TW200935925A - Method and apparatus for reducing frequency space from frequency search - Google Patents

Description

200935925 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體上係，電信領域，且更特定言之係關於用 於基於功率譜密度在無線網路中減少搜尋時間的機制。 根據35 U.S.C. §119主張優先權。 本專利申請案主張叫丨7日射請之名為"

Search Time by Eliminating Channels Based 〇n the Power 參 ❹

Spectral Density"之臨時申請案第6〇/973 i36號的優先權， 該案已讓與給其受讓人，且在此以引用之方式明確地併入 本文中。 【先前技術】 無線通信系、统經廣泛部署以提供各種類型之通信内容， 諸如語音、資料等等。此等系統可為能夠藉由共用可用系 統資源（例如，頻寬及傳輸功率）來支援與多個使用者之通 信的多重存取系統1等多重存取系統之實例包括分碼多 重存取（CDMA)系統、分時多重存取（TDMA)系統、分頻多 重存取(FDMA)系統、3GPP長期演進(LTE)系統超行動寬 頻（UMB)系統及正交分頻多重存取（ofdma)系統。 通常’無線多重存取通信系統可同時支援多個無線終端 機之通信。每一終端機經由前向鏈路及反向鏈路上之傳輸 而與一或多個基地台通信。前向鏈路（或下行鏈路）係指自 基地台至終端機之通信鏈路，且反向鏈路（或上行鏈'路^係 指自終端機至基地台之通信鍵路。可藉由單輪入單輸出’、 多輸入單輸出或多輸入多輸出（ΜΙΜΟ)系統來建立此通广 134676.doc 200935925 鏈路。 ΜΙΜΟ系統使用多個（jVr個）傳輸天線及多個…尺個）接收天 線用於資料傳輸◊由％個傳輸天線及^個接收天線所形成 之ΜΙΜΟ頻道可分解成^個獨立頻道，其亦稱作空間頻 道，其中沁細丨11{^，心}個獨立頻道中之每一者對應 於一維度。若利用由多個傳輸天線及接收天線所形成之額 外維度，則ΜΙΜΟ系統可提供改良之效能（例如，較高通量 及/或較大可靠性）。 ΜΙΜΟ系、统支援分時雙工（TDD)及分頻雙工（fdd)系統。 在TDD系統巾，前向鏈路傳輸與反向料傳輸係在同一頻 率區域上進行，以使得互換原理允許根據反向鏈路頻道來 估計前向鏈路頻道。此使得當存取點處存在多個天線可用 時，存取點能夠操取前向鍵路上的傳輸波束成形增益。 在通電或在系統損失時，若使用者設備（UE)不可使用所 儲存之頻道清單（UE之前㈣據之頻道的清單）獲取系統， 則UE可進行頻率㈣1率掃描涉及在給定頻帶中之已 接收到高於接收H雜訊底部之功率的所有頻率上進行碼空 間搜尋。在受到污染之無線電頻率環境中，其可能花費相 對較長之時間（2至3分鐘）來完成。此外，在完成頻率掃描 時’加之電力消耗高。因&，獲取系統所必需之時間在 很大程度上取決於必須搜尋之頻率的數目。藉由在不折損 偵測機率之前提下減小頻率空間(亦即，必須掃描之頻 率）’ UE可加速系統獲取且》咸少停止服務搜尋（〇OS)期間 的電力消耗。 134676.doc 200935925 此項技術中需要在不折損偵職率之前提下減小 【發明内容】 本發明揭示-種用於自頻率搜尋減少頻率 空間的方法及裝置，其在不折損彳貞測機率之 搜尋之頻率數^

因此， 頻率空間 空間中之頻率 前提下減少待 。在一態樣中’揭示—種用於在—無線通信網路中定位小 區之方法’其包含：界定待搜尋之載波頻率的第—隼人. 波頻率之該第一集合中之一者的功率譜密度;、：該 頻率之該功率譜密度的度量與-臨限度量進行比較； 及若該載波頻率之該功率譜密度的該度量滿足該臨限度 量’則將該載波頻率包括在待搜尋之載波頻率的第二集合 中0 、0 在另一態樣中，揭示-種用於在—無線網路中定位小區 的裝置，該裝置包含：用於界定待搜尋之載波料之第一 集合的邏輯；用於計算載波頻率之該集合中之—者之功率 譜密度的邏輯，·及用於將該載波頻率之該功率譜密度的度 量與-臨限度量進行比較的邏輯，以及用於在該载波頻率 之該功率譜密度的該度量滿足該臨限度量之情況下，將該 載波頻率包括在待搜尋之载波頻率的第二集合中的邏輯二 在另-態樣中，揭示-種位於—無線通㈣統中之用於 在-無線網路中定位小㈣裝置，該裝置包含：用於界定 待搜尋之載波頻率之第-集合的構件；用於計算載波頻率 之該集合中之-者之功率譜密度的構件；及用於將該載波 134676.doc 200935925 頻率之該功率譜密度的度量與一臨限度量進行比較的構 件，其中若該載波頻率之該功率譜密度的該度量滿足臨限 方差，則將該載波頻率包括在待搜尋之載波頻率的第二集 合中。 在另一態樣中，揭示一種位於一無線通信系統中之用於 定位小區的電腦程式產品，其包含：一電腦可讀媒體，其 包含：用於使得一電腦界定待搜尋之載波頻率之第一集合 的程式碼之第一集合；用於使得該電腦計算載波頻率之該 © 集合中之一者之功率譜密度的程式碼之第二集合；用於使 得該電腦將該載波頻率之該功率譜密度的度量與一臨限度 量進行比較的程式碼之第三集合；及若該載波頻率之該功 率譜密度的該度量滿足該臨限度量，則將該載波頻率包括 在待搜尋之載波頻率的第二集合中。 【實施方式】 本文中所描述之技術可用於各種無線通信網路，諸如， 分碼多重存取（CDMA)網路、分時多重存取（TDMA)網路、 W 分頻多重存取（FDMA)網路、正交FDMA(OFDMA)網路、 單載波FDMA(SC-FDMA)網路等。術語"網路"與"系統"通 常可互換使用。CDMA網路可實施諸如通用陸地無線電存 取（UTRA)、cdma2000等之無線電技術。UTRA包括寬頻 CDMA(W-CDMA)及低碼片速率（LCR)。cdma2000 涵蓋 IS-2000、IS-95及IS-856標準。TDMA網路可實施諸如全球行 動通信系統（GSM)之無線電技術。OFDMA網路可實施諸如 演進型 UTRA(E-UTRA)、IEEE 802.11、IEEE 802.16、 134676.doc 200935925 IEEE 802.20、Flash-OFDM®等之無線電技術。UTRA、E-UTRA及GSM為全球行動電信系統（UMTS)之部分。長期演 進（LTE)為使用E-UTRA之UMTS之即將到來的版本。 UTRA、E-UTRA、GSM、UMTS及LTE描述於來自名為"第 三代合作夥伴計劃"（3GPP)之組織的文獻中》cdma2000描 述於來自名為"第三代合作夥伴計劃2" (3GPP2)之組織的文 獻中。此項技術中已知此等各種無線電技術及標準。為清 晰起見，下文中針對LTE描述該等技術之某些態樣，且在 © 以下描述之大部分中使用LTE術語。 利用單載波調變及頻域等化之單載波分頻多重存取（SC-FDMA)為一技術。SC-FDMA具有與OFDMA系統之效能類 似的效能及與OFDMA系統之整體複雜性本質上相同的整 體複雜性。SC-FDMA信號由於其固有之單載波結構而具 有較低之峰均功率比（PAPR)。SC-FDMA已引起大量注 意，尤其是在較低PAPR在傳輸功率效率方面對行動終端 機非常有益之上行鏈路通信中。其當前為3GPP長期演進 〇 (LTE)或演進型UTRA中之上行鏈路多重存取方案的工作假 設。 參看圖1，其展示具有多個節點B 110及使用者設備 (UE)120之無線通信系統100。節點B通常為固定台’其與 UE通信且亦可稱作演進型節點B(eNB)、基地台、存取點 等。每一節點B 110提供對特定地理區域之通信覆蓋’且 支援位於該覆蓋區域内之UE的通信。系統控制器130耦接 至節點B 11 0，且提供對此等節點B之協調及控制。系統控 134676.doc -10- 200935925 制器130可係單個網路實體或網路實體之集合。 UE 120可散布在系統中，且;^ UE 了為固疋或行動 的。UE亦可稱作行動台、終蟪 、喁機、存取終端機、用戶單 元、站台等。UE可為蜂巢式雷却 y 果式電活、個人數位助理（PDA)、 無線器件、掌上型器件、盔绫赵诚 …踝數據機、膝上型電腦等。 圖2為- ΜΙΜΟ系統200中之傳輸器系統2 i 〇(亦稱作存取 點）及接收器系統250(亦稱作存取終端機）之—態樣的方塊

Ο 圖。在傳輸器系統210處，將若干資料流之訊務資料自資 料源212提供至傳輸（TX)資料處理器214。 在-態樣中，經由各別傳輸天線傳輸每—資料流。τχ 資料處理H214基於經選擇㈣於每—諸流之特定編碼 方案來格式化、編碼及交錯彼資料流之訊務資料從而提供 經編碼之資料。 可使用OFDM技術來多工傳輸每一資料流之經編碼資料 與導頻資料。導頻資料通常為以已知方式處理之已知資料 模式，且可在接收器系統處使用以估計頻道回應。接著基 於經選擇以用於每一資料流之特定調變方案（例如， BPSK、QSPK、M-PSK或M-QAM)來調變（亦即，符號映射） 彼資料流之經多工傳輸之導頻及經編碼資料以提供調變符 號。每一資料流之資料速率、編碼及調變可由處理器23〇 執行之指令來判定。 接著將所有資料流之調變符號提供至Τχ ΜΙΜΟ處理器 ’該ΤΧ ΜΙΜΟ處理器22〇可進一步處理調變符號（例 如’對於OFDM)。ΤΧ ΜΙΜΟ處理器220接著將個調變符 134676.doc 200935925 號流提供至心個傳輸器（TMTR)222a至222t。在某些態樣 中’ ΤΧ ΜΙΜΟ處理器220將波束成形權重應用於資料流之 符號及正自其傳輸符號之天線。 每一傳輸器222接收並處理各別符號流以提供一或多個 類比信號’且進一步調節（例如，放大、濾波及增頻轉換） 該等類比信號以提供適合於在ΜΙΜΟ頻道上傳輸之經調變 信號。接著分別由心個天線224a至224t傳輸來自傳輸器 222a至222t之7Vr個經調變信號。 在接收器系統250處，由個天線252a至252r接收所傳 輸之經調變信號’且將來自每一天線252之所接收信號提 供至各別接收器（RCVR)254a至254re每一接收器254調節 (例如，濾波、放大及降頻轉換）各別所接收信號、數位化 經調節之信號以提供樣本’且進一步處理該等樣本以提供 相應之”所接收”符號流。 RX資料處理器260接著接收並基於特定接收器處理技術 處理來自％個接收器254之馬個所接收符號流以提供％個" 經偵測"符號流。RX資料處理器260接著解調變、解交錯及 解碼每一經偵測之符號流以恢復資料流之訊務資料。由 RX資料處理器260進行之處理與由傳輸器系統21〇處之τχ ΜΙΜΟ處理器220及ΤΧ資料處理器214執行之處理互補。 處理器270週期性地判定將使用哪—預編碼矩陣（在下文 論述）。處理器270以公式表示一包含矩陣索引部分及秩值 部分之反向鍵路訊息。 反向鏈路訊息可包含關於通信鏈路及/或所接收之資料 134676.doc 12 200935925 流的各種類型之資訊。反向鏈路訊息接著經τχ資料處理 器23 8(其亦接收來自資料源236之若干資料流的訊務資料） 處理、經調變器280調變、經傳輸器254a至254r調節並傳 輸回至傳輸器系統210。 在傳輸器系統210處，來自接收器系統250之經調變信號 經天線224予以接收、經接收器222予以調節、經解調變器 240予以解調變且經RX資料處理器242予以處理，以擷取 接收器系統250所傳輸之反向鏈路訊息。處理器230接著判 © 定使用哪一預編碼矩陣用於判定波束成形權重，接著處理 所擷取之訊息。 在一態樣中，邏輯頻道被分類為控制頻道及訊務頻道。 邏輯控制頻道包含：廣播控制頻道（BCCH)，其為用於廣 播系統控制資訊之DL頻道；傳呼控制頻道（PCCH)，其為 轉移傳呼資訊之DL頻道；多播控制頻道（MCCH)，其為用 於傳輸用於一或若干MTCH之多媒體廣播及多播服務 (MBMS)排程與控制資訊的點對多點DL頻道，大體而言， W 在建立RRC連接之後，僅由接收MBMS(注意：舊 MCCH+MSCH)之UE使用此頻道；專用控制頻道（DCCH)， 其為傳輸專用控制資訊的點對點雙向頻道且由具有RRC連 接之UE使用。在態樣中，邏輯訊務頻道包含專用訊務頻 道（DTCH)，其為專用於一 UE之用於轉移使用者資訊的點 對點雙向頻道；及，多播訊務頻道（MTCH)為用於傳輸訊 務資料之點對多點DL頻道。 在一態樣中，傳送頻道被分類為DL及UL。DL傳送頻道 134676.doc -13- 200935925 包含廣播頻道（BCH)、下行鏈路共用資料頻道（DL-SDCH) 及傳呼頻道（PCH)，該PCH用於支援UE電力節省（DRX循環 由網路向UE指示），其在整個小區上廣播且映射至可用於 其他控制/訊務頻道之PHY資源。UL傳送頻道包含隨機存 取頻道（RACH)、請求頻道（REQCH)、上行鏈路共用資料 頻道（UL-SDCH)及複數個PHY頻道。PHY頻道包含DL頻道 及UL頻道之一集合。 DL PHY頻道包含： © 共同導頻頻道（CPICH) 同步頻道（SCH) 共同控制頻道（CCCH) 共用DL控制頻道（SDCCH) 多播控制頻道（MCCH) 共用UL指派頻道（SUACH) 確認頻道（ACKCH) DL實體共用資料頻道（DL-PSDCH) ® UL功率控制頻道（UPCCH) 傳呼指示頻道（PICH) 負載指示頻道（LICH) UL PHY頻道包含： 實體隨機存取頻道（PRACH) 頻道品質指示頻道（CQICH) 確認頻道（ACKCH) 天線子集指示頻道（ASICH) 134676.doc • 14· 200935925 共用請求頻道（SREQCH) UL實體共用資料頻道（UL-PSDCH) 寬頻導頻頻道（BPICH) 在一態樣中，提供一頻道結構，其保留單載波波形之低 PAR(在任何給定時間，頻道之頻率為連續的或均勻間隔 的）性質。

為達到本文獻之目的，應用以下縮寫 AM 確認之模式 AMD 確認之模式資料 ARQ 自動重複請求 BCCH 廣播控制頻道 BCH 廣播頻道 C- 控制- CCCH 共同控制頻道 CCH 控制頻道 CCTrCH 經編碼之複合傳送頻道 CP 循環前置項 CRC 循環冗餘檢查 CTCH 共同訊務頻道 DCCH 專用控制頻道 DCH 專用頻道 DL 下行鏈路 DSCH 下行鏈路共用頻道 DTCH 專用訊務頻道 134676.doc -15- 200935925

FACH 前向鏈路存取頻道 FDD 分頻雙工 LI 層1(實體層） L2 層2(資料鏈路層）） L3 層3(網路層） LI 長度指示符 LSB 最低有效位元 MAC 媒體存取控制 MBMS 多媒體廣播多播服務 MCCHMBMS 點對多點控制頻道 MRW 移動接收窗 MSB 最高有效位元 MSCHMBMS 點對多點排程頻道 MTCHMBMS 點對多點訊務頻道 PCCH 傳呼控制頻道 PCH 傳呼頻道 PDU 協定資料單元 PHY 實體層 PhyCH 實體頻道 RACH 隨機存取頻道 RLC 無線電鏈路控制 RRC 無線電資源控制 SAP 服務存取點 SDU 服務資料單元 134676.doc 16 200935925 SHCCH 共用頻道控制頻道 SN 序號 SUFI 超級場 TCH 訊務頻道 TDD 分時雙工 TFI 傳送格式指示符 TM 透明模式 TMD 透明模式資料 ❹ ττι 傳輸時間間隔 U- 使用者- UE 使用者設備 UL 上行鏈路 UM 未經確認之模式 UMD 未經確認之模式資料 UMTS 全球行動電信系統 UTRA w UTRAN UMTS陸地無線電存取 UMTS陸地無線電存取網路 MBSFN 多播廣播單頻網路 MCE MBMS協調實體 MCH 多播頻道 DL-SCH 下行鏈路共用頻道 MSCH MBMS控制頻道 PDCCH 實體下行鏈路控制頻道 PDSCH 實體下行鏈路共用頻道 134676.doc • 17· 200935925 :使當其並非主動加入呼叫時，已接通一段時間樣 仍佔據一纟適基地台的控制頻道。此使得在仙為呼 叫接收方時能夠被通知且做出 ， 、 ®口應，且亦使侍使用者能夠 迅逮起始呼叫。 然而’當UE首先接通時或當網路已丟失持續長時間時 (當UE已離開覆蓋區域持續長時間時），終端機必須執行初 始小區搜尋程序以識別哪些小區（每一者與一基地台相關 聯）可用。UE將選擇其藉由搜尋而找到之可用小區中 ❿ 佳者。 由於UE本質上可能在任何地方（例如，在與其上一次接 通時所在國家不同的國家中）"喚醒”，故初始小區搜尋通 常涉及在整個可用RF頻帶上搜尋控制頻道的存在。 現將提出與行動通信之寬頻分碼多重存取（WCDMa)標 準有關的例不性癌樣以說明初始小區搜尋過程。然而，不 應認為本文中提出之所述態樣僅限於在WCDMA系統中使 .用，因為此等態樣亦可同等地應用於其他行動通信系統。 為设§十減少頻率空間之構件，所描述之態樣注意到， WCDMA信號之功率譜密度（PSD)在頻道頻寬内本質上為平 坦的。藉由捕捉同相正交（IQ)樣本且對中心頻率周圍之頻 寬中的信號進行頻域分析，所描述之態樣可在頻率掃描期 間排除一些頻道以不對其進行WCDMA碼空間搜尋。若該 信號為窄頻干擾信號或來自傳輸窄頻信號之替代技術（諸 如GSM、CDMA等）’則不遇為WCDMA頻道頻寬内之pg[d 為平坦的。可藉由頻道頻寬内之所接收信號之功率譜密度 134676.doc •18· 200935925 的度量來量化平坦度。以下例示性態樣係關於功率譜密度 之方差作為對所接收信號之功率譜密度之平坦度的量測。 然而，不應認為本文中提出之所述態樣僅限於方差，因為 可同等地應用關於功率譜密度之其他度量。該等其他度量 可為功率譜密度之平均值或標準差。 舉例而言，圖3為WCDMA脈衝及兩個GSM脈衝之圖式。 WCDMA脈衝以-5 MHz為中心，且頻道以1〇 kHz隔開。如 可見，在中心頻率周圍±1.6 MHz處，WCDMA脈衝信號本 ® 質上平坦，其具有最小方差。 假設採用AWGN頻道且輸入樣本及FFT之長度足夠大， 則理想WCDMA信號的PSD方差可忽略不計（接近於〇)〇此 外，來自真實世界環境之經驗資料展示，當使用1個時槽 之IQ資料及長度為32之FFT來進行計算時，商業上部署之 WCDMA信號的PSD方差在移動條件下小於3 dB。若方差 顯著較大（>12 dB)，則在進行WCDMA碼空間搜尋時排除 中心頻率》 ❹ 在習知初始小區搜尋中，例如，在全球行動電信系統 (UMTS)中，目標係識別由與目標公共陸地行動網路 (PLMN)相關聯之小區所使用的載波頻率。為開始此搜 尋’整理一初始搜尋清單，其包括所有有效的UMTS絕對 無線電頻率頻道號（UARFCN)。為開始實際搜尋，選擇歷 史清單中之第一 UARFCN且接著進入搜尋迴路，其在所選 UARFCN上進行小區搜尋且自初始搜尋清單中移除 UARFCN。若找到新小區，貝，j使用自該小區接收之資訊來 134676.doc ι〇 200935925 判定其是否來自目標PLMN。若該小區係來自目標 PLMN，則搜尋演算法無需進一步尋查。 然而，若所發現之小區並非來自目標PLMN，則自初始 搜尋清單中移除與所發現小區相關聯之UARFCN相距士0.3 MHz的所有UARFCN。若在所選UARFCN上未發現小區， 則判定是否已選擇歷史清單中之最末UARFCN。若否，則 選擇歷史清單中之下一 UARFCN(區塊133)，且重複迴路。 隨後，藉由基於頻率之接收信號強度指示符（RSSI)來濾 ® 除頻率而減少初始搜尋清單。此濾波包括對初始搜尋清單 中之每一 UARFCN進行RSSI掃描，且針對與中心頻率相距 士預定頻帶之頻率中的任一者，自初始搜尋清單中移除滿 足RSSI之所有UARFCN。最後，搜尋所得清單107。所採 取之方法為：首先搜尋最有可能的頻率，且接著搜尋搜尋 清單中之所有其他頻率。 習知初始小區搜尋演算法之一問題在於，對所有載波之 搜尋可能花費長的時間。在一些情形中，可能花費數分鐘 才找到所允許之PLMN。此對UE造成之一後果在於，向網 路註冊之時間長，此又意謂UE初次通電至可進行呼叫之 時間長。此對UE之使用者產生不良影響。對UE之另一影 響在於，當執行初始小區搜尋演算法時，電力消耗高。 為了在保持偵測機率的同時減少必須搜尋.之頻率空間， 所描述之態樣注意到，頻道頻寬内之WCDMA信號的功率 譜密度本質上為平坦的。藉由捕捉IQ樣本且對中心頻率周 圍之頻寬中的信號進行頻域分析，有可能在頻率掃描期間 134676.doc -20· 200935925 排除一些頻道以不對其進行WCDMA碼空間搜尋。若該信 號為窄頻干擾信號或來自傳輸窄頻信號之替代技術 (GSM、CDMA等），則不認為WCDMA頻道頻寬内之PSD為 平坦的。所描述之態樣藉由頻道頻寬内之所接收信號之 PSD的方差來量化平坦度。在每一中心頻率處收集相當於 1至2個時槽之IQ樣本來計算PSD及其方差。假設採用 AWGN頻道且輸入樣本及FFT之長度足夠大，則理想 WCDMA信號的PSD方差可忽略不計（接近於0)。來自域中 ® 之經驗資料展示，當使用相當於1時槽的IQ資料及長度為 32之FFT來進行計算時，商業上部署之WCDMA信號的PSD 方差在移動條件下小於3 dB。若方差顯著較大（例如，>12 dB)，則在進行WCDMA碼空間搜尋時排除中心頻率。 在WCDMA頻率掃描期間，可稱作UE、接收器系統或存 取終端機之器件包括可由處理器執行以對滿足接收功率臨 限值之頻率執行步驟1 -2-3小區搜尋的邏輯。功率掃描量測 在中心頻率周圍約土2 MHz頻帶中的功率。若所量測之功 率大於臨限值，則該頻率為WCDMA小區搜尋之候選頻 率。一旦掃描了給定頻帶中之所有頻率，便基於頻率接收 功率儲存結果，且自排序第一之頻道開始對此等頻道執行 步驟1 -2-3搜尋。 由於功率掃描量測總頻道功率（I2+Q2)而非碼域功率，故 有可能給定之4 MHz頻帶中的接收功率係歸因於窄頻干擾 信號或替代技術（GSM、CDMA等）。然而，在先前技術 中，目前未嘗試藉由對滿足接收功率臨限值之每一中心頻 134676.doc •21 - 200935925 率處的信號進行頻域分析來減少頻率空間而將此與真^ι# WCDMA信號功率區分開。 結合圖4 A及圖4 B描述初始小區搜尋演|法之—例示性 態樣’圖4A及圖4B為新的初始小區搜尋演算、去之 方法 之態樣的流程圖。舉例而言，該等態樣可包括於可由 之處理器執行的邏輯中。簡言之，UE在”粗略"頻率掃描中 掃描頻率，且在將候選頻率添加至精細掃描清單之後執行 "精細"頻率掃描。，，粗略”頻率掃描僅判定候選頻率上之= ^ 收功率是否超過臨限值。若"粗略”頻率超過接收功率臨限 值，則將候選頻率添加至"精細"掃描候選頻率清單中以基 於候選頻率之功率譜密度判定其是否超過臨限度量。初始 小區搜尋程序可應用於（例如）全球行動電信系統 中。使用初始小區搜尋來識別由與目標plmn相關聯之小 區所使用的載波頻率。此外，於本文中使用時，術語"器 件"應意謂使用者設備（UE)、無線電資源控制（RRC)或行動 0 終端機，或任何其他硬體、軟體或兩者之任何組合，其可 執行所描述之用於藉由基於功率譜密度排除頻道來減少搜 尋時間的步驟。 為開始此搜尋’整理—初始粗略頻率搜尋清單，其包括 所有有效的UMTS絕對無線電頻率頻道號（uarfcn)。在 術，器件對粗略掃描頻料執行精細掃描。對於每一精細 器件調諧至位於f1±l 5 MHz内的15個uarfcn。以 4第〇4"，粗略掃描頻率開始，器件調諧至f….5 MHz。在 器件基於其接收信號強度指示符（Rssi)來讀取初始 134676.doc •22- 200935925 搜尋清單以濾除頻率。 在決策406，器件基於RSSI來濾除頻率。濾波包括對初 始搜尋清單中之每一UARFCN進行RSSI掃描，且判定每一 RSSI掃描是否大於預定接收自動增益控制（AGC)臨限值。 若RSSI掃描頻率不滿足AGC臨限值，則在408，器件在所 有UARFCN已窮盡的情況下調諧至下一頻率（UARFCN)。 接著’器件將精細婦描結果清單發送至RRC。若RSSI掃描 頻率滿足臨限值’則在410，器件起始多處理器數位信號 © 處理器（MDSP)以用於執行頻域處理。 在412，MDSP開始緩衝S1+S2時槽之IQ樣本。在S1時槽 被緩衝後，MDSP訝經緩衝之iq資料執行32點FFT。MDSP 隨後計算功率譜密度且估計PSD方差。在414，MDSP比較 PSD方差是否大於PSD方差之臨限值。在一例示性態樣 中，臨限值被設定為12 dB。 若在決策414，PSD方差小於臨限PSD方差，則MDSP將 彼特定頻率之傳回值設定為1(真）(416)。若傳回值為 1(418)，則器件將該頻率添加至精細掃描清單（420)。隨 後，若所有UARFCN已窮盡，則器件調諧至下一頻率 (UARFCN)，接著器件將精細掃描結果清單發送至RRC (408)° 若在決策414，PSD方差大於臨限PSD方差（最可能指示 諸如GSM、CDMA等之替代技術），則在422將二級檢查旗 標傳遞至MDSP。亦即，檢查頻率兩次以確保該頻率不應 在精細掃描清單上。隨後，在430，MDSP等待直至相當於 I34676.doc •23- 200935925 S1+S2時槽之IQ樣本被緩衝。MDSp接著對所緩衝之…資 料執行32點FFT ’且MDSP接著計算功率且估計PSE)方差。 藉由對PSD方差之新的計算，MDSP在432將新近計算之 PSD方差與PSD方差臨限值（在例示性態樣中為dB)進行 比較。若在決策432，PSD方差小於臨限PSD方差，則 MDSP將彼特定頻率之傳回值設定為ι(真）(434)。若PSD方 差大於臨限PSD方差，則MDSP將彼特定頻率之傳回值設 定為〇(假）(436)。若傳回值為1(418)，則器件將該頻率添加 © 至精細掃描清單（420)。隨後，若所有UARFCN已窮盡，則 器件調諧至下一頻率（UARFCN)，接著器件將精細掃描結 果清單發送至RRC。 返回至圖4A，若在步驟422未將二級檢查旗標設定為 真，則MDSP在424將傳回旗標設定為〇(假）。由於傳回旗 標為0(418)，故器件調諧至下一頻率（UARFCN)(408)。若 所有UARFCN已窮盡，則器件將精細掃描結果清單發送至 RRC(408)。 圖5說明用於在無線網路中自碼空間搜尋中減少頻率空 間的實例系統500。系統500可至少部分駐於行動器件内’ 且表示為包括功能區塊，該等功能區塊可為表示由處理 器、硬體、軟體或其組合（例如，韌體）所實施之功能的功 能區塊。 系統500中包括可單獨或結合起來作用之電組件的邏輯 分群502。邏輯分群502包括一用於界定待搜尋之載波頻率 集合的電組件506。初始搜尋清單中之載波頻率集合被整 134676.doc -24- 200935925 理在一起，其包括所有有效之UMTS絕對無線電頻率頻道 號（UARFCN)。此外，系統500包括一用於計算載波頻率之 功率譜密度的電組件508。通常，功率譜密度為與固定隨 機過程相關聯之頻率的正實函數，或確定性時間函數，其 具有每Hz功率或每Hz能量的維度且（例如）可儲存於記憶體 中。亦包括一用於將載波頻率之功率譜密度的方差與臨限 方差進行比較的電組件5 1 〇。 此外，系統500可包括一記憶體5〇4，其保留用於執行與 ^ 電組件506、508及510或其他組件相關聯之功能的指令。 儘管展示為位於記憶體504外部，但應理解，電組件中之 一或多者可存在於記憶體5〇4内。 可對此特定設計進行改變及修改，且此在本發明之範疇 内。亦為清晰起見，已針對TIA_1121(UMB)系統具體描述 了頻率搜尋没计之各種態樣。然而，本文中描述之頻率搜 尋設計亦可用於諸如cdma2〇〇〇及w_Cdma系統之其他 _ CDMA系統，且可用於其他無線通信系統。 可藉由各種構件來實施用於藉由基於功率譜密度排除頻 道來減少搜尋時間的技術。舉例而言，此等技術可實施於 硬體、軟體或其組合中。對於硬體實施，該技術可實施於 一或多個特殊應用積體電路（ASIC)、數位信號處理器 (DSP)、數位信號處理器件（DSPD)、可程式化邏輯器件 (PLD)、％可程式化閘陣列（FpGA)、處理器、控制器、微 控制器、微處理器、經設計以執行本文中描述之功能的其 他電子單元或其組合内。 134676.doc -25- 200935925 對於軟體實施，可藉士袖—丄 藉由執仃本文所描述之功能的模組 (例如’程序、函數，箄 " ^ 等等）來實施用於藉由基於功率譜密 度排除頻道來減少搜尊眸 ’在 哥時間的技術。軟體碼可儲存於記憶 體單元中且由處理5§社V- ^ ^ 器執仃。記憶體單元可建構於處理芎内 或處理器外部，在諸諶认老 " 在建構於處理n外部之情形巾，記憶 兀•可經由此項技街 項㈣中6知之各種手段以通信方式_至處 埋器。 ❹ ❿ 可導出/建構本文中所描述之用於藉由基於功率譜密产 排除頻道來減少搜尋時間的技術，且可將其儲存在各種類 型之電子單元中。舉例而言，可將用於藉由基於功率譜密 度排除頻道來減少搜尋時間的演算法儲存在隨機存取記作 體(^AM)、動態RAM(DRAM)、快閃記憶體等中。亦可將 演算法儲存在ASIC、處理器、Dsp等内的臨時記憶體、暫 存器、鎖存器等中’該演算法可用以藉由基於功率講密度 排除頻道來減少搜尋時間。 本文中包括標題以用於參考及輔助定位某些部分。此等 標題不意欲限制下文中所描述之概念的範_，且此等概念 可應用於整個說明書的其他部分中。 應理解，所揭示過程中之步驟的特定次序或階層為例示 性方法之實例。基於設計偏好，應理解，可重新配置過程 中之步驟的特定次序或階層’同時保持處於本揭示案之範 疇内。隨附方法項以樣本次序呈現各種步驟之要素，且並 不意欲限於所呈現之特定次序或階層。 熟習此項技術者應瞭解，可使用各種不同技術中之任一 134676.doc -26- 200935925 種來表示資訊及信號。舉例而言’可由電壓、電流、電磁 波、磁場或粒子、光場或粒子，或其任何組合來表示河遍 及以上描述所引用之資料、指令、命令、資訊、信號、位 元、符號及碼片。 Φ ❹ 熟習此項技術者將進一步瞭解，可將結合本文揭示之態 樣而描述的各種說明性邏輯區塊、模組、電路及演算法步 驟實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。為了清楚地 說明硬體與軟體之此可互換性，上文中已大體在功能性方 面描述了各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟。將 該功能性實施為硬體還是軟體視特定應用及外加於整個系 統上之設計約束而定。熟習此項技術者可針對每一特定應 用以不同方式實施所描述之功能性，但該等實施決策不應 解釋為引起對本揭示案之範疇的偏離。 可藉由通用處理器、數位信號處理器（Dsp)、特殊應用 積體電路（ASIC)、場可程式化閘陣列（FpGA)或經設計以執 行本文中所描述之功能的其他可程式化邏輯器件、離散閉 $電晶體邏輯、離散硬體組件或其任何組合來實施或執行 ”本文中所揭不之態樣而描述的各種說明性邏輯區 模組及電路。诵 虛採"故 微處理器，但在替代例中， 德“您 處理器、控制器、微控制器或狀態 ^ ^ s 為汁算器件之組合，例如，DSP與微 處理器之組会、雄“ 穴佩

複數個微處理器、結合D 個微處理器，或任何 飞夕 包含可操作以執衧卜、十、一 至/處理器可 仃上❹驟及/或動作中之—或多者的— I34676.doc -27· 200935925 或多個模組。 可直接以硬體、以由處理器執行之軟體模組或以該兩者 之組合來具體化結合本文中所揭示之態樣而描述的方法或 廣算法之步驟。軟體模組可駐於RAM記憶體、快閃記憶 體、尺〇撾記憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存 器、硬碟、可移除式碟片、CD-ROM，或此項技術中已知 之任何其他形式的儲存媒體中。將例示性儲存媒體耦接至 ❹

處理器以使得處理器可自儲存媒體讀取資訊且將資訊寫 入儲存媒體。在替代例中，儲存媒體可整合至處理器。處 理器及儲存媒體可駐於ASICt。ASIC可駐於使用者終端 機中在替代例中，處理器及儲存媒體可作為離散組件而 駐於使用者終端機中。 在一或多個例示性實施例中，所描述之功能可在硬體、 軟體、_體或其任-組合中實施。若在軟體中實施，則可 s等力月b作為一或多個指令或程式碼儲存於電腦可讀媒 體上或在電腦可讀媒體上傳輸。電腦可讀媒體包括電腦儲 存媒體及通信媒體，其包括有助於將電腦程式自一處轉移 至另一處的任何媒體。儲存媒體可為可由電腦存取的任何 可用媒體。以實例且非限制之方式，該等電腦可讀媒體可 二含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存 器、磁㈣存㈣其他韻麟时，或可“載運或儲 存呈指令或資料結構之形式的所要程式碼且可由電腦存取 之任何其他媒體。又’任何連接可適當地稱作電腦可讀媒 體。舉例而言，若使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數 134676.doc -28· 200935925 位用戶線（DSL)或諸如紅外、無線電及微波之無線技 網站、飼服器或其他遠端源傳輸軟體，則同轴電境 電纜雙I線、DSL或諸如紅外、無線電及微i之無線括 術包括於媒體之定義中。在用於本文中時，磁碟及光碟包 括緊密光碟(CD)、雷射光碟、光碟、數位化通用光碟 (DVD)、軟性磁碟及藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式 再現-貝料，而光碟以雷射光學地再現資料。上述各項之組 合亦應包括在電腦可讀媒體之範疇中。 ® 提供所揭不態樣的先前描述以使得任何熟習此項技術者 能夠製造或使用本揭示案。對此等態樣之各種修改對於熟 S此項技術者而言將為顯而易見的，且可將本文中所界定 之一般原理應用於其他態樣，而不偏離本揭示案之精神或 範嘴。因此’本揭示案並不意欲限於本文中所示之組態’ 而應符合與本文所揭示之原理及新穎特徵一致的最廣泛範 【圖式簡單說明】 圖1說明根據一態樣之多重存取無線通信系統； 圖2為通信系統之方塊圖； 圖3為功率譜密度之圖式； 圖4 A為根據一態樣之流程圖； 圖4B為根據一態樣之流程圖；且 圖5為根據一態樣之說明性系統的方塊圖。 【主要元件符號說明】 100 無線通信系統 134676.doc -29· 200935925 110 節點B 120 使用者設備（UE) 130 系統控制器 200 ΜΙΜΟ系統 210 傳輸器系統 212 資料源 214 傳輸（ΤΧ)資料處理器 220 ΤΧ ΜΙΜΟ處理器 ❿ 222a 傳輸器（TMTR)/接收器 222t 傳輸器（TMTR)/接收器 224a 天線 224t 天線 230 處理器 236 資料源 238 ΤΧ資料處理器 240 解調變器 242 RX資料處理器 250 接收器系統 252a 天線 252r 天線 254a 接收器/傳輸器 254r 接收器/傳輸器 260 RX資料處理器 270 處理器 134676.doc -30- 200935925

280 500 502 504 506 508 510 調變器 系統 邏輯分群 記憶體 用於界定待搜尋之載波頻率集合的電組件 用於計算載波頻率之功率譜密度的電組件 用於將載波頻率之功率譜密度的方差與臨限方 差進行比較的電組件 ❿ 134676.doc • 3】-

Claims (1)

1. 200935925 十、申請專利範圍： 1. 一種用於在一無線通信網路中定位小區之方法，其包 含： 界定待搜尋之載波頻率的一第一集合； 計算載波頻率之該第一集合中之一者的一功率譜密 度； 比較該載波頻率之該功率譜密度的一度量與一臨限度 量；及 若該載波頻率之該功率譜密度的該度量滿足該臨限度 量，則將該載波頻率包括在待搜尋之載波頻率的一第二 集合中。 ~ 青长項1之方法，其中該度量為該功率譜密度之方 差。

   如請求項2之方法，其中若該載波頻率之該功率譜密度 的該方差大於該臨限方差’則自待搜尋之載波頻率之： 第一集合中選擇另一載波頻率。 " 如凊求項1之方法’其中該度量為該功率譜密度之根 5·如咕求項1之方法’其中該度量為該功率譜密度之平均 6.:::項1之方法，其中針對待搜尋之載波頻率之該第 該包括。之該等頻率中的每—者重複該計算、該比較及 7’如’未項1之方法’其中比較每-載波頻率之該功率譜 134676.doc 200935925 密度的該度量與該臨限度量進行兩次。 8. 如請求項〗之方法，其進一步包含： 比較載波頻率之該第一集合中之一者的一接收信 號功率與一臨限接收信號臨限值； ^ s載波頻率之邊接收信號功率小於該臨限接收信號 限值則自待搜尋之載波頻率之該第一集合中選擇另 一載波頻率。 Ο 9. 月求項8之方法’其中若該載波頻率之該接收信號功 率f於該臨限接收信號臨限值，則執行該計算。 月求項1之方法，其中該第一集合為頻率之一粗略集 合，且該第二集合為頻率之一精細集合。 U. 一㈣於在-無線網路中定位小區的裝置，該裝置包 含： 用於界定待搜尋之載波頻率之—第一集合的邏輯； 用於計算載波頻率之該集合中之一者之功率譜密度的 邏輯；及 用於比較該載波頻率之該功率譜密度的一度量與一臨 限度量的邏輯， 若該載波頻率之該功率譜密度的該度量滿足該臨限度 ,、隋況下用於將該載波頻率包括在待搜尋之載波頻 率的一第二集合中的邏輯。 12·如請求項11之裝置，其中該度量為該功率譜密度之方 差。 13·如請求項12之裝置’進—步包含若該載波頻率之該功率 134676.doc 200935925 譜密度的該方差大於該臨限方差的情況下，用於自待搜 尋之载波頻率之該第一集合中選擇另一载波頻率的邏 輯。 I4·如請求項11之裝置，其中該度量為該功率譜密度之枳準 差。 不 如月&項11之裝置’其中該度量為該功率譜密度之平 值。 ❿ ❹ 16·如請求項U之裝置，其中該用於計算之邏輯、該用於比 較之邏輯及該用於包括之邏輯對待搜尋之載波頻率之該 第一集合中的該等頻率中之每一者執行操作。 17. 如明求項"之裝置，其中比較每一载波頻率之該功率譜 密度的該度量與該臨限度量進行兩次。 18. 如請求項11之裝置，其進一步包含： 用於首先比較載波頻率之該集合中之一者的接收信號 功率與—臨限接收信號臨限值的邏輯；及 =載波頻率之該接收信號功率小於該臨限接收信號 臨限值’用於自待搜尋之載波頻率之該集合中選擇另一 載波頻率的邏輯。 19. t請求項18之裝置，進—步包含若該較頻率之該接收 k號功率大於該臨限接你彳缺故 』限接1^核限值，料計算該載波 頻率之該功率譜密度的邏輯。 20. 項U之裝置’其中該第一集合為頻率之 合，且該第二集合為頻率之一精細集合。粗略集 21· 一種位於—無線通信系統中之料在—無線網路中定位 134676.doc 200935925 小區的裝置，該裝置包含： 用於界定待搜尋之載波頻率之一第一集合的構件； 用於計算載波頻率之該集合中之一者之功率譜密度的 構件；及 用於比較該載波頻率之該功率譜密度的度量與一臨限 度量的構件， ❹ 22. 23. 24. Q 25. 26. 若該載波頻率之該功率譜密度的該度量滿足臨限方 差’用於將該載波頻率包括在待搜尋之載波頻率的一第 二集合中的構件。 如請求項21之裝置，其中該度量為該功率譜密度之該方 差。 如請求項22之裝置，進一步包含若該載波頻率之該功率 譜密度的該方差大於該臨限方差的情況下，用於自待搜 尋之載波頻率之該第一集合中選擇另一載波頻率的構 件。 如睛求項21之裝置，其中該度量為該功率譜密度之標準 差。 如请求項21之裝置，其中比較每一載波頻率之該功率譜 达'度的該度量與該臨限度量進行兩次。 如請求項21之裝置，其進一步包含： 用於首先比較載波頻率之該集合中之一者的接收信號 功率與一臨限接收信號臨限值的構件；及 右該載波頻率之該接收信號功率小於該臨限接收信號 臨限值，用於自待搜尋之載波頻率之該集合中選擇另一 134676.doc 200935925 載波頻率的構件。 27.如請求項26之裝置，進—步 信號功率大於該臨限接收信 頻率之該功率譜密度的構件 包含若該載波頻率之該接收 號臨限值，用於計算該載波 28.如請求項21之裝置，其中 也入Α + 丹千該第一集合為頻率之一粗略集 合，且該第二集合為頻率之—精細集合。 29· —種位於一無線ϋγ士备处山 热蜾通仏系統中之用於定位小區的電腦程式 產品，其包含： 一電腦可讀媒體，其包含： -第-組程式竭’其用於使得—電腦界定待搜尋之一 第一組載波頻率； 第一組程式碼，其用於使得該電腦計算該第一組載 波頻率中之一者的功率頻譜密度； 第一組程式碼，其用於使得該電腦比較該載波頻率 之該功率頻譜密$的一纟量與一臨限度量；及 第四組程式碼，其用於若該載波頻率之該功率頻譜 密度的該度量到達該臨限度量，則將該載波頻率包括在 待搜尋之一第二組載波頻率中。 30.如請求項29之電腦程式產品，其中該度量為該功率頻譜 密度之方差。 31·=明求項3〇之電腦程式產品，進一步包含若在該載波頻 率之该功率頻譜密度的該方差大於臨限方差之情況下， 用於自待搜尋之該第—組載波頻帛中選擇另—載波頻率 的邏輯。 134676.doc 200935925 32. 如請求項30之電腦程式產品，其中該度量為該功率頻譜 密度之標準差。 33. 如请求項30之電腦程式產品，其中比較每—載波頻率之 該功率頻譜密度的該度量與該臨限度量進行兩次。 34. 如請求項30之電腦程式產品，其進一步包含： 一第六組程式碼，其用於使得該電腦首先比較該第— 組載波頻率中之一者的接收信號功率與一臨限接收信號 臨限值； ' 第七組程式碼’其用於若該載波頻率之該接收信號 力率j於該臨限接收信號臨限值，則自待搜尋之該第— 組載波頻率中選擇另一載波頻率。 134676.doc