JP6154561B2 - セルラー通信デバイスにおけるセルサーチおよびコネクションプロシージャ - Google Patents

Description

本発明はセルラー通信ネットワークにおけるセルサーチプロシージャに関する。

しばしば第五代（５Ｇ）セルラー通信システムと呼ばれる、セルラー通信システムのさらなる発展型は、典型的には、ダウンリンクにおいて、ビットレート性能としてＧｂ／ｓのオーダーが要求されるとともに、信号周波数帯域幅として１００ＭＨｚのオーダーを要求されるだろう。比較すると、現在の３ＧＰＰ（第三世代パートナーシッププロジェクト）ＬＴＥ（ロングタームエボリューション）セルラー通信システムにおける最大信号帯域幅（単一コンポーネントキャリアあたり）は２０ＭＨｚであり、つまり５分の一ほど狭い。このような空き帯域幅を探すために、キャリア周波数は、現在の第二世代、第三世代および第四世代（２Ｇ、３Ｇまたは４Ｇ）のセルラー通信システムにおいて使用されている現在のキャリア周波数（無線周波数：ＲＦ）を１０倍から２０倍も超えて拡大される必要があり、通常、１ＧＨｚ−３ＧＨｚの範囲となろう。

通常、セルラー通信デバイスは低コストで低消費電力が望ましい。同時に、セルラー通信デバイスは複数の無線アクセス技術（ＲＡＴｓ）で動作可能であることが望ましい。このようなマルチＲＡＴ機能を有するデバイスを以下ではマルチＲＡＴデバイスと呼ぶことにする。たとえば、４Ｇデバイスは、通常、２Ｇや３Ｇ通信システムにおける動作をサポートしている。この理由は、新しいＲＡＴの普及は徐々に進むものであり、それによって新しいＲＡＴだけを使用したのではエンドユーザの使い勝手を制限してしまうからである。したがって、５Ｇをサポートする近い将来における新しいデバイスは、２Ｇ，３Ｇおよび４Ｇシステムの一つ以上など、レガシーシステムをサポートする必要があろう。

セルラー通信デバイスの無線通信回路への基準クロック信号はクリスタル（水晶）発振器によって提供される。クリスタル発振器は、たとえば、２６ＭＨｚで発振するように設計可能であり、低コストの３２ｋＨｚ基準クロック信号発生器によって駆動可能である。低コストと低消費電力の要請にこたえるために、クリスタル発振器のある程度の不正確さは通常許容されなければならない。クリスタル発振器の周波数のオープンループでの不正確さ（公称値からの最大偏差）は１０ｐｐｍ−１５ｐｐｍのオーダーとなりうる。よって、セルラー通信デバイスが一度電源オンされると、当該デバイス内の基準周波数に関する不正確さが発生し、当該デバイスが同期すべきセルをサーチするときの初期セルサーチプロセス中において当該デバイスによってこれは対処される必要がある。

ＧＳＭ（モバイル通信のためのグローバル・システム）など２Ｇシステムでは、キャリア周波数は１ＧＨｚよりもわずかに低い周波数であり、セルラー通信デバイスの電源オン時の周波数の不正確さは、１０ｋＨｚ−１５ｋＨｚのオーダーとなりうる。ＧＳＭにおけるＦＣＣＨ（周波数修正チャネル）バーストは、６７．７ｋＨｚの信号であるが、これは典型的には、この程度のオーダーの周波数誤差を許容でき、典型的には、初期セルサーチ中におけるクリスタル発振器の不正確性に起因した何らかの対策は必要がない。
しかし、ＵＭＴＳ（ユニーバーサル移動通信システム）システムなどの、３ＧシステムやＬＴＥ（ロングタームエボリューション）システムなどの４Ｇシステムでは、典型的には、２ＧＨｚ−３ＧＨｚ周辺のキャリア周波数で運用がなされており、セルラー通信デバイスの電源オン時における周波数の不正確さは２０ｋＨｚ−４５ｋＨｚのオーダーとなりうる。同時に、ＵＭＴＳシステムにおけるＰＳＣＨ／ＳＳＣＨ（プライマリ同期チャネル／セカンダリー同期チャネル）やＬＴＥシステムにおけるＰＳＳ／ＳＳＳ（プライマリ同期信号／セカンダリー同期信号）は、典型的に、３ｋＨｚ−４ｋＨｚまでの周波数誤差を許容できる。これらのタイプのシステムに関しては、いわゆる周波数グリッド化が初期セルサーチのために使用可能である。周波数グリッド化プロシージャは以下のように説明される。

（ＲＦ）キャリアの実際のキャリア周波数は、以下では、公称キャリア周波数と呼ばれる。セルラー通信デバイスにおける周波数誤差がゼロであれば、セルラー通信デバイスでは実際に（周波数的に）この公称キャリア周波数にキャリアが位置しているだろう。しかし、セルラー通信デバイスにおける周波数誤差がゼロでなければ、セルラー通信デバイスでは（周波数的に）少々異なるキャリア周波数にキャリアが位置しているだろう。周波数グリッド化が実行されると、セルラー通信デバイスはそのような他のキャリア周波数のいくつかに仮定される。これにより、仮定のキャリア周波数のセットは、公称キャリア周波数を含みうるものであり、公称キャリア周波数の周囲から得られている。セルラー通信デバイスはキャリアが検出されるまで、仮定のキャリア周波数上でサーチを実行する。キャリアを検出することは、たとえば、当該キャリアに変調されている同期チャネル（ＧＳＭにおけるＦＣＣＨやＵＭＴＳにおけるＰＳＣＨ／ＳＳＣＨなど）または同期信号（ＬＴＥにおけるＰＳＳ／ＳＳＳなど）を検出することを意味する。実際のキャリア周波数とキャリアが検出された仮定的なキャリア周波数との知識に基づいて、セルラー通信デバイスはセルラー通信デバイスにおける周波数誤差を推定し、セルラー通信デバイスにおける基準周波数をセルラー通信システムにおける基準周波数に同期させるために、修正値を決定する。

３Ｇや４Ｇシステムでは、典型的には、ＰＳＣＨ／ＳＳＣＨやＰＳＳ／ＳＳＳをそれぞれ信頼性良く検知するためには、５個ないし６個のグリッドポイントが必要となる。

本願の発明者らは、来る５Ｇセルラー通信システムや他の通信システムなど１０ＧＨｚ−３０ＧＨｚの周辺のキャリア周波数上で運用されるシステムでは、３０ＧＨｚのキャリア周波数において初期周波数誤差が２００ｋＨｚ−３００ｋＨｚまでとなりうることに気付いた。さらに、サンプルレートがＬＴＥの約５倍になるものと仮定すると、ＬＴＥシステム用の同期信号の設計は、ＬＴＥの場合の約５倍の周波数誤差、または、１５ｋＨｚ−２０ｋＨｚに耐えるにすぎない。よって、上述した周波数グリッド化アプローチを使用すると、ＬＴＥと比較して、そのようなシステムではセルを検出して位置登録するために、サーチグリッドは顕著に増加されなければならないだろう。したがって、発明者らは他のセルサーチ手法が必要であることを認識した。発明者らの見識に基づく本発明の実施形態は、まず、より低い周波数領域における他のＲＡＴのセルに同期し、これによってセルラー通信デバイスの内部基準周波数の不正確さを低減することによって、必要となるサーチグリッの削減が可能となる。

第一の観点によれば、第一の周波数バンドで第一の無線アクセス技術（ＲＡＴ）を介して通信し、第一の周波数バンドよりも高い周波数領域である第二の周波数バンドで第二のＲＡＴを介して通信することが可能なセルラー通信デバイスのためのセルサーチ方法が提供される。本方法は、第一のＲＡＴの第一のセルを検出するために第一の周波数バンドにおいて第一のセルサーチを実行することを含む。さらに、本方法は、そのような第一のセルが検出されると、当該第一のセルに位置登録することなく当該第一のセルに同期することと、セルラー通信デバイスのローカルの基準周波数と、当該第一のセルの基準周波数との間の基準周波数誤差推定値を決定することと、その後、当該基準周波数誤差推定値に基づき、当該第二のＲＡＴの第二のセルを検出するために、当該第二の周波数バンドにおいて第二のセルサーチを実行することと、を有する。

当該第二のセルサーチを実行することは、仮定的なキャリア周波数のセットの周波数グリッドをサーチすることを含み、当該周波数グリッドの周波数位置は、当該基準周波数誤差推定値に基づいている。当該周波数グリッドの周波数位置は、当該第一の周波数バンドと当該第二の周波数バンドとの相対的な周波数位置に基づいていてもよい。

本方法は、さらに、第一の周波数バンドにおいてそのような第一のセルが検出されない場合に、第二のＲＡＴの第二のセルを検出するために、第二の周波数バンドにおいて、デフォルトの基準周波数誤差推定値に基づいて、第二のセルサーチを実行することを有する。

いくつかの実施形態によれば、第一の周波数バンドは４ＧＨｚよりも下に位置しており、第二の周波数バンドは１０ＧＨｚよりも上に位置している。

第一のＲＡＴは第二世代（２Ｇ）セルラー通信ＲＡＴ，第三世代（３Ｇ）セルラー通信ＲＡＴおよび第四世代（４Ｇ）セルラー通信ＲＡＴのいずれかであってもよい。

第二のＲＡＴは、たとえば、第五世代（５Ｇ）セルラー通信ＲＡＴであってもよい。

第二の観点によれば、第二のＲＡＴのセルへ接続する当該セルラー通信デバイスのための方法が提供される。本方法は、第一の観点に従ったセルサーチ方法を実行することと、第二のセルが検出されると当該第二のセルに位置登録することとを有する。

第三の観点によれば、第一の周波数バンドで第一の無線アクセス技術（ＲＡＴ）を介して通信し、第一の周波数バンドよりも高い周波数領域である第二の周波数バンドで第二のＲＡＴを介して通信することが可能なセルラー通信デバイスが提供される。セルラー通信デバイスは制御ユニットを有する。制御ユニットは、第一のＲＡＴの第一のセルを検出するために第一の周波数バンドにおいて第一のセルサーチを実行するように適合している。さらに、制御ユニットは、そのような第一のセルが検出されると、当該第一のセルに位置登録することなく当該第一のセルに同期し、セルラー通信デバイスのローカルの基準周波数と、当該第一のセルの基準周波数との間の基準周波数誤差推定値を決定し、その後、当該基準周波数誤差推定値に基づき、当該第二のＲＡＴの第二のセルを検出するために、当該第二の周波数バンドにおいて第二のセルサーチを実行するように適合している。
制御ユニットは、第二のセルサーチを実行するために、仮定的な周波数キャリアのセットの周波数グリッドをサーチするように適合していてもよく、当該周波数グリッドの周波数位置は推定された基準周波数誤差に基づいている。当該周波数グリッドの周波数位置は、当該第一の周波数バンドと当該第二の周波数バンドとの相対的な周波数位置に基づいていてもよい。

制御ユニットは、第一の周波数バンドにおいてそのような第一のセルが検出されない場合に、第二のＲＡＴの第二のセルを検出するために、第二の周波数バンドにおいて、デフォルトの基準周波数誤差推定値に基づいて、第二のセルサーチを実行するように適合していてもよい。

いくつかの実施形態によれば、第一の周波数バンドは４ＧＨｚよりも下に位置しており、第二の周波数バンドは１０ＧＨｚよりも上に位置している。

第一のＲＡＴは第二世代（２Ｇ）セルラー通信ＲＡＴ，第三世代（３Ｇ）セルラー通信ＲＡＴおよび第四世代（４Ｇ）セルラー通信ＲＡＴのいずれかであってもよい。

第二のＲＡＴは、たとえば、第五世代（５Ｇ）セルラー通信ＲＡＴであってもよい。

制御ユニットは、第二のセルが検出されると、第二のセルにセルラー通信デバイスを位置登録するように適合していてもよい。

第四の観点によれば、セルラー通信デバイスのプログラマブル制御ユニットによってコンピュータプログラムコードが実行されると、第一の観点および第二の観点のいずれかにしたがった方法を実行するコンピュータプログラムコードを有するコンピュータプログラムプロダクトが提供される。

第五の観点によれば、セルラー通信デバイスのプログラマブル制御ユニットによってコンピュータプログラムコードが実行されると、第一の観点および第二の観点のいずれかにしたがった方法を実行するコンピュータプログラムコードを有するコンピュータプログラムプロダクトを記憶したコンピュータ可読媒体が提供される。

従属項においてさらなる実施形態が記載されている。用語としての「有する／有している」は、本明細書において使用されるときは、特徴、整数、ステップ、または、コンポーネントの存在を特定するために使用されており、他の一つ以上の特徴、整数、ステップ、または、コンポーネントの存在や追加を排除するものではない。

本発明の実施形態のさらなる目的、特徴および有利な点は以下の詳細な説明と図面の参照から明らかとなろう。
セルラー通信環境を示す図である。 実施形態にしたがったセルラー通信デバイスの簡略化されたブロック図である。 、 実施形態にしたがった方法のフローチャートである。 実施形態にしたがった制御ユニットを示す図である。 コンピュータ可読媒体とプログラマブル制御ユニットとを示す図である。

図１は本発明の実施形態を採用可能な環境を示している。セルラー通信デバイス１は第一のセル２のカバレッジと第二のセル５のカバレッジとに位置している。セルラー通信デバイスは図１において移動電話機として示されている。しかし、これは一例にすぎず、セルラー通信デバイスはセルラー通信ネットワークを介して通信可能ないずれのデバイスであってもよく、セルラーモデムを搭載されたポータブルコンピュータまたはタブレットコンピュータやセルラーモデムを搭載されたセンサーなどのマシーン型通信デバイスなどのコンピュータが含まれる。

図１に示されている第一のセル２は第一の基地局３によりサービスを提供されている。図１に示されている第二のセル５は第二の基地局６によりサービスを提供されている。図１の例において、第一のセル２は第一の周波数バンド４において動作している第一の無線アクセス技術（ＲＡＴ）のセルである。さらに、第二のセル５は第一の周波数バンド４よりも高い周波数領域にある第二の周波数バンド７において動作している第二のＲＡＴのセルである。これは図１に示されており、第一の周波数バンド４は周波数ｆ１よりも低い周波数に位置しており、第二の周波数バンドは周波数ｆ２よりも高い周波数に位置しており、ｆ２＞ｆ１である。詳細な説明にわたって使用される事例では、周波数ｆ１は、たとえば、４ＧＨｚであり、周波数ｆ２は、たとえば、１０ＧＨｚである。第一のＲＡＴは、たとえば、第二世代（２Ｇ）セルラー通信ＲＡＴ，第三世代（３Ｇ）セルラー通信ＲＡＴおよび第四世代（４Ｇ）セルラー通信ＲＡＴのいずれかであってもよい。さらに、第二のＲＡＴは、たとえば、第五世代（５Ｇ）セルラー通信ＲＡＴであってもよい。他のネットワーク構成は、セル２、５が、重なり合ったエリアをカバーし、同一の基地局によってサービスを提供されるものを含むであろう。

図２は本発明の実施形態にしたがったセルラー通信デバイス１の簡略化されたブロック図である。図１に示された実施形態によれば、セルラー通信デバイス１は通信機ユニット１０を有する。通信機ユニット１０は、たとえば、セルラー通信ネットワークへ信号を送信するように構成された送信機と、セルラー通信ネットワークから信号を受信するように構成された受信機とを有してもよい。受信機は、たとえば、アナログおよび／またはデジタルのフィルタ、ローノイズ増幅器、混合器、および／または、無線周波数（ＲＦ）信号を受信し、それをベースバンド信号などのより低い周波数の信号へと変換するための回路などの一つ以上を有していていもよい。さらに、受信機は、このより低い周波数の信号をデジタル領域へと変換する一つ以上のアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）を有していてもよい。送信機は、たとえば、送信対象のデジタルのベースバンド信号をアナログの信号に変換する一つ以上のデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）を有する。さらに、送信機は、アナログおよびまたはデジタルのフィルタ、混合器、電力増幅器、および／または、送信するのに適した手法でもってアナログ信号をＲＦ信号へとアップコンバートし、ＲＦ信号を増幅する他の回路などの一つ以上を有していてもよい。このような受信機および送信機はセルラー通信の分野において周知であり、これ以上は詳細に説明されない。

図１に示された実施形態によれば、セルラー通信デバイス１は制御ユニット２０を有する。制御ユニット２０は、たとえば、デジタルベースバンドプロセッサなど、デジタルベースバンド回路であってもよいし、その一部であってもよい。制御ユニット２０は、送信機１０の動作を制御するために、送信機１０と接続されている。さらに、セルラー通信デバイス１は基準周波数ユニット３０を有する。基準周波数ユニット３０は、セルラー通信デバイス１、たとえば、送信機１０に対して基準周波数を有する基準クロック信号を提供するように構成されており、セルラー通信デバイス１の制御ユニット２０に対しても提供してもよい。基準周波数ユニット３０は、たとえば、クリスタル発振器を有していてもよい。

発明者らは、セルラー通信デバイス１が起動するときに、または、他のいくつかの理由（例：長時間にわたり動作していなかったり、もしくは「スリープモード」に遷移していたりするなど）により、利用可能なＲＡＴから同期がはずれてしまい、第二のＲＡＴのセル（例：第二のセル５）をサーチするよう要求されたときに、第二のＲＡＴのセルをサーチするための周波数グリッド化手法を直接的に試行する場合と比較して、第一のＲＡＴのセル（例：第一のセル２）と最初に同期することによって、第二のＲＡＴのセルとの周波数同期がより速く達成可能となる。セルラー通信デバイス１が第一のＲＡＴのセルに位置登録することなく、第一のＲＡＴとの当該セルとまず同期すると、セルラー通信デバイスにおける基準周波数の不正確さが減少する。第一のセル２の一例として２．５ＧＨｚで動作しているＬＴＥのセルを挙げると、次の前提が有効である。ＰＳＳ／ＳＳＳの検出は、１．５ｋＨｚ−２ｋＨｚの周波数誤差まで、可能である。よって、ＬＴＥセルのＰＳＳ／ＳＳＳが一度信頼性高く検出されると、周波数誤差の残差は、２ｋＨｚ以下になることを期待可能である。さらに、共通基準信号（ＣＲＳ）（パイロットシンボル）を使用した同期の微調整は、ＰＳＳ／ＳＳＳだけを検出するのと比較して、ほんの少しだけ長い同期時間をかけるだけで、周波数誤差の残差を５００Ｈｚよりも下に削減することができる。第一のセルとしてＷＣＤＭＡのセルが使用される場合にも同様の数値を達成可能であり、同期がＰＳＣＨ／ＳＳＣＨ検出に基づいている場合、周波数誤差の残差は約２ｋＨｚであり、同期がＣＰＩＣＨ検出に基づいている場合、周波数誤差の残差は約５００Ｈｚとなる。上述した周波数誤差の残差は第一のセルのキャリア周波数における誤差である。第二のＲＡＴのセルをサーチするときに、これらの周波数誤差の残差は、第二のＲＡＴのキャリア周波数と第一のＲＡＴのキャリア周波数との比に比例して拡大する。たとえば、第二のＲＡＴのキャリア周波数が、第一のＲＡＴのキャリア周波数よりも１０倍高い場合、残差は１０倍に拡大する。第一のＲＡＴと最初に同期することによって、第二のＲＡＴにおける周波数グリッド化セルサーチにおいて使用される仮定的なキャリア周波数の数は、第二のＲＡＴのセルをサーチするために周波数グリッド化アプローチを直接的に試行する場合と比較して、削減可能となる。第一のＲＡＴのセルと同期することが、第二のＲＡＴにおいてセルサーチを実行するのに要する全体の時間を考慮に入れ（含め）なければならないが、それでもなお、第二のＲＡＴのセルをサーチするために周波数グリッド化アプローチを直接的に試行する場合と比較して、全体の時間は削減可能である。

本発明のいくつかの実施形態によれば、セルラー通信デバイス１のためのセルサーチ方法が提供されるが、セルラー通信デバイス１は第一の周波数バンド４において第一のＲＡＴを介して通信可能であり、第二の周波数バンド７において第二のＲＡＴを介して通信可能である。本方法は、たとえば、セルラー通信デバイスが起動し、その直後に、第一のセルサーチを実行するときに、適用されうる。本方法は、来る５Ｇシステムにおけるいくつかのケースで利用可能となることが期待されている、非常に長いスリープ時間（例：数分や数時間のスリープ時間）を有する間欠受信（ＤＲＸ）モードでセルラー通信デバイス１が動作するときに、アクティブモードに適用されてもよい。このようなときには基準周波数ユニットがドリフトしすぎるかもしれないため、起動時の初期セルサーチに類似したセルサーチが必要となりうる。上述したように、本方法は、他のいずれかの理由によってセルラー通信デバイス１が利用可能なＲＡＴから同期がはずれてしまい、第二のＲＡＴのセル（例：第二のセル５）をサーチすることを要求されたときにも、適用可能である。
本方法は、たとえば、これは基地局（例：図１における３および６）から信号を受信する通信機１０（図２）を利用して、制御ユニット２０（図２）によって実行可能である。本発明の実施形態によれば、本方法は、第一のＲＡＴの第一のセル（例：セル２）を検出するために第一の周波数バンド４において第一のセルサーチを実行することを含む。そのような第一のセル２が検出されると、本方法は、第一のセルに位置登録せずに第一のセルに同期することと、セルラー通信デバイス１のローカルの基準周波数と第一のセル２の基準周波数との間の基準周波数誤差の推定値を決定することとを有する。これによって、セルラー通信デバイスにおける基準周波数の不正確さが低減される。その後、本方法は、第二のＲＡＴの第二のセル（例：セル５）を検出するために、第二の周波数バンド７において、基準周波数誤差の推定値に基づいて、第二のセルサーチを実行する。第一のセルに同期することによってセルラー通信デバイスにおける基準周波数の不正確さの低減が達成されることで、第二のセルのためのセルサーチを実行する際に相対的に小さなサーチグリッドを適用可能となり、これにより、第一のセルとの同期に要する時間を含めたとしても、全体でのサーチ時間をスピードアップすることが可能となる。第二のセル５をサーチする前に第一のセル２への位置登録を回避することは、セルラー通信デバイス１が第二のセル５をサーチする前に第一のセル２にまず位置登録した場合と比較して、全体でのサーチ時間を削減することに役立つ。第一のセル２と同期した後での基準周波数の不正確さに影響するパラメータは、同期に使用された基準信号（例：上述したＰＳＳ／ＳＳＳ、ＣＲＳ、ＰＳＣＨ／ＳＳＣＨまたはＣＰＩＣＨなど）についての第一のＲＡＴ（例：２Ｇ、３Ｇ、４Ｇ）の種類や、第一のセル２と同期するために使用された受信機の処理パラメータ（例：基準信号の平均化やフィルタリングの量など）を含む。

本明細書において使用される用語「基準周波数誤差推定値」は、周波数誤差が存在する限界または耐性を表すものを指しており、たとえば、これらの限界は絶対値で表すことが可能であり、たとえば、±ＸＨｚまたは±Ｚｐｐｍなどの相対値で表すことが可能である。いくつかの実施形態によれば、このようなものは明示的に基準周波数誤差推定値（例：±ＸＨｚまたは±Ｚｐｐｍなど）と記述されうる。他の実施形態では、このようなものは、基準周波数誤差推定値の値を黙示的に示す整数などのインデックスの形式であってもよい。たとえば、インデックス「１」は「５００Ｈｚ」などを示し、インデックス「２」は「２ｋＨｚ」などを示してもよい。基準周波数誤差推定値を決定することは、たとえば、第一のＲＡＴの種類に基づいて実行されてもよく、ここで第一のＲＡＴの基準信号は同期に使用されるものであり（例：上述したＰＳＳ／ＳＳＳ、ＣＲＳ、ＰＳＣＨ／ＳＳＣＨまたはＣＰＩＣＨなど）、および／または、第一のセル２との同期に使用された受信機の処理パラメータに基づいて実行されてもよい。基準周波数誤差推定値の決定は、たとえば、制御ユニット２０内の演算手段によって実行されてもよいし、事前に計算された基準周波数誤差推定値を有するルックアップテーブルをルックアップすることで実行されてもよい。そのような事前に計算された値は、たとえば、シミュレーションによって事前に算出可能である。

図３は参照番号９０により示される本方法の実施形態を示すフローチャートである。本方法の動作はステップ１００で開始される。ステップ１１０で、第一のＲＡＴの第一のセル２を検出するために第一の周波数バンド４においてセルサーチが実行される。ステップ１２０で、そのような第一のセル２が検出されたかどうかがチェックされる。そのような第一のセル２が検出されると（ＹＥＳの分岐）、ステップ１３０で、セルラー通信デバイス１は、第一のセルに位置登録せずに、第一のセル２と同期する。ステップ１４０で、セルラー通信デバイス１のローカルの基準周波数と第一のセル２の基準周波数との間の基準周波数誤差推定値が、たとえば、上述したように、基準信号と、第一のセル２との同期に使用された受信機の処理パラメータとに基づいて、決定される。ステップ１５０で、第二のＲＡＴの第二のセル５を検出するために第二の周波数バンド７において、基準周波数誤差推定値に基づいて、第二のセルサーチが実行され、続いてステップ１６０に進み、本方法９０はそこで終了する。

第一のセルサーチで第一の周波数バンド４において第一のセル２が発見されない場合、第二の周波数バンド７において第二のＲＡＴのセルをサーチするために、他の種類のセルサーチが実行されてもよい。たとえば、基準周波数ユニット３０がいずれのセルラーネットワークの基準周波数とも同期していないときに、基準周波数ユニット３０の既知の許容範囲に基づいて、デフォルトの基準周波数誤差推定値が仮定されてもよい。そして、本方法は、第二のＲＡＴの第二のセル５を検出するために、第二の周波数バンド７において、デフォルトの基準周波数誤差の推定値に基づいて、第二のセルサーチを実行することを有してもよい。デフォルトの基準周波数誤差推定値を使用するこの代替手法は、いくつかの実施形態で使用されるオプションのステップ１７０を用いて図３に示されている。ステップ１１０で第一のセルが発見されなかった場合、本実施形態にしたがった本方法の動作はＮＯの分岐をたどり、ステップ１２０からステップ１７０に進む。ステップ１７０で、第二のＲＡＴのセルを探索する第二のセルサーチは第二の周波数バンド７において実行される。動作はステップ１６０に進み、そこで本方法９０は終了する。このケースで使用される周波数グリッドは、（より低い周波数バンドにおける他のセルと第一の同期を実行することなく）第二のＲＡＴのセルをサーチするために周波数グリッド化アプローチが直接的に試行されるときに使用されるグリッドに対応している。既存の２Ｇ，３Ｇおよび４Ｇネットワークのカバレッジは相対的に広い（拡大している）ことから、第一のセルサーチにおいて何らの第一のセル２の発見に失敗することは相対的にまれなイベントであろう。ステップ１３０においてセルラー通信デバイス１は第一のセル２に対して位置登録せずに、単に、それと同期するため、そのような第一のセル２となる潜在的なものセットは、セルラー通信デバイスがそれを介して通信するための有効な加入契約を有しているセルに限定されることはなく、当該セットは他のセル（例：他の通信事業者に属しているセルなど）もまた含んでもよい。

上述したように、第二のセルサーチは周波数グリッド化アプローチを使用して実行されてもよい。したがって、第一のセルサーチ中に第一のセル２が発見されたケースについて、第二のセルサーチを実行すること（例：図３のフローチャートにおけるステップ１５０）は、仮定的なキャリア周波数のセットの周波数グリッドをサーチすることを含む。周波数グリッドの周波数位置（つまり、仮定的なキャリア周波数に含まれている周波数の位置）が基準周波数誤差推定値に基づいているという意味で、第二のセルサーチは基準周波数誤差推定値に基づいて実行可能である。また上述したように、第一のセルサーチ中に第一のセル２が発見されなかったケースについて、第二のセルサーチ（例：図３のステップ１７０で実行されるもの）は、デフォルトの基準周波数誤差推定値に基づいて、同様の手法でもって実行可能である。よって、そのような場合、第二のセルサーチを実行すること（例：図３のフローチャートにおけるステップ１７０など）は、仮定的なキャリア周波数の周波数グリッドをサーチすることを含み、ここで、周波数グリッドの周波数位置（つまり、仮定的なキャリア周波数に含まれている周波数の位置）がデフォルトの基準周波数誤差推定値に基づいているという意味で、第二のセルサーチはデフォルトの基準周波数誤差推定値に基づいて実行可能である。質的にいえば、基準周波数誤差推定値（ステップ１５０で使用される決定された基準周波数誤差推定値またはステップ１７０で使用されるデフォルトの基準周波数誤差推定値のいずれか）が大きくなると、周波数グリッドの必要性も大きくなる。

基準周波数誤差は、たとえば、第一のＲＡＴの第一のセルの公称のキャリア周波数ｆｎｏｍ１に対して±ＸＨｚなど、絶対値により示されてもよい。第二のセルの公称のキャリア周波数ｆｎｏｍ２に対する対応の基準周波数誤差は±ＹＨｚとすることができる。両方の公称キャリア周波数に対する相対的な誤差は、以下で示すように同一の値、たとえば、±Ｚｐｐｍとなるべきである。

Ｙ＝Ｘ・（ｆｎｏｍ２／ｆｎｏｍ１）・・・・（１）
したがって、第一の周波数バンド４の位置に対する絶対値で、基準周波数誤差が決定される場合（例：図３のステップ１４０）、第一の周波数バンド４と第二の周波数バンド７の相対的な周波数位置は、ステップ１５０（図３）で第二のセルサーチに使用される周波数グリッドの周波数位置を決定する際に、考慮されてもよい。たとえば、第一のバンドが２ＧＨｚの周辺であれば、第一のセルと同期した後で、２ＧＨｚの基準周波数の不正確さは±５００Ｈｚであり、つまり、２ＧＨｚのキャリア周波数について決定される基準周波数誤差推定値は±５００Ｈｚとなる。そして、第一の例として、第二の周波数バンド７が１２ＧＨｚの周辺であれば、第二の周波数バンド７における基準周波数の不正確さは±５００ ・１２ ／２ Ｈｚ＝±３ｋＨｚとなる。一方、第二の例として、第二の周波数バンド７が３０ＧＨｚの周辺であれば、第二の周波数バンド７における基準周波数の不正確さは±５００ ・３０ ／２ Ｈｚ＝±７．５ｋＨｚとなる。第二の例は、ステップ１５０（図３）の第二のセルサーチについての第一の例よりも、多くの仮定的なキャリア周波数を有するより広い周波数グリッドを必要としよう。

したがって、いくつかの実施形態では、ステップ１５０（図３）の第二のセルサーチにおいて使用される周波数グリッドの周波数位置は、また、第一の周波数バンド４と第二の周波数バンド７との相対的な周波数位置にも基づいている。

いくつかの実施形態にしたがった上述のセルサーチ方法は、第二のＲＡＴのセルに接続するためのプロシージャ（手続き）の一部として利用されてもよい。よって、本発明のいくつかの実施形態にしたがった、第二のＲＡＴへ接続する当該セルラー通信デバイス１のための方法が提供される。本方法は、上述したセルサーチ方法９０を実行することを有する。さらに、セルサーチ方法９０を実行中に上記の第二のセル５が検出されると（これは図３を参照のこと、これはステップ１５０またはステップ１７０のどちらか）、本方法は、第二のセル５に位置登録することを含む。

図４は第二のＲＡＴのセルに接続する方法の実施形態を示すフローチャートである。本方法の動作はステップ１８０で開始され、上述した方法９０にしたがったセルサーチを実行することに進む。ステップ１８５で、当該セルサーチ中に上記の第二のセルが検出されたかどうかが判定されるが、ここでもう一度図３を参照すると、これはステップ１５０または（ステップ１７０を含む実施形態では）ステップ１７０のいずれかで実行されたものであろう。上記の第二のセル５がすでに検出されていれば（ステップ１５０からＹＥＳの分岐へ）、ステップ１９０で、セルラー通信デバイス１は第二のセルに位置登録し（これは第二のＲＡＴの標準規格によって規定された位置登録プロシージャにしたがって実行される）、本方法は、ステップ１９５で終了する。そのような第二のセルがまだ検出されていなければ（ステップ１８５からＮＯの分岐へ）、本方法は、第二のＲＡＴのセルに接続することなく（そのようなセルが検出されていないため）、ステップ１９５に進み、そこで本方法は終了する。後者のケースでは、セルラー通信デバイス１は、たとえば、第一のＲＡＴなど、他のＲＡＴのセルに対してフォールバックとして接続を試行してもよい。いくつかの実施形態では、たとえば、セルラー通信デバイス１が複数のＲＡＴのセルに対して同時接続することが可能である場合、セルラー通信デバイスは、セルサーチ９０の実行中に第二のＲＡＴのセルが発見されたときでさえ、第一のＲＡＴのセルに位置登録してもよい。これは、たとえば、ステップ１９０の位置登録の後で、または、これと並行して実行されてもよい。これはステップ１５０またはステップ１７０（図３）で実行されるサーチの前には実行されない限り、このような位置登録は第二のＲＡＴのセルの全体的なサーチ時間に対して負の影響をもたらさないだろう。

以上では、セルラー通信デバイスを動作させる方法の実施形態が説明された。本発明のいくつかの実施形態は以下においてさらに説明され、これは上述した方法のいずれかを実行するように構成されたセルラー通信デバイス１に関するものである。したがって、本発明のいくつかの実施形態にしたがって、図２に示されたセルラー通信デバイス１が提供され、これは第一の周波数バンド（例：図１では４）において第一のＲＡＴを介して通信することができ、また、第二の周波数バンド（例：図１では７）において第二のＲＡＴを介して通信することができるものであり、ここで第二の周波数バンドは第一の周波数バンドよりも高い周波数領域のものである。いくつかの実施形態によれば、制御ユニット２０は、第一のＲＡＴの第一のセル２を検出するために第一の周波数バンド４において第一のセルサーチを実行するように適合している。さらに、制御ユニット２０は、そのような第一のセル２が検出されると、当該第一のセルに位置登録することなく当該第一のセル２に同期し、セルラー通信デバイス１のローカルの基準周波数と、当該第一のセル２の基準周波数との間の基準周波数誤差推定値を決定し、その後、当該基準周波数誤差推定値に基づき、当該第二のＲＡＴの第二のセル５を検出するために、当該第二の周波数バンド７において第二のセルサーチを実行するように適合している。

方法９０の実施形態の説明においてすでに説明したように、制御ユニット２０は、第二のセルサーチを実行するために、仮定的な周波数キャリアのセットの周波数グリッドをサーチするように適合していてもよく、当該周波数グリッドの周波数位置は推定された基準周波数誤差に基づいている。

方法９０の実施形態の説明においてすでに説明したように、周波数グリッドの周波数位置は、第一の周波数バンド４と第二の周波数バンド７との相対的な周波数位置に基づいていてもよい。

さらに、ステップ１７０を含む方法９０の実施形態の説明においてすでに説明したように、制御ユニット２０は、第一の周波数バンド４においてそのような第一のセル２が検出されない場合に、第二のＲＡＴの第二のセル５を検出するために、第二の周波数バンド７において、デフォルトの基準周波数誤差推定値に基づいて、第二のセルサーチを実行するように適合していてもよい。

図４に示した方法の説明においてすでに説明したように、制御ユニット２０は、第二のセル５が検出されると、セルラー通信デバイス１を第二のセル５へ位置登録する。

図５は制御ユニット２０のいくつかの実施形態を示すブロック図である。図５に示すように、制御ユニット２０のこれらの実施形態は、第一のＲＡＴでセルサーチを実行する第一ＲＡＴセルサーチユニット２００と、第一のＲＡＴのセルと同期する第一ＲＡＴ同期ユニット２１０と、基準周波数誤差推定値を決定する誤差推定値決定ユニット２２０と、第二のＲＡＴでセルサーチを実行する第二ＲＡＴセルサーチユニット２３０を有する。

第一ＲＡＴセルサーチユニット２００は、第一のＲＡＴの第一のセル２を検出するために第一の周波数バンド４において第一のセルサーチを実行するように適合している。

第一ＲＡＴ同期ユニット２１０は、第一のセル２が検出されると、第一のセルに位置登録することなく、第一のセル２と同期するように適合している。

誤差推定値決定ユニット２２０は、セルラー通信デバイス１のローカル基準周波数と第一のセル２の基準周波数との間の基準周波数誤差推定値を決定するように適合している。

第二ＲＡＴセルサーチユニット２３０は、第二のＲＡＴの第二のセル５を検出するために、第二の周波数バンド７において、デフォルトの基準周波数誤差の推定値に基づいて、第二のセルサーチ（図３のステップ１５０に対応）を実行するように適合している。

第二ＲＡＴセルサーチユニット２３０は、第二のセルサーチを実行するために、仮定的な周波数キャリアのセットの周波数グリッドをサーチするように適合していてもよく、当該周波数グリッドの周波数位置は推定された基準周波数誤差に基づいている。いくつかの実施形態によれば、当該周波数グリッドの周波数位置は、当該第一の周波数バンド４と当該第二の周波数バンド７との相対的な周波数位置に基づいていてもよい。

いくつかの実施形態では、第二ＲＡＴセルサーチユニット２３０は、第一の周波数バンド４においてそのような第一のセル２が検出されない場合に、第二のＲＡＴの第二のセル５を検出するために、第二の周波数バンド７において、デフォルトの基準周波数誤差推定値に基づいて、第二のセルサーチ（図３のステップ１７０に対応）を実行するように適合していてもよい。

図５に示したように、制御ユニット２０は、いくつかの実施形態では、第二ＲＡＴ位置登録ユニット２４０を有している。第二ＲＡＴ位置登録ユニットは、第二のセル５が検出されると、第二のセル５にセルラー通信デバイス１を位置登録するように適合していてもよい。

いくつかの実施形態では、制御ユニット２０は、専用の特定用途ハードウエアユニットとして実装されてもよい。あるいは、制御ユニット２０またはその部品は、これらにのみ限定されるわけではないが、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサまたはマイクロコントローラの一つ以上など、プログラム可能および／または設定可能なハードウエアユニットによって実装されてもよい。よって、制御ユニット２０はプログラム可能な制御ユニットであってもよい。よって、本発明の実施形態は、コンピュータプログラムプロダクトに埋め込み可能であり、これは、たとえば図３や図４を参照しながら説明された方法の実施形態など、ここで説明された方法や機能などの実装を実現するものである。 したがって、本発明のいくつかの実施形態によれば、本方法のいずれかの実施形態のステップをプログラム可能な制御ユニット２０に実行させるように構成されたインストラクションを含むコンピュータプログラムプロダクトが提供される。コンピュータプログラムプロダクトは、図６に示すように、コンピュータ可読媒体３００に記憶されるプログラムコードを含みうるものであり、プログラム可能な制御ユニット２０によってロードおよび実行され、本方法のいずれかの実施形態のステップをプログラム可能な制御ユニット２０に実行させる。いくつかの実施形態では、コンピュータ可読媒体は、非一時的なコンピュータ可読媒体である。

ここで説明された実施形態は、たとえば、１０Ｇｈｚないし３０ＧＨｚ程度の相対的に高いキャリア周波数において動作するＲＡＴにおいて、相対的に高速なセルサーチを実現するものである。相対的に高速なセルサーチを実現する代替的な解決手段は、セルラー通信デバイスにおいてより高い精度のクリスタル発振器などの基準周波数ユニットを使用することであろう。しかし、この解決手段はよりコストが高いものであり、この解決手段と比較して本発明の実施形態はより低いコストを実現できる。相対的に高速なセルサーチを実現する他の代替的解決手段は、並行セルサーチを実行することであり、これは同時並行していくつかの仮定的なキャリア周波数についてセルサーチを実行するものである。しかし、実施形態と比較して、この解決手段は、電力消費または必要とされるチップ面積（またはこれらの両方）の観点からコストを増加させるより複雑な信号処理を必要とするため、本発明の実施形態は、より低コストを実現するものである。

本発明は特定の実施形態に関連して説明されてきた。しかし、本発明の範囲を逸脱することなく、上述したものとは異なる実施形態も可能である。上述したものとは異なる方法、ステップは、本発明の範囲を逸脱することなく、ハードウエアまたはソフトウエアによって本方法を実行することを可能とする。いくつかの実施形態の異なる特徴およびステップは上述したものとは異なる組み合わせによって組み合わされてもよい。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (18)

1. 第一の周波数バンド（４）で第一の無線アクセス技術（ＲＡＴ）を介して通信可能であり、かつ、当該第一の周波数バンドよりも高い周波数領域である第二の周波数バンド（７）で第二のＲＡＴを介して通信可能なセルラー通信デバイス（１）のためのセルサーチの方法（９０）であって、
   前記第一のＲＡＴの第一のセル（２）を検出するために前記第一の周波数バンド（４）において第一のセルサーチを実行すること（１１０）と、
   そのような第一のセル（２）が検出されると、
   当該第一のセル（２）に位置登録することなく、当該第一のセル（２）と同期すること（１３０）と、
   前記セルラー通信デバイス（１）のローカルの基準周波数と前記第一のセル（２）の基準周波数との間の基準周波数誤差推定値を決定すること（１４０）と、その後に、
   前記第二のＲＡＴの第二のセル（５）を検出するために、前記第二の周波数バンド（７）において前記基準周波数誤差推定値に基づいて、第二のセルサーチを実行すること（１５０）と、
   を有する、方法（９０）。
2. 前記第二のセルサーチを実行すること（１５０）は、
   仮定的なキャリア周波数のセットの周波数グリッドをサーチすることを有し、当該周波数グリッドの周波数位置は、前記基準周波数誤差推定値に基づいている、請求項１に記載の方法（９０）。
3. 前記周波数グリッドの前記周波数位置は、さらに、前記第一の周波数バンド（４）と前記第二の周波数バンド（７）との相対的な周波数位置に基づいている、請求項２に記載の方法（９０）。
4. 前記第一の周波数バンドにおいてそのような第一のセルが検出されなければ、
   前記第二のＲＡＴの第二のセル（５）を検出するために、前記第二の周波数バンド（７）においてデフォルトの基準周波数誤差推定値に基づいて、第二のセルサーチを実行すること（１７０）
   を有する、請求項１に記載の方法（９０）。
5. 前記第一の周波数バンド（４）は４ＧＨｚよりも下に位置しており、前記第二の周波数バンド（７）は１０ＧＨｚよりも上に位置している、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法（９０）。
6. 前記第一のＲＡＴは、第二世代（２Ｇ）セルラー通信ＲＡＴ，第三世代（３Ｇ）セルラー通信ＲＡＴおよび第四世代（４Ｇ）セルラー通信ＲＡＴのいずれかである、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法（９０）。
7. 前記第二のＲＡＴは、第五世代（５Ｇ）セルラー通信ＲＡＴである、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法（９０）。
8. 第一の周波数バンド（４）で第一の無線アクセス技術（ＲＡＴ）を介して通信可能であり、かつ、当該第一の周波数バンド（４）よりも高い周波数領域である第二の周波数バンド（７）で第二のＲＡＴを介して通信可能であり、当該第二のＲＡＴのセルに接続可能であるセルラー通信デバイス（１）のための方法であって、
   請求項１ないし７のいずれか一項に記載された前記セルサーチの方法（９０）を実行することと、
   前記第二のセルが検出されると、
   前記第二のセルに位置登録すること（１９０）と、
   を有する方法。
9. 第一の周波数バンド（４）で第一の無線アクセス技術（ＲＡＴ）を介して通信可能であり、かつ、当該第一の周波数バンドよりも高い周波数領域である第二の周波数バンド（７）で第二のＲＡＴを介して通信可能なセルラー通信デバイス（１）であって、
   制御ユニット（２０）を有し、当該制御ユニット（２０）は、
   前記第一のＲＡＴの第一のセル（２）を検出するために前記第一の周波数バンド（４）において第一のセルサーチを実行し、
   そのような第一のセル（２）が検出されると、
   当該第一のセル（２）に位置登録することなく、当該第一のセルと同期し、
   前記セルラー通信デバイス（１）のローカルの基準周波数と前記第一のセル（２）の基準周波数との間の基準周波数誤差推定値を決定し、その後に、
   前記第二のＲＡＴの第二のセル（５）を検出するために、前記第二の周波数バンド（７）において前記基準周波数誤差推定値に基づいて、第二のセルサーチを実行する、
   ように適合している、セルラー通信デバイス（１）。
10. 前記制御ユニット（２０）は、前記第二のセルサーチを実行するために、仮定的な周波数キャリアのセットの周波数グリッドをサーチするように適合しており、当該周波数グリッドの周波数位置は前記基準周波数誤差推定値に基づいている、請求項９に記載のセルラー通信デバイス（１）。
11. 前記周波数グリッドの前記周波数位置は、さらに、前記第一の周波数バンド（４）と前記第二の周波数バンド（７）との相対的な周波数位置に基づいている、請求項１０に記載のセルラー通信デバイス（１）。
12. 前記制御ユニット（２０）は、前記第一の周波数バンド（４）においてそのような第一のセル（２）が検出されない場合に、前記第二のＲＡＴの第二のセル（５）を検出するために、前記第二の周波数バンド（７）において、デフォルトの基準周波数誤差推定値に基づいて、第二のセルサーチを実行するように適合している、請求項９ないし１１のいずれか一項に記載のセルラー通信デバイス（１）。
13. 前記第一の周波数バンド（４）は４ＧＨｚよりも下に位置しており、前記第二の周波数バンド（７）は１０ＧＨｚよりも上に位置している、請求項９ないし１２のいずれか一項に記載のセルラー通信デバイス（１）。
14. 前記第一のＲＡＴは、第二世代（２Ｇ）セルラー通信ＲＡＴ，第三世代（３Ｇ）セルラー通信ＲＡＴおよび第四世代（４Ｇ）セルラー通信ＲＡＴのいずれかである、請求項９ないし１３のいずれか一項に記載のセルラー通信デバイス（１）。
15. 前記第二のＲＡＴは、第五世代（５Ｇ）セルラー通信ＲＡＴである、請求項９ないし１４のいずれか一項に記載のセルラー通信デバイス（１）。
16. 前記制御ユニット（２０）は、前記第二のセル（５）が検出されると、前記セルラー通信デバイス（１）を当該第二のセル（５）へ位置登録するように適合している、請求項９ないし１５のいずれか一項に記載のセルラー通信デバイス（１）。
17. 前記セルラー通信デバイス（１）のプログラマブル制御ユニット（２０）によってコンピュータプログラムコードが実行されると、請求項１ないし８のいずれか一項に記載された方法を実行させる当該コンピュータプログラムコードを有するコンピュータプログラム。
18. 前記セルラー通信デバイス（１）のプログラマブル制御ユニット（２０）によってコンピュータプログラムコードが実行されると、請求項１ないし８のいずれか一項に記載された方法を実行させる当該コンピュータプログラムコードを有するコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ可読媒体（３００）。

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