专利名称：一种小区搜索的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于无线通信技术领域，具体地说，是涉及一种小区搜索的方法及装置。
背景技术：
在无线通信系统中，移动终端开机后，首先需要搜索网络，并登录到小区，与发射机所发送的数据流保持同步后，才能够进行下一步的数据传输。搜索网络和小区的过程称为小区搜索。如何快速地进行小区搜索，并登录到高质量的小区，是直接关系到通信速度和通信质量的关键部分。
小区搜索的方法包括频点顺序浏览法和频点排序法。频点顺序浏览法，是根据已知频段信息对全频段内所有频点依次进行尝试登录，直到登录成功才结束搜索过程。采用频点顺序浏览法的缺点是全频段搜索时间过长，不利于移动终端的省电，特别是在没有网络覆盖的情况下，也要对全频段内所有频点进行尝试登录。另外，由于没有对频点按信号功率进行排序，很可能会首先登录到质量差的小区。
频点排序法是根据频点信号功率对所有的频点进行排序，然后按照频点功率从高到低的顺序依次从各频点尝试登录。采用频点排序法的缺点是当搜索带宽比较宽时，搜索带宽内频点数较多，这样频点排序耗时较长，导致小区搜索时间过长。例如，根据信息产业部对时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统的频谱规划，为TD-SCDMA标准划分了总计155MHz(1880-1920MHz、2010-2025MHz及补充频段2300-2400MHz)的非对称频段，如果对155MHz频段内所有的频点进行功率排序，这个排序的时间就相当长了。而且，在没有网络覆盖的情况下，仍然会从最大功率频点到最小功率频点依次尝试登录相应频点的小区。
可见，现有技术中移动终端的小区搜索过程耗时较长，给用户的使用带来不便，也不利于移动终端电源的节约，因而需要进行改进和完善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种小区搜索的方法及装置，解决现有技术中要排序的频点数目过多、搜索耗时较长的问题。
为解决上述问题，本发明提供方案如下一种小区搜索的方法，包括步骤A、将搜索带宽划分为多个频段，根据频段信号功率对频段进行粗排序，并保存粗排序表；B、判断粗排序表是否为空，若是，小区搜索失败，结束；否则，从粗排序表中选取功率最大频段，根据频点信号功率对功率最大频段内的频点进行精排序；C、根据精排序结果，按照频点功率从高到低的顺序依次从各频点进行登录，若登录成功，小区搜索成功，结束；否则，更新粗排序表，返回步骤B。
较佳地，所述步骤A中，粗排序过程具体包括步骤A1、选择代表各频段的频点；A2、检测所选择频点的功率；A3、根据检测到的功率值对频段进行粗排序。
较佳地，步骤A1中，以固定步长的方法来选择频点。
较佳地，步骤A1中，以固定步长结合最大概率中心频点的方法来选择频点。
较佳地，步骤A2之后进一步包括对频点功率值进行后处理，并去除虚假频段。
较佳地，所述步骤B中，精排序过程具体包括步骤B1、选择频段内进行精排序的频点；B2、检测所选择频点的功率；B3、根据检测到的功率值对频点进行精排序。
较佳地，步骤B1中，以最小距离的方法来选择频点。
较佳地，步骤B2之后进一步包括对频点功率值进行后处理，并去除虚假频点。
较佳地，所述步骤A中，划分的频段的宽度为1.6MHz。
一种小区搜索的装置，包括频段粗排序单元、频点精排序单元、登录单元，其中所述频段粗排序单元，用于将搜索带宽划分为多个频段，根据频段信号功率对频段进行粗排序，并保存粗排序表；所述频点精排序单元，用于在确定粗排序表非空时，从粗排序表中选取功率最大频段，根据频点信号功率对功率最大频段内的频点进行精排序；所述登录单元，用于根据精排序结果，按照频点功率从高到低的顺序依次从各频点进行登录；以及在登录失败时，更新粗排序表，并触发频点精排序单元。
较佳地，所述频段粗排序单元包括粗排频点选择子单元，用于将搜索带宽划分为多个频段，以及选择代表各频段的频点；第一频点功率检测子单元，用于检测所选择频点的功率；粗排序子单元，用于根据检测到的功率值对频段进行粗排序。
较佳地，所述粗排频点选择子单元以固定步长的方法来选择频点。
较佳地，所述粗排频点选择子单元以固定步长结合最大概率中心频点的方法来选择频点。
较佳地，所述频段粗排序单元还包括第一频点功率后处理子单元，用于对频点功率值进行后处理，并去除虚假频段。
较佳地，所述频点精排序单元包括精排频点选择子单元，用于在确定粗排序表非空时，从粗排序表中选取功率最大频段，以及选择频段内进行精排序的频点；第二频点功率检测子单元，用于检测所选择频点的功率；精排序子单元，用于根据检测到的功率值对频点进行精排序。
较佳地，所述精排频点选择子单元以最小距离的方法来选择频点。
较佳地，所述频段精排序单元还包括第二频点功率后处理子单元，用于对频点功率值进行后处理，并去除虚假频点。
较佳地，所述频段粗排序单元中，划分的频段的宽度为1.6MHz。
与现有技术相比，本发明通过采用频段粗排序和频段内频点精排序的方法，在小区搜索的过程中，参与排序的频点数目大大减少，频点排序时间因而也大大减小，提高了小区搜索的速度。进一步，本发明通过对频点功率值进行后处理，去除了虚假频段和虚假频点，一方面能够提高小区搜索的速度，另一方面，在没有网络覆盖的情况下，可直接结束小区搜索过程，有利于移动终端电源的节约。
图1为本发明实施例所述小区搜索的方法流程图；图2为TD-SCDMA系统帧结构示意图；图3为本发明实施例所述小区搜索的装置结构示意图；图4为图3中频段粗排序单元的具体结构示意图；图5为图3中频点精排序单元的具体结构示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
请参照图1，为本发明实施例所述小区搜索的方法流程图，本实施例以TD-SCDMA系统为例进行描述，本领域技术人员容易理解的是，本发明还可以适用于其他无线通信系统。所述小区搜索方法包括以下步骤步骤101、将搜索带宽划分为多个频段。
在TD-SCDMA系统中，划分的频段的宽度优选为1.6MHz，并假设将搜索带宽划分为N个频段。
步骤102、根据频段信号功率对频段进行粗排序，并保存粗排序表。
粗排序过程具体包括步骤S21、选择代表各频段的频点，目的是以选择的频点信号功率做为频段信号功率。
频点的选择方法有两种(1)以固定步长的方法来选择频点，最大步长1.6MHz。
步长为1.6MHz时，每个频段只选取了一个频点；步长为0.8MHz时，每个频段选取了两个频点。也可以选择更小的步长，步长越小，频点信号功率越能反映频段信号功率。但是，随着步长的减小，粗排序的时间会变长。在本实施例中，步长优选为0.8MHz。
(2)以固定步长结合最大概率中心频点的方法来选择频点。
这种选择频点的方法，首先根据固定步长确定所要选择频点的大致位置，然后根据可能被作为中心频点的概率情况，对所要选择频点在固定步长频点位置上进行微调。例如，根据0.8MHz的步长，2010.0MHz是要选择的频点的大致位置，但考虑2010.2MHz很有可能作为中心频点，也就是说，2010.2MHz做为中心频点的概率很大，那么2010.2MHz将代替2010.0MHz作为粗排序的频点值。
步骤S22、检测所选择频点的功率。
所选择频点的下行同步序列(SYNC-DL)的信号功率值即为该频点的功率。首先要检测到SYNC-DL的位置，然后才能计算SYNC-DL的信号功率值。可以通过特征窗检测方法来检测SYNC-DL的位置。图2为TD-SCDMA系统帧结构示意图。图中，TS0～TS6表示7个业务时隙；GP表示保护间隔，GP时段内不发送任何信号；DwPTS表示下行导频时隙；UpPTS表示上行导频时隙。DwPTS由长为64个码片(chip)的SYNC-DL和长为32个码片的GP组成，其中SYNC-DL是一组伪随机码(PN)，分配给不同的小区，用于小区的搜索和下行的同步。
特征窗检测方法的基本的原理是利用下行链路的DwPTS的功率“特征窗”形状来搜索SYNC-DL的大致位置。如图2所示，SYNC-DL码段为64个码片长度，左边有32个码片的GP，右边有96个码片的GP。由于接收到的GP的功率很小，而SYNC-DL码段数据以全功率发射，故从时间分布上分析，SYNC-DL的功率与两边GP相比，SYNC-DL段是“峰”值。当用两边64个码片的功率和(每边各32个码片)除以SYNC-DL段功率和时，得到的比值应当很小。当用功率特征窗的方法遍历整个接收数据时，比值最小的位置即是DwPTS的位置。
通过功率特征窗的方法检测到SYNC-DL的位置后，就可以计算出SYNC-DL的功率值PSYNC-DL＝∑Pi/64，其中，Pi为SYNC-DL中第i个码片的功率值，i＝1，2，…，64。
在本实施例中，还可以对频点功率值进行后处理，以去除虚假频段。
后处理的目的是尽量保正正确检测概率的同时，去掉虚假的检测。后处理可以采用门限后处理方式，也就是判断频点功率是否满足PSYNC-DL-PGP＞T(dB)其中，PGP为GP的功率值，T是门限值，例如T＝4dB。当满足门限判断条件时，这个频点被检测为有信号的正常功率值，否则，这个频点将被判断为无效功率值，其代表的频段为无效频段。无效频段不参与频段粗排序，对于理想情况，移动终端所处的位置无TD-SCDMA网络覆盖时，所有选择的频点都为无效频点，因而，这些无效频点所代表的所有的频段均为无效频段。
步骤S23、根据检测到的功率值对频段进行粗排序。
对于步长等于1.6MHz的情况，频段信号的代表功率为Pn＝P1n，其中，Pn为第n个频段的功率，P1n为在第n个频段中选取的频点的功率，n＝1，2，…，N。
对于步长等于0.8MHz的情况，频段信号的代表功率为Pn＝max(P1n1，P1n2)，其中，P1n1为在第n个频段中选取的第一个频点的功率，P1n2为在第n个频段中选取的第二个频点的功率。
对频段的粗排序是根据Pn，按从大到小进行排序。
步骤103～104、判断粗排序表是否为空，若是，小区搜索失败，结束；否则，进入步骤105。
这里，粗排序表为空有两种情况，一种是根据频点功率值进行后处理后，去除了所有的频段，即所有的频段均为无效频段，对应于没有TD-SCDMA网络覆盖的情况；另外一种是，在所有的频段中都不能登录。不论何种情况，都可以结束小区搜索过程。
步骤105、从粗排序表中选取功率最大频段，根据频点信号功率对功率最大频段内的频点进行精排序。
精排序的频段的选择是从功率最大的频段开始，如果最大功率的频段不能成功登录到小区，则从次大功率的频段开始，依次类推。
精排序过程具体包括步骤S51、选择频段内进行精排序的频点。
在本实施例中，以最小距离的方法来选择频点。
例如，对于频段宽度为1.6MHz的情况，每0.2MHz选取一个频点，共有9个频点。对于每一个精排序频点，计算其与步骤S21中选取的所有粗排序频点的距离，找出与其距离最小的粗排序频点，该距离最小的粗排序频点所对应的频段即为该精排序频点所属的频段。这样，一个频段内所选择的频点个数可能为8或9。
步骤S52、检测所选择频点的功率。同样，也可以对频点功率值进行后处理，以去除虚假频点，去除虚假频点后剩余的频点为参与精排序的有效频点。频点功率的检测及后处理的具体方法见频段粗排序，这里不作赘述。
步骤S53、根据检测到的功率值对频点进行精排序。
对频段内频点的精排序是根据Pm，按从大到小进行排序。其中，Pm是频点的功率，m＝1，2，…，M，M是频段内有效频点的个数。
步骤106～109、根据精排序结果，按照频点功率从高到低的顺序依次从各频点进行登录，若登录成功，小区搜索成功，结束；否则，更新粗排序表，返回步骤103。
更新粗排序表是指将粗排序表中已经登录失败的频段去除，然后，重新执行步骤103，从剩余频段内信号最强的频段进行尝试登录，直到登录成功，或者所有的频段都登录失败后，结束小区搜索过程。
对应本发明上述实施例中小区搜索的方法，这里相应提出一种小区搜索的装置。请参照图3，该图是本发明实施例所述小区搜索的装置结构示意图。其组成主要包括，频段粗排序单元10、频点精排序单元20、登录单元30。
频段粗排序单元10将搜索带宽划分为多个频段，根据频段信号功率对频段进行粗排序，并保存粗排序表。在本实施例中，划分的频段的宽度为1.6MHz。
频点精排序单元20，判断粗排序表是否为空，若是，则说明小区搜索失败，结束搜索；否则，从粗排序表中选取功率最大频段，根据频点信号功率对功率最大频段内的频点进行精排序。
登录单元30，根据精排序结果，按照频点功率从高到低的顺序依次从各频点进行登录，若登录成功，则说明小区搜索成功，结束搜索；否则，说明在该频段内登录失败，更新粗排序表。更新粗排序表是指将粗排序表中已经登录失败的频段去除，更新粗排序表后，触发频点精排序单元20；频点精排序单元20从剩余频段内选取信号最强的频段，进行频点精排序，然后，登录单元30重新进行尝试登录，直到登录成功，或者所有的频段都登录失败后，结束小区搜索。
请参照图4，该图为本发明实施例所述小区搜索的装置中频段粗排序单元10的具体结构示意图，包括，粗排频点选择子单元11，第一频点功率检测子单元12，粗排序子单元13。
粗排频点选择子单元11将搜索带宽划分为多个频段，并选择代表各频段的频点。粗排频点选择子单元11以固定步长的方法来选择频点，或者以固定步长结合最大概率中心频点的方法来选择频点。
第一频点功率检测子单元12检测所选择频点的功率。粗排序子单元13根据检测到的功率值对频段进行粗排序。
进一步，频段粗排序单元10还包括第一频点功率后处理子单元，用于对频点功率值进行后处理，并去除虚假频段。后处理的目的是尽量保正正确检测概率的同时，去掉虚假的检测。后处理可以采用门限后处理方式，当满足门限判断条件时，这个频点被检测为有信号的正常功率值，否则，这个频点将被判断为无效功率值，其代表的频段为无效频段。无效频段不参与频段粗排序。
请参照图5，该图为本发明实施例所述小区搜索的装置中频点精排序单元20的具体结构示意图，包括精排频点选择子单元21，第二频点功率检测子单元22，精排序子单元23。
精排频点选择子单元21在确定粗排序表非空时，从粗排序表中选取功率最大频段，以及选择频段内进行精排序的频点。精排频点选择子单元21可以通过最小距离的方法来选择频点。
第二频点功率检测子单元22检测所选择频点的功率。精排序子单元23根据检测到的功率值对频点进行精排序。
进一步，频段精排序单元20还包括第二频点功率后处理子单元，用于对频点功率值进行后处理，并去除虚假频点。后处理也可以采用门限后处理的方式，当满足门限判断条件时，这个频点被检测为有信号的正常功率值，否则，这个频点将被判断为无效功率值，该频点为无效频点，无效频点不参与频点精排序。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种小区搜索的方法，其特征在于，包括步骤A、将搜索带宽划分为多个频段，根据频段信号功率对频段进行粗排序，并保存粗排序表；B、判断粗排序表是否为空，若是，小区搜索失败，结束；否则，从粗排序表中选取功率最大频段，根据频点信号功率对功率最大频段内的频点进行精排序；C、根据精排序结果，按照频点功率从高到低的顺序依次从各频点进行登录，若登录成功，小区搜索成功，结束；否则，更新粗排序表，返回步骤B。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，粗排序过程具体包括步骤A1、选择代表各频段的频点；A2、检测所选择频点的功率；A3、根据检测到的功率值对频段进行粗排序。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于步骤A1中，以固定步长的方法来选择频点。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于步骤A1中，以固定步长结合最大概率中心频点的方法来选择频点。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤A2之后进一步包括对频点功率值进行后处理，并去除虚假频段。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，精排序过程具体包括步骤B1、选择频段内进行精排序的频点；B2、检测所选择频点的功率；B3、根据检测到的功率值对频点进行精排序。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于步骤B1中，以最小距离的方法来选择频点。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤B2之后进一步包括对频点功率值进行后处理，并去除虚假频点。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤A中，划分的频段的宽度为1.6MHz。
10.一种小区搜索的装置，其特征在于，包括频段粗排序单元、频点精排序单元、登录单元，其中所述频段粗排序单元，用于将搜索带宽划分为多个频段，根据频段信号功率对频段进行粗排序，并保存粗排序表；所述频点精排序单元，用于在确定粗排序表非空时，从粗排序表中选取功率最大频段，根据频点信号功率对功率最大频段内的频点进行精排序；所述登录单元，用于根据精排序结果，按照频点功率从高到低的顺序依次从各频点进行登录；以及在登录失败时，更新粗排序表，并触发频点精排序单元。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述频段粗排序单元包括粗排频点选择子单元，用于将搜索带宽划分为多个频段，以及选择代表各频段的频点；第一频点功率检测子单元，用于检测所选择频点的功率；粗排序子单元，用于根据检测到的功率值对频段进行粗排序。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于所述粗排频点选择子单元以固定步长的方法来选择频点。
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于所述粗排频点选择子单元以固定步长结合最大概率中心频点的方法来选择频点。
14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述频段粗排序单元还包括第一频点功率后处理子单元，用于对频点功率值进行后处理，并去除虚假频段。
15.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述频点精排序单元包括精排频点选择子单元，用于在确定粗排序表非空时，从粗排序表中选取功率最大频段，以及选择频段内进行精排序的频点；第二频点功率检测子单元，用于检测所选择频点的功率；精排序子单元，用于根据检测到的功率值对频点进行精排序。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于所述精排频点选择子单元以最小距离的方法来选择频点。
17.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述频段精排序单元还包括第二频点功率后处理子单元，用于对频点功率值进行后处理，并去除虚假频点。
18.如权利要求10所述的装置，其特征在于所述频段粗排序单元中，划分的频段的宽度为1.6MHz。
全文摘要
本发明公开了一种小区搜索的方法及装置。所述方法包括步骤A.将搜索带宽划分为多个频段，根据频段信号功率对频段进行粗排序，并保存粗排序表；B.判断粗排序表是否为空，若是，小区搜索失败，结束；否则，从粗排序表中选取功率最大频段，根据频点信号功率对功率最大频段内的频点进行精排序；C.根据精排序结果，按照频点功率从高到低的顺序依次从各频点进行登录，若登录成功，小区搜索成功，结束；否则，更新粗排序表，返回步骤B。本发明的小区搜索方法及装置，一方面提高了小区搜索的速度，另一方面，在没有网络覆盖的情况下，可直接结束小区搜索过程，有利于移动终端电源的节约。
文档编号H04B1/707GK101013901SQ20071006393
公开日2007年8月8日 申请日期2007年2月14日 优先权日2007年2月14日
发明者牟秀红 申请人:北京天碁科技有限公司