CN103298069B - 并行多无线接入技术plmn搜索 - Google Patents

Abstract

一种方法，包括：在移动通信终端中，在频带中接收信号。基于接收的信号，生成条目的一个或多个列表，每个条目指定疑似包含相应无线接入技术(RAT)的载波的相应频率信道。根据在扫描完第一RAT的所有条目之前就从所述第一RAT交替到第二RAT的扫描顺序来扫描所述条目中的至少一些条目。针对每个扫描的条目，检测所述相应频率信道是否实际上包含所述相应RAT的所述载波。输出在所述频带中对于所述载波的检测。

Description

并行多无线接入技术PLMN搜索

相关申请的交叉引用

该申请要求2012年2月21日提交的美国临时专利申请第61/601,291号的优先权，通过引用将其公开内容结合于此。

技术领域

本发明总体上涉及无线通信，并且更具体地涉及用于无线网络选择的方法和系统。

背景技术

一些诸如蜂窝电话的无线通信终端能够通过多个频带和多个无线接入技术(RAT)进行通信。RAT的示例是通用陆地无线接入(UTRA)，也称为宽带码分多址(WCDMA)，以及演进的UTRA(E-UTRA)，也称为长期演进(LTE)或者先进的LTE(LTE-A)。每个RAT的规范包括一组操作射频(RF)频带。

例如2011年6月的文献“3^rd Generation Partnership Project；TechnicalSpecification Group Radio Access Network；User Equipment(UE)radio transmissionand reception(FDD)(Release 10)”,3GPP规范TS 25.101版本10.2.0中规定了UTRA的操作频带，通过引用将其内容整体结合于此。该标准的第5节规定了可以被分配给WCDMA网络的上行链路和下行链路频带。

对于E-UTRA而言，例如在2011年6月的文献“3^rd Generation PartnershipProject；Technical Specification Group Radio Access Network；Evolved UniversalTerrestrial Radio Access(E-UTRA)；User Equipment(UE)radio transmission andreception(Release 10)”,3GPP规范TS 36.101版本10.3.0中规定了其操作频带，通过引用将其内容整体结合于此。该标准的第5节规定了可以被分配给LTE网络的上行链路和下行链路频带。

提供了上述描述作为本领域相关技术的整体描述，并且不应该将被解释为承认了上述描述所包含的信息构成针对本专利申请的现有技术。

发明内容

这里所描述的实施方式提供一种在移动通信终端中的方法。该方法包括在频带中接收信号。基于接收的信号，生成条目的一个或多个列表，每个条目指定疑似包含相应无线接入技术(RAT)的载波的相应频率信道。根据在扫描完第一RAT的所有条目之前就从该第一RAT交替到第二RAT的扫描顺序来扫描该条目中的至少一些条目。针对每个扫描的条目检测该相应频率信道是否实际上包含该相应RAT的该载波。输出在该频带中对于该载波的检测。

在一些实施方式中，生成该列表包括为该条目生成相应的似然分值，并且扫描该条目包括以该似然分值的降序遍历该列表。在一些实施方式中，生成该列表包括估计该频带的功率谱，并且处理估计的功率谱以便生成该列表。在另一实施方式中，扫描该条目包括尝试在扫描的条目的频率信道上并发地解码分别根据该第一RAT和该第二RAT的第一RAT标识码和第二RAT标识码。

在一些实施方式中，扫描该条目包括：当该扫描的条目的频率信道的疑似带宽仅与该第一RAT匹配时，尝试在该频率信道上仅检测该第一RAT；以及当该频率信道的疑似带宽既匹配该第一RAT又匹配该第二RAT时，初始地尝试在该频率信道上检测该第一RAT和该第二RAT中的一个RAT，并且随后尝试在该频率信道上检测该第一RAT和该第二RAT中的另一RAT。在公开的实施方式中，扫描该条目包括定义该扫描顺序以便在对应于该第一RAT的第一预定义数目的条目和对应于该第二RAT的第二预定义数目的条目之间进行交替。

在另一实施方式中，扫描该条目包括响应于成功地在给定频率信道上检测到该载波中的一个载波，从该列表中移除其频率信道与该给定频率信道至少部分地重叠的一个或多个条目。在一个示例性实施方式中，移除该条目包括移除其频率信道与该给定频率信道至少部分地重叠的所有条目，而不考虑所移除的条目的RAT。在一个实施方式中，该方法进一步包括定义该扫描顺序以用于基于与在该频带中操作的RAT有关的先验信息来在RAT之间进行交替。

根据本发明这里所描述的实施方式方式附加地提供一种包括接收机前端和处理电路的装置。接收机前端被配置为在频带中接收信号。处理电路被配置为基于接收的信号，生成条目的一个或多个列表，每个条目指定疑似包含相应无线接入技术(RAT)的载波的相应频率信道，根据在扫描完第一RAT的所有条目之前就从该第一RAT交替到第二RAT的扫描顺序来扫描该条目中的至少一些条目，并且针对每个扫描的条目检测该相应频率信道是否实际上包含该相应RAT的该载波。

在一些实施方式中，移动通信终端还包括所公开的装置。在一些实施方式中，在通信终端中用于处理信号的芯片组包括所公开的装置。

结合附图，根据下文对于本发明的实施方式的更具体的描述，将会更全面的理解本公开，在附图中：

附图说明

图1是示意性示出根据这里所描述的实施方式的移动通信终端的框图；

图2是示意性示出根据这里所描述的实施方式的用于PLMN搜索的流程图。

具体实施方式

移动通信终端通常支持对其所支持的操作频带进行搜索的过程，以便选择在其中进行操作的适合的公共陆地移动网络(PLMN)。这种过程称为PLMN搜索。PLMN搜索例如在加电时、在漫游期间、在从非服务状态返回之后、在紧急模式下或者应用户的请求而执行。当终端支持多个频带和/或多个RAT时，PLMN搜索过程可能过长并且耗能。

这里所描述的实施方式提供用于在移动通信终端中执行PLMN搜索的改进的方法和系统。所公开的实施方式关注潜在地包含多于一个RAT的PLMN的频带，例如可以被分配给WCDMA网络和LTE网络其二者的那些频带。在公开的实施方式中，移动通信终端搜索那些频带，与此同时根据需要在RAT之间进行交替，而不是在切换到另一个RAT之前针对某RAT的载波搜索整个频带。

这里描述了在RAT之间进行交替的多个示例性搜索顺序和搜索技术。在一些实施方式中，终端向频带中的相应频率信道分配似然分值。每个分值指示相应信道实际上包含特定RAT的载波的似然性。终端然后根据该分值对信道进行估计，于此同时如果必要在RAT之间进行交替。

在一个实施方式中，终端电路能够同时估计在给定信道上的两个或多个RAT。在另一实施方式中，当终端识别给定信道上的PLMN时，其从搜索中移除相邻信道而不考虑它们的RAT或分值。在另一实施方式中，终端估计给定RAT的预定义数目的最高分值信道，并且然后切换为估计另一RAT的最高分值信道。该技术降低了与RAT切换所关联的各种开销。在各种实施方式中，终端可以使用上述技术的不同组合。

这里所描述的方法和系统相比于常规的方法显著地降低了平均PLMN搜索时间，这是因为在切换到另一RAT之前它们不局限于完成对于特定RAT的估计。作为结果，用户体验得到提升，因为终端能够快速地找到适合的PLMN。而且，公开的技术降低了由PLMN搜索过程造成的电池电能的消耗。

图1是示意性示出根据这里所描述的实施方式的移动通信终端20的框图。在当前示例中，终端20包括多RAT用户设备(UE)，其被配置为至少操作在UTRA(WCDMA)网络和E-UTRA(LTE或LTE-A)网络。在可选实施方式中，终端20可以包括多RAT终端，其根据任何其它适合的通信标准或协议进行操作。终端20可以包括例如蜂窝电话、支持无线的移动计算设备(比如膝上型电脑或者平板电脑)，或者任何其它适合类型的终端。

UE 20包括天线24、接收机(RX)28和处理电路32。接收机28经由天线24接收来自一个或多个基站的下行链路射频(RF)信号。接收机将RF信号下变频到基带、数字化基带信号，并且通常执行诸如滤波、低噪声放大以及增益控制等附加功能。处理电路32处理接收的基带信号。其中，处理电路使用这里所描述的方法选择性地执行PLMN搜索过程。

在当前示例中，处理电路32包括LTE调制解调器36和WCDMA调制解调器40，其中LTE调制解调器36根据LTE规范解码并且解调LTE信道并且WCDMA调制解调器40根据WCDMA规范解码并且解调WCDMA信道。(出于清楚的目的，LTE调制解调器36和WCDMA调制解调器40在图中示出为分离的单元。在可选实施方式中，调制解调器36和40可以被实现在单个调制解调器单元并且可能共享通用的电路单元或资源。)除了在通过LTE或者WCDMA网络进行通信期间接收适当的信道，调制解调器36和40还辅助识别PLMN以作为PLMN搜索过程的一部分。

信道评分模块44执行对接收的信号中的频率信道进行的初步分析，并且在一个实施方式中向至少一些信道分配相应似然分值。在搜索特定频带时，评分模块44通常作为所关注频带的频率的函数而估计功率谱密度(PSD)。基于对所估计的谱密度的分析，评分模块44生成一个或多个候选频率信道列表52，这些候选频率信道疑似包含WCDMA或LTE载波。该列表包括每个候选信道的一个或多个参数，比如RAT、信道带宽以及似然分值。

通常，在一个实施方式中，模块44使用适当的标准来向候选信道分配相应的似然分值。每个分值指示该信道实际上包含WCDMA载波的似然性(例如，在0-100之间)或者该信道包含LTE载波的似然性。相同的信道将有可能被分配以一个包含WCDMA载波的似然分值，并且被分配以另一个包含LTE载波的分值(有可能不同)。

可以根据任何适当度量或者准则来分配分值。在一个示例性实施方式中，信道相对于特定RAT的似然分值指示在估计的用于该信道的功率谱密度和理想WCDMA载波功率谱密度之间的距离(在最小化该距离的增益归一化之后)。在一个实施方式中，该距离可以由等式1)给出：

等式1：

因此，评分模块44生成条目的一个或多个列表52。每个条目指定相应的频率信道、RAT以及该频率信道实际上包含该RAT的载波的似然分值。在一个实施方式中，模块44生成单个列表52，其条目对应于多个RAT。在该实施方式中，该列表通常以似然分值的降序排列，使得最高分值信道出现在最前面而不考虑RAT。在另一实施方式中，模块44为每个RAT生成单独的列表。在该实施方式中，在每个列表中的条目以分值的降序排序。

在一些实施方式中，RAT指定各种带宽的载波。例如，LTE规范指定LTE载波具有1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz的带宽。因此，在一些实施方式中，每个列表条目还指定该候选信道的该载波带宽(BW)。

多RAT搜索模块48接收一个或多个列表52作为输入，并且使用这些列表条目执行PLMN搜索。当搜索给定频带时，由模块48使用的搜索顺序通常按照指定给候选信道的分值，并且根据需要在RAT到RAT之间交替。在执行该搜索时，模块48通常在扫描第一RAT的所有条目之前就从第一RAT切换到第二RAT。这种搜索顺序的多个示例将在在下文进一步描述。模块48输出一个或多个优选的PLMN，以及相应的PLMN参数，诸如该优选PLMN的优选载波的频带和频率信道。

图1中示出的UE配置是示例性配置，出于清晰的目的仅对其进行了描述。在可选实施方式中，也可以使用任何其它适合的UE配置。例如，在一个实施方式中，使用多于两个RAT来实现所公开的技术。

出于清晰的目的，已经从附图中省略了对于理解所公开的技术非强制性的一些UE元件。通常，使用专用硬件实现不同的UE元件，比如使用一个或多个专用集成电路(ASIC)、射频集成电路(RFIC)，和/或现场可编程门阵列(FPGA)。可选地，一些UE元件可以利用在可编程硬件上执行的软件来实现，或者利用硬件和软件元件的组合来实现。

在一些实施方式中，可以在芯片组中制造UE 20的一些元件。当在可编程处理器中的软件中实现所公开的技术时，可以将软件通过网络以电子格式下载到该处理器，或者可选地或者附加地，软件可以通过非瞬时有形媒体(诸如磁、光或电存储器)来提供和/或存储。

图2是根据这里描述的实施方式示意性示出PLMN搜索的方法的流程图。在接收操作60中，该方法以接收机28接收下行链路信号开始。在评分操作64中，信道评分模块44选择该频带中的候选信道，并且向它们分配相应的似然分值。

通常，模块44执行频带的功率谱扫描。基于功率谱扫描，模块44选择候选信道并且生成候选信道的一个或多个列表52以及对应参数(例如，分值、RAT和带宽)。在模块44生成并输出该一个或多个列表之后，多RAT搜索模块48使用该信息来搜索PLMN。

通常，在选择操作68中，模块48从该一个列表或多个列表52选择下一最高分值条目。如果必要(例如，如果之前估计的条目具有不同的RAT)，则模块48切换到当前选择的条目的RAT。从一个RAT切换到另一RAT可能涉及例如禁用调制解调器36或调制解调器40中的一个调制解调器，并且激活另一个调制解调器。

在估计操作72中，搜索模块48估计在所选条目中指定的信道是否实际上包含在该条目中指定的RAT的载波。通常，模块48控制对应RAT的调制解调器(调制解调器36或40)以尝试并且解调该所选信道中的载波。调制解调器通常尝试解码在载波中发射的RAT标识码，以便识别该RAT载波的存在性。调制解调器向模块48报告成功或者失败(在成功的情况下有可能连通识别的载波的参数一起报告)。

如在检查操作76中所检查的那样，如果通过估计该选择的条目没有找到PLMN，该方法返回上述操作68，以选择下一列表条目。

另一方面，如果模块48确定在选择的信道中找到指定的RAT的载波，则在完成检查操作80中，模块48检查该搜索是否完成。在一个实施方式中，模块48根据以下标准来确定完成了该搜索，这些标准包括：条目的耗尽、在估计完预定义数目的条目之后，或者基于任何其它适合的标准。如果完成了该搜索，在输出操作84中，模块48输出识别的一个或多个PLMN以及关联的参数，并且该方法终止。在可选的实施方式中，模块48输出每个识别的PLMN只要其被识别处来，而不等待搜索结束。

如果在指定的信道找到载波(并因此找到PLMN)，则在移除操作88中，模块48从该一个或多个列表中移除那些至少部分地重叠该识别的载波的带宽的相邻信道。该技术的基本原理在于：为了避免干扰，临近小区将不会被分配以重叠的信道。当使用对于不同RAT的分离的列表52时，模块48从所有列表上移除相邻信道。移除的信道从搜索中消除，并且因此减少了搜索时间。然后，该方法返回上述操作68，以选择用以进行估计的下一列表条目。

如上文所注意到的，LTE载波可能占用1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz的带宽。但是，无论载波的带宽，同步信息和载波的广播信道总是在中央1.4MHz处发射。为了估计候选信道是否包含任何代管的LTE载波，对于UE 20而言解码中央1.4MHz已经足够。另一方面，WCDMA载波具有5MHz的单个可能带宽。

在一些实施方式中，UE 20的处理电路32控制接收机28来接收特定5MHz信道。从该信道的相同数字化信号中，LTE调制解调器36解码中心1.4MHz以便解码LTE载波，并且WCDMA调制解调器40解码整个5MHz以便解码WCDMA载波。

在一些实施方式中，调制解调器36和40能够在选择的信道的数字5MHz信号上并发地进行操作。调制解调器36和40使用该信号并行地尝试并且识别相应RAT的载波。通过同时估计所选信道上的RAT，缩短了搜索时间。在这些实施方式中，如果使用单个列表的条目，模块48以分值的降序来扫描该列表。如果扫描的条目中的两个条目指定相同的信道频率然而不同的RAT，则模块48指示调制解调器36和40并行地估计载波是否出现在该信道中。

在一些实施方式中，接收机28调谐在间距20MHz(最宽的LTE带宽)的信道，并且处理电路32从20MHz的数字信号中抽选所需的5MHz WCDMA信道。

然而，在可选实施方式中，例如当在调制解调器之间共享部分调制解调器电路时，在给定时间上这两个调制解调器中仅有一个调制解调器能够进行操作。在这些实施方式中，模块48可以识别两个列表中对应于相同信道频率但是不同RAT的条目，并且指示调制解调器36和调制解调器40来串行地估计这些条目。

在另一实施方式中，UE 20使用条目的单个列表，并且被配置为在估计候选信道中(基于任何适当的标准)给出对于多个RAT中的一个RAT的偏好。如果模块48识别出出现在该列表中的频率信道即作为对于LTE PLMN的候选又作为WCDMA PLMN的候选，则其首先估计最高优先级RAT。只有在对最高优先级RAT的估计失败时，模块48继续估计其它RAT。

在一些实施方式中，评分模块44针对每个RAT生成条目的单独的排序列表，并每个列表被划分为两个子列表。对于每个RAT，第一子列表包括预定义数目的最高分值条目，并且第二子列表包括剩余的条目。在一个示例性实施方式中，每个RAT的第一子列表包括该RAT的十个最高分值条目。但是，一般地，在第一子列表中的条目的数目对于不同的RAT可以是相同的或者可以是不同的。每个子列表可以包括任何期望数目的条目，包括在一些实施方式中的单个条目。

在这些实施方式中，搜索模块48首先估计一个RAT的第一子列表中的条目，然后估计另一RAT的第一子列表中的条目，然后估计第一RAT的第二子列表中的条目，并且最后估计第二RAT的第二子列表中的条目。

该技术提供了从RAT到RAT的非限制性交替和完全串行RAT搜索之间的折中。例如在RAT搜索引发时间或者其它性能的惩罚时，这种折中是适合的。在交替到估计第二RAT之前估计特定数目的与第一RAT相关联的条目降低了这种惩罚。在可选实施方式中，处理电路32可以使用任何适合的方案，该方案仅在估计预定义数目的条目之后在RAT之间进行交替。

在任何上述方案中，在一个实施方式中，无论何时模块48识别出特定RAT的载波，其均移除那些带宽与识别的载波的带宽相重叠的条目。

在任何上述方案中，处理电路32基于涉及操作在该频带中RAT的先验信息来设置或者修改搜索顺序。在一个示例性实施方式中，处理电路32维护先前在该频带中找到的PLMN列表以及它们的已知RAT参数和带宽。处理电路然后在开始使用列表52进行搜索之前使用这些参数搜索这些已知PLMN。

注意到，上文所描述的实施方式是以示例方式引用的，并且本发明并不限于上文已经特别示出以及描述的那些实施方式。相反，本发明的范围包括上文所描述的各种特征的组合和子组合，以及本发明的那些在阅读上文的说明的基础上本领域技术人员能够想到的并且那些未在现有技术中公开的变形和修改。通过引用结合到本专利申请的文件将被认为是本发明的有机部分，除非在一定程度上在这些结合的文件中的任何术语与本发明说明书中显示或者隐含地作出的定义相冲突，此时则应仅考虑本说明书中的定义。

Claims (18)

1.一种并行多无线接入技术PLMN搜索方法，包括：

在移动通信终端中，在频带中接收信号；

基于接收的信号，生成条目的一个或多个列表，每个条目指定疑似包含相应RAT(无线接入技术)的载波的相应频率信道，以及为所述条目生成相应的似然分值；所述似然分值指示信道实际上包含特定RAT载波的似然性；

根据以所述似然分值的降序遍历所述列表和在扫描完第一RAT的所有条目之前就从所述第一RAT交替到第二RAT的扫描顺序来扫描所述条目中的至少一些条目，并且针对每个扫描的条目检测所述相应频率信道是否实际上包含所述相应RAT的所述载波；以及

输出在所述频带中对于所述载波的检测。

2.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述列表包括估计所述频带的功率谱，并且处理估计的功率谱以便生成所述列表。

3.根据权利要求1所述的方法，其中扫描所述条目包括尝试在扫描的条目的频率信道上分别根据所述第一RAT和所述第二RAT并发地解码第一RAT标识码和第二RAT标识码。

4.根据权利要求1所述的方法，其中扫描所述条目包括：

当所述扫描的条目的频率信道的疑似带宽仅与所述第一RAT匹配时，尝试在所述频率信道上仅检测所述第一RAT；以及

当所述频率信道的疑似带宽既匹配所述第一RAT又匹配所述第二RAT时，初始地尝试在所述频率信道上检测所述第一RAT和所述第二RAT中的一个RAT，并且随后尝试在所述频率信道上检测所述第一RAT和所述第二RAT中的另一RAT。

5.根据权利要求1所述的方法，其中扫描所述条目包括定义所述扫描顺序以便在对应于所述第一RAT的第一预定义数目的条目和对应于所述第二RAT的第二预定义数目的条目之间进行交替。

6.根据权利要求1所述的方法，其中扫描所述条目包括响应于成功地在给定频率信道上检测到所述载波中的一个载波，从所述列表中移除其频率信道与所述给定频率信道至少部分地重叠的一个或多个条目。

7.根据权利要求6所述的方法，其中移除所述条目包括移除其频率信道与所述给定频率信道至少部分地重叠的所有条目，而不考虑所移除的条目的RAT。

8.根据权利要求1所述的方法，包括定义所述扫描顺序以用于基于与在所述频带中操作的RAT有关的先验信息来在RAT之间进行交替。

9.一种并行多无线接入技术PLMN搜索装置，包括：

接收机前端，其被配置为在频带中接收信号；以及

处理电路，其被配置为基于接收的信号，生成条目的一个或多个列表，每个条目指定疑似包含相应RAT(无线接入技术)的载波的相应频率信道，为所述条目生成相应的似然分值，所述似然分值指示信道实际上包含特定RAT载波的似然性；根据以所述似然分值的降序遍历所述列表和在扫描完第一RAT的所有条目之前就从所述第一RAT交替到第二RAT的扫描顺序来扫描所述条目中的至少一些条目，并且针对每个扫描的条目检测所述相应频率信道是否实际上包含所述相应RAT的所述载波。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述处理电路被配置为估计所述频带的功率谱，并且处理估计的功率谱以便生成所述列表。

11.根据权利要求9所述的装置，其中所述处理电路被配置为尝试在扫描的条目的频率信道上分别根据所述第一RAT和所述第二RAT并发地解码第一RAT标识码和第二RAT标识码。

12.根据权利要求9所述的装置，其中所述处理电路被配置为：

当所述扫描的条目的频率信道的疑似带宽仅与所述第一RAT匹配时，尝试在所述频率信道上仅检测所述第一RAT；并且当所述频率信道的疑似带宽既匹配所述第一RAT又匹配所述第二RAT时，初始地尝试在所述频率信道上检测所述第一RAT和所述第二RAT中的一个RAT，并且随后尝试在所述频率信道上检测所述第一RAT和所述第二RAT中的另一RAT。

13.根据权利要求9所述的装置，其中所述处理电路被配置为定义所述扫描顺序以便在对应于所述第一RAT的第一预定义数目的条目和对应于所述第二RAT的第二预定义数目的条目之间进行交替。

14.根据权利要求9所述的装置，其中响应于成功地在给定频率信道上检测到所述载波中的一个载波，所述处理电路被配置为从所述列表中移除其频率信道与所述给定频率信道至少部分地重叠的一个或多个条目。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述处理电路被配置为移除其频率信道与所述给定频率信道至少部分地重叠的所有条目，而不考虑所移除的条目的RAT。

16.根据权利要求9所述的装置，其中所述处理电路被配置为定义所述扫描顺序以用于基于与在所述频带中操作的RAT有关的先验信息来在RAT之间进行交替。

17.一种移动通信终端，包括权利要求9的装置。

18.一种用于在移动通信终端中处理信号的芯片组，包括权利要求9的装置。