RU2663357C1 - Процедуры поиска соты и соединения в сотовом устройстве связи - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к поиску (90) соты для сотового устройства (1) связи, которое может устанавливать связь с помощью первой технологии радиодоступа, RAT, в первой полосе (4) частот и с помощью второй RAT во второй полосе (7) частот, которая находится в области более высоких частот, чем первая полоса частот. Технический результат – уменьшение требуемой сетки поиска с помощью первой синхронизации с сотой другой RAT в области низких частот, таким образом уменьшая неопределенность внутренней опорной частоты сотового устройства связи. Для этого способ содержит выполнение (110) поиска первой соты в первой полосе (4) частот, для того чтобы обнаружить первую соту (2) в первой RAT. Если первая сота (2) обнаружена, то осуществляют синхронизацию (130) с первой сотой (2) без регистрации с первой сотой (2), определяют (140) оценку погрешности опорной частоты между локальной опорной частотой сотового устройства (1) связи и опорной частотой первой соты (2) и выполняют (150) поиск второй соты, на основе оценки погрешности опорной частоты, во второй полосе (7) частот, чтобы обнаружить вторую соту (5) второй RAT. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к процедурам поиска соты в сотовой сети связи.

Уровень техники

Дальнейшее развитие сотовых систем связи, которые иногда упоминаются как сотовые системы связи 5-го поколения (5G), как правило, потребует производительность в скорости передачи в битах порядка Gb/s и ширин полос частот сигнала порядка 100 MHz в нисходящей линии связи. Для сравнения, максимальная ширина полосы частот сигнала (для однокомпонентной несущей) в современной сотовой системе связи LTE (долгосрочного развития) 3GPP (Программы партнерства 3-го поколения) равна 20MHz, т.е., в 5 раз ниже. Для того чтобы найти такие свободные ширины полос частот, несущую частоту необходимо увеличить в 10-20 раз выше современных (радиочастотных, RF) несущих частот, используемых в настоящих сотовых системах связи 2-го, 3-го и 4-го поколения (2G, 3G или 4G), которые обычно находятся в диапазоне 1-3GHz.

Обычно для сотовых устройств связи являются желательными низкая стоимость и низкое потребление питания. В то же время, имеется также желание, чтобы сотовые устройства связи могли работать в множестве технологий радиодоступа (RAT). Устройство, имеющее такие функциональные возможности множества RAT, в дальнейшем упоминается как устройство множества RAT. Например, устройство 4G обычно также поддерживает работу в системах связи 2G и 3G. Причиной для этого является постепенное развертывание новых RAT, при этом использование одной новой RAT является ограничением с точки зрения конечного пользователя. Вследствие этого, вероятно, что новые устройства в ближайшем будущем, поддерживающие сотовую систему 5G, также должны поддерживать существующие системы, такие как одна или более из систем 2G, 3G и 4G.

Опорный сигнал тактовых импульсов в схему радио приемопередатчика сотового устройства связи может подаваться кварцевым генератором. Кварцевый генератор может, например, быть сконструирован с возможностью работы на 26MHz и приводиться в действие недорогим генератором опорного сигнала тактовых импульсов 32kHz. Для того чтобы удовлетворять ограничениям низкой стоимости и низкого питания, обычно должна приниматься определенная степень неточности кварцевого генератора. Неопределенность открытого контура (максимальное отклонение от номинального значения) частоты кварцевого генератора может быть порядка 10-15 импульсов в минуту. Следовательно, если включается питание сотового устройства связи, имеется неопределенность относительно опорной частоты в устройстве, которая должна управляться устройством во время процесса первоначального поиска соты, когда устройство ищет соту, чтобы синхронизироваться с ней. В системе 2G, такой как система GSM (Глобальная система мобильной связи), для которой несущая частоты немного ниже 1GHz, неопределенность частоты при включении питания сотового устройства связи может быть порядка 10-15 kHz. Пачка FCCH (канала коррекции частоты) в GSM, которая является сигналом 67,7kHz, обычно допускает погрешности частоты этого порядка, и обычно никакие специальные меры не требуется предпринимать во время первоначального поиска соты вследствие неточности кварцевого генератора.

Однако в системе 3G, такой как система UMTS (Универсальная мобильная телекоммуникационная система), или в системе 4G, такой как система LTE (долгосрочного развития), которая обычно работает с несущими частотами около 2-3 GHz, неопределенность частоты при включении питания сотового устройства связи может быть порядка 20-45kHz. В то же время, PSCH/SSCH (первичный канал синхронизации/вторичный канал синхронизации) в системе UMTS и PSS/SSS (первичный сигнал синхронизации/вторичный сигнал синхронизации) в системе LTE, как правило, является устойчивым к погрешностям частоты до 3-4 kHz. Для этих типов систем так называемое формирование частотной сетки может использоваться для первоначального поиска ячейки. Процедура формирования частотной сетки изложена вкратце в дальнейшем.

Фактическая несущая частота (RF) несущей в дальнейшем упомянута как номинальная несущая частота. С нулевой погрешностью частоты в сотовом устройстве связи сотовому устройству связи представляется, что несущая фактически расположена (по частоте) на этой номинальной несущей частоте. Однако, если имеется ненулевая погрешность частоты в сотовом устройстве связи, сотовому устройству связи представляется, что несущая фактически расположена (по частоте) на некоторой другой несущей частоте. Когда выполняется формирование частотной сетки, сотовое устройство связи предполагает ряд таких других несущих частот. Таким образом, множество предполагаемых несущих частот, которые могут включать в себя также номинальную несущую частоту, получается около номинальной несущей частоты. Сотовое устройство связи затем выполняет поиск предполагаемых несущих частот до тех пор, пока не обнаружится несущая. Обнаружение несущей может, например, означать обнаружение канала синхронизации (такого как FCCH в GSM или PSCH/SSCH в UMTS) или сигнала синхронизации (такого как PSS/SSS в LTE), модулированного относительно несущей. На основе знания фактической несущей частоты и предполагаемой несущей частоты, на которой была обнаружена несущая, сотовое устройство связи может затем оценить погрешность частоты в сотовом устройстве связи и принять корректирующие меры, для того чтобы синхронизировать опорную частоту в сотовом устройстве связи с опорной частотой сотовой сети связи.

В системах 3G и 4G обычно требуется около 5-6 точек сетки, для того чтобы надежно обнаруживать PSCH/SSCH и PSS/SSS, соответственно.

Сущность изобретения

Изобретатели поняли, что для последующих сотовых систем связи 5G или других систем, которые, как предполагается, будут работать на несущих частотах около 10-30GHz, первоначальная погрешность частоты может быть до 200-300kHz на несущей частоте 30GHz. Кроме того, при допущении, что частота выборки может быть приблизительно в 5 раз больше частоты выборки LTE, конструкция сигнала синхронизации для таких систем может быть устойчивой только к погрешностям частот приблизительно в 5 раз больше случая LTE, или 15-20kHz. Следовательно, при использовании подхода формирования частотной сетки, как кратко описано выше, сетка поиска должна бы быть существенно увеличена по сравнению с LTE, для того чтобы обнаруживать соту и регистрироваться с ней в такой системе. Вследствие этого, изобретатели поняли, что имеется необходимость в альтернативном подходе поиска соты. Варианты осуществления настоящего изобретения основаны на понимании изобретателей, что требуемая сетка поиска может быть уменьшена с помощью первой синхронизации с сотой другой RAT в области низких частот, таким образом, уменьшая неопределенность внутренней опорной частоты сотового устройства связи.

В соответствии с первым аспектом, предоставлен способ поиска соты для сотового устройства связи, которое может устанавливать связь с помощью первой технологии радиодоступа (RAT) в первой полосе частот и с помощью второй RAT во второй полосе частот, которая находится в области более высоких частот, чем первая полоса частот. Способ содержит выполнение поиска первой соты в первой полосе частот, для того чтобы обнаружить первую соту в первой RAT. Кроме того, способ содержит, если такая первая сота обнаружена, синхронизацию с первой сотой без регистрации с первой сотой, определение оценки погрешности опорной частоты между локальной опорной частотой сотового устройства связи и опорной частотой первой соты и после этого выполнение поиска второй соты, на основе оценки погрешности опорной частоты, во второй полосе частот, чтобы обнаружить вторую соту второй RAT.

Выполнение поиска второй соты может содержать поиск частотной сетки множества предполагаемых несущих частот, причем местоположение частоты упомянутой частотной сетки основано на оценке погрешности опорной частоты. Местоположение частоты упомянутой частотной сетки может также основываться на относительном местоположении частоты первой полосы частот и второй полосы частот.

Способ может дополнительно включать в себя, если такая первая сота в первой полосе частот не обнаружена, выполнение поиска второй соты, на основе оценки погрешности опорной частоты по умолчанию, во второй полосе частот, чтобы обнаружить вторую соту второй RAT.

Согласно некоторым вариантам осуществления, первая полоса частот расположена ниже 4 GHz, а вторая полоса частот расположена выше 10 GHz.

Первая RAT может быть любой из RAT сотовой связи 2-го поколения (2G), RAT сотовой связи 3-го поколения (3G) и RAT сотовой связи 4-го поколения (4G).

Вторая RAT может быть, например, RAT сотовой связи 5-го поколения (5G).

Согласно второму аспекту, предоставлен способ для упомянутого сотового устройства связи соединения с сотой второй RAT. Способ содержит выполнение способа поиска соты согласно первому аспекту и, если вторая сота обнаружена, регистрация со второй сотой.

Согласно третьему аспекту, предоставлено сотовое устройство связи, которое может устанавливать связь с помощью первой технологии радиодоступа (RAT) в первой полосе частот и с помощью второй RAT во второй полосе частот, которая является областью более высоких частот, чем первая полоса частот. Сотовое устройство связи содержит блок управления. Блок управления адаптирован выполнять поиск первой соты в первой полосе частот, для того, чтобы обнаружить первую соту первой RAT. Кроме того, блок управления адаптирован, если такая первая сота обнаружена, синхронизироваться с первой сотой без регистрации с первой сотой, определять оценку погрешности опорной частоты между локальной опорной частотой сотового устройства связи и опорной частотой первой соты, и после этого выполнять поиск второй соты, на основе оценки погрешности опорной частоты, во второй полосе частот, чтобы обнаружить вторую соту второй RAT.

Блок управления может быть адаптирован, для того чтобы выполнять поиск второй соты, искать частотную сетку множества предполагаемых несущих частот, причем местоположение частоты упомянутой частотной сетки основано на оцененной погрешности опорной частоты. Местоположение частоты упомянутой частотной сетки может также быть основано на относительном местоположении частоты первой полосы частот и второй полосы частот.

Блок управления может быть адаптирован, если такая первая сота в первой полосе частот не обнаружена, выполнять поиск второй соты, на основе оценки погрешности опорной частоты по умолчанию, во второй полосе частот, чтобы обнаружить вторую соту второй RAT.

Согласно некоторым вариантам осуществления, первая полоса частот расположена ниже 4 GHz, а вторая полоса частот расположена выше 10 GHz.

Первая RAT может быть любой из RAT сотовой связи 2-го поколения (2G), RAT сотовой связи 3-го поколения (3G) и RAT сотовой связи 4-го поколения (4G).

Вторая RAT может быть, например, RAT сотовой связи 5-го поколения (5G).

Блок управления может быть адаптирован, если упомянутая вторая сота обнаружена, регистрировать сотовое устройство связи со второй сотой.

Согласно четвертому аспекту, предоставлен компьютерный программный продукт, содержащий компьютерный программный код для выполнения способа согласно любому из первого и второго аспекта, когда упомянутый компьютерный программный код выполняется программируемым блоком управления сотового устройства связи.

Согласно пятому аспекту, предоставлен читаемый компьютером носитель, имеющий сохраненный на нем компьютерный программный продукт, содержащий компьютерный программный код для выполнения способа согласно любому из первого и второго аспекта, когда упомянутый компьютерный программный код выполняется программируемым блоком управления сотового устройства связи.

Дополнительные варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения. Следует подчеркнуть, что термин «содержит/содержащий», когда использован в этой спецификации, взят, чтобы задавать присутствие упомянутых признаков, целых, этапов или компонентов, но не препятствует присутствию или добавлению одного или более других признаков, целых, этапов, компонентов или их групп.

Краткое описание чертежей

Дополнительные задачи, признаки и преимущества вариантов осуществления изобретения будут понятны из следующего подробного описания, причем ссылка сделана на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 иллюстрирует сотовую среду связи;

фиг.2 - упрощенная блок-схема сотового устройства связи согласно вариантам осуществления;

фиг.3 - фиг.4 - блок схемы последовательности этапов для способов согласно вариантам осуществления;

фиг.5 иллюстрирует блок управления согласно вариантам осуществления; и

фиг.6 схематически иллюстрирует читаемый компьютером носитель и программируемый блок управления.

Подробное описание вариантов осуществления

Фиг.1 иллюстрирует среду, в которой могут использоваться варианты осуществления настоящего изобретения. Сотовое устройство 1 связи находится в зоне покрытия первой соты 2 и второй соты 5. Сотовое устройство связи проиллюстрировано на фиг.1 как мобильный телефон. Однако это только пример, сотовое устройство связи может быть любым типом устройства, которое может устанавливать связь через сотовую сеть связи, включая компьютеры, такие как портативный компьютер или планшетный компьютер, оснащенные сотовым модемом, или устройства связи машинного типа, такие как датчики и т.д., оснащенные сотовым модемом.

Первая сота 2 проиллюстрирована на фиг.1, как обслуживаемая первой базовой станцией 3. Вторая сота 5 проиллюстрирована на фиг.1, как обслуживаемая второй базовой станцией 6. В примере фиг.1, первая сота 2 является сотой первой технологии радиодоступа (RAT), работающей в первой полосе 4 частот. Кроме того, вторая сота 5 является сотой второй технологии радиодоступа (RAT), работающей во второй полосе 7 частот, которая находится в области более высоких частот, чем первая полоса 4 частот. Это проиллюстрировано на фиг.1, где первая полоса 4 частот расположена ниже частоты f1, а вторая полоса частот расположена выше частоты f2, где f2>f1. Согласно примеру, использованному во всем этом подробном описании, частота f1 может, например, быть 4GHz, а частота f2 может, например, быть 10GHz. Первая RAT может быть любой из RAT сотовой связи 2-го поколения (2G), RAT сотовой связи 3-го поколения (3G) и RAT сотовой связи 4-го поколения (4G). Кроме того, вторая RAT может быть, например, RAT сотовой связи 5-го поколения (5G). Альтернативные конфигурации сети могут включать в себя те, где соты 2 и 5 покрывают перекрывающиеся области и обслуживаются из одной и той же базовой станции.

Фиг.2 - упрощенная блок-схема сотового устройства 1 связи согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. В вариантах осуществления, изображенных на фиг.1, сотовое устройство 1 связи содержит блок 10 приемопередатчика. Блок 10 приемопередатчика может, например, содержать передатчик, выполненный с возможностью передачи сигналов в сотовую сеть связи, и приемник, выполненный с возможностью приема сигналов из сотовой сети связи. Приемник, может, например, содержать один или более аналоговых и/или цифровых фильтров, усилителей с низким уровнем шума, смесителей и/или других схем для приема радиочастотного (RF) сигнала и преобразования его в низкочастотный сигнал, такой как сигнал основной полосы частот. Кроме того, приемник может содержать один или более аналого-цифровых преобразователей (ADC) для преобразования низкочастотного сигнала в цифровую область. Передатчик может, например, содержать один или более цифро-аналоговых преобразователей (DAC) для преобразования передаваемого цифрового сигнала основной полосы частот в аналоговый сигнал. Кроме того, передатчик может содержать один или более аналоговых и/или цифровых фильтров, смесителей, усилителей мощности и/или других схем для преобразования с повышением частоты этого аналогового сигнала в RF сигнал и усиления RF сигнала способом, подходящим для передачи. Такие приемники и передатчики широко известны в данной области техники сотовой связи и дополнительно не описаны в настоящей заявке.

В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.1, сотовое устройство 1 связи дополнительно содержит блок 20 управления. Блок 20 управления может, например, быть частью цифровой схемы основной полосы частот, такой как цифровой процессор основной полосы частот. Блок 20 управления оперативно соединен с приемопередатчиком 10 для управления работой приемопередатчика 10. Кроме того, сотовое устройство 1 связи содержит блок 30 опорной частоты. Блок 30 опорной частоты выполнен с возможностью подачи опорного сигнала таковых импульсов, имеющего опорную частоту, в сотовое устройство 1 связи, например, в приемопередатчик, и, возможно, также в блок 20 управления сотового устройства 1 связи. Блок 30 опорной частоты может, например, быть кварцевым генератором или содержать его.

Изобретатели поняли, что, когда сотовое устройство 1 связи запускается, или, по некоторой другой причине (например, длительное время неактивности или «спящий режим»), находится вне синхронизации относительно доступных RAT, и запрашивается, чтобы искать соту (например, вторую соту 5) второй RAT, синхронизация частоты с сотой второй RAT может фактически выполняться быстрее с помощью первой синхронизации с сотой (например, первой сотой 2) первой RAT по сравнению с прямой попыткой подхода формирования частотной сетки, чтобы искать соту второй RAT. Если сотовое устройство 1 связи сначала синхронизируется с сотой первой RAT, без регистрации в соте первой RAT, неопределенность опорной частоты в сотовом устройстве связи уменьшается. Беря соту LTE, работающую на 2,5GHz, в качестве примера первой соты 2, следующие допущения являются действующими. Обнаружение PSS/SSS является возможным до погрешности частоты 1,5-2kHz. Следовательно, если PSS/SSS ячейки LTE был надежно обнаружен, можно ожидать, что остаточная погрешность частоты будет менее 2KHz. Кроме того, уточнение синхронизации с использованием общих опорных сигналов (пилот-символов) может уменьшить остаточную погрешность частоты до 500Hz за счет немного более длительных времен синхронизации по сравнению с только обнаружением PSS/SSS. Подобные цифры достигаются, если сота WCDMA используется в качестве первой соты, если синхронизация основана на обнаружении PSCH/SSCH, остаточная погрешность частоты равна около 2kHz, а если синхронизация основана на обнаружении CPICH, остаточная погрешность частоты равна около 500Hz. Упомянутые остаточные погрешности частоты являются погрешностями на несущей частоте первой соты. При поиске соты второй RAT эти остаточные погрешности частоты затем распределяются пропорционально отношению между несущей частотой второй RAT и несущей частотой первой RAT. Например, они распределяются 10 раз, когда несущая частота второй RAT в десять раз выше, чем несущая частота первой RAT. С помощью первой синхронизации с первой RAT число предполагаемых несущих частот, используемых при поиске соты с формированием частотной сетки во второй RAT, может быть уменьшено по сравнению с прямой попыткой подхода формирования частотной сетки, чтобы искать соту второй RAT. Даже если синхронизация с сотой первой RAT требует некоторого времени выполнения, которое должно приниматься во внимание в (или включаться в) общем времени, которое требуется, чтобы выполнять поиск соты во второй RAT, тем не менее, общее время может быть уменьшено по сравнению с прямой попыткой подхода формирования частотной сетки, чтобы искать соту второй RAT.

Таким образом, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, предоставлен способ поиска соты для сотового устройства 1 связи, которое может устанавливать связь с помощью первой RAT в первой полосе 4 частот, и с помощью второй RAT во второй полосе 7 частот. Способ может, например, применяться, когда сотовое устройство 1 связи было только что запущено, и должно выполнять поиск первой соты после запуска. Он может также применяться в активном режиме, когда сотовое устройство 1 связи работает в режиме прерывистого приема (DRX) с очень длительным неактивным временем (например, минуты или часы неактивного времени), которое, как предполагается, будет доступным для некоторых случаев использования в экстренных системах 5G. Тогда блок опорной частоты может слишком много бездействовать и, следовательно, может требоваться поиск соты, аналогичный первоначальному поиску соты при запуске. Как указано выше, способ может также применяться, когда сотовое устройство 1 связи по некоторой другой причине находится вне синхронизации относительно доступных RAT, и запрашивается, чтобы искать соту (например, вторую соту 5) второй RAT.

Способ может, например, выполняться блоком 20 управления (фиг.2) с использованием блока 10 приемопередатчика (фиг.2) для приема сигналов из базовых станций (например, 3 и 6 на фиг.1). Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, способ содержит выполнение поиска первой соты в первой полосе 4 частот, для того чтобы обнаружить первую соту (например, соту 2) первой RAT. Если такая первая сота 2 обнаружена, способ дополнительно содержит синхронизацию с первой сотой, без регистрации с первой сотой, и определение оценки погрешности опорной частоты между локальной опорной частотой сотового устройства 1 связи и опорной частотой первой соты 2. Таким образом, уменьшается неопределенность опорной частоты в сотовом устройстве связи. После этого способ содержит выполнение поиска второй соты, на основе оценки погрешности опорной частоты, во второй полосе 7 частот, чтобы обнаружить вторую соту (например, соту 5) второй RAT. Вследствие уменьшения неопределенности опорной частоты в сотовом устройстве связи, достигнутой с помощью синхронизации с первой сотой, относительно малая сетка поиска может применяться при выполнении поиска соты для второй соты, что ускоряет общее время поиска, даже включая время, которое ему требуется для синхронизации с первой сотой. Исключение регистрации с первой сотой 12 до поиска второй соты 5 способствует уменьшению общего времени поиска по сравнению с тем, если сотовой устройство 1 связи сначала регистрировалось бы с первой сотой 2 до поиска второй соты 5. Параметры, которые влияют на неопределенность опорной частоты после синхронизации с первой сотой 2, могут включать в себя тип первой RAT (например, 2G, 3G или 4G), опорные сигналы, которой были использованы для синхронизации (например, PSS/SSS, CRS, PSCH/SSCH или CPICH, как упомянуто выше), и параметры обработки приемника, использованные для синхронизации со второй сотой 2 (например, число усреднений, или фильтрация опорных сигналов).

Термин «оценка погрешности опорной частоты», когда использован в этой спецификации, относится к элементу, представляющему границы, или допуски, в пределах которых находится погрешность частоты, и может, например, представлять эти границы в абсолютных выражениях, таких как $$\pm \text{X}$$

Hz, или в относительных величинах, таких как $$\pm \text{Z}$$

импульсов в минуту. В некоторых вариантах осуществления такой элемент может явно указывать оценку погрешности опорной частоты (например, $$\pm \text{X}$$

Hz или $$\pm \text{Z}$$

импульсов в минуту). В других вариантах осуществления такой элемент может быть в виде индекса, такого как целое, явно указывающего значение оценки погрешности опорной частоты. Например, индекс «1» может подразумевать «500Hz», а индекс «2» может подразумевать «2kHz» и т.д. Определение оценки погрешности опорной частоты может, например, основываться на типе первой RAT, какие опорные сигналы первой RAT, которые были использованы для синхронизации (например, PSS/SSS, CRS, PSCH/SSCH или CPICH, как упомянуто выше), и параметрах обработки приемника, использованных для синхронизации во второй соте 2. Определение оценки погрешности опорной частоты может, например, выполняться посредством вычислений в блоке 20 управления или может просматриваться в поисковой таблице с предварительно вычисленными значениями оценок погрешности опорной частоты. Такие предварительно вычисленные значения могут, например, предварительно вычисляться посредством моделирований.

Фиг.3 - блок-схема последовательности этапов, иллюстрирующая варианты осуществления способа, который обозначен ссылочным символом 90. Работа способа начинается на этапе 100. На этапе 110 поиск соты выполняется в первой полосе 4 частот, для того чтобы обнаружить первую соту 2 первой RAT. На этапе 120 проверяется то, обнаружена ли такая первая сота 2. Если такая первая сота 2 обнаружена (ветвь «Да»), сотовое устройство 1 связи синхронизируется с первой сотой 2, без регистрации с первой сотой на этапе 130. На этапе 140 определяется оценка погрешности опорной частоты между локальной опорной частотой сотового устройства 1 связи и опорной частотой первой соты 2, например, на основе опорных сигналов и параметров обработки приемника, использованных для синхронизации с первой сотой 2, как вкратце упомянуто выше. На этапе 150 выполняется поиск второй соты, на основе оценки погрешности опорной частоты, во второй полосе 7 частот, чтобы обнаружить вторую соту 5 второй RAT, и способ переходит на этап 160, где способ 90 заканчивается.

Если никакая первая сота 2 не обнаружена в первой полосе 4 частот при поиске первой соты, может выполняться другой тип поиска соты для поиска соты во второй RAT во второй полосе 7 частот. Например, может допускаться оценка погрешности опорной частоты по умолчанию на основе известных допусков блока 30 опорной частоты, когда блок 30 опорной частоты не был синхронизирован с опорной частотой любой сотовой сети. Способ может затем содержать выполнение поиска второй соты, на основе оценки погрешности опорной частоты по умолчанию, во второй полосе 7 частот, чтобы обнаружить вторую соту 5 второй RAT. Это альтернативное использование оценки погрешности опорной частоты по умолчанию проиллюстрировано на фиг.3 с помощью необязательного этапа 170, используемого в некоторых вариантах осуществления. Если никакая первая сота 2 не обнаружена на этапе 110, работа способа согласно этим вариантам осуществления следует ветви «Нет» из этапа 120 в этап 170. На этапе 170 выполняется поиск второй соты, для соты второй RAT, во второй полосе 7 частот. Работа затем переходит на этап 160, где способ 90 заканчивается. Частотная сетка, используемая в этом случае соответствует сетке, используемой при прямой попытке подхода формирования частотной сетки, чтобы искать соту второй RAT (без первой синхронизации с другой сотой в полосе более низких частот). Вследствие относительно широкого (и увеличивающегося) покрытия существующих сетей 2G, 3G и 4G, вероятно, что неудача, чтобы найти любую первую соту 2 при поиске первой соты, будет относительно редким событием. Следует также заметить, что, поскольку сотовое устройство связи не регистрируется с первой сотой 3 на этапе 130, но только синхронизируется с ней, множество возможных таких первых сот 2 не ограничено сотами, с которыми сотовое устройство имеет действительную подписку с возможностью установления через нее связи, но может также включать в себя другие соты (например, соты, принадлежащие другим операторам).

Как указано выше, поиск второй соты может выполняться с использованием подхода формирования частотной сетки. Таким образом, для случая, в котором первая сота 2 обнаруживается во время поиска первой соты, выполнение поиска второй соты (например, этап 150 на блок-схеме последовательности этапов фиг.3) может содержать поиск частотной сетки множества предполагаемых несущих частот. Поиск второй соты может основываться на оценке погрешности опорной частоты в том смысле, что местоположение частоты упомянутой частотной сетки (т.е., какие частоты включены в упомянутое множество предполагаемых несущих частот) основано на оценке погрешности опорной частоты. Как также указано выше, для случая, когда никакая первая сота 2 не обнаружена во время поиска первой соты, поиск второй соты (например, выполняемый на этапе 170 фиг.3) может аналогичным способом выполняться на основе оценки погрешности опорной частоты по умолчанию. Таким образом, в этом случае выполнение поиска второй соты (например, этап 170 в блок-схеме последовательности этапов фиг.3) может содержать поиск частотной сетки множества предполагаемых несущих частот, причем поиск второй соты может основываться на оценке погрешности опорной частоты по умолчанию в том смысле, что местоположение частоты упомянутой частотной сетки (т.е., какие частоты включены в упомянутое множество предполагаемых несущих частот) основано на оценке погрешности опорной частоты. С количественной точки зрения, чем больше оценка погрешности опорной частоты (либо определенная оценка погрешности опорной частоты, используемая на этапе 150, либо оценка погрешности опорной частоты по умолчанию, используемая на этапе 170), тем больше должна быть частотная сетка.

Погрешность опорной частоты может, например, представляться в абсолютных выражениях, таких как $$\pm \text{X}$$

Hz на номинальной несущей частоте $${\text{f}}_{\text{nom1}}$$

первой соты первой RAT. Пусть соответствующая погрешность опорной частоты на номинальной несущей частоте $${\text{f}}_{\text{nom2}}$$

второй соты будет $$\pm Y$$

Hz. Поскольку относительная погрешность на обеих этих номинальных несущих частотах должна быть одинаковой, например, $$\pm \text{Z}$$

импульсов в минуту, отсюда следует, что

$$\text{Y}=\text{X}\frac{{\text{f}}_{\text{nom2}}}{{\text{f}}_{\text{nom1}}}$$

(1)

Таким образом, если оценка погрешности опорной частоты определена (например, на этапе 140 фиг.3) в абсолютных выражениях в местоположении первой полосы 4 частот, отсюда следует, что относительное местоположение частоты первой полосы 4 частот и второй полосы 7 частот должно приниматься во внимание при определении местоположения частоты частотной сетки, используемой в поиске второй соты на этапе 150 (фиг.3). Например, заявитель допускает, что первая полоса частот расположена около 2GHz, и после синхронизации с первой сотой неопределенность опорной частоты на 2GHz равна $$\pm$$

500Hz, т.е., оценка погрешности опорной частоты, определенная для несущей частоты 2GHz равна $$\pm$$

500Hz. Тогда, в качестве первого примера, если вторая полоса 7 частот расположена около 12GHz, соответствующая неопределенность опорной частоты во второй полосе 7 частот была бы $$\pm$$

500⋅12/2Hz= $$\pm$$

3kHz. С другой стороны, в качестве второго примера, если вторая полоса 7 частот расположена около 30 GHz, соответствующая неопределенность опорной частоты во второй полосе 7 частот была бы $$\pm$$

500⋅30/2Hz= $$\pm$$

7,5kHz. Второй пример, вероятно, требовал бы более широкую частотную сетку с большими предполагаемыми несущими частотами, чем первый пример, для поиска второй соты на этапе 150 (фиг.3).

Таким образом, в некоторых вариантах осуществления расположение частоты упомянутой частотной сетки, используемой в поиске второй соты на этапе 150 (фиг.3) основано также на относительном местоположении частоты первой полосы 4 частот и второй полосы 7 частот.

Согласно некоторым вариантам осуществления, способ поиска соты, описанный выше, может использоваться как часть процедуры для соединения с сотой второй RAT. Следовательно, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, предоставлен способ для сотового устройства 1 связи соединения с сотой второй RAT. Способ содержит выполнение способа 90 поиска соты, описанного выше. Кроме того, если упомянутая сота 5 обнаружена во время выполнения способа 90 поиска соты (и со ссылкой на фиг.3, это могло бы быть либо на этапе 150, либо на этапе 170), способ содержит регистрацию со второй сотой 5.

Фиг.4 - блок-схема последовательности этапов, иллюстрирующая варианты осуществления способа соединения с сотой второй RAT. Работа способа начинается на этапе 180, а затем переходит к выполнению поиска соты согласно способу 90, описанному выше. На этапе 185 проверятся то, была ли обнаружена упомянутая вторая сота во время упомянутого поиска соты, и опять со ссылкой на фиг.3, это могло бы быть либо на этапе 150, либо на этапе 170 (в вариантах осуществления, которые включают в себя этап 170). Если упомянутая вторая сота 5 была обнаружена (ветвь «Да» из этапа 185), сотовое устройство 1 связи регистрируется со второй сотой на этапе 190 (в соответствии с процедурами регистрации, определенными стандартом второй RAT), и способ заканчивается на этапе 195. Если никакая такая вторая сота не была обнаружена (ветвь «Нет» из этапа 185), способ переходит, без соединения с сотой второй RAT (поскольку никакая такая вторая сота не была обнаружена), на этап 195, где способ заканчивается. В последнем случае сотовое устройство связи может, например, пытаться соединиться с сотой другой RAT, такой как первая RAT, как возврат в исходный режим. В некоторых вариантах осуществления, например, если сотовое устройство 1 связи может одновременно иметь возможность соединения с сотами множества RAT, сотовое устройство связи может зарегистрироваться с сотой первой RAT, даже если сота второй RAT обнаружена во время поиска 90 соты. Это может, например, быть сделано после регистрации на этапе 190 или параллельно с ней. Пока это не выполнено до поисков, выполненных на этапе 150 или на этапе 170 (фиг.3), такая регистрация отрицательно влияла бы на общее время поиска соты второй RAT.

Выше описаны варианты осуществления способов для работы сотового устройства связи. Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, дополнительно описанные ниже, также касаются сотового устройства связи, сконфигурированного с возможностью выполнения любого из способов, описанных выше. Таким образом, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, предоставлено сотовое устройство 1 связи, как проиллюстрировано на фиг.2, которое может устанавливаться связь с помощью первой RAT в первой полосе частот (например, 4 на фиг.1) и с помощью второй RAT во второй полосе частот (например, 7 на фиг.1), которая находится в области более высоких частот, чем первая полоса частот. Согласно этим вариантам осуществления, блок 20 управления адаптирован выполнять поиск первой соты в первой полосе 4 частот, для того, чтобы обнаружить первую соту 2 первой RAT. Блок 20 управления дополнительно адаптирован, если такая первая сота 2 обнаружена, синхронизироваться с первой сотой 2 без регистрации с первой сотой, определять оценку погрешности опорной частоты между локальной опорной частотой сотового устройства 1 связи и опорной частотной первой соты 2, и после этого выполнять поиск второй соты, на основе оценки погрешности опорной частоты, во второй полосе 7 частот, чтобы обнаружить вторую соту 5 второй RAT.

Как было описано выше в контексте вариантов осуществления способа 90, блок 20 управления может быть адаптирован, для того чтобы выполнять поиск второй соты, искать частотную сетку множества предполагаемых несущих частот, причем местоположение частоты упомянутой частотной сетки основано на оцененной погрешности опорной частоты.

Как также было описано выше в контексте вариантов осуществления способа 90, местоположение частоты упомянутой частотной сетки может также быть основано на относительном местоположении частоты первой полосы 4 частот и второй полосы 7 частот.

Кроме того, как также было описано выше в контексте вариантов осуществления способа 90, включая этап 170, блок 20 управления может быть адаптирован, если такая первая сота 2 в первой полосе 4 частот не обнаружена, выполнять поиск второй соты, на основе оценки погрешности опорной частоты по умолчанию, во второй полосе 7 частот, чтобы обнаружить вторую соту 5 второй RAT.

В соответствии с тем, что было описано выше в контексте способа, проиллюстрированного на фиг.4, блок 20 управления может быть адаптирован, если упомянутая вторая сота 2 обнаружена, регистрировать сотовое устройство 1 связи со второй сотой 2.

Фиг.5 - упрощенная блок-схема, иллюстрирующая некоторые варианты осуществления блока 20 управления. Как проиллюстрировано на фиг.5, эти варианты осуществления блока 20 управления содержат блок 200 поиска соты первой RAT для выполнения поисков соты в первой RAT и блок 210 синхронизации с первой RAT для синхронизации с сотами первой RAT, блок 220 определения оценки погрешности для определения оценок погрешностей опорной частоты и блок 230 поиска соты второй RAT для выполнения поисков соты в первой RAT.

Блок 200 поиска соты первой RAT адаптирован выполнять упомянутый поиск первой соты в первой полосе 4 частоты, для того, чтобы обнаружить первую соту первой RAT.

Блок 210 синхронизации с первой RAT адаптирован, если такая первая сота 2 обнаружена, синхронизироваться с первой сотой 2 без регистрации с первой сотой.

Блок 220 определения оценки погрешности адаптирован определять упомянутую оценку погрешности опорной частоты между упомянутой локальной опорной частотой сотового устройства 1 связи и упомянутой опорной частотой первой соты 2.

Блок 230 поиска соты второй RAT адаптирован выполнять поиск второй соты (соответствующий этапу 150 на фиг.3), на основе оценки погрешности опорной частоты, во второй полосе 7 частот, чтобы обнаружить вторую соту 5 второй RAT.

Блок 230 поиска соты второй RAT может быть адаптирован, для того чтобы выполнять поиск второй соты, искать частотную сетку множества предполагаемых несущих частот, причем местоположение частоты упомянутой частотной сетки основано на оцененной погрешности опорной частоты. В некоторых вариантах осуществления местоположение частоты упомянутой частотной сетки может основываться также на относительном местоположении частоты первой полосы 4 частот и второй полосы 7 частот.

В некоторых вариантах осуществления блок 230 поиска соты второй RAT может быть адаптирован, если такая первая сота 2 в первой полосе 4 частот не обнаружена, выполнять поиск второй соты (соответствующий этапу 170 на фиг.3) на основе оценки погрешности опорной частоты по умолчанию, во второй полосе 7 частот, чтобы обнаружить вторую соту 5 второй RAT.

Как указано на фиг.5, блок 20 управления может в некоторых вариантах осуществления также содержать блок 240 регистрации со второй RAT. Блок 240 регистрации со второй RAT может быть адаптирован, если упомянутая вторая сота 2 обнаружена, регистрировать сотовое устройство 1 связи со второй сотой 2.

В некоторых вариантах осуществления блок 20 управления может осуществляться как специализированный блок аппаратного обеспечения, зависимого от приложения. В качестве альтернативы, упомянутый блок 20 управления, или его части, могут осуществляться с помощью программируемых и/или конфигурируемых блоков аппаратного обеспечения, таких как, но не ограниченно, одной или более вентильных матриц, программируемых в условиях эксплуатации FPGA, процессоров или микроконтроллеров. Таким образом, блок 20 управления может быть программируемым блоком управления. Вследствие этого, варианты осуществления настоящего изобретения могут встраиваться в компьютерный программный продукт, который дает возможность осуществления способа и функций, описанных в настоящей заявке, например, вариантов осуществления способов, описанных со ссылкой на фиг.3 и фиг.4. Следовательно, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, предоставлен компьютерный программный продукт, содержащий инструкции, выполняемые с возможностью заставлять программируемый блок 20 управления выполнять этапы любого из вариантов осуществления упомянутых способов. Компьютерный программный продукт может содержать программный код, который сохранен на читаемом компьютером носителе 300, как проиллюстрировано на фиг.6, который может загружаться и выполняться упомянутым программируемым блоком 20 управления, чтобы заставлять его выполнять этапы любого из вариантов осуществления упомянутых способов. В некоторых вариантах осуществления читаемый компьютером носитель является постоянным читаемым компьютером носителем.

Варианты осуществления, описанные в настоящей заявке, дают возможность относительно быстрых поисков сот в RAT, работающих на относительно высоких несущих частотах, например, порядка 10-30GHz. Альтернативным решением, чтобы дать возможность относительно быстрых поисков сот, могло бы быть использование блока опорной частоты, такого как кварцевый генератор, с более высокой присущей точностью в сотовом устройстве связи. Однако это решение было бы, вероятно, более дорогим, таким образом, по сравнению с этим альтернативным решением, варианты осуществления настоящего изобретения, могут обеспечивать более низкую стоимость. Другим альтернативным решением, чтобы дать возможность относительно быстрых поисков сот, могло бы быть выполнение параллельного поиска соты, где поиск соты выполняется одновременно для нескольких предполагаемых несущих частот. Это решение требовало бы, вероятно, более сложную обработку сигнала, увеличивающую стоимость либо с точки зрения потребления питания, либо требуемой площади чипа (либо и того, и другого), таким образом, по сравнению также с этим решением, варианты осуществления настоящего изобретения, могут обеспечивать более низкую стоимость.

Настоящее изобретение описано выше со ссылкой на конкретные варианты осуществления. Однако другие варианты осуществления, отличные от вышеописанных, являются возможными в рамках объема изобретения. Другие этапы способа, отличные от этапов, описанных выше, выполняющие способ с помощью аппаратного обеспечения или программного обеспечения, могут предоставляться в рамках объема изобретения. Разные признаки и этапы вариантов осуществления могут объединяться в других комбинациях, отличных от комбинаций, описанных выше. Рамки объема изобретения ограничены только прилагаемой патентной формулой изобретения.

Claims (34)

1. Способ (90) поиска соты для сотового устройства (1) связи, которое выполнено с возможностью устанавливать связь с помощью первой технологии радиодоступа (RAT) в первой полосе (4) частот и с помощью второй RAT во второй полосе (7) частот, которая находится в области более высоких частот, чем первая полоса частот, содержащий этапы, на которых:

выполняют (110) поиск первой соты в первой полосе (4) частот, для того чтобы обнаружить первую соту (2) в первой RAT, и,

если такая первая сота (2) обнаружена:

осуществляют синхронизацию (130) с первой сотой (2) без регистрации с первой сотой (2),

определяют (140) оценку погрешности опорной частоты между локальной опорной частотой сотового устройства (1) связи и опорной частотой первой соты (2), и после этого

выполняют (150) поиск второй соты, на основе оценки погрешности опорной частоты, во второй полосе (7) частот, чтобы обнаружить вторую соту (5) второй RAT.

2. Способ (90) по п.1, в котором этап, на котором выполняют (150) поиск второй соты, содержит этап, на котором:

ищут частотную сетку множества предполагаемых несущих частот, причем местоположение частоты упомянутой частотной сетки основано на оценке погрешности опорной частоты.

3. Способ (90) по п.2, в котором местоположение частоты упомянутой частотной сетки также основано на относительном местоположении частоты первой полосы (4) частот и второй полосы (7) частот.

4. Способ (90) по п.1, содержащий этап, на котором:

если такая первая сота в первой полосе частот не обнаружена,

выполняют (170) поиск второй соты, на основе оценки погрешности опорной частоты по умолчанию, во второй полосе (7) частот, чтобы обнаружить вторую соту (5) второй RAT.

5. Способ (90) по п.1, в котором первая полоса (4) частот расположена ниже 4GHz, а вторая полоса (7) частот расположена выше 10GHz.

6. Способ (90) по п.1, в котором первая RAT является любой из RAT сотовой связи 2-го поколения (2G), RAT сотовой связи 3-го поколения (3G), и RAT сотовой связи 4-го поколения (4G).

7. Способ (90) по п.1, в котором вторая RAT является RAT сотовой связи 5-го поколения, 5G.

8. Способ поиска соты для сотового устройства (1) связи, которое выполнено с возможностью устанавливать связь с помощью первой технологии радиодоступа (RAT) в первой полосе (4) частот и с помощью второй RAT во второй полосе (7) частот, которая находится в области более высоких частот, чем первая полоса частот, соединения с сотой второй RAT, содержащий этапы, на которых:

выполняют способ (90) поиска соты по любому предыдущему пункту и,

если упомянутая вторая сота обнаружена,

осуществляют регистрацию (190) со второй сотой.

9. Сотовое устройство (1) связи, которое выполнено с возможностью устанавливать связь с помощью первой технологии радиодоступа (RAT) в первой полосе (4) частот и с помощью второй RAT во второй полосе (7) частот, которая находится в области более высоких частот, чем первая полоса частот, содержащее:

блок (20) управления, выполненный с возможностью:

выполнять поиск первой соты в первой полосе (4) частот, для того чтобы обнаружить первую соту (2) первой RAT, и,

если такая первая сота (2) обнаружена,

осуществлять синхронизацию с первой сотой (2) без регистрации с первой сотой,

определять оценку погрешности опорной частоты между локальной опорной частотой сотового устройства (1) связи и опорной частотной первой соты (2), и после этого

выполнять поиск второй соты, на основе оценки погрешности опорной частоты, во второй полосе (7) частот, чтобы обнаружить вторую соту (5) второй RAT.

10. Сотовое устройство (1) связи по п.9, в котором блок (20) управления выполнен с возможностью, для того чтобы выполнять поиск второй соты, искать частотную сетку множества предполагаемых несущих частот, причем местоположение частоты упомянутой частотной сетки основано на оценке погрешности опорной частоты.

11. Сотовое устройство (1) связи по п.10, в котором местоположение частоты упомянутой частотной сетки также основано на относительном местоположении частоты первой полосы (4) частот и второй полосы (7) частот.

12. Сотовое устройство (1) связи по любому из пп. 9-11, в котором блок управления выполнен с возможностью, если такая первая сота (2) в первой полосе (4) частот не обнаружена, выполнять поиск второй соты, на основе оценки погрешности опорной частоты по умолчанию, во второй полосе (7) частот, чтобы обнаружить вторую соту (5) второй RAT.

13. Сотовое устройство (1) связи по п.9, в котором первая полоса (4) частот расположена ниже 4GHz, а вторая полоса (7) частот расположена выше 10GHz.

14. Сотовое устройство (1) связи по п.9, в котором RAT является любой из RAT сотовой связи 2-го поколения (2G), RAT сотовой связи 3-го поколения (3G), и RAT сотовой связи 4-го поколения (4G).

15. Сотовое устройство (1) связи по п.9, в котором вторая RAT является RAT сотовой связи 5-го поколения (5G).

16. Сотовое устройство (1) связи по любому из пп. 9-11, в котором блок (20) управления выполнен с возможностью, если упомянутая вторая сота (2) обнаружена, регистрировать сотовое устройство (1) связи со второй сотой (2).

17. Читаемый компьютером носитель (300), имеющий сохраненный на нем компьютерный программный продукт, содержащий компьютерный программный код для выполнения способа по любому из пп. 1-8, когда упомянутый компьютерный программный код выполняется программируемым блоком (20) управления сотового устройства связи.

Images