CN102547941B - 调制解调器及其搜网方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种调制解调器及其搜网方法。该方法包括采样服务小区的信号电平值和信号质量值；根据所述信号电平值得到信号功率情况，以及根据和信号质量值得到信号稳定度情况；当所述信号功率情况和信号稳定度情况均高于设定情况时，确定搜网状态为关闭状态。本发明实施例可以降低功耗和工作负荷。

Description

调制解调器及其搜网方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种调制解调器及其搜网方法。

背景技术

调制解调器(Modem)是可以使数字数据在模拟信号传输线上传输的转换接口。移动通信Modem是手机、数据卡等移动通信设备的一部分，移动通信Modem设备是包含移动通信Modem的设备，例如，手机、移动宽带数据卡、有3G通信功能的掌上电脑(pad)。

传统方式下，移动通信Modem或者移动通信Modem设备可以在待机状态下进行搜网，搜网策略为S准则和R准则，S准则用于控制启动策略，R准则用于筛选邻区，以便从服务小区切换到筛选的邻区。其中，S准则需要对当前驻留的服务小区的信号质量和信号功率进行检测，并得到服务小区的信号质量因数和信号功率因数，当两者中的任何一个达到门限值时，启动筛选。筛选中可以采用R准则，R准则是根据测量得到的多个邻区的信号质量值确定选择的邻区。为了便于在服务小区信号变差时第一时间重选得到邻区，需要同时对服务小区、邻区进行信号质量、功率测量等相关操作。其中，服务小区是指与移动通信Modem或者移动通信Modem设备建立连接的小区，用户信息从这些小区发送。邻区是指两个覆盖有重叠并设置有切换关系的小区，一个小区可以有多个邻区。搜网是指对移动通信网络的无线信号强度、质量进行搜网。

但是，现有的S准则的数据来源是网络信号瞬时值，网络信号波动造成的信号短暂变差不会影响移动通信Modem或移动通信Modem设备的正常待机，但会影响S准则的计算结果，在计算结果达到门限值后会启动搜网测量，在搜网测量时，需要对邻区进行搜索，对邻区的搜索会浪费大量无谓电量，特别是邻区较多的情况下，大大增加了移动通信Modem或移动通信Modem设备的工作负荷。

发明内容

本发明提供一种调制解调器及其搜网方法，用以降低功耗和工作负荷。

本发明提供了一种调制解调器的搜网方法，包括：

采样服务小区的信号电平值和信号质量值；

根据所述信号电平值得到信号功率情况，以及根据所述信号质量值得到信号稳定度情况；

当所述信号功率情况和信号稳定度情况均高于设定情况时，确定搜网状态为关闭状态。

本发明提供了一种调制解调器，包括：

采样单元，用于采样服务小区的信号电平值和信号质量值；

数据存储和运算单元，用于根据所述信号电平值得到信号功率情况，以及根据所述信号质量值得到信号稳定度情况；

判决单元，用于在所述信号功率情况和信号稳定度情况均高于设定情况时，确定搜网状态为关闭状态。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过采样服务小区的信号，根据采样的信号电平值得到信号功率情况，根据信号质量值得到信号稳定度情况，在所述信号功率情况和信号稳定度情况均高于设定情况时，也就是在服务小区的信号强度较好且稳定度较好时，关闭搜网，可以避免无谓的搜网，进而降低功耗和工作负荷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明调制解调器的搜网方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明中调制解调器的示意图；

图3为本发明调制解调器的搜网方法另一实施例的流程示意图；

图4为本发明中存储采样数据的示意图；

图5发明调制解调器的搜网方法另一实施例的流程示意图；

图6为本发明调制解调器一实施例的结构示意图；

图7为现有技术与本发明的仿真比较示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明调制解调器的搜网方法一实施例的流程示意图，包括：

步骤11：调制解调器采样服务小区的信号电平值和信号质量值。

其中，本发明实施例中，调制解调器是指移动通信Modem或移动通信Modem设备。

信号电平值用于表征接收的信号的大小，本发明实施例中用rx_n表示；信号质量值用于表征接收的信号的质量，也就是纯净度，本发明实施例中用q_n表示。当接收的某个信号的信号电平值较大时，但包含较多的噪声，其信号质量值也可能很小。

步骤12：调制解调器根据所述信号电平值得到信号功率情况，以及根据所述信号质量值得到信号稳定度情况；

其中，可以将信号电平值的均值作为信号功率情况；将信号质量值的方差作为信号稳定度情况。

步骤13：调制解调器在所述信号功率情况和信号稳定度情况均高于设定情况时，确定搜网状态为关闭状态。

其中，可以分别设定第一门限值和第二门限值，当信号功率情况的值高于设定的第一门限值，且信号稳定度情况的值也高于设定的第二门限值时，确定搜网状态为关闭状态，进而关闭搜网算法，即关闭S算法和R算法。

本实施例通过采样服务小区的信号，根据采样的信号电平值得到信号功率情况以及根据信号质量值得到信号稳定度情况，由于在所述信号功率情况的值高于设定值时，可以表明服务小区的信号强度满足所设定的需求，因此当信号稳定度情况的值高于设定值时可以表明服务小区的信号强度较好；由于在所述信号功率情况的值高于设定值时，可以表明服务小区的稳定度满足所设定的需求，因此当信号稳定度情况的值高于设定值时可以表明服务小区的信号稳定度较好；本实施例在服务小区的信号强度较好且稳定度较好时，也就是信号功率情况的值和信号稳定度情况的值均高于设定的值时，关闭搜网，可以避免无谓的搜网，进而降低功耗和工作负荷。

本发明实施例具体可以采用推理机的原理实现，推理是指依据一定的规则从已有的事实推出结论的过程，基于知识的推理在计算机中的实现，主要包括推理和控制两个方面，由调度器21、执行器22和一致性协调器23组成。具体地，参见图2，在本发明实施例中，调度器21可以包括采样单元211、数据存储和运算单元212、判决单元213；采样单元211用于采样服务小区的信号电平值和信号质量值；数据存储和运算单元212用于根据所述信号电平值和信号质量值，得到信号功率情况和信号稳定度情况；判决单元213用于在所述信号功率情况和信号稳定度情况均高于设定情况时，确定搜网状态为关闭状态；执行器用于在搜网状态为关闭状态时关闭S算法和R算法，而在开启搜网时启动S算法和R算法进行搜网。执行器可以用于执行具体的S算法和R算法；一致性协调器用于修正执行器、调度器自身运行参数，例如，修正调度器中采样单元的采样周期、数据存储空间的大小、执行器结果的反馈等(修正上述参数)。

图3为本发明调制解调器的搜网方法另一实施例的流程示意图，包括：

步骤31：采样单元对信号进行采样，得到信号电平值和信号质量值。

步骤32：数据存储和运算单元保存信号电平值和信号质量值，并得到信号功率情况和信号稳定度情况。

其中，本实施例可以采用滑窗方式保存并更新数据，如图4所示，假设采用窗口为N，那么数据缓冲内保存按照采样历史从旧到新编号为1～N的N个数据，当第N+1个数据到来时，则删除第一个最旧的数据，使系统中存储空间始终为最新数据。

假设最新的N个信号电平值为rx_n，n＝1，…，N，最新的N个信号质量值为q_n，n＝1，…，N。可以采用如下公式计算得到信号功率情况和信号稳定度情况：

信号功率情况用R_avg表示：

$R_{\mathrm{avg}}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{rx}}_n}{N};$

信号稳定度情况用Q_var表示：

$Q_{\mathrm{var}}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|q_n-Q_{\mathrm{avg}}|}{N},$ 其中， $Q_{\mathrm{avg}}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{q}_n}{N}$

步骤33：判决单元根据信号功率情况和信号稳定度情况，判定是否启动搜网。

其中，如果信号功率情况高于设定的第一门限值，信号稳定度情况高于设定的第二门限值，则关闭搜网。第一门限值和第二门限值的具体值可以根据实际情况设定。

判定单元在判定关闭搜网后，可以将搜网状态标示置为禁止，否则保持原值不变。

步骤34：执行器根据搜网状态标示进行相应操作。

例如，当搜网状态标示为禁止时，执行器关闭S算法和R算法，进而避免了无谓的搜网、测量及小区重选。

另外，当搜网状态标示为启动时，则执行S算法和R算法，可以进行搜网。

本实施例根据历史数据，即信号质量值和信号电平值，推理出服务小区的网络状态，进而可以避免偶然因素引起的搜网启动，减少无谓小区重选。

进一步地，当网络出现大范围扰动或用户处于运行状态即将离开当前服务小区时，需要迅速启动搜网算法。

图5发明调制解调器的搜网方法另一实施例的流程示意图，包括：

步骤51：数据存储和运算单元根据采样得到的信号电平值，得到信号电平变化情况。

其中，信号电平变化情况可以用Rx′_n表示，计算公式为：

${\mathrm{Rx}}_n^{\text{'}}=\frac{{\mathrm{drx}}_{n+1}}{{\mathrm{dt}}_{n+1}}=\frac{{\mathrm{rx}}_{n+1}-{\mathrm{rx}}_n}{\mathrm{\Δt}}\text{.}$

步骤52：判决单元在根据信号电平变化情况确定服务小区的信号强度单调下降时，确定搜网状态为启动状态。

由于存储空间内有N个信号电平值，根据上述计算公式可以得到N-1个信号电平变化情况，如果这些N-1个信号电平变化情况中有大部分，如70％是小于0的，也就是表明服务小区信号质量成单调下降趋势，将搜网状态标示置为启动。

步骤53：执行器在搜网状态标示置为启动后，启动搜网算法。

执行器在确定搜网状态标志为启动后，可以立即启动S算法和R算法，利用S算法进行搜网及测量，R算法进行重选。

具体地，S准则用于控制启动策略，其算法如下：

Squal＝Qqualmeas-Qqualmin    ①

Srelev＝Qrxlevmeas-Qrxlevmin-Pcompensation  ②

其中：

Squal：信号质量因数

Srelev：信号功率因数

Qqualmeas：信号质量测量值

Qrxlevmeas：信号接收功耗测量值

Qqualmin：最小可接收信号质量

Qrxlevmin：最小可接收功率值

Pcompensation：max(UE_TXPWR_MAX_RACH-P_MAX，0)，UE_TXPWR_MAX_RACH为Modem或Modem设备在做随机接入时允许的最大发送功率由系统广播消息发送，一般设置为0；P_MAX是Modem或Modem设备的最大标称发射功率，两者差值与0比较，取大者。

根据①式计算得出信号质量因数Squal，根据②式计算出信号功率因数Srelev，当两者任何一个值达到同频、异频或异系统测量门限时，则Modem或Modem设备启动相应范围的搜网测量，而后对测量结果采用R准则进行筛选，R准则算法如下：

Rs＝Qmeas_s+Qhysts        ③

Rn＝Qmeas_n-Qoffsets_n    ④

其中：

Rs：当前服务小区信号质量因数；

Rn：低n个邻区的信号质量因数；

Qmeas_s：服务小区的信号质量测量值；

Qmeas_n：第n个邻区的信号质量测量值；

Qhysts：服务小区的重选迟滞量；

Qoffsets_n：第n个邻区的信号质量偏置量；

Modem或Modem设备根据③、④两式计算Rs及Rn值，当Rs＜Rn保持超过一定时间，则启动小区重选，从服务小区s重选到某个邻区n。

本实施例通过在确定服务小区的强度减小后，可以及时启动搜网算法，实现小区的及时重选。

图6为本发明调制解调器一实施例的结构示意图，包括采样单元61、数据存储和运算单元62和判决单元63；采样单元61用于采样服务小区的信号电平值和信号质量值；数据存储和运算单元62用于根据所述信号电平值得到信号功率情况，以及根据信号质量值得到信号稳定度情况；判决单元63用于在所述信号功率情况和信号稳定度情况均高于设定情况时，确定搜网状态为关闭状态。

可选的，所述数据存储和运算单元还用于根据所述信号电平值，得到信号电平变化情况；所述判决单元还用于根据所述信号电平变化情况判断服务小区的信号强度是否单调下降，以及当根据信号电平变化情况确定服务小区的信号强度单调下降时，确定搜网状态为启动状态。

可选的，所述数据存储和运算单元具体用于：

根据如下公式计算得到信号功率情况：

$R_{\mathrm{avg}}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{rx}}_n}{N},$

其中，R_avg为信号功率情况的值，rx_n为信号电平值，n＝1，…，N，N为信号电平值的个数。

可选的，所述数据存储和运算单元具体用于：

根据如下公式计算得到信号稳定度情况：

$Q_{\mathrm{var}}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|q_n-Q_{\mathrm{avg}}|}{N},$

其中， $Q_{\mathrm{avg}}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{q}_n}{N},$

Q_var为信号稳定度情况的值，q_n为信号质量值，n＝1，…，N，N为信号质量值的个数。

可选的，所述数据存储和运算单元具体用于：

根据如下公式计算得到信号电平变化情况：

${\mathrm{Rx}}_n^{\text{'}}=\frac{{\mathrm{rx}}_{n+1}-{\mathrm{rx}}_n}{\mathrm{\Δt}}$

其中，Rx′_n为信号电平变化情况的值，rx_n和rx_n+1为相邻两次采样得到的信号电平值，Δt为采样间隔时间。

可选的，所述判决单元具体用于在信号电平变化情况的值小于0的个数大于设定的门限值时，确定服务小区的信号强度单调下降。

本实施例通过采样服务小区的信号，根据采样的信号电平值得到信号功率情况，以及根据信号质量值得到信号稳定度情况，在所述信号功率情况和信号稳定度情况均高于设定情况时，也就是在服务小区的信号强度较好且稳定度较好时，关闭搜网，可以避免无谓的搜网，进而降低功耗和工作负荷。

根据上述实施例，本发明可以降低待机功耗，具体仿真图可以参见图7。图7中的优化前表示现有技术的功耗情况，优化后表示本发明实施例的功耗情况，从图7中可以看出，优化后的方案的电流的最高值小于优化前的方案，且优化后的方案明显减少了脉冲次数，降低了功耗。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种调制解调器的搜网方法，其特征在于，包括：

采样服务小区的信号电平值和信号质量值；

根据所述信号电平值得到信号功率情况，以及根据所述信号质量值得到信号稳定度情况；

当所述信号功率情况和信号稳定度情况均高于设定情况时，确定搜网状态为关闭状态，所述关闭状态用于指示关闭搜网算法，所述搜网算法包括S算法和R算法。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述信号电平值，得到信号电平变化情况；

根据所述信号电平变化情况判断服务小区的信号强度是否单调下降；

当根据信号电平变化情况确定服务小区的信号强度单调下降时，确定搜网状态为启动状态，所述启动状态用于指示开启所述搜网算法。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述信号电平值得到信号功率情况，包括：

根据如下公式计算得到信号功率情况：

$R_{\mathrm{avg}}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{rx}}_b}{N},$

其中，R_avg为信号功率情况的值，rx_n为信号电平值，n＝1,…,N，N为信号电平值的个数。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述信号质量值得到信号稳定度情况，包括：

根据如下公式计算得到信号稳定度情况：

$Q_{\mathrm{var}}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|q_n-Q_{\mathrm{avg}}|}{N},$

其中， $Q_{\mathrm{avg}}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{q}_n}{N},$

Q_var为信号稳定度情况的值，q_n为信号质量值，n＝1,…,N，N为信号质量值的个数。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述信号电平值，得到信号电平变化情况的计算公式为：

${\mathrm{Rx}}_n^{\′}=\frac{{\mathrm{rx}}_{n+1}-{\mathrm{rx}}_n}{\mathrm{\Δt}}$

其中，Rx'_n为信号电平变化情况的值，rx_n和rx_n+1为相邻两次采样得到的信号电平值，n＝1,…,N，N为信号电平值的个数，Δt为采样间隔时间。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述信号电平变化情况判断服务小区的信号强度是否单调下降，包括：

如果信号电平变化情况的值小于0的个数大于设定的门限值，则确定服务小区的信号强度单调下降。

7.一种调制解调器，其特征在于，包括：

采样单元，用于采样服务小区的信号电平值和信号质量值；

数据存储和运算单元，用于根据所述信号电平值得到信号功率情况，以及根据所述信号质量值得到信号稳定度情况；

判决单元，用于在所述信号功率情况和信号稳定度情况均高于设定情况时，确定搜网状态为关闭状态，所述关闭状态用于指示关闭搜网算法，所述搜网算法包括S算法和R算法。

8.根据权利要求7所述的调制解调器，其特征在于，

所述数据存储和运算单元还用于根据所述信号电平值，得到信号电平变化情况；

所述判决单元还用于根据所述信号电平变化情况判断服务小区的信号强度是否单调下降，以及当根据信号电平变化情况确定服务小区的信号强度单调下降时，确定搜网状态为启动状态，所述启动状态用于指示开启所述搜网算法。

9.根据权利要求7或8所述的调制解调器，其特征在于，所述数据存储和运算单元具体用于：

根据如下公式计算得到信号功率情况：

$R_{\mathrm{avg}}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{rx}}_n}{N},$

其中，R_avg为信号功率情况的值，rx_n为信号电平值，n＝1,…,N，N为信号电平值的个数。

10.根据权利要求7或8所述的调制解调器，其特征在于，所述数据存储和运算单元具体用于：

根据如下公式计算得到信号稳定度情况：

$Q_{\mathrm{var}}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|q_n-Q_{\mathrm{avg}}|}{N},$

其中， $Q_{\mathrm{avg}}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{q}_n}{N},$

Q_var为信号稳定度情况的值，q_n为信号质量值，n＝1,…,N，N为信号质量值的个数。

11.根据权利要求8所述的调制解调器，其特征在于，所述数据存储和运算单元具体用于：

根据如下公式计算得到信号电平变化情况：

${\mathrm{Qx}}_n^{\′}=\frac{{\mathrm{rx}}_{n+1}-{\mathrm{rx}}_n}{\mathrm{\Δt}}$

其中，Rx'_n为信号电平变化情况的值，rx_n和rx_n+1为相邻两次采样得到的信号电平值，n＝1,…,N，N为信号电平值的个数，Δt为采样间隔时间。

12.根据权利要求11所述的调制解调器，其特征在于，

所述判决单元具体用于在信号电平变化情况的值小于0的个数大于设定的门限值时，确定服务小区的信号强度单调下降。