专利名称：扫描相邻小区的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及在蜂窝通信网络中的无线通信装置扫描相邻小区，更具体的，涉及从考虑的信道中排除测量功率实际上由临近信道功率组成的信道来减少扫描次数。
背景技术：
移动用户使用无线通信装置在蜂窝无线通信网络上通过发射和接收无线通信装置与一个或多个基站之间的无线信号来通信，这些基站位于到不同移动用户的不同距离处。
包括移动用户相对于一个或多个基站移动的条件改变通常会迫使无线通信装置识别另一个基站，来促进和网络的进一步通信。基于移动用户相对于一个或多个基站的移动，选择新的服务基站的决定通常是无线通信装置和前一服务基站之间接收信号强度改变的结果。或者是前一服务基站的接收信号强度恶化到不可接受的水平和/或在无线通信装置和新的可选基站之间现在存在可用的更强的信号。
为确保移动通信装置始终和最佳可用服务基站通信，无线通信装置会周期扫描相邻小区以及对应的基站。当合适时，通信装置会启动重选或越区切换。当选定了新的服务基站且无线通信装置处于专用模式(例如当呼叫正在进行)时，发生越区切换。当选定新的服务基站且无线通信装置处于空闲模式时发生重选。当最初给无线通信装置供电并且无线装置在网络内初始定位自身时也会发生类似的选择处理。
中型频带GSM(对应全球移动通信系统)，通常在信道之间提供200kHz的载波间隔。然而，给出标准信号的功率分布图，在若干连续的临近信道出现了不同衰减电平的溢出功率。GSM规范为若干连续临近信道定义了参考干扰电平，它对应可检测电平以及邻近信道功率允许量。在直接临近信道或200kHz远的信道的情况中，相对于在主信道上传输的功率，GSM规范提供了低于-9dB的参考干扰电平。对于400kHz和600kHz远的临近信道，GSM规范要求参考电平分别不超过-41dB和-49dB。
GSM规范进一步提供了9dB的检测容限。这被解释为在直接临近信道中溢出功率极限是-18dB，并对于400kHz和600kHz远的临近信道，要求溢出功率分别不能超过-50dB和-58dB。
在某些情况中，临近信道的溢出功率具有功率电平，足够强被无线通信装置观察到。例如，如果无线通信装置接收的主信号的信号强度是-41dB，直接临近信道可能具有可被无线装置觉察到的功率电平，而该功率电平实际上包括溢出功率，功率电平是-59dB，仍然在规范所允许的溢出功率限制之内。此外，功率电平是-59dB的信道足够强，从而被识别为具有潜在可检测信号的信道。通常，为具有接收特定信道上信号的足够功率，需要该信号具有高于已知灵敏度-104dBm的信号强度。在相同例子中，溢出功率能在400kHz和600kHz远的临近信道分别产生-91dB和-99dB信道功率电平，这可被无线通信装置觉察到。在-91dB和-99dB，这两个信道功率电平都足够强从而被识别为潜在的具有感兴趣信号的信道。
优选的，标准的频率分配会规定在相同地理区域内不使用相邻信道，从而最小化来自邻近信道的干扰溢出功率的效果。然而有些时候，即使不使用附近的信道，系统仍然会在服务小区传送的定义相邻小区列表中包括附近的信道，然后使用该列表监测并搜索相邻小区。在这些情况中，无线通信装置有时花费时间和能量来尝试获得附近信道上的信号，而该信道的测量功率实际上由来自邻近信道的溢出功率组成，因此在该信道上捕获信号的希望非常小。无线装置有时在超出允许尝试次数限制之前进行若干捕获信号的尝试，并试图捕获列表上的下一信道。
因此，需要一种扫描相邻小区的方法和设备，该方法和设备能从考虑和要扫描的信道列表中排除其检测功率被确定为实际由临近信道功率组成的信道。
发明概要本发明提供一种扫描相邻小区的方法。该方法包括测量来自相邻小区的信道功率，并根据功率测量将信道排序。然后按照排序的功率测量降序方式尝试从相邻小区信道中捕获或识别信号。当成功捕获或识别来自某信道的信号时，确定临近信道功率量，该临近信道功率量被产生作为来自成功捕获或识别的信道的信号的一部分。
然后将确定的临近信道功率和信道排序列表上任何对应信道的测量功率比较。然后从排序信道组中删除测量功率实际由临近信道功率组成的信道。
在至少一个实施例中，尝试从相邻小区信道捕获信号包括，搜索在选定信道上传输的信号，并试图和该预期信号同步。在尝试和预期信号同步时，由该传输信号承载的信息被解码。然后检索来自该解码信息的任何同步数据。最后和捕获的信号相关联的存储该同步数据。
在至少另一个实施例中，确定产生的临近信道功率量包括，识别捕获的信号的类型，并将该信号和一个或多个预定功率分布图至少之一匹配。在另一个实施例中，检索相对于捕获信号的功率测量值，并将该值用于通过从测量功率值中减去对应用于一个或多个连续相邻信道的每一个的预期干扰电平的预定量来计算干扰的预期电平。在至少某些例子中，预定量是根据对应匹配预定功率分布图的值的。
本发明进一步提供一种用在无线通信装置内的处理器单元，该处理器单元连接到接收机，并通过扫描相邻小区建立和维护通信系统内的通信。该处理器控制单元包括处理器以及连接到所述处理器和接收机的接口单元，配置该接收机用于接收对应一个或多个相邻小区的信号，并接收已接收信号的特征。存储单元连接到所述处理器，用于存储一个或多个已接收信号的特征以及由处理器执行的一个或多个指令组。
该指令组包括，用于确定从相邻小区传输的信道的测量功率电平并根据测量功率电平产生排序信道列表的预存指令，用于按照排序功率测量降序顺序经接收机尝试捕获来自相邻小区信道的信号的预存指令，以及用于从排序信道列表中删除一个或多个相邻小区的预存指令，其中这些相邻小区的测量功率电平实际上由临近信道功率产生，并作为成功捕获或识别的信号的一部分。
在至少实施例之一中，将处理器单元结合作为无线通信装置的一部分，其中该无线通信装置包括接收机以及连接到接收机的天线。在另一个实施例中，无线通信装置进一步包括连接到天线的发射机。
从以下参考附随附图对本发明一个或多个优选实施例的说明中，本发明的这些目的、特点以及优点更加显而易见。
图1是代表无线通信系统覆盖区域一部分的地理区域的示范地形图；图2是在一个或多个连续临近信道中为在特定信道上传输的信号定义的参考干扰电平的示范功率分布图；图3是用于至少一个无线通信装置实施例的电子电路的框图，该无线通信装置可被用来结合本发明；图4是根据本发明的至少一个实施例，用于扫描相邻小区的方法的流程图；图5是尝试捕获或识别来自相邻小区信道信号的更详细的流程图；以及图6是用于确定相邻信道功率产生的作为来自某信道的信号一部分的量的详细流程图，其中成功捕获或识别该信道。
具体实施例方式
虽然本发明容许不同形式的实施例，在附图中显示并下面将说明目前是优选的实施例，同时应当理解，本公开是本发明的范例，不应当认为将本发明限制在了显示的特定实施例中。
图1显示了无线通信系统部分的示范地形图。地形图100包括多个如图所示用六边形表示的小区102。这些六边形仅仅是粗略的近似，实际上传输区域并不是如此统一定义的。每个小区通常由一个或多个基站(BS)104服务，被称为服务基站，它和在对应小区102内移动的移动站(MS)106通信。
通常，移动站106离服务基站104越远，得到的信号就越弱。相反，当移动站106向基站104移动时，信号通常变强。移动站106继续远离服务基站104，并向相邻小区102的基站104移动，在某点，它可能期望将继续通信的控制转移到相邻小区102的基站104。通常根据从服务基站和各个相邻小区102的基站接收的信号的相对强度确定控制转移。因此，根据若干无线通信操作标准运行的无线通信装置监测来自服务小区和一个或多个附近相邻小区的信号的相对强度。
通常，来自各个小区的信号是可以区分的，因为它们在接近理想的相互正交的不同信道上广播。如上所述，GSM标准包括信道，信道之间相隔200kHz。每个基站都被分配预定频带内的一个或多个频率。因为在一个频率上传输的信号能够将功率溢出到相邻频率上，在相同地理区域内优选的不使用连续的信道。
GSM规范对参考干扰电平有非常明确的限制，这影响了能在连续临近信道上传输的溢出功率量。图2显示参考干扰电平120以及对应的可容许功率分布图121，每一个都用实线显示，其中，可容许功率分布图121包括由于在GSM系统内特定频率上传输的信号而导致的在附近临近信道内可容许的干扰电平。显示的在参考干扰电平120以及可容许功率分布图之间的关系假定必需的9dB检测容限。对于GSM系统，可在GSM规范5.05的6.3部分找到参考干扰电平的要求。GSM规范允许+9dB的共信道干扰，允许相离200kHz的临近信道的-9dB干扰，相离400kHz的临近信道的-41dB干扰，以及相离600kHz的临近信道的-49dB干扰。
在某些系统中，不同于9dB的检测容限是可能的。可能定义检测容限小于9dB，其中该系统包括改进的接收机技术。具有低于9dB的系统进一步可能在一个系统中，该系统包括关于信道列表的附加信息。例如，某些增强观察时间差(EOTD)系统通过将预定或预计算的同步数据作为和信道列表(BA列表)一起传输的附加数据(辅助数据)的一部分来降低必要的检测容限。
监测相邻小区的信道的功率电平，从而确定应当何时执行重选或越区切换。由服务基站在被称为BA列表的列表中将对应附近相邻小区的信道的标识传输到移动用户。BA列表是为了限制必要的搜索，并可以包括多达32条的相邻信道。不幸的是，没有任何规则要求仅仅列出的信道才是移动用户可能检测的信道。有时BA列表包括在某位置或区域使用的特定载波的信道块。有时这样可以导致无线通信装置试图捕获某信道的信号，其中该信道的测量功率实际上由临近信道功率组成。
为了显示，假定服务和相邻基站104传输信号的功率分布图对应类似GSM规范允许的限制的功率分布图，如图2所示。如上所述，这些限制可根据要求的检测容限或定义的参考干扰电平的不同而改变。进一步假定存在两个额外的附近小区，每个都分别在相隔400kHz的信道上传输。移动站106观察到的来自两个相邻小区的信号122和124的相对信号强度用虚线表示。
在第一个例子中，相隔-400kHz的信道上的信号122的功率电平具有超过分别用实线表示的参考干扰电平120以及信号121产生的溢出功率的功率电平。可选的，相隔+400kHz的信道上的信号124的功率电平具有虽然超过信号121产生的溢出功率的信号电平，但低于必需的参考干扰电平120的功率电平。在第一例中，干扰容限是大约20dB。很可能能从显示的干扰源中成功区分并成功捕获相隔-400kHz的信道上的信号。在第二例中，干扰容限近似-4dB。因为参考干扰电平的功率电平超过了在该信道上传输的信号的功率电平，可能不能捕获在相隔+400kHz上的信号。如果移动站尝试捕获该信号，移动站可能会进行若干尝试，直至超过了允许尝试的次数，然后移动站尝试捕获列表中其他剩余的信道。这样做不仅延迟了对来自相邻小区其他信道的扫描，而且捕获信道的无益尝试所使用的计算资源可被用于其他任务和/或可允许将无线通信装置置为功率节省空闲模式。
显示了用于至少一个无线通信装置100的实施例的框图，该装置对应图1所示的移动站106。无线通信装置包括无线接收机201和发射机203。接收机201和发射机203都通过双工器207连接到无线通信装置的天线205。发射机203和接收机201使用的特定无线频率由微处理器209确定，并经接口电路213被传送到频率合成器211。接收机201接收的数据信号被解码并由接口电路213连接到微处理器209，由发射机203发射的数据信号由微处理器209产生并在发射机203发射之前由接口电路213格式化。发射机203和接收机201的操作状态由接口电路213启动或禁止。
在优选实施例中，微处理器209形成处理单元的部分，它和接口电路213一起在存储在存储器部分215的程序的控制下执行必要的处理功能。微处理器209和接口电路213可以包括一个或多个微处理器，该一个或多个微处理器可包括数字信号处理器(DSP)。存储器部分215包括一种或多种形式的易失和/或非易失存储器，包括通用ROM221，EPROM 223，RAM 225或EEPROM 227。无线通信装置的特征通常存储在EEPROM 227(如果可用，还可以存储在插件EEPROM内的微处理器中)中，并可以包括通用蜂窝系统内操作所需的号码分配(NAM)和/或无线基站操作所需的基站识别符(BID)。在存储器部分215内还存储多组用于扫描相邻小区的预存指令组。
音频处理电路219控制用户声音、麦克风229的输出以及扬声器231的输入，并形成用户接口电路233的部分。用户接口电路233还包括用户接口处理电路235，它管理键盘237(一个或多个)和/或显示器239(一个或多个)的任何操作。还预见到可以包括任意的键盘操作作为触摸感应显示器的一部分。
图4显示根据本发明至少一个实施例，用于扫描相邻小区的方法的流程图300。通常该流程图实施作为存储在处理器单元217的存储器部分215内的一个或多个预存指令组，和微处理器209一起执行。至少一个例子包括用于确定从相邻小区传输的信道的测量功率电平并根据功率测量产生排序信道列表的预存指令组。该多个预存指令组进一步包括按照排序功率测量降序顺序，用于尝试经接收机捕获来自相邻小区信道的信号的指令，以及用于从排序信道列表中删除一个或多个相邻小区的预存指令，其中这些相邻小区的测量功率电平实际由临近信道功率组成，产生该临近信道功率作为成功捕获信号的一部分。说明作为流程图300一部分的对应要素。
更具体的，在流程图300中说明的用于扫描相邻小区的方法开始包括测量相邻小区信道功率302。如前所述，相邻小区列表被包括作为列表的一部分，在某些例子中指的是从当前服务小区接收的BA列表。然后根据功率测量排序信道304。
然后按照排序的功率测量降序顺序尝试捕获来自相邻小区的信号306。通常，尝试捕获来自具有最高功率测量的信道的有限数目的信号。然后确定308是否成功捕获该信道的信号。如果没有成功捕获信号，则尝试继续捕获信号直至成功捕获信号。当成功捕获信号时，确定310产生作为成功捕获信号一部分的量的临近信道功率。根据功率分布图计算临近信道功率量，功率分布图是已知或确定的。在任何特定系统中，可有多于一个的功率分布图被用于计算临近信道功率。可以根据捕获信号的类型识别符或识别的信号使用特定的功率分布图。识别的信号可以具有蜂窝通信系统之外的源。
在确定临近信道功率量之后，然后比较312确定的量和列表中对应信道的测量功率。如果测量信道功率没有超过确定的临近信道功率314对应检测容限的足够的量，如果有这样的信道，则将该信道识别为实际上由临近信道功率组成，从排序信道列表中去除316该信道，作为应当尝试捕获的信道。如前所述，检测容限是变化的，而在某些例子中没有检测容限。这样，能够成功捕获可能没有信号的信道，但是列表上出现的信道必须具有足够高的功率测量，可以删除实际上包括临近信道功率的信道，而无需尝试捕获该信号。
如果在排序列表318中还存在其他信道，则尝试从剩余的信道306中捕获信号。否则，该方法结束。
图5显示了尝试从相邻小区信道捕获信号306的更详细的流程图320。更详细的流程图320包括，搜索排序信道列表中下一信道的信道322。然后确定324是否发现信号。如果发现信号，解码326信号从而译码传输的信息。如果存在同步数据，则从解码的信息中检索328同步数据。然后和捕获的信号相关联地存储330同步数据，以备无线通信装置在确定将控制转移到对应的相邻小区以促进和新信道的进一步通信的情况下使用。
图6显示了用于确定作为成功捕获的信号的一部分的临近信道功率产生的量310的更详细的流程图340。开始时，识别342捕获信号的类型。在识别信号类型之后，在344将该信号和一个或多个预定功率分布图的至少之一匹配。然后检索346捕获的信号的功率电平。然后根据已知的主功率电平和在由预定功率分布图定义的各个临近信道内产生的期望功率的功率电平之间的差，将检索的功率电平减去一个量348。
通过将识别的信号和一个或多个预定功率分布图至少之一匹配，可以容纳具有不同功率分布图的信号。此外，确定的并和排序信道组比较的临近功率电平可以和捕获来自无线通信装置目前正在同新的信道上的信号或来自成功捕获作为相邻小区扫描一部分的信道的信号一起确定。
为进一步显示本发明，参考图2所示例子。如果包括在相邻小区信道列表中的BA列表在0kHz，+400kHz和-400kHz，在测量信道功率电平并排序之后，排序信道列表按顺序包括，0kHz，-400kHz和+400kHz。由于在排序列表中具有最高功率电平，因此尝试从0kHz信道捕获信号。当信道捕获成功时，确定在邻近信道中由于捕获信号传输产生的预期功率电平。
然后将确定的临近信道的功率电平和实际测量的临近信道的功率电平比较。在某些实施例中，如果存在，这包括考虑对应的检测容限。如果测量功率电平没有超过临近信道功率产生的预期功率电平，在该信道上尝试捕获信号是无益的假设上，从列表中删除该信道，因为干扰或噪声产生的已知电平是早已捕获的信道的信号的一部分。在该例中，从列表中删除+400kHz的信道。然而，因为在-400kHz的测量功率电平超过了确定的产生作为在信道0kHz上传输的信号的一部分的临近信道功率，-400kHz的信道仍然保持在要捕获的信道列表中，并尝试捕获-400kHz的信号。
如果BA列表还包括在+200kHz和-200kHz的信道，根据产生作为在信道0kHz上传输的信号的一部分的临近信道功率，这些信道会类似的从考虑中排除。限前的无线通信装置根据实际功率电平的存在，如果该信道被包括在BA列表中通常会尝试捕获在-200kHz和+200kHz的信号。除了功率电平实际上由临近信道功率组成的事实，该信道上没有任何可测量合法信号存在。通过从要捕获的信道列表中删除这些信道，从扫描相邻小区的处理中排除了不能捕获的信道，而无需经历试图捕获信号的处理，从而获得更高的处理效率。
虽然显示并说明了本发明的优选实施例，应当理解本发明并不限于此。本领域技术人员能做出多种修改、变化、改编、替换以及等同物，而不背离由附随权利要求定义的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种扫描相邻小区的方法，包括测量来自所述相邻小区的信道功率；根据所述功率测量值对信道进行排序；按照排序的功率测量值的降序顺序来尝试捕获或识别来自所述相邻小区信道的信号；确定被产生作为来自信道的、被成功捕获或识别的信号一部分的临近信道功率量；比较确定的临近信道功率和对应信道的测量功率；以及从排序的信道组中删除任何测量功率实际由临近信道功率组成的信道。
2.根据权利要求1的方法，进一步包括从服务小区接收相邻小区列表。
3.根据权利要求1的方法，其中尝试从相邻小区信道捕获信号包括尝试捕获来自具有最高功率测量值的预定数目的相邻小区的信号，其中这些小区形成所述排序的信道组。
4.根据权利要求1的方法，其中当从排序的信道组中删除信道时，将还不是该组一部分并且先前未从组中删除的具有次高功率测量值的信道加入到该组中。
5.根据权利要求1的方法，其中尝试捕获来自所述相邻小区的信道的信号包括搜索在选定信道上传输的信号；以及尝试和预期信号同步包括解码由所述传输的信号承载的信息，从所述解码的信息中检索任何同步数据，以及将同步数据和捕获的信号相关联地存储。
6.根据权利要求1的方法，其中确定被产生作为信号一部分的、被成功捕获的临近信道功率量值包括检索相对于所述捕获信号的功率测量值；从测量功率值中减去预定量，该预定量对应于连续临近信道中的每一个的预期干扰电平。
7.根据权利要求6的方法，其中如果所述临近信道的测量功率电平不超过预期干扰电平，则所述测量功率实际由确定的临近信道功率组成，产生该临近信道功率作为成功捕获信号的一部分。
8.根据权利要求6的方法，其中，所述预期干扰电平对应预定功率分布图。
9.根据权利要求1的方法，其中，确定产生的临近信道功率量包括识别捕获信号的类型；以及将信号和一个或多个预定功率分布图的至少之一匹配。
10.根据权利要求1的方法，其中来自所述相邻小区信道的信号包括来自至少预先指示帧或时隙之一的信号。
11.根据权利要求1的方法，其中将扫描相邻小区作为至少空闲模式中的重选处理以及专用模式中的越区切换处理之一的一部分执行。
12.根据权利要求1的方法，其中无线通信装置执行相邻小区扫描，以建立并维护和该装置在广播范围内与一个或多个基站的通信。
13.根据权利要求12的方法，其中所述无线通信装置是便携式手持通信装置。
14.根据权利要求1的方法，其中实际由临近信道功率组成包括不超过临近信道功率一个对应预定检测容限的量。
15.一种连接到接收机的、用在无线通信装置内的处理器单元，通过扫描相邻小区建立和维护通信系统内的通信，所述处理器控制单元包括处理器；连接到所述处理器和接收机的接口单元，用于将接收机配置为接收对应一个或多个相邻小区的信号，并用于接收已接收信号的特征；连接到所述处理器的存储单元，用于存储一个或多个已接收信号的特征以及一组或多组处理器执行的指令组；以及用于确定从相邻小区传输的信道的测量功率电平，并根据测量的功率电平产生信道排序列表的预存指令；用于尝试按照排序功率测量值的降序顺序、经接收机捕获来自相邻信道的信号的预存指令；以及用于从信道排序列表中删除一个或多个相邻小区的任何一个信道的预存指令，其中这些信道的测量功率电平实际由产生作为被成功捕获或识别的信号一部分的临近信道功率组成。
16.一种无线通信装置，包括接收机；连接到所述接收机的天线；处理器控制单元，包括处理器，连接到所述处理器和接收机的接口单元，用于接收为一个或多个相邻小区已接收的信号的特征，连接到所述处理器的存储单元，用于存储一个或多个已接收信号的特征以及处理器执行的一组或多组指令组，用于确定从相邻小区传输的信道的测量功率电平，并根据测量的功率电平产生信道排序列表的预存指令；用于尝试按照排序功率测量值的降序顺序经接收机捕获来自相邻信道的信号的预存指令；以及用于从信道排序列表中删除一个或多个相邻小区的任何一个信道的预存指令，其中这些信道的测量功率电平实际由产生作为被成功捕获或识别信号一部分的临近信道功率组成；以及用户接口电路。
17.权利要求16的无线通信装置，进一步包括连接到天线的发射机。
18.权利要求16的无线通信装置，其中所述用户接口电路包括扬声器、麦克风、键盘和显示器中的至少之一。
全文摘要
本发明提供一种通过从考虑信道中排除测量功率实际上由临近信道功率组成的信道来减少扫描次数的方法和设备。该方法和设备包括测量来自相邻小区的接收信道功率(302)，尝试按照接收信道功率排序列表降序顺序捕获或识别来自相邻小区列表(306)中的信道的信号。当成功捕获或识别来自相邻小区信道的信号时，根据捕获或识别信号的预期功率分布图确定临近信道功率量(310)。然后将确定的临近信道功率和对应信道的测量功率比较(312)。将测量功率实际上由临近信道功率组成的信道从要捕获的信道列表中删除(316)。
文档编号H04W52/00GK1675942SQ03819400
公开日2005年9月28日 申请日期2003年8月5日 优先权日2002年8月15日
发明者查尔斯·菲利普·宾泽尔 申请人:摩托罗拉公司(特拉华州注册)