BR112016001976B1

BR112016001976B1 - Método de busca de célula para um dispositivo de comunicação celular, dispositivo de comunicação celular, e, mídia legível por computador

Info

Publication number: BR112016001976B1
Application number: BR112016001976-8A
Authority: BR
Inventors: Bengt Lindoff; Andres Reial
Original assignee: Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ)
Priority date: 2014-12-01
Filing date: 2014-12-01
Publication date: 2022-11-01
Also published as: US20170048787A1; CA2917317C; JP2017507620A; WO2016086956A1; US9854511B2; IL252266A0; CN105900490B; MY188001A; MX366603B; BR112016001976A2; AU2014401339A1; US10021632B2; ES2693980T3; MX2017002994A; RU2761110C2; KR101955176B1; IL252266B; DK3228125T3; KR20170049551A; ZA201600687B

Abstract

PROCEDIMENTOS DE CONEXÃO E BUSCA DE CÉLULA EM UM DISPOSITIVO DE COMUNICAÇÃO CELULAR. Um método de busca de célula (90) para um dispositivo de comunicação celular (1) capaz de comunicar através de uma primeira tecnologia de acesso de rádio, RAT, em uma primeira faixa de frequência (4) e através de uma segunda RAT em uma segunda faixa de frequência (7) que está em uma região de frequência mais elevada do que a primeira faixa de frequência é revelado. O método compreende executar (110) uma primeira busca de célula na primeira faixa de frequência (4) para detectar uma primeira célula (2) da primeira RAT. O método compreende ainda, se tal primeira célula (2) for detectada, sincronizar (130) com a primeira célula (2), sem registrar com a primeira célula (2), determinar (140) uma estimativa de erro de frequência de referência entre uma frequência de referência local do dispositivo de comunicação celular (1) e frequência de referência da primeira célula (2), e posteriormente executar (150) uma segunda busca de célula, com base na estimativa de erro de frequência de referência, na segunda faixa de frequência (7) para detectar uma segunda célula (5) da segunda RAT. Um dispositivo de comunicação celular correspondente (1), produto de programa de computador, e mídia legível em computador são também revelados.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a procedimentos de busca de célula em uma rede de comunicação celular.

ANTECEDENTES

[002] A evolução adicional de sistemas de comunicação celular,como o que é às vezes mencionado como sistemas de comunicação celular de 51 geração (5G), exigirá tipicamente desempenho de taxa de bits da ordem de Gb/s e larguras de faixa de frequência de sinal da ordem de 100 MHz no downlink. Para comparação, a largura de banda de sinal máxima (para uma portadora de componente único) em um sistema de comunicação celular de LTE (Evolução a longo prazo) de 3GPP (3rd Generation Partnership Program) atual é 20 MHz, isto é, um fator de 5 mais baixo. Para encontrar tais larguras de banda livre, a frequência de portadora pode necessitar aumentar um fator 10-20 acima das frequências de portadora atuais (radiofrequéncia, RF) usadas nos sistemas de comunicação celular de 21, 31 e 41 geração (2G, 3G ou 4G) atuais que estão normalmente na faixa de 1-3 GHz.

[003] Um sinal de relógio de referência para um circuito transceptor de rádio de um dispositivo de comunicação celular pode ser fornecido por um oscilador de cristal. O oscilador de cristal pode, por exemplo, ser projetado para operar em 26 MHz, e ser acionado por um gerador de sinal de relógio de referência de 32 kHz de baixo custo. Para atender limitações de baixo custo e baixa potência, certo grau de imprecisão do oscilador de cristal deve ser normalmente aceito. A incerteza de loop aberto (desvio máximo a partir de um valor nominal) da frequência de oscilador de cristal pode ser da ordem de 10-15 ppm. Consequentemente, após um dispositivo de comunicação celular ser ligado, há uma incerteza com relação à frequência de referência no dispositivo, que necessita ser tratada pelo dispositivo durante um processo de busca de célula inicial quando o dispositivo busca uma célula com a qual sincronizar.

[004] Em um sistema 2G, como um sistema GSM (Sistema global para comunicações móveis), para o qual a frequência de portadora é levemente abaixo de 1 GHz, a incerteza de frequência em ligação do dispositivo de comunicação celular pode ser da ordem de 10-15 kHz. A rajada de FCCH (Canal de correção de frequência) em GSM, que é um sinal de 67.7 kHz, é tipicamente tolerante a erros de frequência nessa ordem, e tipicamente nenhuma medida específica necessita ser tomada durante a busca de célula inicial devido à imprecisão do oscilador de cristal.

[005] Entretanto, em um sistema 3G, como um sistema UMTS (Sistema de Telecomunicações móveis universal) ou um sistema 4G, como um sistema LTE (Evolução a longo prazo), que tipicamente opera com frequências de portadora em torno de 2-3 GHz, a incerteza de frequência na ligação do dispositivo de comunicação celular pode ser da ordem de 20-45 kHz. Ao mesmo tempo, o PSCH/SSCH (Canal de sincronização primária/Canal de sincronização secundária) em um sistema UMTS e o PSS/SSS (Sinal de sincronização primária/sinal de sincronização secundária) em um sistema LTE são tipicamente robustos para erros de frequência até 3-4 kHz. Para esses tipos de sistemas, a denominada rede de frequência pode ser usada para a busca inicial de célula. Um procedimento de rede de frequência é delineado a seguir.

[006] A frequência de portadora efetiva da portadora (RF) é a seguir mencionada como a frequência de portadora nominal. Com um erro de frequência zero no dispositivo de comunicação celular, parece para o dispositivo de comunicação celular que a portadora é na realidade localizada (em frequência) nessa frequência de portadora nominal. Se, entretanto, houver um erro de frequência não zero no dispositivo de comunicação celular, parece para o dispositivo de comunicação celular que a portadora é localizada (em frequência) em alguma outra frequência de portadora. Quando rede de frequência é realizada, o dispositivo de comunicação celular tem a hipótese de um número de tais outras frequências de portadora. Desse modo, um conjunto de frequências de portadora de hipótese, que pode incluir também a frequência de portadora nominal, é obtido em torno da frequência de portadora nominal. 0 dispositivo de comunicação celular então executa uma busca sobre as frequências de portadora de hipótese até que a portadora seja detectada. a detecção da portadora pode, por exemplo, significar detectar um canal de sincronização (como o FCCH em GSM ou PSCH/SSCH em UMTS) ou um sinal de sincronização (como o PSS/SSS em LTE) modulado sobre a portadora. Com base no conhecimento da frequência de portadora efetiva e frequência de portadora de hipótese na qual a portadora foi detectada, o dispositivo de comunicação celular pode então estimar o erro de frequência no dispositivo de comunicação celular e tomar medidas corretivas para sincronizar a frequência de referência no dispositivo de comunicação celular com a frequência de referência da rede de comunicação celular.

[007] Em sistemas 3G e 4G, tipicamente em torno de 5-6 pontos de rede são necessários para detectar de forma confiável PSCH/SSCH e PSS/SSS, respectivamente.

SUMÁRIO

[008] Os inventores perceberam que para sistemas de comunicação celular 5G próximos, ou outros sistemas que se espere operem em frequências de portadora em torno de 10-30 GHz, o erro de frequência inicial pode ser até 200-300 kHz em uma frequência de portadora de 30 GHz. Além disso, assumindo que a taxa de amostra pode ser aproximadamente 5 vezes aquela de LTE, o design de sinal de sincronização para tais sistemas pode somente ser robusto a erros de frequência em torno de 5 vezes o caso de LTE, ou 15-20 KhZ. Consequentemente, usando a abordagem de rede de frequência como delineado acima, a rede de busca teria de ser significativamente aumentado, em comparação com LTE, para detectar e registrar em uma célula em tal sistema. Os inventores perceberam, entretanto, que há necessidade de uma abordagem de busca de célula alternativa. As modalidades da presente invenção se baseiam no insight dos inventores de que a rede de busca exigida pode ser reduzida por primeiramente sincronizar em uma célula de outra RAT em uma região de frequência mais baixa, desse modo reduzindo a incerteza da frequência de referência interna de um dispositivo de comunicação celular.

[009] De acordo com um primeiro aspecto, é fornecido um método de busca de célula para um dispositivo de comunicação celular capaz de comunicar através de uma primeira tecnologia de acesso de rádio (RAT) em uma primeira faixa de frequência, e através de uma segunda RAT em uma segunda faixa de frequência, que está em uma região de frequência mais elevada que a primeira faixa de frequência. O método compreende executar uma primeira busca de célula na primeira faixa de frequência para detectar uma primeira célula da primeira RAT. Além disso, o método compreende, se tal primeira célula for detectada, sincronizar com a primeira célula sem registrar com a primeira célula, determinar uma estimativa de erro de frequência de referência entre uma frequência de frequência local do dispositivo de comunicação celular e frequência de referência da primeira célula, e posteriormente realizar uma segunda busca de célula, com base na estimativa de erro de frequência de referência, a segunda faixa de frequência para detectar uma segunda célula da segunda RAT.

[0010] A execução da segunda busca de célula pode compreender buscar uma rede de frequência de um conjunto de frequências de portadora de hipótese, em que a localização de frequência da rede de frequência se baseia na estimativa de erro de frequência de referência. A localização de frequência da rede de frequência pode ser também baseada na localização de frequência relativa da primeira faixa de frequência e segunda faixa de frequência.

[0011] O método pode compreender ainda se tal primeira célula na primeira faixa de frequência não for detectada, executar uma segunda busca de célula, com base em uma estimativa de erro de frequência de referência padrão, na segunda faixa de frequência para detectar uma segunda célula da segunda RAT.

[0012] De acordo com algumas modalidades, a primeira faixa de frequência é localizada abaixo de 4 GHz e a segunda faixa de frequência é localizada acima de 10 GHz.

[0013] A primeira RAT pode ser qualquer de uma RAT de comunicação celular de 21 geração (2G), uma RAT de comunicação celular de 31 geração (3G), e uma RAT de comunicação celular de 41 geração (4G).

[0014] A segunda RAT pode, por exemplo, ser uma RAT de comunicação celular de 51 geração (5G).

[0015] De acordo com um segundo aspecto, é fornecido um método para o dispositivo de comunicação celular de conectar a uma célula da segunda RAT. O método compreende executar o método de busca de célula de acordo com o primeiro aspecto e, se a segunda célula for detectada, registrar com a segunda célula.

[0016] De acordo com um terceiro aspecto, é fornecido um dispositivo de comunicação celular capaz de comunicar através de uma primeira tecnologia de acesso de rádio (RAT) em uma primeira faixa de frequência e através de uma segunda RAT em uma segunda faixa de frequência que é uma região de frequência mais elevada do que a primeira faixa de frequência. O dispositivo de comunicação celular compreende uma unidade de controle. A unidade de controle é adaptada para executar uma primeira busca de célula na primeira faixa de frequência para detectar uma primeira célula da primeira RAT. Além disso, a unidade de controle é adaptada para, se tal primeira célula for detectada, sincronizar com a primeira célula, sem registrar com a primeira célula, determinar uma estimativa de erro de frequência de referência entre uma frequência de referência local do dispositivo de comunicação celular e uma frequência de referência da primeira célula, e posterirormente executar uma segunda busca de célula, com base na estimativa de erro de frequência de referência, na segunda faixa de frequência para detectar uma segunda célula da segunda RAT.

[0017] A unidade de controle pode ser adaptada para, a fim de executar a segunda busca de célula, buscar uma rede de frequência de um conjunto de frequências de portadora de hipótese, em que a localização de frequência da rede de frequência se baseia no erro de frequência de referência estimada. A localização de frequência da rede de frequência também pode ser baseada na localização de frequência relativa da primeira faixa de frequência e segunda faixa de frequência.

[0018] A unidade de controle pode ser adaptada para, se tal primeira célula na primeira faixa de frequência não for detectada, executar uma segunda busca de célula, com base em uma estimativa de erro de frequência de referência padrão, na segunda faixa de frequência para detectar uma segunda célula da segunda RAT.

[0019] De acordo com algumas modalidades, a primeira faixa de frequência é localizada abaixo de 4 GHz e a segunda faixa de frequência é localizada acima de 10 GHz.

[0020] A primeira RAT pode ser qualquer de uma RAT de comunicação celular de 21 geração (2G), uma RAT de comunicação celular de 31 geração (3G), e uma RAT de comunicação celular de 41 geração (4G).

[0021] A segunda RAT pode ser, por exemplo, uma RAT de comunicação celular de 51 geração (5G).

[0022] A unidade de controle pode ser adaptada para, se a segunda célula for detectada, registrar o dispositivo de comunicação celular com a segunda célula.

[0023] De acordo com um quarto aspecto, é fornecido um produto de programa de computador compreendendo código de programa de computador para executar o método de acordo com qualquer um do primeiro e segundo aspecto quando o código de programa de computador é executado por uma unidade de controle programável do dispositivo de comunicação celular.

[0024] De acordo com um quinto aspecto, é fornecida uma mídia legível em computador tendo armazenado na mesma um produto de programa de computador compreendendo código de programa de computador para executar o método de acordo com qualquer um do primeiro e segundo aspecto quando o código de programa de computador é executado por uma unidade de controle programável do dispositivo de comunicação celular.

[0025] Modalidades adicionais são definidas nas reivindicações dependentes. Deve ser enfatizado que o termo "compreende/compreendendo" quando usado nesse relatório descritivo é tomado para especificar a presença de características mencionadas, números inteiros, etapas ou componentes, porém não impede a presença ou adição de uma ou mais outras características, números inteiros, etapas, componentes ou grupos dos mesmos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0026] Objetivos, características e vantagens adicionais de modalidades da invenção aparecerão a partir da seguinte descrição detalhada, referência sendo feita aos desenhos em anexo, nos quais: A figura 1 ilustra um ambiente de comunicação celular; A figura 2 é um diagrama de blocos simplificado de um dispositivo de comunicação celular de acordo com modalidades; As figuras 3-4 são fluxogramas para métodos de acordo com modalidades; A figura 5 ilustra uma unidade de controle de acordo com uma modalidade; e A figura 6 ilustra esquematicamente uma mídia legível em computador e uma unidade de controle programável.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0027] A figura 1 ilustra um ambiente no qual modalidades da presente invenção podem ser empregadas. Um dispositivo de comunicação celular 1 está na cobertura de uma primeira célula 2 e uma segunda célula 5. O dispositivo de comunicação celular é ilustrado na figura 1 como um telefone móvel. Entretanto, isso é somente um exemplo, o dispositivo de comunicação celular pode ser qualquer tipo de dispositivo capaz de comunicar através de uma rede de comunicação celular, incluindo computadores, como computador portátil ou computador tablet, equipado com um modem celular, ou dispositivos de comunicação do tipo máquina, como sensores, etc., equipados com um modem celular.

[0028] A primeira célula 2 é ilustrada na figura 1 como sendo servida por uma primeira estação base 3. A segunda célula 5 é ilustrada na figura 1 como sendo servida por uma segunda estação base 6. No exemplo da figura 1, a primeira célula 2 é uma célula de uma primeira tecnologia de acesso de rádio (RAT) operando em uma primeira faixa de frequência 4. Além disso, a segunda célula 5 é uma célula de uma segunda RAT que opera em uma segunda faixa de frequência 7, que está em uma região de frequência mais elevada do que a primeira faixa de frequência 4. Isso é ilustrado na figura 1, onde a primeira faixa de frequência 4 é localizada abaixo de uma frequência f1, e a segunda faixa de frequência é localizada acima de uma frequência f2, onde f2>f1. De acordo com um exemplo usado em toda essa descrição detalhada, a frequência f1 pode, por exemplo, ser 4 GHz, e a frequência f2 pode, por exemplo, ser 10 GHz. A primeira RAT pode, por exemplo, ser qualquer de uma RAT de comunicação celular de 21 geração (2G), uma RAT de comunicação celular de 31 geração (3G), e uma RAT de comunicação celular de 41 geração (4G). Além disso, a segunda RAT pode, por exemplo, ser uma RAT de comunicação celular de 51 geração (5G). Configurações de rede alternativas podem incluir aquelas onde células 2 e 5 cobrem áreas de sobreposição e são servidas a partir da mesma estação base.

[0029] A figura 2 é um diagrama de blocos simplificado do dispositivo de comunicação celular 1 de acordo com uma modalidade da presente invenção. Na modalidade mostrada na figura 1, o dispositivo de comunicação celular 1 compreende uma unidade de transceptor 10. A unidade de transceptor 10 pode, por exemplo, compreender um transmissor disposto para transmitir sinais para uma rede de comunicação celular e um receptor disposto para receber sinais a partir de uma rede de comunicação celular. O receptor pode, por exemplo, compreender um ou mais filtros analógicos e/ou digitais, amplificadores de ruído baixo, mixers, e/ou outro conjunto de circuitos para receber um sinal de radiofrequência (RF) e converter o mesmo em um sinal de frequência mais baixa, como um sinal de banda base. Além disso, o receptor pode compreender um ou mais conversores de analógico em digital (ADCs) para converter o sinal de frequência mais baixa no domínio digital. O transmissor pode, por exemplo, compreender um ou mais conversores de digital em analógico (DACs) para converter um sinal de banda base digital a ser transmitido, em um sinal analógico. Além disso, o transmissor pode compreender um ou mais filtros analógicos e/ou digitais, mixers, amplificadores de potência, e/ou outro conjunto de circuitos para conversão ascendente daquele sinal analógico em um sinal RF e amplificação do sinal RF em um modo adequado para transmissão. Tais receptores e transmissores são bem conhecidos na técnica de comunicação celular e não são adicionalmente descritos aqui.

[0030] Na modalidade ilustrada na figura 1, o dispositivo de comunicação celular 1 compreende ainda uma unidade de controle 20. A unidade de controle 20 pode, por exemplo, ser ou fazer parte de um circuito de banda base digital como um processador de banda base digital. A unidade de controle 20 é operativamente conectada ao transceptor 10 para controlar a operação do transceptor 10. Além disso, o dispositivo de comunicação celular 1 compreende uma unidade de frequência de referência 30. A unidade de frequência de referência 30 é disposta para fornecer um sinal de relógio de referência, tendo uma frequência de referência, para o dispositivo de comunicação celular 1, por exemplo, para o transceptor 10, e possivelmente também para a unidade de controle 20, do dispositivo de comunicação celular 1. A unidade de frequência de referência 30 pode, por exemplo, ser ou compreender um oscilador de cristal.

[0031] Os inventores perceberam que quando o dispositivo de comunicação celular 1 é iniciado, ou por algum outro motivo (por exemplo, um tempo mais longo de inatividade, ou "modo de espera") está fora de sinc. Com relação às RATs disponíveis, e solicitado buscar uma célula (por exemplo, a segunda célula 5) da segunda RAT, a sincronização de frequência com a célula da segunda RAT pode na realidade ser feita mais rápida por primeiramente sincronizar com uma célula (por exemplo, a primeira célula 2) da primeira RAT, em comparação com tentar diretamente uma abordagem de rede de frequência para procurar a célula da segunda RAT. Se o dispositivo de comunicação celular 1 primeiramente sincronizar com uma célula da primeira RAT, sem registrar com a célula da primeira RAT, a incerteza da frequência de referência no dispositivo de comunicação celular é reduzida. Tomando uma célula LTE que opera em 2.5 GHz como exemplo da primeira célula 2, as seguintes assunções são válidas. A detecção de PSS/SSS é possível até o erro de frequência de 1.5 — 2 kHz. Consequentemente, após uma célula LTE PSS/SSS ter sido detectada de forma confiável o erro de frequência residual pode ser esperado ser menor que 2 kHz. Além disso, o refinamento de sincronização utilizando os Sinais de referência comuns (CRS) (símbolos piloto) pode reduzir o erro de frequência residual em aproximadamente 500 Hz, no preço de tempos de sincronização levemente mais longos em comparação com a detecção de PSS/SSS apenas. Números similares são obtidos se uma célula WCDMA for usada como a primeira célula; se a sincronização for baseada em detecção de PSCH/SSCH, o erro de frequência residual é aproximadamente 2 kHz, e se a sincronização for baseada em detecção CPICH, o erro de frequência residual é aproximadamente 500 Hz. Os erros de frequência residual mencionados são os erros na frequência de portadora da primeira célula. Ao procurar uma célula da segunda RAT, esses erros de frequência residual são então expandidos proporcionalmente à razão entre a frequência de portadora da segunda RAT e a frequência de portadora da primeira RAT. Por exemplo, é expandida 10 vezes quando a frequência de portadora da segunda RAT é dez vezes mais elevada que a frequência de portadora da primeira RAT. Por primeiramente sincronizar com a primeira RAT, o número de frequências de portadora de hipótese usadas na busca de célula de rede de frequência na segunda RAT pode ser reduzido em comparação com a tentativa direta de uma abordagem de rede de frequência para procurar a célula da segunda RAT. Embora a sincronização com a célula da primeira RAT demore algum tempo para realizar, o que tem de ser levado em conta (ou incluído) no tempo geral que leva para realizar a busca de célula na segunda RAT, esse tempo geral pode, não obstante, ser reduzido em comparação com a tentativa direta de uma abordagem de rede de frequência de buscar a célula da segunda RAT.

[0032] Por conseguinte, de acordo com algumas modalidades da presente invenção, é fornecido um método de busca de célula para o dispositivo de comunicação celular 1, que é capaz de comunicação através da primeira RAT na primeira faixa de frequência 4, e através da segunda RAT na segunda faixa de frequência 7. O método pode, por exemplo, ser aplicado quando o dispositivo de comunicação celular 1 acabou de ser iniciado e deve realizar a primeira busca de célula após iniciar. Pode ser também aplicado em modo ativo quando o dispositivo de comunicação celular 1 opera em um modo de recepção descontínua (DRX) com tempo de espera muito longo (por exemplo, minutos ou horas de tempo de espera), que se espera estar disponível para alguns casos de uso em sistemas 5G que emergem. A seguir, a unidade de frequência de referência pode ter derivado em demasia, e consequentemente uma busca de célula similar a uma busca de célula inicial no início pode ser necessária. Como indicado acima, o método também pode ser aplicado quando o dispositivo de comunicação celular 1 por qualquer outro motivo está fora de sinc. Com relação ás RATs disponíveis, e solicitado buscar uma célula (por exemplo, a segunda célula 5) da segunda RAT.

[0033] O método pode, por exemplo, ser realizado pela unidade de controle 20 (figura 2), utilizando a unidade de transceptor 10 (figura 2) para receber sinais a partir de estações base (por exemplo, 3 e 6 na figura 1). De acordo com modalidades da presente invenção, o método compreende executar uma primeira busca de célula na primeira faixa de frequência 4 para detectar uma primeira célula (por exemplo, a célula 2) da primeira RAT. Se tal primeira célula 2 for detectada, o método compreende ainda sincronizar com a primeira célula, sem registrar com a primeira célula, e determinar uma estimativa de erro de frequência de referência entre uma frequência de referência local do dispositivo de comunicação celular 1 e uma frequência de referência da primeira célula 2. Desse modo, a incerteza da frequência de referência no dispositivo de comunicação celular é reduzida. Posteriormente, o método compreende executar uma segunda busca de célula, com base na estimativa de erro de frequência de referência, na segunda faixa de frequência 7 para detectar uma segunda célula (por exemplo, a célula 5) da segunda RAT. Devido à redução em incerteza da frequência de referência no dispositivo de comunicação celular obtido por sincronizar com a primeira célula, uma rede de busca relativamente pequena pode ser aplicada ao executar a busca de célula para a segunda célula, que acelera o tempo de busca geral, mesmo incluindo o tempo que leva para sincronizar com a primeira célula. Evitar registro com a primeira célula 2 antes de buscar a segunda célula 5 ajuda a reduzir o tempo de busca geral, em comparação com se o dispositivo de comunicação celular 1 registrasse primeiramente com a primeira célula 2 antes de buscar a segunda célula 5.

[0034] Parâmetros que afetam a incerteza da frequência de referência após a sincronização com a primeira célula 2 podem incluir o tipo da primeira RAT (por exemplo, 2G, 3G ou 4G), cujos sinais de referência foram usados para sincronização (por exemplo, PSS/SSS, CRS, PSCH/SSCH ou CPICH como mencionado acima), e parâmetros de processamento de receptor usados para sincronizar com a primeira célula 2 (por exemplo, quantidade de mediação, ou filtração dos sinais de referência).

[0035] O termo "estimativa de erro de frequência de referência" quando usado nesse relatório descritivo se refere a uma entidade que representa os limites, ou tolerãncias, nos quais o erro de frequência se situa, como ±Z ppm. Em algumas modalidades, tal entidade pode mencionar explicitamente a estimativa de erro de frequência de referência (por exemplo, ±X Hz ou ±Z ppm). Em outras modalidades, tal entidade pode estar na forma de um índice, como um número inteiro, implicitamente indicando o valor da estimativa de erro de frequência de referência. Por exemplo, um índice '1' pode indicar '500 Hz' e um índice 2 pode indicar '2 kHz', etc. a determinação da estimativa de erro de frequência de referência pode, por exemplo, ser baseada no tipo de primeira RAT, cujos sinais de referência da primeira RAT que foi usada para a sincronização (por exemplo, PSS/SSS, CRS, PSCH/SSCH, ou CPICH como mencionado acima), e/ou parãmetros de processamento de receptor utilizados para sincronizar com a primeira célula 2. A determinação da estimativa de erro de frequência de referência pode, por exemplo, ser realizada por meio de computações na unidade de controle 20, ou pode ser consultada em uma tabela de consulta com valores de estimativa de erro de frequência de referência pré-computados. Tais valores pré-computados podem, por exemplo, ser pré-computados por meio de simulação.

[0036] A figura 3 é um fluxograma ilustrando modalidades do método, que é indicado com o sinal de referência 90. A operação do método é iniciada na etapa 100. Na etapa 100, uma busca de célula é realizada na primeira faixa de frequência 4 para detectar uma primeira célula 2 da primeira RAT. Na etapa 120, é verificado se tal primeira célula 2 é detectada. se tal primeira célula 2 for detectada (ramificação SIM), o dispositivo de comunicação celular 1 sincroniza com a primeira célula 2, sem registrar com a primeira célula na etapa 130. Na etapa 140, a estimativa de erro de frequência de referência entre a frequência de referência local do dispositivo de comunicação celular 1 e a frequência de referência da primeira célula 2 é determinada, por exemplo, com base nos sinais de referência e parâmetros de processamento de receptor usados para sincronização com a primeira célula 2 como delineado acima. Na etapa 150 uma segunda busca de célula, com base na estimativa de erro de frequência de referência, é realizada na segunda faixa de frequência 7 para detectar uma segunda célula 5 da segunda RAT, e prossegue para a etapa 160 onde o método 90 termina.

[0037] Se nenhuma primeira célula 2 for encontrada na primeira faixa de frequência 4 na primeira busca de célula, outro tipo de busca de célula pode ser realizado para buscar uma célula da segunda RAT na segunda faixa de frequência 7. Por exemplo, uma estimativa de erro de frequência de referência padrão pode ser assumida com base em tolerãncias conhecidas da unidade de frequência de referência 30 quando a unidade de frequência de referência 30 não foi sincronizada com uma frequência de referência de qualquer rede celular. O método pode então compreender executar uma segunda busca de célula, com base na estimativa de erro de frequência de referencia padrão, na segunda faixa de frequência 7 para detectar uma segunda célula 5 da segunda RAT. Essa alternativa usando uma estimativa de erro de frequência de referência padrão é ilustrada na figura 3 com a etapa opcional 170 usada em algumas modalidades. Se nenhuma primeira célula foi encontrada na etapa 110, a operação do método de acordo com essas modalidades segue a ramificação NÃO a partir da etapa 120 até a etapa 170. Na etapa 170, a segunda busca de célula, para uma célula da segunda RAT; é realizada na segunda faixa de frequência 7. A operação então prossegue para a etapa 160, onde o método 90 termina. A rede de frequência usada nesse caso corresponde à rede usada ao tentar diretamente uma abordagem de rede de frequência para buscar a célula da segunda RAT (sem primeiramente sincronizar com outra célula em uma faixa de frequência mais baixa). Devido à cobertura relativamente ampla (e crescente) de redes 2G, 3G e 4G existentes, é provável que falha em encontrar qualquer primeira célula 2 na primeira busca de célula seja um evento relativamente raro. Também deve ser observado que uma vez que o dispositivo de comunicação celular não registra com a primeira célula 3 na etapa 130, porém somente sincroniza com a mesma, o conjunto de tais primeiras células possíveis 2 não é limitado a células com as quais o dispositivo de comunicação celular tem uma subscrição válida para se comunicar através, porém pode incluir outras células também (por exemplo, células que pertencem a outras operadoras).

[0038] Como indicado acima, a segunda busca de célula pode ser realizada utilizando uma abordagem de rede de frequência. Desse modo, para o caso onde uma primeira célula 2 é encontrada durante a primeira busca de célula, a execução da segunda busca de célula (por exemplo, etapa 150 no fluxograma da figura 3) pode compreender buscar uma rede de frequência de um conjunto de frequências de portadora de hipótese. A segunda busca de célula pode ser baseada na estimativa de erro de frequência de referência no sentido de que a localização de frequência da rede de frequência (isto é, cujas frequências são incluídas no conjunto de frequências de portadora de hipótese) se baseia na estimativa de erro de frequência de referência. Como também indicado acima, para o caso quando nenhuma tal primeira célula 2 é encontrada durante a primeira busca de célula, a segunda busca de célula (por exemplo, realizada na etapa 170 da figura 3) pode em um modo similar ser realizada com base na estimativa de erro de frequência de referência padrão. Desse modo, nesse caso, a execução da segunda busca de célula (por exemplo, etapa 170 no fluxograma da figura 3) pode compreender buscar uma rede de frequência de um conjunto de frequências de portadora de hipótese, em que a segunda busca de célula pode ser baseada na estimativa de erro de frequência de referência padrão no sentido de que a localização de frequência da rede de frequência (isto é, quais frequências são incluídas no conjunto de frequências de portadora de hipótese) se baseia na estimativa de erro de frequência de referência padrão. Falando em termos qualitativos, quanto maior a estimativa de erro de frequência de referência (a estimativa de erro de frequência de referência determinada usada na etapa 150 ou a estimativa de erro de frequência padrão usada na etapa 170), maior a rede de frequência necessita ser.

[0039] O erro de frequência de referência pode, por exemplo, ser representado em termos absolutos, como ±X Hz na frequência de portadora nominal F NOM1 da primeira célula da primeira RAT. Deixe o erro de frequência de referência correspondente na frequência de portadora nominal fnom2 da segunda célula ser ±Y Hz. Uma vez que o erro relativo nessas duas frequências de portadora nominais deve ser igual, por exemplo, ±Z ppm, conclui-se que

[0040] Desse modo, se a estimativa de erro de frequência de referência for determinada (por exemplo, na etapa 140 na figura 3) em termos absolutos no local da primeira faixa de frequência 4, conclui-se que a localização de frequência relativa da primeira faixa de frequência 4 e segunda faixa de frequência 7 pode necessitar ser considerado ao determinar a localização de frequência da rede de frequência usada na segunda busca de célula na etapa 150 (figura 3). Por exemplo, digamos que a primeira banda está localizada em torno de 2 GHz, e após sincronização com a primeira célula, a incerteza da frequência de referência em 2 GHz é ± 500 Hz, isto é, a estimativa de erro de frequência de referência determinada para uma frequência de portadora de 2 GHz é ± 500 Hz. Então, como um primeiro exemplo, se a segunda faixa de frequência 7 for localizada em torno de 12 GHz, a incerteza correspondente da frequência de frequência na segunda faixa de frequência 7 seria ± 500 . 1212 Hz _ ± 3 kHz. Por outro lado, como um exemplo, se a segunda faixa de frequência 7 for localizada em torno de 30 GHz, a incerteza correspondente da frequência de referência na segunda faixa de frequência 7 seria ±500 . 3012 Hz = ± 7.5 kHz. O segundo exemplo exigiria provavelmente uma rede de frequência mais ampla com mais frequências de portadora de hipótese do que o primeiro exemplo para a segunda busca de célula na etapa 150 (figura 3).

[0041] Por conseguinte, em algumas modalidades, a localização de frequência da rede de frequência usada na segunda busca de célula na etapa 150 (figura 3) se baseia também na localização de frequência relativa da primeira faixa de frequência 4 e na segunda faixa de frequência 7.

[0042] De acordo com algumas modalidades, o método de busca de célula descrito acima pode ser usado como parte de um procedimento para conectar-se a uma célula da segunda RAT. Consequentemente, de acordo com algumas modalidades da presente invenção, é fornecido um método para o dispositivo de comunicação celular 1 de conectar-se a uma célula da segunda RAT. O método compreende executar o método de busca de célula 90 descrito acima. Além disso, se a segunda célula 5 for detectada durante o desempenho do método de busca de célula 90 (e com referência afigura 3, isso poderia estar na etapa 150 ou na etapa 170), o método compreende registar com a segunda célula 5.

[0043] A figura 4 é um fluxograma ilustrando modalidades do método de conectar-se a uma célula da segunda RAT. A operação do método é iniciada na etapa 180, e então prossegue para executar uma busca de célula de acordo com o método 90 descrito acima. Na etapa 185, é verificado se a segunda célula foi detectada durante a busca de célula, e novamente com referência à figura 3, isso poderia ser na etapa 150 ou etapa 170 (em modalidades que incluem a etapa 170). Se a segunda célula 5 foi detectada (ramificação SIM da etapa 185), o dispositivo de comunicação celular 1 registra com a segunda célula na etapa 190 (de acordo com procedimentos de registro definidos por um padrão da segunda RAT), e o método termina na etapa 195. Se nenhuma tal segunda célula foi detectada (ramificação NÃO a partir da etapa 185), o método prossegue, sem conectar com uma célula da segunda RAT (uma vez que nenhuma tal célula foi detectada), para a etapa 195, onde o método termina. No caso mencionado por último, o dispositivo de comunicação celular pode, por exemplo, tentar conectar-se a uma célula de outra RAT, como a primeira RAT, como um recuo. Em algumas modalidades, por exemplo, se o dispositivo de comunicação celular 1 for capaz de conectividade simultãnea com células de múltiplas RATs, o dispositivo de comunicação celular pode registrar com uma célula da primeira RAT mesmo se uma célula da segunda RAT for encontrada durante a busca de célula 90. Isso pode, por exemplo, ser feito após ou em paralelo com o registro na etapa 190. Desde que isso não seja realizado antes das buscas realizadas na etapa 150 ou etapa 170 (figura 3), tal registro não impactaria negativamente no tempo de busca geral para uma célula da segunda RAT.

[0044] Acima, modalidades de métodos para operar o dispositivo de comunicação celular são descritas. Algumas modalidades da presente invenção, adicionalmente descritas abaixo, também se referem ao dispositivo de comunicação celular 1 configurado para executar quaisquer dos métodos descritos acima. Desse modo, de acordo com algumas modalidades da presente invenção, é fornecido um dispositivo de comunicação celular 1, como ilustrado na figura 2, capaz de comunicar através de uma primeira RAT em uma primeira faixa de frequência (por exemplo 4 na figura 1), e através de uma segunda RAT em uma segunda faixa de frequência (por exemplo, 7 na figura 1), que está em uma região de frequência mais elevada do que a primeira faixa de frequência. De acordo com essas modalidades, a unidade de controle 20 é adaptada para executar uma primeira busca de célula na primeira faixa de frequência 4 para detectar uma primeira célula 2 da primeira RAT. A unidade de controle 20 é adicionalmente adaptada para, se tal primeira célula 2 for detectada, sincronizar com a primeira célula 2, sem registrar com a primeira célula, para determinar uma estimativa de erro de frequência de referência entre uma frequência de referência local do dispositivo de comunicação celular 1 e uma frequência de referência da primeira célula 2, e posteriormente executar uma segunda busca de célula, com base na estimativa de erro de frequência de referência, na segunda faixa de frequência 7 para detectar uma segunda célula 5 da segunda RAT.

[0045] Como foi descrito acima no contexto de modalidades do método 90, a unidade de controle 20 pode ser adaptada para, a fim de executar a segunda busca de célula, buscar uma rede de frequência de um conjunto de frequências de portadora de hipótese, em que a localização de frequência da rede de frequência se baseia no erro de frequência de referência estimada.

[0046] Como foi descrito acima no contexto de modalidades do método 90, a localização de frequência da rede de frequência pode ser baseada também na localização de frequência relativa da primeira faixa de frequência 4 e segunda faixa de frequência 7.

[0047] Além disso, como foi descrito acima no contexto de algumas modalidades do método 90, incluindo a etapa 170, a unidade de controle 20 pode ser adaptada para, se tal primeira célula 2 na primeira faixa de frequência 4 não for detectada, executar uma segunda busca de célula, com base em uma estimativa de erro de frequência de referência padrão, na segunda faixa de frequência 7 para detectar uma segunda célula 5 da segunda RAT.

[0048] De acordo com o que foi descrito acima no contexto do método ilustrado na figura 4, a unidade de controle 20 pode ser adaptada para, se a segunda célula 2 for detectada, registrar o dispositivo de comunicação celular 1 com a segunda célula 2.

[0049] A figura 5 é um diagrama de blocos simplificado ilustrando algumas modalidades da unidade de controle 20. Como ilustrado na figura 5, essas modalidades da unidade de controle 20 compreendem uma primeira unidade de busca de célula RAT 200 para executar buscas de célula na primeira RAT, uma primeira unidade de sincronização de RAT 210 para sincronizar com células da primeira RAT, uma unidade de determinação de estimativa de erro 220 para determinar estimativas de erro de frequência de referência, e uma segunda unidade de busca de célula RAT 230 para executar buscas de célula na primeira RAT.

[0050] A primeira unidade de busca de célula RAT 200 é adaptada para executar a primeira busca de célula na primeira faixa de frequência 4 para detectar uma primeira célula 2 da primeira RAT.

[0051] A primeira unidade de sincronização de RAT 210 é adaptada para, se tal primeira célula 2 for detectada, sincronizar com a primeira célula 2, sem registrar com a primeira célula.

[0052] A unidade de determinação de estimativa de erro 220 é adaptada para determinar a estimativa de erro de frequência de referência entre a frequência de referência local do dispositivo de comunicação celular 1 e a frequência de referência da primeira célula 2.

[0053] A segunda unidade de busca de célula de RAT 230 é adaptada para executar a segunda busca de célula (correspondendo à etapa 150 na figura 3) com base na estimativa de erro de frequência de referência, na segunda faixa de frequência 7 para detectar uma segunda célula 5 da segunda RAT.

[0054] A segunda unidade de busca de célula de RAT 230 pode ser adaptada para, a fim de executar a segunda busca de célula, buscar uma rede de frequência de um conjunto de frequências de portadora de hipótese, em que a localização de frequência da rede de frequência se baseia no erro de frequência de referência estimada. Em algumas modalidades, a localização de frequência da rede de frequência pode ser baseada também na localização de frequência relativa da primeira faixa de frequência 4 e segunda faixa de frequência 7.

[0055] Em algumas modalidades, a segunda unidade de busca de célula de RAT 230 pode ser adaptada para, se tal primeira célula 2 na primeira faixa de frequência 4 não for detectada, executar uma segunda busca de célula (correspondendo à etapa 170 na figura 3), com base na estimativa de erro de frequência de referência padrão, na segunda faixa de frequência 7 detectar uma segunda célula 5 da segunda RAT.

[0056] Como indicado na figura 5, a unidade de controle 20 pode em algumas modalidades também compreender uma segunda unidade de registro de RAT 240. A segunda unidade de registro de RAT pode ser adaptada para, se a segunda célula 2 for detectada, registar o dispositivo de comunicação celular 1 com a segunda célula 2.

[0057] Em algumas modalidades, a unidade de controle 20 pode ser implementada como uma unidade de hardware específica de aplicativo dedicado. Alternativamente, a unidade de controle 20 ou partes da mesma, pode ser implementada com unidades de hardware programáveis e/ou configuráveis, como, porém não limitado a uma ou mais disposições de porta programáveis em campo FPGAs, processadores, ou microcontroladores. Desse modo, a unidade de controle 20 pode ser uma unidade de controle programável. Consequentemente, as modalidades da presente invenção podem ser incorporadas em um produto de programa de computador, que permite implementação do método e funções descritas aqui, por exemplo, as modalidades dos métodos descritos com referência ás figuras 3 e 4. Portanto, de acordo com as modalidades da presente invenção, é fornecido um produto de programa de computador, compreendendo instruções dispostas para fazer com que a unidade de controle programável 20 execute as etapas de quaisquer das modalidades dos métodos. O produto de programa de computador pode compreender código de programa que é armazenado em uma mídia legível em computador 300, como ilustrado na figura 6, que pode ser carregado e executado pela unidade de controle programável 20, para fazer com que a mesma execute as etapas de quaisquer das modalidades dos métodos. Em algumas modalidades, a mídia legível em computador é uma mídia legível em computador não transitória.

[0058] As modalidades descritas aqui permitem buscas de célula relativamente rápidas em RATs que operam em frequências de portadora relativamente elevadas, por exemplo, da ordem de 10-30 GHz. Uma solução alternativa para permitir buscas de célula relativamente rápidas poderia ser usar uma unidade de frequência de referência, como um oscilador de cristal, com uma precisão intrínseca mais elevada no dispositivo de comunicação celular. Entretanto, essa solução seria provavelmente mais cara, assim em comparação com aquela solução alternativa, as modalidades da presente invenção podem fornecer um custo mais baixo. Outra solução alternativa para permitir buscas de célula relativamente rápidas poderia ser executar uma busca de célula paralela, onde a busca de célula é realizada para várias frequências de portadora de hipótese simultaneamente. Entretanto, essa solução provavelmente exigiria processamento de sinais mais complexo aumentando o custo em termos do consumo de energia ou a área de chip exigida (ou ambos), assim em comparação também com essa solução, as modalidades da presente invenção podem fornecer um custo mais baixo.

[0059] A presente invenção foi descrita acima com referência a modalidades específicas. Entretanto, outras modalidades além da descrita acima são possíveis no escopo da invenção. Etapas de método diferentes além daquelas descritas acima, executando o método por hardware ou software, podem ser fornecidas compreendidas no escopo da invenção. As características e etapas diferentes das modalidades podem ser combinadas em outras combinações além daquelas descritas. O escopo da invenção é somente limitado pelas reivindicações de patente apensas.

Claims

1. Método de busca de célula (90) para um dispositivo de comunicação celular (1) capaz de se comunicar através de uma primeira tecnologia de acesso de rádio, RAT, em uma primeira faixa de frequência (4) e através de uma segunda RAT em uma segunda faixa de frequência (7), que está em uma região de frequência mais elevada que a primeira faixa de frequência, caracterizado pelo fato de que compreende: realizar (110) uma primeira busca de célula na primeira faixa de frequência (4) para detectar uma primeira célula (2) da primeira RAT; e se tal primeira célula (2) for detectada: sincronizar (130) com a primeira célula (2), sem registrar com a primeira célula (2); determinar (140) uma estimativa de erro de frequência de referência entre uma frequência de referência local do dispositivo de comunicação celular (1) e frequência de referência da primeira célula (2); e posteriormente realizar (150) uma segunda busca de célula, com base na estimativa de erro de frequência de referência, na segunda faixa de frequência (7) para detectar uma segunda célula (5) da segunda RAT.

2. Método (90) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a realização (150) da segunda busca de célula compreende buscar uma rede de frequência de um conjunto de frequências de portadora de hipótese, em que a localização de frequência da rede de frequência se baseia na estimativa de erro de frequência de referência.

3. Método (90) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a localização de frequência da rede de frequência se baseia também na localização de frequência relativa da primeira faixa de frequência (4) e segunda faixa de frequência (7).

4. Método (90) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: se tal primeira célula na primeira faixa de frequência não for detectada:realizar (170) uma segunda busca de célula, com base em uma estimativa de erro de frequência de referência padrão, na segunda faixa de frequência (7) para detectar uma segunda célula (5) da segunda RAT.

5. Método (90) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a primeira faixa de frequência (4) é localizada abaixo de 4 GHz e a segunda faixa de frequência (7) é localizada acima de 10 GHz.

6. Método (90) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a primeira RAT é qualquer de uma RAT de comunicação celular de 2a geração, 2G, uma RAT de comunicação celular de 3a geração, 3G, e uma RAT de comunicação celular de 4a geração, 4G.

7. Método (90) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a segunda RAT é uma RAT de comunicação celular de 5a geração, 5G.

8. Método para um dispositivo de comunicação celular (1) capaz de se comunicar através de uma primeira tecnologia de acesso de rádio, RAT, em uma primeira faixa de frequência (4), e através de uma segunda RAT em uma segunda faixa de frequência (7), que está em uma região de frequência mais elevada que a primeira faixa de frequência (4), para conectar-se a uma célula da segunda RAT, caracterizado pelo fato de que compreende:realizar o método de busca de célula (90) do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7; e se a segunda célula for detectada: registrar (190) com a segunda célula.

9. Dispositivo de comunicação celular (1) capaz de se comunicar através de uma primeira tecnologia de acesos de rádio, RAT, em uma primeira faixa de frequência (4), e através de uma segunda RAT em uma segunda faixa de frequência (7), que está em uma região de frequência mais elevada que a primeira faixa de frequência, caracterizado pelo fato de que compreende: uma unidade de controle (20) adaptada para: realizar uma primeira busca de célula na primeira faixa de frequência (4) para detectar uma primeira célula (2) da primeira RAT; e se tal primeira célula (2) for detectada: sincronizar com a primeira célula (2), sem registrar com a primeira célula; determinar uma estimativa de erro de frequência de referência entre uma frequência de referência local do dispositivo de comunicação celular (1) e uma frequência de referência da primeira célula (2); e posteriormente realizar uma segunda busca de célula, com base na estimativa de erro de frequência de referência, na segunda faixa de frequência (7) para detectar uma segunda célula (5) da segunda RAT.

10. Dispositivo de comunicação celular (1), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (20) é adaptada para, a fim de executar a segunda busca de célula, buscar uma rede de frequência de um conjunto de frequências de portadora de hipótese, em que a localização de frequência da rede de frequência é baseada na estimativa de erro de frequência de referência.

11. Dispositivo de comunicação celular (1), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a localização de frequência da rede de frequência se baseia também na localização de frequência relativa da primeira faixa de frequência (4) e segunda faixa de frequência (7).

12. Dispositivo de comunicação celular (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle é adaptada para, se tal primeira célula (2) na primeira faixa de frequência (4) não for detectada, realizar uma segunda busca de célula, com base em uma estimativa de erro de frequência de referência padrão, na segunda faixa de frequência (7) para detectar uma segunda célula (5) da segunda RAT.

13. Dispositivo de comunicação celular (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo fato de que a primeira faixa de frequência (4) é localizada abaixo de 4 GHz e a segunda faixa de frequência (7) é localizada acima de 10 GHz.

14. Dispositivo de comunicação celular (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato de que a primeira RAT é qualquer dentre uma RAT de comunicação celular de 2a geração, 2G, uma RAT de comunicação celular de 3a geração, 3G, e uma RAT de comunicação celular de 4a geração, 4G.

15. Dispositivo de comunicação celular (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 14, caracterizado pelo fato de que a segunda RAT é uma RAT de comunicação celular de 5a geração, 5G.

16. Dispositivo de comunicação celular (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 15, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (20) é adaptada para, se a segunda célula (2) for detectada, registrar o dispositivo de comunicação celular (1) com a segunda célula (2).

17. Mídia legível por computador (300) caracterizada por compreender armazenado na mesma instruções legíveis por computador que, quando lidas por uma unidade de controle programável (20) de um dispositivo de comunicação celular, fazem com o dispositivo de comunicação celular execute o método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.