TW201322794A - 能夠高效率的網路搜索之無線通訊裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種能夠有效搜索網路的無線通訊裝置。具體地，通過利用其位置資訊和存取儲存的社區資訊，裝置可以簡化搜索。此外，如果要進行完整的搜索，裝置從多個無線接入一起接收資訊，並數位化處理所接收的資訊，以便搜索個別無線接入技術。此外，裝置能夠通過設置其RF模組執行高效4G搜索資料，以在搜索頻帶內同時捕捉多個光柵點的資訊，並移位元搜索頻帶以便不重複搜索光柵點。

Description

能夠高效率的網路搜索之無線通訊裝置
本發明涉及無線通訊，更具體地涉及能夠有效地搜索無線通訊網路的無線通訊裝置。
無線通訊設備(諸如蜂窩電話以提供一個實例)在個人和商業設置方面變得很普遍。無線通訊裝置為用戶提供了對各種資訊的存取，以及與跨越較大距離的其他類似裝置通訊的能力。例如，用戶可以通過裝置上的網路流覽器存取互聯網，從數位市場下載小型應用程式(例如，“應用程式”)，發送和接收電子郵件，或使用互聯網語音協定(VoIP)撥打電話。因此，無線通訊裝置為用戶提供顯著的流動性，同時使他們能夠保持與通訊通道和資訊的“連接”。
無線通訊裝置與一個或多個其他無線通訊裝置或無線接入點通訊以發送和接收資料。通常，第一無線通訊裝置產生並發送由編碼資訊調製的無線頻率信號。該無線電頻率信號被發送到無線環境中，並由第二無線通訊裝置接收。第二無線通訊裝置解調和解碼所接收的信號以獲得資訊。然後，第二無線通訊裝置可以以類似方式回應。無線通訊裝置可以使用任何公知的調製方案(包括簡單的振幅調製(AM)、簡單的頻率調製(FM)、正交幅度調製(QAM)、相移鍵控(PSK)、通訊正交相移鍵控(QPSK)，和/或正交頻分複用(OFDM))以及現在或將來已知的任何其他通訊方案互相通訊或與接入點通訊。
在與當前基地台通訊期間，或在這樣的通訊之前，無線通訊裝置在無線通訊網路內重複搜索可用基地台。這可被進行， 以便建立初始連接，或以確定越區切換(handoff)是否被啟動，以及許多其他原因。
通過傳統無線通訊裝置進行的搜索是極其麻煩和費時的。這種裝置通常在尋找可行的基地台時以設定順序搜索所有頻帶。然而，因為在沒有任何特別定制的出發點和沒有任何組織的情況下進行搜索，所以搜索浪費很多時間並依賴於這個過程中早些發現基地台的運氣。
因此，需要一種能夠有效地搜索無線通訊網路的無線通訊裝置。通過如下的詳細說明，本發明的其他方面和優點將變得顯而易見。
根據本發明的一個方面，提供了一種無線通訊裝置，包括：無線電模組，被配置為發送資訊至無線通訊環境，並接收來自無線通訊環境的資訊；控制器模組；定位模組，被配置為向所述控制器模組提供所述無線通訊裝置的位置；以及記憶體模組，被配置為儲存為所述無線通訊裝置服務的社區的社區資訊，其中，所述控制器模組被配置為基於所述位置資訊選擇社區，以及其中，所述控制器模組被配置為基於所述社區的所述社區資訊控制所述無線電模組。
優選地，所述記憶體模組被配置為儲存多個社區的社區資訊，以及其中，所述記憶體模組被配置為儲存所述多個社區中的每個的位置。
優選地，所述控制器模組被配置為基於所述多個社區的儲存位置通過比較所述多個社區中的每個的位置與所述無線通訊裝置的位置來從所述多個小區間確定一組本地社區。
優選地，所述控制器模組基於所述多個社區中的每個的所述儲存位置和所述無線通訊裝置的位置將所述一組本地社區確定為其與所述無線通訊裝置的距離不超過預定閾值的社區。
優選地，所述無線通訊裝置還包括排序模組，其中，所述記憶體模組被配置為儲存多個社區的社區資訊，其中，所述控制器模組被配置為從多個儲存的小區間選擇多個候選社區，以及其中，所述排序模組被配置為基於參數對所述多個候選社區排序。
根據本發明的另一個方面，提供了一種無線通訊裝置，包括：無線電模組，具有中心頻率和帶寬，從而使所述無線電模組從無線通訊環境接收組合類比信號，所述組合類比信號包括第一無線接入技術的第一類比信號和第二無線接入技術的第二類比信號；類比數位轉換器，被配置為將所述組合類比信號轉換為組合數位信號，所述組合數位信號包括代表所述第一類比信號的第一數位信號和代表所述第二類比信號的第二數位信號；混合模組，被配置為從所述組合數位信號中數位提取所述第一數位信號和所述第二數位信號。
優選地，所述混合模組包括：第一混頻器，被配置為將所述組合數位信號數位混合到所述第一無線接入技術的中心頻率以產生第一混合信號；以及第二混頻器，被配置為將所述組合數位信號數位混合到所述第二無線接入技術的中心頻率以產生第二混合信號。
優選地，所述第一混頻器被配置為通過對所述第一混合信號濾波來提取所述第一數位信號，以及其中，所述第二混頻器被配置為通過對所述第二混合信號濾波來提取所述第二數位信號。
優選地，所述無線通訊裝置還包括搜索模組，搜索模組被配置為基於所提取的所述第一數位信號來搜索所述第一無線接入技術，並基於所提取的所述第二數位信號來搜索所述第二無線接入技術。
優選地，所述搜索模組被配置為基於在所述第一無線接入技術的搜索期間獲得的信息來搜索所述第二無線接入技術。
優選地，所述混合模組被配置為基於所述組合數位信號檢測與第二RAT基地台平行的第一RAT基地台，以及其中，所述接收器的帶寬被設置為使得相同中心頻率上的多個RAT的同步信號被覆蓋。
根據本發明的另一方面，提供了一種能夠在LTE無線通訊環境中進行通訊的無線通訊裝置，所述LTE無線通訊環境包括均勻分佈在其中的多個光柵點，所述無線通訊裝置包括：無線電模組，被配置為從所述LTE無線通訊環境中接收信號；控制器模組，被配置為設置所述無線電模組的中心頻率和帶寬以限定搜索頻帶，並檢測在所述搜索頻帶內基地台的存在或不存在，其中，所述搜索頻帶的所述帶寬足夠大以包含所述多個光柵點中的多於一個的相鄰光柵點。
優選地，所述控制器模組被配置為通過檢測與所述基地台相關聯的主同步信號是否在所述搜索頻帶內來檢測在所述搜索頻帶內所述基地台的存在或不存在。
優選地，如果所述控制器模組檢測到在所述搜索頻帶內所述基地台的不存在，則所述控制器模組被配置為對所述無線電模組的所述中心頻率移位元比相鄰光柵點之間的頻率間隔大的移位元頻率。
優選地，如果所述控制器模組基於與所述基地台相關聯的主同步信號檢測到在所述搜索頻帶內所述基地台的存在，則所述控制器模組被配置為基於相對於所設定的接收器模組的中心頻率的整數頻率偏移量來確定所述搜索頻帶內的光柵點，其中，在所述所設定的接收器模組的中心頻率檢測到所述基地台。
優選地，在確定與所述基地台的所述中心頻率對應的所述光柵點之後，所述控制器模組被配置為對所述無線電模組的所述中心頻率移位元基本等於所述基地台的帶寬加上所述無線電模組的舊中心頻率和所述基地台的所檢測的中心頻率之間的差的移位元頻率。
優選地，如果所述控制器模組檢測到在所述搜索頻帶內所述基地台的存在，則所述控制器模組被配置為計算接收模組相對於所述基地台的頻率偏移量。
優選地，所述頻率偏移量包括分數頻率部分和整數頻率部分。
優選地，所述整數頻率偏移量代表所述無線電模組的中心頻率和最靠近所述基地台的中心頻率的光柵點之間的OFDM子載波的數量。
優選地，所述控制器模組被配置為基於所獲得的計算出的頻率偏移量來更新所述無線電模組的時鐘頻率和中心頻率。
下面的詳細描述是指附圖示出符合本公開的示例性實施方式。在具體實施方式中的參考“一個示例性實施方式”、“示例性實施方式”、“示例的示例性實施方式”等表示描述的示例性實施方式可包括特定特徵、結構或特點，但是每個示例實施方 式可不必包括特定的特徵、結構或特性。此外，這些短語不一定是指相同的示例實施方式。此外，當結合示例實施方式描述特定特徵、結構或特點時，相關領域的技術人員瞭解，無論是否進行了明確地描述，結合其他示例性實施方式都會影響這種特徵、結構或特點。
此處所描述的示例實施方式用於說明之目的，而不是限制。在不脫離本公開的精神和範圍的情況下，其他示例實施方式也是可能的，且可以對示例實施方式進行修改。因此，詳細描述並不意味著限制本公開。此外，僅根據下面的權利要求及其等同物定義本發明的範圍。
本公開的實施方式可以在硬體(例如，電路)、固件、軟體或它們的任意組合中實施。本公開的實施方式也可以儲存在機器可讀介質的指令(其可以由一個或多個處理器讀取和進行)而實施。機器可讀介質可以包括用於以由機器(例如，計算裝置)可讀的形式儲存或傳送資訊的任何有形機制。例如，機器可讀介質可包括唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、磁片儲存介質、光儲存介質、快閃記憶體裝置及其它。此外，當進行某些動作時，可以在此描述固件、軟體、常式、說明。然而，應理解，這樣的描述僅是為方便起見，且這種動作事實上是由進行固件、軟體、常式、說明等的計算裝置、處理器、控制器或其他裝置引起的。
為了本討論的目的，術語“模組”應被理解為包括軟體、固件和硬體(諸如一個或多個電路、微晶片或裝置或它們的任意組合)中的至少一個，以及它們的任何組合。此外，應理解，每個模組可包括實際裝置內的一個或一個以上元件，且形成所描述的模組的一部分的每個元件可以起到合作或獨立地形成 模組的一部分的任何其他元件的功能。相反，本文所述的多個模組可代表實際裝置內的單個元件。
示例性實施方式的下面的詳細描述將充分地揭示本公開的一般本質，所以在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，通過應用相關領域的技術人員的知識，無需進行過度的試驗，人們容易修改和/或調整這種示例性實施方式，從而適應于各種應用。因此，根據本文所呈現的教導，這種調整和修改在示例性實施方式的含義及多個等同物內。要理解的是，本文的措辭或術語用於描述而非限制，所以鑒於此處的教導，相關領域的技術人員會理解本說明書的術語或措辭。
雖然將在無線通訊方面(特別是蜂窩通訊)描述本公開的說明，但是在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，相關領域的那些技術人員將認識到本發明可適用於使用有線或其他無線通訊方法的其他通訊。
示例性無線通訊環境
圖1示出根據本公開的示例實施方式的無線通訊環境100的框圖。無線通訊環境100在無線通訊裝置之間提供無線通訊資訊，諸如一個或多個命令和/或資料。無線通訊裝置中的每個都可以作為獨立的或分立的裝置(諸如行動電話)而實施，或者可以被併入或耦接至另一個電裝置或主機裝置，(例如，可擕式計算裝置、相機或全球定位系統(GPS)裝置)，或另一個計算裝置(例如，個人數位助理、視頻遊戲裝置、筆記型電腦、臺式電腦或寫字板)，電腦週邊設備(例如，印表機或可擕式音頻和/或視頻播放器)以提供一些實例和/或任何其他合適的電子設備，這在不脫離本發明的精神和範圍的情況下對於相關領域的那些技術人員是顯而易見的。
示例性無線通訊環境100包括第一無線通訊裝置110和第二無線通訊裝置150。第一無線通訊裝置110可代表用戶設備的示例實施方式，而第二無線通訊裝置150可代表蜂窩通訊網路內的第二用戶設備或基地台的示例實施方式。
第一無線通訊裝置110使用任何可接受的調製方案向第二無線通訊裝置150發送第一無線信號115。第二無線通訊裝置150接收第一無線信號115。第二無線通訊裝置150處理所接收的第一通訊信號，並且如果必要，則將第二無線信號155發送回第一無線通訊裝置110。以這種方式，第一無線通訊裝置110和第二無線通訊裝置150互相交換資訊(“通訊”)。
示例性無線通訊裝置
圖2A示出其作為根據本發明示例性實施方式的無線通訊環境100的一部分而被實施的無線通訊裝置200的框圖。無線通訊裝置200包括無線電模組210和記憶體模組230，並可代表第一無線通訊裝置110或第二無線通訊裝置150的示例性實施方式。
無線通訊裝置200包括控制器模組220，其在無線通訊裝置200內執行大部分功能，包括背景處理、信號處理和控制。控制器模組220被連接至無線電模組210和記憶體模組230中的每個。無線電模組210經由天線201從無線通訊環境100接收信號，並經由天線201對無線通訊環境100發送信號。無線電模組210可包括用於接收和前端處理信號的一個或多個接收器鏈。
在從無線通訊環境100接收了信號之後，無線電模組210對接收的信號執行前端處理，並將接收的信號轉發至控制器模組220。除其他處理之外，前端處理可包括解調、解碼和類比 數位轉換。控制器模組220也可控制無線電模組210的操作，並生成用於通過無線電模組210發送的信號。
在操作時，控制器模組220儲存記憶體模組230中的可行社區資訊，供以後使用。可行社區資訊可以從實際社區獲得(無線通訊裝置200連接或已連接至其上)或可從網路檢索獲得，或以本公開的精神和範圍之內的任何其他方式獲得。可行社區資訊應至少包括社區位置，以及未來搜索可能需要的任何其他資訊，諸如社區範圍、社區RAT(無線接入技術)能力等。
無線通訊裝置200還包括排序模組240和定位模組250，這兩者都是在網路中搜索期間被利用，並且將在下面詳細討論其功能。
基於儲存的資訊優化的網路搜索
有時候，控制器模組220控制無線通訊裝置200來執行針對附近基地台的網路搜索。當控制器模組220啟動網路搜索時，控制器模組220還從定位模組250檢索無線通訊裝置200的當前位置。定位模組可以是GPS(全球定位系統)接收器單元，或能夠相對準確地確定無線通訊裝置的位置的任何其他裝置。
可用的位置資訊
一旦控制器模組220從定位模組250獲得位置資訊，控制器模組220在記憶體模組230內搜索落入所接收的位置附近(其與無線通訊裝置的距離不超過預定閾值)的儲存社區。這些社區可以基於它們的對應位置被識別，其與它們的識別資訊一起被儲存。控制器模組220確定落入位置參數範圍內的多少個社區被儲存在記憶體模組230中。
如果控制器模組220確定沒有落入接收的位置附近的範圍內的儲存社區，則控制器模組220啟動完整的網路搜索(下文討論)。或者，如果控制器模組220確定只有一個落入所接收的位置附近範圍內的儲存社區，則控制器模組220選擇該社區並針對可用性對該社區進行測試。如果在所儲存的中心頻率上沒有發現社區，則控制器模組220優選使無線電模組210在退出所選頻率之前搜索位於所選中心頻率上的任何其他社區和/或無線接入技術(RAT)的存在。
或者，如果控制器模組220確定有儲存在記憶體模組230中的一個以上社區落入所接收的位置附近範圍內，則控制器模組220使排序模組240對多個社區進行排序操作。
排序模組240檢索由控制器模組220(落入當前位置附近範圍內的社區)識別的社區資訊。排序模組240然後檢查(review)儲存在與那些社區相關的記憶體模組230中的幾條資訊。例如，排序模組240可就每個社區檢查從社區到當前位置的實際距離、使用社區的最新時間、社區的平均RSRP(參考信號接收功率)、平均RSRQ(參考信號接收的品質)、RAT能力和/或QoS(服務品質)參數。
根據這個資訊，排序模組240對可行社區排序，被確定為選擇的最佳候選的社區在序列的頂部，被確定為選擇的最差候選社區在序列的底部。例如，位於非常接近最近常使用的當前裝置的社區將位於社區的排序列表中比還沒有被使用的遠離當前位置的社區更高的位置。
一旦排序模組240完成排序操作，則排序模組240將排序社區列表發送至控制器模組220。控制器模組220然後從與排序社區列表中的第一社區相關聯的記憶體模組230中檢索資訊 (例如，頻率)。然後，控制器模組220使無線電模組210諧調到與所選的社區相關聯的頻率，並測試和測量所選社區的可行性。由於很多原因，可能會發現社區不足，這些原因包括無法找到所選社區的社區ID、社區超負荷、社區表現出連接品質差等等。
如果控制器模組220確定列表的第一個社區不夠(由於任何上面討論的原因)，則控制器模組220對列表中隨後的社區重複該測試和測量程式，直到發現有可接受的社區。如果控制器模組220在沒有發現可接受社區的情況下遍曆整個排序列表，則控制器模組220啟動完整的網路搜索(下文討論)。
不可用的位置資訊
可能存在控制器模組220無法獲得無線通訊裝置200的位置資訊的情況。例如，定位模組250可能出現故障，可能不存在於無線通訊裝置200中，或可能目前無法確定位置(例如，無法連接到GPS衛星)。在這種情況下，控制器模組220控制排序模組240來對儲存在記憶體模組230中的所有社區上進行排序操作。
在接收到請求之後，排序模組240存取儲存在記憶體模組230中的所有社區的社區資訊。排序模組240然後對儲存的社區執行排序操作，對所儲存的社區在多近被使用給定額外的權重。具體地，因為沒有位置資訊，所以排序模組240假定最近使用的社區比較遠的過去使用的社區更加有可能位於無線通訊裝置200附近。
一旦排序模組240已經生成了其社區的排序列表，則控制器模組220諧調無線電模組210至第一社區用於檢測和測量。如上所討論，控制器模組220迴圈社區的排序列表，直至發現 可接受的社區。如果在所儲存的社區中沒有發現可接受的社區，則控制器模組220啟動完整的網路搜索(下文討論)。
相關領域的技術人員將認識到在本發明的精神和範圍之內可對上述配置進行許多修改。例如，排序模組240可基於比所列出的因素更多或更少的因素對儲存社區進行排序。此外，當針對第一個列出的社區的搜索失敗時，控制器模組220可在移動至排序列表上的下一個社區之前搜索位於相同中心頻率處或其附近的社區。以這種方式，控制器模組220可避免必須重新諧調無線電模組210，這是一個特別耗時的操作。
協調的多RAT支援的完整網路搜索
如上所討論，存在控制器模組220啟動完整的網路搜索的大量情況。假設無線通訊裝置200能夠通過多個不同的RAT(例如，2G、3G、4G等)通訊，完整的網路搜索優選包括每個RAT的搜索。在典型的無線通訊裝置中，逐頻率地單獨搜索每個RAT，這是一個非常長的過程。然而，根據本實施方式，無線通訊裝置200可以同時搜索所有RAT。
圖2B示出可以併入無線通訊裝置200中的無線電模組210和控制模組220的示例性配置的框圖。無線電模組210包括類比數位轉換器215。控制器模組220包括具有混頻器224a-c的混頻模組224，和包括RAT搜索器226a-c的搜索模組226。
當控制器模組220啟動完整的網路搜索時，控制器模組220為無線電模組210設置中心頻率CF和帶寬BW。優選地，中心頻率和帶寬被設置為使得涵蓋所有可用的RAT。假設中心頻率和帶寬被設置為捕捉多個RAT，來自所有RAT的信號由天線201以類比形式接收。無線電模組210從天線201接收類比 信號。ADC 215然後將接收的類比信號轉換為數位形式，並將數位信號發送至控制器模組220的混頻模組224。
無線通訊裝置200然後從接收的信號中搜索基地台。這可以不同的方式針對多個RAT中的每個RAT進行。在第一個實例中，無線通訊裝置200預先不知道不同RAT通訊的中心頻率。在這種情況下，無線通訊裝置200可以嘗試同時處理所有RAT。具體地，無線通訊裝置200設置無線電模組210的帶寬足以覆蓋來自所有RAT的同步信號。例如，如果BW1、BW2和BW3分別是每個RAT同步所需的最小帶寬，則無線通訊裝置200設置無線電模組210的帶寬為BW1、BW2和BW3中最大的。然後可以按照每個RAT的需要進行接收信號的混合和過濾。
在第二個實例中，無線通訊設備設置無線電模組210的帶寬足以比遠同步信號的寬，並且可以選擇任何RAT或落入設置帶寬範圍內的中心頻率。帶寬可能會受到無線電模組210的能力限制，例如，無線電模組210在存在相鄰頻帶的強信號時區分弱信號的能力。
例如，數位信號被發送至第一RAT混頻器224a、第二RAT混頻器224b和第N RAT混頻器224c中的每個混頻器。RAT混頻器224a-c中的每個對接收的數位信號進行混合和過濾操作，以便提取包含在其相應的RAT中的資訊。例如，2G、3G和4G RAT一般分別在740 MHz、760 MHz和720 MHz下工作。因此，第一RAT混頻器224a(設置為提取2G資訊)只需要從剩餘頻率中帶通濾波中心頻率(假定無線電模組210的中心頻率被設定為接近2G中心頻率)。另一方面，第二RAT混頻器224b(設置為提取3G資訊)首先進行數位混合，以將所 接收的數位信號降頻轉換為中心頻率，然後執行高通濾波以提取3G資訊。同樣，第N RAT混頻器224c(設置為提取4G的資訊)數位混頻，以對接收的數位信號升頻轉換，然後執行低通濾波以提取4G資訊。
一旦已經從接收的數位信號中提取了各個RAT資訊，則結果將被轉發到位於搜索模組226內的相應RAT搜索器226a-c。各自的RAT搜索器基於從混頻模組224所接收的RAT資訊對其對應的RAT執行網路搜索操作，以便定位並連接可行的社區。
此外，可根據需要以任何順序搜索RAT，而且可以採用在較早RAT搜索期間獲得的資訊來幫助未來RAT搜索。用於共用的這種資訊可包括早期網路搜索的頻率偏移、廣播的鄰頻率和社區ID(如果可用)、附近社區的位置資訊，以及其他有用資訊。通過這些資訊的共用，可以加快後來RAT的搜索，從而進一步提高搜索的效率。
相關領域的那些技術人員將認識到可對本文所討論的配置進行許多修改。例如，雖然已經描述了關於三個RAT的配置，但是可以以與如上所述的類似方式搜索更多或更少的配置。此外，搜索的順序可以根據應用而改變，或者如果無線通訊裝置200具有足夠的硬體和處理功能，則可同時搜索所有RAT。
針對有效4G搜索的配置
如上所討論的，一旦每個RAT的RAT資訊已被提取，無線通訊裝置200然後可針對RAT進行網路搜索過程，以便識別可行社區。當搜索4G RAT時，無線通訊裝置200可被配置為執行有效搜索，以便甚至進一步減少連接延遲。
頻帶內的寬基地台搜索
圖3示出由根據本公開示例性實施方式的無線通訊設備200搜索的4G通訊頻帶301。
4G頻帶301包括彼此均勻隔開頻率間隔d的多個光柵點302。在4G中，相鄰光柵點302之間的頻率間隔通常是100 kHz。光柵點302構成4G頻帶301範圍內的頻率，無線電模組可對其諧調，以便搜索可用基地台。
圖3的示例性4G頻帶301包括第一基地台304，其具有大致位於同樣位置的光柵點302處的中心頻率，並具有由淺灰色方塊示出的頻率範圍305。4G頻帶301還包括第二基地台307，其具有大致位於同樣位置的光柵點302的中心頻率，並具有由暗灰色框示出的頻率範圍308。
典型的無線通訊裝置通過連續諧調到每個光柵點302和針對基地台的存在搜索每個單獨的光柵點302來搜索4G網路。然而，以這種方式進行的搜索進行大量的重複操作，並無法說明在第一基地台的頻率範圍內找到第二基地台的低可能性。
因此，無線通訊裝置200被配置為簡化搜索過程4G。特別地，控制器模組220設置無線電模組210的帶寬為盡可能寬以捕捉盡可能多的光柵點302。然而，帶寬將受雜訊和干擾的限制，因此，帶寬應該僅設置為儘量大以提供包含在單一搜索頻帶中的多個光柵點302的準確讀數。在圖3的示例實施方式中，控制器模組設置無線電模組210的帶寬為1.4 MHz(對應於5個光柵點和5個光柵點中的任何光柵點的同步信號)，如由搜索頻帶310-320所示。
控制器模組220然後設置無線電模組210的初始中心頻率，以便基於預先設置的帶寬捕獲4G頻帶301內的第一光柵 點302。在圖3的示例實施方式中，因為帶寬已被設置為1.4 MHz，所以控制器模組220將初始中心頻率325設置為200 kHz(200 kHz高於4G頻帶301的基帶)。
一旦已經設置了初始搜索頻帶310，無線電模組210即接收位於搜索頻帶310內的信號，並對信號執行前端處理。控制器模組220然後針對基地台的存在分析信號。這可以通過搜索位於任何光柵點頻率的PSS(主同步信號)進行。
如圖3所示，沒有位於初始搜索頻帶310內的基地台。因此，控制器模組220在無線電模組210中設置新中心頻率，以搜索一組後續的光柵點。然而，因為沒有必要重新搜索初始搜索頻帶310所包含的光柵點，所以控制器模組210不將無線電模組210的中心頻率移位元(shift)單一光柵點302，而是將中心頻率移位元△jump。
△jump優選地被設置為使隨後的搜索頻帶將涵蓋緊跟在以前的搜索頻帶之後的光柵點302。因此，可以△jump可以簡單地被設置為等於圖3的示例實施方式中的無線電模組210的帶寬1.4 MHz。然而，△jump的值可以設置為如特定應用可能需要的與無線電模組的帶寬不同的值，並且可以被設置為使得後續的搜索頻帶與在先搜索頻帶重疊，或與在先搜索頻帶分離一個或多個光柵點302。
在移位元無線電模組210的中心頻率之後，控制器模組220不再找到位於搜索頻帶312內的基地台，並因此再次將無線電模組210的中心頻率移位元△jump。在接收和處理搜索頻帶314內發現的信號之後，控制器模組220基於由基地台304發送的解碼PSS信號發現其中心在位於搜索頻帶314的最右側邊緣的光柵點上的基地台304。
如果定位了基地台304，則控制器模組220對基地台304進行額外的處理，以指出其中心頻率(在下面討論)，並且獲得與基地台304相關聯的各種參數。
一旦控制器模組220已經處理了基地台304，則控制器模組220再次移位元無線電模組210的中心頻率，以便繼續搜索4G頻帶301。然而，控制器模組220假定位於4G頻帶301中的另一基地台不會有與找到的基地台304的頻率範圍重疊的頻率範圍。因此，控制器模組220不會將中心頻率移位元△jump，因為這樣做會導致無線電模組210搜索不太可能有基地台的光柵點。因此，控制器模組220而是將無線電模組210的中心頻率從包含基地台304的光柵點移位△BW。
控制器模組220應該將△BW設置為等於4G頻帶內的基地台的帶寬。例如，假設任何隨後的基地台將包括與基地台304相同的帶寬，則控制器模組220可以設置△BW為等於基地台304的帶寬。或者，假設所有基地台將至少有如4G標準所設置的最小帶寬(即，1.4MHz)，則控制器模組220可以將△BW設置為等於最小帶寬。此外，因為控制器模組220可以獲取基地台的多個不同的可能帶寬，所以控制器模組220可以根據下面的等式設置△BW：
其中BW found 對應于從對應於找到的基地台的廣播資訊中找到的帶寬，BW given 對應於在開始網路搜索之前由更高層給定的帶寬資訊，BW min 對應於如4G標準所設置的最小帶寬(1.4MHz)。
在圖3的示例實施方式中，控制器模組220確定△BW為1.4MHz(基於基地台304的帶寬，或最小帶寬)。因此，控制器 模組220將無線電模組的中心頻率移位元計算出的△BW和當前的中心頻率到基地台304的中心頻率的差。換言之，控制器模組220根據下面的等式移位元無線電模組210的中心頻率：CF new =CF old +△ BS +△ BW (2)
其中CF new 對應於無線電模組210的新中心頻率，CFold對應於無線電模組210的舊中心頻率，△BS等於無線電模組210的舊中心頻率與基地台的檢測中心頻率的差。
在圖3的示例實施方式中，在移位元無線電模組210的中心頻率之後，控制器模組220再次在搜索頻帶316內找到基地台307。因此，控制器模組220對基地台307執行額外的處理，然後根據上述等式(2)對無線電模組210的中心頻率移位元。在搜索頻帶318內，控制器模組220沒有找到基地台，因此將無線電模組210的中心頻率移位元△jump，以便設置新的搜索頻帶320。控制器模組220和無線電模組210以這種方式繼續，直到達到4G頻帶的結束。
使用該配置，如常規，無線通訊裝置200不會單獨搜索每個光柵點302。相反地，無線通訊設備能夠同時搜索光柵點組並跳過不太可能包含基地台的光柵點。因此，這種配置顯著減少了搜索4G頻帶花費的時間。
相關領域的那些技術人員將認識到在本公開的精神和範圍內可對上面所討論的配置進行許多修改。例如，△BW可以被設置為使得將隨後基地台的預測的最近位置置於下一個搜索頻帶的最左側邊緣，以便沿4G頻帶更快進行。此外，取代搜索整個頻帶301，控制器模組220可被配置為一旦已經發現可接受的基地台或滿足某些標準的基地台即停止搜索。
窄基地台搜索和中心頻率精確定位
如上所討論，一旦已經在搜索頻帶內發現基地台，控制器模組220必須執行額外的處理。具體地，因為光柵點保持間隔(在實例中為100kHz)，其不同於與基地台相關聯的子載波間隔(例如，在LTE中為15kHz)，控制器模組220必須執行額外的處理以確定確切的中心頻率和基地台的本地振盪器頻率。此外，因為無線電模組210的本地振盪器可能沒有精確地以與基地台頻率相同的頻率振盪，也可能有必要同步基地台和無線通訊裝置的振盪頻率。
圖4示出由根據本公開示例性實施方式的無線通訊裝置200搜索的頻帶301的部分401的放大圖。
在頻帶301的部分401，與基地台相關聯的多個OFDM(正交頻分複用)子載波450均勻分佈在部分401中，並彼此間隔距離△c。子載波間隔△c在部分401內保持不變，但可能會在無線接入技術上有所不同。為了該討論的目的，根據LTE標準，△c為15 kHz。
在頻帶301的部分401中，光柵點425間隔距離d=100 kHz，且這些光柵點是根據接收模組的頻率參考。無線電模組210將其中心頻率404諧調到該部分401內的光柵點之一，而基地台具有位於遠離無線電模組210的中心頻率404某些頻率△F且遠離最近光柵點頻率△f的載波頻率460。
為了確定基地台的各種參數，無線通訊裝置200首先確定基地台相對於無線電模組210的中心頻率的頻率偏移量。具體地，控制器模組220確定分數頻率偏移量(θFFO)，和整數頻率偏移量(IFOPASS)，其中：△F=IFOPASS+θFFO。
無線通訊裝置200使用眾所周知的CP(迴圈首碼)相關方法獲得分數頻率θFFO。然而，整數頻率偏移量IFOPASS不能 以此方式獲得。因此，控制器模組220必須假設整數頻率偏移量IFOPASS。
為了獲得整數頻率偏移量IFOPASS，控制器模組首先相對於中心光柵點(對應于接收器載波頻率)生成相對於與每個光柵點425對應的接收器模組210的諧調中心頻率的OFDM子載波位置的列表，和搜索頻帶301內的接收器模組的最大頻率不確定性。控制器模組220然後通過確定在所列的OFDM子載波位置中檢測到社區的位置來確定整數頻率偏移量IFOPASS。
例如，在圖4的實例中，控制器模組220首先使用下面的公式生成相對中心光柵點的光柵指數：
其中△raster是在相鄰光柵點之間的頻率間隔(例如，100 kHz)。使用等式(3)，針對圖4的實例生成的光柵指數將是[-2，-1，0，1，2]，指示搜索頻帶內包含的五個光柵值。
基於所生成的光柵指數，然後可通過對光柵指數rsidx內的每個值應用以下等式可確定相對中心光柵點的載波位置的列表：
針對上述實例，對上述rsidx應用等式(4)給出crlist=[-13，-7，0，7，13]，其對應於相對基地台可定中心的中心光柵點的載波位置。控制器模組220然後在與crlist內的位置對應的每個載波內搜索基地台，並將與基地台的位置對應的載波位置設置為整數頻率偏移量IFOPASS。在圖4的實例中，IFOPASS將是7，其對應於最接近基地台的載波460的光柵點的載波位置。
一旦已經確定了分數頻率偏移量θFFO和整數頻率偏移量IFOPASS，控制器模組220然後即可確定基地台(RPBS)的光柵點指數和無線電模組時鐘校正因數(εppm)，如下所示： 以及
其中RFFreq對應於無線電模組210的當前中心頻率(MHz)。應注意，等式(5)可以被修改為說明振盪器不穩定性。具體地，如果振盪器不穩定性引起標準化頻率相對于OFDM子載波間隔的頻率偏移量△FOMax，則等式(5)可以被修改為對(IFOPASS *△c/△raster)-△FOMax和(IFOPASS *△c/△raste)+△FOMax四捨五入(round)。以此方式，可說明振盪器不穩定性。
因為已經確定了IFOPASS，所以可以立即使用等式(5)確定基地台的光柵點指數RPBS。然而，因為等式(6)依賴於△F來計算無線電模組時鐘校正因數εppm，所以控制器模組220必須首先計算△f。這可以通過對以下等式應用基地台的確定的分數頻率偏移量θFFO、整數頻率偏移量以及計算的光柵點指數RPBS來完成： 其中以及(8)
通過根據等式(8)和(9)求解等式(7)，可以根據等式(6)確定無線電模組時鐘校正因數εppm。一旦計算出無線電模組時鐘校正因數εppm，控制器模組220即可計算無線電模組210的更新的中心頻率和時鐘頻率，如下所示：RFFreq updated =RFFreq *(1+ε ppm *le-6) (10)
ClockFreq updated =ClockFreq *(1+ε ppm * le-6) (11)
其中RFFrequpdated是無線電模組210的更新的中心頻率(MHz)，ClockFreq是無線電模組210的當前時鐘頻率，而ClockFrequpdated是更新的時鐘頻率(MHz)。
使用上述等式，無線通訊裝置200能夠精確定位(pinpoint)用搜索頻帶發現的基地台的中心頻率，並可以調整其無線電模組210的設置。
基於儲存的社區資訊進行網路搜索的示例性方法
圖5示出基於可由根據本公開的示例性實施方式的無線通訊裝置實施的所儲存的社區資訊來進行優化的網路搜索的方法的框圖。
方法開始於無線通訊裝置確定位置資訊是否可用(510)。如果沒有無線通訊裝置的位置資訊是可用的，則無線通訊裝置對儲存在無線通訊裝置的記憶體中的所有社區進行排序(520)。排序可以基於從社區到無線通訊裝置的一個或多個估計距離、使用社區的最新時間，社區的平均RSRP(參考信號接收功率)、平均RSRQ(參考信號接收品質)、RAT能力和/或QoS(服務品質)參數來進行。
一旦已對社區排序，無線通訊裝置以排序的順序搜索每個社區，直到發現可行社區。一旦發現了社區，該方法即結束(590)。
如果，另一方面，無線通訊裝置確定位置資訊可用(510)，則無線通訊裝置針對位置資訊附近範圍內的社區掃描其記憶體(540)。如果記憶體掃描僅顯示位置附近的單個儲存社區(550)，則無線通訊裝置選擇並搜索該儲存社區(560)。然後該方法結束(590)。
如果，另一方面，記憶體掃描顯示位置附近範圍內的多個儲存社區(550)，則無線通訊裝置對被識別為在位置附近範圍內的社區進行排序(570)。一旦排序，無線通訊裝置即按排序順序搜索每個社區，直到發現可行社區(580)。一旦發現可行社區，該方法即結束(590)。
如果，在執行該方法時，無線通訊裝置確定沒有所儲存的社區，或確定在所儲存的社區中沒有可行社區，那麼無線通訊裝置啟動完整的搜索，如下面所討論。
執行協調多RAT支援的完整網路搜索的示例性方法
圖6示出根據本發明的示例性實施方式的用於進行可由實施方式無線通訊裝置實施的多RAT網路搜索的方法的框圖。
該方法開始於無線通訊裝置將其無線電模組設置為具有中心頻率CF和帶寬BW。如上所討論，可以以多個不同方式中的任何一個方式設置帶寬，以便捕獲各種RAT(610)。一旦無線電模組已被設置，無線通訊裝置即將在搜索頻帶內接收的信號從類比信號轉換為數位信號(620)。
一旦該信號是數位格式，無線通訊裝置即通過數位混頻和濾波數位信號從每個RAT中提取信號(630-650)。一旦每個個別的RAT的信號已被提取，無線通訊裝置即基於所提取的資訊搜索每個個別的RAT(660-680)。即使是為了進一步簡化個別的RAT的搜索，無線通訊裝置可使用在一個或多個較早搜索的RAT的搜索的過程中獲得的資訊，以幫助當前RAT的搜索。這類資訊可以包括頻率偏移量、廣播的鄰頻率和社區ID、位置資訊等。可以以這種方式搜索RAT，直到一個或多個可行社區已被發現，在此時，該方法結束(690)。
用於在頻帶內進行高效4G基地台搜索的示例性方法
圖7示出根據示例實施方式的可由無線通訊裝置實施的用於在頻帶內定位4G基地台的方法的框圖。
該方法開始於無線通訊裝置設置它的無線電模組以具有中心頻率和帶寬，以便在4G頻帶的開始接收搜索頻帶(710)。一旦搜索頻帶已被設置，無線通訊即檢測是否在搜索頻帶內發現PSS(主同步信號)(720)。基於PSS的檢測，無線通訊裝置確定基地台是否位於搜索頻帶內(730)。
如果無線通訊裝置確定在搜索頻帶內沒有基地台(730)，則無線通訊裝置確定是否剩餘任何4G頻帶(740)。換言之，無線通訊裝置確定是否已經達到4G頻帶的結束。如果是(740)，則方法結束(790)。或者，如果確定了還有4G頻帶(740)，則無線通訊裝置對無線電模組的中心頻率增加△jump，以便建立新的搜索頻帶(750)。無線通訊裝置然後重複這個過程(720-750)，直到發現基地台(730)或4G頻帶結束(740)。
如果無線通訊裝置發現位於搜索頻帶內的基地台(730)，則無線通訊裝置儲存與發現的基地台有關的資訊和/或對基地台進行額外的處理(760)，如下面進一步詳細的討論。無線通訊裝置然後確定是否剩餘4G頻帶(770)。如果沒有頻帶剩餘，則方法結束(790)。如果頻帶剩餘，則無線通訊裝置對其無線電模組的中心頻率增加△BW(780)，以便產生新的搜索頻帶。無線通訊裝置重複這個過程(720，730和760-780)，直到4G頻帶結束(770)或在搜索頻帶內發現沒有基地台(730)。
用於確定基地台參數並調整無線電模組的示例性方法
圖8示出根據本公開的示例性實施方式的可由無線通訊裝置實施的用於確定基地台參數並調節實施方式無線通訊裝置的無線電模組的方法的框圖。
該方法開始於所述無線通訊裝置獲得分數頻率偏移量θFFO和整數頻率偏移量IFOPASS(810)。可以使用CP相關性獲得分數頻率偏移量θFFO，並可通過確定基地台的中心頻率相對於無線電模組的中心頻率的位置來獲得整數頻率偏移量IFOPASS。
一旦已經計算出分數頻率偏移量θFFO和整數頻率偏移量IFOPASS，則無線通訊裝置使用上述等式(7)-(9)基於這些值確定△f(820)。使用所計算的△f，無線通訊裝置使用上述等式(6)或其一些適當的變化計算無線電模組的時鐘校正因數(830)。
無線通訊裝置然後使用上述等式式(10)和(11)或其一些適當的變化計算無線電模組的更新的中心頻率和更新的時鐘頻率(840)，之後，該方法結束(850)。
相關領域的那些技術人員將認識到關於圖6-8所描述的方法可以額外或可替代地包括上面討論的無線通訊裝置200的任何功能，而且示例性方法的以上描述不應被解釋為限制無線通訊裝置200的方法或說明。
結論
應理解，具體實施方式部分而非摘要部分，旨在用於解釋權利要求書。摘要部分可闡述發明人所考慮的一個或多個(但並非全部)示例性實施方式，因此摘要部分並非旨在以任何方式限制本發明和所附權利要求書。
已經在示出本發明的指定功能及其關係的實施的功能構造塊的幫助下描述了本發明。為便於說明，這些構造塊的界限在此已被任意定義。只要指定功能和關係被適當地進行，即可定義替代的界限。
對於相關領域的那些技術人員顯而易見的是，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可在本文中對形式和細節進行各種變化。因此，本發明不應該被任何所述的示例性實施方式限制，而應僅按照下面的權利要求及其等同物被限定。
100、200‧‧‧無線通訊環境
110‧‧‧第一無線通訊裝置
115‧‧‧第一無線信號
150‧‧‧第二無線通訊裝置
155‧‧‧第二無線信號
201‧‧‧天線
210‧‧‧無線電模組
220‧‧‧控制器模組
230‧‧‧記憶體模組
240‧‧‧排序模組
250‧‧‧定位模組
215‧‧‧類比數位轉換器(ADC)
224‧‧‧混頻模組
224a、224b、224c‧‧‧混頻器
226‧‧‧搜索模組
226a、226b、226c‧‧‧搜索器
CF、325、404‧‧‧中心頻率
BW‧‧‧帶寬
301‧‧‧4G頻帶
302、425‧‧‧光柵點
304‧‧‧第一基地台
305、308‧‧‧頻率範圍
307‧‧‧第二基地台
310、312、314、316、318、320401‧‧‧搜索頻帶
450‧‧‧OFDM子載波
460‧‧‧載波頻率
S510、S520、S530、S540、S550、S560、S570、S580、S590‧‧‧步驟
S610、S620、S630、S640、S650、S660、S670、S680、S690‧‧‧步驟
S710、S720、S730、S740、S750、S760、S770、S780、S790‧‧‧步驟
S810、S820、S830、S840、S850‧‧‧步驟
參照附圖來描述本公開的實施方式。在附圖中，相同的附圖標記表示相同或功能相似的元件。此外，附圖標記的最左邊數位標識在其中附圖標記第一次出現的附圖。
圖1示出無線通訊環境的框圖；圖2A示出其作為無線通訊環境中的一部分而被實施的無線通訊裝置的框圖；圖2B示出可以在無線通訊裝置內實施的無線電模組和控制器模組的部分的框圖；圖3示出由無線通訊裝置搜索的頻帶的圖；圖4示出由無線通訊裝置搜索的頻帶的一部分的放大圖；圖5示出基於可由無線通訊裝置實施的所儲存的社區資訊來進行優化的網路搜索的方法的框圖；圖6示出用於進行可由無線通訊裝置實施的多RAT網路搜索的方法的框圖；圖7示出根據示例實施方式的可由無線通訊裝置實施的用於在實施方式頻帶內定位元基地台的方法的框圖；圖8示出可由無線通訊裝置實施的用於確定基地台參數並調節無線通訊裝置的無線電模組的方法的框圖。
200‧‧‧無線通訊環境
201‧‧‧天線
210‧‧‧無線電模組
220‧‧‧控制器模組
230‧‧‧記憶體模組
240‧‧‧排序模組
250‧‧‧定位模組

Claims (10)

  1. 一種無線通訊裝置，包括：無線電模組，被配置為發送資訊至無線通訊環境，並接收來自無線通訊環境的資訊；控制器模組；定位模組，被配置為向所述控制器模組提供所述無線通訊裝置的位置；以及記憶體模組，被配置為儲存為所述無線通訊裝置服務的社區的社區資訊，其中，所述控制器模組被配置為基於所述位置資訊選擇社區，以及其中，所述控制器模組被配置為基於所述社區的社區資訊控制所述無線電模組。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的無線通訊裝置，其中，所述記憶體模組被配置為儲存多個社區的社區資訊，以及其中，所述記憶體模組被配置為儲存所述多個社區中的每個的位置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的無線通訊裝置，其中，所述控制器模組被配置為基於所儲存的所述多個社區的位置通過比較所述多個社區中的每個的位置與所述無線通訊裝置的位置來從所述多個社區中確定一組本地社區。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的無線通訊裝置，還包括排序模組，其中，所述記憶體模組被配置為儲存多個社區的社區資訊，其中，所述控制器模組被配置為從多個儲存的社區中選擇多個候選社區，以及其中，所述排序模組被配置為基於參數對所述多個候選社區排序。
  5. 一種無線通訊裝置，包括：無線電模組，具有中心頻率和帶寬，從而使所述無線電模組從無線通訊環境接收組合類比信號，所述組合類比信號包括第一無線接入技術的第一類比信號和第二無線接入技術的第二類比信號；類比數位轉換器，被配置為將所述組合類比信號轉換為組合數位信號，所述組合數位信號包括代表所述第一類比信號的第一數位信號和代表所述第二類比信號的第二數位信號；混合模組，被配置為從所述組合數位信號中數位提取所述第一數位信號和所述第二數位信號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的無線通訊裝置，還包括搜索模組，被配置為基於所提取的所述第一數位信號來搜索所述第一無線接入技術，並基於所提取的所述第二數位信號來搜索所述第二無線接入技術。
  7. 一種能夠在LTE無線通訊環境中進行通訊的無線通訊裝置，所述LTE無線通訊環境包括均勻分佈在其中的多個光柵點，所述無線通訊裝置包括：無線電模組，被配置為從所述LTE無線通訊環境中接收信號；控制器模組，被配置為設置所述無線電模組的中心頻率和帶寬以限定搜索頻帶，並檢測在所述搜索頻帶內基地台的存在或不存在，其中，所述搜索頻帶的所述帶寬足夠大以包含所述多個光柵點中的多於一個的相鄰光柵點。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的無線通訊裝置，其中，所述控制器模組被配置為通過檢測與所述基地台相關聯的主同步信號是否在所述搜索頻帶內來檢測在所述搜索頻帶內所述基地台的存在或不存在。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的無線通訊裝置，其中，如果所述控制器模組檢測到在所述搜索頻帶內所述基地台的不存在，則所述控制器模組被配置為將所述無線電模組的所述中心頻率移位元比相鄰光柵點之間的頻率間隔大的移位元頻率。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的無線通訊裝置，其中，如果所述控制器模組檢測到在所述搜索頻帶內所述基地台的存在，則所述控制器模組被配置為計算接收模組相對於所述基地台的頻率偏移量。
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