CN113273096B - 天线阵列组选择和天线阵列选择的方法和装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种用户设备(user equipment，UE)，所述用户设备可以包括多个高频天线阵列组，其中，每个组包括一个或多个阵列。每个阵列用于形成用于无线通信的波束。所述UE可以通过根据预定义准则评估第一波束和第二波束的波束质量和阈值或裕量，确定是否从同一阵列组中的第一阵列的第一波束切换至第二阵列的第二波束。所述UE可以根据由靠近所述相应阵列组定位的低频天线测量的信号质量、所述UE的定向、所述UE上的抓握区域或其组合从所述多个组中选择一个组使用。

Description

天线阵列组选择和天线阵列选择的方法和装置

技术领域

本发明大体上涉及无线通信，并且在特定实施例中涉及用于设备通信的天线阵列组选择和天线阵列选择的方法和装置。

背景技术

由于较大的可用带宽在毫米波(millimeter wave，mmWave)频段中可用，因此已引入mmWave用于无线通信。mmWave频段可用于通信系统，例如，第五代(fifth generation，5G)新空口(new radio，NR)系统，以提供高数据吞吐量、降低延迟和增加空间复用。但是，mmWave通信存在服务器路径损耗，这会导致传输效率降低。已采用波束成形技术来减轻高频波形的路径损耗，其中，在不同的角度方向上，并且可能在不同时隙上形成多个高增益发射和/或接收波束，用于发射和接收无线信号。还定义了波束管理程序，用于管理波束成形过程。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种方法，所述方法包括：无线通信设备使用第一天线阵列的第一波束接收无线信号，所述通信设备包括第二天线阵列，所述第二天线阵列位于所述通信设备上与所述第一天线阵列不同的位置处；当指示第一波束的第一质量的第一测量、指示第二波束的第二质量的第二测量以及第一质量阈值满足预定义准则时，所述通信设备从所述第一天线阵列的所述第一波束切换至所述第二天线阵列的所述第二波束，以接收无线信号。

所述方法评估所述第一波束的所述第一质量、所述第二波束的所述第二质量和所述第一阈值，以确定是否从所述第一天线阵列的所述第一波束切换至所述第二天线阵列的所述第二波束。这有助于避免或减少在所述第一阵列与所述第二阵列之间频繁来回切换(“乒乓效应”)。所述方法提高了波束切换性能，降低了波束切换的功耗。

可选地，在任一前述方面中，当指示所述第一波束的所述第一质量的所述第一测量与所述第一质量阈值之和小于或等于指示所述第二波束的所述第二质量的所述第二测量时，满足所述预定义准则。

可选地，在任一前述方面中，当指示所述第一波束的所述第一质量的所述第一测量小于指示所述第二波束的所述第二质量的所述第二测量，并且指示所述第一波束的所述第一质量的所述第一测量小于所述第一质量阈值时，满足所述预定义准则。

可选地，在任一前述方面中，当指示所述第一波束的所述第一质量的所述第一测量与所述第一质量阈值之和小于指示所述第二波束的所述第二质量的所述第二测量，并且指示所述第一波束的所述第一质量的所述第一测量小于第二质量阈值时，满足所述预定义准则。

可选地，在任一前述方面中，所述第一天线阵列和所述第二天线阵列用于生成覆盖相应波束覆盖区域的波束。

可选地，在任一前述方面中，所述第一天线阵列和所述第二天线阵列用于在毫米波频段中工作。

可选地，在任一前述方面中，所述第一天线阵列位于所述通信设备的第一侧上，且所述第二天线阵列位于所述通信设备的与所述第一侧相对的第二侧上。

可选地，在任一前述方面中，所述第一天线阵列的波束覆盖区域与所述第二天线阵列的波束覆盖区域重叠。

可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：所述通信设备使用所述第一天线阵列的第三波束的第三测量确定指示所述第二天线阵列的所述第二波束的第二质量的所述第二测量，所述第三波束的波束覆盖区域与所述第二波束的波束覆盖区域重叠，重叠比例大于预定阈值。

可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：所述通信设备根据所述第一天线阵列的所述第一波束的所述第一测量的历史质量数据和第四波束的历史质量数据，确定指示所述第二天线阵列的所述第二波束的所述第二质量的所述第二测量。

可选地，在任一前述方面中，确定指示所述第二天线阵列的所述第二波束的所述第二质量的所述第二测量是基于所述第一天线阵列的所述第一波束的所述历史质量数据和所述第四波束的所述历史质量数据，以及所述通信设备的运动传感器提供的信息。

可选地，在任一前述方面中，所述第一波束的波束覆盖区域与所述第二天线阵列的第四波束的波束覆盖区域重叠。

根据本发明的另一方面，提供了一种方法，所述方法包括：通信设备测量第一天线的第一接收信号质量；所述通信设备测量第二天线的第二接收信号质量，所述通信设备的所述第一天线和所述第二天线用于在低于6GHz的频段中工作，所述通信设备包括位于所述通信设备的不同位置的第一天线阵列组和第二天线阵列组，所述第一天线相比于所述第二天线阵列组更靠近所述第一天线阵列组中的一个天线阵列，所述第二天线相比于所述第一天线阵列组更靠近所述第二天线阵列组中的一个天线阵列；所述通信设备选择所述第一天线阵列组或所述第二天线阵列组，以接收无线传输，所述选择包括评估所述第一接收信号质量、所述第二接收信号质量和第一质量阈值。

所述方法允许通信设备使用在低频天线上测量的信号质量选择一组高频天线阵列以进行通信。

可选地，在任一前述方面中，选择所述第一天线阵列组或所述第二天线阵列组包括：当所述第一接收信号质量的所述测量大于所述第二接收信号质量的所述测量与所述第一质量阈值之和时，所述通信设备选择所述第一天线阵列组。

可选地，在任一前述方面中，选择所述第一天线阵列组或所述第二天线阵列组包括：当所述第二接收信号质量的所述测量小于所述第一质量阈值时，所述通信设备选择所述第一天线阵列组。

可选地，在任一前述方面中，选择所述第一天线阵列组或所述第二天线阵列组包括：当所述第一接收信号质量的所述测量大于所述第二接收信号质量的所述测量与所述第一质量阈值之和时，并且当所述第二接收信号质量的所述测量小于第二质量阈值时，所述通信设备选择所述第一天线阵列组。

可选地，在任一前述方面中，所述第一天线阵列组和所述第二天线阵列组用于在毫米波频段中工作。

可选地，在任一前述方面中，所述第一天线阵列组包括位于所述通信设备的顶侧的第一阵列和位于所述通信设备的底侧的第二阵列，其中，所述第二天线阵列组包括位于所述通信设备的左侧的第一阵列和位于所述通信设备的右侧的第二阵列。

可选地，在任一前述方面中，所述第一天线阵列组或所述第二天线阵列组包括至少两个天线阵列。

根据本发明的另一方面，提供了一种方法，所述方法包括：通信设备使用所述通信设备的第一天线阵列组和所述通信设备的第二天线阵列组中的一个进行无线通信；所述通信设备根据所述通信设备的定向确定是否在所述通信设备的所述第一天线阵列组与所述第二天线阵列组之间切换，以接收无线传输，所述第一天线阵列组和所述第二天线阵列组位于所述通信设备的不同位置，其中，所述第一天线阵列组包括位于所述通信设备的顶侧的第一阵列和位于所述通信设备的底侧的第二阵列，其中，所述第二天线阵列组包括位于所述通信设备的左侧的第一阵列和位于所述通信设备的右侧的第二阵列。

该方法为通信设备根据通信设备的方位从多个天线阵列组中选择一个天线阵列组提供了灵活性。

可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：当所述通信设备从横向定向转变为纵向定向，并且所述第二天线阵列组比所述第一天线阵列组更靠近通信设备上的抓握区域时，所述通信设备从所述第二天线阵列组切换至所述第一天线阵列组。

可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：当所述通信设备从纵向定向转变为横向定向，并且所述第一天线阵列组比所述第二天线阵列组更靠近所述通信设备上的抓握区域时，所述通信设备从所述第一天线阵列组切换至所述第二天线阵列组。

根据本发明的另一方面，提供了一种方法，所述方法包括：通信设备测量第一天线阵列的第一波束的第一质量，所述通信设备用于使用所述第一天线阵列的所述第一波束接收无线信号，所述通信设备包括位于所述通信设备上不同位置处的所述第一天线阵列和第二天线阵列；所述通信设备使用所述第一天线阵列的第三波束的第三质量、所述第一天线阵列的所述第一波束和第四波束的历史质量数据中的至少一种，确定所述第二天线阵列的第二波束的第二质量，其中，所述第三波束的波束覆盖区域与所述第二波束的波束覆盖区域重叠，重叠比例大于预定阈值；所述通信设备通过根据第一质量阈值评估所述第一波束的所述第一质量和所述第二波束的所述第二质量，确定是否从所述第一天线阵列的所述第一波束切换至所述第二天线阵列的所述第二波束，以接收无线信号。

所述方法评估所述第一波束的所述第一质量、所述第二波束的所述第二质量和所述第一阈值，以确定是否从所述第一天线阵列的所述第一波束切换至所述第二天线阵列的所述第二波束。这有助于避免或减少在所述第一阵列与所述第二阵列之间频繁来回切换(“乒乓效应”)。所述方法提高了波束切换性能，降低了波束切换的功耗。所述方法还避免了关闭所述第一天线阵列和开启所述第二天线阵列以测量所述第二波束的所述第二质量的需要。

可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：当所述第一波束的所述第一质量的测量与所述第一质量阈值之和小于所述第二波束的所述第二质量时，所述通信设备从所述第一天线阵列的所述第一波束切换至所述第二天线阵列的所述第二波束。

可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：当所述第一波束的所述第一质量小于所述第二波束的所述第二质量，并且所述第一波束的所述第一质量小于所述第一质量阈值时，所述通信设备从所述第一天线阵列的所述第一波束切换至所述第二天线阵列的所述第二波束。

可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：当所述第一波束的所述第一质量的测量与所述第一质量阈值之和小于所述第二波束的所述第二质量，并且所述第一波束的所述第一质量的所述测量小于第二质量阈值时，所述通信设备从所述第一天线阵列的所述第一波束切换至所述第二天线阵列的所述第二波束。

可选地，在任一前述方面中，所述第一天线阵列和所述第二天线阵列用于在毫米波频段中工作。

可选地，在任一前述方面中，所述第一天线阵列位于所述通信设备的第一侧上，且所述第二天线阵列位于所述通信设备的与所述第一侧相对的第二侧上。

可选地，在任一前述方面中，所述第二波束的所述第二质量是根据所述第一天线阵列的所述第一波束和所述第四波束的所述历史质量数据以及所述通信设备的运动传感器提供的信息而确定。

根据本发明的另一方面，提供了一种设备，所述设备包括：非瞬时性存储器，包括指令；一个或多个处理器，与所述非瞬时性存储器通信，其中，所述一个或多个处理器执行所述指令以执行根据任一前述方面所述的方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种存储计算机指令的非瞬时性计算机可读介质，当一个或多个处理器执行所述计算机指令时，使所述一个或多个处理器执行根据任一前述方面所述的方法。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下面结合附图进行的描述。

图1示出了实施例无线通信网络的示图；

图2示出了实施例3维(3-dimensional，3-D)波束的示图；

图3示出了图2中的3-D波束的俯视图的示图；

图4示出了由九个波束形成的实施例波束覆盖区域的示图；

图5示出了具有四个天线阵列的实施例用户设备(user equipment，UE)的示图；

图6示出了由两个天线阵列提供的实施例波束覆盖区域的示图；

图7示出了随时间变化的波束质量等级的图；

图8示出了由两个阵列提供的另一实施例波束覆盖区域的示图；

图9示出了用于预测目标波束质量的实施例方法的流程图；

图10示出了包括四个天线阵列的实施例UE的示图；

图11示出了包括四个天线阵列的另一实施例UE的示图；

图12示出了用于无线通信的实施例的流程图；

图13示出了用于无线通信的另一实施例的流程图；

图14示出了用于无线通信的另一实施例的流程图；

图15示出了用于无线通信的另一实施例的流程图；

图16示出了用于无线通信的另一实施例的流程图；

图17示出了实施例处理系统的示图；

图18示出了实施例收发机的示图。

具体实施方式

用户设备(user equipment，UE)可以包括多个高频天线阵列组，例如，可在大于6GHz的频带中工作，其中，每个组包括一个或多个阵列。每个阵列用于形成用于无线通信的波束。每个天线阵列组可用于形成覆盖UE的感兴趣区域的波束。本发明实施例提供了用于在同一天线阵列组中不同阵列的波束之间切换，以及用于在不同天线阵列组之间切换或选择以进行无线通信的方法。

根据一些实施例，UE可以通过根据预定义准则评估第一波束和第二波束的波束质量和阈值或裕量，确定是否从同一天线阵列组中的第一阵列的第一波束切换至第二阵列的第二波束。当满足预定义准则时，UE可以确定从第一波束切换至第二波束。可以定义各种准则。例如，该准则可以要求第一波束的波束质量与裕量之和小于第二波束的波束质量。在另一个示例中，该准则可以要求第一波束的波束质量小于阈值，也小于第二波束的波束质量。在另一个示例中，该准则可以要求第一波束的波束质量小于阈值，且第一波束的波束质量与裕量之和小于第二波束的波束质量。本实施例避免或减少了第一阵列与第二阵列之间的频繁切换(“乒乓效应”)，提高波束切换性能，降低波束切换的功耗。

第二波束的波束质量可以通过测量第一阵列的第三波束的波束质量确定，其中，第三波束的波束覆盖区域与第二波束的波束覆盖区域大致完全重合。第二波束的波束质量也可以使用预测技术确定，该预测技术例如基于最小二乘的预测或基于机器学习的预测。例如，可以根据第一阵列的第一波束和第四波束的历史质量数据预测第二波束的波束质量。这还避免了关闭第一天线阵列和开启第二天线阵列以测量第二波束的第二质量的需要。

根据一些实施例，UE可以基于靠近相应多个阵列组的低频天线测量的信号质量、基于UE的定向或基于UE上的抓握区域或其组合，确定从所述多个天线阵列组中选择第一阵列组使用。下面将提供实施例的细节。

图1示出了用于传送数据的网络100。网络100包括具有覆盖区域101的基站110、多个移动设备120和回程网络130。如图所示，基站110与移动设备120建立上行(短划线)和/或下行(点虚线)连接，这些连接用于将数据从移动设备120携载到基站110，反之亦然。上行/下行连接上携载的数据可以包括在移动设备120之间传送的数据，以及通过回程网络130向/从远端(未示出)传送的数据。如本文所用，术语“基站”是指用于向网络提供无线接入的任何部件(或部件集合)，例如增强型基站(enhanced base station，eNB)、下一代NodeB(gNB)、发射接收点(transmit/receive point，TRP)、宏小区、毫微微蜂窝基站、Wi-Fi接入点(access point，AP)或其它具有无线功能的设备。基站可以根据一个或多个无线通信协议提供无线接入，所述无线通信协议例如长期演进(long term evolution，LTE)、LTE高级(LTE advanced，LTE-A)、高速分组接入(High Speed Packet Access，HSPA)、Wi-Fi802.11a/b/g/n/ac/ad/ax/ay等。如本文所使用，术语“移动设备”是指能够与基站建立无线连接的任何部件(或部件的集合)，所述基站例如用户设备(user equipment，UE)、移动站(mobile station，STA)和其它具有无线功能的设备。在一些实施例中，网络100可以包括各种其它无线设备，例如中继器、低功率节点等。

UE可以在高频载波(例如大于6GHz的频率)中与基站100进行通信。高频载波由于带宽大而具有提供高数据速率的优点。例如，已引入毫米波(millimeter wave，mmWave)频段作为无线通信(例如，5G新空口(new radio，NR)通信)的载波频率。电磁频谱的毫米波区域一般对应于28GHz至300GHz的射频频段频率。这种大带宽可能有助于满足高速蜂窝数据的需求和无线网络中对更多频谱的需求。

但是，高频通信，特别是毫米波高频通信(high frequency，HF)，固有地会存在大的路径损耗和随机阻塞。为了补偿路径损耗，使用波束成形技术，其中，形成多个高增益发射和接收波束，用于发射和接收无线信号。每个波束可以仅覆盖角度方向上的小区域。这些波束可以称为定向波束。因此，通过形成的波束执行的传输变得具有强方向性。波束成形可用于通过在不同的方向上，可能在不同的时隙上形成多个波束，来模拟全向传输或覆盖一定角度范围的大面积的传输。在高频通信中，需要大量的天线振子才能获得足够的发射/接收增益。

可以执行波束管理以管理UE侧或TRP侧的波束成形过程。根据第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)技术报告(technical report，TR)38.802V2.0.0(2017-03)，其以引入方式并入本文中，如全文再现一般，NR中的波束管理定义为(参见6.1.6.1节)：

一组L1/L2程序，用于获取和维护可用于下行(downlink，DL)和上行(uplink，UL)传输/接收的(一个或多个)TRP和/或UE波束的集合，所述程序至少包括以下方面：

波束确定：用于(一个或多个)TRP或UE选择自己的(一个或多个)Tx/Rx波束。

波束测量：用于(一个或多个)TRP或UE测量接收到的波束成形信号的特征。

波束报告：用于UE基于波束测量报告(一个或多个)波束成形信号的信息。

波束扫描：用在时间间隔内以预定的方式发射和/或接收的波束覆盖空间区域的操作。

根据3GPP TR 38.802 V2.0.0(参见第6.1.6.1节)，一个或多个TRP支持如下DLL1/L2波束管理程序：

P-1：用于启动对不同TRP Tx波束的UE测量，以支持TRP Tx波束/(一个或多个)UERx波束的选择。

对于TRP处的波束成形，通常包括来自不同波束集合的TRP内/间Tx波束扫描。对于UE处的波束成形，通常包括来自不同波束集合的UE Rx波束扫描。

P-2：用于启动对不同TRP Tx波束的UE测量，以可能改变(一个或多个)TRP间/内Tx波束。

从可能比P-1更小的波束集合进行波束细化。需要说明的是，P-2可以是P-1的特例。

P-3：用于启动对同一TRP Tx波束的UE测量，以在UE使用波束成形的情况下改变UERx波束。

在设备侧，例如在UE侧，多个接收波束(例如，N个波束)可用于接收传输。UE确定使用N个波束中的哪个波束进行信号接收。图2示出了在三维(3-dimensional，3-D)空间中的实施例波束200的示图。波束200是覆盖对应波束覆盖区域或区的8*8波束210中的一个波束。

图3示出了图2中的3-D波束200的俯视图的示图，其中，x轴表示方位域，y轴表示垂直域。在方位域和垂直域中的每一个域中，存在相关联的波束方向、波束宽度和波束增益。

通常，可以形成多个波束以覆盖通信所需的区域。例如，图4示出了由九个波束b1-b9形成的覆盖区域400的示图。覆盖区域400可以是UE设备的整个感兴趣范围。图4中的每个圆表示方位垂直域中的二维(2-dimenstional，2-D)波束。所述9个波束可以在方位域和/或垂直域中重叠，例如用于提供连续覆盖。这9个波束可以由天线阵列或天线子阵列提供。当设备能够生成覆盖区域400的9个波束以接收无线信号时，设备可能需要从9个波束中选择一个波束来接收。

贯穿本发明，出于说明性目的，使用圆表示波束。本领域普通技术人员将认识到，例如椭圆形的其它形状也可以用于表示波束。表示波束的每个圆也对应波束的覆盖区域。因此，在以下实施例中，圆可以指波束和/或波束的覆盖区域。需要时，将区分波束和波束的覆盖区域。波束的覆盖区域可以称为波束覆盖区域。如本发明中所使用，第一波束与第二波束重叠是指第一波束的波束覆盖区域与第二波束的波束覆盖区域重叠。在以下实施例中，形成波束的天线阵列通常用于在高频下工作，在例如大于6GHz的频段中工作。

上述3GPP P-3波束管理程序可用于帮助UE设备确定使用哪个波束(从多个波束中，例如图4中的9个波束)。例如，gNB(或发送器)可以在9个时隙内保持相同的发射波束进行传输，并且接收器(例如，UE)可以在9个时隙内例如按顺序使用9个接收波束，例如，b1、b2，……，b9，用于接收gNB发射的信号。需要说明的是，波束b1、b2，……，b9不一定以特定的固定顺序使用。然后，UE可以比较9个接收波束上接收信号的测量结果，并确定要使用的最佳波束。通常，UE根据多个接收波束的质量从多个接收波束中选择一个接收波束使用。如本发明所用，UE的波束的质量也称为波束的波束质量。波束的质量可以通过UE使用波束接收一个或多个信号的质量值或测量值来表示或指示，所述质量值或测量值例如参考信号接收功率(reference signal received power，RSRP)或参考信号接收质量(reference signalreceived quality，RSRQ)。

理论上，一个天线阵列或子阵列可用于生成覆盖所有可能的感兴趣区域的波束，但是在实践中并不希望这样做。这可能是因为仅使用一个阵列来覆盖整个感兴趣范围可能相当低效，或者由于物理限制导致不能实现令人满意的覆盖。例如，当具有单个阵列(或子阵列)的UE被手握住时，该阵列可能会被手阻挡，从而导致通信降级或中断。对该情况的一种解决方案是使用多个阵列(或子阵列)来覆盖所有可能的感兴趣区域。这为选择使用未阻挡的多个阵列中的一个阵列提供了灵活性。术语“天线阵列”和“阵列”贯穿本发明可互换地使用。术语“天线子阵列”和“子阵列”贯穿本发明可互换地使用。

图5示出了具有四个天线阵列A、B、C和D的实施例UE 500的示图。UE 500可以是智能手机、平板电脑、iPad或能够使用高频进行无线通信的任何其它手持式用户设备。阵列A、B、C和D中的每一个可用于在大于6GHz的频带中工作。阵列A位于UE 500的顶侧502。阵列D位于UE 500的底侧504。阵列C位于UE 500的左侧506。阵列B位于UE 500的右侧508。阵列A和D组成一个天线阵列组。阵列B和C组成另一个天线阵列组。在该示例中，阵列A和D生成的波束共同覆盖UE 500的整个感兴趣空间。阵列B和C生成的波束也共同覆盖UE 500的整个感兴趣空间。如果阵列B或C被阻挡，例如由于手持影响，则可以使用阵列A或D。如果阵列A或D被阻挡，例如由于手持影响，则可以使用阵列B或C。阵列A、B、C和D中的每一个可以包括多个波束，例如，如图4所示。阵列A、B、C和D中的两个或多个可以具有相同的天线振子布局，也可以具有不同的天线振子布局。这里的天线振子布局是指天线阵列的天线振子的布置或配置。

在UE中部署了多个天线阵列组的情况下，UE可能需要一种机制以从天线阵列组中确定(或选择)要使用的阵列，或者从多个天线阵列组中确定(或选择)要使用的一个天线阵列组。例如，UE可能需要确定是否从天线阵列组中的一个阵列切换至同一天线阵列组的另一个阵列。在另一个示例中，UE可能需要确定是否从一个天线阵列组切换至另一个天线阵列组。

图6示出了由UE的天线阵列A和天线阵列D覆盖的实施例波束覆盖区域600的示图。阵列A和阵列D可以位于UE的不同位置处。阵列A和D中的每一个用于在大于6GHz的频带中工作。图6示出了1-D场景的示例，其中，使用线性天线阵列形成仅覆盖方位域或垂直域的波束。此处使用的1-D场景仅用于说明目的。下面结合1-D场景描述的实施例可以类似地应用于2-D场景，其中，平面天线阵列用于形成覆盖方位域和垂直域的多个波束。图6中的每个阵列可以具有多个波束以覆盖感兴趣范围的一部分。如图所示，阵列A形成波束A1-A4，阵列D形成波束D1-D4。阵列A和D共同覆盖了整个感兴趣范围。在该示例中，波束A1-A4覆盖的区域与波束D1-D4覆盖的区域相邻，且两个区域彼此重叠。

通常，来自每个阵列的波束以部分重叠的方式覆盖特定感兴趣区域。也就是说，相邻波束彼此部分重叠。例如，阵列A、A1和A2彼此部分重叠。A2和A3部分彼此部分重叠，A3和A4彼此部分重叠。类似地，阵列D的波束D1-D4也彼此部分重叠。具体地，在该示例中示出的相邻波束A4和D1彼此部分重叠，即使它们来自不同的阵列。相邻波束之间的部分重叠可实现需要的平滑且无缝的波束切换，这是环境变化的结果。

在通信期间，UE可以在阵列A内的A1-A4之间(即，在A1-A4的任意两个波束之间)或阵列D内的D1-D4之间(即，在D1-D4的任意两个波束之间)，或者阵列A与阵列D之间(即，在A1-A4的任意两个波束与D1-D4的任意两个波束之间)切换波束。在A1-A4之间切换波束可以认为是无缝波束切换，其中，可以改变阵列A上的模拟移相器或系数来切换波束。类似地，D1-D4之间的波束切换也是无缝波束切换。

在阵列A与阵列D之间(例如，在波束A4与D1之间)的切换跨越阵列A和阵列D的边界，并且需要关闭一个阵列并打开另一个阵列。例如，为了从A4切换至D1，UE需要关闭阵列A，并且打开阵列D。通常，频繁打开和关闭阵列是不可取的，因为这需要更多的时间(例如，切换波束，或开关阵列)，消耗更多功率，并且如果打开和关闭频率过高(与其它开关类似)，则可能会损坏电路。

具体地，阵列A的边界上的A4与阵列D边界上的D1之间频繁的波束切换会导致乒乓问题，该问题需要控制。下面将结合图6和图7描述乒乓问题。图7示出了随时间变化的波束质量等级的图700。x轴表示时间，y轴表示波束质量等级。图700包括示出波束A4的波束质量等级(Qc)的曲线710和示出波束D1的波束质量等级(Qt)的曲线720。在该示例中，波束A4为当前正在使用的波束，波束D1为可切换的目标波束。贯穿本发明，Qc用于表示当前波束的波束质量，Qt用于表示目标波束的波束质量。如图所示，波束A4的Qc经过一段时间后下降，波束D1的Qt经过一段时间后增加。UE可以例如连续或周期性地检查波束A4和D1的波束质量等级，并确定从波束A4切换至波束D1或继续使用A4。

在一些示例中，当检测到Qc低于Qt时，UE可能希望从波束A4切换至波束D1。也就是说，当波束A4的波束质量等级已经达到并刚刚经过点732时，UE可以确定从A4切换至D1。点732可以称为波束变化点，在该点，UE可以确定从A4切换至D1。但是，有可能在从A4切换至D1之后，UE可能检测到Qc高于Qt，例如由于测量误差，因此确定从D1切换回A4。在从D1切换至A4后，UE可以再次确定从A4切换至D1。同样的情况可能会重复发生。因此，UE在A4与D1之间频繁切换，从而出现乒乓问题。乒乓问题迫使UE频繁打开和关闭天线阵列，这对UE不利。

在一些实施例中，迟滞裕量H可用于交叉边界波束切换，即，将波束从一个天线阵列切换至另一个天线阵列。例如，正在使用的当前波束为A4，可以切换至的潜在新(即，目标)波束为D1。可以确定在满足以下准则(1)时，可以进行从A4到D1的波束切换：

Qc+H1<Qt， (1)

其中，H1为迟滞裕量，Qc为当前波束A4的波束质量，Qt为目标波束D1的波束质量。否则，当不满足上述准则(1)时，UE继续使用A4。

在确定是否从D1(当前波束)切换至A4(目标波束)时，可以使用类似的准则(2)，例如，

Qc+H2<Qt， (2)

其中，H2为迟滞裕量，Qc为当前波束D1的波束质量，Qt为目标波束A4的波束质量。当满足准则(2)时，UE可以从D1切换至A4。否则，当不满足准则(2)时，UE继续使用D1。

需要说明的是，裕量H1和H2可以相同，也可以不同。H1和H2可以根据A4和D1的波束图案，和/或A4和D1彼此重叠的方式确定。通过使用(一个或多个)迟滞裕量，可以避免乒乓问题。因此，可以避免在一个阵列(例如，A)与另一个阵列(例如，D)之间频繁的波束切换。

在一些实施例中，仅在当前波束足够弱(例如，小于阈值)并且目标波束比当前波束更强时，可以允许跨阵列边界的波束变化(开关)。例如(作为说明性示例，使用图6和图7中的天线阵列A和D)，可以定义当满足以下准则(3)时，可以从A4(假设A4是正在使用的当前波束)切换至D1：

Qc<T1，AND Qc<Qt， (3)

其中，T1为质量阈值或阈值(为了简单起见)，Qc为当前波束的波束质量，Qt为目标波束的波束质量。否则，当不满足准则(3)时，可以不从A4切换至D1，继续使用A4。

类似的准则(4)可用于确定是否从D1(当前波束)切换至A4(目标波束)：

Qc<T2，AND Qc<Qt， (4)

其中，T2为质量阈值，Qc为当前波束的波束质量，Qt为目标波束的波束质量。当满足准则(4)时，UE从D1切换至A4，否则，当不满足准则(4)时，可以不从D1切换至A4，UE继续使用波束D1。

需要说明的是，阈值T1和T2可以相同，也可以不相同。阈值T1或T2的确定可以取决于A4和D1的波束图案，和/或A4和D1彼此重叠的方式。通过使用准则(3)和/或(4)，可以避免在一个阵列(例如，A)与另一个阵列(例如，D)之间频繁的波束切换。

在一些实施例中，可以组合上文结合准则(1)至(4)所述的迟滞裕量和阈值，以确定是否从一个阵列切换至一个不同的阵列。例如(作为说明性示例，使用图6和图7中的天线阵列A和D)，当满足以下准则(5)时，可以从波束A4(当前波束)切换到波束D1(目标波束)：

Qc<T1，AND Qc+H1<Qt， (5)

其中，T1为质量阈值，H1为迟滞裕量，Qc为当前波束的波束质量，Qt为目标波束的波束质量。否则，当不满足准则(5)时，可以不从A4切换至D1。

类似的准则(6)可用于确定是否从D1(当前波束)切换至A4(目标波束)：

Qc<T2，AND Qc+H2<Qt， (6)

其中，T2为质量阈值，H2为迟滞裕量，Qc为当前波束的波束质量，Qt为目标波束的波束质量。否则，当不满足准则(6)时，可以不从D1切换至A4。

根据A4和D1的波束图案和/或A4和D1彼此重叠的方式，阈值T1和T2可以不同，也可以不同，并且裕量H1和H2可以不同，也可以不同。通过使用准则(5)和/或(6)，也可以避免在一个阵列(例如，A)与另一个阵列(例如，D)之间频繁的波束切换。

阈值T1和T2，和/或迟滞裕量H1和H2可以使用不同的值，这取决于阵列A和D的波束图案是否彼此重叠。例如，如果阵列A的波束图案和阵列D的波束图案有一些重叠，则重叠区域中的迟滞裕量和阈值可以不同于非重叠区域中的迟滞裕量和阈值。也就是说，迟滞裕量或阈值可以根据当前波束与目标波束之间的重叠程度而变化。应用相同的迟滞裕量或裕量来确定在任意两个波束之间切换可能会不必要地降低性能。

如上所述的每个迟滞裕量或质量阈值可以针对特定开关方向上的特定阵列对确定。例如，T1或H1具体针对阵列A和D而确定，并且用于确定是否从阵列A切换至阵列D。同样，T2或H2具体针对阵列A和D而确定，并且用于确定是否从阵列D切换至阵列A。需要说明的是，对于不同的阵列对，不同的切换方向(从第一阵列到第二阵列，或者从第二阵列到第一阵列)，迟滞裕量或质量阈值可以不同。

上述准则可用于确定从天线阵列的任意波束切换至另一天线阵列的任意其它波束。通过使用迟滞裕量和/或质量阈值来确定是否从阵列的一个波束切换至另一阵列的另一个波束，可以避免上述乒乓问题。这样可以减少天线阵列的打开和关闭，从而提高波束切换性能，降低功耗。

上述准则也可以用于确定从同一天线阵列的一个波束切换至另一个波束。例如，可以在满足以下准则(7)时，从A1(当前波束)切换至A2(目标波束)：

Qc<T1，AND Qc+H1<Qt， (7)

其中，T1为质量阈值，H1为迟滞裕量，Qc为当前波束A4的波束质量，Qt为目标波束D1的波束质量。当前波束和目标波束都属于同一个阵列。准则(7)与准则(5)类似。尽管示出准则(7)具有裕量(H1)和阈值(T1)，但是通过适当地设置阈值或裕量T1、H1，通常足以覆盖没有阈值或裕量的那些情况。

如上所述，当确定是否从第一阵列的第一波束切换至第二阵列的第二波束时，可以检查第一波束和第二波束的波束质量并用于确定。例如，再次参考图6至图7，以确定是否从波束A4(假设A4是正在使用的当前波束)切换至波束D1，检查A4的波束质量(Qc)和D1的波束质量(Qt)，并且将其与准则进行比较，以确定Qc和Qt是否满足该准则，例如，准则(1)、(3)或(5)。由于A4是正在使用的当前波束(阵列A正在打开)，因此UE能够测量并获得A4的波束质量。但是，由于阵列D未使用而关闭，因此UE无法测量另一阵列D的目标波束D1的波束质量。

在一个示例中，可以通过将测量逻辑从阵列A切换至阵列D，使用暴力的方式测量Qt。也就是说，需要关闭阵列A，打开阵列D，从而可以测量D1的波束质量。这是必需的，因为测量逻辑通常一次只能接受来自一个阵列的输入。在测量Qt之后，可以随后检查测量的Qt和Qc以及阈值或迟滞裕量以确定它们是否满足预定准则，例如，准则(1)、(3)或(5)，以此来确定从A4切换至D1或保持A4。

上述示例关闭当前阵列A，打开候选阵列(目标阵列D)，进行波束质量测量，以进行决策，因此无法避免关闭和打开阵列浪费时间的缺点，并且可能会引入小的流量中断。如果有多个候选阵列，则可能需要逐个打开这些候选阵列，以便对其各自的波束质量进行测量。此外，在测量候选阵列的波束质量并按照预定准则检查波束质量之后，可以确定不进行波束切换。在这种情况下，为了波束质量测量而逐个关闭和打开多个阵列的耗时和性能下降的过程大大降低了效率和生产力。需要说明的是，即使由于使用迟滞裕量和/或质量阈值，实际波束切换可能不会频繁发生，但性能度量比较(即，比较波束质量)和Qt测量(需要关闭/打开阵列)可能经常发生。因此，不希望关闭和打开阵列来测量不同阵列的一个或多个目标波束的波束质量。

在一些实施例中，可以在阵列A和阵列D中提供共用波束图案，用于估计目标波束的波束质量。图8示出了由位于UE的不同位置的两个阵列A和D提供的实施例波束覆盖区域800的示图。图8中的每个阵列可以具有多个波束以覆盖感兴趣范围的一部分。如图所示，阵列A形成波束A1-A4，阵列D形成波束D1-D4。阵列A和D共同覆盖了整个感兴趣范围。在该示例中，A1-A4中的每一个与一个或多个相邻波束部分重叠，类似地，D1-D4中的每一个与一个或多个相邻波束部分重叠。具体地，波束A4和D1彼此大致完全重叠。如本文所使用，当第一波束的波束覆盖区域的预定义百分比X与第二波束的波束覆盖区域重叠时，第一波束大致完全与第二波束重叠。例如，百分比X可以为93％、95％或99％。百分比X可以例如根据波束质量估计要求或波束图案而预定义。由于两个波束A4和D1由位于不同位置的两个不同的阵列组成，因此通常很难实现100％完全重叠。波束A4和D1的大致完全重叠的目的是使波束A4和D1差不多相同或大致相同，使得波束A4的波束质量测量可以反映或表示波束D1的波束质量。

由于波束A4和D1彼此大致完全重叠，它们具有大致相同的波束图案，可以称为阵列A和阵列D的共用波束图案。因此，UE可以使用A4测量D1(潜在目标波束)，而无需关闭阵列A并打开阵列D。UE可以直接测量A4，同时保持阵列A为打开(ON)，并使用A4的测量表示D1的测量。

图8所示的配置可以用于确定是否从阵列A的波束A1-A3中的一个波束切换至阵列D的D1，以及从阵列D的波束D2-D4中的一个波束切换至阵列A的A4。例如，在确定是否从波束A3(正在使用的当前波束)切换至D1时，UE可以测量A3和A4的波束质量，并将测量到的A4的波束质量作为D1的波束质量。然后，UE可以评估A3和A4的波束质量(即，D1)是否满足如上所述的准则，例如准则(1)至(6)。在另一个示例中，在确定是否从波束D2(正在使用的当前波束)切换至A4时，UE可以测量D2和D1的波束质量，并将测量到的D1的波束质量作为A4的波束质量。然后，UE可以评估D2和A4的波束质量是否满足如上所述的准则，例如准则(1)至(6)。

上述实施例使用两个相邻阵列来形成大致完全重叠的波束图案，使得目标波束质量可以根据测量到的重叠波束的波束质量而确定。这允许在阵列之间轻松切换，同时消除了关闭当前阵列和打开候选阵列的需要。这样又提高了波束切换决策的效率，降低了UE的功耗。

在一些实施例中，可以使用预测技术获得目标波束的波束质量。图9示出了用于预测目标波束质量的实施例方法900的流程图。下面将结合图8和图9描述实施例方法900。在该示例中，UE确定是否从阵列A的A4(当前波束)切换至阵列D的D2(目标波束)。方法900可以用于确定阵列A的任一波束与阵列D的任一波束之间的切换。

UE可以获取波束A4在最后N时刻的波束质量(f1)(也可以表示D1的波束质量)(方框902)，波束A3在最后N时刻的波束质量(f2)(方框904)，以及UE的一个或多个传感器的输出(f3)(方框906)。例如，f1可以包括A4/D1在时刻t_-N，……，t_-2、t_-1(当前时刻之前的N个时刻)的波束质量信息，f2包括A3(阵列A内可能的其它波束)在时刻t_-N，……，t_-2、t_-1的波束质量信息，f3包括来自UE上的一个或多个传感器(例如，运动传感器、磁力计、振动电机和其它传感器)的输出信息。

然后，UE可以使用f1、f2和f3的信息执行预测，以使用预测技术预测D2的波束质量(方框908)。预测技术可以包括基于最小二乘的预测、基于机器学习的预测或适用的任何其它预测技术。UE也可以测量A4/D1在当前时刻的波束质量。使用D2的预测波束质量和A4/D1的测量波束质量，UE确定是否满足预定义准则，例如准则(1)至(6)中的一个(方框910)。然后，UE根据是否满足预定义准则来确定是否切换至阵列D。

在图9的实施例中，A3的波束质量信息用于预测D2的波束质量。特别是当A3和D2位于A4/D1的两个相应侧(例如，左侧和右侧)上时，该信息可能非常有用。具有启发性的是，如果A4/D1和A3(位于A4/D1的左侧上)的当前波束质量随着时间的推移有越来越差的趋势，并且A3的波束质量比A4差，则A4/D1的右侧上的D2(而A3位于A4/D1的左侧上)很可能越来越好。该启发式想法可以在预测过程中形式化，例如使用最小二乘或基于机器学习的预测技术。

图9的实施例利用预测技术，使用运动传感器的输入、当前阵列随时间变化的历史(例如，最近)波束质量以及当前阵列的一个或多个相邻波束随时间变化的历史(例如，最近)波束质量来预测目标阵列的目标(候选)波束的性能，并根据预测确定是否从当前阵列切换至目标阵列，以消除了关闭当前阵列和打开候选阵列的需要。这样提高了波束切换决策的效率，降低了UE的功耗。

如上所述，当UE包括多个天线阵列组时，UE可能需要确定使用或切换至哪天线阵列组。图10示出了实施例UE 1000的示图。UE 1000可以是智能手机、平板电脑、iPad或能够使用高频进行无线通信的任何其它手持式用户设备。UE 1000包括四个高频天线阵列A、B、C和D，每个高频天线阵列用于在大于6GHz(例如，28GHz)的频带下工作。UE 1000还包括两个低频天线，即第一天线1010和第二天线1020，每个天线用于在小于6GHz(例如，2GHz-6 GHz)的频带下工作。使用低频天线已经是强制性的，因此可以安全地假定低频天线1010和1020始终可用。通常，5G NR至少有两根低频天线可用。

阵列A位于UE 1000的顶侧1002。阵列D位于UE 1000的底侧1004。阵列C位于UE1000的左侧1006。阵列B位于UE 1000的右侧1008。阵列A和D组成一个天线阵列组(或阵列组)。阵列B和C组成另一个天线阵列组(或另一阵列组)。因此，UE 1000具有两个阵列组，即A/D和B/C。在该示例中，由阵列A和D生成的波束共同覆盖UE 1000的整个感兴趣空间。阵列B和C形成的波束也共同覆盖UE 1000的整个感兴趣空间。第一天线1010相比于天线阵列B和C更靠近天线阵列A。也就是说，第一天线1010相比于B/C更靠近阵列组A/D。第二天线1020相比于天线阵列A和D更靠近天线阵列B。也就是说，第二天线1020相比于A/D更靠近阵列组B/C。天线1010和1020用于测量可用于分别表示天线阵列组A/D和天线阵列组B/C的质量的信号质量(例如，接收信号质量)。天线1010和1020在UE 1000上的放置可以与图10中所示的不同。天线1010和1020可以放置在UE 1000上，使得由天线1010和1020测量的信号质量可以充分表示天线阵列组A和D以及天线阵列组B和C的信号质量。通常，将两个天线1010和1020放置在UE 1000的两个不同侧上，以增加空间分集，因此，如图10中所示的天线1010和1020的部署接近实测数据。

根据高频阵列组A/D和高频阵列组B/C的放置以及低频天线1010和1020的放置，可以将对低频的测量用于确定将使用阵列组，A/D或B/C。在正在使用的当前阵列组为B/C的一个示例中，当满足以下准则(8)时，UE 1000可以确定选择阵列组A/D进行通信(即，从阵列组B/C切换至A/D)：

rho1>rho2+裕量，和/或 (8)

rho2<阈值，

其中，rho1是在天线1010处测量的信号质量，rho2是在天线1020处测量的信号质量。裕量和阈值可以是预定的。如果满足准则(8)，则UE 1000可以选择阵列组A/D进行无线通信。否则，如果不满足准则(8)，则UE 1000可以继续使用阵列组B/C。在当前使用的阵列组为A/D时，可以使用类似的程序。UE可以连续或周期性地测量天线1010和1020的信号质量，并根据测量确定使用哪个阵列组。

在一些实施例中，阵列A、B、C和D可以更靠近UE的四个侧的中间放置。在这种情况下，UE的方位信息可用于辅助阵列组选择。图11示出了包括四个阵列A、B、C和D的UE 1100。阵列A位于UE 1100的顶侧1102上。阵列D位于UE 1100的底侧1104。阵列C位于UE 1100的左侧1106。阵列B位于UE 1100的右侧1108。阵列A和D组成一个天线阵列组。阵列B和C组成另一个天线阵列组。阵列A和D形成的波束共同覆盖UE 1100的整个感兴趣空间。阵列B和C形成的波束也共同覆盖UE 1100的整个感兴趣空间。

设备的定向可以称为设备相对于参考面(例如地面)的方向。设备可以处于垂直定向或水平定向。例如，如图11所示的UE 1100处于垂直定向，其顶侧和底侧分别向上和向下指向。当UE 1100的顶侧和底侧分别向下和向上指向时，UE 1100也处于垂直定向。当UE1100的左侧和右侧向上和向下指向时，UE 1100处于水平定向。对于具有屏幕的设备，例如手机或平板电脑，设备的定向也可以根据屏幕的定向。因此，设备可以处于纵向定向或横向定向。以下实施例将仅出于说明性目的使用术语“纵向定向”和“横向定向”来描述。在不背离本发明精神的情况下，描述手持式用户设备的定向的其它术语也可以适用。

在一些实施例中，如果UE 1100处于纵向(或垂直)定向，则可以选择并使用阵列组A/D进行通信，也就是说，可以使用位于UE 1100顶侧和底侧的天线阵列。如果UE处于横向(或水平)定向，则可以选择并使用阵列组B/C进行通信，也就是说，可以使用位于UE 1100左侧和右侧的天线阵列。当阵列组A/D和B/C具有相似或相等的条件时，例如信号质量相似或天线振子数量相似时，可以根据UE的定向选择阵列组。

在一些实施例中，当从多个阵列组(例如从阵列组A/D和B/C)选择阵列组时，可以使用从UE的传感器获得的附加信息。例如，可以根据UE上的抓握位置(或区域)来选择阵列组。UE的抓握位置或区域是指UE上UE被握持或触摸的位置或区域。通过读取来自一个或多个运动传感器(例如，陀螺仪、加速度计、磁力计)、内置致动器(例如，振动电机)和/或压力传感器(例如，感知UE的屏幕、侧面和/或背面的触摸的传感器)的输入，UE能够检测UE上的抓握位置，并提供有关抓握位置或区域的对应抓握信息。根据抓握信息，在一个示例中，如果抓握区域或位置相比于阵列组B/C更靠近阵列组A/D，则可避免使用A/D，并且可以选择阵列组B/C。否则，如果抓握区域或位置相比于阵列组A/D更靠近阵列组B/C，则可以选择阵列组A/D。

附加信息(例如，抓握信息)可以与准则(8)和/或UE的定向结合使用，用于从多个阵列组中选择一个阵列组。例如，当UE处于纵向定向时，可以选择天线阵列组A/D，且天线阵列组B/C比天线阵列组A/D更靠近抓握区域。在另一个示例中，当UE处于横向定向时，可以选择天线阵列组A/D，且天线阵列组B/C比天线阵列组A/D更靠近抓握区域。在另一个示例中，当UE处于纵向定向时，可以选择天线阵列组B/C，且天线阵列组A/D比天线阵列组B/C更靠近抓握区域。在另一个示例中，当UE处于横向定向时，可以选择天线阵列组B/C，且天线阵列组A/D比天线阵列组B/C更靠近抓握区域。在另一个示例中，返回参考图10，当第一天线1010和第二天线1020的信号质量大致相同(例如，质量差在预定义范围内)时，可以选择比另一阵列组距离抓握位置更远的一个阵列组。

图12示出了用于无线通信的实施例1200的流程图。方法1200可以代表通信设备处的操作，所述通信设备例如手持设备，例如智能手机、平板电脑、iPad或能够使用高频进行无线通信的任何其它手持式用户设备。如图所示，在步骤1202中，通信设备使用第一天线阵列的第一波束接收无线信号。通信设备包括位于该通信设备上不同位置的第一天线阵列和第二天线阵列。在步骤1204中，当指示第一波束的第一质量的第一测量、指示第二波束的第二质量的第二测量和第一质量阈值满足预定义准则时，所述通信设备从第一天线阵列的第一波束切换至第二天线阵列的第二波束，以接收无线信号。

图13示出了用于无线通信的实施例1300的流程图。方法1300可以代表通信设备处的操作，所述通信设备例如手持设备，例如智能手机、平板电脑、iPad或能够使用高频进行无线通信的任何其它手持式用户设备。如图所示，在步骤1302中，通信设备测量第一天线的第一接收信号质量。在步骤1304中，通信设备测量第二天线的第二接收信号质量，其中，通信设备的第一天线和第二天线用于在低于6GHz的频带下工作，通信设备还包括位于通信设备上不同位置的第一天线阵列组和第二天线阵列组。第一天线相比于第二天线阵列组更靠近第一天线阵列组中的一个天线，第二天线相比于第一天线阵列组更靠近第二天线阵列组中的一个天线。在步骤1306中，通信设备选择第一天线阵列组或第二天线阵列组以接收无线传输，其中，选择包括评估第一接收信号质量、第二接收信号质量和第一质量阈值。

图14示出了用于无线通信的实施例1400的流程图。方法1400可以代表通信设备处的操作，所述通信设备例如手持设备，例如智能手机、平板电脑、iPad或能够使用高频进行无线通信的任何其它手持式用户设备。如图所示，在步骤1402中，通信设备使用通信设备的第一天线阵列组和通信设备的第二天线阵列组中的一个进行无线通信。在步骤1404中，通信设备根据通信设备的定向确定是否在通信设备的第一天线阵列组与第二天线阵列组之间切换，以接收无线传输。第一天线阵列组和第二天线阵列组位于通信设备上的不同位置。第一天线阵列组包括位于通信设备的顶侧的第一阵列和位于通信设备的底侧的第二阵列，第二天线阵列组包括位于通信设备的左侧的第一阵列和位于通信设备的右侧的第二阵列。

图15示出了用于无线通信的实施例1500的流程图。方法1500可以代表通信设备处的操作，所述通信设备例如手持设备，例如智能手机、平板电脑、iPad或能够使用高频进行无线通信的任何其它手持式用户设备。如图所示，在步骤1502中，通信设备测量第一天线阵列的第一波束的第一质量，其中，通信设备用于使用第一天线阵列的第一波束接收无线信号，并且通信设备包括位于通信设备上不同位置的第一天线阵列和第二天线阵列。在步骤1504中，通信设备使用第一天线阵列的第三波束的第三质量、第一天线阵列的第一波束和第四波束的历史质量数据中的至少一种确定第二天线阵列的第二波束的第二质量，其中，第三波束的波束覆盖区域与第二波束的波束覆盖区域重叠，重叠比例大于预定阈值。在步骤1506中，通信设备通过根据第一质量阈值评估第一波束的第一质量和第二波束的第二质量，确定是否从第一天线阵列的第一波束切换至第二天线阵列的第二波束，以接收无线信号。

图16示出了用于无线通信的实施例1600的流程图。方法1600可以代表通信设备处的操作，所述通信设备例如手持设备，例如智能手机、平板电脑、iPad或能够使用高频进行无线通信的任何其它手持式用户设备。如图所示，在步骤1602中，通信设备测量第一天线阵列的第一波束的第一质量，其中，通信设备用于使用第一天线阵列的第一波束接收无线信号，并且通信设备包括位于通信设备上不同位置的并且用于在大于6GHz的频段下工作的第一天线阵列和第二天线阵列。在步骤1604中，通信设备根据第一天线阵列的第一波束和第三波束的历史质量数据，确定第二天线阵列的第二波束的第二质量。在步骤1606中，通信设备通过根据第一阈值评估第一波束的第一质量和第二波束的第二质量，确定是否从第一天线阵列的第一波束切换至第二天线阵列的第二波束，以接收无线信号。

图17示出了可以安装在主机设备中的用于执行本文所描述的方法的实施例处理系统1700的框图。如图所示，处理系统1700包括处理器1704、存储器1706和接口1710-1714，它们可以(或可以不)如图17中所示进行布置。处理器1704可以是用于执行计算和/或其它处理相关任务的任何部件或部件的集合，并且存储器1706可以是用于存储处理器1704执行的编程和/或指令的任何部件或部件的集合。在一个实施例中，存储器1706包括非瞬时性计算机可读介质。接口1710、1712、1714可以是允许处理系统1700与其它设备/部件和/或用户通信的任何部件或部件的集合。例如，接口1710、1712、1714中的一个或多个接口可以用于将数据、控制或管理消息从处理器1704传送给安装在主机设备和/或远程设备上的应用程序。又例如，接口1710、1712、1714中的一个或多个接口可以用于允许用户或用户设备(例如，个人计算机(personal computer，PC)等)与处理系统1700交互/通信。处理系统1700可以包括图17中未示出的附加部件，例如长期存储器(例如，非易失性存储器等)。

在一些实施例中，处理系统1700包括在网络设备中，该网络设备接入电信网络或以其它方式成为电信网络一部分。在一个示例中，处理系统1700位于无线或有线电信网络中的网络侧设备中，例如基站、中继站、调度器、控制器、网关、路由器、应用服务器、或电信网络中的任何其它设备。在其它实施例中，处理系统1700位于接入无线或有线电信网络的用户侧设备中，例如移动站、用户设备(user equipment，UE)、个人计算机(personalcomputer，PC)、平板电脑、可穿戴通信设备(例如，智能手表等)，或任何用于接入电信网络的其它设备。

在一些实施例中，接口1710、1712、1714中的一个或多个接口将处理系统1700连接到用于通过电信网络发送和接收信令的收发机。图18示出了用于通过电信网络发送和接收信令的收发机1800的框图。收发机1800可以安装在主机设备中。如图所示，收发机1800包括网络侧接口1802、耦合器1804、发送机1806、接收机1808、信号处理器1810和设备侧接口1812。网络侧接口1802可以包括用于通过无线或有线电信网络发送或接收信令的任何部件或部件的集合。耦合器1804可以包括用于便于通过网络侧接口1802进行双向通信的任何部件或部件的集合。发送机1806可以包括用于将基带信号转换为适于通过网络侧接口1802发送的调制载波信号的任何部件或部件的集合(例如，上变频器、功率放大器等)。接收机1808可以包括用于将通过网络侧接口1802接收到的载波信号转换为基带信号的任何部件或部件的集合(例如，下变频器、低噪声放大器等)。信号处理器1810可以包括用于将基带信号转换为适于通过一个或多个设备侧接口1812通信的数据信号或者进行反向转换的任何部件或部件的集合。一个或多个设备侧接口1812可以包括用于在信号处理器1810与主机设备(例如，处理系统1700、局域网(local area network，LAN)端口等)内的部件之间传送数据信号的任何部件或部件的集合。

收发机1800可以通过任何类型的通信介质发送和接收信令。在一些实施例中，收发机1800通过无线介质发送和接收信令。例如，收发机1800可以是用于根据无线电信协议进行通信的无线收发机，所述无线电信协议例如蜂窝协议(例如，长期演进(long-termevolution，LTE)等)、无线局域网(wireless local area network，WLAN)协议(例如，Wi-Fi等)，或任何其它类型的无线协议(例如，蓝牙、近场通信(near field communication，NFC)等)。在这些实施例中，网络侧接口1802包括一个或多个天线/辐射单元。例如，网络侧接口1802可以包括单根天线、多根独立天线或用于多层通信的多天线阵列，例如，单收多发(single input multiple output，SIMO)、多收单发(multiple input single output，MISO)、多收多发(multiple input multiple output，MIMO)等。特定的处理系统和/或收发机可以利用所示的所有部件，或者仅利用这些部件的子集，并且集成的水平可能因设备而异。

应理解的是，本文所提供的实施例方法的一个或多个步骤可以由对应的单元或模块执行。例如，信号可以由发送单元或发送模块发送。信号可以由接收单元或接收模块接收。信号可以由处理单元或处理模块处理。本实施例方法的其它步骤可以由通信单元或通信模块、测量单元或测量模块、评估单元或模块、预制单元或模块、交换单元或模块、确定单元或模块和/或选择单元或模块执行。各个单元或模块可以是硬件、软件或其组合。例如，这些单元或模块中的一个或多个可以是集成电路，例如现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)或专用集成电路(application-specific integratedcircuit，ASIC)。

虽然已参考说明性实施例描述了本发明，但此描述并不意图限制本发明。本领域技术人员在参考该描述后，将会明白说明性实施例的各种修改和组合以及本发明的其它实施例。因此，所附权利要求书意图涵盖任何此类修改或实施例。

Claims (20)

1.一种天线阵列选择方法，其特征在于，包括：

无线通信设备使用第一天线阵列的第一波束接收无线信号，所述通信设备包括第二天线阵列，所述第二天线阵列位于所述通信设备上与所述第一天线阵列不同的位置处；

当指示第一波束的第一质量的第一测量、指示第二波束的第二质量的第二测量以及第一质量阈值满足预定义准则时，所述通信设备从所述第一天线阵列的所述第一波束切换至所述第二天线阵列的所述第二波束，以接收无线信号；

其中，所述通信设备根据所述第一天线阵列的所述第一波束的所述第一测量的历史质量数据和第四波束的历史质量数据，确定指示所述第二天线阵列的所述第二波束的所述第二质量的所述第二测量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当指示所述第一波束的所述第一质量的所述第一测量与所述第一质量阈值之和小于或等于指示所述第二波束的所述第二质量的所述第二测量时，满足所述预定义准则。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当指示所述第一波束的所述第一质量的所述第一测量小于指示所述第二波束的所述第二质量的所述第二测量，并且指示所述第一波束的所述第一质量的所述第一测量小于所述第一质量阈值时，满足所述预定义准则。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当指示所述第一波束的所述第一质量的所述第一测量与所述第一质量阈值之和小于指示所述第二波束的所述第二质量的所述第二测量，并且指示所述第一波束的所述第一质量的所述第一测量小于第二质量阈值时，满足所述预定义准则。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一天线阵列和所述第二天线阵列用于生成覆盖相应波束覆盖区域的波束。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一天线阵列和所述第二天线阵列用于在毫米波频段中工作。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一天线阵列位于所述通信设备的第一侧上，且所述第二天线阵列位于所述通信设备的与所述第一侧相对的第二侧上。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一天线阵列的波束覆盖区域与所述第二天线阵列的波束覆盖区域重叠。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

所述通信设备使用所述第一天线阵列的第三波束的第三测量确定指示所述第二天线阵列的所述第二波束的所述第二质量的所述第二测量，所述第三波束的波束覆盖区域与所述第二波束的波束覆盖区域重叠，重叠比例大于预定阈值。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，确定指示所述第二天线阵列的所述第二波束的所述第二质量的所述第二测量是基于所述第一天线阵列的所述第一波束的所述历史质量数据和所述第四波束的所述历史质量数据，以及所述通信设备的运动传感器提供的信息。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一波束的波束覆盖区域与所述第二天线阵列的第四波束的波束覆盖区域重叠。

12.一种天线阵列选择方法，其特征在于，包括：

通信设备测量第一天线阵列的第一波束的第一质量，所述通信设备用于使用所述第一天线阵列的所述第一波束接收无线信号，所述通信设备包括位于所述通信设备上不同位置处的所述第一天线阵列和第二天线阵列；

所述通信设备使用所述第一天线阵列的第三波束的第三质量、所述第一天线阵列的所述第一波束和第四波束的历史质量数据中的至少一种，确定所述第二天线阵列的第二波束的第二质量，其中，所述第三波束的波束覆盖区域与所述第二波束的波束覆盖区域重叠，重叠比例大于预定阈值；

所述通信设备通过根据第一质量阈值评估所述第一波束的所述第一质量和所述第二波束的所述第二质量，确定是否从所述第一天线阵列的所述第一波束切换至所述第二天线阵列的所述第二波束，以接收无线信号。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述第一波束的所述第一质量的测量与所述第一质量阈值之和小于所述第二波束的所述第二质量时，所述通信设备从所述第一天线阵列的所述第一波束切换至所述第二天线阵列的所述第二波束。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述第一波束的所述第一质量小于所述第二波束的所述第二质量，并且所述第一波束的所述第一质量小于所述第一质量阈值时，所述通信设备从所述第一天线阵列的所述第一波束切换至所述第二天线阵列的所述第二波束。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述第一波束的所述第一质量的测量与所述第一质量阈值之和小于所述第二波束的所述第二质量，并且所述第一波束的所述第一质量的所述测量小于第二质量阈值时，所述通信设备从所述第一天线阵列的所述第一波束切换至所述第二天线阵列的所述第二波束。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一天线阵列和所述第二天线阵列用于在毫米波频段中工作。

17.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一天线阵列位于所述通信设备的第一侧上，且所述第二天线阵列位于所述通信设备的与所述第一侧相对的第二侧上。

18.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二波束的所述第二质量是根据所述第一天线阵列的所述第一波束和所述第四波束的所述历史质量数据以及所述通信设备的运动传感器提供的信息而确定。

19.一种设备，其特征在于，包括：

非瞬时性存储器，包括指令；

一个或多个处理器，与所述非瞬时性存储器通信，其中，所述一个或多个处理器执行所述指令以执行根据权利要求1至18中任一项所述的方法。

20.一种存储计算机指令的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，当一个或多个处理器执行所述计算机指令时，使所述一个或多个处理器执行根据权利要求1至18中任一项所述的方法。

Images