專利名稱：確定移動通信網(wǎng)絡(luò)小區(qū)頻率的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般而言，本發(fā)明涉及移動通信，并且具體地說涉及確定小區(qū)特性。
背景技術(shù)：
在多傳送器通信網(wǎng)絡(luò)中，信道接入技術(shù)允許連接到相同物理信道的多個傳送器共享其傳送容量。各種此類信道接入技術(shù)在本領(lǐng)域是公知的。例如，在根據(jù)全球移動通信系統(tǒng)(GSM)標(biāo)準(zhǔn)的第二代通信系統(tǒng)中，時分多址(TDMA)技術(shù)用于將特定頻率信道劃分成指配給各個傳送器的各個時隙。在第三代通信系統(tǒng)中，碼分多址(CDMA)技術(shù)通過采用擴(kuò)頻操作和特殊編碼方案的組合而在信號空間中劃分信道接入，在所述特殊編碼方案中，向每個傳送器指配了單獨碼。無線通信系統(tǒng)中的下一步進(jìn)展考慮正交頻分多址(OFDMA)技術(shù)用于無線電下行鏈路，以實現(xiàn)還要更高的比特率。在第三代合作伙伴項目(3GPP)內(nèi)稱為長期演進(jìn)(LTE)的術(shù)語下規(guī)定對應(yīng)的高級移動網(wǎng)絡(luò)。在OFDMA內(nèi)，大量間隔小的正交副載波被用于攜載通信數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)分成多個并行數(shù)據(jù)流或信道，每個副載波一個。這些副載波頻率選擇成使得這些副載波彼此正交，以便這些子信道之間的串?dāng)_得以避免。該正交性允許在接收器側(cè)使用稱為快速傅里葉變換(FFT)的算法并在發(fā)送器側(cè)使用對應(yīng)的逆FFT實現(xiàn)有效調(diào)制和解調(diào)。根據(jù)當(dāng)前的3GPP規(guī)范，下行鏈路被細(xì)分成例如由14個OFDM符號構(gòu)成的子幀，它們由均勻間隔的調(diào)制符號和/或(respectively)副載波或資源單元組成。7個OFDM符號中的12個資源單元組合成稱為資源塊的基本單位。這在頻率和時間上建立了兩維度網(wǎng)格，其中這些OFDM符號表示頻率維度，并且它們的序列表示時間維度。如實際上由3GPP所定義的，在OFDM下行鏈路中的副載波間隔是15kHz，其中最多1200個副載波可用。在任何終端可與網(wǎng)絡(luò)通信之前，在激活后，它必須檢測小區(qū)并同步到那個小區(qū)，并且還解碼能夠在小區(qū)內(nèi)通信所需的小區(qū)系統(tǒng)信息。這個過程被稱為小區(qū)搜索。小區(qū)搜索進(jìn)程可包括對周圍小區(qū)的下行鏈路信號的中心頻率的初始搜索。已知在現(xiàn)有系統(tǒng)(比如例如在UMTS中使用的寬帶碼分多址(WCDMA)系統(tǒng)以及例如在GSM中使用的時分多址系統(tǒng))中的小區(qū)頻率掃描，以實質(zhì)上使用接收的信號強(qiáng)度指示(RSSI)，即，信號總接收功率的測量。這是適當(dāng)?shù)?，因為信號功率的必需量在這種系統(tǒng)中在時間上是恒定的。在GSM中，在接收的突發(fā)期間的功率是恒定的，在WCDMA中，多于一半的總功率由具有恒定電平的廣播信道組成。因此，總功率或RSSI不改變，或僅適度改變。然而，在采用動態(tài)資源分配并因而呈現(xiàn)信號功率隨時間顯著改變的蜂窩通信系統(tǒng)中，RSSI方法未充分起作用。將這種方法例如應(yīng)用于LTE可經(jīng)常導(dǎo)致錯誤的中心頻率，這是因為在LTE內(nèi)，LTE中的資源分配通過對于每個子幀向每個用戶設(shè)備或移動終端指配某一數(shù)量的資源塊來動態(tài)執(zhí)行，并且因此信號功率可在幾乎為O到最大值之間改變。而且，LTE小區(qū)的譜可具有不同帶寬(例如如3GPP當(dāng)前所規(guī)定的在1.4MHz與20MHz之間)當(dāng)中的一個帶寬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供適合于例如由于動態(tài)資源分配而呈現(xiàn)信號功率顯著變化的系統(tǒng)的小區(qū)頻率檢測。這個目的由獨立權(quán)利要求實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求中描述了有利實施例。本發(fā)明的想法是，使用從網(wǎng)絡(luò)到具有已知性質(zhì)的移動終端的下行鏈路信號內(nèi)具有已知性質(zhì)的分量。在一實施例中，移動終端通過評估由網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的下行鏈路無線電信號來檢測適當(dāng)小區(qū)的小區(qū)頻率，其中所述無線電信號包括具有已知性質(zhì)的重現(xiàn)(例如周期性)信號分量。生成與所述無線電信號的不同小區(qū)標(biāo)識符相關(guān)聯(lián)的數(shù)字序列集合，并評估所述數(shù)字序列集合中的每個數(shù)字序列以便檢測具有已知性質(zhì)的信號分量。在其中一個數(shù)字序列內(nèi)檢測到該信號分量之后，可執(zhí)行到對應(yīng)載波頻率的同步。本發(fā)明提供了檢測要同步的任何小區(qū)的中心頻率的簡易過程，甚至在相對于時間和/或頻率的動態(tài)資源分配的情況下。本發(fā)明允許識別所述已知分量在時間和頻率上的位置，無需小區(qū)的任何系統(tǒng)知識。在一實施例中，已知性質(zhì)是由信號分量包括的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的已知結(jié)構(gòu)，使得它可借助與所定義的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的相關(guān)被檢測。所定義的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可包括一個定義的數(shù)字序列或定義的數(shù)字序列的集合。在一實施例中，所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的已知結(jié)構(gòu)是定義的數(shù)字序列，或者是存在多個定義的數(shù)字序列中的一個，例如存在三個數(shù)字序列當(dāng)中的一個。在一實施例中，借助與該信號分量的所述一個或多個定義的數(shù)字序列的相關(guān)來掃描該數(shù)字序列集合中的每個數(shù)字序列，以獲得評估結(jié)果的對應(yīng)集合。這些評估結(jié)果可呈現(xiàn)相關(guān)峰值(例如與預(yù)先定義值以上的相關(guān)值相關(guān)聯(lián))。與相關(guān)峰值相關(guān)聯(lián)的每個小區(qū)可作為小區(qū)候選者存儲?？赏ㄟ^向這些評估結(jié)果應(yīng)用某一選擇標(biāo)準(zhǔn)來選擇這些載波頻率中的至少一個。在一實施例中，相關(guān)峰值被用作用于選擇多個小區(qū)候選者之一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)可以是選擇最大峰值或預(yù)先選擇的小區(qū)候選者或閾值以上的所有峰值當(dāng)中的最大峰值。在一實施例中，控制器將移動終端的無線電接收器逐步調(diào)諧通過定義的頻率集合，其可能是小區(qū)的中心頻率。接收器在每個頻率上至少停留確保已知信號分量至少出現(xiàn)一次的時間間隔。在那個時間期間，信號和與已知信號分量相關(guān)聯(lián)的一個或多個可能序列相關(guān)?？捎涗浰邢嚓P(guān)峰值的檢測的幅度。之后，可基于記錄的幅度選擇適當(dāng)?shù)男^(qū)。可從預(yù)先定義小區(qū)(例如先驗已知優(yōu)選的小區(qū))的列表中獲取要逐步通過的這些頻率集合。備選地，這個頻率集合可與在之前激活UE期間找到的小區(qū)相關(guān)聯(lián)。在另外的備選中，這個頻率集合可由某一頻帶(例如在頻帶7的情況下在2620 MHz與2690 MHz之間)的某一頻率柵格(例如如3GPP當(dāng)前所定義的100 KHz))表示。在另外的備選中，要評估的頻率集合可從以上方法的任何組合中導(dǎo)出。在一實施例中，通信網(wǎng)絡(luò)符合由上面提到的3GPP所規(guī)定的LTE或高級LTE標(biāo)準(zhǔn)。在一實施例中，在下行鏈路資源網(wǎng)格中預(yù)先定義位置的某些周期性資源單元被預(yù)留用于同步，并且參考信令被用于小區(qū)頻率確定。可選擇作為已知信號分量的一個此類單元是所謂的初級同步信號(P-SS)，其被規(guī)定用于執(zhí)行小區(qū)搜索的第一步，以便檢測第一(粗略)定時網(wǎng)格。根據(jù)3GPP標(biāo)準(zhǔn)36.211 (實際版本9.1.1.)，P_SS占據(jù)位于下行鏈路信號譜中心的大約IMHz頻率范圍中的72個資源單元。它在例如第五和第六OFDM符號中在時隙O和10中周期性地(每5ms)發(fā)生，并與攜載數(shù)據(jù)的資源單元共享其譜。P-SS序列可以是根據(jù)所謂的頻域Zadoff-Chu序列生成的三個可能預(yù)先定義的序列當(dāng)中的一個(根據(jù)小區(qū)身份)。ZadofT-Chu序列是所謂的恒定振幅零自相關(guān)-CAZAC-序列，其包括復(fù)值符號(也稱為樣本)，其當(dāng)調(diào)制在無線電載波上時引起恒定振幅的電磁信號，由此，當(dāng)在接收器恢復(fù)信號時，包括該信號的序列的循環(huán)移位版本不(至少基本上不)彼此互相關(guān)。在初始小區(qū)掃描期間，終端未同步到任何小區(qū)，并且因而，接收器頻率可被某一頻率偏移損壞。由于用作P-SS的Zadoff-ChU序列的性質(zhì)，頻率偏移不抑制其幅度，而僅引起相關(guān)峰值的時間偏移。因而，基于這種序列的小區(qū)掃描將由于自由運行的參考振蕩器而對接收器的典型頻率偏移不敏感。本發(fā)明還涉及包括軟件代碼的部分的計算機(jī)程序，以便當(dāng)由用戶裝置和接收方裝置的相應(yīng)處理單元操作時實現(xiàn)上面所描述的方法。計算機(jī)程序可存儲在計算機(jī)可讀介質(zhì)上。計算機(jī)可讀介質(zhì)可以是用戶裝置或接收方裝置內(nèi)或外部定位的永久存儲器或可重寫存儲器。相應(yīng)計算機(jī)程序還可作為信號序列例如經(jīng)線纜或無線鏈路傳輸?shù)接脩粞b置或接收方
>J-U ρ α裝直。在下文，將描述本發(fā)明的詳細(xì)實施例以便給本領(lǐng)域技術(shù)人員提供完整而全面的理解。然而，這些實施例是例證性的，并不打算是限制性的。


圖1示出了用于基于從蜂 窩通信網(wǎng)絡(luò)接收的無線電信號確定小區(qū)頻率的移動終端的接收器部分的示范框 圖2示出了要由圖1接收器部分執(zhí)行的示范步驟序列；以及 圖3示出了接收器部分實施例的更詳細(xì)框圖。
具體實施例方式在優(yōu)選實施例的如下描述中，為了說明而非限制的目的，闡述了特定細(xì)節(jié)(諸如具體信號處理組件和步驟序列)以便提供對本發(fā)明的全面理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員要明白，本文描述的技術(shù)可以在脫離這些特定細(xì)節(jié)的其它實施例中實施。例如，雖然將主要在基于OFDM的接收器級的上下文中描述如下實施例，但本發(fā)明也可在其它接收器級中實現(xiàn)，例如采用時分復(fù)用或碼分復(fù)用。雖然這些實施例涉及示范LTE實現(xiàn)，但將容易明白，本文描述的技術(shù)也可在其它移動和固定通信網(wǎng)絡(luò)(諸如高級LTE網(wǎng)絡(luò))中實現(xiàn)。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，可使用連同編程的微處理器起作用的軟件、專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理器(DSP)或通用計算機(jī)來實現(xiàn)本文在下面說明的服務(wù)、功能和步驟。還將認(rèn)識到，雖然將主要在方法和裝置的上下文中描述如下實施例，但本發(fā)明也可在計算機(jī)程序產(chǎn)品中以及在包括計算機(jī)處理器和耦合到該處理器的存儲器的系統(tǒng)中實施，其中存儲器編碼有可執(zhí)行本文公開的服務(wù)、功能和步驟的一個或多個程序。圖1示出了可集成在移動通信網(wǎng)絡(luò)的用戶終端中的原理接收器級10的框圖。用戶終端可以是獨立的移動電話，或者可例如作為網(wǎng)卡或數(shù)據(jù)條合并在固定計算機(jī)或便攜計算機(jī)中。作為示例，接收器級10包括信號檢測電路100、信號分量檢測電路102和小區(qū)頻率確定電路104。信號檢測電路100從蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)接收無線電信號，其中該無線電信號覆蓋由多個頻帶組成的某一頻率范圍。這些頻帶可各與不同載波或副載波頻率相關(guān)聯(lián)。該無線電信號可包括重復(fù)插入到其中一個或多個不同載波信號中的已知信號分量。這個信號分量可被周期性地插入到某些載波頻率的信號(例如所謂的同步信號)中。信號檢測電路100根據(jù)接收的無線電信號生成不同數(shù)字序列的集合，每個數(shù)字序列與不同載波頻率相關(guān)聯(lián)。該集合可包括與該無線電信號的頻率范圍內(nèi)的載波頻率相關(guān)聯(lián)的信號。備選地，該集合可包括與預(yù)先選擇頻率相關(guān)聯(lián)的信號(例如根據(jù)先前小區(qū)搜索存儲在移動終端中。該數(shù)字序列集合提供給分量檢測電路102，其評估不同序列以檢測已知信號分量。至此，該檢測電路可執(zhí)行信號分量與所述不同載波信號的所有序列的相關(guān)。如果相關(guān)結(jié)果顯示峰值，則可認(rèn)為在該信號中存在該分量。通過比較相關(guān)結(jié)果與某一閾值可檢測峰值。這些相關(guān)結(jié)果提供給小區(qū)頻率確定電路104。小區(qū)頻率確定電路104執(zhí)彳丁在這些相關(guān)結(jié)果中出現(xiàn)的相關(guān)峰值的識別，以便識別適當(dāng)?shù)男^(qū)候選者。至此，可識別某一閾值以上的每個相關(guān)峰值，并且可將對應(yīng)的小區(qū)看作小區(qū)候選者。小區(qū)頻率確定電路104可將與所檢測的峰值相關(guān)聯(lián)的載波頻率作為候選頻率存儲，并且可選擇這些候選頻率當(dāng)中的一個作為要同步到的實際小區(qū)頻率。圖2示出了具有用于根據(jù)圖1檢測載波頻率的示范步驟序列的過程。在第一步驟202，從網(wǎng)絡(luò)接收無線電信號。在第二步驟204，生成數(shù)字信號的集合(或序列)，每個數(shù)字信號都與不同載波頻率的集合中的一個載波頻率相關(guān)聯(lián)。在第三步驟206，檢查該組數(shù)字信號當(dāng)中的每個數(shù)字信號，以便檢測已知信號分量的存在。在第四步驟208，確定要用于小區(qū)同步的選擇的載波頻率。這個步驟可包括:選擇與已經(jīng)識別為包括對應(yīng)于以上描述的已知信號分量的每個數(shù)字信號相關(guān)聯(lián)的多個小區(qū)候選者當(dāng)中的一個小區(qū)。在如下實施例中，將使用符合LTE的通信網(wǎng)絡(luò)的初級同步序列P-SS更詳細(xì)地描述示范初始載波頻率確定過程。P-SS的信號內(nèi)容、其在接入網(wǎng)中的生成以及其到資源單元的映射可從3GPP TS 36.211的章節(jié)6.11.1中得出。圖3示出了接收器級30的示范框圖。作為示例，接收器級30包括配置成從接入網(wǎng)接收下行鏈路信號(包含嵌入的P-SS)并將下行鏈路信號向下轉(zhuǎn)換到基帶頻率的射頻(RF)接收器302。接收器級30還包括耦合到接收器302的輸出端的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器304和耦合到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器304的輸出端的信道濾波器306。OFDM解調(diào)器308耦合到信道濾波器306的輸出端以執(zhí)行常規(guī)OFDM解調(diào)操作。解調(diào)操作和隨后的處理步驟在此將不進(jìn)一步討論了。除了 OFDM處理支路之外，能夠進(jìn)行小區(qū)頻率確定的另外處理支路將信道濾波器306的輸出端分接。這個另外信號處理支路包括光學(xué)濾波器310和P-SS相關(guān)器312，P-SS相關(guān)器312的第一輸入端稱合到濾波器310的輸出端。P-SS相關(guān)器312還具有第二輸入端以接收根據(jù)用于P-SS的多個序列du(n)的多個相關(guān)信號。如上面所討論的，在當(dāng)前LTE中，P-SS位于在下行鏈路信號譜的中心大約IMHz的頻率范圍內(nèi)，并且P-SS的周期是5ms。三個預(yù)先定義的序列du(η)當(dāng)中的一個用于P_SS。按照如下等式根據(jù)頻域Zadoff-Chu序列生成序列du(n):
權(quán)利要求
1.一種通過評估從蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)接收的無線電信號來支持該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的小區(qū)搜索的方法，所述無線電信號覆蓋由多個頻帶組成的某一頻率范圍，其中每個頻帶與某一載波頻率相關(guān)聯(lián)，所述方法包括: -通過解調(diào)所述無線電信號生成(204)與不同載波頻率相關(guān)聯(lián)的數(shù)字信號集合； -檢測(206)在所述數(shù)字信號集合當(dāng)中的一個數(shù)字信號內(nèi)具有已知性質(zhì)的重現(xiàn)信號分量的存在；以及 -確定(208)與所述一個信號相關(guān)聯(lián)的要用于小區(qū)同步的載波頻率。
2.如以上權(quán)利要求所述的方法，其中，所述已知性質(zhì)是由所述信號分量包括的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的已知結(jié)構(gòu)，使得它可借助與定義的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的相關(guān)被檢測。
3.如以上權(quán)利要求所述的方法，其中，所述定義的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)包括一個定義的數(shù)字序列或定義的數(shù)字序列的集合。
4.如以上權(quán)利要求所述的方法，其中，所述定義的數(shù)字序列是所謂的恒定振幅零自相關(guān)-CAZAC-序列ο
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，所述定義的數(shù)字序列的集合包括根據(jù)下式的三個Zadoff-Chu序列:
6.如權(quán)利要求3-5中任一項所述的方法，其中，所述檢測步驟(206)包括:執(zhí)行所述一個定義的數(shù)字序列或所述定義的數(shù)字序列的集合中的每個序列和與所述不同載波頻率相關(guān)聯(lián)的所述數(shù)字信號集合中的每個數(shù)字信號的相關(guān)(312)。
7.如以上權(quán)利要求所述的方法，其中，所述檢測步驟(206)包括:建立檢測閾值，為每個相關(guān)結(jié)果確定它是否包括超過所述檢測閾值的峰值，并建立小區(qū)候選者的對應(yīng)集合。
8.如以上權(quán)利要求所述的方法，其中，所述確定步驟(208)包括:基于所述對應(yīng)峰值的幅度評估選擇所述多個小區(qū)候選者當(dāng)中的一個小區(qū)。
9.如以上權(quán)利要求所述的方法，其中，通過如下項之一來執(zhí)行選擇所述多個小區(qū)候選者當(dāng)中的一個小區(qū): -選擇所述峰值當(dāng)中的最大峰值；以及 -選擇預(yù)先選擇的小區(qū)候選者的所述峰值當(dāng)中的最大峰值。
10.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，生成(204)步驟包括:將用于接收所述無線電信號的無線電接收器順序調(diào)諧到不同頻率的集合。
11.如以上權(quán)利要求所述的方法，其中，通過在某一頻率范圍內(nèi)逐步增大或減小頻率來調(diào)諧所述無線電接收器。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述不同頻率的集合與預(yù)先定義小區(qū)的集合相關(guān)聯(lián)，所述預(yù)先定義小區(qū)的集合優(yōu)選形成先驗已知小區(qū)的集合或來自在之前小區(qū)搜索期間識別的小區(qū)。
13.如以上權(quán)利要求所述的方法，其中，所述蜂窩網(wǎng)絡(luò)符合由第三代合作伙伴項目所建立的LTE或高級LTE標(biāo)準(zhǔn)。
14.一種用于評估從網(wǎng)絡(luò)接收的無線電信號的移動終端(10，30)，所述無線電信號覆蓋由多個頻帶組成的某一頻率范圍，其中，每個頻帶與某一載波頻率相關(guān)聯(lián)，所述終端包括: -處理器(102)，適合于通過解調(diào)所述無線電信號生成與不同載波頻率相關(guān)聯(lián)的數(shù)字信號集合； -檢測電路(104)，適合于評估所述數(shù)字信號集合中的每個數(shù)字信號以便檢測具有已知性質(zhì)的信號分量的存在，并選擇對應(yīng)的小區(qū)；以及 -小區(qū)頻率確定電路(106)，適合于確定與選擇的小區(qū)相關(guān)聯(lián)的要用于小區(qū)同步的載波頻率。
15.一種可加載到移動終端中的計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序包括適合于執(zhí)行如權(quán)利要求1-13中任一項 所述的方法的代碼。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過評估從蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)接收的無線電信號來支持該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的小區(qū)搜索，該無線電信號覆蓋由多個頻帶組成的某一頻率范圍，其中每個頻帶與某一載波頻率相關(guān)聯(lián)，該方法包括通過解調(diào)該無線電信號生成(204)與不同載波頻率相關(guān)聯(lián)的數(shù)字信號集合，評估(206)所述數(shù)字信號集合中的每個數(shù)字信號以便檢測具有已知性質(zhì)的重現(xiàn)信號分量的存在，并選擇對應(yīng)的小區(qū)，以及同步(210)到與選擇的小區(qū)相關(guān)聯(lián)的載波頻率。
文檔編號H04W48/16GK103190180SQ201080070083
公開日2013年7月3日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者D.利普卡 申請人:瑞典愛立信有限公司