TWI768241B

TWI768241B - 特定載波和特定頻率能力限制的方法及使用者設備

Info

Publication number: TWI768241B
Application number: TW108133333A
Authority: TW
Inventors: 那森艾德華泰尼; 徐家俊
Original assignee: 新加坡商聯發科技（新加坡）私人有限公司
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2022-06-21
Also published as: TW202019117A; CN111434153B; CN111434153A; WO2020063418A1; US20200100099A1; US11528597B2

Abstract

提出了一種特定載波和特定頻率能力限制的方法及使用者設備。在NR網路中，UE可以在載波聚合下在複數個頻率範圍(FR)中操作並且被配置有複數個分量載波(CC)。由於RF活動支持特定FR或特定CC上的高頻寬或高MIMO秩，因此UE可以檢測到過熱問題。因此，UE向網路指示針對特定FR或特定CC上的能力降低的偏好，例如，減少的載波數量、減少的最大頻寬或減少的MIMO秩。這樣的每個FR或每個CC請求允許UE以特定于某些分量載波和/或某些頻率範圍的方式來限制或降低其能力，而不是影響所有載波/頻率的全域能力降低。

Description

特定載波和特定頻率能力限制的方法及使用者設備

所公開的實施例總體上涉及無線通訊，並且更具體地，涉及長期演進(Long-Term Evolution，LTE)和新無線電(New Radio，NR)系統中的特定載波(carrier-specific)和特定頻率(frequency-specific)的使用者設備(user equipment，UE)能力限制的方法。

多年來，無線通訊網路呈指數增長。LTE系統因簡化的網路架構提供高峰值資料速率、低延遲、改善的系統容量以及低運營成本。LTE系統(也稱為4G系統)還提供了對較舊的無線網路(如GSM、CDMA和通用行動電信系統(Universal Mobile Telecommunication System，UMTS))的無縫集成。在LTE系統中，演進的通用陸地無線存取網(evolved universal terrestrial radio access network，E-UTRAN)包括與稱為使用者設備(user equipment，UE)的複數個行動台通訊的複數個演進的節點B(evolved Node-B，eNodeB/eNB)。第3代合作夥伴項目(The 3rd generation partner project，3GPP)網路通常包括2G/3G/4G系統的混合體。隨著網路設計的優化，透過各種標準的演進，已經有了許多改進。下一代行動網路(Next Generation Mobile Network，NGMN)委員會已決定將未來的NGMN活動重點放在定義5G NR系統的端到端要求上。

在LTE中，允許UE請求減少其操作配置，以防止過熱。減少可以影響UE類別、多輸入多輸出(multiple-input multiple-output，MIMO)秩和/或聚合載波的數量。基本機制是UE向網路發送資訊性訊息(UE協助資訊)，該資訊性訊息包含過熱問題的指示以及來自UE的關於應減少哪些參數的請求。然後取決於網路實現以網路認為適當的方式重新配置UE，即，不能保證將使用所請求的配置。如果網路未重新配置UE，則可以預期UE將使用標準之外的特定於實現的措施，直至熱關機，以維持安全的工作溫度。

在NR中，很明顯的是將需要類似的機制。5G NR的頻帶被分為兩個不同的頻率範圍。頻率範圍1(FR1)包括6GHz以下的頻帶，其中一些頻帶是以前的標準傳統上使用的頻帶，但是已經擴展為涵蓋從410MHz到7125MHz的潛在新頻譜產品。頻率範圍2(FR2)包括從24.25GHz到52.6GHz的頻帶。與FR1中的頻帶相比，此毫米波範圍內的FR2中的頻帶具有更短的範圍，但可用頻寬更高。此外，NR峰值速率要求可高達20Gbps，是LTE的十倍以上。結果，可以預期5G系統的高資料速率和大工作頻寬會引起過熱問題，而對於此問題需要緩解。因此，3GPP RAN全體會議已向3GPP RAN2工作組提供了指導，以使用先前的LTE機制為基線來設計NR的熱緩解機制。

LTE中的UE能力降低機制僅適用於每個UE。無法針對特定頻率範圍或特定分量載波降低UE的能力。由於NR中的載波頻寬和MIMO功能是按每個分量載波發送訊號的，這使得在某種程度上與能力結構背道而馳。此外，還降低了能力降低機制的靈活性，在NR中FR1和FR2頻率範圍之間存在顯著差異(通常使用獨立的RF硬體運行)時，尤其如此。尋找一種解決方案。

提出了一種在每個分量載波或每個頻率範圍的基礎上降低UE 能力的方法。在NR網路中，UE可以在複數個頻率範圍(frequency range，FR)中操作並且在載波聚合下被配置有複數個分量載波(component carrier，CC)。由於射頻(radio frequency，RF)和資料處理活動支援特定FR或特定CC上的高頻寬或高MIMO秩，因此UE可以檢測到過熱問題。因此，UE向網路指示針對特定FR或特定CC上的能力降低的偏好，例如，減少的載波數量、減少的最大頻寬或減少的MIMO秩。這樣的每個FR或每個CC請求允許UE以特定于某些分量載波和/或某些頻率範圍的方式來限制或降低其能力，而不是影響所有載波/頻率的全域能力降低。

在一個實施例中，UE在無線通訊網路中的複數個頻率上進行操作。UE檢測到過熱狀況。UE回應於檢測到的與複數個頻率中的至少一個頻率有關的過熱狀況，向網路發送資訊訊息。該資訊訊息包括與複數個頻率中的至少一個頻率有關的能力降低的請求。能力降低請求包括對請求能力降低的頻率的指示。UE從網路接收重新配置，並且以與請求能力降低的指示頻率有關的降低的能力進行操作。

在下面的詳細描述中描述了其他實施例和優點。該發明內容並非旨在定義本發明。本發明由申請專利範圍限定。

100:5G NR網路

101:UE

102:gNB

103:AMF

104:SMF

105:PCF

106:UDM

110:5G核心網路

120:RAN

201:UE

211:網路實體

202、212:記憶體

203、213:處理器

204、214:RF收發器

205、215:天線

210、220:資料和程式指令

221、231:註冊和連接處理電路

222:能力管理模組

232:能力管理電路

223:配置和控制模組

233:配置和控制電路

225、235:資料庫

260、280:協定堆疊

270:系統模組和電路

290:控制功能模組和電路

311、312、313、314、315、411、412、413、414、415:步驟

510:UE輔助資訊IE

520:能力降低請求

610:每個FR的降低請求

620:每個CC的降低請求

701、702、703、704:步驟

第1圖示意性地示出了根據一個新穎方面的支援特定載波和特定頻率的UE能力限制的具有核心網路和無線電存取網路(radio access network，RAN)的公共陸地行動網路(Public Land Mobile Network，PLMN)。

第2圖示出了根據本發明實施例的使用者設備和網路實體的簡化框圖。

第3圖示出了根據一個新穎的方面的僅用於減少FR2上的載波聚合的訊息流的一個實施例。

第4圖示出了根據一個新穎的方面的僅用於減小載波2B上的頻寬的訊息流的一個實施例。

第5圖示出了根據一個新穎方面的具有使用抽象句法注釋一(Abstract Syntax Notation One，ASN.1)的能力降低請求的UE輔助資訊的示例。

第6圖示出了根據一個新穎方面的使用ASN.1的每個頻率範圍和分量載波的UE能力降低請求的示例。

第7圖是根據一個新穎方面的特定頻率和特定載波的UE能力限制的方法的流程圖。

現在將詳細參考本發明的一些實施例，其示例在圖式中示出。

第1圖示意性地示出了根據一個新穎方面的支援載波特定和頻率特定的UE能力限制的具有核心網路110和RAN 120的PLMN 100。5G NR網路100包括UE 101、基地台gNB 102、存取和行動性管理功能(access and mobility management function，AMF)103、會話管理功能(session management function，SMF)104、策略控制功能(policy control function，PCF)105和統一資料管理(unified data management，UDM)106。在第1圖的示例中，UE 101及其服務基地台gNB 102屬於RAN 120的一部分。在存取層(Access Stratum，AS)層中，RAN 120透過無線電存取技術(radio access technology，RAT)為UE 101提供無線存取。在非存取層(Non-Access Stratum，NAS)層中，AMF 103與gNB 102和5G核心網路110通訊，以對5G網路100中的無線存取設備進行存取和行動性管理。AMF 103還可包括UE能力管理功能(UE Capability Management Function，UCMF)。UE 101可以透過不同的RAT/CN為不同的應用服務配備一個或複數個RF收發器。UE 101可以是智慧型電話、可穿戴設備、物聯網(Internet of Things，IoT)設備和平板電腦等。

在LTE中，允許UE請求減少其操作配置，以防止過熱。減少可以影響UE類別、MIMO秩和/或聚合載波的數量。基本機制是UE向網路發送資訊性訊息(UE協助資訊)，該資訊性訊息包含過熱問題的指示以及來自UE的關於應減少哪些參數的請求。在NR中，很明顯的是將需要類似的UE能力降低機制。5G NR的頻帶被分為兩個不同的頻率範圍。頻率範圍1(FR1)包括6GHz以下的頻帶，而頻率範圍2(FR2)包括24.25GHz至52.6GHz的頻帶，FR2的某些或全部也可稱為“毫米波”頻帶。與FR1中的頻帶相比，毫米波FR2中的頻帶具有更短的範圍，但具有更高的可用頻寬。

可以預期5G系統的高資料速率和較大的操作頻寬會引起過熱問題，需要對此加以緩解。然而，LTE中的UE能力降低機制僅適用於每個UE。無法針對特定頻率範圍或特定分量載波降低UE的能力。由於NR中的載波頻寬和MIMO能力是按每個分量載波發送訊號的，這使得在某種程度上與能力結構背道而馳。此外，每個UE解決方案降低了能力降低機制的靈活性，在NR中FR1和FR2頻率範圍之間存在顯著差異時尤其如此，此時通常會使用獨立的RF硬體進行操作。

根據一個新穎的方面，提出了一種特定于某些載波和/或某些頻率範圍的UE能力限制或降低的方法。在第1圖的示例中，考慮例如透過載波聚合或雙重連接，UE 101在FR1(由載波1A和載波1B配置)和FR2(由載波2A和載波2B配置)兩者中操作。在第一示例中，UE 101具體地檢測到由於FR2上的RF活動導致的過熱問題。因此，UE 101向網路指示對於減少FR2上的載波數量的偏好。在另一示例中，UE 101檢測到由於載波2B的高頻寬而不是由於FR2上的兩個載波的聚合而導致的過熱問題。在這種情況下，UE 101向網路指示對載波2B上的較低的最大頻寬的請求。這樣的每個FR或每個CC請求允許UE 101以特定于特定載波和/或特定頻率範圍的方式來限制或降低其能力，而不是影響所有載波/頻率的全域能力降低。

第2圖示出了根據本發明的實施例的無線設備(例如，UE 201和網路實體211)的簡化框圖。網路實體211可以是與MME或AMF和/或CN的附加單元(諸如UCMF)組合的基地台。網路實體211具有發送和接收無線電訊號的天線215。與天線耦接的RF收發器214從天線215接收RF訊號，將其轉換為基頻訊號，然後將基頻訊號發送到處理器213。RF收發器214還轉換從處理器213接收的基頻訊號，將其轉換為RF訊號，並將RF訊號發送至天線215。處理器213處理接收到的基頻訊號並調用不同的功能模組以執行基地台211中的功能。記憶體212存儲程式指令和資料220以控制基地台211的操作，記憶體212還可包括資料庫235用以存儲控制基地台211操作的資料。在第2圖中，網路實體211還包括一組控制功能模組和電路290。註冊和連接處理電路231處理註冊和連接建立過程。能力管理電路232基於例如UE輔助資訊來處理包括UE能力重新配置(例如，以限制或減少某些UE能力)的能力管理功能。配置和控制電路233提供不同的參數以配置和控制包括載波聚合的UE操作。

類似地，UE 201具有記憶體202、處理器203和RF收發器204。RF收發器204與天線205耦接，從天線205接收RF訊號，將其轉換為基頻訊號，然後發送至處理器203。RF收發器204還將從處理器203接收到的基頻訊號轉換為RF訊號，並將其發送到天線205。處理器203處理接收到的基頻訊號並調用不同的功能模組和電路以執行UE 201中的功能。記憶體202存儲將由處理器執行以控制UE 201的操作的資料和程式指令210，記憶體202還可包括資料庫225用以存儲控制UE 201操作的資料。例如，合適的處理器包括專用處理器、數位訊號處理器(digital signal processor，DSP)、複數個微處理器、與DSP 內核關聯的一個或複數個微處理器、控制器、微控制器、專用積體電路(application specific integrated circuit，ASIC)、現場可程式設計閘陣列(field programmable gate array，FPGA)電路，其他類型的積體電路(integrated circuit，IC)和/或狀態機。與軟體相關聯的處理器可以用於實現和配置UE 201的特徵。

UE 201還包括一組功能模組和控制電路，以執行UE 201的功能任務。協定堆疊260包括用於與連接到核心網路的MME或AMF實體進行通訊的NAS層、用於高層配置和控制的無線電資源控制(Radio Resource Control，RRC)層、分組資料融合協定/無線電鏈路控制(Packet Data Convergence Protocol/Radio Link Control，PDCP/RLC)層、媒體存取控制(Media Access Control，MAC)層和物理(Physical，PHY)層。系統模組和電路270可以透過軟體、韌體，硬體和/或其組合來實現和配置。當由處理器透過記憶體中包含的程式指令來執行功能模組和電路時，功能模組和電路彼此相互作用以允許UE 201執行網路中的實施例以及功能任務和特徵。在一個示例中，系統模組和電路270包括執行與網路的註冊和連接建立過程的註冊和連接處理模組221、處理包括檢測過熱狀況並向網路提供UE輔助資訊以用於基於每個CC或每個FR的UE能力限制或降低的處理能力管理功能的能力管理模組222、以及處理包括載波聚合的配置和控制參數的配置和控制模組223。在一個示例中，UE 201透過提供UE輔助資訊並向網路指示導致過熱的特定FR或CC上的能力參數的降低來請求UE能力的降低。

第3圖示出了根據一個新穎的方面的僅用於減少FR2上的載波聚合的訊息流的一個實施例。在步驟311中，UE 301與gNB 302建立連接並且在FR1和FR2上都進行操作，其中UE 301在FR1上配置有CC 1A和CC 1B，在FR2上配置有CC 2A和CC 2B。在步驟312中，由於FR2上的操作，UE 301檢測到過熱狀況。由於FR2上提供了更大的頻寬和較高的資料速率，因此這是一個合理的現象，這可能會導致在FR2 RF鏈上過熱而FR1 RF鏈仍保持良好狀態。當UE 301在FR2上經歷過熱時，UE 301可能希望將操作減少到FR2上的單個載波，同時仍然能夠維持與FR1上的兩個載波的操作。結果，在步驟313中，UE 301向gNB 302發送UE輔助資訊。UE輔助資訊包括FR2上的載波減少到一個的請求。該請求包括FR2導致過熱的指示，並且還可以包括CC 2B是問題(offending)載波的指示。在步驟314中，回應於該請求，gNB 302可以將回應發送回給UE 301以去啟動有問題的載波2B(例如，透過諸如MAC或PHY的較低層信令)，或者取消配置有問題的載波2B(例如，透過諸如RRC的上層信令)。在步驟315，UE 301在載波1A，1B和2A上繼續操作。

第4圖示出了根據一個新穎的方面的僅用於減小載波2B上的頻寬的訊息流的一個實施例。在步驟411中，UE 401與gNB 402建立連接並且在FR1和FR2上都進行操作，其中UE 402在FR1上配置有CC 1A和CC 1B，在FR2上配置有CC 2A和CC 2B。在步驟412中，由於載波2B的高頻寬而不是由於FR2上的兩個載波的聚合，UE 401檢測到過熱狀況。在這種情況下，UE 401可能希望指示對載波2B上的較低最大頻寬的請求。結果，在步驟413中，UE 401向gNB 402發送UE輔助資訊。UE輔助資訊包括減小到載波2B上的最大頻寬的請求。在步驟414中，回應於該請求，gNB 402將回應發送回給UE 401以減小載波2B的最大頻寬。在步驟415中，UE 401在載波1A、1B、2A和2B(具有減小的最大頻寬)上繼續操作。這裡，步驟414中的網路回應可以包括載波2B的重新配置(例如，透過RRC信令)以具有較低的頻寬，或者在載波2B上切換(例如，透過MAC或PHY信令)到較窄的頻寬部分(bandwidth part，BWP)。可以設計特定於頻率範圍的信令，以允許在每個頻率範圍的基礎上減少問題載波的頻寬的請求。網路還可以決定採取其他更極端的措施，例如取消配置或去啟動整個載波2B。這是網路實現的問題，網路在認為有必要時可以自由更改配置。

指示為UE輔助資訊的訊息被認為是RRC協定的訊息，儘管原則上可以使用其他協定。該訊息可以是專用於熱緩解的專用訊息，也可以是更通用的訊息，例如LTE的UE輔助資訊訊息(顧名思義，它承載UE向網路提供的作為“輔助”資訊的各種資訊，以使網路以各種方式對其進行配置)。備選地，可以使用UE能力信令。例如，UE可以發送包含已更改欄位的UE能力結構，而網路將負責推斷UE能力的變化相對於UE當前的配置意味著什麼。

針對每個載波或每個頻率範圍的UE能力減少可以將與第3圖和第4圖相似的序列流程應用於減少其他欄位，特別是MIMO秩。當前在UE能力中，每個CC將最大支援的MIMO秩指示為UE能力結構的每個CC的特徵集下行鏈路(DL情況)或每個CC的特徵集上行鏈路(UL情況)的一部分。因此，UE也可以基於每個載波來請求降低MIMO秩。但是，也可以設計特定於頻率範圍的信令，以允許在每個頻率範圍的基礎上降低MIMO秩的請求。

根據一個新穎的方面，用於UE能力降低的每個頻率或每個載波請求的信令可使用類似于先前UE能力結構的信令格式。例如，UE能力信令已經包括諸如每個CC的特徵集下行鏈路和每個CC的特徵集上行鏈路之類的欄位，該欄位包含每個分量載波配置的能力參數。因此，由UE發送的請求能力降低的訊息(例如，UE輔助資訊訊息)可以包含一個或複數個相似的結構，該結構可以包含與UE能力結構中當前定義的欄位的部分或全部相同的參數。

第5圖示出了根據一個新穎方面的具有使用ASN.1的能力降低請求的UE輔助資訊的示例。如第5圖的510所示，UE輔助資訊IE包含能力降低請求。如第5圖的520所示，能力降低請求進一步包含三個欄位：1)每個UE的降低請求；2)每個頻率範圍的降低請求；3)每個分量載波的降低請求。每個分量載波的降低請求可以包括與配置UE的CC相對應的清單，例如，每個服務小區對應於單個CC的服務小區的清單。列表中的每個條目可以代表在相應載波上的操作能力的請求的降低。在一些實施例中，列表中的每個條目可以包括請求重新配置的頻率的指示。這樣的指示可以例如採用UE的服務小區清單中的指示位置的形式。在一些實施例中，可以根據UE的CC的配置順序對代表在相應載波上的操作能力的請求的降低的列表條目進行排序。在其他實施例中，列表中的每個條目可以基於其在列表中的位置隱式地與特定頻率相關聯。例如，配置有三個CC的UE可以針對請求的降低始終發送三個條目的清單，而訊息的顯著欄位在那些不需要實際減少的條目中被省略。

第6圖示出了根據一個新穎方面的使用ASN.1的每個頻率範圍和分量載波的UE能力降低請求的示例。如第6圖的610所示，每個FR的降低請求包含頻率範圍、最大載波數、DL的最大頻寬、UL的最大頻寬、DL的最大MIMO秩和UL的最大MIMO秩的索引。如第6圖的620所示，每個CC的降低請求包含DL的最大頻寬、UL的最大頻寬、DL的最大MIMO秩以及UL的最大MIMO秩。

第7圖是根據一個新穎方面的特定頻率和特定載波的UE能力限制的方法的流程圖。在步驟701中，UE在無線通訊網路中的複數個頻率上進行操作。在步驟702中，UE檢測與複數個頻率中的至少一個頻率有關的過熱狀況。在步驟703，UE回應於檢測到的過熱狀況向網路發送資訊訊息。該資訊訊息包括與複數個頻率中的至少一個頻率有關的能力降低的請求。該能力降低請求包括對請求能力降低的頻率的指示。在步驟704中，UE從網路接收重新配置，並以與請求能力降低的指示頻率有關的降低的能力進行操作。

儘管出於指導目的已經結合某些特定實施例描述了本發明，但是本發明不限於此。因此，在不脫離申請專利範圍所闡述的本發明的範圍的情況下，可以對所描述的實施例的各種特徵進行各種修改、改編和組合。