DE102014104461B4

DE102014104461B4 - Verfahren und diesbezügliches Mobilgerät für komplexitätsverminderte Zellensuche

Info

Publication number: DE102014104461B4
Application number: DE102014104461.4A
Authority: DE
Inventors: Tianyan Pu; Honglei Miao; Thuyen Le
Original assignee: Intel IP Corp
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2017-07-13
Anticipated expiration: 2034-03-29
Also published as: DE102014104461A1

Abstract

Verfahren zum Suchen nach Zellen eines Zellularnetzes, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen eines Signals, das eine Referenzsequenz umfasst, die Zelleninformationen umfasst; Suchen nach Zellen des Zellularnetzes unter Verwendung einer ersten Suchstrategie, die Zellen eines asynchronen und eines synchronen Netzes detektieren kann; Identifizieren, ob das Zellularnetz ein asynchrones Zellularnetz oder ein synchrones Zellularnetz ist, unter Verwendung der Zelleninformationen mehrerer Zellen des Zellularnetzes, die während des Suchens detektiert wurden; und als Reaktion auf die Identifizierung eines synchronen Netzes: weiteres Empfangen des Signals und weiteres Suchen nach Zellen des Zellularnetzes unter Verwendung einer zweiten Suchstrategie, die nur Zellen eines synchronen Netzes detektieren kann.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Lösung betrifft ein Verfahren und ein diesbezügliches Mobilgerät für eine komplexitätsverminderte Zellensuche. Die Lösung betrifft speziell ein Verfahren und ein diesbezügliches Mobilgerät für eine komplexitätsverminderte Zellensuche in einem zellularen Mobilkommunikationssystem, wie etwa einem LTE-System (Long Term Evolution).
Stand der Technik
Zellensuche/-detektion ist eine wichtige Prozedur für ein Mobilgerät, das in einem Zellularnetz eingesetzt wird. Typischerweise werden Referenzsignale verwendet, um eine Zelle zu identifizieren, die durch das Mobilgerät während des Betriebs detektiert werden muss. Referenzsignale sind Datensymbole, die im Empfänger bekannt sind und für Parameterschätzungsaufgaben, z.B. Detektion der Zellen-Identität (Cell-ID), verwendet werden.
In einem Zellularnetz wird ein Versorgungsgebiet in Zellen aufgeteilt, wobei jede Zelle mit einer Basisstation ausgestattet ist, die die Mobilstationen in dieser Zelle versorgt. Jede Zelle muss eindeutig identifiziert werden, wenn ein Mobilgerät wünscht, sich mit einer Zelle zu verbinden, oder wenn das Mobilgerät bereits mit einer Zelle verbunden ist und wünscht, sich mit einer anderen Zelle zu verbinden. Zu diesem Zweck sendet eine Mobilkommunikationsbasisstation eine Zellenidentität (Cell-ID) im PSS (Primary Synchronization Signal) und im SSS (Secondary Synchronization Signal). Es gibt 504 einzigartige Bitübertragungsschicht-Zellenidentitäten bei LTE, die in 168 Gruppen von drei Kennungen gruppiert werden. Drei PSS-Sequenzen werden zur Angabe der Zellenidentität in der Gruppe verwendet und 168 SSS-Sequenzen werden zur Angabe der Identität der Gruppe verwendet.
Um zuverlässigen Datenempfang zu ermöglichen, muss im Mobilgerät eine Anzahl von Parameterschätzungsaufgaben ausgeführt werden, z.B. Zeitsynchronisationsschätzung, Frequenzsynchronisationsschätzung, Kanalschätzung, Störpegelschätzung, Dopplerverteilungsschätzung, Leistungsverzögerungsprofilschätzung, Rückmeldungsinformationsschätzung. PSS-Detektion dient zur Schlitztiming-Detektion und Bitübertragungsschicht-ID-Detektion. SSS-Detektion dient zur Funkrahmendetektion, Längendetektion des zyklischen Präfix (CP) und zur TDD/FDD-Detektion. SSS-Detektion basiert auf kohärenter Demodulation im Frequenzbereich.
Gemäß der genutzten Duplextechnik, nämlich FDD oder TDD, und dem beabsichtigten Kompromiss zwischen Systemkomplexität/-kosten und dem bereitgestellten Dienst verwenden die heutigen kommerziellen Mobilkommunikationssystembetreiber sowohl das synchronisierte als auch das unsynchronisierte Netz.
WO 2009 113 918 A1 offenbart ein Netzwerk, in welchem die Zellen miteinander synchronisiert sind, da es sich bei beiden um MBFSN-Zellen ein und desselben MBFSN-Netzes handelt, welches ein frequenzsynchrones Netz darstellt.
Jede der MBFSN Zellen formt einen “Schirm” unter welchem diese eine Vielzahl von nicht-MBFSN Zellen haben, bspw. nicht-MBFSN Zellen 1, 2 und 3 welche mit MBFSN Zelle 7 assoziiert sind und nicht-MBFSN Zellen 4, 5 und 6 welche mit MBFSN Zelle 8 assoziiert sind, siehe 1.
Diese Druckschrift offenbart nun ein Verfahren zur Zellensuche. Nutzer verwenden die Signalstärke von MBFSN Zellen, um zu entscheiden, ob eine Neuauswahl von nicht-MBFSN Zellen erfolgen soll, siehe Zeilen 28–31 auf Seite 2. Wenn der Nutzer ein Verhältnis zwischen den Signalstärken von MBFSN Zellen detektiert hat, welches eine Neuauswahl von nicht-MBFSN Zellen indiziert, wird der Nutzer auf die nicht-MBFSN Nachbarschaftsliste der MBFSN Zelle mit der höchsten Signalstärke zugreifen, um herauszufinden, welche nicht-MBFSN Zelle zur Neuauswahl ausgewählt werden sollte, siehe Zeilen 20–26 auf Seite 3.
WO 2013 074 458 A1 offenbart ein Verfahren zur Zellensuche oder Neuauswahl von Zellen in welchem zellspezifischer oder UE spezifische Informationen aus MBFSN Rahmen extrahiert wird. Eine Mobileinheit, welche gegenwärtig von einer anderen Zelle bedient wird, kann die MBFSN Rahmen überwachen und eine Zellsuche für eine zweite Zelle initiieren, welche eine oder mehrere Interfrequenz oder Inter-RAT (Funkzugangstechnologie) Messungen beinhaltet. Dies kann den Energieverbrauch senken bei der Detektion von Nachbarschaftszellen, besonders solchen Zellen, welche auf einer anderen Trägerfrequenz oder Funkzugangstechnologie arbeiten.
Während das unsynchronisierte Netz flexibler und praktischer ist und weniger Kosten erfordert, kann in mehr und mehr Szenarien auch das synchronisierte Netz erforderlich sein. Zum Beispiel wird zur Steuerung der Aufwärtsstrecken-Abwärtsstrecken-Störungen zwischen Zellen typischerweise das TDD-Netz auf synchronisierte Weise verwendet. Fortschrittliche kooperative Mehrfachzellen-Übertragungstechniken, insbesondere unterrahmenweise dynamische Kooperation zwischen verschiedenen Zellen, würden die synchronisierte Verwendung erfordern oder zumindest Nutzen aus ihr ziehen. Die Entität für Zellensuche und Messung (CS&M) in einem Modem ist im Allgemeinen dafür ausgelegt, Zellen ungeachtet der Synchronität des Netzes, woraus diese Zellen bestehen, zu detektieren und zu messen. Da Zellendetektion in einem synchronisierten Netz im Vergleich zur Zellendetektion in einem unsynchronisierten Netz weniger rechnerische Komplexität und Speicheranforderung erfordert, kann die für beide Arten von Netzen entworfene Entität mehr rechnerische Komplexität und mehr Speicher als notwendig erfordern, wenn Zellen eines synchronisierten Netzes detektiert werden.
Es wird daher eine Lösung für Zellensuche mit geringer rechnerischer Komplexität und Speicheranforderung benötigt.
Offenbarung der Erfindung
Die Lösung wird mit einem Verfahren gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch und einem diesbezüglichen Mobilgerät gemäß dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch erreicht. Die abhängigen Ansprüche betreffen weitere Aspekte der vorliegenden Lösung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Das Verfahren und das diesbezügliche Mobilgerät gemäß der Erfindung werden im Folgenden anhand von beispielhaften Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Mobilgeräts in einem Mobilkommunikationssystem;
2 das Blockdiagramm des Mobilgeräts von 1 mit einem Synchronisations- und Zellendetektionsmodul, das ein Synchronitätsidentifikationsmodul und ein Modul für synchronitätsbewusste Zellensuche und -messung umfasst;
3 eine Zellendatenbasisstruktur mit einem Synchronitätsindikator;
4 ein Aktivierungszeitdiagramm eines synchronitätsbewussten Such- und Messungsmoduls für zwei Betriebsmodi eines Mobilgeräts; und
5 ein Moduswechseldiagramm für die zwei Betriebsmodi des Mobilgeräts.
Ausführliche Beschreibung
1 zeigt ein Mobilkommunikationssystem, das drei Basisstationen 11, 12, 13 und ein Mobilgerät 14 umfasst. Beim Herauffahren hat das Mobilgerät 14 keine Kenntnis über den Einsatz der Basisstationen 11, 12, 13 und daher die Anzahl der das Mobilgerät 14 umgebenden Zellen. Wenn das Mobilgerät 14 wünscht, sich an eine Zelle anzuschließen, führt das Mobilgerät 14 eine anfängliche Zellensuchprozedur aus. Die anfängliche Zellensuchprozedur erfordert das Detektieren von Referenzsignalen, die möglicherweise weitere Referenzteilsignale wie PSS und SSS umfassen, und ist Teil der im Basisband-Verarbeitungsmodul 17, speziell im Synchronisations- und Zellendetektionsmodul 19 ausgeführten Basisbandverarbeitung. Das Mobilgerät umfasst ferner ein Hochfrequenzmodul 15 mit einem Hochfrequenz-Analogsendeempfänger 18 zum Beschaffen von Funkabtastwerten. Funkabtastwerte werden aus dem Hochfrequenz- bzw. HF-Modul 15 über die BB/HF-Schnittstelle 16 zu dem Basisband- bzw. BB-Verarbeitungsmodul 17 transferiert. Die Mac/Phy-Steuerung 110 kann von dem Synchronisations- und Zellendetektionsmodul 19 anfordern, die Zellensuche durchzuführen.
Das Synchronisations- und Zellendetektionsmodul 19 kann dafür ausgelegt sein, die Synchronität eines detektierten Netzes zu identifizieren, und benutzt dann die identifizierte Synchronität für weitere Zellensuche.
Die vorliegende Lösung betrifft ein Verfahren zum Suchen nach Zellen, umfassend: Empfangen eines Signals, das eine Referenzsequenz enthält, die Zelleninformationen umfasst; Suchen nach Zellen des Zellularnetzes unter Verwendung einer ersten Suchstrategie, die Zellen eines asynchronen und eines synchronen Netzes detektieren kann; Identifizieren, ob das Zellularnetz ein asynchrones Zellularnetz oder ein synchrones Zellularnetz ist, unter Verwendung der Zelleninformationen mehrerer Zellen, die während der Suche detektiert wurden; und wenn ein synchrones Netz identifiziert wurde, ferner Empfangen des Signals und ferner Suchen nach Zellen des Zellularnetzes unter Verwendung einer zweiten Suchstrategie, die nur Zellen eines synchronen Zellularnetzes detektieren kann. Die zweite Suchstrategie, die nur Zellen eines synchronen Zellularnetzes detektieren kann, erfordert weniger rechnerische Betriebsmittel als die erste Suchstrategie, die Zellen eines asynchronen oder eines synchronen Zellularnetzes detektieren kann.
Ein Aspekt der vorliegenden Lösung betrifft daher, erst die Synchronität des abgedeckten Netzes während der anfänglichen Zellendetektions-/Auswahlprozedur zu identifizieren, vorausgesetzt, dass das synchronisierte Netz detektiert wird, und die Netzsynchronisation bezüglich einer nachfolgenden periodischen Zellensuch- und Messprozedur auszunutzen. Die Kenntnis der Netzsynchronität kann somit einem Zellensuch- und Messmodul helfen, im Hinblick auf Leistungsfähigkeit, Komplexität und Stromverbrauch einen weiter optimierten Entwurf zu erzielen.
2 zeigt ein Blockdiagramm des Mobilgeräts wie in 1 gezeigt mit analogen Bezugszeichen, das ein Synchronisations- und Zellendetektionsmodul 29 umfasst, das ein Synchronitätsidentifikationsmodul 22 zum Identifizieren einer Synchronität eines Zellularnetzes und ein Zellensuch- und Messmodul (CS&M) 21 umfasst, das dafür ausgelegt ist, Zellen des Netzes unter Verwendung der durch das Synchronitätsidentifikationsmodul 22 identifizierten Synchronität 23 zu suchen und zu messen.
Kurz nach dem Herauffahren arbeitet das Mobilgerät im Betriebsmodus I. Das Hochfrequenzmodul 25, speziell der HF-Sendeempfänger 28, empfängt ein Zeitfenster eines Signals, wobei die Größe des Zeitfensters der Periodizität der Referenzsequenz entspricht. Die PHY-Steuerung 210 fordert von dem Synchronisations- und Zellendetektionsmodul 29 an, nach Zellen wie durch eine Zellendatenbasis angegeben zu suchen. Das CS&M-Modul 21 sucht nach mindestens zwei Zellen unter Verwendung des Zeitfensters des Signals. Das Synchronitätsidentifikationsmodul 22 identifiziert, ob das Zellularnetz ein synchrones Zellularnetz oder ein asynchrones Zellularnetz ist, unter Verwendung der Zelleninformationen der mindestens zwei Zellen, die während des Suchens detektiert wurden, und übermittelt die identifizierte Synchronität des Zellularnetzes zu dem CS&M-Modul 21.
Wenn ein synchrones Netz identifiziert wurde, wechselt das Mobilgerät zum Betriebsmodus II. Die PHY-Steuerung 210 stellt das Hochfrequenzmodul 25 neu ein, um ein reduziertes Zeitfenster des Signals zu empfangen. Das CS&M-Modul 21 sucht weiter nach Zellen des Zellularnetzes unter Verwendung des reduzierten Zeitfensters des Signals. Das reduzierte Zeitfenster weist eine Größe dergestalt auf, dass es eine minimale Anzahl von Referenzsymbolen der Referenzsequenz für eine zuverlässige Zellendetektion enthält. Da das Hochfrequenzmodul 25 und das Zellensuch- und Messmodul 29 nur ein reduziertes Zeitfenster des Signals betreiben, wird der Stromverbrauch des Mobilgeräts 24 signifikant verringert.
4 zeigt ein Zeitdiagramm der zwei Betriebsmodi für das synchronitätsbewusste CS&M-Modul.
Betriebsmodus I ist für ein Szenario eines asynchronen Netzes ausgelegt, wenn kein genaueres Zeitfenster verfügbar ist, z.B. anfängliche Zellensuche, nachdem das Mobilgerät 24 gerade heraufgefahren wurde. In Betriebsmodus I muss das CS&M-Modul 21 mindestens 5 ms lang aktiviert sein, was die Periodizität der Referenzsequenz ist, z.B. einer LTE-Synchronisationssequenz. Die CS&M-Aktivierungslücke beträgt mehrere ganze Zahlen der Periodizität der Referenzsequenz, daher M·5 ms, wobei M eine positive ganze Zahl ist. Wenn M auf 1 gesetzt wird, verwendet das CS&M-Modul 21 einfach kontinuierliche Daten.
Betriebsmodus II ist für ein synchrones Netz ausgelegt. Er wird aktiviert, nachdem ein genaueres reduziertes Zeitfenster T_win, das eine PSS/SSS-Sequenz und/oder genug CRS-Symbole für alle möglichen Zellen enthält, aus im Betriebsmodus I detektierten Zelleninformationen abgeleitet wurde. Im Betriebsmodus II wird das CS&M-Modul 21 möglicherweise zusammen mit dem HF-Modul 25, wenn HF nur für CS&M aktiviert ist, während des reduzierten Zeitfensters T_win aktiviert, was zu einer viel besseren Stromeffizienz führt.
Somit werden das HF-Modul 25 und das CS&M-Modul 21 unstetig heraufgefahren, um bis zu 80% Strom zu sparen, z.B. 1 ms statt 5 ms. Es soll betont werden, dass der Leerlaufstromverbrauch einer der wichtigsten metrischen Leistungsfähigkeitsindikatoren für jeden Modementwurf ist, während CS&M eine von zwei Hauptstromverbrauchsquellen ist. Mehr als 60% des Modemstroms im Leerlaufmodus wird aufgrund von CS&M verbraucht. Mit dem Betriebsmodus II können daher verglichen mit aktuellen Lösungen nahezu 50% Modemstrom gespart werden.
Die zwei Modi können auf der Basis bestimmter Auswahlkriterien wie in 5 gezeigt gewechselt werden. Zum Beispiel kann bei einem LTE-System der Moduswechsel auf den EARFCN (EUTRA Absolute Radio Frequency Channel Numbers) basieren. Der Betriebsmodus und das Zeitfenster können nach Detektion in einer Datenbasis per EARFCN wie in 3 gezeigt aufgezeichnet werden. Wieder mit Bezug auf 5 kann kurz nach dem Herauffahren des Mobilgeräts Betriebsmodus I als Vorgabe gewählt werden. Beispielhafte Moduswechselkriterien können folgendermaßen definiert werden.
Das Moduswechselkriterium I, das die Kriterien zum Wechseln von Betriebsmodus I zu Betriebsmodus II definiert, kann eine Detektion von „synchronisiert“ für eine aktuelle EARFCN sein, woran CS&M arbeitet. Vorzugsweise soll eine erste Zellensuche abgeschlossen werden, so dass das Zeitfenster T_win abgeleitet werden kann.
Moduswechselkriterium II, das die Kriterien zum Wechseln von Betriebsmodus II zu Betriebsmodus I definiert, kann eine bestimmte Dauer vergangener Verweilzeit des CS&M im Modus II sein. Dieser Timermechanismus verhindert, dass das Mobilgerät im Betriebsmodus II hängenbleibt, wenn es sich über eine Dienstanbieterversorgungsgrenze, z.B. eine Ländergrenze, bewegt. Daher kehrt das Mobilgerät zu der Suchstrategie zurück, die Zellen eines asynchronen Netzes detektieren kann, wenn eine bestimmte Zeitdauer vergangen ist, nachdem ein synchrones Netz identifiziert wurde. Außerdem kann das Mobilgerät zu Betriebsmodus I zurückkehren, sobald ein asynchrones Netz für eine aktuelle ERFCN detektiert wurde.
Im Allgemeinen enthält das CS&M-Modul 21 typischerweise einen großen Speicher zum Speichern des empfangenen Signals für etwa einmal oder mehrmals 5 ms im Offline-Verarbeitungsmodus. Mit der vorliegenden Lösung kann der Speicher in mehrere Ein/Aus-umschaltbare Teilblöcke aufgeteilt werden, die dafür ausgelegt sind, das Signal zu speichern. Teilblöcke der mehreren Teilblöcke, die zum Speichern des reduzierten Zeitfensters des Signals ausreichen, werden eingeschaltet, und etwaige verbleibende Teilblöcke der mehreren Teilblöcke werden ausgeschaltet, wenn das reduzierte Zeitfenster des Signals gespeichert wird. Mit Kenntnis über ein synchronisiertes Netz und das erwartete reduzierte Zeitfenster eines empfangenen PSS/SSS und/oder CRS schaltet im Betriebsmodus II das Mobilgerät somit nur die Teilblöcke ein, die das empfangene PSS/SSS oder CRS erfassen, während etwaige verbleibende andere Teilblöcke ausgeschaltet werden können. Im Vergleich mit aktuellen Lösungen, die einen einzigen Speicher implementieren, kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Lösung signifikant Strom sparen, z.B. bis zu 80% Speicherstrom.
Außerdem scheint sukzessive Störungslöschung (SIC) in synchronisierten Netzen effizient zu sein, wenn das Mobilgerät im Zellenreichweiten-Erweiterungsbereich betrieben wird, in dem die Referenzsignal-Empfangsleistung (RSRP) der versorgenden Zelle signifikant kleiner als störende Aggressorzellen ist. Aufgrund der hohen Komplexität des SIC-Algorithmus wird bevorzugt, SIC nur freizugeben, wenn ein synchronisiertes Netz detektiert wird. Mit der Synchronitätsdetektion gemäß der vorliegenden Lösung gibt das Mobilgerät somit eine SIC nur dann frei, wenn sie benötigt wird. Folglich spart dies Strom der in einem Modem implementierten Gesamt-Signalverarbeitungsprozedur.
Zum Identifizieren, ob das Zellularnetz ein asynchrones Zellularnetz oder ein synchrones Zellularnetz ist, können mit der vorliegenden Lösung mehrere Verfahren implementiert werden, die auf den Zelleninformationen detektierter Zellen basieren.
Bei einem ersten Identifikationsverfahren bestimmt das Mobilgerät eine Zeitdifferenz einer Zeit einer ersten detektierten Zelle und einer Zeit einer zweiten detektierten Zelle. Ein synchrones Netz wird identifiziert, wenn die Zeitdifferenz eine Schwelle nicht übersteigt. Speziell kann die Rahmenzeit detektierter Zellen zur Bestimmung der Zeitdifferenz verwendet werden. Im Allgemeinen speichert das Mobilgerät eine Zellendatenbasis wie in 3 gezeigt, die Zelleninformationen für alle detektierten und weitere validierten Zellen per EARFCN aufzeichnet. Zu den Zelleninformationen gehören Rahmenzeit, zyklischer Modus, Zellenidentität, RSRP jeder detektierten Zelle. Darunter ist eine besonders relevante Information die Rahmenzeit, die Funkgeräten eine Rahmenstartzeit einer detektierten Zelle, verglichen mit einer gemeinsamen Referenz, mitteilt.
Die maximale Rahmenzeitdifferenz pro EARFCN kann folgendermaßen berechnet werden: maxRahmenZeitDifferenz = max abs (RahmenZeit_i – RahmenZeit_j) i ≠ j, i, j∃N
Das Identifizieren, ob das Zellularnetz ein asynchrones Zellularnetz oder ein synchrones Zellularnetz ist, umfasst somit Bestimmen einer maximalen Rahmenzeitdifferenz mehrerer detektierter Zellen, und wobei ein synchrones Netz identifiziert wird, wenn die maximale Rahmenzeitdifferenz eine in einem synchronen Netz beobachtete maximale Rahmenzeitdifferenz nicht übersteigt. Es soll beachtet werden, dass die Signalausbreitungsverzögerung von einer Basisstation zu dem Mobilgerät den genauen Wert der in einem synchronen Netz beobachteten maximalen Rahmenzeitdifferenz bestimmt. Wenn man zum Beispiel eine 100-km-Funkzelle als ungünstigsten Fall betrachtet, kann die maximale Rahmenzeitdifferenz etwa 0,66 ms sein.
Die Informationen über detektierte Netzsynchronität können in einer Zellendatenbasis während des Herauffahrens gespeichert werden, wie in 3 gezeigt, und in nichtflüchtigen Speicher verlagert werden, wenn das Mobilgerät heruntergefahren wird. Wenn das Mobilgerät wieder heraufgefahren wird, können somit die Netzsynchronitätsinformationen abgerufen werden und dienen als Vorinformationen. Da diese Vorinformationen nicht immer als deterministische Informationen verwendet werden können, da die Mobilstation in ein anderes Land eintreten kann, in der die Netzkonfiguration ganz anders sein kann, muss besondere Sorgfalt walten gelassen werden, zum Beispiel indem der aktuelle Dienstanbieter mit dem vorherigen während der letzten Herauffahrzeit verglichen wird. Wenn eine Zelle eines synchronisierten Netzes auf der Basis der Zellendatenbasisaufzeichnung detektiert wird, kann ein synchronisiertes Netz angenommen werden.
Darüber hinaus umfasst das Identifizieren, ob das Zellularnetz ein asynchrones Zellularnetz oder ein synchrones Zellularnetz ist, das Annehmen eines synchronen Zellularnetzes, wenn eine TDD-Zelle (Zeitduplex) detektiert wurde.
Bei einem zweiten Identifikationsverfahren werden Verbund-Kanalverzögerungsverteilungsschätzungen für mehrere detektierte Zellen zum Identifizieren der Synchronität des Zellularnetzes verwendet. Die Verbund-Kanalverzögerungsverteilung wird als die Verzögerungsverteilung der Kanalimpulsantworten von allen detektierten Kanalzellen definiert. Wenn die Verbund-Kanalverzögerungsverteilung innerhalb einer bestimmten Zeitgrenze in dem detektierten Netz liegt, kann angenommen werden, dass das Netz synchronisiert ist.
Das Identifizieren, ob das Zellularnetz ein asynchrones Netz oder ein synchrones Netz ist, umfasst Bestimmen einer Verbund-Kanalverzögerungsverteilung ∆T durch Berechnen einer gewichteten Differenz zwischen jeder Pfadverzögerung τ_c,i eines Pfadverzögerungsvektors τ = (τ_c,0, τ_c,1, ..., τ_c,L-1)^T einer detektierten Zelle c und einer Pfadverzögerung τ_0,0 eines Referenzpfades einer Referenzzelle, wobei jede Differenz mit einem Kanalkoeffizienten h_C,i des Kanalimpulsantwortvektors h = (h_c,0, h_c,1, ..., h_c,L-1)^T, der der jeweiligen Pfadverzögerung des Pfadverzögerungsvektors entspricht, gewichtet wird, gemäß
wobei C die Anzahl der detektierten Zellen und L die Anzahl der Pfade von Zelle c ist und wobei ein synchronisiertes Zellularnetz identifiziert wird, wenn die Verbund-Kanalverteilung eine Schwelle nicht übersteigt.
Speziell kann Pfadverzögerung τ_0,0 eines Referenzpfads ein Erstankunftspfad einer ersten detektierten Zelle sein.
Die Schwelle der Verbund-Kanalverzögerungsverteilung kann als mehrfache ganze Zahl der Dauer eines zyklischen Präfix definiert werden. T_CP bedeutet die Länge des CP, und die Synchronität auf der Basis der geschätzten Verbund-Kanalverzögerungsverteilung ∆T kann folgendermaßen geschätzt werden:
wobei K ein abstimmbarer Entwurfsfaktor ist. Bei einem LTE-System kann man die Kanalkoeffizienten h_c,i nur aus einer Primär-Synchronisationssequenz erhalten, h_c,i = h_PSS, oder aus einer Sekundär-Synchronisationssequenz, h_c,i = h_SSS. Das Timing der Kanalschätzungen h_SSS kann aus einem PSS-Detektor abgeleitet werden.
Es soll betont werden, dass im synchronisierten Netz die Kanalschätzungen nur vom PSS das kombinierte CIR von mehreren Zellen, die dasselbe PSS senden, sein kann, und es ist offensichtlich, dass h_PSS vom Kanalschätzungsstandpunkt aus gesehen große mittlere quadratische Fehler aufweisen würde. Die resultierende Verbund-Kanalverzögerungsverteilungsschätzung kann jedoch immer noch in der Lage sein, eine Netzsynchronitätsentscheidung mit annehmbarer Detektionswahrscheinlichkeit und Falschalarmrate zu produzieren, insbesondere wenn der Wert K sorgfältig entworfen wird. Der Vorteil der Verwendung von Nur-PSS-Kanalschätzungen liegt in ihrer simplen Komplexität.
Bei einem dritten Identifikationsverfahren kann ein neues Synchronitätsindikatorelement in die Referenzsequenz eingeführt werden. Da eine solche Synchronität in einer aktuellen Mobilkommunikationsspezifikation nicht implementiert wird, würde sie Abänderungen der Spezifikation erfordern. Das Identifizieren, ob das Zellularnetz ein asynchrones Zellularnetz oder ein synchrones Zellularnetz ist, umfasst somit das Extrahieren von Synchronitätsinformationen direkt aus der Referenzsequenz, wenn Synchronitätsinformationen in der Referenzsequenz enthalten sind.
Die vorliegende Lösung bezieht sich ferner auf ein computerlesbares Medium mit computerausführbaren Anweisungen zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens.
Die vorliegende Lösung schlägt Verfahren zum Detektieren der Synchronität eines Zellularnetzes vor, und mittels der detektierten Netzsynchronisation wird eine weitere stromoptimierte Zellensuche/-messung eingeführt, d.h. eine netzsynchronitätsrobuste CS&M bzw. Algorithmus-Architektur für das synchronisierte Netz. Die vorgeschlagene optimierte Architektur verringert den Stromverbrauch des Zellensuch- und Messmoduls signifikant.

Claims

Verfahren zum Suchen nach Zellen eines Zellularnetzes, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen eines Signals, das eine Referenzsequenz umfasst, die Zelleninformationen umfasst; Suchen nach Zellen des Zellularnetzes unter Verwendung einer ersten Suchstrategie, die Zellen eines asynchronen und eines synchronen Netzes detektieren kann; Identifizieren, ob das Zellularnetz ein asynchrones Zellularnetz oder ein synchrones Zellularnetz ist, unter Verwendung der Zelleninformationen mehrerer Zellen des Zellularnetzes, die während des Suchens detektiert wurden; und als Reaktion auf die Identifizierung eines synchronen Netzes: weiteres Empfangen des Signals und weiteres Suchen nach Zellen des Zellularnetzes unter Verwendung einer zweiten Suchstrategie, die nur Zellen eines synchronen Netzes detektieren kann.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Zurückkehren zu der ersten Suchstrategie, die Zellen eines asynchronen Netzes detektieren kann, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer als Reaktion auf das Identifizieren eines synchronen Netzes vergangen ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Empfangen eines Signals Empfangen eines Zeitfensters eines Signals umfasst, wobei die Größe des Zeitfensters der Periodizität der Referenzsequenz entspricht; das Suchen nach Zellen Verwendung des Zeitfensters des Signals umfasst; weiteres Empfangen des Signals Empfangen eines reduzierten Zeitfensters des Signals, das die Referenzsequenz enthält, umfasst und weiteres Suchen nach Zellen des Zellularnetzes Verwenden des reduzierten Zeitfensters des Signals umfasst, wobei das reduzierte Zeitfenster eine Größe aufweist, die eine minimale Anzahl von Referenzsymbolen der Referenzsequenz für eine zuverlässige Zellendetektion umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Identifizieren, ob das Zellularnetz ein asynchrones Zellularnetz oder ein synchrones Zellularnetz ist, Bestimmen einer Zeitdifferenz einer Zeit einer ersten detektierten Zelle und einer Zeit einer zweiten detektierten Zelle umfasst und wobei ein synchrones Netz identifiziert wird, wenn die Zeitdifferenz unter einer vorbestimmten Schwelle liegt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Bestimmen einer Zeitdifferenz Verwendung einer Rahmenzeit der ersten detektierten Zelle und einer Rahmenzeit der zweiten detektierten Zelle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Identifizieren, ob das Zellularnetz ein asynchrones Zellularnetz oder ein synchrones Zellularnetz ist, Folgendes umfasst: Bestimmen einer maximalen Rahmenzeitdifferenz der mehreren Zellen des Zellularnetzes, die während des Suchens detektiert wurden, und wobei ein synchrones Netz identifiziert wird, wenn eine maximale Rahmenzeitdifferenz unter einer in einem synchronen Netz auftretenden maximalen Rahmenzeitdifferenz liegt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Speichern von identifizierten Netzsynchronitätsinformationen in einer Zellendatenbasis, wenn ein Mobilgerät heraufgefahren wird, in flüchtigem Speicher; Verlagern der identifizierten Netzsynchronitätsinformationen in einen nichtflüchtigen Speicher, wenn das Mobilgerät heruntergefahren wird; und Verwenden der Netzsynchronitätsinformationen als Vorinformationen für Zellensuche, wenn das Mobilgerät wieder heraufgefahren wird, wobei ein synchronisiertes Netz identifiziert wird, wenn eine Zelle eines synchronisierten Netzes auf der Basis der Zellendatenbasis detektiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Identifizieren, ob das Zellularnetz ein asynchrones Netz oder ein synchrones Netz ist, Folgendes umfasst: Bestimmen einer Verbund-Kanalverzögerungsverteilung ∆T durch Berechnen einer gewichteten Differenz zwischen jeder Pfadverzögerung τ_c,i eines Pfadverzögerungsvektors τ = (τ_c,0, τ_c,1, ..., τ_c,L-1)^T einer detektierten Zelle c und einer Pfadverzögerung τ_0,0 eines Referenzpfades einer Referenzzelle, wobei jede Differenz mit einem Kanalkoeffizienten h_C,i eines Kanalimpulsantwortvektors h = (h_c,0, h_c,1, ..., h_c,L-1)^T, der der jeweiligen Pfadverzögerung des Pfadverzögerungsvektors entspricht, gewichtet wird, gemäß
wobei C die Anzahl der detektierten Zellen und L die Anzahl der Pfade der Zelle c ist und wobei ein synchronisiertes Zellularnetz identifiziert wird, wenn die Verbund-Kanalverteilung eine Schwelle der Verbund-Kanalverzögerungsverteilung nicht übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Schwelle der Verbund-Kanalverzögerungsverteilung als mehrfache ganze Zahl der Dauer eines zyklischen Präfix definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Pfadverzögerung τ_0,0 eines Referenzpfades ein Erstankunftspfad einer ersten detektierten Zelle ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Kanalkoeffizienten h_c,i nur aus einer Primär-Synchronisationssequenz erhalten werden oder aus einer Sekundär-Synchronisationssequenz.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Identifizieren, ob das Zellularnetz ein asynchrones Zellularnetz oder ein synchrones Zellularnetz ist, Extrahieren von Synchronitätsinformationen direkt aus der Referenzsequenz umfasst, wenn die Synchronitätsinformationen in der Referenzsequenz enthalten sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Identifizieren, ob das Zellularnetz ein asynchrones Zellularnetz oder ein synchrones Zellularnetz ist, Annehmen eines synchronen Zellularnetzes umfasst, wenn eine TDD-Zelle (Zeitduplex) detektiert wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 13, wobei weiteres Suchen nach Zellen zu Zeiten durchgeführt wird, die mehrfache ganze Zahlen der Periodizität der Referenzsequenz sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 14, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Verwenden eines in mehrere ein/aus-schaltbare Teilblöcke unterteilten Speichers zum Speichern des Signals vor weiterem Suchen nach Zellen durch Einschalten von Teilblöcken der mehreren Teilblöcke, die zum Speichern des reduzierten Zeitfensters des Signals ausreichen, und Ausschalten etwaiger verbleibender Teilblöcke der mehreren Teilblöcke.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Freigeben eines Decodierers mit sukzessiver Störungslöschung, wenn ein synchronisiertes Netz identifiziert wurde.
Mobilgerät, umfassend: ein Hochfrequenzmodul zum Empfangen eines Signals, das eine Referenzsequenz umfasst, die Zelleninformationen umfasst; ein Synchronisations- und Zellendetektionsmodul, umfassend: ein Synchronzitätsidentifikationsmodul zum Identifizieren einer Synchronität eines Zellularnetzes und ein Zellensuch- und Messmodul, ausgelegt zum Suchen und Messen von Zellen des Netzes unter Verwendung der durch das Synchronitätsidentifikationsmodul identifizierten Synchronität.
Mobilgerät nach Anspruch 17, wobei das Hochfrequenzmodul dafür ausgelegt ist, ein Zeitfenster des Signals zu empfangen, wobei die Größe des Zeitfensters der Periodizität der Referenzsequenz entspricht; das Synchronitätsidentifikationsmodul dafür ausgelegt ist, unter Verwendung der Zelleninformationen mehrerer Zellen eines Zellularnetzes, die während einer anfänglichen Zellensuche detektiert wurden, zu identifizieren, ob das Zellularnetz ein synchrones Zellularnetz oder ein asynchrones Zellularnetz ist; und wenn ein synchrones Netz identifiziert wurde, das Hochfrequenzmodul umkonfiguriert wird, um ein reduziertes Zeitfenster des Signals zu empfangen, und das Zellensuch- und Messmodul dafür ausgelegt ist, weiter nach Zellen des Zellularnetzes zu suchen, indem das reduzierte Zeitfenster des Signals verwendet wird, wobei das reduzierte Zeitfenster eine Größe dergestalt aufweist, dass es eine minimale Anzahl von Referenzsymbolen der Referenzsequenz für eine zuverlässige Zellendetektion enthält.
Mobilgerät nach Anspruch 18, das ferner eine Bitübertragungsschicht- bzw. PHY-Steuerung umfasst, die dafür ausgelegt ist, eine Zellensuch- und Messdatenbasis zu speichern, die Synchronitätsinformationen umfasst.
Mobilgerät nach Anspruch 18, das ferner einen in mehrere ein/aus-schaltbare Teilblöcke unterteilten Speicher umfasst, der dafür ausgelegt ist, das Signal zu speichern, wobei Teilblöcke der mehreren Teilblöcke, die zum Speichern des reduzierten Zeitfensters des Signals ausreichen, eingeschaltet werden und etwaige verbleibende Teilblöcke der mehreren Teilblöcke ausgeschaltet werden, wenn das reduzierte Zeitfenster des Signals gespeichert wird.