CN101405948A - 在多小区无线通信系统中执行功率有效小区搜索的方法和设备 - Google Patents

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CN101405948A CNA2007800096341A CN200780009634A CN101405948A CN 101405948 A CN101405948 A CN 101405948A CN A2007800096341 A CNA2007800096341 A CN A2007800096341A CN 200780009634 A CN200780009634 A CN 200780009634A CN 101405948 A CN101405948 A CN 101405948A
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Abstract

公开了一种在多小区无线通信系统中用于执行功率有效的小区搜索的方法和设备。使用具有存储器的无线发射/接收单元(WTRU)来执行小区搜索，其中所述存储器存储对先前排在前面的小区标识(ID)优先的小区标识列表。在接收到的信号上选择主同步码(PSC)相关峰值位置。根据基于小区标识列表中第一小区ID创建的本地信号对接收信号的非相干积分来确定公共导频信道(CPICH)相关值。如果CPICH相关值大于噪声阈值，则表示第一小区ID为新发现的小区ID，或者如果到达小区标识列表中的最后小区ID，则进行附加判定关于在小区ID列表中是否有多于一个的小区ID具有相同定时。

Description

在多小区无线通信系统中执行功率有效小区搜索的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种多小区无线通信系统。更具体地，本发明涉及用于在多小区无线通信系统中实施智能小区联合方法(SCAM)以执行小区搜索。
背景技术
在无线通信系统的各种连接模式期间，小区搜索(CS)处理必须连续监控(即搜索、识别和测量)N个小区标识(ID)的部分列表中的小区(例如，现有网络采用具有多达32个小区ID的列表)。为了执行小区识别，CS处理尝试将主同步码(PSC)相关峰值位置与特定的所列小区ID关联，(即，每一公共导频信道(CPICH)一个扰码)。
在现有技术中，CS处理每次采用一个PSC相关峰值，并且使用与其关联的定时信息，以穷举的方式将接收到的信号与N个扰码中(例如，N＝32个扰码)的一个相关。报告超过某一噪声阈值的所有的CPICH相关值，其中所述CPICH相关值是通过将CPICH和同相(I)/积分(Q)基带接收信号之间的相关的结果累加所获得的值。这个过程揭示出主同步信道(P-SCH)和CPICH具有定时关系的事实。在全球移动通信系统(UMTS)的下行链路信令结构中，对于每个时隙的前10％重复P-SCH。在10毫秒期间的每一帧中具有15个时隙。CPICH跨越10毫秒的帧，其中基于每一帧重复所述10毫秒的帧。SCAM跟峰值位置相关，这是因为P-SCH与CPICH相关性的15个不同的相位相关。对于CPICH信号来说，这些相位对应于十五(15)个不同的时隙。利用P-SCH和利用CPICH来估计多路径位置没有区别。一个有效的方法就是，假设在具有多于32个扰码的情况下，在PSCH处理过程中估计峰值的位置，然后利用SCAM更进一步将检测的峰值与对于特定监控小区的CPICH相关值关联。对于在CS处理期间计算的每一PSC相关峰值重复这个过程。硬件设计保证了在硬件中具有足够的带宽，以在需要的时间内进行穷尽的搜索。
为了监控小区，当前的CS方法会在未知的情况下包括所有可能的情况。特别地，在IDLE模式下，CS消耗的能量不可忽略。因此，期望以更高的效率执行CS和小区识别处理。
发明内容
本发明涉及一种在多小区无线通信系统中执行功率有效的小区搜索的方法和设备。该方法包括：选择一个峰值并通过小区ID列表进行扫描，直至相关值大于适当选择(well-chosen)的噪声阈值。然后执行二次检查，以确定是否有多于一个的小区具有相同的定时。如果CPICH相关值与PSC相关峰值位置的比值不大于F因子，则对于列表上的剩余小区ID继续搜索，直至M个小区与相同的PSC相关峰值位置关联。这表示存在具有由P-SCH处理所报告的相同路径位置的另一小区。SCAM使用与相同PSC相关峰值位置关联的M个小区的限制。如果CPICH相关值与PSC相关峰值位置的比值大于F因子，则终止当前PSC相关峰值位置的搜索，并且处理继续下一PSC相关峰值位置。相关处理对在先前处理中识别并排列的小区ID按优先级排序。
附图说明
从以下关于优选实施方式的描述中可以更详细地了解本发明，这些优选实施方式是作为实例给出的，并且是结合附图而被理解的，其中：
图1示出在多个时隙的PSC相关峰值的实例；
图2示出根据本发明的SCAM算法的流程图；
图3示出通过使用每小区三个多通路的组的图2的SCAM所获取的性能增益的实例；
图4示出通过使用每小区一个多通路的图2的SCAM所获取的性能增益的实例；以及
图5是实施图2的SCAM的WTRU的框图。
具体实施方式
当下文引用时，术语“无线发送/接收单元(WTRU)”包括但不限于用户设备(UE)、移动站、固定或移动用户单元、寻呼机、便携式电话、个人数字助理(PDA)、计算机或能够在无线环境中运行的任何其它类型的用户设备。当下文引用时，术语“基站”包括但不限于节点-B、站点控制器、接入点(AP)或者在无线环境中运行的任何其它类型接口装置。
本发明涉及一种SCAM，其可通过减少由WTRU所需的用于执行小区搜索的时间间隔来增强小区搜索处理。从而，增加WTRU的电池寿命。
图1示出从PSC和接收信号之间的相关所获得的PSC相关峰值的实例。图1中所示的箭头的量级表示PSC和I/Q基带接收信号之间的相关量级。箭头的位置表示属于不同未知小区的时隙边界的半个码片的偏移。相邻的箭头可以是属于相同小区的多个路径。
图2是在根据本发明的多小区无线通信系统中实施的SCAM 200的流程图。在步骤205中，处理P-SCH以提供路径位置和它们的量级。在步骤210中，将小区标识列表中的先前排前面的小区ID优先。将相邻小区ID的列表从网络传输到WTRU，并存储在WTRU中的存储器中。先前排在前面的小区ID的优先列表是相邻小区ID列表的子集，并且也存储在WTRU的存储器中。在步骤215中，选择下一PSC相关峰值位置，以开始CPICH识别相关处理。实施SCAM 200的步骤210和步骤215，以选择PSC相关峰值位置，并通过小区ID的小区标识列表进行扫描，直至相关值大于适当选择的噪声阈值。对PSC相关峰值的选择可以按照
峰值从高到低的顺序、峰值从低到高的顺序或者随机进行。
依然参照图2，执行二次检查，以确定在列表中是否有多于一个小区具有相同的定时。在步骤220中，根据基于小区标识列表上下一小区ID而创建的本地信号对接收信号的非相干积分来确定CPICH相关值。通过将CPICH和I/Q基带接收信号进行相关来获得所述相关值。所述I/Q基带接收信号为到达WTRU的天线的并通过WTRU中的接收机前端转换成基带的信号。在步骤225中，确定CPICH的相关值是否大于噪声阈值(表示小区ID是新发现)，或者确定是否到达小区标识列表中的最后小区ID。CPICH确认值与噪声阈值的比较用于将具有高可靠性的小区ID和具有有限的错误警告的当前PSC相关峰值位置关联。是否到达小区标识列表中的最后小区ID的确定用于在到达小区标识列表中最后小区ID时继续下一PSC相关峰值位置。
依然参照图2，在步骤230中，确定：(1)CPICH相关值与PSC相关峰值位置的比值是否大于F因子，或者(2)是否存在M个与相同PSC相关峰值位置关联的小区，或者(3)是否到达小区标识列表中的最后小区ID。如果上面所述条件1-3中至少一个满足，则将执行步骤235。
条件1)用于识别是否有多于一个小区具有相同的路径位置。对于P-SCH积分的75个时隙和对于12个CPICH符号积分来说，根据经验将F因子的值确定为7。对于可使用不同个数的P-SCH时隙和/或CPICH符号的不同设备或应用，F因子需要重新计算。如果CPICH相关值与PSC相关峰值位置的比值小于或等于F因子，则重复步骤220、步骤225和步骤230以在小区标识列表的剩余小区ID中继续搜索，直至M个小区与相同PSC相关峰值位置相关联，如条件2)所特定。这样就说明存在具有相同定时的另一小区。因此，该算法限制了M个小区以具有精确定时。条件3)用于在当前小区ID为小区标识列表中待到达的最后一个时终止搜索当前PSC峰值位置。
如果步骤230中的条件1-3中的一个满足，则在步骤235中确定是否处理最后PSC相关峰值位置，如果处理，则SCAM 200结束。如果在步骤235中确定没有处理最后PSC相关峰值位置，则在步骤240执行以下确定处理，即确定在下一PSC相关峰值位置和当前PSC相关峰值位置之间的差值是否大于预定值N(例如，N＝120个码片，N表示最大可能信道延迟扩展)。如果在步骤240中的确定结果为否定，则在步骤245启动具有新发现小区ID的识别处理。在这种情况下，将下一PSC峰值识别为新发现的小区ID的潜在的多通道。
如果在步骤230中的条件1-3都不满足，则在步骤220，使用PSC相关峰值位置继续进行当前PSC相关峰值位置的搜索。如果在步骤240确定下一PSC相关峰值位置处于120个码片长度的下一窗口中(可通过从下一PSC相关峰值的位置减去当前PSC相关峰值的位置来获得)，则在步骤235使用先前找到的同一小区ID启动相关处理。在小区ID与当前PSC相关峰值位置的情况下，而下一PSC相关峰值的位置大于当前PSC相关峰值的位置的120个码片，则在步骤240从小区标识列表中去除该小区ID(因为这个值距离属于同一小区的多个路径太远)。
F因子能够从软件模拟中很容易获得，并且可以以SCAM不可遗漏小区的方式来选择。通过将CPICH的相关值与PSC相关峰值位置的比与F因子进行比较，SCAM 200能够检测和识别具有相同定时的两个或更多个小区(例如在基站小区边沿的WTRU)。优选地，选择M个小区的限制，以具有精确的相同的定时。例如，M可选择为2或3。
在根据图2的方法执行的SCAM 200的实例中，通过12个符号执行对于小区搜索的CPICH的相关值，通过5个帧累积PSC相关峰值位置。
在硬件中使用的用于执行小区识别的CPICH相关器和关联的存储器在运行时消耗很多功率。在现实的多路径环境中，通过使用SCAM 200可降低识别小区所需的平均相关时间，从而降低功率消耗。这可通过在软件中增加少量控制来实现。在最坏情况下，可以在不节省电量的情况下仍然能满足需求。
图3描述了通过SCAM 200获得的性能增益的实例。该实例使用多组的每个小区中的3个多路径。穷尽搜索方法将始终对于32个小区ID中的每一个进行CPICH相关。一旦峰值超过特定阈值，则SCAM 200停止相关。使用找到32个小区ID中的任一个的同一可能，对于第一多通道的关联的平均值为16。从单个扰码相关中可立即发现同一小区的随后两个多路径的编码。假设从第二小区扩展的延迟的第一路径可在31个小区ID的组中找到。再次使用找到31个小区ID的同一可能，相关值的平均值为15.5。再次地，对于随后两个路径的相关的平均值为1。这产生了在使用蛮力的方法中的大概部分能量需求：
Figure A20078000963400111
在这种情况下，每个小区目前只有3个多通路，对于CS设计的CPICH识别部分，SCAM 200减少了功率消耗的5/6。
图4示出由SCAM 200获得的性能增益的另一实例。该实例在每一小区中仅使用一个多路径。这里，SCAM算法跟使用蛮力的方法相比的优势在于每个小区执行3个平均相关与每个小区执行96个相关之间的差别。
图5是根据本发明的实施SCAM 200的WTRU 500的框图。WTRU 500包括天线505、接收机510、发射机515、处理器520和存储器525。该存储器存储相邻小区ID列表530和先前排序排在前面的小区ID的优先列表。处理器520执行SCAM算法540，其可类似于图2中的SCAM 200。
实施例
1.一种在包括无线发射/接收单元(WTRU)的多小区无线通信系统中用于执行小区搜索的方法，所述WTRU具有存储器，存储对先前排在前面的小区标识(ID)优先的小区标识列表，该方法包括：
(a)在接收到的信号上选择主同步码(PSC)相关峰值位置；
(b)根据基于小区标识列表中第一小区ID创建的本地信号对接收信号的非相干积分来确定公共导频信道(CPICH)相关值；
(c)确定CPICH的相关值是否大于噪声阈值，从而表示第一小区ID为新发现的小区ID，或确定是否到达小区标识列表中的最后小区ID；
(d)如果步骤(c)的确定结果为否定，则对于下一小区ID重复步骤(b)；以及
(e)如果步骤(c)的确定结果为肯定，则确定在该列表中是否存在多于一个的小区ID具有相同定时。
2.如实施例1所述的方法，其中步骤(e)还包括：
(e1)确定CPICH相关值与PSC相关峰值位置的比值是否大于F因子；
(e2)确定是否存在与相同PSC相关峰值位置关联的预定个数的小区；
(e3)确定是否到达小区标识列表中的最后小区ID。
3.如实施例2所述的方法，其中步骤(e1)被用于识别是否多于一个的小区具有相同的路径位置。
4.如实施例2和3中任一实施例所述的方法，其中对于主同步信道(P-SCH)积分的75个时隙和12个CPICH符号积分来说，F的值是7。
5.如实施例2-4中任一实施例所述的方法，其中如果CPICH相关值与PSC相关峰值位置的比值小于或等于F因子，则对小区标识列表中的剩余小区ID继续进行小区搜索。
6.如实施例2-5中任一实施例所述的方法，其中如果步骤(e1)-(e3)中至少一步的确定结果为肯定，则该方法还包括：
(f)如果确定已经处理最后PSC相关峰值位置，则结束小区搜索；和
(g)如果没有处理最后PSC关联峰值位置，则确定在下一PSC相关峰值位置与当前PSC相关峰值位置之间的差值是否大于预定值N。
7.如实施例6所述的方法，其中N等于120个码片，N表示最大可能的信道延迟扩展。
8.如实施例6和7中任一实施例所述的方法，其中如果在下一PSC相关峰值位置与当前PSC相关峰值位置之间的差值大于预定值N，则从小区标识列表中去除新发现的小区ID。
9.如实施例8所述的方法，其中如果在下一PSC相关峰值位置与当前PSC相关峰值位置之间的差值不大于预定值N，则使用新发现的小区ID来启动标识处理。
10.如实施例1-9中任一实施例所述的方法，其中小区标识列表具有32个小区ID。
11.一种在多小区无线通信系统中用于执行小区搜索的无线发射/接收单元(WTRU)，该WTRU包括：
(a)用于接收信号的天线；
(b)与该天线通信的接收机；
(c)存储器，存储对先前排在前面的小区标识(ID)优先的小区标识列表；和
(d)处理器，与该接收机和该存储器通信，其中由该处理器执行智能小区关联方法的算法，其中该处理器在接收到的信号上选择主同步码(PSC)相关峰值位置，根据基于小区标识列表中第一小区ID创建的本地信号对接收信号的非相干积分来确定公共导频信道(CPICH)相关值，确定CPICH的相关值是否大于噪声阈值，从而表示第一小区ID为新发现的小区ID，或确定是否到达小区标识列表中的最后小区ID，以及如果CPICH相关值大于噪声阈值或者到达在小区标识列表中的最后小区ID，则该处理器确定在该列表中是否存在多于一个的小区ID具有相同定时。
12.如实施例11所述的WTRU，其中该处理器确定CPICH相关值与PSC相关峰值位置的比值是否大于F因子，或者确定是否存在与相同PSC相关峰值位置关联的预定个数的小区，或者确定是否到达小区标识列表中的最后小区ID。
13.如实施例12所述的WTRU，其中该处理器识别是否有多于一个的小区具有相同的路径位置。
14.如实施例12和13中任一实施例所述的WTRU，其中对于主同步信道(P-SCH)积分的75个时隙和12个CPICH符号积分来说，F的值是7。
15.如实施例12-14中任一实施例所述的WTRU，其中如果CPICH相关值与PSC相关峰值位置的比值小于或等于F因子，则该处理器对小区标识列表中的剩余小区ID继续进行小区搜索。
16.如实施例12-15中任一实施例所述的WTRU，其中如果确定已经处理最后PSC相关峰值位置，则终止小区搜索。
17.如实施例12-16中任一实施例所述的WTRU，其中如果没有处理最后PSC相关峰值位置，则该处理器确定在下一PSC相关峰值位置与当前PSC相关峰值位置之间的差值是否大于预定值N。
18.如实施例17所述的WTRU，其中N等于120个码片，N表示最大可能的信道延迟扩展。
19.如实施例17和18中任一实施例所述的WTRU，其中如果在下一PSC相关峰值位置与当前PSC相关峰值位置之间的差值大于预定值N，则该处理器从存储器中的小区标识列表中去除新发现的小区ID。
20.如实施例19所述的WTRU，其中如果在下一PSC相关峰值位置与当前PSC相关峰值位置之间的差值不大于预定值N，则该处理器使用新发现的小区ID来启动标识处理。
21.如实施例11-20中任一实施例所述的WTRU，其中小区标识列表具有32个小区ID。
可在包括基于WCDMA和FDD的系统的任一无线系统中通过实例来实施本发明。特定实施方式包括：处理器、专用集成电路(ASIC)、多个集成电路、逻辑编程门阵列(LPGA)、多个LPGA、独立组件或者集成电路、LPGA、和独立组件或数字信号处理器(DSP)的组合，其中任一个可用作无线发射/接收单元(WTRU)的一部分。WTRU包括但不限于用户设备、移动站或固定站、用户单元、寻呼机、或能够在无线环境中运行的任何其它类型装置。
虽然本发明的特征和元素在优选的实施方式中以特定的结合进行了描述，但每个特征或元素可以在没有所述优选实施方式的其他特征和元素的情况下单独使用，或在与或不与本发明的其他特征和元素结合的各种情况下使用。本发明提供的方法或流程图可以在由通用计算机或处理器执行的计算机程序、软件或固件中实施，其中所述计算机程序、软件或固件是以有形的方式包含在计算机可读存储介质中的，关于计算机可读存储介质的实例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储设备、内部硬盘和可移动磁盘之类的磁介质、磁光介质以及CD-ROM碟片和数字多功能光盘(DVD)之类的光介质。
举例来说，恰当的处理器包括：通用处理器、专用处理器、传统处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何一种集成电路(IC)和/或状态机。
与软件相关联的处理器可以用于实现射频收发信机，以在无线发射接收单元(WTRU)、用户设备、终端、基站、无线电网络控制器或是任何一种主机计算机中加以使用。WTRU可以与采用硬件和/或软件形式实施的模块结合使用，例如相机、摄像机模块、视频电路、扬声器电话、振动设备、扬声器、麦克风、电视收发信机、免提耳机、键盘、蓝牙模块、调频(FM)无线电单元、液晶显示器(LCD)显示单元、有机发光二极管(OLED)显示单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器和/或任何一种无线局域网(WLAN)模块。

Claims (21)

1.一种在包括无线发射/接收单元(WTRU)的多小区无线通信系统中用于执行小区搜索的方法，所述WTRU具有存储器，存储对先前排在前面的小区标识(ID)优先的小区标识列表，该方法包括：
(a)在接收到的信号上选择主同步码(PSC)相关峰值位置；
(b)根据基于小区标识列表中第一小区ID创建的本地信号对接收信号的非相干积分来确定公共导频信道(CPICH)相关值；
(c)确定CPICH的相关值是否大于噪声阈值，从而表示第一小区ID为新发现的小区ID，或确定是否到达小区标识列表中的最后小区ID；
(d)如果步骤(c)的确定结果为否定，则对于下一小区ID重复步骤(b)；以及
(e)如果步骤(c)的确定结果为肯定，则确定在该列表中是否存在多于一个的小区ID具有相同定时。
2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(e)还包括：
(e1)确定CPICH相关值与PSC相关峰值位置的比值是否大于F因子；
(e2)确定是否存在与相同PSC相关峰值位置关联的预定个数的小区；
(e3)确定是否到达小区标识列表中的最后小区ID。
3.如权利要求2所述的方法，其中步骤(e1)被用于识别是否多于一个的小区具有相同的路径位置。
4.如权利要求2所述的方法，其中对于主同步信道(P-SCH)积分的75个时隙和12个CPICH符号积分来说，F的值是7。
5.如权利要求2所述的方法，其中如果CPICH相关值与PSC相关峰值位置的比值小于或等于F因子，则对小区标识列表中的剩余小区ID继续进行小区搜索。
6.如权利要求2所述的方法，其中如果步骤(e1)-(e3)中至少一步的确定结果为肯定，则该方法还包括：
(f)如果确定已经处理最后PSC相关峰值位置，则结束小区搜索；和
(g)如果没有处理最后PSC相关峰值位置，则确定在下一PSC相关峰值位置与当前PSC相关峰值位置之间的差值是否大于预定值N。
7.如权利要求6所述的方法，其中N等于120个码片，N表示最大可能的信道延迟扩展。
8.如权利要求6所述的方法，其中如果在下一PSC相关峰值位置与当前PSC相关峰值位置之间的差值大于预定值N，则从小区标识列表中去除新发现的小区ID。
9.如权利要求8所述的方法，其中如果在下一PSC相关峰值位置与当前PSC相关峰值位置之间的差值不大于预定值N，则使用新发现的小区ID来启动标识处理。
10.如权利要求1所述的方法，其中小区标识列表具有32个小区ID。
11.一种在多小区无线通信系统中用于执行小区搜索的无线发射/接收单元(WTRU)，该WTRU包括：
(a)用于接收信号的天线；
(b)与该天线通信的接收机；
(c)存储器，存储对先前排在前面的小区标识(ID)优先的小区标识列表；和
(d)处理器，与该接收机和该存储器通信，其中由该处理器执行智能小区关联方法的算法，其中该处理器在接收到的信号上选择主同步码(PSC)相关峰值位置，根据基于小区标识列表中第一小区ID创建的本地信号对接收信号的非相干积分来确定公共导频信道(CPICH)相关值，确定CPICH的相关值是否大于噪声阈值，从而表示第一小区ID为新发现的小区ID，或确定是否到达小区标识列表中的最后小区ID，以及如果CPICH相关值大于噪声阈值或者到达在小区标识列表中的最后小区ID，则该处理器确定在该列表中是否存在多于一个的小区ID具有相同定时。
12.如权利要求11所述的WTRU，其中该处理器确定CPICH相关值与PSC相关峰值位置的比值是否大于F因子，或者确定是否存在与相同PSC相关峰值位置关联的预定个数的小区，或者确定是否到达小区标识列表中的最后小区ID。
13.如权利要求12所述的WTRU，其中该处理器识别是否有多于一个的小区具有相同的路径位置。
14.如权利要求12所述的WTRU，其中对于主同步信道(P-SCH)积分的75个时隙和12个CPICH符号积分来说，F的值是7。
15.如权利要求12所述的WTRU，其中如果CPICH相关值与PSC相关峰值位置的比值小于或等于F因子，则该处理器对小区标识列表中的剩余小区ID继续进行小区搜索。
16.如权利要求12所述的WTRU，其中如果确定已经处理最后PSC相关峰值位置，则终止小区搜索。
17.如权利要求12所述的WTRU，其中如果没有处理最后PSC相关峰值位置，则该处理器确定在下一PSC相关峰值位置与当前PSC相关峰值位置之间的差值是否大于预定值N。
18.如权利要求17所述的WTRU，其中N等于120个码片，N表示最大可能的信道延迟扩展。
19.如权利要求17所述的WTRU，其中如果在下一PSC相关峰值位置与当前PSC相关峰值位置之间的差值大于预定值N，则该处理器从存储器中的小区标识列表中去除新发现的小区ID。
20.如权利要求19所述的WTRU，其中如果在下一PSC相关峰值位置与当前PSC相关峰值位置之间的差值不大于预定值N，则该处理器使用新发现的小区ID来启动标识处理。
21.如权利要求11所述的WTRU，其中小区标识列表具有32个小区ID。
CNA2007800096341A 2006-03-21 2007-03-19 在多小区无线通信系统中执行功率有效小区搜索的方法和设备 Pending CN101405948A (zh)

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