專利名稱：用于從頻率搜索中減小頻率空間的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及電信領(lǐng)域，更具體地，涉及用于根據(jù)功率譜密度減小無線網(wǎng)絡(luò)中的搜索時間的機制。
背景技術(shù)：
無線通信系統(tǒng)被廣泛地部署用以提供各種通信內(nèi)容，諸如語音、數(shù)據(jù)等。這些系統(tǒng) 可以是能夠通過共享可用系統(tǒng)資源(諸如帶寬、傳輸功率)來支持與多個用戶的通信的 多址系統(tǒng)。這種多址系統(tǒng)的實例可以包括碼分多址(CDMA)系統(tǒng)、時分多址(TDMA)系統(tǒng)、 頻分多址(FMDA)系統(tǒng)、3GPP長期演進(LTE)系統(tǒng)、超移動寬帶(UMB)系統(tǒng)和正交頻分多址 (OFDMA)系統(tǒng)。通常，無線多址通信系統(tǒng)可以同時支持多個無線終端的通信。每個無線終端都可 以經(jīng)由前向鏈路和反向鏈路上的傳輸與一個或多個基站進行通信。前向鏈路(或下行鏈 路)指代從基站到終端的通信鏈路，而反向鏈路(或上行鏈路)指代從終端到基站的通信 鏈路。此外，可以經(jīng)由單輸入單輸出、多輸入單輸出或多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)來建立這 個通信鏈路。MIMO系統(tǒng)使用多個(Nt個)發(fā)射天線和多個(Nk個)接收天線來進行數(shù)據(jù)傳輸。 由Nt個發(fā)射天線和Nk個接收天線形成的MIMO信道可以分解為Ns個獨立信道，可以將Ns個 獨立信道稱為空間信道，其中，Ns彡min{NT,NE}。Ns個獨立信道中的每一個都對應(yīng)于一個維 度。如果利用由多個發(fā)射天線和接收天線生成的附加維度，則MIMO系統(tǒng)可以提供改進的性 能(例如，更高的吞吐量和/或更高的可靠性)。MIMO系統(tǒng)支持時分雙工(TDD)和頻分雙工(FDD)系統(tǒng)。在TDD系統(tǒng)中，前向和 反向鏈路傳輸在相同的頻率范圍上，以使得互易原理允許從反向鏈路信道估計前向鏈路信 道。這使得在接入點處可利用多個天線時，接入點能夠提取前向鏈路上的發(fā)射波束成形增
■、Λ
frff. ο在通電或者在系統(tǒng)損失時，如果用戶裝置(UE)不能使用存儲的信道列表(UE以前 占用的信道的列表)獲得系統(tǒng)，那么UE就可以進行頻率掃描。頻率掃描包括在一個給定頻 帶中的所有接收功率在接收機噪聲下限之上的頻率上進行碼空間搜索。這在受污染的無線 電頻率環(huán)境中會花費相當長的時間(2-3分鐘)來完成。另外，在進行該頻率掃描中，UE的 功率消耗較高。因此，獲得系統(tǒng)所必需的時間非常依賴于必須要搜索的頻率的數(shù)量。通過 在不損害檢測概率的情況下減小頻率空間(就是說，必須要掃描的頻率)，UE可以加速系統(tǒng) 獲取，并減小在失去服務(wù)搜索(OOS)期間的功率消耗。
因此在技術(shù)上需要在不損害檢測概率的情況下減小頻率空間。

發(fā)明內(nèi)容
公開了一種用于從頻率搜索的頻率空間中減小頻率空間的方法和裝置，其在不損 害檢測概率的情況下減小了要搜索的頻率數(shù)量。在一個方案中，公開了一種用于在無線通信網(wǎng)絡(luò)中定位小區(qū)的方法，包括定義要 搜索的第一組載波頻率；計算第一組載波頻率中的一個載波頻率的功率譜密度；將該載波 頻率的功率譜密度的度量與閾值度量相比較；并且如果該載波頻率的功率譜密度的度量滿 足所述閾值度量，就將該載波頻率包含在要搜索的第二組載波頻率中。
在另一個方案中，公開了一種用于在無線網(wǎng)絡(luò)中定位小區(qū)的裝置，所述裝置包括 用于定義要搜索的第一組載波頻率的邏輯；用于計算所述第一組載波頻率中的一個載波頻 率的功率譜密度的邏輯；以及用于將該載波頻率的功率譜密度的度量與閾值度量相比較的 邏輯，其中，如果該載波頻率的功率譜密度的度量滿足所述閾值度量，用于將該載波頻率包 含在要搜索的第二組載波頻率中的邏輯。在另一個方案中，公開了一種在無線通信系統(tǒng)中用于在無線網(wǎng)絡(luò)中定位小區(qū)的裝 置，所述裝置包括用于定義要搜索的第一組載波頻率的模塊；用于計算所述第一組載波 頻率中的一個載波頻率的功率譜密度的模塊；以及用于將該載波頻率的功率譜密度的度量 與閾值度量相比較的模塊，其中，如果該載波頻率的功率譜密度的度量滿足所述閾值方差， 就將該載波頻率包含在要搜索的第二組載波頻率中。在另一個方案中，公開了一種在無線通信系統(tǒng)中用于定位小區(qū)的計算機程序產(chǎn) 品，包括計算機可讀介質(zhì)，其包括第一組代碼，用于使得計算機定義要搜索的第一組載 波頻率；第二組代碼，用于使得計算機計算所述第一組載波頻率中的一個載波頻率的功率 譜密度；以及第三組代碼，用于使得計算機將該載波頻率的功率譜密度的度量與閾值度量 相比較；并且如果該載波頻率的功率譜密度的度量滿足所述閾值度量，就將該載波頻率包 含在要搜索的第二組載波頻率中。


圖1示出了根據(jù)一個方案的多址無線通信系統(tǒng)；圖2是通信系統(tǒng)的方框圖；圖3是功率譜密度的曲線圖；圖4A是根據(jù)一個方案的流程圖；圖4B是根據(jù)一個方案的流程圖；及圖5是根據(jù)一個方案的示例性系統(tǒng)的方框圖。
具體實施例方式本文所述的技術(shù)可以用于各種無線通信網(wǎng)絡(luò)，例如碼分多址(CDMA)網(wǎng)絡(luò)、時分多 址(TDMA)網(wǎng)絡(luò)、頻分多址(FDMA)網(wǎng)絡(luò)、正交FDMA (OFDMA)網(wǎng)絡(luò)、單載波FDMA (SC-FDMA)網(wǎng) 絡(luò)等。術(shù)語“網(wǎng)絡(luò)”和“系統(tǒng)”常?？苫Q地使用。CDMA網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)諸如通用地面無線接 入(UTRA)、cdma2000等無線電技術(shù)。UTRA包括寬帶CDMA (W-CDMA)和低碼片速率(LCR)。CDMA2000涵蓋了 IS-2000、IS-95和IS-856標準。TDMA網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)例如全球移動通信系統(tǒng)(GSM)的無線電技術(shù)。OFDMA網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)諸如演進UTRA(E-UTRA)、IEEE 802. 11、IEEE 802. 16、IEEE802. 20、Flash-OFDM 等無線電技術(shù)。UTRA、E-UTRA 和 GSM 是全球移動電 信系統(tǒng)(UMTS)的一部分。長期演進(LTE)是使用E-UTRA的即將發(fā)布的UMTS版本。在名 為“第三代合作伙伴計劃”(3GPP)的組織的文檔中描述了 UTRA、E-UTRA、GSM、UMTS和LTE。 在名為“第三代合作伙伴計劃2”(3GPP2)的組織的文檔中描述了 CDMA2000。這些無線電技 術(shù)和標準在本領(lǐng)域中是已知的。為了簡明，以下針對LTE來描述技術(shù)的某些方案，在以下大 部分描述中使用了 LTE術(shù)語。單載波頻分多址(SC-FDMA)是一種利用單載波調(diào)制和頻域均衡化的技術(shù)。 SC-FDMA具有與OFDMA系統(tǒng)相似的性能和基本上相同的總體復雜性。由于SC-FDMA信號固 有的單載波結(jié)構(gòu)，SC-FDMA信號具有更低的峰均功率比(PAPR)。SC-FDMA已經(jīng)引起了很大 的關(guān)注，尤其是在上行鏈路通信中，在其中較低的PAI^R在發(fā)射功率效率方面極大地有益于 移動終端。這是當前在3GPP長期演進(LTE)或演進型UTRA中對于上行鏈路多址方案來說 能夠?qū)嶋H應(yīng)用的假設(shè)。參考圖1，顯示了具有多個節(jié)點B 110和用戶裝置(UE) 120的無線通信系統(tǒng)100。 節(jié)點B通常是固定站，其與UE通信，并且還可以稱為演進型節(jié)點B(eNB)、基站、接入點等。 每一個節(jié)點B 110都提供對于特定地理區(qū)域的通信覆蓋，并支持位于該覆蓋區(qū)域內(nèi)的UE的 通信。系統(tǒng)控制器130耦合到節(jié)點B 110，并為這些節(jié)點B提供協(xié)調(diào)與控制。系統(tǒng)控制器 130可以是單個網(wǎng)絡(luò)實體或者多個網(wǎng)絡(luò)實體的集合。UE 120可以散布在整個系統(tǒng)中，每一個UE都可以是固定的或移動的。UE還可以 稱為移動站、終端、接入終端、用戶單元、站等。UE可以是蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA)、無 線設(shè)備、手持設(shè)備、無線調(diào)制解調(diào)器、膝上型電腦等。圖2是MIMO系統(tǒng)200中的發(fā)射機系統(tǒng)210 (也稱為接入點)和接收機系統(tǒng)250 (也 稱為接入終端)的一個方案的方框圖。在發(fā)射機系統(tǒng)210，將多個數(shù)據(jù)流的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù) 源212提供給發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處理器214。在一個方案中，通過各發(fā)射天線發(fā)送每一個數(shù)據(jù)流。TX數(shù)據(jù)處理器214根據(jù)為每 一個數(shù)據(jù)流選擇的特定編碼方案對該數(shù)據(jù)流的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行格式化、編碼和交織，以提供 編碼數(shù)據(jù)。每一個數(shù)據(jù)流的編碼數(shù)據(jù)都可以使用OFDM技術(shù)與導頻數(shù)據(jù)進行復用。導頻數(shù)據(jù) 通常是以已知的方式進行處理的已知的數(shù)據(jù)模式，并且可以在接收機系統(tǒng)處使用導頻數(shù)據(jù) 來估計信道響應(yīng)。隨后基于為每一個數(shù)據(jù)流選擇的特定調(diào)制方案(例如，BPSK、QSPK、M-PSK 和M-QAM)來調(diào)制(即，符號映射)該數(shù)據(jù)流的經(jīng)復用的導頻數(shù)據(jù)和編碼數(shù)據(jù)，以提供調(diào)制 符號?？梢酝ㄟ^由處理器230執(zhí)行的指令來確定每一個數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)速率、編碼和調(diào)制。隨后將所有數(shù)據(jù)流的調(diào)制符號提供給TX MIMO處理器220，它可以進一步處理這 些調(diào)制符號(例如，使用OFDM)。TX ΜΙΜΟ處理器220隨后向Nt個發(fā)射機(TMTR) 222a到 222t提供&個調(diào)制符號流。在一些方案中，TX MIMO處理器220對數(shù)據(jù)流的符號和發(fā)送符 號的天線使用波束成形權(quán)重。每一個發(fā)射機222都接收并處理各自的符號流，以提供一個或多個模擬信號，并 進一步調(diào)節(jié)(例如，放大、濾波和上變頻)模擬信號，以提供適合于通過MIMO信道傳輸?shù)恼{(diào)制信號。隨后分別從Nt個天線224a到224t發(fā)送來自發(fā)射機222a到222t的Nt個調(diào)制信號。在接收機系統(tǒng)250處，由Nk個天線252a到252r接收發(fā)送的調(diào)制信號，將來自每 一個天線252的接收信號提供給各自的接收機(RCVR) 254a到254r。每一個接收機254都 調(diào)節(jié)(例如，濾波、放大和下變頻)各自的接收信號，數(shù)字化經(jīng)調(diào)節(jié)的信號，以提供樣本，并 進一步處理這些樣本以提供相應(yīng)的“接收”符號流。RX數(shù)據(jù)處理器260隨后基于特定的接收機處理技術(shù)來接收并處理來自Nk個接收 機254的Nk個接收符號流，以提供Nt個“檢測”符號流。RX數(shù)據(jù)處理器260隨后對每一個 檢測符號流進行解調(diào)、解交織和解碼，以恢復該數(shù)據(jù)流的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。由RX數(shù)據(jù)處理器260 執(zhí)行的處理與由在發(fā)射機系統(tǒng)210處的TX MIMO處理器220和TX數(shù)據(jù)處理器214執(zhí)行的 處理相反。處理器270周期性地確定使用哪一個預(yù)編碼矩陣(以下論述)。處理器270公式 化反向鏈路消息，其包括矩陣索引部分和秩值部分。反向鏈路消息可以包括與通信鏈路和/或接收數(shù)據(jù)流有關(guān)的各類信息。反向鏈路 消息隨后由TX數(shù)據(jù)處理器238進行處理，由調(diào)制器280進行調(diào)制，由發(fā)射機254a到254r 進行調(diào)節(jié)，并被發(fā)送回發(fā)射機系統(tǒng)210，其中TX數(shù)據(jù)處理器238還從數(shù)據(jù)源236接收多個數(shù) 據(jù)流的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。在發(fā)射機系統(tǒng)210處，由天線224接收來自接收機系統(tǒng)250的調(diào)制信號，由接收機 222調(diào)節(jié)調(diào)制信號，解調(diào)器240對調(diào)制信號進行解調(diào)，RX數(shù)據(jù)處理器242處理解調(diào)的信號， 以提取由接收機系統(tǒng)250發(fā)送的反向鏈路消息。處理器230隨后確定將哪一個預(yù)編碼矩陣 用于確定波束成形權(quán)重，隨后處理提取的消息。在一個方案中，將邏輯信道分類為控制信道和業(yè)務(wù)信道。邏輯控制信道可以包括 廣播控制信道(BCCH)，其是用于廣播系統(tǒng)控制信息的DL信道。尋呼控制信道(PCCH)，其是 用于傳送尋呼信息的DL信道。多播控制信道(MCCH)，其是用于為一個或幾個MTCH發(fā)送多 媒體廣播和多播服務(wù)(MBMS)調(diào)度與控制信息的一點到多點DL信道。通常，在建立了 RRC連 接后，該信道僅由接收MBMS(例如，舊的MCCH+MSCH)的UE使用。專用控制信道(DCCH)是 點到點雙向信道，其發(fā)送專用控制信息，并由具有RRC連接的UE使用。在一個方案中，邏輯 業(yè)務(wù)信道包括專用業(yè)務(wù)信道(DTCH)，其是點到點雙向信道，專門用于一個UE來傳送用戶信 息。此外，多播業(yè)務(wù)信道(MTCH)是用于發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的一點到多點DL信道。在一個方案中，將傳輸信道分類為DL和UL。DL傳輸信道包括廣播信道(BCH)、下 行鏈路共享數(shù)據(jù)信道(DL-SDCH)和尋呼信道(PCH)，其中PCH用于支持UE功率節(jié)省(例如， 可以由網(wǎng)絡(luò)將DRX循環(huán)指示給UE)，其被在整個小區(qū)上進行廣播并被映射到可用于其他控 制/業(yè)務(wù)信道的PHY資源上。UL傳輸信道包括隨機接入信道(RACH)、請求信道(REQCH)、上 行鏈路共享數(shù)據(jù)信道(UL-SDCH)和多個PHY信道。PHY信道包括一組DL信道和UL信道。DL PHY信道包括公共導頻信道(CPICH)同步信道(SCH)
公共控制信道(CCCH)
共享DL控制信道(SDCCH)
多播控制信道(MCCH)共享UL分配信道(SUACH) 確認信道(ACKCH)DL物理共享數(shù)據(jù)信道(DL-PSDCH)UL功率控制信道(UPCCH)尋呼指標信道(PICH)負載指標信道(LICH)UL PHY信道包括物理隨機接入信道(PRACH)信道質(zhì)量指標信道(CQICH)確認信道(ACKCH)天線子集指標信道(ASICH)共享請求信道(SREQCH)UL物理共享數(shù)據(jù)信道(UL-PSDCH)寬帶導頻信道(BPICH)在一個方案中，提供了保持單載波波形的低PAR(在任意給定時間，信道在頻率中 都是連續(xù)的或均勻間隔的)特性的信道結(jié)構(gòu)。對于本文獻，使用以下縮寫AM確認模式AMD 確認模式數(shù)據(jù)ARQ 自動重發(fā)請求BCCH 廣播控制信道BCH 廣播信道C-控制-CCCH 公共控制信道CCH 控制信道CCTrCH 已編碼的復合輸送信道CP循環(huán)前綴CRC 循環(huán)冗余檢查CTCH 公共業(yè)務(wù)信道DCCH 專用控制信道DCH 專用信道DL 下行鏈路DSCH 下行鏈路共享信道DTCH 專用業(yè)務(wù)信道FACH 前向鏈路接入信道FDD 頻分雙工Ll 層1 (物理層)L2 層2(數(shù)據(jù)鏈路層)
L3層3(網(wǎng)絡(luò)層)LI長度指示LSB最低有效位MAC媒體接入控制MBMS多媒體廣播多播服務(wù)MCCHMBMS 一點對多點控制信道MRff移動接收窗口MSB最高有效位MSCH MBMS—點對多點調(diào)度信道MTCH MBMS—點對多點業(yè)務(wù)信道PCCH尋呼控制信道PCH尋呼信道PDU協(xié)議數(shù)據(jù)單元PHY物理層PhyCH物理層信道RACH隨機接入信道RLC無線鏈路控制RRC無線資源控制SAP服務(wù)接入點SDU服務(wù)數(shù)據(jù)單元SHCCH共享信道控制信道SN序列號SUFI超場TCH業(yè)務(wù)信道TDD時分雙工TFI傳輸格式指示TM傳輸模式TMD傳輸模式數(shù)據(jù)TTI傳輸時間間隔U-用戶-UE用戶裝置UL上行鏈路UM未確認模式UMD未確認模式數(shù)據(jù)UMTS通用移動電信系統(tǒng)UTRA UMTS地面無線電接入UTRANUMTS地面無線電 接入網(wǎng)絡(luò)MBSFN多播廣播單頻網(wǎng)絡(luò)MCEMBMS 協(xié)調(diào)實體
MCH 多播信道DL-SCH下行鏈路共享信道MSCH MBMS 控制信道PDCCH物理下行鏈路控制信道
PDSCH物理下行鏈路共享信道即使當UE不是主動參與呼叫時，已經(jīng)被開啟一段時間的UE通常也“占用”適合基 站的控制信道。這使得當UE是呼叫的接收方時，能夠被通知并做出應(yīng)答，還使得用戶能夠 迅速發(fā)起呼叫。然而，當最初開啟UE時，或者當網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)長時間丟失時(當UE長時間脫離覆蓋區(qū) 域時)，終端必須執(zhí)行初始小區(qū)搜索過程，以確定哪一個小區(qū)(每一個都與基站相關(guān)聯(lián))可 用。UE會選擇它由搜索發(fā)現(xiàn)的可用小區(qū)中最佳的小區(qū)。因為UE可能在基本上任何位置“喚醒”(例如，在與它最后一次開啟時所在的國家 不同的國家)，因此該初始小區(qū)搜索通常包括在整個可用RF頻帶中搜索控制信道的存在?，F(xiàn)在將給出與移動通信的寬帶碼分多址(WCDMA)標準有關(guān)的一個示例性方案，以 便舉例說明初始小區(qū)搜索過程。然而，不應(yīng)認為本文給出的所述方案局限于僅用于WCDMA 系統(tǒng)中，因為這些方案也同樣可用于其他移動通信系統(tǒng)。為了設(shè)計減小頻率空間的手段，所述方案注意到WCDMA信號的功率譜密度(PSD) 在信道帶寬內(nèi)基本上是平坦的。通過捕獲同相正交(IQ)樣本，并在中心頻率周圍的帶寬中 進行信號的頻域分析，所述方案可以在頻率掃描過程中從WCDMA碼空間搜索中去除一些信 道。如果信號是窄帶干擾或者來自發(fā)送窄帶信號的可替換技術(shù)(例如，GSM、CDMA等)，則 會預(yù)期到WCDMA信道帶寬內(nèi)的PSD就不是平坦的。平坦性可以由信道帶寬內(nèi)的接收信號的 功率譜密度的度量來量化。以下示例性方案涉及將功率譜密度的方差作為接收信號的功率 譜密度的平坦性的測量值。然而不應(yīng)認為本文給出的所述方案僅局限于方差，因為與功率 譜密度有關(guān)的其他度量同樣是適用的。這些其他度量可以是功率譜密度的平均值或標準偏 差。例如，圖3是W⑶MA脈沖和兩個GSM脈沖的曲線圖。該W⑶MA脈沖以_5MHz為中 心，信道間隔10kHz。如所見的，在中心頻率周圍的士 1.6MHz，WCDMA脈沖信號基本上是平 坦的，具有最小的方差。假設(shè)是AWGN信道并且輸入樣本和FFT具有足夠大的長度，則理想WCDMA信號的 PSD方差是可忽略不計的(接近于0)。另外，來自實際現(xiàn)實環(huán)境的經(jīng)驗數(shù)據(jù)顯示當采用1 個時隙的IQ數(shù)據(jù)和長度為32的FFT進行計算時，商業(yè)上部署的WCDMA信號的PSD方差在 運動條件下小于3dB。如果方差顯著較大(> 12dB)，就從WCDMA碼空間搜索中去除該中心頻率。在傳統(tǒng)的初始小區(qū)搜索中，例如，在通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)中，目標是確定由 與目標公共陸地移動網(wǎng)絡(luò)(PLMN)相關(guān)聯(lián)的小區(qū)所使用的載波頻率。為了開始這個搜索， 將初始搜索列表合并在一起，其包括所有有效的UMTS絕對射頻信道編號(UARFCN)。為了 開始實際的搜索，選擇在歷史列表中的第一個UARFCN，隨后進入搜索循環(huán)，其在所選擇的 UARFCN上運行小區(qū)搜索，并從初始搜索列表中去除該UARFCN。如果找到新的小區(qū)，就使用 從該小區(qū)接收到的信息來確定它是否來自目標PLMN。如果該小區(qū)來自目標PLMN，那么搜索算法就不必再進行查找。然而，如果找到的小區(qū)不是來自目標PLMN，就從初始搜索列表中去除與找到的小區(qū)相關(guān)聯(lián)的UARFCN相距士0. 3MHz內(nèi)的全部UARFCN。如果在所選擇的UARFCN上沒有找到 小區(qū)，就確定是否已經(jīng)選擇了歷史列表中最后一個UARFCN。如果沒有，就選擇歷史列表中的 下一個UARFCN (塊133)，并重復該循環(huán)。隨后，通過根據(jù)頻率的接收信號強度指標(RSSI)過濾掉頻率，來減小初始搜索列 表。這個過濾包括在初始列表中的每一個UARFCN上，針對與中心頻率相距士預(yù)定頻帶的 任意頻率進行RSSI掃描，從初始搜索列表中去除滿足RSSI的全部UARFCN。最后，搜索由此 得到的列表107。采取的方法是首先搜索最有可能的頻率，隨后搜索在搜索列表中的所有其 他頻率。傳統(tǒng)初始小區(qū)搜索算法的一個問題在于，在全部載波上的搜索會花費長時間。在 一些情況中，在找到可允許的PLMN之前會花費幾分鐘。這在UE上的一個結(jié)果是登錄到網(wǎng) 絡(luò)所花費的時間較長，這進而又意味著從UE最初通電到能夠進行通話所花費的時間較長。 這對UE的用戶有不利的影響。對UE的另一個影響是，當執(zhí)行初始小區(qū)搜索算法時功耗較
尚ο為了減小必須搜索的頻率空間，而同時又保持檢測的概率，所述方案注意到WCDMA 信號的功率譜密度在信道帶寬內(nèi)基本上是平坦的。通過捕獲IQ樣本并在中心頻率周圍的 帶寬中進行信號的頻域分析，就可以在頻率掃描過程中從WCDMA碼空間搜索中去除一些信 道。如果信號是窄帶干擾或者是來自發(fā)送窄帶信號的可替換技術(shù)(例如，GSM、CDMA等)， WCDMA信道帶寬內(nèi)的PSD預(yù)計就不是平坦的。所述方案使用在信道帶寬內(nèi)的接收信號的PSD 的方差來量化該平坦性。在每一個中心頻率處收集1到2個時隙的IQ樣本，以計算PSD及 其方差。假設(shè)是AWGN信道并且輸入樣本和FFT具有足夠大的長度，則理想WCDMA信號的 PSD方差是可忽略不計的(接近于0)。當用1個時隙的IQ數(shù)據(jù)和長度為32的FFT進行計 算時，來自現(xiàn)場的經(jīng)驗數(shù)據(jù)顯示商業(yè)上部署的WCDMA信號的PSD方差在運動條件下小于 3dB。如果方差顯著較大(例如，> 12dB)，就從WCDMA碼空間搜索中去除該中心頻率。在WCDMA頻率掃描過程中，作為所謂的UE，接收機系統(tǒng)或接入終端包括可由處理 器執(zhí)行的邏輯，以在滿足接收功率閾值的頻率上執(zhí)行步驟1-2-3小區(qū)搜索。功率掃描測 量在中心頻率周圍 士2MHz頻帶中的功率。如果所測量的功率大于閾值，則該頻率就是 WCDMA小區(qū)搜索的候選。一旦掃描了在給定頻帶中的全部頻率，就根據(jù)信道接收功率對結(jié)果 進行排序，并在這些信道上從排序最高的信道開始執(zhí)行步驟1-2-3搜索。由于功率掃描測量總信道功率(I2+Q2)，而不是編碼域功率，因此在給定的4MHz頻 帶中的接收功率就有可能是由于窄帶干擾或可替換技術(shù)(GSM、CDMA等)引起的。然而，在 現(xiàn)有技術(shù)中，并未試圖通過借助在滿足接收功率閾值的每一個中心頻率處進行信號的頻域 分析以減小頻率空間，來將其與真正的WCDMA信號功率加以區(qū)分。結(jié)合圖4A和4B描述初始小區(qū)搜索算法的示例性方案，它們是新的初始小區(qū)搜索 算法的方法的一個方案的流程圖。例如，這個方案可以包括在可由UE的處理器執(zhí)行的邏輯 中。簡言之，UE在“粗略”頻率掃描中掃描頻率，并在將候選頻率添加到“精細”掃描列表中 后執(zhí)行精細頻率掃描。“粗略”頻率掃描簡單地判斷在候選頻率處的接收功率是否超過了閾 值。如果該“粗略”頻率超過了接收功率閾值，就將該候選頻率添加到“精細”掃描候選頻率列表中，以便根據(jù)其功率譜密度來判斷該候選頻率是否超過了閾值度量。例如，初始小區(qū) 搜索過程可以用于通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)中。初始小區(qū)搜索用于確定由與目標PLMN相 關(guān)聯(lián)的小區(qū)使用的載波頻率。另外，如本文所用的，術(shù)語“設(shè)備”意思是用戶裝置(UE)、無線 資源控制(RRC)或者移動終端，或者是可以執(zhí)行所述的用于通過根據(jù)功率譜密度去除信道 來減小搜索時間的各個步驟的任何其他硬件、軟件或二者組合。為了開始搜索，將初始粗略頻率搜索列 表合并在一起，其包括所有有效的UMTS絕 對射頻信道編號(UARFCN)。在402處，設(shè)備在粗略掃描頻率上執(zhí)行精細掃描。對于每一 個精細掃描，設(shè)備調(diào)諧到在1. 5MHz內(nèi)的15個UARFCN。以第一個粗略掃描頻率開始，設(shè) 備調(diào)諧到1.5MHz。在404處，設(shè)備根據(jù)頻率的接收信號強度指標(RSSI)讀取初始搜索 列表以過濾頻率。在判斷406處，設(shè)備根據(jù)RSSI過濾頻率。該過濾包括在初始搜索列表中的每一 個UARFCN上進行RSSI掃描，并判斷每一個RSSI掃描是否大于預(yù)定的接收自動增益控制 (AGC)閾值。如果RSSI掃描頻率不滿足AGC閾值，則在408處，如果進行完全部UARFCN， 設(shè)備就調(diào)諧到下一個頻率(UARFCN)。隨后設(shè)備向RRC發(fā)送精細掃描結(jié)果列表。如果RSSI 掃描頻率滿足閾值，則在410處，設(shè)備啟動多處理器數(shù)字信號處理器(MDSP)，以執(zhí)行頻域處 理。在412處，MDSP開始緩存S1+S2時隙的IQ樣本。在緩存了 Sl時隙后，MDSP執(zhí) 行緩存的IQ數(shù)據(jù)的32-點FFT。MDSP隨后計算功率譜密度，并估計PSD方差。在414處， MDSP進行比較以判斷是否PSD方差> PSD方差閾值。在一個示例性方案中，將該閾值設(shè)定 為 12dB。在判斷414，如果PSD方差小于閾值PSD方差，MDSP就將該特定頻率的返回值設(shè)定 為1 (真)(416)。如果返回值是1 (418)，設(shè)備就將該頻率添加到精細掃描列表中(420)。隨 后，設(shè)備調(diào)諧到下一個頻率(UARFCN)，如果進行完全部UARFCN，則設(shè)備就向RRC發(fā)送精細掃 描結(jié)果列表(408)。在判斷414，如果PSD方差大于閾值PSD方差(最有可能表示可替換的技術(shù)，例如 GSM,CDMA等)，在422處將第二檢查標記傳送到MDSP。就是說，對頻率進行兩次檢查，以確 保該頻率不會在精細掃描列表上。隨后，在430處，MDSP進行等待，直到緩存了 S1+S2時隙 的IQ樣本。MDSP隨后對緩存的IQ數(shù)據(jù)執(zhí)行32點FFT，并且MDSP隨后計算功率并估計PSD 方差。在432處，依據(jù)對PSD方差的新的計算，MDSP將該新計算的PSD方差與PSD方差閾 值(在這個示例性方案中是12dB)相比較。在判斷432，如果PSD方差小于閾值PSD方差， 則MDSP就將該特定頻率的返回值設(shè)定為1 (真)(434)。如果PSD方差大于閾值PSD方差， 則MDSP就將該特定頻率的返回值設(shè)定為0 (假)(436)。如果返回值是1 (418)，設(shè)備就將該 頻率添加到精細掃描列表中(420)。隨后，設(shè)備就調(diào)諧到下一個頻率(UARFCN)，如果進行完 全部UARFCN，則設(shè)備就向RRC發(fā)送精細掃描結(jié)果列表。返回圖4A，在步驟422處，如果第二檢查標記沒有被設(shè)定為真，則在424處，MDSP 就將返回標記設(shè)定為0 (假)。由于返回標記是0 (418)，設(shè)備就調(diào)諧到下一個頻率(UARFCN) (408)。如果進行完全部UARFCN，則設(shè)備就向RRC發(fā)送精細掃描結(jié)果列表(408)。圖5示出了示例性系統(tǒng)500，用于在無線網(wǎng)絡(luò)中從碼空間搜索中減小頻率空間。系 統(tǒng)500可以至少部分地位于移動設(shè)備內(nèi)，并被表示為包括多個功能塊，這些功能塊可以是代表由處理器、硬件、軟件或其組合(例如，固件)實現(xiàn)的功能的功能塊。系統(tǒng)500中包括由能夠單獨地或共同地操作的多個電組件構(gòu)成的邏輯分組502。 邏輯分組502包括電組件506，用于定義要搜索的一組載波頻率。該組載波頻率是合并在一 起的初始搜索列表，其包括全部有效UMTS絕對射頻信道編號(UARFCN)。此外，系統(tǒng)500包 括電組件508，用于計算載波頻率的功率譜密度。通常，功率譜密度是與平穩(wěn)隨機過程相關(guān) 的頻率的正實函數(shù)，或者是時間的確定性函數(shù)，其具有每Hz功率或每Hz能量的大小，并可 以例如存儲在存儲器中。此外還包括電組件510，用于將載波頻率的功率譜密度的方差與閾 值方差相比較。另外，系統(tǒng)500可以包括存儲器504，其保存用于執(zhí)行與電組件506、508和510或 其他組件有關(guān)的功能的指令。盡管被顯示為在存儲器504之外，但會理解，其中一個或多個 電組件可以位于存儲器504內(nèi)?？梢詫@個具體設(shè)計方案進行變更和修改，并且這在本發(fā)明的 范圍內(nèi)。同樣為了 簡明，具體針對TIA-1121(UMB)系統(tǒng)描述了頻率搜索設(shè)計方案的各種方案。然而，本文描述 的頻率搜索設(shè)計方案也可以用于其他CDMA系統(tǒng)，例如cdma2000和W-CDMA系統(tǒng)，并且可以 用于其他無線通信系統(tǒng)。用于通過根據(jù)功率譜密度去除信道來減小搜索時間的技術(shù)可以用各種手段來實 現(xiàn)。例如，這些技術(shù)可以由硬件、軟件或其組合來實現(xiàn)。對于硬件實現(xiàn)方式，可以在一個或 多個專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理器(DSP)、數(shù)字信號處理器件(DSPD)、可編程邏輯 器件(PLD)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、被設(shè)計來執(zhí) 行本文所述功能的其他電子單元，或其組合中實現(xiàn)該技術(shù)。對于軟件實現(xiàn)方式，可以用執(zhí)行本文所述功能的模塊(例如過程、函數(shù)等等)來實 現(xiàn)用于通過根據(jù)功率譜密度去除信道來減小搜索時間的技術(shù)。軟件代碼可以存儲在存儲器 單元中，并可以由處理器執(zhí)行?？梢栽谔幚砥鲀?nèi)或處理器外實現(xiàn)存儲器單元，在處理器外的 情況中，存儲器單元可以通過本領(lǐng)域已知的多種方法以可通信的方式耦合到處理器。可以在各種電子單元中得到/構(gòu)成本文所述的用于通過根據(jù)功率譜密度去除信 道來減小搜索時間的技術(shù)，并加以存儲。例如，用于通過根據(jù)功率譜密度去除信道來減小搜 索時間的算法可以存儲在隨機存取存儲器(RAM)、動態(tài)RAM(DRAM)、閃存等等中。算法還可 以存儲在臨時存儲器、寄存器、鎖存器等中，在ASIC、處理器、DSP等等內(nèi)，其可以用于通過 根據(jù)功率譜密度去除信道來減小搜索時間。本文中包括了標題，用于進行查詢并幫助定位特定部分。這些標題不是旨在限制 本文描述的概念的范圍，這些概念在遍及整個說明書的其他部分中也具有適用性。應(yīng)理解，所公開的過程中的步驟的具體順序或?qū)哟问鞘纠苑椒ǖ膶嵗?。?yīng)理解， 根據(jù)設(shè)計偏好，在保留在本發(fā)明的范圍內(nèi)的同時，可以重新安排過程中步驟的具體順序或 層次。所附方法權(quán)利要求以示例性順序給出了多個步驟的要素，但并不是意味著局限于所 給出的具體順序或?qū)哟?。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，可以用多種不同工藝和技術(shù)中的任意一種來表示信息和 信號。例如，以上描述中通篇提及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、比特、符號和碼片可以由 電壓、電流、電磁波、磁場或磁性粒子、光場或光學粒子、或者其任意組合來表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員還會意識到，結(jié)合本文所公開的各個方案描述的各種示例性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可以實現(xiàn)為電子硬件、計算機軟件或二者的組合。為了明確地示 出硬件和軟件的這個互換性，以上各種示例性組件、塊、模塊、電路和步驟通常是按照它們 的功能進行描述的。這種功能是實現(xiàn)為硬件還是實現(xiàn)為軟件取決于施加在總體系統(tǒng)上的具 體應(yīng)用和設(shè)計約束。技術(shù)人員可以針對每一種具體應(yīng)用以變通的方式來實現(xiàn)所述的功能， 但這種實現(xiàn)絕不應(yīng)解釋為導致背離本發(fā)明的范圍?？梢杂猛ㄓ锰幚砥鳌?shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門 陣列(FPGA)或者其它可編程邏輯器件、分立門或晶體管邏輯、分立硬件組件，或者被設(shè)計 為執(zhí)行本文所述功能的它們的任何適當?shù)慕M合來實現(xiàn)或執(zhí)行結(jié)合本文所公開的各個方案 描述的各種示例性邏輯塊、模塊和電路。通用處理器可以是微處理器，但可替換地，該處理 器可以是任何傳統(tǒng)處理器、控制器、微控制器或者狀態(tài)機。處理器還可以實現(xiàn)為計算器件的 組合，例如，DSP和微處理器的組合、多個微處理器、一個或多個微處理器結(jié)合DSP核心，或 者任何其它這種結(jié)構(gòu)。另外，至少一個處理器可以包括可操作以執(zhí)行上述的一個或多個步 驟和/或操作的一個或多個模塊。結(jié)合本文所公開的各個方案描述的方法和算法的步驟可以直接包含在硬件中、由 處理器執(zhí)行的軟件模塊中，或者二者的組合中。軟件模塊可以位于RAM存儲器、閃存存儲 器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移動盤、CD-ROM，或者本領(lǐng) 域已知的任何其他形式的存儲介質(zhì)中。一種示例性的存儲介質(zhì)可以耦合到處理器，使得處 理器可以從該存儲介質(zhì)讀取信息，并向 該存儲介質(zhì)寫入信息?？商鎿Q的，存儲介質(zhì)可以集成 到處理器中。處理器和存儲介質(zhì)可以位于ASIC中。該ASIC可以位于用戶終端中?？商鎿Q 的，處理器和存儲介質(zhì)可以作為分立組件位于用戶終端中。在一個或多個示例性實施例中，所述功能可以在硬件、軟件、固件或其任意組合中 實現(xiàn)。如果在軟件中實現(xiàn)，則所述功能可以作為一個或多個指令或代碼在計算機可讀介質(zhì) 上進行存儲或傳送。計算機可讀介質(zhì)包括計算機存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)，通信介質(zhì)包括便于 從一個位置向另一位置傳送計算機程序的任意介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是可由計算機訪問的 任意可用介質(zhì)。示例性地而非限制性地，這種計算機可讀介質(zhì)可以包括RAM、ROM、EEPROM、 CD-ROM或其它光盤存儲器、磁盤存儲器或其它磁存儲設(shè)備或者可用于以指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 的形式承載或存儲預(yù)期程序代碼并且可由計算機訪問的任意其它介質(zhì)。此外，將任何連 接適當?shù)胤Q為計算機可讀介質(zhì)。例如，如果使用同軸電纜、纖維光纜、雙絞線、數(shù)字用戶線 路(DSL)或例如紅外、無線電和微波的無線技術(shù)將軟件從網(wǎng)站、服務(wù)器或其它遠程源進行 發(fā)送，則同軸電纜、纖維光纜、雙絞線、DSL或例如紅外、無線電和微波的無線技術(shù)包括在介 質(zhì)的定義中。本文使用的盤片和光盤包括緊致盤(CD)、激光光盤、光盤、數(shù)字多功能光盤 (DVD)、軟盤和藍光光盤，其中盤片常常以磁性方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤通過激光以光學方式 再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述介質(zhì)的組合也包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。提供了對于所公開的各個方案的以上描述，以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使 用本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會容易地獲知對這些方案的各種修改，并且可以在不脫離本 發(fā)明的精神或范圍的情況下將本文定義的一般原理應(yīng)用于其它方案。因此，本發(fā)明并不旨 在限于本文所示的各個方案，而應(yīng)被給予與本文公開的原理和新穎特征相一致的最大范圍。
權(quán)利要求
一種用于在無線通信網(wǎng)絡(luò)中定位小區(qū)的方法，包括定義要搜索的第一組載波頻率；計算所述第一組載波頻率中的一個載波頻率的功率譜密度；將該載波頻率的功率譜密度的度量與閾值度量相比較；并且如果該載波頻率的功率譜密度的度量滿足所述閾值度量，就將該載波頻率包含在要搜索的第二組載波頻率中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述度量是所述功率譜密度的方差。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，如果該載波頻率的功率譜密度的方差大于閾值方 差，就從要搜索的所述第一組載波頻率中選擇另一個載波頻率。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述度量是所述功率譜密度的標準偏差。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述度量是所述功率譜密度的平均值。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，針對要搜索的所述第一組載波頻率中的每一個載 波頻率，重復進行所述計算、所述比較和所述包含。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，將每一個載波頻率的功率譜密度的度量與所述閾 值度量進行兩次比較。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括最初將所述第一組載波頻率中的一個載波頻率的接收信號功率與閾值接收信號閾值 相比較；如果該載波頻率的接收信號功率小于所述閾值接收信號閾值，就從要搜索的所述第一 組載波頻率中選擇另一個載波頻率。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，如果該載波頻率的接收信號功率大于所述閾值接 收信號閾值，就執(zhí)行所述計算。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一組是粗略的頻率組，所述第二組是精細 的頻率組。
11.一種用于在無線網(wǎng)絡(luò)中定位小區(qū)的裝置，所述裝置包括用于定義要搜索的第一組載波頻率的邏輯；用于計算所述第一組載波頻率中的一個載波頻率的功率譜密度的邏輯；以及用于將該載波頻率的功率譜密度的度量與閾值度量相比較的邏輯，其中，如果該載波頻率的功率譜密度的度量滿足所述閾值度量，則包括用于將該載波 頻率包含在要搜索的第二組載波頻率中的邏輯。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述度量是所述功率譜密度的方差。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中，如果該載波頻率的功率譜密度的方差大于閾值 方差，則包括用于從要搜索的所述第一組載波頻率中選擇另一個載波頻率的邏輯。
14.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述度量是所述功率譜密度的標準偏差。
15.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述度量是所述功率譜密度的平均值。
16.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，對在要搜索的所述第一組載波頻率中的每一個 載波頻率運行所述用于計算的邏輯、所述用于比較的邏輯和所述用于包含的邏輯。
17.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，將每一個載波頻率的功率譜密度的度量與所述 閾值度量進行兩次比較。
18.如權(quán)利要求11所述的裝置，還包括用于最初將所述第一組載波頻率中的一個載波頻率的接收信號功率與閾值接收信號 閾值相比較的邏輯；如果該載波頻率的接收信號功率小于所述閾值接收信號閾值，就從要搜索的所述第一 組載波頻率中選擇另一個載波頻率。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，如果該載波頻率的接收信號功率大于所述閾值 接收信號閾值，就計算該載波頻率的功率譜密度。
20.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述第一組是粗略的頻率組，所述第二組是精細 的頻率組。
21.一種在無線通信系統(tǒng)中用于在無線網(wǎng)絡(luò)中定位小區(qū)的裝置，所述裝置包括用于定義要搜索的第一組載波頻率的模塊；用于計算所述第一組載波頻率中的一個載波頻率的功率譜密度的模塊；以及用于將該載波頻率的功率譜密度的度量與閾值度量相比較的模塊，其中，如果該載波頻率的功率譜密度的度量滿足所述閾值方差，就將該載波頻率包含 在要搜索的第二組載波頻率中。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述度量是所述功率譜密度的方差。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中，如果該載波頻率的功率譜密度的方差大于閾值 方差，則包括用于從要搜索的所述第一組載波頻率中選擇另一個載波頻率的邏輯。
24.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述度量是所述功率譜密度的標準偏差。
25.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，將每一個載波頻率的功率譜密度的度量與所述 閾值度量進行兩次比較。
26.如權(quán)利要求21所述的裝置，還包括用于最初將所述第一組載波頻率中的一個載波頻率的接收信號功率與閾值接收信號 閾值相比較的模塊；并且如果該載波頻率的接收信號功率小于所述閾值接收信號閾值，就從要搜索的所述第一 組載波頻率中選擇另一個載波頻率。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，其中，如果該載波頻率的接收信號功率大于所述閾值 接收信號閾值，就計算所述載波頻率的功率譜密度。
28.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述第一組是粗略的頻率組，所述第二組是精細 的頻率組。
29.一種在無線通信系統(tǒng)中用于定位小區(qū)的計算機程序產(chǎn)品，包括計算機可讀介質(zhì)，包括第一組代碼，用于使得計算機定義要搜索的第一組載波頻率；第二組代碼，用于使得所述計算機計算所述第一組載波頻率中的一個載波頻率的功率 譜密度；第三組代碼，用于使得所述計算機將該載波頻率的功率譜密度的度量與閾值度量相比 較；以及如果該載波頻率的功率譜密度的度量滿足所述閾值度量，就將該載波頻率包含在要搜 索的第二組載波頻率中。
30.如權(quán)利要求29所述的計算機程序產(chǎn)品，其中，所述度量是所述功率譜密度的方差。
31.如權(quán)利要求30所述的計算機程序產(chǎn)品，其中，如果該載波頻率的功率譜密度的方 差大于閾值方差，則包括用于從要搜索的所述第一組載波頻率中選擇另一個載波頻率的邏 輯。
32.如權(quán)利要求30所述的計算機程序產(chǎn)品，其中，所述度量是所述功率譜密度的標準偏差。
33.如權(quán)利要求30所述的計算機程序產(chǎn)品，其中，將每一個載波頻率的功率譜密度的 度量與所述閾值度量進行兩次比較。
34.如權(quán)利要求30所述的計算機程序產(chǎn)品，還包括第六組代碼，用于使得所述計算機最初將所述第一組載波頻率中的一個載波頻率的接 收信號功率與閾值接收信號閾值相比較；如果該載波頻率的接收信號功率小于所述閾值接收信號閾值，就從要搜索的所述第一 組載波頻率中選擇另一個載波頻率。
全文摘要
公開了一種用于在無線網(wǎng)絡(luò)中用于從碼空間搜索中減小頻率空間的方法和裝置。所述方法和裝置在不損害檢測概率的情況下減小了頻率空間，以使得用戶裝置可以加速系統(tǒng)獲取并減小功耗。為了減小頻率空間，所述的方案注意到WCDMA信號的功率譜密度在信道帶寬內(nèi)基本上是平坦的。通過捕獲同相正交樣本，并在中心頻率周圍的帶寬中進行信號的頻域分析，所述的方案可以在頻率掃描過程中從WCDMA碼空間搜索中去除一些信道。
文檔編號H04W48/16GK101861749SQ200880107452
公開日2010年10月13日 申請日期2008年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月17日
發(fā)明者D·加爾吉, M·阿梅爾加, V·查烏拉 申請人:高通股份有限公司