置。

一旦在830获取4G系统，就可以验证4G系统，使得UE可以在840转换到4G模式。在该模式下，UE可以周期性地搜索相邻的强5G系统并在空闲搜索期间执行测量，使得用户设备可以尽快重选回更高的系统并回到810。可以避免所有的连接模式切换。

如果在830无法获取到4G系统，或者获取到后无法验证4G系统，则如前面的示例，可以在430激活3G/2G协议栈。用户示例可以通过冷启动激活3G/2G协议栈，PHY层可以通过热启动激活。UE可以使用先前5G开销信令消息中的相邻系统的信息和从GPS数据获取的位置信息，扫描最接近UE的特定3G或2G基站。一旦在440获取3G或2G系统，就可以验证获取的系统，使得UE可以在450转换到3G/2G模式。

在3G/2G模式下，如前面的示例，UE可以周期性地搜索相邻的强5G/4G系统，并且可以在空闲搜索期间执行测量，使得用户设备可以尽快重选回更高的5G/4G系统。可以不执行连接模式切换。

图9示出了根据某些实施例的用于5G独立用户设备的5G快速优化回退和恢复。如同图5相对于图4，图9相对于图8添加了基于执行评估的快速回退选项。

如图9所示，为5G快速优化回退提供了替代路径，其中仅当回退(也称为向下切换)的可能性足够高以证明转换是合理的时，UE才能执行重选。

在加电并获取5G系统并在810进入纯5G模式后，UE可以测量其5G接收功率P5。如果该功率小于指定阈值P5min指定时间间隔T5min，则在910，可以触发5G协议栈执行回退概率的评估。

UE可以通过在920计算回退可能性得分来评估其回退(也称为向下切换)的可能性。该计算可以类似于上述计算。然而，与回退到3G/2G相反，可以针对回退到4G单独计算。

在930，用户设备可以执行5G到4G的回退可能性评分。UE可以通过如下计算5G到4G回退可能性得分S_54来评估其回退可能性：

其中P5是用户设备处的5G系统的接收信号强度，I5是5G系统的接收干扰，D₅₄是UE到最近的候选4G基站的距离，B5是用户设备处的平均数据缓冲区队列大小，L5是用户设备处的分组数据应用的最小延迟值。

其余的因子k6、k7、k8、k9、k10可以是每个变量输入的评分函数的可调因子。注意，D₅₄(从UE到最近的4G基站的距离)可以使用UE的GPS数据以及有关传统RAT基站坐标的3GPP开销信息中的位置数据导出。

如果S_54>S_54min，则从5G回退到附近的4G系统的可能性是合理的，并且可以在UE在5G系统上无服务之前触发从5G到4G系统的回退。通过确保UE最有可能需要执行回退，该方案避免了不必要的向较低系统的回退。

在820，同样如上所述，一旦触发回退，可以立即激活4G协议栈，并且可以触发4G系统选择以从最近的4G基站开始扫描有效的4G系统。用户设备可以通过冷启动激活4G协议栈，PHY层可以通过热启动激活。

如果回退发生时5G分组数据会话正在进行，则可以强制分组数据会话进入休眠模式，在该模式下，IP数据堆栈层上下文将一直保留，直到获取新的4G RAT。

如果在830确定获取并验证了4G，则在840，用户设备可以转换到4G模式。在该模式下，UE在空闲搜索期间周期性地扫描更高或更好的系统(5G)。一旦找到任何5G系统，UE就可以恢复到更高的系统。在某些实施例中，不执行连接模式切换。

如果不满足5G到4G的评分函数S_54标准，或如果没有验证获取的4G系统，则在UE在这种传统系统的小区边缘的情况下，UE可以检查UE是否应尝试回退到3G/2G系统。

5G到3G/2G的回退可能性得分S_53可以按照上面已经解释的方式计算。如果在940，S_53大于阈值S_53min，则可以认为从5G回退到附近的3G/2G系统的可能性是合理的，并且可以在UE在5G系统上无服务之前触发从5G到3G/2G系统的回退。通过确保UE最有可能需要执行回退，该方案避免了不必要的向较低系统的转移。

一旦满足条件，在430，可以立即激活3G/2G协议栈，并且可以触发3G/2G系统选择算法以从最近的传统基站开始扫描有效的3G/2G系统。

同时，UE可以周期性地搜索相邻的强5G/4G系统并在空闲搜索期间执行测量，使得UE可以尽快重选回更高的5G/4G系统，而无需进行连接模式切换。

某些实施例提供各种益处和/或优点。例如，某些实施例可以通过分别称为5G/4G最小化回退和恢复和5G/4G快速优化回退和恢复的两种方法触发从5G/4G到传统3G/2G系统的回退，从而消除复杂的多RAT仲裁逻辑。因此，某些实施例可以允许以5G为中心的UE尽可能多地停留在5G/4G(NSA)系统中，并且仅在绝对必要时才能够以最低的复杂度和功率回退到传统的3G/2G系统。此外，某些实施例还适用于配置为更优先处于纯5G(SA)的UE从纯5G回退到传统4G和3G/2G系统。类似地，5G最小化回退和恢复和5G快速优化回退和恢复提供了实现这种益处和/或优点的机制。

因此，更广泛地，一些实施例提供软件复杂度最小的实用方案。此外，某些实施例消除了5G、4G、3G、2G的多个RAT协议栈之间复杂的多RAT仲裁逻辑和代码空间。此外，某些实施例消除了复杂的多SIM逻辑，以促进5G、4G、3G、2G之间的互通。此外，某些实施例消除了多个RAT之间共享RF资源的复杂仲裁。

此外，某些实施例消除了多个传统3G/2G RAT为了RAT间重选而处于非非活动状态(non-inactive state)。此外，某些实施例消除了PHY层处进行过多的测量而造成的资源使用效率低下。某些实施例防止以5G为中心的UE不必要地乒乓到较低的传统3G/2G系统。此外，某些实施例允许以5G为中心的UE以增强的性能尽可能长时间地停留在5G/4G系统中。

某些实施例还避免了从传统系统到5G/4G系统的复杂恢复逻辑。此外，某些实施例可以减少以5G为中心的UE中的功率使用。此外，某些实施例可以减少网络中的干扰。

上述实施例的其他变型也是可能的。例如，回退评估的触发可以基于附加的或不同的标准，例如考虑附近传统基站的位置。此外，某些实施例可以实施乒乓条件检查以确保UE以适当的频率执行回退。

上述方法可以适用于各种不同的设备，以用户设备为例。更一般地，该方法可以在无线网络的节点中使用。图10示出了根据某些实施例的节点。图11示出了根据某些实施例的包括多个节点的网络。

如图10所示，节点1000可以包括处理器1002、存储器1004、收发器1006。这些组件示为通过总线1008相互连接，但是也允许其他连接类型。当节点1000是图11中的用户设备1102时，还可以包括其他组件，例如用户界面(user interface，UI)、传感器等。类似地，当节点1000配置为图11中的核心网网元1106时，节点1000可以实现为服务器系统中的刀片(blade)。其他实施方式也是可能的。

收发器1006可以包括用于发射和/或接收数据的任何合适的设备。例如，收发器1006可以实现协议栈(也称为第2层电路)和物理层(也称为第1层电路)，例如参考图2和图6所述。虽然为了说明的简单起见，仅示出了一个收发器1006，但是节点1000可以包括一个或多个收发器。天线1010示为节点1000的可能通信机制。可以利用多个天线和/或天线阵列。此外，节点1000的示例可以使用有线技术而非无线技术进行通信，或者除了有线技术之外还使用无线技术进行通信。例如，图11中接入节点1104可以无线地与用户设备1102通信并且可以通过有线连接(例如，通过光缆或同轴电缆)与核心网网元1106通信。其他通信硬件例如网络接口卡(network interface card，NIC)也可能包括在内。

如图10所示，节点1000可以包括处理器1002。虽然只示出了一个处理器，但是应理解可以包括多个处理器。处理器1002可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application-specific integratedcircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)、可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)、状态机、门逻辑、分立硬件电路、以及其他合适的硬件用于执行本公开描述的各种功能。处理器1002可以是具有一个或多个处理核的硬件设备。处理器1002可以执行软件。无论称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其他名称，软件应广义地解释为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行文件、执行线程、进程、函数等。软件可以包括以解释语言编写的计算机指令、编译语言、或机器代码。用于指示硬件的其他技术也可以归入软件的广泛类别下。处理器1002可以是基带芯片。节点1000还可以包括未示出的其他处理器，例如设备的中央处理单元、图形处理器等。处理器1002可以包括可以用作L2数据的存储器的内部存储器(也称为本地存储器，图10中未示出)。处理器1002可以包括例如集成在基带芯片中的射频芯片，也可以单独提供射频芯片。处理器1002可以用作节点1000的调制解调器，或可以是调制解调器的一个元件或组件。其他布置和配置也是允许的。

如图10所示，节点1000还可以包括存储器1004。虽然只示出了一个存储器，但是应理解可以包括多个存储器。存储器1004可以广义地包括存储器和存储。例如，存储器1004可以包括随机存取存储器(random-access memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、静态RAM(static RAM，SRAM)、动态RAM(dynamic RAM，DRAM)、铁电RAM(ferro-electric RAM，FRAM)、电可擦除可编程ROM(electrically erasable programmable ROM，EEPROM)、CD-ROM、或其他光盘存储，硬盘驱动器(hard disk drive，HDD)，例如磁盘存储或其他磁性存储设备、闪存驱动器，固态驱动器(solid-state drive，SSD)、或可用于承载或存储以可由处理器1002访问和执行的指令的形式的所需程序代码的任何其他介质。概括地说，存储器1004可以实现为任何计算机可读介质，例如非暂时性计算机可读介质。存储器1004可以由处理器1002和节点1000的诸如未示出的图形处理器或中央处理单元等其他组件共享。

如图11所示，无线网络1100可以包括节点网络，这些节点例如是UE 1102、接入节点1104、以及核心网网元1106。用户设备1102可以是任何终端设备，例如移动电话、台式计算机、膝上型计算机、平板电脑、车载计算机、游戏机、打印机、定位设备、可穿戴电子设备、智能传感器、或能够接收、处理、发送信息的任何其他设备，例如车联网(vehicle toeverything，V2X)网络、集群网络的任何成员、智能电网节点、或物联网(IoT)节点。应理解，用户设备1102仅以说明而非限制的方式示为移动电话。

接入节点1104可以是与用户设备1102通信的设备，例如无线接入点、基站(basestation，BS)、节点B、增强型节点B(enhanced Node B，eNodeB或eNB)、下一代节点B(next-generation NodeB，gNodeB或gNB)、集群主节点等。接入节点1104可以与用户设备1102有线连接、与用户设备1102无线连接、或其任何组合。接入节点1104可以通过多个连接连接到用户设备1102，用户设备1102还可以连接到除接入节点1104之外的其他接入节点。接入节点1104也可以连接到其他UE。应理解，接入节点1104以说明而非限制的方式示为无线电塔。

核心网网元1106可以服务于接入节点1104和用户设备1102以提供核心网服务。核心网网元1106的示例可以包括归属订户服务器(home subscriber server，HSS)、移动管理实体(mobility management entity，MME)、服务网关(serving gateway，SGW)、或分组数据网络网关(packet data network gateway，PGW)。这些是演进分组核心(evolved packetcore，EPC)系统的核心网网元的示例，该系统是LTE系统的核心网。其他核心网网元可以用于LTE和其他通信系统中。在一些实施例中，核心网网元1106包括NR系统的核心网的接入和移动性管理功能(access and mobility management function，AMF)设备、会话管理功能(session management function，SMF)设备、或用户面功能(user plane function，UPF)设备。应理解，核心网网元1106以说明而非限制的方式示为一组机架式服务器。

核心网网元1106可以与诸如互联网1108或另一IP网络等大型网络连接以在任何距离传送分组数据。由此，可以例如使用有线连接或无线连接将来自用户设备1102的数据传送到连接到其他接入点的其他UE(包括例如连接到互联网1108的计算机1110)，或传送到经由路由器1114无线连接到互联网1108的平板电脑1112。因此，计算机1110和平板电脑1112提供可能的UE的其他示例，并且路由器1114提供另一可能的接入节点的示例。

机架式服务器的一般示例提供为核心网网元1106的图示。然而，核心网中可以有多个网元，包括数据库服务器，例如数据库1116，以及安全和认证服务器，例如认证服务器1118。例如，数据库1116可以管理与用户订阅网络服务相关的数据。归属位置寄存器(homelocation register，HLR)是蜂窝网络的订户信息的标准化数据库的示例。同样，认证服务器1118可以处理用户、会话等的认证。在NR系统中，认证服务器功能(authenticationserver function，AUSF)设备可以是执行用户设备认证的特定实体。在一些实施例中，单个服务器机架可以处理多个这样的功能，使得核心网网元1106、认证服务器1118、以及数据库1116之间的连接可以是单个机架内的本地连接。

图11的每个网元可以视为无线网络1100的节点。关于节点的可能的实现的更多细节在以上图10中的节点1000的描述中以示例的方式提供。节点1000可以配置为图11中的用户设备1102、接入节点1104、或核心网网元1106。类似地，节点1000也可以配置为图11中的计算机1110、路由器1114、平板电脑1112、数据库1116、或认证服务器1118。

在本公开的各个方面，本文描述的功能可以以硬件、软件、固件、或其任何组合实现。如果以软件实现，则功能可以存储在非暂时性计算机可读介质上或编码为非暂时性计算机可读介质上的指令或代码。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可以是可以由诸如图10中的节点1000等计算设备访问的任何可用介质。这种计算机可读介质可以包括例如但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM、或其他光盘存储、HDD，例如磁盘存储或其他磁存储设备、闪存驱动器、SSD、或可用于以指令或数据结构的形式携带或存储所需程序代码并可由处理系统(例如移动设备或计算机)访问的任何其他介质。本文所用的磁盘和光盘包括CD、激光盘、光盘、DVD和软盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘则通过激光以光学方式再现数据。以上的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。

根据一个方面，一种用于回退处理的方法可以包括以第五代(5G)无线接入技术操作用户设备。该方法还可以包括保持第二代(2G)和第三代(3G)物理层组件处于热状态。该方法还可以包括保持2G和3G第2层组件处于非活动状态。

在一些实施例中，该方法还可以包括当确定应进行回退时，为2G和3G层2组件中的至少一个加电。

在一些实施例中，该方法还可以包括从5G无线接入技术重选到第四代(4G)无线接入技术。可以在重选到4G无线接入技术后，继续保持2G和3G物理层组件处于热状态，并且保持2G和3G第2层组件处于非活动状态。

在一些实施例中，用户设备可以用于以5G无线接入技术在至少一个独立模式或非独立模式下操作。

在一些实施例中，该方法还可以包括保持第四代(4G)物理层组件处于热状态。该方法还可以包括保持4G第2层组件处于非活动状态。

根据另一方面，一种用于回退处理的方法可以包括以第五代(5G)无线接入技术操作用户设备。该方法还可以包括仅当发生无服务(OOS)覆盖或互联网协议(IP)多媒体子系统(IMS)故障时，转换到第二代(2G)或第三代(3G)无线接入技术。

在一些实施例中，该方法还可以包括检测到用户设备正在经历5G的OOS覆盖。上述转换可以基于检测到的OOS覆盖。

在一些实施例中，该方法还可以包括检测到IMS故障。上述转换可以基于检测到的IMS故障。

在一些实施例中，用户设备可以用于以5G无线接入技术在至少一个独立模式或非独立模式下操作。

根据另一方面，一种用于回退处理的方法可以包括以第五代(5G)无线接入技术操作用户设备。该方法还可以包括确定回退到第二代(2G)或第三代(3G)无线接入技术中的至少一个的可能性。该方法还可以包括仅当可能性超过阈值时，回退到2G或3G无线接入技术。

在一些实施例中，该确定可以包括考虑相邻传统基站的位置。

在一些实施例中，该确定可以包括考虑在用户设备接收到的信号的信号特性。

在一些实施例中，该确定可以包括考虑用户设备处的平均数据缓冲区队列大小。

在一些实施例中，该确定可以包括考虑用户设备处的分组数据应用的最小延迟值。

在一些实施例中，该确定可以根据确定接收到的功率已低于阈值功率电平预定时间段来执行。

根据另一方面，一种用于回退处理的方法可以包括以第五代(5G)无线接入技术操作用户设备。该方法还可以包括回退到第二代(2G)、第三代(3G)、或第四代(4G)无线接入技术中的至少一个。该方法还可以包括当尝试从2G、3G、或4G无线接入技术返回到5G无线接入技术时，仅执行5G无线接入技术系统的空闲模式搜索。

根据另一方面，一种用于回退处理的装置可以包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少以第五代(5G)无线接入技术操作该装置。至少一个存储器和计算机程序代码还可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少保持第二代(2G)和第三代(3G)物理层组件处于热状态。至少一个存储器和计算机程序代码还可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少保持2G和3G第2层组件处于非活动状态。

根据另一方面，一种用于回退处理的装置可以包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少以第五代(5G)无线接入技术操作该装置。至少一个存储器和计算机程序代码还可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少仅当发生无服务(OOS)覆盖或互联网协议(IP)多媒体子系统(IMS)故障时，转换到第二代(2G)或第三代(3G)无线接入技术。

根据另一方面，一种用于回退处理的装置可以包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少以第五代(5G)无线接入技术操作该装置。至少一个存储器和计算机程序代码还可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少确定回退到第二代(2G)或第三代(3G)无线接入技术中的至少一个的可能性。至少一个存储器和计算机程序代码还可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少仅当可能性超过阈值时，回退到2G或3G无线接入技术。

根据另一方面，一种用于回退处理的装置可以包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少以第五代(5G)无线接入技术操作该装置。至少一个存储器和计算机程序代码还可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少回退到第二代(2G)、第三代(3G)、或第四代(4G)无线接入技术中的至少一个。至少一个存储器和计算机程序代码还可以用于与至少一个处理器一起使该装置至少当尝试从2G、3G、或4G无线接入技术返回到5G无线接入技术时，仅执行5G无线接入技术系统的空闲模式搜索。

具体实施例的前述描述将如此揭示本公开的一般性质，使得其他人可以在不脱离本公开的一般概念的情况下，通过应用本领域技术范围内的知识容易地修改和/或改编这种具体实施例的各种应用，而无需过度实验。因此，基于本文呈现的教导和指导，这种改编和修改旨在落入所公开实施例的等同物的含义和范围内。应理解，本文的用语或术语是为了描述而非限制，从而本说明书的术语或用语将由本领域技术人员根据教导和指导来解释。

上文已经借助说明特定功能及其关系的实施方式的功能构建块描述了本公开的实施例。为了方便描述，这些功能构建块的边界在本文任意定义。只要指定的功能及其关系适当执行，就可以定义替代边界。

发明内容和摘要部分可以阐述发明人所设想的本公开的一个或多个但并非所有示例性实施例，因此无意以任何方式限制本公开和所附权利要求。

上文公开了各种功能块、模块、以及步骤。所提供的特定布置是说明性的而非限制性的。因此，功能块、模块、以及步骤可以以与上文提供的示例不同的方式重新排序或组合。同样，某些实施例仅包括功能块、模块、以及步骤的子集并且允许任何这样的子集。

本公开的广度和范围不应受任何上述示例性实施例的限制，而应仅根据所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (20)

1.一种用于回退处理的方法，包括：

以第五代(5G)无线接入技术操作用户设备；

保持第二代(2G)和第三代(3G)物理层组件处于热状态；以及

保持2G和3G第2层组件处于非活动状态。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

当确定应进行回退时，为所述2G和3G第2层组件中的至少一个加电。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

从所述5G无线接入技术重选到第四代(4G)无线接入技术，其中，在重选到所述4G无线接入技术后，继续保持所述2G和3G物理层组件处于所述热状态，并且保持所述2G和3G第2层组件处于所述非活动状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户设备用于以所述5G无线接入技术在至少一个独立模式或非独立模式下操作。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

保持第四代(4G)物理层组件处于热状态；以及

保持4G第2层组件处于非活动状态。

6.一种用于回退处理的方法，包括：

以第五代(5G)无线接入技术操作用户设备；以及

仅当发生无服务(OOS)覆盖或互联网协议(IP)多媒体子系统(IMS)故障时，转换到第二代(2G)或第三代(3G)无线接入技术。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

检测到所述用户设备正在经历5G的OOS覆盖，

其中，所述转换基于所述OOS覆盖。

8.根据权利要求6所述的方法，还包括：

检测到IMS故障，

其中，所述转换基于检测到的所述IMS故障。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述用户设备用于以所述5G无线接入技术在至少一个独立模式或非独立模式下操作。

10.一种用于回退处理的方法，包括：

以第五代(5G)无线接入技术操作用户设备；以及

确定回退到第二代(2G)或第三代(3G)无线接入技术中的至少一个的可能性；以及

仅当所述可能性超过阈值时，回退到所述2G或3G无线接入技术。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述确定包括考虑相邻传统基站的位置。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述确定包括考虑在所述用户设备接收到的信号的信号特性。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述确定包括考虑所述用户设备处的平均数据缓冲区队列大小。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述确定包括考虑所述用户设备处的分组数据应用的最小延迟值。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述确定根据确定接收到的功率已低于阈值功率电平预定时间段来执行。

16.一种用于回退处理的方法，包括：

以第五代(5G)无线接入技术操作用户设备；

回退到第二代(2G)、第三代(3G)、或第四代(4G)无线接入技术中的至少一个；以及

当尝试从所述2G、3G、或4G无线接入技术返回到所述5G无线接入技术时，仅执行所述5G无线接入技术系统的空闲模式搜索。

17.一种用于回退处理的装置，包括：

至少一个处理器；以及

至少一个存储器，包括计算机程序代码，

其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码用于与所述至少一个处理器一起使所述装置至少

以第五代(5G)无线接入技术操作所述装置；

保持第二代(2G)和第三代(3G)物理层组件处于热状态；以及

保持2G和3G第2层组件处于非活动状态。

18.一种用于回退处理的装置，包括：

至少一个处理器；以及

至少一个存储器，包括计算机程序代码，

其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码用于与所述至少一个处理器一起使所述装置至少：

以第五代(5G)无线接入技术操作所述装置；以及

仅当发生无服务(OOS)覆盖或互联网协议(IP)多媒体子系统(IMS)故障时，转换到第二代(2G)或第三代(3G)无线接入技术。

19.一种用于回退处理的装置，包括：

至少一个处理器；以及

至少一个存储器，包括计算机程序代码，

其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码用于与所述至少一个处理器一起使所述装置至少

以第五代(5G)无线接入技术操作所述装置；以及

确定回退到第二代(2G)或第三代(3G)无线接入技术中的至少一个的可能性；以及

仅当所述可能性超过阈值时，回退到所述2G或3G无线接入技术。

20.一种用于回退处理的装置，包括：

至少一个处理器；以及

至少一个存储器，包括计算机程序代码，

其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码用于与所述至少一个处理器一起使所述装置至少

以第五代(5G)无线接入技术操作所述装置；

回退到第二代(2G)、第三代(3G)、或第四代(4G)无线接入技术中的至少一个；以及

当尝试从所述2G、3G、或4G无线接入技术返回到所述5G无线接入技术时，仅执行所述5G无线接入技术系统的空闲模式搜索。

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