專利名稱：移動(dòng)通信裝置的頻率同步的方法，尤其是初始頻率同步的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及權(quán)利要求1的前序部分所述的移動(dòng)通信裝置的頻率同步的方法，尤其是初始頻率同步的方法。
在所述的同步過程中，不利的是，它要求較高的成本并且要求比較多的時(shí)間。
對于按照FDD雙工方法工作的，例如按照UMTS地面無線電接入頻分雙工(UTRA-FDD)方法工作的，移動(dòng)無線電系統(tǒng)，為此由專利申請DE10046575公知一種頻率探測方法，它通過基于接收功率和對網(wǎng)絡(luò)上已知的同步序列的關(guān)聯(lián)的二級的功能測量，使之能夠達(dá)到較快和較低成本的初始化同步。
在一種采用TDD雙工方法標(biāo)準(zhǔn)，例如根據(jù)TD-SCDMA(時(shí)分同步碼分多址)標(biāo)準(zhǔn)工作的移動(dòng)無線電系統(tǒng)中，不能夠毫無問題地采用這種方法。
所述任務(wù)從權(quán)利要求1的前序部分著手通過其特征部分完成。
在根據(jù)本發(fā)明的頻率同步方法中在第一步驟中檢測對以電信系統(tǒng)第一頻帶的任意頻率接收的發(fā)送序列相對已知同步序列的最大關(guān)聯(lián)，在第二步驟中借助于檢測出的最大關(guān)聯(lián)確定下行鏈路時(shí)間窗的位置，在第三步驟中通過分析用相應(yīng)頻率在下行鏈路時(shí)間窗內(nèi)傳輸?shù)男盘杹頇z測頻帶的每個(gè)頻率的功率，以及在第四步驟中借助于檢測結(jié)果選擇至少一個(gè)第一頻率，在其中進(jìn)行第五步驟，其中依賴于在下行鏈路時(shí)間窗內(nèi)含有接收的同步序列與已知的同步序列的比較從所述至少一個(gè)第一頻率中精細(xì)地確定第二頻率，以及接著在第六步驟中進(jìn)行對第二頻率上的基站整步(Einsynchronisation)，其中在整步失敗時(shí)在第七步驟中用另一個(gè)頻帶重復(fù)第一至第六步驟。
根據(jù)本發(fā)明的方法使之能夠有目標(biāo)地并且從而加速地尋找同步序列，并且從而進(jìn)行整步，因?yàn)橹挥邢到y(tǒng)的一部分頻率提交進(jìn)行第二頻率的精細(xì)確定。這種優(yōu)點(diǎn)一個(gè)方面得到，首先尋找對第一頻帶的一個(gè)頻率的最大關(guān)聯(lián)，這導(dǎo)致對移動(dòng)無線電系統(tǒng)的一個(gè)任意頻率的具有最大關(guān)聯(lián)的粗同步，這使之能夠估算下行鏈路時(shí)間窗的位置。由此能夠?qū)Φ谝活l帶上的所有頻率通過接收功率測量檢驗(yàn)下行鏈路傳輸?shù)拇嬖?，而不由此受上行鏈路傳輸?shù)母蓴_。第一頻帶中本地接收功率的最大值的存在及其位置在此是下行鏈路傳輸存在的標(biāo)志。因?yàn)橛纱酥挥芯哂泄β首畲笾档念A(yù)選的第一頻率提交進(jìn)行精細(xì)確定，也就是說達(dá)到節(jié)省成本和時(shí)間進(jìn)行普遍高成本的接收序列對已知同步序列的交叉關(guān)聯(lián)的比較。對于每個(gè)存在的頻帶實(shí)施這些步驟，直到進(jìn)行對整步的比較以后，也就是直到對所述移動(dòng)無線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)運(yùn)行所要求的參數(shù)的全部準(zhǔn)確測定比較，或者通過外部干預(yù)終止所述過程。除了減少提交進(jìn)行第二頻率的精細(xì)確定的第一頻率的總數(shù)以外，本發(fā)明方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，用于確定第二頻率所要求的關(guān)聯(lián)只需要在含有同步序列的下行鏈路時(shí)間窗內(nèi)進(jìn)行，此外第一步驟內(nèi)部進(jìn)行的對第一頻帶的一個(gè)任意頻率的關(guān)聯(lián)必須連續(xù)地進(jìn)行，也就是說在時(shí)間上無限膨脹的關(guān)聯(lián)窗口進(jìn)行。由此有可能達(dá)到相當(dāng)成本合算的和/或高效率地實(shí)施第二頻率精細(xì)確定。
優(yōu)選地地把第一頻率存儲(chǔ)在一個(gè)清單中，從而可以把該清單尤其是把通用的存儲(chǔ)媒介中用作進(jìn)一步選擇步驟的基礎(chǔ)，其中可以以所述頻率反復(fù)地存取。
如果依據(jù)相應(yīng)頻率上傳輸?shù)男盘柕姆治鰰r(shí)檢測出功率值進(jìn)行精細(xì)確定第二頻率用的第一頻率方面的序列，也是有利的。尤其是，在此把具有最高功率的第一頻率用作進(jìn)一步精細(xì)確定的第一頻率，因?yàn)檫@樣的功率最大值與成功地進(jìn)行整步的高概率關(guān)聯(lián)。
優(yōu)選地通過閾值判斷進(jìn)行對最大關(guān)聯(lián)的檢測，因?yàn)檫@是得出最大值的簡單方法，其中特別可以通過模擬和/或試驗(yàn)確定適當(dāng)?shù)拈撝?。這對于選擇第一頻率也同樣成立，其中第一頻率的總數(shù)影響閾值的選取，從而影響所述方法的經(jīng)歷時(shí)間和成功。
此外，如果基于以前整步嘗試的結(jié)果確定用于有待分析的頻帶預(yù)定值、第一頻率和第二頻率，從而減少要整步的頻率的總數(shù)是有利的。優(yōu)選地把所述頻帶預(yù)定值、第一頻率和第二頻率特別地儲(chǔ)存進(jìn)通常的存儲(chǔ)媒介中，從這里向所述方法提供。
所述方法的另一個(gè)有利的擴(kuò)展在于，在把移動(dòng)臺(tái)對按照第一標(biāo)準(zhǔn)工作的無繩電信系統(tǒng)整步不成功的情況下，嘗試對按照第二標(biāo)準(zhǔn)工作的無繩通信系統(tǒng)進(jìn)行整步，這尤其用在按第一和第二標(biāo)準(zhǔn)工作的移動(dòng)臺(tái)，從而進(jìn)一步提高產(chǎn)生通信連接的概率。
優(yōu)選地為了測出頻帶內(nèi)功率采用功率傳感器并且為了精細(xì)確定的載頻采用(“同步信道”)SCH關(guān)聯(lián)器，從而可以達(dá)到，尤其在UMTS中，適當(dāng)?shù)貙?shí)施所述的方法。
下面參照

圖1和2說明本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)，在圖中
可以看出，在間期為5毫秒的時(shí)幀內(nèi)設(shè)有進(jìn)一步地劃分成時(shí)隙TS0…TS6、DW-PTS、GP1以及UP-PTS。
在這些時(shí)隙TS0…TS6、DW-PTS、GP1以及UP-PTS中時(shí)隙TS0以及時(shí)隙DW-PTS具有在其在該幀內(nèi)部的位置中專門進(jìn)行下行鏈路方向的傳輸，也就是從TD-SCDMA基站向相應(yīng)的移動(dòng)臺(tái)傳輸，而其余的時(shí)隙TS1…TS6、DW-PTS、GP1以及UP-PTS被設(shè)定為要么專門進(jìn)行上行鏈路方向的傳輸要么原則上用于任意方向的傳輸。
下面借用于圖2所示的流程圖說明用于TD-SCDMA中的本發(fā)明所述方法的這種特性。
所述的方法以開始狀態(tài)DONE開始，在此稱為步驟1，其中此步驟定期間隔地和/或至少在移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入或者移動(dòng)臺(tái)轉(zhuǎn)換進(jìn)由另一個(gè)基站提供的無線電有效服務(wù)區(qū)內(nèi)時(shí)作為間斷控制的后臺(tái)處理開始。
在第二步驟S2中進(jìn)行初始化，也就是說預(yù)設(shè)一些帶有開始值的參數(shù)。特別是一般地用最低的值也就是“零”預(yù)設(shè)用之開始本方法的頻帶號碼(“頻帶號”)FBN以及該頻帶內(nèi)的頻率號碼(“無線電頻率號”)RFN。如果如像該用在TD-SCDMA系統(tǒng)的情況下那樣，采用多于僅一個(gè)已知同步序列例如以區(qū)別各個(gè)移動(dòng)無線電小區(qū)，同樣地在步驟2中設(shè)定同步序列號碼(“同步序列號”)SSN的開始值。這一般地同樣是“零”。
接著在步驟3中得出在通過當(dāng)前的頻帶FBN和當(dāng)前頻率號碼RFN確定的頻率范圍接收的數(shù)據(jù)與至少一個(gè)已知的同步序列之間關(guān)聯(lián)的量度，這在下文簡稱為關(guān)聯(lián)，其中在TD-SCDMA系統(tǒng)中第一次進(jìn)入該移動(dòng)系統(tǒng)的情況下通過本發(fā)明所述的方法進(jìn)行對系統(tǒng)所有可能的同步序列的比較，也就是總共32個(gè)。不然，對當(dāng)前的無線電有效服務(wù)區(qū)的同步序列比較就足夠了。
此外在第四步驟S4中進(jìn)行(相應(yīng)地)與閾值THRESHOLD I的關(guān)聯(lián)比較，所述的閾值例如通過計(jì)算機(jī)支持的模擬和/或統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)方法這樣地確定，使得超過其值與提高同步成功的概率成正比。
如果實(shí)際得出的關(guān)聯(lián)小于閾值THRESHOLD I，則直到在步驟S3中拿出所有可能已知的關(guān)聯(lián)的同步序列以及在步驟S4中去進(jìn)行閾值比較前，都在第五步驟S5以及第六步驟S6中把同步序列號碼SSN的值提高數(shù)值“一”。
如果得出的所有已知同步序列的關(guān)聯(lián)都小于閾值THRESHOLD I，就把頻率號碼RFN的值提高數(shù)值“一”，也就是說拿出當(dāng)前頻帶FBN的下一個(gè)頻率重新分析接收的數(shù)據(jù)并且用之重復(fù)第三步驟S3和第四步驟S4，以及步驟S5和S6。
直到關(guān)聯(lián)超過閾值THRESHOLD I前，這個(gè)過程都總是增加頻率號碼地繼續(xù)進(jìn)行，接著在第八步驟S8中在當(dāng)前的頻率上嘗試把移動(dòng)臺(tái)與基站整步，這在所述的TD-SCDMA系統(tǒng)中稱為(“廣播控制信道”)BCCH同步。
如果可能進(jìn)行BCCH同步，就可以中止本發(fā)明所述的同步方法，也就是返回到S1的開始狀態(tài)，從S1出發(fā)在有的情況下可以如上所述地重新開始一個(gè)新的同步過程。
如果在該時(shí)間點(diǎn)還不能夠達(dá)到BCCH同步，從接收功率測量開始，要求在第九步驟S9中進(jìn)行精細(xì)測定，其中可以有利地在下行鏈路時(shí)隙TS0或者DW-PTS通過迄今的步驟S1…S8進(jìn)行測量，因?yàn)橥ㄟ^這些步驟S1…S8可以估算或者測出所述幀的時(shí)間位置，從而可以相當(dāng)準(zhǔn)確地測定專門為下行鏈路方向傳輸設(shè)定的時(shí)隙TS0和/或DW-PTS的位置。
通過知道下行鏈路時(shí)隙TS0和DW-PTS的準(zhǔn)確位置把接收功率測量限定在下行鏈路時(shí)隙TS0和DW-PTS的優(yōu)點(diǎn)是，不會(huì)有源自上行鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號歪曲測量結(jié)果。
這樣的歪曲會(huì)出現(xiàn)在例如如果正在整步的第一移動(dòng)臺(tái)處在基站提供的無線電有效服務(wù)區(qū)的邊緣并且從而該移動(dòng)臺(tái)接收的信號非常的弱，而第二移動(dòng)臺(tái)駐留在進(jìn)行整步第一移動(dòng)臺(tái)的附近并且以相對高的功率發(fā)射以保持與同一基站的連接時(shí)；因?yàn)樵诖嗽谶M(jìn)行整步的第一移動(dòng)臺(tái)的接收功率測量時(shí)可能會(huì)探測第二移動(dòng)臺(tái)的比較強(qiáng)的信號。
本發(fā)明所述的方法通過可以對接收功率測量明確地區(qū)分下行鏈路信道和上行鏈路信道解決了這樣的問題，其中，根據(jù)本發(fā)明，通過測定的幀位置也在專門為下行鏈路方向傳輸設(shè)定的時(shí)隙TS0和DW-PTS進(jìn)行位置測定和接收功率測量，以此保證所述區(qū)分。
通過該措施同樣可以由以下的第十步驟S10進(jìn)行的第二閾值比較達(dá)到相當(dāng)可靠地推斷BCCH同步的結(jié)果，其中與第一閾值THRESHOLD I相似，第二閾值THRESHOLD II通過計(jì)算機(jī)支持模擬和/或統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)或者可較的適當(dāng)方法測定或者優(yōu)化，從而在超過此閾值THRESHOLD II時(shí)有高的BCCH同步成功概率。
如果測量的接收功率超過第二閾值THRESHOLD II，就在第十一步驟S11中把當(dāng)前頻率或當(dāng)前頻率號碼RFN值及所測量的接收功率記錄在一個(gè)清單中和/或還使之能夠?qū)τ谝粋€(gè)普通的存儲(chǔ)媒體存取。接著在第十二步驟S12檢驗(yàn)，當(dāng)前的頻率號碼RFN的值是否超過當(dāng)前頻帶內(nèi)的最大可能值RFNmax。如果不是這種情況，在第十三步驟S13中把頻率號碼提高“一”并且從第九步驟重復(fù)所述方法。
如果最后的接收功率測量時(shí)測量到所述頻率有最大的頻率號碼RFNmax，在第十四步驟S14中按測量的接收功率大小分類頻率號碼F1…Fn…Fnmax，從而可以在第十五步驟S15中對于在下一個(gè)步驟進(jìn)行的第二頻率的精細(xì)確定，把其頻率號碼RFN測出最高接收功率值的頻率設(shè)定為開始值。
編制按照取得的接收功率分類清單F1…Fn…Fnmax的優(yōu)點(diǎn)是可以得到快速成功地結(jié)束BCCH同步。
接著在第十六步驟S16中既把已知的同步序列SSN設(shè)定為初始值“零“，也把進(jìn)行同步的移動(dòng)臺(tái)的參照頻率設(shè)定為最低可能的值fmin。
在第十七步驟S17中進(jìn)行含有同步序列的下行鏈路時(shí)間窗內(nèi)所接收的序列對通過當(dāng)前的同步序列號碼SSN確定的已知同步序列的關(guān)聯(lián)，其結(jié)果在第十八步驟S18提交第三閾值判斷。其中進(jìn)行與第三閾值THRESHOLD III的比較，并且該閾值與前述類似地測出及優(yōu)化，甚至可選地可以與第一閾值THRESHOLD I相應(yīng)。
如果當(dāng)前測出的關(guān)聯(lián)超過第三閾值THRESHOLD III，在第十九步驟S19中重新嘗試BCCH同步并且在成功時(shí)轉(zhuǎn)變到第一步驟S1中的開始狀態(tài)DONE。不然就在第二十步驟S20中檢驗(yàn)進(jìn)行同步的移動(dòng)臺(tái)的當(dāng)前設(shè)定的參照頻率是否超過最大可能值fmax。如果不是這樣的情況，在第二十一步驟S21中把進(jìn)行同步的移動(dòng)臺(tái)的參照頻率f提高Δf，并且用得到的值作為參照頻率f在步驟S17和S18中用專門的閾值比較進(jìn)行另一次關(guān)聯(lián)。
如果進(jìn)行同步的移動(dòng)臺(tái)的參照頻率f超過了最高可能值fmax，就在第二十二步驟S22中檢驗(yàn)同步序列SSN的當(dāng)前沒定的值否超過最大可能值SSNmax。如果不是這樣的情況，就把同步序列號碼SSN的值提高“一“，并且用得到的值作為同步序列號碼SSN在步驟S17和S18中用專門的閾值比較進(jìn)行另一次關(guān)聯(lián)。
如果同步序列SSN超過了最高可能值SSNmax，就在第二十四步驟S24中檢驗(yàn)在步驟S14產(chǎn)生的清單F1…Fn…Fnmax中當(dāng)前設(shè)定的頻率n是否超過最大可能值nmax。如果不是這樣的情況，就在第二十五步驟S25中把在步驟S14產(chǎn)生的清單F1…Fn…Fnmax中當(dāng)前使用的頻率n的值提高“一”，并且用得到的頻率Fn以及在步驟S16中重新設(shè)定的同步序列號碼SSN值和進(jìn)行同步的移動(dòng)臺(tái)參照頻率f重新進(jìn)行步驟S17至S25。
如果在步驟S14產(chǎn)生的清單F1…Fn…Fnmax中當(dāng)前使用的頻率n超過最大可能值nmax，由此把步驟S14產(chǎn)生的清單F1…Fn…Fnmax中的最后的頻率Fnmax也提交步驟S16至S23所述的程序中，BCCH同步不成功，如果在第二十六步驟S26中把方法參數(shù)設(shè)為新的數(shù)值，尤其是把頻帶號碼FBN提高數(shù)值“一”并且把頻率號RFN設(shè)為“零”，就可以從第三步驟S3開始，在系統(tǒng)的新頻帶中進(jìn)行下面的方法步驟S4…S25。
權(quán)利要求
1.方法，用于在按照時(shí)分方法工作的無繩電信系統(tǒng)中進(jìn)行頻率同步，特別是用于初始頻率同步，借助于至少一個(gè)已知的同步序列把移動(dòng)通信裝置與基站整步，具有以下的步驟a)檢測以電信系統(tǒng)第一頻帶的任意頻率接收的發(fā)送序列對已知同步序列的最大關(guān)聯(lián)(S3至S7)，b)借助于檢測出的最大關(guān)聯(lián)確定下行鏈路時(shí)間窗的位置(S3、S4)，c)通過對用相應(yīng)頻率在下行鏈路時(shí)間窗內(nèi)傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行分析，檢測第一頻帶的每個(gè)頻率的功率(S9)，d)借助于檢測結(jié)果選擇至少一個(gè)第一頻率(S15)，e)根據(jù)與已知同步序列的比較結(jié)果從所述至少一個(gè)第一頻率中精細(xì)確定第二頻率(S17至523)，f)在第二頻率上對基站進(jìn)行整步(S19)，g)整步失敗時(shí)在另一個(gè)頻帶中重復(fù)步驟a)至f)(S3至S25)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，把第一頻率以清單形式存儲(chǔ)(S11)。
3.如以上權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，依據(jù)在步驟c)中所檢測出的功率值實(shí)施用于精細(xì)確定第二頻率的第一頻率附近的序列。
4.如以上權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，進(jìn)行閾值判斷以檢測最大關(guān)聯(lián)(S4、S18)。
5.如以上權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，借助于閾值判斷選擇所述第一頻率。
6.如以上權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，依據(jù)以前整步嘗試的結(jié)果確定用于有待分析的頻帶的預(yù)定值(FBN)、第一頻率(RFN)和第二頻率。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將所述用于有待分析的頻帶的預(yù)定值(FBN)、第一頻率(RFN)和第二頻率存儲(chǔ)。
8.如以上權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，對于移動(dòng)臺(tái)對按照第一標(biāo)準(zhǔn)工作的無繩電信系統(tǒng)整步不成功的情況下，嘗試對按照第二標(biāo)準(zhǔn)工作的無繩電信系統(tǒng)進(jìn)行整步。
9.如以上權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，采用功率傳感器以得出頻帶內(nèi)功率并且采用(“同步信道”)SCH關(guān)聯(lián)器以精細(xì)確定接收的載頻(步驟S9、S3、S17)。
10.如以上權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述的無繩電信系統(tǒng)按照UMTS電信標(biāo)準(zhǔn)工作。
全文摘要
用于在按照時(shí)分方法工作的無繩電信系統(tǒng)中進(jìn)行頻率同步，特別是用于初始頻率同步的方法。在根據(jù)本發(fā)明的，在按照時(shí)分方法工作的無繩通信系統(tǒng)中進(jìn)行頻率同步，特別是用于初始頻率同步的方法中，借助于至少一個(gè)已知的同步序列把移動(dòng)通信裝置與基站整步，檢測對通信系統(tǒng)第一頻帶的任意頻率接收的發(fā)送序列對已知同步序列的最大關(guān)聯(lián)以及借助于檢測出的最大關(guān)聯(lián)確定下行鏈路時(shí)間窗的位置。接著通過嘗試用相應(yīng)頻率在下行鏈路時(shí)間窗內(nèi)傳輸?shù)男盘枡z測頻帶的每個(gè)頻率的功率借助于檢測結(jié)果選擇至少一個(gè)第一頻率總數(shù)。最后依賴于在下行時(shí)間窗內(nèi)含有接收的同步序列與已知的同步序列的比較從所述至少一個(gè)第一頻率中精細(xì)地確定第二頻率，以及接著進(jìn)行對第二頻率上的基站整步，其中在整步失敗時(shí)用另一個(gè)頻帶重復(fù)步驟a)至f)。
文檔編號H04B7/26GK1469658SQ03141069
公開日2004年1月21日 申請日期2003年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月14日
發(fā)明者高英杰, U·施瓦克, 嚦 申請人:西門子公司