專利名稱：利用抽取重組方法的導(dǎo)頻信號(hào)搜索的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及蜂窩式通信系統(tǒng)。本發(fā)明具有這樣的用途，例如，作為采用數(shù)字信號(hào)處理電路進(jìn)行導(dǎo)頻強(qiáng)度搜索的無線電接收器的一部分。
在為移動(dòng)無線電和所選基站之間提供清晰的信道時(shí)，防止來自其他無線電通信鏈路的干擾或防止對(duì)其他無線電通信鏈路的干擾是很重要的。這個(gè)問題是通過利用確定最近基站的精確方法和控制維持通信所用的通信功率電平來解決的。如果最近基站沒有作精確選擇或沒有定時(shí)更新而改變，通信就會(huì)與系統(tǒng)中的其他通信重疊和干擾。
在一個(gè)具體的系統(tǒng)例如蜂窩式通信系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)選擇最近基站的方法是監(jiān)控每個(gè)基站發(fā)出的控制信道的信號(hào)強(qiáng)度，并對(duì)比較這些信道的接收電平作出響應(yīng)來選擇具有最佳信號(hào)質(zhì)量的最近基站。由基站和/或移動(dòng)無線電利用各種算法，在某些系統(tǒng)中是靠在通信時(shí)基站和移動(dòng)無線電之間傳輸控制信息而將通信功率控制在最低電平。許多這類系統(tǒng)采用直接序列擴(kuò)頻(DSSS)碼分多址(CDMA)通信。在這類系統(tǒng)中，利用不同的代碼把通信和發(fā)射分開使多個(gè)用戶通常使用同一頻率。在任一既定頻率，其他用戶的信號(hào)會(huì)干擾對(duì)發(fā)射基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量。在試圖說明這種干擾的原因時(shí)，測(cè)量方法靠計(jì)算接收電平和干擾電平的比，即“SIR”或信號(hào)-干擾比，來確定信號(hào)質(zhì)量，例如在T.Dohi等的“在有非均勻話務(wù)分配時(shí)基于SIR的功率控制的性能”一文中已有敘述(見1995通用個(gè)人通信第四屆國(guó)際會(huì)議記錄，pp.334-338，1995年11月)。除了SIR外，信號(hào)質(zhì)量的確定還取決于對(duì)信號(hào)接收電平的估計(jì)，而信號(hào)接收電平的估計(jì)又取決于信號(hào)的傳播和傳輸這些估計(jì)的精確度，即所謂的“多路瑞利衰落”問題。多路瑞利衰落(“衰落”)是由于通過無線通信介質(zhì)接收的基站信號(hào)的反射而引起的。
已測(cè)量射頻(RF)信號(hào)強(qiáng)度的通信也會(huì)有這種衰落。在基于CDMA的蜂窩通信系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)選擇最近基站常包括搜索每個(gè)基站發(fā)射的信標(biāo)信號(hào)的最佳CDMA導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度，以確定是否應(yīng)從當(dāng)前基站切換到另一基站。在每個(gè)移動(dòng)臺(tái)內(nèi)，在擴(kuò)頻接收器中利用相關(guān)過程對(duì)發(fā)射的信標(biāo)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，在此過程中使接收到的信號(hào)與發(fā)射器用的信號(hào)的復(fù)制信號(hào)相關(guān)聯(lián)，使信號(hào)擴(kuò)展到整個(gè)帶寬。為了擴(kuò)展直接序列擴(kuò)頻(DSSS)信號(hào)，通常用偽隨機(jī)噪聲二進(jìn)制序列或(“PN”代碼)來擴(kuò)展這種信號(hào)。接收器通過使所述擴(kuò)展波形與該P(yáng)N二進(jìn)制序列的復(fù)制序列適當(dāng)同步來對(duì)所述DSSS信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展(despread)。
每個(gè)基站的各導(dǎo)頻信標(biāo)使用相同的PN代碼并且按對(duì)該序列的唯一偏移來區(qū)分。移動(dòng)臺(tái)在空閑模式利用與基站相關(guān)聯(lián)的PN代碼偏移的估算強(qiáng)度(即導(dǎo)頻強(qiáng)度)來確定切換到哪個(gè)基站。該估算過程稱為“搜索”，它涉及到使輸入信號(hào)與本機(jī)發(fā)生的有相應(yīng)偏移的PN序列相關(guān)聯(lián)。移動(dòng)臺(tái)在空閑模式時(shí)作的切換決定(空閑切換)完全由移動(dòng)臺(tái)控制，即，沒有基站的交互作用。
蜂窩基站發(fā)送包括所有附近基站的PN代碼偏移(通常稱為導(dǎo)頻PN)的(通用/擴(kuò)展)鄰近列表消息，使得移動(dòng)臺(tái)能集中搜索它們。每個(gè)鄰近導(dǎo)頻還伴有優(yōu)先級(jí)和窗口大小。由于并非所有鄰近基站在發(fā)射鄰近列表消息的基站的覆蓋區(qū)內(nèi)都有足夠強(qiáng)的信號(hào)，所以優(yōu)先級(jí)表示搜索該導(dǎo)頻的重要程度。由于并非所有基站都與當(dāng)前基站等距離，所以窗口表示為探測(cè)到相應(yīng)基站需搜索的PN代碼偏移的范圍；一般來說，指定的窗口越長(zhǎng)，該基站距接收信號(hào)的移動(dòng)臺(tái)越遠(yuǎn)。由于沒有準(zhǔn)則指明移動(dòng)臺(tái)應(yīng)如何使用這些優(yōu)先級(jí)和窗口數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索，所以通常的做法就是全部搜索整個(gè)窗口(對(duì)應(yīng)于一個(gè)導(dǎo)頻PN)，然后移到另一導(dǎo)頻，而不考慮該導(dǎo)頻的窗口長(zhǎng)度和優(yōu)先級(jí)。
實(shí)行這種搜索途徑的一個(gè)問題是涉及到移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行的有潛在沖突的并行任務(wù)。例如，移動(dòng)臺(tái)的“空閑模式”包括時(shí)隙模式操作，其中，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的間隔(例如，1.28s)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)只在很短時(shí)間(例如，約80ms)內(nèi)監(jiān)控基站強(qiáng)度。這樣，即使是快速的搜索器，也不可能在典型的信道相關(guān)的時(shí)間內(nèi)搜索覆蓋鄰近基站全部窗口所需的所有PN代碼。而且，搜索一個(gè)大窗口所需的時(shí)間相對(duì)其監(jiān)控時(shí)間(如，80ms)來說可能太大。
于是，就需要一種在這種通信系統(tǒng)中搜索導(dǎo)頻和有關(guān)信號(hào)處理的改進(jìn)方法。
概述根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，從以更有效和精確的方式搜索導(dǎo)頻信號(hào)所用的CDMA接收器的方法和裝置等方面舉出本發(fā)明的一些實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)應(yīng)用實(shí)例是涉及搜索一組導(dǎo)頻信號(hào)的CDMA通信系統(tǒng)，這組導(dǎo)頻信號(hào)包括搜索窗口長(zhǎng)度大于碼片閾數(shù)目的第一導(dǎo)頻信號(hào)和搜索窗口長(zhǎng)度不大于碼片閾數(shù)目的第二導(dǎo)頻信號(hào)。第一導(dǎo)頻信號(hào)的搜索窗口被抽取成多個(gè)子窗口，然后利用共用的優(yōu)先準(zhǔn)則搜索第二信號(hào)和子窗口之一。
本發(fā)明的另一應(yīng)用實(shí)例是在移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行這種導(dǎo)頻搜索的方法和裝置。本發(fā)明的更具體的方面是特定的CDMA蜂窩應(yīng)用。在這種應(yīng)用中，通信系統(tǒng)包括與多個(gè)基站通信的移動(dòng)臺(tái)。導(dǎo)頻搜索結(jié)果由該移動(dòng)臺(tái)的接收器處理，以便提供對(duì)每個(gè)PN代碼的搜索結(jié)果的樣值。處理這些樣值以確定哪個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)代表最強(qiáng)導(dǎo)頻信號(hào)。
在另一具體實(shí)施例中，在各地理小區(qū)中布置與各移動(dòng)臺(tái)通信的覆蓋指定地域的多個(gè)基站。每個(gè)基站產(chǎn)生導(dǎo)頻信號(hào)，這樣這些基站集體產(chǎn)生一組導(dǎo)頻信號(hào)，包括搜索窗口長(zhǎng)度大于碼片閾數(shù)目的第一導(dǎo)頻信號(hào)和搜索窗口長(zhǎng)度不大于碼片閾數(shù)目的第二導(dǎo)頻信號(hào)。每個(gè)移動(dòng)臺(tái)包括信號(hào)處理電路，該電路配置成搜索這組導(dǎo)頻信號(hào)，將第一導(dǎo)頻信號(hào)的搜索窗口抽取成多個(gè)子窗口，并根據(jù)第二導(dǎo)頻信號(hào)和子窗口之一共用的優(yōu)先準(zhǔn)則來搜索所述第二信號(hào)和所述子窗口之一。
另一基于CDMA的蜂窩應(yīng)用實(shí)例是將優(yōu)先級(jí)和窗口大小信息相結(jié)合的方法、以便使空閑模式下的這些搜索程序化、使具有較高先驗(yàn)概率會(huì)成為空閑切換候選者的導(dǎo)頻更頻繁地被搜素、并且所有導(dǎo)頻、不論窗口大小、都能有公平的機(jī)會(huì)被搜索，從而提高了迅速地發(fā)生空閑切換的概率。這樣一來有效組(Active Set)信號(hào)強(qiáng)度降到任一特定電平之下的概率就降低了，于是提高了傳呼消息接收的可靠性。
上述概述并不用來提供本發(fā)明的所有方面的綜述。將結(jié)合以下的詳細(xì)描述來舉例說明本發(fā)明的其他方面。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的特定的方法實(shí)例的、在抽取后將導(dǎo)頻信號(hào)窗口優(yōu)先化和重組的流程圖。
雖然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種形式的修改和替換，但是，在附圖中以實(shí)例說明其特性并對(duì)其特性進(jìn)行詳細(xì)的描述。但是，顯然，我們的意圖不是將本發(fā)明限于某個(gè)所述實(shí)施例。相反，我們的意圖是本發(fā)明覆蓋所有在所附權(quán)利要求書定義的精神和范圍內(nèi)的一切修改、等效物和替換。詳細(xì)說明本發(fā)明在導(dǎo)頻信號(hào)搜索方面具有各種用途，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與適合于進(jìn)行導(dǎo)頻信號(hào)搜索的CDMA無線電通信接收器結(jié)合使用特別有利。因?qū)嵤┍景l(fā)明而受益的一個(gè)具體應(yīng)用實(shí)例包括在蜂窩通信系統(tǒng)中的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度搜索。雖然本發(fā)明不限于這些應(yīng)用，但通過本文中各實(shí)施例的討論可以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。
按照一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明針對(duì)無線電接收器，后者包括被編程來處理CDMA環(huán)境中的數(shù)據(jù)樣值流的數(shù)據(jù)處理裝置。根據(jù)本發(fā)明，第一類型的多個(gè)臺(tái)發(fā)射導(dǎo)頻信號(hào)，由一個(gè)或多個(gè)第二類型的臺(tái)用來評(píng)估各個(gè)發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)的質(zhì)量和/或確定所述第一類型的多個(gè)臺(tái)中哪一個(gè)在地理位置上最接近這個(gè)作信號(hào)評(píng)估的第二類型臺(tái)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)臺(tái)發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)使用一個(gè)或多個(gè)PN代碼，這些代碼是第二類型臺(tái)已知的并由所述第二類型臺(tái)用于解碼/去擴(kuò)展的處理過程中，并最終按對(duì)所述PN序列的唯一偏移加以區(qū)分。
在以下特定實(shí)施例中舉例說明的另一有關(guān)應(yīng)用中，CDMA環(huán)境由基于CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的通信協(xié)議所定義，而且所述多個(gè)臺(tái)發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)使用共用的PN代碼。移動(dòng)臺(tái)在空閑模式下使用與基站相關(guān)聯(lián)的PN代碼偏移的估算強(qiáng)度(即導(dǎo)頻強(qiáng)度)來確定切換到哪個(gè)基站。所述估算過程稱為“搜索”。在許多實(shí)現(xiàn)方案中(雖不是必須的)以編程的數(shù)字信號(hào)處理裝置的方式、例如以用于當(dāng)前蜂窩無線電話的市售的芯片組的形式來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)臺(tái)接收器的邏輯塊以完成上述任務(wù)。
結(jié)合特定的應(yīng)用實(shí)例，例如

圖1中所示的CDMA通信系統(tǒng)，可以最好地理解所述CDMA類型的蜂窩實(shí)施例的各個(gè)方面。該系統(tǒng)包括與CDMA通信裝置101通信的多個(gè)基站100，圖中示出了其接收器部分。所述CDMA通信裝置適合于進(jìn)行上述關(guān)于DSSS CDMA蜂窩系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理操作。在此應(yīng)用實(shí)例中，利用偽噪聲(PN)參考序列、以遠(yuǎn)大于信號(hào)的符號(hào)速率的碼片(chip)速率擴(kuò)展待發(fā)送到CDMA通信裝置101的符號(hào)，以便形成擴(kuò)頻信號(hào)。在本文中，用于擴(kuò)展第二調(diào)制中的信號(hào)的位脈沖的持續(xù)時(shí)間稱為“碼片間隔”(或有時(shí)稱為“碼片”)，其倒數(shù)稱為“碼片速率”。這種擴(kuò)頻信號(hào)被調(diào)制到載頻上以便傳輸，例如，按照TIA/EIA臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA/IS-95-A中所描述的。關(guān)于這種蜂窩通信操作的細(xì)節(jié)，可參考公開發(fā)表的文件，包括ANSI-J-STD-008，TIA；IS-95B，TIA；IS-98A，TIA；ANSI-J-STD-018，TIA；IS-98C，TIA；以及“切換算法分析”(Analysis of HandoverAlgorithms，M.Gudmundson，IEEE Vehicular Techn.Conf.，St.Louis，Mo pp.537-541，1991年5月)。
CDMA通信裝置101接收調(diào)制的擴(kuò)頻信號(hào)s(t)。在通信裝置101中，按子片分辨率分解所述發(fā)射的調(diào)制擴(kuò)頻信號(hào)s(t)的接收到的多路成分。通信裝置101包括接收器前端102，它連接到接收調(diào)制擴(kuò)頻信號(hào)s(t)的天線103。像傳統(tǒng)的裝置那樣，前端102對(duì)接收到的信號(hào)s(t)進(jìn)行濾波和放大，并且對(duì)接收到的信號(hào)s(t)進(jìn)行載頻解調(diào)。通信裝置101可以是單向裝置，僅接收信號(hào)s(t)，或在大多數(shù)情況下，通信裝置101可以是雙向通信裝置，它尤其包括發(fā)射器支路107中的各部件、功率放大器108。發(fā)射器支路107可以產(chǎn)生如上述TIA/EIA臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)(及有關(guān)的)文件規(guī)定的擴(kuò)頻信號(hào)。
接收器前端102以內(nèi)部產(chǎn)生的正交基帶信號(hào)sI(t)和sQ(t)中的正交基帶信號(hào)sI(nTs)和sQ(nTs)的形式提供解調(diào)的擴(kuò)頻信號(hào)，t為時(shí)間，n為整數(shù)，“1/Ts”為超過接收信號(hào)s(t)的片速率的取樣速率。裝置101檢索為它設(shè)計(jì)的符號(hào)或位，方法是將樣值與本機(jī)產(chǎn)生的與發(fā)送符號(hào)所用的PN參考相同的PN序列相關(guān)聯(lián)。于是，對(duì)于每個(gè)PN序列，通信裝置101執(zhí)行解碼功能、包括PN去擴(kuò)展以及相干和非相干信號(hào)、如塊110a、110b直到110n所示，更具體地說，在每個(gè)塊的相應(yīng)子塊中(例如塊110a的塊112a和塊114a)。
為了進(jìn)行導(dǎo)頻信號(hào)搜索，通信裝置101還包括組合搜索調(diào)度程序/搜索重組塊120，后者適合于選擇性地調(diào)度對(duì)每個(gè)PN序列的導(dǎo)頻信號(hào)樣值的搜索。這種調(diào)度，邏輯上用對(duì)每個(gè)解碼塊110a到110n的“on/off”輸入表示，按下述更詳細(xì)的說明進(jìn)行，以符合本發(fā)明的搜索的有利特性。除了以下討論的之外，通常導(dǎo)頻的搜索是按在不同的搜索時(shí)間間隔調(diào)度連續(xù)搜索同一導(dǎo)頻的序列來進(jìn)行的，這種方法在題目為“異步輸入的改進(jìn)濾波”(Modified Filtering of AsynchronousInputs)的美國(guó)專利申請(qǐng)(系列號(hào)09/640128(VLSI.290PA)，2000年8月16日提交)中有所敘述，已全部作為參考包括在本文中。
從解碼塊110a至110n，對(duì)各導(dǎo)頻信號(hào)搜索的結(jié)果由各濾波器125a、125b至125n以與本發(fā)明上述的同樣濾波方式有選擇地進(jìn)行處理。與聯(lián)系塊122所描述的一樣，塊120產(chǎn)生每個(gè)濾波器使用的取樣間隔，以便在對(duì)導(dǎo)頻強(qiáng)度信號(hào)的各連續(xù)搜索之間的時(shí)間差中分解因數(shù)(factor)。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，使用一種修改的IIR濾波器，所述IIR濾波器的系數(shù)隨對(duì)每個(gè)PN序列連續(xù)搜索的結(jié)果的到達(dá)時(shí)間差而變，并且把相對(duì)到達(dá)時(shí)間確定為濾波單位取樣間隔的近似整數(shù)倍。
在許多蜂窩應(yīng)用中，由所述濾波器125a至125n的輸出提供的這組搜索結(jié)果提交給有通信連接的基站，代表一組切換候選者。作為響應(yīng)，基站確定何時(shí)將通信切換到哪里。正如以下還將討論的，按照本文發(fā)明的一個(gè)方面，由各移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行的導(dǎo)頻搜索過程向有通信連接的基站提出了評(píng)估濾波輸出的需要，以便在空閑模式下評(píng)估最好的切換候選者。
根據(jù)本發(fā)明的其他重要方面，進(jìn)行鄰近組導(dǎo)頻搜索時(shí)要考慮到有些搜索由于對(duì)某個(gè)鄰近導(dǎo)頻、或在某些情況下(諸如以上參考文獻(xiàn)中所描述的)全部鄰近導(dǎo)頻、甚至有效組導(dǎo)頻所指定的比較長(zhǎng)的窗口而可能要花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間。按照本發(fā)明，進(jìn)行其搜索窗口大于搜索引擎中使用的搜索窗口的導(dǎo)頻搜索，其方法是利用多個(gè)執(zhí)行任務(wù)塊來搜索每個(gè)這種導(dǎo)頻信號(hào)的整個(gè)窗口、并且將多個(gè)執(zhí)行任務(wù)塊中的每個(gè)塊與搜索窗口不大于上述窗口大小的已排隊(duì)的導(dǎo)頻搜索任務(wù)一起排隊(duì)。至少在最初，每種這些排隊(duì)的搜索任務(wù)是以同等的搜索優(yōu)先級(jí)來處理的。這種技術(shù)可以稱之為抽取重組搜索，因?yàn)殚L(zhǎng)窗口的導(dǎo)頻被抽取，然后，至少在最初，與其他導(dǎo)頻等值排序。
這種抽取重組搜索方法的特定實(shí)施例涉及到搜索一定數(shù)量的碼片(搜索分辨率倒數(shù)的整數(shù)倍)、找到第一個(gè)長(zhǎng)窗口導(dǎo)頻、進(jìn)入搜索另一導(dǎo)頻的過程、期望(但不一定必須)過一些時(shí)候能恢復(fù)對(duì)第一個(gè)長(zhǎng)窗口導(dǎo)頻的搜索。雖然對(duì)長(zhǎng)窗口導(dǎo)頻的非抽取搜索需要較少的開銷，但抽取重組搜索方法的各種實(shí)施例的實(shí)施可以克服因長(zhǎng)窗口導(dǎo)頻而產(chǎn)生的各種問題。例如，如果在該組中有少數(shù)幾個(gè)導(dǎo)頻有長(zhǎng)窗口，要用很長(zhǎng)的時(shí)間來搜索它們，其他搜索就要推遲到下一次喚醒(wakeup)周期。這就會(huì)延遲整個(gè)導(dǎo)頻檢測(cè)過程。另外，來自遠(yuǎn)離該現(xiàn)用基站的基站的導(dǎo)頻通常具有較長(zhǎng)的窗口。但這些基站的導(dǎo)頻強(qiáng)度卻會(huì)比較弱(因?yàn)樗鼈儽容^遠(yuǎn))。這種關(guān)系意味著移動(dòng)臺(tái)要化費(fèi)更多的時(shí)間去搜索可能性較小的空閑切換候選者，而可能性較大的候選者卻被置于等待狀態(tài)。而且，由于來自鄰近搜索分辨率的各種結(jié)果之間存在相關(guān)性，可以預(yù)期這種搜索的信息值隨搜索時(shí)間的增加、其返回值會(huì)減小。例如，226碼片的搜索比16碼片的搜索時(shí)間要長(zhǎng)15倍，但信息值卻不一定會(huì)高15倍。
因此，可以這樣實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，使得這種抽取重組搜索具有以下一種或多種有利特點(diǎn)每次搜索花費(fèi)固定的時(shí)間，使調(diào)度計(jì)算不那么復(fù)雜；不論窗口大小，以同樣的頻繁程度搜索導(dǎo)頻；可能性較小的空閑切換候選者(具有較長(zhǎng)窗口的導(dǎo)頻)不能先于可能性較大的空閑切換候選者；以及隨著搜索結(jié)果的積累，窗口中未搜索的PN空間量減小，從而減小了找到強(qiáng)導(dǎo)頻的概率(即，減小了搜索的信息值)，這一點(diǎn)反過來又可用于更智能的調(diào)度。
雖然這種方法由于增加消息量的緣故會(huì)增加開銷，但是通過選擇適當(dāng)?shù)拈_銷率可以把這種開銷抵消到所選的程度。抽取搜索的開銷時(shí)間和搜索時(shí)間的建議比值為33％。例如利用在ANSI-J-STD-018，TIA中討論的搜索時(shí)間準(zhǔn)則，一次搜索的開銷為5.3ms。這樣，抽取窗口的硬件搜索時(shí)間可能是10.6ms。如果假定NL＝2048，不需作抽取的最大窗口大小為 在其他實(shí)現(xiàn)方案中，縮短開銷時(shí)間，例如通過軟件編程，還可使這個(gè)數(shù)更小。
作為抽取重組搜索的應(yīng)用實(shí)例，假設(shè)定義導(dǎo)頻搜索的閾窗口尺寸的碼片數(shù)為80。如果指定的窗口尺寸不大于80碼片，則該窗口只搜索一次。如果指定的窗口尺寸大于80碼片，則把該窗口抽取成子窗口，每個(gè)子窗口都等于或小于80碼片。這樣設(shè)置這些子窗口、使得較大的子窗口傾向于較長(zhǎng)的延遲，而較小的子窗口傾向于較短的延遲。然后調(diào)度這些子窗口，以便根據(jù)所選的優(yōu)先方案、例如隨機(jī)或動(dòng)態(tài)、從高優(yōu)先級(jí)到低高優(yōu)先級(jí)進(jìn)行搜索。這樣得到的抽取窗口如下表
該規(guī)則的一個(gè)例外是有效組導(dǎo)頻(對(duì)應(yīng)于其載波已解調(diào)的基站(相對(duì)于僅被監(jiān)控)，例如，如IS-95B，TIA所規(guī)定的，將利用非抽取單次搜索在整個(gè)窗口搜索該導(dǎo)頻。
正如結(jié)合ANSI-J-STD-008和IS-95B，TIA所討論的，每個(gè)導(dǎo)頻的搜索優(yōu)先級(jí)是應(yīng)考慮的一個(gè)有用因素。如果鄰近組已滿，且每個(gè)鄰近導(dǎo)頻的搜索窗口都接近最大值，那么在相關(guān)時(shí)間內(nèi)覆蓋全部導(dǎo)頻所需的搜索數(shù)就會(huì)超過一個(gè)100Hz搜索器的容量。在這種情況下，按照本發(fā)明，用一種優(yōu)先方案確定哪一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)需要首先搜索。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，采用兩種主要的優(yōu)先方法來解決此問題，既動(dòng)態(tài)排隊(duì)和基于優(yōu)先級(jí)的排序。
動(dòng)態(tài)排隊(duì)涉及設(shè)定初始優(yōu)先級(jí)然后根據(jù)其他準(zhǔn)則改變?cè)搩?yōu)先級(jí)。下面將指出，這種方法的實(shí)施方案包括設(shè)定初始優(yōu)先級(jí)，后者具有或者給予抽取的導(dǎo)頻窗口和/或給予非抽取的導(dǎo)頻窗口的某種優(yōu)先級(jí)加權(quán)。在這方面，搜索的導(dǎo)頻和待搜索的導(dǎo)頻每次在被搜索時(shí)都是靠降低指定給每個(gè)導(dǎo)頻的優(yōu)先級(jí)來進(jìn)行跟蹤的，而且具有老化因素以便在搜索結(jié)果到期后提高優(yōu)先級(jí)。
動(dòng)態(tài)排隊(duì)方法的具體實(shí)現(xiàn)方案如下。首先，待搜索導(dǎo)頻的初始優(yōu)先級(jí)與“擴(kuò)展和通用鄰近列表消息”中指定的優(yōu)先級(jí)相同。如果使用“鄰近列表消息”，則所有鄰近組的優(yōu)先級(jí)都可指派為數(shù)值2(中等優(yōu)先級(jí)指派)。管理優(yōu)先級(jí)的一種途徑就是把已搜索過的導(dǎo)頻的優(yōu)先級(jí)在搜索后降到1(低于其他組)。這個(gè)值將被保持8個(gè)單位時(shí)隙周期(即10.24秒，與平均相關(guān)時(shí)間相同)，然后恢復(fù)原先的優(yōu)先級(jí)。如果使用抽取搜索策略(如上述)，優(yōu)先級(jí)應(yīng)與搜索的各PN碼片與總窗口大小的比值成比例地降到基本值-1。
在鄰近和余留組的導(dǎo)頻中，具有最高優(yōu)先級(jí)的導(dǎo)頻應(yīng)被搜索。如果有許多導(dǎo)頻具有最高優(yōu)先級(jí)，則進(jìn)行隨機(jī)選擇。這種方法的優(yōu)點(diǎn)還包括能保持搜索調(diào)度是動(dòng)態(tài)的，所以總是最佳的，雖然可能最好用開銷指令在每次搜索后重新計(jì)算優(yōu)先級(jí)，而這種再計(jì)算對(duì)于排隊(duì)的搜索請(qǐng)求卻不是最理想的。
在按照本發(fā)明的基于優(yōu)先級(jí)排序方法的實(shí)例中，維持一種循環(huán)搜索次序。搜索請(qǐng)求這樣插入此次序中、使得優(yōu)先級(jí)較高的導(dǎo)頻比優(yōu)先級(jí)較低的導(dǎo)頻更頻繁地被搜索。然后搜索按排序方案以循環(huán)的方式依次進(jìn)行。一旦排序已完成，就不再動(dòng)態(tài)改變。唯一需要重組的時(shí)間是在有“應(yīng)急”搜索、空閑切換或接收到新的鄰近列表時(shí)。
將所述搜索請(qǐng)求排序的一個(gè)簡(jiǎn)單方法重復(fù)每個(gè)導(dǎo)頻搜索請(qǐng)求(必要的話，在抽取之后)，重復(fù)的次數(shù)對(duì)應(yīng)于其優(yōu)先級(jí)，然后進(jìn)行完全的混洗(shuffle)，以獲得隨機(jī)化的次序。完全的混洗規(guī)則是數(shù)據(jù)混洗技術(shù)，在大小為2^N的數(shù)據(jù)塊的成分利用N-位地址依次編號(hào)，從0到2^N-1。然后以這樣的次序?qū)⒚恳粋€(gè)地址中的位反轉(zhuǎn)次序、使得LSB變成MSB，而所有其他位移位到它們的鏡相映射的位置(例如abcde變成edcba)。然后把各單元移位到對(duì)應(yīng)于它們的新地址的地方。
有利的是，該實(shí)例基于優(yōu)先級(jí)排序的方法可以用多種方法實(shí)現(xiàn)，包括在接收到鄰近列表后作為計(jì)算的查閱表，因?yàn)樗阉鞯呐判蚴穷A(yù)定的。不需要在每次搜索請(qǐng)求前作計(jì)算來確定需進(jìn)行哪項(xiàng)搜索，因此減少了CPU需要的MIP。另外，由于搜索次序事先已知，所以很容易進(jìn)行排隊(duì)的定期的搜索。對(duì)于雙-停止搜索，即在搜索引擎進(jìn)行決定前窗口先用粗略模式觀察，再用精細(xì)模式觀察，可以在搜索開始時(shí)把整個(gè)次序表下載到搜索引擎上，讓搜索引擎運(yùn)行整個(gè)周期并定期發(fā)出結(jié)果。由于這些優(yōu)點(diǎn)，基于優(yōu)先級(jí)排序的方法對(duì)某些應(yīng)用就更為有利。
在采用這種基于優(yōu)先級(jí)排序的方法的另一實(shí)施例中，解調(diào)器執(zhí)行許多步驟來改變進(jìn)行搜索時(shí)的載頻頻率。在此方法中，只有有效頻率的搜索才定期進(jìn)行。接收到鄰近列表后，接收器的CPU(或其他數(shù)據(jù)處理器裝置)識(shí)別作抽取搜索的候選者導(dǎo)頻(SRCH-WIN-NGHR＞9)并如上述抽取它們。如果導(dǎo)頻信號(hào)都指定有各自的導(dǎo)頻優(yōu)先級(jí)，則CPU以數(shù)組(array)的形式安排抽取搜索、使得每個(gè)導(dǎo)頻搜索請(qǐng)求(包括搜索的抽取部分)都重復(fù)(SEARCH_PRIORITY+1)次。如果沒有指定各自的導(dǎo)頻優(yōu)先級(jí)，則每次搜索只重復(fù)一次。然后CPU利用上述完全混洗規(guī)則混洗該數(shù)組。如果少于2^N項(xiàng)，則使用空項(xiàng)并在以后將其去掉。所述混洗的數(shù)組是進(jìn)行搜索的次序。第一搜索對(duì)應(yīng)于數(shù)組中的第一項(xiàng)，在數(shù)組的最后一項(xiàng)的搜索完成以后，進(jìn)行第一搜索。在每個(gè)指派的時(shí)隙之前搜索有效組、以便實(shí)現(xiàn)手指指派(fingerassignment)，因而通常越過所有其他搜索請(qǐng)求?？梢哉J(rèn)為余留組具有SEARCH_PRIORITY＝-1，因此不用此方案搜索。在一個(gè)實(shí)施例中，余留組只在系統(tǒng)規(guī)范提供的預(yù)定緊急搜索情況下進(jìn)行搜索。
以下實(shí)例有助于說明本發(fā)明的抽取搜索和基于優(yōu)先級(jí)排隊(duì)是如何工作的。在此例中，通用鄰近列表消息指定了以下鄰近列表。
在沒有抽取和搜索優(yōu)先方案的情況下，CPU花很多時(shí)間搜索優(yōu)先級(jí)低的導(dǎo)頻，而且它們都有較長(zhǎng)的窗口。而且，對(duì)優(yōu)先級(jí)低的導(dǎo)頻的連續(xù)搜索比對(duì)優(yōu)先級(jí)高的導(dǎo)頻更頻繁。實(shí)行抽取方案后，導(dǎo)頻搜索被劃分，如下表所示
重復(fù)每個(gè)導(dǎo)頻搜索(SEARCH_PRIORITY+1)次后，結(jié)果如下
在此列表中填入6個(gè)名義上為零的成分(使之成為大小16＝2^4)(僅為了作說明)并進(jìn)行完全混洗，結(jié)果為
這樣，在抽取、優(yōu)先化和重組后，如圖2所示進(jìn)行搜索，圖中可見，由于優(yōu)先化方案，搜索器(即，象CPU所執(zhí)行的搜索塊)在搜索優(yōu)先級(jí)高的導(dǎo)頻上所花的時(shí)間比搜索優(yōu)先級(jí)低的導(dǎo)頻要多。而且，由于抽取策略，不論其原來的窗口大小如何，搜索器不花過多的時(shí)間去搜索某一個(gè)導(dǎo)頻。最后，由于重組方案，這種方法的結(jié)果都是任一導(dǎo)頻的搜索頻率或多或少與該導(dǎo)頻的搜索優(yōu)先級(jí)有關(guān)(例如，對(duì)優(yōu)先級(jí)高的導(dǎo)頻的各次搜索之間的時(shí)間間隔低于對(duì)優(yōu)先級(jí)低的導(dǎo)頻的各次搜索之間的時(shí)間間隔)。在此例中不是這種情況的唯一導(dǎo)頻就是P2的第一子窗口(即，P2(1)，其兩次搜索恰好是相連的，這一實(shí)例是一個(gè)異常發(fā)生實(shí)例，可以歸因于定義組和進(jìn)行正交的方式。對(duì)于各種具體應(yīng)用，這種異常發(fā)生的頻率各不相同，部分地根據(jù)具體重組方案的設(shè)計(jì)。
鑒于上述，可以看出本發(fā)明的各實(shí)施例對(duì)于在通信系統(tǒng)中作導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度搜索具有重大的優(yōu)勢(shì)，包括但不限于在蜂窩通信系統(tǒng)中為切換目的而進(jìn)行的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度搜索。
以上舉出各種實(shí)施例只是為了說明，而不是限制本發(fā)明。本專業(yè)的技術(shù)人員很容易了解，對(duì)本發(fā)明可作各種修改和變化，不必嚴(yán)格依照此文所示的實(shí)施例及應(yīng)用。本發(fā)明的范圍在以下權(quán)利要求書中陳述。
權(quán)利要求
1.一種用于CDMA通信系統(tǒng)的、搜索包括搜索窗口長(zhǎng)度大于碼片閾數(shù)目的第一導(dǎo)頻信號(hào)和搜索窗口長(zhǎng)度不大于碼片閾數(shù)目的第二導(dǎo)頻信號(hào)的一組導(dǎo)頻信號(hào)的方法，所述方法包括把關(guān)于所述第一導(dǎo)頻信號(hào)的搜索窗口抽取(120)成多個(gè)子窗口(圖2)；以及根據(jù)對(duì)每個(gè)所述第二導(dǎo)頻信號(hào)和所述各子窗口之一共用的優(yōu)先準(zhǔn)則(120)，搜索(120)所述第二導(dǎo)頻信號(hào)和所述各子窗口之一。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述優(yōu)先準(zhǔn)則是為所述第一和第二導(dǎo)頻信號(hào)之一規(guī)定的導(dǎo)頻規(guī)范的一部分。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于基于優(yōu)先準(zhǔn)則的搜索包括搜索共同的搜索持續(xù)時(shí)間、所述第二導(dǎo)頻信號(hào)中的每一個(gè)和各子窗口的所述一個(gè)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于基于優(yōu)先準(zhǔn)則的搜索包括以同等的頻繁程度搜索所述第一和第二導(dǎo)頻信號(hào)中的每一個(gè)，與它們各自的窗口大小無關(guān)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于基于優(yōu)先準(zhǔn)則的搜索還包括在搜索所述第一導(dǎo)頻信號(hào)的所述各子窗口之一后積累搜索結(jié)果，隨著搜索結(jié)果的積累，對(duì)應(yīng)于未搜索的子窗口的PN空間隨著所述積累而減小。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于基于優(yōu)先準(zhǔn)則的搜索還包括在搜索所述第一導(dǎo)頻信號(hào)的所述各子窗口之一后積累搜索結(jié)果，隨著搜索結(jié)果的積累，識(shí)別所述第一導(dǎo)頻信號(hào)為強(qiáng)導(dǎo)頻信號(hào)的可能性下降。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述優(yōu)先準(zhǔn)則是動(dòng)態(tài)的。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述優(yōu)先準(zhǔn)則的活力(dynamism)隨搜索所述第一導(dǎo)頻信號(hào)的子窗口的數(shù)目而變化。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述優(yōu)先準(zhǔn)則隨基于優(yōu)先級(jí)的排序而變。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述導(dǎo)頻信號(hào)組包括至少一個(gè)未被抽取的指定的導(dǎo)頻信號(hào)。
11.一種適合于搜索導(dǎo)頻信號(hào)組的CDMA通信系統(tǒng)，所述導(dǎo)頻信號(hào)組包括搜索窗口長(zhǎng)度大于碼片閾數(shù)目的第一導(dǎo)頻信號(hào)和搜索窗口長(zhǎng)度不大于碼片閾數(shù)目的第二導(dǎo)頻信號(hào)，所述系統(tǒng)包括用于把關(guān)于所述第一導(dǎo)頻信號(hào)的搜索窗口抽取成多個(gè)子窗口的裝置(120)；以及用于根據(jù)對(duì)每個(gè)所述第二導(dǎo)頻信號(hào)和所述各子窗口之一共用的優(yōu)先準(zhǔn)則、搜索所述第二導(dǎo)頻信號(hào)和所述各子窗口之一的裝置(120)。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括多個(gè)適合于產(chǎn)生所述導(dǎo)頻信號(hào)組的所述各導(dǎo)頻信號(hào)的蜂窩基站。
13.一種用于CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的、適合于搜索導(dǎo)頻信號(hào)組的移動(dòng)臺(tái)，所述導(dǎo)頻信號(hào)組包括搜索窗口長(zhǎng)度大于碼片閾數(shù)目的第一導(dǎo)頻信號(hào)和搜索窗口長(zhǎng)度不大于碼片閾數(shù)目的第二導(dǎo)頻信號(hào)，所述移動(dòng)臺(tái)包括用于把關(guān)于所述第一導(dǎo)頻信號(hào)的搜索窗口抽取成多個(gè)子窗口的裝置；以及用于根據(jù)對(duì)每個(gè)所述第二導(dǎo)頻信號(hào)和所述各子窗口之一共用的優(yōu)先準(zhǔn)則、搜索所述第二導(dǎo)頻信號(hào)和所述各子窗口之一的裝置。
14.一種CDMA蜂窩通信系統(tǒng)，它包括多個(gè)基站(100)，它們適合于布置成通過在各個(gè)地理小區(qū)中通信而覆蓋指定的地域，每個(gè)基站適合于產(chǎn)生導(dǎo)頻信號(hào)，其中，由所述多個(gè)基站(100)產(chǎn)生的導(dǎo)頻信號(hào)形成導(dǎo)頻信號(hào)組，后者包括搜索窗口(圖2)長(zhǎng)度大于碼片閾數(shù)目的第一導(dǎo)頻信號(hào)和搜索窗口長(zhǎng)度不大于碼片閾數(shù)目的第二導(dǎo)頻信號(hào)；多個(gè)移動(dòng)臺(tái)(101)，每個(gè)移動(dòng)臺(tái)包括信號(hào)處理電路，該電路配置成用來搜索所述導(dǎo)頻信號(hào)組、將關(guān)于所述第一導(dǎo)頻信號(hào)的搜索窗口抽取成多個(gè)子窗口(圖2)、并根據(jù)對(duì)每個(gè)所述第二導(dǎo)頻信號(hào)和所述各子窗口之一共用的優(yōu)先準(zhǔn)則來搜索所述第二信號(hào)和所述各子窗口之一。
15.如權(quán)利要求14所述的CDMA蜂窩通信系統(tǒng)，其特征在于所述優(yōu)先準(zhǔn)則是為所述第一和第二導(dǎo)頻信號(hào)之一規(guī)定的導(dǎo)頻規(guī)范的一部分。
16.如權(quán)利要求15所述的CDMA蜂窩通信系統(tǒng)，其特征在于基于優(yōu)先準(zhǔn)則的搜索包括搜索共同搜索持續(xù)時(shí)間、每一個(gè)所述第二導(dǎo)頻信號(hào)和所述各子窗口之一。
17.如權(quán)利要求16所述的CDMA蜂窩通信系統(tǒng)，其特征在于基于優(yōu)先準(zhǔn)則的搜索包括以同等的頻繁程度搜索所述第一和第二導(dǎo)頻信號(hào)中的每一個(gè)，與它們各自的窗口大小無關(guān)。
18.如權(quán)利要求17所述的CDMA蜂窩通信系統(tǒng)，其特征在于基于優(yōu)先準(zhǔn)則的搜索還包括搜索所述第一導(dǎo)頻信號(hào)的所述各子窗口之一后積累搜索結(jié)果，隨著搜索結(jié)果的積累，對(duì)應(yīng)于未搜索的子窗口的PN空間隨著所述積累而減小。
19.如權(quán)利要求17所述的CDMA蜂窩通信系統(tǒng)，其特征在于基于優(yōu)先準(zhǔn)則的搜索還包括搜索所述第一導(dǎo)頻信號(hào)的所述各子窗口之一后積累搜索結(jié)果，隨著搜索結(jié)果的積累，識(shí)別所述第一導(dǎo)頻信號(hào)為強(qiáng)導(dǎo)頻信號(hào)的可能性下降。
20.如權(quán)利要求14所述的CDMA蜂窩通信系統(tǒng)，其特征在于所述優(yōu)先準(zhǔn)則是動(dòng)態(tài)的。
21.如權(quán)利要求20所述的CDMA蜂窩通信系統(tǒng)，其特征在于所述優(yōu)先準(zhǔn)則的活力(dynamism)隨搜索所述第一導(dǎo)頻信號(hào)的子窗口的數(shù)目而變。
22.如權(quán)利要求14所述的CDMA蜂窩通信系統(tǒng)，其特征在于所述優(yōu)先準(zhǔn)則隨基于優(yōu)先級(jí)的排序而變。
23.如權(quán)利要求14所述的CDMA蜂窩通信系統(tǒng)，其特征在于所述導(dǎo)頻信號(hào)組包括未被抽取的有效組導(dǎo)頻信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)例是在基于CDMA的無線電話通信系統(tǒng)中搜索導(dǎo)頻信號(hào)的移動(dòng)接收器。該接收器處理接收的導(dǎo)頻信號(hào)，首先將搜索窗口大于碼片閾數(shù)目的那些導(dǎo)頻信號(hào)抽取成多個(gè)子窗口。然后利用共用的優(yōu)先化準(zhǔn)則搜索其他導(dǎo)頻信號(hào)和子窗口。該方法的更具體的實(shí)現(xiàn)方案允許這種類型的每一次搜索花費(fèi)固定的時(shí)間，從而使調(diào)度計(jì)算容易進(jìn)行。另外，這種實(shí)現(xiàn)方案不論窗口大小對(duì)所有導(dǎo)頻以相同的頻繁程度進(jìn)行搜索，使可能性較小的空閑切換侯選者(具有較長(zhǎng)窗口的導(dǎo)頻)不能先于可能性較大的空閑切換侯選者。而且，隨搜索結(jié)果的積累，窗口中未被搜索的PN空間量減小，從而降低了找到強(qiáng)導(dǎo)頻的概率，提高了更智能化調(diào)度的能力。
文檔編號(hào)H04Q7/38GK1418410SQ01806658
公開日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2001年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月17日
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