用于天线模式操控的电路、装置和方法
用于天线模式操控的电路、装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及移动通信系统中用于天线模式操控（steering)的电路、装置和方法。 更具体地，本发明设及移动通信系统中用于基于所接收的信号质量来选择天线模式的天线 模式操控电路、装置和方法。
【背景技术】
[0002] 在现有技术的射频通信系统中，用户设备扣E)中测量的信道质量可能对射频通 信的性能很重要，而且最近，正致力于通过使用零操控方案（nullsteeringscheme)选择 天线模式来抑制来自相邻小区的干扰W提升信道质量。在射频通信系统中，可应用于UE 的接收天线的不同的福射图案（radiationpattern),可W使用圆形贴片天线（Circular PatchAntenna,CPA)来获得。
[000引图la至图Id示意性地示出根据现有技术的、在多输入多输出（MIM0)系统中使用CPA时根据天线模式的福射图案。
[0004] 参照图la至图Id,在MIM0系统中，为了减少分集分支之间的相关性，与天线模式 相对应的福射图案是根据使用CPA获得的福射图案的正交性来设计的。在此情况下，分集 阶数（diversityorder)随着福射图案中包括的波瓣（lobe)数目的增加而增加，因此性能 可W根据分集阶数的增加而提升。因此，在任何信道环境中，与均匀线阵扣LA)相比CPA具 有提升的性能，并且在尺寸限制严格和/或极为重要的信道环境中，与ULA相比CPA可W自 由地被实现。CPA的性能在理论上可W使用指示CPA的空间相关系数的等式来分析，因此每 天线模式的CPA性能可W被比较地分析。由于每天线模式的CPA性能可W被比较地分析， 因此可W计算空间分集和图案分集之间的关系的折中（trade-off)。
[0005] 在相关技术的通信系统中，若CPA被应用于天线阵列，那么根据天线模式的理论 信道容量可W被分析。更详细地，考虑到性能和实现，与可能使用的ULA相比，所使用的天 线阵列在任何信道环境中都是有优点的。然而，天线模式的优点可能是在没有考虑信道质 量的情况下确定的，而信道质量即使是在所使用的天线阵列与使用ULA的情况相比在性能 上有优点的情况下也是受限的。若使用了CPA，由天线形成的波束图案如图la至图Id中所 示具有正交特性。在此情况下，考虑到图案分集，动态地改变图案可能根据信道质量而受到 限制。
[0006] W上信息被提供作为背景信息，仅仅用于帮助理解本发明。对于W上所述是否可 W用作本发明的现有技术，没有进行决定，并且没有进行主张。
【发明内容】
[0007] 技术问题
[000引本发明的方面将解决至少上面提到的问题和/或者缺点，提供至少如下描述的优 点。因此，本发明的一方面将提供用于天线模式操控的电路、装置和方法。
[0009] 本发明的另一方面将提供用于基于信道质量的天线模式操控的电路、装置和方 法。
[0010] 本发明的又一方面提供用于基于衰落环境的天线模式操控的电路、装置和方法。
[0011] 技术方案
[0012] 根据本发明的一方面，提供一种使用至少一个天线的信号接收装置中的天线模式 操控（AM巧方法。该AMS方法包括：对于所述信号接收装置中可用的天线模式中的每个，测 量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量，W及基于所测量的接收信号质量从 天线模式当中选择特定天线模式，作为将在所述信号接收装置中使用的天线模式。
[0013] 根据本发明的另一方面，提供一种使用至少一个天线的信号接收装置中的AMS装 置。该AMS装置包括；调制器/解调器（MODEM),被配置为对于所述信号接收装置中可用的 天线模式中的每个，测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量，W及基于所 测量的接收信号质量从天线模式当中选择特定天线模式，作为将在所述信号接收装置中使 用的天线模式。
[0014] 根据本发明的又一方面，提供一种使用至少一个天线的信号接收装置中的AMS电 路。该AMS电路包括；调制解调器，其被配置为，对于所述信号接收装置中可用的天线模式 中的每个，测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量，W及基于所测量的接 收信号质量从天线模式当中选择特定天线模式，作为将在所述信号接收装置中使用的天线 模式。
[0015] 对于本领域的技术人员来说，从W下结合附图公开本发明示例性实施例的详细描 述中，本发明的其它方面、优点，和显著特征将变得明显。
[0016] 发明的有益效果
[0017]从之前的描述显而易见的是，本发明的示例性实施例在移动通信系统中使能使用AMS方案的自适应天线模式选择。由此，即使信号接收装置无法正确地检测当前信道状况， 信号接收装置也可W选择对于信道状况最优的天线模式，并且因此信号接收装置的性能可 W得到提升。
[001引本发明的示例性实施例在移动通信系统中使能了使用AMS方案的对于信道状况 模式最优的天线模式选择，由此信号接收装置可W提升接收信号质量，从而服务质量得到 提升。
[0019] 本发明的示例性实施例在移动通信系统中使能了使用AMS方案的不限天线类型 的自适应天线模式选择，由此信号接收装置可W不考虑信号接收装置的硬件类型、根据信 道状况来自适应地选择天线模式。
【附图说明】
[0020] 从下面结合附图进行的详细描述中，本发明特定示例性实施例的W上和其它方 面、特征和优点将更加明显，在附图中：
[002U 图la至图Id示意性地示出根据相关技术的、在多输入多输出（MIM0)系统中使用 圆形贴片天线（CPA)时根据天线模式的福射图案；
[0022] 图2示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统的结构；
[0023] 图3示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中基于几何的模 型的信道转换矩阵H;
[0024] 图4示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中天线的福射图 案和吸收图案的特性；
[0025] 图5a至图化示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中基于衰 落环境改变天线图案的方法；
[0026] 图6a示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中用户设备扣E) 的内部结构的示例；
[0027] 图化示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中肥的内部结构 的另一示例；
[002引图7示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中肥的操作过程的流程 图；
[0029] 图8示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中肥的内部结构 的另一示例；
[0030] 图9示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中根据肥中的呼 叫的天线零值发生（antennanullOC州rrence);
[0031] 图10a示意性地示出根据本发明的示例性实施例的诸如图8中的天线模式选择器 823的天线模式选择器的内部结构的示例；
[0032] 图1化示意性地示出根据本发明的示例性实施例的诸如图8中的天线模式选择器 823的天线模式选择器的内部结构的另一示例；
[0033] 图11示意性地示出根据本发明的示例性实施例的在肥的接收天线中形成的吸收 图案集合；
[0034] 图12示出根据本发明的示例性实施例的、其中肥使用采用具有周期性特性的设 置时间的半静态天线模式操控（AM巧自适应方案来选择天线模式的过程的流程图；
[0035] 图13示出根据本发明的示例性实施例的、其中肥使用采用具有非周期性特性的 设置时间的半静态AMS自适应方案来选择天线模式的过程的流程图；
[0036] 图14示出根据本发明的示例性实施例的、其中肥使用对所有吸收图案执行信号 质量测量操作的选择性AMS自适应方案来选择天线模式的过程的流程图；
[0037] 图15示出根据本发明的示例性实施例的、其中肥使用利用性能测量度量的阔值 对所有吸收图案执行信号质量测量操作的选择性AMS自适应方案来选择天线模式的过程 的流程图。
[003引贯穿附图，应该指出的是，相似的附图标号用来描述相同或相似的元素、特征和结 构。
【具体实施方式】
[0039] 提供W下参照附图的描述W帮助全面理解由权利要求及其等效内容所定义的本 发明的示例性实施例。W上描述包括各种具体细节来帮助理解，但该些具体细节应被看作 仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到；在不脱离本发明的范围和精神的前 提下，可W对在此描述的实施例作各种变化和修改。另外，为了清楚和简洁，省略对公知功 能和结构的描述。
[0040] 在下列说明和权利要求书中所用的术语和单词不限于字面含义，而仅仅是被发明 者用来使得能够清楚和一致地理解本发明。因此，本领域技术人员应当清楚的是提供本发 明的示范性实施例的W下描述仅仅是出于说明的目的，而不是用来限制由所附权利要求及 其等效内容定义的本发明的目的。
[0041] 要理解，单数形式"一"、"一个"和"所述"包括复数所指物，除非上下文明确地 另有规定。从而，例如，对"组件表面"的提及包括对一个或多个该样的表面的提及。
[0042] 当前示例性实施例提供用于天线模式操控的电路、装置和方法。当前示例性实施 例还提供基于信道质量的用于天线模式操控的电路、装置和方法。当前示例性实施例还提 供基于衰落环境的用于天线模式操控的电路、装置和方法。为了方便起见，将假设在当前示 例性实施例中使用多个天线。然而，本发明并不限于此，并且本领域普通技术人员将理解的 是，如当前示例性实施例所示的用于天线模式操控的电路、装置和方法可W应用于一个天 线。
[0043]图2示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统的结构。
[0044] 参照图2,移动通信系统根据情况包括信号发送装置210和信号接收装置220。例 如，信号发送装置210和信号接收装置220中的每个可W是基站炬巧、宏BS、微基站、毫微 微基站、用户设备扣E)、中继器，或任何其他类似和/或适当的移动通信元件。
[0045] 当尝试向信号接收装置220发送信息时，信号发送装置210通过对信息执行包括 信道编码操作、调制操作、和其它类似和/或适合的用于发送信号的操作来生成发送信号。 信号发送装置210向信号接收装置220发送该发送信号，并且被发送给信号接收装置220 的信号通过信道来传递并在信号接收装置220中接收。信号接收装置220通过对通过该 信道所接收的信号执行与信号发送过程相对应的信号接收过程，即包括解调操作、信道解 码操作和任何其他类似的和/或适用的用于接收信号的操作的信号接收过程，来恢复该信 息。
[0046] 如图2中所示，通过信道传递的信号作为多径信号到达信号接收装置220,该多 径信号是经过由于散射体（scatterer)的反射和散射而在时间上被延迟的，所述散射体 (scatterer)诸如在信号接收装置220和信号发送装置210之间的信号路径周围或沿途 的散射和反射物体。该信道可W是多径衰落信道，并且该多径衰落信道可能是影响移动通 信系统的总吞吐量的重要因素。若通过多径到达信号接收装置220的信号彼此相消干设 (destructivelyinterfere)，其中通信被暂时中止或者停止的状态，即，诸如深度衰 落状 态的状态，可能会在信号接收装置220中发生。
[0047] 因此，用于克服深度衰落状态的各种方案可W在移动通信系统中使用。在该种移 动通信系统中，多天线方案被用来提升发送效率或可靠性，并且多天线方案可W在相关技 术的移动通信系统中使用，诸如无线局域网（WLAN)系统、长期演进（LT巧系统、或任何其他 类似和/或合适的移动通信系统。在使用多天线方案的情况下，移动通信系统通过考虑到 所有时间域、频域和空间域来发送/接收信号。因此，若使用多天线方案，理想地，信道容量 会随着天线数目的增加而线性增加。
[0048] 如图2中所示，在移动通信系统中，根据本发明的示例性实施例，多天线方案包括 使用至少一个天线的信号发送装置210和信号接收装置220中的每个。更详细地，信号接 收装置220使用N个预设天线图案之一，因此所接收的信号的信道质量可W是不同的。例 如，若信号接收装置220为BS，则对于上行链路，从由BS提供服务的所有UE接收到的信号 的信道质量可w在改变天线图案时被改变。在当前示例性实施例中，为了方便起见，将假设 信号发送装置210为BS而信号接收装置220为肥。
[0049] 所接收的信号的信道质量是确定移动通信系统的性能的重要元素，并且各种度 量，诸如接收信号码功率巧SCP)、参考信号接收功率巧SRP)、参考信号强度指示器巧SSI)、 参考信号接收质量巧SRQ)、载波对干扰噪声比（CINR)、信号对噪声比（SNR)、误块率 炬LER)，或任何其他类似和/或适当的度量，可W被用来测量所接收的信号的信道质量。在 高速分组接入化SPA)系统和第S代合作伙伴计划（3GP巧的LTE系统中，RSCP和RSRP分 别被用作测量所接收的信号的信道质量的度量。RSCP和RSRP可能根据接收天线方向的瞬 时改变而显著地被改变，并且W下将描述该种情况的详细描述。
[0化日]其中使用了化个发送天线和化个接收天线的移动通信系统可W被建模为作为输 入和输出之间的关系表达式的数学式1。
[0051]【数学式1】
[0化2] y=Hx+n
[0化3]数学式1中，X表示从BS发送的信号，y表示在肥中接收的信号，H表示信道转换 矩阵，并且n表示加性白高斯噪声（AWGN)。在此，X是化X1向量，y是化X1向量，H是 化X化矩阵，并且n是化X1向量。位于矩阵H中第i行和第j列相交的位置处的元素 表示从第j发送天线到第i接收天线的信道增益。矩阵H，其也可W被称为信道转换矩阵 H，理想地可W被建模为具有独立随机变量作为矩阵H中包括的所有元素，该些元素是彼此 不相关的。然而，所有该些元素的信道增益可W由于空间信道特性、天线特性、或其他类似 和/或适合的特性而不完全彼此独立，因此所有该些元素的信道增益是部分相关的。为了 方便起见，矩阵H中包括的每个元素的信道增益被称为'单独信道增益'。
[0054] 单独信道增益之间的相关关系可能导致多天线方案的性能劣化，并且W下将提供 其详细描述。
[0化5] 信道转换矩阵H可W被表达为基于统计的模型，并且被建模为数学式2。
[0056]【数学式2】
[0化7]vec做=Ri/2vec化）
[005引数学式2中，馬表示化X化的MIMO信道，R表示化化X化化的协方差矩阵，如 数学式3中所表示的。
[0059]【数学式3】
[0060] R = E[vec(H)vec(H)H]
[0061] 在数学式3中，若R等于单位矩阵，那么信道转换矩阵H便等于H，。
[0062] 在基于统计的模型中，信道转换矩阵H的单独信道增益之间的相关性可WW相对 详细的方式来描述。然而，考虑到信道转换矩阵H的复杂度，信道转换矩阵H可W使用具有 相对低复杂度的基于几何的模型来表达，并且被建模为如数学式4中所表达的。
[00例【数学式4】
[0064]
[0065] 在数学式4中，Rt表示化X化的发送协方差矩阵，并且Rt表示化X化的接 收协方差矩阵。如数学式4中所示，如果通过所有发送天线到达的信号的角度谱（angle spectra)等于接收天线侧的散射体的角度谱，则基于几何的模型形式的信道转换矩阵H可W出现，为此，所有发送天线应彼此靠近并且具有相同的福射图案。
[0066] 若使用基于几何的模型形式的信道转换矩阵H，那么BS和肥之间的空间相关性 可W被分离，因此BS和肥之间的空间相关性可W是基于功率角度谱（PA巧和天线图案增 益而独立地并分别地确定。例如，若BS使用两个发送天线并且肥使用两个接收天线，那么 MtX化的发送协方差矩阵化和化X化的接收协方差矩阵化可W分别被表达为数学式 5和数学式6。在此，MtX化的发送协方差矩阵化和化X化的接收协方差矩阵化中的 每一个表示相关矩阵。
[0067]【数学式5】
[0071] 在数学式5中，Pt表示在BS中使用的两个发送天线之间的相关因子。在数学式 6中，Pr表示在肥中使用的两个接收天线之间的相关因子。如上所述，因为Pt和Pt中 的每个是基于诸如PAS的天线图案信息来确定的，故根据UE中使用的图案的效果可W使用 相关矩阵化来表达。
[0072] 基于几何的模型，诸如空间信道模型（SCM)，使用射线追踪方案W便近似于信号的 多径环境，并且W下将参照图3来提供详细的描述。
[0073]图3示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中基于几何的模 型的信道转换矩阵H。
[0074] 参照图3,角度分布的近似可W使用下路径（lowerpath)来表达，W便获得与每 个簇（cluster)有关的功率谱。在此，将假设一个簇是散射体的集合，其中BS和肥之间的 每个空间传播路径角度是在预设范围之内。在此情况下，化XMtMIM0信道的时变脉冲响 应矩阵可W如数学式7中所表达的。
[007引【数学式7】
[0076]
[0077] 数学式7中，t代表时间，T代表时间延迟，N代表簇的数目，并且n代表簇索引。 [007引用于簇n的发送天线nt和接收天线nt之间的信道增益可W如数学式8中所表达 的。
[0079]【数学式8】
[0080]
[0081] 数学式8中的变量在表1中描述。
[00間【表1】
[0083]
[00财在表1中，F","r,v表示对于垂直极化的天线元件图案，Frx,"r,v表示水平极化的天线 元件图案，a。,。,VV表示用于射线（n，m)的垂直至垂直极化的复增益，a表示用于射线 (n，m)的水平至垂直极化的复增益，A。表示载波频率的波长，A 表示到达角（AoA)单 U n，m - 位向量，i 表示离去角（AoD)单位向量，表示元素nr的位置向量， Yn，m 丄rx，m- 丄权，nt 表示元素nt的位置向量，并且V。,。表示射线（n，m)的多普勒频率分量。
[0086] 在基于几何的模型中，由于天线图案的效果被反映在每个簇的路径的增益中。因 此，如上所示，在基于统计的模型或基于几何的模型中，信道转换矩阵H根据天线图案的改 变而迅速地改变，并且因此，肥中接收的信号的信道质量和性能也迅速地改变。因此，对于 其中使用天线图案的移动通信系统的总体性能，接收天线应根据信道质量来改变。若接收 天线的最优天线图案被确定，那么所接收的信号的信道质量可W相应地增加。
[0087] 在本发明的示例性实施例中，如图2中所描述的，提供了一种通过基于预设标准 改变在肥中使用的接收天线周围形成的吸收图案来提升肥中接收的信号的信道质量的方 法。
[008引图4示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中天线的福射图 案和吸收图案的特性。
[0089] 参照图4,要注意的是，图4中的福射图案和吸收图案的特性是使用频分双工 (FDD)方案的移动通信系统中天线的福射图案和吸收图案的特性，其中吸收图案是其中信 号根据被用于接收信号的天线图案来接收的图案，并且福射图案是其中信号根据被用于发 送信号的天线图案来发送的图案。此外，天线的福射图案的特性和天线的吸收图案的特性 可W是彼此类似的。然而，在其中发射（Tx)频带和接收（Rx)频带被完全分开的移动通信 系统中，如图4中使用FDD方案的移动通信系统中，虽然使用同一天线，但福射图案可能不 同于吸收图案。
[0090] 因此，在本发明的示例性实施例中，用于肥的接收天线的各种吸收图案可W通过 调整天线特性来形成，诸如无源福射特性、有源福射特性、包络相关系数巧CC)、效率、W及 接收天线的任何其它类似的和/或适当的特性。在本发明的示例性实施例中，不论形成吸 收图案所使用的天线的类型为何，天线模式都可W使用天线模式操控（AM巧方案来动态地 改变。
[0091] 被形成用于接收天线的吸收图案考虑到空间选择性地容纳接收信号的能量，因此 不同接收信号质量可W根据UE中的吸收图案而出现，该不同于具有全向天线的情况，因为 无线信道的PAS可能不会鉴于空间而均匀分布。因此，若接收天线的吸收图案被选择W使 得其对于当前PAS是最优的，那么UE可W获得更好的接收信号质量。若信道的相干时间充 分地长于在肥中使用的吸收图案的改变周期，那么可能具有最好的接收信号质量的吸收 图案可W通过根据信道的给定瞬时值捜索最优吸收图案来确定。
[0092] 在第S代合作伙伴计划（3GP巧和电气和电子工程师协会（I邸巧中提出的移动通 信系统中，符号持续时间被设计成基本上等于相干时间，该是从最大多普勒扩展导出的。因 此，接收天线的吸收图案在符号持续时间期间改变的情况应被禁止，W便在UE的接收器中 执行相干解调操作。出于W上描述的原因，在快速衰落环境中，相干时间充分长于UE的吸 收图案的假设是不现实的，并且选择对于给定信道状况最优的吸收图案也是不大可能的。 因此，在本发明的示例性实施例中，提出基于衰落环境来改变天线图案的方法，并W下将参 照图5a至图化来描述。
[0093] 图5a至图化示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中基于衰 落环境改变天线图案的方法。
[0094] 参照图5a，在快速衰落环境中，信道环境可能迅速地改变，因此在支持总共N个天 线图案的移动通信系统中，通过根据预设周期改变天线图案来维持平均性能。在此，其中通 过根据预设周期改变天线图案来维持平均性能的方案被称为'顺序选择'方案。
[0095] 参照图化，在缓慢衰落环境中，信道环境缓慢地改变，因此在支持总共N个天线图 案的移动通信系统中，通过基于信道环境捜索最优天线图案来提高性能。在此，其中通过基 于信道环境捜索最优天线图案来提高性能的方案被称为'选择性选择'方案。
[0096] 图6a示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中肥的内部结构 的示例。
[0097] 参照图6a，肥包括调制器/解调器（M孤EM) 610、射频（RF)单元620,和Mr个接收 天线630-1，...，630-]\^。版)06]\1610包括415块611和测量块613，并且1?。单元620包括 化个射频集成电路（RFI0 621-1，. . .，621-MrW及开关623。
[009引 RF单元620对通过化个接收天线630-1，. . .，630-Mr接收的信号进行RF处理， 并输出经RF处理的信号到测量块613。测量块613使用从RFIC621-1，. . .，621 -Mr输出的 信号来测量接收信号的质量。在此，测量块613使用基于移动通信系统的类型的诸如RSCP、 RSRP、RSSI、RSRQ、CINR、SNR和BLER的度量或任何其他类似的和/或适用的度量来测量接 收信号的质量，并且将接收信号质量测量的结果输出到AMS块611。
[0099] AMS块611使用从测量块613输出的接收信号质量测量结果来操控吸收图案，即， 化个接收天线630-1，. . .，630-Mr将使用的天线模式。在此，AMS块611可W基于预设周期 或需要来控制吸收图案。例如，若从测量块613输出的接收信号质量小于预设阔值信号质 量，那么AMS块611可W确定需要改变当前在肥中使用的天线模式。另一方面，若从测量 块613输出的接收信号质量大于或等于阔值信号质量，那么AMS块611可W确定需要维持 当前在UE中使用的天线模式。
[0100] AMS块611通过在根据操控结果最终确定的天线图案的基础上控制开关623的操 作，来控制AMS块611和化个接收天线630-1，...，630-Mr之间的连接。虽然版)DEM610 和RF单元620在图6a中示出为单独单元，但本发明并不限于此，并且将理解的是，该仅仅 是为了方便说明。换言之，MODEM610和RF单元620可化合并为单一单元。
[0101] 图化示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中肥的内部结构 的另一示例。
[0102] 参照图她，肥包括版)06]\1 660、1?。单元670，和化个接收天线680-1，...，680-]\^。 M孤EM660包括AMS块661和测量块663,并且RF单元670包括Mr个RFIC671-1，...， 671-Mr。RF单元670对通过化个接收天线680-1，. . .，680-Mr接收的信号进行RF处理，并 输出经RF处理的信号到测量块663。测量块663使用从RFIC671-1，...，671-Mr输出的 信号来测量接收信号的质量。在此，测量块663使用基于移动通信系统的类型的诸如RSCP、 RSRP、RSSI、RSRQ、CINR、SNR、BLER的度量或任何其他类似的和/或适用的度量来测量接收 信号的质量，并且将接收信号质量的测量结果输出到AMS块661。
[0103] AMS块661使用从测量块663输出的接收信号质量的测量结果来操控吸收图案， 良P，化个接收天线680-1，...，680-Mr将使用的天线模式。在此，AMS块661可W基于预设 周期或需要来控制吸收图案。例如，若从测量块663输出的接收信号质量小于预设阔值信 号质量，那么AMS块661可W确定需要改变当前在肥中使用的天线模式。另一方面，若从 测量块663输出的接收信号质量大于或等于阔值信号质量，那么AMS块661确定需要维持 当前在肥中使用的天线模式。
[0104]AMS块661在根据操控结果最终确定的天线图案的基础上，控制AMS块661和化 个接收天线680-1，...，680-Mr之间的连接。虽然版)DEM660和RF单元670在图她中示 出为单独单元，但本发明并不限于此，并且将理解的是，该仅仅是为了方便说明。换言之， M孤EM660和RF单元670可W合并为单一单元。
[01化]同时，图6A和图她之间的区别依赖于AMS块是通过开关改变天线模式还是直接 通过并联线路（诸如到化个接收天线680-1，...，680-Mr中的每个相应的并联连接）来 改变天线模式。在根据本发明的示例性实施例的移动通信中，UE的结构可W被实现为各种 结构W及图6A至6B中所示的结构。然而，虽然UE可W被实现为各种结构，但在RF单元和 MODEM之间通常产生闭合回路，如图4中所示。
[0106] 图7示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中肥的操作过程的流程图。
[0107] 参照图7,在步骤711中肥通过接收天线接收信号。在步骤713中，肥测量接收 信号的接收信号质量，即，使用诸如RSCP、RSRP、RSSI、RSRQ、CINR、SNR、BLER的度量来测量 接收信号的接收信号质量。然后在步骤715中，UE确定接收信号质量是否大于或等于阔值 信号质量。若接收信号质量小于阔值信号质量，那么在步骤717中UE将当前在UE中使用 的天线模式改变为另一适合的天线模式，并返回步骤711。另一方面，若在步骤715中确定 接收信号质量大于或等于阔值信号质量，那么在步骤719中UE确定要维持当前在UE中使 用的天线模式，然后返回步骤711。
[0108] 图7中，若接收信号质量小于阔值信号质量，则肥立即改变天线模式，然而本发明 并不限于此，并且本领域普通技术人员将理解的是，肥可W通过考虑天线模式改变被频繁 改变的情况或者其中改变天线模式不应被立即改变的任何其他情况，在预设时间或者任何 其他适合的时间量之后改变天线模式，而不是立即改变天线模式。
[0109] 图8示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中肥的内部结构 的另一示例。
[0110] 参照图 8,肥包括Mr个天线 810-1，...，810-MrW及MODEM820。MODEM820 包 括信号质量测量单元821、天线模式选择器823、数据信号处理器825、操作状况指示符测 量单元827和发送信道指示符测量单元829。信号质量测量单元821测量通过化个天线 810-1，. . .，810-Mr接收的信号的信号质量。在此，信号质量测量是使用诸如RSCP、RSRP、 RSSI、RSRQ、CINR、SNR、BLm?和任何其他类似的和/或适用的度量来执行的。
[0111] 操作状况指示符测量单元827使用由重力传感器、抓握传感器、通用串行总线 扣SB)连接传感器，在UE中包括的超小型版本A(SMA)连接感测、或者任何其他类似和/或 适当的传感器所测量的感测结果，来测量各种操作状况。发送信道指示符测量单元829包 括多普勒估计器、CINR估计器、W及信道结束（C巧估计器，或任何其他类似和适合的估计 器，并且使用所估计的多普勒值来估计当前衰落状况，并且使用所估计的CINR值来测量当 前信道状况改变。
[0112] 数据信号处理器825通过基于预设数据处理方案处理从天线模式选择器823输出 的信号，来恢复BS已发送的原始信息。天线模式选择器823使用从信号质量测量单元821 输出的接收信号质量、从操作状况指示符测量单元827输出的操作状况、从发送信道指示 符测量单元829输出的信道状况改变、W及任何其他类似的和/或适用的信息来选择天线 模式，即天线图案；并且向信号质量测量单元821输出指示所选择的天线模式的天线模式 f目息。
[0113] W下将描述天线模式选择器823的操作的详细描述。如图8中所示，被输入到天线 模式选择器823的信号使用信号'运)，?, ?,③之一来分类，W下将描述[email protected]，⑩，?，③ 中的每个。
[0114] 首先，信号@是从操作状况指示符测量单元827输出的信号，并且包括在肥中包 括的各种传感器中测量的值。在各种传感器中测量的值包括用于选择适用于UE的当前操 作状况的天线图案所需的信息。例如，当使用肥中包括的重力传感器的感测结果时，天线 模式选择器823可W根据UE的放置地点或位置来选择能使接收功率最大的天线图案，或者 当使用肥中包括的抓握传感器的感测结果时，天线模式选择器823可W根据用户是否抓握 UE来选择天线图案。
[0115] W下将提供从操作状况指示符测量单元827输出的信号@的详细描述。通常，肥 包括用于各种用途的最多6个传感器、使用该些传感器检测它的操作状况、并使用所检测 的操作状况来增加它的性能。然而，在本发明的示例性实施例中，传感器被用来提升UE的 接收信号质量。例如，当前，肥使用加速度传感器和重力传感器来使能对用户动作的更敏 感的反应，因此UE可W使用更敏感的反应来提升用户的便利，例如，如果用户握住UE，则提 供指示存在未接电话的振动。通常，UE中的接收功率可W根据UE的放置地点或位置或者 根据用户是否握住肥而变得不同。因此，肥中的接收功率可W暂时地减少。由此，在本示 例性实施例中，UE使用加速度传感器、重力传感器或任意该种传感器来实时地感测操作状 况，并且可W通过基于从传感器输出的感测结果检测最优天线图案来提升接收信号质量。
[0116] 图9示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中根据肥中的呼 叫的天线零值发生（antennanulloccurrence)。
[0117] 参照图9,肥可W使用接近传感器来识别用户的靠近，并且若用户在具有SMS消息 的屏幕被显示在肥上的同时将肥握在他/她的耳边，那么可W提供其中肥自动地向短消 息服务（SM巧消息的发送者作出呼叫的功能。然而，若用户将UE握在他/她的耳边W便作 出呼叫，如图9中所示，朝向用户的头部可能会发生天线零值，其中在用户的头部的方向上 天线福射图案为空。在此情况下，肥的接收天线可W支持N个天线图案，因此，肥可W通过 选择在朝向用户的头部的方向的相反方向上具有强接收灵敏度的天线图案，来补偿由于天 线零值发生而导致的接收功率减少。
[011引此外，肥可W被用于数据传输、共享（tethering)或任何其他类似的和/或适用 的服务，诸如通过USB端口或任何其他类似的和/或适用的连接器和或端口连接到外部设 备，诸如计算机。在此情况下，USB连接导致天线图案改变，并且接收信号质量可W由于USB 连接或任何其他类似的和/或适用的连接而变得不同。在本示例性实施例中，UE可W通过 自适应地选择天线图案来提升接收信号质量。
[0119] 第二，信号?是从发送信道指示符测量单元829输出的信号，并且被用于根据肥 的当前信道状况来选择天线图案。例如，天线模式选择器823可W根据当前信道状况，使用 如图5A中所述的顺序选择方案或者如图5B中所述的选择性选择方案来选择天线图案。天 线模式选择器823将从发送信道指示符测量单元829输出的CINR与预设阔值CINR比较， 并且可W根据比较结果来选择天线模式。例如，若从发送信道指示符测量单元829输出的 CINR小于阔值CINR，那么接收信号质量可W被确定为较差，并且相应地，天线模式选择器 823可W选择与当前天线模式不同的天线模式作为新的天线模式。然而，本发明并不限于 此，并且天线模式选择器823可W根据从发送信道指示符测量单元829输出的CINR小于、 等于还是大于阔值CINR而选择天线模式。
[0120]第S，信号?;是从数据信号处理器825输出的信号，并且包括解码信息质量信息， 诸如BL邸和ACK/NACK。天线模式选择器823可W使用解码信息质量信息来选择天线模式。 例如，若从数据信号处理器825输出的BLm?大于或等于在天线模式选择器823中预设的 阔值BLER，那么接收信号质量可W被确定为较差，并且相应地，天线模式选择器823可W选 择与当前天线模式不同的天线模式作为新的天线模式。例如，若数据信号处理器825输出 NACK，那么接收信号质量被确定为较差，并且相应地，天线模式选择器823可W选择与当前 天线模式不同的天线模式作为新的天线模式。
[0121] 最后，信号@<是从信号质量测量单元821输出的信号，并且包括信号质量测量结 果，其是使用诸如RSCP、RSRP、RSSI、RSRQ、CINR、SNR和BLm?的度量获得的。当使用信号质 量测量结果确定接收信号质量为较差时，天线模式选择器823可 W选择与当前天线模式不 同的天线模式作为新的天线模式。
[0122] 图8中，天线模式选择器823通过考虑到信号@，?，?，和⑥中的每个来选择天 线模式。然而，本发明并不限于此，并且本领域普通技术人员将理解的，天线模式选择器823 可W通过考虑到信号@，⑥，?，和⑥中的至少两个来选择天线模式。当通过考虑到信号 @，⑩，?，和⑥中的至少两个来选择天线模式时，天线模式选择器823可W通过为特定信 号分配权重来选择天线模式，或者通过为所有信号分配相同权重来选择天线模式。
[0123] 图10a示意性地示出根据本发明的示例性实施例的诸如图8中的天线模式选择器 823的天线模式选择器的内部结构的示例。
[0124] 参照图10a，天线模式选择器823包括平均更新块1000。在预设时间期间，天线模 式选择器823不论射频信道的衰落环境如何都维持所选择的天线图案。预设时间可W周期 性或非周期性地设置。因此，天线模式选择器823确定更新开始信息和更新持续时间信息， 然后向平均更新块1000提供更新开始信息和更新持续时间信息。
[01巧]平均更新块1000通过基于更新开始信息和更新持续时间信息改变天线图案来维 持平均性能。例如，平均更新块1000可W在信道环境相对迅速地改变时（诸如在快速衰落 环境中）被使用，并且基于图5a中所述的顺序选择方案来更新天线图案。
[0126] 图1化示意性地示出根据本发明的示例性实施例的诸如图8中的天线模式选择器 823的天线模式选择器的内部结构的另一示例。
[0127] 参照图10b，天线模式选择器823包括阔值更新块1050。天线模式选择器823可W 基于信号@，⑩，?和⑥中的每个来选择天线图案，或者可W通过考虑到信号@，?，?: 和⑥中的至少两个来选择天线图案。为了方便起见，被用来选择天线图案的信号被称为 '天线图案选择参考信号'，并且天线图案选择参考信号可W是信号运)，⑥，?巧⑥中的任 一个，或者信号@，⑩，?:和③中的至少两个的组合。
[0128] 因此，天线模式选择器823向阔值更新块1050提供对应于天线图案选择参考信号 的阔值，并且阔值更新块1050将天线图案选择参考信号与阔值比较。阔值更新块1050基 于比较结果来选择天线图案。例如，若天线图案选择参考信号大于或等于阔值，则阔值更新 块1050保持天线图案。另一方面，如天线图案选择参考信号小于阔值，则阔值更新块1050 改变天线图案。例如，阔值更新块1050可W在信道环境相对缓慢地改变时（例如在缓慢衰 落环境中）被使用，并且阔值更新块1050基于图5B中所述的选择性选择方案来更新天线 图案。
[0129] 图11示意性地示出根据本发明的示例性实施例的在UE的接收天线中形成的吸收 图案集合。
[0130] 参照图11，肥可W通过周期性地改变吸收图案或者基于接收信号质量来自适应 地改变吸收图案，来获得期望的目标接收信号质量。在此，W上描述了被用于选择天线图案 的标准和选择天线图案的操作，因此其详细描述将被省略。
[0131] 在本发明的示例性实施例中，被用于改变天线图案的周期被设置为大于或等于最 小子帖长度1ms的长度。例如，若UE通过考虑到接收信号质量来选择天线图案，那么其中 肥应在短于最小子帖长度的时间内改变天线图案的情况可能会发生。然而，在本发明的示 例性实施例中，UE可W在从应用当前天线图案的时间点起的最小子帖长度之后应用新的天 线图案，而不是在UE确定了新的天线图案的时间点处立即应用新的天线图案。
[0132] 若天线图案在最小子帖长度之内被改变，那么接收天线的吸收图案在一个子帖之 内被改变，并且在一个子帖之内的接收信号可能会与另一信号交换，并且与信道估计、信道 测量和信道解码有关的所有过程都可能会受到影响。因此，在本发明的示例性实施例中，UE 应通过考虑到最小子帖长度来设置肥在其中应用天线图案的时间。
[0133] 此外，若吸收图案被很频繁地改变，那么肥的有效信道可能会在肥向BS报告信 道关联信息之后被改变。在该种情况下，可能会影响报告信道质量的性能，因此，在本发明 的示例性实施例中，UE在最小子帖长度期间尽可能长地维持设定的天线图案。当然，如果 特定的吸收图案的不良影响可W被消除，则UE可W在UE确定要改变天线图案的时间处立 即改变天线图案。
[0134] 在本发明的示例性实施例中，提出了S种AMS方案，即第一AMS方案、第二AMS方 案和第SAMS方案，W基于衰落环境来使用，W便自适应地选择UE中接收天线的吸收图案。 在快速衰落环境中，信道根据时间流逝而剧烈改变，可能不能捜索到对于信道状况最优的 天线图案，因此采用盲捜索方案。在此，盲捜索方案可W根据天线图案改变周期的长度而被 分类为动态自适应方案和半静态方案。根据当前示例性实施例，动态自适应方案为第一AMS 方案，即动态AMS自适应方案，并且半静态方案是第二AMS方案，即，半静态AMS自适应方 案。在缓慢衰落环境中，信道实现被维持相对长的时间，因此，应用了该样的方案，其中在相 对快速的时间内捜索最优天线图案并且在信道的相干时间期间维持该最优天线图案，而且 该个方案被称为第=AMS方案，即根据当前示例性实施例的选择性AMS自适应方案。然而， 本发明并不限于此，并且第一至第=AMS方案中的任一个可W对应于W上描述的方案中的 任一个。
[01巧]W下将描述动态AMS自适应方案、半静态AMS自适应方案和选择性AMS自适应方 案中的每个。首先，将描述动态AMS自适应方案。动态AMS自适应方案为如下方案，其中， 在肥中的包括M孤EM可能不知道用于分析吸收图案的接收信号质量的信道状况改变的环 境中，UE通过在相对短的时间量之内自适应地改变接收天线中的每个的吸收图案或者改变 所有接收天线的吸收图案来维持最优性能。
[0136] 第二，W下将描述半静态AMS自适应方案。半静态AMS自适应方案为如下方案，其 中，对于在肥中包括的M孤EM可能不知道或不被通知信道状况的改变的环境中应用每个天 线图案的情况，UE通过W预设周期改变接收天线中的每个的天线模式或者改变所有接收天 线的天线模式或者非周期性地改变接收天线中的每个的天线模式或者改变所有接收天线 的天线模式W便获得和/或维持性能平均值，来维持性能。
[0137] 半静态AMS自适应方案是该样的方案，其中肥根据预定次序从预设吸收图案集合 中选择吸收图案并且在维持所选择的吸收图案达到预设时间量之后将所选择的吸收图案 改变为另一吸收图案。吸收图案集合包括能够从中选择的多个吸收图案。当使用半静态 AMS自适应方案时，影响总体性能的重要因素是UE确定在其中维持特定吸收图案的预设时 间。另外，W下将根据预设时间是否具有周期性特性来描述半静态AMS自适应方案。
[0138] 若预设时间具有周期性特性，例如，若吸收图案是周期性地改变的，那么吸收图案 被改变的周期可W基于作为信道环境估计因子的参数来确定，所述参数诸如多普勒估计、 CE、RSCP、RSRP、RSIP和RSRQ。在此情况下，吸收图案的改变周期应被设置为长于子帖长度， 其成为大多数性能测量度量的最小单位。另一方面，若预设时间不具有周期性特性并且性 能测量度量是实时测量的，那么吸收图案可W在接收信号质量小于阔值时使用测量结果或 测量结果的组合来改变为新的吸收图案。
[0139] 图12示出根据本发明的示例性实施例的、其中UE使用采用具有周期性特性的设 置时间的半静态AMS自适应方案来选择天线模式的过程的流程图。
[0140] 参照图12,在步骤1211中，肥将变量n初始化为'0'并且将变量mode(模式）初 始化为'皿'。变量n代表天线模式索引，并且具有0至N-1之一的整数值。N代表肥中可 支持的天线模式的数目。变量mode代表当前在肥中设置的天线模式。接着，在步骤1213， 肥应用基于初始化操作设置的天线模式。在步骤1215,肥在预设时间期间（例如X个子帖 的持续时间）维持所选择的天线模式。在步骤1217中，肥确定变量n的值是否小于N-1。 若变量n的值不是小于N-1，那么肥返回步骤1211。否则，若变量n的值是小于N-1，那么 肥将变量n的值增加预设值，例如'r，接着在步骤1219中将值mode设置为皿，然后返回 步骤1213。
[0141] 图13示出根据本发明的示例性实施例的、其中UE使用采用具有非周期性特性的 设置时间的半静态AMS自适应方案来选择天线模式的过程的流程图。
[0142] 参照图13,在步骤1311中肥将变量n初始化为'0'并且将变量mode(模式）初 始化为'皿'。变量n代表天线模式索引，并且具有0至N-1之一的整数值。N代表肥中能 支持的天线模式的数目。变量mode代表当前在UE中设置的天线模式。接着，在步骤1313 中，肥应用基于初始化操作设置的天线模式。在步骤1315,肥在预设时间期间（例如1个 子帖的持续时间）计算设定的天线模式的预设性能测量度量。接着，在步骤1317中，UE确 定所计算的性能测量度量是否小于预设阔值。若所计算的性能测量度量不是小于预设阔 值，那么肥返回步骤1313。
[0143] 然而，若所计算的性能测量度量小于预设阔值，那么在步骤1319中，肥确定变量 n的值是否小于N-1。若变量n的值不小于N-1，那么肥返回步骤1311。另一方面，若变量n的值小于N-1，那么肥将变量n的值增加预设值，例如'r，接着在步骤1319中将值mode 设置为皿，然后返回步骤1313。
[0144] 第S，W下将描述选择性AMS自适应方案。选择性AMS自适应方案是如下方案，其 中，在肥可能不知道信道状况正在改变的环境中，肥在预设时间间隔中选择被应用到接收 天线中的每个的天线模式或者选择被应用于所有接收天线的天线模式，从而获得每个天线 图案提供的最优性能。
[0145]W下将提供选择性AMS自适应方案的详细描述。当在一个传输时间间隔（TTI)中 维持一个吸收图案时，肥测量所维持的吸收图案的接收信号质量。TTI之后，肥将吸收图 案改变为新的吸收图案，并且在下一TTI中维持新的吸收图案的同时，测量所使用的新的 吸收图案的接收信号质量。UE对于UE能支持的所有吸收图案重复该个操作，然后基于最后 的性能测量度量选择最优吸收图案，并在数目为X个的TTI期间使用最优吸收图案。为了 提升选择性AMS自适应方案的效率，数目X应被设置为大于数目N的数目，N为UE中能支 持的吸收图案的数目。为了该个原因，UE可W对性能劣化进行补偿，该性能劣化是由于选 择和使用与最优吸收图案不同的吸收图案而出现的。
[0146] 另一方面，在选择性AMS自适应方案中，若像半静态AMS自适应方案那样使用阔 值，那么在UE尝试捜索最优吸收图案的情况下，当检测到具有大于阔值的性能测量度量的 吸收图案时，UE停止对剩余吸收图案计算性能测量度量的过程。UE将所选的吸收图案设置 为最优吸收图案，并在X个TTI中维持最优吸收图案。由于停止了对剩余吸收图案计算性 能测量度量的过程，可W减少用于捜索最优吸收图案的时间和计算负荷。
[0147] 图14示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中肥使用执行对所有吸收 图案的信号质量测量操作的选择性AMS自适应方案来选择天线模式的过程的流程图。
[0148] 参照图14,在步骤1411中，肥将变量n初始化为'0'并且将变量mode(模式）初 始化为'皿'。变量n代表天线模式索引，并 且具有0至N-1之一的整数值。N代表肥中能 支持的天线模式的数目。变量mode代表当前在UE中设置的天线模式。在步骤1413，肥在 预设时间期间（例如1个子帖的持续时间）计算设定的天线模式的预设性能测量度量。接 着，在步骤1415中，肥确定变量n的值是否小于N-1。若变量n的值不小于N-1，那么肥将 变量n的值增加预设值，例如'r，接着在步骤1417中将值mode设置为mn，然后返回步骤 1413。另一方面，若变量n的值小于N-1，那么在步骤1419中，肥应用具有最大度量值的天 线模式，即其中检测到最大度量的天线模式。步骤1419之后，在步骤1421中肥在预设数 目的子帖（如X个子帖）期间维持所选天线模式，并返回步骤1413。
[0149]图15示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中UE使用利用性能测量度 量的阔值来执行对所有吸收图案的信号质量测量操作的选择性AMS自适应方案来选择天 线模式的过程的流程图。
[0150] 参照图15,在步骤1511中，肥将变量n初始化为'0'并且将变量mode(模式）初 始化为'皿'。变量n代表天线模式索引，并且具有0至N-1之一的整数值。N代表肥中能 支持的天线模式的数目。变量mode代表当前在UE中设置的天线模式。在步骤1513,UE在 预设时间期间（例如1个子帖的持续时间）计算设定的天线模式的预设性能测量度量。接 着，在步骤1515中，肥确定所计算的性能测量度量是否小于预设阔值。若在步骤1515中 所计算的性能测量度量不小于预设阔值，那么UE继续进行步骤1521。
[0151] 然而，若所计算的性能测量度量小于预设阔值，那么在步骤1517中，肥确定变量 n的值是否小于N-1。若在步骤1517中变量n的值不小于N-1，那么UE将变量n的值增加 预设值，例如'1'，接着在步骤1519中将值mode设置为皿，然后返回步骤1513。另一方面， 若变量n的值小于N-1，那么，在步骤1521中，肥应用具有最大度量值的天线模式，即其中 检测到最大度量的天线模式。步骤1521之后，在步骤1523中UE在预设时间期间，例如预 设数目的子帖（如X个子帖）期间，维持所选天线模式，并返回步骤1513。
[015引如图15中所述，在选择性AMS自适应方案中，肥应用阔值，并且在预设时间（即，X个TTI)期间，应用通过应用阔值所选择的天线模式。在此情况下，能够非周期性地改变天 线模式。如上所述，若阔值被应用于选择性AMS自适应方案，那么通过调整被用于检测天线 模式的周期和被用于改变天线模式的周期可W提升性能。
[0巧引W上已描述了立种用于自适应地改变天线图案的方案，即，动态AMS自适应方案、 半静态AMS自适应方案和选择性AMS自适应方案。另一方面，在肥可能不知道信道状况已 改变的环境中，可能难W自适应地应用天线模式，因此UE可W在使用半静态AMS自适应方 案时考虑除了W上所述那些参数之外的参数。例如，若BS和肥之间的信道环境由于MIM0 方案、空频块码（SFBC)方案、波束形成方案、或任何其它类似的和/或合适的方案而改变， 则肥可W考虑其中信道环境改变被额外地应用于半静态AMS自适应方案的方法。
[0154] 此外，若在半静态AMS自适应方案和选择性AMS自适应方案中使用了阔值，那么 用于确定阔值的方案可能是影响性能的重要因素。例如，阔值可W被设置为从指示接收信 号质量的度量导出的固定阔值，或者可W被设置为相应度量的移动平均值。在阔值被设置 为相应度量的移动平均值的情况下，天线图案可W在接收信号质量大于或等于阔值时被改 变，因此其中移动平均值持续地增加的情况可能会发生。为了禁止移动平均值的持续增加， 可W使用其中在移动平均值大于或等于预设阔值移动平均值时减少移动平均值的机制。
[0巧5] 同时，典型肥被装备有包括主天线和副天线的总计两个天线。主天线影响与BS有关的闭环的操作，诸如发送功率控制。因此，在本发明的示例性实施例中，其中可W考虑 其中应用于主天线的天线模式的方案，即其中天线图案方案固定并且应用于副天线的天线 模式被改变的方案。在此情况下，能够不影响与BS有关的闭环的操作，并且提升性能。若 应用于主天线的天线模式是固定的，那么可W使用如下方案，其中应用于副天线的天线模 式使用诸如主天线和副天线之间的ECC的参数而达到最优。
[0156]虽然参考其特定示范实施例对本发明进行了展示和描述，但是本领域技术人员应 该理解，在不脱离由所附权利要求及其等效内容所定义的本发明的精神和范围的前提下， 可W在形式和细节上对其做各种变化。
【主权项】
1. 一种在使用至少一个天线的信号接收装置中的天线模式操控（AMS)方法，所述AMS 方法包括： 针对所述信号接收装置中可用的天线模式中的每个，测量通过所述至少一个天线接收 的信号的接收信号质量；以及 基于所测量的接收信号质量从所述天线模式当中选择特定天线模式，以作为将在所述 信号接收装置中使用的天线模式。2. 如权利要求1所述的AMS方法，其中，所述接收信号质量包括以下各项中的至少一 个：指示所述信号接收装置的操作状况的操作状况指示符、指示所述信号接收装置的传输 信道状况的传输信道指示符、所述信号接收装置的解码信息质量信息、以及所述信号接收 装置的信道质量信息。3. 如权利要求2所述的AMS方法，其中，所述操作状况指示符包括在所述信号接收装置 中包括的至少一个传感器中感测的感测值中的至少一个。4. 如权利要求3所述的AMS方法，其中，所述至少一个传感器可以是加速度传感器、重 力传感器和接近传感器中的至少一个。5. 如权利要求3所述的AMS方法，其中，所述操作状况指示符包括指示外部设备是否被 连接到所述信号接收装置的信息。6. 如权利要求2所述的AMS方法，其中，所述传输信道指示符包括多普勒值、载波对干 扰噪声比（CINR)值和信道结束（CE)值中的至少一个。7. 如权利要求2所述的AMS方法，其中，所述解码信息质量信息包括块错误率（BER)以 及肯定确认/否定确认（ACK/NACK)中的至少一个。8. 如权利要求2所述的AMS方法，其中，所述接收信号质量信息包括以下各项中的至少 一个：接收信号码功率（RSCP)、参考信号接收功率（RSRP)、参考信号强度指示符（RSSI)、载 波对干扰和噪声比（CINR)、信号对噪声比（SNR)、以及块错误率（BLER)。9. 如权利要求1所述的AMS方法，其中，针对所述信号接收装置中可用的天线模式中的 每个，测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量，包括： 基于所述信号接收装置的衰落环境，针对所述信号接收装置中可用的天线模式中的每 个，测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量。10. 如权利要求9所述的AMS方法，其中，基于所述信号接收装置的衰落环境，针对所述 信号接收装置中可用的天线模式中的每个，测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收 信号质量，包括以下各项中的至少一个： 在针对所述至少一个天线在预设时间之内改变天线模式中的每个的同时，测量通过所 述至少一个天线接收的信号的接收信号质量； 在针对所述至少一个天线在至少预设时间期间维持天线模式中的每个之后改变天线 模式中的每个的同时，测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量；以及 在针对所述至少一个天线在预设时间之内改变天线模式中的每个的同时，测量通过所 述至少一个天线接收的信号的接收信号质量。11. 如权利要求10所述的AMS方法，其中，在其中针对所述至少一个天线维持天线模式 中的每个的所述预设时间，长于在其中测量接收信号的最小时间单位。12. 如权利要求10所述的AMS方法，其中，在其中针对所述至少一个天线维持天线模式 中的每个的所述预设时间是周期性时间或非周期性时间。13. 如权利要求12所述的AMS方法，其中， 若在其中针对所述至少一个天线维持天线模式中的每个的所述预设时间是周期性时 间，那么所述接收信号质量包括指示所述信号接收装置的传输信道状况的传输信道指示符 中的至少一个，作为信道环境估计因素，其中所述信号接收装置可以估计所述信号接收装 置的信道估计和所述信号接收装置的信道质量信息。14. 如权利要求13所述的AMS方法，其中，所述传输信道指示符包括多普勒值、载波对 干扰噪声比（CINR)值和信道结束（CE)值中的至少一个。15. 如权利要求13所述的AMS方法，其中，所述接收信号质量信息包括以下各项中的至 少一个：接收信号码功率（RSCP)、参考信号接收功率（RSRP)、参考信号强度指示符（RSSI)、 载波对干扰和噪声比（CINR)、信号对噪声比（SNR)、以及块错误率（BLER)。16. 如权利要求12所述的AMS方法，其中， 若在其中针对所述至少一个天线维持天线模式中的每个的所述预设时间是非周期性 时间，那么在其中针对所述至少一个天线维持天线模式中的每个的所述预设时间为如下时 间：在该时间期间通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量被维持为大于或等于 预设阈值。17. 如权利要求12所述的AMS方法，其中， 如果基于所述信号接收装置的衰落环境，针对所述信号接收装置中可用的天线模式中 的每个来测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量包括：针对所述至少一个 天线按照预设时间来改变天线模式中的每个的同时测量通过所述至少一个天线接收的信 号的接收信号质量， 那么，在长于通过将所述预设时间乘以天线模式的数目而生成的时间的时间期间，维 持所选择的天线模式。18. 如权利要求1所述的AMS方法，其中，所述至少一个天线包括副天线。19. 如权利要求1所述的AMS方法，还包括： 固定被应用于所述至少一个天线当中的主天线的天线模式。20. 如权利要求1所述的AMS方法，其中， 若所述至少一个天线为主天线，那么限制性地执行：基于所测量的接收信号质量从天 线模式当中选择特定天线模式作为将在所述信号接收装置中使用的天线模式。21. 如权利要求10所述的AMS方法，其中， 如果基于所述信号接收装置的衰落环境，针对所述信号接收装置中可用的天线模式中 的每个来测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量包括：在针对所述至少一 个天线在至少预设时间期间维持天线模式中的每个之后改变天线模式中的每个的同时，测 量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量， 那么，所选择的天线模式是基于当使用多输入多输出（MMO)方案、空频块码（SFBC)方 案和波束成形方案中的至少一个时发生的信道环境改变来选择的。22. -种适配为执行如权利要求1至21之一所述的方法的天线模式操控（AMS)装置。23. -种适配为执行如权利要求1至21之一所述的方法的天线模式操控（AMS)电路。
【专利摘要】提供一种在使用至少一个天线的信号接收装置中的天线模式操控(AMS)方法。该方法包括：针对所述信号接收装置中可用的天线模式中的每个，测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量，以及基于所测量的接收信号质量从天线模式当中选择特定天线模式，以作为将在所述信号接收装置中使用的天线模式。
【IPC分类】H04B7/08
【公开号】CN104904134
【申请号】CN201380068999
【发明人】朴廷敏, 金民龟, 金泰润, 林采万, 林钟汉
【申请人】三星电子株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年7月19日
【公告号】EP2939352A1, US20140184440, WO2014104512A1
【技术领域】
[0001] 本发明设及移动通信系统中用于天线模式操控（steering)的电路、装置和方法。 更具体地，本发明设及移动通信系统中用于基于所接收的信号质量来选择天线模式的天线 模式操控电路、装置和方法。
【背景技术】
[0002] 在现有技术的射频通信系统中，用户设备扣E)中测量的信道质量可能对射频通 信的性能很重要，而且最近，正致力于通过使用零操控方案（nullsteeringscheme)选择 天线模式来抑制来自相邻小区的干扰W提升信道质量。在射频通信系统中，可应用于UE 的接收天线的不同的福射图案（radiationpattern),可W使用圆形贴片天线（Circular PatchAntenna,CPA)来获得。
[000引图la至图Id示意性地示出根据现有技术的、在多输入多输出（MIM0)系统中使用CPA时根据天线模式的福射图案。
[0004] 参照图la至图Id,在MIM0系统中，为了减少分集分支之间的相关性，与天线模式 相对应的福射图案是根据使用CPA获得的福射图案的正交性来设计的。在此情况下，分集 阶数（diversityorder)随着福射图案中包括的波瓣（lobe)数目的增加而增加，因此性能 可W根据分集阶数的增加而提升。因此，在任何信道环境中，与均匀线阵扣LA)相比CPA具 有提升的性能，并且在尺寸限制严格和/或极为重要的信道环境中，与ULA相比CPA可W自 由地被实现。CPA的性能在理论上可W使用指示CPA的空间相关系数的等式来分析，因此每 天线模式的CPA性能可W被比较地分析。由于每天线模式的CPA性能可W被比较地分析， 因此可W计算空间分集和图案分集之间的关系的折中（trade-off)。
[0005] 在相关技术的通信系统中，若CPA被应用于天线阵列，那么根据天线模式的理论 信道容量可W被分析。更详细地，考虑到性能和实现，与可能使用的ULA相比，所使用的天 线阵列在任何信道环境中都是有优点的。然而，天线模式的优点可能是在没有考虑信道质 量的情况下确定的，而信道质量即使是在所使用的天线阵列与使用ULA的情况相比在性能 上有优点的情况下也是受限的。若使用了CPA，由天线形成的波束图案如图la至图Id中所 示具有正交特性。在此情况下，考虑到图案分集，动态地改变图案可能根据信道质量而受到 限制。
[0006] W上信息被提供作为背景信息，仅仅用于帮助理解本发明。对于W上所述是否可 W用作本发明的现有技术，没有进行决定，并且没有进行主张。
【发明内容】
[0007] 技术问题
[000引本发明的方面将解决至少上面提到的问题和/或者缺点，提供至少如下描述的优 点。因此，本发明的一方面将提供用于天线模式操控的电路、装置和方法。
[0009] 本发明的另一方面将提供用于基于信道质量的天线模式操控的电路、装置和方 法。
[0010] 本发明的又一方面提供用于基于衰落环境的天线模式操控的电路、装置和方法。
[0011] 技术方案
[0012] 根据本发明的一方面，提供一种使用至少一个天线的信号接收装置中的天线模式 操控（AM巧方法。该AMS方法包括：对于所述信号接收装置中可用的天线模式中的每个，测 量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量，W及基于所测量的接收信号质量从 天线模式当中选择特定天线模式，作为将在所述信号接收装置中使用的天线模式。
[0013] 根据本发明的另一方面，提供一种使用至少一个天线的信号接收装置中的AMS装 置。该AMS装置包括；调制器/解调器（MODEM),被配置为对于所述信号接收装置中可用的 天线模式中的每个，测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量，W及基于所 测量的接收信号质量从天线模式当中选择特定天线模式，作为将在所述信号接收装置中使 用的天线模式。
[0014] 根据本发明的又一方面，提供一种使用至少一个天线的信号接收装置中的AMS电 路。该AMS电路包括；调制解调器，其被配置为，对于所述信号接收装置中可用的天线模式 中的每个，测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量，W及基于所测量的接 收信号质量从天线模式当中选择特定天线模式，作为将在所述信号接收装置中使用的天线 模式。
[0015] 对于本领域的技术人员来说，从W下结合附图公开本发明示例性实施例的详细描 述中，本发明的其它方面、优点，和显著特征将变得明显。
[0016] 发明的有益效果
[0017]从之前的描述显而易见的是，本发明的示例性实施例在移动通信系统中使能使用AMS方案的自适应天线模式选择。由此，即使信号接收装置无法正确地检测当前信道状况， 信号接收装置也可W选择对于信道状况最优的天线模式，并且因此信号接收装置的性能可 W得到提升。
[001引本发明的示例性实施例在移动通信系统中使能了使用AMS方案的对于信道状况 模式最优的天线模式选择，由此信号接收装置可W提升接收信号质量，从而服务质量得到 提升。
[0019] 本发明的示例性实施例在移动通信系统中使能了使用AMS方案的不限天线类型 的自适应天线模式选择，由此信号接收装置可W不考虑信号接收装置的硬件类型、根据信 道状况来自适应地选择天线模式。
【附图说明】
[0020] 从下面结合附图进行的详细描述中，本发明特定示例性实施例的W上和其它方 面、特征和优点将更加明显，在附图中：
[002U 图la至图Id示意性地示出根据相关技术的、在多输入多输出（MIM0)系统中使用 圆形贴片天线（CPA)时根据天线模式的福射图案；
[0022] 图2示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统的结构；
[0023] 图3示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中基于几何的模 型的信道转换矩阵H;
[0024] 图4示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中天线的福射图 案和吸收图案的特性；
[0025] 图5a至图化示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中基于衰 落环境改变天线图案的方法；
[0026] 图6a示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中用户设备扣E) 的内部结构的示例；
[0027] 图化示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中肥的内部结构 的另一示例；
[002引图7示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中肥的操作过程的流程 图；
[0029] 图8示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中肥的内部结构 的另一示例；
[0030] 图9示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中根据肥中的呼 叫的天线零值发生（antennanullOC州rrence);
[0031] 图10a示意性地示出根据本发明的示例性实施例的诸如图8中的天线模式选择器 823的天线模式选择器的内部结构的示例；
[0032] 图1化示意性地示出根据本发明的示例性实施例的诸如图8中的天线模式选择器 823的天线模式选择器的内部结构的另一示例；
[0033] 图11示意性地示出根据本发明的示例性实施例的在肥的接收天线中形成的吸收 图案集合；
[0034] 图12示出根据本发明的示例性实施例的、其中肥使用采用具有周期性特性的设 置时间的半静态天线模式操控（AM巧自适应方案来选择天线模式的过程的流程图；
[0035] 图13示出根据本发明的示例性实施例的、其中肥使用采用具有非周期性特性的 设置时间的半静态AMS自适应方案来选择天线模式的过程的流程图；
[0036] 图14示出根据本发明的示例性实施例的、其中肥使用对所有吸收图案执行信号 质量测量操作的选择性AMS自适应方案来选择天线模式的过程的流程图；
[0037] 图15示出根据本发明的示例性实施例的、其中肥使用利用性能测量度量的阔值 对所有吸收图案执行信号质量测量操作的选择性AMS自适应方案来选择天线模式的过程 的流程图。
[003引贯穿附图，应该指出的是，相似的附图标号用来描述相同或相似的元素、特征和结 构。
【具体实施方式】
[0039] 提供W下参照附图的描述W帮助全面理解由权利要求及其等效内容所定义的本 发明的示例性实施例。W上描述包括各种具体细节来帮助理解，但该些具体细节应被看作 仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到；在不脱离本发明的范围和精神的前 提下，可W对在此描述的实施例作各种变化和修改。另外，为了清楚和简洁，省略对公知功 能和结构的描述。
[0040] 在下列说明和权利要求书中所用的术语和单词不限于字面含义，而仅仅是被发明 者用来使得能够清楚和一致地理解本发明。因此，本领域技术人员应当清楚的是提供本发 明的示范性实施例的W下描述仅仅是出于说明的目的，而不是用来限制由所附权利要求及 其等效内容定义的本发明的目的。
[0041] 要理解，单数形式"一"、"一个"和"所述"包括复数所指物，除非上下文明确地 另有规定。从而，例如，对"组件表面"的提及包括对一个或多个该样的表面的提及。
[0042] 当前示例性实施例提供用于天线模式操控的电路、装置和方法。当前示例性实施 例还提供基于信道质量的用于天线模式操控的电路、装置和方法。当前示例性实施例还提 供基于衰落环境的用于天线模式操控的电路、装置和方法。为了方便起见，将假设在当前示 例性实施例中使用多个天线。然而，本发明并不限于此，并且本领域普通技术人员将理解的 是，如当前示例性实施例所示的用于天线模式操控的电路、装置和方法可W应用于一个天 线。
[0043]图2示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统的结构。
[0044] 参照图2,移动通信系统根据情况包括信号发送装置210和信号接收装置220。例 如，信号发送装置210和信号接收装置220中的每个可W是基站炬巧、宏BS、微基站、毫微 微基站、用户设备扣E)、中继器，或任何其他类似和/或适当的移动通信元件。
[0045] 当尝试向信号接收装置220发送信息时，信号发送装置210通过对信息执行包括 信道编码操作、调制操作、和其它类似和/或适合的用于发送信号的操作来生成发送信号。 信号发送装置210向信号接收装置220发送该发送信号，并且被发送给信号接收装置220 的信号通过信道来传递并在信号接收装置220中接收。信号接收装置220通过对通过该 信道所接收的信号执行与信号发送过程相对应的信号接收过程，即包括解调操作、信道解 码操作和任何其他类似的和/或适用的用于接收信号的操作的信号接收过程，来恢复该信 息。
[0046] 如图2中所示，通过信道传递的信号作为多径信号到达信号接收装置220,该多 径信号是经过由于散射体（scatterer)的反射和散射而在时间上被延迟的，所述散射体 (scatterer)诸如在信号接收装置220和信号发送装置210之间的信号路径周围或沿途 的散射和反射物体。该信道可W是多径衰落信道，并且该多径衰落信道可能是影响移动通 信系统的总吞吐量的重要因素。若通过多径到达信号接收装置220的信号彼此相消干设 (destructivelyinterfere)，其中通信被暂时中止或者停止的状态，即，诸如深度衰 落状 态的状态，可能会在信号接收装置220中发生。
[0047] 因此，用于克服深度衰落状态的各种方案可W在移动通信系统中使用。在该种移 动通信系统中，多天线方案被用来提升发送效率或可靠性，并且多天线方案可W在相关技 术的移动通信系统中使用，诸如无线局域网（WLAN)系统、长期演进（LT巧系统、或任何其他 类似和/或合适的移动通信系统。在使用多天线方案的情况下，移动通信系统通过考虑到 所有时间域、频域和空间域来发送/接收信号。因此，若使用多天线方案，理想地，信道容量 会随着天线数目的增加而线性增加。
[0048] 如图2中所示，在移动通信系统中，根据本发明的示例性实施例，多天线方案包括 使用至少一个天线的信号发送装置210和信号接收装置220中的每个。更详细地，信号接 收装置220使用N个预设天线图案之一，因此所接收的信号的信道质量可W是不同的。例 如，若信号接收装置220为BS，则对于上行链路，从由BS提供服务的所有UE接收到的信号 的信道质量可w在改变天线图案时被改变。在当前示例性实施例中，为了方便起见，将假设 信号发送装置210为BS而信号接收装置220为肥。
[0049] 所接收的信号的信道质量是确定移动通信系统的性能的重要元素，并且各种度 量，诸如接收信号码功率巧SCP)、参考信号接收功率巧SRP)、参考信号强度指示器巧SSI)、 参考信号接收质量巧SRQ)、载波对干扰噪声比（CINR)、信号对噪声比（SNR)、误块率 炬LER)，或任何其他类似和/或适当的度量，可W被用来测量所接收的信号的信道质量。在 高速分组接入化SPA)系统和第S代合作伙伴计划（3GP巧的LTE系统中，RSCP和RSRP分 别被用作测量所接收的信号的信道质量的度量。RSCP和RSRP可能根据接收天线方向的瞬 时改变而显著地被改变，并且W下将描述该种情况的详细描述。
[0化日]其中使用了化个发送天线和化个接收天线的移动通信系统可W被建模为作为输 入和输出之间的关系表达式的数学式1。
[0051]【数学式1】
[0化2] y=Hx+n
[0化3]数学式1中，X表示从BS发送的信号，y表示在肥中接收的信号，H表示信道转换 矩阵，并且n表示加性白高斯噪声（AWGN)。在此，X是化X1向量，y是化X1向量，H是 化X化矩阵，并且n是化X1向量。位于矩阵H中第i行和第j列相交的位置处的元素 表示从第j发送天线到第i接收天线的信道增益。矩阵H，其也可W被称为信道转换矩阵 H，理想地可W被建模为具有独立随机变量作为矩阵H中包括的所有元素，该些元素是彼此 不相关的。然而，所有该些元素的信道增益可W由于空间信道特性、天线特性、或其他类似 和/或适合的特性而不完全彼此独立，因此所有该些元素的信道增益是部分相关的。为了 方便起见，矩阵H中包括的每个元素的信道增益被称为'单独信道增益'。
[0054] 单独信道增益之间的相关关系可能导致多天线方案的性能劣化，并且W下将提供 其详细描述。
[0化5] 信道转换矩阵H可W被表达为基于统计的模型，并且被建模为数学式2。
[0056]【数学式2】
[0化7]vec做=Ri/2vec化）
[005引数学式2中，馬表示化X化的MIMO信道，R表示化化X化化的协方差矩阵，如 数学式3中所表示的。
[0059]【数学式3】
[0060] R = E[vec(H)vec(H)H]
[0061] 在数学式3中，若R等于单位矩阵，那么信道转换矩阵H便等于H，。
[0062] 在基于统计的模型中，信道转换矩阵H的单独信道增益之间的相关性可WW相对 详细的方式来描述。然而，考虑到信道转换矩阵H的复杂度，信道转换矩阵H可W使用具有 相对低复杂度的基于几何的模型来表达，并且被建模为如数学式4中所表达的。
[00例【数学式4】
[0064]
[0065] 在数学式4中，Rt表示化X化的发送协方差矩阵，并且Rt表示化X化的接 收协方差矩阵。如数学式4中所示，如果通过所有发送天线到达的信号的角度谱（angle spectra)等于接收天线侧的散射体的角度谱，则基于几何的模型形式的信道转换矩阵H可W出现，为此，所有发送天线应彼此靠近并且具有相同的福射图案。
[0066] 若使用基于几何的模型形式的信道转换矩阵H，那么BS和肥之间的空间相关性 可W被分离，因此BS和肥之间的空间相关性可W是基于功率角度谱（PA巧和天线图案增 益而独立地并分别地确定。例如，若BS使用两个发送天线并且肥使用两个接收天线，那么 MtX化的发送协方差矩阵化和化X化的接收协方差矩阵化可W分别被表达为数学式 5和数学式6。在此，MtX化的发送协方差矩阵化和化X化的接收协方差矩阵化中的 每一个表示相关矩阵。
[0067]【数学式5】
[0071] 在数学式5中，Pt表示在BS中使用的两个发送天线之间的相关因子。在数学式 6中，Pr表示在肥中使用的两个接收天线之间的相关因子。如上所述，因为Pt和Pt中 的每个是基于诸如PAS的天线图案信息来确定的，故根据UE中使用的图案的效果可W使用 相关矩阵化来表达。
[0072] 基于几何的模型，诸如空间信道模型（SCM)，使用射线追踪方案W便近似于信号的 多径环境，并且W下将参照图3来提供详细的描述。
[0073]图3示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中基于几何的模 型的信道转换矩阵H。
[0074] 参照图3,角度分布的近似可W使用下路径（lowerpath)来表达，W便获得与每 个簇（cluster)有关的功率谱。在此，将假设一个簇是散射体的集合，其中BS和肥之间的 每个空间传播路径角度是在预设范围之内。在此情况下，化XMtMIM0信道的时变脉冲响 应矩阵可W如数学式7中所表达的。
[007引【数学式7】
[0076]
[0077] 数学式7中，t代表时间，T代表时间延迟，N代表簇的数目，并且n代表簇索引。 [007引用于簇n的发送天线nt和接收天线nt之间的信道增益可W如数学式8中所表达 的。
[0079]【数学式8】
[0080]
[0081] 数学式8中的变量在表1中描述。
[00間【表1】
[0083]
[00财在表1中，F","r,v表示对于垂直极化的天线元件图案，Frx,"r,v表示水平极化的天线 元件图案，a。,。,VV表示用于射线（n，m)的垂直至垂直极化的复增益，a表示用于射线 (n，m)的水平至垂直极化的复增益，A。表示载波频率的波长，A 表示到达角（AoA)单 U n，m - 位向量，i 表示离去角（AoD)单位向量，表示元素nr的位置向量， Yn，m 丄rx，m- 丄权，nt 表示元素nt的位置向量，并且V。,。表示射线（n，m)的多普勒频率分量。
[0086] 在基于几何的模型中，由于天线图案的效果被反映在每个簇的路径的增益中。因 此，如上所示，在基于统计的模型或基于几何的模型中，信道转换矩阵H根据天线图案的改 变而迅速地改变，并且因此，肥中接收的信号的信道质量和性能也迅速地改变。因此，对于 其中使用天线图案的移动通信系统的总体性能，接收天线应根据信道质量来改变。若接收 天线的最优天线图案被确定，那么所接收的信号的信道质量可W相应地增加。
[0087] 在本发明的示例性实施例中，如图2中所描述的，提供了一种通过基于预设标准 改变在肥中使用的接收天线周围形成的吸收图案来提升肥中接收的信号的信道质量的方 法。
[008引图4示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中天线的福射图 案和吸收图案的特性。
[0089] 参照图4,要注意的是，图4中的福射图案和吸收图案的特性是使用频分双工 (FDD)方案的移动通信系统中天线的福射图案和吸收图案的特性，其中吸收图案是其中信 号根据被用于接收信号的天线图案来接收的图案，并且福射图案是其中信号根据被用于发 送信号的天线图案来发送的图案。此外，天线的福射图案的特性和天线的吸收图案的特性 可W是彼此类似的。然而，在其中发射（Tx)频带和接收（Rx)频带被完全分开的移动通信 系统中，如图4中使用FDD方案的移动通信系统中，虽然使用同一天线，但福射图案可能不 同于吸收图案。
[0090] 因此，在本发明的示例性实施例中，用于肥的接收天线的各种吸收图案可W通过 调整天线特性来形成，诸如无源福射特性、有源福射特性、包络相关系数巧CC)、效率、W及 接收天线的任何其它类似的和/或适当的特性。在本发明的示例性实施例中，不论形成吸 收图案所使用的天线的类型为何，天线模式都可W使用天线模式操控（AM巧方案来动态地 改变。
[0091] 被形成用于接收天线的吸收图案考虑到空间选择性地容纳接收信号的能量，因此 不同接收信号质量可W根据UE中的吸收图案而出现，该不同于具有全向天线的情况，因为 无线信道的PAS可能不会鉴于空间而均匀分布。因此，若接收天线的吸收图案被选择W使 得其对于当前PAS是最优的，那么UE可W获得更好的接收信号质量。若信道的相干时间充 分地长于在肥中使用的吸收图案的改变周期，那么可能具有最好的接收信号质量的吸收 图案可W通过根据信道的给定瞬时值捜索最优吸收图案来确定。
[0092] 在第S代合作伙伴计划（3GP巧和电气和电子工程师协会（I邸巧中提出的移动通 信系统中，符号持续时间被设计成基本上等于相干时间，该是从最大多普勒扩展导出的。因 此，接收天线的吸收图案在符号持续时间期间改变的情况应被禁止，W便在UE的接收器中 执行相干解调操作。出于W上描述的原因，在快速衰落环境中，相干时间充分长于UE的吸 收图案的假设是不现实的，并且选择对于给定信道状况最优的吸收图案也是不大可能的。 因此，在本发明的示例性实施例中，提出基于衰落环境来改变天线图案的方法，并W下将参 照图5a至图化来描述。
[0093] 图5a至图化示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中基于衰 落环境改变天线图案的方法。
[0094] 参照图5a，在快速衰落环境中，信道环境可能迅速地改变，因此在支持总共N个天 线图案的移动通信系统中，通过根据预设周期改变天线图案来维持平均性能。在此，其中通 过根据预设周期改变天线图案来维持平均性能的方案被称为'顺序选择'方案。
[0095] 参照图化，在缓慢衰落环境中，信道环境缓慢地改变，因此在支持总共N个天线图 案的移动通信系统中，通过基于信道环境捜索最优天线图案来提高性能。在此，其中通过基 于信道环境捜索最优天线图案来提高性能的方案被称为'选择性选择'方案。
[0096] 图6a示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中肥的内部结构 的示例。
[0097] 参照图6a，肥包括调制器/解调器（M孤EM) 610、射频（RF)单元620,和Mr个接收 天线630-1，...，630-]\^。版)06]\1610包括415块611和测量块613，并且1?。单元620包括 化个射频集成电路（RFI0 621-1，. . .，621-MrW及开关623。
[009引 RF单元620对通过化个接收天线630-1，. . .，630-Mr接收的信号进行RF处理， 并输出经RF处理的信号到测量块613。测量块613使用从RFIC621-1，. . .，621 -Mr输出的 信号来测量接收信号的质量。在此，测量块613使用基于移动通信系统的类型的诸如RSCP、 RSRP、RSSI、RSRQ、CINR、SNR和BLER的度量或任何其他类似的和/或适用的度量来测量接 收信号的质量，并且将接收信号质量测量的结果输出到AMS块611。
[0099] AMS块611使用从测量块613输出的接收信号质量测量结果来操控吸收图案，即， 化个接收天线630-1，. . .，630-Mr将使用的天线模式。在此，AMS块611可W基于预设周期 或需要来控制吸收图案。例如，若从测量块613输出的接收信号质量小于预设阔值信号质 量，那么AMS块611可W确定需要改变当前在肥中使用的天线模式。另一方面，若从测量 块613输出的接收信号质量大于或等于阔值信号质量，那么AMS块611可W确定需要维持 当前在UE中使用的天线模式。
[0100] AMS块611通过在根据操控结果最终确定的天线图案的基础上控制开关623的操 作，来控制AMS块611和化个接收天线630-1，...，630-Mr之间的连接。虽然版)DEM610 和RF单元620在图6a中示出为单独单元，但本发明并不限于此，并且将理解的是，该仅仅 是为了方便说明。换言之，MODEM610和RF单元620可化合并为单一单元。
[0101] 图化示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中肥的内部结构 的另一示例。
[0102] 参照图她，肥包括版)06]\1 660、1?。单元670，和化个接收天线680-1，...，680-]\^。 M孤EM660包括AMS块661和测量块663,并且RF单元670包括Mr个RFIC671-1，...， 671-Mr。RF单元670对通过化个接收天线680-1，. . .，680-Mr接收的信号进行RF处理，并 输出经RF处理的信号到测量块663。测量块663使用从RFIC671-1，...，671-Mr输出的 信号来测量接收信号的质量。在此，测量块663使用基于移动通信系统的类型的诸如RSCP、 RSRP、RSSI、RSRQ、CINR、SNR、BLER的度量或任何其他类似的和/或适用的度量来测量接收 信号的质量，并且将接收信号质量的测量结果输出到AMS块661。
[0103] AMS块661使用从测量块663输出的接收信号质量的测量结果来操控吸收图案， 良P，化个接收天线680-1，...，680-Mr将使用的天线模式。在此，AMS块661可W基于预设 周期或需要来控制吸收图案。例如，若从测量块663输出的接收信号质量小于预设阔值信 号质量，那么AMS块661可W确定需要改变当前在肥中使用的天线模式。另一方面，若从 测量块663输出的接收信号质量大于或等于阔值信号质量，那么AMS块661确定需要维持 当前在肥中使用的天线模式。
[0104]AMS块661在根据操控结果最终确定的天线图案的基础上，控制AMS块661和化 个接收天线680-1，...，680-Mr之间的连接。虽然版)DEM660和RF单元670在图她中示 出为单独单元，但本发明并不限于此，并且将理解的是，该仅仅是为了方便说明。换言之， M孤EM660和RF单元670可W合并为单一单元。
[01化]同时，图6A和图她之间的区别依赖于AMS块是通过开关改变天线模式还是直接 通过并联线路（诸如到化个接收天线680-1，...，680-Mr中的每个相应的并联连接）来 改变天线模式。在根据本发明的示例性实施例的移动通信中，UE的结构可W被实现为各种 结构W及图6A至6B中所示的结构。然而，虽然UE可W被实现为各种结构，但在RF单元和 MODEM之间通常产生闭合回路，如图4中所示。
[0106] 图7示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中肥的操作过程的流程图。
[0107] 参照图7,在步骤711中肥通过接收天线接收信号。在步骤713中，肥测量接收 信号的接收信号质量，即，使用诸如RSCP、RSRP、RSSI、RSRQ、CINR、SNR、BLER的度量来测量 接收信号的接收信号质量。然后在步骤715中，UE确定接收信号质量是否大于或等于阔值 信号质量。若接收信号质量小于阔值信号质量，那么在步骤717中UE将当前在UE中使用 的天线模式改变为另一适合的天线模式，并返回步骤711。另一方面，若在步骤715中确定 接收信号质量大于或等于阔值信号质量，那么在步骤719中UE确定要维持当前在UE中使 用的天线模式，然后返回步骤711。
[0108] 图7中，若接收信号质量小于阔值信号质量，则肥立即改变天线模式，然而本发明 并不限于此，并且本领域普通技术人员将理解的是，肥可W通过考虑天线模式改变被频繁 改变的情况或者其中改变天线模式不应被立即改变的任何其他情况，在预设时间或者任何 其他适合的时间量之后改变天线模式，而不是立即改变天线模式。
[0109] 图8示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中肥的内部结构 的另一示例。
[0110] 参照图 8,肥包括Mr个天线 810-1，...，810-MrW及MODEM820。MODEM820 包 括信号质量测量单元821、天线模式选择器823、数据信号处理器825、操作状况指示符测 量单元827和发送信道指示符测量单元829。信号质量测量单元821测量通过化个天线 810-1，. . .，810-Mr接收的信号的信号质量。在此，信号质量测量是使用诸如RSCP、RSRP、 RSSI、RSRQ、CINR、SNR、BLm?和任何其他类似的和/或适用的度量来执行的。
[0111] 操作状况指示符测量单元827使用由重力传感器、抓握传感器、通用串行总线 扣SB)连接传感器，在UE中包括的超小型版本A(SMA)连接感测、或者任何其他类似和/或 适当的传感器所测量的感测结果，来测量各种操作状况。发送信道指示符测量单元829包 括多普勒估计器、CINR估计器、W及信道结束（C巧估计器，或任何其他类似和适合的估计 器，并且使用所估计的多普勒值来估计当前衰落状况，并且使用所估计的CINR值来测量当 前信道状况改变。
[0112] 数据信号处理器825通过基于预设数据处理方案处理从天线模式选择器823输出 的信号，来恢复BS已发送的原始信息。天线模式选择器823使用从信号质量测量单元821 输出的接收信号质量、从操作状况指示符测量单元827输出的操作状况、从发送信道指示 符测量单元829输出的信道状况改变、W及任何其他类似的和/或适用的信息来选择天线 模式，即天线图案；并且向信号质量测量单元821输出指示所选择的天线模式的天线模式 f目息。
[0113] W下将描述天线模式选择器823的操作的详细描述。如图8中所示，被输入到天线 模式选择器823的信号使用信号'运)，?, ?,③之一来分类，W下将描述[email protected]，⑩，?，③ 中的每个。
[0114] 首先，信号@是从操作状况指示符测量单元827输出的信号，并且包括在肥中包 括的各种传感器中测量的值。在各种传感器中测量的值包括用于选择适用于UE的当前操 作状况的天线图案所需的信息。例如，当使用肥中包括的重力传感器的感测结果时，天线 模式选择器823可W根据UE的放置地点或位置来选择能使接收功率最大的天线图案，或者 当使用肥中包括的抓握传感器的感测结果时，天线模式选择器823可W根据用户是否抓握 UE来选择天线图案。
[0115] W下将提供从操作状况指示符测量单元827输出的信号@的详细描述。通常，肥 包括用于各种用途的最多6个传感器、使用该些传感器检测它的操作状况、并使用所检测 的操作状况来增加它的性能。然而，在本发明的示例性实施例中，传感器被用来提升UE的 接收信号质量。例如，当前，肥使用加速度传感器和重力传感器来使能对用户动作的更敏 感的反应，因此UE可W使用更敏感的反应来提升用户的便利，例如，如果用户握住UE，则提 供指示存在未接电话的振动。通常，UE中的接收功率可W根据UE的放置地点或位置或者 根据用户是否握住肥而变得不同。因此，肥中的接收功率可W暂时地减少。由此，在本示 例性实施例中，UE使用加速度传感器、重力传感器或任意该种传感器来实时地感测操作状 况，并且可W通过基于从传感器输出的感测结果检测最优天线图案来提升接收信号质量。
[0116] 图9示意性地示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中根据肥中的呼 叫的天线零值发生（antennanulloccurrence)。
[0117] 参照图9,肥可W使用接近传感器来识别用户的靠近，并且若用户在具有SMS消息 的屏幕被显示在肥上的同时将肥握在他/她的耳边，那么可W提供其中肥自动地向短消 息服务（SM巧消息的发送者作出呼叫的功能。然而，若用户将UE握在他/她的耳边W便作 出呼叫，如图9中所示，朝向用户的头部可能会发生天线零值，其中在用户的头部的方向上 天线福射图案为空。在此情况下，肥的接收天线可W支持N个天线图案，因此，肥可W通过 选择在朝向用户的头部的方向的相反方向上具有强接收灵敏度的天线图案，来补偿由于天 线零值发生而导致的接收功率减少。
[011引此外，肥可W被用于数据传输、共享（tethering)或任何其他类似的和/或适用 的服务，诸如通过USB端口或任何其他类似的和/或适用的连接器和或端口连接到外部设 备，诸如计算机。在此情况下，USB连接导致天线图案改变，并且接收信号质量可W由于USB 连接或任何其他类似的和/或适用的连接而变得不同。在本示例性实施例中，UE可W通过 自适应地选择天线图案来提升接收信号质量。
[0119] 第二，信号?是从发送信道指示符测量单元829输出的信号，并且被用于根据肥 的当前信道状况来选择天线图案。例如，天线模式选择器823可W根据当前信道状况，使用 如图5A中所述的顺序选择方案或者如图5B中所述的选择性选择方案来选择天线图案。天 线模式选择器823将从发送信道指示符测量单元829输出的CINR与预设阔值CINR比较， 并且可W根据比较结果来选择天线模式。例如，若从发送信道指示符测量单元829输出的 CINR小于阔值CINR，那么接收信号质量可W被确定为较差，并且相应地，天线模式选择器 823可W选择与当前天线模式不同的天线模式作为新的天线模式。然而，本发明并不限于 此，并且天线模式选择器823可W根据从发送信道指示符测量单元829输出的CINR小于、 等于还是大于阔值CINR而选择天线模式。
[0120]第S，信号?;是从数据信号处理器825输出的信号，并且包括解码信息质量信息， 诸如BL邸和ACK/NACK。天线模式选择器823可W使用解码信息质量信息来选择天线模式。 例如，若从数据信号处理器825输出的BLm?大于或等于在天线模式选择器823中预设的 阔值BLER，那么接收信号质量可W被确定为较差，并且相应地，天线模式选择器823可W选 择与当前天线模式不同的天线模式作为新的天线模式。例如，若数据信号处理器825输出 NACK，那么接收信号质量被确定为较差，并且相应地，天线模式选择器823可W选择与当前 天线模式不同的天线模式作为新的天线模式。
[0121] 最后，信号@<是从信号质量测量单元821输出的信号，并且包括信号质量测量结 果，其是使用诸如RSCP、RSRP、RSSI、RSRQ、CINR、SNR和BLm?的度量获得的。当使用信号质 量测量结果确定接收信号质量为较差时，天线模式选择器823可 W选择与当前天线模式不 同的天线模式作为新的天线模式。
[0122] 图8中，天线模式选择器823通过考虑到信号@，?，?，和⑥中的每个来选择天 线模式。然而，本发明并不限于此，并且本领域普通技术人员将理解的，天线模式选择器823 可W通过考虑到信号@，⑥，?，和⑥中的至少两个来选择天线模式。当通过考虑到信号 @，⑩，?，和⑥中的至少两个来选择天线模式时，天线模式选择器823可W通过为特定信 号分配权重来选择天线模式，或者通过为所有信号分配相同权重来选择天线模式。
[0123] 图10a示意性地示出根据本发明的示例性实施例的诸如图8中的天线模式选择器 823的天线模式选择器的内部结构的示例。
[0124] 参照图10a，天线模式选择器823包括平均更新块1000。在预设时间期间，天线模 式选择器823不论射频信道的衰落环境如何都维持所选择的天线图案。预设时间可W周期 性或非周期性地设置。因此，天线模式选择器823确定更新开始信息和更新持续时间信息， 然后向平均更新块1000提供更新开始信息和更新持续时间信息。
[01巧]平均更新块1000通过基于更新开始信息和更新持续时间信息改变天线图案来维 持平均性能。例如，平均更新块1000可W在信道环境相对迅速地改变时（诸如在快速衰落 环境中）被使用，并且基于图5a中所述的顺序选择方案来更新天线图案。
[0126] 图1化示意性地示出根据本发明的示例性实施例的诸如图8中的天线模式选择器 823的天线模式选择器的内部结构的另一示例。
[0127] 参照图10b，天线模式选择器823包括阔值更新块1050。天线模式选择器823可W 基于信号@，⑩，?和⑥中的每个来选择天线图案，或者可W通过考虑到信号@，?，?: 和⑥中的至少两个来选择天线图案。为了方便起见，被用来选择天线图案的信号被称为 '天线图案选择参考信号'，并且天线图案选择参考信号可W是信号运)，⑥，?巧⑥中的任 一个，或者信号@，⑩，?:和③中的至少两个的组合。
[0128] 因此，天线模式选择器823向阔值更新块1050提供对应于天线图案选择参考信号 的阔值，并且阔值更新块1050将天线图案选择参考信号与阔值比较。阔值更新块1050基 于比较结果来选择天线图案。例如，若天线图案选择参考信号大于或等于阔值，则阔值更新 块1050保持天线图案。另一方面，如天线图案选择参考信号小于阔值，则阔值更新块1050 改变天线图案。例如，阔值更新块1050可W在信道环境相对缓慢地改变时（例如在缓慢衰 落环境中）被使用，并且阔值更新块1050基于图5B中所述的选择性选择方案来更新天线 图案。
[0129] 图11示意性地示出根据本发明的示例性实施例的在UE的接收天线中形成的吸收 图案集合。
[0130] 参照图11，肥可W通过周期性地改变吸收图案或者基于接收信号质量来自适应 地改变吸收图案，来获得期望的目标接收信号质量。在此，W上描述了被用于选择天线图案 的标准和选择天线图案的操作，因此其详细描述将被省略。
[0131] 在本发明的示例性实施例中，被用于改变天线图案的周期被设置为大于或等于最 小子帖长度1ms的长度。例如，若UE通过考虑到接收信号质量来选择天线图案，那么其中 肥应在短于最小子帖长度的时间内改变天线图案的情况可能会发生。然而，在本发明的示 例性实施例中，UE可W在从应用当前天线图案的时间点起的最小子帖长度之后应用新的天 线图案，而不是在UE确定了新的天线图案的时间点处立即应用新的天线图案。
[0132] 若天线图案在最小子帖长度之内被改变，那么接收天线的吸收图案在一个子帖之 内被改变，并且在一个子帖之内的接收信号可能会与另一信号交换，并且与信道估计、信道 测量和信道解码有关的所有过程都可能会受到影响。因此，在本发明的示例性实施例中，UE 应通过考虑到最小子帖长度来设置肥在其中应用天线图案的时间。
[0133] 此外，若吸收图案被很频繁地改变，那么肥的有效信道可能会在肥向BS报告信 道关联信息之后被改变。在该种情况下，可能会影响报告信道质量的性能，因此，在本发明 的示例性实施例中，UE在最小子帖长度期间尽可能长地维持设定的天线图案。当然，如果 特定的吸收图案的不良影响可W被消除，则UE可W在UE确定要改变天线图案的时间处立 即改变天线图案。
[0134] 在本发明的示例性实施例中，提出了S种AMS方案，即第一AMS方案、第二AMS方 案和第SAMS方案，W基于衰落环境来使用，W便自适应地选择UE中接收天线的吸收图案。 在快速衰落环境中，信道根据时间流逝而剧烈改变，可能不能捜索到对于信道状况最优的 天线图案，因此采用盲捜索方案。在此，盲捜索方案可W根据天线图案改变周期的长度而被 分类为动态自适应方案和半静态方案。根据当前示例性实施例，动态自适应方案为第一AMS 方案，即动态AMS自适应方案，并且半静态方案是第二AMS方案，即，半静态AMS自适应方 案。在缓慢衰落环境中，信道实现被维持相对长的时间，因此，应用了该样的方案，其中在相 对快速的时间内捜索最优天线图案并且在信道的相干时间期间维持该最优天线图案，而且 该个方案被称为第=AMS方案，即根据当前示例性实施例的选择性AMS自适应方案。然而， 本发明并不限于此，并且第一至第=AMS方案中的任一个可W对应于W上描述的方案中的 任一个。
[01巧]W下将描述动态AMS自适应方案、半静态AMS自适应方案和选择性AMS自适应方 案中的每个。首先，将描述动态AMS自适应方案。动态AMS自适应方案为如下方案，其中， 在肥中的包括M孤EM可能不知道用于分析吸收图案的接收信号质量的信道状况改变的环 境中，UE通过在相对短的时间量之内自适应地改变接收天线中的每个的吸收图案或者改变 所有接收天线的吸收图案来维持最优性能。
[0136] 第二，W下将描述半静态AMS自适应方案。半静态AMS自适应方案为如下方案，其 中，对于在肥中包括的M孤EM可能不知道或不被通知信道状况的改变的环境中应用每个天 线图案的情况，UE通过W预设周期改变接收天线中的每个的天线模式或者改变所有接收天 线的天线模式或者非周期性地改变接收天线中的每个的天线模式或者改变所有接收天线 的天线模式W便获得和/或维持性能平均值，来维持性能。
[0137] 半静态AMS自适应方案是该样的方案，其中肥根据预定次序从预设吸收图案集合 中选择吸收图案并且在维持所选择的吸收图案达到预设时间量之后将所选择的吸收图案 改变为另一吸收图案。吸收图案集合包括能够从中选择的多个吸收图案。当使用半静态 AMS自适应方案时，影响总体性能的重要因素是UE确定在其中维持特定吸收图案的预设时 间。另外，W下将根据预设时间是否具有周期性特性来描述半静态AMS自适应方案。
[0138] 若预设时间具有周期性特性，例如，若吸收图案是周期性地改变的，那么吸收图案 被改变的周期可W基于作为信道环境估计因子的参数来确定，所述参数诸如多普勒估计、 CE、RSCP、RSRP、RSIP和RSRQ。在此情况下，吸收图案的改变周期应被设置为长于子帖长度， 其成为大多数性能测量度量的最小单位。另一方面，若预设时间不具有周期性特性并且性 能测量度量是实时测量的，那么吸收图案可W在接收信号质量小于阔值时使用测量结果或 测量结果的组合来改变为新的吸收图案。
[0139] 图12示出根据本发明的示例性实施例的、其中UE使用采用具有周期性特性的设 置时间的半静态AMS自适应方案来选择天线模式的过程的流程图。
[0140] 参照图12,在步骤1211中，肥将变量n初始化为'0'并且将变量mode(模式）初 始化为'皿'。变量n代表天线模式索引，并且具有0至N-1之一的整数值。N代表肥中可 支持的天线模式的数目。变量mode代表当前在肥中设置的天线模式。接着，在步骤1213， 肥应用基于初始化操作设置的天线模式。在步骤1215,肥在预设时间期间（例如X个子帖 的持续时间）维持所选择的天线模式。在步骤1217中，肥确定变量n的值是否小于N-1。 若变量n的值不是小于N-1，那么肥返回步骤1211。否则，若变量n的值是小于N-1，那么 肥将变量n的值增加预设值，例如'r，接着在步骤1219中将值mode设置为皿，然后返回 步骤1213。
[0141] 图13示出根据本发明的示例性实施例的、其中UE使用采用具有非周期性特性的 设置时间的半静态AMS自适应方案来选择天线模式的过程的流程图。
[0142] 参照图13,在步骤1311中肥将变量n初始化为'0'并且将变量mode(模式）初 始化为'皿'。变量n代表天线模式索引，并且具有0至N-1之一的整数值。N代表肥中能 支持的天线模式的数目。变量mode代表当前在UE中设置的天线模式。接着，在步骤1313 中，肥应用基于初始化操作设置的天线模式。在步骤1315,肥在预设时间期间（例如1个 子帖的持续时间）计算设定的天线模式的预设性能测量度量。接着，在步骤1317中，UE确 定所计算的性能测量度量是否小于预设阔值。若所计算的性能测量度量不是小于预设阔 值，那么肥返回步骤1313。
[0143] 然而，若所计算的性能测量度量小于预设阔值，那么在步骤1319中，肥确定变量 n的值是否小于N-1。若变量n的值不小于N-1，那么肥返回步骤1311。另一方面，若变量n的值小于N-1，那么肥将变量n的值增加预设值，例如'r，接着在步骤1319中将值mode 设置为皿，然后返回步骤1313。
[0144] 第S，W下将描述选择性AMS自适应方案。选择性AMS自适应方案是如下方案，其 中，在肥可能不知道信道状况正在改变的环境中，肥在预设时间间隔中选择被应用到接收 天线中的每个的天线模式或者选择被应用于所有接收天线的天线模式，从而获得每个天线 图案提供的最优性能。
[0145]W下将提供选择性AMS自适应方案的详细描述。当在一个传输时间间隔（TTI)中 维持一个吸收图案时，肥测量所维持的吸收图案的接收信号质量。TTI之后，肥将吸收图 案改变为新的吸收图案，并且在下一TTI中维持新的吸收图案的同时，测量所使用的新的 吸收图案的接收信号质量。UE对于UE能支持的所有吸收图案重复该个操作，然后基于最后 的性能测量度量选择最优吸收图案，并在数目为X个的TTI期间使用最优吸收图案。为了 提升选择性AMS自适应方案的效率，数目X应被设置为大于数目N的数目，N为UE中能支 持的吸收图案的数目。为了该个原因，UE可W对性能劣化进行补偿，该性能劣化是由于选 择和使用与最优吸收图案不同的吸收图案而出现的。
[0146] 另一方面，在选择性AMS自适应方案中，若像半静态AMS自适应方案那样使用阔 值，那么在UE尝试捜索最优吸收图案的情况下，当检测到具有大于阔值的性能测量度量的 吸收图案时，UE停止对剩余吸收图案计算性能测量度量的过程。UE将所选的吸收图案设置 为最优吸收图案，并在X个TTI中维持最优吸收图案。由于停止了对剩余吸收图案计算性 能测量度量的过程，可W减少用于捜索最优吸收图案的时间和计算负荷。
[0147] 图14示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中肥使用执行对所有吸收 图案的信号质量测量操作的选择性AMS自适应方案来选择天线模式的过程的流程图。
[0148] 参照图14,在步骤1411中，肥将变量n初始化为'0'并且将变量mode(模式）初 始化为'皿'。变量n代表天线模式索引，并 且具有0至N-1之一的整数值。N代表肥中能 支持的天线模式的数目。变量mode代表当前在UE中设置的天线模式。在步骤1413，肥在 预设时间期间（例如1个子帖的持续时间）计算设定的天线模式的预设性能测量度量。接 着，在步骤1415中，肥确定变量n的值是否小于N-1。若变量n的值不小于N-1，那么肥将 变量n的值增加预设值，例如'r，接着在步骤1417中将值mode设置为mn，然后返回步骤 1413。另一方面，若变量n的值小于N-1，那么在步骤1419中，肥应用具有最大度量值的天 线模式，即其中检测到最大度量的天线模式。步骤1419之后，在步骤1421中肥在预设数 目的子帖（如X个子帖）期间维持所选天线模式，并返回步骤1413。
[0149]图15示出根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中UE使用利用性能测量度 量的阔值来执行对所有吸收图案的信号质量测量操作的选择性AMS自适应方案来选择天 线模式的过程的流程图。
[0150] 参照图15,在步骤1511中，肥将变量n初始化为'0'并且将变量mode(模式）初 始化为'皿'。变量n代表天线模式索引，并且具有0至N-1之一的整数值。N代表肥中能 支持的天线模式的数目。变量mode代表当前在UE中设置的天线模式。在步骤1513,UE在 预设时间期间（例如1个子帖的持续时间）计算设定的天线模式的预设性能测量度量。接 着，在步骤1515中，肥确定所计算的性能测量度量是否小于预设阔值。若在步骤1515中 所计算的性能测量度量不小于预设阔值，那么UE继续进行步骤1521。
[0151] 然而，若所计算的性能测量度量小于预设阔值，那么在步骤1517中，肥确定变量 n的值是否小于N-1。若在步骤1517中变量n的值不小于N-1，那么UE将变量n的值增加 预设值，例如'1'，接着在步骤1519中将值mode设置为皿，然后返回步骤1513。另一方面， 若变量n的值小于N-1，那么，在步骤1521中，肥应用具有最大度量值的天线模式，即其中 检测到最大度量的天线模式。步骤1521之后，在步骤1523中UE在预设时间期间，例如预 设数目的子帖（如X个子帖）期间，维持所选天线模式，并返回步骤1513。
[015引如图15中所述，在选择性AMS自适应方案中，肥应用阔值，并且在预设时间（即，X个TTI)期间，应用通过应用阔值所选择的天线模式。在此情况下，能够非周期性地改变天 线模式。如上所述，若阔值被应用于选择性AMS自适应方案，那么通过调整被用于检测天线 模式的周期和被用于改变天线模式的周期可W提升性能。
[0巧引W上已描述了立种用于自适应地改变天线图案的方案，即，动态AMS自适应方案、 半静态AMS自适应方案和选择性AMS自适应方案。另一方面，在肥可能不知道信道状况已 改变的环境中，可能难W自适应地应用天线模式，因此UE可W在使用半静态AMS自适应方 案时考虑除了W上所述那些参数之外的参数。例如，若BS和肥之间的信道环境由于MIM0 方案、空频块码（SFBC)方案、波束形成方案、或任何其它类似的和/或合适的方案而改变， 则肥可W考虑其中信道环境改变被额外地应用于半静态AMS自适应方案的方法。
[0154] 此外，若在半静态AMS自适应方案和选择性AMS自适应方案中使用了阔值，那么 用于确定阔值的方案可能是影响性能的重要因素。例如，阔值可W被设置为从指示接收信 号质量的度量导出的固定阔值，或者可W被设置为相应度量的移动平均值。在阔值被设置 为相应度量的移动平均值的情况下，天线图案可W在接收信号质量大于或等于阔值时被改 变，因此其中移动平均值持续地增加的情况可能会发生。为了禁止移动平均值的持续增加， 可W使用其中在移动平均值大于或等于预设阔值移动平均值时减少移动平均值的机制。
[0巧5] 同时，典型肥被装备有包括主天线和副天线的总计两个天线。主天线影响与BS有关的闭环的操作，诸如发送功率控制。因此，在本发明的示例性实施例中，其中可W考虑 其中应用于主天线的天线模式的方案，即其中天线图案方案固定并且应用于副天线的天线 模式被改变的方案。在此情况下，能够不影响与BS有关的闭环的操作，并且提升性能。若 应用于主天线的天线模式是固定的，那么可W使用如下方案，其中应用于副天线的天线模 式使用诸如主天线和副天线之间的ECC的参数而达到最优。
[0156]虽然参考其特定示范实施例对本发明进行了展示和描述，但是本领域技术人员应 该理解，在不脱离由所附权利要求及其等效内容所定义的本发明的精神和范围的前提下， 可W在形式和细节上对其做各种变化。
【主权项】
1. 一种在使用至少一个天线的信号接收装置中的天线模式操控（AMS)方法，所述AMS 方法包括： 针对所述信号接收装置中可用的天线模式中的每个，测量通过所述至少一个天线接收 的信号的接收信号质量；以及 基于所测量的接收信号质量从所述天线模式当中选择特定天线模式，以作为将在所述 信号接收装置中使用的天线模式。2. 如权利要求1所述的AMS方法，其中，所述接收信号质量包括以下各项中的至少一 个：指示所述信号接收装置的操作状况的操作状况指示符、指示所述信号接收装置的传输 信道状况的传输信道指示符、所述信号接收装置的解码信息质量信息、以及所述信号接收 装置的信道质量信息。3. 如权利要求2所述的AMS方法，其中，所述操作状况指示符包括在所述信号接收装置 中包括的至少一个传感器中感测的感测值中的至少一个。4. 如权利要求3所述的AMS方法，其中，所述至少一个传感器可以是加速度传感器、重 力传感器和接近传感器中的至少一个。5. 如权利要求3所述的AMS方法，其中，所述操作状况指示符包括指示外部设备是否被 连接到所述信号接收装置的信息。6. 如权利要求2所述的AMS方法，其中，所述传输信道指示符包括多普勒值、载波对干 扰噪声比（CINR)值和信道结束（CE)值中的至少一个。7. 如权利要求2所述的AMS方法，其中，所述解码信息质量信息包括块错误率（BER)以 及肯定确认/否定确认（ACK/NACK)中的至少一个。8. 如权利要求2所述的AMS方法，其中，所述接收信号质量信息包括以下各项中的至少 一个：接收信号码功率（RSCP)、参考信号接收功率（RSRP)、参考信号强度指示符（RSSI)、载 波对干扰和噪声比（CINR)、信号对噪声比（SNR)、以及块错误率（BLER)。9. 如权利要求1所述的AMS方法，其中，针对所述信号接收装置中可用的天线模式中的 每个，测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量，包括： 基于所述信号接收装置的衰落环境，针对所述信号接收装置中可用的天线模式中的每 个，测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量。10. 如权利要求9所述的AMS方法，其中，基于所述信号接收装置的衰落环境，针对所述 信号接收装置中可用的天线模式中的每个，测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收 信号质量，包括以下各项中的至少一个： 在针对所述至少一个天线在预设时间之内改变天线模式中的每个的同时，测量通过所 述至少一个天线接收的信号的接收信号质量； 在针对所述至少一个天线在至少预设时间期间维持天线模式中的每个之后改变天线 模式中的每个的同时，测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量；以及 在针对所述至少一个天线在预设时间之内改变天线模式中的每个的同时，测量通过所 述至少一个天线接收的信号的接收信号质量。11. 如权利要求10所述的AMS方法，其中，在其中针对所述至少一个天线维持天线模式 中的每个的所述预设时间，长于在其中测量接收信号的最小时间单位。12. 如权利要求10所述的AMS方法，其中，在其中针对所述至少一个天线维持天线模式 中的每个的所述预设时间是周期性时间或非周期性时间。13. 如权利要求12所述的AMS方法，其中， 若在其中针对所述至少一个天线维持天线模式中的每个的所述预设时间是周期性时 间，那么所述接收信号质量包括指示所述信号接收装置的传输信道状况的传输信道指示符 中的至少一个，作为信道环境估计因素，其中所述信号接收装置可以估计所述信号接收装 置的信道估计和所述信号接收装置的信道质量信息。14. 如权利要求13所述的AMS方法，其中，所述传输信道指示符包括多普勒值、载波对 干扰噪声比（CINR)值和信道结束（CE)值中的至少一个。15. 如权利要求13所述的AMS方法，其中，所述接收信号质量信息包括以下各项中的至 少一个：接收信号码功率（RSCP)、参考信号接收功率（RSRP)、参考信号强度指示符（RSSI)、 载波对干扰和噪声比（CINR)、信号对噪声比（SNR)、以及块错误率（BLER)。16. 如权利要求12所述的AMS方法，其中， 若在其中针对所述至少一个天线维持天线模式中的每个的所述预设时间是非周期性 时间，那么在其中针对所述至少一个天线维持天线模式中的每个的所述预设时间为如下时 间：在该时间期间通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量被维持为大于或等于 预设阈值。17. 如权利要求12所述的AMS方法，其中， 如果基于所述信号接收装置的衰落环境，针对所述信号接收装置中可用的天线模式中 的每个来测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量包括：针对所述至少一个 天线按照预设时间来改变天线模式中的每个的同时测量通过所述至少一个天线接收的信 号的接收信号质量， 那么，在长于通过将所述预设时间乘以天线模式的数目而生成的时间的时间期间，维 持所选择的天线模式。18. 如权利要求1所述的AMS方法，其中，所述至少一个天线包括副天线。19. 如权利要求1所述的AMS方法，还包括： 固定被应用于所述至少一个天线当中的主天线的天线模式。20. 如权利要求1所述的AMS方法，其中， 若所述至少一个天线为主天线，那么限制性地执行：基于所测量的接收信号质量从天 线模式当中选择特定天线模式作为将在所述信号接收装置中使用的天线模式。21. 如权利要求10所述的AMS方法，其中， 如果基于所述信号接收装置的衰落环境，针对所述信号接收装置中可用的天线模式中 的每个来测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量包括：在针对所述至少一 个天线在至少预设时间期间维持天线模式中的每个之后改变天线模式中的每个的同时，测 量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量， 那么，所选择的天线模式是基于当使用多输入多输出（MMO)方案、空频块码（SFBC)方 案和波束成形方案中的至少一个时发生的信道环境改变来选择的。22. -种适配为执行如权利要求1至21之一所述的方法的天线模式操控（AMS)装置。23. -种适配为执行如权利要求1至21之一所述的方法的天线模式操控（AMS)电路。
【专利摘要】提供一种在使用至少一个天线的信号接收装置中的天线模式操控(AMS)方法。该方法包括：针对所述信号接收装置中可用的天线模式中的每个，测量通过所述至少一个天线接收的信号的接收信号质量，以及基于所测量的接收信号质量从天线模式当中选择特定天线模式，以作为将在所述信号接收装置中使用的天线模式。
【IPC分类】H04B7/08
【公开号】CN104904134
【申请号】CN201380068999
【发明人】朴廷敏, 金民龟, 金泰润, 林采万, 林钟汉
【申请人】三星电子株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年7月19日
【公告号】EP2939352A1, US20140184440, WO2014104512A1
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