專利名稱：用于在無線終端中執(zhí)行測量的方法和無線終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在無線終端中執(zhí)行測量的方法，所述無線終端包括一種用于接收射頻信號的接收器，用于從接收信號中產(chǎn)生抽樣的裝置和根據(jù)所述抽樣用于執(zhí)行測量的裝置。本發(fā)明也涉及一種無線終端，所述無線終端包括一種用于接收射頻信號的接收器，用于從接收信號中產(chǎn)生抽樣的裝置和根據(jù)所述抽樣用于執(zhí)行測量的裝置。此外，本發(fā)明涉及一種包括無線終端的系統(tǒng)，所述無線終端包含用于接收接收器的射頻信號的裝置，用于從接收信號中產(chǎn)生抽樣的裝置和根據(jù)所述抽樣用于執(zhí)行測量的裝置。
為了估計連接質(zhì)量，為了找出在無線終端附近地區(qū)中的一個或多個基站所發(fā)射的信號強(qiáng)度以及另外可能的噪聲電平的目的，在該無線終端中執(zhí)行測量。無線終端能夠把此測量數(shù)據(jù)發(fā)射給移動通信網(wǎng)，其中，測量信息被用來選擇用于連接的最適當(dāng)?shù)幕?，并且如果有必要，則服務(wù)基站被改變。
在GSM系統(tǒng)中，根據(jù)GSM系統(tǒng)的時分/頻分多址系統(tǒng)(TDMA/FDMA)被使用于物理層(無線信道)中?；緜鬏攩卧环Q作一個猝發(fā)，它由發(fā)射給無線信道的預(yù)確定數(shù)目的比特組成。八個猝發(fā)(即，時隙)構(gòu)成一個TDMA幀。這些幀被利用來用于形成一個更寬的51復(fù)幀，其包括51個TDMA幀。這些復(fù)幀被用于邏輯信道的實現(xiàn)。復(fù)幀包含所謂的頻率控制信道(FCCH)和同步信道SCH。在頻率控制信道中，以一定時間相隔發(fā)射一個頻率校正猝發(fā)(FCB)，通過它，無線終端的接收器可以實施它的頻率合成器頻率的精細(xì)調(diào)諧。在頻率校正猝發(fā)中，一個純正弦波(PSW)(即一種載波)被發(fā)射，其頻率為67.71kHz。在同步信道中，以一定時間相隔發(fā)射一個同步猝發(fā)SB，通過它接收器可以實施與復(fù)幀的同步。頻率校正猝發(fā)和同步猝發(fā)在連續(xù)幀中同一時隙中被發(fā)射，其中，這些猝發(fā)之間的時間是八個時隙(＝1幀)。

圖1說明了簡化方式的此復(fù)幀結(jié)構(gòu)。此外，GSM系統(tǒng)的復(fù)幀也包括其它邏輯信道，比如一個廣播控制信道BCCH。其它信道也已經(jīng)被確定，但是不需要在此說明書中被更詳細(xì)地討論。在其它移動通信系統(tǒng)中，相應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)和邏輯信道也已經(jīng)被確定。
當(dāng)例如在無線終端沒有登錄到網(wǎng)絡(luò)或者對服務(wù)基站的連接已經(jīng)被終止的情形中，無線終端正在搜索無線信道時，無線終端搜索被該基站發(fā)射的正弦波。此正弦波例如是SCH幀之前的一個同步信號。無線終端的接收器每間隔大約30微秒就提供天線信號的抽樣(Rx抽樣)。從這些抽樣中計算出一個測量值，此測量值可以被利用用于確定被檢查的信道中是否能夠發(fā)現(xiàn)正被討論的正弦波?，F(xiàn)有技術(shù)的無線終端中一種測量的持續(xù)時間屬于大于2μs，這取決于數(shù)字信號處理單元的計算效率。這個時間被無線終端的數(shù)字信號處理單元使用來計算測量值，在此時間期間，數(shù)字信號處理單元原則上是不能執(zhí)行其它操作的。實際上，數(shù)字信號處理單元在測量之間的時間期間是在等待方式中，因為這個時間實際上不足以用于執(zhí)行要求的信號處理測量。這例如使在無線終端中執(zhí)行其它要求的信號處理測量的動作變復(fù)雜。
因此，在搜索基站信號的過程期間，現(xiàn)有技術(shù)的無線終端不能執(zhí)行例如與聲控用戶接口相關(guān)的功能，比如語音識別，語音記錄，播放錄音，改變用戶概況等等，這是因為在計算之間的短等待時間對于執(zhí)行音頻控制應(yīng)用來說太短了。例如，總是在無線終端搜索移動通信網(wǎng)時執(zhí)行基站信號的搜索。如果無線終端是在這樣一個位置在該位置中，來自移動通信網(wǎng)的基站中的接收很差，則無線終端可以頻繁地搜索基站信號。這意味著為了能夠使用所述聲控用戶接口，無線終端必須被登錄到移動通信網(wǎng)中?？墒牵梢猿霈F(xiàn)這樣的情形其中，無線終端用戶意欲與無線終端是不是被登錄到移動通信網(wǎng)中的這一事實無關(guān)地執(zhí)行聲控用戶接口的功能。例如，也可在無線終端未被登錄到移動通信網(wǎng)中時收聽錄音。
當(dāng)無線終端被登錄到移動通信網(wǎng)中時它還可以搜索基站信號。因此，如果需要改變服務(wù)基站，則相鄰小區(qū)被監(jiān)視。因此，根據(jù)相鄰小區(qū)的這些測量，可做出結(jié)論哪一基站被選擇作為移動通信網(wǎng)中的一個新的服務(wù)基站。
在無線終端的發(fā)展之中有各種音頻應(yīng)用，比如上述聲控用戶接口。這要求例如為了聲音命令的識別而實施聲音識別測量。在開發(fā)之中的某些無線終端中，意圖是來實現(xiàn)錄音和收聽錄音功能以及其它相應(yīng)操作。這種聲音識別應(yīng)用需要大的實時處理能力。然而，特別是在傳統(tǒng)便攜式無線終端中，只有一個數(shù)字信號處理單元是可用的，它被使用于許多信號處理功能中。對于此有限處理能力的一種解決方案是在執(zhí)行音頻應(yīng)用的時候阻止搜索基站。然而，音頻應(yīng)用的執(zhí)行不應(yīng)該持續(xù)幾秒鐘以上，因為存在著無線終端丟失與移動通信網(wǎng)的連接的這樣一種危險。所述時間限制可足以用于短聲音命令的識別，但是這一段時間例如常常不足以用于存儲和收聽錄音。
在上文，把音頻應(yīng)用僅僅作為一種示例而呈現(xiàn)出，但是相應(yīng)的問題也可能出現(xiàn)在其它應(yīng)用中在這些其它應(yīng)用中，在基站信號的測量期間需要大量的實時處理。
與現(xiàn)有技術(shù)的解決方案相比，本發(fā)明示出了顯著的優(yōu)點。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方法被應(yīng)用時，可在一個計算階段中計算好幾個測量值，其中，這些計算階段之間的時間能夠被顯著地增加。因此，這個時間足夠長以用于執(zhí)行數(shù)字信號處理單元中的其它功能。特別地，不顯著地妨礙基站信號的測量就執(zhí)行需要大處理能力的音頻應(yīng)用和其它功能的動作變成可能。對無線終端的連接不容易被終止，這是因為在計算階段之間的時間可以被選擇以使非常頻繁地執(zhí)行基站信號的測量。
處理器4被使用于依據(jù)此優(yōu)選實施例的無線終端1中以便控制例如無線終端1各個塊的功能，比如用戶接口10，移動臺裝置7和數(shù)字信號處理單元3。
當(dāng)無線終端1被激活時，處理器按照已知為設(shè)置無線終端1準(zhǔn)備用于操作的這樣一種方式來執(zhí)行初始化功能。在無線終端1開始登錄到移動通信網(wǎng)的過程時的這個階段，在接收器中開始經(jīng)天線15被接收的射頻信號的接收。接收器目的是接收好幾個接收信道的信號并且對在不同信道中接收的信號執(zhí)行信號強(qiáng)度測量。接收信道根據(jù)信號強(qiáng)度被排序，并且在那之后接收器被調(diào)諧到具有最大信號強(qiáng)度的那個無線信道。其后，通過檢查接收信號來開始頻率控制信道的搜索以便發(fā)現(xiàn)在其中是否能夠檢測到一個純的正弦波信號(頻率67.71kHz)。在此說明書中，執(zhí)行檢查的動作將在下面被描述。如果發(fā)現(xiàn)頻率控制信道，那么嘗試接收在同步信道上發(fā)射的信息例如以便把接收器與復(fù)幀同步?？墒牵绻麤]有找到頻率控制信道，則具有次最大信號強(qiáng)度的無線信道被選擇作為一個接收信道，并且開始那一頻率控制信道的搜索。搜索繼續(xù)直到已經(jīng)找到一個無線信道(其中，頻率控制信道被發(fā)射)為止或者直到所有的無線信道已經(jīng)被檢查為止。在某些應(yīng)用中，可為信號強(qiáng)度設(shè)置一個門限值，其中，低于門限值的信號強(qiáng)度不被考慮。用這種方式，可避免太差質(zhì)量連接的建立。
下列是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的方法的描述，用于執(zhí)行與頻率控制信道的搜索有關(guān)的測量。處理器4引導(dǎo)數(shù)字信號處理單元來執(zhí)行基站信號的測量功能。以這樣一種方式來設(shè)置頻率合成器16的頻率以使接收器接收在給定時刻檢查之中的那個無線信道的信號。被轉(zhuǎn)換成中頻或基帶的那些信號被引導(dǎo)到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器6用于取樣處理。數(shù)字信號處理單元3有利地激活模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器6，其開始從接收信號中進(jìn)行抽樣。此外，數(shù)字信號處理單元把存儲器5(優(yōu)選地，一個隨機(jī)訪問存儲器(RAM))的抽樣緩存器19初始化。在不同的應(yīng)用中以及在不同的情形下，抽樣緩存器19的長度可以變化。抽樣緩存器19的長度決定在需要實施計算之前能夠被存儲的抽樣數(shù)目。在已經(jīng)開始取樣功能之后，數(shù)字信號處理單元3能夠開始執(zhí)行其它功能。
模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器6開始取樣。抽樣所過去的時間取決于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器6的抽樣速度。在抽樣已經(jīng)被完成之后，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器有利地形成一個中斷信號給一個中斷線路17(INT)，其被發(fā)送給數(shù)字信號處理單元3。在數(shù)字信號處理單元中，下一步驟是執(zhí)行有關(guān)的服務(wù)程序，其中，中斷處理的狀態(tài)首先按照同樣已知的方式而被存儲。在中斷服務(wù)程序中，從模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)總線18中讀取一個數(shù)值，此數(shù)值描述了在抽樣時刻處接收信號的值。這個值被存儲在抽樣緩存器19中，隨后在數(shù)字信號處理單元中檢查一個預(yù)確定數(shù)目的抽樣是否已經(jīng)被存儲。如果還沒有存儲預(yù)確定數(shù)目的抽樣，則信息被設(shè)置來表示下一抽樣要被存儲的位置。這例如可以以此種方式被實施以使數(shù)字信號處理單元在它的內(nèi)部寄存器或存儲器5中包含指示此抽樣存儲位置地址的一個指示符。因此，此指示符的值以這樣一種方式被增加以使它指示抽樣的下一空閑存儲位置，其同樣是已知的。在中斷服務(wù)的最后，中斷過程的狀態(tài)被恢復(fù)并且中斷過程繼續(xù)。
抽樣在抽樣緩存器中的上述存儲還可以以這樣一種方式被實現(xiàn)以使模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器6把抽樣存儲到一個臨時緩存器或者直接存儲到抽樣緩存器。在此實施例中，在每個抽樣已經(jīng)被完成之后，對于數(shù)字信號處理單元3不需要開始執(zhí)行中斷服務(wù)程序，但是這可以在臨時緩存器滿了或者一個預(yù)確定數(shù)目的抽樣已經(jīng)被存儲在抽樣緩存器中時的那個階段被執(zhí)行。當(dāng)臨時抽樣緩存器被使用時，例如數(shù)字信號處理單元3把抽樣傳送給實際的抽樣緩存器。
實際上，抽樣有利地是復(fù)合的抽樣，即，抽樣是從兩個不同信號(I/Q，同相/正交)中同時獲得的。因此，根據(jù)所述抽樣存儲I分量和Q分量(i，q)。
在一個預(yù)確定數(shù)目抽樣已經(jīng)被存儲時的那個階段，系統(tǒng)開始執(zhí)行計算階段。在圖3中用參考數(shù)字301表示的這個計算階段能夠在同一中斷服務(wù)程序中被實現(xiàn)，或者以在中斷服務(wù)程序中設(shè)置一個標(biāo)記的這樣一種方式而被實現(xiàn)。這個標(biāo)記在數(shù)字信號處理單元的操作系統(tǒng)程序中或者在一個相應(yīng)程序中被檢查，其中，根據(jù)這個標(biāo)記的設(shè)置來開始該計算階段。在計算階段，兩個或多個測量值被計算出。因此，根據(jù)抽樣緩存器的第一抽樣，數(shù)字信號處理單元3有利地從抽樣緩存器19中取出一個第一抽樣，根據(jù)它計算第一測量值并將其存儲在存儲器5中。其后，數(shù)字信號處理單元3有利地從抽樣緩存器19中取出第二個值，計算第二測量值并將其存儲在存儲器5中。然后對于下一抽樣繼續(xù)上述操作，直到對于所有的存儲抽樣已經(jīng)計算出測量值。其后，數(shù)字信號處理單元3分析計算出的測量值并確定基站是不是已經(jīng)在預(yù)確定信道上發(fā)射了一個純正弦波。如果這樣一個純正弦波被檢測到，則無線終端有利地開始接收303要在這個無線信道上發(fā)射的同步信道。如果一個正弦波未被檢測到，則再一次開始上述測量功能，并且如果有必要，要被收聽的信道被改變。信號處理單元3可用于執(zhí)行其它過程的時間在圖3中用箭頭302來說明。
能夠根據(jù)測量值確定頻率控制信道存在的那種方式取決于正被討論的應(yīng)用以及測量值被計算的方法。例如可能檢查測量值的變化以及搜索某些種類的變化點，例如，最大點，零點等等。
在已經(jīng)檢測到正被討論的信號是頻率控制信道(載波)的信號之后，可能確定根據(jù)這個信號的時間發(fā)射同步猝發(fā)的那個階段。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方法被應(yīng)用時，當(dāng)正確的定時被確定時還要考慮在抽樣之后但是在一個稍后階段沒有立即實施抽樣的計算。根據(jù)確定的定時信息，可能設(shè)置接收器來接收在同步信道上在時間的一個適當(dāng)瞬時處發(fā)射的同步猝發(fā)。如果同步信道的接收成功，則例如可根據(jù)在同步信道上發(fā)射的信息確定在復(fù)幀的哪一點中發(fā)射是在進(jìn)行中。其后，無線終端1與基站信號同步。
在無線終端1中，也可能執(zhí)行相鄰小區(qū)的基站信號的測量并以一種相應(yīng)的方式搜索一個純正弦波。這些測量通常不如服務(wù)基站的信號測量執(zhí)行得頻繁，其中，未必必須執(zhí)行上面的抽樣緩存。然而，如果有必要，本發(fā)明也可以被應(yīng)用在這些測量中。
在上述抽樣存儲階段之后，數(shù)字信號處理單元3可以因此開始實施其它信號處理功能。因此，例如可能開始聲音識別功能，其中，用戶例如可以改變他/她在該無線終端中的用戶概況，記錄一個命令或者收聽一個存儲錄音。這樣一個功能可以持續(xù)得比抽樣之間的時間間隔更久，其中，在存儲抽樣的持續(xù)時間內(nèi)該功能被中斷。然而，這沒有不便，因為用于存儲的時間相對短，這是由于在每個抽樣的存儲之后不實施實際計算。在抽樣之間實施的信號處理功能能夠持續(xù)得比計算階段之間的時間間隔還要長。這沒有顯著妨礙執(zhí)行信號處理功能的動作，因為它們可以在計算階段之后繼續(xù)。然而，在現(xiàn)有技術(shù)的解決方案中，經(jīng)常出現(xiàn)的計算階段意指信號處理功能會經(jīng)常被中斷，其中，計算階段之間的大部分時間將用于信息的存儲和返回。因此，剩下來用于實際信號處理功能的時間將不足以擔(dān)保那些功能將實時發(fā)生。此外，因為數(shù)字信號處理單元不具有一個操作系統(tǒng)，并因此根據(jù)優(yōu)先級等等的過程和自動調(diào)度不存在其中，在數(shù)字信號處理單元的程序代碼中語音識別計算將被分裂為非常短的計算周期。
在根據(jù)本發(fā)明的無線終端1中，需要實時操作的其它功能也是可能的。可在上下文中提到的這些功能的示例包括MIDI播放器功能和MP3播放器功能。因此，對于將阻礙收聽的這樣一個長時間周期，以MP3格式存儲的音樂的收聽在所述測量功能的持續(xù)時間內(nèi)未被中斷。
也可能在計算測量值之前合并一個預(yù)確定數(shù)目的存儲抽樣(i，q)，其中，合并的抽樣被用于計算測量值。該合并例如可以通過計算預(yù)確定數(shù)目的存儲抽樣的一個平均值、通過把預(yù)確定數(shù)目的存儲抽樣進(jìn)行總和等等來執(zhí)行。
本發(fā)明例如可以被應(yīng)用在GSM系統(tǒng)中，但是本發(fā)明不僅僅限制于這種系統(tǒng)。本發(fā)明還可以被應(yīng)用在其它系統(tǒng)中，特別是在重復(fù)相對短過程的系統(tǒng)中，其中，需要等待諸如抽樣的另一過程的完成，并且其中等待時間對于實施其它過程來說太短了。
本發(fā)明相當(dāng)程度地可以在數(shù)字信號處理單元3的應(yīng)用軟件中被有利地執(zhí)行。
很明顯，本發(fā)明不單獨地限制為上面的實施例，而是可以在附加權(quán)利要求的范圍之內(nèi)被修改。
權(quán)利要求
1.一種用于在無線終端(1)中執(zhí)行測量的方法，所述無線終端(1)包括用于接收射頻信號的一個接收器(9)、用于從接收信號中產(chǎn)生抽樣(i，q)的裝置(6)和用于根據(jù)所述抽樣(i，q)執(zhí)行測量的裝置(3)，所述方法其特征在于從接收信號中產(chǎn)生的抽樣被存儲并且在一組抽樣(i，q)已經(jīng)被存儲之后對于所述存儲抽樣(i，q)計算出(301)測量值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于每隔一段時間重復(fù)抽樣的存儲和測量值的計算，其中，在所述測量值的每個連續(xù)計算之間產(chǎn)生并存儲兩個或多個抽樣。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述一組抽樣中的抽樣(i，q)數(shù)目被選擇。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于在計算所述測量值之前，一個預(yù)確定數(shù)目的存儲抽樣(i，q)被合并，其中，所述合并抽樣被用于計算所述測量值。
5.如權(quán)利要求1到4任何一個所述的方法，其特征在于除了抽樣和存儲之外，用于執(zhí)行測量的所述裝置(3)在所述測量值的不同計算(301)之間執(zhí)行一個或多個其它應(yīng)用。
6.如權(quán)利要求1到5任何一個所述的方法，其特征在于計算出的測量值被用于從所述接收信號中搜索一個載波。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述接收信號是被移動通信網(wǎng)的一個基站發(fā)射的一個信號，其中，在一個頻率控制信道上發(fā)射頻率校正猝發(fā)，并且要被搜索的載波是使用于頻率校正猝發(fā)的發(fā)射中的一個正弦波信號。
8.一種無線終端(1)，包括用于接收射頻信號的一個接收器(9)、用于從接收信號中產(chǎn)生抽樣(i，q)的裝置(6)和用于根據(jù)所述抽樣(i，q)執(zhí)行測量的裝置(3)，所述無線終端的特征在于它包括用于存儲從接收信號中產(chǎn)生的抽樣(i，q)的裝置(5，19)；和用于在一組抽樣(i，q)已經(jīng)被存儲之后開始所述測量值計算的裝置(3)。
9.如權(quán)利要求8所述的無線終端(1)，其特征在于它包括用于每隔一段時間重復(fù)抽樣存儲和測量值計算的裝置(3，16)，其中，兩個或多個抽樣被安排來在所述測量值的每個連續(xù)計算之間產(chǎn)生和存儲。
10.如權(quán)利要求8或9所述的無線終端(1)，其特征在于它包括用于選擇在所述一組抽樣中的抽樣(i，q)數(shù)目的裝置(3，4)。
11.如權(quán)利要求8、9或10所述的無線終端(1)，其特征在于它包括在所述測量值被計算出之前用于合并一個預(yù)確定數(shù)目的存儲抽樣(i，q)的裝置(3，5)和用于把所述合并抽樣使用在所述測量值的計算中的裝置(3)。
12.如權(quán)利要求8、9、10或11所述的無線終端(1)，其特征在于除了抽樣和存儲之外，用于執(zhí)行測量的所述裝置(3)被安排來在所述測量值的不同計算(301)之間執(zhí)行一個或多個其它應(yīng)用。
13.如權(quán)利要求8到12任何一個所述的無線終端(1)，其特征在于它包括用于根據(jù)從所述接收信號中計算出的測量值搜索一個載波的裝置(3)。
14.如權(quán)利要求13所述的無線終端(1)，其特征在于所述接收信號是被移動通信網(wǎng)的一個基站發(fā)射的一個信號，其中，在一個頻率控制信道上發(fā)射頻率校正猝發(fā)，并且要被搜索的載波是使用于頻率校正猝發(fā)的發(fā)射中的一個正弦波信號。
15.一種包括無線終端(1)的系統(tǒng)，包括用于接收射頻信號的一個接收器(9)、用于從接收信號中產(chǎn)生抽樣(i，q)的裝置(6)和用于根據(jù)所述抽樣(i，q)執(zhí)行測量的裝置(3)，其特征在于所述系統(tǒng)包括用于存儲從接收信號中產(chǎn)生的抽樣(i，q)的裝置(5，19)；和用于在一組抽樣(i，q)已經(jīng)被存儲之后開始所述測量值計算的裝置(3)。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于除了抽樣和存儲之外，一個或多個其它應(yīng)用還被安排來在所述測量值的計算(301)之間執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在無線終端(1)中執(zhí)行測量的方法，所述無線終端(1)包括用于接收射頻信號的一個接收器(9)、用于從接收信號中產(chǎn)生抽樣(i，q)的裝置(6)和用于根據(jù)所述抽樣(i，q)執(zhí)行測量的裝置(3)，從接收信號中產(chǎn)生的抽樣被存儲。在一組抽樣(i，q)已經(jīng)被存儲之后，對于所述存儲抽樣(i，q)計算(301)測量值。
文檔編號H04W88/02GK1409574SQ0214298
公開日2003年4月9日 申請日期2002年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月14日
發(fā)明者M·馬亞尼米 申請人:諾基亞有限公司