蜂窩通信裝置中的小區(qū)搜索和連接過程的制作方法
【專利摘要】公開了用于蜂窩通信裝置(1)的小區(qū)搜索方法(90)，蜂窩通信裝置(1)能夠在第一頻帶(4)中經(jīng)第一無線電接入技術(shù)RAT以及在比第一頻帶處在更高頻率區(qū)域中的第二頻帶(7)中經(jīng)第二RAT進行通信。方法包括在第一頻帶(4)中執(zhí)行(110)第一小區(qū)搜索，以便檢測第一RAT的第一小區(qū)(2)。方法還包括如果檢測到這樣的第一小區(qū)(2)，則同步(130)到第一小區(qū)(2)，而不向第一小區(qū)(2)注冊；確定(140)在蜂窩通信裝置(1)的本地參考頻率與第一小區(qū)(2)的參考頻率之間的參考頻率誤差估計，并且之后基于參考頻率誤差估計，在第二頻帶(7)中執(zhí)行(150)第二小區(qū)搜索以檢測第二RAT的第二小區(qū)(5)。還公開了對應(yīng)的蜂窩通信裝置(1)、計算機程序產(chǎn)品和計算機可讀媒體。
【專利說明】
蜂窩通信裝置中的小區(qū)搜索和連接過程
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中的小區(qū)搜索過程。
【背景技術(shù)】
[0002] 諸如有時稱為第五代(5G)蜂窩通信系統(tǒng)的蜂窩通信系統(tǒng)的進一步演進將通常要 求在Gb/s等級的比特率性能和在下行鏈路中大約100 MHz的信號頻率帶寬。為了比較，當前 3GPP(第三代合作伙伴項目）LTE(長期演進)蜂窩通信系統(tǒng)中的最大信號帶寬（對于單分量 載波)是20 MHz，即，是第五代(5G)蜂窩通信系統(tǒng)的五分之一。為了找到這樣的空閑帶寬，載 波頻率可能需要在目前第二代、第三代和第四代(2G、3G或4G)蜂窩通信系統(tǒng)中使用的當前 (射頻RI 7)載波頻率(通常在1-3 GHz范圍中）上增加10-20倍。
[0003] 通常，對于蜂窩通信裝置期望低成本和低功耗。同時，也期望蜂窩通信裝置能夠在 多個無線電接入技術(shù)(RAT)中操作。具有這樣的多RAT功能性的裝置在下文中稱為多RAT裝 置。例如，4G裝置通常也支持在2G和3G通信系統(tǒng)中的操作。這個情況的原因是新RAT的逐漸 部署，由此，從最終用戶角度而言，單個新RAT的使用是限制的。因此，可能在不遠的將來，支 持5G蜂窩系統(tǒng)的新裝置也需要支持遺留系統(tǒng)，諸如2G、3G和4G系統(tǒng)的一個或更多個。
[0004]到蜂窩通信裝置的無線電收發(fā)器電路的參考時鐘信號能夠由晶體振蕩器提供。晶 體振蕩器例如能夠設(shè)計成在26 MHz操作，并且由低成本32 kHz參考時鐘信號生成器驅(qū)動。 為了滿足低成本和低功率的約束，通常必須接受晶體振蕩器的某個程度的不準確性。晶體 振蕩器頻率的開環(huán)不確定性(與額定值的最大偏差)可大約是10-15 ppm。因此，一旦蜂窩通 信裝置通電，在裝置中存在關(guān)于參考頻率的不確定性，這需要在裝置搜索要與之同步的小 區(qū)時的初始小區(qū)搜索過程期間由裝置處理。
[0005] 在諸如GSM(全球移動通信系統(tǒng))系統(tǒng)的2G系統(tǒng)中（其載波頻率稍低于1 GHz)，在蜂 窩通信裝置加電時的頻率不確定性能夠是大約10-15 kHzXSM中的FCCH(頻率校正信道)突 發(fā)，其是67.7 kHz信號，通常容忍在那個等級的頻率誤差，并且通常在初始小區(qū)搜索期間無 需由于晶體振蕩器的不準確性而采取特定措施。
[0006] 然而，在通常以大約2-3 GHz的載波頻率操作的諸如UMTS(通用移動電信系統(tǒng)）系 統(tǒng)的3G系統(tǒng)或諸如LTE (長期演進)系統(tǒng)的4G系統(tǒng)中，在蜂窩通信裝置加電時的頻率不確定 性能夠是大約20-45 kHz。同時，在UMTS系統(tǒng)中的PSCH/SSCH(主要同步信道/次要同步信道） 和在LTE系統(tǒng)中的PSS/SSS(主要同步信號/次要同步信號)通常對于高達3-4 kHz的頻率誤 差是魯棒的。對于這些類型的系統(tǒng)，所謂的頻率網(wǎng)格化(frequency gridding)能夠用于初 始小區(qū)搜索。頻率網(wǎng)格化過程在下文概述。
[0007] (RF)載波的實際載波頻率在下文中稱為額定載波頻率。在蜂窩通信裝置中零頻率 誤差的情況下，對蜂窩通信裝置而言，好像載波實際上位于(在頻率方面)此額定載波頻率。 然而，如果在蜂窩通信裝置中存在非零頻率誤差，則對蜂窩通信裝置而言，好像載波位于 (在頻率方面)某個其它載波頻率。在執(zhí)行頻率格網(wǎng)化時，蜂窩通信裝置假設(shè)多個這樣的其 它載波頻率。由此，在額定載波頻率周圍獲得也可包括額定載波頻率的假設(shè)載波頻率的集 合。蜂窩通信裝置然后在假設(shè)載波頻率上執(zhí)行搜索，直至檢測到所述載波。檢測到所述載波 例如可意味著檢測到調(diào)制到所述載波上的同步信道(諸如GSM中的FCCH或UMTS中的PSCH/ SSCH)或同步信號(諸如LTE中的PSS/SSS)?；趯嶋H載波頻率和在其上檢測到載波的假設(shè) 載波頻率的知識，蜂窩通信裝置然后能夠估計蜂窩通信裝置中的頻率誤差，并且采取校正 措施以便將蜂窩通信裝置中的參考頻率和蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的參考頻率同步。
[0008] 在3G和4G系統(tǒng)中，通常需要大約5-6個網(wǎng)格點以便分別可靠地檢測PSCH/SSCH和 PSS/SSS〇

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明人已認識到，對于即將到來的5G蜂窩通信系統(tǒng)或預(yù)期在大約10-30 GHz的載 波頻率上操作的其它系統(tǒng)，初始頻率誤差可在30 GHz載波頻率高達200-300 kHz。此外，假 設(shè)采樣率可以是LTE的采樣率的大約5倍，則用于這樣的系統(tǒng)的同步信號設(shè)計可僅對于LTE 情況的大約5倍或15-20 kHz的頻率誤差是魯棒的。因此，使用如上概述的頻率網(wǎng)格化方法， 與LTE相比，搜索網(wǎng)格將必須大幅增大，以便檢測這樣的系統(tǒng)中的小區(qū)以及向其注冊。發(fā)明 人因此認識到，需要備選的小區(qū)搜索方法。本發(fā)明的實施例是基于發(fā)明人的以下洞察:通過 先同步到在更低頻率區(qū)域中的另一RAT的小區(qū)，能夠減小需要的搜索網(wǎng)格，由此減小蜂窩通 信裝置的內(nèi)部參考頻率的不確定性。
[0010] 根據(jù)第一方面，提供了一種用于蜂窩通信裝置的小區(qū)搜索方法，所述蜂窩通信裝 置能夠在第一頻帶經(jīng)第一無線電接入技術(shù)(RAT)以及在比第一頻帶處在更高頻率區(qū)域中的 第二頻帶中經(jīng)第二RAT進行通信。方法包括在第一頻帶中執(zhí)行第一小區(qū)搜索，以便檢測第一 RAT的第一小區(qū)。此外，方法包括如果檢測到這樣的第一小區(qū)，則同步到第一小區(qū)，而不向第 一小區(qū)注冊;確定在蜂窩通信裝置的本地參考頻率與第一小區(qū)的參考頻率之間的參考頻率 誤差估計，并且之后基于參考頻率誤差估計，在第二頻帶中執(zhí)行第二小區(qū)搜索以檢測第二 RAT的第二小區(qū)。
[0011] 執(zhí)行第二小區(qū)搜索可包括搜索假設(shè)載波頻率的集合的頻率網(wǎng)格，其中，所述頻率 網(wǎng)格的頻率位置是基于參考頻率誤差估計。所述頻率網(wǎng)格的頻率位置也可基于第一頻帶和 第二頻帶的相對頻率位置。
[0012] 方法可還包括如果未檢測到在第一頻帶中的這樣的第一小區(qū)，則基于默認參考頻 率誤差估計，在第二頻帶中執(zhí)行第二小區(qū)搜索以檢測第二RAT的第二小區(qū)。
[0013] 根據(jù)一些實施例，第一頻帶位于4 GHz之下，并且第二頻帶位于10 GHz之上。
[0014] 第一 RAT可以是第二代(2G)蜂窩通信RAT、第三代(3G)蜂窩通信RAT和第4代(4G)蜂 窩通信RAT中的任一個。
[0015] 第二RAT例如可以是第五代(5G)蜂窩通信RAT。
[0016] 根據(jù)第二方面，提供了一種用于所述蜂窩通信裝置連接到第二RAT的小區(qū)的方法。 方法包括執(zhí)行根據(jù)第一方面的小區(qū)搜索方法，并且如果檢測到所述第二小區(qū)，則向第二小 區(qū)注冊。
[0017] 根據(jù)第三方面，提供了一種蜂窩通信裝置，所述蜂窩通信裝置能夠在第一頻帶經(jīng) 第一無線電接入技術(shù)(RAT)以及在比第一頻帶處在更高頻率區(qū)域中的第二頻帶中經(jīng)第二 RAT進行通信。蜂窩通信裝置包括控制單元?？刂茊卧m用于在第一頻帶中執(zhí)行第一小區(qū)搜 索以便檢測第一 RAT的第一小區(qū)。此外，如果檢測到這樣的第一小區(qū)，控制單元適用于同步 到第一小區(qū)，而不向第一小區(qū)注冊;確定在蜂窩通信裝置的本地參考頻率與第一小區(qū)的參 考頻率之間的參考頻率誤差估計，并且之后基于參考頻率誤差估計，在第二頻帶執(zhí)行第二 小區(qū)搜索以檢測第二RAT的第二小區(qū)。
[0018] 為執(zhí)行第二小區(qū)搜索，控制單元可適用于搜索假設(shè)載波頻率的集合的頻率網(wǎng)格， 其中，所述頻率網(wǎng)格的頻率位置是基于估計的參考頻率誤差。所述頻率網(wǎng)格的頻率位置也 可基于第一頻帶和第二頻帶的相對頻率位置。
[0019] 如果未檢測到在第一頻帶中的這樣的第一小區(qū)，則控制單元可適用于基于默認參 考頻率誤差估計，在第二頻帶中執(zhí)行第二小區(qū)搜索以檢測第二RAT的第二小區(qū)。
[0020] 根據(jù)一些實施例，第一頻帶位于4 GHz之下，并且第二頻帶位于10 GHz之上。
[0021 ] 第一 RAT可以是第二代(2G)蜂窩通信RAT、第三代(3G)蜂窩通信RAT和第4代(4G)蜂 窩通信RAT中的任一個。
[0022] 第二RAT例如可以是第五代(5G)蜂窩通信RAT。
[0023] 如果檢測到所述第二小區(qū)，則控制單元可適用于向第二小區(qū)注冊蜂窩通信裝置。
[0024] 根據(jù)第四方面，提供了一種計算機程序產(chǎn)品，計算機程序產(chǎn)品包括計算機程序代 碼以便在所述計算機程序代碼由蜂窩通信裝置的可編程控制單元執(zhí)行時，執(zhí)行根據(jù)第一和 第二方面中的任一項的方法。
[0025]根據(jù)第五方面，提供了一種其上存儲有計算機程序產(chǎn)品的計算機可讀媒體，計算 機程序產(chǎn)品包括計算機程序代碼以便在所述計算機程序代碼由蜂窩通信裝置的可編程控 制單元執(zhí)行時，執(zhí)行根據(jù)第一和第二方面中的任一項的方法。
[0026]在從屬權(quán)利要求中定義了另外的實施例。應(yīng)強調(diào)的是，術(shù)語"包括"在本說明書中 使用時用于規(guī)定所敘述的特征、整體、步驟或組件的存在，而不排除存在或添加一個或多個 其它特征、整體、步驟、組件或其組合。
【附圖說明】
[0027]參照附圖，從下面的詳細描述中，本發(fā)明的實施例的另外的目的、特征和優(yōu)點將顯 而易見，其中： 圖1示出蜂窩通信環(huán)境； 圖2是根據(jù)實施例的蜂窩通信裝置的簡化框圖； 圖3-4是根據(jù)實施例的方法的流程圖； 圖5示出根據(jù)實施例的控制單元;以及 圖6示意地示出計算機可讀媒體和可編程控制單元。
【具體實施方式】
[0028]圖1示出其中可采用本發(fā)明的實施例的環(huán)境。蜂窩通信裝置1在第一小區(qū)2和第二 小區(qū)5的覆蓋中。蜂窩通信裝置在圖1中示為移動電話。然而，這只是示例，蜂窩通信裝置可 以是能夠通過蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)進行通信的任何類型的裝置，包括配備有蜂窩調(diào)制解調(diào)器的計 算機(諸如便攜式計算機或平板計算機)或配備有蜂窩調(diào)制解調(diào)器的機器類型通信裝置(諸 如傳感器等）。
[0029]第一小區(qū)2在圖1中示為由第一基站3服務(wù)。第二小區(qū)5在圖1中示為由第二基站6月艮 務(wù)。在圖1的示例中，第一小區(qū)2是在第一頻帶4中操作的第一無線電接入技術(shù)(RAT)的小區(qū)。 此外，第二小區(qū)5是在比第一頻帶4處在更高的頻率區(qū)域中的第二頻帶7中操作的第二RAT的 小區(qū)。這在圖1中示出，其中，第一頻帶4位于頻率Π 之下，并且第二頻帶位于頻率f2之上，其 中，f2>fl。根據(jù)在本詳細描述通篇中使用的示例，頻率Π 例如能夠是4 GHz，并且頻率f2例 如能夠是10 GHz。第一RAT例如可以是第二代(2G)蜂窩通信RAT、第三代(3G)蜂窩通信RAT和 第4代(4G)蜂窩通信RAT中的任一個。此外，第二RAT例如可以是第五代(5G)蜂窩通信RAT。備 選的網(wǎng)絡(luò)配置可包括其中小區(qū)2和5覆蓋重疊區(qū)域并且從相同基站得到服務(wù)的那些配置。 [0030]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的蜂窩通信裝置1的簡化框圖。在圖1中示出的實施例 中，蜂窩通信裝置1包括收發(fā)器單元10。收發(fā)器單元10例如可以包括布置成將信號傳送到蜂 窩通信網(wǎng)絡(luò)的傳送器和布置成接收來自蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的信號的接收器。接收器例如可包括 一個或更多個模擬和/或數(shù)字濾波器、低噪聲放大器、混頻器和/或用于接收射頻(RF)信號 并且將它轉(zhuǎn)換成諸如基帶信號的更低頻率信號的其它電路。此外，接收器可包括用于將更 低頻率信號轉(zhuǎn)換到數(shù)字域中的一個或更多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。傳送器例如可包括用于將 要傳送的數(shù)字基帶信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的一個或更多個數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。此外，傳送器可 包括一個或更多個模擬和/或數(shù)字濾波器、混頻器、功率放大器和/或用于以適合于傳送的 方式將該模擬信號上變頻到RF信號并且放大RF信號的其它電路。這樣的接收器和傳送器在 蜂窩通信領(lǐng)域中是公知的，并且在本文中不進一步描述。
[0031] 在圖1示出的實施例中，蜂窩通信裝置1還包括控制單元20。控制單元20例如可以 是數(shù)字基帶電路(諸如數(shù)字基帶處理器)或者是其一部分。控制單元20操作地連接到收發(fā)器 10以便控制收發(fā)器10的操作。另外，蜂窩通信裝置1包括參考頻率單元30。參考頻率單元30 布置成提供具有參考頻率的參考時鐘信號到蜂窩通信裝置1，例如提供到蜂窩通信裝置1的 收發(fā)器10,并且可能也提供到其控制單元20。參考頻率單元30例如可以是晶體振蕩器或者 包括晶體振蕩器。
[0032] 發(fā)明人認識到，在蜂窩通信裝置1啟動，或者出于某個其它原因（例如，更長的不活 動時間或"睡眠模式"）而相對于可用RAT不同步，并且被請求搜索第二RAT的小區(qū)（例如，第 二小區(qū)5 )時，與直接嘗試頻率網(wǎng)格化方法以搜索第二RAT的小區(qū)相比，通過先與第一RAT的 小區(qū)（例如，第一小區(qū)2)同步，與第二RAT的小區(qū)的頻率同步實際上能夠變得更快。如果蜂窩 通信裝置1先與第一 RAT的小區(qū)同步，而沒有向第一 RAT的小區(qū)注冊，則降低了蜂窩通信裝置 中的參考頻率的不確定性。以在2.5 GHz操作的LTE小區(qū)作為第一小區(qū)2的示例，以下假設(shè)有 效。檢測PSS/SSS可能高達1.5-2 kHz的頻率誤差。因此，一旦LTE小區(qū)PSS/SSS已被可靠地檢 測，殘余頻率誤差能夠預(yù)期為小于2 kHz。此外，使用公共參考信號(CRS)(導(dǎo)頻符號）的同步 改進能夠?qū)堄囝l率誤差向下降低到大約500Hz，與只檢測PSS/SSS相比，代價是稍微更長 的同步時間。如果使用WCDMA小區(qū)作為第一小區(qū)，則實現(xiàn)類似的數(shù)量;如果同步是基于PSCH/ SSCH檢測，則殘余頻率誤差是大約2 kHz，并且如果同步是基于CPICH檢測，則殘余頻率誤差 是大約500 Hz。所提到的殘余頻率誤差是在第一小區(qū)的載波頻率的誤差。在搜索第二RAT的 小區(qū)時，這些殘余頻率誤差然后按比例擴展到在第二RAT的載波頻率與第一 RAT的載波頻率 之間的比率。例如，在第二RAT的載波頻率是第一RAT的載波頻率的10倍時，它擴展10倍。與 直接嘗試頻率網(wǎng)格化方法以搜索第二RAT的小區(qū)相比，通過先同步到第一RAT，能夠降低在 第二RAT中頻率網(wǎng)格化小區(qū)搜索中使用的假設(shè)載波頻率的數(shù)量。即使與第一 RAT的小區(qū)的同 步花費一些時間來執(zhí)行，這必須在用于執(zhí)行第二RAT中的小區(qū)搜索所花費的總時間中考慮 到(或包括在內(nèi)），與直接嘗試頻率網(wǎng)格化方法以搜索第二RAT的小區(qū)相比，總時間仍然能夠 減少。
[0033]相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，提供了一種用于蜂窩通信裝置1的小區(qū)搜索方 法，蜂窩通信裝置1能夠在第一頻帶4中經(jīng)第一 RAT并且在第二頻帶7中經(jīng)第二RAT進行通信。 方法例如可在蜂窩通信裝置1剛啟動并且要在啟動后執(zhí)行第一小區(qū)搜索時應(yīng)用。它也可在 蜂窩通信裝置1在具有極長睡眠時間（例如，幾分鐘或幾小時的睡眠時間）的非連續(xù)接收 (DRX)模式中操作時在活動模式中應(yīng)用，這預(yù)期可用于在新興5G系統(tǒng)中的一些使用情況。然 后，參考頻率單元可能已漂移太多，并且因此可需要類似于在啟動時的初始小區(qū)搜索的小 區(qū)搜索。如上所示，方法也可在蜂窩通信裝置1由于任何其它原因而相對于可用RAT不同步， 并且被請求搜索第二RAT的小區(qū)（例如，第二小區(qū)5 )時應(yīng)用。
[0034]方法例如可由控制單元20(圖2)執(zhí)行，控制單元20利用收發(fā)器單元10(圖2)來接收 來自基站(例如，圖1中的3和6)的信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，方法包括在第一頻帶4中執(zhí)行 第一小區(qū)搜索以便檢測第一 RAT的第一小區(qū)（例如，小區(qū)2)。如果檢測到這樣的第一小區(qū)2， 則方法還包括同步到第一小區(qū)，而不向第一小區(qū)注冊，并且確定在蜂窩通信裝置1的本地參 考頻率與第一小區(qū)2的參考頻率之間的參考頻率誤差估計。由此，降低了在蜂窩通信裝置中 參考頻率的不確定性。之后，方法包括基于參考頻率誤差估計，在第二頻帶7中執(zhí)行第二小 區(qū)搜索以檢測第二RAT的第二小區(qū)（例如，小區(qū)5)。由于通過與第一小區(qū)同步而實現(xiàn)的蜂窩 通信裝置中參考頻率的不確定性的降低，在執(zhí)行對第二小區(qū)的小區(qū)搜索時，能夠應(yīng)用相對 小的搜索網(wǎng)格，即使包括與第一小區(qū)同步所花費的時間，這也加快總搜索時間。與如果蜂窩 通信裝置1將在搜索第二小區(qū)5前先向第一小區(qū)2注冊相比，在搜索第二小區(qū)5前避免向第一 小區(qū)2注冊有助于縮短總搜索時間。在與第一小區(qū)2的同步后影響參考頻率的不確定性的參 數(shù)可包括第一RAT的類型（例如，2G、3G或4G)、哪些參考信號已用于同步（例如，如上提及的 PSS/SSS、CRS、PSCH/SSCH或CPICH)以及用于同步到第一小區(qū)2的接收器處理參數(shù)(例如，參 考信號的濾波或平均的量）。
[0035] 術(shù)語"參考頻率誤差估計"在本說明書中使用時指表示頻率誤差位于其內(nèi)的界限 或容限的實體，并且例如能夠以諸如±X Hz的絕對項或諸如±2 ppm的相對項表示這些界 限。在一些實施例中，這樣的實體可明確陳述參考頻率誤差估計(例如，±X Hz或土Z ppm)。 在其它實施例中，這樣的實體可以采用諸如整數(shù)的指數(shù)形式，隱含地指示參考頻率誤差估 計的值。例如，指數(shù)"?？砂凳?500 Hz"，并且指數(shù)"2"可暗示"2 kHz"等。參考頻率誤差估計 的確定例如能夠是基于第一 RAT的類型、已用于同步的第一 RAT的哪些參考信號(例如，如上 提及的PSS/SSS、CRS、PSCH/SSCH或CPICH)和/或用于同步到第一小區(qū)2的接收器處理參數(shù)。 參考頻率誤差估計的確定例如能夠借助于控制單元20內(nèi)的計算來執(zhí)行，或者能夠在具有預(yù) 計算的參考頻率誤差估計值的查表中查找。這樣的預(yù)計算的值例如能夠借助于模擬來預(yù)計 算。
[0036] 圖3是示出以參考標號90表示的方法的實施例的流程圖。方法的操作在步驟100中 開始。在步驟110中，在第一頻帶4中執(zhí)行小區(qū)搜索以便檢測第一RAT的第一小區(qū)2。在步驟 120中，檢查是否檢測到這樣的第一小區(qū)2。如果檢測到這樣的第一小區(qū)2("是"分支），則蜂 窩通信裝置1在步驟130中同步到第一小區(qū)2,而不向第一小區(qū)注冊。在步驟140中，例如基于 如上面概述的參考信號和用于同步到第一小區(qū)2的接收器處理參數(shù)，確定在蜂窩通信裝置1 的本地參考頻率與第一小區(qū)2的參考頻率之間的參考頻率誤差估計。在步驟150中，基于參 考頻率誤差估計，在第二頻帶7中執(zhí)行第二小區(qū)搜索以檢測第二RAT的第二小區(qū)5,并且進行 到步驟160,在步驟160中，方法90結(jié)束。
[0037] 如果在第一小區(qū)搜索中在第一頻帶4中未找到第一小區(qū)2,則能夠執(zhí)行另一類型的 小區(qū)搜索以便在第二頻帶7中搜索第二RAT的小區(qū)。例如，在參考頻率單元30未與任何蜂窩 網(wǎng)絡(luò)的參考頻率同步時，可基于參考頻率單元30的已知容限，假設(shè)默認參考頻率誤差估計。 方法然后可包括基于默認參考頻率誤差估計，在第二頻帶7中執(zhí)行第二小區(qū)搜索以檢測第 二RAT的第二小區(qū)5。使用默認參考頻率誤差估計的此備選在具有一些實施例中使用的可選 步驟170的圖3中示出。如果在步驟110中未找到第一小區(qū)，則根據(jù)這些實施例的方法的操作 遵循從步驟120到步驟170的"否"分支。在步驟170中，在第二頻帶7中執(zhí)行對第二RAT的小區(qū) 的第二小區(qū)搜索。操作然后進行到步驟160,在步驟160,方法90結(jié)束。在此情況下使用的頻 率網(wǎng)格對應(yīng)于在直接嘗試頻率網(wǎng)格化方法以搜索第二RAT的小區(qū)（而不先與更低頻帶中的 另一小區(qū)同步）時使用的網(wǎng)格。由于現(xiàn)有2G、3G和4G網(wǎng)絡(luò)的相對寬（以及增長的）覆蓋，有可 能在第一小區(qū)搜索中未能找到任何第一小區(qū)2將是相對罕見的事件。也應(yīng)注意的是，由于蜂 窩通信裝置在步驟130中不向第一小區(qū)3注冊，而只是與其同步，因此，可能的這樣的第一小 區(qū)2的集合不限于蜂窩通信裝置與其具有有效預(yù)訂（以便通過其進行通信）的小區(qū)，而是也 能夠包括其它小區(qū)（例如，屬于其它運營商的小區(qū)）。
[0038] 如上所示，可使用頻率網(wǎng)格化方法來執(zhí)行第二小區(qū)搜索。因此，對于在第一小區(qū)搜 索期間找到第一小區(qū)2的情況，執(zhí)行第二小區(qū)搜索(例如，在圖3的流程圖中的步驟150)可包 括搜索假設(shè)載波頻率的集合的頻率網(wǎng)格。在所述頻率網(wǎng)格的頻率位置(即，哪些頻率被包括 在假設(shè)載波頻率的所述集合中）是基于參考頻率誤差估計的意義上，第二小區(qū)搜索能夠是 基于參考頻率誤差估計。也如上所示，對于在第一小區(qū)搜索期間未找到這樣的第一小區(qū)2的 情況，能夠以類似的方式基于默認參考頻率誤差估計執(zhí)行第二小區(qū)搜索（例如，在圖3的步 驟170中執(zhí)行的）。因此，在該情況下，執(zhí)行第二小區(qū)搜索(例如，圖3的流程圖中的步驟170) 可包括搜索假設(shè)載波頻率的集合的頻率網(wǎng)格，其中，在所述頻率網(wǎng)格的頻率位置（即，哪些 頻率被包括在假設(shè)載波頻率的所述集合中）是基于默認參考頻率誤差估計的意義上，第二 小區(qū)搜索能夠是基于默認參考頻率誤差估計。從質(zhì)量上而言，參考頻率誤差估計(步驟150 中使用的確定的參考頻率誤差估計或步驟170中使用的默認頻率誤差估計)越大，頻率網(wǎng)格 就需要越大。
[0039] 參考頻率誤差例如能夠以諸如在第一RAT的第一小區(qū)的額定載波頻率.爲胃3的±X Hz的絕對項表示。令在第二小區(qū)的額定載波頻率^2的對應(yīng)參考頻率誤差為±￥ Hz。由于 在這兩個額定載波頻率的相對誤差應(yīng)相同，例如，土Z ppm，因此，得出
〇 (I)
[0040] 因此，如果在第一頻帶4的位置以絕對項確定參考頻率誤差估計(例如，在圖3中的 步驟140中），則得出，在確定在步驟150(圖3)中第二小區(qū)搜索中使用的頻率網(wǎng)格的頻率位 置時，可需要考慮到第一頻帶4和第二頻帶7的相對頻率位置。例如，比如說第一頻帶位于2 GHz附近，并且在與第一小區(qū)同步后，在2 GHz的參考頻率的不確定性是±500 Hz，即，為2 GHz的載波頻率確定的參考頻率誤差估計是± 500 Hz。然后，作為第一示例，如果第二頻帶7 位于12 GHz附近，則在第二頻帶7中參考頻率的對應(yīng)不確定性將是土、12/2 Hz = ±3kH:;。 在另一方面，作為第二示例，如果第二頻帶7位于30 GHz附近，則在第二頻帶7中參考頻率的 對應(yīng)不確定性將是土S〇i)，3f)/_2Hz = ±7.5kHz。第二示例將可能比在步驟15〇(圖3) 中用于第二小區(qū)搜索的第一示例要求具有更多假設(shè)載波頻率的更寬頻率網(wǎng)格。
[0041] 因此，在一些實施例中，在步驟150(圖3)中的第二小區(qū)搜索中使用的所述頻率網(wǎng) 格的頻率位置也基于第一頻帶4和第二頻帶7的相對頻率位置。
[0042] 根據(jù)一些實施例，上述小區(qū)搜索方法能夠用作用于連接到第二RAT的小區(qū)的過程 的一部分。因此，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，提供了一種用于蜂窩通信裝置1連接到第二RAT 的小區(qū)的方法。方法包括執(zhí)行上述小區(qū)搜索方法90。此外，如果在小區(qū)搜索方法90的執(zhí)行期 間檢測到所述第二小區(qū)5(并且參照圖3,這能夠是在步驟150中或者在步驟170中），則方法 包括向第二小區(qū)5注冊。
[0043] 圖4是示出連接到第二RAT的小區(qū)的方法的實施例的流程圖。方法的操作在步驟 180中開始，并且然后進行到根據(jù)上述方法90執(zhí)行小區(qū)搜索。在步驟185中，檢查在所述小區(qū) 搜索期間是否已檢測到所述第二小區(qū)，并且再次參照圖3,這能夠是在步驟150或步驟170中 (在包括步驟170的實施例中）。如果已檢測到所述第二小區(qū)5(來自步驟185的"是"分支），則 蜂窩通信裝置1在步驟190中向第二小區(qū)注冊(根據(jù)由第二RAT的標準定義的注冊過程），并 且方法在步驟195結(jié)束。如果未檢測到這樣的第二小區(qū)（來自步驟185的"否"分支），則方法 進行到步驟195,而不連接到第二RAT的小區(qū)（因為未檢測到這樣的小區(qū)），在步驟195,方法 結(jié)束。在后面的情況中，作為回退，蜂窩通信裝置例如可嘗試連接到諸如第一RAT的另一RAT 的小區(qū)。在一些實施例中，例如，如果蜂窩通信裝置1能夠與多個RAT的小區(qū)同時連接，則即 使在小區(qū)搜索90期間找到第二RAT的小區(qū)，蜂窩通信裝置也可向第一RAT的小區(qū)注冊。這例 如可在步驟190中的注冊之后進行或與其并行進行。只要這不在步驟150或步驟170(圖3)中 執(zhí)行的搜索之前執(zhí)行，這樣的注冊將不會不利地影響對第二RAT的小區(qū)的總搜索時間。
[0044] 上面描述了用于操作蜂窩通信裝置的方法的實施例。下面進一步描述的本發(fā)明的 一些實施例也涉及配置成執(zhí)行任何上述方法的蜂窩通信裝置1。因此，根據(jù)本發(fā)明的一些實 施例，提供了如圖2所示的蜂窩通信裝置1，蜂窩通信裝置1能夠在第一頻帶(例如，圖1中的 4)經(jīng)第一RAT以及在比第一頻帶處在更高頻率區(qū)域中的第二頻帶(例如，圖1中的7)中經(jīng)第 二RAT進行通信。根據(jù)這些實施例，控制單元20適用于在第一頻帶4中執(zhí)行第一小區(qū)搜索以 便檢測第一 RAT的第一小區(qū)2。如果檢測到這樣的第一小區(qū)2,則控制單元20還適用于同步到 第一小區(qū)2,而不向第一小區(qū)注冊;確定在蜂窩通信裝置1的本地參考頻率與第一小區(qū)2的參 考頻率之間的參考頻率誤差估計，并且之后基于參考頻率誤差估計，在第二頻帶7中執(zhí)行第 二小區(qū)搜索以檢測第二RAT的第二小區(qū)5。
[0045] 如上面在方法90的實施例的上下文中所述的，為了執(zhí)行第二小區(qū)搜索，控制單元 20可適用于搜索假設(shè)載波頻率的集合的頻率網(wǎng)格，其中，所述頻率網(wǎng)格的頻率位置是基于 估計的參考頻率誤差。
[0046]也如上面在方法90的實施例的上下文中所述的，所述頻率網(wǎng)格的頻率位置也可基 于第一頻帶4和第二頻帶7的相對頻率位置。
[0047]此外，也如上面在包括步驟170的方法90的一些實施例的上下文中所述的，如果未 檢測到在第一頻帶4中的這樣的第一小區(qū)2,則控制單元20可適用于基于默認參考頻率誤差 估計，在第二頻帶7中執(zhí)行第二小區(qū)搜索以檢測第二RAT的第二小區(qū)5。
[0048]根據(jù)上面在圖4中所示方法的上下文中描述的內(nèi)容，如果檢測到所述第二小區(qū)2， 則控制單元20可適用于向第二小區(qū)2注冊蜂窩通信裝置1。
[0049]圖5是示出控制單元20的一些實施例的簡化框圖。如圖5所示，控制單元20的這些 實施例包括用于執(zhí)行第一 RAT中的小區(qū)搜索的第一 RAT小區(qū)搜索單元20、用于與第一 RAT的 小區(qū)同步的第一 RAT同步單元210、用于確定參考頻率誤差估計的誤差估計確定單元220以 及用于執(zhí)行第一 RAT中的小區(qū)搜索的第二RAT小區(qū)搜索單元230。
[0050] 第一 RAT小區(qū)搜索單元200適用于在第一頻帶4中執(zhí)行所述第一小區(qū)搜索以便檢測 第一 RAT的第一小區(qū)2。
[0051] 如果檢測到這樣的第一小區(qū)2,則第一 RAT同步單元210適用于同步到第一小區(qū)2， 而不向第一小區(qū)注冊。
[0052]誤差估計確定單元220適用于確定在蜂窩通信裝置1的所述本地參考頻率與第一 小區(qū)2的所述參考頻率之間的所述參考頻率誤差估計。
[0053]第二RAT小區(qū)搜索單元230適用于基于參考頻率誤差估計，在第二頻帶7中執(zhí)行所 述第二小區(qū)搜索(對應(yīng)于圖3中的步驟150)以檢測第二RAT的第二小區(qū)5。
[0054] 為了執(zhí)行第二小區(qū)搜索，第二RAT小區(qū)搜索單元230可適用于搜索假設(shè)載波頻率的 集合的頻率網(wǎng)格，其中，所述頻率網(wǎng)格的頻率位置是基于估計的參考頻率誤差。在一些實施 例中，所述頻率網(wǎng)格的頻率位置也可基于第一頻帶4和第二頻帶7的相對頻率位置。
[0055] 在一些實施例中，如果未檢測到在第一頻帶4中的這樣的第一小區(qū)2，則第二RAT小 區(qū)搜索單元230可適用于基于默認參考頻率誤差估計，在第二頻帶7中執(zhí)行第二小區(qū)搜索 (對應(yīng)于圖3中的步驟170 )以檢測第二RAT的第二小區(qū)5。
[0056] 如圖5所示，控制單元20可在一些實施例中也包括第二RAT注冊單元240。如果檢測 到所述第二小區(qū)2,則第二RAT注冊單元可適用于向第二小區(qū)2注冊蜂窩通信裝置1。
[0057] 在一些實施例中，控制單元20可實現(xiàn)為專用的應(yīng)用特定硬件單元。備選地，所述控 制單元20或其部分可通過可編程的和/或可配置的硬件單元實現(xiàn)，諸如但不限于一個或更 多個現(xiàn)場可編程門陣列FPGA、處理器或微控制器。因此，控制單元20可以是可編程控制單 元。因此，本發(fā)明的實施例可嵌入允許本文中所述方法和功能的實現(xiàn)的計算機程序產(chǎn)品中， 例如，參照圖3和4所述的方法的實施例。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種計算機程 序產(chǎn)品，其包括布置成促使可編程控制單元20執(zhí)行所述方法的任何實施例的步驟的指令。 計算機程序產(chǎn)品可包括在計算機可讀媒體300上存儲的程序代碼，如圖6所示的，程序代碼 能夠由所述可編程控制單元20加載和執(zhí)行以促使其執(zhí)行所述方法的任何實施例的步驟。在 一些實施例中，計算機可讀媒體是非暫時性計算機可讀媒體。
[0058]本文中所述實施例實現(xiàn)在例如大約10-30 GHz的相對高載波頻率操作的RAT中相 對快的小區(qū)搜索。用于實現(xiàn)相對快的小區(qū)搜索的備選解決方案能夠是在蜂窩通信裝置中使 用諸如晶體振蕩器的具有更高內(nèi)在準確性的參考頻率單元。然而，該解決方案將可能成本 更高，因此，與該備選解決方案相比，本發(fā)明的實施例能夠提供更低的成本。用于實現(xiàn)相對 快的小區(qū)搜索的另一備選解決方案能夠是執(zhí)行并行小區(qū)搜索，其中，同時對于幾個假設(shè)載 波頻率執(zhí)行小區(qū)搜索。然而，該解決方案將可能要求更復(fù)雜的信號處理，增大了在功耗或要 求的芯片面積(或兩者)方面的成本，因此，同樣與該解決方案相比，本發(fā)明的實施例能夠提 供更低的成本。
[0059]已在上面參照特定實施例描述本發(fā)明。然而，與上述不同的其它實施例可能在本 發(fā)明的范圍內(nèi)。在本發(fā)明范圍內(nèi)，可提供通過硬件或軟件執(zhí)行所述方法的與上述不同的方 法步驟。實施例的不同特征和步驟可在與所述的組合不同的其它組合中組合。本發(fā)明的范 圍僅通過隨附專利權(quán)利要求限制。
【主權(quán)項】
1. 一種用于蜂窩通信裝置（1)的小區(qū)搜索方法(90)，所述蜂窩通信裝置（1)能夠在第一 頻帶(4)中經(jīng)第一無線電接入技術(shù)RAT以及在比所述第一頻帶處在更高頻率區(qū)域中的第二 頻帶(7)中經(jīng)第二RAT進行通信，所述方法包括： 在所述第一頻帶(4)中執(zhí)行（110)第一小區(qū)搜索以便檢測所述第一 RAT的第一小區(qū)（2); 以及 如果檢測到這樣的第一小區(qū)（2)，則： 同步（130)到所述第一小區(qū)（2)，而不向所述第一小區(qū)（2)注冊； 確定（140)在所述蜂窩通信裝置（1)的本地參考頻率與所述第一小區(qū)（2)的參考頻率之 間的參考頻率誤差估計;并且之后 基于所述參考頻率誤差估計，在所述第二頻帶(7)中執(zhí)行（150)第二小區(qū)搜索以檢測所 述第二RAT的第二小區(qū)（5)。2. 如權(quán)利要求1所述的方法(90)，其中執(zhí)行（150)所述第二小區(qū)搜索包括： 搜索假設(shè)載波頻率的集合的頻率網(wǎng)格，其中所述頻率網(wǎng)格的頻率位置是基于所述參考 頻率誤差估計。3. 如權(quán)利要求2所述的方法(90)，其中所述頻率網(wǎng)格的頻率位置也基于所述第一頻帶 (4)和所述第二頻帶(7)的相對頻率位置。4. 如權(quán)利要求1所述的方法(90 )，包括： 如果未檢測到在所述第一頻帶中的這樣的第一小區(qū)，則： 基于默認參考頻率誤差估計，在所述第二頻帶(7)中執(zhí)行（170)第二小區(qū)搜索以檢測所 述第二RAT的第二小區(qū)（5)。5. 如前面權(quán)利要求任一項所述的方法(90)，其中所述第一頻帶(4)位于4 GHz之下，并 且所述第二頻帶(7)位于10 GHz之上。6. 如前面權(quán)利要求任一項所述的方法（90)，其中所述第一RAT是第二代2G蜂窩通信 RAT、第三代3G蜂窩通信RAT和第4代4G蜂窩通信RAT中的任一個。7. 如前面權(quán)利要求任一項所述的方法（90)，其中所述第二RAT是第五代5G蜂窩通信 RAT08. -種用于蜂窩通信裝置（1)連接到第二無線電接入技術(shù)RAT的小區(qū)的方法，所述蜂窩 通信裝置（1)能夠在第一頻帶(4)中經(jīng)第一RAT以及在比所述第一頻帶(4)處在更高頻率區(qū) 域中的第二頻帶(7)中經(jīng)第二RAT進行通信，所述方法包括： 執(zhí)行如前面權(quán)利要求任一項所述的小區(qū)搜索方法(90);以及 如果檢測到所述第二小區(qū)，則： 向所述第二小區(qū)注冊（190)。9. 一種能夠在第一頻帶(4)中經(jīng)第一無線電接入技術(shù)RAT以及在比所述第一頻帶處在 更高頻率區(qū)域中的第二頻帶(7)中經(jīng)第二RAT進行通信的蜂窩通信裝置(1)，包括： 控制單元(20)，適用于： 在所述第一頻帶(4)中執(zhí)行第一小區(qū)搜索以便檢測所述第一RAT的第一小區(qū)（2);以及 如果檢測到這樣的第一小區(qū)（2)，則： 同步到所述第一小區(qū)（2)，而不向所述第一小區(qū)注冊； 確定在所述蜂窩通信裝置（1)的本地參考頻率與所述第一小區(qū)（2)的參考頻率之間的 參考頻率誤差估計;并且之后 基于所述參考頻率誤差估計，在所述第二頻帶（7)中執(zhí)行第二小區(qū)搜索以檢測所述第 二RAT的第二小區(qū)（5)。10. 如權(quán)利要求10所述的蜂窩通信裝置（1)，其中為了執(zhí)行所述第二小區(qū)搜索，所述控 制單元(20)適用于搜索假設(shè)載波頻率的集合的頻率網(wǎng)格，其中所述頻率網(wǎng)格的頻率位置是 基于所述估計的參考頻率誤差。11. 如權(quán)利要求10所述的蜂窩通信裝置（1)，其中所述頻率網(wǎng)格的頻率位置也基于所述 第一頻帶(4)和所述第二頻帶(7)的相對頻率位置。12. 如權(quán)利要求9-12任一項所述的蜂窩通信裝置（1)，其中如果未檢測到在所述第一頻 帶(4)中的這樣的第一小區(qū)（2)，則所述控制單元適用于基于默認參考頻率誤差估計，在所 述第二頻帶(7)中執(zhí)行第二小區(qū)搜索以檢測所述第二RAT的第二小區(qū)（5)。13. 如權(quán)利要求9-12任一項所述的蜂窩通信裝置（1)，其中所述第一頻帶(4)位于4 GHz 之下，并且所述第二頻帶(7)位于10 GHz之上。14. 如權(quán)利要求9-13任一項所述的蜂窩通信裝置（1)，其中所述第一 RAT是第二代2G蜂 窩通信RAT、第三代3G蜂窩通信RAT和第4代4G蜂窩通信RAT中的任一個。15. 如權(quán)利要求9-14任一項所述的蜂窩通信裝置（1)，其中所述第二RAT是第五代5G蜂 窩通信RAT。16. 如權(quán)利要求9-15任一項所述的蜂窩通信裝置（1)，其中如果檢測到所述第二小區(qū) (2)，則所述控制單元(20)適用于向所述第二小區(qū)（2)注冊所述蜂窩通信裝置(1)。17. -種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序代碼以便在所述計算機程序代碼由蜂窩通 信裝置(1)的可編程控制單元(20)執(zhí)行時，執(zhí)行如權(quán)利要求1-8任一項所述的方法。18. -種其上存儲有計算機程序產(chǎn)品的計算機可讀媒體(300)，所述計算機程序產(chǎn)品包 括計算機程序代碼以便在所述計算機程序代碼由蜂窩通信裝置的可編程控制單元(20)執(zhí) 行時，執(zhí)行如權(quán)利要求1-8任一項所述的方法。
【文檔編號】H04W48/16GK105900490SQ201480043007
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月1日
【發(fā)明人】B.林多夫, A.雷亞
【申請人】瑞典愛立信有限公司