專利名稱：用于切換狀態(tài)的改進小區(qū)搜索的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于載波的系統(tǒng)中的切換狀態(tài)(conditions)，更具體地涉及主小區(qū)搜索過程。

背景技術(shù)：
UMTS無線電信號中的基本時間單位為10毫秒(ms)無線電幀，其被劃分成15個時隙，每個時隙有2560個碼片。從小區(qū)(或基站)到UMTS接收機的UMTS無線電信號為“下行鏈路信號”，而相反方向上的無線電信號被稱為“上行鏈路信號”。
通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)寬帶碼分多址(WCDMA)的物理層使用具有3.84 Mcps的碼片速率的直接序列擴展頻譜(DSSS)調(diào)制。頻分雙工(FDD)模式在每個5MHz的分離頻帶上承載上行鏈路信道和下行鏈路信道。該模式通常被用于較大的戶外小區(qū)，這是因為它可以支持比時分雙工(TDD)模式更大數(shù)目的用戶。在TDD模式中，在不同的時隙期間，發(fā)送共享相同的上行鏈路信道和下行鏈路信道。TDD模式不支持與FDD模式同樣多的用戶，因此，TDD模式更適于較小的小區(qū)。與FDD模式相比，TDD模式還更適于承載不對稱業(yè)務(wù)。
由例如CDMA移動接收機的UMTS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的接收機執(zhí)行的重要規(guī)程是小區(qū)搜索操作。典型地，由被包含為接收機一部分的小區(qū)搜索系統(tǒng)來執(zhí)行小區(qū)搜索。在給接收機接通電源之后，激活小區(qū)搜索系統(tǒng)以確定屬于該接收機所處的小區(qū)的同步信息。小區(qū)搜索操作是三個階段的過程。也就是說，小區(qū)搜索系統(tǒng)執(zhí)行時隙同步(主同步)、幀同步和擾碼組確定(副同步)、以及擾碼確定。
在加電之后，在語音/數(shù)據(jù)通信可以開始之前，移動終端(MT)必須執(zhí)行若干操作。首先，接收機需要執(zhí)行自動增益控制(AGC)，以便縮放(scale)所接收的信號功率并且避免在模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器處的削波(clipping)?？梢韵仍谕叫诺?SCH)上進行該過程，并且之后一旦獲取了小區(qū)的擾碼，就可以使用解擾的公共導(dǎo)頻信道(CPICH)。
接下來，接收機需要獲取定時同步?？梢詮腟CH信道獲得定時同步。MT搜索它能發(fā)現(xiàn)的最強的SCH信號，并且那個信號確定MT將發(fā)起與哪個小區(qū)的通信。由于SCH信道是周期性的，所以接收機可以相對于主SCH進行相關(guān)(correlate against)以導(dǎo)出定時誤差?；谠撔诺溃邮諜C可以獲得碼片、碼元及時隙同步。
對于系統(tǒng)中的所有小區(qū)，主SCH承載相同的信號。副SCH對于每個小區(qū)是不同的，并且承載每一幀重復(fù)的副同步碼(SSC)的型式(pattern)。一旦MT接收到該序列，其將具有幀同步。
在執(zhí)行小區(qū)搜索時，小區(qū)搜索系統(tǒng)接入所接收的無線信號的同步信道(SCH)和公共導(dǎo)頻信道(CPICH)。SCH是由主SCH和副SCH形成的復(fù)合信道。在每個時隙中，主SCH指定主同步碼(PSC)。然而，主SCH僅在每個具有2560個碼片時隙的前256個碼片期間包含數(shù)據(jù)。正如已知的，“碼片”或“碼片速率”是指CDMA通信系統(tǒng)中的擴頻碼的速率。
另外，所述型式標識當前小區(qū)的擾碼屬于哪個擾碼組。存在64個擾碼組，并且每組包括8個擾碼。一旦MT確定了當前小區(qū)的擾碼組，就將對當前小區(qū)的擾碼的搜索縮窄到那個組中的八個碼。
基于載波的接收機的典型獲取過程如下 1.主小區(qū)搜索 2.副小區(qū)搜索 3.擾碼確定 4.多徑搜索 5.耙指(finger)分配 6.碼跟蹤和自動頻率控制(AFC)環(huán)的鎖定 7.耙指輸出的最大比合并(MRC) 8.獲取接收機鎖定，并且可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到上層該獲取過程冗長且復(fù)雜，并且可能需要大約幾秒鐘來完成。對于蜂窩電話/移動臺/移動設(shè)備用戶而言，當他/她打開他/她的電話時，該等待時段是令人厭煩的，并且無疑希望一種縮短該獲取過程的方法。
J.Cho等人的、名稱為“Mobile station handover method for asynchronouswireless telecommunication system.involves switching between USTS andnon-USTS modes，based on ratio of power intensities of pilot signals of currentand adjacent cells”的EP1 179962描述了一種基于當前小區(qū)和相鄰小區(qū)之間的功率強度比而在上行鏈路同步發(fā)送方案(USTS)和非USTS模式之間切換的方法。該方法用于無線電信系統(tǒng)中的移動臺的切換以及基于壓縮模式來增大數(shù)據(jù)發(fā)送速率。Cho等人描述的方法不針對小區(qū)搜索，并且由Cho等人描述并使用的導(dǎo)頻功率強度比逐個小區(qū)變化?？梢曰谙嚓P(guān)性數(shù)據(jù)的快照(snapshot)(瞬時)而確定功率強度比。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明增強基于載波的接收機的小區(qū)搜索過程。盡管在下文中將針對3GWCDMA接收機來描述本發(fā)明，但是應(yīng)該理解本發(fā)明可以應(yīng)用于任何基于載波的系統(tǒng)。
當蜂窩接收機處于切換場景下(例如，在兩個或多個小區(qū)塔的通信范圍中)時，控制邏輯塊控制主小區(qū)搜索。識別最大峰值，并且對其它峰值進行搜索。如果僅有一個峰值高于閾值，則通過將接收機同步到那個峰值來執(zhí)行接收機的8步獲取過程。然而，如果識別出多個峰值，則控制邏輯將主小區(qū)搜索重復(fù)地重新運行X次，并且記住每個峰值的幅度的改變。然后，控制邏輯識別幅度增大最多的峰值(代表蜂窩電話/移動臺/移動設(shè)備正向其移動的小區(qū)塔)。通過將接收機同步到幅度增大最多的峰值來執(zhí)行接收機的8步獲取過程。
描述了一種用于控制主小區(qū)搜索操作的方法和裝置，包括產(chǎn)生相關(guān)性峰值(peak)的簡檔(profile)；確定相關(guān)性峰值的幅度是否變化；如果相關(guān)性峰值的幅度保持相對恒定，則將信號獲取過程同步到所識別的相關(guān)性峰值中具有最大幅度的相關(guān)性峰值，而如果相關(guān)性峰值的幅度改變，則將信號獲取過程同步到幅度正在增大的峰值。該方法和裝置還包括識別所述相關(guān)性峰值的最大相關(guān)性峰值的索引和幅度，確定在所述簡檔中是否存在其它相關(guān)性峰值，如果不存在其它相關(guān)性峰值，則將信號獲取過程同步到原始識別的最大相關(guān)性峰值，存儲所定位的所有其它相關(guān)性峰值的索引和幅度，并且對于所有之前識別的峰值比較相關(guān)性峰值幅度的改變。



圖1示出根據(jù)本發(fā)明原理的說明性無線通信系統(tǒng)的一部分。
圖2示出單個顯著(significant)峰值(峰值A(chǔ))和幅度低于N％閾值的第二峰值(峰值B)。
圖3示出三個峰值，其中峰值A(chǔ)為顯著峰值，峰值B為幅度高于N％閾值的第二顯著峰值，峰值C為幅度低于N％閾值的第三峰值。
圖4是用于基于載波的接收機的本發(fā)明的獲取過程的方框圖。
圖5A是圖4的方框圖的控制邏輯部分的流程圖。
圖5B是圖5A的接續(xù)。
本發(fā)明的這些和其它方面、特征和優(yōu)點將根據(jù)應(yīng)結(jié)合附圖閱讀的對優(yōu)選實施例的以下詳細描述而變得明顯。最終，圖上的相似數(shù)字表示相似元素。

具體實施例方式 在下面的描述中，假設(shè)熟悉基于UMTS的無線通信系統(tǒng)，并且在此不再對其進行詳細描述。例如，假設(shè)關(guān)于擴展頻譜發(fā)送與接收、小區(qū)(基站)、用戶設(shè)備(UE)、下行鏈路信道、上行鏈路信道、和瑞克(RAKE)接收機的知識，并且在此不對其進行描述。另外，可以使用常規(guī)的編程技術(shù)來實現(xiàn)本發(fā)明，所述編程技術(shù)將同樣不在這里進行描述。
本發(fā)明解決的特定問題是在電話位于兩個或多個小區(qū)塔的通信范圍中的常見情況(即，切換場景)期間如何減少獲取時間。
現(xiàn)有技術(shù)的當前途徑是執(zhí)行上述8步獲取過程。當這在切換場景期間進行時，電話可能使用來自最近基站的信號(因為它在接收機處表現(xiàn)為最強的峰值)來開始獲取過程(例如，小區(qū)搜索)。然而，如果該電話正移動離開該基站，則到8步獲取過程完成的時候，該峰值可能非常低或不存在以至于鎖定失敗并且必須使用來自不同小區(qū)塔的信號重新開始整個8步獲取過程。
獲取過程進行一次耗費較長時間，對其進行兩次耗費更長時間。在用戶體驗方面，希望一種“正好(right)第一次進行獲取過程”的方法。
圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明原理的UMTS無線通信系統(tǒng)10的說明性部分。小區(qū)(或基站)15廣播包括上述PSCH和SSCH子信道的下行鏈路同步信道(SCH)信號16。如此前所述，作為語音/數(shù)據(jù)通信的先決條件，UMTS用戶設(shè)備(UE)使用SCH信號16用于同步目的。例如，在“小區(qū)搜索”操作期間，UE處理SCH信號。在此示例中，當例如UE 20被開啟或加電時，UE20(例如蜂窩電話)發(fā)起小區(qū)搜索。小區(qū)搜索操作的目的包括(a)在UMTS無線電幀的時隙和幀級別(level)上同步到小區(qū)發(fā)送，以及(b)確定該小區(qū)(例如，小區(qū)15)的擾碼組。如下所述并且根據(jù)本發(fā)明的原理，UE20自適應(yīng)地控制用于確定幀同步的SCH的SSCH部分的處理的持續(xù)時間。應(yīng)該注意，盡管下面的示例在該初始小區(qū)搜索的背景下(即，在UE20被開啟時)說明本發(fā)明的構(gòu)思，但是本發(fā)明的構(gòu)思不因此受到限制，而是可以應(yīng)用于其它小區(qū)搜索實例，例如當UE處于“空閑模式”的時候。
在圖4所示的控制邏輯塊中實施本發(fā)明的方面。該控制邏輯實現(xiàn)由圖5A和圖5B中的流程圖描述的邏輯。首先，運行初始主小區(qū)搜索步驟，并且檢查相關(guān)性峰值簡檔以定位最大峰值的索引和幅度。在識別出最大峰值(“原始”峰值)之后，掃描相關(guān)性峰值簡檔的剩余者以識別離開原始峰值超過M個樣本并具有大于或等于原始峰值的N％的幅度的其它峰值。M和N是通過仿真確定的設(shè)計參數(shù)或者是自適應(yīng)的參數(shù)，例如，M＝4，N＝80％。使用M個樣本的盲區(qū)(dead zone)，這是因為所述峰值實際上具有正弦函數(shù)形狀，并且非常接近主/原始峰值的樣本歸因于主峰值本身，而不代表分離的峰值。使用N％幅度閾值，以便僅隔離強峰值，其代表來自對于接收機足夠近使得接收機可以鎖定到基站的那些基站的信號能量。
圖2示出了單個顯著峰值(峰值A(chǔ))和其幅度低于N％閾值的第二峰值(峰值B)的情況。當這種情況出現(xiàn)時，通過將接收機同步到峰值A(chǔ)來執(zhí)行剩余的8步獲取過程。
本發(fā)明的另一方面是在圖3所示的情形出現(xiàn)的時候。在圖3中，峰值A(chǔ)是原始峰值。然而，存在也高于N％閾值的第二峰值(峰值B)。峰值C也出現(xiàn)在圖3上，但是峰值C的幅度沒有超過N％閾值。在這種情形中，本發(fā)明的控制邏輯塊表現(xiàn)如下。其記錄峰值A(chǔ)和峰值B的索引和幅度，并且其將主小區(qū)搜索重新運行X次(X是設(shè)計參數(shù)，例如X＝10)。對于主小區(qū)搜索的每次重復(fù)，記錄幅度的改變(如果有的話)。如果峰值A(chǔ)和峰值B的幅度相對恒定，那么通過將接收機與峰值A(chǔ)同步來執(zhí)行8步獲取過程的剩余者。這將對應(yīng)于用戶的電話/移動臺沒有在明顯移動的場景。
然而，如果峰值A(chǔ)和峰值B的幅度正在改變，則其指示用戶的電話/移動臺正在移動。所述布置確定移動臺正向哪個小區(qū)塔移動-是對應(yīng)于峰值A(chǔ)的小區(qū)塔還是對應(yīng)于峰值B的小區(qū)塔。例如，如果峰值B的幅度正在增大且峰值A(chǔ)的幅度正在減小，則其指示電話正向小區(qū)塔B移動并且離開小區(qū)塔A。因此，即使峰值B在幅度上低于峰值A(chǔ)，也應(yīng)通過將接收機同步到峰值B來執(zhí)行8步獲取過程。該算法檢查所有相關(guān)性峰值(即，高于閾值的相關(guān)性峰值)，并且通過同步到其幅度增大最多的峰值來運行8步獲取過程。
如果存在超過N％閾值的另外的峰值，則接收機將被同步到增大最多的峰值，而不是具有最大幅度的峰值。例如，如果峰值B和峰值C都超過N％閾值并且峰值C具有比峰值B小的閾值，但是峰值C的幅度增大得更多，則接收機將被同步到峰值C。
圖4是用于基于載波的接收機的本發(fā)明的獲取過程的方框圖。在運行/執(zhí)行主小區(qū)搜索之后并且在運行/執(zhí)行副小區(qū)搜索之前，進行本發(fā)明的控制邏輯。多次執(zhí)行/運行(重復(fù))所述控制邏輯?？刂七壿嬤^程的重復(fù)次數(shù)是基于仿真確定的設(shè)計參數(shù)或者是自適應(yīng)參數(shù)。
圖5A和圖5B合起來是圖4的方框圖的控制邏輯部分的流程圖。在501運行/執(zhí)行主小區(qū)搜索，并且生成相關(guān)性峰值的簡檔。在503識別最大峰值的索引和幅度。在505進行測試以確定是否存在離開在主小區(qū)搜索中識別的最大峰值超過M個樣本的其它峰值，其中任何其它峰值的幅度被確定為大于或等于最大峰值的N％，其中，M和N是基于仿真設(shè)置的設(shè)計參數(shù)或是自適應(yīng)參數(shù)。如果測試結(jié)果為否定的，則在535通過同步到原始識別的最大峰值來執(zhí)行所述獲取過程的剩余者(前面的副小區(qū)搜索)。如果測試結(jié)果是肯定的，則在510存儲滿足以上標準的所有相關(guān)性峰值的索引和幅度。在515執(zhí)行另一測試，以確定重復(fù)(iteration)數(shù)目是否等于X，其中X是基于仿真設(shè)置的設(shè)計參數(shù)或者X是自適應(yīng)參數(shù)。如果尚未執(zhí)行X次重復(fù)，則控制返回505。如果已經(jīng)執(zhí)行了X次重復(fù)，則在520對于之前識別的所有峰值執(zhí)行相關(guān)性峰值幅度上的改變。在525執(zhí)行又一測試，以確定相關(guān)性峰值的幅度是否保持相對恒定，其意味著移動臺/設(shè)備不移動。如果所述幅度保持相對恒定，則在540通過同步到所識別的最大峰值來執(zhí)行獲取過程的剩余者(前面的副小區(qū)搜索)。如果在525處的測試結(jié)果為否定的，則在530通過同步到其幅度增大最大量的峰值來執(zhí)行整個獲取過程(前面的副小區(qū)搜索)，其意味著移動臺/設(shè)備正向?qū)?yīng)基站移動。
當蜂窩接收機處于切換場景中(例如，在兩個或多個小區(qū)塔的通信范圍內(nèi))時，控制邏輯塊控制主小區(qū)搜索，以便提高性能并減少獲取時間。識別最大峰值，并且對于比離開最大峰值的M個樣本更遠且幅度大于或等于最大峰值幅度的N％的其它峰值進行搜索。如果僅有一個峰值高于所述閾值，則通過將接收機同步到那個峰值來執(zhí)行接收機的8步獲取過程。然而，如果多個峰值高于所述閾值，則控制邏輯重復(fù)地重新運行主小區(qū)搜索X次，并且記住每個峰值的幅度的改變。然后，控制邏輯識別其幅度增大最多的峰值(代表手機正向其移動的小區(qū)塔)。通過將接收機同步到其幅度增大最多的峰值來執(zhí)行接收機的8步獲取過程。
應(yīng)該理解可以例如在移動終端、接入點或蜂窩網(wǎng)絡(luò)中以硬件、軟件、固件、專用處理器或其組合的各種形式來實現(xiàn)本發(fā)明。優(yōu)選地，將本發(fā)明實現(xiàn)為硬件和軟件的組合。此外，優(yōu)選地將軟件實現(xiàn)為在程序存儲設(shè)備上有形地包含的應(yīng)用程序?？梢詫⒃搼?yīng)用程序上載到包括任何合適架構(gòu)的機器并由該機器執(zhí)行。優(yōu)選地，在具有諸如一個或多個中央處理單元(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)、一個或多個輸入/輸出(I/O)接口的硬件的計算機平臺上實現(xiàn)該機器。計算機平臺也包括操作系統(tǒng)和微指令代碼。在此描述的各種過程和功能可以是微指令代碼的一部分或者應(yīng)用程序的一部分(或其組合)，其經(jīng)由操作系統(tǒng)而被執(zhí)行。另外，諸如附加數(shù)據(jù)存儲設(shè)備和打印設(shè)備的各種其它外設(shè)可以連接到計算機平臺。
還應(yīng)該理解由于附圖中描述的一些構(gòu)成系統(tǒng)組件和方法步驟優(yōu)選地以軟件來實現(xiàn)，所以所述系統(tǒng)組件(或過程步驟)之間的實際連接可以根據(jù)本發(fā)明被編程的方式而不同。在這里給出教導(dǎo)之后，相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠想到本發(fā)明的這些和類似的實現(xiàn)和配置。
權(quán)利要求
1.一種用于控制主小區(qū)搜索操作的方法，所述方法包括
生成相關(guān)性峰值的簡檔；
確定所述相關(guān)性峰值的幅度是否變化；
如果所述相關(guān)性峰值的所述幅度保持相對恒定，則將信號獲取過程同步到所識別的相關(guān)性峰值中具有最大幅度的相關(guān)性峰值；以及
如果所述相關(guān)性峰值的所述幅度正在改變，則將所述信號獲取過程同步到幅度正在增大的峰值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括
識別所述相關(guān)性峰值的最大相關(guān)性峰值的索引和幅度；
確定在所述簡檔中是否存在其它相關(guān)性峰值；
如果不存在其它相關(guān)性峰值，則將所述信號獲取過程同步到原始識別的所述最大相關(guān)性峰值；
存儲所定位的所有其它相關(guān)性峰值的索引和幅度；以及
對于所有之前識別的峰值，比較相關(guān)性峰值幅度的改變。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括重復(fù)預(yù)定次數(shù)以確定是否存在其它相關(guān)性峰值。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括存儲離開所述最大峰值多于預(yù)定數(shù)目個樣本的所述相關(guān)性峰值的所述索引和所述幅度。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括存儲大于或等于所述最大峰值的預(yù)定百分比的所述相關(guān)性峰值的所述索引和所述幅度。
6.一種用于控制主小區(qū)搜索操作的裝置，包括
用于生成相關(guān)性峰值的簡檔的部件；
用于確定所述相關(guān)性峰值的幅度是否變化的部件；
用于如果所述相關(guān)性峰值的所述幅度保持相對恒定則將信號獲取過程同步到所識別的相關(guān)性峰值中具有最大幅度的相關(guān)性峰值的部件；以及
用于如果所述相關(guān)性峰值的所述幅度正在改變則將所述信號獲取過程同步到幅度正在增大的峰值的部件。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，還包括
用于識別所述相關(guān)性峰值的最大相關(guān)性峰值的索引和幅度的部件；
用于確定在所述簡檔中是否存在其它相關(guān)性峰值的部件；
用于如果不存在其它相關(guān)性峰值則將所述信號獲取過程同步到原始識別的所述最大相關(guān)性峰值的部件；
用于存儲所定位的所有其它相關(guān)性峰值的索引和幅度的部件；以及
用于對于所有之前識別的峰值比較相關(guān)性峰值幅度的改變的部件。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括用于重復(fù)預(yù)定次數(shù)以確定是否存在其它相關(guān)性峰值的部件。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括用于存儲離開所述最大峰值多于預(yù)定數(shù)目個樣本的所述相關(guān)性峰值的所述索引和所述幅度的部件。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括用于存儲大于或等于所述最大峰值的預(yù)定百分比的所述相關(guān)性峰值的所述索引和所述幅度的部件。
11.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述裝置是接收機。
12.如權(quán)利要求11所述的接收機，其中所述接收機是移動終端。
全文摘要
描述了一種用于控制主小區(qū)搜索操作的方法和裝置，包括生成相關(guān)性峰值的簡檔；確定所述相關(guān)性峰值的幅度是否變化；如果所述相關(guān)性峰值的幅度保持相對恒定，則將信號獲取過程同步到所識別的相關(guān)性峰值中具有最大幅度的相關(guān)性峰值；以及如果所述相關(guān)性峰值的幅度正在改變，則將信號獲取過程同步到幅度正在增大的峰值。該方法和裝置還包括識別所述相關(guān)性峰值的最大相關(guān)性峰值的索引和幅度；確定在所述簡檔中是否存在其它相關(guān)性峰值；如果不存在其它相關(guān)性峰值，則將信號獲取過程同步到原始識別的最大相關(guān)性峰值；存儲所定位的所有其它相關(guān)性峰值的索引和幅度；以及對于所有之前識別的峰值，比較相關(guān)性峰值幅度的改變。
文檔編號H04W48/16GK101147410SQ200580049324
公開日2008年3月19日 申請日期2005年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月28日
發(fā)明者小路易斯·R·利特溫, 馬諾杰·維斯萬巴蘭 申請人:湯姆森特許公司