專利名稱：無線通信系統(tǒng)的小區(qū)搜索處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及具有多個基站及移動臺的無線通信系統(tǒng)，并且具體地涉及移動臺所執(zhí)行的小區(qū)搜索處理。本發(fā)明適于用在擴頻系統(tǒng)中，具體地說，適于用在寬帶碼分多址(W-CDMA)系統(tǒng)中，并且為了方便起見，針對示例性而非限制性的應(yīng)用來描述本發(fā)明。
背景技術(shù)：
在W-CDMA之類的無線通信系統(tǒng)中，移動臺可以接收從數(shù)個基站(其中每一個為服務(wù)區(qū)域內(nèi)不同的小區(qū)服務(wù))通過多個傳播路徑發(fā)送的許多無線電信號。移動臺執(zhí)行小區(qū)搜索過程，以使移動臺在發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)(例如，語音數(shù)據(jù))之前與小區(qū)的基站同步。
標(biāo)準(zhǔn)的小區(qū)搜索過程包括三個步驟，即，時隙同步、碼組識別和幀同步、以及長擾碼識別。在時隙同步期間，移動臺使用主同步信道中連續(xù)傳輸?shù)闹魍酱a來獲得與小區(qū)的時隙同步。在小區(qū)搜索過程的第二步驟中，移動臺使用同步信道的輔助同步碼來達(dá)到幀同步，并識別在時隙同步步驟中發(fā)現(xiàn)的小區(qū)的碼組。在小區(qū)搜索過程的第三步驟中，移動臺確定所發(fā)現(xiàn)的小區(qū)使用的確切的主擾碼。
在W-CDMA移動臺中，有時必須執(zhí)行所有支持的無線電信道的小區(qū)搜索，以試圖發(fā)現(xiàn)來自所有可見小區(qū)的下行鏈路。W-CDMA的無線電信道是在分辨率(或信道柵)為200kHz(在UMTS標(biāo)準(zhǔn)的情形中)的格柵上指定的。現(xiàn)有移動臺所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)搜索過程將遍歷每個可能的無線電信道，并對每個信道執(zhí)行完全的小區(qū)搜索過程。因此，小區(qū)搜索過程花費大量時間，并且完成全頻段掃描可能需要幾分鐘。此外，標(biāo)準(zhǔn)的小區(qū)搜索過程需要大量的處理能力和時間，這占用了其他處理功能可能需要的資源，并且消耗移動臺中的電力。
因此，將希望提供一種減輕或克服無線通信系統(tǒng)中移動臺所執(zhí)行的已知小區(qū)搜索過程的一個或多個缺點的小區(qū)搜索過程。
還希望提供一種迅速且最小化移動臺的處理能力和能量需求的小區(qū)搜索過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面提供了一種具有多個基站及移動臺的無線通信系統(tǒng)中的小區(qū)搜索方法，所述多個基站中的每個基站為服務(wù)區(qū)域內(nèi)不同的小區(qū)服務(wù)，并且在無線電幀的時隙內(nèi)在主同步信道中發(fā)送公共的主同步碼(PSC)，所述方法包括如下步驟(a)以與標(biāo)準(zhǔn)的信道柵相對應(yīng)的掃描增量來掃描無線電信道；(b)估計每個無線電信道的PSC信噪比；(c)如果PSC信噪比大于第一預(yù)定閾值，則對該無線電信道完成小區(qū)搜索過程，其中小區(qū)搜索過程包括時隙同步、幀同步、以及擾碼檢測步驟；(d)如果在步驟(c)中對無線電信道的小區(qū)搜索過程成功完成，則將掃描增量增加至小區(qū)之間的廣播頻率間隔；(e)當(dāng)在步驟(d)中掃描了所有無線電信道時，按照PSC信噪比降序排列所掃描的無線電信道；以及(f)對降序排列的每個無線電信道執(zhí)行小區(qū)搜索過程。
使用這種方法，通常在開始的幾個信道內(nèi)識別出小區(qū)。完成全頻段掃描的時間通常只有幾秒鐘，與此相比，執(zhí)行目前的小區(qū)搜索過程需要幾分鐘。
優(yōu)選地，如果步驟(a)至(f)所定義的小區(qū)搜索過程不成功，則該方法包括如下步驟如果已經(jīng)掃描了多于預(yù)定數(shù)目的排序無線電信道，而沒有在任一個所搜索的無線電信道上檢測到小區(qū)，則中止小區(qū)搜索過程。
本發(fā)明的另一方面提供了一種在包括多個基站的無線通信系統(tǒng)中使用的移動臺，所述多個基站中的每個基站為服務(wù)區(qū)域內(nèi)不同的小區(qū)服務(wù)，并且在無線電幀的時隙內(nèi)在主同步信道中發(fā)送公共的主同步碼(PSC)，所述移動臺包括掃描裝置，用于掃描可能的無線電信道；小區(qū)搜索裝置，用于完成小區(qū)搜索過程，所述小區(qū)搜索裝置包括時隙同步裝置、幀同步裝置、以及擾碼檢測裝置；和處理裝置，用于控制所述移動臺的操作，其中所述掃描裝置以與標(biāo)準(zhǔn)信道柵相對應(yīng)的掃描增量來掃描可能的無線電信道；所述時隙同步裝置估計每個無線電信道的PSC信噪比；如果所述處理裝置確定PSC信噪比大于第一預(yù)定閾值，則所述小區(qū)搜索裝置動作，以完成該無線電信道的小區(qū)搜索過程；如果成功完成對該無線電信道的小區(qū)搜索過程，則所述處理裝置將掃描增量增加為小區(qū)之間的廣播頻率間隔；當(dāng)掃描了所有無線信道時，所述處理裝置還動作來按照PSC信噪比對所掃描的無線電信道進行降序排列；所述小區(qū)搜索裝置對降序排列的每個無線電信道執(zhí)行小區(qū)搜索過程。
下面的描述更詳細(xì)地涉及本發(fā)明的各種特征。為了有助于理解本發(fā)明，在描述中參考了附圖，其中圖示了優(yōu)選實施例中的小區(qū)搜索方法以及用于執(zhí)行該小區(qū)搜索方法的移動臺。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于附圖中所圖示的優(yōu)選實施例。


圖1是圖示了W-CDMA通信系統(tǒng)的示意圖；圖2是形成圖1的無線通信系統(tǒng)的一部分的移動臺的功能元件的示意圖；圖3是圖示了在圖2的移動臺執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明一個實施例的小區(qū)搜索時所執(zhí)行的概括功能步驟的流程圖；以及圖4和5是更詳細(xì)地示出了圖2的移動臺在執(zhí)行圖3的流程圖所示的兩個步驟時執(zhí)行的各個功能步驟的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考圖1，其中一般性地示出了無線通信系統(tǒng)10，該系統(tǒng)包括W-CDMA網(wǎng)絡(luò)12以及基站14、16和18。移動臺20可以接收從基站14至18所服務(wù)的小區(qū)通過多個傳播路徑發(fā)送的許多無線電信號。當(dāng)移動臺20執(zhí)行小區(qū)搜索時，其接收源自基站14至18的多徑無線電信號，由于信號反射和衍射，這些信號彼此在時間上存在偏移。
圖2是示出了移動臺20的示意性結(jié)構(gòu)的示意圖。該移動臺20包括天線32、用于將天線32接收到的無線電信號下轉(zhuǎn)換為基帶頻率的解調(diào)器、以及將接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器36、用于在小區(qū)搜索期間檢測時隙定時的時隙定時檢測器38、在小區(qū)搜索期間檢測幀定時和碼組的幀定時及碼組檢測器42、在小區(qū)搜索期間檢測擾碼的擾碼檢測器44、利用檢測到的擴頻碼來解調(diào)所接收到的編碼的解調(diào)器46、對解調(diào)器46解調(diào)的接收信號解碼的解碼器48、控制移動臺20的操作的微處理器40、以及用于存儲微處理器40要執(zhí)行的程序以及微處理器40在執(zhí)行其各種操作時所需的數(shù)據(jù)的存儲器50。時隙定時檢測器38還包括與基站14至18在主同步信道中傳輸?shù)闹魍酱a(PSC)相匹配的濾波器52、以及信噪比估計器54。
現(xiàn)在將參考圖3至5描述移動臺20在執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明一個實施例的小區(qū)搜索時的操作。在步驟72，進行W-CDMA頻段掃描的第一階段。在該階段中，對所有可能的無線電信道進行掃描，估計并存儲主同步信道信噪比。掃描增量對應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)W-CDMA系統(tǒng)信道柵。在UMTS標(biāo)準(zhǔn)的情形中，該信道柵是200kHz。
如果信噪比大于第一預(yù)定閾值，則執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的小區(qū)搜索過程。如此選擇第一預(yù)定閾值信號具有屬于實際小區(qū)而非隨機噪聲峰的高似然性。如果小區(qū)搜索過程成功，即，移動臺能夠與某一小區(qū)廣播信道同步，則將掃描增量修改為與小區(qū)之間的頻率間隔相對應(yīng)的值。對于UMTS標(biāo)準(zhǔn)，小區(qū)之間的頻率間隔是5MHz。關(guān)于所處小區(qū)的信息存儲在移動臺之內(nèi)。
在步驟74，在以這種方式掃描無線電信道之后，然后按照主同步信道信噪比降序排列無線電信道。
在步驟76，執(zhí)行W-CDMA頻段掃描的第二階段。因此，移動終端然后開始遍歷排序后的無線電信道。以如下方式從排序列表中選擇每個下一信道該信道與其中已經(jīng)識別出任何小區(qū)的信道的間隔至少是5MHz。一旦選擇了信道，就對該信道執(zhí)行完全的小區(qū)搜索過程。如果該小區(qū)搜索成功，則關(guān)于所發(fā)現(xiàn)的小區(qū)的信息存儲在移動臺的存儲器中。移動臺然后前進到排序列表中的下一信道，并且對該信道再次執(zhí)行完全的小區(qū)搜索過程。這樣，在第一和第二階段(步驟72和76)中以不同的頻率間隔(即，200kHz和5MHz)來執(zhí)行W-CDMA頻段掃描，如圖3所示。
圖4和5示出了對圖3所示的小區(qū)搜索過程的更詳細(xì)的理解。在圖4中，在步驟92，微處理器40動作，以將所接收到的無線電信號解調(diào)到要掃描的頻段內(nèi)的第一可能無線電信道。每當(dāng)對新的W-CDMA信道執(zhí)行小區(qū)搜索過程時，微處理器40就將解調(diào)器34調(diào)整200kHz。在步驟94，選擇下一W-CDMA無線電信道。
在步驟96，由移動臺執(zhí)行小區(qū)搜索過程的第一步驟，即，時隙同步。在該步驟中，移動臺使用同步信道的主同步碼來獲得與小區(qū)的時隙同步。在解調(diào)器34將接收信號解調(diào)為基帶信號并且A/D轉(zhuǎn)換器36將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式之后，數(shù)字化信號由匹配濾波器52處理。匹配濾波器52與所有基站在無線電幀的一個時隙內(nèi)在主同步信道中發(fā)送的主同步碼匹配。匹配濾波器52的輸出是一系列脈沖，它們代表匹配濾波器52檢測到的那些小區(qū)的接收主同步碼功率的幅度。信噪比估計器54耦合到匹配濾波器52，并且估計當(dāng)前正在進行小區(qū)搜索處理的無線電信道的主同步碼信噪比。
在步驟98，得到主同步信道信噪比，并將其提供給微處理器40。在步驟100，微處理器40確定信噪比是否大于第一預(yù)定閾值(表示無線電信號具有屬于實際小區(qū)的高似然性)。如果沒有超過第一預(yù)定閾值，則將微處理器40該無線電信道的PSC信噪比存儲在存儲器50中。
或者，如果在步驟100超過了第一預(yù)定閾值，則執(zhí)行W-CDMA小區(qū)搜索的第二步驟，即，幀同步。在該步驟期間，移動臺使用搜索信道的輔助同步碼，來實現(xiàn)幀同步，并識別在時隙同步步驟中發(fā)現(xiàn)的小區(qū)的碼組。這通過將接收信號與所有可能的輔助同步碼序列進行相關(guān)并識別出最大的相關(guān)值來完成。因為序列的循環(huán)移位是唯一的，所以幀定時即碼組檢測器42確定碼組以及幀同步。
在步驟104，執(zhí)行W-CDMA小區(qū)搜索過程的第三步驟，即，擾碼檢測。在該第三步驟中，移動臺確定所發(fā)現(xiàn)的小區(qū)使用的確切的主擾碼。通常通過對CPICH與在幀同步及碼組識別的第二步驟中識別出的碼組內(nèi)的所有編碼進行逐個符號的相關(guān)，來識別主擾碼。
在步驟106，執(zhí)行公共導(dǎo)頻信道滑動相關(guān)。如果在步驟108確定相關(guān)峰小于第二預(yù)定閾值，則停止對該無線電信道的小區(qū)搜索過程，并且將該無線電信道的PSC信噪比存儲在存儲器50中。然而，如果相關(guān)峰大于第二預(yù)定閾值，則在步驟110執(zhí)行廣播信道同步步驟。如果在步驟112確定廣播信道同步不成功，則在步驟120，再次停止對該無線電信道的小區(qū)搜索過程，并且將PSC信噪比存儲在存儲器50中。然而，如果廣播信道同步成功，則在步驟114，確定小區(qū)搜索過程已經(jīng)檢測到小區(qū)，并且將關(guān)于所發(fā)現(xiàn)的小區(qū)的信息存儲在移動臺的存儲器50中維護的小區(qū)列表中。
在步驟116，小區(qū)搜索過程的掃描增量增加至小區(qū)之間的廣播頻率間隔。對于UMTS標(biāo)準(zhǔn)，這是5MHz。如果在步驟118發(fā)現(xiàn)仍然要掃描所有W-CDMA無線電信道，則選擇要進行小區(qū)搜索過程的下一W-CDMA無線電信道，并且重復(fù)步驟94至120。應(yīng)該認(rèn)識到，如果移動臺不同步正在考慮的無線電信道，則選擇的下一W-CDMA無線電信道將增加200kHz，而如果移動臺同步了小區(qū)廣播信道，則下一W-CDMA無線電信道將從前一無線電信道增加5MHz。
現(xiàn)在已經(jīng)以圖4所示的方式掃描了所有無線電信道，然后微處理器40在步驟74按照PSC信噪比降序排列無線電信道。
如圖5所示，移動終端然后遍歷排序后的無線電信道，對其中每一個信道進行完全的小區(qū)搜索過程。在步驟124，選擇移動臺要搜索的下一信道。在步驟126、128和130，以前述方式進行W-CDMA小區(qū)搜索的時隙同步、幀同步以及擾碼檢測步驟。在步驟132和134中，然后執(zhí)行前述的公共導(dǎo)頻信道滑動相關(guān)以及廣播信道同步步驟。
如果在步驟136確定廣播信道同步步驟成功，則在步驟138，確定當(dāng)前正在搜索的無線電信號屬于實際小區(qū)，并且將小區(qū)數(shù)據(jù)存儲在移動臺的存儲器50中維護的小區(qū)列表中?；蛘撸绻麖V播信道同步?jīng)]有成功，則在步驟140，微處理器40確定在根據(jù)本發(fā)明的小區(qū)搜索過程中是否識別出任何小區(qū)。
如果已經(jīng)以這種方式識別出了一個或多個小區(qū)，或者如果廣播信道同步成功，則在步驟142另外確定在根據(jù)PSC信噪比排序的無線電信道集合中的所有無線電信道是否都已經(jīng)掃描過。如果不是這種情形，則在步驟124，從排序列表中選擇下一信道，選擇無線電信道的方式如下其與其中已經(jīng)識別出小區(qū)的任何信道相距至少5MHz。然后對該下一信道執(zhí)行小區(qū)搜索過程。一旦所有排序信道都掃描過，則在步驟144結(jié)束W-CDMA頻段掃描。
然而，如果在步驟136中確定廣播信道同步不成功，并且在步驟140中確定在該過程中尚未識別出小區(qū)，則在步驟146，微處理器40確定是否已經(jīng)掃描了排序集合中前10％的信道。如果不是這種情形，則掃描下一信道及隨后信道，以確定是否檢測到任何小區(qū)。然而，如果已經(jīng)掃描了排序集合中前10％的信道，則在步驟148確定W-CDMA頻段掃描已經(jīng)失敗。
因此，如果小區(qū)搜索不成功，則移動臺檢驗其到目前為止是否已經(jīng)識別出任何小區(qū)。如果沒有，并且其已經(jīng)處理了排序后的信道集合的10％，則終止該過程，因為目前在該系統(tǒng)的無線電信道上存在任何可檢測的信道的可能性非常低。
應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的前提下，可以對本發(fā)明的上述優(yōu)選實施例做出修改或添加。
權(quán)利要求
1.一種具有多個基站及移動臺的無線通信系統(tǒng)中的小區(qū)搜索方法，所述多個基站中的每個基站為服務(wù)區(qū)域內(nèi)不同的小區(qū)服務(wù)，并且在無線電幀的時隙內(nèi)在主同步信道中發(fā)送公共的主同步碼(PSC)，所述方法包括如下步驟(a)以與標(biāo)準(zhǔn)的信道柵相對應(yīng)的掃描增量來掃描無線電信道；(b)估計每個無線電信道的PSC信噪比；(c)如果PSC信噪比大于第一預(yù)定閾值，則對該無線電信道完成小區(qū)搜索過程，其中小區(qū)搜索過程包括時隙同步、幀同步、以及擾碼檢測步驟；(d)如果在步驟(c)中對無線電信道的小區(qū)搜索過程成功完成，則將掃描增量增加至小區(qū)之間的廣播頻率間隔；(e)當(dāng)在步驟(d)中掃描了所有無線電信道時，按照PSC信噪比降序排列所掃描的無線電信道；以及(f)對降序排列的每個無線電信道執(zhí)行小區(qū)搜索過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小區(qū)搜索方法，其中如果步驟(a)至(f)所定義的小區(qū)搜索過程不成功，則該方法包括如下步驟如果已經(jīng)掃描了多于預(yù)定數(shù)目的排序無線電信道，而沒有在任一個所搜索的無線電信道上檢測到小區(qū)，則中止小區(qū)搜索過程。
3.一種在包括多個基站的無線通信系統(tǒng)中使用的移動臺，所述多個基站中的每個基站為服務(wù)區(qū)域內(nèi)不同的小區(qū)服務(wù)，并且在無線電幀的時隙內(nèi)在主同步信道中發(fā)送公共的主同步碼(PSC)，所述移動臺包括掃描裝置，用于掃描可能的無線電信道；小區(qū)搜索裝置，用于完成小區(qū)搜索過程，所述小區(qū)搜索裝置包括時隙同步裝置、幀同步裝置、以及擾碼檢測裝置；和處理裝置，用于控制所述移動臺的操作，其中所述掃描裝置以與標(biāo)準(zhǔn)信道柵相對應(yīng)的掃描增量來掃描可能的無線電信道；所述時隙同步裝置估計每個無線電信道的PSC信噪比；如果所述處理裝置確定PSC信噪比大于第一預(yù)定閾值，則所述小區(qū)搜索裝置動作，以完成該無線電信道的小區(qū)搜索過程；如果成功完成對該無線電信道的小區(qū)搜索過程，則所述處理裝置將掃描增量增加為小區(qū)之間的廣播頻率間隔；當(dāng)掃描了所有無線信道時，所述處理裝置還動作來按照PSC信噪比對所掃描的無線電信道進行降序排列；所述小區(qū)搜索裝置對降序排列的每個無線電信道執(zhí)行小區(qū)搜索過程。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動臺，其中，如果小區(qū)搜索過程不成功，則所述處理裝置進行動作，以便如果已經(jīng)掃描了多于預(yù)定數(shù)目的排序無線電信道，而沒有在任一個所搜索的無線電信道上檢測到小區(qū)，則中止小區(qū)搜索過程。
5.一種具有多個基站及移動臺的無線通信系統(tǒng)中的小區(qū)搜索方法，所述多個基站中的每個基站為服務(wù)區(qū)域內(nèi)不同的小區(qū)服務(wù)，所述方法包括如下步驟通過掃描頻段來以第一頻率間隔執(zhí)行小區(qū)搜索；以及以比所述第一頻率間隔寬的第二頻率間隔來執(zhí)行小區(qū)搜索。
6.一種在包括多個基站的無線通信系統(tǒng)中使用的移動臺，所述多個基站中的每個基站為服務(wù)區(qū)域內(nèi)不同的小區(qū)服務(wù)，所述移動臺的特征在于，所述移動臺在第一階段中通過以第一頻率間隔掃描頻段，并且在第二階段中通過以比所述第一頻率間隔寬的第二頻率間隔掃描所述頻段，來執(zhí)行小區(qū)搜索。
全文摘要
一種具有多個基站及移動臺的無線通信系統(tǒng)中的小區(qū)搜索方法，每個基站為服務(wù)區(qū)域內(nèi)不同的小區(qū)服務(wù)，并且在無線電幀的時隙內(nèi)在主同步信道中發(fā)送公共的主同步碼(PSC)，所述方法包括如下步驟(a)以與標(biāo)準(zhǔn)的信道柵相對應(yīng)的掃描增量來掃描(72)無線電信道；(b)估計(98)每個無線電信道的PSC信噪比；(c)如果PSC信噪比大于第一預(yù)定閾值(100)，則對該無線電信道完成小區(qū)搜索過程(包括時隙同步、幀同步、以及擾碼檢測步驟)；(d)如果在步驟(c)中對無線電信道的小區(qū)搜索過程成功完成(112)，則將掃描增量增加至小區(qū)之間的廣播頻率間隔；(e)當(dāng)在步驟(d)中掃描了所有無線電信道時，按照PSC信噪比降序排列(74)所掃描的無線電信道；以及(f)對降序排列的每個無線電信道執(zhí)行(76)小區(qū)搜索過程。
文檔編號H04B1/707GK1809972SQ200480017069
公開日2006年7月26日 申請日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者菲利普·扎利奧, 瓦西奇·多布里卡 申請人:日本電氣株式會社