TWI479808B - 智慧型接收器操作之方法及裝置 - Google Patents

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Description

智慧型接收器操作之方法及裝置 優先權
本申請案主張2012年2月13日申請之題為「METHODS AND APPARATUS FOR INTELLIGENT RECEIVER OPERATION」的美國臨時專利申請案第61/598,263號及2012年9月25日申請之題為「METHODS AND APPARATUS FOR INTELLIGENT RECEIVER OPERATION」的美國臨時專利申請案第61/705,562號的優先權，該等專利申請案中之每一者以全文引用的方式併入本文中。
本發明大體而言係關於無線通信及資料網路之領域。更特定言之，在例示性實施例中，揭示了用於基於(例如)分集效能來智慧地調整接收器分集操作之方法及裝置。
在電信內，所謂的「分集」技術使用具有不同特性之兩個或兩個以上的通信頻道來傳輸及/或接收信號。個別頻道經歷不同位準之衰落及干擾；因此，當通信頻道充分相異時，即使在存在顯著雜訊或其他干擾的情況下仍可恢復所傳輸之信號。
不幸的是，為了接收每一通信頻道，收發器必須花費顯著更多能量。舉例而言，考慮雙天線分集接收器；必須對兩個天線(RF(射頻)鏈及基頻鏈)通電以便支援分集操作。對兩個接收鏈通電比單一接 收鏈消耗顯著較多的功率。
總功率消耗可對行動器件消費者之使用者體驗具有顯著影響。消耗較少功率之器件可操作得較長；因此，諸如所謂的「電池壽命」、「待用時間」及「通話時間」的度量係消費者在購買新設備時所考慮的關鍵因素。
因此，需要用於進行功率管理及減小使用分集操作的功率消耗的改良之裝置及方法，尤其係在具有蜂巢式介面之高效能無線行動器件的內容脈絡中。
本發明尤其提供用於在分集操作期間自適應地調整接收器操作之改良之裝置及方法。
揭示了一種用於在分集操作期間自適應地調整無線接收器操作之方法。在一例示性實施例中，該方法包括：基於一或多個預定條件來判定靜態操作或動態分集操作是否有必要；估計一或多個分集組態之效能及一或多個對應之功率消耗；比較該一或多個效能及該一或多個對應之功率消耗；及基於該比較來選擇分集組態。
在第二實施例中，該方法包括：基於一或多個預定條件來判定靜態操作或動態分集操作是否有必要；判定一或多個分集組態之效能及一或多個對應之功率消耗；及至少基於前述判定來選擇分集組態。
亦揭示了一具有功率管理能力之行動器件。在一實施例中，經由對分集模式管理之選擇性使用來達成功率管理能力。
進一步揭示了一無線系統。在一實施例中，該系統包括至少一基地台及至少一無線行動器件。該行動器件經組態以經由「智慧型」分集操作來實施功率管理。
另外揭示了一電腦可讀裝置。在一實施例中，該裝置包括一儲存媒體，該儲存媒體上安置有電腦程式，該程式經組態以在被執行時 實施分集模式管理以在行動器件上實現增強之功率消耗行為。
亦揭示了一種用於在分集操作期間自適應地調整無線接收器操作之方法。在一例示性實施例中，該方法包括：基於以下各者中之至少一或多者來選擇靜態操作或動態分集操作：(i)頻道品質；及(ii)資源分配；且當選擇動態分集操作時：估計一或多個分集組態之效能及一或多個對應之功率消耗；比較該一或多個效能及該一或多個對應之功率消耗；及基於該比較來選擇分集組態。
在一變化例中，頻道品質由以下各者中之至少一者組成：(i)頻道品質指示(CQI)；(ii)信雜比(SNR)；及(iii)接收信號強度指示(RSSI)。在一個此變化例中，當頻道品質高於接收臨限位準且資源分配低於利用臨限位準時，選擇單天線方案。在第二此變化例中，當頻道品質高於接收臨限位準且資源分配高於利用臨限位準時，選擇動態分集操作。在第三此變化例中，當頻道品質低於接收臨限位準且資源分配高於利用臨限位準時，選擇最大分集方案。
在其他變化例中，估計進一步包含計算非分集操作及該一或多個分集組態之效能。
在又一變化例中，該一或多個功率消耗係在操作期間直接進行量測並隨後加以儲存。
在再其他實施中，使用以下各者中之一或多者來量測效能：(i)位元錯誤率(BER)；(ii)區塊錯誤率(BLER)；及(iii)封包錯誤率(PER)。
在替代實施中，基於選自以下各者中之至少一者的一或多個中間計算來估計效能：(i)協方差矩陣；(ii)耙型處理；及(iii)分集加權比。
進一步揭示了一種經組態以實施動態接收器分集操作之行動裝置。在一實施例中，該裝置包括：一無線接收器，其經組態以支援單 天線接收與分集天線接收兩者；一處理器，其與無線接收器進行信號通信；及邏輯，其經組態以：基於一或多個預定條件來判定何時有必要進行靜態操作或動態分集操作；且當有必要進行動態分集操作時，判定一或多個分集組態屬性之效能及一或多個對應之功率消耗屬性；及至少基於該等上述判定來選擇分集組態。
在一變化例中，該一或多個預定條件至少包含頻道品質指示(CQI)及節點B排程比。
在第二變化例中，對靜態操作或動態分集操作之判定包含週期性地執行之鏈路評估。
在第三變化例中，對靜態操作或動態分集操作之判定包含由事件觸發之鏈路評估。
在第四變化例中，對分集組態之選擇係進一步至少部分地基於在與一或多個分集組態相關聯之一或多個功率消耗之間的比較。
亦揭示了一種經組態以在無線網路中建立至目標裝置之連接的行動器件。在一例示性實施例中，該器件包括：一無線收發器，該收發器經組態以：基於以下各者中之一或多者在靜態單天線狀態與動態狀態之間轉變：(i)頻道品質指示(CQI)值；及(ii)經排程資源值；及基於以下各者中之一或多者在動態單天線狀態與動態雙天線狀態之間轉變：(i)天線增益值；及(ii)與動態單天線狀態相關聯之CQI值；及一處理器；及一包含複數個指令之非暫時性電腦可讀儲存器，當由處理器執行時該等指令導致該處理器執行以下步驟：當一預定量的時間已歷時時，重新評估對在動態單天線狀態與動態雙天線狀態之間轉變的需要；及估計在動態單天線狀態與動態雙天線狀態之間的效能差異。
另外揭示了一種在長期演進(LTE)蜂巢式無線通信網路中操作基地台的方法。在一例示性實施例中，該方法包括：組態可在LTE網路內操作之一或多個行動器件以減小與與該一或多個行動器件相關聯之 複數個天線之分集操作相關聯的功率消耗，該組態導致該一或多個行動器件執行以下步驟：在分集狀態與非分集狀態之間切換；取決於進入分集狀態，基於複數個天線之間的已知空間相關來計算效能增益；比較該效能增益與一預定臨限值；當效能增益超過預定臨限值時，進入雙天線模式；且當效能增益不超過預定臨限值時，進入單天線模式。
在一變化例中，當空間相關未知時，效能增益係基於計算以下兩者之間的差：(i)雙天線模式之已計算的CQI值；及(ii)單天線模式之先前已儲存且有效的CQI值。
在第二變化例中，當空間相關未知時，效能增益係基於等化器分接頭能量之比率。
在第三變化例中，當空間相關未知時，效能增益係基於計算單一分支之CQI。
在第四變化例中，預定臨限值包含多分接頭準則。
一般熟習此項技術者在參看隨附圖式及如下文給出之例示性實施例之詳細描述後將立即瞭解本文中所揭示之其他特徵及優點。
100‧‧‧用於在分集操作期間自適應地調整接收器操作之通用方法
110‧‧‧方法
200‧‧‧長期演進(LTE)蜂巢式網路
210‧‧‧使用者設備(UE)
220‧‧‧基地台(BS)
230‧‧‧核心網路
300‧‧‧狀態機
302‧‧‧靜態單天線狀態
304‧‧‧動態單天線狀態
306‧‧‧動態雙天線狀態
350‧‧‧基於計時器之HSDPA訊務偵測方案
358‧‧‧狀態
360‧‧‧狀態
400‧‧‧用於在天線之間的空間雜訊相關已知時在單天線組態與雙天線組態間比較天線增益的一例示性方案
500‧‧‧用於在天線之間的空間雜訊相關未知時在單天線組態與雙天線組態間比較天線增益的一例示性方案/方法800使用者器件
802‧‧‧無線電天線
804‧‧‧RF切換器
806‧‧‧RF前端
808‧‧‧收發器
810‧‧‧處理器
812‧‧‧電腦可讀記憶體
900‧‧‧網路裝置
902‧‧‧處理子系統
904‧‧‧記憶體
906‧‧‧無線介面
圖1A係邏輯流程圖，其描繪一種用於在分集操作期間自適應地調整接收器操作之通用方法的一實施例。
圖1B係邏輯流程圖，其描繪一種用於在分集操作期間自適應地調整接收器操作之通用方法的第二實施例。
圖2係邏輯方塊圖，其說明一適用於各種所揭示之實施例的例示性長期演進(LTE)蜂巢式網路。
圖3係邏輯狀態圖，其表示多天線分集狀態機之一例示性組態。
圖3A係邏輯狀態圖，其表示一例示性基於計時器之高速下行鏈路封包存取(HSDPA)訊務偵測方案。
圖4係邏輯流程圖，其描繪用於在天線之間的空間雜訊相關已知時在單天線組態與雙天線組態間比較天線增益的第一例示性方案。
圖5至圖7係邏輯流程圖，其描繪用於在變化之空間雜訊相關條件下評估不同模式(例如，單天線組態及雙天線組態)之間的天線增益的各種例示性方案。
圖8係功能性方塊圖，其說明行動無線使用者器件之一實施例。
圖9係功能性方塊圖，其說明經組態以支援行動器件之無線接收器操作之自適應調整的網路裝置之一實施例。
所有圖之版權歸蘋果公司所有(2012-2013)。保留所有權利。
現參看圖式，其中相似之數字始終指代相似之部分。
概述-
所謂的接收器分集技術被廣泛用於若干無線網路連接標準(例如，通用行動電信系統(UMTS)、長期演進(LTE)、無線微波存取(WiMAX)等)內以改良接收效能。在分集操作期間，諸如使用者設備(UE)之行動器件經由兩個或兩個以上之相異通信頻道來接收傳輸，其中該等相異通信頻道中之每一者經歷不同衰落及干擾效應。藉由組合來自相異通信頻道之傳輸，分集操作可補償衰落及干擾效應，此極大地改良了器件接收。
不幸的是，分集技術比非分集操作消耗顯著較多的功率。然而，來自接收器分集之效能增益並非總是為可預測的。因此，在一個所揭示之實施例中，器件評估由分集操作貢獻之總效能增益，且在效能增益不顯著或不充分的情況下，器件停用分集操作。
在一例示性實施例中，接收器器件經組態以基於第一及第二條件之一集合而在靜態單天線狀態與兩個動態狀態之間轉變。具體言之，若行動器件正在具有相對較少利用之高品質頻道條件下操作，則 行動器件可在靜態單天線狀態下操作；否則，行動器件將評估若干度量以判定分集操作是否提供足夠增益以證明其增加之功率消耗為合理的。
例示性實施例之描述
現詳細描述例示性實施例。雖然此等實施例係主要在蜂巢式網路(包括(無限制)第三代(3G)通用行動電信系統(UMTS)無線網路、長期演進(LTE)無線網路及其他第四代(4G)或LTE進階(LTE-A)無線網路)之內容脈絡中論述的，但一般熟習此項技術者將認識到，本發明並不限於此。事實上，本文中所描述之原理能用於且容易調適用於可自在分集操作期間自適應地調整接收器操作受益的任何無線網路。
方法-
圖1A說明一種用於在分集操作期間自適應地調整接收器操作之通用方法100的一實施例。
順帶言之，可在接收器操作與傳輸器操作兩者內實施天線分集方案。大體而言，分集操作被分類為：SISO(單輸入、單輸出)、MIMO(多輸入、多輸出)、SIMO(單輸入、多輸出)及MISO(多輸入、單輸出)。此外，應進一步認識到，在一器件具有多個天線的情況下，該器件僅需啟用天線之一子集。舉例而言，在具有三個(3)天線之器件中，器件可支援被限制至單一天線的模式、被限制至三個(3)天線中之兩個(2)天線的模式或所有該等天線的模式。事實上，初始器件實施包括四個(4)或四個以上之天線，且未來器件可僅進一步擴展天線分集方案(其亦與下文所描述之原理相容)。
在方法100之步驟102處，器件基於一或多個預定條件來判定靜態操作或動態分集操作是否有必要。在一例示性實施例中，器件尤其評價頻道條件(例如，經由頻道品質指示(CQI)、信雜比(SNR)、接收信號強度指示(RSSI)等中之一或多者)及資源分配(例如，經排程資料 傳送等)。在器件具有高品質頻道(例如，良好CQI)與相對低之資源分配(例如，節點B排程比)兩者的情況下，器件不要求接收器分集之額外效能增益，因此器件可在單接收天線模式中靜態地操作。
更大體而言，應瞭解，某些條件為特定分集操作提供了清晰之理由。舉例而言，在無線電環境具有良好品質且資料速率相對低的情況下，則分集操作將不提供足夠效能改良來證明增加之功率消耗為合理的。在其他實例中，在無線電環境具有良好品質且資料速率非常高的情況下，則可使用可用之最大分集方案。一般熟習相關技術之人員應進一步瞭解，一或多個考慮因素可基於客戶偏好。舉例而言，客戶可偏好為了較高效能而進行最佳化或替代地為了較好之功率消耗而進行最佳化。
在一例示性實施例中，執行上述判定，作為常規鏈路評估之一部分。在一些變化例中，可週期性地執行鏈路評估。在其他普通實施例中，可非週期性地執行鏈路評估；非週期性方案之普通實例包括(無限制)：機會性、事件觸發型、使用者觸發型、應用程式觸發型等。
返回參看步驟102，若器件推斷靜態操作係可接受的，則器件組態其自身以用於靜態操作且方法100結束(或替代地返回至步驟102直至下一鏈路評估)。若器件推斷有必要進行動態分集操作，則器件進行至方法100之步驟104。
在方法100之步驟104處，器件估計一或多個分集組態之效能及對應之功率消耗。在一例示性實施例中，器件計算非分集操作(單接收及/或傳輸)及分集操作之效能。在其他實施例中，可在各種分集組態之間(例如，三個通信頻道中之兩個通信頻道對三個通信頻道中之三個通信頻道，等)進行比較。
在一變化例中，估計每一分集組態之功率消耗。舉例而言，可 提前判定每一分集組態之功率消耗(例如，經由製造測試、粗略估計等)。或者，可直接在操作期間量測功率消耗，且將其用於分析及/或加以儲存以供未來參考。
可進一步基於所量測之錯誤率來估計效能。所量測之錯誤率之普通實例包括(例如)：位元錯誤率(BER)、區塊錯誤率(BLER)、封包錯誤率(PER)等。在某些實施例中，基於中間計算來估計效能。中間計算之普通實例可包括(例如)協方差矩陣、來自(例如)耙型處理之中間結果、分集加權比等。
在方法100之步驟106處，器件基於估計來選擇分集組態。在例示性實施例中此選擇評估可用分集組態之一或多個與效能及/或功率消耗相關之屬性。此評估可包括數學比較或評估(例如，將一或多個數學函數應用於該等屬性以便對分集組態作出「智慧型」選擇以便最佳化功率消耗)。
如所示，方法100終止於步驟106之結束處，然而，應瞭解，各種實施例可返回至步驟102以便在一重複循環中操作。再其他實施例可判定是否需要一重複步驟或該程序是否可適當地結束。
圖1B說明一種用於在分集操作期間自適應地調整接收器操作之通用方法100的另一實施例。
在方法110之步驟112處，器件基於一或多個預定條件來判定靜態操作或動態分集操作是否有必要。如上文，在一例示性實施例中，器件尤其評價頻道條件(例如，頻道品質指示(CQI)、信雜比(SNR)、接收信號強度指示(RSSI)等)及資源分配(例如，經排程資料傳送等)。在器件具有高品質頻道(例如，良好CQI)與相對低的資源分配(例如，節點B排程比)兩者的情況下，器件不要求接收器分集之額外效能增益，因此器件可在單接收天線模式中靜態地操作。
如上文，可執行上述判定，作為常規鏈路評估之一部分。在一 些變化例中，可週期性地執行鏈路評估。在其他實施例中，可非週期性地執行鏈路評估；非週期性方案之普通實例包括(無限制)：機會性、事件觸發型、使用者觸發型、應用程式觸發型等。
返回參看步驟112，若器件推斷靜態操作係可接受的，則器件組態其自身以用於靜態操作且方法110結束(或替代地返回至步驟112直至下一鏈路評估)。若器件推斷有必要進行動態分集操作，則器件進行至方法110之步驟114。
在方法110之步驟114處，器件估計一或多個分集組態之效能及對應之功率消耗。在一例示性實施例中，器件計算非分集操作(單接收及/或傳輸)及分集操作之效能。在其他實施例中，可在各種分集組態之間(例如，三個通信頻道中之兩個通信頻道對三個通信頻道中之三個通信頻道，等)進行比較。
在圖1B之方法之一變化例中，估計每一分集組態之功率消耗。舉例而言，可提前判定每一分集組態之功率消耗(例如，經由製造測試、粗略估計等)。或者，可直接在操作期間量測功率消耗，且將其用於分析及/或加以儲存以供未來參考。
如先前所提及，亦可基於所量測之錯誤率(諸如位元錯誤率(BER)、區塊錯誤率(BLER)、封包錯誤率(PER)等)來估計效能。在某些實施例中，基於中間計算(諸如協方差矩陣、來自(例如)耙型處理之中間結果、分集加權比等)來估計效能。
在方法110之步驟116處，器件比較可用分集組態之效能及功率消耗。在一例示性實施例中，該比較包含比較第一分集組態之第一頻道品質指示(CQI)與對應於第二分集組態之第二CQI。
在一實施例中，該比較包含效能之間的數學差。或者，在其他實施例中，該比較包含比率。在再其他實施例中，該比較可為對各種分集組態之加權分析，其中權重基於重要性的而歸因於各種參數(例 如，功率消耗、效能、切換遲滯、處理器負擔等)。
在方法110之步驟118處，器件基於該比較來選擇分集組態。在某些實施例中，器件可繼續執行，其重複該程序以連續地監視及調適用於各種分集條件。
實例操作-
在以下論述中，描述了一例示性蜂巢式無線電系統，其包括無線電小區之網路，該等無線電小區中之每一者由傳輸台(已知為小區站點或基地台(BS))伺服。無線電網路為複數個使用者設備(UE)收發器提供無線通信服務。協作地工作之BS的網路允許實現大於由單一伺服BS提供之無線電涵蓋範圍的無線服務。該等個別BS連接至核心網路，該核心網路包括用於資源管理及在一些狀況下存取其他網路系統(諸如網際網路、其他蜂巢式網路等)的額外控制器。
圖2說明一例示性長期演進(LTE)蜂巢式網路200，其中使用者設備(UE)210在由許多基地台(BS)220提供之無線電存取網路(RAN)之涵蓋範圍內操作。LTE基地台通常被稱作「演進節點B」(eNB)。無線電存取網路(RAN)係eNB連同至其他網路元件(諸如行動性管理實體(MME)及伺服閘道器(S-GW))之介面的集合體。使用者經由UE而介接至RAN，在許多典型使用狀況下該UE為蜂巢式電話或智慧型手機。然而，如本文中所使用，術語「UE」、「用戶端器件」及「使用者器件」可包括(但不限於)蜂巢式電話、智慧型手機(諸如由本發明之受讓人製造之iPhoneTM )、個人電腦(PC)及迷你電腦(不管是桌上型電腦、膝上型電腦還是其他電腦)，以及行動器件(諸如手持型電腦、PDA、個人媒體器件(PMD))或上述各者之任何組合。
eNB 220中之每一者(例如)經由寬頻帶存取而直接耦接至核心網路230。另外，在一些網路中，eNB可經由次要存取來彼此協調。核心網路提供路由能力與服務能力兩者。舉例而言，連接至第一eNB之 第一UE可經由路由經過核心網路來與連接至第二eNB之第二UE通信。類似地，UE可經由核心網路來存取其他類型之服務(例如，網際網路)。
現參看圖3，在一例示性實施例中，UE在分集操作期間自適應地調整接收器操作。圖3說明一例示性狀態機300。如所示，例示性狀態機300包含三種(3)狀態：(i)靜態單天線狀態302；(ii)動態單天線狀態304；及(iii)動態雙天線狀態306。應瞭解，雖然主要在雙天線系統之內容脈絡中進行以下論述，但各種所描述之原理可擴展至具有任何數目之資源(例如，天線)的系統。
所說明之狀態機300經組態以在以下第一條件(C1A、C1B)中之任一者成立的情況下在靜態單天線狀態302與動態狀態(304、306)之間轉變：(i)頻道品質指示(CQI)降至CQI臨限值以下(CQIRXD <THCQI )；或(ii)節點B經排程資源(基於高速共用控制頻道成功率)等於或大於資源利用成功率臨限值(經排程資源>=THHS-SCCH )。在動態狀態(304、306)內，行動器件基於第二組條件而在單天線操作與雙天線操作之間切換。否則，若兩個第一條件皆不被滿足，則行動器件在具有相對少之利用的高品質頻道條件中操作且可在靜態單天線狀態中操作。
在一替代性實施例中，代替使資源利用直接基於節點B經排程資源(例如，圖3之C1B)(或除了使資源利用直接基於節點B經排程資源之外)，行動器件可基於(例如)新近使用情況來推論資源利用(或偵測訊務)。舉例而言，圖3A說明一例示性基於計時器之HSDPA訊務偵測方案350。雖然圖3A之例示性狀態圖經組態以在每一傳輸時間間隔(TTI)評估資料排程，但一般熟習此項技術者應容易瞭解，可針對多個TTI(例如，若在Y個TTI中排程了X個資料子訊框，則資源利用係高的)或又其他方案推廣出替代實施例。
如圖3A中所示，每當排程資料子訊框時352，此實施例之行動器 件開始一活動計時器。若在計時器運轉時另一資料子訊框被排程，則行動器件重新開始計時器354；否則，若允許計時器期滿356，則行動器件轉變回至低資源利用狀態。當計時器運轉時，行動器件將認為使用率為高的(例如，高HSDPA(高速下行鏈路封包存取)資料排程負載(狀態358))，且相反地，當計時器不運轉時，行動器件將認為使用率為低的(例如，低HSDPA資料排程負載(狀態360))。HSDPA訊務偵測方案之結果被用於判定是否要在靜態單天線狀態302與動態狀態(304、306)之間轉變；亦即，若頻道品質指示(CQI)降至CQI臨限值以下(CQIRXD <THCQI )，或若HSDPA資料排程為高的，則行動器件轉變至動態操作。
應瞭解，圖3及圖3A之技術可按應用之需要或規定而單獨地使用、獨立地/替代地使用或彼此一致地使用。舉例而言，在一例示性方案中，可將該等技術中之一者用作對另一者之「心智檢查」，或以便偵測不一致。當較適當時可選擇性地應用該兩個技術；例如，當節點B可用且經組態以提供必要之資訊時，可使用基於節點B之方法，且當此資訊出於無論什麼原因而不可用時，可使用推論式方法。給定本發明，一般熟習此項技術者將認識到用於使用圖3及圖3A之方法中之一者或兩者的眾多其他組合或方案。
返回參看圖3之動態單天線狀態304及動態雙天線狀態306，若以下第二條件(C2A、C2B)中之任一者成立，則行動器件將切換至或保持於動態雙天線分集狀態306：(i)存在顯著之天線增益(△CQI >TH△CQI )；或(ii)動態單天線之最小CQI降至可接受之臨限值以下(CQINORXD <THMINCQI )。否則，行動器件可在動態單天線狀態內操作(亦即，動態雙天線狀態僅在存在顯著之天線增益的情況下或在單天線具有不充分之效能的情況下才為有用的)。
此外，狀態機根據計時器來動態地進行評估及在動態狀態(304、 306)之間轉變。當計時器期滿時，狀態機重新評估第二條件(C2A、C2B)且判定適當之狀態(單天線或雙天線)。
在靜態單天線狀態302期間，行動器件不評估分集操作與非分集操作之間的效能差。相比之下，動態單天線狀態304與動態雙天線狀態306兩者皆估計單天線操作與雙天線操作(C2A)之間的效能差。應特別注意，現有分集接收器不能精確地比較相異分集模式中之效能。
因此，下文中呈現兩種(2)解決方案，基於天線之間的已知(或未知)之空間相關而選擇適當之解決方案。空間雜訊相關係對於兩個天線進行相關而得到之雜訊量，且可表徵為ρ(每一天線之頻道估計的比率：ρ=h1 /h2 )及β(雜訊之空間相關：β=E|z0 z1 * |)之函數。出於清晰性，已在本文之附件A中提供對分集操作之空間相關的論述，其全文以引用的方式併入本文中。
在具有空間雜訊相關之情況下的天線增益比較-
圖4說明用於在天線之間的空間雜訊相關已知時在單天線組態與雙天線組態間比較天線增益的一例示性方案400。
在步驟402處，啟用接收器分集，且計算ρ及β之對應值(亦即，ρ為每一天線之頻道估計的比率：ρ=h1 /h2 ；且β為雜訊之空間相關：β=E|z0 z1 * |；其中可自接收信號之相關矩陣及所估計之頻道矩陣計算β)。某些接收器類型(例如，類型3i)可提供此等中間要素。在步驟404處，計算雙天線增益之接收器增益。對於具有n個分接頭之雙天線系統而言，雙天線增益等於，其中ρn 為第n個分接頭之頻道估計的比率。
在步驟406A處，若器件正藉由單一分接頭操作，則比較所得雙天線增益與單分接頭臨限值。或者，若器件正藉由多個分接頭操作，則比較所得雙天線增益與多分接頭準則(例如，臨限值)(步驟406B)。 若不滿足臨限值，則第二條件不成立(步驟408)，亦即，來自雙天線組態之接收器效能增益不顯著。若滿足或超過臨限值，則第二條件成立(步驟410)。第二條件之結果被反饋至圖3之方法(步驟304)。
在一些變化例中，僅需要考慮具有顯著能量之頻道分接頭。某些變化可基於耙型接收器操作來接收此資訊(例如，在操作期間，耙型接收器可在一或多個耙指上指示「鎖定」)。作為一般經驗法則，當比較單天線增益對雙天線增益時，可將分集增益粗略地估計為3dB之因數(亦即，2X改良)；然而，實施之特定細節可能減損實際經歷之效能增益。
在無空間雜訊相關之情況下的天線增益比較-
現參看圖5，說明了用於在天線之間的空間雜訊相關未知時在單天線組態與雙天線組態間比較天線增益的一例示性方案500。
在方法500之步驟502處，啟用接收器分集且計算CQI(CQIRXD )。在動態單天線操作期間CQI之先前所計算之值可在指定之時間間隔(TCQINORXD_VALID )中為有效的。若單天線操作之CQI值仍為有效，則程序流至方法500之步驟504。在步驟504處，計算單天線與雙天線之間的CQI差(△CQI=CQIRXD -CQINORXD )，且將結果反饋至圖3之方法(步驟304)。
或者，若不存在基於動態單天線操作的CQI之先前所計算之值(或若有效性之時間間隔已期滿)，則接收器可基於等化器分接頭能量之比率(|w2 |/|w1 |)來估計動態單天線操作之效能(步驟506)。此處，|w1 |大體表示w1 之能量(例如，亦被稱作w1 之「L2-norm(L2範數)」)。在某些其他實施例中，可代用其他量測(例如，出於計算簡單性，可改為使用所謂的「L1-norm(L1範數)」)而具有同等的成功。基於處理能力及時間，接收器藉由僅根據主要天線(或另一有限組之所選天線)樣本計算CQI來對單天線之CQI執行粗略估計(步驟508)，或在給定所估 計之頻道矩陣及來自雙天線(CQIRXD )計算之CQI的中間結果的情況下獲得更精確之估計(步驟510)。
上述之再其他變化可為有可能的。舉例而言，可基於在動態單天線操作中執行之最後CQI量測來計算CQI。在替代性實施例中，可在不連續傳輸(DTX)子訊框期間判定單天線操作之CQI。在再其他實施例中，在頻道緩慢地衰落的情況下，接收器可使單天線CQI量測及雙天線CQI量測交錯。在再其他實施例中，處理器可能夠在分集接收器效能計算中再循環利用現有度量(例如，協方差矩陣、對主要天線之頻道估計等)。再其他最佳化可為較複雜的(例如，符號級迴旋而非碼片級迴旋等)。
此外，亦可代用額外之簡化級。現參看圖6，接收器省略步驟510且改為計算單一分支之CQI(其為CQINORXD 之粗略近似)。可根據等化器係數及來自主要天線之資料樣本來計算單一分支之CQI。所得單一分支CQI被用以判定效能差且結果被反饋至圖3之方法(步驟304)。
類似地，圖7之實施例整個地完全省略了估計，且僅基於等化器分接頭能量之比率(|w2 |/|w1 |)來判定效能增益。
裝置-
現參看圖8，說明了用於基於(例如)分集效能來調整接收器分集操作之例示性使用者器件800。如本文中所使用，術語「使用者器件」包括(但不限於)蜂巢式電話、智慧型手機(諸如iPhoneTM )、具無線能力之平板器件(諸如iPadTM )或上述各者之任何組合。雖然本文中展示及論述了一個特定器件組態及佈局，但應認識到，在給定本發明的情況下，一般熟習此項技術者可容易實施許多其他組態，其中圖8之裝置800僅說明本文中所描述之較寬廣原理。
圖8之裝置800包括一或多個無線電天線802、一RF切換器804、一RF前端806、一收發器808、一處理器810及一電腦可讀記憶體 812。
基頻處理子系統810包括以下各者中之一或多者：中央處理單元(CPU)或數位處理器(諸如微處理器)、數位信號處理器、場可程式化閘陣列、RISC核心或安裝於一或多個基板上之複數個處理組件。基頻處理子系統耦接至電腦可讀記憶體812，該電腦可讀記憶體812可包括(例如)SRAM、FLASH、SDRAM及/或HDD(硬碟機)組件。如本文中所使用，術語「記憶體」包括經調適以用於儲存數位資料之任何類型的積體電路或其他儲存器件，包括(無限制)ROM、PROM、EEPROM、DRAM、SDRAM、DDR/2 SDRAM、EDO/FPMS、RLDRAM、SRAM、「快閃」記憶體(例如，NAND/NOR)及PSRAM。處理子系統亦可包含額外共處理器，諸如專用圖形加速器、網路處理器(NP)或音訊/視訊處理器。如所示，處理子系統810包括離散組件；然而，應理解，在一些實施例中，其可被合併或按SoC(系統單晶片)組態形成。
處理子系統810經調適以自RF裝配件(例如，無線電天線802、RF切換器804、RF前端806及無線電收發器808)接收一或多個資料串流。RF裝配件經組態以用於以無線標準(諸如長期演進(LTE)標準)操作。RF裝配件進一步經組態用於經由單天線操作或經由多天線分集方案操作。
現參看圖9，說明了一支援對行動器件之無線接收器操作的自適應調整的例示性網路(例如，基地台)裝置900。如本文中所使用，術語「基地台」包括(但不限於)巨型小區、微型小區、超微型小區、微微小區、無線存取點或上述各者之任何組合。雖然展示及論述了特定器件組態及佈局，但應認識到，在給定本發明的情況下，一般熟習此項技術者可容易實施許多其他組態，圖9之裝置900僅說明本文中所描述之較寬廣原理。
處理子系統902包括以下各者中之一或多者：中央處理單元(CPU)或數位處理器(諸如微處理器)、數位信號處理器、場可程式化閘陣列、RISC核心或安裝於一或多個基板上之複數個處理組件。處理子系統耦接至非暫時性電腦可讀儲存媒體(諸如記憶體904)，該非暫時性電腦可讀儲存媒體可包括(例如)SRAM、FLASH、SDRAM及/或HDD(硬碟機)組件。處理子系統亦可包括額外共處理器。雖然處理子系統902包括離散組件，但應理解，在一些實施例中，其可被合併或按SoC(系統單晶片)組態形成。
裝置900進一步包括一或多個無線介面906，該一或多個無線介面906經組態以自行動器件接收傳輸/將傳輸發送至行動器件(包括連接請求回應)。在一例示性實施例中，無線介面包括長期演進(LTE)收發器，其包含一或多個天線及一基頻處理器。
在給定本發明的情況下，一般熟習此項技術者將認識到用於在不連續接收期間自適應地調整接收器操作的無數其他方案。
應認識到，雖然依據方法之步驟的特定序列而描述某些實施例，但此等描述僅說明本發明之較寬廣方法，且可按特定應用之需要而加以修改。在某些情形下某些步驟可為不必要的或任選的。另外，可將某些步驟或功能性添加至所揭示之實施例，或置換兩個或兩個以上之步驟的執行次序。所有此等變化皆被認為係涵蓋於本文中所揭示及主張之原理內。
雖然以上詳細描述已展示、描述及指出了如應用於各種實施例之新穎特徵，但應理解，在不背離所揭示之原理的情況下可由熟習此項技術者作出在所說明之器件或程序之形式及細節方面的各種省略、替代及改變。上述描述為當前預期之最佳模式。此描述決不意謂為限制的，而是應視為說明一般原理。本發明之範疇應參考申請專利範圍加以判定。
附件A
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當描述天線分集時使用某些命名法及表達。具體言之，如方程式1中所描述，接收信號(yn )等於用輸入信號(xn )乘頻道矩陣(H)加上加成性雜訊(zn )。
方程式1：=H ．+
考慮具有兩個(2)天線之系統。具有Lk 個分接頭及兩個天線之頻道之頻道矩陣的形式為：
此外，若輸入信號被正規化(亦即，E|xi |2 =1)且yn 已被縮放使得加成性雜訊亦被正規化(亦即，E|zi |2 =1)且不存在時間相關，則可根據方程式2來進一步表達該兩個天線之空間雜訊相關(β)。
方程式2：β = E [z 0 z 1 * ]
在此框架內，可根據方程式3、方程式4、方程式5來表達分集路徑之無偏之最小均方差(MMSE)估計及信雜比(SNR)：
其中△表示等化器延遲(其對於單分接頭頻道而言為0)，且H△+1 為頻道矩陣H之第(△+1)行向量。
可根據方程式6來表達可歸因於接收器分集之處理增益：
對於僅實施單分接頭(亦即，△=0)之接收器而言，此可進一步簡化為：
100‧‧‧用於在分集操作期間自適應地調整接收器操作之通用方法

Claims (20)

  1. 一種用於在分集操作期間自適應地調整無線接收器操作之方法，該方法包含：估計一或多個分集組態之一效能及一或多個對應之功率消耗，其中估計針對該一個或多個分集組態之每一者之該效態包括一頻道品質及一資源分配之一評價；比較該一或多個效能及該一或多個對應之功率消耗；及至少基於該比較來選擇一分集組態。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含基於以下各者中之至少一或多者來選擇靜態操作或動態分集操作：(i)該頻道品質；及/或(ii)該資源分配；及其中估計、比較及選擇之該等動作係在選擇動態分集操作時執行。
  3. 如請求項2之方法，其中該頻道品質由以下各者中之至少一者組成：(i)一頻道品質指示(CQI)；(ii)一信雜比(SNR)；及(iii)一接收信號強度指示(RSSI)。
  4. 如請求項2之方法，其中：當該頻道品質高於一接收臨限位準且該資源分配低於一利用臨限位準時，選擇該靜態操作；及該靜態操作包含一單天線方案。
  5. 如請求項2之方法，其中當該頻道品質高於一接收臨限位準且該資源分配高於一利用臨限位準時，選擇該動態分集操作。
  6. 如請求項2之方法，其中當該頻道品質低於一接收臨限位準且該資源分配高於一利用臨限位準時，選擇一最大分集方案。
  7. 如請求項1之方法，其中該估計該效能進一步包含計算一非分集 操作及該一或多個分集組態之一或多個效能度量。
  8. 如請求項1之方法，其中該一或多個功率消耗係直接在該對應之一或多個分集組態之一操作期間加以量測且隨後被儲存。
  9. 如請求項1之方法，其中使用以下各者中之一或多者來估計該效能：(i)一位元錯誤率(BER)；(ii)一區塊錯誤率(BLER)；及(iii)一封包錯誤率(PER)。
  10. 如請求項1之方法，其中基於選自以下各者中之至少一者的一或多個中間計算來估計該效能：(i)一協方差矩陣；(ii)一耙型處理；及(iii)一分集加權比。
  11. 一種經組態以實施動態接收器分集操作之行動裝置，該行動裝置包含：一無線接收器，其經組態以支援單天線接收與分集天線接收兩者；一處理器，其與該無線接收器進行信號通信；及電腦化邏輯，其與該處理器及該無線接收器進行信號通信，該邏輯經組態以：判定一或多個分集組態屬性之一效能及一或多個對應之功率消耗屬性，其中判定針對該一個或多個分集組態之每一者的該效能包括一頻道品質及一資源分配之一評價；及至少基於該等上述判定來選擇一分集組態。
  12. 如請求項11之行動裝置，其中該邏輯進一步經組態以基於一或多個預定條件來判定是否有必要進行靜態操作或動態分集操作；及在判定動態分集操作係必要之後執行該效能之該判定及該分集組態之該選擇。
  13. 如請求項12之行動裝置，其中該一或多個預定條件至少包含一 頻道品質指示(CQI)及一節點B排程比。
  14. 如請求項12之行動裝置，其中對靜態操作或動態分集操作必要性的該判定包含一鏈路評估，其係(i)週期性地執行；抑或(ii)由一事件觸發。
  15. 如請求項11之行動裝置，其中對該分集組態之該選擇係進一步至少部分地基於在與該一或多個分集組態相關聯之一或多個功率消耗之間的一比較。
  16. 一種行動器件，其經組態以在一無線網路中建立至一目標裝置之一連接，該行動器件包含：一無線收發器，該無線收發器經組態以：基於以下各者中之一或多者而在一靜態單天線狀態與一動態狀態之間轉變：(i)一頻道品質指示(CQI)值；及/或(ii)一經排程資源值；及基於以下各者中之一或多者而在一動態單天線狀態與一動態雙天線狀態之間轉變：(i)一天線增益值；及/或(ii)與該動態單天線狀態相關聯之該CQI值；及一處理器；及一非暫時性電腦可讀儲存器，其包含複數個指令，該複數個指令經組態以在由該處理器執行時導致該行動器件執行以下步驟：當一預定時間量已歷時時，重新評估對在該動態單天線狀態與該動態雙天線狀態之間進行該轉變的一需要；及估計該動態單天線狀態與該動態雙天線狀態之間的一效能差異。
  17. 一種操作能夠在一分集操作狀態與一非分集操作狀態之間切換的一行動器件的方法，該方法包含： 基於該行動器件之複數個天線之間的一已知空間相關來計算一效能增益，該計算取決於該行動器件切換至該分集狀態；比較該效能增益與一臨限值；當自該比較動作判定該效能增益超過該臨限值時，進入一雙天線模式；及當自該比較動作判定該效能增益不超過該臨限值時，進入一單天線模式。
  18. 如請求項17之方法，其中該計算一效能增益經組態以在該空間相關未知時至少部分地基於以下兩者之間的一差來計算該效能增益：(i)該雙天線模式之一已計算的頻道品質指示(CQI)值；及(ii)該單天線模式之一先前已儲存且有效的CQI值。
  19. 如請求項17之方法，其中該計算一效能增益經組態以在該空間相關未知時至少部分地基於以下各者中之至少一者來計算該效能增益：(i)等化器分接頭能量之一比率；及/或一單一分支之一頻道品質指示(CQI)值。
  20. 如請求項17之方法，其中該預定臨限值包含一多分接頭準則。
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