用于低功率唤醒信号的方法和装置.pdf

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（19）国家知识产权局（12）发明专利申请（10）申请公布号（43）申请公布日（21）申请号202310417377.6（22）申请日2023.04.18（30）优先权数据63/332,2172022.04.18US18/120,2052023.03.10US（71）申请人三星电子株式会社地址韩国京畿道（72）发明人SM侯赛尼安菲利普琼马克米歇尔萨托里（74）专利代理机构北京市柳沈律师事务所11105专利代理师邵亚丽（51）Int.Cl.H04W52/02（2009.01）H04W76/27（2018.01）（54）发明名称用于低功率唤醒信号的方法和装置（57）摘要公开了一种gNB的方法，包括使用线路编码方案对低功率唤醒信号（LPWUS）有效载荷进行编码，使用键控调制将线路编码方案的线路编码输出映射到基带符号，将键控调制的符号映射到基带LPWUS块，以及将基带LPWUS块发送到至少一个UE。

权利要求书2页说明书14页附图15页CN116916423A2023.10.20CN116916423A1.一种基站的方法，包括：

使用线路编码方案对低功率唤醒信号LPWUS有效载荷进行编码；使用键控调制将线路编码方案的线路编码输出映射到基带符号；将键控调制的符号映射到基带LPWUS块；以及将基带LPWUS块发送到至少一个用户设备UE。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，键控调制是开关键控OOK或频移键控FSK调制中的一个。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，映射的符号被调制在时域和频域中组织的多个LPWUS单载波频调上，并且被放置在新无线电正交频分复用下行链路无线电频率NROFDMDLRF信号的空的资源元素RE中。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，LPWUS单载波频调通过时间保护和频率保护彼此分开，并且与NROFDM子载波分开。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，键控调制的符号被映射到基带的NROFDM子载波上，并且在时域和频域中的相邻子载波上重复。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，LPWUS块通过时间保护和频率保护以及OFDM符号彼此分开，并且与NROFDM子载波分开。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：

将至少一个LPWUS序列分配给UE，作为UE的至少一个LPWUS签名。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，LPWUS序列是L比特二进制序列，并且至少一个LPWUS签名被分配给至少一个UE或一组UE，以一起唤醒至少一个UE或一组UE。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

周期性地向UE或一组UE发送LPWUS块，其中，UE或一组UE被配置为仅在低功率唤醒接收器LPWUR块的接收期间开启LPWUS。

10.根据权利要求3所述的方法，还包括：

对LPWUS块进行波束成形；以及将波束成形的LPWUS块发送到小区内的预定方向，其中，LPWUS有效载荷符号首先在时域中然后在频域中被映射到唤醒资源元素，或者首先在频域中然后在时域中被映射到唤醒资源元素。

11.一种装置，包括：

至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器可操作地连接的至少一个存储器，所述至少一个存储器存储指令，所述指令当被执行时，指示所述至少一个处理器通过以下方式执行方法：

使用线路编码方案对低功率唤醒信号LPWUS有效载荷进行编码；使用键控调制将线路编码方案的线路编码输出映射到基带符号；权利要求书1/2页2CN116916423A2将键控调制的符号映射到基带LPWUS块；并且将基带LPWUS块发送到至少一个用户设备UE。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，键控调制是开关键控OOK或频移键控FSK调制中的一个。

13.根据权利要求11所述的装置，其中，映射的符号被调制在时域和频域中组织的多个LPWUS单载波频调上，并且被放置在新无线电正交频分复用下行链路无线电频率NROFDMDLRF信号的空的资源元素RE中。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，LPWUS单载波频调通过时间保护和频率保护彼此分开，并且与NROFDM子载波分开。

15.根据权利要求13所述的装置，其中，键控调制的符号被映射到基带的NROFDM子载波上，并且在时域和频域中的相邻子载波上重复。

16.根据权利要求13所述的装置，其中，LPWUS块通过时间保护和频率保护以及OFDM符号彼此分开，并且与NROFDM子载波分开。

17.根据权利要求11所述的装置，其中，所述处理器还被指示通过将至少一个LPWUS序列分配给UE作为UE的至少一个LPWUS签名来执行所述方法。

18.根据权利要求16所述的装置，其中，LPWUS序列是L比特二进制序列，并且至少一个LPWUS签名被分配给至少一个UE或一组UE，以一起唤醒至少一个UE或一组UE。

19.根据权利要求11所述的装置，其中，所述处理器还被指示通过周期性地向UE或一组UE发送LPWUS块来执行所述方法，并且其中，UE或一组UE被配置为仅在低功率唤醒接收器LPWUR块的接收期间开启LPWUS。

20.根据权利要求13所述的装置，其中，所述处理器还被指示通过对LPWUS块进行波束成形并将波束成形的LPWUS块发送到小区内的预定方向来执行所述方法，并且其中，LPWUS有效载荷符号首先在时域中然后在频域中被映射到唤醒资源元素，或者首先在频域中然后在时域中被映射到唤醒资源元素。

权利要求书2/2页3CN116916423A3用于低功率唤醒信号的方法和装置0001相关申请的交叉引用0002本申请要求2022年4月18日提交的美国临时申请第63/332,217号的优先权利益，该申请的公开内容通过引用整体结合于本文，如同在本文完全阐述一样。

技术领域0003本公开总体上涉及无线通信系统。

更具体地，本文公开的主题涉及对这种无线通信系统中的低功率唤醒接收器（LPWUS）的改进。

背景技术0004蜂窝网络的第五代（5G）系统已经被设计和开发来改善移动电话和垂直用例两者。

用户设备（UE）能效以及延迟、可靠性和可用性对5G至关重要。

发明内容0005目前，5G设备可能需要每周或每天充电，这具体取决于个人的使用时间。

5G设备通常在无线电资源控制（RRC）空闲/非活动状态下消耗数十毫瓦（mW），在RRC连接状态下消耗数百mW，这给为这些设备供电所需的电池带来了巨大压力。

为了提高能量效率和用户体验，已经提出了延长电池寿命的设计。

0006第三代合作伙伴计划（3GPP）已经考虑了低功率唤醒接收器（LPWUR）来缓解这个问题。

提案包括LPWUR架构和唤醒信号（WUS）设计，以支持WUR。

0007LPWUR用于WUS检测，并与常规接收器（诸如同步信号块（SSB）接收器或数据/控制接收器）分开。

至少对于空闲/非活动状态，LPWUR可以提高节电增益。

LPWUR使用的WUS可以被称为LPWUS。

0008LPWUR的一个目的是向UE的主无线电添加配套的WUR接收器，并使用该主无线电来针对唤醒信号/分组监视无线信道。

只有当WUR接收到唤醒信号/分组时，主无线电才会打开。

因为与主无线电相比，唤醒信号/分组使用远没有这么复杂的调制方案，所以WUR接收器可以被设计成具有比主无线电接收器低得多的功耗。

通过添加低功率WUR，主无线电从根本上变为事件驱动，从而仅在必要时消耗功率。

0009图1示出了根据现有技术的LPWUR100。

如图示101所示，当主无线电103没有要接收的数据时，主无线电103被关闭，并且只有LPWUR104被打开以监视唤醒分组。

在图示102中，一旦LPWUR检测到唤醒分组，即，当有数据要接收时，主无线电就唤醒并接收主无线电想要接收的相关数据。

0010已经提出了不同的LPWUR架构和设计来支持电气和电子工程师协会（IEEE）802.11ba要求。

与3GPP相比，802.11ba针对无线局域网（WLAN），特别是无线保真（WiFi），对接收器灵敏度和链路预算的要求更宽松。

3GPPUE接收器对接收器灵敏度提出了更严格的要求。

最近，提出了提供低至97分贝毫瓦（dBm）的接收器灵敏度的LPWUR架构。

例如，2.4千兆赫（GHz）的WUR对于10千比特每秒（kbps）和103比特误码率（BER）具有97dBm的灵敏度，并说明书1/14页4CN116916423A4且由单个0.5伏（V）电源供电。

大多数提出的LPWUR架构基于开关键控（OOK）调制来实现能效属性。

0011图2示出了根据现有技术的WUS分组200的构造。

在图2中，通过用零中心子载（nullcentersubcarrier）波填充连续的13个子载波来占据4MHz频带，从而生成窄带OFDM波形。

（窄带部分）。

如图所示，WUS分组200包括非WUR部分201和WUR部分202。

非WUR部分201为20MHz宽，持续时间为28微秒（s），包括传统前导码，即传统短训练字段（LSTF）、传统长训练字段（LLTF）、传统信号（LSIG）和二进制相移键控（BPSK）标记。

传统前导码实现了与非WUR兼容的WiFi设备的共存，即传统非HT前导码。

0012图3示出了根据现有技术的基于OOK调制工作的LPWUR的示例架构300。

0013如图3所示，LPWUR通常包括具有最小数量的超低功率有源组件的无源组件，诸如超低功率微控制器301，这有助于接近零的极低功耗。

因此，这些接收器也被称为“几乎零功率接收器”。

据报道，这种接收器的功耗在几毫瓦（nW）到几毫瓦的范围内。

0014图4示出了根据现有技术的LPWUR架构400。

具体而言，图4示出了基于RF包络检测的简单架构401、基于IF包络检测的外差（heterodyne）架构402以及基于基带检测的零IF架构403。

这些架构旨在以OOK（开关键控）调制操作。

基于FSK调制的LPWUR架构通常由两个用于OOK的并行LPWUR构成。

本文，FSK调制和OOK调制可以被称为键控调制的类型。

0015传统的LPWUR和LPWUS已经被特别指定用于WiFi无线电。

在新的无线电（NR）配置中，能量效率对于没有连续能量源的UE来说是极其重要的，诸如使用小型可充电电池或单个硬币电池的UE。

在垂直用例中，传感器和制动器（actuator）被广泛用于监视、测量和充电设备。

一般来说，这种垂直用例下的电池是不可充电的，预计至少可以使用几年。

0016可穿戴设备包括智能手表、戒指、电子健康相关设备和医疗监视设备。

对于典型的电池容量，在这种可穿戴设备的正常使用中维持长达一周的充电可能是具有挑战性的。

0017NR继承了一些节能方案，诸如来自第四代长期演进（4GLTE）的不连续接收（DRX）机制。

DRX功能已经得到增强，更新版本的非连续接收被设计为扩展的DRX或eDRX。

在eDRX中，功耗取决于唤醒周期的配置的长度，如寻呼周期。

为了满足电池寿命要求，可以使用具有大值的eDRX周期，导致高延迟，这不适于需要长电池寿命和低延迟的服务。

因此，NRRel18的目的是研究一种超低功耗机制，它可以支持比eDRX延迟更低的延迟。

0018上述方法的问题是，UE在每个DRX周期周期性地唤醒一次，这在没有信令或数据业务的时段耗尽了功耗。

0019为了克服这些问题，本文描述了用于响应于触发的UE的动态状态改变的系统和方法，从而显著降低功耗并提高设备健康和效率。

所讨论的其他实施例包括使用具有超低功耗的独立接收器，该接收器监视低功率“唤醒”信号以触发主无线电。

主无线电操作用于数据发送和接收，除非主无线电打开，否则主无线电可能会关闭或设置为睡眠。

0020监视低功率唤醒信号的功耗取决于低功率唤醒信号设计和用于信号检测和处理的低功率唤醒接收器的硬件模块。

0021上述方法通过提供与NR波形兼容的低功率唤醒信号的简化信号设计来改进先前的方法，并实现NR无线电帧结构中的配合，同时显著改进NR设备的功耗模式和速率。

0022在实施例中，gNB的方法包括使用线路编码方案编码LPWUS有效载荷，使用键控调制将线路编码方案的线路编码输出映射到基带符号，将键控调制的符号映射到基带LPWUS说明书2/14页5CN116916423A5块，以及将基带LPWUS块发送到至少一个UE。

0023在实施例中，一种装置包括：

至少一个处理器，以及可操作地与该至少一个处理器连接的至少一个存储器，该至少一个存储器存储指令，该指令在被执行时指示该至少一个处理器通过以下方式执行方法：

使用线路编码方案对LPWUS有效载荷进行编码、使用键控调制将该线路编码方案的线路编码输出映射到基带符号、将该键控调制的符号映射到基带LPWUS块、以及将该基带LPWUS块发送到至少一个UE。

附图说明0024在以下部分中，将参考附图中示出的示例性实施例来描述本文公开的主题的各方面，其中：

0025图1示出了根据现有技术的LPWUR100；0026图2示出了根据现有技术的WUS分组200的结构；0027图3示出了根据现有技术的基于OOK调制操作的LPWUR的示例架构300；0028图4示出了根据现有技术的LPWUR架构400；0029图5示出了根据实施例的LPWUS块的传输500；0030图6示出了根据实施例的LPWUS块的非周期性传输600；0031图7示出了根据实施例的LPWUS时机和一个或多个PO之间的映射700；0032图8示出了根据实施例的LPWUS块到发送波束的映射800；0033图9示出了根据实施例的多个单载波LPWUS900；0034图10示出了根据实施例的使用单载波/频调LPWUS的33LPWUS块1000；0035图11示出了根据实施例的频域中LPWUS频调和NROFDM子载波的布置1100；0036图12是示出根据实施例的多载波LPWUS的框图1200；0037图13示出了根据实施例的使用多载波LPWUS的33LPWUS块1300；0038图14示出了根据实施例的频域中LPWUS频调和NROFDM子载波的布置1400；0039图15示出了根据实施例的LPWUS资源的类型1映射1500；0040图16示出了根据实施例的LPWUS资源的类型2映射1600；以及0041图17是根据实施例的网络环境中的电子设备的框图1700。

具体实施方式0042在以下详细描述中，阐述了许多具体细节，以提供对本公开的透彻理解。

然而，本领域技术人员将理解，所公开的方面可以在没有这些具体细节的情况下实施。

在其他情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以免模糊本文公开的主题。

0043在整个说明书中，对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性可以包括在本文公开的至少一个实施例中。

因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”或“根据实施例”（或具有类似含义的其他短语）在本说明书各处的出现不一定都指同一实施例。

此外，在一个或多个实施例中，特定的特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。

在这点上，如本文所使用的，单词“示例性的”意味着“用作示例、实例或说明”本文描述为“示例性”的任何实施例都不应该被解释为比其他实施例必然更优选或更有利。

说明书3/14页6CN116916423A60044此外，在一个或多个实施例中，特定的特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。

此外，根据本文讨论的上下文，单数术语可以包括相应的复数形式，而复数术语可以包括相应的单数形式。

类似地，带连字符的术语（例如，“二维”、“预定”、“特定像素”等）有时可以与相应的不带连字符的版本（例如，“二维”、“预定”、“特定像素”等）互换使用，而大写的条目（例如，“计数器时钟”、“行选择”、“像素输出（PIXOUT）”等）可以与相应的非大写版本（例如，“计数器时钟”、“行选择”、“像素输出”等）互换使用。

这种偶尔的可互换使用不应被视为彼此不一致。

0045此外，根据本文讨论的上下文，单数术语可以包括相应的复数形式，而复数术语可以包括相应的单数形式。

还要注意的是，本文示出和讨论的各种附图（包括组件图示）仅用于说明的目的，并不是按比例绘制的。

例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大。

此外，如果认为合适，在附图中重复使用附图标记来表示相应和/或类似的元件。

0046本文使用的术语仅用于描述一些示例实施例的目的，并不旨在限制所要求保护的主题。

如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指出。

还将理解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时，指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。

0047应当理解，当元件或层被称为在另一个元件或层上、“连接到”或“耦合到”另一个元件或层时，它可以直接在另一个元件或层上、连接到或耦合到另一个元件或层，或者可以存在中间元件或层。

相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件或层上”、“直接连接到”或“直接耦合到”另一个元件或层时，不存在中间元件或层。

相同的数字始终指代相同的元件。

如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列出的项目的任何和所有组合。

0048如此处所使用的术语“第一”、“第二”等，用作它们前面的名词的标签，并且不暗示任何类型的排序（例如，空间、时间、逻辑等），除非显式地如此定义。

此外，可以跨两个或多个附图使用相同的附图标记来指代具有相同或相似功能的部件、组件、块、电路、单元或模块。

然而，这种用法仅仅是为了简化说明和便于讨论；这并不意味着这些组件或单元的构造或架构细节跨所有实施例都是相同的，或者这些共同引用的部分/模块是实现本文公开的一些示例实施例的唯一方式。

0049除非另有定义，否则本文使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有与本主题所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。

还应当理解，术语，诸如在常用词典中定义的那些术语，应当被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且除非在此明确定义，否则不应当以理想化或过于正式的意义来解释。

0050LPWUS和NR波形复用0051图5示出了根据实施例的LPWUS块的传输500。

在图5中，在相同的频率资源中周期性地发送LPWUS块501。

LPWUS可以在时域502和频域503中与NR信号复用。

NR信号的一些子载波或者可替换的资源块（RB）可以留空（leftempty），并为LPWUS保留。

如图5所示，可以在空的子载波或空的RB上发送至少一个LPWUS，本文称为LPWUS块501。

可以使用频域中相同或不同的资源在时域中周期性或非周期性地发送LPWUS块。

例如，图5示出了在时域502中周期性发送的LPWUS块501，并且在频域503中使用相同的资源。

说明书4/14页7CN116916423A70052图6示出了根据实施例的LPWUS块的非周期性传输600。

在图6中，LPWUS块601在不同的频率资源中被非周期性地发送。

也就是说，图4中的LPWUS块601在时域602中被非周期性地发送，并且在频域603中使用不同的资源。

0053可以使用RB偏移和子载波偏移来指定信道带宽或带宽部分（BWP）内的LPWUS块的频域位置。

例如，关于频域位置，可以定义公共RB0和与LPWUS块的开始重叠的RB之间的RB偏移，kWUSB可以定义从如上所标识的公共RB的子载波0到LPWUS块的子载波0的子载波偏移，并且可以定义LPWUS块在频域中占据的子载波的数量，或者可替换地，可以定义LPWUS块在频域中占据的RB的数量。

0054诸如当UE处于RRC_IDLE状态时，在主信息块（MIB）或系统信息块（SIB）内广播kWUSB和或的值。

可替代地，如果UE处于RRC_INACTIVE状态或RRC_CONNECTED状态，则可以使用具有值kWUSB和或的RRC（重新）配置来配置/重新配置UE。

UE也可以使用一个或多个媒体接入控制（MAC）控制元素（CE）或下行链路控制信息（DCI）来配置这些值。

0055在另一个示例中，可以使用一对绝对频率来指定信道带宽或BWP内的LPWUS块的频域位置。

专用信令可用于提供FrequencyInfoDL参数结构内的绝对频率。

分别使用NR绝对无线电频率信道号（NRARFCN）值，absoluteFrequencyWUSStart信息元素可以指定LPWUS块的第一位置，absoluteFrequencyWUSStop信息元素可以指定LPWUS块的最后位置。

0056UE不必配置有LPWUS块的时域位置。

低功率唤醒信令的概念是基于唤醒无线电始终开启并持续监视接收信号。

因此，UE可能不知道LPWUS块的时域位置的定位。

然而，当UE处于RRC_IDLE状态时，寻呼时机的准确定时可能涉及为LPWUS块指定时域位置，这将在下面讨论。

0057不支持LPWUS的UE0058在可能存在LPWUS块的载波上操作的UE可能不支持LPWUS，或者该UE可能支持LPWUS但是可能没有配置所有的LPWUS块时机。

在这种情况下，UE必须知道这些信号位于何处，以避免由LPWUS块占据的RE，并且如果合适的话，环绕（wrap）这些RE。

公开了针对该问题的以下三种解决方案。

0059整个时隙（或时隙中的全部PRB）被保留用于LPWUS传输。

在这种情况下，gNB避免在可能存在LPWUS块的资源上调度传输。

在频域中，使用上面指定的机制向UE指示LPWUS块占用的RE。

在时域中，LPWUS块所在的时隙在配置LPWUS的SIB中指示。

可替代地，可以配置距寻呼时机的偏移e（根据时隙数量）。

接收该偏移的UE知道在寻呼机会之前的子帧e时隙被保留用于LPWUS传输。

0060LPWUS块在发送CSIRS的RE上发送。

在这种情况下，对于接收UE，ZPCSIRS被配置，并且与占用LPWUS块的RE一致。

因此，当发送LPWUS块时，UE不解码这些RE，因为它在ZPCSIRS上。

这种方法提供了将LPWUS块与物理下行链路共享信道（PDSCH）复用的能力，甚至对于传统UE也是如此。

然而，这种方法可能限制太多，诸如当LPWUS涉及一些大的保护频率/时间时，这取决于LPWUS的参数。

0061LPWUS在对应于速率匹配模式的RE上发送。

预留资源用于指示特定RE对于其不可说明书5/14页8CN116916423A8用于PDSCH接收的UE。

LPWUS块RE的位置可以通过使用RateMatchPattern参数结构来指定。

该参数结构可以包含在ServingCEllConfigCommon中或ServingCEllConfig或PDSCHConfig中。

这样，不支持LPWUS的UE可以避免解码LP_WUS块。

该解决方案也可以应用于传统UE。

例如，如果LPWUS块位于时隙的前三个符号内（例如，PDCCH将被发送的地方），则可以使用已经定义的RateMatchPattern。

对于Rel18和更高版本，可以定义新的速率匹配模式，例如RateMatchPatternLP。

Rel18和更高版本的RateMatchPatternLP参数结构可以在定义单元内的保留资源时包含在ServingCEllConfigCommon或ServingCEllConfig中。

可替代地，当定义BWP内的预留资源时，参数结构可以包括在PDSCHConfig内。

0062RRC_IDLE或RRC_INACTIVE期间的LPWUS0063如上所述，可以在任何时间周期性地或非周期性地发送LPWUS，因为LPWUR接收器可以总是开启的，并且总是监视接收LPWUS。

然而，为了节省功率，LPWUR接收器可以周期性地唤醒，以仅在特定的时机下监视LPWUR，否则保持在睡眠模式。

0064具体地，在RRC_IDLE或RRC_INACTIVE状态下，UE在特定寻呼时机中根据NR规范来监视寻呼时机。

寻呼时机（PO）由系统帧号（SFN）定义，其满足如下等式

（1）：

0065（SFN+PFoffset）modT（T/N）（UEIDmodN）0066.

（1）0067在等式

（1）中，SFN标识PO，PFoffset是根据无线电帧的时域偏移，T是无线电帧中的DRX周期持续时间，N是每个DRX周期期间的PO的数量，并且UEID是定义为“5GSTMSImode1024”的