一种无线通信的方法和装置与流程

文档序号:15116927发布日期:2018-08-07 20:37阅读:134来源:国知局

本发明涉及移动通信领域,尤其涉及无线通信系统中的非连续接收(discontinuousreception,简称drx)技术。



背景技术:

分组数据包通信有突发特性,即偶尔的数据包的发送后通常是较长时间的通信静默状态。所以,如果不论有没有数据,终端设备(userequipment,ue)一直监听每一个子帧的下行控制信道的话,ue的接收电路一直处于开启状态,这会造成较大的能量消耗。

为了降低ue这部分的消耗,长期演进(longtermevolution,lte)系统采用了drx技术。基站给ue配置一个drx周期,每个drx周期内ue只在某个或者某几个特定的子帧处于激活期(onduration)并监听这部分子帧的下行控制信道,在其余的子帧上ue均处于睡眠状态,以降低ue的能量消耗。

不同于lte基站采用的低频全向天线通信方式,高频通信由于路损较大,采用具有方向性的波束成型的通信方式。因而其通信覆盖不同于全向天线的覆盖范围。如果直接沿用lte的drx机制,在前onduration时刻ue可以接收基站数据,但经过ue睡眠期间可能的位移或者接收方向转动,那么ue下次醒来时,ue的接收波束和基站的发射波束已经不再匹配,致使无法通信。



技术实现要素:

本文描述了一种管理drx周期的方法,装置及系统,以实现系统的性能和ue的功耗之间更好的平衡。

第一方面,本申请的实施例提供一种管理无线通信方法,该方法可以应用在采用了多波束通信技术场景,方法包括在一个非连续接收(drx)周期内,终端设备在波束对上接收无线接入网设备发送的下行控制信号;ue在解析所述下行控制信号失败的情况下,终端设备测量所述波束对的无线通信质量。

结合第一方面,在第一方面的第一种可能的实现方式中,终端设备优先测量原服务波束对的无线通信质量是否满足预设条件时,当该原服务波束满足预设条件时,终端设备确定原服务波束对为后续通信的服务波束。预设条件为测量波束是否满足现有通信条件下的使用条件,例如可以通过测量波束信号强度或波束信号信噪比等参数高于预设的门限来确定。门限值可以通过终端设备的解码能力、多天线还是单天线接收、当前数据业务类型等参数来确定。

结合第一方面,在第一方面的第二种可能的实现方式中,当该原服务波束满足不预设条件时,终端设备需要测量其他波束,通过计算其他波束对的测量值来确定是否满足预设条件。当找到一个波束对符合使用条件时,可以停止继续测量,将该符合使用条件的波束作为服务波束对。

结合第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第三种可能的实现方式中,终端设备进入休眠状态。由于确定原服务波束仍旧可用,因此无需上报基站使用的服务波束。节省了上报所需的无线资源和能量消耗。

结合第一方面的第二种可能的实现方式中,在第一方面的第四种可能的实现方式中,由于原服务波束不符合使用条件,终端设备通过重新测量(波束训练)找到满足使用条件的波束,此时,终端设备需要上报所该波束对。

第二方面,本申请的实施例提供一种管理无线通信方法,该方法可以应用在采用了多波束通信技术场景,包括在一个drx周期的激活期之前,终端设备测量波束对的无线通信质量;终端设备监听一个数据指示信号,该数据指示信号用于指示是否有数据下发给所述终端设备。

结合第二方面,在第二方面的第一种可能的实现方式中,终端设备优先测量原服务波束对的无线通信质量是否满足预设条件时,当该原服务波束满足预设条件时,终端设备确定原服务波束对为后续通信的服务波束。预设条件为测量波束是否满足现有通信条件下的使用条件,例如可以通过测量波束信号强度或波束信号信噪比等参数高于预设的门限来确定。门限值可以通过终端设备的解码能力、多天线还是单天线接收、当前数据业务类型等参数来确定。

结合第二方面,在第二方面的第二种可能的实现方式中,当该原服务波束不满足预设条件时,终端设备需要测量其他波束,通过计算其他波束对的测量值来确定是否满足预设条件。当找到一个波束对符合使用条件时,可以停止继续测量,将该符合使用条件的波束作为服务波束对。

结合第二方面的第一或第二种可能的实现方式中,在第二方面的第三种可能的实现方式中,终端设备未监听到所述数据指示信号或所述数据指示信号指示无数据,终端设备进入休眠状态。

结合第二方面的第二种可能的实现方式中,在第二方面的第四种可能的实现方式中,终端设备监听到所述数据指示信号或所述数据指示信号指示有数据,终端设备上报该服务波束对。

第三方面,本发明实施例提供了一种终端设备,该终端设备具有实现上述方法设计中终端设备行为的功能。所述功能可以通过硬件实现,也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。所述模块可以是软件和/或硬件。

相较于现有技术,本发明提供的方案可以更加灵活的管理drx周期,从而实现系统的性能和ue的功耗之间更好的平衡。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面附图中反映的仅仅是本发明的一部分实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得本发明的其他实施方式。而所有这些实施例或实施方式都在本发明的保护范围之内。

图1为实现本发明的一种可能的系统网络示意图;

图2为本发明的一种可能的应用场景示意图;

图3为drx周期示意图;

图4为本发明实施例提供的一种无线通信方法的流程示意图;

图5为本发明实施例提供的一种无线通信方法的帧结构的示意图;

图6为本发明实施例提供的一种无线通信方法的帧结构的示意图;

图7为本发明实施例提供的一种无线通信方法的流程示意图;

图8为本发明实施例提供的一种无线通信方法的帧结构的示意图;

图9为本发明实施例提供的一种无线通信方法的周期结构的示意图;

图10为本发明实施例提供的一种终端设备结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明实施例描述的网络架构以及业务场景是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案,并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定,本领域普通技术人员可知,随着网络架构的演变和新业务场景的出现,本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题,同样适用。

如图1所示,用户设备ue通过无线接入网(radioaccessnetwork,ran)。本发明描述的技术可以适用于长期演进lte系统,或其他采用各种无线接入技术的无线通信系统,例如采用码分多址,频分多址,时分多址,正交频分多址,单载波频分多址等接入技术的系统。此外,还可以适用于使用lte系统后续的演进系统,如第五代5g系统等。为清楚起见,这里仅以lte系统为例进行说明。

本申请中,名词“网络”和“系统”经常交替使用,但本领域的技术人员可以理解其含义。本申请所涉及到的用户设备ue可以包括各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备,以及各种形式的用户设备(userequipment,ue)移动台(mobilestation,简称ms),终端(terminal),终端设备(terminalequipment)等等。为方便描述,本申请中,上面提到的设备统称为用户设备(ue)。本发明所涉及到的无线接入网设备是一种部署在无线接入网中用以为ue提供无线通信功能的装置。所述无线接入网设备可以包括各种形式的基站,如宏基站,微基站,中继站,接入点等等。在采用不同的无线接入技术的系统中,具备基站功能的设备的名称可能会有所不同,例如在lte网络中,称为演进的节点b(evolvednodeb,enb或者enodeb),在第三代3g网络中,称为节点b(nodeb),在5g系统中,称为gnb等等。为方便描述,本申请中,上述为ue提供无线通信功能的装置统称为基站。

背景技术中提到高频通信由于路损较大,采用具有方向性的波束成型的通信方式。因为存在方向性的多波束,所以要实现正常通信,就需要首先对波束进行匹配。假设基站在ue所处的小区有m个波束,ue自身又有n个波束(m,n都为大于或等于1的正整数),则ue和基站进行配对或者波束训练时,最多需要m*n次测量。如图2所示,ue有2个波束,与ue通讯的基站有3个波束,那么ue和基站需要最多进行2*3次测量后才能保证正常通讯。如果ue和基站分别有更多个波束,那么进行波束测量的次数也会成倍增加,这对ue自身的能量是很大的消耗。另外,ue还需要上报匹配的波束以使得基站进行无线资源的分配。然而,ue每个drx周期进行波束训练并上报的目的就是为了正确接收基站下发的数据,但是并非每次ue进行波束训练并上报后,基站都有数据发送给ue。因此,没有数据接收的onduration之前的波束训练和上报反馈是种能耗的浪费。

图3示出了一个drx周期的示意图,下面结合图3进行详细描述。在时域上,时间被划分成一个个连续的drx周期(drxcycle)。drx周期是用于描述drx模式下onduration重复出现的周期。一个drx周期由“onduration”和“opportunityfordrx”组成。在onduration的时间段内,ue监听物理下行控制信道(physicaldownlinkcontrolchannel,pdcch),从而可以接收下行数据。因此“onduration”的时间段也可以称为激活期。“opportunityfordrx”即可能的休眠时间,在该时间段内,ue关闭接收机,ue不侦听pdcch,不接收下行信道的数据以节省功耗。因此“opportunityfordrx”的时间段,也可以称为休眠期。

本发明的一个实施例提供了一种无线通信方法,该方法可以应用于图2所示的多波束通信技术场景。

下面结合附图4,以一个drx周期为例,对本发明的实施例提供的方案进行说明。

s401:ue接收基站发送的下行控制信号;

s402:ue在onduration时先尝试解码下行控制信道,根据解码结果选择相应步骤。具体可参考图5中的(a)、(b)、(c)、(d)四中可能的场景。

1)基站有数据发给ue时,ue在onduration的尝试解码下行控制信道时直接解码成功,说明ue可以和基站进行正常通信,那么ue在该drx周期其他的子帧上可以直接睡眠,如图5中的(a)所示。此时,通过尝试直接解码成功,可以使得ue直接进入休眠期,大大降低ue的开销,同时ue也无需上报反馈基站,节约空口资源。

2)基站有数据发给ue时,ue在onduration的尝试解码下行控制信道时解码失败,或者虽然ue在onduration成功解码下行控制信道,但是该ue在尝试解码下行控制信道所指示的数据信道时解码失败,那么接下来ue需要进行波束测量,并将匹配的波束对反馈给基站,然后监测下行控制信道接收重发数据,如图5中的(b)所示。

3)基站无数据发给ue,ue在onduration的尝试解码下行控制信道时解码失败,接下来ue进行波束测量,并将匹配的波束对反馈给基站,然后继续监测等待一段时间(ue自身并不知道是否有数据重发),如图5中的(c)所示。

4)基站无数据发给ue,ue在onduration的尝试解码下行控制信道时解码失败,ue每次优先测量原服务波束对,发现原服务波束依然符合使用条件,那么ue判断该次无数据,直接进入睡眠。如图5中的(d)所示。

上述ue解码下行控制信道时解码失败,可以包括多种原因,例如:因下行控制信号太弱,ue不能正确解码;或ue虽然正确接收到了下行控制信号,但该下行控制信号不是下发给该ue的,因此该ue也不能正确解码。ue解码失败,可以理解为一次解析失败,或在一段时间内一次或多次解析失败。

可选的,控制信道还可以和数据信道采用不同的服务波束对,当ue正确解码下行控制信道后,还需要正确解码数据信道,才能完成数据的通信。因此,当基站无数据下发给ue时,如前述3)、4)情况所示,ue也就无需测量数据信道的服务波束。当基站有数据下发时,如前述2)情况所示,ue虽然正确解码控制信道,但当数据信道解码失败时,需要测量数据信道的服务波束,以找到满足条件的波束对。具体实现方式,参考控制信道的波束测量过程。当测量发现数据信道的满足条件的波束对和原服务波束对不同时,ue需要上报该数据信道的波束对,以便基站通过该波束对下发数据信息。

根据业务数据对时延的要求,ue可以立即接收或等待下个drx周期接收下行数据。

对于时延不敏感的场景的,ue可选择上报配对波束后直接进入睡眠,等待下个drx周期的到来再接收数据。如图6所示。

上述2),3),4)场景下,ue优先测量原服务波束对,当原服务波束对满足使用条件时,ue使用该原服务波束与基站通信。通过优先测量原服务波束对满足使用条件时,可减少进行波束配对的过程及开销,同时也无需上报反馈基站,节约空口资源。需要说明的是,当ue为全向天线时,其不存在多个波束,或可以理解为只有一个波束。此时,以该ue的这个波束和基站的多个波束中的一个,解释为一个波束对。全文都以波束对的概念进行描述。

具体判断原服务波束对是否符合使用条件,可以有如下方式:

ue计算原服务波束对的测量值,该测量值可以为波束信号强度或波束信号信噪比中的任一种或两者的组合,例如其中两个参数测量值的平均值或加权平均值等。可以理解的是,此处指只是给出了两个测量参数,可以用来进行作为测量值的参数包括但不限于此两种。

当该测量值高于一个预设门限时,则可以认为该原服务波束对是否符合使用条件。其中,该预设门限值可以通过如下方式确定:

由基站确定,例如基站可根据ue的解码能力、多天线还是单天线接收、当前数据业务类型等参数来确定门限值。当基站确定该预设门限值后,可以通过系统消息广播、或者macce下发给ue;ue也可以确定该预设门限值,具体确定方式可参考基站确定该预设门限值的方式。

当该测量值低于该预设门限时,ue需要进行波束测量,寻找其他匹配的波束对,并上报反馈给基站,以使基站记录该波束对,后续通过该波束对下发数据信号给ue。判断其他波束对是否符合使用条件的方式,可参考前述判断原服务波束对是否符合使用条件的方式,此处不再赘述。

当ue找到满足使用条件的波束对时,可以停止继续测量剩下的其他波束对,将找到的该波束对上报给基站即可。可选的,ue也可以继续测量已找到最好条件的波束对。找到满足使用条件的波束对时即停止,可以减少ue的能耗开销。

本发明实施例还提供一种无线通信方法,该方法可以应用在采用了多波束通信技术场景,下面结合图7具体说明。

s701:在一个drx周期的激活期之前,ue先进行波束测量,确定匹配的服务波束。

ue优先对原服务波束进行测量,判断原服务波束是否符合使用条件。如原服务波束不符合使用条件,则测量其他波束对是否符合使用条件,直至找到可以符合使用条件的服务波束。具体的实现方式,可参考上一实施例中的具体说明。

s702:所述ue监听一个数据指示信号(dataindicator),所述数据指示信号用于指示是否有数据下发给所述ue,该数据指示信号可以用一个比特数据表示,例如下发数据1表示后续有数据下发给ue,下发数据0表述后续无数据下发给ue;或通过收到该数据指示信号来表示有数据下发给ue,没有收到该数据指示信号表示无数据下发给ue。具体实现方式包括但不限于此。ue根据监听到是否有数据指示信号,进行如下步骤:

具体可参考图8中的(a)、(b)、(c)、(d)四中可能的场景。

1)基站无数据发给ue时,ue在激活期之前进行波束测量,确定可用的波束对。如图8中的(a)所示,ue测量发现原服务波束不符合使用条件,测量其他波束对以找到可用的服务波束。ue没有接收到该数据指示信号或该数据指示信号指示无数据下发,那么ue在该drx周期其他的子帧上可以直接睡眠。此时,ue本来需要在激活期持续监听是否有数据下发,但因为通过数据指示信号的提示后续无数据下发了,可以使得ue直接进入休眠状态,可以持续到下一个drx周期的,大大降低ue的开销。如果ue在激活期之前进行波束测量(波束训练)发现原服务波束对符合使用条件,ue也无需上报反馈基站,节约空口资源和能耗。

2)基站有数据发给ue时,ue在激活期之前进行波束测量,ue测量发现原服务波束不符合使用条件,测量其他波束对以找到可用的服务波束。通过数据指示信号的提示后ue知道后续有数据下发,那么ue持续监听信道。ue在数据下发之前将确定的可用服务波束对信息上报给基站,如图8中的(b)所示。

3)基站无数据发给ue,ue在激活期之前进行波束测量,通过测量发现原服务波束符合使用条件,且通过数据指示信号的提示后ue知道后续无数据下发,如图5中的(c)所示,那么ue可直接进入休眠状态此时。ue本来需要在激活期持续监听是否有数据下发,但因为通过数据指示信号的提示后续无数据下发了,可以使得ue直接进入休眠状态,可以持续到下一个drx周期的,大大降低ue的开销。因为原服务波束可用,ue也无需上报基站可用的服务波束对。

4)基站有数据发给ue,ue在激活期之前进行波束测量,通过测量发现原服务波束符合使用条件,且通过数据指示信号的提示后ue知道后续有数据下发,如图5中的(d)所示。因为原服务波束可用,ue也无需上报基站可用的服务波束对。

ue在激活期之前进行波束测量,可以理解的是,ue在drx的激活期到来之前(即休眠期)进行进行波束测量,ue也可以在drx周期的激活期(onduration)中的前一段时间内进行测量。

可选的,控制信道还可以和数据信道采用不同的服务波束对,当ue正确解码下行控制信道后,还需要正确解码数据信道,才能完成数据的通信。具体实现方式,可参考前述实施例的描述。

本发明实施例通过数据指示信号,可以使得ue知道是否后续有数据下发,节省ue监听开销以及因上报所需的无线资源消耗。

本发明实施例还提供一个实施例,结合前述两个实施例的基础上,重新设计波束测量周期。

由于波束的测量和上报会造成可观的能量消耗,但是因为ue的移动和方向转变会导致收发波束不匹配,这一过程又不可避免,所以测量和上报的频率应该在ue服务可接受范围内尽可能的低。

drx的onduration周期设计是基于packet交换的突发性,和来包的频率有关;然而波束测量在理想情况下应有收发波束不匹配触发,这和ue的移动速度、朝向变化快慢有关;所以波束测量周期tb和drx周期td没必要相同,相反tb大于td的情形下更有利于ue进行节能。

因而我们提出配置tb和td的关系如下:

tb=n×td

其中n≥1,n可由基站根据ue的业务等级和所处环境配置,n可以随着ue所处场景的不同由基站动态的配置。图9给出了n=1,2,3的图示。

每次波束测量都从原服务收发波束对开始,如果原服务收发波束满足使用条件,则ue直接睡眠且不进行上报,等待激活期到来;如果原服务收发波束不满足使用条件,则ue要将新的匹配的收发波束进行上报,然后在激活期监测下行控制信道。

通过重新设计波束测量的周期不同于drx周期,使得波束测量的周期大于drx周期,因为并非每个drx周期内都会有测量和上报这一过程。因而可以节省由波束测量和上报所造成的无线资源占用和能量消耗。

图10示出了上述实施例中所涉及的ue的一种可能的设计结构的简化示意图。所述ue包括发射器1001,接收器1002,控制器/处理器1003,存贮器1004和调制解调处理器1005。

发射器1001调节(例如,模拟转换、滤波、放大和上变频等)该输出采样并生成上行链路信号,该上行链路信号经由天线发射给上述实施例中所述的基站。在下行链路上,天线接收上述实施例中基站发射的下行链路信号。接收器1002调节(例如,滤波、放大、下变频以及数字化等)从天线接收的信号并提供输入采样。在调制解调处理器1005中,编码器1006接收要在上行链路上发送的业务数据和信令消息,并对业务数据和信令消息进行处理(例如,格式化、编码和交织)。调制器1007进一步处理(例如,符号映射和调制)编码后的业务数据和信令消息并提供输出采样。解调器1009处理(例如,解调)该输入采样并提供符号估计。解码器1008处理(例如,解交织和解码)该符号估计并提供发送给ue的已解码的数据和信令消息。编码器1006、调制器1007、解调器1009和解码器1008可以由合成的调制解调处理器1005来实现。这些单元根据无线接入网采用的无线接入技术(例如,lte及其他演进系统的接入技术)来进行处理。

控制器/处理器1003对ue的动作进行控制管理,用于执行上述实施例中由ue进行的处理。例如用于控制ue根据接收到的drx长周期接收寻呼和/或本发明所描述的技术的其他过程。

结合本发明公开内容所描述的方法或者算法的步骤可以硬件的方式来实现,也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成,软件模块可以被存放于ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、移动硬盘、cd-rom或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器,从而使处理器能够从该存储介质读取信息,且可向该存储介质写入信息。当然,存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于asic中。另外,该asic可以位于用户设备中。当然,处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户设备中。

本领域技术人员应该可以意识到,在上述一个或多个示例中,本发明所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时,可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质,其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的技术方案的基础之上,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明的保护范围之内。

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