CN105745968B - 用于使用多个信道获取服务的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开包括用于使用多个信道获取服务的系统和方法。在一个实施例中，本发明包括一种方法，其包括连续地配置单个无线装置的第一无线通信信道和第二无线通信信道以接收一个或多个无线电通信协议的多个信号频率。第一无线通信信道被配置成接收多个信号频率中与第二无线通信信道不同的信号频率。第一无线通信信道和第二无线通信信道并行处理多个信号频率以建立服务连接。

Description

用于使用多个信道获取服务的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年10月30日提交的美国非临时申请第14/067,636号的优先权，其全部内容出于所有目的通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及无线系统和方法，并且特别地涉及用于使用多个无线通信信道获取服务的系统和方法。

背景技术

典型的无线通信系统包括在不同位置的两个系统，这两个系统使用通过空气传播的射频信号传递信息。为了传递这样的信息，两个无线系统必须建立连接。在蜂窝应用中，在无线手持设备与蜂窝基站之间建立连接的过程有时称为服务获取。

图1图示蜂窝基站101与蜂窝电话102之间的服务获取。蜂窝基站101可以发射一个或多个无线电接入技术(“RAT”)(本文中为“无线电通信协议”)。这样的协议的示例包括但不限于GSM、WCDMA或LTE协议。因此，某个区域中的一个或多个蜂窝基站可以发射对应于可用于蜂窝电话使用以建立服务连接的各种协议的各种信号频率150。当蜂窝电话102打开时，系统可以通过检查在天线104上接收的一个或多个无线电通信协议的信号频率来发起服务获取过程。

图2图示现有的服务获取技术的问题。接收信道200包括天线250、RF前端201和基带202。天线250将来自空气的RF信号耦合到RF前端201的输入。RF前端201通常包括输入放大器、解调器和模数变换器，模数变换器接收RF信号并且生成经解调的信号的数字表示，其通常包括被配置在载频周围的很多信号频率。基带202接收数字经解调的信号(例如没有载频)并且可以在试图识别无线电通信协议之一的存在时分析所接收的信号频率。

然而，由于不同的无线电通信协议通常使用不同的载频以及信号频率的不同编码，所以无线通信信道必须被配置成一次接收和解密一个特定的无线电通信协议。如接收信道220中所图示的，无线通信信道可以首先被配置成接收每个特定的GSM频带，然后接收特定的WCDMA频带，然后接收特定的LTE频带和/或其他可用无线电通信协议以确定这些无线电通信协议中的任何一个是否可用于建立服务连接。因此，现有的用于执行服务获取的技术可能极为耗时。

发明内容

本公开包括用于在无线系统中获取服务的系统和方法。在一个实施例中，本发明包括一种方法，其包括连续地配置无线装置的第一无线通信信道和第二无线通信信道以接收一个或多个无线电通信协议的多个信号频率。第一无线通信信道被配置成接收多个信号频率中与第二无线通信信道不同的信号频率。第一无线通信信道和第二无线通信信道并行处理多个信号频率以建立服务连接。

以下详细描述和附图提供对本公开的性质和优点的更好理解。

附图说明

图1至图2图示现有的获取服务连接的无线系统。

图3图示根据一个实施例的建立服务连接的无线通信信道。

图4图示根据一个示例实施例的使用多个无线通信信道并行执行服务获取。

图5图示根据一个示例实施例的方法。

图6图示根据一个实施例的针对不同的路径损失补偿两个信道。

图7图示根据示例实施例的补偿。

图8图示根据另一实施例的示例服务获取过程。

具体实施方式

本公开涉及用于在无线系统中获取服务的系统和方法。在下面的描述中，出于解释的目的，给出了大量示例和具体细节以便提供对本公开的透彻理解。然而，本领域技术人员应当清楚，如权利要求中表达的本公开可以单独地或者与下面描述的其他特征组合地包括这些示例中的特征中的一些所有特征，并且还可以包括本文中所描述的特征和概念的修改和等同方案。

图3图示根据一个实施例的建立服务连接的无线通信信道。本公开的实施例包括例如连续地配置单个无线装置302上的多个无线通信信道同时接收无线电通信协议(诸如GSM、WCDMA或LTE)的多个信号频率。

在一个实施例中，主信道可以被配置成接收一个无线电通信协议(例如WCDMA)，并且分集信道可以被配置成接收另一无线电通信协议(例如LTE)。在又一实施例中，主信道可以被配置成接收无线电通信协议(例如GSM)的特定频带，并且分集信道可以被配置成接收相同的无线电通信协议的另一频带。在再一实施例中，主信道可以被配置成接收用于特定的无线电通信协议(例如GSM)的特定的信号频率(例如频率带中的编码有信息的频率)，并且分集信道可以被配置成接收相同的无线电通信协议的信号频率。

在本示例中，无线装置302包括用于主接收信道(PRx)和分集接收信道(DRx)的两个天线310和320。天线310耦合到RF前端311，RF前端311接收RF信号并且向基带处理器330输出经解调的信号的数字表示。类似地，天线320耦合到RF前端321，RF前端321接收RF信号并且向基带处理器330输出经解调的信号的数字表示。在某些实施例中，不同的无线通信信道可以被配置成接收不同的信号频率。在本示例中，RF前端311和RF前端321例如可以被配置成接收不同的无线电通信协议、相同协议的不同频带、或者相同协议的相同频带中的不同的信号频率。因此，不同的无线通信信道可以并行处理信号频率以减少建立服务连接所需要的时间。

在一个实施例中，无线装置包括补偿无线通信信道的不同路径损失的补偿部件331(例如在基带中)。如下面更详细地描述的，补偿可以包括将无线通信信道配置成接收相同的信号频率以产生补偿因子。补偿因子例如可以应用于检测的信号以补偿发射系统(诸如蜂窝基站301)与一个或多个天线(诸如PRx天线310和DRx天线320)之间的不同路径损失。在下面更详细地描述的一个实施例中，例如，可以使用一个无线通信信道作为参考信道，并且可以调节针对所有其他无线通信信道检测的值以补偿与参考信道的路径损失差异。

图4图示根据一个示例实施例的使用多个无线通信信道并行执行服务获取。如图4中所图示的，使用PRx路径401和DRx路径402二者并行执行协议的服务获取。因此，可以显著减少获取服务所需要的时间。

图5图示根据一个示例实施例的方法。在501，可以连续地配置多个无线通信信道以接收不同的信号频率。例如，在一个实施例中，可以配置主信道接收针对特定的无线电通信协议(例如GSM)的特定信号频率(例如频率带中的编码有信息的频率)，并且可以配置分集信道以接收相同的无线电通信协议的相同频带的信号频率。例如，可以连续地配置不同的信道以并行处理特定的信号频率以建立服务连接。

在502，可以补偿无线通信信道。例如，在下面更详细地描述的一个实施例中，配置无线通信信道以接收相同的信号频率，使得系统可以补偿发射器与不同的天线之间的不同的路径损失。在503，并行检测信号频率能量或者等效信号值。例如，在一个实施例中，主信道可以检测频带中的频率的一半，并且分集信道可以在同时检测频带中的频率的另一半。在504，系统可以对检测的能量分类(例如从最强下降)。在505，例如，系统可以在以所分类的列表的顶部的信号频率开始的每个频率处连续地尝试建立服务连接。

图6图示根据一个实施例的补偿两个信道的不同路径损失。如以上所提及的，在一些实施例中，无线系统可以在两个信道上并行处理信号频率，并且补偿结果的不同路径差异。在本说明性示例中，发射器601发射由主接收信道604和次接收信道605接收的信号。然而，相同的信号被两个信道以不同强度接收，因为两个信道的天线的物理位置不同。因此，从发射器601向主接收信道604传播的信号可能经历衰减602(例如第一路径损失)，并且从发射器601向次接收信道605发射的相同的信号可能经历不同的衰减603(例如第二路径损失)。补偿部件606接收所检测的信号值(例如能量)并且校正信号值以补偿路径损失的差异。

图7图示根据示例实施例的补偿。在本示例中，无线电通信协议可以具有包括N个频率f1……fN的特定频带(B1)。如图7中的700A处所图示的，主无线通信信道(P)701和分集无线通信信道(D)702可以被配置成接收相同信号频率中的一个或多个频率。例如，信道701和702都可以被配置成接收来自B1的频率中的相同的一个或多个频率。在这种情况下，例如，信道701和702都接收fi、fj和fk。信道701可以检测和产生每个频率的能量：Pout＝{E_Pi、E_Pj和E_Pk}(例如以及在使用更多频率时的另外的输出)。类似地，信道702可以检测和产生每个频率的能量：Dout＝{E_Di、E_Dj和E_Dk}。可以使用各种技术来生成一个或多个补偿因子以使用不同信道的输出补偿路径损失。在一个实施例中，在相同频率处来自两个信道的能量水平之间的差异用于产生delta值。在本示例中，计算在频率fi处信道701和702的信号能量输出之间的差异产生delta_i，计算在频率fj处信道701和702的信号能量输出之间的差异产生delta_j，计算在频率fj处信道701和702的信号能量输出之间的差异产生delta_k。例如，可以对delta求平均以产生单个补偿因子α。

如图7中的700B处所图示的，信道701和702可以被配置成接收无线电通信协议的频带B1中的不同信号频率。例如，信道701可以接收信号频率的一半f_P1…f_PN/2，信道702可以接收信号频率的另一半f_D1…f_DN/2。因此，信道701输出Pout＝{E_P1i，……，E_PN/2}，信道702输出Dout＝{E_D1i，……，E_DN/2}。可以补偿每个检测的能量值的路径损失。例如，补偿因子α表示信道701和702之间的路径损失的差异。因此，来自分集信道702的每个能量值可以通过将能量值乘以补偿因子α来补偿(例如，最终值E_Df等于初始值E_Di乘以补偿因子)。因此，可以在服务获取过程期间补偿由信道702接收和检测的信号频率的不同路径损失。在下面更详细地描述的一个实施例中，针对相同信号频率检测的能量水平中的一个或多个为无线电通信协议中的信号频率(例如fi、fj或fk)，使得在补偿期间确定的这些信号的能量水平可以被保存、补偿并且在服务获取过程中使用。因此，在700A中在补偿期间检测的任何信号频率可以从700B的信号获取过程去除，以进一步减少服务获取的时间。

图8图示根据另一实施例的示例服务获取过程。在一个实施例中，多个信道可以被配置成接收和采样相同的频率作为补偿过程的一部分。在801，将多个无线通信信道配置成以一个或多个所选择的频率连续地接收多个样本。在802，在每个频率处确定样本的平均值(例如图7中的700A处的频率fi、fj和fk处的样本的平均值)。在803，确定在每个频率处来自信道的输出之间的差异。例如，如以上所提及的，可以确定来自信道701的频率fk的样本的平均值与来自信道702的频率fk的样本的平均值之间的差异以生成一个“delta”(或者“差异”)值。在804，例如，系统可以跨所选择的频率产生差异值的平均值，以产生补偿因子。在805，配置无线通信信道以连续地接收频带中的未检测信道。如以上所提及的，由于在补偿期间确定了频带中的频率中的一些频率的能量，所以可能不需要再次确定这些频率的能量水平。在806，将补偿因子应用于针对所接收的频率检测的能量水平。在一个示例实施例中，来自一个无线通信信道的所检测的能量水平不变，来自其他无线通信信道的所检测的能量水平乘以补偿因子。在807，系统确定是否检查当前无线电通信协议或者其他无线电通信协议的其他频带作为服务获取过程的一部分。如果需要分析更多频带，则过程返回801。如果过程完成，则在808对由每个无线通信信道产生的能量值分类。在809，将系统配置成使用所分类的列表中的频率建立通信。

使用下面的说明性示例进一步理解本公开的各个方面。具体的数字和细节应当被理解为说明性的而非限制以上描述的概念和实施例。

通过考虑R-GSM 900的搜索来示出使用以上描述的技术中的一些的服务获取的优点。R-GSM 900包括以下信道：955-1023、0-124(即信道总数＝194)。因此，可以要求无线装置在服务获取过程期间扫描194个信道。在本示例中，频带1可以包括频率{f1…f194}，并且在无线装置上，频率{f1…f97}可以由主接收信道(PRx)接收并且频率{f98…f194}可以由次(或者分集)接收信道(DRx)接收。PRx和DRx信道的输出如下为每个频率的所接收的能量水平：

R^PRX＝{RXf1...Rxf97}--来自主信道的接收的信号能量；

R^DRX＝{Rxf98...Rxf194}——来自分集信道的接收的信号能量。

然而，由于以上提及的路径损失差异，针对每个信道的发射器天线与两个不同的接收器天线之间的发射路径中可能有更多衰减，从而引起所有接收的能量水平对于一个信道比另一信道低。例如，如果发射20dBm的信号，但是到主信道天线的路径损失为-95dBm并且到分集信道天线的路径损失为-100dBm，则每个频率的分集信道能量水平比主信道能量水平低-5dBm(例如PRx＝+20dBm-95dBm＝-75dBm，并且DRx＝+20dBm-100dBm＝-80dBm)。例如，这一5dBm的不平衡应当被补偿以准确地比较由每个信道接收的频率的信号能量。在一些应用中，大约1秒内的路径损失的变化可以是可忽略的，因此可以一次出于服务获取的目的补偿整个频带(例如f1…f194)。

下面是用于执行补偿的一个示例算法。

0：k＝1；

1：每个频带选择以近似相同的频率间隔开的10个信道(例如，f(x)＝{f20，f40，f60，f80，…，f180，f190})

2：配置PRX→f(k)；f(1)＝f20，f(2)＝f40、...，f(10)＝f190

3：配置DR_x→f(k)；f(1)＝f20，f(2)＝f40，...，f(10)＝f190

//两个信道接收相同的信号频率

4：每个信道采样5次；

//PRx_f(k)＝[s1、s2，s3，s4，s5]；

//DRx_f(k)＝[s1’，s2’，s3’，s4'，s5’]；

5：在每个信道上对样本求平均

//PRx[k]＝mean(PRx_f(k))；(例如，PRx[1]＝mean(s1...s5))

//DRX[k]＝mean(DRX_f(k))

6：得到在每个频率处的差异

//delta[k]＝PRx[k]-DRx[k]

7：增加：k＝k+1

8：如果k>10，则去往步骤10

9：去往步骤2

10：跨所有10个频率对delta值求平均

//补偿因子α＝mean(delta[k]；k＝1...10)

11：PRx[k]＝DRx[k]-α；对于所有的k

12：连续地配置PRx和DRx以保留184个频率(例如194个总频率减去10个已经完成的频率)

//将PRx配置给{f1...f82}

//将DRx配置给{f83...f184}

13：并行地测量在每个频率处的能量

//PRx＝{E1,...,E82}

//DRx＝{E83,...,E184}

14：补偿——PRx＝DRx-α

15：将能量值存储在列表中

16：对列表分类

17：从列表的顶部执行服务获取搜索

以上描述说明本公开的各种实施例连同如何实现特定实施例的各个方面的示例。以上示例不应当被视为仅仅是实施例，其被呈现以说明如以下权利要求定义的特定实施例的灵活性和优点。基于以上公开和以下权利要求，可以在不偏离如权利要求定义的本公开的范围的情况下采用其他布置、实施例、实现和等同方案。

Claims (10)

1.一种通信方法，包括：

在单个无线装置上，配置具有耦合到主天线的输入的主接收器和具有耦合到分集天线的输入的分集接收器，以处理在所述主接收器和所述分集接收器上接收的多个不同无线电通信协议来建立服务连接，所述处理包括，针对每个无线电通信协议：

生成补偿因子，所述补偿因子与所述多个不同无线电通信协议的第一无线电通信协议的第一多个信号频率的检测到的能量水平相对应，其中生成所述补偿因子包括：

重新配置所述主接收器和所述分集接收器，以同时接收具有相同频率的一个或多个外部RF信号，以及

检测具有相同频率的所述外部RF信号中的每个RF信号，以产生针对所述主接收器的一个或多个第一检测能量水平和针对所述分集接收器的一个或多个第二检测能量水平；

配置所述单个无线装置的所述主接收器和所述分集接收器，以同时接收所述第一无线电通信协议的第二多个信号频率，其中所述主接收器被配置成接收所述第二多个信号频率中与所述分集接收器相比不同的信号频率；

检测在所述主接收器和所述分集接收器处接收的所述第二多个信号频率的多个第三能量水平；

基于所述第一检测能量水平与所述第二检测能量水平之间的差，针对不同路径损失而修改来自所述主接收器或所述分集接收器之一的第三检测能量水平，以产生补偿能量水平；以及

使用以下中的一项基于所述补偿能量水平来建立所述服务连接：

来自所述主接收器的所述补偿能量水平和来自所述分集接收器的所述第三检测能量水平，或

来自所述分集接收器的所述补偿能量水平和来自所述主接收器的所述第三检测能量水平。

2.根据权利要求1所述的方法，其中配置所述主接收器和所述分集接收器包括：

配置所述主接收器以接收所述第二多个信号频率中的第一信号频率；

配置所述分集接收器以接收所述第二多个信号频率中的第二信号频率，其中所述第二信号频率不同于所述第一信号频率；

同时处理所述主接收器中的所述第一信号频率和所述分集接收器中的所述第二信号频率；

针对所述第二多个信号频率中的第一部分的信号频率执行配置所述主接收器的步骤，针对所述第二多个信号频率中的第二部分的信号频率执行配置所述分集接收器的步骤，以及针对所述第一部分的信号频率和所述第二部分的信号频率中的每个信号频率重复同时处理的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其中检测具有相同频率的所述外部RF信号中的每个RF信号包括：

对所述主接收器和所述分集接收器中的具有相同频率的信号中的每个信号进行采样，以产生所述主接收器中的第一多个样本和所述分集接收器中的第二多个样本；以及

针对具有相同频率的所述信号中的每个信号生成所述第一多个样本的平均值和所述第二多个样本的平均值。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述主接收器处理所述第一无线电通信协议的第一频带，并且所述分集接收器处理所述第一无线电通信协议的第二频带。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一多个信号频率不同于所述第二多个信号频率，并且其中所述第一多个信号频率和所述第二多个信号频率是单个频带中的多个信道。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述多个信道包括所述单个频带的所有信道。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：将来自所述主接收器或所述分集接收器之一的所述补偿能量水平和来自所述主接收器或所述分集接收器中的另一个的所述第三检测能量水平存储在排名列表中，其中建立所述服务连接包括从所述列表的顶部搜索。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述主接收器和所述分集接收器包括被配置为处理所述多个不同无线电通信协议的单个基带处理器。

9.一种通信装置，包括：

主接收器，具有耦合到主天线的输入；

分集接收器，具有耦合到分集天线的输入，其中所述主接收器和所述分集接收器为单个无线装置的部分；以及

处理器，

其中所述主接收器和所述分集接收器被配置为处理在所述主接收器和所述分集接收器上接收的多个不同无线电通信协议以建立服务连接，所述处理包括，针对每个无线电通信协议：

生成补偿因子，所述补偿因子与所述多个不同无线电通信协议的第一无线电通信协议的第一多个信号频率的检测到的能量水平相对应，其中生成所述补偿因子包括：

重新配置所述主接收器和所述分集接收器，以同时接收具有相同频率的一个或多个外部RF信号，以及

检测具有相同频率的所述外部RF信号中的每个RF信号，以产生针对所述主接收器的一个或多个第一检测能量水平和针对所述分集接收器的一个或多个第二检测能量水平；

配置所述单个无线装置的所述主接收器和所述分集接收器，以同时接收所述第一无线电通信协议的第二多个信号频率，其中所述主接收器被配置成接收所述第二多个信号频率中与所述分集接收器相比不同的信号频率；

检测在所述主接收器和所述分集接收器处接收的所述第二多个信号频率的多个第三能量水平；

基于所述第一检测能量水平与所述第二检测能量水平之间的差，针对不同路径损失而修改来自所述主接收器或所述分集接收器之一的第三检测能量水平，以产生补偿能量水平；以及

使用以下中的一项基于所述补偿能量水平来建立所述服务连接：

来自所述主接收器的所述补偿能量水平和来自所述分集接收器的所述第三检测能量水平，或

来自所述分集接收器的所述补偿能量水平和来自所述主接收器的所述第三检测能量水平。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述处理器被配置成：

配置所述主接收器和所述分集接收器，以对所述主接收器和所述分集接收器中的具有相同频率的信号中的每个信号进行采样，以产生所述主接收器中的第一多个样本和所述分集接收器中的第二多个样本；以及

针对具有相同频率的所述信号中的每个信号生成所述第一多个样本的平均值和所述第二多个样本的平均值。